Главная Техническая информация Конструкции рам мультикоптеров

Главное меню

Конструкции рам мультикоптеров PDF Печать E-mail

 


 

Конструкции рам мультикоптеров

Рама является основой конструкции микрокоптера. Имеется множество вариантов рамных конструкций:

 

DSC00122

 

DSC00637

 

 

DSC01185

 

Расстояние от одного двигателя, установленного на раме, до другого может варьироваться от 40 до 60 см. в зависимости от размеров применяемого пропеллера. Практикой проверено расстояние 33 см от оси двигателя до центра Основной платы как базовое и оптимальное для получения стабильного и устойчивого аппарата.

Рама - это, пожалуй, тот элемент конструкции мультироторного аппарата, в конструировании которого могут быть проявлены все Ваши творческие способности.

Рекомендации по конструированию рам

Опытным путем выработаны следующие рекомендации при конструировании и строительстве рам:

1. При строительстве рамы всегда приходится балансировать между двумя базовыми параметрами - весом и прочностью - доступные материалы, обладающие высокой прочностью, как правило, слишком тяжелые, поэтому главной задачей является найти "золотую середину". Довольно распространенным, например, является алюминиевый профиль 10х10 мм, 15х15мм, а также круглого сечения разного диаметра. Так вот, для начинающих коптероводов я бы рекомендовал профиль 15х15 мм, как более прочный, который может уберечь раму от сильного повреждения в случае падения при неуверенном управлении в первое время. Для более опытных я бы рекомендовал профиль 10х10 мм, как более легкий и позволяющий за счет сэкономленного веса разместить на аппарате камеру с подвесом.

2. Круглый профиль балок для двигателей также может быть вполне пригодным - только при его использовании в бытовых условиях трудно добиться соосности между отверстиями под крепление двигателей и для отверстиями закрепления балок между центральными пластинами. Однако, балки круглого профиля являются очень удобными при строительстве складывающейся конструкции гексакоптера в конфигурации Y (похожей на draganfly.com) - круглый профиль может фиксираться в сантехнических клипсах, закревпленных между центральными пластинами:

DSC00011

3. В качестве материала для центральных пластин подходят алюминиевые пластины толщиной от 0.8 до 1.5 мм либо пластины из стеклотекстолита толщиной от 1 до 2 мм. Необходимо учитывать, что при сильной нагрузке при падении центральная пластина из алюминия может погнуться и изменить соосность двигателей, стеклотекстолитовая сломается и будет подлежать замене.

4. Какие бы способности не имела Основная плата (FlightCtrl) к стабилизации аппарата, грамонтная конструкция рамы имеет также большое значение и в гашении вибраций и для получения качественных снимков. Т.е. рама должна быть геометрически правильной формы, желательно иметь прокладки из виброгасящего материала в местах соединений балок двигателей и центральных пластин. Рама должна быть достаточно жесткой и в то же время виброгасящей.

5. Опыт показывает, что наиболее подходящим материалом для строительства рам по показателю прочность-вес является карбон.

Карбоновые изделия также отличаются - есть карбон, изготовленный из тканого материала, а есть - прессованный из порошка, последний, например, не обладает досточной прочностью и при сверлении может давать трещину вдоль балки.

Кроме того, карбон имеет свои особенности в соединении, сверлении. И самое главное - карбоновые детали - трубки, профили, пластины стоят довольно дорого. Поэтому, данный материал мы можем рекомендовать опытным квадростроителям и операторам, для реализации фактически профессиональных проектов по аэрофотосъемке.

Вот примеры карбоновых рам, подвесов камер, посадочных опор:

IMG_72051

 

web1

Это рама, подвес камеры и посадочные опоры спроектированные и изготовленные Nicoleto с форума RCGroups.com

 

Dual2

Это рама, изготовленная MorenoNC с форума RCGroups.com

 

Карбоновые детали можно приобрести в магазинах, указанных в разделе "Полезные ссылки" настоящего сайта.

6. Являются довольно интересными конструкции рам, представляющие собой объемные конструкции из плоских алюминиевых (стеклотекстолитовых, карбоновых) деталей, соединенных встык, как, например, представленные в немецком интернет-магазине рамы Q4:

q4_x4_400_mkshop_01

q4_y6_400_mkshop_01

 

q4_y6_800_mkshop_01

 

У показанных выше рам мультикоптеров прочность достигается за счет применения объемных балочных несущих коннструкций (похожих на конструкцию мостов). У данных рам соединение всех элементов осуществляется по принципу шип-паз, без всякого клея. В связи с большой точностью изготовления (используется лазерная резка листа алюминиевого сплава) соединение получается очень плотным, а так как таких соединений шип-паз на во всей конструкции довольно много, то общая прочность рамы получается довольно высокой. Вот инструкция по сборке рамы Q4 (к сожалению, пока только на немецком языке).

7. При строительстве рамы рекомендуем применять болты и гайки диаметром 3 мм и только в особых местах - диаметром 4 мм. Гайки следует применять с пластиковыми вставками, т.к. они предотвратят самопроизвольное раскручивание при вибрации.

8. Каждый элемент рамы, планируемый к установке должен взвешиваться и быть заменен на более легкий при любой возможности.

9. При конструировании рамы необходимо учитывать возможность осуществления в будущем защиты печатных плат, устанавливаемых на центральные пластины от ударов при переворачивании, от влаги, пыли. Т.е. верхняя центральная пластина должна иметь возможность прикрепления к ней какой-то защиты. Это может быть коробка от DVD дисков, перевернутая пластиковая миска, конструкция из скрещенных трубок (как на фотоо внизу) и т.п. Естественно, эта защита должна крепится не к платам и пластиковым стойкам, на которых закреплены платы, а к прочным элементам рамы (центральной пластине, балкам двигателей).

 

DSC04461

 

10. В конструкции рамы должно быть усмотрено место для надежного крепления аккумуляторной батареи, при этом не должно быть никаких острых частей конструкции, торчащих болтов, гаек, о которые батарея, двигаясь по инерции при падении могла бы быть повреждена.

11. Посадочные опоры в конструкции рамы имеют большое значение - они защищают цетральную часть рамы с платами, а также двигатели от соприкосновения со снегом, травой при посадке, а также обеспечивают возможность размещения под центральными пластинами (т.е. в самом удобном с точки зрения обеспечения равновесия месте) подвеса камеры и самой камеры, защищая и их от соприкосновения с землей. Посадочные опоры также могут быть сконструированы из алюминия, но могут быть приобретены готовые (вертолетные, например, как на фото внизу):

DSC00086

12. Немаловажный момент - способ протяжки проводов в рамной конструкции и предусмотренные места для размещения контроллеров двигателей. При достаточном сечении балок двигателей провода могут быть продеты внутрь профиля, при недостаточном - закреплены сверху профиля стяжными лентами.

13. При выполнении любых работ с алюмиевым профилем и листом всегда зачищайте напильником места срезов, убирайте все торчащие острые кусочки алюминия, стачивайте напильником все торчащие части обрезанных болтов для предотвращения повреждения о них оплетки проводов, что вызовет короткое замыкание, а также рук, что вызовет воспаление.

14. Конструкция рамы, которую планируется построить, зависит от поставленных задач. Например, для простых полетов и для пилотажа вполне достаточно квадрокоптера, для подъема на высоту фото- видеотехники необходимо более грузоподъемный аппарат, для которого потребуется коаксиальная схема расположения двигателей. Коаксиальная схема обеспечивает повышенную грузоподъемность (хотя и не в прямой зависимости) и компактность, однако требует большей энеговооруженности.

Вот видео с демонстрацией возможностей коаксиального октокоптера по подъему тяжестей:

Heavy Mikrokopter (octo) - Maximum Payload test from Alex Wilder on Vimeo.

Варианты монтажа двигателей

Понятно, что способы монтажа двигателей на балки зависят как от типа применяемых двигателей, так и от варианта выбранной конструкции. Так, при строительстве мультикоптера с коаксиальным расположением двигателей, требуется размещение двигателей на концах балок задними частями друг к другу. Необходимо также учитывать материал балки, к которой осуществляется крепление - если это тонкий алюминий, то может потребоваться вставка для предотвращения продавливания материала при затяжке крепежных винтов. Как при коаксиальном, так и при обычном расположении двигателей, нтаж может осуществляться не прямо к балке, а к специальной площадке, которая в свою очередь крепится к балке.

На фото внизу - различные варианты крепления двигателей к балке:

DSC00204

 

 

DSC00010

 

Motor_denpher

Монтаж двигателя на демпферах от Rusty с форума RCGroups.com

 

555

 

Q4mount

Полагаем, что вышеприведенные фото не нуждаются в комментариях.

Только одно замечание - советуем не увлекаться установкой двигателей на различные демпфирующие площадки - при резонансе, который может возникнуть при вращении двигателей с винтами возникают серьезные моменты, которые могут сорвать двигатель и причинить вред имуществу и здоровью.

 

Полезные ссылки:

Рама - дополнительная техническая информация и инструкции по постройке;

Имеющиеся в продаже готовые рамные конструкции:

- от 13brv3 (Rusty) c форума RCgroup.com

- от mikrokopter.de


 
2009-2012 © www.multicopter.ru
Почта: multicopter@mail.ru
Дизайн: www.siteberry.ru

Яндекс.Метрика

SEO | Раскрутка сайтов | Москва