Multirotor Drone: Working, Components, Typer, Differarchs & its Applications

For tiden, droner har blitt veldig populære på mange felt som kartlegging, racing, logistikk, undersøkelser og mange flere. Det er et ubemannet luftkjøretøy eller ubemannet flysystem, som er en flygende robot som kan fly autonomt eller kontrollert eksternt. Dermed er disse dronene innebygd med programvarekontrollert flyging som fungerer i kombinasjon med en Globalt posisjoneringssystem og sensorer. Det er forskjellige typer droner tilgjengelig i markedet med forskjellige størrelser og brukt til forskjellige formål som multi-rotor, enkeltrotor, faste ledninger og fastvinget hybrid VTOL. Imidlertid spiller multi-rotor droner en nøkkelrolle på grunn av deres utbredte bruk. Denne artikkelen utdyper en multirotor drone , deres arbeid og applikasjoner.

Hva er en rotor -drone?

En multi-rotor-drone er et ubemannet luftkjøretøy eller et multikopter som bruker forskjellige rotorer med rette tonehøyder for å produsere løft og fremdrift ved å tillate vertikal start, svevde og landingsegenskaper. Så rotorvinkelen kan fikses og ikke endres, lik et helikopter. Ved å endre den relative hastigheten mellom forskjellige rotorer, kan fremdriftsmomentkraften modifiseres for å kontrollere flyets bane.

Multirotoren er ganske enkel og konstant, og multi-rotor-flyets utseende er mye mindre sammenlignet med flyet. Dermed er det passende for fritidsbruk og bransjearbeid. Dermed er multi-rotor-dronedriften enkel og kan ta av vertikalt, eksklusivt en rullebane. Så påliteligheten avhenger hovedsakelig av de børsteløse motorene, og den har derfor høyere pålitelighet.

Samtidig har multi-rotor UAV-er blitt mye brukt i mange landbruks- og industrifelt med enkel drift og sterk stabilitet. Så disse dronene er preget av de to ovennevnte to rotorene, inkludert standardkonfigurasjoner som Tricopter (tre), quadcopter (fire), heksakopter (seks) eller oktokopter (åtte) rotorer.

Multirotor drone fungerer

Multi-rotor droner fungerer ved å bruke flere rotorer, normalt 4, 6 eller 8, for å produsere løft- og kontrollflyging ved å endre de enkelte rotorens hastighet ved å la manøvrere som stigende, sveve, snu og synke.

Hver rotor roterer for å skyve luften ned og lage en reaksjonskraft oppover som løfter dronen. Ved å justere rotorens hastighet jevnt, kan dronen stige ellers. Hver gang rotorens kombinerte skyvekraft balanserer dronens vekt, kan den flyte.

Ved å få de bakre rotorene til å bli raskere sammenlignet med de fremre rotorene, slår dronen fremover og omvendt. Dermed får den ene sides rotorer raskere sammenlignet med den andre, ruller dronen i den retningen. Ved å få diagonalt motsatte rotorer til å bli raskere enn de andre, svinger denne dronen i den retningen.

Så de roterende rotorene genererer dreiemoment, som blir motvirket i multi-rotor-droner ved å få noen rotorer til å snu klokken og andre snur mot klokken, noe som kansellerer ut hele dreiemomentet. Droner bruker sensorer, datastyrte posisjoneringssystemer og gyroskop for å opprettholde konstans og finne veien i luften ved å tillate nøyaktige manøvrer.

Multirotor dronetyper

Multi-rotor droner er tilgjengelige i forskjellige typer og brukes i forskjellige applikasjoner med ytelsesvariasjoner i smidighet, flytid, nyttelastkapasitet og stabilitet.

Trirotor

Den trimotoriske dronen er laget med tre rotorer for å generere oppdrift, brukt til bevegelse og kontroll. Så armavstanden er vanligvis 120 grader og er normalt i en Y-form samtidig i en T-form for noen ganger. Fordelene med denne typen droner er lave kostnader, fleksibilitet og lysstørrelse fordi den bare krever tre rotorer, noe som er en ganske rimelig konfigurasjon. Samtidig kan den også ha lav løftekraft på grunn av motoriske tall.

Kvadrotor

Det er den mest populære og vanlige typen multikopter tilgjengelig i X- og H-formene. Så fire motorer er plassert på en symmetrisk ramme, og hver arm er vanligvis 90 grader fra hverandre i X4 -konfigurasjonen. To motorer svinger med klokken, mens de resterende to roterer i mot klokken med klokken for å produsere motsatte krefter for å holde seg balansert. Dermed oppnår den en ideell ytelse for stabilitet, flytid og pris.

Heksakopter

Heksakopteret er plassert på en symmetrisk ramme, og hver arm er vanligvis 60 grader. Heksadekopteret inkluderer flere motorer enn kvadrotoren for å forbedre stabiliteten og kraften. Denne dronen kan også forbedre høy redundans mellomliggende tid, slik at selv om en drones motor mislykkes gjennom hele flyturen, kan den fungere riktig i luften og landet sikkert. Men, motorer vil ha mer strømforbruk, og derfor vil flytiden bli redusert. Så det kan også være likt et firekopter der tre motorer svinger med klokken og de tre andre snur CCW for å produsere omvendte krefter for å holde balansen.

Oktokopter

Oktokopterdronen inkluderer normalt åtte rotorer med sterk stabilitet og kraft. Det tar større nyttelast med sterkere vind motstand . Denne dronen ser ut som en oppgradert Quadrotor & Hexadecopter. Disse brukes ofte til profesjonelle eller filmformål og kan plasseres med tyngre linser og kameraer. Energiforbruket er raskt, og størrelsen på dronerammen er stor på grunn av økningen i antall motorer.

Koaksial multi-rotor drone

Dette er en spesiell type multi-rotor drone kjent som en koaksial x8-drone, som bruker åtte motorer anordnet på fire armer. Det kan oppgraderes med mer kraft og mindre plass. Det inkluderer et sett med rotorer plassert på konsentriske akser med en lignende rotasjonsaks, men roterer i omvendt retninger. Vårt produkt MX860 vedtar den koaksiale x8 dronerammen som gjenspeiler den lille i størrelse og store nyttelastfunksjoner.

Multirotor dronekomponenter

En multi-rotor drone er laget med annerledes komponenter, som inkluderer motorer, rammer, propeller, elektroniske hastighetskontrollere, flykontrollere, batteri og et fjernkontrollsystem, som er diskutert nedenfor.

Ramme

Rammen i dronen fungerer som en ryggrad, som gir monteringspunkter hovedsakelig for alle andre komponenter. Det er spesielt laget med høy styrke og lette materialer som aluminiumslegering eller karbonfiber. Designet påvirker den totale vekten, stabiliteten og størrelsen på dronen.

Motorer

Motorene til denne dronen hjelper til med å rotere propellene ved å gi strøm og generere løft og skyvekraft. Disse dronene bruker normalt BLDC (børsteløse DC) motorer for pålitelighet og effektivitet. Typen og antall motorer avhenger hovedsakelig av konfigurasjonen av dronen, som heksakopter eller quadcopter.

Propeller

Propeller er koblet til motorene til dronen for å produsere heis og skyve ved å la dronen fly. Så formen og størrelsen på propellere påvirker hovedsakelig dronens hastighet, løft og manøvrerbarhet. Propellmaterialer er karbonfiber, plast eller andre kompositter, hovedsakelig avhengig av den tiltenkte utnyttelsen av dronen.

Flight Controller

Flight Controller fungerer som hjernen til multi-rotor-dronen, som behandler informasjon fra sensorer for å kontrollere motoren. Så det er ansvarlig for å stabilisere multi-rotor-dronen innen flukt for å opprettholde høyden for å utføre kommandoer fra fjernkontrollen. Disse kontrollerne inkluderer normalt forskjellige typer sensorer som akselerometre, GPS -moduler, gyroskop, etc.

Elektroniske hastighetskontrollere

Elektroniske hastighetskontrollere endrer motorens retning og hastighet ved å sikre nøyaktig kontroll av bevegelsene til dronen. Hver motor inkluderer normalt sin egen elektroniske hastighetskontroll, ellers kan en flerkanals ESC kontrollere flere motorer samtidig.

Batteri

Batteriet på dronen leverer strøm til alle komponentene som motorer, sensorer, flykontroller, etc. Så batterikapasitet bestemmer flytid for en drone, og forskjellige typer batterier gir varierende ACT -egenskaper.

Fjernkontrollsystem

Fjernkontrollsystemet lar operatøren sende instruksjoner til dronen ved å kontrollere flybanen, hastigheten og høyden. Fjernkontrollen inkluderer vanligvis en sender og en mottaker, som kommuniserer trådløst med dronen.

Noen andre komponenter

Noen andre komponenter i en multi-rotor drone inkluderer landingsutstyr, en gimbal, et kamera eller sensorer, propeller, en GPS antenne , etc.

• Landing Gear gir stabil støtte for drone start og landing.
• En gimbal er et mekanisk stabiliseringssystem som inneholder et kamera eller forskjellige sensorer som lar dem holde seg nivå til tross for dronebevegelse.
• Kameraer eller sensorer brukes til å fange opp videoer, data eller bilder.
• GPS -antennen til denne dronen brukes til presis posisjonering og navigasjon.

Fast vinge vs multirotor drone

Forskjellen mellom faste-ving vs multirotor-droner er diskutert nedenfor.

Multirotor dronesvikt

Multirotor dronesvikt kan være forårsaket av forskjellige kilder som propellskader, problemer med motorisk svikt og kontrollsystem.

• Propellfeil kan ofte oppstå på grunn av grove landinger eller kollisjoner; Dermed kan det forårsake bladskader, stabilitetseffekt og kontroll.
• Motorisk svikt kan legges merke til med noen metoder som piezoelektriske sensorer, og bidra til å gjenkjenne og redusere effekten av slike sammenbrudd.
• Svikt i kontrollsystemet kan føre til ubalansert flyging, og fremhever kravet til sterke feiltolerante systemer.

Andre faktorer

De andre faktorene til multirotoriske droner inkluderer hovedsakelig følgende.

• Miljøforhold som regn, værforhold og høy vind kan også hovedårsaken til dronesvikt.
• Operatørfeil som upassende håndtering og retningsfunn kan også føre til katastrofe.

Drone -feil adressert

• Utførelse av feildeteksjonssystemer i sanntid, for eksempel de som bruker IMU-data og maskinlæringsalgoritmer, er grunnleggende for for tidlig advarsel.
• Utvikling av kontrollsystemer kan betale tilbake for motoriske sammenbrudd eller andre forskjellige feil, noe som gir mulighet for sikker landing ellers nødmanøvrer.
• Å bruke overflødige komponenter som flygekontrollere eller flere motorer kan forbedre sikkerhet og pålitelighet.
• Regelmessig vedlikehold og inspeksjon av dronekomponenter er nødvendige for å unngå feil.

Fordeler og ulemper

De Fordeler med multi-rotor droner inkluderer følgende.

• Multi-rotor droner skiller seg ut i trange rom med presis bevegelse og kontroll, selv under luftige forhold.
• Design og assistert flyteknologi forkorter driften.
• Disse kan vertikalt ta av og lande ved å eliminere kravet til spesialisert lanseringsutstyr og rullebaner.
• Disse dronene kan sveve på plass, fly i flere retninger og utføre komplekse luftmanøvrer.
• Disse dronene er rimeligere sammenlignet med droner med fastvinging.
• Mange multirotoriske droner er bærbare og kompakte.
• Disse kan ha spesialiserte sensorer og utstyr.
• De er anvendelige på forskjellige felt.
• De flere rotorene av denne dronen gir redundans ved å la dronen fortsette å fly selv om minimum en motor mislykkes.

De Ulemper med multi-rotor droner inkluderer følgende.

• Multi-rotor-droner har begrenset hastighet og utholdenhet, noe som gjør dem upassende for overvåking av langvarig, storstilt luftkartlegging, inspeksjoner på lang avstand, etc.
• De er veldig ineffektive og trenger mye energi for å bekjempe tyngdekraften og opprettholde dem i luften.
• Disse er begrenset til omtrent 20 til 30 minutter med den nåværende batteriteknologien mens du har en lettkamera nyttelast.
• Multirotor -droner har lavere hastigheter og rekkevidde og begrenset flytid sammenlignet med andre typer droner.
• Disse er følsomme for vind, noe som påvirker deres egnethet for langdistanse eller store oppdrag.

Multirotor drone -applikasjoner

De Bruksområder av multi-rotor droner inkluderer følgende.

• Multi-rotor droner fanger bilder og videoer av høy kvalitet fra et eksklusivt luftperspektiv.
• De overvåker og sporer bevegelse og områder for å gi sanntids visuelle data for sikkerhetsformål.
• Disse er utstyrt med forskjellige sensorer som fanger opp detaljert geospatial informasjon for modeller, lager kart og gjennomfører topografiske undersøkelser innen forskjellige felt.
• De kan få tilgang til vanskelig tilgjengelige områder ved å muliggjøre inspeksjoner av kraftledninger, broer og infrastrukturer for å redusere kostnader og risiko.
• De kan brukes til oppgaver som sprøytemidler for plantevernmidler og gjødsel, landundersøkelse innen landbruksfelt og avlingsovervåking,
• Disse dronene er verdifulle for å vurdere katastrofeområder eller lokalisere savnede personer.
• Forskere bruker det til en rekke vitenskapelige formål som geologiske undersøkelser, biologisk forskning og atmosfæriske studier.

Dermed er dette en oversikt over multi-rotor droner, deres arbeid , og deres applikasjoner. Så eksemplene på multi-rotor droner er: tri-kooperere bruker tre rotorer; Firekoptrere bruker fire rotorer, heksakopter bruker seks rotorer, og oktokopers bruker åtte rotorer. Blant dem er quadcopter -droner en veldig populær type drone. Dermed er her et spørsmål til deg: Hva er en drone?