Dultirotor Drone: การทำงาน, ส่วนประกอบ, ประเภท, ความแตกต่างและแอปพลิเคชัน

ในปัจจุบัน โดรน ได้รับความนิยมอย่างมากในหลาย ๆ สาขาเช่นการทำแผนที่การแข่งรถโลจิสติกส์การสำรวจและอื่น ๆ อีกมากมาย มันเป็นยานพาหนะทางอากาศที่ไม่มีคนขับหรือระบบเครื่องบินไร้คนขับซึ่งเป็นหุ่นยนต์บินที่สามารถบินได้อย่างอิสระหรือควบคุมจากระยะไกล ดังนั้นโดรนเหล่านี้จะถูกฝังด้วยเที่ยวบินที่ควบคุมด้วยซอฟต์แวร์ซึ่งทำงานร่วมกับก ระบบวางตำแหน่งทั่วโลก และเซ็นเซอร์ มีโดรนประเภทต่าง ๆ ที่มีอยู่ในตลาดที่มีขนาดแตกต่างกันและใช้สำหรับวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกันเช่นหลายโรเตอร์, โรเตอร์เดี่ยว, สายไฟคงที่และ VTOL ลูกผสมปีกคงที่ อย่างไรก็ตามโดรนหลายโรยมีบทบาทสำคัญเนื่องจากการใช้งานอย่างกว้างขวาง บทความนี้อธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับก เสียงพึมพำหลายตัว การทำงานและแอปพลิเคชันของพวกเขา

เสียงพึมพำโรเตอร์คืออะไร?

เสียงพึมพำแบบหลายหมวดเป็นยานพาหนะทางอากาศที่ไม่มีคนขับหรือหลายคอปเตอร์ที่ใช้ใบพัดต่าง ๆ ที่มีใบมีดหมุนเวียนคงที่เพื่อสร้างการยกและการขับเคลื่อนโดยการอนุญาตให้บินขึ้นในแนวตั้งการโฉบและความสามารถในการลงจอด ดังนั้นมุมโรเตอร์สามารถแก้ไขได้และไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้คล้ายกับเฮลิคอปเตอร์ ด้วยการปรับเปลี่ยนความเร็วสัมพัทธ์ระหว่างใบพัดที่แตกต่างกันแรงบิดแรงบิดสามารถปรับเปลี่ยนเพื่อควบคุมวิถีของเครื่องบิน

หลายเครื่องหมุนนั้นค่อนข้างเรียบง่ายและคงที่และลักษณะของเครื่องบินหลายคันมีขนาดเล็กกว่าเมื่อเทียบกับเครื่องบิน ดังนั้นจึงเหมาะสมสำหรับการใช้งานเพื่อการพักผ่อนและการทำงานในอุตสาหกรรม ดังนั้นการทำงานของเสียงพึมพำแบบหลายโรเตอร์จึงเป็นเรื่องง่ายและสามารถถอดออกได้ในแนวตั้งไม่รวมรันเวย์ ดังนั้นความน่าเชื่อถือของมันส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับมอเตอร์ไร้แปรงดังนั้นจึงมีความน่าเชื่อถือสูงกว่า

ในขณะเดียวกัน UAV หลายโรยมีการใช้อย่างกว้างขวางในสาขาการเกษตรและอุตสาหกรรมหลายแห่งด้วยการดำเนินงานที่เรียบง่ายและความมั่นคงที่แข็งแกร่ง ดังนั้นโดรนเหล่านี้มีลักษณะโดยใบพัดสองใบข้างต้นรวมถึงการกำหนดค่ามาตรฐานเช่น Tricopter (สาม), quadcopter (สี่), hexacopter (หก) หรือใบพัด Octocopter (แปด)

เสียงพึมพำหลายครั้ง

โดรนหลายโรเตอร์ทำงานโดยใช้ใบพัดหลายตัวโดยปกติ 4, 6 หรือ 8 เพื่อสร้างเที่ยวบินยกและควบคุมโดยการเปลี่ยนความเร็วของใบพัดแต่ละตัวโดยการอนุญาตให้มีการซ้อมรบเช่นการขึ้นไปวางโฉมการเลี้ยวและลงมา

ใบพัดทุกตัวหมุนเพื่อดันอากาศลงทำให้เกิดปฏิกิริยาตอบโต้ที่ยกขึ้นเสียงพึมพำ ด้วยการปรับความเร็วของโรเตอร์อย่างสม่ำเสมอเสียงพึมพำสามารถขึ้นได้เป็นอย่างอื่น เมื่อใดก็ตามที่แรงผลักดันรวมของโรเตอร์ทำให้น้ำหนักของเสียงพึมพำเป็นไปได้ก็สามารถลอยได้

ด้วยการทำให้ใบพัดด้านหลังเปลี่ยนเร็วขึ้นเมื่อเทียบกับใบพัดด้านหน้าเสียงพึมพำพุ่งไปข้างหน้าและในทางกลับกัน ดังนั้นการทำให้ใบพัดของด้านหนึ่งเปลี่ยนเร็วขึ้นเมื่อเทียบกับอีกด้านหนึ่งเสียงพึมพำม้วนไปในทิศทางนั้น โดยการทำใบพัดตรงข้ามในแนวทแยงมุมจะเปลี่ยนเร็วกว่าที่อื่น ๆ เสียงพึมพำนี้จะเปลี่ยนไปในทิศทางนั้น

ดังนั้นใบพัดที่หมุนได้จะสร้างแรงบิดซึ่งถูกต่อต้านภายในโดรนหลายโรเตอร์โดยให้ใบพัดบางตัวหมุนตามเข็มนาฬิกาและอื่น ๆ หมุนทวนเข็มนาฬิกาซึ่งจะยกเลิกแรงบิดทั้งหมด โดรนใช้เซ็นเซอร์ระบบการวางตำแหน่งคอมพิวเตอร์และไจโรสโคปเพื่อรักษาความมั่นคงและหาทางในอากาศโดยอนุญาตให้มีการซ้อมรบที่แม่นยำ

เสียงพึมพำหลายประเภท

โดรนหลายโรเตอร์มีให้บริการในประเภทต่าง ๆ และใช้ในแอพพลิเคชั่นที่แตกต่างกันด้วยความแปรปรวนของประสิทธิภาพในความคล่องตัวเวลาบินความสามารถในการรับน้ำหนักและเสถียรภาพ

ทริโรเตอร์

โดรน Trimotor ทำจากใบพัดสามใบเพื่อสร้างการลอยตัวใช้สำหรับการเคลื่อนไหวและการควบคุม ดังนั้นระยะห่างของแขนคือ 120 องศาและโดยปกติจะอยู่ในรูปตัว y ในเวลาเดียวกันในรูปแบบ T สำหรับบางครั้ง ประโยชน์ของเสียงพึมพำประเภทนี้คือต้นทุนต่ำความยืดหยุ่นและขนาดแสงเนื่องจากต้องใช้เพียงสามใบพัดซึ่งเป็นการกำหนดค่าที่ค่อนข้างต่ำ ในขณะเดียวกันก็สามารถมีกำลังยกต่ำเนื่องจากจำนวนมอเตอร์

quadrotor

มันเป็นประเภทที่ได้รับความนิยมมากที่สุดและทั่วไปของคอปเตอร์ที่มีอยู่ในรูปแบบ X และ H ดังนั้นมอเตอร์สี่ตัวจะถูกวางไว้บนเฟรมสมมาตรและแขนทุกอันโดยทั่วไปอยู่ห่างกัน 90 องศาภายในการกำหนดค่า X4 มอเตอร์สองตัวหมุนไปในทิศทางตามเข็มนาฬิกาในขณะที่ส่วนที่เหลืออีกสองหมุนในทวนเข็มนาฬิกาตามเข็มนาฬิกาเพื่อสร้างแรงตรงกันข้ามเพื่อความสมดุล ดังนั้นจึงได้ประสิทธิภาพที่เหมาะสำหรับความมั่นคงเวลาบินและราคา

hexacopter

hexacopter วางอยู่บนเฟรมสมมาตรและแขนทุกตัวโดยทั่วไปจะอยู่ที่ 60 องศา Hexadecopter มีมอเตอร์มากกว่า quadrotor เพื่อเพิ่มความมั่นคงและพลังงาน เสียงพึมพำนี้ยังสามารถปรับปรุงเวลาที่มีความซ้ำซ้อนสูงในการแทรกแซงเพื่อให้มอเตอร์ของเสียงพึมพำล้มเหลวตลอดเที่ยวบิน แต่ก็สามารถทำงานได้อย่างถูกต้องในอากาศและที่ดินอย่างปลอดภัย แต่, มอเตอร์ จะมีการใช้พลังงานมากขึ้นดังนั้นเวลาบินจะลดลง ดังนั้นจึงสามารถคล้ายกับ quad-copter ที่มอเตอร์สามตัวหมุนตามเข็มนาฬิกาและอีกสามเทิร์น CCW เพื่อสร้างแรงย้อนกลับเพื่อรักษาสมดุล

อ็อกคอปเตอร์

เสียงพึมพำ Octocopter โดยปกติจะมีแปด ใบพัด ด้วยความมั่นคงและพลังที่แข็งแกร่ง ต้องใช้น้ำหนักบรรทุกมากขึ้นด้วยลมแรงขึ้น ความต้านทาน - เสียงพึมพำนี้มีลักษณะคล้ายกับ quadrotor & hexadecopter ที่อัพเกรด สิ่งเหล่านี้มักใช้เพื่อวัตถุประสงค์ระดับมืออาชีพหรือภาพยนตร์และสามารถวางด้วยเลนส์และกล้องที่หนักกว่า การใช้พลังงานของมันรวดเร็วและขนาดของเฟรมเสียงพึมพำมีขนาดใหญ่เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของจำนวนมอเตอร์

เสียงพึมพำหลายโรเตอร์โคแอกเซียล

นี่เป็นเสียงพึมพำหลายชนิดพิเศษที่รู้จักกันในชื่อโดรนโคแอกเซียล X8 ซึ่งใช้มอเตอร์แปดตัวที่จัดเรียงบนแขนสี่แขน สามารถอัพเกรดได้ด้วยพลังงานมากขึ้นและพื้นที่น้อยลง มันมีชุดของใบพัดที่อยู่บนแกนศูนย์กลางที่มีแกนหมุนที่คล้ายกัน แต่หมุนไปในทิศทางย้อนกลับ ผลิตภัณฑ์ MX860 ของเราใช้เฟรมโดรน Coaxial X8 ที่สะท้อนถึงขนาดเล็กและคุณสมบัติน้ำหนักบรรทุกขนาดใหญ่

ส่วนประกอบเสียงพึมพำหลายตัว

เสียงพึมพำหลายโรยทำด้วยความแตกต่าง ส่วนประกอบ ซึ่งรวมถึงมอเตอร์เฟรมใบพัดตัวควบคุมความเร็วอิเล็กทรอนิกส์ตัวควบคุมการบินแบตเตอรี่และระบบควบคุมระยะไกลซึ่งกล่าวถึงด้านล่าง

กรอบ

เฟรมในเสียงพึมพำทำงานเหมือนกระดูกสันหลังซึ่งให้จุดติดตั้งเป็นหลักสำหรับส่วนประกอบอื่น ๆ ทั้งหมด มันทำโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับวัสดุที่มีความแข็งแรงสูงและมีน้ำหนักเบาเช่นอลูมิเนียมอัลลอยด์หรือคาร์บอนไฟเบอร์ การออกแบบของมันมีผลต่อน้ำหนักโดยรวมความมั่นคงและขนาดของเสียงพึมพำ

มอเตอร์

มอเตอร์ของเสียงพึมพำนี้ช่วยในการหมุนใบพัดโดยให้พลังงานและสร้างการยกและแรงขับ โดยปกติโดรนเหล่านี้ใช้ประโยชน์ BLDC (brushless dc) มอเตอร์ เพื่อความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพ ประเภทและจำนวนมอเตอร์ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าของเสียงพึมพำเช่น hexacopter หรือ quadcopter

ใบพัด

ใบพัดเชื่อมต่อกับมอเตอร์ของเสียงพึมพำเพื่อสร้างการยกและแรงขับโดยปล่อยให้เสียงพึมพำบิน ดังนั้นรูปร่างและขนาดของใบพัดส่วนใหญ่มีผลต่อความเร็วของเสียงพึมพำการยกและความคล่องแคล่ว วัสดุใบพัดคือคาร์บอนไฟเบอร์พลาสติกหรือคอมโพสิตอื่น ๆ ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการใช้ประโยชน์จากเสียงพึมพำ

ตัวควบคุมเที่ยวบิน

คอนโทรลเลอร์การบินทำงานเหมือนสมองของโดรนหลายโรยซึ่งประมวลผลข้อมูลจากเซ็นเซอร์เพื่อควบคุมมอเตอร์ ดังนั้นจึงมีหน้าที่รับผิดชอบในการทำให้โดรนหลายโรยพหุคูณมีเสถียรภาพภายในเที่ยวบินเพื่อรักษาระดับความสูงเพื่อดำเนินการคำสั่งจากรีโมทคอนโทรล โดยปกติแล้วคอนโทรลเลอร์เหล่านี้จะมีเซ็นเซอร์ประเภทต่าง ๆ เช่นตัวเร่งความเร็วโมดูล GPS, ไจโรสโคป ฯลฯ

ตัวควบคุมความเร็วอิเล็กทรอนิกส์

ตัวควบคุมความเร็วอิเล็กทรอนิกส์เปลี่ยนทิศทางและความเร็วของมอเตอร์โดยมั่นใจว่าการควบคุมการเคลื่อนไหวของเสียงพึมพำอย่างแม่นยำ โดยปกติแล้วมอเตอร์ทุกตัวจะมีการควบคุมความเร็วทางอิเล็กทรอนิกส์ของตัวเองหรือมิฉะนั้น ESC หลายช่องทางสามารถควบคุมมอเตอร์หลายตัวในเวลาเดียวกัน

แบตเตอรี่

แบตเตอรี่ของเสียงพึมพำจ่ายพลังงานให้กับส่วนประกอบทั้งหมดเช่นมอเตอร์เซ็นเซอร์คอนโทรลเลอร์เที่ยวบิน ฯลฯ ดังนั้นความจุแบตเตอรี่จึงตัดสินใจเวลาบินของเสียงพึมพำและแบตเตอรี่ประเภทต่างๆให้คุณสมบัติการกระทำที่แตกต่างกัน

ระบบควบคุมระยะไกล

ระบบควบคุมระยะไกลช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานส่งคำแนะนำไปยังโดรนโดยการควบคุมเส้นทางการบินความเร็วและระดับความสูง โดยทั่วไปแล้วการควบคุมระยะไกลจะมีเครื่องส่งสัญญาณและตัวรับสัญญาณซึ่งสื่อสารกับเสียงพึมพำแบบไร้สาย

ส่วนประกอบอื่น ๆ

ส่วนประกอบอื่น ๆ ของเสียงพึมพำหลายโรยรวมถึงเกียร์ลงจอด, gimbal, กล้องหรือเซ็นเซอร์, ใบพัด, GPS เสาอากาศ ฯลฯ

• Landing Gear ให้การสนับสนุนที่มั่นคงสำหรับ Drone Takeoff & Landing
• gimbal เป็นระบบการทำให้เสถียรเชิงกลที่มีกล้องหรือเซ็นเซอร์ที่แตกต่างกันที่ช่วยให้พวกเขาอยู่ในระดับแม้จะมีการเคลื่อนไหวของเสียงพึมพำ
• กล้องหรือเซ็นเซอร์ใช้ในการจับวิดีโอข้อมูลหรือรูปภาพ
• เสาอากาศ GPS ของโดรนนี้ใช้สำหรับการวางตำแหน่งและการนำทางที่แม่นยำ

คงที่ปีกกับเสียงพึมพำหลายตัว

ความแตกต่างระหว่างโดรนแบบพหุคูณแบบปีกนก vs มีการกล่าวถึงด้านล่าง

ความล้มเหลวของเสียงพึมพำหลายครั้ง

ความล้มเหลวของเสียงพึมพำหลายตัวอาจเกิดจากแหล่งต่าง ๆ เช่นอันตรายของใบพัดปัญหาความล้มเหลวของมอเตอร์และการควบคุม

• ความล้มเหลวของใบพัดสามารถเกิดขึ้นได้บ่อยครั้งเนื่องจากการลงจอดหรือการชนกันอย่างคร่าวๆ ดังนั้นจึงอาจทำให้เกิดอันตรายจากใบมีดผลเสถียรภาพและการควบคุม
• ความล้มเหลวของมอเตอร์สามารถสังเกตเห็นได้ด้วยวิธีการบางอย่างเช่นเซ็นเซอร์ piezoelectric ช่วยในการรับรู้และลดผลกระทบของการสลายดังกล่าว
• ความล้มเหลวของระบบควบคุมสามารถนำไปสู่เที่ยวบินที่ไม่สมดุลโดยเน้นความต้องการสำหรับระบบที่ทนต่อความผิดพลาดที่แข็งแกร่ง

ปัจจัยอื่น ๆ

ปัจจัยอื่น ๆ ของโดรนหลายคนส่วนใหญ่รวมถึงสิ่งต่อไปนี้

• สภาพแวดล้อมเช่นฝนสภาพอากาศและลมแรงยังสามารถเป็นเหตุผลหลักสำหรับความล้มเหลวของเสียงพึมพำ
• ข้อผิดพลาดของผู้ปฏิบัติงานเช่นการจัดการที่ไม่เหมาะสมและการค้นหาทิศทางอาจนำไปสู่ภัยพิบัติ

ความล้มเหลวของเสียงพึมพำ

• การดำเนินการตรวจจับความผิดปกติแบบเรียลไทม์เช่นการใช้อัลกอริทึมการเรียนรู้ข้อมูล IMU และเครื่องจักรเป็นพื้นฐานสำหรับการเตือนก่อนวัยอันควร
• การพัฒนาระบบควบคุมสามารถคืนเงินให้กับการสลายมอเตอร์หรือความผิดพลาดอื่น ๆ ซึ่งช่วยให้การลงจอดที่ปลอดภัยมิฉะนั้นการซ้อมรบฉุกเฉิน
• การใช้ส่วนประกอบที่ซ้ำซ้อนเช่นตัวควบคุมการบินหรือมอเตอร์หลายตัวสามารถปรับปรุงความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือได้
• การบำรุงรักษาและการตรวจสอบส่วนประกอบเสียงพึมพำเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลว

ข้อดีและข้อเสีย

ที่ ข้อดีของโดรนหลายโรย รวมสิ่งต่อไปนี้

• โดรนหลายโรเตอร์โดดเด่นในพื้นที่แคบ ๆ ด้วยการเคลื่อนไหวและการควบคุมที่แม่นยำแม้ในสภาพที่สดชื่น
• การออกแบบและเทคโนโลยีการบินช่วยสั้นลง
• สิ่งเหล่านี้สามารถถอดออกในแนวตั้งได้โดยกำจัดความต้องการของอุปกรณ์เปิดตัวและรันเวย์พิเศษ
• โดรนเหล่านี้สามารถเลื่อนเข้าที่บินได้หลายทิศทางและทำการซ้อมรบทางอากาศที่ซับซ้อน
• โดรนเหล่านี้มีราคาไม่แพงมากเมื่อเทียบกับโดรนปีกคงที่
• โดรนหลายตัวหลายตัวพกพาและกะทัดรัด
• สิ่งเหล่านี้สามารถมีเซ็นเซอร์และอุปกรณ์พิเศษ
• มีผลบังคับใช้ในสาขาต่าง ๆ
• ใบพัดหลายตัวของเสียงพึมพำนี้ให้ความซ้ำซ้อนโดยอนุญาตให้เสียงพึมพำบินต่อไปแม้ว่าจะมีมอเตอร์อย่างน้อยหนึ่งตัวล้มเหลว

ที่ ข้อเสียของโดรนหลายโรย รวมสิ่งต่อไปนี้

• โดรนหลายโรยมีความเร็วและความอดทน จำกัด ซึ่งทำให้พวกเขาไม่เหมาะสมสำหรับการตรวจสอบความอดทนยาวนานการทำแผนที่ทางอากาศขนาดใหญ่การตรวจสอบทางไกลเป็นต้น ฯลฯ
• พวกเขาไม่มีประสิทธิภาพมากและต้องการพลังงานจำนวนมากในการต่อสู้กับแรงโน้มถ่วงและรักษาพวกเขาไว้ในอากาศ
• สิ่งเหล่านี้ จำกัด อยู่ที่ประมาณ 20 ถึง 30 นาทีด้วยเทคโนโลยีแบตเตอรี่ในปัจจุบันในขณะที่มีน้ำหนักเบาของกล้องที่มีน้ำหนักเบา
• โดรนหลายคนมีความเร็วและช่วงที่ต่ำกว่าและเวลาบิน จำกัด เมื่อเทียบกับโดรนประเภทอื่น
• สิ่งเหล่านี้มีความไวต่อลมซึ่งส่งผลกระทบต่อความเหมาะสมของพวกเขาสำหรับภารกิจทางไกลหรือขนาดใหญ่

แอปพลิเคชันเสียงพึมพำหลายตัว

ที่ แอปพลิเคชันของโดรนหลายโรย รวมสิ่งต่อไปนี้

• โดรนหลายโรเตอร์จับภาพและวิดีโอคุณภาพสูงจากมุมมองทางอากาศพิเศษ
• พวกเขาตรวจสอบและติดตามการเคลื่อนไหวและพื้นที่เพื่อให้ข้อมูลภาพเรียลไทม์เพื่อความปลอดภัย
• สิ่งเหล่านี้ติดตั้งแตกต่างกัน เซ็นเซอร์ สิ่งนี้จับข้อมูลเชิงพื้นที่โดยละเอียดสำหรับแบบจำลองการสร้างแผนที่และดำเนินการสำรวจภูมิประเทศภายในสาขาต่าง ๆ
• พวกเขาสามารถเข้าถึงพื้นที่ที่เข้าถึงได้ยากโดยเปิดใช้งานการตรวจสอบสายไฟสะพานและโครงสร้างพื้นฐานเพื่อลดต้นทุนและความเสี่ยง
• พวกเขาสามารถนำไปใช้สำหรับงานเช่นการฉีดพ่นยาฆ่าแมลงและปุ๋ยการสำรวจที่ดินภายในสาขาเกษตรกรรมและการตรวจสอบพืชผล
• โดรนเหล่านี้มีค่าสำหรับการประเมินพื้นที่ภัยพิบัติหรือค้นหาบุคคลที่หายไป
• นักวิจัยใช้มันเพื่อวัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์ที่หลากหลายเช่นการสำรวจทางธรณีวิทยาการวิจัยทางชีวภาพและการศึกษาบรรยากาศ

ดังนั้นนี่คือภาพรวมของ โดรนหลายโรเตอร์การทำงานของพวกเขา และแอปพลิเคชันของพวกเขา ดังนั้นตัวอย่างของโดรนโรเตอร์หลายตัวคือ: tri-copters ใช้ใบพัดสามใบ; Quad-copters ใช้ใบพัดสี่ตัว hexa-copters ใช้ใบพัดหกใบและ Octo-copters ใช้ใบพัดแปดใบ ในหมู่พวกเขาโดรน Quadcopter เป็นเสียงพึมพำที่ได้รับความนิยมมาก ดังนั้นนี่คือคำถามสำหรับคุณ: เสียงพึมพำคืออะไร?