Разработка грузового квадрокоптера

Тема начинается отсюда: https://quad-copter.ru/forum/thread5113-1.html

Вопросы с ВК, дальнейшее обсуждение будет происходить в этой теме

Дмитрий Шведов ответил Константину
Константин, спасибо за развернутый комментарий. Но дела обстоят таким образом, что не в деньгах проблема, а в людских ресурсах. Гранта никакого ждать не нужно, это частная разработка, вся работа будет оплачиваться по ходу, без ТЗ работать - себе дороже, в результате получишь не то что требовалось, а без требований и разговаривать будет не о чем. Готовы предоставить мастерскую и все необходимые для работы материалы и инструменты. Мы настроены на результат.
Вопросы следующие:
1. Грузоподъемность. Сейчас нам бы хотелось грузоподъемность не менее 3 кг и при этом чтобы аппарат мог находится в воздухе 40 минут. Реально? С какой скоростью сможет передвигаться с грузом?
2. Погодные условия. Какие ограничения накладывает всепогодность? Только больший вес аппарата? Какие ограничения по ветру и дождю будут в любом случае?
3. Автономное управление. Есть ли ПО для составления полетных заданий? В каком оно виде?
4. Препятствия в полете - столбы, провода, дома. С учетом требования по автономному управлению это важный фактор. Решается датчиками (дополнительный вес и энергопотребление?) или заранее составлением 3д карты местности?
5. Автоматическая замена батарей и подзарядка на месте стоянки. Есть примеры реализации?
6. На форуме тоже вы ответили?) Скопирую потом туда нашу переписку здесь.

1. современные квадрокоптеры таскают по 60-80 кг.
Подобный мультикоптер вполне может с 3 кг летать 40 минут.
Если нет жесткого ограничения на использование электричества, то можно пойти по пути военных - использование бензогенератора для подзарядки ходового аккумулятора, который питает моторы.

Скорость в первую очередь зависит от габаритов, аэродинамичности. 40-60 км/ч вполне реальная "крейсерская скорость", до 90 км/ч обычно разгоняют мелкие дроны или кратковременно большие, слишком нелинейно растет ветровая нагрузка и расход.

2. Всепогодность - это проблема. Просто сделать герметичную электронику не сложно. Но вот с порывами ветра - до 6 м/с проблем нет, выше 8 м/с большой шанс получить опрокидывание и краш.
Полеты в дождь - проблема со спутниками, проблема с управлением за счет поглощения водой основного диапазона 2.4 ГГц. Молнии вносят разлад в электронику. От наводок можно защититься экранированием, но вот с каналом управления будут проблемы.
Нужно делать дублирование, из имеющихся контроллеров нормальное дублирование у DJI Matrice, Inspire 2 дублирован частично и полностью закрыт от доработок. На Matrice можно вешать свое доп оборудование, но ПО контроллера закрыто.

В любом случае полеты в непогоду около зданий или посадки на улицу отменяются. При порывах 8-10 м/с дрон весьма сильно кренится противостоя порывам, его может бросить на метр-полтора в любую сторону.

3. Есть готовые решения на открытом ПО - полет по точкам. Ставятся точки на карте, дрон автономно облетает. Это базовая функция уже лет 5. Можно менять задание в полете.

4. Решается датчиками и дополнительными камерами. Реально работает на DJI. Свободного ПО с такой функцией не встречал.
Провода не отслеживаются. Столбы - вполне.

5. В бытовых дронах это не актуально, но сделать базовую станцию дозарядки или смены аккумулятора проблем нет. Это и бытовые пылесосы умеют, а смена аккумулятора легко реализуется любым рукастым самодельщиком.

Ключевые слова для поиска - автоматизированные линии, промышленный робот, поточная линия.Добавлено спустя 10 минутПо сути вам стоит разбить задачу на 2 части.
1. железо дрона
2. ПО дрона

Один человек 2 темы не вытянет. Так что стоит решить с чего начать - отрабатывать ПО на готовых тестовых квадриках или делать "почтовый" дрон в железе, а потом дорабатывать к нему программное обеспечение.
Если взяться сразу за оба дела - то будет много накладок и "костылей" которые придется переделать.

Под ПО лучше собирать команду, особенно если хотите сделать дрон с распознаванием препятствий.
Рекомендую глянуть статью с соревнования автономных летающих роботов - https://habrahabr.ru/company/croc/blog/192704/

Меня зовут виталий из санкт-петербурга. столкнулся с такой же проблемой. мне требуется квадрокоптер с ПО на совместную работу 5-10 аппаратов в "стае" .
на ткнулся на такую статью https://rb.ru/report/47788/. Но там все как бы российиские компании в США сидят. Боюсь им даже тех задание высылать. Без штанов оставят. если есть идеи или компании.или помощь в Питере .звоните.8-967-560-86-00

viktor, ну а что вы хотите? Если российская компания становится хоть чуть чуть успешной, то ее тут же "отжимают" для кормления "нужных людей". Поэтому у нас только филиалы. Те же майл.ру, яндекс, касперский - это совсем не российские компании
Что уж говорить о небольших разработчиках и мелких компаниях в ИТ секторе?

По разработке "полетов стаи" - нужен коллектив, в одиночку чел потратит слишком много времени.

это все понятно . но проблема от этого не решаеться

Приветствую! Помогите мне пожалуйста с покупкой авиа электро двигателя на 20-25 кВт, где такой можно купить?
Еще ищу акумулятор на 20 000 мили ампер.
вообщем меня интересует разработка огромного квадрокоптера)
вот моя почта кто имел дело с подобными конструкциями напишите мне.

Аккумулятор Multistar High Capacity 20000mAh 6S

А двигатель - придется самому делать, тк 25 кВт - это около 34 лошадиных сил, такие движки ставят на настоящие самолеты, для авиамоделей слишком большой размер

Добрый вечер Константин.


Меня интересует такой коптер - сборка, которая сможет поднять человека на высоту 50-100 метров.
Мне надо подобрать под него электро движки и батареии.
Допустим 4 движка по 20 квт и 4 батареи по 20тыс мп.
Как думаете этого будет достаточно? Или чего будет достаточно...?
Вес человека к примеру 70 кг а длительность полета 20 минут.

Каким образом вы видите этого типа свою сборку?

Ну во первых надо начинать с того, что движков надо не менее 8.
А лучше раму от октокоптера (8 лучей), а движков 16.
Это даст возможность коптеру сесть, если у него навернется один из двигателей.
При 16 движках, даже если 2 движка/регулятора сдохнет - то можно будет приземлить пилота.
Грузоподъемность надо закладывать в 2 раза больше, чем планируется вес пилота + вес квадрокоптера, то есть около 180 кг.

А вот теперь можно прикидывать двигатели и пропеллеры, заказать пару штук, протестировать тягу на режимах.
От них и танцевать.
Помните - моторы реально работают на 1/2 мощности, остальное им нужно для того, что бы совершать маневры.
Если тяга двигателей окажется в пределах расчетной, то проектировать раму.

Рама - карбоновые трубки и карбоновые пластины. Тут сопромат в руки и считать нагрузку лучей на изгиб и напряжения на излом на раме. Вроде содидворкс это умеет, но не пробовал.
Если сами не умеете - отдать проект рамы (технический рисунок квадрокоптера с пометками размеров лучей, моторов и тд) на фриленс, студенты могут посчитать недорого.

Имея расчеты можно определится с толщиной карбоновых трубок и пластин для изготовления.
Теперь или отдаем на резку фрезером или чертим на карбоновых пластинах и режем дремелем, долго, пыльно и грязно.

Все соединения - фрезерованный алюминий, пластик просто может не выдержать эксплуатации и сломаться.

Себестоимость проекта прикидываю в 300-500 тр. Дорого, но более менее безопасно.

Пример такого дрона

Обратите внимание - 16 моторов и 16 аккумуляторов!

Благодарю за ваш ответ. Отчасти, в силу своего не знания в этой области и тех наук что с этим связано, я понял лишь 50-30% от вами сказанного).
Видео мне очень понравилось!)) Как думаете, какие движки стоят на этом красивийшим аппарате?


И какие э.двигатели на квадракоптеры с максимальным кВт вы знаете?

Про движки не подскажу. Не интересовался. По поводу мощности (не путать с указанным на двигателях kv - это оборотов на вольт в минуту), то ее часто можно повысить перемотав купленные движки более толстым проводом.
По поводу мощных моторов - http://www.parkflyer.ru/29314/ru/product/464032/
Но на квадрокоптер надо немного другие - более плоские многополюсные, то есть ширина двигателя значительно больше его высоты.
Предполагаю, что на видео выше используются моторы по спецзаказу. В изготовлении моторов ничего сложного нет. Лет 8 назад знал человека который жил именно изготовлением БК моторов с отличными характеристиками. Сейчас это уже не выгодно, так как можно заказать у китайцев по гораздо более низкой цене.

Про изготовление и переделку БК двигателей в интернете есть много статей, смысла их пересказывать не вижу.

Вот еще интересное видео, гексакоптер из ванной

Сделано как раз не на квадрокоптерных двигателях и без резерва по моторам и мощности.
Летает, но... я бы не рискнул в таком летать или отправлять кого то в полет. Чревато...