Drone-prototypes maken: Kernstappen & Wat te Verwachten

De lucht veroveren is een van de grootste strijden van de mensheid geweest sinds oude tijden. Onze voorouders waarschuwden ons dat de lucht een gevaarlijke vijand kan zijn. Laten we ons herinneren aan de legende van Icarus, een jongen, die zo graag als een vogel wilde vliegen dat zijn vader hem vleugels maakte van vogelveren en was. Hij vloog hoger en hoger tot de zon de was smolt en hij naar zijn dood viel. Dit verhaal geeft ons twee belangrijke lessen:

1.Altijd mechanische of functionele prototypes van uw vliegtuigen maken en ze nauwkeurig testen;

2.Probeer ze te testen zonder erin te zitten. Of krijg tenminste een parachute.

Gelukkig geven moderne productie en luchtvaart-engineering ons de mogelijkheid om beide te doen. We kunnen onze vliegtuig-prototypes op afstand besturen en we kunnen prototypes in korte tijd maken.

Wat zijn drones?

Drones zijn de ultieme amateurvliegtuigen geworden. Ze zijn licht, klein, makkelijk te vliegen en u kunt ze eigenlijk zelf produceren, wat veel mensen aantrekt die graag knutselen met mechanismen. Echter, drones waren al veel eerder. De eerste vermelding van hen dateert terug tot de jaren '20.

Eerste pogingen om drones te maken zijn niet succesvol geweest. Er waren veel afzonderlijke uitvinders die wisten om prototypes van helikopters met 4-6 rotormotoren te creëren. Deze vliegtuigen waren te onstabiel, ongesynchroniseerd, en spanden de piloot te veel, zodat hun ontwikkeling meestal werd gestaakt tot recentere tijden.

Met de moderne ontwikkelingen in aeronautica en elektronica, zijn de vorige technische moeilijkheden met drone-functies grotendeels overwonnen. De drones zijn bemanningsloos geworden aangezien het pilootprobleem de enige was die stond. Echter, er is geen behoefte meer aan een piloot. U kunt het gewoon monteren met een camera en een afstandsbediening krijgen. Moderne elektronica maakt het ontwerp van dit voertuig echt simpel, dus veel mensen maken drones als hobby of kopen ze om geweldige films, kunst te maken, dingen te bezorgen of zelfs de buren te bespioneren, wie weet. Er is zelfs een verhaal van een man die besloot zijn kat te immortalizeren door het om te zetten in een quadcopter.

Waaruit bestaat een drone?

Een typische drone heeft de volgende elementen die de functionaliteit ervan bepalen:

1. Frame. Dit is het hoofddeel en het meest belangrijke. Het houdt alle functionele objecten samen, bepaalt de algehele sterkte van de structuur en beïnvloedt de aeronautische eigenschappen van het apparaat. Ik zal voornamelijk over dit deel praten omdat het praktisch het enige is dat u zelf moet ontwerpen en produceren of met behulp van een prototyping-winkel (wat ten zeerste wordt aangeraden als u geen engineering-achtergrond heeft, aangezien het op de lange termijn goedkoper en sneller zal zijn, omdat prototypefabrikanten een hoogwaardig frame zullen creëren, de materialen beter zullen kiezen en u zullen adviseren over het ontwerp)
2. Motoren. U heeft misschien 4-8 motoren nodig, afhankelijk van hoeveel rotorkrachten u wilt. De motor bepaalt hoe snel de bladen van de drone draaien en dus, zijn vermogenscapaciteit. Er zijn veel motorfabrikanten die goedkope en betrouwbare oplossingen aanbieden.
3. Elektronische snelheidsregelaars. Dit zijn de apparaten die uw propellers zullen synchroniseren en uw drone voorkomen om gek te doen. Ze zijn ook heel goedkoop en makkelijk te vinden.
4. Propellers. Nu, dit zijn de hoofdbewegende delen van de propeller. Hun bladen hebben complexe geometrie en hun grootte en vorm zullen afhangen van het gewicht en de grootte van de frame, dus u zult ze waarschijnlijk samen met de frame moeten bestellen.
5. Batterijen, connectoren en besturing. Enkele kleinere elektronische onderdelen zullen nodig zijn voor secundaire operaties. Zolang connectoren, batterijen en een ontvanger met een afstandsbediening om de drone te vliegen. U zult waarschijnlijk ook een camera nodig hebben, aangezien de drone vliegen zonder er een is als lopen met één been.

Zoals u kunt zien, biedt de moderne industrie veel kant-en-klaar oplossingen voor drone-productie. Aangezien het maken van elektronische apparaten een complex en duur project is op zich, raad ik aan dat u de bestaande onderdelen koopt, of u nu een hobbyist bent of van plan bent om de dingen te verkopen. Als uw verkoop groeit, kunt u dan nadenken over uw eigen circuits te doen. Met dat, blijven we met twee hoofdaangepaste geproduceerde onderdelen die essentieel zijn voor de prestaties van de drone. Zeker, u zult enkele extra connectoren en batterijbehuizingen moeten maken. Echter, hun ontwerp vormt geen probleem en kan met een vingersnap 3D-geprint worden.

Hoe aangepaste drone-frames te maken

Dus, Frames zijn echt belangrijk voor de stabiliteit en algehele structuur van de drone. Terwijl u leert uw vliegtuig te vliegen, bent u zeker dingen te botsen en de frame te beschadigen, dus het moet ook makkelijk te vervangen of te repareren zijn.

Op dit moment zijn er een aantal mogelijke drone-frame-ontwerpen, afhankelijk van het aantal propellers dat u wilt. Hoe meer propellers, hoe stabieler de drone zal zijn, maar ook zwaarder. De meest cruciale parameters zijn rigiditeit en gewicht. Dit is waarom de meest wijdverspreide materialen de volgende zijn:

1. Hout. Het goedkoopste materiaal dat het gemakkelijkst te verwerken is en kan gevormd worden in de frame met de eenvoudigste gereedschappen. Het uiterlijk en de betrouwbaarheid van zo'n drone zijn niet hoog. Het is gemakkelijk te vervangen, maar verwacht dat het bij de kleinste impact breekt. Basis, het is een goede keuze voor hobbyisten. De frame wordt meestal gemachineerd op een houtdraaibank of met een eenvoudiger instrument en daarna samen gelijmd.

2. Kunststof. Het is de meest voor de hand liggende keuze. Veel polymeren zijn lichtgewicht, hebben hoge treksterkte en, het beste nog, kunnen snel verwerkt worden met moderne technieken. Bijvoorbeeld, kunststof-frames kunnen geproduceerd worden met 3D-printen of Urethane Casting prototyping-technieken. Dit maakt het een echt goede keuze voor het maken van commerciële drone-modelprototypes. U kunt gemakkelijk een kleine batch maken met RP-technieken, ze monteren en tests uitvoeren. En, wanneer u klaar bent, een injectievorm bestellen.

3. Aluminium. U moet dit materiaal kiezen om de meest duurzame en stevige systemen te maken, die veel stress kunnen weerstaan. Het is ook het zwaarste van de materialen. Meestal zal zo'n frame CNC-gebearbeid worden. U moet aluminium-frames gebruiken als u alleen professionele industriële drones maakt. Of als u al tests heeft uitgevoerd en het ontwerp goedgekeurd heeft, en u wilt dat uw drone er echt goed en glanzend uitziet.

Laten We Propellers Maken

Propellers zijn de meest complexe onderdelen van het drone-ontwerp. U moet de geometrie ervan daadwerkelijk berekenen, afhankelijk van het gewicht van uw drone, om de vereiste duwkracht te bereiken. Gelukkig zijn er veel diensten die u helpen om dit te doen. Als u de geometrie te complex vindt, kunt u de bladen altijd bestellen bij een prototyping-winkel, waar bekwame ingenieurs de perfecte propellers zullen ontwerpen, berekenen en produceren.

Dus, duidelijk is de diameter belangrijk. Hoe groter de bladen, hoe meer lucht de propeller kan pompen. Echter, u moet onthouden dat de propellers gesynchroniseerd moeten zijn om te voorkomen dat ze elkaar raken. Daarom geven grotere propellers slechtere manoeuvreerbaarheid. U moet kiezen wat het beste bij u past: een grotere drone-lading of betere manoeuvreerbaarheid.

Aanvalshoek is een ander belangrijk kenmerk van het blad. Het is eigenlijk de hoek waarop de propeller de lucht raakt en afbuigt. Hoe groter, hoe beter de efficiëntie van het blad, echter, een grotere motor is vereist omdat de windkrachten groter zullen zijn. De aanvalshoek wordt lager dichter bij het centrum van propellers die een constante pitch hebben. Echter, met een wisselende aanvalshoek, wordt de geometrie van de propeller te complex.

De propellerbladen zijn meestal 3D-geprint of gegoten met siliconenvormen, zoals kunststof-frames, aangezien die methoden het meest efficiënt zijn in het bereiken van complexe geometrie met lage kosten en tijd. De bladen worden daarna nabewerkt omdat een goede oppervlakte-afwerking de trilling van de drone in de vlucht verlaagt.

U moet er ook aan denken om de propellers te balanceren. Het is een eenvoudig proces. U kunt het met een potlood en een mes doen. Monteer het blad op een potlood dat horizontaal ingesteld is. De propeller zal waarschijnlijk om zijn as draaien. Snij dan een beetje van de wortel van het blad af, wat geneigd is om in het onderste gebied van het potlood te blijven. Herhaal dit totdat het blad niet meer draait wanneer u het op het potlood monteert.