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无人机定点投放课程设计一、教学目标本课程旨在通过无人机定点投放的学习，让学生掌握无人机的基本概念、结构和操作方法，培养学生对无人机技术的兴趣和好奇心，提高学生运用科学知识解决实际问题的能力。
具体来说，知识目标包括：了解无人机的基本组成部分及其功能，理解无人机定点投放的原理和方法，掌握无人机的操作技巧。
技能目标则要求学生能够独立完成无人机的组装和调试，进行无人机定点投放的实际操作，并能够对操作过程进行分析和评估。
情感态度价值观目标则在于培养学生对新技术的积极态度，增强学生的创新意识和团队协作精神。
二、教学内容教学内容将围绕无人机的基本概念、结构和操作方法展开。
首先介绍无人机的发展历程和应用领域，让学生了解无人机的重要性和前景。
然后讲解无人机的基本结构，包括飞行器、控制器、传感器等，并介绍各部分的功能和工作原理。
接着教授无人机的操作方法，包括起飞、飞行、降落等基本操作，并指导学生进行实际操作练习。
最后，通过案例分析，让学生了解无人机在实际应用中的优势和限制，培养学生的实际问题解决能力。
三、教学方法为了提高教学效果，将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
首先，利用讲授法，向学生讲解无人机的相关知识和操作技巧。
其次，通过案例分析法，让学生结合实际案例，深入了解无人机在各个领域的应用。
再次，采用实验法，让学生亲手操作无人机，增强学生的实践能力。
最后，通过讨论法，引导学生进行思考和交流，培养学生的创新思维和团队协作能力。
四、教学资源为了支持教学内容的实施，将准备相应的教学资源。
教材方面，选择内容全面、结构清晰的无人机教材，为学生提供系统的学习材料。
参考书方面，推荐学生阅读相关的无人机技术书籍，丰富学生的知识储备。
多媒体资料方面，收集无人机相关的视频、图片等资料，为学生提供直观的学习资源。
实验设备方面，准备无人机模型和控制器，为学生提供实际操作的机会。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，将采用多种评估方式相结合的方法。
第1篇一、实验背景随着科技的飞速发展，无人机技术已经广泛应用于军事、民用、科研等多个领域。
为了更好地掌握无人机的基本原理、操控技能和实际应用，我们开展了为期一个月的无人机实验课程。
本次实验旨在通过理论学习和实践操作，使学员对无人机有更深入的了解，提高学员的无人机操控能力和实际问题解决能力。
二、实验目的1. 理解无人机的基本原理和构造。
2. 掌握无人机操控技巧，包括起飞、降落、悬停、前进、后退、侧飞等。
3. 了解无人机在各个领域的应用。
4. 培养学员的团队合作精神和创新意识。
三、实验内容本次实验共分为三个阶段：理论学习、模拟器操作和实际飞行。
（一）理论学习1. 无人机概述：介绍了无人机的定义、分类、发展历程和未来趋势。
2. 无人机系统组成：讲解了无人机的各个组成部分，如飞控系统、导航系统、动力系统、传感器等。
3. 无人机操控原理：分析了无人机的飞行原理，包括空气动力学、飞行动力学等。
4. 无人机应用领域：介绍了无人机在军事、民用、科研等领域的应用。
（二）模拟器操作1. 无人机模拟器介绍：讲解了模拟器的功能和操作方法。
2. 模拟器练习：学员在模拟器中练习起飞、降落、悬停、前进、后退、侧飞等基本操控动作。
3. 高级操控练习：练习无人机编队飞行、避障、跟飞等高级操控动作。
（三）实际飞行1. 无人机组装：学员亲手组装无人机，熟悉各个部件的功能。
2. 飞行前的准备：检查无人机各部件是否完好，调整飞行参数。
3. 实际飞行：在教练的指导下，学员进行实际飞行操作，包括起飞、降落、悬停、前进、后退、侧飞等。
4. 飞行后的维护：对无人机进行清洁和保养。
四、实验结果与分析（一）理论知识掌握情况通过一个月的理论学习，学员对无人机的基本原理、构造和应用有了较为全面的认识，能够熟练地讲解无人机相关的理论知识。
（二）模拟器操作水平在模拟器操作阶段，学员掌握了无人机的基本操控技巧，能够独立完成起飞、降落、悬停、前进、后退、侧飞等动作。
植保无人机变量喷雾自动控制系统的设计摘要:先进的航空施药技术有利于实现农作物病虫害的统防统治，提高农业资源利用率，实现精准喷施作业。
采用无人机进行农药喷洒具有运营成本低、作业调度灵活、药液飘移量少、雾滴穿透性强等特点，逐步成为航空植保的重要发展方向。
但无人机运行的稳定性易受气象条件的干扰，影响作业效果。
而无人机喷药控制技术是针对作业过程中受到的外界干扰及作业要求的变化对喷施量做出实时调整的一种精准施药技术。
因此本文针对多旋翼植保无人机的微型隔膜水泵，基于飞思卡尔K60单片机设计了一套可随无人机作业速度实时调控喷雾流量的水泵控制系统，以保证无人机植保精准、高效的施药效果。
关键词：控制系统精量植保无人机中图分类号：0 引言我国关于农作物病虫害的防治依然是以化学农药防治手段为主。
利用无人机进行植保作业是传统人工作业效率的20~30倍，相比地面大型植保机械，其作业成本更低，更加节省农药，作业调度也更加灵活。
但无人机作业极易受到气象条件的干扰，影响机体运行的稳定性从而影响施药效果。
且无人机旋翼产生的下洗气流场在促进作物冠层叶片扰动的同时也造成了大量小体积农药液滴的漂移和蒸发，造成农药的浪费。
无人机植保作业的作业幅宽及药液沉积分布规律也会随着当天的气象条件而变化，这就对无人机运行的线路规划提出难题，若规划不合理，则会严重影响施药的均匀性，造成漏喷和重喷。
因此本文提出一种无人机喷量控制系统，以实现农药的精量、均匀的喷施，提高农药的利用率。
1变量喷雾控制技术国内外研究现状1.1基于GPS、GIS技术的喷量控制方式采用这种控制方式进行作业时，机具根据卫星定位系统（GPS）得出当前作业机具的坐标，并读取出作业处方地图中相应坐标位置的施药量处方，进而对喷雾系统的喷药量进行控制，达到目标施药量，其中GPS精度是保证作业效果的关键。
1.2基于实时传感技术的喷量控制方式这种控制方式主要依赖于各种传感器，来获得农作物病虫草害分布及密度信息。
无人机设计课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解无人机的定义、分类及基本工作原理；2. 学生能够掌握无人机设计中涉及的几何、物理及编程知识；3. 学生能够了解无人机在现代社会中的应用及其对科技发展的意义。
技能目标：1. 学生能够运用所学的几何、物理知识进行无人机结构设计；2. 学生能够运用编程知识为无人机编写简单的控制程序；3. 学生能够通过团队合作，完成无人机设计、制作及调试过程。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对无人机科技的兴趣，提高对科技创新的热情；2. 学生在团队合作中学会沟通、协作，培养集体荣誉感；3. 学生通过无人机设计课程，认识到科技发展对国家和社会的重要性，增强国家使命感和社会责任感。
课程性质：本课程为无人机设计实践课程，结合数学、物理、信息技术等多学科知识，注重培养学生的动手能力、创新意识和团队合作精神。
学生特点：六年级学生具备一定的几何、物理知识基础，对新鲜事物充满好奇，动手能力强，喜欢挑战性任务。
教学要求：结合学生特点，课程设计应注重实践性、趣味性和挑战性，引导学生运用所学知识解决实际问题，提高学生的创新意识和团队合作能力。
通过课程目标的实现，使学生达到具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 无人机基础知识：- 无人机的定义、分类及发展历程；- 无人机的基本工作原理和组成部分。
2. 无人机结构与设计：- 几何知识在无人机设计中的应用；- 物理知识在无人机飞行原理中的应用；- 无人机结构设计的基本原则和方法。
3. 无人机编程与控制：- 编程基础知识；- 无人机控制程序的编写与调试；- 无人机飞行控制原理。
4. 无人机应用与科技发展：- 无人机在现代社会中的应用领域；- 无人机科技发展的趋势及对我国的影响。
教学大纲：第一周：无人机基础知识学习，了解无人机的定义、分类及发展历程；第二周：学习无人机基本工作原理和组成部分，掌握几何、物理知识在无人机设计中的应用；第三周：无人机结构设计实践，进行无人机模型制作；第四周：学习编程基础知识，为无人机编写简单的控制程序；第五周：无人机飞行控制实践，调试无人机飞行控制系统；第六周：探讨无人机在现代社会中的应用及科技发展，培养学生对科技创新的兴趣。
微型无人机课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 学生理解微型无人机的构造、原理及其分类。
2. 学生掌握微型无人机的基本操作方法和安全飞行规则。
3. 学生了解微型无人机在现代社会中的应用领域及其发展趋势。
技能目标：1. 学生能够独立完成微型无人机的组装和调试。
2. 学生具备使用遥控器对微型无人机进行稳定飞行的能力。
3. 学生能够运用所学的知识，解决飞行过程中遇到的技术问题。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对航空科技的兴趣和爱好，增强创新意识。
2. 学生树立团队协作意识，培养沟通与协作能力。
3. 学生认识到微型无人机在民用和军事领域的价值，增强国家荣誉感和责任感。
课程性质：本课程为选修课程，旨在拓展学生的科技知识，培养学生的实践操作能力。
学生特点：学生为八年级学生，具有一定的物理基础和动手能力，对新鲜事物充满好奇心。
教学要求：结合课程性质、学生特点和教学目标，注重理论与实践相结合，强调学生的实践操作和亲身体验，提高学生的综合素养。
在教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 微型无人机概述- 无人机的定义、发展历程及分类- 微型无人机的基本结构和原理2. 微型无人机组装与调试- 教材第3章：无人机主要部件及其功能- 组装步骤及注意事项- 调试方法及故障排除3. 微型无人机飞行操作- 教材第4章：飞行原理与飞行控制- 遥控器操作方法- 安全飞行规则及飞行技巧4. 微型无人机应用与拓展- 教材第5章：无人机在各领域的应用- 案例分析：微型无人机在农业、航拍、救援等方面的应用- 无人机发展趋势及未来展望5. 实践活动- 组装与调试微型无人机- 飞行操作练习- 创新设计：无人机应用方案设计教学大纲安排：第1周：微型无人机概述第2-3周：微型无人机组装与调试第4-5周：微型无人机飞行操作第6周：微型无人机应用与拓展第7周：实践活动与成果展示教学内容注重科学性和系统性，结合教材章节进行合理安排，确保学生在掌握基本知识的同时，能够进行实践操作和创新思考。
无人机飞行姿态稳定控制系统研究摘要随着无人机在军民两用领域越来越多地发挥重要作用，无人机研究也越来越多地得到世界各国的普遍重视。
自动飞行控制系统作为无人机的控制核心，是无人机研究的重点和热点问题。
本文以某型固定翼无人机为研究对象，主要研究了基于常规PID的无人机横侧向飞行控制律的设计问题。
首先，建立了无人机的六自由度数学模型，并运用小扰动线性化方法建立了无人机纵向与横侧向系统的线性化方程；其次，介绍了一些常用的PID控制器参数整定法，作为飞行控制律设计的理论基础；再次，采用常规PID的方法进行了横侧向系统控制的设计，并针对不同空域的一些典型的状态点进行了大量的仿真研究。
仿真结果表明，我们所设计的常规PID控制器在多数情况下能满足要求。
关键字：无人机，常规PID，飞行控制率，滚转角，仿真UA V’s（Unmanned Aerial Vehicle）flight attitude stability controlsystem researchABSTRACTWith the UAV in the field of military and civilian use more and more important role to play, UAV study countries in the world more and more widespread attention. Automatic flight control system as the core of UAV control is the focus of UAV research and hot topics.Based on a high state technical issue as the research background, taking a unmanned aerial vehicle for research object, mainly studies based on the classical PID unmanned aerial vehicle flying control law design problem. First, Six degrees of freedom to establish a mathematical model of the UAV, and the use of small perturbation linearization method to establish a UAV system, the longitudinal and lateral linear equations; Secondly, the introduction of some commonly used PID Controller Parameters Tuning, flight control law design as the theoretical basis; Again, conventional PID lateral approach to the design of system control, and airspace for a number of different points of the typical state of a large number of simulation. Simulation results show that our conventional PID controller design in most cases to meet the requirements.KEY WORDS:unmanned aerial vehicle，classic PID，flight control law，rolling angle，simulation目录摘要 (1)ABSTRACT (2)1绪论 (5)1.1概述 (5)1.2无人机的发展历程 (6)1.3无人机的发展趋势以及对自主控制的要求 (6)1.4本文主要研究内容 (8)2无人机模型与方程的建立 (10)2.1飞机的简介 (10)2.2 常用坐标系简介 (11)2.2.1 地面坐标系AXdYdZd (11)2.2.2机体坐标系 OXtYtZt (11)2.2.3速度坐标系（气流坐标系）OXqYqZq (12)2.3飞机的常用运动参数 (12)2.3.1姿态角 (12)2.3.2向量与机体坐标系的关系 (13)2.3.3飞机速度向量与机体坐标系的关系 (13)2.3.4控制量与被控量 (13)2.4前苏联体制下无人机的非线性运动方程组 (13)2.4.1无人机六自由度运动方程式的建立 (14)2.4.2无人机六自由度全面运动方程式的简化处理 (16)2.4.3无人机数学模型的配平及线性化 (17)2.5本章小结 (18)3 PID控制研究 (20)3.1常规PID控制 (20)3.2常规PID控制器参数整定方法 (22)3.2.1临界比例度法 (22)3.2.2衰减曲线法 (23)3.2.3基于相角裕度的整定方法 (23)3.3本章小结 (24)4无人机横侧向系统控制律的设计与仿真 (25)4.1无人机飞控系统基本原理概述 (25)4.1.1飞控系统的硬件结构 (25)4.1.2飞控系统设计的基本思路 (25)4.2无人机横侧向控制系统的基本结构 (27)4.3倾斜姿态保持/控制模态控制律的设计与仿真 (28)4.3.1滚转角控制律的设计 (28)4.3.2滚转角控制律的仿真 (32)4.4航向保持/控制模态控制律的设计与仿真 (34)4.4.1控制结构与控制策略 (35)4.4.2控制律的设计与仿真 (36)4.5本章小结 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录Ⅰ飞机六自由度运动方程式的建立过程 (41)Ⅰ.1 动力学方程组的推导(锁定舵面) (41)Ⅰ.2 运动学方程组的建立 (44)Ⅰ.2.1 角位置运动学方程组 (44)Ⅰ.2.2 线位置运动学方程组 (45)附录Ⅱ无人机各状态点处的横侧向运动线性化方程 (46)1绪论1.1概述自古以来，人类就向往在空中自由地飞翔，许多神话故事和历史文献中都有描述与记载，嫦娥奔月这个神话故事正是人们对飞向天空的向往。
深圳市天枢科技有限公司编号：密级：公开Pixhawk(MP)用户手册部门：市场部项目名称： pixhawk项目负责人：文档撰写人：保密级别：公开文档版本： V1.3完成日期：2016.07.05【历史记录】时间历史记录描述作者版本2015.02.22 草稿V0.0V0.12015.03.06 更新MP3.1.192015.03.07 更新MP3.1.7加速度校正V0.22015.03.12 增加电机顺序图V0.32015.03.15 更新升级步骤，解锁过程V0.42015.03.16 修改解锁的描述V0.52015.03.21 增加飞行入门，增加所有飞行模式介绍V0.62015.03.28 增加飞行模式切换介绍V0.72015.04.03 不使用安全开关设置V0.8V0.9 2015.05.10 增加osd2015.05.24 增加光流V1.0 2015.08.23 增加双GPS改线说明V1.12015.11.26 修改总接线图，增加插座信号定义V1.22015.07.05 增加光流设置安装说明V1.3目录1注意事项(新手必读) (1)2飞机组装(新手必读) (2)2.1 飞控插座功能图与信号定义 (2)2.2 整机接线(新手必读) (3)2.3 电机连接顺序(新手必读) (5)2.4 电源模块(新手必读) (7)2.5 解锁开关(新手必读) (8)2.6 蜂鸣器(新手必读) (8)2.7 ppm编码器(新手必读) (8)2.8 接收机和ppm编码器接线(新手必读) (9)2.9 遥控器通道设置(新手必读) (10)2.10 GPS (11)2.11 双GPS (12)2.12 数传 (13)2.13 OSD (15)2.14 光流PX4FLOW (17)2.15 模拟空速管 (18)3飞控参数设置 (20)3.1 安装软件 (20)3.1.1 安装驱动 (20)3.1.2 安装MP地面站 (26)3.2 常用设置(新手必读) (26)3.2.1 校准遥控器(新手必读) (27)3.2.2 飞行模式设置(新手必读) (28)3.2.3 安全保护设置(新手必读) (30)3.2.4 设置无头模式(新手必读) (31)3.2.5 电源模块设置 (32)3.2.6 自动调参 (32)3.3 ardupilot的罗盘加速度校准(MP1.3.7) (35)3.3.1 MP1.3.7 (35)3.3.2 罗盘校准 (36)3.3.3 校准加速度计 (38)3.4 ardupilot的罗盘加速度校准(MP1.3.19) (40)3.4.1 校准罗盘 (40)3.4.2 校准加速度计 (43)3.5 ardupilot的固件升级 (44)3.5.1 远程升级固件 (45)3.5.2 本地升级固件 (48)3.5.3 QGC本地升级固件 (49)3.6 ardupilot的终端 (52)3.7 高级参数设置 (52)3.7.1 最少定点卫星数AHRS_GPS_MINSATS (53)3.7.2 故障保护油门PWM值FS_THR_V ALUE (53)3.7.3 怠速MOT_SPIN_ARMED (53)3.7.4 GPS故障保护FS_GPS_ENABLE (53)3.7.5 机架类型FRAME (53)3.7.6 返航高度RTL_ALT (53)3.7.7 遥控器通道调整RCMAP_* (54)3.7.8 不使用安全开关BRD_SAFETYENABLE (54)4PX4FLOW光流使用 (55)4.1 光流接线 (55)4.2 光流安装 (55)4.3 设置pixhawk参数与察看光流数据（新手必读） (56)4.4 光流定点飞行注意事项 (57)4.5 连接Qgroundcontrol对焦（出厂已经对焦，新手勿操作） (57)4.6 连接Qgroundcontrol升级固件（新手勿操作） (60)5飞行入门(新手必读) (62)5.1 飞行模式设置(新手必读) (62)5.2 油门行程校准(新手必读) (62)5.3 解锁启动飞机(新手必读) (62)5.4 遥控器操作入门(新手必读) (63)5.4.1 出现意外处理---油门拉最低(新手必读) (64)5.4.2 不要装脚架(新手必读) (64)5.4.3 油门推到飞机刚好贴地面飞行(新手必读) (64)5.4.4 左手拇指按住摇杆不放(新手必读) (64)5.4.5 重复步骤1-4直到熟悉(新手必读) (64)5.4.6 推高油门体验在高空飞行的乐趣 (64)5.5 切换飞行模式 (64)5.5.1 飞自稳 (65)5.5.2 飞定高 (65)5.5.3 飞定点 (65)5.5.4 飞无头模式 (65)5.5.5 飞自动返航RTL (66)附录1 术语中英文对照列表 (69)附录2 问题历史记录 (69)图目录图 2-1顶部插座功能2图 2-2顶部插座信号定义2图 2-3尾部接收机接口3图 2-4总接线图4图 2-5 实物接线图5图 2-6 飞控上电机通道编号5图 2-7 四轴电机顺序6图 2-8 六轴电机顺序6图 2-9八轴电机顺序7图 2-10 电源模块7图 2-11 PPM编码器8图 2-12 遥控器拨码开关设置 10图 2-13 遥控器通道设置 10图 2-14 数传模块13图 2-15 TTL口信号定义 13图 2-16未连接飞控效果的叠加字符 16图 2-17连接飞控的叠加字符 17表目录表 3-1 飞行模式 (29)1注意事项(新手必读)1．新手快要撞到人的时候，记得把油门拉最低2．如果插上电调的红色5V BEC电源线，则插上前务必测量电调BEC 电压，市场上电调的5V 电压经常有问题。
无人机课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解无人机的定义、分类及其基本工作原理；2. 学生能够掌握无人机在军事、民用等领域的应用及其重要性；3. 学生能够了解无人机相关法律法规及安全飞行常识。
技能目标：1. 学生能够操作无人机进行基本飞行任务，如起飞、降落、前进、后退等；2. 学生能够运用无人机进行简单的拍摄和侦查任务，并处理相关数据；3. 学生能够运用无人机相关知识，解决实际问题，如模拟救援、环境监测等。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对无人机科技的兴趣，激发学生探索精神和创新意识；2. 培养学生团队协作意识，学会与他人共同完成飞行任务；3. 增强学生安全意识，遵守无人机飞行规范，树立正确的道德观念。
课程性质：本课程为无人机理论与实践相结合的综合性课程，注重培养学生的实际操作能力和创新思维。
学生特点：五年级学生具备一定的科学素养，好奇心强，动手能力逐渐提高，善于合作与交流。
教学要求：结合学生特点，以实际操作为主，注重理论与实践相结合，提高学生综合素质。
通过分解课程目标为具体学习成果，为教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 无人机基础知识：- 无人机的定义、分类及其发展历程；- 无人机的基本组成部分及其功能；- 无人机的基本工作原理。
2. 无人机应用领域：- 无人机在军事领域的应用；- 无人机在民用领域的应用，如航拍、农业、救援等；- 无人机在未来发展趋势及其前景。
3. 无人机操作与飞行技巧：- 无人机的安全飞行常识及法律法规；- 无人机的基本操作方法，如起飞、降落、前进、后退等；- 无人机飞行技巧及注意事项。
4. 无人机实践任务：- 模拟救援任务，运用无人机进行搜救行动；- 环境监测任务，使用无人机进行数据采集与分析；- 航拍任务，利用无人机进行拍摄并制作短片。
教学内容安排与进度：第一周：无人机基础知识学习；第二周：无人机应用领域及发展前景介绍；第三周：无人机操作与飞行技巧训练；第四周：无人机实践任务实施与总结。
新型无人机投掷系统 设计报告 一、项目概述
本设计是基于ATmega328微处理器及Arduino 开发的一款新型无人机投掷系统。
主要功能为实现利用无人机提升重物到达指定地点并投掷相应物件，也可实现到达指定地点提升重物带回出发点。
该产品可广泛应用于抢险救灾，婚庆商演，短途急件物流等领域。
成本低廉，使用便捷，市场前景广阔。
二、工作原理
本系统主要包含两个部分：无人机和空投模块。
无人机主要采用大疆现有设备，空投部分为自主设计模块，主要包含电源、Ardunio 最小系统、光敏电阻、光敏继电器及步进电机。
总体设计框图如下图所示：
图1 无人机空投系统总体设计框图
无人机与手机客户端间采用2.4G 无线wifi 进行数据通信，将无人机上摄像头所拍摄视频流通过wifi 传送至手机进行实况显示，同时手机客户端及无线遥控可控制无人机上指示灯的亮灭，本设计空投模块主要利用了对无人机上指示灯的亮灭检测来控制步进电机的角度转动，从而控制对物件的空投实现。
无人机
指示灯 手机客户端 2.4G wifi
空投模块
光敏 电阻 Arduino 集成块 步进电机
空投物件
电源 模块 无线遥控 2.4G wifi 视频传
输
实况显示
光敏 继电器
二、硬件电路设计及软件程序设计
硬件电路设计：本设计硬件电路主要包含无人机部分和空投模块，其中空投模块由光敏电阻、Arduino集成块及步进电机构成。
Arduino集成块电路原理图如图2所示：
图2 Arduino集成块电路原理图
Arduino集成块PCB图如图3所示：
图3 Arduino集成块PCB图
软件程序设计：Arduino集成块输出口连接在步进电机驱动器上，编程输出PWM脉冲信号进而控制步进电机的旋转角度，Arduino另一接口连接光敏继电器模块，检测光敏电路的是否有产生光照信号。
本设计自主设计的主要模块为空投模块，故在此主要分析空投模块程序设计流程，Arduino集成块检测是否有光照信号的产生，假如有光照信号，便驱动电机旋转相应角度，驱动传动轴释放物件。
程序设计流程图如图4所示。
主要源代码分析：
#include <Servo.h> //Arduino头文件
Servo servo_0; //定义舵机名称
void setup(){
pinMode(13,INPUT); //光敏继电器COM端连接13接口，设置为输入模式servo_0.attach(9); //舵机接口为Arduino集成块9接口
}
void loop(){ //定义loop函数while(1){
if(digitalRead(13)==1){ //检测13接口是否有光（对应高电平）servo_0.write(20); //经测试赋值20时，舵机为闭合状态
delay(2000); //延时函数，使舵机有充分时间旋转}
else{
servo_0.write(48); ////经测试赋值20时，舵机为打开状态
delay(2000);
}
}
}
图4 空投模块程序设计流程图
三、改进过程
无人机空投，早在几年前就有行业应用舵机开关空投的方案，目前世面上也有同样的成品出售。
不过此类产品存在一些弊端；
1.无法兼容市面上大部分无人机，有的只是针对特定无人机开发的装置。
2.整体质量太重，导致后期负载能力降低，电机长期处于动力饱和状态。
3.装置布局不合理，导致负载无法位于无人机重心，降低了负载能力也增加了炸鸡风险。
针对现有产品的上述问题，产品从设计之初就提出了“轻便”的原则。
并大
胆采用了一套新的控制思路；只需在无人机APP中控制信号灯的开灭，然后通过arduino对无人机信号灯的检测进而输出PWM信号控制电机的旋转角度即可控制对物件的定点投放。
这样不仅抛弃了一套无线控制模块，减轻了重量。
也解决了遥控信号受到干扰，远距离投放时，信号延时，甚至投放不了的尴尬场面。
为了把重量降到极致，作品采用了最新的3D打印技术，不仅强度高，重量轻。
在电路方面，我们根据需要自己绘制PCB版，砍掉一切多余的存在。
四、成果展示及数据分析
硬件组装：空投部分所用材料主要包含Arduino集成块，步进电机驱动器，步进电机，联轴器，主轴，2个轴承座，电机手轮，橡胶垫块，金属垫片，引线，光敏电阻，电机支架，传动轴和碳纤板。
（在最新版的装置中，通过3D打印技术已将联轴器，主轴，轴承座，电机手轮，橡胶垫块，金属垫片，电机支架，传动轴和碳纤板整合为一体，使其结构紧凑重量也更低。
）
图5 硬件连接参考图
步进电机通过电机支架固定在碳纤板上，步进电机主轴与传动轴通过联轴器连接在一起并保证了同轴度。
传动轴的中间即碳纤板的正下方放置一个电机手轮。
通过电机手轮悬挂物体。
电机手轮左右对称的位置分别放置一个轴承座，用于承受装置的外力。
为了保证步进电机主轴和传动轴的等高，在轴承座下方安装一个橡胶垫块，用于调整轴承座与碳纤板之间的距离。
工作时，光敏传感器收到
光信号，再利用信号转换芯片，实现单片机与步进电机驱动器之间的通讯;单片机发出脉冲信号控制步进电机驱动器，进而控制步进电机转动一定的角度，通过联轴器带动电机手轮转动相应的角度，从而实现重物的抛投。
为了把重量降到极致，作品采用了最新的3D打印技术，不仅强度高，重量轻。
在电路方面，我们根据需要自己绘制PCB版，砍掉一切多余的存在。
所以作
品从第一代的219g，降低到现在的66g，仅有初代产品重量的百分之三十。
经试验检测，空载状态时几乎不影响无人机的续航。
五、后续改进方案
在此系统上可继续进行相关拓展开发一次航程多次投掷的装置，有效解决一次航程只能投掷一件物体的弊端，未来将在无人机物流等领域发挥重要作用。
一次航程能投掷多次物体，大大降低飞行成本，有利于无人的普及，更好地造福社会，一次多投装置设计原理图如图7所示。
图7 多投装置机械设计图。
