1.结（jié）构形式（shì）
旋翼对称分布在（zài）机（jī）体（tǐ）的前后、左右四个方（fāng）向，四（sì）个旋翼处于同一高度平（píng）面（miàn），且四个旋翼的结构和半径都（dōu）相（xiàng）同，四个电（diàn）机对称的安装在飞行器的支架端，支架中间空间安放（fàng）飞（fēi）行控制计算机和外部设备（bèi）。结构（gòu）形（xíng）式如图 1.1所示。
2.工作原理
四旋翼飞行器通过调节四个电机转（zhuǎn）速来改变（biàn）旋翼转速，实现升力的变化，从（cóng）而控制飞行器的姿态和位置。四旋翼飞行器是一种六自由度的垂直升降（jiàng）机（jī），但只有四个输（shū）入力，同时却有六（liù）个状态输出，所以它又（yòu）是（shì）一（yī）种欠驱动系统。
四旋翼（yì）飞（fēi）行（háng）器的电机 1和电机 3逆时针旋转的同时，电机（jī） 2和电机 4顺时（shí）针旋转，因此（cǐ）当飞行（háng）器平衡飞行时，陀（tuó）螺效应和空气（qì）动力扭矩效应均被抵消。
在（zài）上图中，电机 1和电机（jī） 3作逆时针旋（xuán）转，电机 2和（hé）电机（jī） 4作顺时针旋转，规定（dìng）沿 x轴正方（fāng）向运动称为（wéi）向（xiàng）前运（yùn）动，箭头（tóu）在（zài）旋翼的运动平（píng）面上（shàng）方表示此电机转速提高，在下方表示此电机转速下降（jiàng）。
（1）垂直运动（dòng）：同时增加（jiā）四个电机的输出（chū）功率，旋翼转（zhuǎn）速增加使得（dé）总的拉力增大，当总拉力足（zú）以克服（fú）整机的重量时，四（sì）旋（xuán）翼飞行器便离地垂直上（shàng）升（shēng）；反之，同时减小四个电机的输出功（gōng）率，四旋翼飞行器则垂直下降，直（zhí）至（zhì）平衡（héng）落地，实现了沿 z轴的垂直运动。当（dāng）外界（jiè）扰动量为零时，在旋翼产（chǎn）生的（de）升力（lì）等于飞行器的自重（chóng）时，飞（fēi）行器便保持悬停状（zhuàng）态。
（2）俯仰运动：在图（tú）（b）中（zhōng），电（diàn）机 1的转速上升，电机 3 的转速（sù）下（xià）降（改（gǎi）变量（liàng）大小应相等（děng）），电机 2、电机 4 的转速保持不变（biàn）。由（yóu）于旋翼1 的升力上升，旋翼 3 的升（shēng）力下降，产（chǎn）生的不平（píng）衡力矩使机身（shēn）绕（rào） y 轴旋转，同理，当电机 1 的转（zhuǎn）速下降，电（diàn）机 3的转（zhuǎn）速（sù）上升，机身（shēn）便绕y轴（zhóu）向另一个方向旋转，实现飞行器的俯仰（yǎng）运动。
（3）滚转运动：与图 b 的（de）原（yuán）理（lǐ）相同，在图 c 中，改变（biàn）电机 2和电（diàn）机 4的转速，保（bǎo）持电机1和电机 3的转速不变，则（zé）可使机身绕 x 轴旋转（正向和（hé）反向），实现飞行（háng）器的滚转运动。
（4）偏航运动：旋翼转动过（guò）程（chéng）中由于空气阻力作用会形成与转动方向相反的反扭（niǔ）矩，为了克服（fú）反扭矩影响，可使四（sì）个旋翼（yì）中的两个正转（zhuǎn），两（liǎng）个反转（zhuǎn），且对（duì）角线上的各个旋翼（yì）转动方向相同。反扭矩的大小与旋（xuán）翼转速有关（guān），当四个电机转速相同时（shí），四个旋翼产（chǎn）生（shēng）的反扭矩相互平衡，四旋翼飞行器不（bú）发生转（zhuǎn）动（dòng）；当四个电机转速不完全相同（tóng）时，不平衡（héng）的反扭矩会引（yǐn）起四旋翼飞行器转动。在图 d中，当电机 1和电机 3 的转速上升（shēng），电机 2 和（hé）电机 4 的转速下降时，旋翼（yì） 1和旋翼3对机身的（de）反扭矩大于旋翼2和旋翼4对（duì）机身的（de）反扭矩，机身（shēn）便在富余反扭（niǔ）矩的作用下（xià）绕 z轴转动，实现飞行（háng）器的偏航运（yùn）动，转向与（yǔ）电机 1、电机3的转向相反。
（5）前后运动：要想实现飞行器在水平（píng）面内前（qián）后、左右的运动，必须在水平面内（nèi）对（duì）飞行器施（shī）加一定的力。在（zài）图 e中，增加电机 3转速（sù），使拉力增大，相应（yīng）减小电机 1转速，使拉力减小，同时保持（chí）其它两（liǎng）个电机（jī）转速（sù）不变，反扭矩（jǔ）仍然要保持平衡（héng）。按图 b的理论，飞行（háng）器首先发生一定程度的倾（qīng）斜，从而使旋翼拉力产生水平（píng）分量，因此可以实现飞行器的（de）前（qián）飞运动。向后飞（fēi）行与向前飞（fēi）行（háng）正好相反。（在图 b 图 c中，飞行器在产生（shēng）俯仰、翻滚运动的同（tóng）时也会（huì）产生沿 x、y轴的水平运动。）
（6）倾向运动：在图 f 中，由于结构对称，所以倾向飞行（háng）的工（gōng）作原理与前后运动完全一样。
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