*

MULTICOPTER.RU

Первый форум о мультироторах для профессионалов и любителей
Текущее время: 07 дек 2016, 00:45

Часовой пояс: UTC + 3 часа




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 23 ]  На страницу 1, 2, 3  След.
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Модульный подвес
СообщениеДобавлено: 25 июн 2012, 15:49 
Не в сети

Зарегистрирован: 21 июн 2011, 10:03
Сообщений: 90
Откуда: Прага
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 7 раз.
Уважаемые, форумчане.

Разрешите представить на ваш суд плоды моих трудов. Буду бесконечно признателен за конструктивное обсуждение.

Предыстория

Где-то в начале лета прошлого года был задуман проект, который заключался в видеосъемке с высоты птичьего полета замков Чехии. В качестве летательного аппарата был выбран газовый баллон наполненный гелием.

Потом на глаза попался ролик коптера с камерой и ваш форум. С этого мотента проект был переориентирован на коптер. Но, поскольку данный проект был некоммерческим и финансирование начало растворяться в тумане, а запал остался, то начал разрабатывать подвес для камеры.

В процессе работы над подвесом обнаружилась его приспособляемость к различным задачам (тип и вес камеры, требования к балансировке, угол поворота камеры). И как следствие, появилась возможность предложить на суд общественности полуфабрикат подвеса, который может быть приспособлен к конкретным требованиям каждого потенциального заказчика.

Предпосылки

Каждому коптероводу для организации съемки приходится решать ряд глобальных вопросов. Среди них стоит вопрос управления подвесом для камеры. Или подвес будет управляться мозгами самого коптера, или для подвеса придется ставить «свои» мозги.

Вариант «своих» мозгов влечет за собой дополнительные инвестиции, которые далеко не всегда оправданы. Это утверждение я почерпнул следуя форум.

Итак, предполагаю, что имеется некоторое количество коптероводов, которые согласны с моими рассуждениями и будут читать далее.

Основным недостатком варианта использования для управления подвеса камеры мозгами самого коптера, это жесткая связь камеры по вертикальной оси и как результат, высокие требования к искусству коптеровода для того чтобы удержать снимаемый объект в поле зрения объектива.

Здесь представлена на суд общественности попытка, по крайней мере, частично решить эту проблему.

Решение

Было задумано изготовить подвес из алюминиевых профелей для камеры управляемый мозгами коптера.

Подвес имеет четыре степени свободы. Две из них управляются мозгами коптера. Остальные две степени свободы управляются оператором.

Наклон камеры практически не ограничен для обычного использования с коптером. Вращение вокруг вертикальной оси может быть ограничено типом выбранного варианта. Ограничения вызваны конструкцией, типом камеры, компоновкой привода и расположением горизонтальных осей. В варианте сбалансированного подвеса (прорисовка была выполнена для камеры Panasonic 700 серии и расположенной рядом с ней моторчиком) это 120 градусов. Думается, что такая «свобода» уже принципиально развязывает руки коптероводу и дает возможность работать в паре с оператором.

Все оси вращения снабжены шарикоподшипниками, что позволяет не заботиться о трении в осях, а главное, о трении покоя.

Конструкция

В качестве материала подвеса был выбран алюминиевый профиль. Хотелось бы отметить, что конструкция из профиля очень отзывчива к конкретным требованиям и позволяет легко (дешево) сбалансировать как отдельные элементы, так и подвес в целом. Это в свою очередь снижает требования к приводу.

Вся конструкция изготовлена из алюминиевых профилей и состоит из пяти рамок. Первая и вторая рамки изготовлены из швеллера 20х8х1 мм. Третья рамка изготовлена из квадратной трубы 10х10х1 мм. Четвертая рамка может быть изготовлена из прямоугольной трубы 20х10х1 мм или 20х10х1,5 мм. Пятая рамка изготовлена из квадратной трубы 15х15х 1 мм.

В местах изгиба профили фиксируются косынками с использованием конструкционного клея LOCTITE 9483 (прочность до 47 N/mm2) и фиксирующими заклепками.

Все оси изготовлены из холоднотянутой калиброванной стали. Горизонтальные оси второй и третьей рамок имеют диаметр 4 мм, вертикальная ось второй рамки – 5 мм, ось пятой рамки – 6 мм.

Все оси жестко зажаты в фиксирующих устройствах принадлежащих им рамках винтами. Для более полного контакта зажимного устройства с поверхностью оси все отверстия для осей калиброваны развертками. Это обеспечивает удержание крутящего момента не менее 20N/m. Таким образом, вся конструкция легко разбирается, ремонтируется или модернизируется.

Все оси уложены в однорядные закрытые шарикоподшипники японской фирмы NSK. Оси, принадлежащие рамкам 2 и 5, уложены в спаренные шарикоподшипники. Подшипники фиксированы в своих корпусах с помощью клея специально разработанного для фиксации подшипников LOCTITE 603.

Та часть оси, которая проходит через подшипник, продлена для связи с исполняющим механизмом (например, сервой подключенной напрямую). Связь оси с исполняющим механизмом предполагается с помощью фиксирующего устройства. Конструкция подвеса позволяет предусмотреть место для исполняющего механизма. Способ подключения исполняющего механизма и конструкция самого исполняющего механизма – дело вкуса каждого.

При несложном предварительном расчете весов всех элементов (камера, исполняющие элементы и узлы их крепления, элементы самого подвеса и т.д.) можно разместить оси вращения таким образом, что вся конструкция будет сбалансирована. Это позволит избежать возникновения инерционных моментов при ускоряющих движениях коптера.

На видео все пять рамок обозначены своим цветом. Оси жестко связанные с конкретной рамкой обозначены цветом этой рамки.

В заключении хочу сказать, что данная конструкция ни в коем случае не претендует на глобальное решение проблемы подвеса камеры и представляет собой лишь полуфабрикат для дальнейшего творчества коптероводов.

Варианты

Предложенная конструкция имеет два принципиально отличающиеся варианта.

Первый вариант основан на тщательной балансировке подвеса. Конструкция чрезвычайно проста и ничто не указывает на невозможность добиться очень хорошего результата. В таком случае можно использовать принципиально иные методы стабилизации камеры. Во-первых, не потребуется мощных силовых приводов для стабилизации камеры, во-вторых, можно, как, например, предложил AlexeiD применить механический гироскоп. При отсутствии (вернее, очень небольших) паразитных крутящих моментов механический гироскоп вполне может справиться с задачей. Гироскоп можно разместить под горизонтальной планкой второй рамки. Но беда в том, что в стабилизированном варианте камера наскакивает на горизонтальные оси третьей рамки и тем самым ограничивается угол поворота камеры. Прорисовка варианта для камеры Панасоник 700 серии дает угол поворота в 120 градусов.

Имеется еще возможность использовать противовесы и тем самым, не нарушая стабилизации подвеса расположить камеру ниже горизонтальных осей третьей рамки и позволить камере беспрепятственно вращаться на 360 градусов. Это сразу же приведет к значительному увеличению веса. Лично мне представляется такое решение неразумным, и озвучиваю его здесь просто для порядка.

Основа второго варианта – расположение камеры ниже горизонтальных осей третьей рамки так, чтобы камера могла свободно поворачиваться на 360 градусов не захватывая объективом элементы подвеса. Но этот вариант исключает стабилизацию подвеса. Но с учетом того, что основная масса коптероводов привычна к работе с несбалансированным подвесом, то думается, что этот вариант имеет право на существование.

http://www.youtube.com/watch?v=7icfA-5W6D8



За это сообщение автора SerKol поблагодарил: Andrey-multicopter (25 июн 2012, 19:33)
  Рейтинг: 4%
Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Модульный подвес
СообщениеДобавлено: 25 июн 2012, 19:24 
Не в сети

Зарегистрирован: 21 июн 2011, 10:03
Сообщений: 90
Откуда: Прага
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 7 раз.
Это фото варианта без балансировки, но с возможностью поворота камеры на 360 градусов.

Расстояние от верхней планки до оптической оси камеры выбрано порядка 30см на основании информации на форуме. Геометрия рамок подвеса продиктована требованием не попадания деталей подвеса в поле зрения объектива при условии, что максимальный наклон коптера не будет превышать 30 градусов.

Шестеренка с мотором установлены только на наклон камеры


Вложения:
DSC02061+.jpg
DSC02061+.jpg [ 87.77 KiB | Просмотров: 3216 ]
DSC02060+.jpg
DSC02060+.jpg [ 83.38 KiB | Просмотров: 3216 ]
Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Модульный подвес
СообщениеДобавлено: 25 июн 2012, 21:10 
Маятник огромный, будет колбасить из за инерции. Чем выше тем лучше.


Вернуться наверх
  
 
 Заголовок сообщения: Re: Модульный подвес
СообщениеДобавлено: 25 июн 2012, 21:33 
Не в сети

Зарегистрирован: 21 июн 2011, 10:03
Сообщений: 90
Откуда: Прага
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 7 раз.
Если речь идет о расстоянии между камерой и верхней планкой, то видел на форуме совет делать его не менее 30 сантиметров, чтобы пропеллеры не попадали в кадр

Поделитесь, если есть иные соображения


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Модульный подвес
СообщениеДобавлено: 25 июн 2012, 21:43 
SerKol писал(а):
Если речь идет о расстоянии между камерой и верхней планкой, то видел на форуме совет делать его не менее 30 сантиметров, чтобы пропеллеры не попадали в кадр

Поделитесь, если есть иные соображения

В общем советую как можно меньше делать маятник, иначе будут проблемы в ветер и при агрессивных полетах. Мы в своем сократили до минимума и стало замечательно все работать даже в хороший ветер. Если камеру вверх не поднимать то пропов не видно. Очень важный момент чтобы сами оси были не внизу ;)


Вернуться наверх
  
 
 Заголовок сообщения: Re: Модульный подвес
СообщениеДобавлено: 25 июн 2012, 22:07 
Не в сети
Администратор
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 21 окт 2009, 12:21
Сообщений: 8804
Благодарил (а): 985 раз.
Поблагодарили: 1080 раз.
Конструкция, похоже работоспособная, но как бы многие рычаги не создавали вибрации - нужно проверять, короче....

_________________
С ув., Андрей


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Модульный подвес
СообщениеДобавлено: 25 июн 2012, 23:55 
Не в сети

Зарегистрирован: 21 июн 2011, 10:03
Сообщений: 90
Откуда: Прага
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 7 раз.
telecopter писал(а):
SerKol писал(а):
Если речь идет о расстоянии между камерой и верхней планкой, то видел на форуме совет делать его не менее 30 сантиметров, чтобы пропеллеры не попадали в кадр

Поделитесь, если есть иные соображения

В общем советую как можно меньше делать маятник, иначе будут проблемы в ветер и при агрессивных полетах. Мы в своем сократили до минимума и стало замечательно все работать даже в хороший ветер. Если камеру вверх не поднимать то пропов не видно. Очень важный момент чтобы сами оси были не внизу ;)


Интересная информация. А какое по Вашему мению минимальное разумное расстояние между камерой и коптером?

Что касается опускания осей, то здесь нет никаких проблем. При опускании осей появляется возможность сбалансировать подвес с большой точностью, но сразу камера начнет наскакивать на эти оси. Как уже писал выше, в этом случае поворот камеры будет ограничен примерно 120 градусами.

На мой дилетантский взгляд и такая "свобода" позволить работать в паре с оператором. Это уже дело вкуса: или выужить все прелести сбалансированного подвеса и смириться с ограниченным поворотом камеры, или весело крутить камеру во все стороны и смириться с "маятником".


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Модульный подвес
СообщениеДобавлено: 26 июн 2012, 00:04 
Не в сети

Зарегистрирован: 21 июн 2011, 10:03
Сообщений: 90
Откуда: Прага
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 7 раз.
andrkolom писал(а):
Конструкция, похоже работоспособная, но как бы многие рычаги не создавали вибрации - нужно проверять, короче....


Мне всегда казалось, что все "осевые" соединения являются препятствием для вибраций. Разумеется, резонансные частоты ничто не остановит. Возможно, что ошибаюсь. Это всего лишь интуитивное утверждение. Есть какой-нибудь опыт в этом вопросе? Наблюдал ли кто-нибудь связь между вибрацией и количеством степеней свободы?


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Модульный подвес
СообщениеДобавлено: 26 июн 2012, 00:26 
SerKol писал(а):
andrkolom писал(а):
Конструкция, похоже работоспособная, но как бы многие рычаги не создавали вибрации - нужно проверять, короче....


Мне всегда казалось, что все "осевые" соединения являются препятствием для вибраций. Разумеется, резонансные частоты ничто не остановит. Возможно, что ошибаюсь. Это всего лишь интуитивное утверждение. Есть какой-нибудь опыт в этом вопросе? Наблюдал ли кто-нибудь связь между вибрацией и количеством степеней свободы?

Вибрация и рождается в соединениях. Чем их больше тем больше накопится микрокачаний и на камере уже будет заметно. Примерно так...
Причем заметно будет или в ветер или при скоростных полетах когда камеру будет бить потоками ветра.


Вернуться наверх
  
 
 Заголовок сообщения: Re: Модульный подвес
СообщениеДобавлено: 26 июн 2012, 00:31 
Не в сети
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 15 июл 2011, 02:09
Сообщений: 759
Благодарил (а): 143 раз.
Поблагодарили: 414 раз.
Как я думаю, для подвеса жесткость имеет решающее значение. Неважно, какие линейные перемещения получит камера, главное - обеспечить нулевые угловые скорости неподвижного подвеса.

Если жесткости мало, любые внешния факторы (вибрации, аэродинамические завихрения, моменты инерции при ускорениях) будут колбасить картинку. В идеале при бесконечной жесктости конструкции мы получим только линейные перемещения, при съемки с воздуха они никак на кино не влияют.

Если конструкции не хватает жесткости, получим угловые перемещения со всеми последствиями: роллинг шаттер, тряска и тп.

Плюс эффект маятника, как сказал telecopter - если камера слишком далеко от центра масс, то управляется коптер хуже - факт.

Хотя пробуйте, находит только ищущий :)

_________________
Design engineer


Вернуться наверх
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Сортировать по:  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 23 ]  На страницу 1, 2, 3  След.
   Похожие темы   Автор   Ответов   Просмотров   Последнее сообщение 
Нет новых непрочитанных сообщений в этой теме Рама квадрокоптера

в форуме Конструкции мультикоптеров

admin1

8

16515

18 дек 2009, 08:44

Andrey-multicopter Перейти к последнему сообщению

Нет новых непрочитанных сообщений в этой теме короткое видео с борта

в форуме Видео и фото с борта радиоуправляемых вертолетов - мультироторов

admin1

0

7000

26 окт 2009, 23:16

admin1 Перейти к последнему сообщению

Нет новых непрочитанных сообщений в этой теме Обработка видео с борта

[ На страницу: 1 ... 15, 16, 17 ]

в форуме Видео и фото с борта радиоуправляемых вертолетов - мультироторов

Andrey-multicopter

163

65434

11 мар 2013, 18:33

Vardanyan Перейти к последнему сообщению

Нет новых непрочитанных сообщений в этой теме GPS и ALT-hold на последнем ПО от mikrokopter.de

в форуме GPS

Andrey-multicopter

7

8331

29 ноя 2009, 23:53

Andrey-multicopter Перейти к последнему сообщению

Нет новых непрочитанных сообщений в этой теме Русифицированный софт для настройки параметров мультикоптера

[ На страницу: 1, 2, 3, 4 ]

в форуме Разработка и модернизация софта

Andrey-multicopter

35

36111

31 май 2010, 19:09

kirich Перейти к последнему сообщению


Часовой пояс: UTC + 3 часа


Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  
cron
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Русская поддержка phpBB