3D打印与无人机的神秘碰撞 ——2016武汉枫叶学校暑期实践报告

    发布时间:2016-09-21 13:33:50责任编辑:管理员点击次数:4629

    3D打印与无人机的神秘碰撞

                              ——2016武汉枫叶学校暑期实践报告

    武汉枫叶初中 909班王羿丁                   

    3D打印和无人机就目前来说都是常见得不能再常见的东西了,那么它们怎么能沾上边呢?在今年暑假,我去了“好小子极客夏令营”。在那七天里我学会了用3D打印机制作无人机。

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    首先,提个问题,大家知道中国的“十大最强”吗?不知道吧!让我来透露一下吧!中国的高铁、太阳能、指纹识别,甚至中国的老干妈、辣条都列入了十强。但是,最值得荣耀的是,排行榜上的第一和第二名就是大疆公司的无人机与中国3D打印技术了。

    一、无人机的历史

    很多人认为无人机是很年轻的,是最近才兴起的!哈哈!那就错了,无人机的历史比现在任何人都要老。军用无人机的发展是从十九世纪末开始的,首先研制出的是飞行炸弹、靶机和无人侦查机。到20世纪70年代末开始成熟,并逐步运用到民用领域。并且,第一批飞机“凯特灵虫”也不叫无人机,叫“空中鱼雷”呢!

    中国大疆公司的无人机就站在了世界无人机行业之巅,它开启全球飞行影像新时代,展现出改造世界的无限可能,作为全球顶尖的无人机飞行平台和影像系统自主研发和制造商,大疆创新始终以领先的技术和尖端的产品为发展核心。美国《时代周刊》在其2014年 11 月评选中就把大疆公司最新款 Inspire 1无人机选入其最近公布的年度科技产品设计 TOP 10 中。这是多么值得自豪与骄傲的事呀!

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    在好莱坞大片中就多次展现了大疆公司的无人机。热播美剧《摩登家庭》第五季第14集里,爸爸菲尔一边戴着防眩光小雨伞,一边用航拍飞行器“监视”儿子,喜感十足。被儿子发现后,他带着航拍飞行器仓皇逃窜的情景,更成了整集最大的笑点。细心的美剧迷可能还会发现,这个航拍飞行器,还在热门美剧《神盾局特工》、《智能缉凶》中露过脸。而《国土安全》第三季中的很多航拍镜头,也是出自它之手。这些在美剧中频频现身的航拍飞行器,都是大疆公司从2013年起研发的系列产品。

    中国大疆公司的无人机是中国的骄傲!

    二、3D打印的原理

    大家也许只知道3D打印机并不知道其原理。首先得通过计算机辅助设计(CAD)或计算机动画建模软件建模,再将建成的三维模型“切片”成逐层的截面数据,并把这些信息传送到3D打印机上,3D打印机会把这些切片堆叠起来,直到一个固态物体成型。

    世界3D打印技术产业大会首席执行官罗军说:“作为一门新兴行业,中国的3D打印产业自2011年以来增长迅速。2012年到2014年,中国的3D打印市场从10亿元(1亿5229万美元)扩大至40亿元”。

    中国的3D打印技术是世界领先水平,是中国的骄傲!

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    三、无人机的常识

    但是大家知道吗?无人机分两种:军用和民用,民用又分三类:

    一、由无人机驾驶员自己监管

    1)在视距内运行的微型无人机

    2)在室内运行的无人机

    3)在人烟稀少、空旷的非人口稠密区进行试验的无人机

    二、由无人机行业协会中国航空运动协会监管

    1)超视距运行的无人机

    2)在视距内运行的除微型以外的无人机

    3)在融合空域(汽车、行人混合的空域)运行的轻型无人机,微型无人机,体积在4600立方米以下的遥控飞艇

    三、由中国民航局监管

    在融合空域运行的小型无人机、大型无人机、充气体积在4600立方米以上的遥控飞艇

    四、无人机的分类

    按活动半径分类                 按任务高度分类

    超低空:0-100m                 超近程:15km以内

    近程:15-50km之间              低空:100-1000m                     

    短程:50-200km之间             中空:1000-7000m

    远程:大于800km。              高空:7000-18000m

    中程:200-800km之间            超高空:大于18000m

    还有无人机还要有驾照,可是听说考的内容很难,想考的人暂时放弃这个念头吧。

    无人机飞行事故,又称炸机,一般来说,是由于操作不当或机器故障等因素导致无人机不正常坠地,这种情况叫炸机。90%以上的飞行失误,都是错误操作造成的,极少极少的是因为质量问题导致的。

    五、无人机的制作

    好了,下面由我来想大家展示我在好小子极客夏令营中,我是如何利用3D打印技术制作无人机吧。首先,我在电脑上设计出我想要的结构,步骤如下:

    1、拉伸主体结构(拉伸)。

    2、飞控板槽道设计(拉伸去除材料)主板放置的地方同时也为了收纳主板与电线。

    3、电机孔设计(拉伸去除材料)。

    4、电机孔设计

    为了更好的收纳电机并且更好的收纳电线。

    5、散热设计

    由于无人机的主板,电池在使用的过程中会大量的发热,因此,在设计的过程中,因设计空隙进行散热。

    6、电池仓设计

    这一步非常重要,为了让电池有个温暖舒适的“家”也为了在飞行途中不让飞机掉下来所设计的。

    7、起落架设计

    安装起落架最重要的是四个起落架的长度要相同。不然。。。。就只有炸机的后果

    8、细节优化:把一些直边进行拉伸这个可以在打印的时候粘合度更高

    当完成这个设计的时候,我的脑袋已经涨的要命,要知道我可是在电脑前整整受了12个小时的辐射,这种容量也不是盖的。但是,却出了个小插曲,我的搭档却没保存,12小时的艰辛付出呀!

    后转念一想,算了,这也算是复习一下吧。但是重新做的时候,速度却快了12倍!不到一个小时就完成了,这也就是熟能生巧吧。

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    制作完成了接着就是打印了,但当打印出来的无人机摆在我的面前时,我感到我的心从天堂掉到了低谷,本以为做的很好,但打出来的却是这种东西。

    事后我对这件事总结了两点:

    1、我觉得我设计的不好,有些地方偷工减料了一点。

    2、老师说这个3D打印机是舍弃了精度的,否则只能12个小时打印一台无人机。

        没办法,只有重新打印,总结前期失败的经验,从头来过!打印出来后,就是需精细的装配,这个步骤是考验人耐心的时刻,不得有一点马虎哟!绿色为试验品白色是正品!

    组装完毕。现在就要试飞了,我们来到了体育场来测试我们五天的成果了,刚刚开始我前面的同学就“炸机”坠毁了,这时我不得不为自己捏一把汗,当我拿到遥控器的时候,我更加的紧张,我定了定神,打开遥控开始试飞。无人机试飞的最大困难是不知道哪边是左哪边是右。还行,我的无人机“嗡”的一下就飞起来了,但我很快就发现无人机的一个桨叶有问题,它转的频率慢一些,这就让操作难度加大了一些,于是我把注意力全集中在无人机上,试图将自己冷静下来之后,我仔细分辨了一下左右,操作顺利,最后我操作的无人机还在空中漂亮的翻了一圈,随后,它才在草地上滚了几圈最后终于安全着陆了。

    经过我七天的“努力”,我最后“荣获”本次夏令营的二等奖。但我并不觉得这是多么高兴的事,相反,我觉得这是一种耻辱,因为我在其中是最大的,而我却没得第一,这也表明我在这七天“不务正业”,所以有很多需要去总结,需要去改进之处。相信我吧,我会成长的!

    在好小子极客夏令营紧张而忙碌的7天中,在这里我收获了很多,学会了如何制作无人机,如何操作无人机以及3D打印技术,我相信这些技能一定会让我成为机器人设计师的梦想更近一步!它成为我追逐梦想的开始!(下图为我试飞成功的无人机)