Daugiarotalinis dronas: darbas, komponentai, tipai, skirtumai ir jo programos

Šiuo metu dronai labai populiarūs daugelyje sričių, tokių kaip žemėlapių sudarymas, lenktynės, logistika, apklausos ir daugelis kitų. Tai yra nepilotuojama oro transporto priemonė arba nepilotuojama orlaivių sistema, kuri yra skraidantis robotas, galintis skraidyti autonomiškai arba kontroliuoti nuotoliniu būdu. Taigi šie dronai yra įterpti į programinės įrangos kontroliuojamą skrydį, kuris veikia kartu su a Visuotinė padėties nustatymo sistema ir jutikliai. Rinkoje yra įvairių rūšių dronų, kurių dydis yra skirtingi, ir naudojami skirtingiems tikslams, pavyzdžiui, daugialypiam rotoriui, vieno rotoriui, fiksuotam laidams ir fiksuoto sparno hibridiniam VTOL. Tačiau dėl plačiai paplitusio naudojimo daugialypiai dronai vaidina pagrindinį vaidmenį. Šis straipsnis paaiškina a Multirotor dronas , jų darbas ir programos.

Kas yra rotoriaus dronas?

Kelių rotorių dronas yra nepilotuojama oro transporto priemonė arba daugiakopis, kuriame naudojami įvairūs rotoriai su fiksuoto žingsnio besisukančiais peiliukais, kad būtų galima sukurti kėlimą ir varomąją jėgą, leisdamas vertikalų pakilimą, svyruojantį ir nusileidimo galimybes. Taigi, rotoriaus kampas gali būti fiksuotas ir nekeičiamas, panašus į sraigtasparnį. Modifikuojant santykinį skirtingų rotorių greitį, varomosios sukimo momento jėgą galima modifikuoti, kad būtų galima valdyti orlaivio trajektoriją.

Daugialypis rotorius yra gana paprastas ir pastovus, o daugiafunkcinis orlaivio išvaizda yra daug mažesnė, palyginti su orlaiviu. Taigi tai tinka laisvalaikio naudojimui ir pramonės darbui. Taigi, kelių rotorių drono operacija yra paprasta ir gali nuimti vertikaliai, išskyrus kilimo ir tūpimo taką. Taigi, jo patikimumas daugiausia priklauso nuo variklių be šepetėlių, taigi jis turi didesnį patikimumą.

Tuo pačiu metu daugialypės rotoriaus UAV buvo plačiai naudojamos daugelyje žemės ūkio ir pramoninių laukų, turinčių paprastą veikimą ir stiprų stabilumą. Taigi, šiems dronams būdingi aukščiau išvardyti du rotoriai, įskaitant standartines konfigūracijas, tokias kaip tricopter (trys), keturkojis (keturi), heksakopteris (šeši) arba oktokoptro (aštuoni) rotoriai.

Daugiarorinis dronas veikia

Daugialypiai dronai veikia naudodamiesi keliais rotoriais, paprastai 4, 6 ar 8, kad būtų galima atlikti kėlimo ir kontrolės skrydį, keičiant atskirų rotorių greitį, leisdami tokius manevrus kaip kylantys, svyruojantys, posūkiai ir nusileidimas.

Kiekvienas rotorius sukasi, kad pastumtų orą žemyn, todėl sukelia aukštyn reakcijos jėgą, kuri pakelia droną. Tolygiai sureguliuodamas rotoriaus greitį, dronas gali pakilti kitaip. Kai rotoriaus kombinuota trauka subalansuoja drono svorį, ji gali plūduriuoti.

Priversdami galinius rotorius pasuko greičiau, palyginti su priekiniais rotoriais, dronas nukreiptas į priekį ir atvirkščiai. Taigi, vienos pusės rotoriai, palyginti su kitais, pasisuka greičiau, dronas sukasi ta kryptimi. Padarę įstrižai priešingus rotorius, pasisukdami greičiau nei kiti, šis dronas pasisuka ta kryptimi.

Taigi besisukantys rotoriai sukuria sukimo momentą, kuris yra neutralizuojamas daugialypiuose dronuose, kai kurie rotoriai pasuka pagal laikrodžio rodyklę, o kiti pasuka prieš laikrodžio rodyklę, o tai panaikina visą sukimo momentą. Dronai naudoja jutiklius, kompiuterizuotas padėties nustatymo sistemas ir giroskopus, kad išlaikytų pastovumą ir surastų kelią ore, leisdami tiksliems manevrams.

Daugiarotoriniai dronų tipai

Daugialypės rotoriaus dronai yra įvairių tipų ir naudojami skirtingose ​​programose, kurių našumo variacijos, skrydžio laikas, naudingosios apkrovos talpa ir stabilumas.

Trirotor

Trimotorinis dronas yra pagamintas iš trijų rotorių, kad būtų sukurtas plūdrumas, naudojamas judėjimui ir valdymui. Taigi rankos atstumas paprastai yra 120 laipsnių ir paprastai yra Y formos, tuo pačiu metu T formos forma. Šio tipo drono pranašumai yra nebrangūs, lankstumas ir jo šviesos dydis, nes jam reikia tik trijų rotorių, o tai yra gana nebrangi konfigūracija. Tuo pačiu metu dėl variklio numerių jis taip pat gali turėti mažą kėlimo galią.

Keturkampis

Tai yra populiariausias ir paplitęs daugiafunkcinio tipo, kurį galima įsigyti X ir H formose. Taigi, keturi varikliai dedami ant simetriško rėmo, o kiekviena rankena paprastai yra 90 laipsnių atstumu X4 konfigūracijoje. Du varikliai pasisuka pagal laikrodžio rodyklę, o likę du sukasi prieš laikrodžio rodyklę pagal laikrodžio rodyklę, kad susidarytų priešingos jėgos, kad išliktų subalansuota. Taigi tai pasiekia idealų stabilumo, skrydžio laiko ir kainos našumą.

Hexacopter

Heksakopteris dedamas ant simetriško rėmo, o kiekviena ranka paprastai yra 60 laipsnių. „Hexadecopter“ apima daugiau variklių nei keturkampis, siekiant padidinti stabilumą ir galią. Šis dronas taip pat gali pagerinti didelį atleidimo iš darbo laiką, kad net jei drono variklis sugenda viso skrydžio metu, jis gali tinkamai veikti ore ir žemėje. Bet Varikliai Turės daugiau energijos suvartojimo, taigi skrydžio laikas bus sutrumpintas. Taigi jis taip pat gali būti panašus į keturkojį, kai trys varikliai sukasi pagal laikrodžio rodyklę, o kiti trys pasuka CCW, kad būtų sukurtos atvirkštinės jėgos, kad išlaikytumėte pusiausvyrą.

Aštuonkopas

Octocopter dronas paprastai apima aštuonis rotoriai su stipriu stabilumu ir galia. Tai užtrunka didesnį naudingą krovinį su stipresniu vėju pasipriešinimas . Šis dronas atrodo panašus į patobulintą keturkampį ir šešiakampį. Jie dažnai naudojami profesionaliems ar filmams ir gali būti dedami su sunkesniais lęšiais ir fotoaparatais. Jo energijos suvartojimas yra greitas, o drono rėmo dydis yra didelis dėl padidėjusio variklių skaičiaus.

Koaksialinis daugialypis rotoriaus dronas

Tai yra ypatingas daugialypio rotoriaus drono tipas, žinomas kaip bendraašis x8 dronas, kuriame naudojami aštuoni varikliai, išdėstyti ant keturių rankų. Jį galima patobulinti su daugiau galios ir mažiau vietos. Tai apima rotorių rinkinį, esantį ant koncentrinių ašių, turinčių panašią sukimosi ašį, tačiau sukimasis atvirkštinėmis kryptimis. Mūsų produktas „MX860“ priima koaksialinį x8 drono rėmą, kuris atspindi mažo dydžio ir dideles naudingumo funkcijas.

Daugiarotoriniai drono komponentai

Daugialypis dronas yra pagamintas su skirtingais komponentai, įskaitant variklius, rėmus, sraigtus, elektroninius greičio valdiklius, skrydžio valdiklius, akumuliatorių ir nuotolinio valdymo sistemą, kuri aptariama toliau.

Rėmelis

Drono rėmas veikia kaip stuburas, kuriame yra montavimo taškai daugiausia visiems kitiems komponentams. Jis ypač gaminamas iš aukšto stiprumo ir lengvų medžiagų, tokių kaip aliuminio lydinys ar anglies pluoštas. Jo dizainas daro įtaką bendram drono svoriui, stabilumui ir dydžiui.

Varikliai

Šio drono varikliai padeda pasukti sraigtus, teikdami galią ir sukuriant pakėlimą bei trauką. Šie dronai paprastai naudoja BLDC (be šepetėlių DC) varikliai už patikimumą ir efektyvumą. Varikliukų tipas ir skaičius daugiausia priklauso nuo drono konfigūracijos, pavyzdžiui, heksakoptro ar keturkojo.

Sraigtai

Sropeliantai yra sujungti su drono varikliais, kad būtų galima pakelti ir trauktis, leisdami droną skristi. Taigi sraigtų forma ir dydis daugiausia daro įtaką drono greičiui, pakėlimui ir manevringumui. Sropelio medžiagos yra anglies pluoštas, plastikas ar kiti kompozitai, daugiausia priklausomai nuo numatyto drono panaudojimo.

Skrydžio valdiklis

Skrydžio valdiklis veikia kaip daugialypio rotoriaus drono smegenys, kuris apdoroja informaciją iš jutiklių, kad būtų galima valdyti variklį. Taigi, jis yra atsakingas už daugialypio rotoriaus drono stabilizavimą skrydžio metu, kad būtų išlaikytas aukštis, kad būtų vykdomas komandas iš nuotolinio valdymo pulto. Šie valdikliai paprastai apima įvairių tipų jutiklius, tokius kaip akselerometrai, GPS moduliai, giroskopai ir kt.

Elektroniniai greičio valdikliai

Elektroniniai greičio valdikliai keičia variklių kryptį ir greitį, užtikrindami tikslų drono judesių valdymą. Kiekvienas variklis paprastai apima savo elektroninį greičio valdymą, kitaip daugiakanalis ESC gali valdyti kelis variklius tuo pačiu metu.

Akumuliatorius

Drono baterija tiekia galią visiems komponentams, tokiems kaip varikliai, jutikliai, skrydžio valdiklis ir kt., Taigi, akumuliatoriaus talpa nusprendžia drono skrydžio laiką, o įvairių rūšių baterijos suteikia įvairias veikimo charakteristikas.

Nuotolinio valdymo sistema

Nuotolinio valdymo sistema leidžia operatoriui siųsti instrukcijas dronui, valdant jo skrydžio kelią, greitį ir aukštį. Į nuotolinio valdymo pultą paprastai sudaro siųstuvas ir imtuvas, kuris belaidžiu ryšiu bendrauja su dronu.

Kai kurie kiti komponentai

Kai kurie kiti daugialypio rotoriaus drono komponentai yra nusileidimo įrankiai, „Gimbal“, fotoaparatas ar jutikliai, sraigtai, GPS GPS Antena ir kt.

• Nusileidimo įranga suteikia stabilią palaikymą dronų pakilimui ir nusileidimui.
• Gimbalas yra mechaninė stabilizavimo sistema, kurioje yra fotoaparatas ar skirtingi jutikliai, leidžiantys jiems išlikti lygiai, nepaisant dronų judėjimo.
• Kameros ar jutikliai naudojami vaizdo įrašams, duomenims ar vaizdams fiksuoti.
• Šios drono GPS antena naudojama tiksliam padėties nustatymui ir navigacijai.

Fiksuotas sparnas ir daugialypis dronas

Žemiau aptariamas skirtumas tarp fiksuoto sparno ir daugiarotorinių dronų.

Multirotorinio drono gedimas

Daugiarotorinį dronų gedimą gali sukelti skirtingi šaltiniai, tokie kaip sraigto žala, variklio gedimo ir valdymo sistemos problemos.

• Propellerio gedimas dažnai gali atsirasti dėl grubių nusileidimų ar susidūrimų; Taigi tai gali sukelti peilių žalą, stabilumo efektą ir kontrolę.
• Variklio gedimą galima pastebėti naudojant kai kuriuos metodus, tokius kaip pjezoelektriniai jutikliai, padedantys atpažinti ir sumažinti tokio skilimo poveikį.
• Kontrolės sistemos gedimas gali sukelti nesubalansuotą skrydį, pabrėžiant reikalavimą stiprioms gedimams atsparioms sistemoms.

Kiti veiksniai

Kiti daugiarotorinių dronų veiksniai daugiausia apima šiuos dalykus.

• Aplinkos sąlygos, tokios kaip lietus, oro sąlygos ir didelis vėjas, taip pat gali būti pagrindinė dronų gedimų priežastis.
• Operatoriaus klaidos, tokios kaip netinkamas tvarkymas ir krypčių nustatymas, taip pat gali sukelti katastrofą.

Drono gedimai atkreipė dėmesį

• Realiojo laiko gedimų aptikimo sistemų vykdymas, pavyzdžiui, naudojantis IMU duomenų ir mašinų mokymosi algoritmus, yra labai svarbus priešlaikiniam įspėjimui.
• Kontrolės sistemų kūrimas gali kompensuoti variklių gedimus ar kitus skirtingus gedimus, kurie leidžia saugiai nusileisti kitaip avarinius manevrus.
• Naudojant nereikalingus komponentus, tokius kaip skrydžio valdikliai ar keli varikliai, galite pagerinti saugumą ir patikimumą.
• Norint išvengti gedimų, būtina reguliariai prižiūrėti ir tikrinti dronų komponentus.

Privalumai ir trūkumai

Daugialypių rotorių dronų pranašumai Įtraukite šiuos dalykus.

• Daugialypės rotoriaus dronai išsiskiria griežtomis vietomis su tiksliu judesiu ir valdymu, net ir vėsančiomis sąlygomis.
• Jo projektavimo ir pagalbos skrydžio technologija sutrumpina veikimą.
• Tai gali vertikaliai pakilti ir nusileisti, pašalindami specializuotos paleidimo įrangos ir kilimo ir tūpimo takų reikalavimą.
• Šie dronai gali svyruoti vietoje, skristi keliomis kryptimis ir atlikti sudėtingus orlaivių manevrus.
• Šie dronai yra labiau prieinami, palyginti su fiksuoto sparno dronais.
• Daugelis daugiarotorinių dronų yra nešiojami ir kompaktiški.
• Jie gali turėti specializuotus jutiklius ir įrangą.
• Jie taikomi skirtingose ​​srityse.
• Keli šio drono rotoriai atleidžia atleidimą, nes dronas gali nuolat skraidyti, net jei mažiausiai vienas variklis sugenda.

Daugialypių rotorių dronų trūkumai Įtraukite šiuos dalykus.

• Daugialypės rotoriaus dronai turi ribotą greitį ir ištvermę, todėl jie yra netinkami ilgalaikio stebėjimo, didelio masto oro žemėlapių sudarymui, tolimojo nuotolio patikrinimams ir kt.
• Jie yra labai neveiksmingi ir jiems reikia daug energijos, kad būtų galima kovoti su sunkumu ir palaikyti juos ore.
• Tai yra tik maždaug 20–30 minučių, naudojant dabartinę akumuliatoriaus technologiją, kartu nešant lengvą fotoaparato naudingą apkrovą.
• Daugiarotoriniai dronai turi mažesnį greitį ir diapazoną bei ribotą skrydžio laiką, palyginti su kitais dronų rūšimis.
• Tai yra jautrūs vėjui, o tai daro įtaką jų tinkamumui tolimoms ar didelio masto misijoms.

Daugiarotorinės drono programos

daugialypių rotorių dronų programos Įtraukite šiuos dalykus.

• Daugialypės rotoriaus dronai užfiksuoja aukštos kokybės vaizdus ir vaizdo įrašus iš išskirtinės oro perspektyvos.
• Jie stebi ir stebi judėjimą bei sritis, kad saugos tikslais pateiktų realiojo laiko vaizdinius duomenis.
• Jie aprūpinti skirtingais Jutikliai Tai užfiksuoja išsamią geoerdvinę informaciją modeliams, sukurdami žemėlapius ir atliekant topografinius tyrimus įvairiose srityse.
• Jie gali patekti į sunkiai pasiekiamas teritorijas, leisdami patikrinti elektros linijas, tiltus ir infrastruktūrą, kad sumažintumėte sąnaudas ir riziką.
• Jie gali būti naudojami tokioms užduotims kaip pesticidų ir trąšų purškimas, žemės apžiūrėjimas žemės ūkio laukuose ir pasėlių stebėjimas,
• Šie dronai yra vertingi vertinant nelaimių teritorijas ar dingusių asmenų nustatymą.
• Tyrėjai tai naudoja įvairiems moksliniams tikslams, tokiems kaip geologiniai tyrimai, biologiniai tyrimai ir atmosferos tyrimai.

Taigi tai yra daugialypės rotoriaus dronai, jų darbas , ir jų paraiškos. Taigi daugialypių rotorių dronų pavyzdžiai yra šie: trijų kopijų kaupikliai naudoja tris rotorius; Keturių kopijų rinkiniuose naudojami keturi rotoriai, šešiakampiai-šeši rotoriai, o aštuonkampiai-aštuoni rotoriai. Tarp jų „Quadcopter“ dronai yra labai populiarus drono tipas. Taigi, čia yra klausimas: kas yra dronas?