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单独开个帖子解释一下“准异形”机架【更新了原理图】【52楼更新电机倾角设计】

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楼主
发表于 2013-6-11 17:27 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 jackyren 于 2013-6-12 12:44 编辑

首先要非常感谢大家的关注。
spider hex的设计理念是基于“准异形”的概念,但是“准异形”中有”异形“2个字给很多童鞋带来了个误解,这里再重新解释一下什么叫“准异形”。

起因:
首先准异形spider hex机架子是为了满足无刷狗以及微单云台的悬挂而诞生的,早在无刷云台在国内还没有发芽的时候,其实就预计到了一个常规机架肯定会遇到但是并不好规避的问题:
就是狗的广角镜头很有可能会拍摄到电机,特别是在高速飞行姿态呈现一定前倾角的时候。

有童鞋通过增加云台悬臂的方式将云台加长到前方,然后通过电池配重确实可以解决这个问题,但是相伴而来的是云台可能正好暴露在电机的下洗气流之下,无刷云台的电机动力一般都较弱,当有强烈气流干扰的时候
果冻在所难免。加上狗云台的悬挂杆一般都采用10mm或者12mm的碳管刚度本身较差,加上为了让云台前移肯定支臂会加长,这些情况都会导致结构的不稳定也容易产生果冻(低频高振幅的震动)。

准异形跟异形和常规机型的差别:
其实这个架子的电机放置的位置是完全跟常规的x6一样的,但是其中心板的布局不完全是如下图示:最左边的是常规对称结构,中间的是"准异形",最右边的是"异形结构"

补充一张6+的多旋翼飞行原理图以及各种各种飞行模式下电机的旋转方式:


安装多旋翼飞行器时一个简单的试飞方法
可以看到多旋翼的姿态控制实际上是通过各个电机旋转速度来控制的。比如我们在安装、调节飞行器时可以在地面,脱桨的情况下,开启飞控的增稳模式,并在增稳模式下推动油门让电机开始旋转,
然后改变飞行器的姿态,比如前倾,如果飞控能够正确感知并控制姿态平衡的话,将降低前方电机的转动速度(同步降低),如果人为前倾幅度过大,1,2(6x模式为例)电机有可能会停转(同步停转)。响应的左倾,那么3,4电机将会停转...用这种方法检查完后一般都可以确定飞控是能够正确的发挥作用的(有些童鞋桨装反了,也可能会炸鸡)。

可以看到"准异形"实际上是综合了常规对称结构的高效性,对飞控没有特殊要求的优点,同时也具有异形结构,可以将云台前置的优点.

那么有童鞋可能会说,哦所谓的准异形实际上就是异形把电机调整到对称而已,实际上准异形结构对飞行器的强度要求很高,成本很难降低,同时准异形结构的管臂在中心板上的连接处是前后呈一定间距,
其管臂的交点并不是集中于中心板的同一个区域,实际上可以很大程度上避免产生共振。







欢迎继续阅读楼主其他信息

沙发
发表于 2013-6-11 17:36 | 只看该作者
一直喜欢异型机架,希望lz开发出异型四旋翼架子,注意是异型,不是准异型啊
3
发表于 2013-6-11 17:47 | 只看该作者
顶楼大楼二,
4
 楼主| 发表于 2013-6-11 17:49 | 只看该作者
本帖最后由 jackyren 于 2013-6-11 17:51 编辑
hist24571 发表于 2013-6-11 17:36
一直喜欢异型机架,希望lz开发出异型四旋翼架子,注意是异型,不是准异型啊

4旋翼的异形应该做的比较成熟了,青菜萝卜吧。

不过非常遗憾的是,下面一款机架还是基于准异形的理念:4旋翼折叠”准异形“机架,除了机臂外,脚架也可以比较灵活的收放(非电动),并且可以完全取代目前的碳板蟹脚脚或者常见的碳板T型脚架。



5
发表于 2013-6-11 18:21 | 只看该作者



有做过受力分析 和 应力分析吗。。。想看下你们机架的模拟受力图。。。我们发现 所谓的准异性。看似平衡 。。但由于升力 和调节力还是沿着机臂传输的 受力并不理想。。容易造成飞控过度调节。造成翻负。反而加大了飞控的调解比例。
既然你们提出了。正好我们也在做这方面的研究。。想就此讨论下。。(放心吧。我们只是国外学校的内部自己的科研研究。。所以不涉及市场问题。)

6
发表于 2013-6-11 18:29 | 只看该作者
flywind 发表于 2013-6-11 18:21
有做过受力分析 和 应力分析吗。。。想看下你们机架的模拟受力图。。。我们发现 所谓的准异性。看似平衡 ...

我也想到了。。其实对于飞控来说不是一样的。。修正可能有问题。。

7
 楼主| 发表于 2013-6-11 18:41 | 只看该作者
flywind 发表于 2013-6-11 18:21
有做过受力分析 和 应力分析吗。。。想看下你们机架的模拟受力图。。。我们发现 所谓的准异性。看似平衡 ...

没有注明另外一点就是跟对称结构一样,需要保证机架的重心和电机的几何重心的重合问题。这一点目前只能通过电池或者设备来配重。
至于应力和受力分析,这位大大应该是有能力自行完成的。

8
发表于 2013-6-11 18:43 | 只看该作者
没有接触过“4、6、8旋翼机”,但是理论上应该是依靠差速进行前后左右的移动。
现在“4、6、8旋翼机”各个电机(拉力)都是在一个平面的,是否将来的准异形、异形在缩短各个对称轴距的同时,会出现“连接管”与“中心板”的夹角,这样会不会解决对“中心板”的共振问题?

外行,随便说说的,有不对的地方,请指正。
9
 楼主| 发表于 2013-6-11 18:44 | 只看该作者
本帖最后由 jackyren 于 2013-6-11 18:46 编辑
kingofpop 发表于 2013-6-11 18:29
我也想到了。。其实对于飞控来说不是一样的。。修正可能有问题。。

重心和电机的几何中心,在实际使用中需要保证基本重合。从刚体力学的角度来看,除了对结构强度要求比较高外跟正常结构结构对于飞控的要求应该不会太高。
通过实际的飞行试验,也能验证这一样。


10
发表于 2013-6-11 18:46 | 只看该作者
jackyren 发表于 2013-6-11 18:44
重心和电机的几何中心,在实际是使用中需要保证基本重合。从刚体力学的角度来看,除了对结构强度要求比较 ...

如果有两架一起的,一个完全常规,一个是你这样的,同时起飞。应该能看出点区别。不过差不了太多。

11
 楼主| 发表于 2013-6-11 18:50 | 只看该作者
kingofpop 发表于 2013-6-11 18:46
如果有两架一起的,一个完全常规,一个是你这样的,同时起飞。应该能看出点区别。不过差不了太多。

嗯,会有些区别,特别是在进行巡航飞行的时候,因为尾部空间较大,尾部电机下洗的气流相对于常规机型来说干扰较小,这个时候因为尾部电机输出大,收益会比较明显。
头部虽然距离中心板较近,但是因为前行时起输出较小,影响也同时降低了。不过这都是唯象的分析并不是像刚才那位朋友说的那样理论推算。
不过我相信如果要做的话确实可以写一篇paper,详细讨论一下(鄙人才疏学浅,不能肯定是否有人已经做过了类似的工作)。



12
发表于 2013-6-11 18:51 | 只看该作者
hist24571 发表于 2013-6-11 17:36
一直喜欢异型机架,希望lz开发出异型四旋翼架子,注意是异型,不是准异型啊

四旋翼的X形机架是没有异形的,全是准异形,不论怎么设计,四个电机一定会在同一个圆上的,除非是十字机架

13
 楼主| 发表于 2013-6-11 18:54 | 只看该作者
本帖最后由 jackyren 于 2013-6-11 18:56 编辑
alksks 发表于 2013-6-11 18:51
四旋翼的X形机架是没有异形的,全是准异形,不论怎么设计,四个电机一定会在同一个圆上的,除非是十字机架 ...

哈哈哈,还是被这位兄弟发现了。

不过所谓的异形4旋翼对于飞控还是有些要求的,就我个人的经验而言常见的飞控都是基于完全对称的电机结构进行姿态解算的。
然后在常规基础上通过适当修正各个电机的输出比例进行调节。正如楼上两位朋友担心的那样,可能会大大增加飞控的负担。


14
发表于 2013-6-11 18:56 | 只看该作者
学习了
15
发表于 2013-6-11 19:04 | 只看该作者
技术贴!必须顶
16
发表于 2013-6-11 19:05 | 只看该作者
顶顶顶顶顶顶
17
发表于 2013-6-11 19:15 | 只看该作者
jackyren 发表于 2013-6-11 18:54
哈哈哈,还是被这位兄弟发现了。

不过所谓的异形4旋翼对于飞控还是有些要求的,就我个人的经验而言常见 ...

就我的使用经验来看,现在常见的那种蝗虫机架,使用飞控的X模式的确有一点小问题,尤其是做机动或高速飞行时调整姿态时,感觉和常规X机架有一些区别的,初上手感觉不是特别顺手,至于震动我觉得不大明显,也可能是蝗虫机架力臂短所以不明显

18
发表于 2013-6-11 19:33 | 只看该作者
jackyren 发表于 2013-6-11 20:41
没有注明另外一点就是跟对称结构一样,需要保证机架的重心和电机的几何重心的重合问题。这一点目前只能通 ...

en 这就是我想说的。。。这个很难。。。非常难。。。。。也非常烦人。。。

19
发表于 2013-6-11 19:37 | 只看该作者
帮顶,支持楼主,希望做出更加完美的机身
20
 楼主| 发表于 2013-6-11 19:39 | 只看该作者
flywind 发表于 2013-6-11 19:33
en 这就是我想说的。。。这个很难。。。非常难。。。。。也非常烦人。。。

这个尺度和用途的飞行器,个人感觉还先实践在理论比较好。

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