REPORT

2019 Autumn Semester Flying Robot Project Team C Article 4December 04, 2019

620

今週は機体製作と制御の両方でかなりの進歩があった。
まず、機体製作では、当初から行なっていた３次元構造設計に誤りがあったので、全体を大幅に見直した。まず、キャンバーの厚みが薄く強度不足が懸念されたため、翼型をNACA2512からNACA4512に変更した。これでキャンバーの高さは2倍になった。また、主翼は後退角をつけているため主桁を翼型背面に配置することが難しく、腹面に配置することで解決した。センターリブはz軸マイナス方向に20mmのオフセットをすることで強度を増した。また、デザイン性を考えて三角形の肉抜きを採用した。主桁は4mm*7mm長方形断面のヒノキ材を、副桁には外径3mmのカーボンパイプを採用することにした。前縁材と後縁材にはどちらも2mm*5mmのヒノキを入れる。衝突時に折れにくいように、前縁材にはカーボン材を貼り付ける可能性はある。
　主翼の製作方法は、正確にかつ簡単に製作できるよう、水平に固定した主桁を基準として（センターリブ以外の）リブを立てていく方法を採用した。主桁は治具により水平にされ、リブに入れた切れ込みを使ってリブを設置していく。この際、リブを鉛直に保つための治具を用いているため、リブが斜めに接着されることはない。センター以外の５枚のリブを立てたら、後縁から90mmの位置に副桁としてカーボンパイプを挿入する。この作業まで完了して初めて、接着剤で各構造物を固定する。最後に前縁材と後縁材を接着して、センターリブ以外の構造は完成する。センターリブはヒノキ材の翼根側の端面を上反角10度がつくように削り落とし、所定の位置に接着することで、片翼が完成する。その際は主桁が水平面から10度の角度がつくようになる治具を配置する。
　制御の面では高度制御に有効な手法の研究を行なった。参考文献” Full Quaternion Based Attitude Control for a Quadrotor”を用いて、制御アルゴリズムの検討を行なった。最後の飛行試験までに実装することを目標とする。 前回の予定では、今回3Dプリンターでドローン本体のプロペラ接合部の改訂版を製作して、ネジを用意して今回制作したドローン本体と接合し、またプロペラの保護部の製作も進めていく予定でした。
実際に今回行った作業について以下で述べます。
ドローン本体部分については3Dプリンターでのプロペラ接合部の製作でしたが、大学の3Dプリンターの不調のために、プロペラ接合部の平面部分が曲がった形状になってしまいました。3Dプリンターの不調の原因としては、3Dプリンターでの印刷時に、プリントする部品の基板をつけて印刷しなかったことが挙げられます。3Dプリントは１つの部品を作るのに数時間と、非常に長い時間を使うので、次回の作業時間までに制作しようと考えています。
また、今回はプロペラ保護部の制作にも着手しました。プロペラ保護部は、プロペラだけでなくドローン全体を覆うような構造にすることにしました。それは、軽量化のために単純な構造でドローン保護部を制作する必要があるのですが、そのためにはプロペラのみを保護する構造よりもドローン全体を保護する構造の方が強度的に強いと判断したためです。最終的には直方体のような形にしようと考えていますが、今回は、写真のように底面の四角形部分のみを作成しました。
次回は、次回までに３Dプリンターで制作する予定であるプロペラ接合部とドローン本体をつなぐところまでできればいいと考えています。また、プロペラ保護部の制作も引き続き進めたいと考えています。

|