“蜻蜓”号3D打印小型四轴无人机

项目团队依据小轴距四轴无人机的设计要素，在Autodesk inventor软件中设计了一款250mm轴距四轴无人机，机架采用全3D打印扣合组装结构，将飞控、电机、电调、接收机、螺旋桨等部件安装到ABS材料的3D打印机架上，组装调试后经过多次试飞验证和两轮修改设计，最终完成了一款组装简便、体积小、灵敏度高、速度快、方便携带的小型四轴无人机，该型无人机既可以作为穿越机参加各类竞技比赛，也可以作为小型飞行平台携带传感器完成各种指定任务。

一、项目设计理念

利用3D打印机，采用“设计模型-成型测试-修正设计-优化模型”四个步骤不断循环的方式，极大地提高了无人机的制作效率，更有助于对机架结构的优化。本项目设计的无人机依据 “穿越机”——小轴距四轴无人机的基本要求设计制作，具有飞行速度快、姿态稳定、体积小巧、便于携带等优点。

二、制作过程

1、构建模型

使用Autodesk Inventor软件建模，通过精确的设计与计算，完成机身主体部分、上盖板部分和起落架部分的STL格式设计文件。

2、模型打印

启动3D打印机，将STL格式设计文件导入到打印软件中打印无人机机架。

3、拆支撑，模型检查

将打印好的机架从打印平台上小心铲下，拆下支撑，检查模型的打印情况。

4、电子设备安装

将电机、电调、接收机、飞控、分电板连接在一起，将所有电子设备重新布局、固定，盖好上盖板，安装电机并连接电调，安装螺旋桨，完成无人机组装。

5、飞控调试

在Cleanflight软件中，设置F3飞控的各种参数，调整电机转向，设置遥控与接收机，调整PID参数。

6、试飞

进入飞场，安装电池，地面检查无误，经过多架次试飞，反复调整无人机PID参数和优化机架设计，最终完成“蜻蜓”号3D打印小型四轴无人机。

三、后续工作展望

本项目无人机机架经过三代的完善优化，机身设计、动力配置、飞控调整等已经趋于完善。在无人机功能扩展方面还有很多方向可供开发。

其一，加装GPS。加装了GPS之后飞机的性能会更加强大，飞机的智能保护功能会更加的完善，比如飞机在遥控信号丢失的情况下它能够自动返航并平稳降落。

其二，加装图传。图传加装之后可以进行拍摄作业，在许多人员和大型无人机难以到达的地方，小型无人机可以大展身手。

其三，加装距离传感器。距离传感器的加装会让飞机的飞行更加的智能，当前方有障碍物的时候能够自动避障。

项目团队将会在今后的工作中继续完善“蜻蜓”号3D打印小型四轴无人机，并不断拓展它的应用范围。