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微型多旋翼無人機(jī)為何這么火

發(fā)布日期:2016-08-25??來源:慧聰網(wǎng)我要投稿我要評(píng)論
 

(原標(biāo)題:【揭秘】微型多旋翼無人機(jī)為何這么火)

據(jù)了解,多旋翼機(jī)械結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,動(dòng)力系統(tǒng)只需要電機(jī)直接連槳就行。事實(shí)上,多旋翼無人機(jī)的旋翼數(shù)量越多,效率越低下。所以市面上最常見的是四軸無人機(jī)。

為何消費(fèi)級(jí)無人機(jī)偏愛多旋翼呢?

我們來對(duì)以電力為驅(qū)動(dòng)方式的固定翼、直升機(jī)和多旋翼無人機(jī)做一個(gè)比較。

在操控性方面,多旋翼的操控是最簡(jiǎn)單的。它不需要跑道便可以垂直起降,起飛后可在空中懸停。它的操控原理簡(jiǎn)單,操控器四個(gè)遙感操作對(duì)應(yīng)飛行器的前后、左右、上下和偏航方向的運(yùn)動(dòng)。在自動(dòng)駕駛儀方面,多旋翼自駕儀控制方法簡(jiǎn)單,控制器參數(shù)調(diào)節(jié)也很簡(jiǎn)單。

但是想要熟料的掌握固定翼的操作,學(xué)習(xí)成本比多旋翼高得多。固定翼飛機(jī)靠螺旋槳或者渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的推力作為飛機(jī)向前飛行的動(dòng)力,主要的升力來自機(jī)翼與空氣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。所以在飛行前必須要有一段滑翔的距離,要求場(chǎng)地開闊。

直升機(jī)雖然克服了固定翼的場(chǎng)地要求,但操作還是比多旋翼復(fù)雜,學(xué)習(xí)成本也不低。而且直升機(jī)飛行過程中會(huì)產(chǎn)生通道間耦合,自駕儀控制器設(shè)計(jì)困難,控制器調(diào)節(jié)也很困難。

在可靠性方面,多旋翼也是表現(xiàn)最出色的。由于多旋翼無人機(jī)沒有活動(dòng)部件,它的可靠性基本上取決于無刷電機(jī)的可靠性,因此可靠性較高。與多旋翼無人機(jī)相比,固定翼和直升機(jī)需要有上千個(gè)活動(dòng)的機(jī)械連接部件,飛行過程中會(huì)產(chǎn)生磨損,導(dǎo)致可靠性下降,這些不穩(wěn)定因素的排查成本較高不說,還有可能對(duì)人體產(chǎn)生傷害。

多旋翼因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,若電機(jī)、電子調(diào)速器、電池、槳和機(jī)架損壞,很容易替換。而固定翼和直升機(jī)零件比較多,安裝也需要技巧,相對(duì)比較麻煩。

多旋翼能夠懸停,飛行范圍受控,相對(duì)固定翼更安全。在勤務(wù)性方面,多旋翼的勤務(wù)性也要優(yōu)于固定翼和直升機(jī)。

微型多旋翼無人機(jī)為何這么火

對(duì)于消費(fèi)級(jí)無人機(jī),簡(jiǎn)單、易操作、到手能飛對(duì)于消費(fèi)者來說是很重要的體驗(yàn),而且,多旋翼無人機(jī)的技術(shù)門檻和成本也讓越來越多的無人機(jī)企業(yè)傾向于選擇它。雖然多旋翼無人機(jī)目前還存在著續(xù)航能力差、載荷小等缺點(diǎn),但隨著電池能量密度的不斷提升、材料的輕型化和機(jī)載設(shè)備的不斷小型化,多旋翼的優(yōu)勢(shì)將進(jìn)一步凸顯。因此,在大眾市場(chǎng),“剛性”體驗(yàn)最終讓人們選擇了多旋翼。

為什么消費(fèi)級(jí)多旋翼越來越小?

多旋翼無人機(jī)的運(yùn)動(dòng)和簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)都依賴于螺旋槳及時(shí)的速度改變,以調(diào)整力和力矩,該方式不宜推廣到更大尺寸的多旋翼。

原因有二:第一,槳葉尺寸越大,越難迅速改變其速度。正是因?yàn)槿绱?,直升機(jī)主要是靠改變槳距而不是速度來改變升力。第二,在大載重下,槳的剛性需要進(jìn)一步提高。螺旋槳的上下振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致剛性大的槳很容易折斷,這與我們平時(shí)來回折鐵絲便可將鐵絲折斷同理。因此,槳葉的柔性是很重要的,它可以減少槳葉來回旋轉(zhuǎn)對(duì)槳葉根部的影響。正因?yàn)槿绱耍瑸榱藴p少槳葉的疲勞,直升機(jī)采用了一個(gè)容許槳葉在旋轉(zhuǎn)過程中上下運(yùn)動(dòng)的鉸鏈。如果要提供大載重,多旋翼也需要增加活動(dòng)部件或加入涵道和整流片。這相當(dāng)于一個(gè)多旋翼含有多個(gè)直升機(jī)結(jié)構(gòu)。這樣多旋翼的可靠性和維護(hù)性就會(huì)急劇下降,優(yōu)勢(shì)也就不那么明顯了。當(dāng)然,另一種增加多旋翼載重能力的可行方案便是增加槳葉數(shù)量,增至18個(gè)或32個(gè)槳。但該方式會(huì)極大地降低可靠性、維護(hù)性和續(xù)航性。種種原因使人們最終選擇了微小型多旋翼。

現(xiàn)在,多旋翼無人機(jī)找到了新的增長(zhǎng)點(diǎn)--自拍,所以口袋無人機(jī)的概念走俏。這不是無人機(jī)企業(yè)心血來潮,就目前的投融情況來看,資本也對(duì)微型無人機(jī)青睞有加。

在美國(guó),商用無人機(jī)的應(yīng)用前景仍然不夠明朗。例如中外都很關(guān)心的問題:無人機(jī)快遞具體何時(shí)得以開展還沒有一個(gè)準(zhǔn)信。據(jù)報(bào)道,美國(guó)聯(lián)邦航空管理局對(duì)微型無人機(jī)進(jìn)行了級(jí)別分類,同時(shí)又評(píng)估了各類別的風(fēng)險(xiǎn)程度。于是無人機(jī)的投資者們開始紛紛嘗試從微型無人機(jī)著手開拓市場(chǎng)。

還記得蘋果在手機(jī)的大屏浪潮下堅(jiān)持出了一款小屏的iphonese嗎?無人機(jī)也可以小而美。無人機(jī)的投資者們希望微型無人機(jī)也可以具備大型商用無人機(jī)所擁有的一些功能,而與此同時(shí)微型無人機(jī)將不像大型商用無人機(jī)那樣受到諸多法規(guī)約束。

據(jù)媒體報(bào)道現(xiàn)在在IndiGoGo上的眾籌項(xiàng)目中,排名前八的項(xiàng)目中有五項(xiàng)是微型或小型無人機(jī)。Onagofly是其中名列第一的項(xiàng)目,目前已經(jīng)取得了將近300萬美元的眾籌資金。Onagofly的企業(yè)生產(chǎn)的是手掌大小的無人機(jī),這種無人機(jī)可以攜帶高清攝像頭,同時(shí)還具有GPS導(dǎo)航能力以及飛行避障能力。因此這款無人機(jī)具備了一定的商用無人應(yīng)用能力。

另外一家無人機(jī)新創(chuàng)企業(yè)Aerobo目前取得了天使投資,并正在進(jìn)行A輪融資。他們?cè)?月初的SXSW大會(huì)上展示了微型無人機(jī)產(chǎn)品。由于美國(guó)聯(lián)邦航空管理局表示他們對(duì)無人機(jī)的支持將體現(xiàn)在對(duì)功能性與安全性的綜合考慮上,所以迷你無人機(jī)是很多廠家關(guān)注的重點(diǎn)。當(dāng)前Aerobo已經(jīng)在廣播媒體行業(yè)中取得了大量的客戶。

還記得SkeyeNanoDrone嗎?它是現(xiàn)在世界最小的無人攝像機(jī)。很多人買它用來學(xué)習(xí)四旋翼無人機(jī)的操作方法,畢竟它很便宜45美元,但是功能很齊全,可以鍛煉你控制飛行的感受。Nano改進(jìn)的6軸防抖技術(shù)使其擁有不錯(cuò)的盤旋能力。

微型無人機(jī)在操作時(shí)無需飛行員證,同時(shí)又不像較大的無人機(jī)那樣受到各種約束。此外微型無人機(jī)的成本以及便攜性也具有優(yōu)勢(shì)。除了負(fù)重,微型無人機(jī)可以完成絕大多數(shù)一般商用無人機(jī)可完成的工作。

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