DIYドローン:レッスン2。フレーム..

(1)内容(2)(3)(4)(5)DIYドローン:レッスン1.用語。(6)日曜大工のドローン:レッスン2。フレーム。 (7)(8)日曜大工のドローン:レッスン3。発電所。(9)(10)日曜大工のドローン:レッスン4.フライトコントローラー。(11)(12)日曜大工のドローン:レッスン5.組み立て。(13)(14)日曜大工のドローン:レッスン6.パフォーマンスチェック。(15)(16)日曜大工のドローン:レッスン7。FPVと距離。(17)(18)自分の手でドローン:レッスン8.飛行機。(19)はじめに(20)したがって、ドローンの組み立てを開始する前に、最初のステップはフレームを選択することです。 (21)自分で実行するか、既製のソリューション(UAVフレームキット)を使用することができます。お気づきかもしれませんが、さまざまなタイプのフレームと構成を使用して、マルチローターUAVを作成できます。したがって、このセクションでは、一般的または基本的なタイプのフレーム、実行材料、および設計に関連する問題について検討します。

(22)UAVフレームの種類(23)(24)トリコプター(25)(26)(27)説明: 3つのビームがあり、それぞれがに接続されているUAVモーター。トリコプターの前部は、2つのビーム(Y3)の接合部の側面と見なされます。ビーム間の角度はさまざまですが、通常は120°です。ローターの数が不均一であるというジャイロスコープの影響を打ち消し、ステアリング角度を変更するには、リアモーターが回転できる必要があります(従来のRCサーボモーターを取り付けることで実現)。アセンブリからサーボの使用を除外するには、(28)Y4設計を使用します。これは、リアビームに追加のモーターを同軸に取り付けることを意味します。 (29)(30)利点:ドローンの異常な外観。前進方向に飛行するときに最高の飛行特性を実現します。価格(構築するのに必要なモーターとESCが少なくて済みます)。 (31)(32)短所:非対称設計。サーボの使用が必要です。バックビームの実行が難しい(サーボを軸に沿って取り付ける必要があるため)。すべてのフライトコントローラーがこの構成をサポートしているわけではありません。(33)(34) (35)(36)クワッドコプター(37)(38)(39)説明: 4つのビームを持つ「クワッドコプター」ドローン、それぞれがモーターに接続されています。 「(40)X構成」の場合、クワッドコプターの前面は2つのビームの接合部の側面と見なされ、「(41)構成」の場合、前面は縦ビームと見なされます。 (42)(43)利点:最も一般的なマルチローター設計。最もシンプルで用途の広いデザイン。標準構成では、アーム/モーターは2つの軸に対して対称です。市場で入手可能なすべてのフライトコントローラーは、このマルチローターアセンブリで動作します。 (44)(45)短所:冗長性の欠如(特に発電所の要素でシステムに障害が発生した場合、ドローンが落下します)。(46)(47) (48)(49)ヘキサコプター(50)(51)(52)説明:ヘキサコプターには6つのビームがあり、それぞれにモーターに接続されています。ヘキサコプターの前部は2つのビームの接合部の側面と見なされますが、縦方向のビームも前部と見なすことができます。 (53)(54)利点:必要に応じて、ヘキサコプターの設計により、2つのビームとモーターを簡単に追加できます。これにより、総推力が増加し、その結果、ドローンはより多くのペイロードを持ち上げることができます。 。モーターの1つに障害が発生した場合、ドローンはソフトランディングを行うことができ、クラッシュしない可能性があります。モジュラーフレームデザイン。ほとんどすべてのフライトコントローラーがこの構成をサポートしています。 (55)(56)短所:かさばる高価な構造。追加のモーターと部品はヘリコプターの重量を増加させるため、クワッドコプターと同じ飛行時間を得るには、より容量の大きいバッテリーを取り付ける必要があります。(57)(58) (59)(60)Y6 (61)(62)(63)説明:構造Y6は、ベースでは、6つのビームではなく、3つのビームがあり、それぞれが同軸に取り付けられた1対のモーター(合計6つのモーター)に接続されています。下部プロペラは下向きの推力を投影することに注意してください。 (64)(65)利点:ヘキサコプターと比較してコンポーネントが少ない。クワッドコプターと比較してより多くのペイロードを持ち上げます。逆回転ねじを使用する場合、(66)Y3 のように、ジャイロスコープ効果は除外されます。モーターの1つに障害が発生した場合、ドローンはソフトランディングを行うことができ、クラッシュしない可能性があります。 (67)(68)短所:ヘキサコプター部品と同等のコストの追加部品を使用するため、クワッドコプターと比較して高価です。追加のモーターと部品はヘリコプターの重量を増加させます。つまり、クワッドコプターと同じ飛行時間を得るには、より大きなバッテリーを使用する必要があります。実践が示すように、Y6で得られる推力は、おそらく下部ローターが上部ローターの推力に影響を与えるため、従来のヘキサコプターの推力よりもわずかに低くなっています。すべてのフライトコントローラーがこの構成をサポートしているわけではありません。(69)(70) (71)(72)オクトコプター(73)(74)(75)説明:オクトコプターには8つのビームがあり、それぞれに8つのビームがあります。モーターに接続されています。ヘキサコプターの前部は、2本のビームの接合部の側面と見なされます。 (76)(77)利点:より多くのモーター=より多くの推力、したがって冗長性が増加し、ドローンが重くて高価なデジタル一眼レフカメラで自信を持ってナビゲートできるようになります。 (78)(79)短所:モーターの数が多い=価格が高く、バッテリーが大きい。コストが高いため、専門分野にのみ関連します。(80)(81) (82)(83)X8 (84)(85)(86)説明: X8の設計はまだ八重奏機であり、 8つだけでなく、4つのビームがあり、それぞれが同軸に取り付けられた1対のモーター(合計8つのモーター)に接続されています。 (87)(88)利点:より多くのエンジン=より多くの推力、したがって冗長性が向上します。モーターが故障した場合、ドローンを穏やかに着陸させる可能性が高くなります。(89)(90)短所:モーターの数が多い=価格が高く、バッテリーが大きい。コストが高いため、専門的な活動分野にのみ関連します。(91)(92) (93)(94)UAVサイズ(95)UAVには、手のひらよりも小さいNanoからさまざまなサイズがあります。あなたの手の、より大きなものに、それはトラックの後ろでのみ輸送することができます。ドローンの趣味を始めたばかりのほとんどのユーザーにとって、最も多様性と価値を提供する最適なサイズ範囲は350mmから700mmの間です。フレームサイズは、各モーターを横切る最大の円の直径です。このサイズのUAVの部品は、幅広い価格と入手可能な製品の最大の選択肢を持っています。 (96)(97) (98)UAV /構造の材料(99)以下は、それぞれマルチロータードローンのフレームの製造に使用される最も一般的な実行材料です。 、リストは完全ではありません。理想的には、フレームは振動の伝達を最小限に抑えて剛性を持たせる必要があります。 (100)(101)(102)発泡ゴム(発泡体) -UAVフレームを製造するための唯一の材料として使用されることはめったになく、原則として、剛性フレームまたは強化構造と組み合わせて使用​​されます。戦略的な目的にも使用できます。ローター(プロペラ)の保護として、シャーシはしばしばダンパーとして機能します。発泡ゴムには、柔らかいものから比較的硬いものまで、さまざまな種類があります。 (103)(104) (105)(106)(107)木材-構造の安さを優先する場合、木材は大幅に削減する優れたオプションです。スペアパーツの組み立てと製造の時間。パーツ。木材は非常に硬く、実績のある素材です。フレームの製造には、完全に真っ直ぐな木材を使用することが重要です(曲げや変形はありません)。 (108)(109) (110)(111)(112)プラスチック-ほとんどのユーザーはプラスチックシートの形でのみ入手できます。曲がる傾向があるため、理想的ではありません。ロールケージやシャーシの作成に最適です。 3D印刷を検討している場合は、制作時間間隔を考慮する必要があります(UAVフレームキットを購入する方が簡単な場合があります)。部品の3D印刷は、小さなクワッドコプターに適しています。 (113)(114) (115)(116)(117)アルミニウム-さまざまな形やサイズで消費者に届けられます。ボディにはシートアルミ、ドローンのアームには押し出しアルミを使用できます。アルミニウムはカーボンファイバーやG10ほど軽量ではありませんが、価格と耐久性がこの素材の主な利点です。アルミニウムは壊れたり割れたりする代わりに曲がる傾向があります。材料を扱うには、のこぎりとドリルだけが必要です。 (118)(119) (120)(121)(122)G10(ガラス繊維の一種)-外観と基本特性はカーボンとほぼ同じであるにもかかわらず(炭素繊維)は安価な素材です。主にシート形式で入手可能で、上下のフレームプレートを実現するために使用されます。また、カーボンファイバーとは異なり、G10はRF波をブロックしません。 (123)(124) (125)(126)(127)PCB(プリント回路基板-誘電体プレート)-実際にはグラスファイバーの類似物ですが、後者とは異なり、常にフラットです。使用する部品の数を減らすために、上部および下部のフレームプレートとして使用されることもあります(たとえば、配電盤は下部パネルに組み込まれていることがよくあります)。フレーム(128)ナノ /ミニクワッドコプターは、すべての電子スタッフィングを含む1つの(129)プリント回路基板から作成できます。 (130)(131) (132)(133)(134)炭素繊維は、軽量で強度が高いため、最も人気のある素材です。製造工程はまだ完全に手動です。原則として、フラットシートや管状部品などの単純な形状が大量生産されます。複雑な3次元形状の実行は注文に応じて実行されます。 (135)(136) (137)追加の考慮事項(138)(139)(140)(141)ジンバル-カメラを安定させるために最もよく使用されます(FPV /航空写真)。原則として、UAVの重心に合わせてフレームの下に設置します。フレームに直接取り付けることも、レールを使って取り付けることもできます。手ぶれ補正には、2軸または3軸のジンバルを使用することをお勧めします。着陸脚の長さを増やす必要があります。(142)(143) (144)(145)(146)(147)ペイロード(輸送)-アマチュアの領域では、なんらかの贅沢です。追加の重量は飛行時間を短縮するだけでなく、ドローンに重要な機能を追加する可能性のある追加の要素の使用を拒否することにつながります。設計時には、輸送ケースをできるだけ軽く、同時に丈夫にする必要があり、飛行中の動きを除いて、貨物自体をしっかりと固定する必要があることを理解する必要があります。(148)(149) (150)(151)(152)(153)着陸脚-一部のUAVがフレームに直接着陸するという事実にもかかわらず(通常は重量を減らすために除外されています)、設計での着陸サポートの使用は、UAVの下部と凹凸のある表面との間にギャップを提供し、ハードランディングの場合にも打撃を与え、節約の可能性を高めますカメラ、サスペンション、バッテリー、フレームなどのドローンの重要な要素。(154)(155) (156)(157)(158)(159)設置-ドローンの設計と製造は従来のヘリコプターでは、各要素の位置は設計プロセスの最初の段階で考慮する必要があります。(160)(161)一般的な設置ガイドライン: (162)(163)フレームを最初から作成する場合、4つの取り付け穴の正確な位置を確認することが重要です。モーターはフレームに取り付けられています...(164)400mmから600mmまでのフレーム用のほとんどのモーターは同じ取り付け穴パターンを持っているため、あるメーカーのフレームと別のメーカーのモーターを使用できます。 (165)すべての追加コンポーネントの位置は、理想的には1つの軸に対して対称である必要があります。これは、後でドローンの重心の検索と調整を容易にするのに役立ちます。 (166)理想的には、フライトコントローラーは、すべてのモーターを接続する円の中心(および重心)に配置する必要があります。 (167)フライトコントローラーは通常、支柱、ゴム製ダンパー、または両面テープを使用してフレームに取り付けられます。 (168)多くのメーカーは、フライトコントローラーに同じ取り付け穴パターン(35mmまたは45mmの正方形など)を使用していますが、現在の「業界標準」はありません。 (169)バッテリーは十分に重いので、アセンブリの重心が少し動いた場合は、バッテリーを少し動かすことで調整できます。 (170)バッテリーマウントが少し動くことを確認しますが、同時にバッテリーが所定の位置にしっかりと保持されていることを確認します。 (171)ベルクロストラップはバッテリーを固定するためによく使用されますが、バッテリーとフレームの間に両面テープを追加することをお勧めします。(172)(173) (174)ガイドライン(175)(176)(177)ステップ1:処理に使用できる材料とツールを確認する。(178)(179)武器がカスタムフレームを実装するのに十分でない場合、または単にプロのフレームが必要な場合は、UAVフレームキットの購入を検討してください。 (180)フレームが適切な工具と基本的な材料を使用して作成されたとしても、それでも構造上の弱点があり、過度の振動や変位を引き起こす可能性があります。製造工程には鋭い視力と経験が必要です。 (181)自分でフレームを作るときは、ドローンに必要なすべての要素を固定することを考えてください。モーター、電子機器など。 (182)(183)(184)ステップ2:アセンブリに含める予定の追加の(アクセサリ)パーツをリストします。​​(185)(186)カメラ、パラシュート、オンボードミニコンピューター、ペイロード、長距離電子機器用の1軸、2軸、または3軸のジンバル(原則として、それはアセンブリをより重くそしてより大きくします)、フローティング機器など。 (187)追加/補助部品の結果のリストは、ドローンの寸法のアイデアを与え、総質量を計算します。 (188)(189)(190)ステップ3:推定フレームサイズについて考えます。(191)(192)大きなフレームは必ずしもドローンにとって大きな可能性を秘めているわけではなく、小さなフレームでも組み立てが安くなるとは限りません。 (193)初心者には、400〜600mmのフレームで構築されたドローンが推奨されます。 (194)(195)(196)ステップ4:フレームを設計、構築、およびテストします。(197)(198)UAVフレームキットを購入した場合、強度、剛性、構造の面で心配する必要はありません。(199)フレームを最初から設計および構築することを決定した場合、その強度、重量をテストし、構造が振動(最小曲げ)に耐えられることを確認することが重要になります。 (201)専用のモデリングソフトウェア(Google Sketchupなどの多くは無料)を使用してフレームを設計し、寸法が正しいことを確認することを検討してください。(202)これでフレームができたので、次のレッスンに進むことができます。。