第一章CAD基础及无人机设计 不论是固定翼还是多旋翼无人机，在日常的加工、生产中，AutoCAD(以下简称CAD)制图都是必不可少的一款软件。CAD是一款入门门槛较低的平面绘图软件，通过CAD可以简便地绘制木制无人机切割图、多旋翼无人机机架加工图等。因为考虑学校教学问题，选用一款功能齐全、兼容性较强的CAD 2014为例进行教学，如实际使用中出现有区别的地方，以实际为准。 第一节查看基本AutoCAD控件 启动AutoCAD后，单击“开始绘制”按钮，开始绘制新图形(图1.1)。 AutoCAD在绘图区域的顶部包含标准选项卡式功能区。可以从“常用”选项卡访问本手册中出现的几乎所有的命令。此外，下面显示的“快速访问”工具栏包括熟悉的命令，如“新建”“打开”“保存”“打印”“放弃”等(图1.2)。 注： 如果“常用”选项卡不是当前选项卡，请继续操作并单击它。 图1.1绘制新图形 图1.2几种命令键 一、 “命令”窗口 AutoCAD界面的核心部分是“命令”窗口，它通常固定在应用程序窗口的底部。“命令”窗口可显示提示、选项和消息(图1.3)。 图1.3命令窗口 可以直接在“命令”窗口中输入命令，而不使用功能区、工具栏和菜单。许多长期使用AutoCAD的用户喜欢使用此方法。 请注意，当开始键入命令时，它会自动完成。当提供了多个可能的命令时(图1.4)，可以通过单击或使用箭头键并按Enter键或空格键来进行选择。 图1.4键入命令 二、 鼠标 大多数用户使用鼠标作为其定点设备(图1.5)，但是其他设备也具有相同的控件。 图1.5鼠标定点 提示： 当查找某个选项时，可尝试右击。根据定位光标的位置，不同的菜单将显示相关的命令和选项。 三、 新图形 通过为文字、标注、线型和其他几种部件指定设置，可以轻松地满足行业或公司标准的要求。例如，如图1.6所示图形设计显示了两个不同的标注样式。 图1.6两种不同的标注样式 图1.7新建文件 所有这些设置都可以保存在图形样板文件中。单击“新建”以从下面几个图形样板文件中进行选择(图1.7)。 （1） 对于英制图形，假设单位是英寸，请使用acad.dwt或acadlt.dwt。 （2） 对于公制单位，假设单位是毫米，请使用acadiso.dwt或acadltiso.dwt(图1.8)。 图1.8公制单位选择 列表中的“教程”样板文件是用于建筑或机械设计主题的简单样例，使用英制(i)和公制(m)版本。 大多数公司使用符合公司标准的图形样板文件，具体取决于项目或客户。 四、 创建自己的图形样板文件 可以将任何图形(.dwg)文件另存为图形样板(.dwt)文件。也可以打开现有图形样板文件进行修改(图1.9)，然后重新将其保存(如果需要，请使用不同的文件名)。 图1.9打开文件 如果独立工作，可以开发图形样板文件以满足工作偏好，在以后熟悉其他功能时，可以为它们添加设置。 要修改现有图形样板文件，请单击“打开”，在“选择文件”对话框中指定“图形样板(*.dwt)”并选择样板文件(图1.10)。 图1.10选择文件类型 注： 如果公司已经建立了一组图形样板文件，在修改其中的任何文件之前请先与CAD管理员进行核对。 五、 单位 图1.11计量方式 当第一次开始绘制图形时，需要确定一个单位表示长度(英寸、英尺、厘米、千米或其他长度单位)。例如，如图1.11所示对象可能表示两栋长度各为125英尺的建筑，或者可能表示以毫米为测量单位的机械零件截面。 六、 单位显示设置 在决定使用哪种长度单位之后，UNITS命令可以控制几种单位显示设置，包括以下几个。 （1） 格式(或类型)。例如，可以将十进制长度6.5设置为改用分数长度612来显示。 （2） 精度。例如，十进制长度6.5可以设置为以6.50、6.500或6.5000显示。 如果打算使用英尺和英寸，请使用UNITS命令将单位类型设置为“建筑”，然后在创建对象时，可以指定其长度单位为英寸。如果要使用公制单位，请保留将单位类型设置为“小数”。更改单位格式和精度不会影响图形的内部精度，只会影响长度、角度和坐标在用户界面中如何显示。 提示： 如果需要更改UNITS设置，请确保将图形另存为图形样板文件。否则，将需要更改每个新图形的UNITS设置。 七、 模型比例 始终以实际大小(1∶1的比例)创建模型。术语“模型”是指设计的几何图形。图形包含模型几何图形以及显示在布局中的视图、注释、尺寸、标注、表格和标题栏。 在创建布局时，可以指定以后在标准大小的图纸上打印图形时所需的比例。 八、 建议  要打开关于正在运行的命令信息的“帮助”，只需按F1键。  要重复上一个命令，请按Enter键或空格键。 图1.12输入命令后的显示  要查看各种选项，请选择一个对象，然后右击，或在用户界面元素上右击。  要取消正在运行的命令或者如果感觉运行不畅，请按Esc键。例如，如果在绘图区域中单击，然后再输入命令，将看到(图1.12)类似的显示。 按Esc键取消该预选操作。 第二节查看 查看是指在图形中平移和缩放并控制重叠对象的顺序， 最简单的方式是通过使用鼠标上的滚轮更改视图。  通过滚动滚轮缩小或放大。  通过按住滚轮并移动鼠标，可以任意方向平移视图。  通过单击滚轮两次，缩放至模型的范围。 提示： 当放大或缩小时，光标的位置很重要。将光标当作放大镜。例如，如果将光标放置在无人机侧视图电机位置，如图1.13所示，则放大操作可以放大电机而不移动视图。 图1.13视图调整 注： 如果无法继续缩放或平移，请在“命令”窗口中键入REGEN，然后按 Enter 键。此命令将重新生成图形显示并重置可以用于平移和缩放的范围。 如果创建了相互重叠的对象，则可能需要更改某些对象显示在上面或其他对象的前面。例如，如果希望黄色的公路穿过蓝色的河(而不是相反的方式)，则使用DRAWORDER命令对对象重新排序(图1.14)。 图1.14重新排序 可以从功能区上的“修改”面板中访问多个绘图次序选项。单击以展开“修改”面板，然后单击下拉箭头(图1.15) 列出的绘图次序选项包括将所有图案填充后置、将所有文字前置等(图1.16)。 图1.15修改面板 图1.16文字处理 第三节几 何 图 形 创建基本几何对象，例如直线、圆和图案填充区域。 可以在AutoCAD中创建许多不同类型的几何对象，但对于大多数二维图形只需要知道其中几个几何对象。 提示： 如果想要在创建几何对象时简化显示，请按F12键来关闭动态输入。 一、 直线 直线是AutoCAD图形中最基本和最常用的对象。若要绘制直线，请单击“直线”工具(图1.17)。 图1.17绘制直线 或者也可以在“命令”窗口中键入LINE或L，然后按Enter键或空格键。 请注意在“命令”窗口中对于输入点位置的提示(图1.18)。 图1.18输入点位置提示 若要指定该直线的起点，可以键入坐标“0，0”，最好将模型的一个角点定位在“0，0”(称为原点)。若要定位其他点，可以在绘图区域中指定其他X、Y坐标位置（图1.19）； 也可以使用更有效的方法指定点，这些方法将在“精度”主题中介绍。 指定了下一个点后，LINE命令将自动重复，不断提示输入其他的点。按Enter键或空格键结束序列。 二、 用户坐标系 用户坐标系(UCS)图标表示输入的任何坐标的正X轴和Y轴的方向，并且它还定义图形中的水平方向和垂直方向。在某些二维图形中，可以方便地单击、拖动和旋转UCS以更改原点、水平方向和垂直方向(图1.20)。 图1.19键入坐标 图1.20更改原点 三、 栅格显示 有些用户喜欢使用栅格线作为参照，而另一部分用户喜欢在空白区域中工作。要禁用夹点显示，请按F7键。即使栅格处于禁用状态，也可以通过按F9键强制光标捕捉到栅格增量。 四、 作为构造辅助工具的直线 直线可以用作参照和构造几何图形，例如：  地界线过渡；  对称的机械零件的镜像线；  避免干涉的间隙线；  遍历路径线。 五、 圆 CIRCLE命令的默认选项需要指定中心点和半径(图1.21)。 图1.21指定中心点和半径 在下拉菜单中提供了其他的圆选项(图1.22)，也可以在“命令”窗口中输入CIRCLE或C，并单击以选择一个选项。如果执行此操作，可以指定中心点，也可以单击其中一个亮显的命令选项(图1.23)。 圆可以用作参照几何图形。例如，可以看到如图1.24所示的相互干涉。 图1.22其他选项 图1.23选择一个选项 图1.24相互干涉 六、 多段线和矩形 多段线是作为单个对象创建的相互连接的序列直线段或弧线段(图1.25)。 图1.25多线段选择 使用PLINE命令为以下对象创建开放多段线或闭合多段线：  需要具有固定宽度线段的几何图形；  需要了解总长度的连续路径；  用于地形学地图和等压数据的轮廓素线；  印制电路板上的布线图和宽线；  流程图和布管图。 多段线可以具有恒定宽度，或者可以有不同的起点宽度和端点宽度。指定多段线的第一个点后，可以使用“宽度”选项来指定所有后来创建的线段的宽度。可以随时更改宽度值，甚至在创建新线段时更改(图1.26)。 图1.26新线段更改 如图1.27所示是印制电路板的样例，其中的线路是使用宽多段线创建的。接合焊盘是使用 DONUT 命令创建的。 图1.27印制电路板样例 多段线对于每个线段可以有不同的起点宽度和端点宽度，如图1.28所示。 图1.28起点宽度和端点宽度 快速创建闭合矩形多段线的方法是使用RECTANG命令(在“命令”窗口输入REC)，如图1.29所示。 只需单击矩形的两个对角点即可。如果使用此方法，则启用“栅格捕捉”(F9)以提高精度(图1.30)。 图1.29RECTANG命令 图1.30栅格捕捉 七、 图案填充 在AutoCAD中，图案填充是单个复合对象，该对象使用直线、点、形状、实体填充颜色或渐变填充的图案覆盖指定的区域(图1.31)。 图1.31区域选择 启动HATCH命令时，功能区将暂时显示“图案填充创建”选项卡。在此选项卡上，可以从70多个行业标准英制和ISO的填充图案以及许多专用选项中进行选择。最简单的步骤是从功能区选择填充图案和比例，然后在由对象完全封闭的任意区域内单击。需要指定图案填充的比例因子，以控制其大小和间距。 创建图案填充后，可以移动边界对象以调整图案填充区域，或者可以删除一个或多个边界对象以创建部分边界的图案填充，如图1.32所示。 图1.32图案填充调整 提示： 如果将填充图案设置为实体或渐变填充，还要考虑在“图案填充创建”选项卡上设置透明度级别以达到有趣的重叠效果。 如图1.33所示是一些使用实体填充图案的样例。 提示： 如果需要在图案填充中对齐图案(可能就像上面的甲板一样)，请使用“设定原点”选项来指定对齐点(图1.34)。 图1.33实体填充图案 图1.34设定原点 注： 如果区域不是完全封闭的，将显示红色圆，以指示要检查间隙的位置。在命令窗口中输入REDRAW以删除红色圆。 第四节精度 精度功能是确保模型所需要的精度。 AutoCAD中有以下几种可用的精度功能。 （1） 极轴追踪。捕捉到最近的预设角度并沿该角度指定距离。 （2） 锁定角度。锁定到单个指定角度并沿该角度指定距离。 （3） 对象捕捉。捕捉到现有对象上的精确位置，例如多线段的端点、直线的中点或圆的中心点。 （4） 栅格捕捉。捕捉到矩形栅格中的增量。 （5） 坐标输入。通过笛卡儿坐标或极坐标指定绝对或相对位置。 其中，三个最常用的功能是极轴追踪、锁定角度和对象捕捉。 一、 极轴追踪 需要指定点时(例如在创建直线时)，可以使用极轴追踪来引导光标以特定方向移动。 例如，指定图1.35中直线的第一个点后，将光标移动到右侧，然后在“命令”窗口中输入距离以指定直线的精确水平长度。 图1.35直线创建示例 默认情况下，极轴追踪处于打开状态并引导光标以水平或垂直方向(0°或90°)移动。