制造无人机机械原型——期待什么？

自古以来，征服天空一直是人类最伟大的战斗之一。我们的祖先警告我们，天空可能是一个危险的敌人。让我们记住伊卡洛斯的传说，一个男孩，他非常想像鸟一样飞翔，以至于他的父亲用鸟的羽毛和蜡给他做了翅膀。他飞得越来越高，直到太阳融化了蜡，他摔死了。这个故事给了我们两个重要的教训：

1. 始终为您的飞机制作机械或功能原型并认真测试它们；

2. 尝试在不进入内部的情况下测试它们。或者至少拿一个降落伞。

幸运的是，现代制造和航空工程让我们有机会做到这两点。我们可以远程控制我们的飞机原型，我们可以在很短的时间内创建原型。

什么是无人机？

无人机已成为终极的业余飞机。它们重量轻、体积小、易于飞行，您实际上可以亲自制造它们，这吸引了很多喜欢修补机制的人。然而，无人机的出现要早得多。第一次提及它们可以追溯到 1920 年代。

第一次尝试制造无人机并没有成功。有许多独立的发明者设法制造了带有 4-6 个旋翼发动机的直升机原型。这些飞机太不稳定，不同步，飞行员也太紧张了，所以直到最近他们的开发大多被放弃了。

随着航空电子的现代发展，以往无人机功能的技术难点已基本被克服。由于飞行员问题是唯一存在的问题，无人机变得无人驾驶。但是，不再需要飞行员了。您可以使用相机安装它并获得遥控器。现代电子设备使这辆车的设计变得非常简单，所以很多人将无人机作为一种爱好，或者购买它们来制作精彩的电影、艺术、交付东西，甚至监视邻居，谁知道呢。甚至还有一个故事，一个男人决定把他的猫做成四轴飞行器，让它永垂不朽。

无人机由什么组成？

典型的无人机具有以下决定其功能的要素：

1. 框架。 这是主要部分，也是最重要的部分。它将所有功能对象结合在一起，决定结构的整体强度，并影响设备的航空性能。我将主要讨论这部分，因为它实际上是您必须自己设计和制造或使用原型制作店的唯一部分（如果您没有工程背景，强烈建议您这样做，因为在最后，它会更便宜、更快，因为原型制造商会制造出高质量的车架、更好地选择材料并会为您提供设计建议）
2. 电机。 您可能需要 4-8 个电机，具体取决于您需要多少旋翼飞机。电机决定了无人机叶片的旋转速度，从而决定了它的功率。有许多电机制造商提供廉价且可靠的解决方案。
3. 电子速度控制。 这些设备将同步您的螺旋桨并防止您的无人机发疯。它们也很便宜，很容易找到。
4. 螺旋桨。 现在，这些是螺旋桨的主要运动部件。它们的刀片具有复杂的几何形状，它们的尺寸和形状将取决于框架的重量和尺寸，因此您可能必须将它们与框架一起订购。
5. 电池、连接器和控件。 二次操作将需要一些较小的电子部件。例如连接器、电池和带有遥控飞行器的接收器。您可能还需要一台相机，因为在没有相机的情况下驾驶无人机就像用一条腿走路。

如您所见，现代工业为无人机制造提供了许多准备好的解决方案。由于制造电子设备本身是一个复杂且昂贵的项目，我建议您只购买现有的零件，无论您是业余爱好者还是打算出售这些东西。如果您的销售额增长，那么您可以考虑制作自己的电路。这样，我们就剩下两个对无人机性能至关重要的主要定制部件。当然，您必须制作一些额外的连接器和电池外壳。但是，它们的设计没有问题，只需轻弹手指即可进行 3D 打印。

如何制作自定义无人机框架

因此，框架对于无人机的稳定性和整体结构非常重要。当您学习驾驶飞机时，肯定会撞到东西并损坏框架，因此更换或修理它也应该很容易。

目前，根据您想要的螺旋桨数量，有许多可能的无人机框架设计。螺旋桨越多，无人机就越稳定，但也会更重。最关键的参数是刚度和重量。这就是为什么最普遍的材料如下：

1.木材。 最便宜的材料，最容易加工，可以用最简单的工具制成框架。这种无人机的外观和可靠性并不高。它很容易更换，但预计它会在最小的冲击下破裂。基本上，对于爱好者来说，这是一个不错的选择。框架通常在木工车床上或用更简单的工具加工，然后粘合在一起。

2.塑料。 这是最明显的选择。许多聚合物重量轻，拉伸强度高，最好的聚合物可以使用现代技术快速加工。例如，塑料框架可以使用 3D 打印或聚氨酯铸造​​原型技术制造。这使其成为创建商业无人机模型原型的一个非常好的选择。您可以使用 RP 技术轻松制作小批量、组装它们并进行测试。并且，当您准备好后，订购一个注塑模具。

3.铝。 您应该选择这种材料来制造最耐用、最坚固的系统，它可以承受很大的压力。它也是最重的材料。通常，这样的框架将进行数控加工。如果您只制作专业的工业无人机，您应该使用铝制框架。或者，如果您已经进行了测试并批准了设计，并且您希望您的无人机看起来非常漂亮和闪亮。

让我们做螺旋桨

螺旋桨是无人机设计中最复杂的部分。您必须根据无人机的重量实际计算其几何形状才能达到所需的推力。幸运的是，有很多服务可以帮助您做到这一点。如果你发现几何太复杂。您可以随时从原型设计车间订购叶片，由有能力的工程师设计、计算和制造完美的螺旋桨。

所以，显然，直径很重要。叶片越大，螺旋桨可以泵送的空气就越多。但是，您应该注意，螺旋桨需要同步以防止它们相互撞击。这就是为什么更大的螺旋桨会产生更差的机动性。您应该选择最适合您的：更大的无人机负载或更好的机动性。

迎角是刀片的另一个重要特征。它基本上是螺旋桨撞击空气并偏转的角度。叶片的效率越大，叶片的效率就越好，但是，由于风力会更大，因此需要更大的电机。靠近具有恒定螺距的螺旋桨的中心，攻角会降低。然而，在交替攻角的情况下，螺旋桨的几何形状变得过于复杂。

螺旋桨叶片大多是 3D 打印或使用硅胶形式铸造的，因为这些方法在以低成本和低时间实现复杂几何形状方面最有效。叶片经过后处理，因为良好的表面光洁度可以降低无人机在飞行中的振动。

您还应该记住平衡螺旋桨。这是一个简单的过程。你可以用铅笔和小刀来做。只需将刀片安装在水平放置的铅笔上即可。螺旋桨很可能会绕其轴线转动。所以，从刀片的根部切掉一点，它往往会留在铅笔的底部。重复此操作，直到将刀片安装在铅笔上时刀片不转动。