DRON HYBRYDOWY: 7 kroków (ze zdjęciami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:02

Projekt i rozwój bezzałogowego pojazdu podwodnego i latającego opartego na quad-kopterach.

Obudowa ciśnieniowa elektroniki pojazdu została zaprojektowana i wykonana z materiału akrylowego, który może wytrzymać ciśnienie atmosferyczne w warunkach powietrznych i ciśnienie zewnętrzne 10 bar w warunkach podwodnych, aby latać zarówno w stanie powietrznym, jak i podwodnym do 100 metrów.

Kombinacja bezszczotkowego silnika prądu stałego i śmigieł o stałym skoku została wybrana do pojazdu typu quadkopter, a każdy silnik jest w stanie wytworzyć wymaganą siłę ciągu dla warunków powietrznych i podwodnych.

Ten typ pojazdu będzie wykorzystywany zarówno w zastosowaniach cywilnych, jak i wojskowych do obserwacji w warunkach powietrznych, podwodnych itp.

UWAGA: To nasz pierwszy prototyp w DRONE HYBRYDOWYM

Krok 1: Wybór komponentów (KOMPONENT MECHANICZNY)

UWAGA: Wybór komponentów na podstawie Twoich życzeń, a także możesz obliczyć ładowność pojazdu na podstawie komponentów

• Blok akrylowy - 170*170*50mm
• Rura akrylowa - ID=25mm, OD=30mm, L=140mm
• Rura akrylowa - ID=150mm, OD=160, L=150mm
• Akrylowy blok cylindrów - D=50mm, L=200mm
• Chloroform (lub) anabond
• O-Ring- (2 szt.)
• Adapter śmigła- (4 szt.)
• Śmigło antenowe przeciwnie do ruchu wskazówek zegara (CCW) - 10x4,5 _ (2 ilość)
• Śmigło powietrzne zgodnie z ruchem wskazówek zegara (CW) - 10x4,5 _ (2 ilość)

UWAGA: Długość śruby napędowej zwiększa siłę ciągu w warunkach atmosferycznych. Gdy wraz ze wzrostem długości śruby zmniejsza się siła ciągu w warunkach podwodnych

Krok 2: Wybór komponentów (KOMPONENT ELEKTRONICZNY)

UWAGA: Wybór komponentów na podstawie Twoich życzeń, a także możesz obliczyć ładowność pojazdu na podstawie komponentów. Wymagana siła ciągu jest najważniejsza podczas startu pojazdu.

1. Silnik BLDC - (4 ilość)

   • Najważniejszy jest dobór silnika BLDC. Wybór silnika w oparciu o ilość dostarczanego ciągu i sprawdzenie specyfikacji silnika.
   • Całkowite obciążenie w oparciu o wybrany silnik, np.: całkowite obciążenie (3 kg)/(ilość silnika= 4) = 0,75 kg* (współczynnik bezpieczeństwa = 3) = 2,25 kg.
   • Dobór silnika na podstawie wartości ciągu wynosi powyżej 2,25 kg.
   • Zastosuj powłokę hydrofobową w silniku BLDC, aby uniknąć korozji.

2. Elektroniczny regulator prędkości (ESC) - (4 szt.)

   ESC wybiera się na podstawie wartości wysokiego prądu, a następnie porównuje z maksymalnym prądem silnika.

3. Nadajnik i odbiornik sygnału

4. Kontroler

   kontroler lotu - ArduPilot APM, Pixhawk itp

5. Akumulator litowo-polimerowy

   Wybór akumulatora w oparciu o moc silnika pojazdu wymaganą w maksymalnym stanie

6. Pasek ledowy

Krok 3: ZAPROJEKTUJ

Konstrukcja pojazdu oparta na właściwościach aerodynamicznych, hydrodynamicznych, materiałowych itp.

Platforma oprogramowania fusion 360 zostanie wykorzystana do zaprojektowania pojazdu o wymaganej grubości.

Grubość konstrukcji pojazdu w oparciu o właściwości materiału i pojazd wytrzymał podwodne ciśnienie 10 barów w stanie 100 metrów

ZAPROJEKTOWANY POJAZD:

• Rama cylindra i rury X
• Zaślepki
• Podstawa silnika

Wszystkie wymiary podane są w metrach.

Krok 4: PRODUKCJA

UWAGA: Jeśli masz maszynę do drukowania 3D z łatwością możesz zostać sfabrykowany

Oprogramowanie Fusion 360 służy do projektowania pojazdu w modelu 3D do konwersji do pliku 3D (STL)

Za pomocą drukarki 3D wgraj plik, a następnie możesz wydrukować swój pojazd.

Jeśli możesz użyć drukarki 3D w oparciu o właściwości filamentu, możesz zmienić grubość pojazdu, aby wytrzymać ciśnienie pod wodą do 10 barów w warunkach 100 metrów, a także wykonać test ciśnieniowy, aby sprawdzić, czy konstrukcja pojazdu jest bezpieczna lub niebezpieczna.

W naszym przypadku wykorzystujemy materiał akrylowy do produkcji na maszynie CNC lub wycinarce laserowej itp.

Produkcja pojazdów:

• Cylinder - rura akrylowa o średnicy 160, służąca do wycinania zadanych wymiarów i formowania 4 otworów w równych pozycjach, a tym samym do gwintowania na obu końcach rurki.
• Rama X-tube - 4 rury wycięte w równym rozmiarze zgodnie z wymiarami
• Zaślepki - Bloki kwadratowe są obrabiane w celu uformowania zaślepek zgodnie z wymiarem. Współczynnik grubości zaślepek pojazdu bezpieczeństwa będzie 2-krotnością grubości cylindra pojazdu.
• Podstawa silnika - Okrągłe bloki są obrabiane do formy według wymiarów.

Krok 5: MONTAŻ

UWAGA: Jeśli możesz wykorzystać druk 3D do procesu produkcji i nie potrzebujesz do procesu montażu.

W naszym przypadku używamy chloroformu lub anabondu do mocowania części pojazdu takich jak cylinder, rama X-tube, podstawa silnika.

Silnik Bldc jest zamocowany w podstawie silników i przymocowane 4 śmigła za pomocą adaptera śmigła.

Pojazd zostanie uszczelniony w warunkach podwodnych za pomocą emseal do uszczelnienia części przewodów silnika.

O-ring jest przymocowany do obu zaślepek końcowych, aby zapewnić dodatkowe uszczelnienie, a obie zaślepki końcowe są typu otwartego i zamkniętego.

Części zaślepki do dostarczonej taśmy teflonowej, aby uniknąć wycieku, a następnie całkowicie uszczelnić cały pojazd.

Musisz upewnić się, że pojazd jest całkowicie uszczelniony, aby wytrzymać podwodne ciśnienie

Krok 6: PODŁĄCZENIE STEROWNIKA

Części sterujące reprezentują cztery silniki i dwa silniki obracają się zgodnie z ruchem wskazówek zegara, a kolejne dwa silniki obracają się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Silniki są sterowane przez elektroniczne regulatory prędkości (ESC).

ESC jest podłączony do kontrolera lotu i porusza się pojazdem za pomocą nadajnika i odbiornika sygnału 2,4 GHz;

ardupilot.org/ardupilot/index.html

UWAGA: Jeśli dodałeś inne komponenty również takie jak kamera, światło LED, czujnik ciśnienia podwodnego, sonar itp. Rozkład masy bardzo ważny

UWAGA: Użyj oprogramowania Ardupilot, aby zainstalować plik programu w kontrolerze lotu. Ważna jest również kalibracja ESC.

Krok 7: PROTOTYP

CZYNNIKI UWZGLĘDNIANE POD WODĄ

• Pławność
• Stabilność pojazdu
• Kawitacja
• Dodana masa ze względu na bezwładność otaczającego płynu itp.

UWAGA: Transmisja sygnału jest poważnym problemem w warunkach podwodnych

• Planujemy korzystać z bezprzewodowej transmisji sygnału, ale pojazd jest stabilny, a sterowanie bezprzewodowe działa w odległości około 0,5 lub 1 m od powierzchni wody. dlatego planujemy opracować pływający system teatralny używany w warunkach podwodnych.
• System uwięzi będzie pływakiem, a kabel będzie łączył się z jednym końcem w pojeździe, a drugi koniec jest podłączony do systemu uwięzi, a długość wiązania kabla systemu jest kontrolowana za pomocą silnika w oparciu o zakres głębokości.

UWAGA: To nasz pierwszy prototyp w DRONE HYBRYDOWYM

Właśnie dodałem moje wstępne filmy testowe (:_'_:)

Dziękuję Ci

w odniesieniu do

za pomocą

Zespół Air Ocean