Konstruktion av mekanisk anordning för utförande av test- och övningsflyg på en kvadrokopter

Sammanfattning: Testning av flygkontroller på en verklig kvadrokopter är en farlig och utmanande process eftersom kvadrokoptern kan krascha om flygkontrollern inte fungerar eller ifall operatören saknar flygerfarenheter. Den nuvarande lösningen är att montera kvadrokoptern i en mekanisk anordning som möjliggör testning av flygkontroller i säkra miljöer. Problemet med de befintliga testanordningarna är att de inte kan ge realistiska simuleringsförhållanden eftersom de i viss mån påverkar kvadrokopterns rörelse med följden att flygkontroller som utvecklas har begränsad grad av kontroll på kvadrokoptern. Syftet är att utforma en mekanisk anordning som ska ge möjlighet att både testa samt övningsflyga kvadrokoptern utan risk för personliga och materiella skador. Målet är att ta fram ritningar som ska kunna utgöra underlag för framtagning av en testprototyp. En litteraturstudie på befintliga testanordningar genomfördes som användes som underlag tillsammans med kvalitetshuset för att ta fram en kravspecifikation. Därefter genererades ett antal koncept som utvärderades med hjälp av beslutsmatris. Det valda konceptet modellerades sedan i CAD-programmet och utifrån den virtuella modellen konstruerades en verklig modell i trä som testades för att verifiera dess funktion. Resultatet är en fjäderbalanserad testanordning med sex frihetsgrader. Det är en konstruktion i aluminium innehållande en mekanisk arm som ger tre translationsfrihetsgrader, ett kulledsfäste som ger tre rotationsfrihetsgrader samt dragfjädrar för att tyngdkraftskompensera systemet. Testning av trä-modellen uppvisar att kvadrakoptern måste framföras i full fart för att styras tillsammans med armen eftersom friktionen mellan testanordningens leder är hög. Under förutsättning att friktionen mellan lederna kan hanteras verkar det att testanordningen uppfyller de ställda teoretiska förutsättningarna för att inte ha någon väsentlig påverkan på kvadrokoptern. Ändå kravs det kvalificerade tester innan något påstående att testanordningen inte påverkar kvadrokopterns rörelse och därmed kan ge realistiska flygsimuleringsförhållanden, ska kunna anges.