Kaamera kardaanid, EO/IR kasulikud koormused, LiDAR-seadmed ja suundantennid peavad sageli liikuma lennuki korpusest sõltumatult. Kui kasulik koorem peab pidevalt pöörlema, väänab, pingutab või sunnib mehhanismi lõpuks tavapärane kaablikimp. UAV libisemisrõngas loob elektrilise tee läbi selle pöörleva ühenduskoha, nii et toide, juhtsignaalid, video ja andmed jäävad kasuliku koormuse pöörlemise ajal ühendatud.
Keeruline osa on mitte otsustada, et pöörlev süsteem vajab "mingit libisemisrõngast". Tegelik inseneriülesanne on pöördliidese sobitamine elektrikanalite, andmeprotokolli, vaba ruumi, lubatud pöördemomendi, missioonikeskkonna ja eeldatava kasutuseaga. Rakenduste laiema ülevaate saamiseks vaadake sedasignaali libisemise{0}}lahendus robotitele, ROV-idele ja UAV-dele.
Mis on UAV-i libisemisrõngas?
Libisemisrõngas on elektromehaaniline seade, mis edastab võimsust või elektrilisi signaale statsionaarsete ja pöörlevate konstruktsioonide vahel. Tüüpiline seade sisaldab juhtivaid rõngaid, statsionaarseid kontakte või harju, sisemisi juhtmeid ja valikulisi pistikuid. Kontaktid säilitavad vooluringi, kui rootor pöörleb. Moogi omaslip{0}}ringi põhitõedmäärab põhispetsifikatsiooni sisenditena ka andmesiini, kaabli tüübi, kaabli pikkuse, andmeedastuskiiruse, vastuvõetava veamäära, mõõtmed, vooluahela reitingud, kiiruse ja töökeskkonna.
Libisemisrõngas ei tekita pöörlemist. Mootorid, laagrid ja kardaankonstruktsioon tagavad liikumise. Libisemisrõngas kannab ainult vajalikke elektriteenuseid üle statsionaarse -kuni-pöörleva piiri.
Kas iga droon vajab libisemisrõngast?
Ei. Droon vajab libisemisrõngast ainult siis, kui toide, signaalid või andmed peavad läbima pöörleva liidese.
Pidevalt pöörlev pöördetelg on tüüpiline juhtum. Piiratud-nurgaga gimbal võib selle asemel kasutada hallatud kaablisilmust, kui lubatud nurk, painderaadius ja kaabli kasutusiga on vastuvõetavad. Propellerid ka pöörlevad, kuid see ei tähenda, et iga multirootor vajab libisemisrõngast; otsustav küsimus on, kas sõltumatud elektriahelad peavad läbima pöörleva liigendi.
Kus UAV libisemisrõngaid tavaliselt kasutatakse
Kaamera ja EO/IR gimbalid
Stabiliseeritud kaamera või EO/IR gimbal võib väikeses pöörlevas komplektis kombineerida kaamera võimsust, küttekeha, mootoriahelaid, asendi tagasisidet, juhtimiskommunikatsiooni ja videot. Pidev pöördeline pöörlemine takistab operaatoril kardaani tagurdamist lihtsalt rakmete lahtikerimiseks.
LiDAR ja kasulike koormuste kaardistamine
LiDAR ja kasulike koormuste kaardistamine võivad nõuda stabiilset anduri võimsust, täpset ajastust ja püsivaid digitaalseid andmeid, samal ajal kui lennukiraam ja kandevõime liiguvad. Need süsteemid tuleks määratleda protokolli- ja jõudlusnõuetega, mitte kirjeldada ainult üldise andmekanaliga.
Antennid ja sidesõlmed
Suunaantennid võivad maapealse jaama, teise õhusõiduki või satelliidiühenduse jälgimiseks pöörduda. Madala-sagedusega toite- ja juhtahelad võivad läbida elektrikontakte, samas kui kõrge-sageduslikud raadiosagedusteed võivad vajada spetsiaalsetkõrgsagedus{0}}pöördliigendvõi hübriid elektri- ja RF-koost.
Esimene otsus: kas libisemisrõngas on õige arhitektuur?
- Pöörlemine on piiratud ja kaabli eluiga on vastuvõetav:enne pöörleva elektriliidese lisamist kaaluge hallatavat kaabliahelat.
- Vajalik on pidev pöörlemine ja puudub keskne läbipääs:kompaktnekapsli libisemisrõngason sageli esimene arhitektuur, mida hinnata.
- Võll, optiline tee või muu teenus peab läbima keskust:hindama aläbi-augu libisemisrõnga.
- Aksiaalne kõrgus on tugevalt piiratud: a pannkoogi slip ringvõib sobida, kuid läbimõõt, kontakti geomeetria ja pöördemoment vajavad siiski ülevaatamist.
- Pöördliides peab olema otse hostimehhanismi sisse ehitatud: a eraldi libisemis-rõngaskomplektvõib pakkuda rohkem integratsioonivabadust.
- Kasulik koormus ühendab elektrienergia RF-i, kiu, õhu või vedelikuga:kaaluge hübriid- või kohandatud pöörlevat liidest.
See otsustustee ahendab mehaanilist arhitektuuri, kuid ei vali lõplikku mudelit. Elektriline koormus, andmete terviklikkus, pöördemoment, keskkond ja elutsükkel määravad ikkagi kindlaks, kas standardseade sobib.
Enne mudeli valimist looge kanalimaatriks
Ärge alustage juhtmete koguarvuga. Koostage kanalimaatriks, mis salvestab, mida iga vooluring teeb ja kuidas see peab toimima.
| Kanali teave | Mida määratleda | Miks see on oluline |
|---|---|---|
| Võimsus | Nimipinge, maksimaalne pinge, pidevvool ja käivitus- või tippvool | Hoiab ära alamõõdu ja väldib tarbetu vooluvõimsuse määramist igale vooluringile |
| Juhtsignaalid | Protokoll, loogikatase, paaride paigutus ja varjestus | Aitab eraldada tundlikke juhtimisteid mürarikastest mootori- või kütteahelatest |
| Video ja andmed | Täpne protokoll, andmeedastuskiirus, impedants, kaabli tüüp, kaabli pikkus ja lubatud veamäär | Elektriline järjepidevus üksi ei tõesta usaldusväärset sidet |
| Maa ja kilp | Maandusarhitektuur, kilbi ots ja šassii ühendus | Vähendab ebaselgust, mis võib muidu tekitada müra või maapinna{0}}probleeme |
| Koondamine ja varuosad | Vajalikud üleliigsed kontaktid ja tõeliselt kasulikud varuahelad | Tasakaalustab usaldusväärsust suuruse, massi ja kuludega |
Illustreeriv EO/IR Gimbal Channel Matrix
Järgmised väärtused on hüpoteetiline tehniline näide, mitte mõõdetud tooteandmed või soovitused konkreetse mudeli jaoks.
| Funktsioon | Illustreeriv nõue | Valiku mõju |
|---|---|---|
| Kaamera võimsus | 24 V alalisvoolu, 1,5 A pidev | Kasutage sobiva soojus- ja pingevaruga spetsiaalseid toiteahelaid |
| Jääsulatus-või küttekeha koormus | 12 V alalisvoolu, 2 A tipp | Määrake tippkoormus, mitte ainult püsioleku{0}}väärtus |
| Peamine video/andmed | 1000BASE-T Ethernet | Kasutage kvalifitseeritud Etherneti teed ja kinnitage kogu link |
| Gimbali juhtimine | CAN-buss | Säilitage kavandatud paaride paigutus ja varjestusstrateegia |
| Positsiooniviide | Madala{0}}taseme anduri signaalid | Võimaluse korral eraldage tundlikud ahelad mootori- ja küttekanalitest |
| Mehaaniline vajadus | Pidev lengerdamine, keskava puudub | Alustage kompaktse kapsli arhitektuuriga, mitte läbiva{0}}ava kujundusega |
Näide näitab, miks "kaheksa juhet" ei ole piisav taotlus. Tarnija vajab iga vooluringi funktsiooni ja jõudlust ning UAV-meeskond peab mõistma, kuidas ahelad lõplikus kardaani sees suhtlevad.
Sobitage pöörlev liides andmeprotokolliga
Kiiret{0}}andmeid ei tohiks kunagi käsitleda tavalise juhtmestikuna. Väljend "Etherneti kanal" on endiselt puudulik, välja arvatud juhul, kui see sisaldab kavandatud teostust, kiirust, kaablit, pistikut ja vastuvõetavat vea jõudlust. IEEE 802.3 katab Etherneti mitme füüsilise kihi -kiiruse ja meedia kaudu, mistõttu on täpne PHY ja linkide paigutus oluline. VaataIEEE 802.3 Etherneti standardi teavelaiema standardi konteksti jaoks.
| Teenindus | Tarnija peab teadma | Valideerimise fookus |
|---|---|---|
| CAN või RS-422/485 | Protokoll, paaride paigutus, lõpetamine, andmeedastuskiirus ja varjestus | Kommunikatsiooni stabiilsus pöörlemise ja suunamuutuste ajal |
| Ethernet | 10/100/1000BASE-T või muu PHY, kaabli kategooria, takistus, pikkus ja pistik | Ühendage stabiilsus, pakettide vead ja jõudlus kogu rakmete kaudu |
| HD{0}}SDI või koaksiaalvideo | Video standard, koaksiaalkaabel, pistik ja kaabli pikkus | Pildi järjepidevus ja lingi veeris liikumise ajal |
| USB | USB genereerimine, kaabli ehitus, pistik ja eeldatav läbilaskevõime | Loendamine, ülekande stabiilsus ja korduv liikumine |
| RF või fiiber | Sagedus või lainepikkus, ribalaius, pistik ja kadude eelarve | Spetsiaalne pöörleva{0}}liigendi jõudlus tavalise kontakti järjepidevuse asemel |
Etherneti kandva kompaktse UAV-i jaoks vaadake üle{0}}eesmärgiks ehitatudGigabit Etherneti libisemisrõngasselle asemel, et eeldada, et vasest varuahelad säilitavad lingi. Koaksiaalvideo puhul rakendusespetsiifiline-HD{0}}SDI liugrõngasannab asjakohasema lähtepunkti.
Moogi ametlikud Etherneti libisemis-ringi juhised tuvastavad sisestuskadu, tagastuskadu ja ülekõla parameetritena, mis mõjutavad signaali---müra jõudlust ja bitivigade määra. Seetõttu võib järjepidevuse test läbida isegi siis, kui kogu pöörlev lüli ei ole missiooni jaoks piisavalt usaldusväärne.Etherneti ja kõrglahutusega-libisemis-helina juhtiminepakub täiendavat konteksti.
Lendu ja stabiliseerimist mõjutavad mehaanilised nõuded
Suurus ja mass
Määratlege lubatud välisläbimõõt, kogupikkus, vajalik ava ja mass. Korpusesse mahtuv seade võib siiski nihutada raskuskeset või suurendada pöörlemisinertsust, et mõjutada kardaani häälestamist.
Käivitus- ja töömoment
Käivitusmoment on oluline, kui kasulik koormus hakkab puhkeolekust liikuma. Aeglase jälgimise ajal on oluline töömoment ja pöördemomendi kõikumine. Liigne või ebaühtlane takistus võib suurendada mootori koormust ja muuta madalal{2}}kiirusel stabiliseerimise keerulisemaks. Küsige, kuidas pöördemomenti mõõdetakse ja kas märgitud väärtus kehtib vastava temperatuuri, kiiruse ja tihendi konfiguratsiooni korral.
Kiirus- ja liikumisprofiil
Maksimaalne pöörete arv üksi ei ole täielik kirjeldus. Pikka aega aeglaselt pöörleval seirekardaanil on erinev kulumismuster kui kaardistatud kasulikul koormusel, mis korduvalt kiirendab, tagurdab ja peatub. Kirjeldage pidevat pöörlemist, võnkumist, suunamuutusi, ooteaega ja eeldatavaid missioonitsükleid.
Keskkonna- ja olelusringi nõuded
Asendage ebamäärased mõisted, nagu "välistingimustes", "karm" või "lennundusklass" mõõdetavate tingimustega. Määrake töö- ja säilitustemperatuur, löök, vibratsioon, tolm, vesi, kondensaat, soola kokkupuude, kõrgus merepinnast või rõhk ja eeldatav kasutusiga.
Standard IEC 60529 kasutab IP-koodi, et klassifitseerida korpuse kaitse tahkete esemete ja vedelike eest, ning reiting on seotud kindlaksmääratud kontrolltestidega. TheIEC selgitus IP reitingute kohtaon kasulik esmane viide. Saidi-spetsiifiliste juhiste saamiseks vaadake selgitustlibisema-IP-reitingudja kui eeldatakse otsest kokkupuudet, siis esindajaveekindel libisemis{0}}rõnga disain.
Ärge valige automaatselt kõrgeimat saadaolevat tihendustaset. Tugevalt suletud seade võib suurendada suurust või pöördemomenti, samas kui tihendamata seade võib olla haavatav, kui ümbritsev kardaan ei paku piisavat kaitset. Korpust ja libisemisrõngast tuleks hinnata ühe süsteemina.
Olelusringi nõudeid tuleks väljendada töötundides, pöörlemistes või töötsüklites ja siduda tegeliku liikumisprofiiliga. Selles juhendis kokku võetud teguridlibisemis-rõnga eluigavõib aidata seda arutelu struktureerida, kuid lõplik eluiga peab tulenema valitud disaini kontrollitud andmetest.
Standardne või kohandatud UAV libisemisrõngas?
| küsimus | Standardne disain | Kohandatud disain |
|---|---|---|
| Kas olemasolev ümbrik sobib? | Parim, kui saadaolevad mõõtmed ja paigaldus on vastuvõetavad | Kasulik, kui ruum on ebatavaliselt väike, ebakorrapärane või integreeritud |
| Kas vooluringide kombinatsioonid on saadaval? | Töötab, kui olemasolevad toite- ja signaalivalikud vastavad kanalimaatriksile | Kasulik ebatavaliste voolu-, protokolli-, varjestuse või koondamise kombinatsioonide korral |
| Kas pistikud ja juhtmete väljapääsud on vastuvõetavad? | Kiirem, kui standardsed juhtmed või konnektorid sobivad koostuga | Kasulik, kui konnektori perekonda, juhtme pikkust või väljumissuunda tuleb kontrollida |
| Kas keskkond on juba kaetud? | Sobib, kui kvalifitseeritud reiting vastab missioonile | Kasulik pitseerimisel, materjalid, temperatuur või jälgitavus peavad olema kohandatud |
| Mis on programmi vahetus{0}}? | Tavaliselt väiksem arendustöö | Võib nõuda inseneri-, prototüübi- ja kvalifikatsioonitööd |
Kohandamine on põhjendatud mõõdetavate lünkadega, mitte eeldusega, et kohandatud osa on automaatselt parem. Kui ükski kataloogiüksus ei vasta kanalimaatriksi, geomeetria, pöördemomendi, pistiku või keskkonnanõuetele, alustage struktureeritud arutelukohandatud libisemisrõngas.
Kinnitage täielik pöörlev koost
Komponent võib läbida tööpingi järjepidevuse kontrolli ja siiski ebaõnnestuda lõpliku kasuliku koormuse korral kaabli pikkuse, pistiku otsa, elektromagnetilise häire, mehaanilise rikke, temperatuuri või vibratsiooni tõttu. Seetõttu tuleks katsetamisel võimaluse korral kasutada tüüpilist kardaani, rakmeid ja sidevarustust.
- Kontrollige elektrilist koormust:katsetage kõiki pidevaid ja tippkoormusi, mitte ühte vooluringi korraga, välja arvatud juhul, kui missioon ei kasuta neid kunagi samaaegselt.
- Pöörake läbi tegeliku liikumisprofiili:sisaldab aeglast jälgimist, maksimaalset kiirust, korduvaid ümberpööramisi ja ooteperioode.
- Katseandmed, mitte ainult järjepidevus:jälgida video stabiilsust, linkide katkemist, paketivigu või bitivigu vastavalt vajadusele.
- Mõõtke käivitus- ja käivitusmomenti:korrata asjakohastel temperatuuridel ja vajadusel pärast kokkupuudet keskkonnaga.
- Rakendage tüüpilisi keskkonnakatseid:kasutage programmis määratletud vibratsiooni, lööki, temperatuuri ja saastetingimusi.
- Jooksu vastupidavustsüklid:kontrollige kavandatud ajavahemike järel elektrilist jõudlust, pöördemomenti ja füüsilist seisundit.
- Konfiguratsiooni külmutamine:dokumendiosa läbivaatamine, pinout, rootori/staatori suund, kinnitus, pistik, juhtmete suunamine ja vastuvõtmise kriteeriumid.
See juhend on sisse lülitatudkuidas libisemisrõngast testidavõib toetada esialgset testimisplaani-arutelu, kuid läbimise/mitteeksimuse piirangud peavad tulenema UAV programmist ja valitud toote spetsifikatsioonist.
Levinud rikkesümptomid ja mida kontrollida
| Sümptom | Võimalikud põhjused | Kasulikud kontrollid |
|---|---|---|
| Katkendlik video pööramise ajal | Kontakti ebastabiilsus, impedantsi katkestus, kaabli või pistiku probleem | Pöörake, jälgides samal ajal videot ja vigade jõudlust kogu rakmete kaudu |
| Etherneti link katkeb ümberpööramise ajal | Mööduv kontaktkäitumine, läbirääkimine, lõpetamine või kaabli liikumine | Testige korduvaid suunamuutusi ja registreerige lingi- ja paketivead |
| Suurem kardaanmootori vool | Liigne pöördemoment, vale joondamine, tihendi takistus või laagrikoormus | Mõõtke pöördemomenti ja mootori voolu enne ja pärast paigaldamist |
| Müra andurikanalitel | Kehv maandus, ebapiisav varjestus või ühendus toiteahelatest | Vaadake üle kilbi ots ja testige ahelaid samaaegse koormuse all |
| Toimivus halveneb pärast keskkonnakatseid | Saastumine, tihendi rike, kulumine või materjalivahetus | Korrake elektri-, andme- ja pöördemomendi teste ning kontrollige koostu |
Kuidas hinnata UAV-i{0}}sõrmuse tarnijat
- Protokolli tõendid:Kas täpne andmeprotokoll või tehniliselt samaväärne konfiguratsioon on kvalifitseeritud?
- Katsemeetod:Kas tarnija võib selgitada, kuidas mõõdetakse järjepidevust, andmete terviklikkust, pöördemomenti ja eluiga?
- Mehaanilised andmed:Kas käivitusmoment, töömoment, mass, tolerantsid ja paigalduspiirid on dokumenteeritud?
- Keskkonnatõendid:Kas tihendus-, temperatuur-, vibratsiooni- ja materjalinõuded on seotud kindlaksmääratud testidega?
- Jälgitavus:Kas läbivaatamise kontrolli, ülevaatuse protokolle ja heakskiidetud asendusi hallatakse?
- Muuda tuge:Kas tarnija saab hinnata uusi pistikuid, kanaleid või ümbriku muudatusi ilma konfiguratsioonikontrolli kaotamata?
- Tootmisvalmidus:Kas prototüübi, kvalifikatsiooni ja tootmise kontrollimise kohustused on selged?
Tarnija dokumenteeritudkvaliteedi{0}}haldusprotsesspeaks toetama tehnilist ettepanekut, mitte asendama rakenduse{0}}spetsiifilisi tõendeid.
Teave, mida pakkumisküsimisse lisada
- UAV tüüp, kandevõime funktsioon ja liikumatu -pöörleva piirjooneni-
- Pidev pöörlemine, piiratud pöörlemine või võnkuv liikumine
- Kanalimaatriks pinge, pidevvoolu, tippvoolu ja funktsiooniga
- Täpsed andme- ja videoprotokollid, kaabli ehitus, kaabli pikkused ja pistikud
- Maksimaalne läbimõõt, pikkus, ava, mass ja pöördemoment
- Kiirus, suund{0}}muutuste muster ja eeldatavad missioonitsüklid
- Töö- ja säilitustemperatuur, löök, vibratsioon, tolm, vesi ja korrosioon
- Nõutav kasutusiga, koondamine, jälgitavus ja vastuvõtutestid
- Prototüübi kogus, tootmisprognoos ja sihtgraafik
Täielik nõuete pakett võimaldab insenerimeeskonnal soovitada olemasolevat disaini, kui see sobib, ja tuvastada tõelised kohandamisvajadused, kui see pole sobiv.
KKK
K: Kas mehitamata õhusõiduki libisemisrõngas võib samaaegselt võimsust ja andmeid edastada?
V: Jah. Toide, juhtimine, video ja andmed võivad jagada ühte komplekti, kui vooluahelad on kavandatud ja paigutatud vastavalt nende spetsiifilistele elektri- ja signaalinõuetele. Tundlikud kanalid võivad vajada kontrollitud impedantsi, varjestust või eraldamist suurematest-vooluahelatest.
K: Mis tüüpi libisemisrõngas on drooni gimbali jaoks parim?
V: Kapsli konstruktsiooni hinnatakse sageli esmalt, kui kardaan on kompaktne ega vaja keskmist läbipääsu. Läbiva-ava seade on sobivam, kui võll, optiline tee või muu teenus peab läbima keskpunkti. Lõplik valik sõltub ikkagi pöördemomendist, andmetest, keskkonnast ja elutsüklist.
K: Millal tuleks kaaluda kohandatud disaini?
V: Kaaluge kohandamist, kui ükski standardtoode ei vasta mõõdetavatele nõuetele ümbrise, massi, pöördemomendi, vooluahela kombinatsiooni, protokolli, pistiku, pitseerimise, eluea või jälgitavuse osas.
K: Kuidas tuleks Etherneti või HD-videot testida?
V: Katsetage kogu pöörlevat linki ettenähtud kaablite, pistikute, kiiruse ja liikumisprofiiliga. Mõõtke lingi stabiilsust, video järjepidevust ja pakettide või bittide vigu, selle asemel, et tugineda ainult takistuse või järjepidevuse kontrollile.
K: Millal peaks slaidi{0}}tarnija projektiga liituma?
V: Enne kardaani ümbriku külmutamist pistikute paigutus ja rakmete marsruut. Varajane ülevaatus annab mõlemale meeskonnale rohkem vabadust kasutada standardset arhitektuuri või teha sihipäraseid muudatusi ilma tarbetu ümberkujundamiseta.
Järeldus
Õige UAV libisemisrõngas valitakse süsteemi tasemel. Alustuseks kinnitage, et elektriteenused peavad tõesti läbima pideva pöörleva liigendi. Seejärel määrake enne arhitektuuride või tootemudelite võrdlemist kanalimaatriks, protokollinõuded, mehaaniline mähis, pöördemoment, keskkond ja elutsükkel.
Tugev ettepanek peaks selgitama mitte ainult seda, kui palju vooluahelaid on saadaval, vaid ka seda, kuidas disain säilitab võimsuse, andmed ja mehaanilise jõudluse tegeliku missiooniprofiili kaudu. Kui nõuded on valmis,võtke ühendust insenerimeeskonnagakanalimaatriksi ja integratsioonipiirangutega standardse{0}}tooteülevaatuse või keskendunud kohandatud hindamise jaoks.