Розробка моделі гексакоптера для транспортування лікарських засобів із зниженням шуму
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.315525Ключові слова:
гексакоптер, безпілотний літальний апарат, шумозаглушення, частотний спектр, фільтр КалманаАнотація
Об’єктом дослідження є коптер вертолітного типу. Під час тестового польоту прототипу був помічений високий рівень шуму в каналі блоку Wi-Fi. Для вирішення проблеми в системі між антеною та мікропроцесором був встановлений фільтр Калмана для шумозаглушення. Розроблено технічну модель, яка враховує зміну в часі співвідношення перешкода/сигнал на вході приймача БПЛА для заданих траєкторій і швидкостей руху об’єктів та джерела перешкод, що дозволяє доставляти ліки до 2 кг з дальністю польоту 5 км при дії перешкод від рухомого джерела.
У цій статті наведено прототип конструкції гексакоптера для доставки малих засобів, які використовуються для транспортування медикаментів. Під час тестового використання прототипу БПЛА спостерігаються та відзначаються такі проблеми, як хитання та нестійка фіксація замкового механізму, що утримує доставлений вантаж. У статті підкреслюється причина зазначених проблем як міркування електромагнітної сумісності, методологія налагодження полягала у вимірюванні сигналів за допомогою осцилографа та сервотесту, а також пропонується рішення щодо застосування фільтра Калмана для антен. Показано результати роботи осцилографа та аналізатора спектру під час процесу налагодження до та після оптимізації за допомогою фільтра Калмана для фільтрації шуму. Шум сигналу може спричинити несправність компонентів під час декодування сигналу. Прототип БПЛА продемонстрував затримку реакції під час тестового польоту приблизно на 0,2 с, що може бути критичним для точності польоту та доставки. Наведено особливості телеметрії, навігації, керування, даних, джерела живлення, конструкції двигуна та програмного забезпечення. Результатів ще недостатньо для міського використання, де щільність електромагнітних випромінювань набагато вища, але поточні розробки дозволяють використовувати БПЛА у приміських районах для транспортування на великі відстані
Посилання
- Ackerman, E., Strickland, E. (2018). Medical delivery drones take flight in East Africa. IEEE Spectrum, 55 (1), 34–35. https://doi.org/10.1109/mspec.2018.8241731
- Pandey, S. K., Zaveri, M. A., Choksi, M., Kumar, J. S. (2018). UAV-based Localization for Layered Framework of the Internet of Things. Procedia Computer Science, 143, 728–735. https://doi.org/10.1016/j.procs.2018.10.442
- Erdelj, M., Natalizio, E., Chowdhury, K. R., Akyildiz, I. F. (2017). Help from the Sky: Leveraging UAVs for Disaster Management. IEEE Pervasive Computing, 16 (1), 24–32. https://doi.org/10.1109/mprv.2017.11
- Simmons, D. (2016). Rwanda begins Zipline commercial drone deliveries. Available at: https://www.bbc.com/news/technology-37646474
- TU delft’s ambulance drone drastically increases chances of survival of cardiac arrest patients (2014). Available at: http://www.odbornecasopisy.cz/en/post/tu-delft-s-ambulance-drone-drastically-increases-chances-of-survival-of-cardiac-arrest-patients--842
- Qin, Z., Tang, X., Meng, Z., Wu, Y.-T., Lyu, S.-K., Wang, Y. (2023). Conceptual design for a multi-rotor UAV based on variable paddle pitch. Journal of Mechanical Science and Technology, 37 (10), 5349–5361. https://doi.org/10.1007/s12206-023-0936-1
- Moormann, D. (2015). DHL parcelcopter research flight campaign 2014 for emergency delivery of medication. ICAO RPAS Symposium. Montreal. Available at: https://www.icao.int/Meetings/RPAS/RPASSymposiumPresentation/Day%202%20Workshop%205%20Technology%20Dieter%20Moormann.pdf
- Coxworth, B. (2011). Quadshot RC aircraft combines quadricopter hovering with airplane flight. Available at: https://newatlas.com/quadshot-hovers-and-flies/19449/
- Saeed, A. S., Younes, A. B., Cai, C., Cai, G. (2018). A survey of hybrid Unmanned Aerial Vehicles. Progress in Aerospace Sciences, 98, 91–105. https://doi.org/10.1016/j.paerosci.2018.03.007
- Gu, H., Lyu, X., Li, Z., Shen, S., Zhang, F. (2017). Development and experimental verification of a hybrid vertical take-off and landing (VTOL) unmanned aerial vehicle(UAV). 2017 International Conference on Unmanned Aircraft Systems (ICUAS), 160–169. https://doi.org/10.1109/icuas.2017.7991420
- Hochstenbach, M., Notteboom, C., Theys, B., De Schutter, J. (2015). Design and Control of an Unmanned Aerial Vehicle for Autonomous Parcel Delivery with Transition from Vertical Take-off to Forward Flight – VertiKUL, a Quadcopter Tailsitter. International Journal of Micro Air Vehicles, 7 (4), 395–405. https://doi.org/10.1260/1756-8293.7.4.395
- Six places where drones are delivering medicines (2022). Nature. Available at: https://www.nature.com/articles/d41591-022-00053-9
- Drones Could Soon Deliver Medications to Your Home. Verywell Health. Available at: https://www.verywellhealth.com/drones-medications-delivery-5219050
- How are Drones Used in Healthcare? News-Medical.net. Available at: https://www.news-medical.net/health/How-are-drones-used-in-healthcare.aspx
- Drone-Enabled Pharmaceutical Delivery: Navigating Regulatory Turbulence. Available at: https://blog.petrieflom.law.harvard.edu/2021/04/15/drone-enabled-pharmaceutical-delivery/
- How drones could change the future of healthcare delivery (2020). World Economic Forum. Available at: https://www.weforum.org/agenda/2020/05/medical-drone-delivery-india-africa-modernize-last-mile/
- Mazzeo, F., de Angelis, E. L., Giulietti, F., Talamelli, A., Leali, F. (2024). Performance Analysis and Conceptual Design of Lightweight UAV for Urban Air Mobility. Drones, 8 (9), 507. https://doi.org/10.3390/drones8090507
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Abdumezhit Darayev, Muhabbat Khizirova, Anatoly Samsonenko, Serikbek Ibekeyev, Daulet Ilyas
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
