DRONE IBRIDO: 7 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

La progettazione e lo sviluppo di veicoli subacquei e aerei senza equipaggio basati su quadricotteri.

L'involucro della pressione dell'elettronica del veicolo è stato progettato e fabbricato utilizzando materiale acrilico in grado di sopportare una pressione atmosferica in condizioni aeree e una pressione esterna di 10 bar in condizioni subacquee per volare sia in condizioni aeree che subacquee fino a 100 metri.

La combinazione del motore DC senza spazzole e delle eliche aeree a passo fisso è stata selezionata per il veicolo di tipo quadrirotore e ciascun motore è in grado di produrre una forza di spinta richiesta per le condizioni aeree e subacquee.

Questo tipo di veicolo sarà utilizzato in applicazioni sia civili che militari per la sorveglianza in condizioni aeree e subacquee, ecc.

NOTA: Questo è il nostro primo prototipo in HYBRID DRONE

Fase 1: Selezione del componente (COMPONENTE MECCANICO)

NOTA: selezione dei componenti in base ai tuoi desideri e puoi anche calcolare il carico utile del veicolo in base ai componenti

• Blocco acrilico - 170*170*50mm
• Tubo acrilico - ID=25mm, OD=30mm, L=140mm
• Tubo acrilico - ID=150mm, OD=160, L=150mm
• Blocco cilindri in acrilico - D=50mm, L=200mm
• Cloroformio (o) anabond
• O-Ring- (2 quantità)
• Adattatore per elica- (4 quantità)
• Elica aerea in senso antiorario (CCW) - 10x4.5 _ (2 quantità)
• Elica aerea in senso orario (CW) - 10x4.5 _ (2 quantità)

NOTA: La lunghezza dell'elica aumenta la forza di spinta aumenta per la condizione aerea. Quando all'aumentare della lunghezza dell'elica diminuisce la forza di spinta in condizioni sott'acqua

Fase 2: Selezione del componente (COMPONENTE ELETTRONICO)

NOTA: selezione dei componenti in base ai tuoi desideri e puoi anche calcolare il carico utile del veicolo in base ai componenti. La forza di spinta richiesta è la cosa più importante per decollare dal veicolo.

1. Motore BLDC - (4 quantità)

   • La selezione del motore BLDC è molto importante. La selezione del motore in base a quanta spinta verrà erogata e per verificare le specifiche del motore.
   • Carico utile totale in base alla selezione del motore, ad esempio: carico utile totale (3kg)/(quantità motore= 4) =0,75kg* (fattore di sicurezza=3) =2,25 kg.
   • La selezione del motore basata sul valore di spinta è superiore a 2,25 kg.
   • Applicare un rivestimento idrofobo nel motore BLDC per evitare la corrosione.

2. Regolatore elettronico di velocità (ESC) - (4 quantità)

   L'ESC viene selezionato in base al valore della corrente elevata, quindi confrontato con la corrente massima del motore.

3. Trasmettitore e ricevitore di segnale

4. Controllore

   controllore di volo -ArduPilot APM, Pixhawk ecc

5. Batteria ai polimeri di litio

   La selezione della batteria in base alla potenza del motore del veicolo richiesta nelle condizioni massime

6. Striscia LED

Passaggio 3: PROGETTAZIONE

Il design del veicolo basato su proprietà aerodinamiche, idrodinamiche e dei materiali, ecc.

La piattaforma software fusion 360 verrà utilizzata per progettare il veicolo per lo spessore richiesto.

Lo spessore del design del veicolo in base alle proprietà del materiale e al veicolo ha resistito a una pressione subacquea di 10 bar in condizioni di 100 metri

VEICOLO PROGETTATO:

• Cilindro e telaio con tubo a X
• Tappi terminali
• Base motore

Tutte le dimensioni sono in metri.

Fase 4: FABBRICAZIONE

NOTA: se hai una macchina da stampa 3D facilmente puoi essere fabbricato

Il software Fusion 360 viene utilizzato per progettare il veicolo in un modello 3D da convertire in file 3D (STL)

Usando la stampante 3D per caricare il file e poi puoi stampare il tuo veicolo.

Se è possibile utilizzare la macchina da stampa 3D in base alle proprietà del filamento, è possibile modificare lo spessore del veicolo per resistere alla pressione subacquea fino a 10 bar in condizioni di 100 metri e anche eseguire alcuni test di pressione per verificare che il design del veicolo sia sicuro o meno.

Nel nostro caso, stiamo utilizzando un materiale acrilico per fabbricare in base all'utilizzo di macchine CNC o macchine da taglio laser, ecc.

Fabbricazione di veicoli:

• Cilindro - Tubo acrilico diametro 160 utilizzato per tagliare le dimensioni prescritte e per formare 4 fori in una posizione uguale e tutti in modo da formare filettature su entrambe le estremità del tubo.
• Telaio X-tube - 4 tubi tagliati di uguali dimensioni in base alle dimensioni
• Tappi terminali - I blocchi quadrati vengono lavorati per formare cappucci terminali in base alle dimensioni. Il fattore di spessore dei cappucci terminali del veicolo di sicurezza sarà pari a 2 volte lo spessore del cilindro del veicolo.
• Base del motore - I blocchi rotondi vengono lavorati per formare secondo le dimensioni.

Passaggio 5: ASSEMBLAGGIO

NOTA: se è possibile utilizzare la stampa 3D per il processo di fabbricazione e non è necessario per il processo di assemblaggio.

Nel nostro caso, utilizziamo cloroformio o anabond per fissare le parti del veicolo come il cilindro, il telaio del tubo a X, la base del motore.

Il motore Bldc è fissato nella base del motore e collegato a 4 eliche con l'aiuto dell'adattatore dell'elica.

Il veicolo sarà sigillato in condizioni sott'acqua utilizzando emseal per sigillare le parti del cavo del motore.

L'O-ring è fissato su entrambi i cappucci terminali per fornire ulteriore sigillante ed entrambi i cappucci terminali sono di tipo aperto e chiuso.

Le parti del cappuccio terminale sono fornite di nastro in teflon per evitare perdite e quindi per sigillare completamente l'intero veicolo.

Devi assicurarti che il veicolo sia completamente sigillato per resistere alla pressione subacquea

Passaggio 6: CONNESSIONE DEL CONTROLLER

Le parti di controllo rappresentano quattro motori e due motori ruotano in senso orario e altri due motori ruotano in senso antiorario. I motori sono controllati dai regolatori elettronici di velocità (ESC).

L'ESC è collegato al controller di volo e per spostare il veicolo con l'aiuto del trasmettitore e del ricevitore di segnale a 2,4 ghz

ardupilot.org/ardupilot/index.html

NOTA: Se hai aggiunto anche altri componenti come fotocamera, luce LED, sensore di pressione subacquea, sonar ecc. La distribuzione di massa è molto importante

NOTA: utilizzare il software Ardupilot per installare il file del programma nel controller di volo. Anche la calibrazione ESC è importante.

Fase 7: PROTOTIPO

FATTORI CONSIDERATI IN SUBACQUEA

• galleggiabilità
• Stabilità del veicolo
• Cavitazione
• Massa aggiunta a causa dell'inerzia del fluido circostante ecc.

NOTA: la trasmissione del segnale è un grosso problema in condizioni sott'acqua

• Stiamo pianificando di utilizzare la trasmissione del segnale wireless, ma il veicolo risulta stabile e il controllo wireless funziona a circa 0,5 o 1 m dalla superficie dell'acqua. quindi abbiamo in programma di sviluppare un sistema di teatro galleggiante utilizzato in condizioni subacquee.
• Il sistema di aggancio sarà il galleggiante e il cavo si collegherà a un'estremità nel veicolo e un'altra estremità è collegata al sistema di aggancio e la lunghezza del tether del cavo del sistema è controllata utilizzando il motore in base all'intervallo di profondità.

NOTA: Questo è il nostro primo prototipo in HYBRID DRONE

Ho appena aggiunto i miei video di test iniziali (:_'_:)

Grazie

cordialmente

di

Il team dell'Air Ocean