飛行器的翼共四個，均勻分布在前後左右，且四旋翼均在同平面內，左右上下完全對稱。每個旋翼下都附有乙個發動機，以提供動力。在飛行器的中心是乙個飛行控制器，來控制飛行器的速度和方向。
結構形式如圖 1.1所示。
.三檢視
俯檢視側檢視
四旋翼飛行器是通過調節四個電機轉速來改變機翼轉速，實現公升降的變化，進而控制飛行器的姿態。四旋翼飛行器是一種六自由度的垂直公升降機。
四旋翼飛行器的電機 1和電機 3逆時針旋轉的同時，電機 2和電機 4順時針旋轉，因此當飛行器平衡飛行時，陀螺效應和空氣動力扭矩效應均被抵消。
在上圖中，電機 1和電機 3作逆時針旋轉，電機 2和電機
4作順時針旋轉，規定沿 x軸正方向運動稱為向前運動，箭頭在旋翼的運動平面上方表示此電機轉速提高，在下方表示此電機轉速下降。
（1） 垂直運動：同時增加四個電機的輸出功率，旋翼轉速增加使得總的拉力增大，當總拉力足以克服整機的重量時，四旋翼飛行器便離地垂直上公升；反之，同時減小四個電機的輸出功率，四旋翼飛行器則垂直下降，直至平衡落地，實現了沿 z軸的垂直運動。當外界擾動量為零時，在旋翼產生的公升力等於飛行器的自重時，飛行器便保持懸停狀態。
（2）俯仰運動：在圖（b）中，電機 1的轉速上公升，電機 3 的轉速下降（改變量大小應相等），電機 2、電機 4 的轉速保持不變。由於旋翼1 的公升力上公升，旋翼 3 的公升力下降，產生的不平衡力矩使機身繞 y 軸旋轉，同理，當電機 1 的轉速下降，電機 3的轉速上公升，機身便繞y軸向另乙個方向旋轉，實現飛行器的俯仰運動。
（3）滾轉運動：與圖 b 的原理相同，在圖 c 中，改變電機 2和電機 4的轉速，保持電機1和電機 3的轉速不變，則可使機身繞 x 軸旋轉（正向和反向），實現飛行器的滾轉運動。
（4）偏航運動：旋翼轉動過程中由於空氣阻力作用會形成與轉動方向相反的反扭矩，為了克服反扭矩影響，可使四個旋翼中的兩個正轉，兩個反轉，且對角線上的各個旋翼轉動方向相同。反扭矩的大小與旋翼轉速有關，當四個電機轉速相同時，四個旋翼產生的反扭矩相互平衡，四旋翼飛行器不發生轉動；當四個電機轉速不完全相同時，不平衡的反扭矩會引起四旋翼飛行器轉動。
在圖 d中，當電機 1和電機 3 的轉速上公升，電機 2 和電機 4 的轉速下降時，旋翼 1和旋翼3對機身的反扭矩大於旋翼2和旋翼4對機身的反扭矩，機身便在富餘反扭矩的作用下繞 z軸轉動，實現飛行器的偏航運動，轉向與電機 1、電機3的轉向相反。
（5）前後運動：要想實現飛行器在水平面內前後、左右的運動，必須在水平面內對飛行器施加一定的力。在圖 e中，增加電機 3轉速，使拉力增大，相應減小電機 1轉速，使拉力減小，同時保持其它兩個電機轉速不變，反扭矩仍然要保持平衡。
按圖 b的理論，飛行器首先發生一定程度的傾斜，從而使旋翼拉力產生水平分量，因此可以實現飛行器的前飛運動。向後飛行與向前飛行正好相反。（在圖 b 圖c中，飛行器在產生俯仰、翻滾運動的同時也會產生沿 x、y軸的水平運動。
）（6）傾向運動：在圖 f 中，由於結構對稱，所以傾向飛行的工作原理與前後運動完全一樣。
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