1.结（jié）构（gòu）形式
旋翼对称分布在机体的（de）前后（hòu）、左右四（sì）个方向，四个旋（xuán）翼处于同一高度平面，且四个（gè）旋（xuán）翼的（de）结构和半径都（dōu）相同，四个电机对称的安装（zhuāng）在（zài）飞行（háng）器的支架端，支（zhī）架中间空（kōng）间安放飞行控制计算机和外部设备。结构形式如图（tú） 1.1所示（shì）。
2.工作原理
四旋翼（yì）飞行器通过调节四个电机转速来改变旋翼转速，实现升力的变化，从（cóng）而（ér）控制（zhì）飞行器（qì）的姿态和位置。四旋翼飞行器是一（yī）种六自（zì）由（yóu）度的垂直升降（jiàng）机，但（dàn）只有四个输（shū）入力，同时却有六个状（zhuàng）态（tài）输（shū）出，所（suǒ）以它又是一种欠驱动系统。
四旋翼飞行器的电机（jī） 1和电（diàn）机 3逆时针旋转的同（tóng）时（shí），电机 2和电机 4顺时针（zhēn）旋转，因此当飞行（háng）器平衡飞（fēi）行时，陀螺效应（yīng）和（hé）空气（qì）动力（lì）扭矩效（xiào）应均被抵消。
在上图中，电机 1和电机 3作逆时针旋转（zhuǎn），电机 2和电机 4作（zuò）顺（shùn）时针旋转，规定沿 x轴（zhóu）正方向运动称为（wéi）向前运动，箭头（tóu）在旋翼的运动平面（miàn）上方（fāng）表示此电机转速提高，在下方（fāng）表示此电机转（zhuǎn）速下（xià）降。
（1）垂（chuí）直（zhí）运动：同时增加四个电机（jī）的输出功率（lǜ），旋翼转速增加使得总的拉力（lì）增大，当总拉力足以克服整机的重量（liàng）时，四旋翼飞行（háng）器便离地垂直上（shàng）升；反之（zhī），同时减小四个电机的输出功率，四旋翼飞行器则垂（chuí）直下降（jiàng），直至平衡落（luò）地，实现了沿 z轴的垂直运动。当外界扰动量为零时，在旋翼产生的升力（lì）等于飞行器（qì）的自重（chóng）时，飞行器便（biàn）保持（chí）悬停（tíng）状（zhuàng）态。
（2）俯仰（yǎng）运动：在图（b）中，电（diàn）机（jī） 1的转速（sù）上（shàng）升，电机 3 的转速下降（改（gǎi）变（biàn）量（liàng）大小应（yīng）相（xiàng）等（děng）），电机 2、电机（jī） 4 的（de）转速保持不（bú）变。由于旋翼1 的升（shēng）力上升，旋翼 3 的升力下降，产生的（de）不平（píng）衡力矩使机身绕 y 轴旋转，同理（lǐ），当电（diàn）机（jī） 1 的转速下降，电机（jī） 3的转速上升，机身便绕y轴向（xiàng）另一（yī）个方（fāng）向旋转，实现飞行器的俯仰运（yùn）动（dòng）。
（3）滚转运动：与图 b 的原理相同，在图 c 中，改变电机 2和电机 4的（de）转速，保持电机1和电机 3的转（zhuǎn）速不（bú）变，则可使机身绕 x 轴旋转（正向和反向），实现飞行器（qì）的滚转运动。
（4）偏航运动：旋（xuán）翼转（zhuǎn）动（dòng）过程中（zhōng）由于空气（qì）阻力作（zuò）用会（huì）形成（chéng）与转（zhuǎn）动方（fāng）向相反的反扭（niǔ）矩，为了克（kè）服反扭矩影响（xiǎng），可使（shǐ）四（sì）个旋（xuán）翼（yì）中的两个正（zhèng）转，两个反转，且对角线上的各（gè）个（gè）旋翼（yì）转动（dòng）方向相（xiàng）同。反（fǎn）扭矩的大小与旋翼转速有关，当（dāng）四个电机（jī）转（zhuǎn）速相同时，四个旋翼产生的反（fǎn）扭矩（jǔ）相互平（píng）衡，四旋翼飞行器（qì）不发（fā）生（shēng）转（zhuǎn）动；当（dāng）四个电机转速不完（wán）全相同（tóng）时，不平衡的反扭矩会引起四（sì）旋（xuán）翼飞行器转动。在图（tú） d中（zhōng），当电机 1和电（diàn）机 3 的（de）转（zhuǎn）速上升，电机 2 和电（diàn）机 4 的转速下（xià）降时，旋翼 1和（hé）旋翼3对机身的（de）反（fǎn）扭（niǔ）矩大于旋（xuán）翼2和旋翼4对机身（shēn）的反扭矩，机身便在（zài）富余反（fǎn）扭矩的作用下绕 z轴转动（dòng），实现飞行器的偏航运动，转向与（yǔ）电机 1、电机3的（de）转（zhuǎn）向相（xiàng）反。
（5）前后运动：要想实现飞行器在水平面（miàn）内前后、左右的运动，必须（xū）在水平面内（nèi）对飞行器施加一定的力（lì）。在（zài）图（tú） e中，增加电机 3转速，使（shǐ）拉力增大，相应减小电机（jī） 1转速，使（shǐ）拉（lā）力减（jiǎn）小，同时保持其（qí）它两个电机转速不变，反扭矩仍然要保持（chí）平（píng）衡。按图 b的理论，飞（fēi）行器首先发生（shēng）一定程度的倾斜（xié），从而使旋（xuán）翼拉力产生水平（píng）分量，因（yīn）此可以（yǐ）实现（xiàn）飞行（háng）器（qì）的前飞（fēi）运动。向（xiàng）后飞（fēi）行与向前飞行正好相反。（在图 b 图 c中（zhōng），飞（fēi）行（háng）器在产生俯仰、翻滚（gǔn）运（yùn）动的同（tóng）时也会产生沿 x、y轴的（de）水平运（yùn）动（dòng）。）
（6）倾向（xiàng）运动：在图 f 中（zhōng），由于结构对称，所（suǒ）以（yǐ）倾向飞行的工作原理与前后运动完全一（yī）样。
加（jiā）老鹰微信laoyingfly可获得更多无人机飞行知识 |
