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可变距多旋翼(HeliQuad)设置教程 ​

可变距多旋翼(HeliQuad),也叫集合桨距四旋翼、变距四轴。它把常规四轴的"四个变速电机"换成了"四支变距旋翼":一台电机经皮带和传动轴带着四支旋翼恒速旋转,四个舵机各自改变桨距来分配升力。响应快、能倒飞,但振动明显偏大,调试门槛比常规多旋翼高。

NOTE

HeliQuad 基于传统直升机(Heli)固件,不是普通多旋翼固件。固件服务器(firmware.ardupilot.org)上选 Heli 版本即可;从源码编译 Copter 时,Heli 与多旋翼固件会一并生成。

工作原理:变转速,还是变桨距 ​

常规多旋翼靠改变转速,可变距多旋翼靠改变桨距
对比项常规多旋翼可变距多旋翼
升力怎么变改电机转速转速恒定,改桨距
动力配置4 个电机 + 4 个电调1 个电机 + 1 个电调 + 4 个舵机
机架与固件多旋翼固件,四轴直升机固件,FRAME_CLASS=13
特点简单可靠响应快、可倒飞,振动大

四支旋翼转速永远相同,所以滚转和俯仰不是"一边快、一边慢"做出来的,而是靠相邻旋翼的桨距差。后面的接线、参数和调试都围绕这一点展开。

硬件构成 ​

可变距多旋翼结构爆炸图
每支旋翼各有一个变距机构和一个舵机,一台电机经皮带与传动轴统一驱动四支旋翼(点击图片可放大)
部件数量作用
电机1经皮带、传动轴带动四支旋翼,全程恒速
电调1接 M8,只负责启停与定速
舵机4各控制一支旋翼的桨距
变距机构4把舵机动作转换为桨叶角变化
控制器1跑 Heli 固件,输出四路桨距 + 一路电机

实机参考 ​

CanberraUAV 可变距四旋翼实机
堪培拉无人机(CanberraUAV)的变距四轴实机:四角是变距旋翼组件,电机、电调与电池集中在机身中部

接线 ​

四个舵机接 M1~M4,电调接 M8
舵机接 M1~M4,电调接 M8(图中上方为机头方向)
部件接到对应位置
舵机 1M1右前
舵机 2M2左后
舵机 3M3左前
舵机 4M4右后
电调M8驱动电机

舵机顺序与常规四轴完全一致(X 型),完整顺序见电机序号布局,不必因为"变距"另记一套。

TIP

四支舵机同时动作时电流不小,建议给舵机单独供一路 5~6V(UBEC),不要只靠控制器的舵机排针。

参数设置 ​

参数设置值说明
FRAME_CLASS13机架选 HeliQuad(变距四旋翼)
FRAME_TYPE1 或 3X 型或 H 型,按下文判断
RC8_OPTION32遥控器第 8 通道设为 Motor Interlock(电机联动开关)

FRAME_TYPE 怎么选:看右前(1 号)旋翼的转向 —— 逆时针转选 1(X),顺时针转选 3(H)。

RC8_OPTION (设为32)是做什么的:直升机没有"解锁就转桨"的逻辑,电机的通断由 Motor Interlock 这个开关控制,通常是第 8 通道。注意它是遥控器输入通道,和接电调的输出 M8 是两件事。

TIP

官方为 WLToys Assassin V383 提供了整机参数文件,可直接导入后按自己的机架微调。

上电与调试 ​

  1. 按写入固件的流程刷入 Heli 固件,再按上表接好线。
  2. 将 FRAME_CLASS 设置为13,再按 1 号旋翼转向设 FRAME_TYPE,重启控制器。
  3. 遥控器第 8 通道设为 Motor Interlock(对应 RC8_OPTION 设置为32),确认拨杆能启停电机。
  4. 先不装桨:断开电机联动,推俯仰、横滚杆,四个舵机应同步改变桨距且方向与杆量一致(前推杆,机头一侧桨距下压)。
  5. 装桨,低速试转。四支旋翼同时起转、振动正常后,再离地悬停。

注意事项 ​

  • 振动:单电机经长传动轴驱动四支旋翼,振动比常规四轴大,先做桨平衡和振动测量,再动 PID。
  • PID 不能照搬:变距机型的响应和惯量与变速机型不同,用多旋翼的默认参数起飞会明显过冲。
  • 桨距行程:四个舵机的桨距范围沿用直升机的 H_COL_* 参数定义,若发现桨距偏小或顶死,按直升机方式校准行程。

常见问题 ​

1、必须刷 Heli 固件吗?

  • 是。HeliQuad 是直升机固件里的一个机架分支,四路桨距混控由它提供;多旋翼固件会把 M1~M4 当电机信号用,舵机不会按预期动作。

2、开关打到开,电机还是不转?

  • 先看 RC8_OPTION 是否设成 32,再到地面站遥控器页面确认第 8 通道的值确实在变化;最后确认电调插的是 M8,而不是 M1~M4。

3、一起飞就翻?

  • 先查 FRAME_TYPE 的 X/H 是否选反,再查舵机方向:某个舵机的桨距变化方向与另外三个相反时,姿态纠正会变成加剧倾斜。

文档反馈:hongle@cuav.net