Bespilotnaletjelicauradisam

Uradi sam bespilotna letjelica: Lekcija 2. Okviri..

Sadržaj

Uvod

Dakle, prije nego što počnete sastavljati svoj dron, prvi korak je odabir okvira. Možete sami izvršiti ili upotrijebiti gotova rješenja (komplet okvira za UAV). Kao što ste možda primijetili, različite vrste okvira i konfiguracija mogu se koristiti za izradu bespilotnih letjelica s više rotora. Stoga ćemo u ovom odjeljku razmotriti uobičajene ili osnovne vrste okvira, materijale za izvođenje, kao i pitanja vezana uz dizajn.

Vrste okvira bespilotnih letjelica

Trikopter

  • Opis: UAV, koji ima tri zrake, od kojih je svaka spojena na motor. Prednji dio trikoptera smatra se stranom spoja dviju greda (Y3). Kut između greda može varirati, ali je tipično 120 °. Za suzbijanje žiroskopskog učinka neravnomjernog broja rotora, kao i za promjenu kuta upravljanja, stražnji motor mora biti u mogućnosti rotirati (što se postiže ugradnjom konvencionalnog RC servo motora). Kako biste isključili uporabu servo pogona iz sklopa, upotrijebite konstrukciju Y4
  • Prednosti: Neobičan izgled bespilotne letjelice. Postiže najbolje karakteristike leta kada leti u smjeru naprijed. Cijena (za izradu je potrebno manje motora i ESC -ova).
  • Nedostaci: Asimetrični dizajn. Zahtijeva korištenje servo. Poteškoće u izvođenju stražnje grede (budući da se servo mora montirati duž osi). Ne podržavaju svi kontrolori leta ovu konfiguraciju.

Kvadrokopter

  • Opis: Bespilotna letjelica "Quadcopter" s četiri zrake, od kojih je svaki spojen na motor. Za " X konfiguracijukonfiguraciju
  • Prednosti: Najčešći dizajn s više rotora. Najjednostavniji i svestraniji dizajn. U standardnoj konfiguraciji, krakovi / motori su simetrični oko dvije osi. Svi kontroleri leta dostupni na tržištu mogu raditi s ovim sklopom s više rotora.
  • Nedostaci: Nedostatak redundancije (ako sustav otkaže, osobito u elementima elektrane, dron pada).

Heksakopter

  • Opis: Heksakopter ima šest greda, svaka od koji je spojen na motor. Prednji dio heksakoptera smatra se stranom spoja dviju greda, ali se uzdužni snop može smatrati i prednjim dijelom.
  • Prednosti: Ako je potrebno, dizajn heksakoptera omogućuje jednostavno dodavanje dvije dodatne grede i motora, što će povećati ukupni potisak, zbog čega dron može podići veći teret. U slučaju kvara jednog od motora, moguće je da će bespilotna letjelica uspjeti lagano sletjeti i neće se srušiti. Modularni dizajn okvira. Gotovo svi kontrolori leta podržavaju ovu konfiguraciju.
  • Nedostaci: Glomazna i skupa gradnja. Dodatni motori i dijelovi povećavaju težinu helikoptera, stoga je, kako bi se dobilo isto trajanje leta kao i četverokopter, potrebno ugraditi kapacitivnije baterije.

Y6

  • Opis: Konstrukcija Y6 je tip heksakoptera sa u podnožju, ne šest greda, već tri, od kojih je svaki spojen na par koaksijalno montiranih motora (ukupno 6 motora). Valja napomenuti da donji propeleri projiciraju potisak prema dolje.
  • Prednosti: Manje komponenti u usporedbi s heksakopterom. Podiže više korisnog tereta u usporedbi s quadcopterom. Kada se koriste proturotirajući vijci, žiroskopski učinak je isključen, kao u Y3
  • Nedostaci: Skuplji u usporedbi s kvadrokopterom zbog upotrebe dodatnih dijelova koji su po cijeni ekvivalentni dijelovima heksakoptera. Dodatni motori i dijelovi povećavaju težinu helikoptera, što znači da ćete za dobivanje istog vremena leta kao i četverokopter morati koristiti veću bateriju. Kao što pokazuje praksa, potisak dobiven na Y6 nešto je manji od onog kod uobičajenog heksakoptera, vjerojatno zato što donji rotor utječe na potisak gornjeg rotora. Ne podržavaju svi kontrolori leta ovu konfiguraciju.

Octocopter

  • Opis: Octocopter ima osam greda, od kojih svaka spojen na motor. Prednji dio heksakoptera smatra se stranom spoja dviju greda.
  • Prednosti: Više motora = veći potisak, a time i povećana redundantnost, što omogućuje bespilotnom letjelici da se pouzdano kreće pomoću teških i skupih DSLR kamera.
  • Nedostaci: Više motora = viša cijena i veća baterija. Zbog svoje visoke cijene, relevantan je samo za profesionalnu sferu.

X8

  • Opis: Dizajn X8 i dalje je osmokopter, samo ne s osam, već s četiri grede, od kojih je svaka spojena na par koaksijalno montiranih motora (ukupno 8 motora).
  • Prednosti: Više motora = veći potisak, a time i povećana redundantnost. Vjerojatnije je da će u slučaju kvara motora nježno sletjeti dronom.
  • Nedostaci: Više motora = viša cijena i veća baterija. Zbog svoje visoke cijene relevantan je samo za profesionalno područje djelatnosti.

UAV -veličina

UAV -ovi dolaze u različitim veličinama, od Nano -a, koji je manji od dlana vaše ruke, do veće, koja se može prevoziti samo u stražnjem dijelu kamiona. Za većinu korisnika koji tek počinju s hobijem bespilotnim letjelicama, optimalni raspon veličina koji nudi najveću svestranost i vrijednost je između 350 mm i 700 mm. Veličina okvira je promjer najvećeg kruga koji prelazi svaki od motora. Dijelovi za bespilotne letjelice ove veličine imaju širok raspon cijena i najveći izbor proizvoda.

Materijali za bespilotnu letjelicu / konstrukciju

Dolje su navedeni najčešći izvedbeni materijali koji se koriste za izradu okvira za bespilotne letjelice s više rotora, popis nije potpun. U idealnom slučaju okvir bi trebao biti krut s najmanjim mogućim prijenosom vibracija.

Pjenasta guma (Pjena) - kao jedini materijal za izradu okvira UAV -a rijetko se koristi i, u pravilu, u kombinaciji s krutim okvirom ili ojačanom konstrukcijom. Također se može koristiti u strateške svrhe; kao zaštita rotora (propelera), šasije, često djeluje kao prigušivač. Pjenasta guma može biti različitih vrsta od meke do relativno tvrde.

Drvo - ako je prioritet jeftinoća konstrukcije, tada je drvo izvrsna opcija koja će značajno smanjiti vrijeme montaže i izrade rezervnih dijelova. Drvo je dovoljno tvrdo i vrijeme je provjeren materijal. Važno je da se u izradi okvira koristi savršeno ravno drvo (bez savijanja i deformacija).

Plastika - dostupna za većinu korisnika samo u obliku plastičnih ploča. Skloni se savijanju i kao takav nije idealan. Izvrsno za izradu kaveza ili šasije. Ako razmišljate o 3D ispisu, razmislite o vremenskom intervalu proizvodnje (možda bi bilo lakše kupiti komplet okvira za UAV). 3D ispis dijelova dobro je funkcionirao za male quadcoptere.

Aluminij - dolazi do potrošača u različitim oblicima i veličinama. Za tijelo možete koristiti aluminijski lim ili ekstrudirani aluminij za grede trutova. Aluminij nije lagan poput ugljičnih vlakana ili G10, no cijena i izdržljivost glavne su prednosti materijala. Umjesto loma ili pucanja, aluminij se savija. Za rad s materijalom potrebna je samo pila i bušilica.

G10 (vrsta staklenih vlakana) - unatoč činjenici da su izgled i osnovna svojstva gotovo identični ugljiku (ugljična vlakna) je jeftiniji materijal. Uglavnom je dostupan u formatu lima i koristi se za izradu gornje i donje ploče okvira. Za razliku od ugljičnih vlakana, G10 ne blokira RF valove.

PCB (Tiskana ploča - dielektrična ploča) - zapravo analog od stakloplastike, ali za razliku od potonjeg, oni uvijek su ravni. Ponekad se koriste kao gornje i donje ploče okvira za smanjenje broja korištenih dijelova (na primjer, ploča za distribuciju energije često je ugrađena u donju ploču). Okviri nanotiskane ploče

Ugljična vlakna najtraženiji su materijal zbog svoje male težine i velike čvrstoće. Proces proizvodnje i dalje je isključivo ručni. U pravilu se masovno proizvode jednostavni oblici, poput ravnih limova, cijevnih dijelova; izvođenje složenih trodimenzionalnih oblika provodi se po narudžbi.

Dodatna razmatranja

  • Gimbal - najčešće se koristi za stabilizaciju kamere (FPV / Snimanje iz zraka). U pravilu se postavlja ispod okvira u skladu s težištem bespilotne letjelice. Može se pričvrstiti izravno na okvir ili pomoću tračnica. Za stabilizaciju slike preporučuje se korištenje dvo ili troosnih gimbala. Zahtijeva povećanje duljine nogu za slijetanje.

  • Korisni teret (prijevoz) - u amaterskoj je sferi nešto poput luksuza, pa kako svaka dodatna težina ne samo da skraćuje vrijeme leta, već također dovodi do odbijanja korištenja dodatnih elemenata koji bi mogli dodati ključne funkcije dronu. Prilikom projektiranja treba shvatiti da transportna torba treba biti što je moguće lakša i istodobno jaka, a sam teret treba biti čvrsto pričvršćen, isključujući svako kretanje u letu.

  • Sleteće noge - unatoč činjenici da neki bespilotni letjelice lete izravno na okvir (obično isključeno radi smanjenja težine), upotreba nosača za slijetanje u dizajnu osigurat će jaz između donjeg dijela bespilotne letjelice i neravne površine, a također u slučaju teškog slijetanja podnose udarac, povećavajući šanse za uštedu tako važni elementi drona kao što su kamera, ovjes, baterija i okvir.

  • Instalacija - unatoč činjenici da je projektiranje i proizvodnja bespilotnih letjelica mnogo lakša od konvencionalni helikopter, mjesto svakog elementa treba uzeti u obzir na samom početku procesa projektiranja.

Opće smjernice za ugradnju:

  1. Prilikom stvaranja okvira od nule važno je osigurati točan položaj četiriju rupa za montažu kroz koje motori su pričvršćeni na okvir...
  2. Većina motora za okvire od 400 do 600 mm ima isti uzorak montažnih rupa, što omogućuje korištenje okvira jednog proizvođača i motora drugog.
  3. Položaj svih dodatnih komponenti idealno bi trebao biti simetričan oko jedne osi, što će kasnije pomoći u olakšavanju pretraživanja i podešavanja središta mase drona.
  4. Idealno, kontrolor leta trebao bi biti smješten u središtu kruga (i kao takav u središtu mase) koji povezuje sve motore.
  5. Kontrolor leta obično je pričvršćen na okvir pomoću podupirača, gumenih prigušivača ili dvostrane trake.
  6. Mnogi proizvođači koriste isti uzorak otvora za montažu za kontroler leta (npr. 35 mm ili 45 mm kvadrat), ali ne postoje trenutni "industrijski standardi".
  7. Baterija je dovoljno teška, a ako se središte mase vašeg sklopa malo pomaknulo, možete ga prilagoditi laganim pomicanjem baterije.
  8. Pazite da držač baterije malo svira, ali istodobno osigurava da je baterija čvrsto pričvršćena.
  9. Čičak trake često se koriste za učvršćivanje baterija, međutim dobra je ideja dodati dvostranu traku između baterije i okvira.

Smjernice

Korak 1: Pogledajte koji materijali i alati za njihovu obradu su vam na raspolaganju.

  • Ako vaš arsenal nije dovoljan za implementaciju prilagođenog okvira ili samo želite profesionalni okvir, razmislite o kupnji kompleta okvira za UAV.
  • Čak i ako je okvir izrađen korištenjem ispravnih alata i osnovnih materijala, i dalje može imati strukturne slabosti koje uzrokuju prekomjerne vibracije ili pomake. Proces proizvodnje zahtijeva snažan vid i iskustvo.
  • Kad sami izrađujete okvir, razmislite o pričvršćivanju svih potrebnih elemenata drona; motori, elektronika itd.

Korak 2: Navedite sve dodatne (pomoćne) dijelove koje planirate uključiti u sklop.

​​
  • To može biti jednoosni, dvoosni ili troosni gimbal za kameru, padobran, mini računalo na vozilu, korisni teret, elektronika dugog dometa (u pravilu čini montažu sve težom i većom), plutajuću opremu itd.
  • Rezultirajući popis dodatnih / pomoćnih dijelova dat će predodžbu o dimenzijama drona i izračunati ukupnu masu.

Korak 3: Razmislite o procijenjenoj veličini okvira.

  • Veliki okvir nije nužno veliki potencijal za bespilotnu letjelicu, a manji okvir možda neće pojeftiniti montažu.
  • Dron izgrađen na okviru od 400 - 600 mm preporučuje se početnicima.

Korak 4: Projektirajte, izradite i testirajte okvir.

  • Ako ste kupili komplet okvira za bespilotnu letjelicu, nemate razloga za brigu u pogledu čvrstoće, krutosti i građe.
  • Ako se odlučite projektirati i izgraditi okvir od nule, bit će važno provjeriti njegovu čvrstoću, težinu i pobrinuti se da konstrukcija može izdržati vibracije (minimalno savijanje).
  • Razmislite o korištenju specijaliziranog softvera za modeliranje (mnogi su besplatni, poput Google Sketchupa) za dizajn okvira i provjerite jesu li dimenzije točne.

Sada imate okvir i možete prijeći na sljedeću lekciju.

.
Slični članci