无人机由哪些核心部件构成？

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核心硬件组成（无人机的“身体”和“器官”）

这部分是无人机的物理实体,是其能够飞行的物质基础。

（图片来源网络，侵删）

机身/机架

作用：无人机的“骨架”，用于承载和固定所有其他部件，如电机、电调、飞控、相机等，它决定了无人机的整体结构、强度和重量。
材料：常见的有：
- 工程塑料：成本低，韧性好，如ABS、PC，常用于消费级无人机。
- 碳纤维：强度高、重量极轻、抗腐蚀，性能优越，但成本高，常用于专业级和竞技级无人机。
- 玻璃纤维：性能和成本介于塑料和碳纤维之间。
类型：X型、十字型、H型（用于固定翼或多旋翼复合翼机）等。

动力系统

这是无人机的“心脏”，提供升力和机动性。

电机：
- 作用：将电能转化为旋转动能，带动螺旋桨转动，产生升力。
- 类型：
  - 无刷电机：主流选择，效率高、动力强、寿命长、维护成本低，需要配合电调使用。
  - 有刷电机：结构简单、成本低，但效率低、寿命短、碳刷需要更换，多用于玩具级或微型无人机。
电调：
- 作用：电子调速器，是飞控和电机之间的“翻译官”和“功率放大器”，它接收飞控发出的微弱信号，并将其放大成能驱动电机的大电流，从而精确控制电机的转速。
- 特点：通常以电流大小来标称，如 20A, 30A, 40A，代表它能持续输出的最大电流。
螺旋桨：
（图片来源网络，侵删）
- 作用：通过高速旋转将空气向下推，根据牛顿第三定律产生反作用力（升力）。
- 参数：
  - 尺寸：如 10x4.5，表示直径10英寸，螺距4.5英寸，螺距越大，桨在旋转一圈时前进的距离越远，提供的“拉力”特性也不同。
  - 正桨/反桨：多旋翼无人机的桨分为正桨（顺时针旋转，从顶部看）和反桨（逆时针旋转），必须正确安装，否则无人机会反转。
  - 材料：塑料（最常见）、碳纤维（更轻、更硬，效率更高）。
电池：
- 作用：为整个无人机系统提供能源。
- 类型：几乎全部使用锂聚合物电池。
- 关键参数：
  - S (Cell)：电池串联的片数，决定了电压，3S 电池由3片电芯串联，电压约为 11.1V。
  - mAh (毫安时)：电池容量，决定了无人机的续航时间，1500mAh 的电池在1A电流下可以放电1.5小时。
  - C (放电倍率)：电池的最大放电能力，25C 的 1500mAh 电池，最大可以持续输出 25 * 1.5A = 37.5A 的电流。

飞行控制系统

这是无人机的“大脑”和“中枢神经”，负责控制整个飞行过程。

飞控板：
- 作用：无人机的核心计算单元，它通过传感器感知无人机的姿态，并根据遥控器指令或自主飞行算法，计算出每个电机需要输出的转速，最终通过电调调整动力，实现稳定飞行和姿态控制。
- 核心传感器：
  - 陀螺仪：测量无人机绕三个轴（俯仰、横滚、偏航）的旋转角速度。
  - 加速度计：测量无人机在三个轴上的线性加速度，用于感知姿态（水平、倾斜）。
  - 磁力计：即电子罗盘，用于确定无人机的朝向（指向北方），防止航向漂移。
  - 气压计：通过测量大气压力来估算无人机的相对高度。
  - GNSS模块：接收GPS/北斗等卫星信号，用于精确定位、悬停和自主航线飞行。
接收机：
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- 作用：接收来自遥控器的无线电信号，并将指令传输给飞控，它是飞控和遥控器之间的“桥梁”。

通信与数据链

这是无人机的“感官”和“神经系统”，用于与操作者交互。

遥控器：
- 作用：操作者向无人机发送指令（如油门、方向、姿态切换）的手持设备。
- 类型：分为2.4GHz遥控器（主流，抗干扰能力强）和传统FM/PPM遥控器。
图传系统：
- 作用：将无人机上相机拍摄的画面实时传输到遥控器或地面站的屏幕上，实现第一人称视角飞行。
- 技术：模拟图传（分辨率低，延迟高，但抗干扰能力强）和数字图传（分辨率高，延迟低，但需要较好的信号）。

任务载荷

这是无人机执行特定任务的“工具”，是无人机价值的最终体现。

云台：
- 作用：安装相机并为其提供增稳功能，通过多轴机械结构或电子防抖，消除无人机飞行时的抖动，确保拍摄画面稳定平滑，高端云台还能控制相机的俯仰、旋转。
相机：
- 作用：用于拍摄照片和视频。
- 类型：可以是集成在云台上的高清相机（如大疆的禅思系列）、运动相机（如GoPro）或可更换镜头的专业相机。
其他载荷：
- 热红外相机：用于搜救、巡检、夜间监控等。
- 多光谱/高光谱相机：用于农业监测、植被分析等。
- 探照灯/喊话器：用于夜间搜救、公共管理。
- 货物运输箱：用于快递配送。
- 3D建模扫描仪：用于测绘、建筑BIM建模。