Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Quadrocopter Kräfte und Momente


von Andi (andi-drone1835)


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Hallo,

ich möchte gerne einen eigenen Quadrocopter Rahmen Bauen und möchte 
hierfür die Kräfte & Momente berechnen bzw mit Matlab oder ähnliches 
Berechnen.

Das ganze ist natürlich nciht ganz triviel, das habe ich schon bei der 
Recherche bemerkt, jedoch wollte ich dennoch hier um Rat fragen, da 
bestimmt schon einige ebenfalls dieses Vorhaben hatten und vielleicht 
verweirklicht haben.

Vielleicht hat jemand schon ein Matlab Modell seines Quadrocopters 
erstellt?

Ich freue mich auf eure Antworten!

: Verschoben durch Moderator
von Purzel H. (hacky)


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Hast du etwas Vorbildung als Physiker ? Ohne solltest du's eher 
vergessen. Das Modell aufsetzen ist dann eher das Einfache.

von STK500-Besitzer (Gast)


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Purzel H. schrieb:
> Hast du etwas Vorbildung als Physiker ? Ohne solltest du's eher
> vergessen. Das Modell aufsetzen ist dann eher das Einfache.

(Maschinen-)Bauingenieur könnte schon reichen.

von Andi (andi-drone1835)


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STK500-Besitzer schrieb:
> Purzel H. schrieb:
>> Hast du etwas Vorbildung als Physiker ? Ohne solltest du's eher
>> vergessen. Das Modell aufsetzen ist dann eher das Einfache.
>
> (Maschinen-)Bauingenieur könnte schon reichen.

Ja, ich studiere Maschinenbau un 3. Semester

von Piccoz (Gast)


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Hi

und wozu das Ganze ?

Ein Ingenieur "alter" Schule nimmt seit 17(!) Jahren hierzu
10mm Aluvierkant bis 80cm Größe Achsabstand

Versuche mit zB 15mm bringen ausser Gewicht wenig ( Stichwort Torsion)

Anderes Material   zb CFK Rohr mit eingeklebten CFK MontagePlättchen
Nice, bei Hochgeschwindigkeit ( 120kmh ) natürlich besser ..aber wann
fliegt man so mit nem fetten Copter rum

Bzgl "moderner" Copter ist Konstruktion usw eher müssig , weil du als 
Normalingenieur  das alles(!) so kompakt und leihct wie bei einem DJI 
Mini 3
gar nicht hinbekommst

Und was sogenannte Racecopter betrifft  -  da gibts seit Jahren CFK 
Frames


Fazit  ... Um das auf den Punkt zu bringen  ... Ich als Dipl.-Ing. 
arbeitete mit mehreren Anderen um das UAVP 2006  Projekt flugfähig und 
mit 2D Gimbal videotauglich.
Das ist im Sinne heute mal Nachvollziehen von "Oldtimertechnik" ggfs für 
die
Uni nice ... aber ansonsten ist das  , zudem hierzulande , eine 
komplette Zeitverschwendung da Energie usw reinzustecken

Hierzulande war es nicht möglich quasi Pioniertechnik via Firma 
aufzubauen ...   heute ist dank vieler Freizeitrowdies das Thema eh 
gegessen .
Sprich komplett überreguliert usw.

von Purzel H. (hacky)


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Ok. Ich hab mich auch mal damit befasst. Es kann schon Sinn machen sich 
damit zu beschaeftigen. Als Hobby zum Fliegen eher nicht.
Heute fliegt man mit einer DJI, zB Mavic ProII, die macht mit einem 
Gewicht von 1kg, 30min Flugzeit, hat eine 4k(!) Kamera, und streamt eine 
verkleinerte Aufloesung fuer den Piloten am Boden, macht 20m/s (72km/h), 
bei 5m/s vertikal. Die Reichweite ist mit 8km spezifiziert, ich flieg 
bis 5km, meine Augen sind so gut, dass ich sie immer sehe... Die Kamera 
ist gimbalisch aufgehaengt, da sieht man keine Bescheunigung, oder 
termisches Gewackel.
Mach das mal fuer etwa 1000Euro. Allerdings kann sie eben nur was sie 
kann.
Falls man auch eine Nutzlast transportieren will, hat DJI auch ein 
Chassis, mit viel mehr Dampf, alles besser, alles teurer.

Der Selbstbau ist schon interessant. Allerdings ist die Technik sehr 
aufwendig. Die IMU mit 3 Achsen Beschleunigungssensor und 3 Achsen 
Rotationsbeschleunigungssensor muss ausgelesen und die Werte umgerechnet 
werden. Dazu kommt ein barometrischer Sensor fuer die Hoehe und ein GPS 
fuer die Position. Das schafft ein AVR nicht mehr. Da waere eine 32 bit 
CPU angesagt. Die Regelungen sind nichtlinear.
Es bleibt viel arbeit, wenn man sie nur am Kabel ein paar Meter fliegen 
lassen will. Sonst waere noch die Kommunikation.

: Bearbeitet durch User
von donvido (Gast)


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Purzel H. schrieb:
> ich flieg
> bis 5km, meine Augen sind so gut, dass ich sie immer sehe

Klar und das glaubt dir wer?

Purzel H. schrieb:
> a waere eine 32 bit
> CPU angesagt.

Komisch, da ging for 15 Jahren schon so einiges mit AVR (inkl. GPS)...

von Hans B. (Gast)


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Interessante Aufgabenstellung.
Vermutlich genügt aber für die Dimensionierung die Betrachtung von:
Lastannahmen für "harte Landungen".
Maximale Kreiselkräfte von Propeller+Motor bei hohen Roll- u. Nickraten.
Lasten in Abfangbögen.
Möglicherweise auch Schwingungen bzw. flattern? -aber dann wird's sehr 
komplex!

von Andi (andi-drone1835)


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Hans B. schrieb:
> Vermutlich genügt aber für die Dimensionierung die Betrachtung von:
> Lastannahmen für "harte Landungen".
> Maximale Kreiselkräfte von Propeller+Motor bei hohen Roll- u. Nickraten.
> Lasten in Abfangbögen.

Ja, das genügt schon, wobei die Lastannahmen für harte Landungen schon 
etwas zu weit gehen

von Andi (andi-drone1835)


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Piccoz schrieb:
> Hi
>
> und wozu das Ganze ?
>
> Ein Ingenieur "alter" Schule nimmt seit 17(!) Jahren hierzu
> 10mm Aluvierkant bis 80cm Größe Achsabstand
>
> Versuche mit zB 15mm..

Natürlich kann ich mir auch einen fertigen Copter kaufen, aber da ist 
der Lerneffekt "Bestellen & Bezahlen"

Es soll zudem kein Copter mit Gimbal usw werden, die Nutzlast beschränkt 
sich auf einen Ardupilot Flight Controller, einen Pi Zero, eine Pi Cam, 
die Esc`s, Motoren. usw..kein extra schnickschnack

von Andi (andi-drone1835)


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Purzel H. schrieb:
> Der Selbstbau ist schon interessant. Allerdings ist die Technik sehr
> aufwendig. Die IMU mit 3 Achsen Beschleunigungssensor und 3 Achsen
> Rotationsbeschleunigungssensor muss ausgelesen und die Werte umgerechnet
> werden. Dazu kommt ein baro

es geht hier nur um den Rahmen, die Elektronik wird gekauft (Ardupilot 
usw..)

von J. S. (jojos)


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CAD Programme wie Fusion360 haben gute FM Analysemöglichkeiten, habe 
sowas mal für eine CNC Fräse gesehen. Die Frage ist sicher wie gut man 
mit dem Modell die Realität trifft. Beim Quadcopter stelle ich mir das 
weniger schwer vor, da kann man ja mit einem einfachen Rahmen anfangen 
und dann Versteifungen dazukonstruieren.

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