Exkluzivní partner sekce
Aktuality
- TTC apki distributorem značky ecom v ČR a SR
- Webinář Simulace DPS – Altair Pollex for Altium Designer
- JLR a Dassault rozšiřují partnerství
- Pozvánka na SOLIDWORKS STAHLBAUTAG 2024
- Siemens oznamuje NX X pro produktové inženýrství
- Konference 3DEXPERIENCE 2024 v Mnichově
- Eurotech zařazen do Gartner Magic Quadrantu
- Digitální simulace je rychlejší než fyzické prototypy
CAD na www.SystemOnLine.cz
T+T Technika a trh
Konstrukce, výroba a analýzy malého čtyřrotorového dronu |
Autor článku: Petr Fořt | |
Středa, 30 Červen 2021 23:32 | |
Součástí letošní, ne příliš tradiční výuky, bylo také hledání zajímavých témat pro projektovou on-line výuku. Jejich cílem bylo nejen vysvětlit odbornou problematiku, ale také názorně na dálku představit studentům práci s odborným software. Na VOŠ a SPŠ ve Žďáru nad Sázavou věnujeme nasazení PLM a BIM technologií se studentskými projekty pozornost řadu let. Sbližují potřebné teoretické znalosti s prakticky realizovanými projekty blízkými technické praxi ať se již jedná o průběžné nebo maturitní projekty. Projektová výuka se ukázala v aktuální situaci jako jedna z možností pro získání nových znalostí v různých oblastech nasazení digitálních technologií. Tématem dnes představeného projektu byl kompletní vývoj malého čtyřrotorového dronu spojený s jeho výrobou a analýzami pohonných jednotek. Toto téma jsme zvolili záměrně s ohledem na aktuální atraktivitu problematiky. Jedná se o konstrukčně komplexní projekt zahrnující jak možnosti efektivního nasazení digitálního prototypu, tak integraci nejnovějších výrobních technologií ve vazbě na elektroniku a řízení sadou speciálních mikropočítačů. Součástí projektu bylo také seznámení s aktuální legislativou v tomto oboru, kterou si vyžaduje stále větší obliba těchto zařízení. Na projektu vzniklo také několik zajímavých měření účinnosti elektropohonu. Projekt poskytuje široký prostor pro nasazení moderních vývojových nástrojů Vývoj a konstrukce s využitím symetrického adaptivního modeluVhodná volba tématu pro projektovou výuku je vždy založena na jeho optimálním rozsahu. Pro ucelenou realizaci je podstatné zvolit ne příliš rozsáhlé téma, které ve finále vytvoří funkční celek výrobku. Koncept dronu, již ze své podstaty, umožňuje systematický postup tvorby projektu s využitím adaptivního navrhování v sestavě. Jedná se konstrukčně o symetrickou geometrii, u které lze aplikovat efektivní postupy parametrizace. V oblasti konstrukce lze efektivně aplikovat adaptivní model a symetrií součástí Technická vizualizace a komunikace řešeníV rozsáhlé rodině produktů společnosti Autodesk najdeme řadu zajímavých nástrojů, které mohou studenti využít při zpracování a prezentaci svých projektů Samostatnou kapitolu řešení našeho bezpilotního prostředku jsme věnovali technické vizualizaci a odladění designu dronu. Jedná se vždy o atraktivní problém, kde se mohou studenti výtvarně vyjádřit. Data z Autodesk Inventoru byla převzata v nativním formátu do vizualizačních nástrojů a optimalizovaná v průběhu on-line výuky. Obavy z přenosu velkého množství vizuálních dat ve vysokém rozlišení se nakonec ukázaly jako zbytečné. Vizuální návrhy byly distribuovány v týmu 15 a více studentů on-line zcela bez problémů. Postupně tak vzniklo několik variant dronu s několika verzemi tvaru a zvolených materiálových vlastností. Finální návrh, který jsme nakonec zvolili do výroby, můžete vidět na přiložených obrázcích. Optimalizace geometrie ramen a jejich maximální deformace proběhla s využitím FEM analýz Výroba a sestavení dronuOd počátku návrhu jsme pracovali se zúženým množstvím výrobních postupů, které jsou realizovatelné na půdě naší školy. Dominantní pozici ve výrobě dronu měla technologie 3D tisku FDM. Většina součástí byla s tímto ohledem navržena a optimalizována pro jejich snadnou výrobu. Snažili jsme se vhodnou úpravou tvaru hlavních částí rámu modelu vyhnou rozsáhlejší aplikaci podpor, které se obtížněji odstraňují a prodlužují tisk. V exponovaných místech byla konstrukce posílena vlepením uhlíkových výztuh zvyšujících torzní tuhost rámu. Pro analýzu vhodného umístění jsme využili FEM technologie aplikované na původní adaptivní návrh. Demonstrační 3D koncept dronu byl ve finální montáži doplněn maketovými vrtulemi a tištěnými kopiemi střídavých pohonných jednotek. První koncepční návrh vyrobený s využitím 3D tisku s maketovými vrtulemi Oživení a první analýzy účinnosti pohonuV testovací verzi dronu je využito oběžných střídavých motorů s 25 A regulátory a 10 palcovými vrtulemi z uhlíkového kompozitu. Pomyslným srdcem řízení dronu je stabilizace vybavená 3D gyroskopy a akcelerometry. Pohonný systém a řízení je napájeno Li-Pol baterií s třemi články, o celkové kapacitě 5 Ah. Na dronu byla provedena řada zajímavých měření pohonného systému a jeho účinnosti. Bylo testováno několik pohonných akumulátorů Li-Ion, Li-Pol a Li-Fe s balančním nabíjením. Testovací sestava pro měření účinnosti pohonu na speciálním kloubovém standu Pro řízení je využito technologie která umožňuje získávat zpětně kritická provozní data pro měření. Stabilizační systém navíc spolupracuje s GPS navigací pro zajištění přesné pozice. Projekt byl finálně rozpohybován a analyzován na speciálně navrženém kloubovém standu, který navíc umožňuje variabilně ladit pohonné jednotky, regulaci, vrtule a řídící systém. Pro více informací o projektech navštivte www.spszr.cz nebo náš školní Facebook.
Mohlo by vás zajímat:
|