Bygga en DIY Quadcopter: en nybörjare Guide (6 / 25 steg)

Steg 6: Designprocessen

Jag började min designprocess genom att tänka olika grundläggande åtgärder jag skulle behöva min quadcopter att göra. Jag tänkte på dem som stater och kom upp med följande diagram:

Att hålla detta i åtanke, jag bestämde mig att ställa in min design fokus på en quadcopter som kunde uppnå dessa stater och kan byggas med hjälp av en laserskärare. Anledningen att jag valde en laserskärare är att, om jag har tillgång till 3D-skrivare och laser fräsar, jag är bara bekant med hjälp av laserklingor. Eftersom jag hade ungefär en och en halv vecka att bygga allt detta, beslutat jag att hålla fast vid vad jag känner för nu, men bygga det i ett medium som kunde överföras över till 3D-utskrifter utan alltför stora svårigheter. Det naturliga alternativet var att gå med Solidworks eftersom det skulle ge mig båda alternativen. Jag, dock fortfarande försök och hålla mina mönster orienterade mot en laserskärare.

Jag spånade en massa idéer, och jag började flytta mina skisser till Solidworks att se dem visuellt. Genom processen kom jag upp med sammanlagt åtta Solidworks design.

Exempelvis var en av mina tidiga konstruktioner för quadcopter något liknande detta:

Inte alla mina idéer var lika allvarligt--jag ville utforska mina alternativ och prova olika saker! En av mina wackier mönster var ungefär så här:

Vad som verkade vara den allmänna tanken jag hade i mitt huvud var att jag behövde ha fyra lika stora propellrar med en plats att montera motorn och en mittkonsol där jag kunde sätta all min elektronik och ledningar. Ta ett steg tillbaka från ritbordet, försökte jag titta på designen från mer praktisk mening. Hur skulle jag bäst få detta att fungera? Hur skulle allt passa? Quadcopters flyga runt och är benägen att krascha--hur kan jag skydda min elektronik? Jag gick på att tänka på en design där jag hade 4 inneslutna armar, med en fyrkantig mittkonsolen. Dock insåg jag när jag försökte håna det upp att armarna måste vara riktigt lång att ge anständigt utrymme mellan varje propeller och mittkonsolen. Jag flyttade från en kvadrat till ett mer åttakantig form, eftersom det skulle ge mig den längden på platser där jag behövde det (särskilt för batteriet) samtidigt ha en kurva-liknande struktur som skär av kanterna på en potentiellt onödigt stor rektangulär prisma, medan det fortfarande är laser skärbar. Jag insåg också att om jag delade den åttkantiga pjäsen i två lager, skulle jag spara utrymme och trä (således har mindre vikt övergripande).

Detta är när jag kom upp med en denna design, som är vad min slutliga utformningen är då baserade bort av:

Detta är med skuggan för att visa hur virket skulle pussla ihop kanterna. Här är en bild där du tydligt kan se de två lagrarna med toppen att vara transparent:

Jag var faktiskt ganska nöjd med den här versionen. Men jag ville ändå förbättra den. Om vi tar en närmare titt på armarna på denna design med propellern tagits bort:

Du kan märka att det är en enkel ihåliga rektangulär prisma. Jag tänkte att en lång ihålig arm inte kan vara bäst strukturellt, särskilt eftersom detta kommer antagligen kraschar ofta. Jag beslöt att göra ett slags balk i armen för att inte bara hjälpa det strukturellt, men ger också en fin avdelare för min tråd. Min balk delad design slutade så här:

och skulle passa in i min arm så här:

Du märker också att i denna design, beslutat jag att lägga lite ben längst ner, så att när den landar, det bara inte falla platt på armarna. Efter detta har tänkt jag på hur jag skulle hålla all min elektronik. Jag tänkte att jag skulle använda zip-band, och så jag gjorde hål som skulle vara bekvämt för användning med zip-band center i lagret.

Jag insåg dock snabbt att ha hål på det översta lagret inte skulle vara användbar, så jag inte vill att montera något på toppen. I, således bort dessa hål.

Men märker du att jag på det översta lagret, lämnade fyra små hål. Dessa hål faktiskt gå hela vägen genom varje lager. En design aspekt jag tänkte ett tag var hur jag skulle göra dessa lager tillgänglig. Jag skulle naturligtvis behöva komma åt alla dessa delar som jag kan behöva göra ändringar. Och om inte det, jag åtminstone skulle behöva för att kunna ladda batteriet! Jag tyckte om en idé där jag skulle göra en till två sidor av oktagoner med slitsar att fungera ungefär som skjutdörrar, men som visade sig vara svårt att skapa med en laserskärare, och också opålitliga. Jag tog ett steg tillbaka och insåg att jag kan overthinking det, och så jag helt enkelt satte fyra hål rakt igenom alla lager, att hålla dem tillsammans! Lagren är redan utformade för att passa i varandra... skruven skulle bara hålla den i! Närhelst jag behövde för att komma åt det, jag skulle bara ta bort de fyra skruvarna, och jag skulle ha tillgång till varje lager! Också, om du undrar över de större hål i mitten lagret, är de det helt enkelt tråd kablar mellan skikten. Några av de pluggar jag tittade på verkade ganska stor och jag hade inte delarna på mig vid denna tid eftersom jag var väntan för dem att leverera, så jag satte dessa hål i så att kablarna till lätt passera genom varje lager.

Vid denna punkt, jag kände mig redo att gå till laserskärning. Vid denna tid, det var runt söndag, och jag planerat att arbeta med laserskärare genom måndag som jag förväntat mig det finns en rusning för användning av laserskärare. Dessutom förväntas jag äntligen få min delar av tisdag. Detta är designen gick jag i med:

Tyvärr, efter laser skärning hela designen och passande allt tillsammans, jag fick min motorer bara för att upptäcka att återförsäljaren hade fullständigt ljög om dess dimensioner. Återförsäljaren tillhandahåller följande mått på motorn:

Dessa är bra, men de hjälper inte mig för mycket eftersom de inte ger dimensioner motorfäste, som jag behöver veta få min arm dimensionering korrekt! HobbyKing, återförsäljaren jag köpte motorerna från, har inte en telefon support linje, men de har en live chatt. Jag kontaktade deras live chatt, och "produktspecialist" gav mig dimensioner för motorfäste. Jag bekräftade med honom ett par gånger att dessa var exakt. Han svor vid sina mätningar och sa, ja absolut. Mycket till min förvåning och förtvivlan var de absolut inte mätningarna. Ärligt talat, de var inte ens i närheten! Tar några bromsok, jag mätt varenda bit av motor fäste, och gick igenom några fler revideringar att äntligen få en fungerande version av denna motorfäste. Jag var tvungen att öka arm bredd, men också därför ändra fliken storlekar, och även hur det passar in i hela mittkonsolen. För att säkerställa att jag hade det rätt den här gången, jag drog 2D-filen i Illustrator och tryckt ut bara arm basen lappa med motorfäste hål 100% skala. Jag skär sedan och såg till att det i linje med min motorfäste. Jag justerade därifrån tills det passa perfekt, och sedan jag gick återigen till laserskärare på onsdagen och fick min nu sista design klipp ut. Detta är min senaste Solidworks modell:

En fråga jag sprang in på onsdag, som gör detta som motor storlekssortering problem lite bättre, var att jag inte skulle kunna börja på min kabeldragning ändå. 3DR var tänkt för att skicka mig kraftmodulen jag behövde för min APM, men av någon anledning, trots beställning 7 dagar före med 2 dagars frakt, de helt enkelt har inte levereras det! Jag ringde dem 5 - 6 gånger försöker reda ut problemet och endast efter 6: e samtalet löstes detta. Bokstavligt talat, hela frågan var att jag var en ny kund så de ville bekräfta min adress och faktureringsinformation. Dock tycktes de försummar faktiskt ringa mig eller mejla mig för att göra det! Jag slutade ta emot delen på torsdagen, trots det faktum att 3DR bygger och fartyg från Kalifornien, rätt nära hem!