四軸飛行器又稱四旋翼飛行器、四旋翼直升機，簡稱四軸、四旋翼。這四軸飛行器（Quadrotor）是一種多旋翼飛行器。四軸飛行器的四個螺旋槳都是電機直連的簡單機構，十字形的布局允許飛行器通過改變電機轉速獲得旋轉機身的力，從而調整自身姿態。
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。
四軸飛行器是一個在空間具有6個活動自由度（分別沿3個坐標軸作平移和旋轉動作），但是只有4個控制自由度（四個電機的轉速）的系統，因此被稱為欠驅動系統（只有當控制自由度等于活動自由度的時候才是完整驅動系統）。不過對于姿態控制本身（分別沿3個坐標軸作旋轉動作），它確實是完整驅動的。
與直升機相比，四軸飛行器可以實現的飛行姿態較少，不過基本的前進、后退、平移等狀態都可以實現。但是四軸飛行器的機械結構遠遠比直升機簡單，維修和更換的開銷也非常小，這讓四軸飛行器有了比直升機更大的應用優勢。
自動控制原理
為了保持飛行器的穩定飛行，在四軸飛行器上裝有3個方向的陀螺儀和3 軸加速度傳感器組成慣性導航模塊，可以計算出飛行器此時相對地面的姿態以及加速度、角速度。飛行控制器通過算法計算保持運動狀態時所需的旋轉力和升力，通過電子調控器來保證電機輸出合適的力。
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