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超轻量级实用长航时四轴多旋翼--天蛭700(一)--设计、制作、安装

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楼主
发表于 2015-5-18 23:23 | 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 hsp2008 于 2015-5-18 23:23 编辑

超轻量级实用长航时四轴多旋翼--天蛭700(一)
      设计、制作、安装
一、设计思想:
      主要用于巡航和监控,这类飞行器要求的是滞空时间长,有较高的稳定性,挂载的是轻量级的图像拍摄和实时图传设备。要达到长航时的要求,永恒的主题还是减重,轻量化、高效能比。就目前的技术、设备和材料,飞行器想达到长航时的滞空必须具备2大关键要素:一是用较低的工作电流换取高的力效;就电桨效率而言,众所周知,一般情况下,无刷电机处于较低的工作电流状态,能获得相对较高的效率,随着工况电流的增大,效率会逐渐降低;工作电流的大小,重量起着决定性的因素。二是有轻量、高效的动力装置及能源。这就要求整个设计都需要轻量化,并配以高效的动力及电源装置,来获得较高的电桨效率。
      为此,需要解决:1、超轻机架;2、高效动力设备;3、高能电池;4、简洁超轻起落架,5、挂载设备的轻量化等问题
二、主要配置的优选
1、载机:轻量化(全碳)设计,中心板直径150mm,轴距700mm左右,机架重量控制在190g左右(中心板(含4组加强立柱)重47g+力臂长340mm(内含加强内衬)35gx4=140g,合计机架总重量187g,未组装螺丝等13g),最大不超过200g。
2、动力设备:4010-380kv无刷电机(短线)121g,20A无刷电调(带延长线18g),配用1755寸蜻蜓碳桨102g(25.5x4),2A工作电流拉力不小于550g(实测:23.6v  2A/560g,2.5A/660g,3A/750g)。动力设备(含电机、电调、桨、导线694,螺丝、焊接等其他22g)总重量700g
3、采用6S2P6C12200mah高效A品动力锂电池,最大工作电流37A,悬停工作电流控制在10A左右,电池重量1170g,需做放电测式。
4、图像及传输设备:狗4+2轴轻量化云台+400W5.8g图传发射机,总重量控制在250g左右
5、飞控及遥控接收机:带多模式,自返航,重量控制在100g内
6、简洁的超轻插起落架设计,重量控制在20g内
总重量:起飞重量2060~2360g,最大允许载荷不超过1000g(最大起飞重量不超过3000g)
三、可行性分析
      理论上2240g悬停重量,在23.6V电压环境高效电机2A工作电流时拉力可达到560g以上,那么四个无刷电机的悬停总电流是8A,功率只有47.2WX4=188.8w,力效将达到11.86g/w;这个力效理论上是没问题的。  
      6S2P6C12400mah高效A品动力锂电池标称容量是12400mah,排除损耗等因素,按9800mah的容量计算,8A的均衡放电能达到73.5分钟。当然,在实际飞行中参杂有很多不确立的因素(风速、地效、气流、温度等),悬停电流必然会大于8A,但冲刺60分钟仍保留有13.5分钟的时间冗余空间。
      因此,保守的60分钟悬停滞空时间是完全有理论依据的,结论是完全可行的。



700mm轴距,支持18寸桨



简洁中心板设计



铝管、中心板打样,CNC打孔及雕刻



4只铝管力臂142g,管内电调位有镂空散热孔



组合检查



机架试装



重量208g,中心板重量55g,换成1.5mm3K碳板估计能减重15g左右

4.13日更新~


1.5mm3K中心板



比环氧板减重12g



1755蜻蜓桨



一对51g



铝方管加强内衬1gX4



4010-380KV无刷电机

4、装配

       4.14日,载机制作完毕,再次测试电桨效率。动力装置安装完成。超轻插起落架插片制作完成。(图片均由手机拍摄)

  
4010-380KV/1755
  
蜻蜓桨
g/A
  
345/1
560/2
660/2.5
750/3
910/4
1060/5
1210/6
1330/7
1410/8
1520/9
电压24.2v


中心板、力臂与电机、桨

力臂电调散热孔

力臂与中心板连接
2组超轻插起落架插片只有9g

组装好的载机

700轴距机架+电调+4系电机=772g,做到这个程度也不容易了

       取消分流板,使用T60电源插座,加上飞控(未装GPS)、接收机,重量840g(未装桨),空机重量在1000g以下控制成功。带6S5000mah电池重1590g。

未完待续......























欢迎继续阅读楼主其他信息

沙发
发表于 2015-5-19 00:01 | 只看该作者
好帖,学习了
来自苹果客户端来自苹果客户端
3
发表于 2015-5-19 00:32 | 只看该作者
不错不错,需求分析-->可惜性分析-->实验方案制作-->测试-->改进......
祝成功
4
发表于 2015-5-19 00:57 | 只看该作者
请问你中心板图纸是那什么软件设计的?
5
发表于 2015-5-19 05:04 | 只看该作者
你又造飞机啊···
6
发表于 2015-5-19 07:46 | 只看该作者
這個要頂.不錯
7
发表于 2015-5-19 08:18 | 只看该作者
坐等楼主更新啊!很看好这个项目,自己现在也在做
8
发表于 2015-5-19 08:35 | 只看该作者
轻量四轴,电池要减重!
来自安卓客户端来自安卓客户端
9
发表于 2015-5-19 08:39 | 只看该作者
很好啊,期待结果
10
发表于 2015-5-19 08:59 | 只看该作者
怎么起落架的减轻孔大小不一?
11
发表于 2015-5-19 10:47 | 只看该作者
期待下文~
12
发表于 2015-5-19 11:09 | 只看该作者
不知道用4110和4010区别大吗?
13
发表于 2015-5-19 11:12 | 只看该作者
我来求教,近期准备开工。采用八个T-Motor TM MN5212 (kv420)无刷电机,1654桨(两叶,三叶备选),6s格氏锂电,问一下大神,这个综合拉力大概在什么区间。
14
发表于 2015-5-19 12:15 | 只看该作者
我是来围观名字的,—— 天蛭,这机器跟蚂蟥有何渊源 ?  


15
发表于 2015-5-19 12:17 | 只看该作者
不错  楼主加油
16
发表于 2015-5-19 12:52 ——“来自手机” | 只看该作者
Himalaya 发表于 2015-5-19 12:15
我是来围观名字的,—— 天蛭,这机器跟蚂蟥有何渊源 ?

天上的蚂蝗
17
 楼主| 发表于 2015-5-19 14:23 | 只看该作者
蓝花浸海 发表于 2015-5-19 00:57
请问你中心板图纸是那什么软件设计的?

最基本、最常用的CAD

18
 楼主| 发表于 2015-5-19 14:24 | 只看该作者
lx88lx88 发表于 2015-5-19 05:04
你又造飞机啊···

折腾不息~

19
 楼主| 发表于 2015-5-19 14:43 | 只看该作者
long0001 发表于 2015-5-19 08:59
怎么起落架的减轻孔大小不一?

碳板废料利用,只是个脚架的骨架

20
发表于 2015-5-19 14:45 | 只看该作者
hsp2008 发表于 2015-5-19 14:25
4系列电机和700轴距,主要是可以上更大的桨~动力冗余也足些

楼主,4110和4010区别大嘛?

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