Направисисамдрон

Направи си сам дрон: Урок 2. Рамки..

Съдържание

Въведение

Така че, преди да започнете да сглобявате своя дрон, първата стъпка е да изберете рамка. Можете да го изпълните сами, или да използвате готови решения (комплект за UAV рамка). Както може би сте забелязали, различни типове рамки и конфигурации могат да се използват за създаване на многороторни БЛА. Затова в този раздел ще разгледаме общи или основни видове рамки, материали за изпълнение, както и въпроси, свързани с проектирането.

Видове рамки на БЛА

Трикоптер

  • Описание: БЛА, който има три лъча, всеки от които е свързан с мотор. Предната част на трикоптера се счита за страната на кръстовището на две греди (Y3). Ъгълът между гредите може да варира, но обикновено е 120 °. За да се противодейства на жироскопичния ефект от неравномерния брой ротори, както и да се промени ъгълът на кормилното управление, задният двигател трябва да може да се върти (постига се чрез инсталиране на конвенционален RC серво мотор). За да изключите използването на серво от монтажа, използвайте конструкцията Y4
  • Предимства: Необичаен външен вид на дрона. Той постига най -добрите характеристики на полета, когато лети в посока напред. Цена (изисква по -малко двигатели и ESC за изграждане).
  • Недостатъци: Асиметричен дизайн. Изисква използването на серво. Трудности при изпълнението на задната греда (тъй като сервото трябва да бъде монтирано по оста). Не всички полетни контролери поддържат тази конфигурация.

Квадрокоптер

  • Описание: „Quadrocopter“ дрон, който има четири лъча, всеки от които е свързан към двигател. За " X конфигурацияконфигурация
  • Предимства: Най-често срещаната многороторна конструкция. Най -простият и универсален дизайн. В стандартната конфигурация раменете / двигателите са симетрични около две оси. Всички полетни контролери, налични на пазара, могат да работят с този многороторен агрегат.
  • Недостатъци: Липса на излишък (ако системата се повреди, особено в елементите на електроцентралата, дронът пада).

Хексакоптер

  • Описание: Хексакоптерът има шест лъча, всеки от който е свързан към двигателя. Предната част на хексакоптера се счита за страната на кръстовището на двата греди, но надлъжната греда може да се разглежда и като предната част.
  • Предимства: Ако е необходимо, дизайнът на хексакоптера позволява лесното добавяне на две допълнителни греди и двигатели, което ще увеличи общата тяга, в резултат на което дронът може да вдигне повече полезен товар. В случай на повреда на един от двигателите е възможно дронът да може да извърши меко кацане и да не се разбие. Модулен дизайн на рамката. Почти всички полетни контролери поддържат тази конфигурация.
  • Недостатъци: Обемиста и скъпа конструкция. Допълнителните двигатели и части увеличават теглото на хеликоптера, следователно, за да се получи същата продължителност на полета като квадрокоптера, е необходимо да се инсталират по -обемисти батерии.

Y6

  • Описание: Конструкция Y6 е вид хексакоптер с в основата, не шест греди, а три, всеки от които е свързан към чифт коаксиално монтирани двигатели (общо 6 двигателя). Трябва да се отбележи, че долните витла проектират тяга надолу.
  • Предимства: По -малко компоненти в сравнение с хексакоптера. Повдига повече полезен товар в сравнение с квадрокоптера. При използване на въртящи се винтове, жироскопичният ефект е изключен, както в Y3
  • Недостатъци: По -скъпо в сравнение с квадрокоптер поради използването на допълнителни части, които са еквивалентни по цена на частите на хексакоптера. Допълнителните двигатели и части увеличават теглото на хеликоптера, което означава, че за да получите същото полетно време като квадрокоптера, ще трябва да използвате по -голяма батерия. Както показва практиката, тягата, получена върху Y6, е малко по -ниска от тази на конвенционален хексакоптер, вероятно защото долният ротор влияе върху тягата на горния ротор. Не всички полетни контролери поддържат тази конфигурация.

Октокоптър

  • Описание: Октокоптър има осем лъча, всеки от които свързани към двигателя. Предната част на хексакоптера се счита за страната на кръстовището на две греди.
  • Предимства: Повече двигатели = по -голяма тяга и следователно увеличена резервираност, което позволява на дрона да се движи уверено с тежки и скъпи DSLR камери.
  • Недостатъци: Повече двигатели = по -висока цена и по -голяма батерия. Поради високата си цена, той е от значение само за професионалната сфера.

X8

  • Описание: Дизайнът на X8 все още е октокоптер, само не с осем, а с четири греди, всеки от които е свързан с чифт коаксиално монтирани двигатели (общо 8 двигателя).
  • Предимства: Повече двигатели = по -голяма тяга и следователно увеличена резервираност. По -вероятно е внимателно да кацнете дрона в случай на повреда на двигателя.
  • Недостатъци: Повече двигатели = по -висока цена и по -голяма батерия. Поради високата си цена, той е от значение само за професионалната сфера на дейност.

БЛА с размер

БЛА се предлагат в различни размери, от Nano, който е по -малък от дланта от ръката си, към по -голямата, която може да се транспортира само в задната част на камион. За повечето потребители, които тепърва започват с хобито с дронове, оптималният диапазон от размери, предлагащ най -много гъвкавост и стойност, е между 350 мм и 700 мм. Размерът на рамката е диаметърът на най -големия кръг, който пресича всеки от двигателите. Частите за безпилотни летателни апарати с този размер имат широк диапазон от цени и най -големия избор от налични продукти.

Материали за безпилотни летателни апарати / строителство

По-долу са най-често срещаните материали за изпълнение, използвани съответно за производството на рамки за многороторни дронове, списъкът не е пълен. В идеалния случай рамката трябва да е твърда с възможно най -малкото предаване на вибрации.

Пяна гума (пяна) - като единствен материал за производството на рамки за безпилотни летателни апарати се използва рядко и по правило в комбинация с твърда рамка или подсилена конструкция. Може да се използва и за стратегически цели; като защита на ротори (витла), шаси, често действа като амортисьор. Пяната гума може да бъде от различни видове от мека до сравнително твърда.

Дърво - ако приоритет е евтиността на конструкцията, тогава дървесината е отличен вариант, който значително ще намали време на сглобяване и производство на резервни части. Дървесината е достатъчно твърда и е изпитан във времето материал. Важно е при производството на рамката да се използва идеално права дървесина (без огъване и деформация).

Пластмаса - достъпна за повечето потребители само под формата на пластмасови листове. Склонен към огъване и като такъв не е идеален. Страхотно за изработка на ролкови клетки или шаси. Ако обмисляте 3D печат, трябва да вземете предвид производствения интервал от време (може да е по -лесно да си купите комплект за UAV рамка). 3D печат на части работи добре за малки квадрокоптери.

Алуминий - идва до потребителя в различни форми и размери. Можете да използвате листов алуминий за корпуса или екструдиран алуминий за дронните греди. Алуминият не е толкова лек, колкото въглеродните влакна или G10, но цената и издръжливостта са основните предимства на материала. Вместо да се счупи или напука, алуминият има склонност да се огъва. За работа с материала са необходими само трион и бормашина.

G10 (вид стъклени влакна) - въпреки факта, че външният вид и основните свойства са почти идентични с въглерода (въглеродни влакна) е по -евтин материал. Предлага се главно във формат на листа и се използва за реализиране на горната и долната рамка. Също за разлика от въглеродните влакна, G10 не блокира RF вълни.

ПХБ (Печатна платка - диелектрична плоча) - всъщност аналог на фибростъкло, но за разлика от последното, те винаги са плоски. Понякога се използват като плочи на горната и долната рамка, за да се намали броят на използваните части (например платка за разпределение на мощността често е вградена в долния панел). Рамки нанопечатна платка

Въглеродните влакна са най -търсеният материал поради лекото си тегло и висока якост. Производственият процес все още е изключително ръчен. По правило се произвеждат прости форми, като плоски листове, тръбни компоненти; изпълнението на сложни триизмерни форми се извършва по поръчка.

Допълнителни съображения

  • Кардан - най -често се използва за стабилизиране на камерата (FPV / Въздушна фотография). По правило той се монтира под рамката в съответствие с центъра на тежестта на БЛА. Може да се прикрепи директно към рамката или посредством релси. За стабилизиране на изображението се препоръчва използването на дву- или триосни кардани. Изисква увеличение на дължината на краката за кацане.

  • Полезен товар (транспорт) - в любителската сфера е нещо като лукс, така че как всяко допълнително тегло не само намалява времето за полет, но и води до отхвърляне на използването на допълнителни елементи, които биха могли да добавят ключови функции към дрона. При проектирането трябва да се разбере, че транспортният калъф трябва да бъде възможно най -лек и в същото време здрав, а самият товар да бъде здраво закрепен, изключвайки всяко движение по време на полет.

  • Кацащи крака - въпреки факта, че някои БЛА кацат директно върху рамката (обикновено са изключени за намаляване на теглото), използването на опори за кацане в дизайна ще осигури празнина между долната част на БЛА и неравна повърхност, а също и в случай на трудно кацане, те поемат удар, увеличавайки шансовете за спестяване такива важни елементи на дрона като камерата, окачването, батерията и рамката.

  • Инсталация - въпреки факта, че проектирането и производството на дрон е много по -лесно от конвенционален хеликоптер, местоположението на всеки елемент трябва да се има предвид в самото начало на процеса на проектиране.

Общи указания за монтаж:

  1. При създаването на рамка от нулата е важно да се гарантира точното положение на четирите монтажни отвора, през които двигателите са прикрепени към рамката...
  2. Повечето двигатели за рамки от 400 мм до 600 мм имат една и съща схема на монтажни отвори, което позволява да се използва рамка от един производител и двигатели от друг.
  3. Разположението на всички допълнителни компоненти в идеалния случай трябва да бъде симетрично около една ос, което по -късно ще помогне да се улесни търсенето и регулирането на центъра на масата на дрона.
  4. В идеалния случай полетният контролер трябва да бъде разположен в центъра на кръга (и като такъв в центъра на масата), свързващ всички двигатели.
  5. Контролерът на полета обикновено е прикрепен към рамката с помощта на подпори, гумени амортисьори или двустранна лента.
  6. Много производители използват една и съща схема на монтажни отвори за полетния контролер (напр. 35 мм или 45 мм квадрат), но няма действащ „индустриален стандарт“.
  7. Батерията е достатъчно тежка и ако центърът на масата на вашето устройство се е изместил малко, можете да го регулирате, като леко преместите батерията.
  8. Уверете се, че стойката на батерията играе малко, но в същото време гарантира, че батерията е здраво закрепена на място.
  9. Велкро лентите често се използват за закрепване на батерии, но е добра идея да се добави двустранна лента между батерията и рамката.

Насоки

Стъпка 1: Вижте какви материали и инструменти за тяхната обработка са на ваше разположение.

  • Ако вашият арсенал не е достатъчен, за да внедрите персонализирана рамка, или просто искате професионална рамка, помислете за закупуване на комплект за UAV рамка.
  • Дори ако рамката е направена с помощта на правилните инструменти и основни материали, тя все още може да има структурни слабости, причиняващи прекомерни вибрации или изместване. Производственият процес изисква зрение и опит.
  • Когато правите рамката сами, помислете върху закрепването на всички необходими елементи на дрона; двигатели, електроника и др.

Стъпка 2: Избройте всички допълнителни (аксесоарни) части, които планирате да включите в монтажа.

​​
  • Тя може да бъде едно-, дву- или триосен кардан за камера, парашут, бордови мини компютър, полезен товар, електроника на дълги разстояния (като правило прави монтажа по -тежък и по -голям), плаващо оборудване и др.
  • Полученият списък с допълнителни / спомагателни части ще даде представа за размерите на дрона и ще изчисли общата маса.

Стъпка 3: Помислете за прогнозния размер на рамката.

  • Голямата рамка не е непременно голям потенциал за дрон, а по -малката рамка може да не оскъпи монтажа.
  • Дрон, изграден върху 400 - 600 мм рамка, се препоръчва за начинаещи.

Стъпка 4: Проектирайте, изградете и тествайте рамката.

  • Ако сте закупили комплекта рамка за БЛА, тогава няма от какво да се притеснявате по отношение на здравина, твърдост и конструкция.
  • Ако решите да проектирате и изградите рамка от нулата, ще бъде важно да проверите нейната здравина, тегло и да се уверите, че конструкцията може да издържи на вибрации (минимално огъване).
  • Помислете за използването на специализиран софтуер за моделиране (много от тях са безплатни, като Google Sketchup), за да проектирате рамката и се уверете, че размерите са правилни.

Сега имате рамката и можете да преминете към следващия урок.

.
Подобни статии