Multirotor -Drohne: Arbeiten, Komponenten, Typen, Unterschiede und ihre Anwendungen

Derzeit, Drohnen sind in vielen Bereichen wie Mapping, Rennen, Logistik, Umfragen und vielen anderen sehr beliebt geworden. Es ist ein unbemannes Luftfahrzeug oder ein unbemannes Flugzeugsystem, ein fliegender Roboter, der autonom oder ferngesteuert fliegen kann. Somit sind diese Drohnen mit softwarekontrolliertem Flug eingebettet, der in Kombination mit a funktioniert Globales Positionierungssystem und Sensoren. Es gibt verschiedene Arten von Drohnen auf dem Markt mit unterschiedlichen Größen und werden für verschiedene Zwecke wie Multi-Rotor-, Single-Rotor-, Festkabel- und Festflügel-Hybrid-VTOL verwendet. Multi-Rotor-Drohnen spielen jedoch aufgrund ihrer weit verbreiteten Verwendung eine Schlüsselrolle. Dieser Artikel erläutert eine Multirotor -Drohne , ihre Arbeit und ihre Anwendungen.

Was ist eine Rotordrohne?

Eine Multi-Rotor-Drohne ist ein unbemanntes Luftfahrzeug oder ein Multi-Copter, das verschiedene Rotoren mit revolvierenden Klingen mit festen Schäden verwendet, um Auftrieb und Antrieb zu erzeugen, indem vertikale Start-, Schweb- und Landungsfähigkeiten ermöglicht werden. Der Rotorwinkel kann also fest und nicht veränderlich sein, ähnlich wie bei einem Hubschrauber. Durch die Modifizierung der relativen Geschwindigkeit zwischen verschiedenen Rotoren kann die Antriebsdrehmomentkraft modifiziert werden, um die Flugbahn des Flugzeugs zu steuern.

Der Multirotor ist ziemlich einfach und konstant und das Erscheinungsbild des Multi-Rotor-Flugzeugs ist im Vergleich zum Flugzeug viel kleiner. Daher ist es für den Freizeitgebrauch und die Industriearbeit geeignet. Somit ist der Multi-Rotor-Drohnenoperation einfach und kann vertikal ausschließlich einer Landebahn abnehmen. Die Zuverlässigkeit hängt also hauptsächlich von den bürstenlosen Motoren ab, daher hat sie eine höhere Zuverlässigkeit.

Gleichzeitig wurden multirotorische UAVs in vielen landwirtschaftlichen und industriellen Bereichen mit einfachem Betrieb und starker Stabilität ausführlich eingesetzt. Diese Drohnen sind also durch die beiden oben genannten Rotoren gekennzeichnet, einschließlich Standardkonfigurationen wie Trikopter (drei), Quadcopter (vier), Hexacopter (sechs) oder Oktokopter -Rotoren.

Multirotor -Drohne arbeiten

Multi-Rotor-Drohnen arbeiten mit mehreren Rotoren, normalerweise 4, 6 oder 8, zum Erzeugen von Lift & Control-Flug, indem die Geschwindigkeit der einzelnen Rotoren geändert wird, indem Manöver wie aufsteigend, schwebend, drehen und absteigend werden.

Jeder Rotor dreht sich, um die Luft nach unten zu drücken, und bildet eine Aufwärtsreaktionskraft, die die Drohne hebt. Durch die gleichmäßige Einstellung der Drehzahl des Rotors kann die Drohne ansonsten aufsteigen. Immer wenn der kombinierte Schub des Rotors das Gewicht der Drohne ausbalanciert, kann er schwimmen.

Indem die hinteren Rotoren im Vergleich zu den vorderen Rotoren schneller werden, steigt die Drohnen vor uns und umgekehrt. Daher werden die Rotoren einer Seite im Vergleich zum anderen schneller, als die Drohne in diese Richtung rollt. Indem diese Drohne diagonal entgegengesetzte Rotoren schneller als die anderen drehen, dreht sich diese Drohne in diese Richtung.

Daher erzeugen die rotierenden Rotoren ein Drehmoment, das in multirotorischen Drohnen entgegengewirkt wird, indem einige Rotoren im Uhrzeigersinn drehen, und andere gegen den Uhrzeigersinn, was das gesamte Drehmoment abbricht. Drohnen verwenden Sensoren, computergestützte Positionierungssysteme und Gyroskope, um die Konstanz aufrechtzuerhalten und ihren Weg in die Luft zu finden, indem sie genaue Manöver ermöglichen.

Multirotor -Drohnentypen

Multi-Rotor-Drohnen sind in verschiedenen Typen erhältlich und in verschiedenen Anwendungen mit Leistungsschwankungen in Beweglichkeit, Flugzeit, Nutzlastkapazität und Stabilität verwendet.

Trirotor

Die Trimotor -Drohne wird aus drei Rotoren hergestellt, um Auftrieb zu erzeugen, die für Bewegung und Kontrolle verwendet werden. Der Armabstand beträgt also im Allgemeinen 120 Grad und ist normalerweise gleichzeitig in einer T-Form für manchmal in einer Y-Form. Die Vorteile dieser Art von Drohnen sind kostengünstig, Flexibilität und der Lichtgröße, da nur drei Rotoren erforderlich sind, was eine ziemlich kostengünstige Konfiguration darstellt. Gleichzeitig kann es aufgrund der Motorzahlen auch eine niedrige Hebeleistung aufweisen.

Quadrotor

Es ist die beliebteste und häufigste Art von Multi-Copter, die in den X- und H-Formularen verfügbar ist. Daher werden vier Motoren auf einen symmetrischen Rahmen platziert, und jeder Arm ist im Allgemeinen in der X4 -Konfiguration 90 Grad voneinander entfernt. Zwei Motoren drehen sich im Uhrzeigersinn, während die verbleibenden zwei gegen den Uhrzeigersinn im Uhrzeigersinn drehen, um entgegengesetzte Kräfte zu erzeugen, um ausgewogen zu bleiben. Somit erzielt es eine ideale Leistung für Stabilität, Flugzeit und Preis.

Hexacopter

Der Hexacopter wird auf einen symmetrischen Rahmen gelegt und jeder Arm ist im Allgemeinen 60 Grad. Der Hexadecopter enthält mehr Motoren als der Quadrotor zur Verbesserung von Stabilität und Leistung. Diese Drohne kann auch die Zeit mit hoher Redundanz verbessern, sodass der Motor einer Drohne während des gesamten Fluges ausfällt, kann sie sicher in der Luft und landfreundlich funktionieren. Aber, Motoren wird mehr Stromverbrauch haben, daher wird die Flugzeit verkürzt. So kann es auch einem Quad-Copter ähnlich sein, bei dem drei Motoren im Uhrzeigersinn und die anderen drei CCW drehen, um umgekehrte Kräfte zu erzeugen, um das Gleichgewicht zu halten.

Oktokopter

Die Octocopter -Drohne umfasst normalerweise acht Rotoren mit starker Stabilität und Kraft. Es braucht eine größere Nutzlast mit stärkerem Wind Widerstand . Diese Drohne ähnelt einem verbesserten Quadrotor & Hexadecopter. Diese werden häufig für professionelle oder Filmzwecke verwendet und können mit schwereren Objektiven und Kameras platziert werden. Der Energieverbrauch ist schnell und die Größe des Drohnenrahmens ist aufgrund der Zunahme der Anzahl der Motoren groß.

Koaxiale Multirotor-Drohne

Dies ist eine spezielle Art von Multirotor-Drohne, die als koaxiale X8-Drohne bekannt ist und auf vier Armen acht Motoren verwendet. Es kann mit mehr Leistung und weniger Platz verbessert werden. Es enthält eine Reihe von Rotoren, die sich auf konzentrischen Achsen mit einer ähnlichen Rotationsachse befinden, sich jedoch in umgekehrten Richtungen drehen. Unser Produkt MX860 verwendet den koaxialen X8 -Drohnenrahmen, der die kleinen Größe und große Nutzlastfunktionen widerspiegelt.

Multirotor -Drohnenkomponenten

Eine Multi-Rotor-Drohne wird mit unterschiedlich gemacht Komponenten, Dazu gehören Motoren, Frames, Propeller, elektronische Geschwindigkeitscontroller, Flugcontroller, Batterie und ein Fernbedienungssystem, die nachstehend erörtert werden.

Rahmen

Der Rahmen in der Drohne funktioniert wie ein Rückgrat, das hauptsächlich für alle anderen Komponenten Montagepunkte liefert. Es wird besonders aus hochfesten und leichten Materialien wie Aluminiumlegierung oder Kohlefaser hergestellt. Sein Design beeinflusst das Gesamtgewicht, die Stabilität und die Größe der Drohne.

Motoren

Die Motoren dieser Drohne tragen dazu bei, die Propeller zu drehen, indem sie Strom liefern und Auftrieb und Schub erzeugen. Diese Drohnen verwenden normalerweise BLDC -Motoren (bürstenlose DC) für Zuverlässigkeit und Effizienz. Der Typ und die Anzahl der Motoren hängen hauptsächlich von der Konfiguration der Drohne wie Hexacopter oder Quadcopter ab.

Propeller

Propeller sind mit den Motoren der Drohne verbunden, um Aufzug zu erzeugen und zu schieben, indem die Drohne fliegen. Die Form und Größe von Propellern beeinflussen also hauptsächlich die Geschwindigkeit, Auftrieb und Manövrierfähigkeit der Drohne. Propellermaterialien sind Kohlefaser, Kunststoff oder andere Verbundstoffe, hauptsächlich abhängig von der beabsichtigten Nutzung der Drohne.

Flugcontroller

Der Flugcontroller arbeitet wie das Gehirn der Multi-Rotor-Drohne, die Informationen von Sensoren zur Steuerung des Motors verarbeitet. Daher ist es für die Stabilisierung der Multi-Rotor-Drohne innerhalb des Fluges verantwortlich, um die Höhe aufrechtzuerhalten, um Befehle aus der Fernbedienung auszuführen. Diese Controller umfassen normalerweise verschiedene Arten von Sensoren wie Beschleunigungsmesser, GPS -Module, Gyroskope usw.

Elektronische Geschwindigkeitsregler

Elektronische Geschwindigkeitsregler ändern die Richtung und Geschwindigkeit der Motoren, indem sie eine genaue Kontrolle der Bewegungen der Drohne sicherstellen. Jeder Motor enthält normalerweise eine eigene elektronische Geschwindigkeitssteuerung, oder ein Multi-Channel-ESC kann mehrere Motoren gleichzeitig steuern.

Batterie

Die Batterie der Drohne versorgt allen Komponenten wie den Motoren, Sensoren, Flugcontroller usw. Die Batteriekapazität entscheidet also die Flugzeit einer Drohne, und verschiedene Arten von Batterien bieten unterschiedliche Aktieneigenschaften.

Fernbedienungssystem

Mit dem Fernbedienungssystem kann der Bediener Anweisungen an die Drohne senden, indem er seinen Flugweg, die Geschwindigkeit und die Höhe steuert. Die Fernbedienung enthält typischerweise einen Sender und einen Empfänger, der drahtlos mit der Drohne kommuniziert.

Einige andere Komponenten

Einige andere Komponenten einer Multi-Rotor-Drohne sind das Fahrwerk, ein Gimbal, eine Kamera oder Sensoren, Propeller, ein GPS Antenne , usw.

• Das Fahrwerk bietet eine stabile Unterstützung für Drohnen -Start & Landung.
• Ein Gimbal ist ein mechanisches Stabilisierungssystem, das eine Kamera oder verschiedene Sensoren enthält, die es ihnen ermöglicht, trotz Drohnenbewegungen auf dem Niveau zu bleiben.
• Kameras oder Sensoren werden verwendet, um Videos, Daten oder Bilder zu erfassen.
• Die GPS -Antenne dieser Drohne wird zur präzisen Positionierung und Navigation verwendet.

Fester Flügel gegen Multirotor -Drohne

Die Differenz zwischen festen und multirotorischen Drohnen wird nachstehend erörtert.

Multirotor -Drohnenversagen

Multirotor -Drohnenausfall kann durch verschiedene Quellen wie Propellerschaden, Motorausfall und Kontrollsystemprobleme verursacht werden.

• Propellerversagen kann häufig aufgrund von rauen Landungen oder Kollisionen auftreten. Daher kann es Schäden, Stabilitätseffekt und Kontrolle verursachen.
• Motorversagen kann mit einigen Methoden wie piezoelektrischen Sensoren festgestellt werden, die dazu beitragen, die Auswirkungen solcher Ausfälle zu erkennen und zu verringern.
• Der Ausfall des Steuerungssystems kann zu einem unausgeglichenen Flug führen, wodurch die Anforderung für starke fehlertolerante Systeme hervorgehoben wird.

Andere Faktoren

Die anderen Faktoren von multirotorischen Drohnen umfassen hauptsächlich die folgenden.

• Umweltbedingungen wie Regen, Wetterbedingungen und starker Wind können auch den Hauptgrund für Drohnenausfälle.
• Bedienerfehler wie unangemessene Handhabung und Richtungsfindung können ebenfalls zu einer Katastrophe führen.

Drohnenausfälle behandelt

• Die Ausführung von Echtzeit-Fehlererkennungssystemen, wie diejenigen, die IMU-Daten- und maschinelles Lernalgorithmen verwenden, sind für vorzeitige Warnung von grundlegender Bedeutung.
• Die Entwicklung von Steuerungssystemen kann Motorausbrüche oder andere verschiedene Fehler erstatten, wodurch eine sichere Landung ansonsten Notfallmanöver ermöglicht.
• Die Verwendung von redundanten Komponenten wie Flugcontrollern oder mehreren Motoren kann die Sicherheit und Zuverlässigkeit verbessern.
• Eine regelmäßige Wartung und Inspektion von Drohnenkomponenten ist erforderlich, um Fehler zu vermeiden.

Vor- und Nachteile

Der Vorteile von Multirotor-Drohnen Folgendes einschließen.

• Multi-Rotor-Drohnen stechen in engen Räumen mit präziser Bewegung und Kontrolle selbst unter luftigen Bedingungen ab.
• Das Design und die unterstützte Flugtechnologie verkürzen den Betrieb.
• Diese können vertikal abheben und landen, indem die Anforderungen spezieller Startgeräte und Landebahnen beseitigt werden.
• Diese Drohnen können an Ort und Stelle schweben, in verschiedene Richtungen fliegen und komplexe Luftmanöver durchführen.
• Diese Drohnen sind im Vergleich zu Drohnen mit fester Flügel erschwinglicher.
• Viele multirotorische Drohnen sind tragbar und kompakt.
• Diese können spezielle Sensoren und Geräte haben.
• Sie sind in verschiedenen Bereichen anwendbar.
• Die verschiedenen Rotoren dieser Drohne liefern Redundanz, indem die Drohne weiter fliegen kann, auch wenn ein mindestens einem Motor ausfällt.

Der Nachteile von Multirotor-Drohnen Folgendes einschließen.

• Multi-Rotor-Drohnen haben nur eine begrenzte Geschwindigkeit und Ausdauer, was sie für die Überwachung von Langzeiten, eine großflächige Luftkartierung, Langstreckeninspektionen usw. unangemessen macht.
• Sie sind sehr ineffizient und brauchen viel Energie, um die Schwerkraft zu bekämpfen und sie in der Luft zu erhalten.
• Diese sind mit der aktuellen Batterie -Technologie auf etwa 20 bis 30 Minuten begrenzt, während sie eine leichte Nutzlast von Kamera tragen.
• Multirotor -Drohnen haben im Vergleich zu anderen Arten von Drohnen niedrigere Geschwindigkeiten und Reichweite und begrenzte Flugzeit.
• Diese sind empfindlich gegenüber Wind, was sich auf ihre Eignung für Fern- oder Großmissionen auswirkt.

Multirotor -Drohnenanwendungen

Der Anwendungen von Multirotor-Drohnen Folgendes einschließen.

• Multi-Rotor-Drohnen erfassen hochwertige Bilder und Videos aus exklusiver Luftperspektive.
• Sie überwachen und verfolgen Bewegungen und Bereiche, um visuelle Daten in Echtzeit für Sicherheitszwecke bereitzustellen.
• Diese sind mit anderen ausgestattet Sensoren Das erfasst detaillierte Geospatialinformationen für Modelle, erstellt Karten und Durchführung topografischer Umfragen in verschiedenen Bereichen.
• Sie können auf schwerwiegende Bereiche zugreifen, indem sie Inspektionen von Stromleitungen, Brücken und Infrastrukturen ermöglichen, um Kosten und Risiken zu senken.
• Sie können für Aufgaben wie Pestizid- und Düngersprühen, Landbefugungen in landwirtschaftlichen Bereichen und die Überwachung der Pflanzen und Überwachung verwendet werden.
• Diese Drohnen sind wertvoll, um Katastrophenbereiche zu bewerten oder vermisste Personen zu lokalisieren.
• Forscher verwenden es für eine Vielzahl von wissenschaftlichen Zwecken wie geologische Erhebungen, biologische Forschung und atmosphärische Studien.

Dies ist also ein Überblick über Multi-Rotor-Drohnen, ihre Arbeit und ihre Anwendungen. Die Beispiele für Multi-Rotor-Drohnen sind also: Tri-Copter verwenden drei Rotoren; Quad-Copter verwenden vier Rotoren, Hexa-Copters sechs Rotoren und Octo-Copter acht Rotoren. Unter ihnen sind Quadcopter -Drohnen eine sehr beliebte Art von Drohnen. Hier ist also eine Frage für Sie: Was ist eine Drohne?