مراجعة تصميم طائرة بدون طيار صغيرة رباعية المراوح

عندما يكون الوزن الخفيف ليس مجرد تحسين التكلفة بل هو المعيار الرئيسي لعمل المنتج. هل يمكنك صنع دبابة عسكرية تطير؟ أو كيف يمكن الدخول في الدورة الفاضلة لصنع إطار خفيف يسمح بوضع محرك أصغر، وهذا يسمح بوضع بطاريات أصغر، وهذا يسمح (...).

مثال رائع أيضاً على استخدام المكوّنات المتقاطعة الجاهزة الحالية لتحقيق تكاليف منخفضة جداً للمستهلك.

{مراجعة مقتطفات |Hubsan|http://www.hubsan.com}

عندما يتعلق الأمر بلعبة طائرة، فإن كل جرام مهم. وعندما يكون الهدف هو جعل ذلك رخيصاً قدر الإمكان، يحتاج المصممون إلى استخدام المكونات الجاهزة بذكاء.

التصميم

 بالفعل، تم التفكير بالفعل في العلبة بشكل بسيط: شريطان مرنان بسيطان لتثبيت المنتج بأمان ولكن من السهل وضعه أو فصله.

جسم المروحية الرئيسي

تصميم منتج رائع للغاية.

يتحقق الإطار الرئيسي في الوقت نفسه:

• الهيكل المادي للمروحية دون الحاجة إلى أي تجميع آخر. يتيح القطع باستخدام الحاسب الآلي شكلاً متطورًا بحيث يتم تفريغ الأذرع الأربعة، مما يقلل من الوزن بشكل أكبر
• الإطار هو ثنائي الفينيل متعدد الكلور نفسه! مما يسمح بلحام جميع مكونات الإلكترونيات مباشرة عليها، وتجنب تثبيت ثنائي الفينيل متعدد الكلور المنفصل؛ كما يسمح أيضًا بتوجيه قطبي المحركات الأربعة مباشرة على أذرع الإطار الأربعة دون الحاجة إلى أسلاك إضافية (باستثناء تلك الموجودة مباشرة على المحرك -اقرأ الاقتراح الخاص بذلك أدناه-)
• بروز واحد من ثنائي الفينيل متعدد الكلور في نفس الوقت موصل الطاقة. لضمان التوصيل الصحيح +/- القطبية الصحيحة، فإن بوكا يوكي هو مجرد مقاوم CMS مركب على جانب واحد، وبالتالي تجنب أخطاء المستخدم. يتم تركيب هذه المقاومة مثل المكونات الإلكترونية الأخرى على اللوحة.

أما الفكرة العبقرية الأخرى فهي اختيار محرك قياسي بالحجم الصغير يستخدم في صناعة الهواتف.

قد تكلف هذه المحركات المصنوعة خصيصًا ثروة طائلة، ولكن نظرًا لاستخدامها كمشغلات هزازات بأحجام كبيرة جدًا، فإن هذه المحركات من الشيلف ليست موثوقة للغاية فحسب، بل منخفضة التكلفة أيضًا.

تم وضع 4 مصابيح LED، 2 أحمر و2 أزرق، في أطراف الذراع لمساعدة الطيار على تمييز الجزء الأمامي من الطائرة بدون طيار عن الجزء الخلفي أثناء الطيران، حيث أن الطائرة بدون طيار لها شكل دائري بشكل عام. يتم توجيه مصابيح LED هذه ببساطة بالتوازي مع المحرك، وبالتالي تجنب توجيه ثنائي الفينيل متعدد الكلور المخصص بشكل إضافي.

يتم تثبيت البطارية في مكانها بشريط لاصق مزدوج الوجه على ثنائي الفينيل متعدد الكلور ثم تحاط لاحقاً بغطاء الهيكل الرئيسي.

[foogallery id ="138338"]

إطار حماية الشفرة

صُمم الإطار الخفيف والمرن لحماية أصابع المستخدم من الشفرات والشفرات من أي صدمة ضد البيئة المحيطة أثناء مرحلة التعلم التجريبي.

هذا هو أنحف جزء محقون من هذا المنتج؛ يلزم وجود 6 قاذفات في كل دائرة لإخراج الجزء من القالب.

قفص المحرك

قطعة فنية من حيث التصميم لتحقيق قالب مكون من جزأين فقط (فقط اتبع خط الفصل!)

يسمح بالقطع، في حدود 15 مم:

• القفص حول المحرك + مشبكان في الأعلى، مع الحفاظ على المحرك بعد إدخال
• 4 سدادات طرفية حول ثنائي الفينيل متعدد الكلور + 2 مشبك
• دبوس سفلي، مما يوفر للمحرك كلاً من ممرات التنفيس والخلوص للأسلاك
• 2 "قدمان" في الأسفل، تعملان كدعامات هبوط (هل هذا ضروري حقًا؟ الفرضية: ربما كان ذلك للسماح بمرور مختلف للأسلاك)

غطاء الجسم الرئيسي

حقن بلاستيك ناعم جداً، مع تصميم تفريغ يحقق 4 أهداف:

• تصميم مرئي جميل، مع أشكال فنية
• الإمساك بالبطارية وحماية المكونات من أصابع المستخدم ومن الصدمات المحتملة أثناء (نهاية) الطيران
• مساحة لتهوية مكونات الإلكترونيات، بما في ذلك البطارية
• السماح بتصميم القالب ذي الحركة الواحدة

جهاز التحكم عن بُعد

من الواضح أن مجهود التصميم والتحسين أقل في هذا الأمر. فقط يقوم بوظائفه لمثل هذا المستوى السعري.

وظيفية بحتة وليست مخصصة لتحمل الشوكولاتة.

حجمها هو في الحقيقة الحد الأدنى لحملها بشكل صحيح بيدين بالغتين.

يتكون الهيكل من 3 أجزاء أساسية، بما في ذلك غطاء البطارية. تشتمل الوظائف على 2 عصا تحكم نموذجية يتم التحكم بها بواسطة الإبهامين.

خاتمة

ممتاز! عرض رائع لاختيار المكونات الذكية، وتحليلات القيمة لحصر كل شيء في حده الأدنى، والتصميم البلاستيكي. ناهيك عن عمل الحقن الرائع لمثل هذه الأجزاء والإطارات الرقيقة القابلة للتشوه.

من المحتمل أن تكون عملية التصميم قد بدأت بالمحرك الصغير المتوفر (انظر المقال على ذلك) ثم يتم تكييف الباقي بعد ذلك، أي حجم الإطار الكلي ثم اختيار البطارية

كل ذلك يسمح، على حد علمنا، بأصغر لعبة طائرة بدون طيار يتم إنتاجها على نطاق واسع، مع الحفاظ على منتج رخيص الثمن وبأسعار معقولة حقاً.

التحسينات الممكنة؟

متوافق في هذا النطاق السعري وشريحة سوق الألعاب، لا نرى سوى القليل جداً:

• تشكيل أرجل إطار ثنائي الفينيل متعدد الكلور بشكل أكثر توازناً ومباشرة مع الجسم؛ ويمكن أن يكون التحسين الإضافي هو ربط الأذرع الأربعة بمسار دائري، مما يجعل الطائرة بدون طيار أكثر صلابة، على حساب تحسين وضع ثنائي الفينيل متعدد الكلور بشكل غير جيد على إجمالي الصفيحة وما يرتبط بها من خسائر في مواد ثنائي الفينيل متعدد الكلور
• بعض أشكال الفهرسة البلاستيكية في قفص المحرك، وشكله الأنثوي المضاد في ثنائي الفينيل متعدد الكلور، لتجنب دوران قفص المحرك
• تحسين محتمل في الإنتاج: إذا كانت المحركات ستستقر على ثنائي الفينيل متعدد الكلور بدلاً من أن تكون في المستوى المتوسط، فهذا يعني إعادة تصميم القفص بالكامل، ويمكن توصيل سنّي المحرك مباشرة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور مع لحام من خلال الثقوب، وتجنب الأسلاك الثمانية تماماً وما يرتبط بها من لحام يدوي 2x2x4. الصلابة والتصميم النموذجي العام للطائرة الرباعية المروحية ليتم تأكيده

ابتكارات محتملة؟

مع انخفاض سعر المكونات الصغيرة, الجيل القادم هل يمكن أن تتضمن بعض مستشعرات الارتفاع + مستشعرات المسافة الجانبية للسماح بتحكم أسهل في الارتفاع وتجنب العوائق للطيارين المبتدئين أو السباقات السريعة؟

أظهرت بعض المختبرات البحثية بالفعل بعض التعاون المذهل بين الطائرات بدون طيار الطائرة. وبالاقتران مع اقتراح المستشعر أعلاه، يمكن أن تصبح هذه الطائرة بدون طيار منصة لطيفة للطائرات بدون طيار يمكن أن تصنعها بنفسك وتكتسب قاعدة عملاء إضافية ضخمة من خلال كونها قابلة للبرمجة؟ (بعض رقاقة USB مفتوحة المصدر قابلة للبرمجة + موصل USB أكبر قليلاً).