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微空 AI 智能无人机教程 1 - MVD35飞行平台搭建

本章目标

本章将完成 MVD35 飞行平台的物理装配。装配过程分为两个阶段：先完成基础版，使飞行器具备基础飞行与光流悬停能力；再加装机载电脑与视觉传感器，升级为智能版飞行平台。

完成本章后，MVD35应达到以下状态，具备进入飞控调试章节的硬件基础：

整机装配稳固、焊接牢固无虚焊、线束固定合理无松动。
飞控、动力系统、遥数一体接收机、光流测距传感器完成安装与接线；智能版额外完成机载电脑、视觉传感器的安装与接线。
电源链路、飞控及传感器上电后指示灯状态正常；智能版机载电脑指示灯状态正常。

MVD35 结构速览

MVD35 采用双层碳纤结构。上层碳纤主板承载飞控、电机、稳压板和机载电脑；下层碳纤底板承载遥数一体接收机、光流测距传感器、下视摄像头和脚架。两层碳纤板通过铝柱连接，形成刚性结构，并将桨叶包覆在机身内部。

高刚性双层构型

MVD35 采用双层纯碳纤板结合倒装电机设计。在提供全包围物理防护的同时，高刚性机身能有效将电机的高频振动收敛，为飞控 IMU 提供纯净的底层数据环境。

高集成飞控系统

核心主控选用 MicoAir743v2-AIO-35A 飞控电调一体板。这种集成方案减少了飞控与电调之间的连线，降低了装配复杂度和整机重量。H743 主控也能满足 ArduPilot / PX4 对高频姿态解算和外设通信的需求。

遥数一体链路

采用微空 TRS 2.4G 接收机，将 RC 遥控信号与数据传输链路合二为一，在减小体积重量的同时，允许开发者在飞行测试时连接地面站软件实时监控飞控消息和状态。

机载电脑选型

树莓派拥有庞大的开发者社区和完善的软件生态，ROS2、OpenCV、PyTorch 等关键框架均有成熟的 ARM64 原生支持。对于本教程覆盖的 VIO、视觉处理和轻量级 AI 任务，树莓派 5 的 4GB 版本通常可以满足需求；如需运行更复杂的算法或更多后台服务，可选择更高内存版本。本系列教程以树莓派 5 为实现示例，其他基于 RK3588 等平台的单板计算机也可作为参考。

视觉传感器选型

D430 是纯双目红外深度模组，内置两颗出厂预标定的全局快门红外相机，不含 RGB 摄像头和 IMU。全局快门可避免快速运动时的果冻效应，保证 VIO 特征点跟踪的可靠性。配合飞控输出的 IMU 数据作为惯性源，即可构成完整的 VIO 传感器组合。

MVD35 电设连接示意图

装配准备

物料清单

以下是完成整机搭建所需的全部物料。其中序号 1~7 为基础版所需，序号 8~10 为智能版扩展部分，可根据实际需求选配。各套件的详细内容清单见本章附录。

工具

焊接平台（电烙铁、焊锡丝、助焊剂）
六角螺丝刀套装（H1.5、H2.0）
剪线钳、尖嘴钳、镊子

MVD35 基础版装配

1. 飞控安装

本步骤将飞控固定到机架中心，并提前安装机载电脑固定柱。飞控是整机姿态控制的核心，安装方向和减震状态会直接影响后续校准与飞行稳定性。完成后，飞控应位于主板中心，箭头朝向机头，并与碳纤板保持可靠绝缘和减震间隙。

零件清单：

安装过程

在碳纤主板的机载电脑预留孔位安装 4 颗 M2×14 圆头螺丝。
在 M2×14 螺丝上拧紧 M2×4×5 圆形铝柱，完成机载电脑安装柱的预固定。
将 TF 卡插入飞控板。
将 4 个 M2×7.5 减震柱安装到飞控板。减震柱较长的一端位于飞控正面。
将飞控放置在碳纤主板中心孔位，确认飞控箭头朝向机头，飞控正面朝上，碳纤主板在飞控上方。
使用 4 颗 M2×14 圆头螺丝和 M2 六角螺母固定飞控。

完成后检查

✅ 飞控箭头朝前，正面向上，碳纤主板在飞控上方。
✅ 飞控板上元件与碳纤板之间无接触。
✅ 减震柱均匀受压，无明显歪斜或压扁。

常见错误

⚠️ 未装 TF 卡。后续飞行日志和脚本无法保存。
⚠️ 飞控方向装错。后续姿态显示异常。

2. 动力系统组装与焊接

本步骤安装四个无刷电机，并完成电机相线、XT30 电源线和滤波电容的焊接。动力系统是整机风险最高的部分，焊点质量和线束固定会直接影响飞行安全。完成后，四个电机应固定牢靠，电机线束贴合机臂，电源焊点饱满且无短路隐患。如有条件，建议给电机固定螺丝加上螺丝胶，防止多次飞行后螺丝松动造成安全隐患。

零件清单：

安装过程

使用 M2×6 螺丝将四个电机固定至碳纤主板电机安装位。
将电机线束沿机臂内侧拉直，使用醋酸胶布将线束紧密缠绕固定于机臂上。
裁剪电机相线至合适长度（剥去线皮约 2mm），将其对应焊接到飞控的电调焊盘上。
将 XT30 电源线裁剪至约 60mm（剥去线皮约 5mm），连同滤波电容引脚一起焊接到飞控的主电源焊盘。

⚠️ AIO 板电源焊盘面积较大、散热快，需适当提高烙铁温度。确保焊点饱满稳固，避免虚焊和溅锡。锡珠溅出必须彻底清理以防短路。

⚠️ 电机相线顺序无影响，后续可通过软件调整电机转向，若相线缠绕影响美观，可进行调整。

完成后检查

✅ 四个电机固定牢固，无松动。
✅ 用手转动电机，电机转动流畅，无异物阻滞感。
✅ 线束紧密贴合机臂，无外露线缆可能接触桨叶。
✅ 所有焊点饱满光亮，无虚焊、桥接或锡珠残留。
✅ 电容及 XT30 电源线正负极与飞控焊盘正确对应。

常见错误

⚠️ 虚焊。地面测试正常但飞行振动中断开，导致单电机失力。
⚠️ 溅锡未清理。锡珠可能造成飞控短路。

3. 底板传感器安装

本步骤在底板上安装 TRS 遥数一体接收机和 MTF-02P 光流测距传感器。它们分别负责遥控/数传链路和室内定点悬停所需的底部感知，因此接线线序和安装方向都需要确认无误。完成后，接收机、光流传感器和线束应固定在底板指定位置，并为后续主板合装留出走线空间。

零件清单

安装过程

按照接线示意图，制作 SH1.0-6P 转 SH1.0-4P×2 硅胶线：用镊子挑开 SH1.0-6P 接头卡扣，按所需线序重新组配，将对应线序的线材插入 SH1.0-4P×2 接口中。
将 SH1.0-6P 转 SH1.0-4P×2 硅胶线插入 TRS 接收机；
使用 4 颗 M2×8 圆头螺丝和 M2 六角螺母，通过接收机固定件将 TRS 接收机安装到碳纤底板上。
将 SH1.0-4P 硅胶线插入 MTF-02P；
使用双面背胶将 MTF-02P 粘贴到碳纤底板上接收机固定件的凹槽处，线束穿过碳纤板过线孔。

完成后检查

✅ 接收机和传感器接线插接牢固，无松脱。
✅ MTF-02P 安装方向：测距仪探头靠前，光流镜头靠后。

常见错误

⚠️ SH1.0 插头没有垂直插入，导致针脚弯曲，供电异常或数据不通。
⚠️ TRS 接收机线序不正确，导致后续数据不通或飞控无法识别。

4. 底板结构件安装

本步骤安装脚架和外圈防护铝柱，形成 MVD35 的底部支撑。脚架方向和铝柱位置会影响天线走线、底部传感器空间以及上下板合装。完成后，底板应具备稳定支撑能力，外圈铝柱分布完整，脚架轮廓与底板方向一致。

零件清单：

安装过程

使用 8 颗 M3×10 圆头螺丝和 M3×6×20 工型铝柱将脚架固定到碳纤底板上。
安装碳纤底板外圈的 16 个 M2×3.5×20 圆形铝柱（配合 M2×8 圆头螺丝）。

完成后检查

✅ 脚架与接收机和光流测距传感器同在底面，铝柱在底板另一面。
✅ 带沟槽的脚架安装在接收机一侧（沟槽为天线走线预留）。
✅ 脚架安装位置与底板轮廓重合。

5. 主板与底板合装

本步骤将底板上的 TRS 接收机和 MTF-02P 接入飞控，并把上下两层碳纤板合装成完整机体。完成后，机体应形成稳定的双层结构，传感器线束不被压迫，也不会进入桨叶活动区域。

零件清单：

安装过程

将 MTF-02P 接线接到飞控的 UART4 4pin 接口。
将 TRS 接收机接线接到飞控的 UART1/6 6pin 接口。
确认插接牢固后，使用 M2×8 和 M3×8 圆头螺丝将主板和底板固定到一起。

<-- 补充：飞控、TRS 接收机、MTF-02P接线示意图 -->

完成后检查

✅ MTF-02P 和 TRS 接收机接线对应正确端口，插接牢固。
✅ 主板和底板之间无松动。

6. 稳压板、天线安装与线束整理

本步骤安装机载电脑稳压板，固定接收机天线，并整理机体内部线束。稳压板负责后续机载电脑供电，天线和线束固定则直接关系到通信稳定性和飞行安全。完成后，电源接口、天线和所有线束都应固定可靠，整机内部没有松散线缆。

零件清单：

安装过程

在机载电脑预留孔位安装 4 个 M2×4×20 圆形铝柱。
将飞控 XT30 电源线接到稳压板 XT30 接口，用 M2×6 圆头螺丝将稳压板固定到铝柱上。
将天线侧着穿过脚架的通孔与凹槽，扣紧天线与 TRS 接收机的 IPEX 接口。
使用两根扎带将 T 型天线头部固定到碳纤主板上。
用一根扎带穿过碳纤底板中间将连接飞控的硅胶线束固定。

完成后检查

✅ 天线连接牢固，走线通过脚架沟槽，天线头与机架固定稳固。
✅ 线束固定稳固，无外露线缆。

常见错误

⚠️ 天线 IPEX 接口未扣紧，信号接收不稳定。

7. 桨叶与电池安装

本步骤安装电池和桨叶并进行首次上电验证，用来确认电源链路、飞控、接收机、光流传感器和稳压板是否正常工作。完成后，应能听到电调初始化提示音，各模块指示灯状态正常；如有异常，应立即断电排查。

零件清单：

安装过程

将桨叶安装到电机上（右前和左后位置安装逆时针桨，左前和右后位置安装顺时针桨），使用 M2×8 圆头螺丝固定。
使用绑带将电池固定到稳压板上方，电池平衡头夹在电源线中间。
将电池 XT60 插头插入稳压板，上电验证。

完成后检查

✅ 桨叶正反与方向：桨叶上面为背风面，印有尺寸型号，桨叶下面为迎风面，表面光滑；桨叶转动时向下吹风，右前和左后位置安装逆时针桨，左前和右后位置安装顺时针桨。
✅ 用手指从底部前后、左右的中间分别托住碳纤板，整机大致水平没有明显倾倒，如整机明显前后或左右倾斜，可调整电池位置，使重心接近机体中心。
✅ 上电后电调初始化提示音正常，飞控、接收机、光流测距传感器和稳压板指示灯亮起。

常见错误

⚠️ 桨叶上下装反，导致电机震动大，能效低。
⚠️ 桨叶 CW/CCW 装反，导致飞机无法起飞或起飞后侧翻。
⚠️ 上电后飞控或传感器指示灯状态异常，返回检查接线是否正确。

外置 Nano 接口与 JR 接口遥控器安装 TRS 遥数一体高频头可跳转参考附录 1。

MVD35 基础版装配完成，如果暂时只需要基础版（无线调试 + 遥控飞行 + 光流定点悬停），可跳过本章后续内容，直接前往下一章进行飞控设置。后续需要智能版功能时，再返回本章完成扩展装配。

MVD35 智能版扩展装配

智能版通过在基础版上加装机载电脑和视觉传感器，使无人机具备机载算力和视觉感知能力。

8. 机载电脑安装

本步骤在基础版机体上安装树莓派 5，并连接飞控通信与稳压板供电。机载电脑是后续运行 VIO里程计、视觉处理和 AI Agent 的计算核心，供电方式和 USB 通信接线必须可靠。完成后，树莓派应固定牢靠，独立供电正常，并通过 USB 与飞控建立通信链路。

零件清单

安装过程

将稳压板和 M2×4×20 圆形铝柱拆下，将树莓派安装到 M2×4×5 圆形铝柱上，重新将拆下的铝柱和稳压板安装回去。
拆下碳纤底板，使用硅胶线焊接连接飞控上预留的 GND、D-、D+ 与 USB 公头，线序参考示意图。将 D- 和 D+ 线缠绕绞合，用醋酸胶布固定线束，将 USB 头接到树莓派 USB 2.0 接口，重新装回底板。
通过 USB-C 短线连接稳压板供电接口为树莓派供电。

⚠️ USB 头只需连接 GND、D-、D+，切勿焊接5V焊盘！防止与树莓派独立供电发生并联倒灌导致设备损坏。

⚠️ 安装方向：建议树莓派 USB 口一侧朝前，便于连接双目摄像头和飞控。

<-- 补充：飞控焊盘-USB口接线示意图 -->

完成后检查

✅ 树莓派与飞控只连接 GND、D-、D+ 三线，5V 焊盘无连接。
✅ 树莓派固定牢固，无松动。
✅ 插入电池后，树莓派电源指示灯亮起，飞控及其他传感器指示灯正常。

9. 双目视觉传感器安装

本步骤安装 Intel RealSense D430 双目视觉传感器，并通过 USB 3.0 接入树莓派。双目相机是后续 VIO 定位的主要视觉输入，安装刚性、朝向和线缆固定都会影响定位稳定性。完成后，相机应位于机体前方，镜头朝前且固定无晃动，USB 线缆短而稳固。

零件清单：

安装过程

将带金属外壳的 D430 拆除外壳，保留摄像头模组和驱动板及两者连接排线。
将 D430 摄像头模组嵌入 3D 打印件中，使用 M1.6×3 螺丝固定。
将驱动板安装到打印件背面，使用 M2×3 螺丝固定。
取下 MVD35 前方的 3 颗固定螺丝，加装 D430 打印件整体，重新固定螺丝。
使用短 USB-C 3.0 数据线将 D430 连接到树莓派 USB 3.0 端口（蓝色接口）。

⚠️ D430 双目图像流需要高速率的 USB 3.0 。使用 USB 2.0 会导致帧率大幅下降甚至无法输出。确认数据线支持 USB 3.0。

⚠️ 驱动板与模组之间的 FPC 软排线极易折断，操作时切勿用力拉扯。

⚠️ 若无 D430，可用 D435 代替，D435 移除不用的 RGB 摄像头模组即是 D430。

完成后检查

✅ D430 固定牢固，用手轻晃无松动（松动会导致 VIO 位姿漂移）。
✅ 镜头正对前方，朝向水平或略微下倾。
✅ USB-C 线尽可能短，减少飞行过程中的震动和松动。

10. 其它扩展接口安装（可选）

本步骤说明下视 MIPI 摄像头的安装方式。该部分不是基础飞行和双目 VIO 的必需项，适合需要地面识别、目标跟踪或额外视觉输入的用户选装。安装完成后，应重点确认排线不接触桨叶，摄像头不会触地，且底板空间布局仍然可靠。

零件清单：

安装过程

拆下接收机天线和碳纤底板，取下接收机及固定件，
用双面胶将接收机粘贴在 MTF-02P 背面碳纤板一侧，避开其他器件，固定好天线位置。
将摄像头安装到原接收机位置，用螺丝和螺母固定。部分摄像头正面有器件，需用尼龙柱垫高。
将 FPC 软排线穿过碳纤主板通孔，接到树莓派 CSI 接口。
重新安装碳纤底板，用扎带固定好接收机天线和硅胶线。

完成后检查

✅ FPC 软排线不能接触到桨叶。
✅ 整机平放时，下视摄像头没有碰到地面。
✅ 用手转动各个桨叶，确保不会碰到其它元器件或排线。

飞行平台概览

至此，MVD35 的全部硬件装配工作已经完成。

MVD35 硬件连接示意图：

<-- 补充：MVD35 智能版飞控接线示意图：图中框出基础版单独部分 -->

MVD35 参数信息对比

参数	基础版	智能版
整机重量（含电池）	约 500 g	约 625 g
整机重量（不含电池）	约 280 g	约 400 g
轴距	139mm	139mm
桨叶尺寸	3.5 inch	3.5 inch
悬停续航	约 13 min	约 10 min