Produktentwicklung mit LinoPro: Die Entwurfsphase

Das Ziel der Entwurfsphase ist das Ermitteln des optimalen Gesamtentwurfes und das Festlegen des Produktdesigns auf Basis der bislang erarbeiteten prinzipiellen Lösung. Dabei wird in einem iterativen Prozess die Baustruktur von einer Grobgestaltung ausgehend strukturiert und zur Detailkonstruktion freigegeben. Die einzelnen Teile und Komponenten werden dabei in einem Funktionsmodell fertigungsgerecht vordimensioniert.


< 2. Schritt: Die Machbarkeitsanalyse

 

Der Entwurf erfordert, nicht zuletzt wegen der großen Anzahl an zu berücksichtigenden Abhängigkeiten, viele korrektive Schritte und stellt somit den größten Aufwand innerhalb des Konstruktionsprozesses dar. Beispiele für oftmals widersprüchliche Abhängigkeiten sind unter anderem: sicherheitsrechtliche und technische Vorgaben, Materialauswahl und Materialeigenschaften, einsetzbare Fertigungsverfahren, Toleranzen, Montagemöglichkeiten, verfügbare Standardteile, ästhetische Formgebung, Gesamtkosten von Material und Fertigung, Gesamtgewicht sowie Wartung und Reparatur. Dies führt zwangsläufig zu Kompromisslösungen.

 


Der entstandene Entwurf der Gesamtbaugruppe diente zur Dimensionierung der Drohne unter Berücksichtigung von strömungstechnisch optimierten Rotorabständen und einer mittels Schwerpunktberechnung optimierten Nutzlastpositionierung. Bei der Konzeptionierung der einzelnen Baugruppen wurde zusätzlich der Fokus auf Zuverlässigkeit, als auch Sicherheit und Wartung gelegt. So wurden z.B. für die Antriebseinheit und Steuerung nur hochwertige und bereits in der Praxis erfolgreich bewährte Komponenten gewählt. Der modulare Aufbau ist sowohl bei der Montage als auch im Service- oder Wartungsfall von großem Vorteil. So kann beispielsweise der komplett bestückte Arm zur Motorenhalterung bei Bedarf innerhalb von nur 10 Minuten gewechselt werden.

Dies führte zur Festlegung folgender Baustruktur:

  • Hauptrahmen (bestehend aus oberer und unterer Platte)

    • basierend auf im Handel erhältlichen 5mm CFK Platten

    • 4 x 5000mAh LiPo (Lithium Polymer) Akkus

    • Kamera zur Positionierung

    • Steuerungselektronik mit GPS Sensoren und Funkmodul

  • Arm mit Motorenhalterung (Ø32mm Hohlrohr mit 1mm Wandstärke)

  • Landegestell

    • 4 elektrisch höhenverstellbare Füße

    • Ø24mm und Ø26mm CFK Rohre

    • gelagerte Landekufen aus Aluminium

  • Auftriebseinheit

    • 2 bürstenlose Tiger Motoren Typ MN3520 KV400 pro Arm

    • 15 Zoll Rotorblätter

  • Transporteinheit

    • Transportbox aus Kunststoff

    • 2 x 2 klappbare Greifarme aus Aluminium

  • strömungsmechanisch optimierte Abdeckhaube für Hauptrahmen und Arme

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> 1. Schritt: Die Konzeptphase