[发明专利]一种DIY教育三轴飞行器

说明书

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，具体涉及一种DIY教育三轴飞行器。

背景技术

旋翼飞行器顾名思义就是装有旋翼、主要靠旋冀产生升力作为主要动力来源的飞行器的总称。由于旋翼的构造特点及其动力学特性使得旋翼飞行器均具有固定翼飞行器所不能比拟的特性，如低空飞行，悬停，左右侧飞等。旋翼飞行器的种类也很多，从功能上有航拍、农业喷洒、搜救、特技表演等；从旋翼数量，主要有三轴、四轴、六轴、八轴等。

多旋翼飞行器除了作为成型的工业产品之外，也深受航模迷、玩家和创客们的喜爱。模块化、开源化的各个组件，使得任何人都可以动手制作自己的多旋翼飞行器。

其中，三轴飞行器与四轴飞行器最为流行，这主要是因为其结构简单、原理易于理解。

现有技术中，四轴飞行器的四个电机分布在飞行器的四个角，对角线上的两个电机转向相同，同一侧的电机转向相反，巧妙的抵消了反向扭矩。

三轴飞行器则不同，三轴飞行器的三个电机位于三个顶点，构成等边三角形的形状。其电机布置也分为两种，一种使用三组共轴旋翼，达到抵消反扭矩的目的，另一种最为常用，也就是在尾部旋翼增加舵机，使尾部旋翼有一定的倾角，以此来平衡扭矩。

并且，三轴飞行器相比四轴飞行器更加适合用来航拍，一是120度的前视野相比四轴飞行器的90度更加宽广，二是在调整飞行姿态时，三轴飞行器的尾旋翼角度改变是需要一定时间的，而非像四轴飞行器那样瞬间改变转速，可以造成一种人工拍摄或自动补摄的感觉。

所以，申请人选择研发DIY三轴飞行器。三轴飞行器结构简单、原理易于理解、便于航拍、小巧轻便等特点，是其能够成为教育产品的重要因素。

现今，多旋翼飞行器虽深受人们喜爱，被广泛应用于各行各业，但仍未涉足教育行业。原因主要集中在成本过高、DIY难度过高、操作难度高、存在安全隐患等，其实际教学意义也并没有完整的定义。

多旋翼飞行器使用了多个电机、包含了多个传感器(如GPS、气压、角度、角速度传感器等)、装备了多次充放电的大容量锂电池、复杂的操作台(遥控器)等。这一切使得多旋翼飞行器的价格不菲。然后，这一切复杂的结构，也使其有一定的制作难度和操作难度。并且，高速旋转的螺旋桨也有一定的危险性，如果使用不当，也会造成安全事故。其教学意义的不明确，也是教育行业尚未接纳这个新鲜实物的原因之一。

在教学中，成本过高、难度过大、教学意义不明确等都意味着难以推广，而安全隐患则使得其无法应用于教学。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种DIY教育三轴飞行器，该DIY教育三轴飞行器采用舵机控制尾旋翼角度的设计，使得其结构简单。并且，模块化的设计，使得飞行器具备极高的可复制性，大大降低了成本。本发明将三轴飞行器模块化，分为各个组件，并且提供详细的教学指导，如手册、视频、课程等，极大的降低了DIY组装的难度，使得未成年的学生也可以在指导下完成自己的飞行器。同时也提供完善的操作指导，包括手册、视频、课程等。而且会提供飞行模拟器，用来进行飞行练习，从而降低操作门槛，使得操作也变得易于掌握。

为实现上述目的，本发明所述的DIY教育三轴飞行器包括外壳部分和电路部分，其中所述的外壳部分包括上壳、底壳、螺旋桨机架与中心垫板，上壳固定在底壳的上方，螺旋桨机架的一端固定在底壳上，另一端由底壳向外呈辐射状延伸；中心垫板设置在上壳与底壳之间；所述的电路部分包括控制部分和动力部分，所述的控制部分由分电板、飞控和接收机组成，通过焊接和杜邦线将分电板、飞控和接收机各模块连接在一起，起到对三轴飞行器无刷电机和舵机的控制作用，接收机用于接收遥控器信号；所述的动力部分由分螺旋桨、无刷电机和电子调速器组成，通过焊接的方式进行连接，通过飞控的控制，电子调速器调速带动无刷电机的旋转，让螺旋桨产生一个升力，使三轴飞行器进行飞行。

所述的上壳采用3D打印技术完成，上壳的外部采用轻弧度的形状设计以降低空气阻力，上壳的内部设有多个卡槽用来固定电子调速器、无刷电机与电源线的位置。

所述的底壳包括底壳电路部分和底壳电池部分，底壳电路部分内部设置有放置电路部分的位置，底壳电池部分内部设置有存放电池的位置，底壳也采用3D打印技术完成，底壳采用双凹面的形状设计。