Comment concevoir un quadricoptère avec Siemens NX?
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Cet article explique comment concevoir un quadricoptère avec Siemens NX, un logiciel de conception assistée par ordinateur.
Cet article explique comment concevoir un quadricoptère avec Siemens NX, un logiciel de conception assistée par ordinateur. Vous voudrez peut-être ensuite l'implémenter dans une imprimante 3D pour l'utilisation et la création que vous souhaitez.
Partie 1 sur 3: comprendre le fonctionnement d'un quadricoptère
- 1Comprenez ce qu'est un quadricoptère. C'est une machine qui utilise quatre rotors pour manœuvrer dans les airs. Il nécessite également un système informatique pour recevoir des commandes d'un contrôleur pour contrôler l'endroit où le quadricoptère se déplacera.
- 2Comprendre les forces agissant sur le quadricoptère. Ils sont appelés gravité, portance et traînée. Un quadricoptère est soumis à des forces lorsqu'il est utilisé, il est donc important de comprendre ces trois forces. Ils sont décrits ci-dessous.
- La gravité agit sur le quadricoptère. Plus précisément, c'est la force qui tire le quadricoptère au sol en raison de sa masse.
- La portance est la force ascendante qui est le résultat des hélices. La poussée fait référence aux forces horizontales qui se produisent en raison de la direction des hélices.
- La traînée est la force qui repousse le quadricoptère par l'air; cela se produit quand il vole.
- 3Comprendre comment un quadricoptère manœuvre. Il change de direction en réduisant ou en augmentant la rotation d'une hélice, l'amenant à aller dans la direction commandée par le contrôleur. Les sens de déplacement sont décrits ci-dessous:
- Avancer et reculer: les hélices avant diminuent en tours par minute (RPM) tandis que les hélices arrière augmentent en RPM. L'inverse se produit lorsque le quadricoptère recule dans les airs.
- Déplacement à gauche et à droite: lors d'un déplacement vers la gauche, deux hélices diminuent en RPM et les deux droites augmentent. Le déplacement vers la droite se produit lorsque le contraire se produit.
- Monter et descendre: Pour monter, le quadricoptère doit augmenter les RPM de toutes les hélices pour créer une force de portance supérieure à la force gravitationnelle agissant sur le drone. Pour descendre dans les airs, les RPM sont diminués pour toutes les hélices où la force de portance est inférieure à la force gravitationnelle provoquant le déplacement du quadricoptère vers le bas.
Partie 2 sur 3: commencer le processus de conception
- 1Commencez à réfléchir à votre conception. Le brainstorming est essentiel pour commencer le processus de conception de votre quadcopter. Assurez-vous de décider ce que votre quadcopter accomplirait s'il devait être créé à l'aide des pièces créées à l'aide d'un logiciel de CAO. Assurez-vous de pouvoir répondre aux questions suivantes:
- Quelle est la taille du quadricoptère?
- Le quadcopter devra-t-il soulever des objets?
- Quelle est la vitesse du quadricoptère? Sera-ce rapide ou lent?
Les bras doivent également être robustes et rigides afin de maintenir les moteurs éloignés du quadricoptère pour plus de stabilité. - 2Décidez des pièces pour le quadcopter. Les pièces telles que les moteurs, les fixations, les hélices et les unités électriques doivent maintenant être sélectionnées pour correspondre à vos idées de remue-méninges. Vous devrez choisir les pièces avant de concevoir afin d'avoir une idée des dimensions qui seront incorporées dans la conception du quadricoptère. De cette façon, toutes les pièces s'emboîtent correctement.
- Essayez de trouver un kit avec tout votre matériel nécessaire. Cela vous permettra de trouver plus facilement des pièces.
- Choisissez des moteurs qui fournissent suffisamment de poussée au quadricoptère pour planer à 50% des gaz. Cela rendra le quadcopter plus efficace en prolongeant la durée de vie de la batterie. Par exemple, si le cadre total du quadricoptère est de 500 grammes, chaque moteur devrait produire 250 grammes de poussée totalisant 1000 grammes.
- Lorsque vous avez choisi les pièces, notez les dimensions du type de fixations qui seront utilisées pour attacher les différentes pièces du quadricoptère entre elles. Notez la taille des composants électriques et les emplacements des trous de réglage sont sur les moteurs. Tout cela vous aidera à mettre les moteurs sur les attaches du quadricoptère.
- 3Créez un croquis approximatif du quadcopter. Le croquis approximatif devrait avoir vos idées et pièces de remue - méninges esquissées sur papier; de cette façon, vous aurez une idée de ce à quoi ressemblera votre conception. Le croquis doit également intégrer les dimensions de chaque partie du quadricoptère. Gardez à l'esprit qu'un drone plus léger sera plus efficace et réduira également la portance nécessaire pour voler. Cela prolongera la durée de vie de la batterie.
- La traînée se produira dans les zones où l'air ne peut pas passer. Cependant, si vous faites des trous ou des zones ouvertes, ils réduiront la traînée et la portance nécessaire pour faire décoller le quadricoptère.
- Pour le cadre du quadcopter, esquissez les jambes. Connectez les plaques et les bras dans la conception qui répondra aux besoins de ce que le drone doit accomplir.
- Esquissez le moteur et les unités électriques qui ont été choisis.
- 4Ouvrez Siemens NX, puis cliquez sur le bouton Nouveau fichier dans la partie supérieure gauche de l'écran. Là, un onglet apparaîtra pour créer un modèle. Appliquez des unités de mesure et nommez le fichier qui sera créé.
- L'onglet fichier dans Siemens NX vous permettra également d'enregistrer et de créer de nouveaux fichiers.
- 5Cliquez sur l'onglet Accueil. Dans cet onglet, il y aura un bouton d'esquisse sur lequel cliquer et vous pourrez commencer à créer vos pièces de quadcopter. NX dispose de commandes à utiliser pour créer les pièces et définir les dimensions. Ils sont décrits ci-dessous:
- Extruder: cela extrudera votre esquisse dans le logiciel à une longueur spécifiée.
- Esquisse directe: cet ensemble de commandes comprend des lignes, des cercles, des points et des rognages qui peuvent être intégrés au processus de conception.
- Commande de trou: Cela créera des trous dans vos objets extrudés.
- Révolution: une fois qu'un objet de contour est créé, la commande de révolution fera pivoter le contour le long d'un axe spécifié d'un certain nombre de degrés pour obtenir une certaine forme.
- 6Créez les jambes pour le quadcopter. Les pieds doivent être conçus de manière à répondre à vos besoins pour le quadcopter. Les jambes courtes offrent peu de protection entre le châssis du drone et le sol, mais elles réduisent également le poids du quadricoptère et augmentent la portance pouvant être produite. Des jambes plus longues peuvent aider à protéger le châssis du drone du sol et permettre de ramasser des objets.
- Concevez l'endroit où la jambe attachera la plaque inférieure aux bras du drone. Vous en aurez besoin pour déterminer les dimensions correctes des trous nécessaires pour fixer une vis à travers. Ce faisant, appliquez des trous contre creux où les vis passeront pour créer une surface propre sur la jambe. Maximisez la distance que la vis peut atteindre pour relier les pieds, la plaque inférieure et les bras ensemble.
- Créez au moins deux trous de fixation.
- Terminez le croquis, puis appliquez-en un autre sur la plaque du pied pour créer le dessin de la forme réelle du pied. Concevez la forme de la jambe à partir de votre croquis approximatif.
- Enregistrez le fichier sous leg.prt pour plus de simplicité une fois que vous avez terminé.
- 7Créez la plaque inférieure du quadcopter. La plaque inférieure sera attachée par les jambes aux bras. Le but de cette plaque est de créer une stabilisation afin que les jambes et les bras ne bougent pas librement en vol.
- Créez une nouvelle esquisse et esquissez d'abord le contour de la plaque. Les plaques en forme de cercle sont les meilleures car elles offrent la stabilité la plus rigide en cas de collision. Les premières fractures dans les accidents se produisent dans des zones avec des angles ou des bords tranchants. Essayez de mettre en place des bords arrondis au cas où votre quadricoptère tomberait en panne.
- Esquissez les trous avec les bonnes dimensions; faites-le dans les régions extérieures de la plaque où iront les jambes. Assurez-vous que si quatre pieds sont appliqués, tous les trous sont également espacés les uns des autres.
- Appliquer des zones de réduction de poids sur la plaque. Commencez au centre de la plaque et évitez les zones proches des trous pour les pieds et près des bords où des fissures peuvent se produire. Lors de l'application de zones de réduction de poids, assurez-vous d'appliquer uniformément sur la plaque. Appliquer pour réduire le poids d'un côté peut faire basculer le quadricoptère en vol sans qu'on le lui demande. Dans l'ensemble, la réduction devrait être faite de manière égale.
- Cette plaque ne doit pas être mince. S'il est fin, il est facilement sensible aux fissures lors de l'atterrissage.
- Lorsque vous avez terminé, enregistrez le fichier sous bottomplate.prt pour plus de simplicité.
Vous pouvez utiliser le design fini à l'avenir pour imprimer les pièces en 3D et rendre le quadricoptère adapté au vol. - 8Créez les bras du quadcopter. Ils doivent être conçus de manière à ce que l'air puisse circuler librement en haut et en bas; cette conception réduira la traînée. Les bras doivent également être robustes et rigides afin de maintenir les moteurs éloignés du quadricoptère pour plus de stabilité.
- Créez le contour initial du bras. Incluez une réduction de poids, des trous pour les attaches du moteur et assurez-vous que les attaches des jambes relient le bras à la plaque inférieure (et sur le dessus pour se connecter à la plaque supérieure). L'extrusion du bras doit être conçue de manière à ce que les attaches puissent traverser la pièce pour fixer le moteur au bras.
- Là où le bras se connecte aux plaques inférieure et supérieure, créez deux piliers rectangulaires avec des trous pour fixer le quadricoptère ensemble.
- Gardez à l'esprit la longueur des hélices lors de la conception de la longueur du bras. Des bras trop courts peuvent provoquer des interférences entre les hélices et le vol ne se produira pas. Créer des bras trop longs rendra le drone instable.
- Une fois terminé, enregistrez le fichier sous arm.prt pour plus de simplicité.
- 9Créez la plaque supérieure du quadcopter. Celui-ci sera utilisé pour contenir certaines parties des composants électroniques. Ils vous seront également nécessaires pour connecter les bras ensemble pour empêcher les bras de se plier et de stabiliser le cadre. La plaque devrait également intégrer une réduction de poids et de traînée pour une meilleure efficacité de vol.
- Le contour de la plaque doit être créé et des trous appliqués pour accepter les attaches aux quatre bras du quadricoptère. Les trous doivent s'aligner avec ceux créés sur les bras.
- Appliquez des formes de réduction de poids et de traînée de manière égale sur la plaque, puis extrudez à la longueur souhaitée qui doit être environ la moitié de celle de la plaque inférieure.
- Une fois terminé, enregistrez le fichier sous le nom top plate.prt.
- 10Créez les composants à l'aide de spécifications. Ces composants seront les moteurs, les hélices, les fixations, la batterie et le contrôleur principal. Les composants seront conçus avec les dimensions indiquées dans les pièces trouvées.
- Créez les pièces à votre guise dans des fichiers séparés. Nommez les fichiers en fonction du nom de la pièce.
Partie 3 sur 3: création de l'assemblage du quadcopter
- 1Ouvrez tous les fichiers de pièce dans NX. Assurez-vous que chacun est ouvert à la visualisation après avoir cliqué dessus.
- 2Appliquer les contraintes. Faites cela entre les pièces pour aligner les trous ensemble. Vous pouvez ajouter, faire pivoter et déplacer des pièces en cliquant sur les commandes d'assemblage en haut à droite de l'écran.
- 3Voir l'assemblage. Lorsque vous regardez l'assemblage, assurez-vous que toutes les pièces sont alignées et qu'elles sont bien ajustées les unes aux autres. Cela vous permettra de voir si des pièces doivent être modifiées pour s'adapter aux autres pièces.Vous devrez choisir les pièces avant de concevoir afin d'avoir une idée des dimensions qui seront incorporées dans la conception du quadricoptère.
- 4Enregistrez le fichier d'assemblage sous assembly.prt. Cela rendra le fichier plus facile à trouver. Vous devrez l'ouvrir pour voir à quoi ressemble le quadcopter.
- 5Créez un dossier de visualisation de la conception. Enregistrez tous les fichiers que vous avez créés dans un dossier zip (un dossier zip est préférable car avec celui-ci, vous pouvez facilement télécharger votre fichier sur NX pour afficher l'assemblage). Vous pouvez utiliser le design fini à l'avenir pour imprimer les pièces en 3D et rendre le quadricoptère adapté au vol.
- Si vous avez trouvé des moteurs et des hélices mais que vous ne savez pas comment les concevoir, assurez-vous simplement d'avoir des trous de fixation appropriés pour les fixations sur les autres pièces pour un alignement correct.
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