多旋翼無人機(jī)教案

多旋翼無人機(jī)教案

哈爾濱四通技工學(xué)校第三教學(xué)站延壽農(nóng)民工綜合培訓(xùn)學(xué)校課程名稱：多旋翼無人機(jī)操作基礎(chǔ)授課教師：張海東第一章無人飛行器概述教學(xué)目標(biāo)：1.了解無人飛行器的發(fā)展簡史2.掌握無人飛行器的優(yōu)缺點(diǎn)3.了解無人飛行器的應(yīng)用領(lǐng)域教學(xué)重點(diǎn)：1.了解無人機(jī)的定義2.掌握無人機(jī)的應(yīng)用3.了解無人機(jī)未來的發(fā)展趨勢教材分析：無人機(jī)的概述對于學(xué)員更好地了解無人機(jī)至關(guān)重要。教學(xué)方法：講授法授課類型：新課課時(shí)：2課時(shí)課程內(nèi)容：一、組織教學(xué)二、課前提問三、導(dǎo)入新課四、教學(xué)內(nèi)容：1.1910年，在萊特兄弟所取得的成功的鼓舞下，來自俄亥俄州的年輕軍事工程師查爾斯·科特林建議使用沒有人駕駛的飛行器：用鐘表機(jī)械裝置控制飛機(jī)，使其在預(yù)定地點(diǎn)拋掉機(jī)翼并象炸彈一樣落向敵人。在美國陸軍的支持和資助下，他制成并試驗(yàn)了幾個(gè)模型，取名為“科特林空中魚雷”、“科特林蟲子”。2.二戰(zhàn)期間，美國海軍首先將無人機(jī)作為空面武器使用。1944年，美國海軍為了對德國潛艇基地進(jìn)行打擊，使用了由B-17轟炸機(jī)改裝的遙控艦載機(jī)。3.上世紀(jì)70-90年代及其以后，以色列軍事專家、科學(xué)家和設(shè)計(jì)師對無人駕駛技術(shù)裝備的發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)，并使以色列在世界無人駕駛系統(tǒng)的研制和作戰(zhàn)使用領(lǐng)域占有重要地位。4.最著名的是“捕食者”可復(fù)用無人機(jī)，世界上最大的無人機(jī)——“全球鷹”，“影子-200”低空無人機(jī)，“掃描鷹”小型無人機(jī)，“火力偵察兵”無人直升機(jī)。5.多旋翼無人飛行器理論開創(chuàng)于上世紀(jì)10年代，直升機(jī)研發(fā)之前。幾家主要飛機(jī)生產(chǎn)商開發(fā)出的在多個(gè)螺旋槳中搭乘飛行員的機(jī)型，開創(chuàng)了多旋翼飛行器的理論。6.2007年以后，裝配高性能壓電陶瓷陀螺儀和角速度傳感器（六軸陀螺儀）的多旋翼無人飛行器開始出現(xiàn)加速發(fā)展。7.伴隨著飛行器技術(shù)的進(jìn)步，多旋翼無人飛行器使用者會急劇增加。這樣一來，事故和故障也會相應(yīng)增加，甚至?xí)l(fā)展成社會問題。未來不僅是制造商和商店一級，協(xié)會和主管部門面向多旋翼無人飛行器的飛行會和培訓(xùn)班也會增加。2、機(jī)架是多旋翼飛行器的骨架，常見的材料有碳纖維、鋁合金等。電機(jī)是多旋翼飛行器的動(dòng)力源，根據(jù)需要選擇不同功率的電機(jī)。電調(diào)是控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的設(shè)備，不同型號的電調(diào)有不同的控制方式。槳葉是產(chǎn)生升力的部件，根據(jù)需要選擇不同大小和材質(zhì)的槳葉。電池是提供飛行器電能的裝置，一般使用鋰電池。遙控器是控制飛行器飛行的設(shè)備，可以通過遙控器控制飛行器的起飛、降落、轉(zhuǎn)向等動(dòng)作。飛行輔助控制系統(tǒng)包括飛行控制器、GPS導(dǎo)航系統(tǒng)等，可以提高飛行器的穩(wěn)定性和精度。3、學(xué)習(xí)多旋翼飛行器的構(gòu)造和配件應(yīng)用，對于正確操作和維護(hù)飛行器非常重要，也是進(jìn)一步學(xué)習(xí)無人機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)。本文介紹了一種多旋翼無人機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有精確的航線飛行、自適應(yīng)轉(zhuǎn)彎調(diào)整、遇險(xiǎn)自動(dòng)返航等高級功能，能夠在無人干預(yù)的情況下全自動(dòng)執(zhí)行飛行任務(wù)，廣泛應(yīng)用于專業(yè)航拍(AP)、遙感測繪、航空探礦、災(zāi)情監(jiān)視、交通巡邏、治安監(jiān)控、森林防火、電力巡線等領(lǐng)域。地面站分為PC地面站、iPad地面站、智能手機(jī)地面站，具有人性化界面設(shè)計(jì)、谷歌3D地圖視角、工業(yè)級飛行控制算法、實(shí)時(shí)飛行儀表盤、遇險(xiǎn)自動(dòng)返航/一鍵返航、鍵盤/自定義搖桿飛行控制等功能。課程內(nèi)容主要介紹了多旋翼無人機(jī)操作基礎(chǔ)的模擬訓(xùn)練，包括常用模擬器的使用和安裝等。常用模擬器主要有RealFlight、ReflexXTR、Aerofly、鳳凰Phoenix等，其中RealFlight是普及率最高的一款模擬飛行軟件，具有擬真度高、功能齊全、畫面逼真等優(yōu)點(diǎn)。ReflexXTR適合直機(jī)的模擬練習(xí)，附帶精選的26個(gè)飛行場景，一百多架各個(gè)廠家的直升機(jī)，一百多架各個(gè)廠家的固定翼，60部飛行錄像。AEROFLY象真度較高，適合中高級訓(xùn)練者使用，但價(jià)格昂貴，對電腦硬件要求較高。鳳凰模擬器是一款備受歡迎的國產(chǎn)軟件，其效果逼真，場景迷人。以RealFlight7.0為例，模擬器軟件的安裝方法如下：1.打開光盤根目錄下的setup.exe文件（有些情況光盤會自動(dòng)運(yùn)行）。2.點(diǎn)擊Runsetup.exe按鈕，出現(xiàn)下拉窗口，點(diǎn)擊Advanced按鈕后開始安裝。3.運(yùn)行桌面上的RealFlight控制臺，輸入光盤包裝上的序列號。4.輸入序列號后，點(diǎn)擊OK鍵，這時(shí)會出現(xiàn)注冊成功，接下來會出現(xiàn)有新版本是否下載更新，請選擇onlineupdate。之后會出現(xiàn)下圖，點(diǎn)運(yùn)行RealFlight。本課程的教學(xué)目標(biāo)為：1.掌握模擬器的調(diào)試和設(shè)置。2.掌握模擬器練習(xí)的基本操作。重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容為模擬器的基本操作基礎(chǔ)，教材詳細(xì)解讀了模擬器的飛行操作。教學(xué)方法采用講授法和模擬演練法，授課類型為新課，課時(shí)為四課時(shí)。具體教學(xué)內(nèi)容如下：一、組織教學(xué)。二、課前提問。三、導(dǎo)入新課。四、教學(xué)內(nèi)容：1.模擬器的調(diào)試和設(shè)置要根據(jù)通道來設(shè)定，一定要在遙控器設(shè)置的選項(xiàng)里設(shè)置好搖桿的位置，校準(zhǔn)中立點(diǎn)，通道的正反向，這樣才能實(shí)現(xiàn)對飛機(jī)的精準(zhǔn)操控。2.運(yùn)行桌面上的控制臺，運(yùn)行RealFlightG7.0，出現(xiàn)下面的軟件界面選擇FLY按鈕。3.設(shè)置遙控器，選擇Simulation菜單里的SelectController。4.彈出菜單選擇InterLinkElite。5.選擇彈出對話框里的通道校準(zhǔn)Calibrate。會出現(xiàn)下圖，這時(shí)搖桿最大范圍來回打方框幾次。最后都放在中位。讓最上面的4個(gè)通道都在中間。6.模擬器練習(xí)手法分為美國手、日本手和其他手法，前兩者為主流對象。7.美國手的油門和方向在左邊，副翼和升降在右邊。8.日本手的油門和副翼在右邊，方向和升降在左邊。9.模擬器練習(xí)標(biāo)準(zhǔn)。10.模擬器練習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：關(guān)數(shù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第1關(guān)對尾懸停第2關(guān)對尾懸停第3關(guān)對尾懸停第4關(guān)對頭懸停第5關(guān)第6關(guān)第7關(guān)段落無意義，刪除）課程后記在教學(xué)過程中，學(xué)生們對遙控器的使用和調(diào)試非常感興趣，他們也很快掌握了相關(guān)知識和技能。在練習(xí)中，我們注重將知識點(diǎn)與操作技巧相結(jié)合，讓學(xué)生們更好地理解和掌握。同時(shí)，我們也強(qiáng)調(diào)了鋰電池和充電器的使用和保養(yǎng)，讓學(xué)生們在操作中更加安全和穩(wěn)定。哈爾濱四通技工學(xué)校第三教學(xué)站——延壽農(nóng)民工綜合培訓(xùn)學(xué)校課程名稱：多旋翼無人機(jī)操作基礎(chǔ)授課教師:張海東課題第五章實(shí)際飛行教學(xué)目標(biāo)1、掌握實(shí)際飛行的基本技能2、了解實(shí)際飛行中常見的問題及應(yīng)對方法教學(xué)重點(diǎn)實(shí)際飛行的基本技能教材分析教材中詳細(xì)介紹了實(shí)際飛行的基本技能和注意事項(xiàng)。教學(xué)方法講授法、模擬演練法、實(shí)際操作。授課類型新課課時(shí)八課時(shí)課程內(nèi)容一、組織教學(xué)二、課前提問三、導(dǎo)入新課四、教學(xué)內(nèi)容：1、實(shí)際飛行前的準(zhǔn)備工作：（1）檢查無人機(jī)和遙控器的狀態(tài)；（2）選擇適宜的飛行場地；（3）檢查氣象條件；（4）設(shè)置飛行參數(shù)。2、實(shí)際飛行的基本技能：（1）起飛和降落；（2）懸停和轉(zhuǎn)向；（3）上升和下降；（4）前進(jìn)和后退。3、實(shí)際飛行中常見問題及應(yīng)對方法：（1）飛行器失控；（2）飛行器遇到障礙物；（3）飛行器出現(xiàn)異常情況。課程后記實(shí)際飛行是學(xué)生們最期待的環(huán)節(jié)，他們在教學(xué)過程中表現(xiàn)出極大的熱情和興趣。我們注重讓學(xué)生們在實(shí)踐中掌握飛行技能和注意事項(xiàng)，并及時(shí)應(yīng)對常見問題。通過實(shí)際飛行的訓(xùn)練，學(xué)生們不僅提高了技能水平，也增強(qiáng)了安全意識和應(yīng)急處理能力。1.飛控器的控制模式設(shè)置在設(shè)置飛控器的控制模式時(shí)，用戶需要進(jìn)入LINKAGEMENU頁面，選擇ENDPOINT頁面的第二頁，并將第7通道AUX5中左側(cè)limitpoint值調(diào)為80%。這樣可以確保調(diào)參軟件中的控制模式切換開關(guān)的滑塊指向M。2.鋰聚合物電池介紹鋰聚合物電池是一種化學(xué)性質(zhì)的電池，相對于普通電池來說，具有能量高、小型化、輕量化、放電電流大、單片電池電壓大等優(yōu)點(diǎn)。因此，它是多旋翼飛行器常用的電池之一。3.常用的鋰電池介紹常用的鋰電池有6S10000mah電池、3S5000mah電池、3S2200mah電池和3S5200mah電池等。其中，6S10000mah電池多用于S1000、S800EVO等6軸及以上大型多旋翼飛行器，而3S5000mah電池則多用于風(fēng)火輪F550等4軸中小型多旋翼飛行器。4.鋰聚合物電池的參數(shù)說明鋰聚合物電池的主要參數(shù)有C數(shù)、P數(shù)、S數(shù)等。這些參數(shù)可以影響電池的性能和使用壽命，因此用戶在選購電池時(shí)需要注意這些參數(shù)的選擇。5.電池充電器的特性電池充電器有很多特性，比如平衡電壓測量分辨率、節(jié)能環(huán)保的再生放電功能、超快平衡能力、智能電源管理系統(tǒng)等。這些特性可以幫助用戶更好地保護(hù)電池，延長電池的使用壽命。6.電池與充電器使用注意事項(xiàng)在使用電池和充電器時(shí)，用戶需要注意充電、放電和貯存等方面的問題。比如，不要過度放電電池，不要將電池長時(shí)間存放在高溫或低溫環(huán)境中等。這樣可以保證電池和充電器的安全使用。哈爾濱四通技工學(xué)校第三教學(xué)站——延壽農(nóng)民工綜合培訓(xùn)學(xué)校的課程名稱為“多旋翼無人機(jī)操作基礎(chǔ)”，由張海東授課。本課程的教學(xué)目標(biāo)包括掌握多旋翼飛行控制系統(tǒng)的核心操作技術(shù)，完成NAZA-M飛行控制系統(tǒng)的安裝調(diào)試，以及掌握智能方向控制操作技術(shù)。教學(xué)重點(diǎn)是多旋翼飛行控制系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，教材分析則是學(xué)習(xí)并活用多旋翼飛行控制系統(tǒng)，會進(jìn)行調(diào)試。授課類型為新課，共六課時(shí)。課程的教學(xué)內(nèi)容包括組織教學(xué)、課前提問、導(dǎo)入新課和教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)內(nèi)容方面，首先介紹了多旋翼飛行控制系統(tǒng)是整個(gè)飛行系統(tǒng)的核心，其安裝和調(diào)試至關(guān)重要。目前常用的DJI多旋翼飛行控制系統(tǒng)有Naza-M、WooKong-M和A2。其次，介紹了Naza-M“哪吒”是DJI多旋翼新一代輕量級控制平臺，提供了卓越的手感和機(jī)動(dòng)性。第三，講解了智能方向控制的操作技術(shù)，使得飛行器的飛行前向與飛行器機(jī)頭朝向沒有關(guān)系。第四，介紹了斷槳保護(hù)功能，即在姿態(tài)或GPS姿態(tài)模式下，飛機(jī)可以繼續(xù)保持飛行水平姿態(tài)并安全返航。第五，講解了失控保護(hù)功能，在GPS信號良好的情況下，自動(dòng)觸發(fā)自動(dòng)返航安全著陸功能。第六和第七則分別介紹了NAZA-M和WKM飛行控制系統(tǒng)的安裝調(diào)試。課程后記的內(nèi)容是“多旋翼無人機(jī)操作基礎(chǔ)”課程的另一個(gè)教學(xué)目標(biāo)，即掌握ZenmuseH3-3D安裝調(diào)試和熟練操作云臺控制器與飛控系統(tǒng)連接。教學(xué)重點(diǎn)是多旋翼飛行器云臺安裝與調(diào)試，教材分析則詳細(xì)介紹了云臺從安裝到連接到調(diào)試的過程。本課程將采用教學(xué)方法講授法和模擬演練法，課時(shí)為四個(gè)小時(shí)。課程內(nèi)容包括組織教學(xué)、課前提問、導(dǎo)入新課和教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)內(nèi)容方面，我們將重點(diǎn)介紹航拍中相機(jī)云臺系統(tǒng)的安裝和調(diào)試。航拍中需要從高空拍攝出穩(wěn)定流暢的素材，因此相機(jī)云臺系統(tǒng)是必不可少的。以Phantom2為例，我們將詳細(xì)介紹如何安裝和調(diào)試H3-3D云臺系統(tǒng)。該云臺系統(tǒng)在機(jī)械結(jié)構(gòu)上內(nèi)部走線，避免線材纏繞，內(nèi)置獨(dú)立慣性測量單元（IMU）精確控制云臺姿態(tài)，集成云臺專用伺服驅(qū)動(dòng)模塊等。在安裝云臺到Phantom2時(shí)，需要將減震裝置上板的減震球套進(jìn)減震裝置下板的四個(gè)孔中，并確保所有的減震球安裝牢固。然后將云臺防脫落件盤推入云臺防脫落扣中的合適