旋转机

小电课堂无人机减震设计

发布时间:2023/7/26 17:35:59   
白癜风用什么药治疗好 http://m.39.net/pf/a_4473336.html

大家好,我是中科浩电小电,很高兴与大家分享无人机方面的一些小知识。不管你是做课题,做研发还是做着玩,同样适用哦~

今天我们分享的,就是关于无人机的减震设计。

为什么无人机需要减震设计

无人机的震动是哪里来的呢?无人机又为什么需要减震呢?

细心的小伙伴可能已经注意到了,在常见的无人机中,一般都有减震设计,好像没有见过不做减震的无人机,那么无人机的震动是哪里来的呢?其实这个不需要多做解释,无人机的震动当然是来自于高速旋转的电机。

电机带动螺旋桨切割空气,造成气压差形成升力时,螺旋桨转动轴与电机旋转轴不一致时,会产生震动。大家可以想象一下震动马达的设计。

如图所示→

除了电机转动的主因,无人机的4个电机同事转动时会导致共振,加强震动效果,如果机架不够牢靠,震动效果会近一步增加。哦!NO,简直是对加速度计传感器的致命打击。

嗯?加速度计?为什么是对加速度计的致命打击呢?

这是因为加速度的设计原理,是在芯片内部是基于比力结构设计了一个类似一个卡在2个弹簧中间的滑块模型。

当产生左右方向的加速度力时,滑块力的影响开始压缩弹簧,弹簧被压缩的量,即是加速度计的读取值。常见的三轴加速度计,可以理解为有3个这样的弹簧滑块模型去完成这个加速度的读取工作。

那有的朋友一下就能想到了,以现有传感器的精度,岂不是弹簧一直在左右反复横跳?疯狂干扰数值?

是的,所以在有震动干扰的环境中,加速度计的数据会有很大干扰。那么问题来了:自然界中干扰多的去了,这个震动干扰有这么重要吗?听到过很多无人机做减震,那么有没有不做减震的无人机呢?

答案是:还真有!

大家家里有小孩的朋友可以看看自己晚辈的无人机玩具,拆开来看,嗯?里面果然没有做减震,黑心厂家!不过好像无人机飞的也还不错,那到底什么情况下无人机需要做减震,什么情况下无人机不需要做减震呢?

现在我们已经知道了无人机震动的来源,也知道了无人机会影响到的传感器,那么究竟影响有多深,以至于深到无人机完全不能飞行?或者是无人机无人机可以飞行,但是会损失一些特性呢?

答案是:对于高精度,价格昂贵和需求较高的无人机,减震是必须的。对于玩具级别无人机,低成本、低功耗、低功能的属性下,减震模块也作为成本被省略掉了。不过注意哦,只是省略了减震模块,但是减震设计玩具无人机还是包含的。

这里主要讲解一下玩具级别无人机的减震设计。下图展示了常见的玩具级无人机的特性,这样的无人机一般不会很大,并且设计简单,在较短距离内飞行,主要是给孩子们带来快乐。

注意

常见玩具级别无人机设计结构通常非常一体化且非常紧凑;

无人机的桨叶和电机功率不会很大;

无人机重量会很小。

所以,即便是舍去掉减震模块,在一体化机身、小电机、低功率的特性下,无人机加速度计的震动也会不会很大,更不用提无人机算法上还有很多的办法用数学的办法去除震动噪声的干扰。

常见的无人机减震设计

现在我们已经知道了震动来源,也知道了为什么要进行减震,接下来让我们来看看常见的无人机减震设计吧。

1大疆

首先来让我们看看全球无人机巨头大疆的无人机减震设计。

图中为DJI精灵3的无人机减震设计,可以看到是一个黑匣子,黑匣子里面就是DJI的减震设计。

2常见减震球

常见的无人机减震球设计,如图所示。

3中科浩电

E系列F-TPLUS系列F-T

可以看到,小电家的无人机主要是在飞控上做减震,前面也说了,其实主要是影响加速度计的效果而已,那么单独给加速度计做减震也是可以的。所以像DJI那样的大厂,就是只对IMU单元做了减震设计。

以上,就是小电今天为大家带来的无人机减震方面的小分享。下一回,小电将带来不同无人机机架飞起来以后,无人机对加速度计的定量影响和分析,以及具体解决办法。我们,下回见~



转载请注明:http://www.aideyishus.com/lktp/5459.html
------分隔线----------------------------