Drone multirotor: travail, composants, types, différences et ses applications

À l'heure actuelle, drones sont devenus très populaires dans de nombreux domaines comme la cartographie, la course, la logistique, les enquêtes et bien d'autres. Il s'agit d'un véhicule aérien sans pilote ou d'un système d'avions sans pilote, qui est un robot volant qui peut voler de manière autonome ou contrôlée à distance. Ainsi, ces drones sont intégrés avec un vol contrôlé par logiciel qui fonctionne en combinaison avec un système de positionnement global et capteurs. Il existe différents types de drones disponibles sur le marché avec différentes tailles et utilisés à différentes fins comme le multi-rotor, un seul rotor, le câblage fixe et le VTOL hybride à voilure fixe. Cependant, les drones multi-rotors jouent un rôle clé en raison de leur utilisation généralisée. Cet article élabore sur un drone multirotor , leur travail et leurs applications.

Qu'est-ce qu'un drone de rotor?

Un drone multi-rotor est un véhicule aérien sans pilote ou un multi-coprices qui utilise divers rotors avec des lames tournantes à pitt fixe pour produire de l'ascenseur et de la propulsion en permettant des capacités verticales de décollage, de plané et d'atterrissage. Ainsi, l'angle du rotor peut être fixe et non modifiable, similaire à un hélicoptère. En modifiant la vitesse relative entre les différents rotors, la force de couple de propulsion peut être modifiée pour contrôler la trajectoire de l'avion.

Le multi-rotor est assez simple et constant, et l'apparence de l'avion multi-rotor est beaucoup plus petite par rapport à l'avion. Ainsi, il convient à l'utilisation des loisirs et au travail de l'industrie. Ainsi, le fonctionnement du drone multi-rotor est simple et peut décoller verticalement, à l'exclusion d'une piste. Ainsi, sa fiabilité dépend principalement des moteurs sans balais, donc, il a une fiabilité plus élevée.

Simultanément, les drones multi-rotors ont été largement utilisés dans de nombreux champs agricoles et industriels avec un fonctionnement simple et une forte stabilité. Ainsi, ces drones sont caractérisés par les deux rotors ci-dessus, y compris des configurations standard comme le tricopter (trois), le quadcopter (quatre), l'hexacopter (six) ou les rotors d'octocopter (huit).

Travail de drone multirotor

Les drones multi-rotors fonctionnent en utilisant plusieurs rotors, normalement 4, 6 ou 8, pour produire un vol d'ascenseur et de contrôle en modifiant la vitesse des rotors individuels en permettant des manœuvres comme ascendantes, planées, tournées et descendant.

Chaque rotor tourne pour pousser l'air vers le bas, faisant une force de réaction ascendante qui soulève le drone. En ajustant uniformément la vitesse du rotor, le drone peut monter autrement. Chaque fois que la poussée combinée du rotor équilibre le poids du drone, il peut flotter.

En faisant tourner les rotors arrière plus rapidement par rapport aux rotors avant, les tangages du drone à venir et vice versa. Ainsi, en faisant tourner les rotors d'un côté plus rapidement par rapport à l'autre, le drone roule dans cette direction. En faisant tourner les rotors opposés en diagonale plus rapidement que les autres, ce drone tourne dans cette direction.

Ainsi, les rotors rotatifs génèrent un couple, qui est contrecarré dans les drones multi-rotors en faisant tourner dans le sens des aiguilles d'une montre et d'autres qui tournent dans le sens antihoraire, ce qui annule tout le couple. Les drones utilisent des capteurs, des systèmes de positionnement informatisés et des gyroscopes pour maintenir la constance et trouver leur chemin dans l'air en permettant des manœuvres précises.

Types de drones multirotors

Les drones multi-rotors sont disponibles en différents types et utilisés dans différentes applications avec des variations de performance de l'agilité, du temps de vol, de la capacité de charge utile et de la stabilité.

Triotor

Le drone Trimotor est fabriqué avec trois rotors pour générer de la flottabilité, utilisé pour le mouvement et le contrôle. Ainsi, la distance du bras est généralement de 120 degrés et est normalement en forme de Y en même temps sous une forme t pour parfois. Les avantages de ce type de drone sont à faible coût, à la flexibilité et à sa taille de lumière car il ne nécessite que trois rotors, ce qui est une configuration assez à faible coût. Simultanément, il peut également avoir une puissance de levage faible en raison du nombre de moteurs.

Quadrotor

C'est le type de COPTER le plus populaire et le plus commun disponible dans les formulaires X et H. Ainsi, quatre moteurs sont placés sur un cadre symétrique, et chaque bras est généralement séparé de 90 degrés dans la configuration X4. Deux moteurs tournent dans le sens des aiguilles d'une montre, tandis que les deux autres tournent dans le sens inverse dans le sens des aiguilles d'une montre pour produire des forces opposées à rester équilibrées. Ainsi, il réalise une performance idéale pour la stabilité, le temps de vol et le prix.

Hexacoptère

L'hexacoptère est placé sur un cadre symétrique, et chaque bras est généralement de 60 degrés. L'hexadécoptère comprend plus de moteurs que le quadrotor pour améliorer la stabilité et la puissance. Ce drone peut également améliorer le temps d'intervalle de redondance élevé afin que même si le moteur d'un drone échoue tout au long du vol, il peut fonctionner correctement dans l'air et la terre en toute sécurité. Mais, moteurs aura plus de consommation d'énergie, ainsi, le temps de vol sera réduit. Ainsi, il peut également être similaire à un quad-copter où trois moteurs tournent dans le sens des aiguilles d'une montre et les trois autres tournent CCW pour produire des forces inversées pour maintenir l'équilibre.

Octocoptère

Le drone octocoptère comprend normalement huit rotors avec une forte stabilité et une puissance. Il faut une plus grande charge utile avec un vent plus fort résistance . Ce drone ressemble à un quadrotor et hexadécoptères mis à niveau. Celles-ci sont fréquemment utilisées à des fins professionnelles ou cinématographiques et peuvent être placées avec des objectifs et des caméras plus lourds. Sa consommation d'énergie est rapide et la taille du cadre du drone est grande en raison de l'augmentation du nombre de moteurs.

Drone multi-rotor coaxial

Il s'agit d'un type spécial de drone multi-rotor connu sous le nom de drone x8 coaxial, qui utilise huit moteurs disposés sur quatre bras. Il peut être amélioré avec plus de puissance et moins d'espace. Il comprend un ensemble de rotors situés sur des axes concentriques avec un axe de rotation similaire mais en rotation dans les directions inverses. Notre produit MX860 adopte le cadre de drone x8 coaxial qui reflète les petites caractéristiques de charge utile en taille et grande.

Composants de drones multirotor

Un drone multi-rotor est fabriqué avec différent composants, qui comprennent les moteurs, les cadres, les hélices, les contrôleurs de vitesse électroniques, les contrôleurs de vol, la batterie et le système de télécommande, qui sont discutés ci-dessous.

Cadre

Le cadre du drone fonctionne comme une colonne vertébrale, qui fournit des points de montage principalement pour tous les autres composants. Il est particulièrement fabriqué avec des matériaux à haute résistance et légers comme l'alliage d'aluminium ou la fibre de carbone. Sa conception influence le poids global, la stabilité et la taille du drone.

Moteurs

Les moteurs de ce drone aident à tourner les hélices en fournissant de la puissance et de la génération de levage et de la poussée. Ces drones utilisent normalement Moteurs BLDC (DC sans balais) pour la fiabilité et l'efficacité. Le type et le nombre de moteurs dépendent principalement de la configuration du drone, comme hexacopter ou quadcopter.

Hélice

Les hélices sont connectées aux moteurs du drone pour produire de l'ascenseur et de la poussée en laissant le drone voler. Ainsi, la forme et la taille des hélices influencent principalement la vitesse, le lifting et la maniabilité du drone. Les matériaux de l'hélice sont la fibre de carbone, le plastique ou d'autres composites, principalement en fonction de l'utilisation prévue du drone.

Contrôleur de vol

Le contrôleur de vol fonctionne comme le cerveau du drone multi-rotor, qui traite les informations des capteurs pour contrôler le moteur. Ainsi, il est responsable de la stabilisation du drone multi-rotor dans le vol pour maintenir l'altitude pour exécuter des commandes de la télécommande. Ces contrôleurs incluent normalement différents types de capteurs comme les accéléromètres, les modules GPS, les gyroscopes, etc.

Contrôleurs de vitesse électroniques

Les contrôleurs de vitesse électroniques modifient la direction et la vitesse des moteurs en assurant un contrôle précis des mouvements du drone. Chaque moteur comprend normalement son propre contrôle de vitesse électronique, sinon un ESC multicanal peut contrôler plusieurs moteurs en même temps.

Batterie

La batterie du drone alimente tous les composants comme les moteurs, les capteurs, le contrôleur de vol, etc. Ainsi, la capacité de la batterie décide du temps de vol d'un drone, et divers types de batteries fournissent des caractéristiques d'action variables.

Système de télécommande

Le système de télécommande permet à l'opérateur d'envoyer des instructions au drone en contrôlant son chemin de vol, sa vitesse et son altitude. La télécommande comprend généralement un émetteur et un récepteur, qui communiquent sans fil avec le drone.

Quelques autres composants

Certains autres composants d'un drone multi-rotor comprennent le train d'atterrissage, un cardan, une caméra ou des capteurs, des hélices, un GPS antenne , etc.

• Le train d'atterrissage fournit un soutien stable pour le décollage et l'atterrissage des drones.
• Un cardan est un système de stabilisation mécanique qui contient une caméra ou différents capteurs qui leur permet de rester au niveau malgré le mouvement du drone.
• Des caméras ou des capteurs sont utilisés pour capturer des vidéos, des données ou des images.
• L'antenne GPS de ce drone est utilisée pour un positionnement et une navigation précis.

Aile fixe vs drone multirotor

La différence entre les drones multirotors à voilure fixe vs est discutée ci-dessous.

Échec du drone multirotor

La défaillance du drone multirotor peut être causée par différentes sources telles que le dommage à l'hélice, la défaillance du moteur et les problèmes du système de contrôle.

• Une défaillance de l'hélice peut fréquemment survenue en raison d'atterrissages ou de collisions bruts; Ainsi, il peut causer un préjudice de la lame, un effet de stabilité et un contrôle.
• La défaillance du moteur peut être remarquée avec certaines méthodes comme les capteurs piézoélectriques, aidant à reconnaître et à réduire l'effet de ces pannes.
• La défaillance du système de contrôle peut entraîner un vol déséquilibré, mettant en évidence l'exigence de forts systèmes tolérants aux pannes.

Autres facteurs

Les autres facteurs des drones multirotors incluent principalement les éléments suivants.

• Des conditions environnementales comme la pluie, les conditions météorologiques et le vent élevé peuvent également la principale raison des défaillances des drones.
• Les erreurs de l'opérateur comme la manipulation inappropriée et la recherche de direction peuvent également conduire à une catastrophe.

Échecs de drones adressés

• L'exécution des systèmes de détection de défauts en temps réel, telles que celles utilisant des algorithmes de données et d'apprentissage automatique IMU, est fondamentale pour un avertissement prématuré.
• Le développement des systèmes de contrôle peut rembourser les pannes motrices ou autres défauts différents, ce qui permet un atterrissage sécurisé, autrement des manœuvres d'urgence.
• L'utilisation de composants redondants comme les contrôleurs de vol ou plusieurs moteurs peut améliorer la sécurité et la fiabilité.
• L'entretien régulier et l'inspection des composants du drone sont nécessaires pour éviter les échecs.

Avantages et inconvénients

Le Avantages des drones multi-rotors inclure ce qui suit.

• Les drones multi-rotors se démarquent dans des espaces restreints avec un mouvement et un contrôle précis, même dans des conditions venteuses.
• Sa conception et sa technologie de vol aidés raccourcissent le fonctionnement.
• Ceux-ci peuvent décoller verticalement et atterrir en éliminant l'exigence d'un équipement de lancement spécialisé et des pistes.
• Ces drones peuvent planer en place, voler dans plusieurs directions et effectuer des manœuvres aériennes complexes.
• Ces drones sont plus abordables par rapport aux drones à voilure fixe.
• De nombreux drones multirotors sont portables et compacts.
• Ceux-ci peuvent avoir des capteurs et des équipements spécialisés.
• Ils sont applicables dans différents domaines.
• Les plusieurs rotors de ce drone offrent une redondance en permettant au drone de continuer à voler même si un minimum d'un moteur échoue.

Le Inconvénients des drones multi-rotors inclure ce qui suit.

• Les drones multi-rotors ont une vitesse et une endurance limitées, ce qui les rend inappropriées pour une surveillance à long terme, une cartographie aérienne à grande échelle, des inspections à longue distance, etc.
• Ils sont très inefficaces et ont besoin de beaucoup d'énergie pour lutter contre la gravité et les maintenir dans l'air.
• Ceux-ci sont limités à environ 20 à 30 minutes avec la technologie de batterie actuelle tout en transportant une charge utile de caméra légère.
• Les drones multirotors ont des vitesses et une portée plus faibles et un temps de vol limité par rapport à d'autres types de drones.
• Ceux-ci sont sensibles au vent, ce qui a un impact sur leur aptitude aux missions à longue distance ou à grande échelle.

Applications de drones multirotor

Le Applications de drones multi-rotors inclure ce qui suit.

• Les drones multi-rotors capturent des images et des vidéos de haute qualité d'un point de vue aérien exclusif.
• Ils surveillent et suivent les mouvements et les zones pour fournir des données visuelles en temps réel à des fins de sécurité.
• Ceux-ci sont équipés de différents capteurs qui capturent des informations géospatiales détaillées pour les modèles, créant des cartes et conduisant des enquêtes topographiques dans divers domaines.
• Ils peuvent accéder aux zones difficiles d'accès en permettant des inspections des lignes électriques, des ponts et des infrastructures pour réduire les coûts et les risques.
• Ils peuvent être utilisés pour des tâches comme la pulvérisation des pesticides et des engrais, l'arpentage des terres dans les champs agricoles et la surveillance des cultures,
• Ces drones sont utiles pour évaluer les zones sinistrées ou la localisation des personnes disparues.
• Les chercheurs l'utilisent à diverses fins scientifiques comme les enquêtes géologiques, la recherche biologique et les études atmosphériques.

Ainsi, c'est un aperçu de drones multi-rotors, leur travail et leurs applications. Ainsi, les exemples de drones multi-rotors sont: les tri-coptres utilisent trois rotors; Les quad-copiants utilisent quatre rotors, les coproprières hexa utilisent six rotors et Octo-Copters utilise huit rotors. Parmi eux, les drones quadcopter sont un type de drone très populaire. Ainsi, voici une question pour vous: qu'est-ce qu'un drone?