Actualment, drons S'han popularitzat en molts camps com mapes, curses, logística, enquestes i molts més. És un vehicle aeri no tripulat o un sistema d’avions no tripulats, que és un robot volador que pot volar de forma autònoma o controlada de forma remota. Així, aquests drons estan incrustats amb vol controlat per programari que funciona en combinació amb un Sistema de posicionament global i sensors. Hi ha diferents tipus de drons disponibles al mercat amb diferents mides i que s’utilitzen per a propòsits diferents, com ara el cablejat de rotor únic, el cablejat fix i el VTOL híbrid d’ala fixa. Tot i això, els drons multi-rotors tenen un paper clau a causa del seu ús generalitzat. Aquest article elabora a Drone multirotor , el seu treball i les seves aplicacions.
Què és un drone rotor?
Un drone multi-rotor és un vehicle aeri no tripulat o un multi-còpter que utilitza diversos rotors amb fulles giratòries de passos fixos per produir ascensors i propulsió, permetent enlairar-se verticals, desembarcar i capacitats d’aterratge. Per tant, l'angle del rotor es pot fixar i no canviar, similar a un helicòpter. Modificant la velocitat relativa entre diferents rotors, es pot modificar la força del parell de propulsió per controlar la trajectòria de l'aeronau.
El multi-rotor és bastant senzill i constant, i l’aspecte de l’avió multi-rotor és molt menor en comparació amb l’avió. Per tant, és adequat per a l’ús de l’oci i el treball de la indústria. Així, l’operació de drone multi-rotor és senzilla i es pot enlairar verticalment, exclusiva d’una pista. Així doncs, la seva fiabilitat depèn principalment dels motors sense escombretes, per tant, té una fiabilitat més elevada.
Simultàniament, els UAVs multi-rotors s’han utilitzat àmpliament en molts camps agrícoles i industrials amb una operació senzilla i una forta estabilitat. Així doncs, aquests drons es caracteritzen pels dos rotors anteriors, incloent configuracions estàndard com Tricopter (tres), Quadcopter (quatre), hexacòpter (sis) o rotors Octocopter (vuit).
Drone multirotor que treballa
Els drons multi-rotors funcionen mitjançant diversos rotors, normalment 4, 6 o 8, per produir un vol d’elevació i control canviant la velocitat dels rotors individuals permetent maniobres com ascendir, passar, girant i descendent.
Cada rotor gira per empènyer l’aire cap avall, fent una força de reacció cap amunt que aixeca el drone. Ajustant la velocitat del rotor de manera uniforme, el drone pot ascendir d’una altra manera. Sempre que l’empenta combinada del rotor equilibri el pes del drone, pot surar.
Si els rotors posteriors es tornen més ràpids en comparació amb els rotors frontals, els drones s’enfilen i viceversa. Així, fent que els rotors d’un costat es tornin més ràpids en comparació amb l’altre, el drone enrotlla en aquesta direcció. En fer que els rotors en diagonal contrari es tornin més ràpids que els altres, aquest drone es converteix en aquesta direcció.
De manera que els rotors rotatius generen un parell, que es contraresta dins dels drons multi-rotors, fent que alguns rotors es tornin en sentit horari i altres es tornin en sentit antihorari, cosa que anul·la tot el parell. Els drons utilitzen sensors, sistemes de posicionament informatitzats i giroscopis per mantenir la constància i trobar el seu camí a l’aire permetent maniobres precises.
Tipus de drone multirotor
Els drons multi-rotors estan disponibles en diferents tipus i s’utilitzen en diferents aplicacions amb variacions de rendiment en agilitat, temps de vol, capacitat de càrrega útil i estabilitat.
Trirotor
El drone trimotor està elaborat amb tres rotors per generar flotabilitat, utilitzat per al moviment i el control. De manera que la distància del braç és generalment de 120 graus i normalment es troba en forma de Y alhora en forma de T de vegades. Els avantatges d’aquest tipus de drone són de baix cost, flexibilitat i la seva mida de llum perquè només requereix tres rotors, que és una configuració de baix cost. Simultàniament, també pot tenir una baixa potència d’elevació a causa dels números del motor.
Quadrotor
És el tipus de còpter més popular i comú disponible en les formes X i H. Així doncs, quatre motors es col·loquen sobre un marc simètric i cada braç es troba generalment a 90 graus de distància dins de la configuració X4. Dos motors giren en sentit horari, mentre que els dos restants giren en un sentit antihorari en sentit antihorari per produir forces oposades a mantenir -se equilibrades. Així, aconsegueix un rendiment ideal per a l'estabilitat, el temps de vol i el preu.
Hexacòpter
L’hexacòpter es col·loca sobre un marc simètric i cada braç és generalment de 60 graus. L’hexadecòpter inclou més motors que el quadrotor per millorar l’estabilitat i la potència. Aquest drone també pot millorar el temps d’intervenció d’alta redundància de manera que, fins i tot si el motor d’un drone falla durant tot el vol, pot funcionar correctament a l’aire i la terra de manera segura. Però, motors Tindrà més consum d'energia, per tant, es reduirà el temps de vol. De manera que també pot ser similar a un quad-còpter on tres motors giren en el sentit de les agulles del rellotge i els altres tres giren CCW per produir forces inverses per mantenir l'equilibri.
Octocòpter
El drone Octocopter inclou normalment vuit rotors amb forta estabilitat i poder. Es necessita una càrrega útil més gran amb vent més fort resistència . Aquest drone sembla semblant a un quadrotor i hexadecopter actualitzat. S'utilitzen freqüentment amb finalitats professionals o cinematogràfiques i es poden col·locar amb lents i càmeres més pesades. El seu consum d’energia és ràpid i la mida del marc de drone és gran a causa de l’augment del nombre de motors.
Drone multi-rotor coaxial
Es tracta d’un tipus especial de drone multi-rotor conegut com a drone x8 coaxial, que utilitza vuit motors disposats en quatre braços. Es pot actualitzar amb més potència i menys espai. Inclou un conjunt de rotors situats en eixos concèntrics amb un eix de rotació similar però girant en direccions inverses. El nostre producte MX860 adopta el marc de drone x8 coaxial que reflecteix les petites funcions de mida útil i grans.
Components de drone multirotor
Un drone multi-rotor es fa amb diferents components, que inclouen motors, marcs, hèlixs, controladors de velocitat electrònica, controladors de vol, bateries i un sistema de control remot, que es discuteixen a continuació.
Esquelet
El marc del drone funciona com una columna vertebral, que proporciona punts de muntatge principalment per a tots els altres components. Està especialment elaborat amb materials de gran resistència i lleuger com l’aliatge d’alumini o la fibra de carboni. El seu disseny influeix en el pes general, l'estabilitat i la mida del drone.
Motors
Els motors d’aquest drone ajuden a girar les hélices proporcionant energia i generant ascensor i empenta. Aquests drons normalment utilitzen Motors BLDC (DC sense escombretes) per fiabilitat i eficiència. El tipus i el nombre de motors depenen principalment de la configuració del drone, com Hexacopter o Quadcopter.
Hèlixs
Les hèlixs estan connectades als motors del drone per produir ascensor i empenta deixant volar el drone. De manera que la forma i la mida de les hélices influeixen principalment en la velocitat, ascensor i maniobrabilitat del drone. Els materials de l’hèlix són fibra de carboni, plàstic o altres compostos, depenent principalment de l’ús previst del drone.
Controlador de vol
El controlador de vol funciona com el cervell del drone multi-rotor, que processa informació de sensors per controlar el motor. Per tant, és responsable d’estabilitzar el drone multi-rotor dins del vol per mantenir l’altitud per executar ordres des del comandament a distància. Aquests controladors inclouen normalment diferents tipus de sensors com acceleròmetres, mòduls GPS, giroscopis, etc.
Controladors de velocitat electrònica
Els controladors de velocitat electrònica canvien la direcció i la velocitat dels motors assegurant un control precís dels moviments del drone. Tots els motors inclouen normalment el seu propi control de velocitat electrònica, o bé, un ESC multicanal pot controlar diversos motors alhora.
Pila
La bateria del drone subministra energia a tots els components com els motors, els sensors, el controlador de vol, etc. Per tant, la capacitat de la bateria decideix el temps de vol d’un drone i diversos tipus de bateries proporcionen diferents característiques d’acte.
Sistema de control remot
El sistema de control remot permet a l’operador enviar instruccions al drone controlant la seva ruta, velocitat i altitud de vol. El comandament a distància inclou normalment un transmissor i un receptor, que es comuniquen sense fils amb el drone.
Alguns altres components
Alguns altres components d’un drone multi-rotor són l’engranatge d’aterratge, un gimbal, una càmera o sensors, hélices, un GPS antena , etc.
- El Gear d’aterratge proporciona un suport estable per a l’enlairament i l’aterratge de drone.
- Un gimbal és un sistema d’estabilització mecànica que conté una càmera o sensors diferents que els permet mantenir -se al nivell malgrat el moviment del drone.
- Les càmeres o sensors s’utilitzen per capturar vídeos, dades o imatges.
- L’antena GPS d’aquest drone s’utilitza per a un posicionament i navegació precisos.
Ala fixa i drone multirotor
A continuació, es discuteix la diferència entre els drons fixos contra els multirotors.
| Drone d’ala fixa | Drone multirotor |
| Els drons d’ala fixa semblen avions i utilitzen les ales per a l’elevació i la propulsió, permetent vols eficients i de llarga distància. | Els drons multirotors semblen helicòpters i utilitzen múltiples rotors principalment per a les capacitats verticals de l’elevació i l’abastament, cosa que els fa adequats per a tasques precises i precises. |
| La gamma del drone fixat és d’uns 80 quilòmetres. | La gamma de drons multi-rotor és de 10-15 quilòmetres |
| Aquests drons s’utilitzen per a la cobertura de grans àrees, les missions de llarg abast i la velocitat. | Els drons multirotors s’utilitzen per a inspeccions detallades, maniobrabilitat i tasques que requereixen l’enlairament/desembarcament vertical o que s’enfilen. |
| Necessita formació per volar un. | És senzill de controlar i maniobrar. |
| No es pot mantenir la posició fixa. | Aquest drone pot passar. |
| Aquest drone pot volar horitzontalment. | Pot volar tant horitzontalment com verticalment. |
| La seva mida és menys compacta. | Aquest drone és més compacte. |
| Això és car. | Sovint és de baix cost. |
| Aquest drone necessita més espai i és difícil d’aterrar. | Aquest drone pot aterrar dins d’un lloc designat. |
| Té un temps de vol més llarg. | El seu temps de vol és limitat. |
| Aquest drone porta càrregues útils més pesades. | Pot portar petites càrregues útils. |
| La seva estabilitat del vent és més gran. | La seva estabilitat del vent és menor. |
Falla de drone multirotor
La fallada de drone multirotor pot ser causada per diferents fonts com els danys de l’hèlix, la fallada del motor i els problemes del sistema de control.
- La fallada de l’hèlix es pot produir freqüentment a causa d’aterratges o col·lisions aproximades; Així, pot causar danys de les fulles, efecte d’estabilitat i control.
- Es pot notar una fallada del motor amb alguns mètodes com els sensors piezoelèctrics, ajudant a reconèixer i disminuir l'efecte d'aquests desglossaments.
- La fallada del sistema de control pot provocar un vol desequilibrat, destacant el requisit de sistemes forts que toleren les fallades.
Altres factors
Els altres factors dels drons multirotors inclouen principalment els següents.
- Les condicions ambientals com la pluja, les condicions meteorològiques i el vent alt també poden motius principals per als fracassos del drone.
- Els errors de l'operador com la manipulació inadequada i la direcció de direcció també poden provocar desastres.
Falles de drone abordades
- L’execució dels sistemes de detecció de falles en temps real, com ara els que utilitzen algoritmes de Dades i Aprenentatge Machine IMU, és fonamental per a l’avís prematur.
- El desenvolupament dels sistemes de control pot reemborsar per a avaries motrius o altres falles diferents, cosa que permet un desembarcament segur, en cas contrari, les maniobres d’emergència.
- Utilitzar components redundants com els controladors de vol o diversos motors pot millorar la seguretat i la fiabilitat.
- El manteniment regular i la inspecció dels components drone són necessaris per evitar fallades.
Avantatges i desavantatges
El Avantatges dels drons multi-rotors Incloeu el següent.
- Els drons multi-rotors destaquen en espais estrets amb moviment i control precisos, fins i tot en condicions de brisa.
- El seu disseny i la tecnologia de vol assistida escurcen el funcionament.
- Aquests poden enlairar i aterrar verticalment eliminant el requisit d’equips i pistes de llançament especialitzades.
- Aquests drons poden passar al seu lloc, volar en diverses direccions i realitzar maniobres aèries complexes.
- Aquests drons són més assequibles en comparació amb els drons d’ala fixa.
- Molts drons multirotors són portàtils i compactes.
- Aquests poden tenir sensors i equips especialitzats.
- Són aplicables en diferents camps.
- Els diversos rotors d’aquest drone proporcionen una redundància en permetre que el drone continuï volant fins i tot si un mínim d’un motor falla.
El Desavantatges dels drons multi-rotors Incloeu el següent.
- Els drons multi-rotors tenen una velocitat i una resistència limitades, cosa que els fa inapropiats per al control de la llarga durada, mapeig aeri a gran escala, inspeccions de llarga distància, etc.
- Són molt ineficients i necessiten molta energia per combatre la gravetat i mantenir -les dins de l’aire.
- Es limiten a aproximadament 20 a 30 minuts amb la tecnologia de bateries actual mentre porten una càrrega útil de càmera lleugera.
- Els drons multirotors tenen velocitats i rang més baixes i un temps de vol limitat en comparació amb altres tipus de drons.
- Són sensibles al vent, cosa que afecta la seva idoneïtat per a missions de llarga distància o a gran escala.
Aplicacions de drone multirotor
El Aplicacions de drons multi-rotors Incloeu el següent.
- Els drons multi-rotors capten imatges i vídeos d'alta qualitat des d'una perspectiva aèria exclusiva.
- Supervisen i fan un seguiment del moviment i de les àrees per proporcionar dades visuals en temps real amb finalitats de seguretat.
- Aquests estan equipats amb diferents sensors que capturen informació geospacial detallada per a models, creant mapes i realitzant enquestes topogràfiques dins de diversos camps.
- Poden accedir a zones de difícil accés permetent inspeccions de línies elèctriques, ponts i infraestructures per reduir costos i riscos.
- Es poden utilitzar per a tasques com el pulverització de pesticides i fertilitzants, enquestes de terres dins dels camps agrícoles i la supervisió de les collites,
- Aquests drons són valuosos per avaluar les zones de desastres o localitzar persones desaparegudes.
- Els investigadors l’utilitzen per a diversos propòsits científics com enquestes geològiques, investigació biològica i estudis atmosfèrics.
Per tant, aquesta és una visió general de drons multi-rotor, el seu treball , i les seves aplicacions. Així doncs, els exemples de drons multi-rotors són: els tri-còpters utilitzen tres rotors; Quad-Copters utilitzen quatre rotors, els hexa-còpters utilitzen sis rotors i els octo-còpters utilitzen vuit rotors. Entre ells, els drons de Quadcopter són un tipus de drone molt popular. Així, aquí teniu una pregunta per a vosaltres: què és un drone?
