PX4 Guide (main)

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Appearance

全向飞行器 ​

全向飞行器是一种多旋翼飞行器，能够在所有方向（6个自由度）提供推力。这使得它无需倾斜机身就能向任意方向移动，并且可以以任意倾斜角度悬停。所有这些特性通过特定的电机布局和推力轴排列方式来实现：

全向飞行器

本次组装遵循Brescianini, Dario, 和 Raffaello D'Andrea的原始设计。

物料清单 ​

本次组装所需的组件如下：

电子设备 ​

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  • GPS：[ZED - F9P](https://www.gnss.store/gnss - gps - modules/105 - ublox - zed - f9p - rtk - gnss - receiver - board - with - sma - base - or - rover.html?search_query=ZED - F9P&results=11)
  • [GPS螺旋天线](https://www.gnss.store/rf - gps - antennas/28 - high - performance - multi - band - gnss - active - quad - helix - antenna - for - rtk.html)

    INFO

    其他GPS也可能适用，不过螺旋天线在倒飞时预计性能更好。

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  • 任意遥控接收器
  • 外部磁罗盘。我们使用的是[RM - 3100](https://store - drotek.com/893 - professional - grade - magnetometer - rm3100.html)。
  • 遥测链路，例如WiFi

推进系统 ​

  • 电机：8个[BrotherHobby LPD 2306.5 2000KV/2450KV/2650KV](https://www.getfpv.com/brotherhobby - lpd - 2306 - 5 - 2000kv - 2450kv - 2650kv - motor.html)
  • 3D螺旋桨：2套[HQProp 3D 5X3.5X3三叶片螺旋桨（4个装）](https://www.getfpv.com/hqprop - 3d - 5x3 - 5x3 - 3 - blade - propeller - set - of - 4.html) 或2套[Gemfan 513D三叶片3D螺旋桨（4个装）](https://www.getfpv.com/gemfan - 513d - durable - 3 - blade - propeller - set - of - 4.html)
  • 电池：我们使用的是6S 3300mAh锂聚合物电池。务必检查尺寸，确保其适配机架。
  • 电池绑带

机架 ​

  • 8mm×7mm×1000mm的方形碳纤维管，例如可在[此处](https://shop.swiss - composite.ch/pi/Halbfabrikate/Rohre/Vierkant - Rohre/CFK - Vierkantrohr - 8x8 - 7x7mm.html)购买
  • 3mm×2mm×1000mm的碳纤维棒，例如可在[此处](https://shop.swiss - composite.ch/pi/Halbfabrikate/Rohre/CFK - Rohre - pultrudiert - pullwinding/Carbon - Microtubes - 100cm - x - 20 - 3mm.html)购买
  • 所需长度：
    • 方形管：8根，每根长度248mm
    • 碳棒：12根328mm长，6根465mm长
  • 螺丝：
    • 电机与支撑柱：40个M3×12mm螺丝
    • 飞控安装：4个M3×35mm螺丝，4个M3螺母
  • 支撑柱：4个40mm长支撑柱
  • 3D模型

零件清单

组装 ​

框架组装 ​

  • 打印3D零件

    INFO

    角件的方向很重要。如果方向错误，安装碳棒时角度会不正确。

:::

  • 切割碳棒
  • 连接框架部件进行测试：

框架

  • 安装电机：将电机尽可能向外安装，确保螺旋桨不会碰到碳棒。

电子设备安装 ​

将外围设备焊接到飞行控制器上。我们采用了以下连接方式：

  • 电调：2个电调可直接连接到KakuteH7的两个接口。为避免冲突，我们从其中一个接口移除了电源引脚（最右侧引脚）。
  • 遥测连接到UART1
  • GPS连接到UART4
  • 遥控接收器连接到UART6飞控特写

注意事项：

  • 确保磁罗盘远离电源放置。我们最终将其放置在中心部件底部，用4厘米厚的泡沫垫隔开。
  • 在气压计上贴一些胶带（不要堵住开口！），避免光线对其产生影响。
  • 我们没有对框架进行胶合。在初次试飞后进行胶合是明智之举，但不胶合也可能正常使用。

软件配置 ​

电调配置 ​

首先，将电调配置为3D模式（双向）。我们在使用3D模式下的默认电调设置时遇到问题：尝试切换方向时，有时电机直到电调重启才会再次启动。因此，我们必须更改电调设置。

为此，你可以在飞行控制器上使用Betaflight，然后使用透传模式和BL Heli套件（确保在Betaflight中配置了一个8电机的机架）。具体设置如下：

电调设置

具体而言：

  • 将电机方向设置为双向软启动
  • 将加速功率增加到100%（此设置较为保守，可能会降低效率）

INFO

确保更改设置后电机不会过热。

ROS相关配置 ​

  • 选择通用多旋翼机架
  • 使用[解锁开关](../advanced_config/prearm_arm_disarm.md#arming - button - switch)，不要使用摇杆解锁
  • 在所有八个输出上选择DShot](../config/actuators.md)作为输出协议
  • 根据以下方式配置电机： 电机配置 我们采用以下惯例：电机朝向轴所指的方向。旋转方向与正推力方向匹配（向上移动电机滑块）。确保使用正确的螺旋桨，因为有顺时针（CW）和逆时针（CCW）版本。
  • 参数设置：
    • 更改去饱和逻辑以获得更好的姿态跟踪：将CA_METHOD设置为0。
    • 禁用故障检测：将FD_FAIL_P和FD_FAIL_R设置为0。
  • [此文件](https://github.com/PX4/PX4 - user_guide/raw/main/assets/airframes/multicopter/omnicopter/omnicopter.params)包含所有相关参数。

视频展示 ​

仿真 ​

在Gazebo Classic中有全向飞行器的仿真目标：

sh
make px4_sitl gazebo - classic_omnicopter

Gazebo仿真画面

备注 ​

一些通用备注：

  • 悬停油门约为30%。
  • 飞行时间约为4 - 5分钟。使用更大的螺旋桨可能会有所改善。