Tohumdan Esinlenen Monocopter Drone: Tek Motor Esnek ve Katlanabilir

Tohumdan Esinlenen Monocopter Drone, Singapur Teknoloji ve Tasarım Üniversitesi’nde bir ekip tarafından oluşturulan bu yeni tohumdan ilham alan tek kanatlı drone’nun adı F-SAM. Bir tür monocopter veya sadece bir döner bıçağı olan bir helikopterdir. Mühendisler ilk olarak 1913’te bir monocopter geliştirdiler, 1915’te test edildi, ancak dönen bir kanattan mürettebatlı bir uçak yapmaya çalışırken bir sorun ortaya çıkıyor: Bir pilotun bu şekildeki salınımı başının dönmesine sebep olacaktır.

Tohumdan Esinlenen Monocopter Drone: F-Sam Katlanabilir Ve Esnek
Tohumdan Esinlenen Monocopter Drone: F-Sam Katlanabilir Ve Esnek

F-SAM Monocopter Drone

F-SAM gibi drone monokopterler çok daha yaygındı ve 21. yüzyılda belirli bir tasarım patlaması gördü. Döndükçe kanat gövdesiyle asansör üreten bir monocopter, bir quadcopter’in birçok hareketli parçasını, bağlı bir pervane tarafından öne çekilen tek bir zarif kanatla değiştiriyor.

Monocopterlerin tasarımı, bir ağaçtan salındığında dönerek inen samara tohumlarından esinlenilerek oluşturulmuştur. Dönme yeteneği, tohumların yere inişini yavaşlatarak ağaçtan daha uzağa yayılmalarına izin verir. F-SAM’i sadece diğer bütün dronelardan ayıran şey ise kanadının tamamen esnek ve katlanabilir oluşudur. Bu da drone’nun tamamını uçuş dışında kompakt bir şekilde katlanır hale gelebilmesidir.

Tohumdan Esinlenen Monocopter Drone: Katlanır Ve Elastik
Tohumdan Esinlenen Monocopter Drone: Katlanır ve Elastik
Tohumdan Esinlenen Monocopter Drone: Çalışma Prensibi Ve Ağırlık Merkezi
Tohumdan Esinlenen Monocopter Drone: Çalışma Prensibi ve Ağırlık Merkezi

Monocopter Drone Kanat Profili

“Kanat konstrüksiyonu, hafif ve yarı sert tasarımı için özel bir teknik kullanıyor ve amaca yönelik tasarlanmış bir otopilot kartı ile birlikte, tüm tekne, kapladığı alanı yüzde 69 azaltarak kompakt, cepte taşınabilir bir form faktörüne katlanabilir. Ayrıca, Önerilen tekne, yalnızca bir itme birimi kullanarak 5 serbestlik derecesinde kontrol edilebilir bir uçuş gerçekleştiriyor.”

Ortaya çıkan tasarım bir drone’a pek benzemiyor, ancak ilhamını doğadan, özellikle de düştükçe kendilerini daha geniş bir alana yaymak için otomatik olarak dönen Acer palmatum (Japon akçaağacı)’nın tohumlarından alıyor oluşu. Açılmamış, kavisli çok bölümlü tek kanadın bir ucunda motor ve pervane, diğer ucunda ise iki pil ve özel yapım bir otomatik pilot kartı dahil elektronik aksam bulunur.

Otopilot sisteminin kendisi, bir çift uçuş süresi (ToF) sensörü, üç eksenli bir manyetometre ve altı eksenli bir yükü sürmek için bir MicroMod ESP32 İşlemci Kartı kullanan SparkFun’un MicroMod ekosistemi etrafında inşa edilmiş özel bir kontrol panosudur. atalet ölçüm birimi (IMU). Yakalanan veriler, analiz için ESP32’nin Wi-Fi bağlantısı üzerinden uzak bir sisteme gönderilir.

Parçalı kanat, kendi üzerine katlanacak, elektronik aksamı dışarıda olacak şekilde kabaca üçgen bir tüpe yuvarlanacak ve bir bant tarafından yerinde tutulacak şekilde tasarlanmıştır. Ambalajı açıldığında, motor devreye girene ve merkezkaç kuvveti sağlamlık ekleyene kadar makine katlanabilir.

Image Ug0Jljpzmv
Tohumdan Esinlenen Monocopter Drone: Farklı Kanat Profilleri
Foldable Micro Drone Uses Just One Wing And A Motor To Achieve Controllable Flight 3
Tohumdan Esinlenen Monocopter Drone: F-Sam Katlanabilir ve Esnek

Mevcut tasarım tamamen işlevsel olsa da, yaratıcılarının nasıl geliştirilebileceği konusunda birtakım fikirleri var tabi. Shane Kyi, “Şu anda, F-SAM kompakt bir biçimde katlanabilir ve bir kap içinde saklanabilir. Ancak yine de bir insanın onu açmasını ve onu elle fırlatmasını veya uçup gitmesi için yere koymasını gerektirir.” Hla Win, IEEE Spectrum ile yaptığı röportajda bunu açıklamıştır.

Tohumdan Esinlenen Monocopter Drone
Tohumdan Esinlenen Monocopter Drone

Monocopter Drone Nerelerde Kullanılabilir?

Ayrıca bu drone, tek kullanımlık GPS güdümlü keşif görevlerinde kolaylıkla kullanılabilir. F-SAM sadece bir aktüatör kullandığından, drone’u inşa etmek ucuz olacaktır. Ayrıca uçan robotun düşük gürültü profiline sahip olması onu yere indiğinde kamufle edilebilir kılıyor.

Araştırma ekibi ayrıca, iklim izleme gibi farklı görev türleri için de çeşitli projeler üzerinde çalışıyor. Drone üzerine hafif sensörlerin entegre edilebileceğini ve bu şekilde veri alabileceklerini belirtiyorlar. F-SAM aşağı süzülürken otomatik olarak döndüklerinden, havada meteorolojik veri toplamak için kullanılması oldukça geliştirilebilecek bir durum.

Bu arada ekip, orman izleme ve orman yangını uyarıları için tek kullanımlık sensörleri dağıtabilecek başka bir drone projesi üzerinde de çalışıyor. Drone üzerine yerleştirilebilecek bir 360 kamera ile veri toplayarak kontrol sağlamayı düşünüyor.

İlgili Makale
Ameca ile tanışın: ‘Dünyanın en gelişmiş’ insansı robotu

“Gelecekte, F-SAM’ın katlanmış birimi havaya fırlatacak mekanizmaya (basınçlı gaz gibi) sahip bir kabın içinden fırlatılabilmesi de projelerinin arasubda. Kullanılan elastik malzemeler ve hafifliği nedeniyle drone aktif görevler için kullanılabilir durumda. Santrifüj kuvvetleri nedeniyle kanadın doğrulmasını sağlayan dönüşe geçmesi, katlanabilir ve az alan kaplaması onu diğer monocopter dronlar’dan ayıran en büyük özelliklerin başında geliyor.

Ekibin çalışması Bioinspiration & Biomimetics dergisinde açık erişim koşulları altında yayınlandı.

483 Views
Yukarı Kaydır
Kapat