I moderni veicoli aerei senza pilota possono trasportare telecamere EO/IR, scanner LiDAR, carichi video stabilizzati, antenne direzionali o altre apparecchiature che si muovono indipendentemente dalla cellula. Quando un carico utile deve ruotare ripetutamente nella stessa direzione, un cablaggio convenzionale alla fine diventa un vincolo meccanico. Il cavo potrebbe avvolgersi, resistere al movimento, caricare il motore del gimbal o guastarsi a causa di torsioni ripetute.
Un anello collettore UAV mantiene la continuità elettrica attraverso l'interfaccia rotante. Può trasportare energia, segnali di controllo, uscite di sensori, video o comunicazione digitale tra la cellula stazionaria e il carico utile rotante consentendo al tempo stesso il movimento continuo.
La parte difficile non è decidere se gli anelli collettori possano essere utilizzati nei droni. Si tratta di determinare se un particolare asse ne ha bisogno, quale architettura si adatta allo spazio disponibile e come deve essere testato l'intero canale rotante. Gli ingegneri che valutano questa applicazione possono anche consultare la pagina dedicata del sito peranelli collettori di segnale utilizzati negli UAV e altri sistemi rotanti.
Cosa fa un anello collettore UAV?
Un collettore rotante è un'interfaccia elettrica rotante. Un lato è collegato al cablaggio fisso, mentre l'altro ruota con la fotocamera, il sensore, l'antenna o il gruppo gimbal. I contatti interni mantengono i circuiti richiesti mentre i due lati si muovono l'uno rispetto all'altro.
A seconda del modello, l'interfaccia rotante può trasportare:
- alimentazione CC;
- potenza del motore o del riscaldatore;
- CAN, UART, RS-422 o RS-485;
- segnali encoder e sincronizzazione;
- Ethernet;
- HD-SDI o un'altra interfaccia video;
- Canali coassiali RF;
- o circuiti elettrici combinati con un canale rotante ottico.
Il solo conteggio dei circuiti non stabilisce la compatibilità. Un collettore rotante con un numero sufficiente di conduttori non è automaticamente adatto per Ethernet, video HD, sensori analogici di basso-livello o RF. Il canale completo deve preservare le caratteristiche elettriche richieste dall'interfaccia stessa.
L'asse UAV ha effettivamente bisogno di un anello collettore?
La prima decisione dovrebbe basarsi sull’inviluppo di movimento reale, non sul presupposto che ogni gimbal della fotocamera necessiti di una rotazione illimitata.
| Requisiti di movimento o di interfaccia | Soluzione da valutare | Domanda di ingegneria principale |
|---|---|---|
| Rotazione continua di 360 gradi o giri ripetuti in una direzione | Anello di contatto elettrico | La potenza e i dati richiesti possono passare attraverso le dimensioni e l'inviluppo di coppia disponibili? |
| Scansione ad angolo-limitato | Anello per cavo, circuito flessibile o capsula twist | Il cavo può sopravvivere ai cicli di flessione richiesti senza limitare il movimento? |
| Dati ottici a larghezza di banda elevata-con alimentazione elettrica | Anello collettore elettrico combinato con un giunto rotante in fibra-ottica | È possibile confezionare e qualificare insieme i percorsi ottici ed elettrici? |
| Altezza assiale ridotta ma spazio radiale sufficiente | Architettura del pancake o del piatto | Il progetto è in grado di soddisfare i requisiti di coppia, diafonia, usura e-integrità dei dati? |
| Albero centrale, percorso ottico o elemento meccanico attraverso l'asse | Anello collettore con foro passante- | Quale diametro del foro e diametro esterno può ospitare il gimbal? |
Le informazioni sul sistema elettro{0}}ottico pubblicate da Moog descrivono gli anelli collettori sugli assi a rotazione continua e le capsule torsionali sugli assi a scansione o a rotazione-limitata. Identifica inoltre i collettori rotanti ad alta-larghezza di banda, i giunti rotanti in fibra-ottica e il multiplexing come strumenti diversi per i sistemi EO rotanti.Esamina gli esempi di interfaccia elettro{0}}rotante ottica-di Moog.
Un anello di cavo può essere la soluzione più semplice quando l'asse si muove attraverso un angolo controllato ed è possibile convalidare il raggio di curvatura, la durata del ciclo e il percorso. Un collettore rotante diventa più avvincente quando l'asse deve completare più giri senza una routine di svolgimento o quando la coppia del cavo interferirebbe con le prestazioni di puntamento.
Dove vengono utilizzati gli anelli collettori UAV?
Gimbal per fotocamera EO/IR e stabilizzati
Una telecamera stabilizzata può ruotare indipendentemente dall'aereo per tracciare un bersaglio o mantenere una linea di vista selezionata. Se l'asse di azimut o di rollio richiede una rotazione continua, il collettore rotante potrebbe dover trasportare l'alimentazione del carico utile, i circuiti del motore o del riscaldatore, la comunicazione di controllo, il feedback dell'encoder e il video attraverso lo stesso giunto meccanico.
I gimbal compatti spesso iniziano con una revisione diconfigurazioni degli anelli di contatto della capsula, sebbene una capsula standard dovrebbe essere selezionata solo dopo che la sua coppia, l'allocazione del circuito, la compatibilità del protocollo, l'intervallo di temperatura e la durata siano stati confrontati con la missione effettiva.
Scanner LiDAR e rotanti
Un LiDAR rotante o un carico utile di scansione potrebbero richiedere alimentazione, temporizzazione, sincronizzazione, Ethernet e altri dati del sensore. L'ingegnere deve documentare se lo scanner ruota continuamente o oscilla, quanta larghezza di banda è richiesta e se il collegamento dati deve rimanere privo di errori-durante l'accelerazione e i cambi di direzione.
Antenne rotanti e carichi utili RF
Le antenne direzionali possono combinare alimentazione CC, controllo, feedback di posizione e uno o più canali RF. I percorsi RF non devono essere trattati come normali cavi di segnale. La gamma di frequenza, la perdita di inserzione, la perdita di ritorno, l'isolamento, il tipo di connettore e la stabilità di fase possono richiedere un giunto rotante dedicato o un gruppo ibrido-costruito appositamente.
Bobine di cavo
Nei sistemi UAV collegati, l'anello collettore può essere installato nella bobina lato terra- anziché nel carico utile in volo. L'interfaccia della bobina può mantenere l'alimentazione e la comunicazione mentre il cavo si dispiega o si ritrae. Questa applicazione solitamente ha un profilo di corrente, gestione dei cavi,-termico e di manutenzione diverso da un anello collettore con giunto cardanico in miniatura.
Requisiti chiave per la selezione di un collettore rotante per UAV
1. Definire la potenza per circuito
Elencare ogni carico elettrico separatamente. Per ogni circuito registrare:
- tensione nominale;
- corrente continua;
- corrente di picco o di avvio;
- caduta di tensione massima consentita;
- requisito di isolamento;
- disposizione di messa a terra;
- e ciclo di lavoro previsto.
Non dimensionare l'interfaccia solo in base alla corrente media. Motori, riscaldatori, unità di illuminazione e altri carichi possono creare corrente transitoria o di avvio superiore al valore di stato stazionario. Il piano di test dovrebbe verificare la caduta di tensione e l'aumento della temperatura sotto il carico rappresentativo più impegnativo.
2. Identificare l'interfaccia dati esatta
Un requisito come "sei fili di segnale" non è sufficiente. Indicare il protocollo, la velocità, la struttura del cavo, il connettore, la schermatura e i criteri di accettazione.
Per Ethernet, specificare la variante Ethernet richiesta anziché utilizzare solo la parola "Ethernet". ILGruppo di lavoro IEEE 802.3sviluppa gli standard per le reti Ethernet e il canale rotativo selezionato deve essere valutato rispetto all'effettiva implementazione del livello fisico-utilizzato dal carico utile.
Le prove utili del fornitore possono includere:
- velocità Ethernet e interfaccia fisica supportate;
- controllo dell'impedenza caratteristica;
- configurazione di cavi e connettori in produzione;
- risultati della perdita di inserimento-e di rendimento-ove applicabile;
- test di perdita di pacchetti o errori di bit-durante la rotazione;
- testare la velocità e il profilo di movimento;
- e prestazioni in condizioni di rumore rappresentativo del motore e della potenza.
Per ulteriori informazioni, consultare il sitoGuida ad anello collettore Ethernet. Una dichiarazione del fornitore secondo cui un'unità "supporta Ethernet" deve comunque essere confermata per il protocollo specifico, la lunghezza del cavo, la disposizione dei connettori, la velocità di rotazione e l'ambiente di sistema.
Le interfacce video richiedono lo stesso livello di precisione. Ad esempio, un progetto che utilizza HD-SDI dovrebbe verificare il percorso video rotante completo anziché presumere che qualsiasi circuito di segnale a bassa-corrente funzioni. Il sito fornisce anche un esempio di acollettore elettrico personalizzato configurato per trasmissione HD-SDI ed Ethernet.
3. Documentare il profilo di movimento
I requisiti di movimento dovrebbero includere:
- rotazione continua o intermittente;
- velocità normale e massima;
- accelerazione e decelerazione;
- frequenza dei cambi di direzione;
- periodi di sosta;
- durata della missione;
- cicli operativi annuali;
- e i giri totali richiesti.
Un anello collettore che si muove lentamente per diversi minuti per missione ha un profilo di usura diverso da uno che esegue la scansione ininterrottamente per ore. La velocità influisce anche sulla resistenza dinamica, sul comportamento della spazzola, sulla coppia, sulla generazione di calore e sulla stabilità dei dati.
4. Impostare i limiti di dimensione, peso, foro e coppia
Per un gimbal UAV, l'inviluppo meccanico dovrebbe definire:
- diametro esterno massimo;
- lunghezza assiale massima;
- massa massima;
- foro centrale richiesto;
- metodo di montaggio;
- direzione di uscita del cavo-;
- posizione del connettore;
- coppia di spunto;
- coppia di marcia;
- e requisiti di equilibrio.
La coppia di avviamento e la variazione della coppia possono influire sul-tracciamento a bassa velocità. Una coppia eccessiva o incoerente può manifestarsi come esitazione all'avvio, tremolio del gimbal, picchi di corrente o scarsa stabilità di puntamento. L'anello collettore dovrebbe quindi essere incluso nel modello di carico meccanico del gimbal.
5. Definire l'ambiente operativo reale
Una richiesta per un "anello collettore di grado-aerospaziale" è troppo vaga. Il requisito dovrebbe identificare le effettive condizioni operative e di stoccaggio, tra cui:
- temperatura minima e massima;
- altitudine o pressione;
- ciclo termico;
- umidità e condensa;
- esposizione a pioggia, polvere o sabbia;
- atmosfera salina ove rilevante;
- urti e vibrazioni;
- e ambiente elettromagnetico.
Per i programmi militari o di difesa, gli standard ambientali possono far parte della base di prova contrattuale. La descrizione ufficiale diMIL-STD-810sottolinea l'adattamento ambientale basato su stress realistici della vita di servizio-; non è un elenco universale di test che dovrebbero essere copiati senza modifiche nelle specifiche di ogni componente.
I test, i livelli, gli assi, le durate, gli stati operativi e i criteri di superamento selezionati dovrebbero provenire dall'ambiente della piattaforma e dai requisiti del programma.
6. Definire la vita e la manutenzione in termini misurabili
La "lunga durata" non è un requisito ingegneristico. Definire la vita come una o più quantità misurabili:
- giri totali;
- orari di funzionamento;
- missioni o cicli di lavoro;
- durata di conservazione;
- intervallo di manutenzione consentito;
- e un cambiamento accettabile delle prestazioni entro la fine del ciclo di vita.
Anche l’accessibilità conta. Un anello collettore sepolto all'interno di un carico utile sigillato può richiedere uno smontaggio importante per essere sostituito. Una progettazione con una-durata più lunga o una-manutenzione inferiore può quindi ridurre il rischio totale del programma anche quando il suo costo iniziale è più elevato.
Scelta dell'architettura meccanica
Anelli collettori a capsula
Un anello collettore a capsula racchiude i contatti, l'alloggiamento, i cuscinetti e i conduttori in un gruppo compatto. Può essere adatto per piccoli giunti cardanici quando non è richiesto un foro centrale grande. Il tecnico deve comunque confermare la coppia, il cablaggio, la tenuta ambientale, l'allocazione del segnale e lo stato di qualificazione.
Anche i progetti con un'allocazione di circuiti insolita o un packaging aerospaziale possono esaminarloesempio di anello collettore per capsula del sistema rotante-aerospazialecome riferimento per le tipologie di parametri che possono essere personalizzati. L'idoneità del prodotto deve essere confermata rispetto al disegno e alla scheda tecnica attuali.
Attraverso-anelli collettori con foro
Un design con foro passante- lascia un'apertura centrale per un albero, un percorso ottico, un elemento strutturale, una linea del fluido o un giunto rotante separato. Generalmente richiede più spazio radiale di una capsula senza foro. Gli ingegneri possono confrontare disponibiliconfigurazioni di anelli collettori a foro passante-quando l'architettura degli assi richiede un passaggio centrale.
Anelli di contatto per pancake
Una disposizione a frittella o a piatto riduce l'altezza assiale disponendo radialmente i percorsi conduttivi. Il compromesso-è rappresentato da un'area radiale maggiore e da una gestione potenzialmente più difficile di detriti da usura, capacità, diafonia e segnali di impedenza-controllata. Disponibiledisegni di anelli di contatto per pancakedovrebbe pertanto essere valutato rispetto ai requisiti meccanici e di integrità del segnale-.
Interfacce ibride elettriche e ottiche
Quando un carico utile richiede dati con larghezza di banda elevata- nonché energia elettrica, il giunto rotante può combinare circuiti in rame con un giunto rotante in fibra-ottica. I canali elettrici possono trasportare alimentazione e controllo di frequenza-bassa, mentre il percorso ottico trasporta dati ad alta-velocità. Questo approccio può migliorare la larghezza di banda o l'isolamento elettromagnetico, ma aggiunge anche complessità di allineamento, connettore, confezionamento e qualificazione.
Un pratico flusso di lavoro per la selezione degli anelli collettori UAV
Passaggio 1: mappare tutto ciò che attraversa l'asse di rotazione
Crea un elenco di controllo-di un'unica interfaccia che comprenda alimentazione, controllo, video, Ethernet, RF, fibra ottica, messa a terra, schermatura, connettori e instradamento meccanico.
Passaggio 2: confermare il requisito di rotazione
Decidi se l'asse necessita di rotazione continua, movimento ripetuto multi-giro o scansione ad-angolo limitato. Ciò determina se è necessario valutare un anello collettore, un cappio per cavo, una capsula twist o una soluzione ibrida.
Passaggio 3: costruire una matrice di requisiti controllati
Separare i requisiti obbligatori dalle preferenze. Non consentire che le dimensioni, la corrente, la velocità dei dati, la vita o le condizioni ambientali rimangano come dichiarazioni e-mail informali.
Passaggio 4: confronta i prodotti standard prima di richiedere un design personalizzato
Un prodotto standard può ridurre lo sforzo di sviluppo quando i valori nominali elettrici, le prestazioni del segnale, la coppia, le dimensioni, l'ambiente, la durata e la documentazione corrispondono già al progetto.
A soluzione di anelli collettori personalizzatidiventa appropriato quando il progetto richiede dimensioni insolite, canali misti ad alta corrente e sensibili, connettori speciali, dati di impedenza controllata, integrazione ottica o RF, coppia bassa, tenuta ambientale, ridondanza o verifica specifica del programma.
Passaggio 5: prototipo con il sistema reale
Metti alla prova il candidato con il rappresentante-della produzione:
- motore e controller del gimbal;
- Alimentazione elettrica;
- fotocamera, sensore o antenna;
- cablaggi e connettori;
- protocollo di comunicazione;
- disposizione di messa a terra e schermatura;
- e software operativo.
Un componente può superare un test di continuità autonomo e comunque guastarsi dopo l'installazione accanto a un azionamento a motore o a un convertitore di potenza a commutazione.
Passaggio 6: esegui la verifica dinamica e ambientale
Eseguire il test mentre il collettore rotante ruota, trasporta corrente rappresentativa e trasferisce dati effettivi. Un utile punto di partenza è la guida del sito sucome testare un anello collettore, ma le procedure finali e i limiti di superamento dovrebbero derivare dalle specifiche del progetto e dal piano di test approvato.
Passaggio 7: bloccare l'interfaccia e i criteri di accettazione
Prima della produzione, approva il disegno, la piedinatura, la lunghezza del cavo, le tolleranze di montaggio, i limiti di coppia, i limiti elettrici, i criteri dei dati, i test ambientali, la tracciabilità e il processo di controllo delle modifiche-.
Quello del produttoreistruzioni di installazionedovrebbe anche essere rivisto prima che l'interfaccia meccanica venga congelata. Allineamento errato, carico non supportato, instradamento inadeguato dei cavi-o carichi non previsti sui cuscinetti possono invalidare le prestazioni-a livello di componente.
Esempio di requisito illustrativo per un gimbal EO/IR
L'esempio seguente è fittizio ed è incluso solo per dimostrare il processo di creazione dei requisiti-. Non è una raccomandazione sul prodotto.
| Area dei requisiti | Ingresso di progetto illustrativo | Follow-up tecnico- |
|---|---|---|
| Rotazione | Rotazione continua in azimut a 20 giri/min | Confermare la coppia di avvio, la coppia di esercizio, i cambi di direzione e la velocità di prova. |
| Profilo della missione | 40 minuti di rotazione per missione, 300 missioni all'anno | Calcolare le rivoluzioni annuali e definire il margine di qualificazione richiesto. |
| Energia | 24 V CC, 3 A continui, 6 A picco di avvio | Verificare la caduta di tensione consentita, l'aumento della temperatura e la durata del picco. |
| Dati | Gigabit Ethernet e CAN | Definisci l'interfaccia fisica Ethernet, il cavo, il connettore, il limite di perdita di pacchetti-e il metodo di test dinamico. |
| Involucro meccanico | Diametro massimo, lunghezza, massa e coppia impostati dal modello di gimbal | Confronta le opzioni con capsula e foro passante-utilizzando interfacce CAD controllate. |
| Ambiente | Il progetto-ha definito la temperatura operativa, le vibrazioni e l'umidità | Adattare i livelli di test alla piattaforma anziché copiare valori aerospaziali generici. |
| Manutenzione | Non riparabile durante l'intervallo di carico utile pianificato | Imposta di conseguenza i requisiti di deriva di durata e prestazioni-. |
In questo esempio fittizio, la rotazione annuale stimata è:
20 giri al minuto × 40 minuti × 300 missioni=240.000 rivoluzioni all'anno.
Questa cifra non è il requisito di vita finale. Il team di progetto deve comunque tenere conto del margine di qualificazione, dei test a terra, delle missioni parziali, dei cicli di lavoro imprevisti, dello stoccaggio e dell'intervallo di manutenzione pianificato. Il calcolo converte semplicemente una dichiarazione operativa in un input ingegneristico misurabile.
Come convalidare segnali Ethernet, video e sensibili
I dati ad alta-velocità devono essere convalidati come canale completo. L'anello collettore, i cavi, i connettori, le transizioni del PCB, la messa a terra e le apparecchiature di ricezione influenzano le prestazioni.
Per Ethernet o video digitale, il piano di test può includere:
- creazione e ripristino dei collegamenti;
- trasmissione continua di pacchetti durante la rotazione;
- limiti di-perdita di pacchetti o di errori di bit-;
- prestazioni durante l'avvio, l'accelerazione e l'inversione;
- funzionamento accanto a motori attivi e circuiti di potenza;
- test di temperatura-estremi;
- diafonia tra canali adiacenti;
- e prestazioni dopo il ciclismo di resistenza.
I segnali analogici, di codifica e di sincronizzazione di basso- livello possono richiedere criteri di accettazione diversi, come rumore, offset, jitter o distorsione della forma d'onda. I segnali sensibili e di potenza dovrebbero essere assegnati con schermatura, percorsi di ritorno e separazione fisica deliberati.
Per ulteriori indicazioni specifiche sul sito-, consulta l'articolo sucompatibilità elettromagnetica nei sistemi ad anelli collettori.
I programmi di difesa possono fare riferimentoMIL-STD-461per i requisiti di emissione e suscettibilità EMI. Lo scopo ufficiale spiega inoltre che lo standard è destinato a tipi definiti di apparecchiature e sottosistemi e non dovrebbe essere applicato indiscriminatamente a ogni modulo o all'intera piattaforma. I test applicabili devono quindi essere determinati dal sistema del programma e dai requisiti contrattuali.
Sintomi comuni di guasto dell'anello collettore UAV
| Sintomo osservato | Possibile causa | Investigazione consigliata |
|---|---|---|
| Collegamento video o Ethernet intermittente | Discontinuità di impedenza, diafonia, scarsa schermatura, transizione del connettore o variazione dinamica del contatto | Esegui traffico continuo durante la rotazione e correla gli errori con angolo, velocità, stato del motore e temperatura. |
| Jitter all'avvio del gimbal | Coppia di avviamento eccessiva, ondulazione della coppia, disallineamento, carico del cavo o del cuscinetto | Misurare la coppia separatamente e nel gimbal assemblato nell'intervallo di temperature richiesto. |
| Caduta di tensione imprevista | Circuito sottodimensionato, resistenza di contatto elevata, resistenza del connettore o picco di corrente eccessivo | Misurare la tensione sul carico durante lo stato operativo peggiore e controllare l'aumento della temperatura. |
| Encoder intermittente o feedback di controllo | Spostamento del riferimento-di massa, accoppiamento del rumore, instabilità dei contatti o problema del connettore | Ispezionare i percorsi di ritorno, la schermatura, la qualità della forma d'onda e gli errori durante la commutazione del motore. |
| Aumento anomalo della temperatura | Sovracorrente, cattive condizioni di contatto, allocazione inadeguata dei conduttori o dissipazione del calore insufficiente | Ripeti il test di carico nominale-con il monitoraggio della temperatura e il cablaggio rappresentativo della produzione-. |
| Le prestazioni diminuiscono dopo il ciclismo | Usura dei contatti, detriti, cambio del lubrificante, degrado dei cuscinetti, contaminazione o tensione del cavo | Confronta resistenza, rumore, coppia e prestazioni dei dati prima, durante e dopo i test di resistenza. |
Test di qualificazione e test di accettazione della produzione
I test di qualificazione dimostrano che il progetto può soddisfare i requisiti operativi e ambientali definiti. Può includere:
- variazione dinamica della resistenza-di contatto;
- caduta di tensione e aumento della temperatura;
- coppia di avviamento e di marcia;
- resistenza di isolamento e tenuta dielettrica;
- prestazioni dei dati, perdita di pacchetti o errori di bit-;
- continuità video;
- EMI e diafonia;
- urti e vibrazioni;
- temperature estreme e cicli termici;
- prove di umidità o di tenuta;
- e vita di resistenza.
I test di accettazione della produzione confermano che le unità prodotte sono conformi al progetto approvato. Di solito è più ristretto e può includere:
- controllo visivo e dimensionale;
- piedinatura e continuità;
- prove di isolamento e dielettriche;
- resistenza di contatto;
- coppia;
- test di segnale funzionale di base;
- e revisione della documentazione o della tracciabilità.
Il piano di accettazione effettivo dovrebbe essere collegato ai processi controllati del produttore. Gli acquirenti possono rivedere le pagine di ByTune sugestione della qualità dei collettori rotantiEcapacità produttiveprima di definire la documentazione del fornitore e i requisiti di ispezione.
Anello di contatto UAV standard o personalizzato?
Un collettore rotante standard può essere appropriato quando:
- i suoi valori di corrente e tensione soddisfano il carico;
- l'esatta interfaccia dati è stata convalidata;
- le sue dimensioni, massa, alesaggio e coppia si adattano al gimbal;
- il rating ambientale corrisponde alla missione;
- la vita prevista è sufficiente;
- e la documentazione disponibile soddisfa il progetto.
Un design personalizzato diventa più ragionevole quando il progetto richiede:
- un diametro, una lunghezza assiale o un foro centrale univoci;
- massa o coppia insolitamente basse;
- circuiti misti ad alta{0}}corrente e segnali sensibili;
- canali Ethernet, video, RF o ottici convalidati;
- connettori speciali o uscite cavi;
- sigillatura ambientale;
- circuiti ridondanti;
- o qualificazione e tracciabilità specifiche del programma-.
La personalizzazione dovrebbe risolvere un rischio di sistema definito. Non dovrebbe essere selezionato solo perché l'applicazione è descritta come aerospaziale. I candidati standard e personalizzati dovrebbero essere confrontati utilizzando la stessa matrice di requisiti e criteri di accettazione.
Domande da inviare con una richiesta di offerta per anello collettore UAV
- L'asse richiede una rotazione continua o un movimento ad angolo limitato-?
- Quali sono le velocità di rotazione normale e massima?
- Quante missioni, ore di funzionamento e rivoluzioni totali sono necessarie?
- Quali sono la tensione nominale, la corrente continua e la corrente di picco per ciascun circuito di alimentazione?
- Quali interfacce di comunicazione, video, RF o ottiche devono attraversare l'asse?
- Quale velocità dati, cavo, connettore e test di accettazione si applicano a ciascuna interfaccia?
- Quali sono il diametro massimo, la lunghezza, la massa, l'alesaggio e la coppia massima?
- Quale metodo di montaggio e quale uscita-del cavo sono necessari?
- Quali sono gli ambienti operativi e di stoccaggio?
- Quali test su urti, vibrazioni, temperatura, umidità, tenuta ed EMI si applicano?
- È possibile effettuare la manutenzione dopo l'assemblaggio del carico utile?
- Quali rapporti di qualificazione, registrazioni di ispezione e documenti di tracciabilità sono richiesti?
- Quali quantità di produzione, quantità di prototipi e programma di consegna sono previsti?
Domande frequenti
D: Tutti i gimbal per fotocamere UAV necessitano di anelli di contatto?
R: No. Un collettore rotante è necessario principalmente quando l'asse rotante richiede un movimento multi-giro continuo o ripetuto pur rimanendo collegato elettricamente. Il movimento ad angolo limitato- può essere gestito da un anello di cavo, un circuito flessibile o una capsula twist se il percorso e la durata a fatica sono convalidati.
D: Un collettore rotante UAV può trasportare alimentazione, CAN ed Ethernet?
R: Può essere progettato per supportare più tipi di circuiti, ma è necessario verificare la compatibilità per la corrente effettiva, la messa a terra, la schermatura, l'implementazione Ethernet, il connettore, il cavo, la velocità di rotazione e l'ambiente. Il conteggio dei circuiti di per sé non è una prova sufficiente.
D: L'anello collettore più piccolo è sempre la scelta migliore per un drone?
R: No. La riduzione delle dimensioni può rendere più difficili la separazione dei circuiti, la gestione termica, la tenuta, l'assemblaggio, il controllo della coppia e le prestazioni del segnale ad alta-velocità. Il pacchetto migliore è il design più piccolo che soddisfa tutti i requisiti obbligatori con un margine documentato.
D: Quanto dura un anello collettore UAV?
R: Non esiste un valore universale della vita. La durata dipende dalla tecnologia dei contatti, dalla velocità, dal ciclo di lavoro, dalla corrente, dalle vibrazioni, dalla contaminazione, dalla temperatura, dalla progettazione dei cuscinetti e dalla manutenzione. Esprimi il fabbisogno in rivoluzioni, ore di funzionamento, missioni o una combinazione di queste misure.
D: Quando si dovrebbe prendere in considerazione un giunto rotante-in fibra ottica?
R: Può essere preso in considerazione quando il carico utile richiede un'elevata larghezza di banda dati, isolamento elettrico o ridotta suscettibilità alle interferenze elettromagnetiche. L'energia elettrica richiederà comunque un percorso elettrico separato o un gruppo elettrico-e-ottico integrato.
D: Un prototipo dovrebbe essere testato solo come componente autonomo?
R: No. I test autonomi sono utili, ma la verifica finale dovrebbe utilizzare cavi, connettori, alimentatori, motori, controller, componenti elettronici del carico utile, messa a terra, schermatura e software rappresentativi della produzione-.
Lista di controllo finale per la selezione del collettore rotante dell'UAV
- Campo di rotazione e profilo di movimento definiti;
- velocità normale e massima definite;
- ciclo di lavoro e durata totale calcolati;
- tutti i circuiti di potenza elencati con corrente continua e di picco;
- tutti i protocolli di segnale e dati identificati;
- Criteri di accettazione Ethernet, video, RF o ottici definiti;
- dimensioni massime, massa, alesaggio e coppia approvati;
- montaggio, allineamento, connettore e instradamento dei cavi controllati;
- ambienti operativi e di stoccaggio documentati;
- test su misura per urti, vibrazioni, temperatura, umidità, tenuta ed EMI;
- prove di qualificazione e accettazione della produzione separate;
- revisione dell'accesso per manutenzione e sostituzione;
- definizione dei documenti richiesti per i fornitori e tracciabilità;
- e opzioni standard rispetto a quelle personalizzate confrontate con la stessa matrice.
Un anello collettore UAV dovrebbe essere selezionato come parte del carico utile rotante completo, non come connettore isolato. Prima di richiedere un preventivo, preparare il profilo di rotazione, i carichi elettrici, le interfacce dati, l'involucro meccanico, l'ambiente operativo, l'obiettivo di durata e i criteri di accettazione in un unico documento controllato.
Una volta che tali informazioni saranno disponibili,inviare i requisiti dell'applicazione al team di ingegneriper una revisione del prodotto-standard o una valutazione personalizzata dei collettori rotanti.