HYBRID-DROHNE - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Das Design und die Entwicklung von unbemannten Unterwasser- und Luftfahrzeugen auf Quad-Copter-Basis.

Das Druckgehäuse der Fahrzeugelektronik wurde aus Acrylmaterial entwickelt und hergestellt, das einem atmosphärischen Druck im Luftzustand und einem Außendruck von 10 bar im Unterwasserzustand standhält, um sowohl im Luft- als auch im Unterwasserzustand bis zu 100 Meter weit zu fliegen.

Die Kombination aus bürstenlosem Gleichstrommotor und Luftfestpropeller wurde für das Quadrocopter-Fahrzeug ausgewählt und jeder Motor ist in der Lage, eine erforderliche Schubkraft für Luft- und Unterwasserbedingungen zu erzeugen.

Dieser Fahrzeugtyp wird sowohl im zivilen als auch im militärischen Bereich zur Überwachung in der Luft und unter Wasser usw. eingesetzt.

HINWEIS: Dies ist unser erster Prototyp in HYBRID DRONE

Schritt 1: Komponentenauswahl (MECHANISCHE KOMPONENTE)

HINWEIS: Die Komponentenauswahl basiert auf Ihrem Wunsch und Sie können auch die Fahrzeugnutzlast basierend auf den Komponenten berechnen

• Acrylblock - 170*170*50mm
• Acrylrohr - ID=25mm, AD=30mm, L=140mm
• Acrylrohr - ID=150mm, AD=160, L=150mm
• Zylinderblock aus Acryl - D=50mm, L=200mm
• Chloroform (oder) Anabond
• O-Ring- (2 Stück)
• Propelleradapter- (4 Stück)
• Luftpropeller gegen den Uhrzeigersinn (CCW) - 10x4,5 _ (2 Stück)
• Luftpropeller im Uhrzeigersinn (CW) - 10x4,5 _ (2 Stück)

HINWEIS: Die Propellerlänge erhöht die Schubkraft erhöht sich für den Luftzustand. Wenn die Propellerlänge zunimmt, verringert sich die Schubkraft im Unterwasserzustand

Schritt 2: Komponentenauswahl (ELEKTRONISCHE KOMPONENTE)

HINWEIS: Die Komponentenauswahl basiert auf Ihrem Wunsch und Sie können auch die Fahrzeugnutzlast basierend auf den Komponenten berechnen. Die erforderliche Schubkraft ist das Wichtigste zum Abheben des Fahrzeugs.

1. BLDC-Motor - (4 Stück)

   • Die Auswahl des BLDC-Motors ist am wichtigsten. Die Motorauswahl basiert darauf, wie viel Schub geliefert wird und um die Motorspezifikationen zu überprüfen.
   • Gesamtnutzlast basierend auf der Motorauswahl, z. B.: Gesamtnutzlast (3kg)/(Motoranzahl= 4) =0,75kg* (Sicherheitsfaktor=3) =2,25 kg.
   • Die Motorauswahl basierend auf dem Schubwert liegt über 2,25 kg.
   • Tragen Sie eine hydrophobe Beschichtung auf den BLDC-Motor auf, um Korrosion zu vermeiden.

2. Elektronischer Geschwindigkeitsregler (ESC) - (4 Stück)

   Der ESC wird basierend auf dem hohen Stromwert ausgewählt und dann mit dem maximalen Motorstrom verglichen.

3. Signalgeber und -empfänger

4. Regler

   Flugsteuerung -ArduPilot APM, Pixhawk usw

5. Lithium-Polymer-Akku

   Die Batterieauswahl basiert auf der im maximalen Zustand erforderlichen Fahrzeugmotorleistung

6. LED-Leiste

Schritt 3: DESIGN

Das Fahrzeugdesign basierend auf aerodynamischen, hydrodynamischen und Materialeigenschaften etc.

Die Softwareplattform fusion 360 wird verwendet, um das Fahrzeug für die erforderliche Dicke zu konstruieren.

Die Fahrzeugkonstruktionsdicke, basierend auf den Materialeigenschaften und dem Fahrzeug, hat einem Unterwasserdruck von 10 bar im 100-Meter-Zustand standgehalten

FAHRZEUG ENTWICKELT:

• Zylinder und X-Tube-Rahmen
• Endkappen
• Motorbasis

Alle Maße sind in Metern angegeben.

Schritt 4: HERSTELLUNG

HINWEIS: Wenn Sie über eine 3D-Druckmaschine verfügen, können Sie problemlos hergestellt werden

Die Fusion 360-Software wird verwendet, um das Fahrzeug im 3D-Modell zu entwerfen, um es in eine 3D-Datei (STL) zu konvertieren.

Verwenden Sie den 3D-Drucker, um die Datei hochzuladen und dann können Sie Ihr Fahrzeug ausdrucken.

Wenn Sie eine 3D-Druckmaschine basierend auf den Filamenteigenschaften verwenden können, können Sie die Fahrzeugdicke ändern, um dem Unterwasserdruck von bis zu 10 bar im 100-Meter-Zustand standzuhalten, und auch einige Drucktests durchführen, um zu überprüfen, ob das Fahrzeugdesign sicher oder unsicher ist.

In unserem Fall verwenden wir ein Acrylmaterial zur Herstellung basierend auf einer CNC-Maschine oder einer Laserschneidmaschine usw.

Fahrzeugherstellung:

• Zylinder - Acrylrohr mit 160 Durchmesser zum Schneiden von vorgeschriebenen Abmessungen und zum Formen von 4 Löchern in einer gleichen Position und zum Formen von Gewinden an beiden Enden des Rohres.
• X-Rohr-Rahmen - 4 Rohre in gleicher Größe nach Maß geschnitten
• Endkappen - Quadratische Blöcke werden bearbeitet, um Endkappen nach Maß zu formen. Der Sicherheitsfaktor der Fahrzeugendkappendicke beträgt das 2-fache der Fahrzeugzylinderdicke.
• Motorbasis - Rundblöcke werden nach Maß bearbeitet.

Schritt 5: MONTAGE

HINWEIS: Wenn Sie 3D-Druck für den Herstellungsprozess verwenden können und den Montageprozess nicht benötigen.

In unserem Fall verwenden wir Chloroform oder Anabond zur Befestigung der Fahrzeugteile wie Zylinder, X-Tube-Rahmen, Motorfuß.

Der Bldc-Motor ist im Motorsockel befestigt und mit Hilfe des Propelleradapters an 4 Propellern befestigt.

Das Fahrzeug wird im Unterwasserzustand mit Emseal abgedichtet, um die Motorkabelteile abzudichten.

Der O-Ring ist an beiden Endkappen befestigt, um zusätzliches Dichtmittel bereitzustellen, und beide Endkappen sind vom offenen und geschlossenen Typ.

Die Endkappenteile sind mit Teflonband versehen, um das Auslaufen zu vermeiden und dann das gesamte Fahrzeug vollständig abzudichten.

Sie müssen sicherstellen, dass das Fahrzeug vollständig abgedichtet ist, um dem Unterwasserdruck standzuhalten

Schritt 6: STEUERUNGSVERBINDUNG

Die Steuerteile stellen vier Motoren dar und zwei Motoren drehen im Uhrzeigersinn und zwei weitere Motoren drehen gegen den Uhrzeigersinn. Die Motoren werden von den Electronic Speed Controllern (ESCs) gesteuert.

ESC ist mit Flight Controller verbunden und bewegt das Fahrzeug mit Hilfe des 2,4-GHz-Signalsenders und -empfängers

ardupilot.org/ardupilot/index.html

HINWEIS: Wenn Sie auch andere Komponenten wie Kamera, LED-Licht, Unterwasserdrucksensor, Sonar usw. hinzugefügt haben. Massenverteilung sehr wichtig

HINWEIS: Verwenden Sie die Ardupilot-Software, um die Programmdatei im Flugcontroller zu installieren. Die ESC-Kalibrierung ist ebenfalls wichtig.

Schritt 7: PROTOTYP

BEI DER UNTERWASSER BERÜCKSICHTIGTE FAKTOREN

• Auftrieb
• Fahrzeugstabilität
• Hohlraumbildung
• Zusätzliche Masse aufgrund der Trägheit der umgebenden Flüssigkeit usw.

HINWEIS: Die S ignalübertragung ist unter Unterwasserbedingungen ein großes Problem

• Wir planen die drahtlose Signalübertragung zu verwenden, aber das Fahrzeug ist stabil und die drahtlose Steuerung funktioniert etwa 0,5 oder 1 m von der Wasseroberfläche entfernt. Daher planen wir, ein schwimmendes Theatersystem zu entwickeln, das unter Wasser verwendet wird.
• Das Halteseilsystem ist der Schwimmer und das Kabel wird mit dem einen Ende im Fahrzeug verbunden und das andere Ende wird mit dem Halteseilsystem verbunden.

HINWEIS: Dies ist unser erster Prototyp in HYBRID DRONE

Ich habe gerade meine ersten Testvideos hinzugefügt (:_'_:)

Dankeschön

im Hinblick auf

von

Air Ocean-Team