Разработка защиты типа «клетка»

Участники проекта

Команда: средняя школа д. Черни, Брестский район, Республика Беларусь.

Автор работы: Кумейша Владислав Александрович.

Проектный наставник: Постоялко Александр Викторович.

Описание и цель проекта

Проект представляет собой процесс разработки и изготовления защитной клетки для квадрокоптера «Геоскан Пионер Мини». Оригинальные элементы защиты Пионера Мини не обеспечивают достаточный уровень защиты пропеллеров от касания потолка, защитной сетки полетной зоны, окружающих людей. Для решения этой проблемы команда сконструировала защитную клетку, обеспечивающую оптимальный уровень защиты.

Решаемые задачи

• Изучение разнообразных конструкций защит дронов и поиск оптимального варианта

• Изучение материалов в сети Интернет

• Корректировка референса и изготовление опытного образца

• Работа с 3D-редактором Tinkercad

• Печать модели и последующая сборка

• Проведение лётных испытаний.

Этапы разработки

1. В процессе поиска решения были изучены разнообразные защитные конструкции. Наиболее подходящим вариантом оказалась клетка для Ryze Tello. Она не выглядела тяжёлой, незначительно увеличивала размеры квадрокоптера и могла быть напечатана на 3D-принтере.

2. Для проверки гипотезы была найдена похожая клетка на сайте thingiverse.com. Размеры модели были скорректированы, поскольку Ryze Tello отличается по размерам от Пионера Мини. Далее был напечатан опытный образец.

3. При проведении тестовых полётов с опытным образцом были выявлен cущественный недостаток — большая масса опытного образца (23 грамма). С установленной защитой квадрокоптер не мог стабильно летать. Полётное время составило менее одной минуты. Было принято решение сконструировать защиту самостоятельно, опираясь на опытный образец и стремясь к максимальному уменьшению массы конструкции.

4. Модель создавалась самостоятельно в облачном редакторе Tinkercad. Результат вы можете увидеть на изображении.

5. Новый опытный образец был напечатан на 3D-принтере из пластика PLA. При эксплуатации следует учитывать, что PLA-пластик имеет низкую теплостойкость и начинает размягчаться уже при 50°С. Не стоит оставлять квадрокоптер с такой защитой под прямыми солнечными лучами или транспортировать в условиях высоких температур.

6. Следующий этап — cборка клетки. Процесс не представляет сложности: необходимо установить вертикальные стойки в предназначенные для этого отверстия верхней части и установить на них половинки нижней. Несмотря на то, что стойки держатся в отверстиях самостоятельно, необходимо закрепить их каплей цианакрилового клея (суперклей), чтобы клетка приобрела жесткость. В результате получилась следующая конструкция:

7. Испытания показали работоспособность данной модели. Прирост массы квадрокоптера с учетом снятой верхней крышки составил всего 4 грамма. С такой массой Пионер Мини вполне справляется и в состоянии выполнять полеты.

Результат

Сконструированная модель защитной клетки выполняет свои функции в достаточной мере. Она позволяет не опасаться столкновений квадрокоптера с защитными ограждениями, стенами, потолком, элементами трассы, людьми. Минусом применения является дополнительная взлетная масса, уменьшающая полетное время. Однако, данным недостатком можно пренебречь во многих реальных ситуациях использования. Данная модификация будет востребована при эксплуатации Пиоенра Мини в учебных заведениях без специально оборудованного места для полетов.

Материалы проекта

• Презентация: Разработка защиты типа «клетка»

• STL-файлы защиты - Скачать