Adakahdronesendiri

Drone DIY: Pelajaran 2. Bingkai..

Kandungan

Pengenalan

Oleh itu, sebelum anda mula memasang drone anda, langkah pertama adalah memilih bingkai. Anda boleh melaksanakannya sendiri, atau menggunakan penyelesaian siap pakai (kit bingkai UAV). Seperti yang anda perhatikan, pelbagai jenis bingkai dan konfigurasi dapat digunakan untuk membuat UAV multi-rotor. Oleh itu, dalam bahagian ini kita akan mempertimbangkan jenis kerangka umum atau asas, bahan pelaksanaan, serta masalah yang berkaitan dengan reka bentuk.

Jenis bingkai UAV

Trikopter

  • Keterangan: UAV, yang mempunyai tiga rasuk, yang masing-masing dihubungkan ke sebuah motor. Bahagian depan trikopter dianggap sebagai sisi persimpangan dua rasuk (Y3). Sudut antara balok boleh berbeza, tetapi biasanya 120 °. Untuk mengatasi kesan giroskopik bilangan rotor yang tidak rata, dan juga untuk mengubah sudut stereng, motor belakang mesti dapat berputar (dicapai dengan memasang motor servo RC konvensional). Untuk mengecualikan penggunaan servo dari pemasangan, gunakan reka bentuk Y4
  • Kelebihan: Penampilan drone yang tidak biasa. Ia mencapai ciri penerbangan terbaik ketika terbang ke arah hadapan. Harga (memerlukan lebih sedikit motor dan ESC untuk dibina).
  • Kekurangan: Reka bentuk asimetri. Memerlukan penggunaan servo. Kesukaran dalam pelaksanaan balok belakang (kerana servo mesti dipasang di sepanjang paksi). Tidak semua pengawal penerbangan menyokong konfigurasi ini.

Quadcopter

  • Keterangan: drone "Quadcopter" yang mempunyai empat rasuk, masing-masing disambungkan ke motor. Untuk " konfigurasi Xkonfigurasi
  • Kelebihan: Reka bentuk multi-rotor yang paling biasa. Reka bentuk paling mudah dan serba boleh. Dalam konfigurasi standard, lengan / motor simetri kira-kira dua paksi. Semua pengawal penerbangan yang tersedia di pasaran boleh berfungsi dengan pemasangan multi-rotor ini.
  • Kekurangan: Kekurangan redundansi (jika sistem gagal, terutamanya dalam elemen loji janakuasa, drone jatuh).

Hexacopter

  • Huraian: Hexacopter mempunyai enam rasuk, masing-masing yang disambungkan ke motor. Bahagian depan hexacopter dianggap sebagai sisi persimpangan dua rasuk, tetapi rasuk membujur juga dapat dianggap sebagai bahagian depan.
  • Kelebihan: Sekiranya perlu, reka bentuk heksacopter memungkinkan penambahan dua balok dan motor tambahan dengan mudah, yang akan meningkatkan daya tuju total, akibatnya drone dapat mengangkat muatan lebih banyak. Sekiranya berlaku kerosakan salah satu motor, kemungkinan drone dapat melakukan pendaratan yang lembut dan tidak terhempas. Reka bentuk bingkai modular. Hampir semua pengawal penerbangan menyokong konfigurasi ini.
  • Kekurangan: Pembinaan yang besar dan mahal. Motor dan bahagian tambahan menambah berat copter, oleh itu, untuk mendapatkan jangka masa penerbangan yang sama dengan quadrocopter, perlu memasang bateri yang lebih besar.

Y6

  • Keterangan: Pembinaan Y6 adalah sejenis heksacopter dengan di pangkalan, bukan enam rasuk, tetapi tiga, masing-masing disambungkan ke sepasang motor terpasang sepaksi (sejumlah 6 motor). Harus diingat bahawa baling-baling yang lebih rendah memproyeksikan daya tuju ke bawah.
  • Kelebihan: Lebih sedikit komponen berbanding hexacopter. Meningkatkan muatan lebih banyak berbanding quadcopter. Semasa menggunakan skru putar balas, kesan giroskopik dikecualikan, seperti pada Y3
  • Kekurangan: Lebih mahal berbanding dengan quadrocopter kerana penggunaan bahagian tambahan yang setara dengan kos untuk bahagian heksacopter. Motor dan bahagian tambahan menambah berat copter, yang bermaksud bahawa untuk mendapatkan waktu penerbangan yang sama dengan quadcopter, anda perlu menggunakan bateri yang lebih besar. Seperti yang ditunjukkan oleh latihan, tujahan yang diperoleh pada Y6 sedikit lebih rendah daripada heksacopter konvensional, mungkin kerana rotor bawah mempengaruhi tujahan pemutar atas. Tidak semua pengawal penerbangan menyokong konfigurasi ini.

Octocopter

  • Huraian: Octocopter mempunyai lapan balok, masing-masing disambungkan ke motor. Bahagian depan hexacopter dianggap sebagai sisi persimpangan dua rasuk.
  • Kelebihan: Lebih banyak motor = lebih banyak daya tuju, dan oleh itu peningkatan kelebihan, membolehkan drone bergerak dengan yakin dengan kamera DSLR yang berat dan mahal.
  • Kekurangan: Lebih banyak motor = harga lebih tinggi dan bateri lebih besar. Oleh kerana harganya yang tinggi, ia hanya relevan untuk bidang profesional.

X8

  • Keterangan: Reka bentuk X8 masih berbentuk octocopter, bukan hanya dengan lapan, tetapi dengan empat rasuk, masing-masing disambungkan ke sepasang motor terpasang sepaksi (sejumlah 8 motor).
  • Kelebihan: Lebih banyak enjin = lebih banyak daya tuju, dan oleh itu peningkatan kelebihan. Lebih cenderung mendarat dengan perlahan drone sekiranya berlaku kerosakan motor.
  • Kekurangan: Lebih banyak motor = harga lebih tinggi dan bateri lebih besar. Oleh kerana kosnya tinggi, ia hanya relevan untuk bidang aktiviti profesional.

Ukuran UAV

UAV terdapat dalam pelbagai ukuran, dari Nano, yang lebih kecil dari telapak tangan dari tangan anda, ke tangan yang lebih besar, yang hanya dapat diangkut di belakang trak. Bagi kebanyakan pengguna yang baru memulakan hobi drone, julat ukuran optimum yang menawarkan fleksibiliti dan nilai yang paling besar adalah antara 350mm dan 700mm. Ukuran kerangka adalah diameter bulatan terbesar yang melintasi setiap motor. Bahagian untuk UAV dengan saiz ini mempunyai pelbagai harga dan pilihan produk terbesar yang ada.

Bahan UAV / Pembinaan

Berikut adalah bahan pelaksanaan yang paling biasa digunakan untuk pembuatan bingkai untuk drone multi-rotor., senarai tidak lengkap. Sebaik-baiknya, bingkai mestilah kaku dengan transmisi getaran yang paling sedikit.

Getah busa (Busa) - sebagai satu-satunya bahan untuk pembuatan bingkai UAV jarang digunakan, dan, sebagai peraturan, dalam kombinasi dengan bingkai yang kaku atau struktur yang diperkuat. Juga boleh digunakan untuk tujuan strategik; sebagai pelindung rotor (baling-baling), casis, sering bertindak sebagai peredam. Getah busa boleh terdiri daripada pelbagai jenis dari lembut hingga agak keras.

Kayu - jika keutamaannya adalah murahnya struktur, maka kayu adalah pilihan terbaik yang akan mengurangkan masa pemasangan dan pembuatan alat ganti. Kayu cukup keras dan merupakan bahan yang diuji masa. Penting agar kayu lurus yang sempurna digunakan dalam pembuatan kerangka (tanpa lenturan dan ubah bentuk).

Plastik - tersedia untuk kebanyakan pengguna hanya dalam bentuk kepingan plastik. Cenderung membengkok dan dengan demikian tidak sesuai. Bagus untuk membuat sangkar roll atau casis. Sekiranya anda mempertimbangkan untuk mencetak 3D, anda harus mempertimbangkan selang waktu pengeluaran (mungkin lebih mudah untuk membeli kit bingkai UAV). Percetakan 3D bahagian berfungsi dengan baik untuk quadcopters kecil.

Aluminium - datang kepada pengguna dalam pelbagai bentuk dan ukuran. Anda boleh menggunakan aluminium lembaran untuk badan, atau aluminium yang diekstrusi untuk balok drone. Aluminium tidak ringan seperti serat karbon atau G10, tetapi harga dan ketahanan adalah kelebihan utama bahan tersebut. Daripada pecah atau retak, aluminium cenderung membengkok. Untuk bekerja dengan bahan, hanya diperlukan gergaji dan gerudi.

G10 (sejenis gentian kaca) - walaupun pada hakikatnya penampilan dan sifat asasnya hampir sama dengan karbon (serat karbon) adalah bahan yang lebih murah. Ia terutama terdapat dalam bentuk lembaran dan digunakan untuk mewujudkan plat bingkai atas dan bawah. Tidak seperti serat karbon, G10 tidak menyekat gelombang RF.

PCB (Papan litar bercetak - plat dielektrik) - sebenarnya analog kaca gentian, tetapi tidak seperti yang kedua, mereka sentiasa rata. Kadang-kadang digunakan sebagai pelat bingkai atas dan bawah untuk mengurangkan jumlah bahagian yang digunakan (contohnya, papan pengagihan kuasa sering dibina di panel bawah). Bingkai nanopapan litar bercetak

Serat karbon adalah bahan yang paling dicari kerana berat dan kekuatan tinggi. Proses pembuatan masih sepenuhnya manual. Sebagai peraturan, bentuk sederhana dihasilkan secara besar-besaran, seperti kepingan rata, komponen tiub; pelaksanaan bentuk tiga dimensi kompleks dijalankan mengikut urutan.

Pertimbangan tambahan

  • Gimbal - paling sering digunakan untuk menstabilkan kamera (FPV / Fotografi udara). Sebagai peraturan, ia dipasang di bawah bingkai sesuai dengan pusat graviti UAV. Boleh dilekatkan terus ke bingkai atau dengan menggunakan rel. Untuk penstabilan imej, disyorkan untuk menggunakan gimbal dua atau tiga paksi. Memerlukan peningkatan panjang pendaratan kaki.

  • Muatan (pengangkutan) - dalam bidang amatur adalah sesuatu yang mewah, jadi bagaimana berat tambahan tidak hanya mengurangkan masa penerbangan, tetapi juga menyebabkan penolakan penggunaan elemen tambahan yang dapat menambahkan fungsi utama pada drone. Semasa merancang, harus difahami bahawa sarung pengangkutan harus ringan dan mungkin pada saat yang sama kuat, dan kargo itu sendiri harus diikat dengan ketat, tidak termasuk pergerakan dalam penerbangan.

  • Kaki pendaratan - walaupun sebilangan UAV mendarat langsung di bingkai (biasanya dikecualikan untuk mengurangkan berat badan), penggunaan pendaratan pendaratan dalam reka bentuk akan memberikan jurang antara bahagian bawah UAV dan permukaan yang tidak rata, dan juga jika pendaratan keras, mereka melakukan pukulan, meningkatkan peluang menyelamatkan elemen penting drone seperti kamera, penggantungan, bateri dan bingkai.

  • Pemasangan - walaupun reka bentuk dan pembuatan drone lebih mudah daripada helikopter konvensional, lokasi setiap elemen harus dipertimbangkan pada awal proses reka bentuk.

Garis panduan pemasangan umum:

  1. Semasa membuat bingkai dari awal, penting untuk memastikan kedudukan tepat dari empat lubang pemasangan yang melaluinya motor dipasang pada bingkai...
  2. Kebanyakan motor untuk bingkai dari 400mm hingga 600mm mempunyai corak lubang pemasangan yang sama, yang memungkinkan bingkai dari satu pengeluar digunakan dan motor dari yang lain.
  3. Lokasi semua komponen tambahan semestinya simetris mengenai satu paksi, yang kemudiannya akan membantu memudahkan pencarian dan penyesuaian pusat jisim drone.
  4. Sebaik-baiknya, pengawal penerbangan harus terletak di tengah bulatan (dan dengan itu di pusat jisim) menghubungkan semua motor.
  5. Pengawal penerbangan biasanya dipasang pada bingkai menggunakan penyangga, peredam getah, atau pita dua sisi.
  6. Banyak pengeluar menggunakan corak lubang pemasangan yang sama untuk pengawal penerbangan (misalnya 35mm atau 45mm persegi), tetapi tidak ada "standard industri" semasa.
  7. Bateri cukup berat, dan jika pusat jisim pemasangan anda sedikit bergerak, anda dapat menyesuaikannya dengan menggerakkan bateri sedikit.
  8. Pastikan dudukan bateri bermain sedikit, tetapi pada masa yang sama memastikan bateri terpasang dengan selamat di tempatnya.
  9. Tali Velcro sering digunakan untuk mengamankan bateri, namun sebaiknya tambahkan pita dua sisi antara bateri dan bingkai.

Garis Panduan

Langkah 1: Lihat apa bahan dan alat untuk pemprosesannya tersedia dalam pelupusan anda.

  • Jika kemampuan anda tidak cukup untuk menerapkan bingkai khusus atau anda hanya memerlukan bingkai profesional, pertimbangkan untuk membeli kit bingkai UAV.
  • Walaupun kerangka dibuat dengan menggunakan alat dan bahan dasar yang benar, struktur tersebut masih dapat memiliki kelemahan struktur yang menyebabkan getaran atau anjakan yang berlebihan. Proses pembuatan memerlukan penglihatan dan pengalaman yang mendalam.
  • Semasa membuat bingkai sendiri, fikirkan pengikat semua elemen drone yang diperlukan; motor, elektronik, dll.

Langkah 2: Senaraikan mana-mana bahagian (aksesori) tambahan yang anda rancangkan untuk disertakan dalam pemasangan.

​​
  • Ini boleh menjadi gimbal satu, dua, atau tiga paksi untuk kamera, payung terjun, komputer mini on-board, muatan, elektronik jarak jauh (sebagai peraturan, menjadikan pemasangan lebih berat dan lebih besar), peralatan terapung dll.
  • Senarai bahagian tambahan / tambahan yang dihasilkan akan memberi idea tentang dimensi drone dan mengira jumlah jisim.

Langkah 3: Fikirkan anggaran ukuran bingkai.

  • Kerangka besar tidak semestinya berpotensi besar untuk drone, dan bingkai yang lebih kecil mungkin tidak membuat pemasangan lebih murah.
  • Sebuah drone yang dibina pada bingkai 400 - 600mm disyorkan untuk pemula.

Langkah 4: Reka bentuk, bina dan uji kerangka.

  • Sekiranya anda membeli kit bingkai UAV, maka anda tidak perlu risau tentang kekuatan, ketegaran dan binaannya.
  • Jika anda memutuskan untuk merancang dan membina bingkai dari awal, penting untuk memeriksa kekuatan, berat, dan memastikan strukturnya dapat menahan getaran (lenturan minimum).
  • Pertimbangkan untuk menggunakan perisian pemodelan khusus (banyak yang percuma, seperti Google Sketchup) untuk merancang bingkai dan memastikan dimensinya betul.

Sekarang anda mempunyai kerangka dan anda boleh beralih ke pelajaran seterusnya.

.
Artikel serupa