ГИБРИДНЫЙ ДРОН: 7 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

Разработка и разработка беспилотного подводного и летательного аппарата на базе квадрокоптера.

Корпус электронного оборудования транспортного средства, работающий под давлением, был спроектирован и изготовлен с использованием акрилового материала, который может выдерживать атмосферное давление в воздухе и внешнее давление 10 бар в подводных условиях, позволяя летать как в воздухе, так и под водой на расстоянии до 100 метров.

Комбинация бесщеточного двигателя постоянного тока и воздушных винтов фиксированного шага была выбрана для квадрокоптера, и каждый двигатель способен создавать необходимую силу тяги как для воздушных, так и для подводных условий.

Этот тип транспортного средства будет использоваться как в гражданских, так и в военных целях для наблюдения в воздухе и под водой и т. Д.

ПРИМЕЧАНИЕ: это наш первый прототип в HYBRID DRONE

Шаг 1: Выбор компонента (МЕХАНИЧЕСКИЙ КОМПОНЕНТ)

ПРИМЕЧАНИЕ: выбор компонентов на основе вашего желания, а также вы можете рассчитать полезную нагрузку транспортного средства на основе компонентов

• Акриловый блок - 170 * 170 * 50 мм
• Акриловая трубка - ID = 25 мм, OD = 30 мм, L = 140 мм
• Акриловая трубка - ID = 150 мм, OD = 160, L = 150 мм
• Блок цилиндров акриловый - D = 50мм, L = 200мм
• Хлороформ (или) анабонд
• Уплотнительное кольцо (2 шт.)
• Адаптер пропеллера- (4 шт.)
• Воздушный винт против часовой стрелки (CCW) - 10x4,5 _ (2 шт.)
• Воздушный винт по часовой стрелке (CW) - 10x4,5 _ (2 шт.)

ПРИМЕЧАНИЕ. Длина гребного винта увеличивает силу тяги для условий полета. Когда по мере увеличения длины гребного винта уменьшается сила тяги в подводных условиях

Шаг 2: Выбор компонента (ЭЛЕКТРОННЫЙ КОМПОНЕНТ)

ПРИМЕЧАНИЕ: выбор компонентов на основе вашего желания, а также вы можете рассчитать полезную нагрузку транспортного средства на основе компонентов. Требуемая сила тяги - самая важная вещь для взлета автомобиля.

1. Двигатель BLDC - (4 шт.)

   • Выбор двигателя BLDC является наиболее важным. Выбор двигателя основан на том, сколько тяги он будет доставлен, и для проверки технических характеристик двигателя.
   • Общая полезная нагрузка на основе выбора двигателя, например: общая полезная нагрузка (3 кг) / (количество двигателей = 4) = 0,75 кг * (коэффициент безопасности = 3) = 2,25 кг.
   • Выбор двигателя основан на значении тяги выше 2,25 кг.
   • Нанесите гидрофобное покрытие на двигатель BLDC, чтобы избежать коррозии.

2. Электронный регулятор скорости (ESC) - (4 шт.)

   ESC выбирается на основе высокого значения тока, а затем сравнивается с максимальным током двигателя.

3. Передатчик и приемник сигнала

4. Контроллер

   полетный контроллер - ArduPilot APM, Pixhawk и т. д

5. Литий-полимерный аккумулятор

   Выбор аккумулятора в зависимости от мощности двигателя автомобиля, необходимой в максимальном состоянии

6. Светодиодная полоса

Шаг 3: ДИЗАЙН

Конструкция автомобиля основана на аэродинамических, гидродинамических свойствах материала и т. Д.

Программная платформа Fusion 360 будет использоваться для проектирования автомобиля необходимой толщины.

Расчетная толщина транспортного средства основана на свойствах материала, и транспортное средство выдерживает подводное давление 10 бар в условиях 100 метров.

РАЗРАБОТАННЫЙ АВТОМОБИЛЬ:

• Цилиндр и X-образная рама
• Заглушки
• Моторная база

Все размеры указаны в метрах.

Шаг 4: ИЗГОТОВЛЕНИЕ

ПРИМЕЧАНИЕ: Если у вас есть машина для 3D-печати, вы легко сможете ее изготовить

Программное обеспечение Fusion 360 используется для проектирования автомобиля в 3D-модели для преобразования в 3D-файл (STL).

Загрузите файл с помощью 3D-принтера, а затем распечатайте свой автомобиль.

Если вы можете использовать машину для 3D-печати в зависимости от свойств нити, вы можете изменить толщину транспортного средства, чтобы выдерживать подводное давление до 10 бар в 100-метровых условиях, а также выполнить некоторые испытания под давлением, чтобы убедиться, что конструкция транспортного средства безопасна или небезопасна.

В нашем случае мы используем акриловый материал для изготовления на основе станка с ЧПУ, станка для лазерной резки и т. Д.

Изготовление автомобилей:

• Цилиндр - акриловая трубка диаметром 160, используемая для вырезания заданных размеров и формирования 4 отверстий в равном положении, и все таким образом образуют резьбу на обоих концах трубки.
• Рама X-tube - 4 трубы, нарезанные одинакового размера согласно размерам
• Торцевые заглушки - Квадратные блоки обрабатываются для формирования заглушек по размеру. Коэффициент безопасности толщины заглушек будет в 2 раза больше толщины цилиндров автомобиля.
• Основание двигателя - Круглые блоки обрабатываются в соответствии с размерами.

Шаг 5: СБОРКА

ПРИМЕЧАНИЕ. Если вы можете использовать 3D-печать в процессе изготовления, а процесс сборки вам не нужен.

В нашем случае мы используем хлороформ или анабонд для фиксации деталей автомобиля, таких как цилиндр, X-образная рама, основание двигателя.

Двигатель Bldc закреплен в основании двигателя и прикреплен к 4 гребным винтам с помощью адаптера гребного винта.

Транспортное средство будет герметично закрыто в подводных условиях с помощью герметика для герметизации деталей проводов двигателя.

Уплотнительное кольцо прикреплено к обеим торцевым крышкам для обеспечения дополнительного герметика, и обе торцевые крышки бывают открытого и закрытого типа.

Торцевые крышки соединяются с тефлоновой лентой, чтобы избежать утечки, а затем полностью герметизировать весь автомобиль.

Вы должны убедиться, что автомобиль полностью герметичен, чтобы выдерживать давление под водой.

Шаг 6: ПОДКЛЮЧЕНИЕ КОНТРОЛЛЕРА

Элементы управления представляют собой четыре двигателя, два двигателя вращаются по часовой стрелке, а еще два двигателя вращаются против часовой стрелки. Двигатели управляются электронными регуляторами скорости (ESC).

ESC подключен к полетному контроллеру и для перемещения транспортного средства с помощью передатчика и приемника сигнала 2,4 ГГц

ardupilot.org/ardupilot/index.html

ПРИМЕЧАНИЕ: Если вы добавили некоторые другие компоненты, такие как камера, светодиодная подсветка, подводный датчик давления, гидролокатор и т. Д., Очень важно распределение массы

ПРИМЕЧАНИЕ. Используйте программное обеспечение Ardupilot, чтобы установить файл программы в полетный контроллер. Калибровка ESC также важна.

Шаг 7: ПРОТОТИП

ФАКТОРЫ, РАССМАТРИВАЕМЫЕ В ПОДВОДЕ

• Плавучесть
• Устойчивость автомобиля
• Кавитация
• Добавленная масса из-за инерции окружающей жидкости и т. Д.

ПРИМЕЧАНИЕ. Передача серы является серьезной проблемой в подводных условиях

• Мы планируем использовать беспроводную передачу сигнала, но оказалось, что транспортное средство устойчиво, а беспроводное управление работает на расстоянии примерно 0,5 или 1 м от поверхности воды. Поэтому мы планируем разработать систему плавучего театра, работающую в подводных условиях.
• Система привязи будет поплавком, и кабель будет подключаться к одному концу в транспортном средстве, а другой конец подключен к системе привязи, и длина привязи этого системного кабеля контролируется с помощью двигателя в зависимости от диапазона глубины.

ПРИМЕЧАНИЕ: это наш первый прототип в HYBRID DRONE

Я только что добавил свои первые тестовые видео (: _'_:)

Спасибо

относительно

к

Команда Air Ocean