Proposal of bench for measuring propulsion systems of UAVs

[roman-dvorak]

Pro optimalizaci pohonného ústrojí a zjišťování jejího stavu potřebujeme obdobu aerodinamické váhy pro měření motoru s vrtulí. Měřenými parametry je zde:

• Dopředný tah soustavy
• Radiální moment
• Airspeed (okolního vzduchu)
• Rychlost prouděni vzduchu za motorem
• Napětí a proud
• RPM

Lavice by měla být použítelná jak pro statické měření (na zemi) tak i při použití na střeše auta za jeho jízdy. Celé zařízení by mělo být konstruované tak, aby nebylo závislé na konkrétním regulátoru a jeho nastavení. Proto by řízení výkonu motoru mělo být realizováno pomocí PPM signálu nebo pomocí UAVCAN rámců. Dále by na váze mělo být měření napětí a proudů na vstupu do celého systému. Pro začátek by se to mohlo měřit kostkou od CUAV s digitálním výstupem, nebo standartním powermodulem (s analogovým výstupem).

Řídící program by (nejspíše) měl být v pythonu a měl by umožňovat měřit různé závislosti měřených veličin.

[taury55]

Náčrt možného prvního prototypu.

[slimonslimon]

nedopouští se tento návrh stejné chyby jako původní aeroscale? že je jen "2D" (mě to na 15palců vyšky přijde dost úzké)

[taury55]

Taky se toho bojím, ale pro měření vrtulí, které by měli být znatelně stabilnější než rotory, mi to přišlo dostačující.

[slimonslimon]

byl by problém/"bylo by drahé" zrecyklovat ten trojůhelník z aeroscale a použít ho jako "ty nožičky"? když to tvoří většinu výšky, tak by to mohlo celkem pomoct i stabilitě - pravda spotřeba profilu vzroste exponenciálně...

[kaklik]

byl by problém/"bylo by drahé" zrecyklovat ten trojůhelník z aeroscale a použít ho jako "ty nožičky"? když to tvoří většinu výšky, tak by to mohlo celkem pomoct i stabilitě - pravda spotřeba profilu vzroste exponenciálně...

Profily není potřeba šetřit.. Jen to musíme unést a uvézt na střeše..

[taury55]

Zde je druhý návrh prototypu, který používá posuvné týče.

A třetí možnost, kdy by se použil návrh TF-AEROSCALE, který zmiňoval @slimonslimon.

[kaklik]

A třetí možnost, kdy by se použil návrh TF-AEROSCALE, který zmiňoval @slimonslimon.

Tahle možnost mi připadá jako zatím nejlepší..

Ve všech případech by ale myslím bylo dobré udělat nějak nastovavací vzdálenost toho tenzometru pro moment. Takhle jak to je, tak je myslim nedefinováno, jak je dlouhá ta měřící páka. Jako řešení mě napadá tenzometr přišroubovat k profilu kolmo ze spodní strany A a k tomu úchytu na motor připevnit trubku, která by se o tenzometr opírala.

[taury55]

Takto by vypadal návrh TF-MOTORSCALE, když se použijí modely z TF-AEROSCALE s požadovanou výškou 375mm.

[taury55]

A třetí možnost, kdy by se použil návrh TF-AEROSCALE, který zmiňoval @slimonslimon.

Tahle možnost mi připadá jako zatím nejlepší..

Ve všech případech by ale myslím bylo dobré udělat nějak nastovavací vzdálenost toho tenzometru pro moment. Takhle jak to je, tak je myslim nedefinováno, jak je dlouhá ta měřící páka. Jako řešení mě napadá tenzometr přišroubovat k profilu kolmo ze spodní strany A a k tomu úchytu na motor připevnit trubku, která by se o tenzometr opírala.

Co se týče nastavování toho tenzometru pro moment, tak úplně nevím, jakým materiálem/konstrukcí sílu přenášet, protože tisknuté díly tyto síly podle mě nemohou vydržet. Proto jsem tenzometr v náčrtcích kreslil, co nejblíže ose, aby byl plast, co nejméně zatížen.

[slimonslimon]

ještě k tenzometru tahu - možná by bylo dobré trojúhelník zdvojit ve smyslu úplně prvního obrázku co jsi posílal - pak bude měřit správně - jen sílu dopředu/dozadu - a nebude na to mít vliv váha motoru, tah nahoru a podobně.

Bohužel by to vyžadovalu upravit horní tištěný díl, aby měl také ložisko nahoru - nahoře by trojůhelníky byly spojené profilem.

Na druhou stranu, toto řešení využívající jeden trjúhelník je prakticky hotové (až na část měřící moment), jen se musí softwarově řešit působiště síly, a kalibrovat vždy před měřením nulu (i s motorem).

[kaklik]

Nerozumím tomu problému, s tím že by tištěné díly nemohly přenášet potřebný moment? Ty motory, které chceme měřit jsou vždy uchyceny na tištěném dílu, neboť jiné uchycení se neosvědčilo.. Tudíž tištěné díly to vpricipu vydrží, jen musí být správně navrženy.

V případě tohoto držáku nevidím, kde by mohl být problém. Trubka která bude měřící moment přenášet asi klidně hliníková průměru 10mm (jako jsme používali na podvozku TF-G1). Tak může být uchycená přes celou šířku toho adaptéru pro motor. Reálně ale myslím stačí radiálně vetknout do nějaké tištěné objímky, viz konstrukce podvozku TF-G1.

@slimonslimon Asi nerozumím, jak to s tím zdvojením myslíš. :) Každopádně si myslím, že kalibrovat na nulu a možná i na nějakou definovanou sílu, budeme muset u všech diskutovaných konstrukcí. Takže bych to nekomplikoval úpravami, které nejsou zjevně přínosné.

[slimonslimon]

no neumím tak hezky kreslit jako @taury55 ... vyhoda téhle konsrukce je že bude měřitpouze sílu zepředu dozadu - nenechá se ovlivnit čímkoliv jiným - třeb tím, že motor něco váží a nemá těžiště přesně nad osou rotace

[slimonslimon]

ale protože potřebujeme měřit, navrhuju udělat tu jednodušší konstrukci, která je z velké části připravené bez úprav.

[taury55]

Jestli nám zatím vyhovuje tato jednoduchá konstrukce, kterou budeme postupně zlepšovat, tak začnu tisknout díly pro její kompletaci.

[kaklik]

Jestli nám zatím vyhovuje tato jednoduchá konstrukce, kterou budeme postupně zlepšovat, tak začnu tisknout díly pro její kompletaci.

Já mám za to, že nám momentálně vyhovuje. Než ale začneš tisknout, tak zkus nějak navrhnout i ten adaptér k motoru, aby se pak nezjistilo, že to bude potíž na tohle namontovat. (Nevim totiž, jak tam budou vycházet šrouby)

Kdybys o to stál, tak ten tisk jde realizovat i v hangáru, kde je k dispozici víc tiskáren najednou.

[taury55]

Určitě. Pokusím se ho navrhnout, co nejrychleji. A tisk v hangáru zní výhodně, díky více optimálním parametrům pro tisk a kapacitě. Musím se tam někdy zastavit.

[taury55]

Nejnovější verze TF-MOTORSCALE návrhu

[kaklik]

Nejnovější verze TF-MOTORSCALE návrhu

Já mám trochu pochybnost o tom, že tohle je kynamaticky správně. Myslím si, že ten držák motoru musí držet na té části co spojuje oba trojúhelníky. Což znamená, že ta spojovací část musí mít ložiska zespodu a držet na vrcholech trojúelníků.. V podstatě tak jak to tu nakrelil @slimonslimon.

[roman-dvorak]

Také bych preferoval tu variantu, jak nakreslil @slimonslimon, protože jsem počital, že na ten vodorovný profil připevníme vírník z horní strany. Navíc by tam vznikl dost univerzální systém pro uchycení různých věcí.

Nebylo by konstrukčně výhodnější mít tenzometr na té svislé tyči?

[kaklik]

Tak váha je do úrovně statického měření tahu motorů zprovozněna

Z dalších aktivit tak chybí:

• [x] Přidání měření airspeed
• [ ] Přidání možnosti měřit moment motorů

[slimonslimon]

Pro měření Airspeed (a RPM) vytvořím ROS2 nody - až si ukradnu hardware na testovní

[roman-dvorak]

Pro Airspeed už určitě ROS2 nod existuje. Možná ho bude potřeba trošku upravit (možná vyžaduje připojenou gps - přes gpsd). Ale měl by existovat. Dělal jsem s ním ty první měření poličky.

[slimonslimon]

vzniká klasická otázka - je rychlejší ho najít nebo napsat znovu :-D - všichni víme že B) je špatně - máme nějaký repoziutář s ros 2 senzory?

[roman-dvorak]

Vím kde je a takový repozitář také existuje. Myslím si, že kód k tenzometrům by měl být také právě v něm.

https://github.com/ThunderFly-aerospace/TFROSTOOLS/tree/master/tf_tools/tf_tools

[slimonslimon]

díky za nasměrování, doplním, do váhy umístím jako submodul...

[kaklik]

Tohle issue mi přijde vyřešené. Zbývá pouze doplnit měření kroutícího momentu. Proto jsem otevřel nové issue https://github.com/ThunderFly-aerospace/TF-MOTORSCALE/issues/7 do kterého jsem vyseparoval části této diskuse.