Квадрокоптер (від англ. Quadcopter) – це літальний апарат з чотирма гвинтами. Серед усіх мультикоптерів найбільшу популярність користується саме цей вид безпілотних літальних апаратів. Вони досить маленькі та відрізняються високою маневреністю. Квадрокоптери знайшли свою популярність серед любителів натурних зйомок, дослідників та підприємців.
Завдяки простоті конструювання квадрокоптери часто використовуються в аматорському моделюванні. У компанії KLONA ви можете замовити створення 3D-моделі квадрокоптера, що гарантуватиме точність та якість всіх елементів. Сучасні технології дозволяють нам роздрукувати деталі для квадрокоптера на 3D-принтері, після чого ви зможете вручну зібрати свою унікальну модель. Крім того, виробництво квадрокоптерів – бізнес-ідея, якою ще мало хто займається в Україні.
Компанія KLONA спеціалізується на промисловому дизайнітаких складних апаратів, як квадрокоптери. Зв’яжіться з нами для обговорення дизайну для вашого виробу.
Влаштування квадрокоптера
Розглянемо докладно особливості пристрою та промислового дизайну квадрокоптерів.
Конструкція
Квадрокоптери відрізняються за своїми конструкційними рішеннями залежно від розташування несучого гвинта. На малюнку представлені найпопулярніші з них. Стрілка позначена перед квадрокоптера – саме в цьому напрямку летить пристрій, а не туди, куди дивиться пілот. Два гвинти обертаються за годинниковою стрілкою та ще два – проти.
Принципи польоту
При польоті орієнтація квадрокоптера у просторі визначається кутами крену, нишпорення та тангажу, які відповідають трьом кутам Ейлера. Необхідний напрямок польоту досягається саме за зміни цих кутів під час управління. Крім того, є ще газ квадрокоптера, який розраховується як середнє арифметичне швидкостей обертання всіх гвинтів. Газ визначає висоту підняття квадрокоптера і вимірюється у відсотках – що більше відсоток, то з більшою швидкістю апарат прямує вгору.
Політ здійснюється завдяки керуванню цими чотирма параметрами за допомогою пульта керування. Моделювання квадрокоптера – складне інженерне завдання, адже необхідно дотриматися балансу між масою апарату, потужністю двигунів, центром тяжіння та іншими факторами. Ви завжди можете довірити розробку квадрокоптерів промисловим дизайнерам KLONA. Ми маємо досвід у вирішенні складних технічних завдань, і ми відповідально підходимо до кожного замовлення.
Стабілізація квадрокоптера під час зйомки
У квадрокоптера існує ще один газ – висіння. При цьому квадрокоптер не втрачає висоту і може бути в режимі стабілізації. Апарат зберігає своє становище та не піддається впливу зовнішніх факторів. Цей режим необхідний для зйомки високоякісних кадрів із тривалою витримкою. Стабілізація можлива завдяки вбудованому GPS-датчику. Крім того, окремо випускаються стабілізаційні підвіси із камерами, які забезпечують стабільність кадру у разі різких маневрів. Нормальна стабілізація неможлива, якщо пошкоджено один із двигунів.
Замовляючи 3D-моделювання квадрокоптера в компанії KLONA, ви можете бути впевнені у високій точності отриманої моделі.
Обладнання
Залежно від конфігурації квадрокоптера він може бути обладнаний різними датчиками, які регулюють положення апарату в повітрі, а також дозволяють здійснювати необхідні операції. Гіроскопі акселерометр є обов’язковими пристроями на борту квадрокоптера. Перший відповідає за вимір кутової швидкості, а другий – за вимір прискорення. Квадрокоптер також необхідні регулятори швидкості для управління сигналом від контролера.
Квадрокоптер може бути обладнаний спеціальними приладами для вимірювання метеопоказників(барометр, анемометр, термометр) і навіть екологічної ситуації (газоаналізаторами та ін.). Це дозволяє перетворити його на маленьку метеостанцію або станцію екологічного моніторингу.
Деякі моделі мають вбудовану камеру, якість якої залежить від виробника. Зазвичай камеру користувачі вибирають окремо і самостійно встановлюють на квадрокоптер. Сучасні квадрокоптери використовують літій-полімерні акумулятори як джерело енергії. Це дозволяє їм працювати безперервно до 30 хвилин.
Габаритні розміри дронів
Середня маса квадрокоптера коливається від одного до чотирьох кілограмів. При цьому вони можуть транспортувати вантаж до кількох кілограмів – професійні камери або невеликі посилки.
Зустрічаються крихітні моделі, які легко вміщуються на долоні. Їхня довжина не перевищує 20 сантиметрів івиробництво таких квадрокоптерів суттєво дешевше, ніж виготовлення великогабаритних апаратів. Вони зручні для домашнього використання та перетворюються на безпечну іграшку для дітей. Однак такі моделі складніші в управлінні, ніж стандартні, тому не рекомендується їх купувати для першого користування.
Моделювання та візуалізація приладу від KLONA допоможуть вам оцінити його функціональність ще до запуску виробництва.
Квадрокоптер Cheerson CX-10 розміром всього з сірниковою коробкою, але при цьому він зберіг всі функції стандартних квадрокоптерів. Він впевнено тримається у повітрі та легко виконує складні трюки. Незважаючи на зовсім крихітний розмір, квадрокоптер здатний підняти із собою невелику екшн-камеру.
Квадрокоптери середніх розмірів від 20 до 50 сантиметрів можуть підняти професійну камеру для якісної аерозйомки. Крім того, умілий тюнінг квадрокоптера здатний значно підвищити його характеристики – знизити вагу за рахунок зміни акумулятора, посилення сигналу, збільшення дальності польоту та ін.
Послуга3 D друку квадрокоптерівта їх деталей від компанії KLONA допомагає користувачам удосконалити недорогі безпілотні апарати до рівня професійних пристроїв.
Довжина великогабаритних квадрокоптерівперевищує 50 сантиметрів і відрізняються особливою міцністю. Вони здатні утримувати рівновагу в будь-яких несприятливих умовах, витримують падіння та лобові зіткнення. Такі квадрокоптери використовуються для доставки вантажів на далекі відстані для зйомок віддалених об’єктів (наприклад, виверження вулкана). Зазвичай вони мають потужну батарею, що збільшує час польоту, а також радіус їхнього радіосигналу становить кілька кілометрів. Здійснювати польоти з такими квадрокоптерами в приміщенні не рекомендується, оскільки це може бути небезпечним для людей. Тому їх застосовують лише на вулиці.
Квадрокоптер SteadiDrone Q4D-X має вантажопідйомність близько 8 кілограмів, а час його польоту становить 60 хвилин.
Гучність квадрокоптера
Шум від квадрокоптера безпосередньо залежить від розмірів гвинтів, а також від матеріалів, з яких вони виготовлені. Якщо використовувати квадрокоптер на вулиці, цей недолік стає практично непомітним, особливо при здійсненні віртуальних польотів. Сьогодні існують спеціальні шумоподавні пристрої для квадрокоптерів. До того ж завжди можна використовувати беруші або спеціальні захисні навушники.
Технологічні новинки у пристрої квадрокоптерів
Народжений літати навчився повзати
Питання про можливості приземлення та закріплення квадрокоптерів на нерівних вертикальних поверхнях все ще не до кінця вирішено. Однак у березні 2016 року студенти Стенфордського університету представили SCAMP – літаючий робот, що приземлюється і карабкающийся робот. SCAMP є ще одним роботом, автори якого надихалися природою, – принцип його роботи запозичений від гекона.
Робот оснащений «хвістом», за допомогою якого відбувається м’який дотик зі стіною, і маленькими «лапками», схожими на лапки гекона. Вони дозволяють роботу закріпитися на поверхні. Після закріплення робот може пересуватися по стіні. Інтеграція даної системи робота із сучасними квадракоптерами дозволить вести зйомку під будь-яким кутом на будь-якій поверхні. До того ж, перебуваючи у закріпленому положенні, квадрокоптер споживатиме менше енергії.
Функція «повернення додому»
Сучасні моделі квадрокоптерів мають режим Return to Launch, який повертає пристрій на задане положення.
Водний квадрокоптер
Parrot Hydrofoil Drone складається з дрону та човна Airborne. Він може робити знімки на воді та легко керується за допомогою програми для смартфона.
First Person View
Останні версії професійних квадрокоптерів дозволяють інтегрувати їх з відеоокулярами і транслювати зображення в реальному часі від першої особи.
Ідеї для розробки квадрокоптерів
Ми зібрали найголовніші ідеї для розробки квадрокоптерів від тенденцій дизайну до найпопулярніших матеріалів для виробництва.
Бажаєте розробити корпус для квадрокоптера? Компанія KLONA займається виробництвом пластикових корпусів для складного обладнання. Зробіть замовлення телефоном і ми оперативно приступимо до розробки вашого корпусу!
Тенденції дизайну сучасних квадрокоптерів
Сучасні квадрокоптери, незважаючи на їх різні конфігурації та форми, відрізняються елегантним, трохи футуристичним дизайном і схожі на космічні кораблі. Як і серед інших галузей промислового дизайну, тут домінує мінімалізм.
Walkera–QR–X350-PRO
Крім того, популярним напрямком є інсекто- або зооморфізм, коли пристрій за своїм зовнішнім виглядом нагадує жука або рептилію. Іноді це впливає і на технічні рішення, як у випадку з роботом, який зможе повзати по стінах, про які ми написали вище.
DJI Inspire
Більшість з них мають обтічну форму для зменшення опору. Безперечно, найбільш популярним кольором є білий. Серед бюджетних моделей також часто можна помітити поєднання кислотних кольорів із чорним.
Конструкція рами
Найпопулярнішою рамою для виготовлення квадрокоптерів є така, де гвинти розташовані за принципом літери «Х». Це забезпечує найкращу експозицію камери між гвинтами. Як правило, чим більший діаметр гвинтів, тим вища ефективність. Саме рама формату “Х” дозволяє встановлювати гвинти максимально допустимого діаметра.
Захисна рама: тюнінг квадрокоптера
Елемент, який надає надійності конструкції, водночас є елементом дизайну – захисна рама для гвинтів. З нею можна не боятися швидкого пошкодження гвинтів під час зіткнення або падіння.
Квадрокоптери UDI U818A і Parrot AR.Drone 2.0
Виготовлення квадрокоптера: використовувані матеріали
Корпус квадрокоптерів роблять з легких матеріалів, що дозволяє апарату безперешкодно зніматися в повітря. Квадрокоптери професійного рівня роблять із скловолокна та/або вуглепластику. Ці матеріали стали популярними завдяки їх довговічності, легкості та простоті промислового виробництва.
Вуглепластик не такий міцний і легкий, як скловолокно, але більш гнучкий і деталі з нього легко виробляти і з’єднувати. Скловолокно відрізняється високою жорсткістю, але і більшою крихкістю, легше руйнується при ударі. Доцільно змішувати матеріали та робити раму з вуглепластику, а зі скловолокна – центральні та моторні монтажні пластини. Таким чином, вуглепластик захищатиме внутрішній пристрій квадрокоптера від ударів, і начинка не постраждає.
Складання квадрокоптера: технології виробництва
Багато квадрокоптерів роблять за допомогою лиття пластику під тиском. Сучасні корпуси найчастіше виготовляють монолітом із пластику (наприклад, Kydex). Вони відрізняються підвищеною міцністю при виготовленні квадрокоптерів маленьких розмірів та водонепроникністю. Поєднують необхідні деталі за допомогою алюмінієвих труб. Труби з квадратним перетином є на даний момент найпоширенішими, але вони занадто часто гнуться та ломаються.
В компанії KLONA ви можете замовити послугу лиття під тиском пластику для виробництва вашого квадрокоптера в Україні! Ми надаємогарантію на весь час співпраці.
Розглянемо докладніше сучасний промисловий дизайн квадрокоптерів на прикладі одного з найпопулярніших квадрокоптерів – Phantom.
Phantom – лідер ринку квадрокоптерів
на сьогоднішній день Phantom 3 є найпопулярнішою моделлю квадрокоптерів та представлений у різних модифікаціях. 1 березня компанія DJI (світовий лідер ринку квадрокоптерів) презентувала свій флагман Phantom 4. Як і всі попередні моделі, гвинти квадрокоптера розташовані літерою “Х”. Незважаючи на те, що зовні пристрій не дуже змінився, насправді модель набагато вдосконалена. Більш обтічна форма і зміщення центру тяжіння ближче до пропелерів дозволили досягти найвищої маневреності апарату та кращої аеродинаміки. Магнієвий сплав для корпусу збільшив його міцність та жорсткість.
Ультразвукові сенсори дозволяютьвиявляти перешкоди та облітати їх, зберігаючи при цьому вихідну траєкторію. За допомогою режиму TapFly можна задавати кінцевий пункт призначення, до якого квадрокоптер летітиме сам, огинаючи перешкоди. Завдяки режиму камери ActiveTrack дрону можна встановити об’єкт, навколо якого він літатиме і зніматиме його. При цьому він не використовує GPS – йому допомагають дві камери для навігації.
Нова камера знімаєвідео з розширенням 4К із кутом огляду 90о. Дальність польоту може становити 5 км, а тривалість – 28 хвилин.
Області застосування квадрокоптерів
Дослідження
Квадрокоптери – це корисний дослідницький інструмент, який застосовують дляперевірки та оцінки нових ідей у наукомістких сферах (навігація, теорія управління польотом, робототехніка та ін.). Дослідники університетів показують все складніші повітряні маневри, на які здатні квадрокоптери – від самостійного виконання льотних фігур до польоту в групах.
Квадрокоптери знайшли своє визнання серед фахівців інформатики, електротехніки та машинобудування через їхню відносну дешевизну та простоту механічної конструкції. Це робить їх універсальними тестовими платформами. Крім того, квадрокоптери незамінні для дослідження тварин у місцях їх природного проживання. Наприклад, дрон кінематографіста-аматора Бруно Катаока зняв рідкісні кадри полювання чорних касаток на маленьку акулу.
Комерційна діяльність
Найпопулярніше застосування квадрокоптери отримали завдяки можливості аерозйомки. При цьому можливе зйомка віддалених та важкодоступних куточків. Це дозволяє отримати рідкісні чи навіть унікальні кадри збезпечної відстані.
Знімок, отриманий за допомогою камери, розміщеної на квадрокоптері
Крім того, квадрокоптери використовуються для доставки невеликих вантажів на близькі відстані. У 2013 році за допомогою дрону вперше доставили пакет із медикаментами через Рейн. Цілком можливо, що доставка посилочними дронами (англ. parcelcopter) повністю замінить кур’єрську доставку у межах міст.
Багатосерійне виробництво квадрокоптерів – чудова бізнес-ідея, якою практично ніхто не займається в Україні. Стати лідером!
Сьогодні в Нью-Йорку вже розробленоконцепт станції для квадрокоптерів, де вони зможуть підзарядитись.
Станція для квадрокоптерів «Вулик»
На жаль, комерційне використання дронів вже набуло негативного забарвлення. Багато папарацці використовують квадрокоптери для отримання зйомок знаменитостей, що змушує останніх ще більше захищатись від громадськості. Крім того, навіть аматорська зйомка закритих урядових територій є загрозою національній безпеці для будь-якої країни. У зв’язку з цим у суспільстві існує двояке ставлення до квадрокоптерів. У правомірність використання цих апаратів є предметом гарячих дискусій ще з 2006 року.
Застосування військовими та органами правопорядку
Квадрокоптери застосовуються для розвідки та спостереження, пошуку зниклих людей на важкодоступних територіях. Канадська компанія Aeryon Labs відзначила, що квадрокоптери дуже корисні при спостереженні двіження наркоторговців у глибині джунглів. Крім того, квадрокоптери можуть переносити зброю, боєприпаси чи самі стає знаряддям дистанційного ураження.
Влада багатьох країн вважає квадрокоптери реальною загрозою і розробляють програми для блокування їх польотів. У Британії розроблено спеціальний пристрій Skywall 100 для безпечного упіймання дронів на заборонених територіях. Для захоплення випускається сітка і невеликий парашут, що гарантує безпеку пристрою.
«Базука» Skywall 100 для упіймання дронів
16 травня 2016 року поліція м. Києва розпочала випробування квадрокоптерів на трасі Київ-Одеса. За їхніми словами, це допоможе швидше реагувати на ДТП у місцях скупчення транспорту.
Нові можливості: квадрокоптер – бізнес ідея
Наприкінці 2015 року компанія Ehang представила нову модель Ghost Drone 2.0. Як і в попередній версії, керування здійснюється за допомогою телефону. Нова модель оснащена 3-осьовою відеокамерою і знімає відео у форматі 4К. При підключенні окулярів для віртуальної реальності можна спостерігати за відео в реальному часі. Завдяки датчикам на окулярах камера нахиляється при нахилі голови. Це дозволяє повністю поринути у світ віртуальних польотів.
Вартість квадрокоптерів
Ціни на квадрокоптери коливаються від $15 за маленькі моделі розміром з метелика до десятків тисяч доларів за професійні великогабаритні моделі. Ціна за останню модель Phantom 4 складає $1803. Більш рання модель Phantom 3 Professional доступна за ціною $1352.
Як зробити квадрокоптер своїми руками
Незважаючи на те, що бізнес на квадрокоптері збудували вже багато великих компаній, їх робити можна і самому.
Для створення квадрокоптера своєї мрії вам знадобиться 3D модель корпусу майбутнього апарату. Моделювання та виробництво ви завжди можете замовити у компанії KLONA.
После распечатки всех деталей можно смело приступать к сборке квадрокоптера! Ви можете довірити складання нам чи самі взяти участь у цьому захоплюючому процесі.
Контактна інформація:
+38 (044) 338 88 02
hi@klona.ua
