DRONĂ HIBRIDĂ: 7 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

Proiectarea și dezvoltarea vehiculelor subacvatice și aeriene fără pilot bazate pe quadcopter.

Carcasa de presiune electronică a vehiculului a fost proiectată și fabricată folosind material acrilic care poate rezista la o presiune atmosferică în stare aeriană și la o presiune externă de 10 bari în stare subacvatică pentru a zbura atât în condiții aeriene, cât și subacvatice până la 100 de metri.

Combinația de motoare DC fără perii și elice cu pas fix fix aerian au fost selectate pentru vehiculul de tip quadcopter și fiecare motor este capabil să producă o forță de împingere necesară atât pentru condițiile aeriene, cât și pentru cele subacvatice.

Acest tip de vehicul va fi utilizat atât în aplicații civile, cât și militare pentru supravegherea aerului și a condițiilor subacvatice etc.

NOTĂ: Acesta este primul nostru prototip în DRONĂ HIBRIDĂ

Pasul 1: Selectarea componentelor (COMPONENT MECANIC)

NOTĂ: Selectarea componentelor pe baza dorinței dvs. și, de asemenea, puteți calcula sarcina utilă a vehiculului pe baza componentelor

• Bloc acrilic - 170 * 170 * 50mm
• Tub acrilic - ID = 25mm, OD = 30mm, L = 140mm
• Tub acrilic - ID = 150mm, OD = 160, L = 150mm
• Bloc cilindru acrilic - D = 50mm, L = 200mm
• Cloroform (sau) anabond
• O-Ring- (2 cantități)
• Adaptor pentru elice- (4 cantități)
• Elice aeriene în sens invers acelor de ceasornic (CCW) - 10x4,5 _ (2 cantități)
• Elice aeriene în sensul acelor de ceasornic (CW) - 10x4,5 _ (2 cantități)

NOTĂ: Lungimea elicei crește forța de împingere crește pentru starea aeriană. Când creșterea lungimii elicei scade forța de împingere în condiții subacvatice

Pasul 2: Selectarea componentelor (COMPONENT ELECTRONIC)

NOTĂ: Selectarea componentelor pe baza dorinței dvs. și, de asemenea, puteți calcula sarcina utilă a vehiculului pe baza componentelor. Forța de împingere necesară este cel mai important lucru pentru a scoate vehiculul.

1. Motor BLDC - (4 cantități)

   • Selecția motorului BLDC este cea mai importantă. Selecția motorului se bazează pe cantitatea de presiune care va fi livrată și pentru a verifica specificațiile motorului.
   • Sarcina utilă totală bazată pe selectarea motorului, de exemplu: sarcina utilă totală (3 kg) / (cantitatea motorului = 4) = 0,75 kg * (factor de siguranță = 3) = 2,25 kg.
   • Selecția motorului pe baza valorii de tracțiune este peste 2,25 kg.
   • Aplicați acoperire hidrofobă în motorul BLDC pentru a evita coroziunea.

2. Controler electronic de viteză (ESC) - (4 cantități)

   ESC este selectat pe baza valorii mari a curentului, apoi se compară cu curentul maxim al motorului.

3. Transmițător și receptor de semnal

4. Controlor

   controler de zbor -ArduPilot APM, Pixhawk etc

5. Baterie litiu polimer

   Selecția bateriei bazată pe puterea motorului vehiculului necesară în condiții maxime

6. Benzi LED

Pasul 3: PROIECTARE

Proiectarea vehiculului bazată pe proprietăți aerodinamice, hidrodinamice și materiale etc.

Platforma software fusion 360 va fi utilizată pentru proiectarea vehiculului pentru grosimea necesară.

Grosimea proiectării vehiculului pe baza proprietăților materialului și a vehiculului a rezistat presiunii subacvatice de 10 bari în condiții de 100 metri

VEHICUL PROIECTAT:

• Cilindru și cadru cu tub X.
• Capace de capăt
• Baza motorului

Toate dimensiunile sunt exprimate în metri.

Pasul 4: FABRICAREA

NOTĂ: Dacă aveți mașină de imprimat 3D cu ușurință, puteți fi fabricat

Software-ul Fusion 360 este utilizat pentru a proiecta vehiculul în model 3D pentru a fi convertit în fișier 3D (STL)

Folosind imprimanta 3D pentru a încărca fișierul și apoi puteți imprima vehiculul.

Dacă puteți utiliza mașina de imprimare 3D pe baza proprietăților filamentului, puteți modifica grosimea vehiculului pentru a rezista la presiunea subacvatică de până la 10 bari în condiții de 100 de metri și, de asemenea, ați făcut câteva teste de presiune pentru a verifica dacă designul vehiculului este sigur sau nesigur.

În cazul nostru, folosim un material acrilic pentru a fabrica pe baza utilizării unei mașini CNC sau a unei mașini de tăiat cu laser etc.

Fabricarea vehiculului:

• Cilindru - tub acrilic cu diametrul de 160, folosit pentru tăierea dimensiunilor prescrise și pentru a forma 4 găuri într-o poziție egală și toate astfel formează fire la ambele capete ale tubului.
• Rama tubului X - 4 tuburi tăiate la dimensiuni egale în dimensiuni
• Capace de capăt - Blocurile pătrate prelucrează pentru a forma capace de capăt conform dimensiunii. Factorul de grosime a capetelor de siguranță a vehiculului va fi de 2 ori grosimea cilindrului vehiculului.
• Baza motorului - Blocurile rotunde sunt prelucrate pentru a se forma conform dimensiunilor.

Pasul 5: ASAMBLARE

NOTĂ: Dacă puteți utiliza imprimarea 3D pentru procesul de fabricație și nu aveți nevoie de procesul de asamblare.

În cazul nostru, folosim cloroform sau anabond pentru a repara piesele vehiculului, cum ar fi cilindrul, cadrul tubului X, baza motorului.

Motorul Bldc este fixat în baza motoarelor și atașat 4 elice cu ajutorul adaptorului pentru elice.

Vehiculul va fi sigilat în stare subacvatică folosind emseal pentru a sigila piesele firului motorului.

Inelul O este fixat pe ambele capace pentru a oferi etanșare suplimentară, iar ambele capace sunt de tip deschis și închis.

Piesa de capăt finală a benzii de teflon furnizate pentru a evita scurgerile și apoi pentru a sigila complet întregul vehicul.

Trebuie să vă asigurați că vehiculul este complet etanș pentru a rezista presiunii subacvatice

Pasul 6: CONEXIUNEA CONTROLULUI

Părțile de comandă reprezintă patru motoare și două motoare se rotesc în sensul acelor de ceasornic și alte două motoare se rotesc în sens invers acelor de ceasornic. Motoarele sunt controlate de regulatoarele electronice de viteză (ESC).

ESC este conectat la controlerul de zbor și pentru a deplasa vehiculul cu ajutorul transmițătorului și receptorului de semnal de 2,4 ghz

ardupilot.org/ardupilot/index.html

NOTĂ: Dacă ați adăugat și alte componente, cum ar fi camera, lumina LED, senzorul de presiune subacvatică, sonar etc

NOTĂ: Utilizați software-ul Ardupilot pentru a instala fișierul programului în controlerul de zbor. Calibrarea ESC este de asemenea importantă.

Pasul 7: PROTOTIP

FACTORI CONSIDERAȚI ÎN SUBAPĂ

• Plutire
• Stabilitatea vehiculului
• Cavitație
• Masă adăugată datorită inerției fluidului înconjurător etc.

NOTĂ: Transmisia ignală este o problemă majoră în starea subacvatică

• Plănuim să folosim transmisia de semnal fără fir, dar vehiculul este stabil și controlul wireless funcționează la aproximativ 0,5 sau 1 m de la suprafața apei. deci suntem planuiți să dezvoltăm un sistem de teatru plutitor utilizat în condiții subacvatice.
• Sistemul de legare va fi plutitor, iar cablul se va conecta la un capăt al vehiculului și un alt capăt este conectat la sistemul de legare, iar lungimea legăturii acestui cablu de sistem este controlată utilizând motorul pe baza domeniului de adâncime.

NOTĂ: Acesta este primul nostru prototip în DRONĂ HIBRIDĂ

Tocmai am adăugat videoclipurile mele inițiale de testare (: _'_:)

Mulțumesc

în ceea ce privește

de

Echipa Air Ocean