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Quadcopter Mini-Drohne Design-Überprüfung

Wenn Leichtgewicht nicht nur eine Kostenoptimierung ist, sondern das Hauptkriterium für die Funktion des Produkts. Kann man einen Militärpanzer zum Fliegen bringen? Oder wie kann man einen Kreislauf in Gang setzen, bei dem ein leichter Rahmen es erlaubt, einen kleineren Motor einzusetzen, der es erlaubt, kleinere Batterien einzusetzen, die es erlauben, (...).

Dies ist auch ein hervorragendes Beispiel für die Verwendung vorhandener Standardkomponenten zur Erzielung sehr niedriger Verbraucherkosten.

{Schnipsel-Rezension|Hubsan|http://www.hubsan.com}

Wenn es um ein fliegendes Spielzeug geht, zählt jedes Gramm. Und wenn das Ziel darin besteht, es so billig wie möglich zu machen, müssen die Konstrukteure clevere Komponenten von der Stange verwenden.

Gestaltung

 Schon die Schachtel ist schlank gedacht: 2 einfache Gummibänder halten das Produkt sicher, lassen sich aber leicht anbringen oder abnehmen.

Das Gehäuse des Hauptkopters

Die Leiterplatte ist der Rahmen
Die Leiterplatte ist der Rahmen

Ein sehr schönes Stück von Produktdesign.

Der Hauptrahmen wird zur gleichen Zeit erreicht:

  • die physische Struktur des Kopters, ohne dass eine weitere Montage erforderlich ist. Der CNC-Schnitt ermöglicht eine fortschrittliche Form, die die 4 Arme aushöhlt und so das Gewicht noch weiter reduziert.
  • der Rahmen ist die Leiterplatte selbst! die es ermöglicht, alle elektronischen Komponenten direkt darauf zu löten und so die Befestigung einer separaten Leiterplatte zu vermeiden; sie ermöglicht es auch, die beiden Pole der 4 Motoren direkt auf den 4 Rahmenarmen zu verlegen, ohne dass zusätzliche Drähte benötigt werden (mit Ausnahme derjenigen, die sich direkt am Motor befinden - lesen Sie dazu den Vorschlag weiter unten)
  • Ein Vorsprung der Platine ist gleichzeitig der Stromanschluss. Um eine richtige +/- Polung zu gewährleisten, muss der poka-yoke ist nur ein CMS-Widerstand, der auf einer Seite montiert ist, um Verwechslungen zu vermeiden. Dieser Widerstand ist wie die anderen elektronischen Bauteile auf der Platine montiert.
Widerstand als Poka Joch
ein Widerstand als Poka-Yoke

Die andere geniale Idee ist die Wahl eines Standard-Mikromotor, der in der Telefonindustrie verwendet wird.

Speziell angefertigte Motoren würden ein Vermögen kosten, aber da sie als Vibrationsantriebe in sehr großen Stückzahlen eingesetzt werden, sind diese Motoren von der Stange nicht nur sehr zuverlässig, sondern auch sehr kostengünstig.

LEDs für Vorder- und Rückseite
LEDs für Vorder- und Rückseite

4 LEDs, 2 rote und 2 blaue, sind an den Enden des Arms angebracht, um dem Piloten zu helfen, die Vorderseite von der Rückseite der Drohne während des Fluges zu unterscheiden, da die Drohne insgesamt eine runde Form hat. Diese LEDs werden einfach parallel zum Motor verlegt, wodurch ein zusätzliches PCB-Routing vermieden wird.

Die Batterie wird einfach mit doppelseitigem Klebeband an der Platine befestigt und später von der Hauptgehäuseabdeckung umgeben.

dünner Schutzrahmen
dünner Schutzrahmen

Klingenschutz Rahmen

Der leichte und flexible Rahmen soll die Finger des Benutzers vor den Klingen und die Klingen vor Stößen gegen die Umgebung während der Lernphase des Piloten schützen.

Dies ist das dünnste gespritzte Teil dieses Produkts; es werden 6 Auswerfer pro Kreis benötigt, um das Teil aus der Form zu nehmen.

Motorkäfig

Kunststoff-Motorkäfig
Kunststoff-Motorkäfig

Ein Kunstwerk in Bezug auf das Design, um eine 2-teilige Form zu erreichen (folgen Sie einfach der Trennlinie!)

Abschneidevorgänge sind innerhalb von 15 mm möglich:

  • den Käfig um den Motor + 2 Clips auf der Oberseite, die den Motor nach dem Einsetzen halten
  • 4 Endanschläge um die Leiterplatte + 2 Klammern
  • einen unteren Zapfen, der dem Motor sowohl Entlüftungsöffnungen als auch Platz für die Kabel bietet
  • 2 "Füße" an der Unterseite, die als Landestützen dienen (wirklich notwendig? Hypothese: Diese sollten möglicherweise einen anderen Durchgang für die Drähte ermöglichen)

Hauptgehäuseabdeckung

Sehr feine Kunststoffeinspritzung, mit Hohlraumdesign, das 4 Ziele erreicht:

  • schöne visuelle Gestaltung, mit technischen Formen
  • Halten des Akkus und Schutz der Komponenten vor den Fingern des Benutzers und vor möglichen Stößen während des Fluges (am Ende des Fluges)
  • Raum für die Entlüftung der elektronischen Komponenten, einschließlich der Batterie
  • Ermöglichung einer 1-Bewegungsform-Konstruktion

 

Fernsteuerung der Drohne
Fernsteuerung der Drohne

Fernsteuerung

Offensichtlich weniger Design & Optimierung Aufwand auf diese ein. Gerade tut seine Aufgaben für solche Preisniveau.

Rein funktional und nicht dazu gedacht, Schokolade zu vertragen.

Seine Größe ist wirklich das Minimum, um von zwei Erwachsenenhänden richtig gehalten zu werden.

Das Gehäuse besteht aus 3 Grundteilen, einschließlich der Batterieabdeckung. Zu den Funktionen gehören die 2 typischen Joysticks, die mit den Daumen gesteuert werden.

Schlussfolgerung

Daumen hoch! Eine großartige Demonstration von intelligenter Komponentenauswahl, Wertanalysen, um alles auf ein Minimum zu beschränken, und Kunststoffdesign. Ganz zu schweigen von der schönen Spritzgussarbeit für so dünne, verformbare Teile und Rahmen.

Wahrscheinlich hat der Entwurfsprozess mit dem verfügbaren Mikromotor begonnen (siehe Artikel darauf) und der Rest dann angepasst werden, dh insgesamt Rahmengröße und dann die Wahl der Batterie

All das ermöglicht, unseres Wissens nach, die kleinste serienmäßig hergestellte Drohne Spielzeug, aber immer noch die Aufrechterhaltung einer billigen wirklich erschwingliches Produkt.

Mögliche Verbesserungen?

In dieser Preisklasse und in diesem Segment des Spielzeugmarktes gibt es nur sehr wenige kompatible Produkte:

  • leichte Formung der Leiterplatten-Rahmenbeine gleichmäßiger und direkter an den Körper; eine weitere Verbesserung könnte darin bestehen, die 4 Arme durch einen kreisförmigen Weg zu verbinden, wodurch die Drohne steifer wird, allerdings auf Kosten einer nicht so guten Optimierung der Leiterplattenplatzierung auf dem Gesamtblech und der damit verbundenen Leiterplattenmaterialverluste
  • eine Kunststoff-Indexierungsform im Motorkäfig und seine weibliche Gegenform in der Leiterplatte, um ein Drehen des Motorkäfigs zu vermeiden
  • eine mögliche Produktionsverbesserung: wenn die Motoren auf der Platine sitzen würden, anstatt in der Mittelebene, würde das eine komplette Neukonstruktion des Käfigs bedeuten, und die beiden Pins des Motors könnten direkt auf der Platine mit Durchgangslöchern verbunden werden, wodurch die 8 Drähte und das damit verbundene 2x2x4-Handlöten komplett vermieden werden könnten. Die Steifigkeit und das typische Design des Quadcopters müssen noch bestätigt werden.

Mögliche Innovationen?

Da der Preis für kleine Komponenten sinkt, nächste Generation könnten einige Höhen- und Seitendistanzsensoren eingebaut werden, um eine einfachere Kontrolle der Höhe und Hindernisvermeidung für Anfänger oder schnelle Rennen zu ermöglichen?

Einige Forschungslabors haben bereits unglaubliche Kooperationen zwischen fliegenden Drohnen demonstriert. In Kombination mit dem obigen Sensorvorschlag könnte diese Drohne zu einer netten DIY-Drohnenplattform werden und durch ihre Programmierbarkeit einen zusätzlichen massiven Kundenstamm gewinnen? (ein Open-Source-USB-programmierbarer Chip + ein etwas größerer USB-Anschluss).

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