Дрон відучили рубати пальці гвинтами

Австралійські інженери розробили активну систему захисту для дрона, що не дає його гвинтам нанести травми людині. Вона складається з пластикового контуру, який встановлюється на вісь обертання гвинта, але помітно більше його за розміром. Якщо якийсь сторонній предмет або частина тіла наближається до гвинта, що швидко обертається, то спочатку відбувається дотик контуру і дрон за кілька сотих часток секунди встигає зупинити гвинт, розповідають розробники в статті, представленій на конференції ICRA 2018.

Появи серійних і доступних мультикоптерів значно спростило зйомку з повітря, доставку невеликих вантажів та інші завдання, але крім зручності вони також мають і помітний недолік - дронів, що швидко обертаються, можуть завдати людині серйозних травм. Деякі серійні моделі дронів оснащуються захисними кожухами, що встановлюються біля або навколо лопатей, але зазвичай вони призначені для захисту самих гвинтів від бічного удару об предмети і не можуть захистити людину, яка, наприклад, підніс палець до дрона зверху. Крім того, такий захист нерідко погіршує аеродинаміку апарату, збільшує його масу і зменшує час польоту.

Пол Паундс (Paul Pounds) і Вілл Дір (Will Deer) з Квінслендського університету розробили активний захист гвинтів мультикоптерів, що захищає їх від предметів, що наближаються з будь-якого боку. Вони закріпили на роторах квадрокоптера пластикові контури, що за розміром перевищують гвинти. Під час роботи дрона контур обертається разом з гвинтом, але, оскільки він помітно більший, то при піднесенні руки до гвинта людина спочатку стикається з контуром. Це різко зменшує швидкість його обертання, яка вимірюється датчиком наближення. Після того, як датчик виявив різке падіння швидкості, дрон різко зупиняє обертання гвинта і захищає людину від травм.

Для того, щоб гвинт встигав зупинятися ще до контакту з рукою інженери запропонували замикати контакти безколекторного двигуна таким чином, що створюваний від обертання ротора струм змушує двигун обертатися в зворотний бік, що допомагає дуже швидко зупинити обертання. Розробники протестували цей спосіб і показали, що ротор, який обертається з частотою 260 обертів на секунду, зупиняється за 0,077 секунди після виявлення контакту з контуром. Оскільки пластиковий захисний контур, що обертається з такою швидкістю, сам становить небезпеку для людини, розробникам довелося знайти спосіб знизити частоту його обертання. Для цього контур закріпили на підшипниках, щоб він міг провертатися незалежно від валу, а за передачу обертання від ротора на контур відповідає гровірна шайба, притиснута до звичайної - поекспериментувавши з різною силою притиснення шайб один до одного інженери домоглися зниження частоти обертання контуру до 15-35 герц при частоті обертання гвинта в 160 герц.

Раніше інші інженери також представляли незвичайні захисні пристрої для дронів. Наприклад, японці оснастили квадрокоптер двома сферами, що вільно обертаються, захищають людей від гвинтів, а швейцарські інженери створили для мультикоптерів складний каркас, що дозволяє перевозити всередині вантаж. А в 2015 році стартап Fleye представив на Kickstarter безпечний дрон з одним ротором, але, незважаючи на успіх кампанії, розробники так і не випустили його серійну версію.