【中外玩具網訊】最近,在日本的電視節目中能夠看到利用一種新型遙控直升機“Multicopter”從空中拍攝的影像。NHK電視連續劇《海女》的開場片段等也是使用Multicopter拍攝的,估計很多人看電視劇的時候可能都未注意。比如,貼著河面飛行的影像、從室內直接飛出的影像等,這些鏡頭都是利用直升飛機和大型遙控飛機無法拍到的。
一般的遙控直升機是通過旋轉一個很大的螺旋槳飄浮在空中,而Multicopter是通過旋轉多個螺旋槳來飛行的。估計很多人都見過可以用iPhone和安卓手機遙控的AR.Drone,那就屬于Multicopter。大型Multicopter還曾在大地震時用來拍攝核電站上空的照片?,F在日本主要是些愛好者在玩,也有幾家承接電視節目及廣告等航拍的公司。
下面的照片是筆者組裝的有4個機翼的Multicopter。螺旋槳的間隔大約為50cm,重量不到1kg。十字形框架、馬達、4個螺旋槳、馬達控制器、控制裝置、信號接收器及電池這些部件合計不到2萬日元。還需要另配一個信號發射器,造價這么低的原因是,陀螺儀等高性能傳感器被用于智能手機和平板電腦后,這些傳感器現在已經做得非常小,而且非常便宜。
在4個馬達上直接安裝螺旋槳。螺旋槳的直徑為30厘米左右。信號接收器和姿態控制裝置位于中央。電池裝在下面。紅色乒乓球所指的方向是后方。
飛行中的Multicopter。不太會操控的筆者不能立馬分清前后,因此將前面的兩個螺旋槳染成了橘色,并在后面插了個紅色的乒乓球。電池充滿電可飛行10分鐘左右。
只控制螺旋槳旋轉的簡單構造
Multicopter的穩定飛行,靠的是中央部分配備的控制裝置。筆者的模型裝有測量3軸旋轉和3軸加速度的傳感器。比如,前部下沉時,就提高前面兩個馬達的轉速,恢復成水平狀態。為了便于操作和實現穩定,關鍵是調整控制裝置。
市面上有很多種控制裝置,基本功能都相同,都是根據接收器發出的信號使機身傾斜或旋轉,以及在未收到轉向信號期間保持機身穩定。
4個螺旋槳中,所有相鄰螺旋槳的旋轉方向相反。有兩個螺旋槳順時針旋轉,兩個螺旋槳逆時針旋轉。螺旋槳的反作用力相互抵消,使機身保持穩定。
4個螺旋槳以相同轉速加快旋轉時,飛行器上升;一起降低轉速會使飛行器下降。使后面的螺旋槳加快旋轉時則機身前傾,使飛行器前進,相反,提高前面兩個螺旋槳的轉速時,飛行器就會后退。同樣,加快轉動左側螺旋槳時,機身右傾,飛行器向右前進,加快旋轉右側螺旋槳時,飛行器向左側前進。
改變機身方向采用的是非常巧妙的方法。按順時針旋轉的兩個螺旋槳和按逆時針旋轉的兩個螺旋槳如果保持速度相同,那么螺旋槳的反作用力相互抵消,機身保持穩定。Multicopter通過打破這種平衡來改變機身方向。