È meglio distribuire le batterie sui rotori o al centro del multicotteri?


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Ho visto 3 approcci per montare le batterie su un multicottero:

  • Tutte le batterie sono montate rigidamente vicino al centro della cellula
  • Tutte le batterie in una borsa appesa al centro della cellula
  • Ogni rotore ha la sua parte di batterie montate rigidamente vicino / sotto di esso. (Ad esempio, un quadricottero con 1/4 di tutte le batterie montate sotto ciascun motore).

Qual è il design migliore e perché? Se non esiste un miglior design, quali sono i vantaggi / compromessi tra i design? C'è qualche altro disegno che sto trascurando che è meglio in qualche modo?

(Questa domanda è incentrata sulle macchine volanti multirotore. Per i veicoli terrestri, vedere " È meglio distribuire il peso sulle ruote o sul centro del robot? ").

Risposte:


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Quasi sicuramente vuoi avere la batteria montata rigidamente al centro della cellula.

Montare una batteria sotto ciascun motore (anche se non l'ho mai visto) aumenterà i momenti di inerzia del multicottero, il che lo renderà più "stabile" in quanto perderà più lentamente il suo equilibrio e darà quindi al controller più tempo per reagire. Questo, tuttavia, è un modo piuttosto bruto per stabilizzare il volo.

Sospendere la batteria da una borsa renderà inutilmente complicate le caratteristiche di volo. Immagina che la "borsa" sia invece una corda con un peso attaccato all'estremità. Cosa succede alle caratteristiche di volo all'aumentare della lunghezza della fune?

A seconda del particolare design del telaio, il montaggio rigido della batteria può anche smorzare le vibrazioni del motore, riducendo la necessità di filtrare pesantemente le misure inerziali.


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Centro, vuoi che il momento d'inerzia sia il più piccolo possibile.


Questo è quello che ho pensato anche all'inizio. Rende più veloce sul lato di controllo, ma i disturbi esterni avranno più effetto. La mia ipotesi è che sarebbe in qualche modo collegato all'inerzia del motore / rotore.
Jakob,

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Si desidera montare le batterie il più vicino al centro dell'hub e il più vicino al centro sia in orizzontale che in verticale. Più è vicino, meno il controller deve lavorare per mantenere il mezzo bilanciato orizzontalmente e minore sarà la carica della batteria.


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Sicuramente montato in modo rigido per utilizzare la massa delle batterie per smorzare le vibrazioni, ma dove? Dipende se si desidera una macchina acrobatica agile o una piattaforma fotocamera stabile. Distribuire la massa se si desidera ridurre le oscillazioni in turbolenza.


Benvenuti nella robotica Vince, hai qualche riferimento per questa affermazione? Se potessi spendere la tua risposta per spiegare il perché, sarebbe più utile per i futuri lettori della tua risposta. Grazie,
Mark Booth

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Vince ha ragione, è una scelta dei designer. Dipende dall'applicazione.

Allontanare la massa dal punto centrale di rotazione aumenta il momento d'inerzia. Ciò significa che resisterà maggiormente alle influenze delle forze esterne.

Ciò include sia i disturbi ambientali che gli aggiornamenti dei comandi di movimento generati automaticamente. Uno di questi non è voluto e l'altro è voluto. Questo ci lascia con il compromesso nella decisione di progettazione. Quello che scegli sarà specifico dell'applicazione.

Se scegli di avere un'imbarcazione reattiva che sia veloce e acrobatica, arriverà a spese del controller che combatte continuamente i disturbi esterni. Ci sarà un limite alla velocità con cui può rispondere (larghezza di banda), e di conseguenza sarà più instabile dati i disturbi di grandi dimensioni o che variano rapidamente.

Al contrario, se si desidera la stabilità intrinseca ad anello aperto, il costo dell'imbarcazione sarà lento per implementare i propri aggiornamenti di movimento desiderati.

Sto facendo la mia prima build al momento. Voglio iniziare con un'elevata larghezza di banda del controller, dato l'ambiente montano in cui mi trovo. Il mio enigma attuale è, devo mettere la batteria sopra o sotto. Lo voglio davvero sotto.

Principalmente perché cambierò le cose laggiù quando inizierò ad aggiungere componenti periferici per interagire con l'ambiente. Ha senso collegare il computer con tutte le parti fisse in alto e poi è fatto, in modo permanente.

Ma questo mi lascia con due problemi. Uno non vuole entrare nell'incoerente risposta ritardata che ti viene in mente che si verificherà quando qualcosa penzola su una stringa. Posso sincronizzare la batteria ma ogni volta è un po 'faticoso per entrambi gli assi. Forse ho solo bisogno di investire in un cinturino della batteria migliore rispetto al mio velcro cinese da 1 dollaro.

La cosa reale che mi dà fastidio in questo momento è il rischio, l'idea di una batteria instabile viene esposta. Ho il carrello di atterraggio di tipo elicottero Tarrot e in una grande caduta non lo vedo fare molto per proteggere la batteria.

Quindi la mia domanda per espandere questa discussione qui è: cosa stanno facendo le persone in termini di alto o basso? Mi piace l'idea che sia sopra, ma questo porta a numerosi e diversi problemi di collocamento imbarazzanti lungo la strada.


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Mi piacciono queste idee, ma suggerisco di pubblicare quella domanda come una nuova domanda separata (" Mi è appena stato detto che devo pubblicare una domanda di follow-up ").
David Cary,
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