Máy bay không người lái FPV có khung giữ lại tất cả các bộ phận của máy bay trực thăng và bảo vệ các thiết bị điện tử bên trong chúng khỏi bị hư hại. Bài viết này phác thảo khung tứ giác. Chúng ta nên chú ý làm thế nào để có được kết quả tốt nhất khung bay không người lái và khung hình ảnh hưởng như thế nào đến hiệu suất chuyến bay. Có nhiều cân nhắc trong việc lựa chọn khuôn khổ lý tưởng theo nhu cầu và phong cách cá nhân của bạn.
Khung tứ giác là gì?
Khung hình vuông là cấu trúc chính của máy bay bốn trục. Khung hoặc khung gầm của máy bay bốn trục có các bộ phận khác nhau. Một số khung có cả bốn cánh tay được cắt từ một khung sợi carbon duy nhất, thường được gọi là monome hoặc cá thể. Một số bảo vệ máy ảnh FPV phía trước, thường được gọi là "lớp vỏ bảo vệ" của máy ảnh. Khung tứ giác hoàn hảo phải nhẹ và chắc chắn. Nhưng giống như nhiều thứ khác, máy bay không người lái cần sự hy sinh và cân bằng. Thiết kế và vật liệu của khung quyết định khả năng chống va đập của nó. Nói chung, khung mạnh hơn sẽ nặng hơn và ổn định hơn trong không trung.
Các khung nhẹ hơn sẽ hiệu quả và linh hoạt hơn. Khung nhẹ hơn yêu cầu ga di chuột thấp hơn nên thời gian bay có thể được kéo dài. Nó cũng có thể phản ứng nhanh hơn để dán đầu vào và tăng tốc. Tuy nhiên, một số khung nhẹ có thể sử dụng vật liệu mỏng hơn, có xu hướng uốn cong và rung khi bay. Điều này sẽ ảnh hưởng đến bộ điều khiển FC và PID và khiến việc điều chỉnh trở nên rất rắc rối. Ngoài ra, khung siêu nhẹ sẽ hy sinh khả năng bảo vệ các linh kiện. Khung máy bay bốn trục có tác động đáng kể đến hiệu suất chuyến bay của bạn: khí động học, phân bổ trọng lượng, độ cứng, v.v., tất cả đều đóng vai trò trong đặc điểm chuyến bay.
Chất liệu khung tứ giác
Khung tứ giác có thể được làm bằng bất kỳ vật liệu nào bạn có thể nghĩ tới: gỗ, nhựa in 3D, nhựa ép phun, sợi thủy tinh, nhôm và thậm chí cả ống nhựa PVC. Tuy nhiên, do giá thành tương đối thấp và tính chất vật lý tuyệt vời nên sợi carbon vẫn là vật liệu làm khung tứ giác phổ biến nhất:
1. Trọng lượng nhẹ - máy bay không người lái đua nhẹ hơn có nghĩa là tốc độ nhanh hơn, tính linh hoạt tốt hơn, thời gian bay dài hơn.
2. quán tính ít phá hủy hơn khi va chạm
3. Độ cứng - CF có tỷ lệ độ cứng trên trọng lượng cao. Độ cứng của khung rất quan trọng đối với sự ổn định và hiệu suất bay
4. Tuy nhiên, việc sử dụng sợi carbon trong khung có một số nhược điểm:
5. Sợi carbon có tính dẫn điện. Nếu dây đai của bạn tiếp xúc với khung, nó có thể gây đoản mạch và đốt cháy các bộ phận
6. Nó cũng chặn tín hiệu RF (chẳng hạn như 2,4 GHz và 5,8 GHz), vì vậy hãy đảm bảo ăng-ten của bạn không bị ẩn trong khung
Xây dựng khung tứ giác
Khung tứ giác có thể được chia đơn giản thành hai phần: thân và cánh tay. Thân máy bay có thể chứa và bảo vệ các bộ phận điện tử của bạn, bao gồm bộ điều khiển chuyến bay, PDB, máy ảnh FPV, vtx, v.v. Nó thường bao gồm một tấm đáy, một tấm trên cùng và một số giá đỡ được sử dụng để cố định chúng lại với nhau. Cánh tay là nơi lắp đặt động cơ, thường cũng là nơi lắp đặt ESC. Thiết kế của những cánh tay này rất bền. Chúng thường được làm từ 4 mm đến 5 mm tấm sợi carbon (CF). Hiện nay CF 5,5 mm hoặc thậm chí 6 mm ngày càng trở nên phổ biến.
Kích thước chiều dài cơ sở
Kích thước chiều dài cơ sở của khung máy bay bốn trục tính bằng milimét và kích thước là khoảng cách từ động cơ đến động cơ. Khung tứ giác thường được thiết kế cho các kích thước cánh quạt cụ thể nên khung cũng có thể được tham chiếu dựa trên kích thước cánh quạt. Vì vậy, khi bạn nghe người ta miêu tả “khung hình 5 inch”, có nghĩa là kích thước của khung hình phù hợp với đạo cụ 5 inch. Kích thước của khung tứ giác mini quyết định sự lựa chọn của hầu hết các thành phần bạn sẽ sử dụng trong công trình của mình. Một UAV mạnh hơn đòi hỏi khung lớn hơn cho cánh quạt dài hơn và động cơ lớn hơn, trong khi khung nhỏ hơn sẽ sử dụng cánh quạt ngắn hơn và động cơ nhỏ hơn, công suất thấp hơn. Khung có xu hướng càng nhỏ càng tốt để giảm trọng lượng và giữ cho động cơ càng gần trung tâm càng tốt. Động cơ được lắp đặt ở đầu cực của cánh tay. Chúng càng ở xa tâm thì mômen quán tính càng lớn, tạo ra xu hướng chống lại sự tăng tốc và giảm tốc góc. Trong tất cả các điều kiện khác, khung càng nhỏ thì quy trình càng linh hoạt. Ngoài ra, khung càng lớn thì lực cản không khí khi bay về phía trước càng lớn. Do lượng vật liệu tăng lên nên trọng lượng của khung cũng sẽ tăng lên.
Cho dù kích thước của khung là bao nhiêu "mm", thì phải kiểm tra kích thước hỗ trợ của khung. Ví dụ: khung 5" có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn 210mm. Đôi khi khung 250mm chỉ có thể chấp nhận đạo cụ 5 inch chứ không phải 6 inch. Tất cả đều phụ thuộc vào thiết kế thực tế. Mặc dù bạn có thể chạy một cánh quạt nhỏ hơn trên khung, nhưng hãy luôn cố gắng tránh làm như vậy để đạt được hiệu suất tốt nhất. Khi sử dụng cánh quạt lớn nhất có thể xoay, khung hình tứ giác hoạt động tốt nhất.
Hình dạng khung và bố trí cánh tay
Hình dạng của khung hoặc cách bố trí các cánh tay được xác định bằng cách các cánh tay được kết nối với cơ thể. Nó không chỉ ảnh hưởng đến ngoại hình mà còn ảnh hưởng đến hiệu suất bay ở nhiều cấp độ. Hiện nay, kiểu khung phổ biến là:
H
X
Trộn x
Hình vuông (hộp)
CỘNG VỚI
Bố cục động cơ có thể trông rất giống nhau và hình chữ nhật, nhưng mỗi loại khung này có hiệu suất khác nhau ở một mức độ nào đó. Liệu cách bố trí cánh tay khác nhau có mang lại lợi ích thực sự nào hay không luôn là một chủ đề gây tranh cãi. Nhưng theo kinh nghiệm cá nhân của tôi, họ có cảm giác khác biệt trong không khí.
Loại H
Các hình tứ giác ban đầu bắt đầu bằng khung hình chữ H. Chúng trông giống như không gian thành phần vô hạn, nhưng những khung này rất dễ xây dựng.
Cánh tay được kết nối với khung hình chữ “H” ở phía trước và phía sau thân chính. Nó tạo ra một thân máy dài và rộng rãi, có thể chứa thoải mái các thiết bị điện tử của bạn.
Camera HD và pin có thể được đặt ở tấm trên cùng và trọng lượng của hình tứ giác được phân tán nhiều hơn. Vì lý do này, do mô men quán tính lớn trên trục bước, nó có thể kém linh hoạt hơn khung x mới. Tuy nhiên, một số người thích hành vi này hơn để đạt được chuyến bay tự do suôn sẻ hơn.
Loại X
Trên khung X, tất cả các cánh tay gặp nhau ở giữa để tạo thành hình chữ “X” có chiều rộng và chiều dài bằng nhau. Rút ngắn cơ thể càng nhiều càng tốt để đạt được khối lượng tập trung hơn. So với khung H, điều này có thể làm giảm mômen quán tính và cuối cùng đạt được đặc tính bay nhanh hơn, phù hợp hơn cho cuộc thi FPV. Do cắt giảm vật liệu nên khung chữ X cũng nhẹ hơn. Tuy nhiên, do kích thước nhỏ nên các thành phần của bạn phải được xếp chồng lên nhau ở giữa, điều này có thể khó xây dựng hơn. Đôi khi người ta gọi nó là “true type X” để phân biệt với các loại X khác.
Loại lai-x
Hybrid-x có cánh tay khung x và thân dài khung H. Một số người cho rằng xét về đặc điểm bay thì điều này gần như không khác gì khung H, chủ yếu là do sự phân bố khối lượng là như nhau. Nhưng tôi nghĩ có sự khác biệt trong cách áp dụng lực đẩy vào khung (xem xét đòn bẩy). Cách thức rung động của cánh quạt/động cơ được truyền đến FC theo các hướng khác nhau thông qua cánh tay cũng có thể thay đổi.
Căng x
Tương tự như vẻ ngoài của khung "true-x", "stretch X" có phần cẳng tay và tay sau tách biệt hơn. Ý tưởng của chúng tôi là giảm thiểu sự xáo trộn không khí và cải thiện hiệu suất vào cua của xe đua và các chuyến bay tốc độ cao. Di chuyển thanh chống phía sau ra khỏi thanh chống phía trước có thể giảm thiểu sự nhiễu loạn của không khí, giúp máy bay trực thăng ổn định hơn khi bay nhanh. Chúng tôi nhận thấy rằng việc kéo dài khung x yêu cầu thao tác chạm hơi khác khi điều chỉnh PID và tốc độ do sự thay đổi hình dạng khung. Khung X được kéo dài dường như chính xác hơn về cao độ và nhạy/nhạy hơn khung X tiêu chuẩn trên trục lăn. Khi vật liệu sử dụng cho cánh tay dài tăng lên, trọng lượng của chúng cũng sẽ tăng nhẹ.
Khung (hộp) vuông
Hình vuông hoặc khung có thể dựa trên khung H hoặc X và có thêm vật liệu bên ngoài để nối đế gắn động cơ. Về cơ bản, điều này tạo ra một khuôn khổ vững chắc hơn cho những vũ khí khó bị phá vỡ hơn. Tuy nhiên, việc tăng khối vật liệu sẽ làm tăng luồng không khí, đồng thời tăng trọng lượng và sức cản không khí. Nó không phải là một lựa chọn tốt cho máy bay biểu diễn trừ khi bạn chưa quen với sở thích này và lo lắng về việc phá hủy mọi thứ.
Khung cộng
Thay vì bay về phía trước như dấu “X”, khung hình bay về phía trước như dấu “+”. Đây là một loại framework đặc biệt vì nó không phổ biến lắm. Tuy nhiên, có thể có một số lợi ích về mặt nhiễu loạn động cơ, vì động cơ bên trên khung dương luôn quay trong không khí sạch. Một nhược điểm là động cơ phía trước và cánh quạt có thể dễ dàng đi vào tầm nhìn của camera.
Căng Plus
Để giải quyết vấn đề động cơ nằm trong tầm nhìn của camera, nhà thiết kế khung đã kéo dài động cơ phía trước và phía sau ra xa tâm. Nhưng nó vẫn không phải là một thiết kế khung phổ biến, ngoại trừ việc nó trông rất độc đáo và bắt mắt.
Cấu hình chiều dài cơ sở khác
Có các thiết kế khung khác nhau, chẳng hạn như Crash, V-tail, v.v. Những cấu hình này ít phổ biến hơn vì chúng thường yêu cầu trộn động cơ tùy chỉnh và khó điều chỉnh hơn.
Thiết kế tích hợp
Khung có thể được thiết kế với các cánh tay có thể thay thế được, nhưng điều này có nghĩa là phải có thêm phần cứng, chẳng hạn như ốc vít, bu lông và tấm đế bổ sung. Điều này có thể có nghĩa là trọng lượng tăng thêm!
Bạn có thể tránh tăng thêm trọng lượng thông qua thiết kế liền khối, trong đó cánh tay và tấm đế là những mảnh CF đơn lẻ. Nó không chỉ nhẹ hơn mà còn dễ dàng lắp ráp các hình tứ giác hơn. Tuy nhiên, nếu bị gãy một cánh tay, bạn sẽ phải thay toàn bộ tấm đế. Rõ ràng, việc thay thế một cánh tay đơn sẽ rẻ hơn và việc chuyển tất cả các thiết bị điện tử và động cơ sang khung máy mới sẽ tốn nhiều thời gian hơn. Đặc biệt trong quá trình chơi game bạn thường xuyên bị ngã, đồng nghĩa với việc rất có thể bạn sẽ bị gãy khung. Vì vậy, việc các tay đua có những phụ tùng thay thế là rất quan trọng. Thiết kế khung hiện đại cũng mang đến cho chúng ta thiết kế khung liền khối rất bền, nhưng tôi có thể chỉ xem xét thiết kế bốn khung dạng tự do và chỉ xem xét sử dụng CF có độ dày tối thiểu 4mm (trên khung 5"- 6").
Sợi carbon dày hơn sẽ tạo ra độ cứng và độ chắc chắn tốt hơn nhưng cũng sẽ trở nên nặng hơn. Độ bền có tác động lớn nhất đến cánh tay vì chúng chịu phần lớn áp lực khi va chạm. Điều này làm cho người ta thường thấy rằng các tấm trên, giữa và dưới được cắt từ CF mỏng hơn 2mm, hoặc thậm chí 1mm. Khung 5" thường sử dụng 3mm hoặc 4mm CF, nhưng sự phát triển của mô tô đua khiến 5mm và 6mm trở nên phổ biến hơn để chịu được va đập ở tốc độ cao hơn với lực lớn hơn. Đối với kích thước khung 5 inch +, bạn nên tìm những cánh tay dày ít nhất 4 mm. 3 inch - 4 inch bạn có thể giảm xuống 3 mm và 2 inch chỉ 2,5 mm. Bất cứ thứ gì mỏng hơn thế này sẽ rất dễ gãy.
Xử lý các cạnh sợi carbon
Các cạnh tròn & Lớp phủ Các cạnh vát & Lớp phủ
Khi nhận khung mới, tốt nhất bạn nên xử lý cẩn thận, sau đó lau bằng khăn ướt để loại bỏ cặn bám. Nếu khung của bạn có bề mặt gồ ghề và các cạnh sắc, chúng tôi khuyên bạn nên vát các cạnh không chỉ để có hình thức và cảm giác tốt hơn mà còn vì những lý do thực tế sau: các cạnh sắc có thể cắt đứt dây, băng lipo và các cạnh vát khác, sau đó bôi keo cyanoacrylate (CA) để ngăn các sợi carbon phân lớp khi va chạm mạnh. Trong hướng dẫn này, chúng tôi sẽ chỉ cho bạn cách chuẩn bị khung bằng sợi carbon bằng cách lấp đầy các cạnh. Tốt nhất nên thực hiện dưới vòi nước đang chảy để tránh hít phải bụi CF. Các hạt siêu mịn có hại cho phổi.
Chúng tôi đã nói về hình dạng, cấu trúc, vật liệu và cách xử lý bề mặt của khung máy bay không người lái. Đây là sự hiểu biết của chúng tôi về giá đỡ như một nhà máy xử lý khung máy bay không người lái. Chúng tôi tin rằng những người sử dụng máy bay không người lái thực sự sẽ hiểu rõ hơn. Chúng tôi sẽ đánh giá cao nếu bạn có thể gửi cho chúng tôi thiết kế tốt nhất và chúng tôi sẽ thực hiện nó cho bạn.
Pulished on 06 14, 2025
Pulished on 10 23, 2023
