1.7《无人机的基本组成》教案 2024—2025学年甘教版（2022）初中信息技术八年级下册

《无人机的基本组成》教学设计 课题 《无人机的基本组成》 单元 第一单元 学科 信息科技 年级 八年级 教材分析 这节课我们学习了无人机的组成，了解了机身系统、飞控系统、数据链系统的知识，结合拓展的无人机机身的三种材料，并以龙云无人机为例，展示了三大部分的各个零件，让学生们结合生活中实际见过的无人机，加深对本节课的认识。 学习 目标 了解多旋翼无人机的基本组成 认识多旋翼无人机各组成部分的功能 重点 了解无人机的组成部分。 难点 深入了解三个系统的功能和作用。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 师：无人机是一种复杂的设备，你知道它由哪些部分组成吗？ 随着无人机技术的发展，无人机的结构越来越多样化，其用途也在不断扩展。无人机的各组成部分与其用途、功能密切相关。不同类别、不同功能的无人机，其组成部分会有所不同，如植保无人机需要农药喷洒设备，而航拍无人机需要云台和相机。 以生活中常见的多旋翼无人机为例，它主要由机身系统、动力系统、飞控系统和数据链系统四个基本部分组成。 提出问题，巡线行走的原因 循序渐进引发学生思考讨论 讲授新课 机身系统 机身系统相当于人体的骨骼，主要包括机架和起落架等部件。 机架：机架是多旋翼无人机的主体框架，大部分设备需安装在机架上。机架的材料有许多种，如工程塑料、碳纤维等。 图1-7-2 机架 起落架：起落架是多旋翼无人机起飞和降落时的重要部件。着陆部位通常有减震海绵垫，起到缓冲减震的作用。 图1-7-3 起落架 自主探索 无人机机身的材料丰富多样，常用的材料有工程塑料、碳纤维、玻璃纤维、铝合金等。这些材料各有什么特点呢？借助网络查找相关信息并与同学们分享交流吧！ 拓展延伸 无人机机身材料 ①碳纤维:一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。碳纤维"外柔内刚"，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性。 ②玻璃纤维:玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。 ③树脂:指受热后有软化或熔融范围，软化时在外力作用下有流动倾向，常温下是固态、半固态，有时也可以是液态的有机聚合物。广义地讲，可以作为塑料制品加工原料的任何高分子化合物都称为树脂。 动力系统 1.认识动力系统 动力系统的主要作用是为无人机飞行提供动力，包括电机、螺旋桨、电调、电池等。 电动机：常称为电机、马达。主要作用是将电能转换为机械能，从而驱动电机上的螺旋桨旋转。 螺旋桨：螺旋桨是直接产生升力的部件。 电子调速器：常称为电调。主要作用是根据飞控系统的控制信号来调节电机的转速。 电池：主要作用是为无人机提供能量。在电池容量相同的条件下，锂聚合物电池（简称锂电池）质量小并且具有较高的起飞效率。 根据电机的个数进行分类，多旋翼无人机可分为三旋翼、四旋翼、六旋翼、八旋翼、十六旋翼等，如图1-7-1所示的无人机又称为四旋翼无人机。 2.电机与螺旋桨的“正转与反转” （1） 认识正反转电机、正反转桨叶四旋翼无人机共有四个电机，分别有两个正转电机、两个反转电机。俯视观看，正转电机的转动方向为逆时针旋转，反转电机的转动方向为顺时针旋转。 四旋翼无人机共有四个螺旋桨，分别有两个正转桨叶、两个反转桨叶。正转桨叶的翼型是右高左低，需安装在正转电机上。反转桨叶的翼型是左高右低，需安装在反转电机上。 （2）正反转电机、正反转桨叶的安装位置 一般四旋翼无人机的电机、螺旋桨的安装位置如下： 图1-7-12 正反转电机、正反转桨叶的安装位置 自主探索 你知道作用力与反作用力吗？扭矩与反扭矩呢？大家可以动手试一试，当你拍打桌子的时候，随着拍打的力度越来越大，你的手会感到越来越疼，这就是作用力与反作用力在生活中的表现。而将橡皮筋直升机的螺旋桨旋转几圈后，放手直升机就能飞起来，此时直升机机身与螺旋桨的旋转方向相反，这就是扭矩与反扭矩在生活中的表现。 飞控系统 飞控系统是指能够稳定无人机飞行姿态，并能控制无人机自主或半自主飞行的控制系统，是无人机的“大脑”。它包括硬件部分及软件部分，硬件部分主要包括中央处理器及各类传感器，常被简称为“飞控”；软件部分主要包括上传在飞控系统硬件中的飞行控制程序。 自主探索 无人机还有哪些常见的地面控制设备呢？借助网络查找相关信息，选取其中一种地面控制设备与同学们分享交流吧！ 实践与提高 以龙云LY-250无人机为例，其各零部件如下图所示，请根据本节所学知识，对其零部件进行分类并将其序号填写在对应的横线上。 ①主体机架 ②起落架 ③电池保护盖 ④机头盖 ⑤电源开关组件 ⑥LED透明盖 ⑦主板 ⑧飞控 ⑨正转电机 ⑩反转电机 ⑪反转螺旋桨 ⑫正转螺旋桨 ⑬18650锂电池 ⑭电池导电片 ⑮正桨保护罩 ⑯反桨保护罩 ⑰机壳 ⑱螺丝套件 ⑲扎带 ⑳机壳锁扣 1.机身系统 1、2、3、4、5、6 2.飞控系统 7、8 3.动力系统 9、10、11、12、13、14 4.其他配件 15、16、17、18、19、20 认识无人机机身系统的组成 拓展无人机机身三种材料的特点 了解动力系统的工作原理 认识正反转电机和螺旋桨安装的大致位置 学习飞控系统的作用 以图为例了解无人机各零部件的组成 可讨论交流 交流讨论 总结实践中遇到的难题并解决问题。 课堂小结 这节课我们学习了无人机的组成，了解了机身系统、飞控系统、数据链系统的知识，结合大家在生活中见过的无人机，分享一下今天的收获吧。 总结 对本节课内容进行总结概括。 板书 机身系统 飞控系统 数据链系统 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 学科网（北京）股份有限公司 $$