本帖最后由 kris968658 于 2018-8-1 03:58 编辑
注意: [1]请不要在地面切到FBWA(手动以外的固定翼模式),这样解锁后再推油门电机会转起来(包括多轴电机), [2]请不要由多轴模式直接切换到固定翼的手动模式(MANUAL),这样将导致多轴电机立刻停转,如果高度不够会炸机.
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倾转式垂直升降定翼机(Tiltrotor VTOL) DIY
我是采用Ardupilot的Plane(固定翼固件),就是我们熟悉的MissionPlanner+Pixhawk,而不是PX4原生固件用QGroundControl那种,也不需自己搞Arduino混控之类的! 安装方法将以多轴的角度来看固定翼,不需俱备固定翼操作经验,只要会多轴的人就可以自己动手组一台VTOL. 先看一下试飞影片,操作方法非常的简单,把飞机当成多轴飞即可.
DIY 步骤 步骤一~二是载机的组装,可能有针对某厂牌或特定载机做说明,我不确定5imx可以贴这些,所以先跳过(有需要我再贴上),所以由步骤三开始.
[三].多轴零件的组装 会DIY多轴的人应该是很容易,基本上就是组个机架,再把机架埋到固定翼的翅膀内,这边没什么技巧,黏紧即可. 飞控:Pixhawk/Pixhawk2Cube/Pixhack V2或V3皆可 电机:1.4米(2Kg以下)建议2808500KV(6S),750KV(5S),900KV(4S). 2米(3Kg以下)建议 3508380KV(6S) 或 4108/4110皆可. 电变:好盈乐天35A(Mini)或40A(标准)或铂金30A皆可. BEC:外挂5A 6V(或高压7.4V),适舵机而定. 注:BEC能不能插到Mainout当备用电源,这跟飞控线路有关系,原厂是可以的,如果超过7.4V也没关系(有保护,不会被直接引入),但副厂则不确定,如果没有把握就不要把BEC的Vcc插到mainout. 图片说明:多轴所有零件
图片说明:多轴H机架及补强碳片,机臂我是用10mm(太细了点,建议15mm比较好)
图片说明:机翼上挖槽埋入15mm碳方管及补强碳片
图片说明:埋入多轴及补强完成
图片说明:飞控的安装,这个是不好的示范,因为没有置中... 但这台飞机中间很小,装了 电池就没空间放飞控,且飞控要常拔记忆卡看log,只好这样了...
图片说明:飞控固定(用海棉塞紧...),由于不是装在重心(中间),所以要自己设好偏移量(单位:米) INS_POS1_X=0.18 INS_POS1_Z=0.12 INS_POS2_X=0.18 INS_POS2_Z=0.12 INS_POS3_X=0.18(如果有第3组IMU,例如Pixhawk2 Cube或Pixhack V3) INS_POS3_Z=0.12(如果有第3组IMU,例如Pixhawk2 Cube或Pixhack V3) GPS_POS1_X=0.21 GPS_POS1_Z=0.05 GPS_POS2_X=0.21(如果有装第2颗GPS) GPS_POS2_Z=0.05(如果有装第2颗GPS)
[四].倾转结构的组装(选择性...也可以用固定式,不必倾转) 我是买现成的比较快,淘X搜寻 "双出轴舵机"即可找到. 由于整组的,很容易就可以锁上去,拉力19公斤,180度或270度皆可用. 其实我测试过2808马达+13吋桨在全油门时只要4Kg左右就够,但我找不到4Kg的双轴舵机,所以翼展不建议太小也是这个原因,因为重量摆在那边.
图片说明:两组倾转结构的重量
图片说明:原本飞机的电机+电变 可以拆除,所以重量其实一加一减也就相抵了.
图片说明:双出轴舵机固定完成(0度,多轴状态是0度)
图片说明:双出轴舵机固定完成(90度,飞机状态是90度)
图片说明:后面两颗电机不必倾转(要倾转也行,只是更重了,或许改成拉杆同时前后拉)
图片说明:双出轴舵机件(淘x买来就这样,整组的)
倾转结构测试视频
[六].基本设置 接线方法: Main out1(SERVO1):飞机的副翼(AIL) Main out2(SERVO2):飞机的升降(EVE) Main out3(SERVO3):飞机的油门(THR),若是倾转式则Mainout3闲置(不使用) Main out4(SERVO4):飞机的尾舵(RUD) Main out5(SERVO5):多轴的1号电机(SERVO5_FUNCTION=33) Main out6(SERVO6):多轴的2号电机(SERVO6_FUNCTION=34) Main out7(SERVO7):多轴的3号电机(SERVO7_FUNCTION=35) Main out8(SERVOC8):多轴的4号电机(SERVO8_FUNCTION=36,以下类推...33~40为1~8号电机) AUX1(SERVO9):多轴的5号电机,若没有5号电机,则为倾转舵机n(可由SERVOx_FUNCTION指定用途) AUX2(SERVO10):多轴的6号电机,若没有6号电机,则为倾转舵机n(可由SERVOx_FUNCTION指定用途) AUX3(SERVO11):多轴的7号电机,若没有7号电机,则为倾转舵机n(可由SERVOx_FUNCTION指定用途) AUX4(SERVO12):多轴的8号电机,若没有8号电机,则为倾转舵机n(可由SERVOx_FUNCTION指定用途) AUX5(SERVO13):如果1~8号电机占满了,则为倾转舵机n(可由SERVOx_FUNCTION指定用途) AUX6(SERVO14):如果1~8号电机占满了,则为倾转舵机n(可由SERVOx_FUNCTION指定用途) 注意:如果有用到SERVO13或SERVO14,必须把PWM数量改为6(BRD_PWM_COUNT=6),否则是Relay输出. 其实这些接线都是由参数SERVOx_FUNCTION指定,所以排列方式按自己习惯即可,以下教程则是按照上述排列.
图片说明:开启Mission Planner刷固件页面. 注意: *刷完固件务必到全部参数页按[重置为预设参数],否则参数内存什么值是不可预期的! 切记! *只有第一次刷VTOL固件要重置,刷新版(升级)是不必重置的.
图片说明:启用VTOL
图片说明:所有Q开头参数为多轴的参数(其实去掉Q就跟我们多轴调参一样了)
图片说明: 遥控器校准及确定飞机舵机方向( 每台飞机方向可能不同, 请自行调整). 注意: 在校准遥控器之前请先做好ACC( 加速度计) 及罗盘校准. 做ACC 校准时可以拔下飞控, 直接在平的桌面上做, 因为飞机很大( 有些重达10Kg 或5 米翼长) 是没办法在机上校正的, 只要校准好再装上机即可, 但装上时要与机翼保持水平, 通常FPV专用机都会有飞控座, 而那个位置是厂商事先测好的位置, 没问题. 飞控开机时也不必刻意把飞机弄成水平,但也不能太跨张(例如没轮子就45度躺着),通电时保持>10秒不乱动机子,直到Pixhawk发出开机完成音乐才可去移动机子.
[七].关键参数 FLTMODE_CH=5(模式CH) 飞机的模式CH是用CH8,但我们熟悉多轴的人却是CH5,所以把它改成CH5.
THR_MAX=100(飞机的最大油门,预设是75%,除非要限缩,否则把它改为100%) THR_MIN=0(飞机的最小油门,请改为0%) Q_M_SPIN_MAX=1(多轴电机,包括倾转的电机,最大转速,0.9=90%,1=100%) ARMING_RUDDER=2(飞机的解锁与上锁与多轴不同,所以把它改成跟多轴一样的方式) Q_M_SPIN_ARM=0.15(飞机时的电机怠速,就是解锁后的怠速转动,太快太慢自己调一下) Q_M_SPIN_MIN=0.2(多轴时的电机怠速,就是解锁后的怠速转动,太快太慢自己调一下) KFF_RDDRMIX=0.5(副翼混尾舵,0=关,值越高则越大) 这允许单手操作飞机,打副翼会转向,而高度及速度都交由Pixhawk去控制(手动/FBWA除外).
Q_FRAME_CLASS=1(多轴机型,新版本的多轴机型,适用Beta2之后的ArduPlane-Vx_tiltrotor_V380_beta_0222.px4) 0 Undefined(错误,未定义...如果新版设成这个,所有Q开头参数会不见)
1 Quad
2 Hexa
3 Octa
4 OctaQuad
5 Y67 Tri(有尾舵的Y3 或 无尾舵的矢量Y3)
10 TAILSITTER(尾座式)
Q_FRAME_TYPE=1(机架种类) 0 十字 1 X 或 Y6A 2 V 3 H 4 V-Tail 5 A-Tail 10 Y6B
Q_TILT_MASK=5(有那些电机要当成飞机动力,就是那几颗电机会倾转的意思) 这个是一个bits型态. 例(四轴):4轴前2颗电机会倾转,则4轴前面电机编号为1及3号 ,则排成二进制:00000101=5,那Q_TILT_MASK=5(本DIY架构为5) 例(四轴):4轴全部电机会倾转,则4轴电机编号为1/2/3/4号 ,则排成二进制:00001111=15,那Q_TILT_MASK=15 例(Y6A):Y6A前4颗电机会倾转,则编号为1/2/3/5 ,排成二进制:00010111=23,Q_TILT_MASK=23 例(Y3):Y3前2颗电机会倾转,则编号为1/2 ,排成二进制:00000011=3,Q_TILT_MASK=3 Q_TILT_TYPE=2 (启用矢量推力控制) Q_TILT_YAW_ANGLE=10(矢量倾转最大角度,10=10度) Q_TILT_MAX=60(小于这个角度是多轴,大于这个角度是飞机) 当倾转小于60度,此时仍为多轴模式,推油门倾转舵机会小心的往前倾,且前电机随油门而加速,收油门则会倾转会退回来且减速,这个是一个加速阶段,除非空速达到ARSPD_FBW_MIN=9(预设9米/秒,约时速32公里),及辅助速度 Q_ASSIST_SPEED=10,否则不会继续倾转,会一直停在设定的60度等待加速完成,当速度大于失速的速度后就会一次倾到底(按照Q_TILT_RATE的速度倾),当倾到底就变成飞机了,但此时多轴仍然在维持平衡,一直维持到Q_TRANSITION_MS=10000(10秒)后会关闭剩下(不倾转)的多轴电机. 如果不是手动模式,当飞行中失速(速度低于Q_ASSIST_SPEED=10),则多轴会立即出现来维持平衡(就是不会让飞机真的失速),如果飞行中翻机(姿态大于Q_ASSIST_ANGLE=45度),则多轴会立即出现来维持平衡(就是不会让飞机真的翻).
Q_TILT_RATE_DN=15(向下倾为固定翼,倾转舵机的速度) Q_TILT_RATE_UP=50(向上倾回多轴,倾转舵机的速度) 每秒几度,如果设成30则表示3秒倾到底(3*30=90度),其实也未必是3秒,因为还要等待空速建立,除非是有速度的情况下切换,那就是刚好3秒了. 这个速度设定跟飞机配置有关,一般情况20~50都可以,如果转换过程会掉高或突然升高就自己调整一下,这个会跟Q_TILT_MAX有关系,有时Q_TILT_MAX也要同时更改,一个是角度一个是速度,要相配合的,只能自己去试,测试时若发现问题(急掉高或猛升)就立刻切回多轴再重调即可,没事的!
SERVO9_FUNCTION=75(=AUX1,矢量控制-左舵机) SERVO9_MAX=2000(舵机最大角度pwm,以实际量测为准) SERVO9_MIN=1000(舵机最小角度pwm,以实际量测为准) SERVO9_REV=0(0=正向,1为反相)
SERVO10_FUNCTION=76(=AUX2,矢量控制-右舵机) SERVO10_MAX=2000(舵机最大角度pwm,以实际量测为准) SERVO10_MIN=1000(舵机最小角度pwm,以实际量测为准) SERVO10_REV=1(0=正向,1为反相)
注:以下的限制不包括手动模式,就是手动模式(特技飞行)是不受限制的. LIM_PITCH_MAX=3000(限制飞机升Pitch的最大角度,为正值) LIM_PITCH_MIN=-3000(限制飞机降Pitch的最大角度,为负值) LIM_ROLL_CD=4000(限制飞机左右倾Roll的最大角度,为正值) 以上3个单位为Centi-degrees,例如3000就是30度.
Q_ASSIST_ANGLE=45(当飞机倾斜超过这个角度,多轴会自动出现来平衡) 单位为度,45=45度.
Q_ANGLE_MAX=3000(限制多轴本身的倾斜角度,是多轴的而不是飞机) 单位为Centi-degrees,例如3000就是30度.
ARSPD_FBW_MAX=25(飞机模式最高飞行速度,手动模式不受限) ARSPD_FBW_MIN=11(飞机模式失速的速度,手动模式不受限) 以上两个单位为米/秒,例如10约时速36公里左右,自动模式会自动保持在这个范围内.
Q_ASSIST_SPEED=12(当飞机速度低于这个速度,多轴会自动出现来平衡) 单位为 米/秒,例如10约时速36公里左右.
Q_TRANSITION_MS=6000(转换为飞机后,多轴会在几微秒后关闭平衡动力,就是没有倾转的电机会停转的意思)单位为微秒,例如10000ms=10秒 Q_VFWD_GAIN=0(在多轴QLoiter模式下使用倾转电机来加速或顶强风) RUDD_DT_GAIN=20(双发差速控制感度,0=关,1~100%),值越大则控制力道越大,固定翼所有模式适用. Q_WVANE_GAIN=0(主动迎风感度) ,矢量的有很好的控制能力,所以主动迎风可关掉(预设是开的,给4+1用).
TRIM_ARSPD_CM=1600(自动及巡航模式的预设速度),单位为公分/秒,1600公分=16 米/秒.
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发表于 2017-1-8 23:04
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