Quadcopter'ler neden robotlarda diğer konfigürasyonlardan daha yaygın?

Helikopter robotlarıyla yapılan neredeyse tüm araştırmaların, dörtlü dörtlü pervane kullanarak yapıldığını fark ettim. Tricopters kullanarak neden bu kadar az iş yapıldı? Veya farklı sayıda pervane? Peki ya dört pervane quadcopters en popüler seçim yaptı?

En azından kısmen quadrotors, dinamiklerin ve güç gereksinimlerinin karmaşıklığı arasında iyi bir denge sağlar. Geleneksel tek rotorlu helikopterlerde kontrol, rotorun yöneliminin bir işlevidir; bu, aracın yönünü değiştirmek için yönünü değiştirmeniz gerektiği anlamına gelir. Bu nispeten karmaşık mekanik bağlantılar için nispeten konuşma yapar ve dinamikleri zorlaştırır. Üçlü kopyalayıcılarla, dinamikler, rotorların dönmesiyle oluşan moment dengesizliklerini içerir. Dörtten fazla rotor ile gelişmiş bir stabilite elde edersiniz ve motor patlaması gibi bir arıza ile başa çıkabilme yeteneğine sahip olursunuz; Sürmek için ihtiyacınız olan motor sayısı ne kadar yüksek olursa, güç gereksinimleriniz o kadar yüksek olur ve quadrotorlar zaten çok açlar. Bu genel olarak robotikte büyük bir konudur.

Yalpalama, eğim, yuvarlama ve itme işlemlerini kontrol etmek için 4 derece serbestliğe ihtiyacınız vardır.

Bu nedenle dört destek gerekli olan minimum aktüatör sayısıdır. Traktörler, mekanik olarak daha karmaşık olan bir veya daha fazla rotoru yatırmak için bir servo gerektirir.

Sadece 4 sahne için kısıtlama yoktur, hexa + coptors da çok yaygındır.

Genelde, eğer yaw kuvvetlerinin dengelenmesi için eğilmediğiniz sürece bir dizi destek istersiniz.

Kullanılan pervanelerin tam sayısının seçilmesi birçok karmaşık travmayı içerir. Tek bir destek çok büyük olamaz veya atalet, multicopter'ı dengesiz yapar (bu yüzden büyük multirotors için daha büyük sahne yerine daha fazla sahne görürsünüz).

Büyük pervaneler, birçok küçük pervaneden çok, çok, çok daha etkilidir, bu yüzden multicoptorlar üzerinde esasen bir boyut sınırı vardır (aptal olacak değişken / kolektif perdeye gitmediğiniz sürece).

Bence asıl sebep, istikrarlı bir şekilde inşa etmeleri daha kolay. 120º'lik bir açı, 90º'lik bir açıdan sağa almak daha zordur.

Anlaşılması biraz daha kolay olan bir başka şey, pervaneler arasındaki ilişkinin farklı hareket türlerine nasıl yol açtığıdır. Farklı hız ve yönlerde hareket eden farklı pervaneleri ve bunun robot hareketini nasıl etkilediğini düşünmek sezgiseldir, çünkü kafanızda çok fazla trigonometri yapmanız gerekmez.

Son olarak, motorlar genellikle bu tür robotlar için en pahalı bileşenlerden biri olduğundan, denge / kontrol edilebilirlik ve maliyet arasında iyi bir uzlaşmadır.

Yukarıdaki mekanik cevaplar doğrudur. Tekli büyük motorlarla içsel stabilite problemleri, bir dinamik yapı oluşturmak için basitleştirilmiş bir çapraz atıl çerçeve ile birlikte sunulan, kısmen birleştirilebilen (translasyonel ve dönme matrisi) 12 boyutun üzerindeki dinamik komuta için değiştirilir. ile model. Bu modelde, kuadın yarıçapı ile translasyonel ve dönme çevikliği arasında ters bir ilişki vardır. Çok küçük yarıçaplarda "atlatmak" çok kolay hale gelir.

Soruyu cevaplamak için Bir quadcoptor ile nasıl saf esneme hareketi elde edersiniz? , bu cevaba yapılan yorumlarda , aşağıdaki şekilde saf yaw elde edilir:

Kuzey ve Güney motorları aynı hızda, fakat aynı zamanda aynı hızda olan Doğu ve Batı Motorlardan daha yüksek (veya daha düşük) bir hızda döner.

Atma ya da yuvarlanma olmaz, hepiniz yatar. (Üzgünüm)

Dahası, yazılımda, bir yaw kontrolü pahasına kuzey ve güney pervanelerini parçaladıktan sonra helikopterin kontrolü yapılabilir, zanaat sürekli olarak dönecektir ve yazılım yenileme hızı sıklığı yaw dönme hızını kaldırabildiği sürece tam olarak sabit kalır (çeşit) ivme boyutu kesilir ve tepki ya da sarsıntı da biraz kesilir, ancak yazılımı dengeleyerek aynı şekilde hareket edebilir. (Arzu edilen esneme haliyle neredeyse fiziksel durumla eşleşir)