PX4 文档教程

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外观

Foxtech Loong 2160 VTOL ​

Foxtech Loong 2160 VTOL 是一款易于制作的几乎可立即飞行 (ARF) 的四翼 VTOL 无人机，翼展为 2160 毫米。本制作指南展示了如何使用以下工具添加飞行控制器系统 Auterion Skynode 评估套件 或 Pixhawk 6C 并设置 PX4。

飞行中的 Loong VTOL 照片

概述 ​

规格

  • 翼展：2160 毫米
  • 机身长度： 1200 毫米
  • 起飞重量约 7 千克（不包括有效载荷）
  • 最长飞行时间： 1 小时 30 分钟
  • 巡航速度约 17 米/秒
  • 最大有效载荷重量约 1.5 千克
  • 手提箱尺寸：125 厘米 x 34 厘米 x 34 厘米

主要功能

  • 轻松组装：安装快捷方便
  • 便携性设计小巧，随附便携包，方便携带
  • 随时可飞：所有推杆均已预先安装和接线，最大限度地缩短了安装时间
  • 延长飞行时间：最长 1 小时 30 分钟，取决于天气条件和起飞重量
  • 多种有效载荷能力：宽敞的机身可容纳多种有效载荷，包括用于测绘应用的索尼 A7R 等选件。

购买地点 ​

飞行控制器 ​

已对以下选项进行了测试：

附加配件 ​

工具 ​

本次构建使用了以下工具。

硬件集成 ​

本文档将介绍 Auterion Skynode 的集成。安装 Pixhawk 的方法与此类似。

准备工作 ​

航空电子设备 ​

完整的堆栈组件

准备 3D 打印部件 ​

信息

用烙铁将螺纹插件压入 3D 打印部件。

  1. 如图所示，将 10 个 M3 螺纹插件插入底板：

    带螺纹插件的底板

  2. 如下图所示，在堆叠夹具中插入 2 个 M3 螺纹插件：

    带螺纹插件的堆叠夹具

  3. 如下图所示，在风扇安装座和无线电安装座中插入 2 个 M4 螺纹插件。

    无线电安装

    如果您想在风扇支架上安装 40mm 5V 风扇，请插入 4 个 M3 插片。

    风扇安装

  4. 将电缆连接器改为伺服连接器，以便将其插入要供电的伺服轨道。

    信息

    如果使用大功率收音机，可能需要风扇。

    风扇安装，带风扇

  5. 从载具上拆下原来的安装板。用胶带将电缆粘在机身外侧。

    空机身

  6. 将底板滑入载具。

  7. 将堆叠夹具拧到底板上，并用胶带或笔标记堆叠夹具的位置。

  8. 从机身上取下部件，用热熔胶将堆叠夹具粘好。

安装堆叠夹具

40A 电源模块 ​

使用 Skynode 时，40A 电源模块为航空电子设备供电（随 Skynode 评估套件提供）：

  1. 卸下 40A PM 的外壳。

  2. 用 2x M2x6mm 螺丝将 PM 固定在底板底部。

  3. 创建一条电缆，将 XT60 连接器延伸至安装在底板上的 XT30。这样，6S 电池电源就可以通过载具自带的预配置电缆直接插入 XT30 连接器。

    40A 电源模块安装

如有必要，还可通过安装在 6S 电池输入 XT60 旁的 XT30 将 PM 无线电端口的 10V 输出暴露出来。

传感器 ​

皮托管 ​

  1. 传感器可使用 2 个 M3x16mm 螺丝安装在底板的右前角。注意将连接器朝向机身中央。

    安装空速传感器

    只使用了前面的管子（图中没有显示）；其他管子可以去掉，因为我们的经验表明，机身内的压力足以作为静压。

  2. 当叠层安装在机身内时，需要将来自机翼的管子和来自空速传感器的管子拼接在一起。用唾液（这是最简单的方法）将它们推到一起，然后用热缩管加固连接。

    警告

    小心使用热源，因为泡沫在高温下会开始融化。

激光雷达 ​

信息

建议安装激光雷达！如果没有安装激光雷达，则应禁止在悬停时使用固定翼驱动装置加速前进（设置为 vt_fwd_thrust_en 至 0 而不是 1).

  1. 用胶带或笔标出安装激光雷达的位置。在 PVC 外壳和泡沫塑料上开孔，以便激光雷达安装到位。

    准备好的激光雷达孔

  2. 用热胶固定激光雷达。

    已安装的激光雷达

全球定位系统/指南针 ​

  1. 使用双面胶将 GPS 安装在载具后部的后门闩下方。

    已安装 GPS

    可以忽略 GPS 上的方向箭头。飞行控制器将在校准过程中检测方向。

飞行控制器 ​

将 Pixhawk 或 Skynode 安装到底板上。

Pixhawk 6c/6c mini ​

  1. 使用双面胶将飞行控制器安装到底板上。

Skynode ​

  1. 使用 4 个 M3x8 螺钉将 Skynode 安装到底板上。确保"A"的顶部朝向载具前方。
  2. 将 40A 电源模块插入两个电源连接器中的上一个。
  3. 将一个（或必要时两个）USB 适配器插入 Skynode 背面的 4 针 JST-GH 接头，然后将其馈送到板的前面。用拉链将电缆固定到位。
  4. 将 I2C 分线器粘贴在底板右前侧（分线器可用于插入 ETH 设备，如无线电链路）。
  5. 将 I2C 分路器与 Skynode 背面的 ETH 端口相连。
  6. 将两根 40 针电缆插入 Skynode 前部。
  7. 插入 USB-C 延长线，然后将它弯到前面。弯曲时要非常紧，这样才能将板子装入车内。

安装 Skynode

适配器板 ​

  1. 将 Pixhawk 适配器板拧到顶板上。

天线和遥控接收器 ​

  1. 将 Skynode LTE 天线粘贴到机身侧面，如图所示：

    LTE 天线

  2. 如果使用无线电遥测模块，可以将天线安装在机身顶部。在前部，您可以直接安装天线延长线。

    WIFI 天线-前部

    背面可以使用 3D 打印的天线适配器。可以用热胶将适配器粘在适当的位置。

    WIFI 天线背面

12S 电源模块 ​

这个 12S 电源模块是电机的主电源模块。与用于为航空电子设备供电的 40A 电源模块相比，它可以处理更高的电流，而且由于 Loong 在悬停阶段需要使用高达 120A 的电流，因此也需要它。

12S 电源模块将安装在电池顶部。将安装在车内的 XT90 插入 PM。连接 Skynode 的电源线需要延长。这是获得电源模块电池读数所必需的。

电源模块可用作 Skynode 的 5V 备用电源。

12S 电源模块

装配 ​

组装步骤如下

  1. 将底板滑入载具。
  2. 将 LTE 天线插入 Skynode。
  3. 将风扇安装座和无线电安装座拧到底板上。
  4. 将底板向后滑动，并用螺丝将其固定在堆叠夹具上。
  5. 将顶板放在堆栈顶部，然后将来自 Skynode 的 40 针电缆穿过 Pixhawk 适配器板前面的两个孔。
  6. 确保将顶部连接器连接到具有 GPS1' 输入的转接板上。

按以下顺序将推杆插入 Pixhawk 适配器板：

MAIN：

  1. 拉拔器电机
  2. 空，或风扇（如安装
  3. 右副翼
  4. 左副翼
  5. 电梯右侧
  6. 电梯左侧
  7. 舵

AUX：

  1. 电机前部右侧
  2. 电机后部左侧
  3. 左前电机
  4. 电机右后方

如果希望将执行机构连接到不同的输出端，则需要修改执行机构输出映射（请参阅 "执行机构输出映射"）。 执行机构配置).

软件设置 ​

选择机身 ​

  1. 打开 QGC，选择 Q 图标，然后选择 载具设置.
  2. 选择 机身 选项卡
  3. 选择 通用标准 VTOL 从 标准 VTOL 组，然后单击 应用和重启.

加载参数文件 ​

接下来，我们加载一个 参数文件 该软件包含定义框架几何形状、输出映射和调整值的参数，因此您无需进行配置！如果您遵循了电机的接线说明，那么除了传感器校准和修正微调之外，您可能不需要做更多的配置。

加载文件：

  1. 下载 参数文件.
  2. 选择 参数 标签，然后点击 工具 右上角。
  3. 选择 从文件加载 然后选择 loong.params 文件。
  4. 重新启动载具。

传感器选择 ​

传感器校准 ​

首先确保设置 飞行控制器的正确方向.这应该是默认值 (旋转_无).

然后校准主要传感器：

RC 设置 ​

校准遥控控制器 并设置 飞行模式开关.

我们建议您为以下文件中定义的一组模式分配 RC 开关 飞行模式配置> 我应该设置哪些飞行模式和开关？.特别是，您应该为 VTOL 转换开关, 关闭开关和一个开关来选择 稳定模式 和 位置模式.

致动器设置和电调校准 ​

警告

确保螺旋桨已卸下！电机很容易在执行器选项卡中意外启动。

在 QGroundControl 中配置电机、控制面和其他执行器。 执行器配置与测试.

参数文件 之前加载的内容意味着该屏幕的设置应该已经正确：您只需根据具体载具的情况进行调整。如果电机/伺服器连接的输出端与建议的不同，则需要更改执行器输出端部分的输出端到功能映射。

要校准 ESC'，请在未连接机翼的情况下启动载具，然后进入 "校准 "模式。 致动器 选项卡。启用 "电机测试 "并将 "电机 "滑块调至最大。将机翼插入机身，等待哔哔声序列完成（约 5 秒）。然后将滑块调至最小。

控制面 ​

检查是否需要使用遥控控制器反转执行机构：

  • 切换到 手动模式
  • 向右摇杆。右副翼应向上，左副翼应向下。
  • 将杆向后倾斜（向上飞）。两个 V 形尾翼表面都应向上移动。
  • 向右偏航。两个表面都应向右移动

现在调整微调值，使所有表面都处于中立位置。

伺服微调

电机方向和定位 ​

在螺旋桨仍未拆下的情况下上膛载具。 稳定模式.检查所有四马达是否以类似的低空转速度旋转，并确认方向是否正确。检查以下反应：

  • 向右转动摇杆。左侧的两个电机应该启动
  • 滚动杆到后面。前面的两个电机应该启动
  • 向右偏航。右前和左后发动机应启动

信息

如果看不到反应，就稍微加大油门。 Airmode 不为偏航轴启用。

首次飞行 ​

  • 安装螺旋桨（使用蓝色 Loctite 螺钉）。
  • 检查重心 (GG)。检查重心时，用两根手指从连接机翼的插销处向上提起载具。飞行器应保持水平平衡。如果飞行器向尾部或机头倾斜，则需要将电池向相反方向移动。如果用这种方法无法平衡飞行器，则需要调整某些部件的位置或增加重量以平衡飞行器。
  • 检查传动器方向和中位调整
  • 检查控制面板在 稳定模式.将飞行器切换到前向飞行模式。
    • 将载具向右翻滚。右副翼应向下。左副翼应向上。
    • 将载具向上倾斜（车头向上）。两个升降舵都应向下。
    • 向右偏转飞行器（机头向右）。两个升降舵都应向左。
  • 如果一个 开关 使用时，确保其工作正常，不会在飞行中意外启动！
  • 手臂 稳定模式 并检查电机是否响应命令，例如，向左滚动会增加右侧电机的油门
  • 起飞 稳定模式 并进行一些基本操作
  • 如果一切顺利，将在 位置模式 并在 50 米左右进行过渡。如果出现问题，尽快切换回多旋翼模式（使用过渡开关）。