DIY 3D打印无人机怎么制作？

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DIY 3D打印无人机是一个非常棒的项目，它结合了3D建模、3D打印、电子组装和飞行控制等多个领域的知识，完成一架自己打印和组装的无人机，成就感是无与伦比的。

（图片来源网络，侵删）

下面我将为你提供一个从零开始的详细指南,包含设计、打印、组装、调试和飞行的全过程。

项目概述：DIY 3D打印无人机全指南

我们将以最经典、最稳定的 四旋翼（Quadcopter） 为例，带你一步步完成。

第一步：确定你的目标与预算

在开始之前,先问自己几个问题：

用途是什么？
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- 航拍： 需要云台、高清图传、更稳定的飞控。
- 竞速： 需要高KV电机、小桨、低重量、高爆发力。
- 续航： 需要大容量电池、低KV电机、大桨、高效螺旋桨。
- FPV（第一人称视角）： 需要图传、摄像头、FPV眼镜。
- 新手练习： 推荐“ whoop ”风格（小尺寸、桨叶保护罩），不易炸机。
预算多少？
- 经济型（约 500 - 1000 元）： 自己设计或下载开源设计，使用普通电机、电调、飞控。
- 进阶型（约 1000 - 2000 元）： 使用性能更好的电机、电调、飞控（如F4/F7），支持OSD和图传。
- 专业型（2000元以上）： 顶级硬件、碳纤部件、高清图传、专业云台等。

第二步：核心部件清单

无论你选择哪种方案,以下核心部件都是必不可少的。

部件类别	具体部件	关键参数/说明
机架	3D打印的上下臂、中心板、电机座	- 尺寸：常见有5寸、6寸、7寸（指螺旋桨直径，单位英寸）。 - 风格： X型（标准）、H型（轴距长，更稳定）。 - 材料： PLA（便宜，易打印）、PETG（耐温性好，推荐）、碳纤（轻，但打印难度高）。
动力系统	电机 x4	- KV值：每伏电压下空转的转速，高KV（如2200-2800）配小桨，爆发力强，适合竞速；低KV（如1000-1500）配大桨，效率高，适合续航。 - 尺寸： 2207、2208等，前两位是电机直径，后两位是高度。
	电调 x4	- 电流：必须大于电机最大电流（如30A、40A、60A）。 - 协议： DShot600/300是主流，数据传输快、稳定。
	螺旋桨 x4对	- 尺寸：与电机KV值匹配（如5寸机配5030、5040桨）。 - 正反桨：顺时针和逆时针，需要购买两对。
大脑	飞控	- 核心：运行飞控固件的芯片（如F4、F7）。 - 功能： IMU（陀螺仪、加速度计）、传感器、GPS（可选）。 - 固件： Betaflight 是绝对主流，功能强大，社区支持好。
电源	电池	- 类型： LiPo（锂聚合物电池）。 - 参数： S（串联数，决定电压，如4S=14.8V）、mAh（容量，决定续航）。 - 放电倍率：如25C、30C，决定电池能瞬间输出多大电流。
	电池座	用于固定电池，通常也是3D打印的。
遥控	遥控器 & 接收机	- 通道数：至少6通道（油门、副翼、升降、方向、油门曲线、舵机开关）。 - 协议： Crossfire, ELRS (ExpressLRS) 是目前主流的2.4G数字协议，延迟低、抗干扰强。
其他	螺丝、尼龙扎带、杜邦线	用于固定电机、连接电调和飞控。
（可选）	摄像头 & 图传	用于FPV飞行，摄像头（如Caddx Turtle, Runcam Phoenix）和图传（如TBS Unify Pro32）。
（可选）	VTX (视频发射机)	将摄像头信号发射出去。
（可选）	OSD (屏幕显示叠加器)	在视频画面上显示电池电压、飞行模式等信息。

第三步：设计与3D打印

这是DIY的精髓所在。

选择设计方案：
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- 下载开源设计： 最简单的方式！在 Thingiverse、Printables 或 GrabCAD 等网站上搜索 "drone frame"、"quadcopter frame"，你可以找到大量免费的设计文件（通常是STL格式），推荐一些经典开源项目，如 TBS Source One、iFlight Nazgul 的开源版本等。
- 自己设计： 如果你熟悉CAD软件（如Fusion 360, FreeCAD, SolidWorks），可以自己设计机架，这需要一些结构力学知识，但自由度最高。
切片与打印：
- 软件： 使用 Cura、PrusaSlicer 等切片软件。
- 关键设置：
  - 填充： 15%-25%即可，太重影响飞行。
  - 壁厚： 至少3-4层，保证结构强度。
  - 层高： 0.2mm是标准，0.1mm更精细但耗时。
  - 支撑： 打印有悬臂的部分（如电机座安装孔）时可能需要。
  - 材料： PETG是无人机的首选，因为它在高温下不易变形，如果用PLA，不要在炎热环境下飞行。

第四步：组装

组装机架：
- 将打印好的上下臂、中心板用螺丝和螺母组装起来，确保所有部件平整、紧固。
- 将电机安装到电机座上,拧紧螺丝。
- 将电调用扎带或魔术贴固定在机臂或中心板上。
连接线路（最关键的一步）：
- 电机 -> 电调： 每个电调有三根粗线（输出到电机），颜色对应（通常红-黄-蓝），连接时，电机需要正反转，先随意连接，后续在飞控中设置反转。
- 电调 -> 飞控： 电调有一根细线（信号线），连接到飞控的 PWM 或 DShot 输出接口上，通常是按顺序连接，如电调1连飞控的输出1，以此类推。
- 飞控 -> 接收机： 接收机通过 SBUS 或 Crossfire/ELRS 协议线连接到飞控的 TELEM 或 Serial 端口。
- 飞控 -> ESC (DShot Telemetry): 如果你的电调支持，可以将电调的信号线串联起来，一根线连接飞控，实现电压读取。
- 飞控 -> 图传 & 摄像头 (FPV): 摄像头供电（通常5V），图传连接飞控的 VTX 引脚。
安装电池座：

将3D打印的电池座用螺丝固定在机架底部。
飞控校准：
- 陀螺仪校准： 将无人机水平放置，在Betaflight configurator中进行校准。
- 遥控器校准： 将遥控器油门杆拉到最低，然后打开电源，在Betaflight configurator中校准遥控器通道。

第五步：飞控配置（Betaflight）

这是将一堆硬件变成一个能飞行的“大脑”的过程。

连接：
- 将无人机通过USB线连接到电脑。
- 打开 Betaflight Configurator 软件。
基本设置：
- Firmware (固件)： 确保安装了正确的Betaflight固件版本。
- Receiver (接收机)： 选择正确的接收机类型（如ExpressLRS）。
- Serial (串口)： 启用用于接收机、VTX等功能的串口。
- PID Tuning (PID调试)： PID是控制无人机稳定性的核心参数。新手强烈建议使用内置的PID Tuner工具，它会自动帮你调整好PID，或者直接使用网上成熟的飞控型号的PID设置。
安全设置：
- Arm (解锁) 权限： 设置解锁条件，如“双击油门杆”或“拨动一个开关”，防止误操作。
- Failsafe (失控保护)： 设置当遥控信号丢失时，无人机的行为（如自动返航或降落）。
- Minimum Throttle (最低油门)： 设置一个安全的最低油门，防止电机突然停止。

第六步：首次飞行与调试

安全第一！安全第一！安全第一！

场地选择： 找一个巨大、空旷、无人的草地或空地，远离人群、树木、建筑物和电线。
安全措施：
- 先进行 静态测试（油门校准）：插上电池，在Betaflight configurator中，将油门杆推到最高，然后拉到最低，观察电机是否正常响应。
- 进行 动态测试（手持起飞）：双手托住无人机的中心，油门给一半，感受电机是否在同一转速下产生升力，如果无人机向一边倾斜，说明电机转向或PID有问题，立即降落。
首次飞行：
- 将无人机放在地上,解锁。
- 非常缓慢地 推高油门，让无人机离地约30-50厘米。
- 如果飞行平稳,尝试轻轻打杆，感受操控性。
- 飞行高度不要超过视线范围。
- 飞行时间控制在电池容量的80%以内（1500mAh的电池飞8-10分钟就应降落），避免过放损坏电池。
调试迭代：
- 飞行不平稳？回到PID Tuner微调。
- 响应迟钝？检查PID参数。
- 一边重一边轻？检查电机重量是否平衡，或PID参数。