Подвижный манипулятор для мультикоптерных беспилотных летательных аппаратов
Автор проекта
Быстрицкий Кирилл
8 класс
Научный руководитель
Корнев Никита Сергеевич, преподаватель ЦДНИТТ «Наследники Ползунова», г. Барнаул (Алтайский край)
Цель проекта
Разработка устройства для мультикоптеров класса 450, позволяющего выполнять захват объектов с вертикальных поверхностей.
Краткое описание проекта
В настоящее время уже существуют дроны-грузчики на базе мультикоптерных летательных аппаратов, которые могут доставлять товары ограниченного веса. Также последние несколько лет создаются проекты по использованию мультикоптерных летательных аппаратов для сбора урожая в труднодоступных местах и сбора лекарственных растений в горной местности. Применение мультикоптеров обосновано их высокой подвижностью, точностью перемещений и стабильностью полёта. Вместе с тем, использование мультикоптеров имеет ряд проблем. Первая: захват грузов или образцов возможен только с горизонтальных поверхностей. Вторая: невысокая полезная нагрузка мультикоптеров. И третья: прямая связь между переносимым грузом и дальностью полёта. Из этого следует, что масса рабочих органов мультикоптеров должна быть минимально возможной. Создание манипулятора для мультикоптера, позволяющего выполнять захват объектов на вертикальных поверхностях, а также обладающего минимальной массой, значительно расширит возможности мультикоптеров как инструмента широкого спектра применения. В ходе работ по созданию подвижного захвата выполнен обзор существующих решений, произведён анализ конструкции мультикоптера. На основе анализа составлена кинематическая схема комплекса мультикоптер-манипулятор, учитывающая особенности конструкции мультикоптера. Составлена расчетная схема устройства. По схеме сделан расчёт максимальной грузоподъемности подвижного захвата. Разработана конструкция подвижного захвата с применением вспенивающихся композитных материалов. В настоящий момент создан прототип подвижного захвата. Он позволяет выполнять захват объектов массой до 50 гр. Манипулятор представляет из себя механическую руку с 1 степенью свободы и клещевой захват.
Результаты проекта
Разработана конструкция подвижного захвата. Определена максимальная грузоподъёмность манипулятора. Разработан универсальный электромеханический привод для манипуляторов, не имеющий аналогов в данной ценовой категории.
Дальнейшее развитие проекта
Доработка прототипа на основании результатов испытаний. Уменьшение массы элементов манипулятора. Патентный поиск и заявка на патент электромеханического привода. Динамические испытания манипулятора на квадрокоптере. Разработка промышленного образца универсального электромеханического привода.