Hexacoptero

HEXACOPTERO  

Resumen

Debido a los avances tecnológicos, en la actualidad es más sencillo poder diseñar, fabricar o armar un UAV (unmanned  aerial vehicle) o en español un vehículo aéreo no tripulado por lo que los distribuidores de software y hardware ofrecen facilidades con manuales de configuración en software y manuales de ensamble para la parte del hardware así como asistencia personalizada dependiendo el propósito de la aeronave no tripulada.

En el laboratorio de electrónica y control dentro de la UPMH se diseño la parte estructural (frame) de un UAV llamado hexacoptero con el cual ya se contaba con partes electrónicas de software y hardware como motores, speed controls, GPS, tarjeta de control pixhawk, telemetría, etc.  

Este proyecto se hizo con el fin de poder tener un dron de gran envergadura el cual sea multipropósito que cumpla tareas como: reconocimiento de terreno, búsqueda y rescate, fumigacion, dron de carga o paquetería, producción (filmaciones) y para fines escolares. De igual manera se buscó retroalimentar los conocimientos del alumno.

Dentro del proyecto participo el Profesor Carlos Roberto Domínguez Mayorga como asesor académico y técnico en conjunto con el alumno Mauricio Joanth Rivero Paulin para realizar y terminar de manera satisfactoria el proyecto.

CAPÍTULO I

1. Antecedentes

Con los desarrollos de la industria Aeronautica es necesario tener actualizados a los alumnos por lo que en el laboratorio de electrónica y control de la Universidad Politécnica Metropolitana de hidalgo los profesores a cargo desarrollan diferentes proyectos tal como lo es el hexacoptero.

Así los alumnos desarrollaran nuevas competencias y habilidades que les permitan competir en un entorno laboral o educativo con diferentes personas. Con esto el alumno debe ser capaz de resolver diferentes problemáticas.

Con el gran desarrollo tecnológica en el mundo debido a facilitar las tareas que realizan los humanos y en algunos casos hacer que estas actividades sean mas seguras se han implementado diferentes maquinas que cumplen con el propósito una de ellas son los drones.

Por lo tanto, se realizaron una serie de pasos con el finde resolver la problemática.

• Definir el tipo de tareas que el dron realizara en base a el equipo con el que ya se contaba.  
• Diseño de ensamble para facilitar el uso y la transportación.  
• Diseño y rediseño de piezas que conforman la parte estructural (frame) en base a modelos comerciales.

Con estos pasos se pudo definir que el hexacoptero seria multitareas ya que se le podrían agregar diferentes equipos de trabajo como cámaras, rociadores o equipos de carga.

1. Objetivo

El objetivo del presente proyecto es Diseñar un dron que realice diferente tipo de tareas el cual se pueda equipar con distintos instrumentos según sea el objetivo además de aplicar los conocimientos adquiridos del alumno.

El Dron será capaz de desenvolverse en industrias como: topografía, carga y paquetería, producción (filmaciones) e incluso en búsqueda y rescate además de un uso escolar.

1. Justificación

Comercialmente solo algunos drones pueden realizar distintas tareas además de tener un costo elevado, es por eso que fabricar un dron con posibilidad de ser utilizado para más de un propósito será un gran impacto tecnológico debido a que existen empresas las cuales cuentan con diferentes tipos de drones que utilizan para diferentes fines ahí es donde el proyecto “hexacoptero multitarea” tendría una gran ventaja puesto que en lugar de adquirir 2 o mas drones a un precio muy elevado seria mejor tener solo 1 de un precio mas bajo y que realice las tareas de dos o más drones.

El proyecto nos ayudara a analizar la dificultad de poder fabricar un dron con el que se pueda dar solución a distintas problemáticas ya sea desde cero o teniendo parte del equipo.

Además de que se pretende crear una base para las siguientes generaciones y puedan desarrollar tecnología como esta que les permita utilizar sus capacidades como ingenieros aeronáuticos.      

CAPÍTULO II

Con el afán de aportar un proyecto útil a la universidad en el cual se pueda invertir a mediana escala, se han utilizado materiales de bajo costo que nos permiten satisfacer las necesidades con las que se cuenta.

Estos materiales van desde tubo de aluminio T6 hasta material para impresión 3D zortrax-ABS ya que son materiales fáciles de adquirir, con un buen manejo de estos es posible ahorrar aún más de lo que se contempla siendo así un mayor beneficio.

Con el paso del tiempo los desarrollos tecnológicos han venido a mas con lo que se cree que un futuro no muy lejano la mayor parte de las actividades las realizaran maquinas inteligentes en este caso un dron, sim embrago tenemos que saber elegir en que se tareas se desempeñaran pues esto podría causar demasiadas desventajas.

Un UAV en la actualidad a facilitado diferentes tareas que los humanos practican con frecuencia gracias a sus diseños ergonómicos y eficientes pues existe un tipo diferente para cada actividad sin embargo como se menciono con anterioridad en el mercado aun no existe un dron que pueda cumplir con distintas tareas por lo que el este hexacoptero pretende cumplir con todas estas expectativas.

CAPÍTULO III

El mercado de drones aun no proporciona un dron con distintas capacidades y con un bajo costo por lo que se estableció utilizar materiales de buena calidad y no muy costosos. Con esto se empezó el diseño del frame el cual consta de 6 brazos uniones y bases donde se ubicaron todos los componentes electrónicos junto con un tren de aterrizaje retráctil.

Diseño de piezas

El diseño estructural del hexacoptero se consideran alrededor de 30 piezas las cuales son diseñadas desde cero únicamente basadas en medidas de dimensionales en un frame comercial llamado “Tarot T960”. Las piezas se diseñan de manera ergonómica y eficiente de manera que fueran impresas en un solo solido en una maquina Zortrax M200.

Pieza No.1 “Unión brazo-motor (parte alta)”    

Esta pieza sufrió cambios los cuales cada uno fue para mejorar la parte visible y funcional.

Versión 1.0

En esta versión se manejaron dimensiones un poco exageradas para el soporte con el motor el cual se podía observar un exceso de material y sin utilidad además de que en la parte aerodinámica afectaba al tubo de corriente.

Aquí aún no se consideraban las conexiones para alimentar el motor y en consecuencia el cableado tendría que haber ido por la parte exterior. De igual manera el círculo central del eje del motor no coincidía con la medida del circulo central de soporte por lo que era imposible unir el motor con pieza.

        Versión 2.0

Para la segunda versión ya se había modificado la dimensión donde sienta el motor quitando todo el exceso de material, obteniendo una forma hexagonal haciendo referencia al número de rotores, además de añadir un orificio para el cableado del motor. También se amplió el círculo central de la pieza el cual ya dejaba girar libremente al círculo del eje central del motor.

Sin embargo, en esta versión los orificios para poder atornillar el motor no coincidían con el mismo por lo que no era posible hacer una buena sujeción. El orificio para el cableado del motor hacía que los cables estuvieran muy justos y pudieran sufrir daños.

        Versión 3.0

En la última versión sufrió ligeros cambios los cuales eran ampliar el orificio por donde pasarían los cables del motor y modificar la distancia para los orificios de la unión de la pieza y del motor y con estos cambios obtuvimos el resultado final.  

Pieza No.2 “Unión brazo-motor (parte baja)”    

A diferencia de la pieza anterior esta no sufrió cambios por lo que solo se hizo una sola versión. Esta pieza esta diseñada para poder abrazar al tubo (brazo) y ser atornillada con la pieza No.1 así quedaran las dos piezas unidas de forma fija junto con el brazo.

Pieza No.3 “Cono”

Esta pieza se diseñó en caso de que el dron sufriera algún percance en tierra las y palas no hicieran contacto con el suelo la pieza mide 10 cm de largo y conserva el diseño ergonómico y hexagonal en el cual están basadas todas las piezas.  

Pieza No.4 “Brazo”

De esta pieza son dos tubos de 49cm de longitud y cuatro de 48cm los cuales forman los 6 brazos del hexacoptero cada uno con sus respectivos barrenos para la unión con las bases. El tubo de aluminio T6 calibre 16 de 1’ de diámetro.

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