机架与机械结构¶
机架决定螺旋桨运动空间、部件安装位置、重心、结构刚度、振动和维修方式。所谓“5英寸机架”通常只表示适配约5英寸螺旋桨，不能代替具体尺寸检查。
外观示例：碳纤维5英寸四旋翼机架。图片来源：Lumenier QAV-R 2C机架。用于识别结构，不构成型号推荐。
常见机架布局¶
真X与压缩X¶
真X布局的前后、左右电机几何关系更接近对称；压缩X会改变前后和左右轴距，但仍可形成常见四旋翼控制布局。
布局会影响：
- 电机力臂；
- 摄像头是否看到螺旋桨；
- 机身内部空间；
- 天线和电池位置；
- 惯性矩和操控感。
不能只根据俯视外形判断飞行性能，还需要结合质量分布、动力和控制参数。
Deadcat布局¶
Deadcat布局通常让前机臂向外展开，以减少前方螺旋桨进入摄像头画面。它会改变电机几何位置，飞控必须使用匹配的混控或控制分配。
涵道和保护圈¶
微型涵道机使用包围螺旋桨的保护结构，可以降低桨叶直接接触人员和物体的风险，但会增加重量、阻力和气流干扰。
保护圈不代表可以忽略安全距离，也不能保证高速旋转的桨叶不会造成伤害。
关键机械尺寸¶
电机轴距¶
轴距通常指电机轴心之间的距离，常见写法包括：
- 对角轴距；
- 前后轴距；
- 左右轴距。
不同厂商可能使用不同口径，必须结合尺寸图理解。
螺旋桨空间¶
需要检查：
- 目标桨径能否安装；
- 相邻桨尖是否有安全间隙；
- 桨叶是否会碰机架、电池、导线或天线；
- 桨叶弯曲后是否仍有余量；
- 摄像头和载荷是否进入桨盘。
静止时不接触，不代表高速旋转、机架形变或碰撞后仍不会接触。
电机安装¶
核对：
- 电机安装孔距和孔径；
- 机臂末端宽度；
- 螺钉规格；
- 螺钉长度；
- 电机线的出线方向。
电机固定螺钉过长可能顶到绕组并造成短路，过短则可能无法可靠固定。
飞控和电调安装¶
常见堆叠孔距包括30.5×30.5毫米、20×20毫米和更小规格，但孔距相同仍需核对：
- 螺钉直径；
- 板卡外形；
- USB和存储卡位置；
- 排线插拔方向；
- 板间高度；
- 防振胶套；
- 上下板与焊点净空。
摄像头与视频系统¶
摄像头需要核对：
- 外壳宽度和安装孔；
- 镜头直径；
- 镜头保护范围；
- 可调仰角；
- 后部接头和导线空间。
数字图传或大功率模拟图传还需要散热和天线接头空间。
电池与重心¶
电池托盘必须容纳电池外形、绑带和防滑垫。电池位置会直接改变重心和转动惯量。
在常规四旋翼上，整机重心通常应尽量接近四个电机形成几何区域的中心。明显偏心会增加持续控制量并减少某些方向的动力余量。
机械尺寸核对表¶
不要只记录“支持5英寸”“支持30×30”。应把机架和候选部件的尺寸放在同一张表中：
| 检查项 | 机架可用尺寸 | 候选部件尺寸 | 需要保留的空间 | 证据与结论 |
|---|---|---|---|---|
| 螺旋桨 | 最大桨盘和相邻轴距 | 桨叶实际直径 | 桨尖、机臂、导线和形变余量 | 尺寸图＋实体测量 |
| 电机 | 安装孔距、孔径、机臂厚度 | 底座孔距、螺纹和允许螺钉深度 | 电机线出线空间 | 两端尺寸图 |
| 飞控 | 孔距、螺钉、中心舱长宽高 | 板卡外形、孔径和器件高度 | 胶套、焊点和USB空间 | 尺寸图＋接口位置图 |
| 电调 | 孔距、中心舱和散热空间 | 板卡外形、焊盘和电容位置 | 主电源线、板间高度和气流 | 尺寸图＋装配草图 |
| 摄像头 | 安装宽度和侧板孔位 | 外壳宽度、孔位和镜头 | 仰角、镜头和接头净空 | 尺寸图 |
| 电池 | 顶板或底板可用面积 | 长、宽、高和重量 | 绑带、防滑垫和导线弯曲 | 产品尺寸＋重心草图 |
“需要保留的空间”没有适用于所有机架的固定毫米数，应根据桨叶形变、连接器插拔、胶套压缩、导线弯曲和维修方式确定。无法从尺寸图证明时，应在采购前制作等比例纸模或三维装配模型。
材料与结构¶
碳纤维¶
碳纤维板刚度和比强度较高，但具有导电性。飞控焊点、电源端子和电池导线不能直接接触裸露碳纤维。
碳纤维边缘、裂纹和分层需要检查。自行切割或打磨会产生粉尘并破坏纤维结构，不应在缺少合适防护和工艺条件时随意加工。
工程塑料和复合结构¶
注塑机架、涵道和热塑性聚氨酯保护件可以提供防护和复杂外形，但刚度、耐温和长期变形需要结合实际材料判断。
紧固件¶
关注：
- 螺纹规格和长度；
- 金属或尼龙材质；
- 防松方式；
- 绝缘垫片；
- 备件可获得性；
- 拆装工具空间。
不同材料的热膨胀和振动会使紧固状态变化，后续需要按维护计划检查。
刚度、振动和维修¶
机架过软会改变传感器和摄像头振动；局部过硬但连接薄弱，可能把冲击集中到其他位置。
选型时应考虑：
- 机臂是否可单独更换；
- 底板和顶板是否容易获得；
- 电机和电子堆叠是否便于拆卸；
- 导线是否受到锐边磨损；
- 关键部件是否有防撞空间；
- 更换部件后是否需要大面积重新焊接。
采购前检查¶
- 目标螺旋桨有足够桨尖和结构净空；
- 电机孔距、孔径和螺钉长度匹配；
- 飞控、电调和图传安装孔距匹配；
- 板卡外形、接头和焊接空间足够；
- 摄像头尺寸和镜头保护范围匹配；
- 电池能够可靠固定且重心可调整；
- 天线、接收机和导航模块有合适位置；
- 机架重量已计入质量预算；
- 易损机臂和紧固件有备件来源。
检查理解¶
- “5英寸机架”为什么不能证明飞控可以安装？
- 电机固定螺钉过长有什么风险？
- 为什么碳纤维板附近需要注意绝缘？
- 电池位置为什么会影响控制余量？
- 机架维修性需要检查哪些内容？