ساختار کوادکوپتر
کوادکوپتر از چهار موتور که چهار پروانه ثابت بر آن سوار شده تشکیل یافته و هر جفت پروانه در خلاف جهت هم حرکت می کنند و ریزکنترل‌گر آن جهت چرخش را به وسیله کنترل زمین تنظیم می کند. با کم و زیاد کردن سرعت چرخش پروانه ها، گشتاور نیرو تغیر کرده و حرکت و یا فرود و اوج آن کنترل می گردد. از طرف دیگر وزن کم آن و متمرکز شدن آن وزن در یک نقطه کوچک، حساسیت زیادی را در کنترل چرخش پروانه ها نیاز دارد.
به مولتی روتورهایی که از ۳ موتور استفاده می کنند تترا کوپتر و به مولتی روتورهایی که از ۴ عدد موتور استفاده می کند کواد کوپتر و به مولتی روتورهایی که از ۶ موتور استفاده می کند هگزا کوپتر و به مولتی روتورهایی که از ۸ عدد موتور استفاده می کند اوکتا کوپتر می گویند.
چرخش پروانه‌ها
کنترل بشکل H و N
کواد کوپتر نوعی از مولتی روتور است که با ۴ عدد موتور میتواند نیروی برا یا لیفت را ایجاد نموده و جهت مصارف مختلفی کاربرد دارد،اصولا مولتی روتور وسیله ای است که حداقل از ۳ موتور جهت ایجاد نیروی بالا برنده استفاده می نماید.
تاثیر علوم پایه ریاضیات برای طراحی مولتی روتورها
قوانین هندسه و ریاضیات و علم مثلثات در طراحی و ساخت و پرواز مولتی روتورها بسیار مهم است، به طور مثال تترا کوپتر ها از زاویه ۱۲۰ درجه نسبت به هر موتور استفاده می شود و در کواد کوپتر ها بین همر موتور باید ۹۰ درجه فاصله داشته باشد، با پیشرفت طراحی و ساخت مولتی روتورها فریم های بسیار حرفه ای برای انواع مصارف گوناگون طراحی و ساخته شده اند، از مولتی روتورها برای مصارف تفریحی، تصویر برداری های هنری و صنعتی ، مسیر یابی، تهیه نقشه و گراف و… استفاده های بسزایی می گردد.
اهمیت مولتی روتورها در صنعت و هنر
امروزه مولتی روتورها که نوع رایج آنها کواد کوپتر و هگزا کوپتر می باشد، دیگر جنبه فقط سرگرمی را نداشته و در بسیاری از حیطه ها فعالیت گسترده ای دارند، تصویر برداری صنعتی و هنری یکی از مهمترین شاخه هایی است که مولتی روتورها در آنها به صورت گسترده مورد استفاده قرار میگیرند. همینطور نقشه برداری و گراف دومین بخش از کارایی گسترده مولتی روتورهاست. به دلیل هزینه های نسبتا معقول بسیاری از صاحبان مشاغل مهم ترجیح میدهند تا از مولتی روتور برای بهره برداری و مشاهده پروژه های خود استفاده نمایند.
مولتی روتور یا کواد کوپتر؟
همانطور که اشاره شد مولتی روتور به معنای استفاده از تعدد متورها برای ایجاد نیروی لیفت و در نهایت به پرواز درآمدن مجموعه را میگویند اما واقعا تعداد بیشتر موتورها در ایجاد پروازی پایدار نقش دارد؟ در پاسخ به این سوال باید گفت بله هر چه تعداد موتورها بیشتر باشد تعادل و استیبل بودن پرنده شما بیشتر می شود در واقع یک دستگاه کواد کوپتر نسبت به هگزا کوپتر هم سایز خود از پایداری کمتری برخوردار است، در واقع استیبل بودن پرواز شما رابطه مستقیمی به تعداد روتورها دارد، اما قدرت موتورها نیز در این امر بسیار حائز اهمیت است. در کل آنچه مهم است هدف شما از مجموعه پروازی خود می باشد و اینکه با چه هدف و انتظار شما از اسمبل دستگاهتان چیست
جایرو ها به دو دسته تقسیم می شوند
۱-آنالوگ:جایرو های آنالوگ بیشتر در هلیکوپتر ها استفاده می شوند و در کوادکوپتر کاربرد زیادی ندارند ولی با این حال من توضیح مختصری درباره ی آنها میدم. جایرو های آنالوگ تفاوت زیادی با جایرو های دیجیتال ندارند و کارشان یکی هست و تنها تفاوتشان در چگونگی کم و زیاد کردن دور موتور است. جایرو های آنالوگ با کم کردن ولتاژ موتور می توانند دور موتور ها را کم و زیاد کنند و به حفظ تعادل ربات کمک کنند.
۲-دیجیتال:جایرو های دیجیتال با یک موج pwm کار می کنند که وقتی ربات تعادل خود را به صورت غیر ارادی از دست می دهد جایرو با کم و زیاد کردن دور موتور های از طریق یک موج pwm می تواند تعادل ربات رو به حالت اولش برگرداند.
اساس کار جایروها
دلیل وجود جایرو در ربات پرنده این است که هر آن در حین پرواز ربات پرنده این امکان وجود دارد که ربات بر اثر اتفاقات ناخواسته مثل باد و … تعادل خود را از دست بدهد به همین دلیل جایرو ها در ربات کار گذاشته می شوند که بتوانند ربات را در مقابل اتفاقات ناگهانی حفظ کنند.
در هر کوادکوپتر به ازای هر موتور یک اسپید کنترلر در ربات کار گذاشته می شود. دلیل آن هم این است که جایرو به تنهایی نمی تواند از پس جریانی که چهار موتور براشلس می خواهند بر بیاید. یعنی اسپید کنترلر در کوادکوپتر نقش یک تقویت کننده ی جریان و کنترل کننده ی دور موتور با استفاده از فرمانی که از جایرو میگیرد را دارد.
در ۹۰% از کوادکوپتر موتور ها از نوع براشلس اند دلیل آن هم بازدهی مکانیکی بالای اینگونه موتور هاست.راندمان یا بازدهی بالای این ربات ها دو دلیل دارد یکی اینکه در این ربات ها دوران کننده رتور نیست و استاتور نقش دوران کننده را دارا می باشد و یکی دیگه میزان چرخش یا دوران بسیار بالای این موتور هاست. موتور های براشلس که می توانند برای یک ربات پرنده ی عادی مناسب باشند باید حداقل دارای ۸۰۰۰RPMتا۲۰۰۰۰RPM باشند تا بتوانند وزن یک ربات را تحمل نمایند.
kavdیا همان بدنه ی ربات یکی از مهمترین اجزای ربات پرنده است واگر کوچکترین خطایی در ساخت آن باشد ربات تعادل خود رو از دست می دهد و نمی تواند پرواز مناسبی داشته باشد پس محاسبات آیرو دینامیکی و تعادلی ربات کاملا باید مهندسی و دقیق باشد.
برای طراحی بدنه های کوادکوپتر در محیط مجازی و کامپیوتری معمولا از برنامه هایی مانند corel draw یاsolid work یا۳d maxستفاده می شود.در
محیطی که در آن ربات پرنده تست می شود معمولا زمین های چمنی است و باید توجه داشته باشید در اولین تست نباید ربات بیش از اندازه ارتفاع بگیرد.قبل از پرواز دادن ربات شما می توانید یک مرکز ثقل در وسط ربات پیدا کنید و آز آن نقطه ربات خود را آویزان کنید و به راحتی جایرو خود را کالیبره کنید.
|
