資源簡(jiǎn)介

(共35張PPT)
第14課
認(rèn)識(shí)無(wú)人機(jī)
（浙教版）九年級(jí)
全
01
教學(xué)目標(biāo)
02
新知導(dǎo)入
03
無(wú)人機(jī)的組成
04
無(wú)人機(jī)的應(yīng)用
05
隨堂練習(xí)
06
擴(kuò)展延伸
08
板書(shū)設(shè)計(jì)
07
課堂小結(jié)
01
教學(xué)目標(biāo)
1、信息意識(shí)：能夠認(rèn)識(shí)到無(wú)人機(jī)在信息獲取和傳遞方面的重要作用，了解其作為一種新興信息技術(shù)工具的價(jià)值。
2、計(jì)算思維：理解無(wú)人機(jī)的基本工作原理，包括飛行控制、傳感器數(shù)據(jù)處理等方面的邏輯關(guān)系。
3、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：利用數(shù)字化資源，如在線視頻、文檔和論壇等，深入了解無(wú)人機(jī)的相關(guān)知識(shí)和技術(shù)。
4、信息社會(huì)責(zé)任：了解無(wú)人機(jī)使用的法律法規(guī)和道德規(guī)范，認(rèn)識(shí)到不當(dāng)使用無(wú)人機(jī)可能帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)和社會(huì)問(wèn)題。
02
新知導(dǎo)入
通過(guò)學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)無(wú)人機(jī)的主要組成部分及其功能，了解無(wú)人機(jī)在實(shí)際生活中常見(jiàn)的應(yīng)用。
探究：
1、根據(jù)你的經(jīng)驗(yàn)或想象，你覺(jué)得無(wú)人機(jī)有哪些關(guān)鍵的組成部分和功能
2、人類可以利用無(wú)人機(jī)做什么
02
新知導(dǎo)入
隨著科技的不斷進(jìn)步，各種無(wú)人裝備層出不窮，無(wú)人機(jī)也逐漸進(jìn)人大眾視野。隨著無(wú)人機(jī)的用途越來(lái)越廣泛，它與人們的聯(lián)系也日漸緊密。
03
無(wú)人機(jī)的組成
無(wú)人機(jī)可以被簡(jiǎn)單理解為無(wú)人駕駛的飛機(jī)，它是利用無(wú)線電遙控設(shè)備和控制系統(tǒng)操控的不載人飛機(jī)。無(wú)人機(jī)可以在無(wú)人駕駛的條件下完成復(fù)雜的空中飛行任務(wù)和各種負(fù)載任務(wù)，可以被看作“會(huì)飛的機(jī)器人”。
常見(jiàn)的無(wú)人機(jī)主要由機(jī)身系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、機(jī)載設(shè)備、圖傳系統(tǒng)、地面控制系統(tǒng)等部分組成。
03
無(wú)人機(jī)的組成
1.機(jī)身系統(tǒng)
無(wú)人機(jī)的機(jī)身系統(tǒng)一般包括機(jī)架、起落架和槳葉保護(hù)罩等。機(jī)架是無(wú)人機(jī)的主體，電機(jī)、螺旋槳、電路板、傳感器等眾多設(shè)備都安裝在機(jī)架上。起落架是無(wú)人機(jī)唯一接觸地面的部位，用來(lái)支撐無(wú)人機(jī)的停放，也為無(wú)人機(jī)的降落起緩沖作用。槳葉保護(hù)罩并不是所有無(wú)人機(jī)都有，它用來(lái)保護(hù)飛行中的螺旋槳，防止高速旋轉(zhuǎn)的螺旋槳碰到障礙物而使無(wú)人機(jī)墜落。
03
無(wú)人機(jī)的組成
2.動(dòng)力系統(tǒng)無(wú)人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)主要由電機(jī)、螺旋槳和電池組成，為無(wú)人機(jī)的飛行提供動(dòng)力。電機(jī)如圖14-1所示。
03
無(wú)人機(jī)的組成
3.飛控系統(tǒng)
無(wú)人機(jī)的飛控系統(tǒng)全稱為飛行控制系統(tǒng)，可控制無(wú)人機(jī)的飛行姿態(tài)，并能夠控制無(wú)人機(jī)進(jìn)行自主或半自主飛行，包括起飛、空中飛行、執(zhí)行任務(wù)和返回等整個(gè)飛行過(guò)程，是無(wú)人機(jī)的大腦。
03
無(wú)人機(jī)的組成
4.導(dǎo)航系統(tǒng)
導(dǎo)航系統(tǒng)可以向無(wú)人機(jī)提供空間坐標(biāo)、速度、飛行姿態(tài)、障礙等信息，引導(dǎo)無(wú)人機(jī)按照指定航線飛行，相當(dāng)于無(wú)人機(jī)的主官。
03
無(wú)人機(jī)的組成
5.機(jī)載設(shè)備
根據(jù)不同的飛行任務(wù)，無(wú)人機(jī)可以搭載不同的設(shè)備，如航拍相機(jī)、測(cè)繪激光雷達(dá)、農(nóng)藥噴灑設(shè)備、激光測(cè)距儀器、紅外相機(jī)、救生設(shè)備等。
03
無(wú)人機(jī)的組成
6.圖傳系統(tǒng)
圖傳系統(tǒng)是指視頻傳輸裝置，具有圖像傳輸質(zhì)量高、帶寬占用少、傳輸延時(shí)低等特點(diǎn)，可將無(wú)人機(jī)在空中拍攝的畫(huà)面實(shí)時(shí)發(fā)送給地面接收端，供操作者觀看。
03
無(wú)人機(jī)的組成
7.地面控制系統(tǒng)
可讓地地面控制系統(tǒng)(也稱為地面站)是無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，由操作人員有效地對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行姿態(tài)和工作狀態(tài)進(jìn)行控制和監(jiān)視，完成無(wú)人機(jī)飛行遙控、任務(wù)規(guī)劃、飛行路徑規(guī)劃、飛行數(shù)據(jù)顯示、圖像顯示、發(fā)送飛行程序指令等。
04
無(wú)人機(jī)的組成
親身體驗(yàn)
無(wú)人機(jī)在未來(lái)生活中會(huì)有哪些應(yīng)用
機(jī)身：由輕質(zhì)高強(qiáng)度材料制成，為其他部件提供支撐，兼具空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
電機(jī)：無(wú)刷直流電機(jī)，提供動(dòng)力。
電池：鋰聚合物電池，提供能量。
螺旋槳：旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力。
飛控系統(tǒng)：無(wú)人機(jī)的 “大腦”，包含傳感器（如陀螺儀、加速度計(jì)、氣壓計(jì)、GPS 等）和控制芯片，處理數(shù)據(jù)并控制飛行姿態(tài)和軌跡。
04
無(wú)人機(jī)的組成
新知拓展
根據(jù)你的經(jīng)驗(yàn)或想象，你覺(jué)得無(wú)人機(jī)有哪些關(guān)鍵的組成部分和功能
機(jī)身：由輕質(zhì)高強(qiáng)度材料制成，提供支撐，考慮空氣動(dòng)力學(xué)。
飛控系統(tǒng)：“大腦”，含傳感器（如陀螺儀、加速度計(jì)、氣壓計(jì)、GPS 等）和控制芯片，處理數(shù)據(jù)控制飛行。
通信系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)與地面控制站等通信，有無(wú)線模塊和天線，方式有 Wi-Fi、藍(lán)牙、4G/5G 等。
載荷系統(tǒng)：根據(jù)用途搭載相機(jī)、傳感器、貨物等。
04
無(wú)人機(jī)的組成
新知拓展
根據(jù)你的經(jīng)驗(yàn)或想象，你覺(jué)得無(wú)人機(jī)有哪些關(guān)鍵的組成部分和功能
功能：
飛行控制：穩(wěn)定起飛、懸停、飛行和降落，自動(dòng)避障。
數(shù)據(jù)采集與傳輸：采集環(huán)境數(shù)據(jù)并傳輸，航拍無(wú)人機(jī)可拍攝并傳輸照片視頻。
任務(wù)執(zhí)行：根據(jù)需求執(zhí)行農(nóng)業(yè)植保、物流配送、巡檢等任務(wù)，可自動(dòng)化執(zhí)行。
遠(yuǎn)程控制與監(jiān)控：用戶遠(yuǎn)程控制，地面站監(jiān)控飛行狀態(tài)和任務(wù)執(zhí)行情況。
04
無(wú)人機(jī)的組成
新知拓展
04
無(wú)人機(jī)的應(yīng)用
無(wú)人機(jī)具有機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)輕、費(fèi)用成本低、可回收、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，在越來(lái)越多的場(chǎng)景中得以應(yīng)用，如智慧農(nóng)業(yè)、搜索救援、電力巡查、慶典表演、物流配送、建筑檢測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等。
04
無(wú)人機(jī)的應(yīng)用
農(nóng)用無(wú)人機(jī)成為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)“新標(biāo)配”，利用無(wú)人機(jī)技術(shù)可以有效監(jiān)測(cè)農(nóng)作物的生長(zhǎng)、病蟲(chóng)害、灌溉等。在遙感技術(shù)支持下，無(wú)人機(jī)技術(shù)可以通過(guò)航拍綜合了解農(nóng)田面積、土壤變異、農(nóng)作物類型和生長(zhǎng)變化，從而發(fā)現(xiàn)人眼看不見(jiàn)的病蟲(chóng)害跡象。
04
無(wú)人機(jī)的應(yīng)用
在農(nóng)作物噴灑方面，由于無(wú)人機(jī)在空中飛行，自身重量輕、體積小，航線設(shè)置靈活，速度自行控制，噴灑的覆蓋面積廣，可輕松實(shí)現(xiàn)復(fù)雜地形農(nóng)田的農(nóng)藥噴灑作業(yè)，而且藥液噴灑均勻，農(nóng)藥損失少，既避免浪費(fèi)又省時(shí)高效(如圖 14-2)。
圖14-2 無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用
04
無(wú)人機(jī)的應(yīng)用
在生活中不可避免會(huì)遇到一些災(zāi)害，如地震、火災(zāi)、泥石流等。當(dāng)災(zāi)害發(fā)生的時(shí)候，需要及時(shí)了解災(zāi)害情況。利用無(wú)人機(jī)可以幫助救援隊(duì)伍更好地了解事態(tài)，提供關(guān)鍵信息，以便及時(shí)采取行動(dòng)，提高搜救效率，彌補(bǔ)人工搜救的不足。圖14-3是無(wú)人機(jī)進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的畫(huà)面。
圖14-3 無(wú)人機(jī)進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)
04
無(wú)人機(jī)的應(yīng)用
無(wú)人機(jī)在電力巡檢中也有很大的用處。裝配有高清數(shù)碼攝像機(jī)和照相機(jī)以及衛(wèi)星定位系統(tǒng)的無(wú)人機(jī)可以定期實(shí)現(xiàn)沿電網(wǎng)進(jìn)行定點(diǎn)自主巡航(如圖14-4)，開(kāi)展全線排查，以確保電網(wǎng)的安全，也有利于加大對(duì)線路重點(diǎn)區(qū)域的巡檢力度。
04
無(wú)人機(jī)的應(yīng)用
開(kāi)動(dòng)腦筋
無(wú)人機(jī)在未來(lái)生活中會(huì)有哪些應(yīng)用
物流配送：實(shí)現(xiàn)最后一公里配送、偏遠(yuǎn)地區(qū)配送、緊急物資運(yùn)輸1。
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)：進(jìn)行農(nóng)場(chǎng)測(cè)繪、作物考察、田間試驗(yàn)、精準(zhǔn)施肥施藥、播種等。
城市管理：用于城市規(guī)劃、市容監(jiān)察、公共設(shè)施安全檢測(cè)、交通管理等。
應(yīng)急救援：搜索救援、運(yùn)送物資、災(zāi)情評(píng)估、火災(zāi)監(jiān)測(cè)與撲救等。
影視娛樂(lè)：進(jìn)行影視航拍、綜藝直播、個(gè)人娛樂(lè)拍攝等。
新聞報(bào)道：快速到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，提供多角度新聞畫(huà)面。
安保巡邏：對(duì)特定區(qū)域進(jìn)行巡邏、監(jiān)控，保障安全。
科學(xué)研究：進(jìn)行氣象觀測(cè)、地質(zhì)勘探、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)等。
04
無(wú)人機(jī)的組成
新知拓展
人類可以利用無(wú)人機(jī)做什么
人類可利用無(wú)人機(jī)在商業(yè)、公共服務(wù)、科學(xué)研究和個(gè)人娛樂(lè)等領(lǐng)域發(fā)揮作用。商業(yè)上可用于物流配送、影視拍攝、農(nóng)業(yè)植保和測(cè)繪等；公共服務(wù)領(lǐng)域可進(jìn)行應(yīng)急救援、環(huán)境監(jiān)測(cè)、交通管理和電力巡檢；科學(xué)研究方面可用于氣象觀測(cè)、生態(tài)研究和考古研究；個(gè)人娛樂(lè)領(lǐng)域可供航拍愛(ài)好者使用和參與競(jìng)技比賽。
04
無(wú)人機(jī)的組成
新知拓展
05
隨堂練習(xí)
通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜索，列舉至少三種不同類型的無(wú)人機(jī)，并分別列舉一種具體應(yīng)用場(chǎng)景。
1.多旋翼無(wú)人機(jī)：
（1）特點(diǎn)：具有三個(gè)及以上旋翼軸，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可通過(guò)改變不同旋翼之間的相對(duì)轉(zhuǎn)速來(lái)控制單個(gè)動(dòng)力軸推進(jìn)力的大小。能垂直起降、懸停能力強(qiáng)、靈活機(jī)動(dòng)，適應(yīng)狹小區(qū)域操作，但續(xù)航時(shí)間相對(duì)較短、巡航速度較低、載荷能力相對(duì)較小。
（2）農(nóng)業(yè)植保：多旋翼無(wú)人機(jī)可以進(jìn)行農(nóng)藥、肥料、種子等的噴灑和播撒作業(yè)。其靈活的飛行能力可以適應(yīng)不同形狀和地形的農(nóng)田，并且能夠精準(zhǔn)地控制噴灑量和播撒范圍，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，減少人工操作的勞動(dòng)強(qiáng)度和農(nóng)藥對(duì)人體的危害。
05
隨堂練習(xí)
2.固定翼無(wú)人機(jī)：
特點(diǎn)：由動(dòng)力裝置產(chǎn)生前進(jìn)的推力或拉力，由機(jī)體上固定的機(jī)翼產(chǎn)生升力，在大氣層內(nèi)飛行的重于空氣的無(wú)人航空器。飛行形態(tài)是人類掌握的最高效的飛行方式，具有續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)、巡航速度高、載荷能力大、高空和遠(yuǎn)距離飛行能力強(qiáng)、抗風(fēng)能力好等優(yōu)點(diǎn)，但需要較長(zhǎng)的起降跑道，無(wú)法垂直起降，對(duì)起降場(chǎng)地要求較大。
物流運(yùn)輸（未來(lái)潛在應(yīng)用）：在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)、島嶼或者交通不便的地區(qū)，固定翼無(wú)人機(jī)可以用于貨物的遠(yuǎn)程運(yùn)輸。憑借其長(zhǎng)續(xù)航和高速度的優(yōu)勢(shì)，能夠快速地將貨物送達(dá)目的地，提高物流配送的效率和覆蓋范圍。不過(guò)，目前固定翼無(wú)人機(jī)物流運(yùn)輸還面臨著一些技術(shù)和法規(guī)方面的挑戰(zhàn)，尚未廣泛應(yīng)用。
05
隨堂練習(xí)
垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)：
特點(diǎn)：結(jié)合了多旋翼和固定翼的優(yōu)勢(shì)，既能垂直起降，又具有固定翼飛行距離長(zhǎng)、速度快、高度高的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了多旋翼續(xù)航短、速度慢、飛行高度較低以及固定翼起降對(duì)場(chǎng)地要求高的不足。
應(yīng)急救援：在地震、洪水、火災(zāi)等自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)可以迅速到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行災(zāi)情監(jiān)測(cè)、人員搜索、物資投放等工作。其不受地形限制的特點(diǎn)，能夠在復(fù)雜的環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)，為救援工作提供重要的信息和物資支持。
06
拓展延伸
1、無(wú)人機(jī)物流
06
拓展延伸
2、無(wú)人機(jī)與其他科技的融合
人工智能與無(wú)人機(jī)
講解人工智能在無(wú)人機(jī)中的應(yīng)用，如自動(dòng)避障、目標(biāo)識(shí)別、路徑規(guī)劃等。讓學(xué)生了解人工智能如何使無(wú)人機(jī)更加智能和高效。
可以舉例說(shuō)明一些具有人工智能功能的無(wú)人機(jī)產(chǎn)品，以及它們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)。
5G 通信與無(wú)人機(jī)
探討 5G 通信技術(shù)對(duì)無(wú)人機(jī)的影響，如高速的數(shù)據(jù)傳輸、低延遲的控制等。
介紹 5G 網(wǎng)絡(luò)下無(wú)人機(jī)在實(shí)時(shí)視頻傳輸、遠(yuǎn)程控制等方面的新應(yīng)用場(chǎng)景。
06
拓展延伸
3、無(wú)人機(jī)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
微型化和便攜化：預(yù)測(cè)未來(lái)無(wú)人機(jī)將變得更加小巧輕便，便于攜帶和操作。可以讓學(xué)生想象微型無(wú)人機(jī)在日常生活中的應(yīng)用，如個(gè)人娛樂(lè)、室內(nèi)監(jiān)測(cè)等。
多功能集成：討論無(wú)人機(jī)可能集成更多的功能，如環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療急救、娛樂(lè)互動(dòng)等。激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，讓他們思考未來(lái)無(wú)人機(jī)還可以具備哪些功能。
可持續(xù)能源應(yīng)用：介紹無(wú)人機(jī)在可持續(xù)能源方面的發(fā)展趨勢(shì)，如太陽(yáng)能、氫能等清潔能源的應(yīng)用。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題。
07
課堂小結(jié)
本次課程我們認(rèn)識(shí)了無(wú)人機(jī)。了解到不同類型無(wú)人機(jī)的特點(diǎn)，如多旋翼無(wú)人機(jī)靈活但續(xù)航短，固定翼無(wú)人機(jī)續(xù)航長(zhǎng)但起降要求高，垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)結(jié)合兩者優(yōu)勢(shì)。我們還學(xué)習(xí)了無(wú)人機(jī)的主要組成部件，包括機(jī)身、動(dòng)力系統(tǒng)和飛控系統(tǒng)等。同時(shí)探討了無(wú)人機(jī)在未來(lái)生活中的廣泛應(yīng)用，如物流配送、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、應(yīng)急救援等。希望同學(xué)們對(duì)無(wú)人機(jī)這一新興科技有了更深入的認(rèn)識(shí)。
08
板書(shū)設(shè)計(jì)
預(yù)測(cè)原理探究
一、無(wú)人機(jī)的組成
二、無(wú)人機(jī)的應(yīng)用
課后作業(yè)：
如果有條件，可以參觀當(dāng)?shù)氐目萍拣^、無(wú)人機(jī)展覽或相關(guān)企業(yè)，寫(xiě)一篇觀后感，分享你在參觀過(guò)程中的收獲和體會(huì)。
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
信息技術(shù) 第14課 認(rèn)識(shí)無(wú)人機(jī)
課題 認(rèn)識(shí)無(wú)人機(jī) 單元 第三單元 學(xué)科 信息技術(shù) 年級(jí) 九年級(jí)
教材分析 《認(rèn)識(shí)無(wú)人機(jī)》該課時(shí)教材編排了“無(wú)人機(jī)的組成—無(wú)人機(jī)的應(yīng)用”的系列學(xué)習(xí)活動(dòng)，旨在讓學(xué)生了解無(wú)人機(jī)的組成，能歸納無(wú)人機(jī)的組成的特點(diǎn);通過(guò)體驗(yàn)無(wú)人機(jī)的組成，初步理解無(wú)人機(jī)應(yīng)用的原理;能根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的無(wú)人機(jī)應(yīng)用，具有理解無(wú)人機(jī)的意識(shí)。教材編排合理，教學(xué)環(huán)節(jié)注重實(shí)踐與理論相結(jié)合，教材內(nèi)容貼近學(xué)生生活實(shí)際，符合九年級(jí)學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)。
教學(xué)目標(biāo) 1、信息意識(shí)：能夠認(rèn)識(shí)到無(wú)人機(jī)在信息獲取和傳遞方面的重要作用，了解其作為一種新興信息技術(shù)工具的價(jià)值。 2、計(jì)算思維：能夠分析無(wú)人機(jī)在執(zhí)行特定任務(wù)時(shí)所需的計(jì)算資源和算法，如路徑規(guī)劃、避障等問(wèn)題。 3、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：利用數(shù)字化資源，如在線視頻、文檔和論壇等，深入了解無(wú)人機(jī)的相關(guān)知識(shí)和技術(shù)。 4、信息社會(huì)責(zé)任：了解無(wú)人機(jī)使用的法律法規(guī)和道德規(guī)范，認(rèn)識(shí)到不當(dāng)使用無(wú)人機(jī)可能帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)和社會(huì)問(wèn)題。
重點(diǎn) 一、無(wú)人機(jī)的組成二、無(wú)人機(jī)的應(yīng)用
難點(diǎn) 1、無(wú)人機(jī)的組成
教學(xué)過(guò)程
教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖
導(dǎo)入新課 通過(guò)學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)無(wú)人機(jī)的主要組成部分及其功能，了解無(wú)人機(jī)在實(shí)際生活中常見(jiàn)的應(yīng)用。探究：1、根據(jù)你的經(jīng)驗(yàn)或想象，你覺(jué)得無(wú)人機(jī)有哪些關(guān)鍵的組成部分和功能 2、人類可以利用無(wú)人機(jī)做什么 隨著科技的不斷進(jìn)步，各種無(wú)人裝備層出不窮，無(wú)人機(jī)也逐漸進(jìn)入大眾視野。隨著無(wú)人機(jī)的用途越來(lái)越廣泛，它與人們的聯(lián)系也日漸緊密。 學(xué)生之間的相互討論有關(guān)無(wú)人機(jī)的話題。 幫助學(xué)生理解如何使用無(wú)人機(jī)和它的構(gòu)造及其原理。
講授新課 一 、無(wú)人機(jī)的組成 無(wú)人機(jī)可以被簡(jiǎn)單理解為無(wú)人駕駛的飛機(jī)，它是利用無(wú)線電遙控設(shè)備和控制系統(tǒng)操控的不載人飛機(jī)。無(wú)人機(jī)可以在無(wú)人駕駛的條件下完成復(fù)雜的空中飛行任務(wù)和各種負(fù)載任務(wù)，可以被看作“會(huì)飛的機(jī)器人” 常見(jiàn)的無(wú)人機(jī)主要由機(jī)身系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、機(jī)載設(shè)備、圖傳系統(tǒng)、地面控制系統(tǒng)等部分組成。1.機(jī)身系統(tǒng)無(wú)人機(jī)的機(jī)身系統(tǒng)一般包括機(jī)架、起落架和槳葉保護(hù)罩等。機(jī)架是無(wú)人機(jī)的主體，電機(jī)、螺旋槳、電路板、傳感器等眾多設(shè)備都安裝在機(jī)架上。起落架是無(wú)人機(jī)唯一接觸地面的部位，用來(lái)支撐無(wú)人機(jī)的停放，也為無(wú)人機(jī)的降落起緩沖作用。槳葉保護(hù)罩并不是所有無(wú)人機(jī)都有，它用來(lái)保護(hù)飛行中的螺旋槳，防止高速旋轉(zhuǎn)的螺旋槳碰到障礙物而使無(wú)人機(jī)墜落。2.動(dòng)力系統(tǒng)無(wú)人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)主要由電機(jī)、螺旋槳和電池組成，為無(wú)人機(jī)的飛行提供動(dòng)力。電機(jī)如圖14-1所示。 3.飛控系統(tǒng) 無(wú)人機(jī)的飛控系統(tǒng)全稱為飛行控制系統(tǒng)，可控制無(wú)人機(jī)的飛行姿態(tài)，并能夠控制無(wú)人機(jī)進(jìn)行自主或半自主飛行，包括起飛、空中飛行、執(zhí)行任務(wù)和返回等整個(gè)飛行過(guò)程，是無(wú)人機(jī)的大腦。 4.導(dǎo)航系統(tǒng) 導(dǎo)航系統(tǒng)可以向無(wú)人機(jī)提供空間坐標(biāo)、速度、飛行姿態(tài)、障礙等信息，引導(dǎo)無(wú)人機(jī)按照指定航線飛行，相當(dāng)于無(wú)人機(jī)的主官。 5.機(jī)載設(shè)備 根據(jù)不同的飛行任務(wù)，無(wú)人機(jī)可以搭載不同的設(shè)備，如航拍相機(jī)、測(cè)繪激光雷達(dá)、農(nóng)藥噴灑設(shè)備、激光測(cè)距儀器、紅外相機(jī)、救生設(shè)備等。 6.圖傳系統(tǒng) 圖傳系統(tǒng)是指視頻傳輸裝置，具有圖像傳輸質(zhì)量高、帶寬占用少、傳輸延時(shí)低等特點(diǎn)，可將無(wú)人機(jī)在空中拍攝的畫(huà)面實(shí)時(shí)發(fā)送給地面接收端，供操作者觀看。 7.地面控制系統(tǒng) 可讓地地面控制系統(tǒng)(也稱為地面站)是無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，由操作人員有效地對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行姿態(tài)和工作狀態(tài)進(jìn)行控制和監(jiān)視，完成無(wú)人機(jī)飛行遙控、任務(wù)規(guī)劃、飛行路徑規(guī)劃、飛行數(shù)據(jù)顯示、圖像顯示、發(fā)送飛行程序指令等。親身體驗(yàn)通過(guò)上網(wǎng)搜索各種類型的無(wú)人機(jī)，認(rèn)識(shí)其主要組成部件。以下是常見(jiàn)幾種類型無(wú)人機(jī)的主要組成部件： 多旋翼無(wú)人機(jī)： 機(jī)身：由輕質(zhì)高強(qiáng)度材料制成，為其他部件提供支撐，兼具空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)。電池：鋰聚合物電池，提供能量。螺旋槳：旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力。 飛控系統(tǒng)：無(wú)人機(jī)的“大腦”，包含傳感器（如陀螺儀、加速度計(jì)、氣壓計(jì)、GPS 等）和控制芯片，處理數(shù)據(jù)并控制飛行姿態(tài)和軌跡。新知拓展根據(jù)你的經(jīng)驗(yàn)或想象，你覺(jué)得無(wú)人機(jī)有哪些關(guān)鍵的組成部分和功能 機(jī)身：由輕質(zhì)高強(qiáng)度材料制成，提供支撐，考慮空氣動(dòng)力學(xué)。飛控系統(tǒng)：“大腦”，含傳感器（如陀螺儀、加速度計(jì)、氣壓計(jì)、GPS 等）和控制芯片，處理數(shù)據(jù)控制飛行。通信系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)與地面控制站等通信，有無(wú)線模塊和天線，方式有 Wi-Fi、藍(lán)牙、4G/5G 等。載荷系統(tǒng)：根據(jù)用途搭載相機(jī)、傳感器、貨物等。功能：飛行控制：穩(wěn)定起飛、懸停、飛行和降落，自動(dòng)避障。數(shù)據(jù)采集與傳輸：采集環(huán)境數(shù)據(jù)并傳輸，航拍無(wú)人機(jī)可拍攝并傳輸照片視頻。任務(wù)執(zhí)行：根據(jù)需求執(zhí)行農(nóng)業(yè)植保、物流配送、巡檢等任務(wù)，可自動(dòng)化執(zhí)行。遠(yuǎn)程控制與監(jiān)控：用戶遠(yuǎn)程控制，地面站監(jiān)控飛行狀態(tài)和任務(wù)執(zhí)行情況。二 、無(wú)人機(jī)的應(yīng)用無(wú)人機(jī)具有機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)輕、費(fèi)用成本低、可回收、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，在越來(lái)越多的場(chǎng)景中得以應(yīng)用，如智慧農(nóng)業(yè)、搜索救援、電力巡查、慶典表演、物流配送、建筑檢測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等。 農(nóng)用無(wú)人機(jī)成為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)“新標(biāo)配”，利用無(wú)人機(jī)技術(shù)可以有效監(jiān)測(cè)農(nóng)作物的生長(zhǎng)、病蟲(chóng)害、灌溉等。在遙感技術(shù)支持下，無(wú)人機(jī)技術(shù)可以通過(guò)航拍綜合了解農(nóng)田面積、土壤變異、農(nóng)作物類型和生長(zhǎng)變化，從而發(fā)現(xiàn)人眼看不見(jiàn)的病蟲(chóng)害跡象。 在農(nóng)作物噴灑方面，由于無(wú)人機(jī)在空中飛行，自身重量輕、體積小，航線設(shè)置靈活，速度自行控制，噴灑的覆蓋面積廣，可輕松實(shí)現(xiàn)復(fù)雜地形農(nóng)田的農(nóng)藥噴灑作業(yè)，而且藥液噴灑均勻，農(nóng)藥損失少，既避免浪費(fèi)又省時(shí)高效(如圖 14-2)。 在生活中不可避免會(huì)遇到一些災(zāi)害，如地震、火災(zāi)、泥石流等。當(dāng)災(zāi)害發(fā)生的時(shí)候，需要及時(shí)了解災(zāi)害情況。利用無(wú)人機(jī)可以幫助救援隊(duì)伍更好地了解事態(tài)，提供關(guān)鍵信息，以便及時(shí)采取行動(dòng)，提高搜救效率，彌補(bǔ)人工搜救的不足。圖14-3是無(wú)人機(jī)進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的畫(huà)面。 無(wú)人機(jī)在電力巡檢中也有很大的用處。裝配有高清數(shù)碼攝像機(jī)和照相機(jī)以及衛(wèi)星定位系統(tǒng)的無(wú)人機(jī)可以定期實(shí)現(xiàn)沿電網(wǎng)進(jìn)行定點(diǎn)自主巡航(如圖14-4)，開(kāi)展全線排查，以確保電網(wǎng)的安全，也有利于加大對(duì)線路重點(diǎn)區(qū)域的巡檢力度。開(kāi)動(dòng)腦筋無(wú)人機(jī)在未來(lái)生活中會(huì)有哪些應(yīng)用 物流配送：實(shí)現(xiàn)最后一公里配送、偏遠(yuǎn)地區(qū)配送、緊急物資運(yùn)輸。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)：進(jìn)行農(nóng)場(chǎng)測(cè)繪、作物考察、田間試驗(yàn)、精準(zhǔn)施肥施藥、播種等。城市管理：用于城市規(guī)劃、市容監(jiān)察、公共設(shè)施安全檢測(cè)、交通管理等。應(yīng)急救援：搜索救援、運(yùn)送物資、災(zāi)情評(píng)估、火災(zāi)監(jiān)測(cè)與撲救等。影視娛樂(lè)：進(jìn)行影視航拍、綜藝直播、個(gè)人娛樂(lè)拍攝等。新聞報(bào)道：快速到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，提供多角度新聞畫(huà)面。安保巡邏：對(duì)特定區(qū)域進(jìn)行巡邏、監(jiān)控，保障安全。科學(xué)研究：進(jìn)行氣象觀測(cè)、地質(zhì)勘探、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)等。新知拓展人類可以利用無(wú)人機(jī)做什么 人類可利用無(wú)人機(jī)在商業(yè)、公共服務(wù)、科學(xué)研究和個(gè)人娛樂(lè)等領(lǐng)域發(fā)揮作用。商業(yè)上可用于物流配送、影視拍攝、農(nóng)業(yè)植保和測(cè)繪等；公共服務(wù)領(lǐng)域可進(jìn)行應(yīng)急救援、環(huán)境監(jiān)測(cè)、交通管理和電力巡檢；科學(xué)研究方面可用于氣象觀測(cè)、生態(tài)研究和考古研究；個(gè)人娛樂(lè)領(lǐng)域可供航拍愛(ài)好者使用和參與競(jìng)技比賽。三、隨堂練習(xí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜索，列舉至少三種不同類型的無(wú)人機(jī)，并分別列舉一種具體應(yīng)用場(chǎng)景。多旋翼無(wú)人機(jī)：（1）特點(diǎn)：具有三個(gè)及以上旋翼軸，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可通過(guò)改變不同旋翼之間的相對(duì)轉(zhuǎn)速來(lái)控制單個(gè)動(dòng)力軸推進(jìn)力的大小。能垂直起降、懸停能力強(qiáng)、靈活機(jī)動(dòng)，適應(yīng)狹小區(qū)域操作，但續(xù)航時(shí)間相對(duì)較短、巡航速度較低、載荷能力相對(duì)較小、抗風(fēng)能力較差。（2）農(nóng)業(yè)植保：多旋翼無(wú)人機(jī)可以進(jìn)行農(nóng)藥、肥料、種子等的噴灑和播撒作業(yè)。其靈活的飛行能力可以適應(yīng)不同形狀和地形的農(nóng)田，并且能夠精準(zhǔn)地控制噴灑量和播撒范圍，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，減少人工操作的勞動(dòng)強(qiáng)度和農(nóng)藥對(duì)人體的危害。 2.固定翼無(wú)人機(jī)：（1）特點(diǎn)：由動(dòng)力裝置產(chǎn)生前進(jìn)的推力或拉力，由機(jī)體上固定的機(jī)翼產(chǎn)生升力，在大氣層內(nèi)飛行的重于空氣的無(wú)人航空器。飛行形態(tài)是人類掌握的最高效的飛行方式，具有續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)、巡航速度高、載荷能力大、高空和遠(yuǎn)距離飛行能力強(qiáng)、抗風(fēng)能力好等優(yōu)點(diǎn)，但需要較長(zhǎng)的起降跑道，無(wú)法垂直起降，對(duì)起降場(chǎng)地要求較大。（2）物流運(yùn)輸（未來(lái)潛在應(yīng)用）：在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)、島嶼或者交通不便的地區(qū)，固定翼無(wú)人機(jī)可以用于貨物的遠(yuǎn)程運(yùn)輸。憑借其長(zhǎng)續(xù)航和高速度的優(yōu)勢(shì)，能夠快速地將貨物送達(dá)目的地，提高物流配送的效率和覆蓋范圍。不過(guò)，目前固定翼無(wú)人機(jī)物流運(yùn)輸還面臨著一些技術(shù)和法規(guī)方面的挑戰(zhàn)，尚未廣泛應(yīng)用。3.垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)： （1）特點(diǎn)：結(jié)合了多旋翼和固定翼的優(yōu)勢(shì)，既能垂直起降，又具有固定翼飛行距離長(zhǎng)、速度快、高度高的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了多旋翼續(xù)航短、速度慢、飛行高度較低以及固定翼起降對(duì)場(chǎng)地要求高的不足。 （2）應(yīng)急救援：在地震、洪水、火災(zāi)等自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)可以迅速到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行災(zāi)情監(jiān)測(cè)、人員搜索、物資投放等工作。其不受地形限制的特點(diǎn)，能夠在復(fù)雜的環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)，為救援工作提供重要的信息和物資支持。四 、知識(shí)拓展1、無(wú)人機(jī)運(yùn)輸快遞2、無(wú)人機(jī)與其他科技的融合:3、無(wú)人機(jī)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì): 學(xué)生之間互相討論無(wú)人機(jī)的組成是什么學(xué)生通過(guò)觀看課件和聽(tīng)老師講解，了解無(wú)人機(jī)的實(shí)際應(yīng)用。學(xué)生查找資料，相互討論對(duì)于本堂課中老師提出的問(wèn)題進(jìn)行解答。學(xué)習(xí)知識(shí)拓展。 幫助學(xué)生積極融入課堂，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。 學(xué)生通過(guò)邊看邊聽(tīng)的形式了解無(wú)人機(jī)的應(yīng)用。 讓學(xué)生鞏固本堂課的內(nèi)容，加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的印象。讓學(xué)生通過(guò)視頻思考，進(jìn)一步加深對(duì)課堂所學(xué)內(nèi)容的理解。
布置作業(yè) 如果有條件，可以參觀當(dāng)?shù)氐目萍拣^、無(wú)人機(jī)展覽或相關(guān)企業(yè)，寫(xiě)一篇觀后感，分享你在參觀過(guò)程中的收獲和體會(huì)。 完成作業(yè) 培養(yǎng)學(xué)生查閱資料的能力，分析解決問(wèn)題的能力
課堂小結(jié) 本次課程我們認(rèn)識(shí)了無(wú)人機(jī)。了解到不同類型無(wú)人機(jī)的特點(diǎn)，如多旋翼無(wú)人機(jī)靈活但續(xù)航短，固定翼無(wú)人機(jī)續(xù)航長(zhǎng)但起降要求高，垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)結(jié)合兩者優(yōu)勢(shì)。我們還學(xué)習(xí)了無(wú)人機(jī)的主要組成部件，包括機(jī)身、動(dòng)力系統(tǒng)和飛控系統(tǒng)等。同時(shí)探討了無(wú)人機(jī)在未來(lái)生活中的廣泛應(yīng)用，如物流配送、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、應(yīng)急救援等。希望同學(xué)們對(duì)無(wú)人機(jī)這一新興科技有了更深入的認(rèn)識(shí)。 分組總結(jié)歸納 鍛煉學(xué)生的總結(jié)能力，邏輯思維、語(yǔ)言表達(dá)能力。
板書(shū) 一、無(wú)人機(jī)的組成二、無(wú)人機(jī)的應(yīng)用 學(xué)習(xí)、記憶及勾畫(huà)知識(shí)點(diǎn) 明確教學(xué)內(nèi)容及重點(diǎn)和難點(diǎn)
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁(yè) （共 2 頁(yè)）
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