Dron multirotor: trabajo, componentes, tipos, diferencias y sus aplicaciones

Actualmente, drones se han vuelto muy populares en muchos campos como mapeo, carreras, logística, encuestas y muchos más. Es un vehículo aéreo no tripulado o un sistema de aviones no tripulados, que es un robot volador que puede volar de manera autónoma o controlada de forma remota. Por lo tanto, estos drones están integrados con un vuelo controlado por software que funciona en combinación con un Sistema de posicionamiento global y sensores. Existen diferentes tipos de drones disponibles en el mercado con diferentes tamaños y se usan para diferentes propósitos como VTOL híbrido de ala múltiple, rotor único, cableado fijo e híbrido de ala fija. Sin embargo, los drones de múltiples rotores juegan un papel clave debido a su uso generalizado. Este artículo elabora en un dron multirotor , su trabajo y sus aplicaciones.

¿Qué es un dron de rotor?

Un dron de múltiples rotores es un vehículo aéreo no tripulado o un copo múltiple que utiliza varios rotores con cuchillas giratorias de lanzamiento fijo para producir elevación y propulsión al permitir capacidades verticales de despegue, flotar y aterrizaje. Por lo tanto, el ángulo del rotor puede ser fijo y no cambiable, similar a un helicóptero. Al modificar la velocidad relativa entre diferentes rotores, la fuerza de par de propulsión se puede modificar para controlar la trayectoria de la aeronave.

El múltiple rotor es bastante simple y constante, y la apariencia del avión múltiple de rotores es mucho más pequeño en comparación con la aeronave. Por lo tanto, es apropiado para el uso de ocio y el trabajo de la industria. Por lo tanto, la operación de drones de múltiples rotores es simple y puede despegar verticalmente, excluyendo una pista. Por lo tanto, su confiabilidad depende principalmente de los motores sin escobillas, por lo tanto, tiene una mayor confiabilidad.

Simultáneamente, los UAV múltiples se han utilizado ampliamente en muchos campos agrícolas e industriales con operación simple y estabilidad fuerte. Por lo tanto, estos drones se caracterizan por los dos rotores anteriores, incluidas configuraciones estándar como tricopter (tres), quadcopter (cuatro), hexacopter (seis) u octocopter (ocho) rotores.

Drone multirotor de trabajo

Los drones de múltiples rotores funcionan utilizando múltiples rotores, normalmente 4, 6 u 8, para producir un vuelo de elevación y control cambiando la velocidad de los rotores individuales al permitir maniobras como ascender, flotar, girar y descender.

Cada rotor gira para empujar el aire hacia abajo, haciendo una fuerza de reacción hacia arriba que levanta el dron. Al ajustar la velocidad del rotor de manera uniforme, el dron puede ascender de otra manera. Cada vez que el empuje combinado del rotor equilibra el peso del dron, puede flotar.

Al hacer que los rotores traseros se vuelvan más rápidos en comparación con los rotores delanteros, el dron lanza por delante y viceversa. Por lo tanto, haciendo que los rotores de un lado se vuelvan más rápido en comparación con el otro, el dron rueda en esa dirección. Al hacer que los rotores diagonalmente opuestos se vuelvan más rápido que los demás, este dron se gira en esa dirección.

Entonces, los rotores giratorios generan torque, que se contrarresta dentro de los drones de múltiples rotores al hacer que algunos rotores giren en sentido horario y otros giren en sentido antihorario, lo que cancela todo el par. Los drones utilizan sensores, sistemas de posicionamiento computarizados y giroscopios para mantener la constancia y encontrar su camino en el aire permitiendo maniobras precisas.

Tipos de drones multirotor

Los drones de múltiples rotores están disponibles en diferentes tipos y se utilizan en diferentes aplicaciones con variaciones de rendimiento en agilidad, tiempo de vuelo, capacidad de carga útil y estabilidad.

Trirotor

El dron trimotor está hecho con tres rotores para generar flotabilidad, utilizada para el movimiento y el control. Por lo tanto, la distancia del brazo generalmente es de 120 grados y normalmente está en forma de Y al mismo tiempo en forma t a veces. Los beneficios de este tipo de dron son de bajo costo, flexibilidad y su tamaño de luz porque solo requiere tres rotores, lo cual es una configuración bastante de bajo costo. Simultáneamente, también puede tener baja potencia de elevación debido a los números de motor.

Cuadrotor

Es el tipo más popular y común de multipopter disponible en los formularios X y H. Por lo tanto, se colocan cuatro motores en un marco simétrico, y cada brazo generalmente está a 90 grados de distancia dentro de la configuración X4. Dos motores giran en sentido horario, mientras que los dos restantes giran en sentido antihorario en sentido antihorario para producir fuerzas opuestas para mantenerse equilibrados. Por lo tanto, logra un rendimiento ideal para la estabilidad, el tiempo de vuelo y el precio.

Hexacóptero

El hexacóptero se coloca en un marco simétrico, y cada brazo generalmente tiene 60 grados. El hexadecopter incluye más motores que el cuadrotor para mejorar la estabilidad y la potencia. Este dron también puede mejorar el tiempo de intervención de redundancia altos para que incluso si el motor de un dron falla durante todo el vuelo, puede funcionar correctamente en el aire y la tierra de forma segura. Pero, motores Tendrá más consumo de energía, por lo tanto, el tiempo de vuelo se reducirá. Por lo tanto, también puede ser similar a un cuádruple y los tres motores giran en sentido horario y los otros tres giran CCW para producir fuerzas inversas para mantener el equilibrio.

Octocopter

El dron de octocopter normalmente incluye ocho rotores con fuerte estabilidad y potencia. Se necesita una carga útil mayor con viento más fuerte resistencia . Este dron se parece a un Quadrotor y Hexadecopter mejorado. Estos se usan con frecuencia para fines profesionales o de cine y se pueden colocar con lentes y cámaras más pesadas. Su consumo de energía es rápido y el tamaño del marco de drones es grande debido al aumento en el número de motores.

Dron multicotor coaxial

Este es un tipo especial de dron multicotor conocido como dron X8 coaxial, que utiliza ocho motores dispuestos en cuatro brazos. Se puede actualizar con más potencia y menos espacio. Incluye un conjunto de rotores ubicados en ejes concéntricos con un eje de rotación similar pero girando en direcciones inversas. Nuestro producto MX860 adopta el marco de drones X8 coaxial que refleja el tamaño pequeño y las grandes características de carga útil.

Componentes de drones multirotores

Un dron de rótulas múltiples está hecho con diferente componentes, que incluyen motores, marcos, hélices, controladores de velocidad electrónicos, controladores de vuelo, batería y un sistema de control remoto, que se analizan a continuación.

Marco

El marco en el dron funciona como una columna vertebral, que proporciona puntos de montaje principalmente para todos los demás componentes. Está particularmente hecho con materiales de alta resistencia y livianos como aleación de aluminio o fibra de carbono. Su diseño influye en el peso general, la estabilidad y el tamaño del dron.

Motores

Los motores de este dron ayudan a girar las hélices al proporcionar potencia y generar elevación y empuje. Estos drones normalmente utilizan Motores BLDC (DC sin escobillas) para fiabilidad y eficiencia. El tipo y el número de motores dependen principalmente de la configuración del dron, como hexacopter o quadcopter.

Hélices

Las hélices están conectadas a los motores del dron para producir elevación y empuje al dejar volar el dron. Por lo tanto, la forma y el tamaño de las hélices influyen principalmente en la velocidad, elevación y maniobrabilidad del dron. Los materiales de la hélice son fibra de carbono, plástico u otros compuestos, principalmente dependiendo de la utilización prevista del dron.

Controlador de vuelo

El controlador de vuelo funciona como el cerebro del dron de múltiples rotores, que procesa la información de los sensores para controlar el motor. Por lo tanto, es responsable de estabilizar el dron de múltiples rotores dentro de la vuelo para mantener la altitud para ejecutar comandos desde el control remoto. Estos controladores normalmente incluyen diferentes tipos de sensores como acelerómetros, módulos GPS, giroscopios, etc.

Controladores de velocidad electrónica

Los controladores de velocidad electrónica cambian la dirección y la velocidad de los motores asegurando un control preciso de los movimientos del dron. Cada motor normalmente incluye su propio control de velocidad electrónica, o un ESC multicanal puede controlar varios motores al mismo tiempo.

Batería

La batería del dron suministra energía a todos los componentes, como los motores, los sensores, el controlador de vuelo, etc. Por lo tanto, la capacidad de la batería decide el tiempo de vuelo de un dron, y varios tipos de baterías proporcionan características de acto variables.

Sistema de control remoto

El sistema de control remoto permite al operador enviar instrucciones al dron controlando su ruta de vuelo, velocidad y altitud. El control remoto generalmente incluye un transmisor y un receptor, que se comunica de forma inalámbrica con el dron.

Algunos otros componentes

Algunos otros componentes de un dron de múltiples rotores incluyen tren de aterrizaje, un cardán, una cámara o sensores, hélices, un GPS antena , etc.

• El tren de aterrizaje proporciona soporte estable para el despegue y el aterrizaje de drones.
• Un cardán es un sistema de estabilización mecánica que contiene una cámara o diferentes sensores que les permite mantenerse nivelados a pesar del movimiento de drones.
• Las cámaras o sensores se utilizan para capturar videos, datos o imágenes.
• La antena GPS de este dron se usa para posicionamiento y navegación precisos.

Ala fija vs dron multirotor

La diferencia entre los drones multirotores de ala fija vs se analiza a continuación.

Falla de drones multirotor

La falla de drones multirotor puede ser causada por diferentes fuentes como los problemas del sistema de daños a la hélice, falla y control del motor.

• La falla de la hélice puede ocurrir con frecuencia debido a aterrizajes o colisiones ásperas; Por lo tanto, puede causar daño a la cuchilla, efecto de estabilidad y control.
• La falla del motor se puede notar con algunos métodos como sensores piezoeléctricos, lo que ayuda a reconocer y disminuir el efecto de tales desgloses.
• La falla del sistema de control puede conducir a un vuelo desequilibrado, destacando el requisito de fuertes sistemas tolerantes a fallas.

Otros factores

Los otros factores de los drones multirotores incluyen principalmente los siguientes.

• Las condiciones ambientales como la lluvia, las condiciones climáticas y el fuerte viento también pueden la razón principal de las fallas de drones.
• Los errores del operador como el manejo inapropiado y la búsqueda de dirección también pueden conducir al desastre.

Fallas de drones abordadas

• La ejecución de los sistemas de detección de fallas en tiempo real, como aquellos que utilizan datos de datos de IMU y algoritmos de aprendizaje automático, es fundamental para la advertencia prematura.
• El desarrollo de sistemas de control puede reembolsar por descomposiciones de motor u otras fallas diferentes, lo que permite un aterrizaje seguro de las maniobras de emergencia.
• La utilización de componentes redundantes como controladores de vuelo o múltiples motores puede mejorar la seguridad y la confiabilidad.
• El mantenimiento e inspección regular de los componentes de drones es necesario para evitar fallas.

Ventajas y desventajas

El Ventajas de drones de múltiples rotores incluir lo siguiente.

• Los drones de múltiples rotores se destacan en espacios apretados con movimiento y control precisos, incluso en condiciones ventajosas.
• Su diseño y tecnología de vuelo asistido acortan la operación.
• Estos pueden despegar y aterrizar verticalmente eliminando el requisito de equipos de lanzamiento especializados y pistas.
• Estos drones pueden flotar en su lugar, volar en varias direcciones y realizar maniobras aéreas complejas.
• Estos drones son más asequibles en comparación con los drones de ala fija.
• Muchos drones multirotor son portátiles y compactos.
• Estos pueden tener sensores y equipos especializados.
• Son aplicables en diferentes campos.
• Los varios rotores de este dron proporcionan redundancia al permitir que el dron siga volando incluso si falla un mínimo de un motor.

El Desventajas de drones múltiples incluir lo siguiente.

• Los drones de múltiples rotores tienen una velocidad y resistencia limitadas, lo que los hace inapropiados para el monitoreo de larga duración, mapeo aéreo a gran escala, inspecciones de larga distancia, etc.
• Son muy ineficientes y necesitan mucha energía para combatir la gravedad y mantenerlos dentro del aire.
• Estos se limitan a aproximadamente 20 a 30 minutos con la tecnología de batería actual mientras llevan una carga útil de cámara ligera.
• Los drones multirotores tienen velocidades y rango más bajos y un tiempo de vuelo limitado en comparación con otros tipos de drones.
• Estos son sensibles al viento, lo que afecta su idoneidad para las misiones a larga distancia o a gran escala.

Aplicaciones de drones multirotor

El Aplicaciones de drones de múltiples rotores incluir lo siguiente.

• Los drones de múltiples rotores capturan imágenes y videos de alta calidad desde una perspectiva aérea exclusiva.
• Monitorean y rastrean el movimiento y las áreas para proporcionar datos visuales en tiempo real con fines de seguridad.
• Estos están equipados con diferentes sensores que capturan información geoespacial detallada para modelos, creando mapas y realizando encuestas topográficas dentro de varios campos.
• Pueden acceder a áreas difíciles de alcanzar al permitir inspecciones de líneas eléctricas, puentes e infraestructuras para reducir los costos y los riesgos.
• Se pueden utilizar para tareas como la pulverización de pesticidas y fertilizantes, la topografía de tierras dentro de los campos agrícolas y el monitoreo de los cultivos,
• Estos drones son valiosos para evaluar las áreas de desastre o localizar a las personas desaparecidas.
• Los investigadores lo usan para una variedad de fines científicos como encuestas geológicas, investigación biológica y estudios atmosféricos.

Por lo tanto, esta es una descripción general de Drones de múltiples rotores, su trabajo y sus aplicaciones. Por lo tanto, los ejemplos de drones de múltiples rotores son: los tri-copters usan tres rotores; Las copas quads usan cuatro rotores, los copas HEXA usan seis rotores y los copas octomotecidos usan ocho rotores. Entre ellos, los drones Quadcopter son un tipo de dron muy popular. Por lo tanto, aquí hay una pregunta para ti: ¿Qué es un dron?