Презентация - Конструирование и управление беспилотными аппаратами


Конструирование и управление беспилотными аппаратамиКонструирование и управление беспилотными аппаратамиКонструирование и управление беспилотными аппаратамиКонструирование и управление беспилотными аппаратамиКонструирование и управление беспилотными аппаратамиКонструирование и управление беспилотными аппаратамиКонструирование и управление беспилотными аппаратамиКонструирование и управление беспилотными аппаратамиКонструирование и управление беспилотными аппаратамиКонструирование и управление беспилотными аппаратамиКонструирование и управление беспилотными аппаратамиКонструирование и управление беспилотными аппаратамиКонструирование и управление беспилотными аппаратамиКонструирование и управление беспилотными аппаратамиКонструирование и управление беспилотными аппаратамиКонструирование и управление беспилотными аппаратамиКонструирование и управление беспилотными аппаратамиКонструирование и управление беспилотными аппаратамиКонструирование и управление беспилотными аппаратами
На весь экран

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Руководитель: Парфенов Г. Н. ЦДЮТТ ГО Стерлитамак Технопарк «ТЕХНИК» Конструирование и управление беспилотными аппаратами Виды и основные конструктивные элементы БПА

Слайд 2

Беспилотники в последнее время получают все большее распространение. Их начинают применять повсеместно: в воздухе, на воде и на суше. Ученые всего мира возлагать большие надежды на беспилотные устройства и рассчитывают, что в будущем не будет ни одной сферы, где они не будут применяться.

Слайд 3

БПА прежде всего делятся по предназначению: Коммерческие или гражданские. Они предназначены для перевозки грузов, строительства, удобрения полей, научных исследованиях и тому подобное. Потребительские . В большинстве случаев они используются для развлечения, к примеру, для гонок, снятие высотных видео и так далее. Боевые. Они имеют сложную конструкцию, их используют для военных целей.

Слайд 4

Виды беспилотных аппаратов ВОДНЫЕ Это танкеры, подлодки, робо-рыбки и так далее. НАЗЕМНЫЕ Их конструкция создается с учетом наличия многочисленных препятствий и объектов, которые могут оказаться под колесами. Также здесь необходимо учитывать тип грунта. ВОЗДУШНЫЕ БПЛА находят все большее применение, Это многообразные летающие военные роботы, дроны для фото и видеосъемки, развлекательные аппараты, дирижабли

Слайд 5

Конструкция беспилотных летающих аппаратов (БПЛА) Беспилотники с фиксированным крылом . К их преимуществам можно отнести большую дальность и скорость полета. Мультикоптеры . Они могут иметь разное число пропеллеров: от 4-х до 8-ми. Пропеллеры у некоторых моделей могут складываться. Беспилотники вертолетного типа . Конвертопланы. Особенность таких моделей в том, что они взлетают «по вертолетному», а в полете передвигаются подобно самолету, опираясь на крылья. Глайдеры или планеры. Эти устройства могут быть с двигателем или без двигателя. В большинстве случаев их используют для разведывательных операций. Тейлситтеры . БПЛА для смены режима полета поворачивает свою конструкцию в вертикальной плоскости. Экзотические . Эти устройства имеют нетипичную конструкцию, к примеру, аппараты, способные садиться на воду, взлетать с нее и погружаться в нее Привязные беспилотники. Их особенность в том, что энергия поступает к такому дрону по проводу. Миниатюрные. Модульные.

Слайд 6

Недостатки и преимущества основных видов БПЛА Беспилотники с фиксированным крылом. Мультикоптеры. Преимущества Недостатки Преимущества Недостатки Дальность полета Взлетная полоса Мобильность, отсутствие ВПП Меньший радиус действия Высота Постоянная подвижность Стабильность, возможность зависать Большие энергозатраты Скорость Вертикальный взлет

Слайд 7

Двигатели для беспилотных аппаратов Двигатели внутреннего сгорания ДВС Топливо попадает внутрь двигателя, смешивается с воздухом, сгорает и тепловую энергию преобразует в механическую Электродвигатели Механическая энергия двигателя преобразуется из электрической, поступающей от источника электропитания Бензиновые Дизельные Коллекторные Бесколлекторные Вспышка топливной смеси происходит от искры в свече зажигания Вспышка топливной смеси происходит от компрессионного сжатия Электроэнергия для вращения вала передается через устройство щеток и коллетора Вращение двигателя происходит за счет системы постоянных магнитов и системы коммутации

Слайд 8

Сравнение коллекторного и бесколлекторного электродвигателя Коллеторный (щеточный) Бесколлеторный (бесщеточный) преимущество недостаток преимущество недостаток Низкая стоимость Низкий КПД менее 60% Высокий КПД 90-95% Более высокая стоимость Простота подключения Износ щеток и коллетора Отсутствие щеток Для подключения требуется специальное устройство – «регулятор хода» Малые размеры Высокая надежность

Слайд 9

Основные виды аккумуляторов для БПА Аккумуляторная батарея – это источник постоянного тока, который предназначен для накопления и хранения энергии. Имеет возможность многократно заряжаться и разряжаться. Основными характеристиками являются: 1. Рабочее напряжение, измеряется в вольтах (В, V) 2. Напряжение заряда/разряда 3. Емкость, измеряется в амперчасах (миллиамперчасах) A/ч, m A/ч 4. Моментальная токоотдача. По типу аккумуляторы разделяют в зависимости от их химсостава, который влияет на их эксплуатационные свойства. никель-кадмиевые (Ni-Cd) – наиболее старый тип аккумуляторных батареек, отличается необходимостью соблюдения цикла «полный разряд» – «полный заряд» (имеют эффект памяти) и чувствительны к холоду (плохо отдают энергию на морозе), но могут хранится разраженными и отличаются низким саморазрядом, из-за низкой токоотдачи используется в бортовом питании никель-металл-гидридные (Ni-MH) – очень распространенный тип простых и дешевых компактных аккумуляторных батареек, эффект памяти и чувствительность к холоду несколько ниже, чем у никель-кадмиевых аккумуляторов, но их нужно хранить заряженными и у них выше саморазряд, из-за низкой токоотдачи используется в бортовом питании литий-ионные (Li-Ion) – более современный тип аккумуляторов, почти не подвержены эффекту памяти (снижению емкости), что позволяет заряжать их в любое время и необязательно разряжать до конца, чувствительность к холоду есть, но не критична, нужно поддерживать заряд при хранении, бортовое питание литий-полимерные (Li-Pol) – облегченный вариант литий-ионных аккумуляторов, обладающий теми же свойствами, но со значительно меньшим весом и высокой токоотдачей. Основной источник питания БПА В качестве бортового и ходового питания.

Слайд 10

Характеристики Li-Pol аккумулятора .

Слайд 11

Характеристики Li-Po аккумулятора . 1. Напряжение и количество ячеек (S) Li Рo аккумуляторы, используемые в БПА собраны из отдельных ячеек (банок), номинальное рабочее напряжение банки 3,7 В. Для получения более высокого напряжения их соединяют последовательно Обычно, вместо напряжения мы указываем количество банок — «S», из которых состоит аккумулятор. 1S 1 банка 3.7 В 2S 2 банки 7.4 В 3S 3 банки 11.1 В 4S 4 банки 14.8 В 5S 5 банок 18.5 В 6S 6 банок 22.2 В Li Рo разработаны для безопасной работы в диапазоне напряжений от 3 В до 4.2 В. Разряд ниже 3 В может вызвать необратимые изменения, потерю емкости или даже повредить аккумулятор. Перезаряд выше 4.2 В опасен и, как правило, приводит к возгоранию аккумулятора.

Слайд 12

Характеристики Li-Po аккумулятора 2. Емкость литий-полимерного аккумулятора и его размер Емкость измеряется в м А ч (миллиампер в час). «м А ч» по сути означает каким током нужно разряжать аккумулятор, чтобы он разрядился за 1 час. Например, имеется аккумулятор 1300 м А ч, потребуется ток 1,3 А чтобы разрядить его за 1 час. Если ток будет удвоен (т.е. 2,6 А), тогда время разряда сократится вдвое (1,3 / 2,6 0,5). Если разряжать током 39А, то аккумулятор разрядится за 2 минуты (1,3 / 39 1 / 30 часа или 2 минуты). Увеличение емкости аккумулятора позволит увеличить полетное время, но вес и размер аккумулятора тоже увеличится

Слайд 13

Характеристики Li-Po аккумулятора 3. Токоотдача, C-рейтинг У современных Li Po аккумуляторов указываются C-рейтинг. Зная С-рейтинг и емкость аккумулятора можно вычислить безопасный максимальный разрядный ток аккумулятора. Максимальный разрядный ток C-рейтинг Емкость Например: аккумулятор 1300 м А ч 50С будет иметь максимальный разрядный ток 65А Пиковый рейтинг — это ток, который может отдать аккумулятор только кратковременно (ориентировочно 10 секунд).

Слайд 14

Правила заряда Li Po аккумуляторов 1. Для зарядки Li Po аккумуляторов используйте только специализированные зарядные устройства . 2. Не оставляйте без присмотра заряжающийся аккумулятор. 3. Не заряжайте аккумуляторы сразу после использования, дайте им время остыть. 4. Никогда не используйте и не заряжайте поврежденные, вздутые аккумуляторы 5. Правильно выбирайте напряжение и зарядный ток. 6. Используйте для зарядки много баночных аккумуляторов балансировочный разъем. 7. Следите за температурой аккумулятора при заряде и за посторонними запахами. 8. Берите аккумулятор только за корпус, а не за провода. Подключать или отключать к устройству можно только даржась за штекер (разъем)

Слайд 15

Режимы заряда Li Po аккумулятора Заряд с балансировкой (Balance charge). Зарядник оценивает напряжение каждой банки и может заряжать их по отдельности так, чтобы итоговое напряжение было у всех одинаковым. Это рекомендуемый и самый безопасный режим заряда литиевых аккумуляторов. Если мы будем заряжать разбалансированный аккумулятор напрямую, без контроля напряжения каждой банки, то некоторый из них в конце заряда будут иметь напряжение ниже 4,2 В (не полный заряд), но, что еще хуже — другие могут иметь напряжение БОЛЬШЕ 4,2 В. Помните, перезаряд — это очень опасно Быстрый заряд (Direct или Fast Charge) — заряд производится через основные силовые клеммы аккумулятора, зарядное устройство не следит за напряжением на банках. Обычно такой заряд идет быстрее, но в результате можно получить разное напряжение на банках, а итоговый заряд не достигнет 100%. Режим хранения (Storage charge) — зарядник доводит напряжение на каждой банке до напряжения, при котором можно долго хранить аккумулятор, это примерно 3,8-3,85 Вольт на банку. Разряд (Discharge) — полный разряд аккумулятора (обычно зарядники разряжают значительно дольше, чем заряжают).

Слайд 16

Системы и устройства, необходимые для работы БПА 1. Пульт управления (передатчик) – передает систему команд управления от пилота к БПА с помощью радиосигнала на определенной частоте. Основные частоты 27 МГц, 35 МГц, 40 МГц, 2,4 ГГц, 58 ГГц. В зависимости от количества передаваемых команд, делится на количество предаваемых каналов. 2. Приемник – устройство, принимающее радиосигнал от пульта управления. Должен соответствовать частотному диапазону передатчика. Распределяет систему команд по механизмам управления и движения БПА. 3. Двигатель – преобразует электроэнергию во вращательное движение винта, колес и т.д. 4. Контроллер «регулятор хода» – обеспечивает плавное изменение вращения тягового двигателя и выполняет функцию стабилизации напряжения. 5. Сервоприводы – преобразуют электроэнергию от радиосигнала в механическую, для движения систем управления. 6. GPS датчик – определяет положение БПА в единой системе навигации. 7. Телеметрия – визуально показывает пилоты полетные характеристики: высоту, скорость, азимут и направление, напряжение бортового аккумулятора и аккумулятора передатчика. 8. Силовой или бортовой аккумулятор

Слайд 17

Системы и устройства, необходимые для работы БПА Пульт управления Приемник Двигатель Контроллер «регулятор хода» Сервопривод GPS датчик Телеметрия Аккумулятор

Слайд 18

Слайд 19