四轴飞行器微型无人机设计回顾

当轻量化不仅仅是成本优化，而是产品功能的主要标准时。你能让军用坦克飞起来吗？或者说，如何进入良性循环，使轻型框架允许安装更小的电机，允许安装更小的电池，允许（......）。

这也是利用现有现成的交叉组件实现极低消费成本的绝佳范例。

{节选评论|Hubsan|http://www.hubsan.com}

说到飞行玩具，每一克都很重要。而当目标是尽可能降低成本时，设计者就需要巧妙地利用现成的部件。

设计

 包装盒已经考虑得很周到了：2 条简单的松紧带可以安全地固定产品，但又便于放置或拆卸。

主直升机机身

非常漂亮的产品设计。

同时实现主体框架：

• 它是直升机的物理结构，无需任何其他装配。数控切割允许先进的形状，从而将 4 个臂中空，进一步减轻重量。
• 框架就是印刷电路板本身！ 它还可以将 4 个电机的两极直接连接到 4 个框架臂上，而无需额外接线（直接连接到电机上的接线除外--请阅读下面的建议）
• 电路板的一个突出部分同时也是电源连接器。为确保正确的 +/- 极性连接，应将 波卡育克 这只是一个安装在一侧的 CMS 电阻器，从而避免用户出错。该电阻器与电路板上的其他电子元件一样安装。

另一个天才创意是选择了 手机行业使用的标准微型马达.

专门制造的这些电机价格不菲，但由于它们被用作振动器执行器，用量非常大，因此这些现成的电机不仅非常可靠，而且成本也很低。

由于无人机整体呈圆形，4 个 LED（2 个红色和 2 个蓝色）被放置在机械臂的两端，以帮助飞行员在飞行过程中区分无人机的前后。这些 LED 只需与电机平行布线，从而避免了额外的专用印刷电路板布线。

电池用双面胶带固定在印刷电路板上，随后被主体盖包围。

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刀片保护框架

该框架轻巧灵活，旨在保护使用者的手指不受刀片的伤害，并在试点学习阶段保护刀片不受周围环境的冲击。

这是该产品中最薄的注塑部件；每圈需要 6 个顶出器才能将部件从模具中取出。

电机笼

只需按照分模线进行分模，就能实现 2 部分模具的艺术设计

允许切割，切割范围在 15 毫米以内：

• 电机周围的笼子 + 顶部的 2 个夹子，插入后保持电机不动
• 电路板周围的 4 个止端器 + 2 个夹子
• 底部销钉，为电机提供通风通道和电线间隙
• 底部有 2 个 "脚"，作为着陆支架（真的有必要吗？ 假设：这可能是为了给电线留出不同的通道)

主机盖

非常精细的塑料注塑，中空设计可实现 4 个目标：

• 漂亮的视觉设计和技术造型
• 固定电池和保护组件，防止用户的手指碰触和飞行（结束）过程中的潜在震动
• 电子元件（包括电池）的通风空间
• 允许采用单动模设计

遥控器

显然，这款产品在设计和优化方面做得较少。对于这样的价格水平来说，它只是完成了自己的工作。

纯粹是功能性的，并不是用来抵御巧克力的。

它的大小确实是两个成年人的手能够正确握住的最小尺寸。

机身由 3 个基本部分组成，包括电池盖。功能包括用拇指控制的 2 个典型操纵杆。

结论

竖起大拇指！精明的部件选择、将一切限制在最小范围内的价值分析以及塑料设计，都是一次很好的展示。对于如此薄的可变形部件和框架来说，注塑工作的出色表现还不算什么。

设计过程可能是从可用的微型电机开始的（见图 1）。 条 在此基础上），然后对其余部分进行调整，即车架的整体尺寸和电池的选择。

据我们所知，这是一款最小的大规模生产的无人机玩具，但仍保持着真正实惠的廉价产品。

可能的改进？

在这一价格范围和玩具细分市场中，我们只看到非常小的兼容产品：

• 略微调整 PCB 框架支脚的形状，使其更加均匀，并直接与机身相连；进一步的改进可能是通过环形路径连接 4 个支臂，使无人机更加坚固，但代价是在整个板材和相关 PCB 材料损耗上进行不太好的 PCB 摆放优化
• 在电机保持架中加入一些塑料分度形状，并在 PCB 中加入内螺纹反向形状，以避免电机保持架转动
• 可能的生产改进：如果电机位于印刷电路板上，而不是在中轴平面上，这意味着需要对机笼进行彻底的重新设计，电机的两个引脚可以通过通孔焊接直接连接在印刷电路板上，完全避免了 8 根导线和相关的 2x2x4 手工焊接。刚性和整体四旋翼飞行器的典型设计有待确认

可能的创新？

随着小型元件价格的下降、 下一代 是否可以加入一些高度+边距传感器，以方便初学者或快速比赛的飞行员控制高度和避障？

一些研究实验室已经展示了飞行无人机之间不可思议的合作。结合上述传感器建议，这种无人机可以成为一个不错的 DIY 无人机平台，并通过可编程技术获得更多的客户群？(一些开源的 USB 可编程芯片 + 稍大的 USB 接口）。