क्यों अन्य विन्यास की तुलना में क्वाडकोप रोबोटिक्स में अधिक सामान्य हैं?

Question

मैंने देखा है कि हेलीकॉप्टर रोबोट के साथ लगभग सभी शोध क्वाडकोप्टर (चार प्रोपेलर) का उपयोग करके किया जाता है। तुलनात्मक रूप से ट्राइकोप्टर्स का उपयोग करके इतना कम काम क्यों किया जाता है? या एक अलग संख्या में प्रोपेलर? लगभग चार प्रस्तावकों ने क्वाडकोपर्स को सबसे लोकप्रिय विकल्प बनाया है?

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मुझे लगता है कि यह पूछने का एक और तरीका होगा "4-प्रोपेलर मल्टीरोटोर / मल्टीकोपर अन्य कॉन्फ़िगरेशन की तुलना में अधिक सामान्य क्यों हैं?" आपका अंतिम प्रश्न यह बताता है कि आप वास्तव में क्या कर रहे हैं।

— इयान

Answer 1

कम से कम भाग में quadrotors गतिशीलता और शक्ति आवश्यकताओं की जटिलता के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करते हैं। पारंपरिक सिंगल रोटर हेलीकॉप्टरों के साथ, नियंत्रण रोटर के अभिविन्यास का एक कार्य है जिसका अर्थ है कि आपको शिल्प की दिशा बदलने के लिए इसकी अभिविन्यास को बदलना होगा। यह तुलनात्मक रूप से बोलने के लिए बहुत जटिल यांत्रिक संपर्कों के लिए बनाता है और यह गतिशीलता को जटिल करता है। ट्राइ-कॉप्टर के साथ डायनेमिक्स में रोटर्स के कताई द्वारा प्रेरित क्षणों का असंतुलन शामिल है। चार से अधिक रोटर्स के साथ आपको बेहतर स्थिरता मिलती है और विफलता को संभालने की कुछ क्षमता होती है, जैसे कि मोटर बाहर जाना, लेकिन आप जल्दी से बिजली की समस्या में भाग जाते हैं। जितनी अधिक मोटरों को आपको अपनी बिजली की आवश्यकताओं को पूरा करने की आवश्यकता होती है, उतनी ही अधिक बिजली की जरूरत होती है। यह सामान्य रूप से रोबोटिक्स में एक प्रमुख मुद्दा है।

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तो अगर बैटरी अचानक बहुत अधिक कुशल हो गई, तो क्या आपको लगता है कि हेलीकॉप्टर 6 रोटार तक जाएंगे? या आपको लगता है कि हम सिर्फ 4 रोटर हेलीकॉप्टर प्राप्त करेंगे?

— गोलमोचन 18

जैसा कि डेमनमेकर ने कहा, यदि आप बिजली की जरूरतों को पूरा करने के लिए तैयार हैं, तो आप अधिक रोटार के अतिरिक्त लाभ प्राप्त कर सकते हैं। वर्तमान 6-रोटर उत्पाद के लिए एसक्टेक जुगनू देखें ।

— fgb

इसके अलावा, एक ट्राइकोप्टर के साथ आपको अपने रोने वाले घटक को प्राप्त करने के लिए रियर रोटर को झुकाव के लिए अभी भी जटिल मैकेनिकल लिंकेज की आवश्यकता है। एक quadcopter के साथ आप बस 4 मोटर्स को नीचे की ओर उछालते हैं और आप जाने के लिए अच्छे हैं।

— क्रिस

Answer 2

आपको जम्हाई, पिच, रोल और थ्रस्ट को नियंत्रित करने के लिए 4 डिग्री की आजादी चाहिए।

इसलिए चार प्रॉप्स आवश्यक एक्ट्यूएटर्स की न्यूनतम संख्या है। Tricoptors को एक या अधिक रोटर को झुकाव के लिए सर्वो की आवश्यकता होती है जो अधिक यांत्रिक रूप से जटिल है।

केवल 4 प्रॉप्स के लिए कोई प्रतिबंध नहीं है, हेक्सा + कॉपर्स भी बहुत आम हैं।

आम तौर पर आप एक समान संख्या में प्रॉप चाहते हैं जब तक कि आप झुक नहीं रहे हैं, जब तक कि यो बल बाहर संतुलन न बनाए।

उपयोग किए गए प्रोपेलरों की सटीक संख्या का चयन करने में कई जटिल ट्रेडऑफ़ शामिल हैं। एक एकल प्रोप बहुत बड़ा नहीं हो सकता है या जड़ता मल्टीक्रॉप्टर को अस्थिर बनाता है (यही कारण है कि आप बड़े मल्टीरोटर्स के लिए बड़े प्रॉपर के बजाय अधिक प्रॉपर देखते हैं)।

बड़े प्रोपेलर कई छोटे प्रोपेलर की तुलना में दूर, बहुत अधिक कुशल होते हैं, यही वजह है कि मल्टीकोप्टर्स पर अनिवार्य रूप से एक आकार की टोपी होती है (जब तक कि आप चर / सामूहिक पिच नहीं जाते हैं जो बेवकूफ होगा)।

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+1 यह। एक रोटर के साथ, आपको रोटर (जटिल) को शारीरिक रूप से झुकाव या एक चक्रीय तंत्र (और भी अधिक यांत्रिक रूप से जटिल) की आवश्यकता है। सरल कठोर प्रॉप्स सीधे मोटर शाफ्ट से जुड़ी होती हैं, जो कि एयरफ्रेम से जुड़ी होती हैं, यांत्रिक रूप से बहुत सरल होती हैं। 4 रोटार ऐसी व्यवस्था के साथ पिच, रोल और यव को सीधे नियंत्रित करने के लिए न्यूनतम संख्या है। (6 रोटार ऐसी व्यवस्था के साथ सीधे पिच, रोल, रास्ता, उत्तर, पूर्व और ऊपर को नियंत्रित करने के लिए न्यूनतम संख्या है)।

— डेविड कैरी

आप क्वाडकोप्टर के साथ शुद्ध यॉव गति कैसे प्राप्त करते हैं और यदि यह संभव है तो यह ट्राइकोपर के साथ काम क्यों नहीं करेगा? मुझे समझ में नहीं आता है कि आप किसी भी प्रणाली के साथ कैसे गति प्राप्त कर सकते हैं जहां सभी रोटार पहले झुकाव और हिलने के बिना एक विमान में हैं। मैंने सोचा होगा कि क्वाडकॉप्टर्स और ट्रिकॉप्टर्स के बीच मुख्य अंतर कीनेमेटिक गणना अधिक जटिल होगी।

— मार्क बूथ

मेरा अनुमान है कि आप दो रोटरों को तेजी से घुमाते हुए उस दिशा के विपरीत घूमते हैं जिसे आप अन्य दो को धीमा करते हुए मोड़ना चाहते हैं। रोटार को तिरछे जोड़े जाना चाहिए ताकि आप रोल न करें।

— अंनिस मैलिज़

Answer 3

मुझे लगता है कि मुख्य कारण यह है कि वे एक स्थिर तरीके से निर्माण करना आसान है। एक 120 A कोण 90। कोण की तुलना में सही होना कठिन है।

एक और बात जो समझने में थोड़ी आसान है, वह यह है कि प्रोपेलर के बीच संबंध विभिन्न प्रकार की गति की ओर कैसे जाता है। विभिन्न गति और दिशाओं में घूमने वाले विभिन्न प्रोपेलरों के बारे में सोचना और जो रोबोट गति को प्रभावित करता है, वह सहज ज्ञान युक्त है, क्योंकि आपको अपने सिर में बहुत सारे त्रिकोणमिति नहीं करना है।

अंत में, यह स्थिरता / नियंत्रणीयता और लागत के बीच सिर्फ एक अच्छा समझौता है, क्योंकि मोटर्स आमतौर पर उस तरह के रोबोट के लिए सबसे महंगे घटकों में से एक हैं।

Answer 4

ऊपर दिए गए यांत्रिक उत्तर सही हैं। एकल बड़े मोटर्स के साथ अंतर्निहित स्थिरता की समस्याओं का त्वरण के 12 आयामों पर डायनामिक कॉमरोल के लिए आदान-प्रदान किया जाता है, यव, पिच, रोल जिसे आंशिक रूप से युग्मित किया जा सकता है (ट्रांसलेशनिकल एएमडी रोटेशनल मैट्रिक्स) जहां डायनामिक का निर्माण करने के लिए सरलीकृत तिरछी जड़ता फ्रेम के साथ प्रस्तुत किया जाता है। के साथ मॉडल इस मॉडल में क्वाड की त्रिज्या और ट्रांसलेशनल और घूर्णी चपलता के बीच एक विपरीत संबंध भी है। बहुत छोटे रेडी पर "गोलियां दागना" बहुत आसान हो जाता है।

प्रश्न का उत्तर देने के लिए आपको क्वाडकोप्टर के साथ शुद्ध yaw गति कैसे मिलती है?टिप्पणियों में इस उत्तर के , आपको निम्न तरीके से शुद्ध जम्हाई आती है:

उत्तर और दक्षिण मोटर्स एक ही गति को घुमाते हैं लेकिन सामूहिक रूप से पूर्व और पश्चिम मोटर्स की तुलना में अधिक (या कम) गति पर होते हैं जो समान गति से भी होते हैं।

यह पिच या रोल नहीं करेगा, यह y'all होगा। (माफ़ कीजिये)

इसके अलावा, सॉफ्टवेयर में कोई भी पॉपर को नियंत्रण में रखने के बाद, उत्तर और दक्षिण के प्रोपेलर को yaw control की कीमत पर तोड़ सकता है, शिल्प लगातार घूमता रहेगा और जब तक सॉफ्टवेयर रिफ्रेश रेट की आवृत्ति yaw की गति को नियंत्रित करने में सक्षम होती है, जब तक कि copter बिलकुल स्थिर (सॉर्ट) के रूप में रहता है त्वरण के आयाम को क्लिप किया जाता है और प्रतिक्रिया या झटका भी कुछ हद तक क्लिप किया जाता है, लेकिन यह सॉफ्टवेयर में क्षतिपूर्ति करके सिर्फ उसी तरह पिच और जम्हाई ले सकता है। (वांछित यौवन अवस्था भौतिक अवस्था के लगभग बराबर हो जाती है)

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धन्यवाद, मैंने केवल देखा है कि आपका उत्तर मेरी टिप्पणी के प्रश्न को संदर्भित करता है। मुझे यह पूछना चाहिए था कि एक नए प्रश्न के रूप में, लेकिन जब से आपने इसका हिस्सा दिया है, मैंने इस बारे में एक और सहायक प्रश्न का उत्तर देने के लिए एक नया प्रश्न बनाया है । * 8 ')

— मार्क बूथ