HYBRID DRONE: 7 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Việc thiết kế và phát triển máy bay không người lái dưới nước và trên không dựa trên quad-copter.

Vỏ áp suất thiết bị điện tử trên xe đã được thiết kế và chế tạo bằng vật liệu acrylic có thể chịu được áp suất khí quyển trong điều kiện trên không và áp suất bên ngoài 10 bar trong điều kiện dưới nước để bay trong điều kiện cả trên không và dưới nước lên đến 100 mét.

Sự kết hợp động cơ DC không chổi than và cánh quạt cố định trên không đã được lựa chọn cho loại phương tiện quadcopter và mỗi động cơ có khả năng tạo ra một lực đẩy cần thiết cho điều kiện trên không cũng như dưới nước.

Loại phương tiện này sẽ được sử dụng trong cả dân dụng và quân sự để giám sát trong điều kiện trên không và dưới nước, v.v.

LƯU Ý: Đây là nguyên mẫu đầu tiên của chúng tôi trong HYBRID DRONE

Bước 1: Lựa chọn thành phần (THÀNH PHẦN CƠ KHÍ)

LƯU Ý: Lựa chọn thành phần dựa trên mong muốn của bạn và bạn cũng có thể tính toán trọng tải của xe dựa trên các thành phần

• Khối acrylic - 170 * 170 * 50mm
• Ống acrylic - ID = 25mm, OD = 30mm, L = 140mm
• Ống acrylic - ID = 150mm, OD = 160, L = 150mm
• Khối trụ acrylic - D = 50mm, L = 200mm
• Chloroform (hoặc) anabond
• O-Ring- (2 số lượng)
• Bộ chuyển đổi cánh quạt- (4 số lượng)
• Cánh quạt trên không Ngược chiều kim đồng hồ (CCW) - 10x4.5 _ (2 số lượng)
• Cánh quạt trên không Theo chiều kim đồng hồ (CW) - 10x4.5 _ (2 số lượng)

LƯU Ý: Chiều dài cánh quạt làm tăng lực đẩy tăng đối với điều kiện trên không. Khi chiều dài chân vịt tăng lên sẽ làm giảm lực đẩy trong điều kiện dưới nước

Bước 2: Lựa chọn thành phần (THÀNH PHẦN ĐIỆN TỬ)

LƯU Ý: Lựa chọn thành phần dựa trên mong muốn của bạn và bạn cũng có thể tính toán trọng tải của xe dựa trên các thành phần. Lực đẩy cần thiết là điều quan trọng nhất để xe cất cánh.

1. Động cơ BLDC - (4 số lượng)

   • Lựa chọn động cơ BLDC là quan trọng nhất. Việc lựa chọn động cơ dựa trên mức lực đẩy mà nó sẽ được phân phối và để kiểm tra các thông số kỹ thuật của động cơ.
   • Tổng trọng tải dựa trên để chọn động cơ, ví dụ: tổng trọng tải (3kg) / (lượng động cơ = 4) = 0,75kg * (hệ số an toàn = 3) = 2,25 kg.
   • Lựa chọn động cơ dựa trên giá trị lực đẩy trên 2,25kg.
   • Phủ lớp phủ kỵ nước trong động cơ BLDC để tránh ăn mòn.

2. Bộ điều khiển tốc độ điện tử (ESC) - (4 số lượng)

   ESC được chọn dựa trên giá trị dòng điện cao, sau đó so sánh với dòng điện tối đa của động cơ.

3. Bộ truyền và nhận tín hiệu

4. Bộ điều khiển

   bộ điều khiển chuyến bay -ArduPilot APM, Pixhawk, v.v

5. Pin lithium polymer

   Việc lựa chọn pin dựa trên công suất động cơ xe được yêu cầu trong điều kiện tối đa

6. Dải đèn LED

Bước 3: THIẾT KẾ

Thiết kế xe dựa trên các đặc tính khí động học, thủy động lực học và vật liệu, v.v.

Nền tảng phần mềm fusion 360 sẽ được sử dụng để thiết kế xe theo độ dày cần thiết.

Độ dày thiết kế của phương tiện dựa trên đặc tính vật liệu và phương tiện đã chịu được áp suất dưới nước 10 bar trong điều kiện 100 mét

XE ĐƯỢC THIẾT KẾ:

• Xylanh và khung ống X
• Chữ hoa cuối
• Cơ sở động cơ

Tất cả các kích thước đều tính bằng mét.

Bước 4: VẢI

LƯU Ý: Nếu bạn có máy in 3D, bạn có thể dễ dàng chế tạo

Phần mềm Fusion 360 được sử dụng để thiết kế xe ở dạng mô hình 3D để chuyển đổi thành tệp 3D (STL)

Sử dụng máy in 3D để tải tệp lên và sau đó bạn có thể in chiếc xe của mình.

Nếu bạn có thể sử dụng máy in 3D dựa trên đặc tính của dây tóc, bạn có thể thay đổi độ dày của xe để chịu được áp suất dưới nước lên đến 10 bar trong điều kiện 100 mét và cũng thực hiện một số thử nghiệm áp suất để xác minh thiết kế xe là an toàn hay không an toàn.

Trong trường hợp của chúng tôi, chúng tôi đang sử dụng vật liệu Acrylic để chế tạo dựa trên việc sử dụng máy CNC hoặc máy cắt laser, v.v.

Chế tạo xe:

• Cylinder - Ống acrylic đường kính 160 được sử dụng để cắt các kích thước quy định và tạo thành 4 lỗ ở vị trí bằng nhau và tất cả tạo thành các sợi ở cả hai đầu của ống.
• Khung ống chữ X - 4 ống được cắt kích thước bằng nhau theo kích thước
• Nắp cuối - Các khối vuông được gia công để tạo thành các nắp cuối theo kích thước.
• Cơ sở động cơ - Các khối tròn được gia công để tạo thành theo kích thước.

Bước 5: LẮP RÁP

LƯU Ý: Nếu bạn có thể sử dụng in 3D cho quá trình chế tạo và bạn không cần cho quá trình lắp ráp.

Trong trường hợp của chúng tôi, chúng tôi đang sử dụng chloroform hoặc anabond để cố định các bộ phận của xe như xi lanh, khung ống chữ X, bệ động cơ.

Động cơ Bldc được cố định trong đế động cơ và gắn 4 cánh quạt với sự trợ giúp của bộ chuyển đổi cánh quạt.

Phương tiện sẽ được niêm phong trong điều kiện dưới nước bằng cách sử dụng emseal để niêm phong các bộ phận dây động cơ.

Vòng chữ O được cố định vào cả hai nắp cuối để cung cấp thêm chất bịt kín và cả hai nắp cuối đều là loại mở và đóng.

Các bộ phận cuối nắp để cung cấp băng Teflon để tránh rò rỉ và sau đó được niêm phong hoàn toàn toàn bộ xe.

Bạn phải đảm bảo phương tiện được niêm phong hoàn toàn để chịu được áp lực dưới nước

Bước 6: KẾT NỐI BỘ ĐIỀU KHIỂN

Các bộ phận điều khiển đại diện cho bốn động cơ và hai động cơ quay theo chiều kim đồng hồ và hai động cơ khác quay ngược chiều kim đồng hồ. Động cơ được điều khiển bởi Bộ điều khiển tốc độ điện tử (ESC).

ESC được kết nối với Bộ điều khiển chuyến bay và để di chuyển phương tiện với sự trợ giúp của bộ thu và phát tín hiệu 2.4ghz

ardupilot.org/ardupilot/index.html

LƯU Ý: Nếu bạn đã thêm một số thành phần khác như máy ảnh, đèn LED, cảm biến áp suất dưới nước, sonar, v.v …

LƯU Ý: Sử dụng Phần mềm Ardupilot để cài đặt tệp chương trình trong bộ điều khiển máy bay. Hiệu chuẩn ESC cũng rất quan trọng.

Bước 7: LOẠI TIẾN ĐỘ

CÁC YẾU TỐ ĐƯỢC XEM XÉT TRONG NƯỚC DƯỚI

• Sự nổi
• Ổn định xe
• Xâm thực
• Khối lượng tăng thêm do quán tính của chất lỏng xung quanh, v.v.

LƯU Ý: S ignal truyền là một vấn đề lớn trong điều kiện dưới nước

• Chúng tôi đang có kế hoạch sử dụng truyền tín hiệu không dây nhưng phương tiện được nhận thấy là ổn định và điều khiển không dây đang hoạt động trong khoảng 0,5 hoặc 1 m từ mặt nước. vì vậy chúng tôi có kế hoạch phát triển hệ thống nhà hát nổi sử dụng trong điều kiện dưới nước.
• Hệ thống dây buộc sẽ là phao và dây cáp sẽ kết nối với một đầu trong xe và một đầu khác được kết nối với hệ thống dây buộc và chiều dài dây buộc của hệ thống này được điều khiển bằng cách sử dụng động cơ dựa trên phạm vi độ sâu.

LƯU Ý: Đây là nguyên mẫu đầu tiên của chúng tôi trong HYBRID DRONE

Tôi vừa thêm các video thử nghiệm ban đầu của mình (: _'_:)

Cảm ơn bạn

liên quan đến

qua

Đội Air Ocean