【中外玩具網(wǎng)訊】最近,在日本的電視節(jié)目中能夠看到利用一種新型遙控直升機(jī)“Multicopter”從空中拍攝的影像。NHK電視連續(xù)劇《海女》的開(kāi)場(chǎng)片段等也是使用Multicopter拍攝的,估計(jì)很多人看電視劇的時(shí)候可能都未注意。比如,貼著河面飛行的影像、從室內(nèi)直接飛出的影像等,這些鏡頭都是利用直升飛機(jī)和大型遙控飛機(jī)無(wú)法拍到的。
一般的遙控直升機(jī)是通過(guò)旋轉(zhuǎn)一個(gè)很大的螺旋槳飄浮在空中,而Multicopter是通過(guò)旋轉(zhuǎn)多個(gè)螺旋槳來(lái)飛行的。估計(jì)很多人都見(jiàn)過(guò)可以用iPhone和安卓手機(jī)遙控的AR.Drone,那就屬于Multicopter。大型Multicopter還曾在大地震時(shí)用來(lái)拍攝核電站上空的照片?,F(xiàn)在日本主要是些愛(ài)好者在玩,也有幾家承接電視節(jié)目及廣告等航拍的公司。
下面的照片是筆者組裝的有4個(gè)機(jī)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(dá)、4個(gè)螺旋槳、馬達(dá)控制器、控制裝置、信號(hào)接收器及電池這些部件合計(jì)不到2萬(wàn)日元。還需要另配一個(gè)信號(hào)發(fā)射器,造價(jià)這么低的原因是,陀螺儀等高性能傳感器被用于智能手機(jī)和平板電腦后,這些傳感器現(xiàn)在已經(jīng)做得非常小,而且非常便宜。
在4個(gè)馬達(dá)上直接安裝螺旋槳。螺旋槳的直徑為30厘米左右。信號(hào)接收器和姿態(tài)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(huì)操控的筆者不能立馬分清前后,因此將前面的兩個(gè)螺旋槳染成了橘色,并在后面插了個(gè)紅色的乒乓球。電池充滿(mǎn)電可飛行10分鐘左右。
只控制螺旋槳旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單構(gòu)造
Multicopter的穩(wěn)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(cè)量3軸旋轉(zhuǎn)和3軸加速度的傳感器。比如,前部下沉?xí)r,就提高前面兩個(gè)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速,恢復(fù)成水平狀態(tài)。為了便于操作和實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定,關(guān)鍵是調(diào)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(jù)接收器發(fā)出的信號(hào)使機(jī)身傾斜或旋轉(zhuǎn),以及在未收到轉(zhuǎn)向信號(hào)期間保持機(jī)身穩(wěn)定。
4個(gè)螺旋槳中,所有相鄰螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向相反。有兩個(gè)螺旋槳順時(shí)針旋轉(zhuǎn),兩個(gè)螺旋槳逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。螺旋槳的反作用力相互抵消,使機(jī)身保持穩(wěn)定。
4個(gè)螺旋槳以相同轉(zhuǎn)速加快旋轉(zhuǎn)時(shí),飛行器上升;一起降低轉(zhuǎn)速會(huì)使飛行器下降。使后面的螺旋槳加快旋轉(zhuǎn)時(shí)則機(jī)身前傾,使飛行器前進(jìn),相反,提高前面兩個(gè)螺旋槳的轉(zhuǎn)速時(shí),飛行器就會(huì)后退。同樣,加快轉(zhuǎn)動(dòng)左側(cè)螺旋槳時(shí),機(jī)身右傾,飛行器向右前進(jìn),加快旋轉(zhuǎn)右側(cè)螺旋槳時(shí),飛行器向左側(cè)前進(jìn)。
改變機(jī)身方向采用的是非常巧妙的方法。按順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)螺旋槳和按逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)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(jī)身保持穩(wěn)定。Multicopter通過(guò)打破這種平衡來(lái)改變機(jī)身方向。