DRONE HYBRIDE : 7 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

La conception et le développement de véhicules sous-marins et aériens sans pilote basés sur des quadricoptères.

Le boîtier de pression de l'électronique du véhicule a été conçu et fabriqué à l'aide d'un matériau acrylique pouvant résister à une pression atmosphérique en conditions aériennes et à une pression externe de 10 bars en conditions sous-marines pour voler à la fois dans des conditions aériennes et sous-marines jusqu'à 100 mètres.

La combinaison de moteur à courant continu sans balai et d'hélices aériennes à pas fixe a été sélectionnée pour le véhicule de type quadricoptère et chaque moteur est capable de produire une force de poussée requise pour les conditions aériennes et sous-marines.

Ce type de véhicule sera utilisé dans des applications civiles et militaires pour la surveillance dans les conditions aériennes et sous-marines, etc.

REMARQUE: il s'agit de notre premier prototype en HYBRID DRONE

Étape 1: Sélection des composants (COMPOSANT MÉCANIQUE)

REMARQUE: la sélection des composants en fonction de vos souhaits et vous pouvez également calculer la charge utile du véhicule en fonction des composants

• Bloc acrylique - 170*170*50mm
• Tube acrylique - ID=25mm, OD=30mm, L=140mm
• Tube acrylique - ID=150mm, OD=160, L=150mm
• Bloc-cylindres acrylique - D=50mm, L=200mm
• Chloroforme (ou) anabond
• O-Ring- (quantité 2)
• Adaptateur d'hélice- (quantité 4)
• Hélice aérienne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre (CCW) - 10x4.5 _ (quantité 2)
• Hélice Aérienne Horaire (CW) - 10x4.5 _ (quantité 2)

REMARQUE: la longueur de l'hélice augmente la force de poussée augmente pour les conditions aériennes. Lorsque l'augmentation de la longueur de l'hélice diminue la force de poussée en condition sous-marine

Étape 2: Sélection des composants (COMPOSANT ÉLECTRONIQUE)

REMARQUE: la sélection des composants en fonction de vos souhaits et vous pouvez également calculer la charge utile du véhicule en fonction des composants. La force de poussée requise est la chose la plus importante pour décoller le véhicule.

1. Moteur BLDC - (quantité 4)

   • La sélection du moteur BLDC est la plus importante. La sélection du moteur basée sur la quantité de poussée qui sera délivrée et pour vérifier les spécifications du moteur.
   • Charge utile totale basée sur le moteur sélectionné, par exemple: charge utile totale (3kg)/(quantité du moteur= 4) =0,75kg* (facteur de sécurité=3) =2,25 kg.
   • La sélection du moteur en fonction de la valeur de poussée est supérieure à 2,25 kg.
   • Appliquer un revêtement hydrophobe dans le moteur BLDC pour éviter la corrosion.

2. Contrôleur de vitesse électronique (ESC) - (quantité 4)

   L'ESC est sélectionné en fonction de la valeur de courant élevée, puis comparé au courant maximal du moteur.

3. Émetteur et récepteur de signaux

4. Manette

   contrôleur de vol -ArduPilot APM, Pixhawk etc

5. Batterie au lithium polymère

   La sélection de la batterie en fonction de la puissance du moteur du véhicule requise dans des conditions maximales

6. Bande LED

Étape 3: CONCEPTION

La conception du véhicule basée sur les propriétés aérodynamiques, hydrodynamiques et matérielles, etc.

La plate-forme logicielle fusion 360 sera utilisée pour concevoir le véhicule pour l'épaisseur requise.

L'épaisseur de conception du véhicule basée sur les propriétés du matériau et le véhicule a résisté à une pression sous-marine de 10 bars dans des conditions de 100 mètres

VÉHICULE CONÇU:

• Cylindre et cadre X-tube
• Embouts
• Base moteur

Toutes les dimensions sont en mètres.

Étape 4: FABRICATION

REMARQUE: si vous disposez d'une machine d'impression 3D facilement, vous pouvez la fabriquer

Le logiciel Fusion 360 est utilisé pour concevoir le véhicule en modèle 3D à convertir en fichier 3D (STL)

En utilisant une imprimante 3D pour télécharger le fichier, vous pouvez ensuite imprimer votre véhicule.

Si vous pouvez utiliser une machine d'impression 3D en fonction des propriétés du filament, vous pouvez modifier l'épaisseur du véhicule pour résister à la pression sous-marine jusqu'à 10 bars dans des conditions de 100 mètres et également effectuer des tests de pression pour vérifier que la conception du véhicule est sûre ou dangereuse.

Dans notre cas, nous utilisons un matériau acrylique pour fabriquer en utilisant une machine CNC ou une machine de découpe laser, etc.

Fabrication de véhicules:

• Cylindre - Tube acrylique de diamètre 160 utilisé pour couper les dimensions prescrites et pour former 4 trous dans une position égale et ainsi former des filets aux deux extrémités du tube.
• Cadre X-tube - 4 tubes coupés de taille égale selon les dimensions
• Embouts - Les blocs carrés sont usinés pour former des embouts selon la dimension. Le facteur d'épaisseur des embouts du véhicule de sécurité sera égal à 2 fois l'épaisseur du cylindre du véhicule.
• Base du moteur - Les blocs ronds sont usinés pour former selon les dimensions.

Étape 5: ASSEMBLAGE

REMARQUE: Si vous pouvez utiliser l'impression 3D pour le processus de fabrication et que vous n'avez pas besoin du processus d'assemblage.

Dans notre cas, nous utilisons du chloroforme ou de l'anabond pour fixer les pièces du véhicule telles que le cylindre, le cadre du tube X, la base du moteur.

Le moteur Bldc est fixé dans la base du moteur et fixé à 4 hélices à l'aide d'un adaptateur d'hélice.

Le véhicule sera scellé dans des conditions sous-marines à l'aide d'emseal pour sceller les pièces de fil du moteur.

Le joint torique est fixé aux deux embouts pour fournir un scellant supplémentaire et les deux embouts sont du type ouvert et fermé.

Les pièces du capuchon d'extrémité sont fournies avec du ruban téflon pour éviter les fuites, puis pour sceller complètement l'ensemble du véhicule.

Vous devez vous assurer que le véhicule est complètement scellé pour résister à la pression sous-marine

Étape 6: CONNEXION DU CONTRLEUR

Les pièces de commande représentent quatre moteurs et deux moteurs tournent dans le sens des aiguilles d'une montre et deux autres moteurs tournent dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Les moteurs sont contrôlés par les contrôleurs de vitesse électroniques (ESC).

L'ESC est connecté au contrôleur de vol et pour déplacer le véhicule à l'aide d'un émetteur et d'un récepteur de signal de 2,4 GHz

ardupilot.org/ardupilot/index.html

REMARQUE: Si vous avez également ajouté d'autres composants tels qu'une caméra, une lumière LED, un capteur de pression sous-marine, un sonar, etc. La distribution de masse est très importante

REMARQUE: utilisez le logiciel Ardupilot pour installer le fichier programme dans le contrôleur de vol. L'étalonnage de l'ESC est également important.

Étape 7: PROTOTYPE

FACTEURS CONSIDÉRÉS DANS LE SOUS-MARIN

• Flottabilité
• Stabilité du véhicule
• Cavitation
• Masse ajoutée due à l'inertie du fluide environnant etc.

REMARQUE: la transmission du signal est un problème majeur dans les conditions sous-marines

• Nous prévoyons d'utiliser la transmission de signaux sans fil, mais le véhicule s'avère stable et le contrôle sans fil fonctionne à environ 0,5 ou 1 m de la surface de l'eau. nous prévoyons donc de développer un système de théâtre flottant utilisé dans des conditions sous-marines.
• Le système d'attache sera le flotteur et le câble se connectera à une extrémité du véhicule et une autre extrémité est connectée au système d'attache et cette longueur d'attache de câble du système est contrôlée à l'aide d'un moteur basé sur la plage de profondeur.

REMARQUE: il s'agit de notre premier prototype en HYBRID DRONE

Je viens d'ajouter mes premières vidéos de test (:_'_:)

Merci

en ce qui concerne

par

L'équipe Air Océan