マルチロータードローン：作業、コンポーネント、タイプ、違い、およびそのアプリケーション

現在のところ、 ドローン マッピング、レース、ロジスティクス、調査など、多くの分野で非常に人気があります。これは、無人の航空機または無人の航空機システムであり、自律的に飛行したり、リモートで制御できる飛行ロボットです。したがって、これらのドローンには、ソフトウェア制御のフライトが埋め込まれています。 グローバルなポジショニングシステム およびセンサー。さまざまなサイズのさまざまな種類のドローンが利用可能で、マルチローター、シングルローター、固定配線、固定翼ハイブリッドVTOLなどのさまざまな目的に使用されています。ただし、マルチロータードローンは、広範囲にわたる使用のために重要な役割を果たします。この記事はaで詳しく説明します マルチロータードローン 、彼らの作業、および彼らのアプリケーション。

ロータードローンとは何ですか？

マルチロータードローンは、無人の航空機またはマルチコプターであり、固定ピッチの回転ブレードを備えたさまざまなローターを使用して、垂直の離陸、ホバリング、着陸能力を可能にすることにより、リフトと推進力を生成します。そのため、ヘリコプターと同様に、ローターの角度を固定し、変更できないようにすることができます。異なるローター間の相対速度を変更することにより、航空機の軌跡を制御するために推進トルク力を変更できます。

マルチローターは非常にシンプルで一定であり、マルチローター航空機の外観は航空機に比べてはるかに小さくなっています。したがって、レジャーの使用と業界の仕事に適しています。したがって、マルチロータードローン操作は簡単で、滑走路を除いて垂直に離陸できます。したがって、その信頼性は主にブラシレスモーターに依存するため、信頼性が高くなります。

同時に、マルチローターUAVは、単純な操作と強力な安定性を備えた多くの農業および産業分野で広く使用されてきました。したがって、これらのドローンは、Tricopter（3）、Quadcopter（4）、Hexacopter（6）、またはOctocopter（8）ローターなどの標準構成を含む上記の2つのローターによって特徴付けられます。

マルチロータードローンの動作

マルチロータードローンは、通常4、6、または8の複数のローターを使用して、昇順、ホバリング、回転、下降などの操作を可能にすることにより、個々のローターの速度を変更することにより、リフト＆コントロール飛行を生成することで機能します。

すべてのローターが回転して空気を押し下げ、ドローンを持ち上げる上向きの反応力を作ります。ローターの速度を均等に調整することにより、ドローンはそれ以外の場合は上昇できます。ローターの合計スラストがドローンの重量のバランスをとるたびに、浮くことがあります。

フロントローターと比較してリアローターをより速く変えることにより、ドローンが先にピッチングし、その逆も同様です。したがって、片側のローターを他のローターと比較してより速く回すと、ドローンはその方向に転がります。斜めの反対側のローターを他のローターよりも速く変えることにより、このドローンはその方向に回します。

したがって、回転ローターはトルクを生成します。トルクは、一部のローターを時計回りに回転させ、他のローターを反時計回りに回すことにより、マルチロータードローン内で打ち消され、トルク全体をキャンセルします。ドローンは、センサー、コンピューター化されたポジショニングシステム、ジャイロスコープを利用して、正確な操作を可能にすることで、恒常性を維持し、空中に自分の道を見つけることができます。

マルチロータードローンタイプ

マルチロータードローンは、さまざまなタイプで利用でき、俊敏性、飛行時間、ペイロード容量、安定性のパフォーマンスの変動を伴うさまざまなアプリケーションで使用されます。

三線

トリモトルドローンは、動きと制御に使用される浮力を生成するために3つのローターで作られています。したがって、腕の距離は一般に120度で、通常は同時にY字型で、時々T形でY字型です。このタイプのドローンの利点は、3つのローターのみが必要であるため、低コスト、柔軟性、およびその軽いサイズです。これはかなり低コストの構成です。同時に、モーター数によりリフティングパワーが低くなる可能性もあります。

四角体

XおよびHフォームで利用可能なマルチコプターの最も人気があり、一般的なタイプです。したがって、4つのモーターが対称フレームに配置され、すべてのアームは一般にX4構成内で90度離れています。 2つのモーターは時計回りに回転しますが、残りの2つは反時計回りに回転して時計回りに回転し、バランスを保つために反対の力を生成します。したがって、安定性、飛行時間、価格の理想的なパフォーマンスを実現します。

ヘキサコプター

ヘキサコプターは対称フレームに配置され、すべての腕は一般に60度です。ヘキサデコプターには、安定性とパワーを強化するための四つ上よりも多くのモーターが含まれています。また、このドローンは、高い冗長性の介入時間を改善することができるため、ドローンのモーターが飛行中に故障しても、空気と土地で安全に機能することがあります。しかし、 モーター 消費電力が増えるため、飛行時間は短縮されます。そのため、3つのモーターが時計回りに回転し、他の3つのモーターがCCWを回してバランスを保つために逆の力を生成するクワッドコプターに似ている可能性があります。

Octocopter

Octocopterドローンには通常8が含まれます ローター 強力な安定性とパワーを備えています。強い風でより大きなペイロードが必要です 抵抗 。このドローンは、アップグレードされた四角体とヘキサデコプターに似ています。これらは頻繁に専門的または映画の目的で使用され、より重いレンズとカメラで配置できます。そのエネルギー消費は迅速であり、モーターの数が増加するため、ドローンフレームのサイズが大きくなります。

同軸マルチロータードローン

これは、4つの腕に配置された8つのモーターを使用する同軸X8ドローンとして知られる特別なタイプのマルチロータードローンです。より多くのパワーとより少ないスペースでアップグレードできます。同様の回転軸を持つ同心軸上にあるが、逆方向に回転するローターのセットが含まれています。当社の製品MX860は、サイズが小さくて大きなペイロード機能を反映する同軸X8ドローンフレームを採用しています。

マルチロータードローンコンポーネント

マルチロータードローンは、異なるもので作られています コンポーネント、 モーター、フレーム、プロペラ、電子速度コントローラー、フライトコントローラー、バッテリー、およびリモートコントロールシステムが含まれます。これらについては、以下で説明します。

フレーム

ドローンのフレームはバックボーンのように機能し、主に他のすべてのコンポーネントに取り付けポイントを提供します。特に、アルミニウム合金や炭素繊維などの高強度で軽量の材料で作られています。その設計は、ドローンの全体的な重量、安定性、サイズに影響を与えます。

モーター

このドローンのモーターは、電力を提供し、リフトとスラストを生成することにより、プロペラを回転させるのに役立ちます。これらのドローンは通常利用します BLDC（ブラシレスDC）モーター 信頼性と効率のため。モーターの種類と数は、主にヘキサコプターやクアッドコプターなどのドローンの構成に依存します。

プロペラ

プロペラはドローンのモーターに接続され、ドローンを飛ばすことでリフトとスラストを生成します。したがって、プロペラの形状とサイズは、主にドローンの速度、リフト、操作性に影響します。プロペラ材料は、主にドローンの意図した利用に応じて、カーボン繊維、プラスチック、またはその他の複合材料です。

フライトコントローラー

飛行コントローラーは、マルチロータードローンの脳のように機能し、センサーから情報を処理してモーターを制御します。そのため、リモートコントロールからコマンドを実行するために高度を維持するために、飛行中のマルチロータードローンを安定させる責任があります。これらのコントローラーには通常、アクセラメーター、GPSモジュール、ジャイロスコープなどのさまざまな種類のセンサーが含まれます。

電子速度コントローラー

電子速度コントローラーは、ドローンの動きを正確に制御することにより、モーターの方向と速度を変えます。すべてのモーターには通常、独自の電子速度制御が含まれます。そうしないと、マルチチャネルESCが同時にいくつかのモーターを制御できます。

バッテリー

ドローンのバッテリーは、モーター、センサー、飛行コントローラーなどのすべてのコンポーネントに電力を供給します。したがって、バッテリー容量はドローンの飛行時間を決定し、さまざまな種類のバッテリーがさまざまなACT特性を提供します。

リモートコントロールシステム

リモートコントロールシステムにより、オペレーターは飛行経路、速度、高度を制御することにより、ドローンに指示を送信できます。通常、リモートコントロールには、ドローンとワイヤレスで通信する送信機とレシーバーが含まれます。

他のいくつかのコンポーネント

マルチロータードローンの他のコンポーネントには、着陸装置、ジンバル、カメラまたはセンサー、プロペラ、GPSが含まれます アンテナ 、など

• 着陸装置は、ドローンの離陸と着陸の安定したサポートを提供します。
• ジンバルは、ドローンの動きにもかかわらずレベルを維持できるカメラまたは異なるセンサーを含む機械的な安定化システムです。
• カメラまたはセンサーは、ビデオ、データ、または画像をキャプチャするために使用されます。
• このドローンのGPSアンテナは、正確なポジショニングとナビゲーションに使用されます。

固定翼とマルチロータードローン

固定翼とマルチロータードローンの違いについては、以下で説明します。

マルチロータードローン障害

マルチロータードローンの故障は、プロペラの害、運動障害、制御システムの問題などのさまざまなソースによって引き起こされる可能性があります。

• ラフな着陸や衝突のために、プロペラの故障が頻繁に発生する可能性があります。したがって、ブレードの危害、安定性効果、制御を引き起こす可能性があります。
• 圧電センサーのようないくつかの方法では、そのような故障の効果を認識し、軽減するのに役立ついくつかの方法では、運動不全に気付くことができます。
• 制御システムの障害は、強力な障害耐性システムの要件を強調し、不均衡な飛行につながる可能性があります。

その他の要因

マルチロータードローンの他の要因には、主に以下が含まれます。

• 雨、気象条件、強風などの環境条件も、ドローンの故障の主な理由です。
• 不適切な取り扱いや方向性発見などのオペレーターエラーも災害につながる可能性があります。

対処されたドローン障害

• IMUデータと機械学習アルゴリズムを使用するなどのリアルタイム障害検出システムの実行は、早期警告の基本です。
• 制御システムの開発は、モーターの故障またはその他の異なる障害の払い戻しを可能にする可能性があります。
• フライトコントローラーや複数のモーターなどの冗長コンポーネントを利用すると、安全性と信頼性が向上します。
• 障害を避けるために、ドローン成分の定期的なメンテナンスと検査が必要です。

利点と短所

マルチロータードローンの利点 以下を含めます。

• さわやかな状態であっても、正確な動きと制御を備えた狭いスペースでマルチロータードローンが際立っています。
• その設計と支援フライトテクノロジーは、操作を短縮します。
• これらは、専門化された発射機器と滑走路の要件を排除することにより、垂直に離陸して着陸できます。
• これらのドローンは、所定の位置にホバリングし、いくつかの方向に飛んで、複雑な空中操作を実行できます。
• これらのドローンは、固定ウィングドローンと比較してより手頃な価格です。
• 多くのマルチロータードローンは、ポータブルでコンパクトです。
• これらには、特殊なセンサーと機器があります。
• それらは異なる分野で適用できます。
• このドローンのいくつかのローターは、最低1つのモーターが故障してもドローンが飛行し続けることにより、冗長性を提供します。

マルチロータードローンの短所 以下を含めます。

• マルチロータードローンの速度と持久力は限られているため、長期施設の監視、大規模な航空マッピング、長距離検査などに不適切になります。
• それらは非常に非効率的であり、重力と戦い、空気の中でそれらを維持するために多くのエネルギーが必要です。
• これらは、軽量のカメラペイロードを搭載しながら、現在のバッテリーテクノロジーで約20〜30分に制限されています。
• マルチロータードローンは、他の種類のドローンと比較して、速度と範囲が低く、飛行時間が限られています。
• これらは風に敏感であり、長距離または大規模なミッションに対する適合性に影響を与えます。

マルチロータードローンアプリケーション

マルチロータードローンのアプリケーション 以下を含めます。

• マルチロータードローンは、高品質の画像とビデオを排他的な視点からキャプチャします。
• 動きと領域を監視および追跡して、安全目的でリアルタイムの視覚データを提供します。
• これらには異なる装備が装備されています センサー モデルの詳細な地理空間情報をキャプチャし、さまざまな分野で地図を作成し、地形調査を実施します。
• コストとリスクを削減するために、送電線、橋、インフラストラクチャの検査を可能にすることにより、到達が難しいエリアにアクセスできます。
• それらは、農薬や肥料噴霧、農業分野内の土地調査、作物の監視などのタスクに利用できます。
• これらのドローンは、災害エリアを評価したり、行方不明者を見つけるのに役立ちます。
• 研究者は、地質調査、生物学的研究、大気研究など、さまざまな科学的目的でそれを使用しています。

したがって、これはの概要です マルチロータードローン、それらの機能 、およびそれらのアプリケーション。 したがって、マルチロータードローンの例は次のとおりです。TRI-COPTERSは3つのローターを使用します。クワッドコプターは4つのローターを使用し、ヘキサコプターは6つのローターを使用し、Octo-Copterは8つのローターを使用します。その中で、クアッドコプタードローンは非常に人気のあるドローンです。したがって、ここに質問があります：ドローンとは何ですか？