เหตุใด quadcopters จึงมีอยู่ทั่วไปในวิทยาการหุ่นยนต์มากกว่าโครงแบบอื่น ๆ

ฉันสังเกตเห็นว่าการวิจัยเกือบทั้งหมดที่ทำกับหุ่นยนต์เฮลิคอปเตอร์นั้นใช้ quadcopters (สี่ใบพัด) ทำไมถึงมีงานเล็ก ๆ น้อย ๆ ในการเปรียบเทียบกับ tricopters หรือใบพัดจำนวนอื่น? แล้วใบพัดสี่ใบที่ทำให้ quadcopters เป็นตัวเลือกยอดนิยม?

อย่างน้อยในส่วน quadrotors มีความสมดุลระหว่างความซับซ้อนของการเปลี่ยนแปลงและความต้องการพลังงาน ด้วยเฮลิคอปเตอร์ใบพัดเดี่ยวแบบดั้งเดิมการควบคุมเป็นหน้าที่ของการวางแนวของใบพัดซึ่งหมายความว่าคุณจะต้องเปลี่ยนทิศทางเพื่อเปลี่ยนทิศทางของยาน สิ่งนี้ทำให้เกิดการเชื่อมโยงทางกลที่ซับซ้อนมากเมื่อเปรียบเทียบกับการพูดและทำให้การเปลี่ยนแปลงมีความซับซ้อน ด้วย tri-copters ไดนามิกรวมถึงความไม่สมดุลของช่วงเวลาที่เกิดจากการหมุนของใบพัด ด้วยใบพัดมากกว่าสี่ตัวคุณจะได้รับความเสถียรที่ดีขึ้นและความสามารถในการจัดการกับความล้มเหลวเช่นมอเตอร์กำลังดับ แต่คุณพบปัญหาด้านพลังงานอย่างรวดเร็ว ยิ่งคุณต้องใช้มอเตอร์มากเท่าไหร่ก็จะยิ่งต้องการพลังงานมากขึ้นเท่านั้นและ quadrotors ก็กำลังหิวมากอยู่แล้ว นี่เป็นปัญหาสำคัญของหุ่นยนต์โดยทั่วไป

คุณต้องการอิสระ 4 องศาในการควบคุมการหันเห, ระยะห่าง, การหมุนและการแทง

สี่อุปกรณ์ประกอบฉากจึงเป็นจำนวนขั้นต่ำของตัวกระตุ้นที่จำเป็น Tricoptors จำเป็นต้องใช้เซอร์โวเพื่อเอียงใบพัดหนึ่งอันหรือมากกว่าซึ่งมีความซับซ้อนทางกลไกมากกว่า

ไม่มีข้อ จำกัด เพียง 4 อุปกรณ์ประกอบฉาก hexa + coptors ก็ธรรมดามากเช่นกัน

โดยทั่วไปคุณต้องการอุปกรณ์ประกอบฉากจำนวนมากเว้นแต่ว่าคุณกำลังเอียงเพื่อให้กองกำลังหันเหออกไป

การเลือกจำนวนใบพัดที่ใช้นั้นเกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนที่ซับซ้อนหลายอย่าง เสาเดียวไม่สามารถมีขนาดใหญ่เกินไปหรือความเฉื่อยทำให้ multicopter ไม่เสถียร (ซึ่งเป็นสาเหตุที่คุณเห็นอุปกรณ์ประกอบฉากเพิ่มเติมแทนที่จะเป็นอุปกรณ์ประกอบฉากที่มีขนาดใหญ่สำหรับผู้เล่นหลายคนที่มีขนาดใหญ่)

ใบพัดขนาดใหญ่ไกล, ไกล, มีประสิทธิภาพมากกว่าใบพัดขนาดเล็กจำนวนมากซึ่งเป็นสาเหตุที่มีขนาดใหญ่ที่สุดบนปุ่มมัลติพอยท์เตอร์

ฉันคิดว่าเหตุผลหลักคือพวกเขาสร้างง่ายขึ้นด้วยวิธีที่มั่นคง มุม120ºยากที่จะทำให้ถูกต้องกว่ามุม90º

อีกสิ่งหนึ่งที่เข้าใจง่ายกว่าคือความสัมพันธ์ระหว่างใบพัดนำไปสู่การเคลื่อนที่ประเภทต่างๆ การคิดเกี่ยวกับใบพัดต่าง ๆ ที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วและทิศทางที่แตกต่างกันและวิธีที่มีผลต่อการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์นั้นเป็นเรื่องที่เข้าใจง่ายเพราะคุณไม่ต้องตรีโกณมิติในหัวของคุณ

สุดท้ายมันเป็นเพียงการประนีประนอมที่ดีระหว่างความเสถียร / ความสามารถในการควบคุมและค่าใช้จ่ายเนื่องจากมอเตอร์มักจะเป็นหนึ่งในส่วนประกอบที่แพงที่สุดสำหรับหุ่นยนต์ประเภทนั้น

คำตอบเชิงกลข้างต้นถูกต้อง ปัญหาความมั่นคงโดยธรรมชาติของมอเตอร์ขนาดใหญ่เดี่ยวถูกแลกเปลี่ยนเป็นไดนามิกคอมเมอร์เซ็ตมากกว่า 12 มิติของความเร่ง, หันเห, ขว้าง, ม้วนซึ่งสามารถนำมารวมกันเป็นบางส่วนได้ รูปแบบด้วย ในรุ่นนี้ยังมีความสัมพันธ์แบบผกผันระหว่างรัศมีของรูปสี่เหลี่ยมและความว่องไวในการแปลและการหมุน มันง่ายมากที่จะ "หลบกระสุน" ที่รัศมีที่เล็กมาก

เพื่อที่จะตอบคำถามคุณจะได้รับการหันเหความบริสุทธิ์ด้วยควอดคอปเตอร์ได้อย่างไร? ในความคิดเห็นต่อคำตอบนี้คุณจะได้รับการหันเหบริสุทธิ์ด้วยวิธีต่อไปนี้:

มอเตอร์เหนือและใต้หมุนด้วยความเร็วเท่ากัน แต่รวมกันที่ความเร็วสูงกว่าหรือต่ำกว่ามอเตอร์ตะวันออกและตะวันตกซึ่งมีความเร็วเท่ากัน

มันจะไม่ขว้างหรือม้วนมันจะหันเหคุณทุกคน (ขออภัย)

นอกจากนี้ในซอฟแวร์หนึ่งสามารถควบคุมคอปเตอร์หลังจากแยกใบพัดทิศเหนือและทิศใต้ออกจากการควบคุมการหันเหยานจะหมุนอย่างต่อเนื่องและตราบใดที่อัตราการรีเฟรชซอฟต์แวร์สามารถจัดการความเร็วของการหมุนหันเหคอปเตอร์ได้ ยังคงมีเสถียรภาพเหมือนเดิม (เรียงลำดับ) มิติของความเร่งถูกตัดและการตอบสนองหรือการกระตุกก็ค่อนข้างถูกตัด แต่มันสามารถเลื่อนระดับเสียงและหันเหได้ด้วยการชดเชยในซอฟต์แวร์ (รัฐหันเหที่ต้องการกลายเป็นคู่ขนานกับสภาพร่างกาย)