Tại sao các quadcopters phổ biến hơn trong robotics hơn các cấu hình khác?

Tôi đã nhận thấy rằng hầu hết tất cả các nghiên cứu được thực hiện với robot máy bay trực thăng đều được thực hiện bằng cách sử dụng quadcopters (bốn cánh quạt). Tại sao có quá ít công việc được thực hiện bằng cách sử dụng máy bay trực thăng so sánh? Hoặc một số lượng khác nhau của cánh quạt? Điều gì về bốn cánh quạt đã làm cho quadcopters trở thành sự lựa chọn phổ biến nhất?

Ít nhất trong một phần tứ giác cung cấp một sự cân bằng tốt đẹp giữa sự phức tạp của các động lực và yêu cầu năng lượng. Với máy bay trực thăng cánh quạt đơn truyền thống, điều khiển là chức năng định hướng của rôto, có nghĩa là bạn phải thay đổi hướng của nó để thay đổi hướng của tàu. Điều này làm cho các liên kết cơ học rất phức tạp nói một cách tương đối và nó làm phức tạp các động lực. Với tri-copters, động lực học bao gồm sự mất cân bằng của các khoảnh khắc gây ra bởi sự quay của các cánh quạt. Với hơn bốn cánh quạt, bạn có được sự ổn định được cải thiện và một số khả năng xử lý sự cố, chẳng hạn như một động cơ đi ra ngoài, nhưng bạn nhanh chóng gặp phải sự cố về điện. Càng nhiều động cơ bạn cần để lái xe, yêu cầu năng lượng của bạn càng cao và tứ giác đã rất đói điện. Đây là một vấn đề lớn trong ngành robot nói chung.

Bạn cần 4 bậc tự do để điều khiển ngáp, ném, lăn và lực đẩy.

Do đó, bốn đạo cụ là số lượng thiết bị truyền động tối thiểu cần thiết. Máy bay trực thăng yêu cầu một servo để nghiêng một hoặc nhiều cánh quạt phức tạp hơn về mặt cơ học.

Không có giới hạn chỉ có 4 đạo cụ, hexa + coptor cũng rất phổ biến.

Nói chung, bạn muốn có một số lượng đạo cụ chẵn trừ khi bạn nghiêng để lực ngáp cân bằng.

Chọn số lượng chính xác của cánh quạt được sử dụng liên quan đến nhiều sự đánh đổi phức tạp. Một chỗ dựa duy nhất không thể quá lớn hoặc quán tính làm cho multbest không ổn định (đó là lý do tại sao bạn thấy nhiều đạo cụ hơn thay vì đạo cụ lớn hơn cho đa hướng lớn).

Cánh quạt lớn rất xa, xa, hiệu quả hơn nhiều cánh quạt nhỏ, đó là lý do tại sao về cơ bản có một nắp kích thước trên máy bay trực thăng (trừ khi bạn đi biến đổi / sân tập thể sẽ là ngu ngốc).

Tôi nghĩ lý do chính là đơn giản là chúng dễ dàng được xây dựng một cách ổn định. Góc 120 độ khó lấy đúng hơn góc 90 độ.

Một điều dễ hiểu hơn một chút là làm thế nào mối quan hệ giữa các cánh quạt dẫn đến các loại chuyển động khác nhau. Suy nghĩ về các cánh quạt khác nhau di chuyển ở tốc độ và hướng khác nhau và làm thế nào điều đó ảnh hưởng đến chuyển động của robot là trực quan, bởi vì bạn không phải thực hiện nhiều lượng giác trong đầu.

Cuối cùng, đó chỉ là một sự thỏa hiệp tốt giữa tính ổn định / khả năng kiểm soát và chi phí, vì động cơ thường là một trong những thành phần đắt nhất cho loại robot đó.

Các câu trả lời cơ học ở trên là chính xác. Các vấn đề ổn định vốn có với các động cơ lớn đơn lẻ được trao đổi cho comtrol động trên 12 chiều gia tốc, ngáp, cao độ, cuộn có thể được ghép một phần (ma trận quay amd tịnh tiến) trong đó người ta được trình bày với khung quán tính chéo đơn giản để tạo ra động mô hình với. Trong mô hình này cũng có một mối quan hệ nghịch đảo giữa bán kính của tứ giác và độ linh hoạt tịnh tiến và quay. Nó trở nên rất dễ dàng để "né đạn" ở bán kính rất nhỏ.

Để trả lời câu hỏi Làm thế nào để bạn có được chuyển động ngáp thuần túy với một quadcoptor? , trong các nhận xét cho câu trả lời này , bạn có được ngáp thuần túy theo cách sau:

Động cơ Bắc và Nam quay cùng tốc độ nhưng tập thể ở tốc độ cao hơn (hoặc thấp hơn) so với Động cơ Đông và Tây cũng có cùng tốc độ.

Nó sẽ không ném hoặc lăn, nó sẽ ngáp. (Lấy làm tiếc)

Hơn nữa, trong phần mềm, người ta có thể điều khiển máy photocopy sau khi phá vỡ cánh quạt phía bắc và phía nam với chi phí điều khiển ngáp, tàu sẽ liên tục quay và miễn là tần số làm mới phần mềm có thể xử lý tốc độ quay vòng của ngáp vẫn chính xác là ổn định (loại) kích thước của gia tốc được cắt bớt và phản ứng hoặc giật cũng có phần bị cắt bớt nhưng nó có thể di chuyển cao độ và ngáp giống nhau bằng cách bù vào phần mềm. (Trạng thái ngáp mong muốn hầu như được kết hợp với trạng thái vật lý)