作者：（美）特里·基尔比（TerryKilby）,（美）贝琳达·基尔比（BelindaKilby）
出版社：机械工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
自己动手制作无人机试读：
前言
我们是Belinda和Terry Kilby。我们是无人机爱好者、航空摄影师、制作者、培训师，也是一对夫妻。我们一起生活，同时也结合了彼此对技术和艺术的专长及热情。从2010年起，我们的公司Elevated Element已经设计和制作了用于艺术和实用航空摄影的小型无人飞行器（Unmanned Aerial Vehicle，UAV）。作为这方面的尝鲜者，我们成为所在地区媒体的非正式UAV技术发言人。我们跟踪硬件、软件方面的进展以及无人机的新闻报道，因此，我们可以在艺术和创新方面代表无人机的制作者和用户。同类书籍中的先行者
2013年秋季，我们发行了《无人机艺术：巴尔的摩》，这是第一本完全使用小型定制UAV拍摄的照片集。该书的导言中描述了我们是如何入手以及设备和工作是如何演变的。照片按照时间顺序排列，展现了在我们逐渐理解如何制作、飞行和使用这些无人机拍摄照片的过程中，照片质量的不断提高。通过巴尔的摩促进与艺术办公室，我们将新书发布会安排在巴尔的摩世界贸易中心的“世界之巅”观景台上举行。这是一个完美的地点，因为第27层楼窗户的视角和我们工作的主题十分契合——鸟瞰。本书的目标
本书的目标是以“小熊座”（Little Dipper）300级自主四轴直升机的制作方法为例，介绍空中机器人的实用知识。读者阅读本书并遵循书中的步骤和建议，便可以学到四轴直升机的工作原理，以及它所带来的一些设计难题的解决方案。在适当的地方，我们还将建议可供尝试的替代选项，或者适合读者自身偏好的同级零件。不管你选择的是制作四轴还是八轴直升机，使用的都是相同的概念。“小熊座”是一种开源设计，设计文件可以从http://gettingstartedwithdrones.com/littledipper-build/下载，也可以从http://www.MakerShed.com订购完整的“小熊座”套件。
不要担心失败，每个人都会犯错。唯一重要的是，我们不断尝试、动手制作。航空机器人是一种亲身体验，你可以通过反复尝试解决现实中的问题，最终得到来之不易的经验。
重量分布或者速度上最小的差别，也能够决定成败。本书使用方法
本书的每个章节将介绍无人驾驶飞机技术的一个特定部分。其中的一章可能介绍种类繁多的机身，而另一章可能深入介绍使用全球定位系统（Global Positioning System，GPS）辅助飞行的方法。我们努力介绍尽可能多的主题，但是要牢记，本书是一本入门书籍，而不是包罗万象的UAV百科全书。如果你是该技术的新手，本书中有大量重要的内容供你仔细揣摩。即使你对无人机已经很熟悉，我们也可以肯定，你仍然能够找到一些极具价值的信息加入到自己的知识库中。
读完第1章之后，你应该会发现一种重要的模式：大部分章节都先介绍背景和理论知识，然后对制作示例进行分步讲解。你制作的是不是本书中介绍的同一种飞机并不重要，每个章节的理论部分都适用于绝大部分的无人机——从小型的250级四轴直升机到巨型的1000级八轴直升机。如果你不想效仿我们的型号，尽可以跳过制作指南，根据自己的需要学习其中的理论。
不管你是经验丰富的无人机驾驶员还是业余爱好者，我们认为每个人都能从每一章节的理论部分中获益。我们建议你阅读这些理论知识，如果你也遵照示例制作飞行器，可以边阅读边制作，或者先学习理论再开始制作。对所涉技术的全面理解将在开始制作飞机之后为你提供帮助。本书使用约定
本书使用如下排版约定：表示一般注解、提示或者建议。表示警告。Safari在线图书
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我们为本书建立了一个网页，在那里列出勘误、示例和所有附加信息，你可以在http://bit.ly/gs_w_drones访问。
评论或者询问关于本书的技术问题，请发送电子邮件给bookquestions@oreilly.com。第1章引言1.1 定义
除非你与世隔绝，否则就会在新闻上频繁地看到无人机（drone）这个词。许多关于无人机的新闻用这一术语描述许多种飞行器——从小型遥控玩具飞机、自主飞行的机器人，到全面武装的军用侦察无人机。这主要是因为不同的信息来源对无人机有不同的定义，那么如何为无人机的定义划定范围，或者说，是什么造就了无人机呢？让我们从一个基本定义开始。
韦氏词典对无人机的定义是：由遥控装置或者机载计算机引导的无人驾驶飞行器或者船只。
这个定义非常宽泛，以致当媒体报道特定类型的无人驾驶飞行器时，我们会看到以偏概全的现象和错误传达的信息。让我们来给出一个更具体的定义。Terry说过，他将GPS和自动驾驶仪的引入作为无线电控制（Radio-Controlled，RC）飞行器和无人机的界限。当某种飞行器有自动驾驶的能力，即使它所能做到的仅仅是保持稳定，在Terry的眼中它就是无人机。本书中，我们将使用如下的约定：
无人机
用GPS自助控制的无人驾驶航空器。
遥控飞行器（Remotely Piloted Aircraft，RPA）
由驾驶员在地面用无线电发射机或其他计算机设备控制的型号。
UAV
可以由驾驶员或计算机软件和GPS自主控制的飞行器。
小型无人驾驶航空系统（sUAS）
涉及无人驾驶航空技术的所有相关过程。
不管你喜欢不喜欢，无人机这个词仍将持续使用。我们接受这个词，并将通过说明小型UAV技术的有益应用，帮助改变其负面意义。有鉴于此，我们必须加强自己的理解，引导媒体的“无人机癖”。在美国联邦航空管理局试图制定全面的小型UAV商业使用政策的同时，我们都必须尽量负责任和安全地追求飞行的快乐。1.2 目标读者
本书是一本关于制作自主四轴直升机的指南（以及与之搭配的其他建议）。对机器人学和电子学概念的理解是开展空中机器人研究的优势所在，熟悉基本的工具和设备（如电烙铁）对于成功地设计自己的小型UAV也很有帮助。
如果你在制作某种东西时喜欢坚韧不拔地反复尝试解决问题，那么就会喜欢上空中机器人。制作一个能够飞行的机器人，从全新的视角欣赏风景，是值得花费时间和精力的事业。1.3 无人机用户社区
在你遇到问题时，知道如何求助于其他人是成功之道。与同样对空中机器人学感兴趣的人建立联系，是查明问题并找出解决方案的宝贵资源。在线论坛是了解其他人如何解决类似问题的极好途径。Terry最喜欢的一个网站是http://www.multirotorforums.com/。该论坛上的人们慷慨地分享小型UAV制作和飞行的经验及见解。
在你所在的地区，可能也有UAV爱好者组织或者航模俱乐部，它们都可能乐于在聚会中看到新鲜面孔。可以尝试在Meetup.com（http://www.meetup.com）上搜索无人机（又碰到这个词了）用户组。另一个值得一看的地方是美国航空模型学会（Academy of Model Aeronautics，AMA），AMA（http://www.modelaircraft.org/）是全球最大的航空模型学会，成立于1936年。我们在巴尔的摩和华盛顿地区有一个很出色的团体，为本地区的UAV技术共享做出了很大的贡献。我们真诚地感谢帮助我们继续这一梦想的每个人。关于安全和负责任的飞行活动，AMA有一个很好的《最佳实践指南》PDF文件（http://www.modelaircraft.org/files/report_on_revised-550-560-oct-8-2012.pdf）。1.4 自主飞行简史
我们认为对无人机技术做出最大贡献的发明包括无线电控制模型飞机、微芯片、GPS、互联网和智能手机。下面我们来了解一下。1.4.1 无线电控制模型飞机
1937年，美国无线电转播联盟官员Ross Hull和Clinton DeSoto进行了遥控飞行的第一次公开演示。在1937年夏季和秋季，他们设计和制作了翼展为13英尺（1英尺约0.3米）的滑翔机，在康涅狄格州的哈特福特进行了100多次成功的遥控飞行。在这一时代，Hull在家用无线电装置的设计上处于领先地位。他通过缩短导线提高了发射机的效能，并率先提出了更加轻量级的单管模型飞机机载接收机。Walter Good与其孪生兄弟William Good在1940年和1947年的美国全国航空模型冠军赛中获得了第一名。他们标志性的无线电控制模型飞机——Guff现在归史密森尼国家航空航天博物馆（见图1-1）所有。图1-1 Good兄弟的无线电控制飞机——Guff1.4.2 微芯片的出现
1958年夏季，德州仪器公司的新雇员、当时的年轻发明家Jack Kilby推出了集成电路，这是电子行业的一大革新。这种微芯片的先驱在一块大小为7/16英寸×1/16英寸（约1.1厘米×0.16厘米，1英寸约2.54厘米）的薄锗片上集成了一个晶体管和其他元件。Kilby深知，许多电子元件（如无源电阻和电容）都可以采用和主动式晶体管相同的材料制造，因而可以制造出组成完整电路的结构。
如果没有Kilby的小型芯片，我们现在使用的许多电子器件都不可能出现。它将像一个房间那么大的计算机变成了今天销售的微型电脑。1.4.3 无人机技术
在某一时刻，航空模型将达到硬件设计、无线信号和无线电脉冲所能达到的最大高度。为了超出这一限制，必须采用无形的技术，实现智能通信和控制。1.4.4 GPS的发端
GPS官网（http://www.gps.gov）这样描述GPS：
全球定位系统（GPS）是美国拥有的公共设施，为用户提供定位、导航和授时（PNT）服务。这一系统由3个部分组成：太空部分、控制部分和用户部分。美国空军开发、恢复和运营太空及控制部分。
GPS系统的36颗卫星不断地向地面用户传播时码和地理数据。所有装有GPS接收器的设备都可以使用来自任何4颗卫星的数据计算与这些卫星的相对位置。与GPS卫星之间保持清晰的直达线路是关键，精度也因连接到的卫星数增多（至少4颗）而增加。由于直达线路的要求，有时候可能难以在室内接收到可靠的GPS信号。我们将在第5章讨论这对室内无人机飞行的影响。GPS的更多信息
更多细节可以参考GPS.gov的如下页面：
·“How GPS Works”（http://www.gps.gov/multimedia/poster/）
·“GPS Applications”（http://www.gps.gov/applications/）1.4.5 互联网
如果没有互联网，个人和民用无人机就不会有现在的发展。在线商店、社会化媒体和论坛使人们可以立即共享，同全世界任何地方的人们一起学习。Terry在第一次制作八轴直升机时就观察其他人的设计并在网上提问。UAV越智能，互联网在未来的无人机应用中就越重要。1.4.6 智能手机
随着计算机处理器和传感器尺寸的大幅度缩小，在模型飞机中使用智能手机也只是时间的问题。当你旋转智能手机时，界面的方向将随之改变；同样的传感器也可以用于控制小型无人机。作为移动软件工程师，Terry熟悉移动应用和智能手机操作系统功能的开发。目前，他致力于无人机地图测绘领域的一些应用程序。1.4.7 小型自动驾驶飞行控制器
GPS、互联网和智能手机，所有这一切造就了无人机的大脑——飞行控制器。民用自动驾驶仪在2000年前后开始出现在爱好者制作的多轴直升机上。早期具有GPS功能的飞行控制器单元是由德国的MikroKopter公司制造的，后来多家中国公司仿制了这一装置。大约同一时期，MultiWii（http://www.multiwii.com/）、Ardupilot（http://ardupilot.com/）和Open Pilot（https://www.openpilot.org/）等开源项目启动。MultiWii的名字来自于这样一个有趣的事实：第一批装置是使用任天堂Wii控制器上的传感器制作的。你可能猜得到，Ardupilot这个名字是因为它最初基于Arduino。
今天，小型自动驾驶仪已经有了很大的发展，许多型号添加了自主飞行、自动返航和自动跟随等先进功能。许多此类功能在几年前还只能在顶级模型中找到，由此可以看到，技术的发展有多么快。
飞行控制所需的小型自动驾驶仪传感器
下列传感器虽然不是全新的概念，但是最终都变得足够小巧和轻便，可以在UAV自动驾驶仪上使用：
磁力计
数字式罗盘
陀螺仪
计量旋转速度
加速计
计量重力
压力传感器
通过计量空气压力计算海拔。将上述传感器组合起来，可以制作一个惯性测量单元（Inertial Measurement Unit，IMU）1.5 飞行原理
航空动力学由一些简单的规则和复杂的相互作用组成。为了很好地理解它们，花一些时间温习牛顿定理是没有坏处的。当我们谈到“力”的时候，指的是简单的推力或者拉力。如果作用于一个物体上的力是平衡的——一个方向的推力遇到反方向的相同推力——物体就处于静止。如果力不平衡，物体就沿着更强的力的方向加速。1.5.1 重力
重量是重力在物体上的作用。这一力学原理有时也被称作万有引力。物体飞行甚至悬浮，都必须持续地平衡或者克服重力（我们很快将看到如何做到这一点）。重力是无情的——即使只是暂时失去反方向的力量，都可能使飞行器坠地。本书自始至终都要考虑一个关于重力的注意事项：尽管飞行器的重分布在整个机体上，但是飞行器中的某一点——称为重心——对其飞行能力的影响最大。1.5.2 升力
升力是重力的对立面，是保持飞行器位于空中的气动力（见图1-2）。在装有机翼的飞行器上，升力来自于翼型或螺旋桨的空气流动。机翼上方的气流速度较快，因此它的压力较小。机翼下方气流速度较慢，因此空气压力较大。由于机翼上方的气压较小，飞机或者直升机被“吸入”空中。悬浮或者水平飞行时，升力必须等于重力；如果要爬升，升力必须大于重力。图1-2 机翼在空中向前移动时产生升力1.5.3 空气阻力
你是否曾经在晴天时，将手伸出汽车（行驶中）窗外？你所感受到的向后的推力就是空气阻力。在大气中以任何速度移动的物体都会遇到一定的空气阻力，这种阻力随着物体的运动速度增大而增大。空气阻力是飞机、火车和赛车具有光滑线条的原因——这种流线型使车辆周围的空气更顺畅地流动，降低阻力，提高车辆的效能。空气阻力也是喷气式飞机在起飞之后立即收起起落架的原因，对于四轴直升机（无人机）来说，这是一个强大的力量。1.5.4 推力
飞行中的推力是使飞行器在空中移动的机械力。飞行器的运动是发动机、螺旋桨、火箭、肌肉（鸟类飞行的时候）或使用任何推进系统造成的。如果推力大于阻力，飞机将加速前进。推力必须等于重力并克服阻力。图1-3说明了飞行的四个原理（或者力）。图1-3 飞行原理（力）说明1.6 飞行机动：用操纵杆控制飞行器的运动
大部分UAV都用标准的（最少）六通道遥控器控制，这和多年以来模型飞机使用的控制器一样。这种遥控器有两根主操纵杆，可以前后左右移动。根据型号的不同，你还会看到一些开关、旋钮和滑块的组合。每种输入机制都占据无线电设备的一个通道。
这两根主操纵杆是最重要的控制器，共占据四个通道，每根操纵杆的一个移动轴占据一个通道。除了主操纵杆，我们总是需要至少一个通道控制飞行器的飞行模式设置。另一个常常需要的通道用于自动返航（Return to Home，RTH）功能。这两个通道往往分配给一个开关控制。我们将在本书后面更详细地讨论RTH和飞行模型；现在，我们更深入地观察两个主操纵杆控制的通道（见图1-4和图1-5）。这里的控制器说明针对于美国使用的模式2无线电台。其他国家可能使用模式1电台，这种电台中每根操纵杆控制的动作相反。许多现代无线电台可以使用任何一种模式，但有些电台只能在工厂制造时配置为一种模式。图1-4 模式2的RC发射机左右操纵杆命令图1-5 操纵杆命令如何移动飞行器1.6.1 油门
左侧操纵杆的前后移动控制飞行器的油门。顾名思义，油门本质上就是飞行器的加速踏板。在大部分情况下，油门值越高，电动机的转速越快。当然，也有例外的情况，我们将在后续章节中讨论。为了让飞行器在地面上空盘旋，油门必须产生足够的升力，以抵消重力的作用。在向前飞行时，油门必须克服空气阻力和重力。1.6.2 偏航
左侧操纵杆的左右移动是用于偏航的通道，这也被称作方向舵。偏航控制直升机或者多轴飞行器沿水平轴的旋转。如果你放飞的是一架固定翼飞机，那么这个通道将被称作方向舵，因为它对艉襟翼的控制使用的是同一个名称。在向前飞行时，偏航和方向舵对飞行器的影响是相同的：使飞行器转向所需的方向。
多轴直升机的运动部件只有螺旋桨，它们是如何模拟飞机需要襟翼和方向舵才能完成的飞行动作呢？这完全依靠一个称作矢量推力的过程。下一章将更多地介绍这一过程，其基本思路就是单独地控制每个螺旋桨的速度，实现任何方向的移动。例如，你可以增加两个顺时针方向的螺旋桨速度、降低逆时针方向的螺旋桨速度，实现顺时针偏航。1.6.3 俯仰
右侧操纵杆的前后移动是用于俯仰的通道，这也被称作升降。这一动作向上和向下倾斜机头。将右侧操纵杆前推时，机头将向下倾斜，反之亦然。在固定翼飞机上，这通过将水平襟翼向同一方向倾斜实现。四轴直升机可以同偏航时一样，利用矢量推力实现相同的动作。大部分自动驾驶仪具有自动水平模式，限制了飞行器的俯仰角度。其他模式可能不产生这种限制，允许飞行器无限度地俯仰。在适当的条件下，甚至可能一直倾斜至向前翻滚，但是在尝试这种动作之前最好做一些练习！1.6.4 翻滚
右侧操纵杆的左右移动是用于翻滚的通道，也称为副翼。翻滚动作使飞行器相对正面向左侧或者右侧倾斜。对于固定翼飞机，通过向相反方向倾斜两个水平襟翼（称为副翼）实现翻滚。在多轴飞行器上，所有翻滚动作也通过矢量推力实现。这种姿态的变化导致飞行器向倾斜的方向飞行。和俯仰一样，在自动水平模式下最大的翻滚角度会受到限制，在手动模式下则不受限制。在正确的自动驾驶仪设置下，经过少量练习，小型飞行器就可以像固定翼飞机一样完成桶滚动作。
熟能生巧：使用飞行模拟器
必须尽快在电脑上使用飞行模拟软件（http://getting-startedwithdrones.com/simulators/）练习操纵杆控制。我们建议你通过研究，找到自己觉得顺手的软件。我们在自己的四轴飞行器制作者训练营中使用Phoenix Professional Flight Simulator。这个软件光盘搭配一个真正的遥控器，可以用USB电缆连接到计算机。你还可以下载多种移动应用，包括几个免费的应用软件。我们目前使用的另一个模拟器是Heli-X。我们很喜欢这个软件，因为它可以在Mac上工作。
对于新手来说，模拟器是很有价值的工具，可以在不损坏昂贵装备的情况下得到经验和信心。较有经验的操作者也可以用它磨炼自己的技巧。不管室外天气如何都能练习飞行是一件很棒的事情。早期，Terry曾经花费了一整个冬天，用模拟器软件学习飞行技巧。如果你在飞行中遇到困难，对操纵杆控制的强大肌肉记忆将改变一切。第2章机身2.1 什么是机身
机身是飞行器的主体。其他组件——螺旋桨、电池、计算机等——均安装在机身上。机身的大小和复杂度多种多样。在我们刚刚对飞行产生兴趣时，制作的一些机身都非常简单，设计图是在餐巾纸的背面上画成的，用线锯在纸板上裁切而成。今天，我们使用计算机辅助设计（CAD）软件设计框图，然后用计算机数控（CNC）机床加工。我们将在本章介绍许多流行的设计类型，但是首先简单地研究一下，它们是如何飞起来的。2.1.1 推力矢量
在所有的机身上你都能看到一个共同的特质——它们都兼具顺时针和逆时针的螺旋桨。这是多轴飞行器向各个方向移动的基础。每个电动机的旋转方向都与直接相邻的电动机相反，使每个电动机都与相对的电动机保持平衡。因此，几乎所有UAV的螺旋桨的数目都为偶数（下一节我们将讨论一个例外）。例如，在四轴直升机上，西北和东南方向的电动机顺时针转动，东北和西南方向的电动机则逆时针转动（按照指南针的方向）。飞行器这样配置之后，我们要将四轴直升机向任何方向移动（包括偏航），所要做的就是改变电动机某个组合的速度。例如，要顺时针偏航，我们就增大西北和东南方向电动机的转速。一个电动机“推”，另一个电动机“拉”，就可以使飞行器向我们需要的方向转弯。
为什么是相反的方向？
你可能已经注意到，我们的螺旋桨与其相邻的螺旋桨旋转方向相反。这样做的理由很充分。这一过程为飞行器提供了抵消平衡。如果你使用全部向一个方向旋转的螺旋桨，飞行器将自然地向那个方向旋转，飞行控制器就必须不断地与这种趋势做斗争。
考虑上述现象的另一种方法是研究全尺寸的直升机。在直升机上方旋转的主旋翼显然只在一个方向上旋转。尾旋翼提供了平衡的力量，保证直升机直线前进。如果去掉了这一个平衡装置，直升机仍然会飞行，但是将在空中不断地围绕旋翼的轴旋转。2.1.2 飞行器设计
图2-1展示了我们将在下面几个小节研究的机身类型。注意每个螺旋桨与其相邻螺旋桨的旋转方向。
三轴直升机
三轴直升机是常见多轴直升机中唯一没有采用偶数个螺旋桨的设计。它将3个电动机/螺旋桨组合中的一个（通常是后面的一个）放在一根轴上，以提供成一定角度的推力，从而实现偏航。三轴直升机一共有3个螺旋桨。图2-1 螺旋桨旋转方向的机身类型
四轴直升机
四轴直升机可能是当今最流行的设计，以数量最少的必要组件提供最简单的机械设计，它共有4个螺旋桨。
六轴直升机
六轴直升机是另一种非常流行的设计，这是因为它具备较强的负载携带能力，同时仍然保持一定的敏捷性。它配备6个螺旋桨，你可能听说有人将这种设计称作“平六”。
八轴直升机
八轴直升机的设计常常用于需要增加载荷且需要冗余度的飞行器。因为一共配备了8个螺旋桨，所以八轴直升机在任何一个电动机或螺旋桨出现故障时仍能飞行。剩下的7个推进装置将保持飞行器的飞行，不会造成事故。你可能听说有人将这种设计称作“平八”。
Y6
Y6是我们的第一种“共轴”飞行器，在机身的3根“臂”上安装了6个电动机和螺旋桨。这是通过对每根臂上下堆叠旋转方向相反的一对电动机和螺旋桨实现的。你可能在常见的成品无线遥控直升机上看到过共轴设计。这种设计类型本身更为稳定，但是效率比传统的“平面”设计要低20%～25%。
X8
另一种流行的共轴设计是X8。这种机身本身看上去几乎和四轴直升机一模一样，主要差别是X8的每根臂上有2对电动机和螺旋桨，全机共有8个。2.1.3 材料
现代无人机使用许多不同类型的材料制作。较为流行的选择包括碳纤维、玻璃纤维和各种塑料或金属。和这项爱好的大部分工作一样，你总是要根据自己认为重要的特性进行权衡。就像这个行当的一句老话所言：“便宜、强壮或者轻巧：你只能得到其中的两样。”尽管碳纤维等材料有很高的强度（重量比），但是可能非常昂贵。因此，许多人在设计时首先从木材，甚至从3D打印的丙烯腈–丁二烯–苯乙烯（ABS）塑料入手。我们在本书中将要制作的机身称为Little Dipper（小熊座），主要由G-10玻璃纤维制成（见图2-2）。我们认为这种材料很好地平衡了重量、强度和成本。2.1.4 保持平衡
不管你打算制作哪一种类型的机身，保持前后和两侧的重量平衡都是非常重要的。如果你从头开始进行设计，保持机身的对称是确保完成制作之后容易平衡的好方法。如果你不得不采用不那么对称的设计，可以尝试在机身上摆放零件，最终使其保持平衡。无人机的电池往往是重新摆放以保持平衡的理想候选。图2-2 正在CNC机器上切割的G-10玻璃纤维机身2.2 制作“小熊座”机身“小熊座”是紧凑的可折叠四轴直升机。它的机身由两个子框架组成，以便隔离电动机振动对飞行和图像传感器的影响。这两个子框架分别称作“干净”框架和“脏”框架。“脏”框架是下方的子框架，容纳所有运动部件，如电动机和螺旋桨。“干净”框架处于上方，容纳所有飞行和通信电子装置。
将机身零件平铺，参考图2-3中的照片以识别它们。将它们分成两个子框架的制作部分。零件A和B组成“脏”框架（A在下，B在上），而C是容纳电动机和螺旋桨的4根连杆。零件D、E和F组成“干净”框架：D是干净框架的底板；E是干净框架的顶板；F是摄像机板，装在橡胶隔振球之上（很快将会详细介绍）。图2-3 你的机身套件中应该包含这些零件
什么是“干净”
用“干净”和“脏”这两个词来描述机身听起来很奇怪。我们的意思并不是靠近地面的机身零件最有可能弄脏，而是指振动。和这些子框架有关的理论很简单：制作一个子框架来容纳所有运动部件——会造成振动的部件，另一个子框架则容纳其他所有零件。通过尽可能减少两个子框架之间的接触，将二者隔离。对于“小熊座”，我们附带了四个小的铝制压铆螺母柱，将两个子框架装配在一起。你也可以用橡胶的压铆螺母柱代替铝制版本，进一步隔离两个子框架。在我们的测试中发现，两者的性能相差无几。因此，我们认为铝制压铆螺母柱更耐久，这使我们最终将它们包含在机身套件中。
机身的其他选择
我们的例子用“小熊座”机身制作，但是表2-1还提供了几种备选的机身。表2-1 “小熊座”的替代机身
QAV 250（见图2-4）是当今市场上最受欢迎的机身之一。它采用简单的双板设计，因此极其轻巧，在四轴直升机竞赛中非常有效。图2-4 配备5×3碳纤维螺旋桨的QAV 2502.3 制作步骤
下面是你开始制作时需要的工具（见图2-5）：
·公制通用扳手（2.5mm）。有一整套是最好的，但是我们在这一制作过程中将使用2.5mm扳手。
·活动扳手，尖嘴钳或者7/32螺母起子。上述任何一种都可以，但是如果使用螺母起子，一定要使用足以适应机身周围狭小空间的型号。全棘轮套筒无法使用，因为它太大了。尖嘴钳可能会在五金件上留下划痕，所以只能作为最后的手段。图2-5 制作机身所需的工具2.3.1 第1步：安装压铆螺母柱
首先从机身的底部（脏框架）开始——固定短的铝制压铆螺母柱（见图2-6）。找到脏框架顶板（图2-3中的B）。板子的每个角上各有一个3mm的小孔（见图2-7）。用5mm的螺丝（套件中包含的黑色短螺丝），在这些孔上固定压铆螺母柱。
用手将螺丝穿过小孔，然后在板的另一侧固定压铆螺母柱。螺丝不应该从压铆螺母柱的另一侧穿出（如果那样，使用的就是错误的螺丝）。4个压铆螺母柱都固定好之后，B板看上去应该向一个翻过来的桌子，桌腿伸向空中，如图2-8所示。图2-6 压铆螺母柱——铝制的刚性更好、寿命更长，橡胶对振动的隔离更好——用于分隔两个子框架图2-7 指出脏框架B板上的压铆螺母柱安装孔图2-8 B板上的4个铝制压铆螺母柱都已装好
我面向的是哪个方向？
在图2-8中，B板的方向与相机的方向相反，正面朝上。也就是说，无人机和这块板子的前方在图2-8顶部一端。有两个清晰的指示可以告诉我们这一点：首先，短的压铆螺母柱向上；其次，拱形的连杆安装孔（很快将详细介绍）转向飞行器的背面。你也可以从较长（或者较宽，根据你的观察方式而定）的连杆安装孔辨别出机身的前方。在制作时要记住这些指示。DroneKraft Mach300
如果制作的是Mach300机身，套件中将有和图2-6非常相似的橡胶压铆螺母柱，这能够为飞行控制器提供很好的减震。2.3.2 第2步：组装脏框架
将4根连杆（图2-3中的C板）和脏框架底板（A板）及顶板固定在一起，便完成了机身的下半部分（脏框架）。完成后的脏框架如图2-9所示。图2-9 脏框架由A、B和C板组装而成
最好是一次安装一根连杆。首先将A板和B板叠在一起，B板的压铆螺母柱向上。确保两块板面向同一方向。你可以通过定位连杆孔（见图2-10）检查，确保两块板上的半月形小孔对齐。如果没有对齐，轻轻移动其中一块板子（从前到后），直到小孔对齐。
为什么这些小孔是拱形的？
你可能已经注意到，图2-10中所示的连杆安装孔由一个常规的3mm圆孔和一个拱形槽组成。这种设计的原因很简单。这一组合使连杆可以向后折叠，设计更为紧凑，并且可以在坠机事故中缓和冲击力。如果在任何一种向前的动作中坠毁，折叠臂将会歪斜，而固定臂更容易折断。
A板和B板上的连杆孔很容易识别。前后安装孔都有一个3mm的圆孔，位置就在3mm拱形槽的正上方，使框架可以折叠。图2-10 后连杆安装孔（注意折叠槽正上方的锚定孔）
我们继续在脏框架顶部和底板（A板和B板）之间加入连杆（图2-3中的C板），如图2-11所示。直立向上
在设计中加入压铆螺母柱是为了在干净框架和脏框架之间隔离振动，所以它们应该在脏框架顶板（B板）的顶部。图2-11 将连杆对齐，准备加入到脏框架顶板和底板之间
现在，拿起第一根连杆，将矩形端的两个3mm小孔与连杆安装孔对齐。在12mm安装螺丝（套件中包含的长螺丝）的上面放上一个平顶黑皮垫圈。现在，手工将这个螺丝和垫圈穿过顶板中的一个连杆安装孔，然后穿过连杆，最后穿过底板。我们建议从3mm的拱形孔开始。一旦螺丝穿过这三块板子，在另一端放上一个平顶黑皮垫圈，最后在底部放上一个3mm防松螺母。在连杆的第二个小孔上重复这一步骤（见图2-12和图2-13）。安装一根连杆之后，对其余连杆重复全部步骤。不要将螺母锁得太紧
你可能很容易将连杆安装螺丝上的螺母锁得过紧。这不会造成任何破坏，但是将阻止连杆折叠。应该将它们锁紧至正好足以牢固地固定连杆，但是又不能过紧而使其完全无法折叠。在进行这一步时试着折叠连杆。我们使用的螺母称为防松螺母，在螺纹的最后有一层尼龙，即使不过分锁紧也能将其固定在合适的位置。在飞行器的定期检查中，你仍然应该考虑检查安装螺丝和螺母的松紧度。Blackout Mini Spider Hex
如果你制作的是Blackout Spider Hex机身，连杆将以非常类似的方式安装在底板上。你将看到的主要差别是，使用四个螺丝而不是两个，而且连杆也不会折叠到机身内。图2-12 将第二个螺丝推入安装孔图2-13 在框架底部放上螺母2.3.3 第3步：组装干净框架
接下来，我们将制作干净框架。这个框架由图2-3中的D、E和F板（我们将在本书后面加入）组成。我们还将使用套件中包含的8个37mm压铆螺母柱。总体的思路是，使用D板和E板分别作为框架的顶板和底板，用压铆螺母柱将它们固定在一起。
我们首先找到D板。你会注意到，在板边缘周围有8个3mm直径的小孔，是我们的压铆螺母柱安装孔。取一个黑色的5mm螺丝（套件中包含的短螺丝）并手工将其穿过其中一个小孔（见图2-14）。选择哪一个孔并不重要，因为我们将对所有安装孔重复相同的动作。这些螺丝不需要垫圈。
接下来，取一个37mm压铆螺母柱，将其旋进螺丝在D板另一侧突出的部分（见图2-15和图2-16）。用手旋紧之后，可以用扳手、活动扳手或者钳子进一步旋紧。图2-14 将5mm螺丝穿过D板上的压铆螺母柱安装孔图2-15 将第一个37mm压铆螺母柱旋到安装螺丝背面
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