Tärinävaimennetun koteloratkaisun kehittäminen kuvauskopteriin

Abstract

Insinöörityön tilaajana oli Oulun yliopiston mittaustekniikan yksikkö CEMIS-Oulu. Työ liittyy liikkuvat laitealustat(LILA) -projektiin, jossa kehitetään maalla ja ilmassa liikkuvien laitealuksien mittaustekniikkaa. Työn tavoitteena oli kehittää Raspberry Pi -pohjaiselle mittaus- ja kuvantamismoduulille tärinävaimennettu koteloratkaisu, joka mahdollistaa moduulin käyttämisen erityyppisissä ilmassa liikkuvissa laitealuksissa. Koteloratkaisu suunnitellaan ensisijaisesti DJI Phantom 2 -kuvauskopterille.

Tärinävaimennuksen ratkaisuksi hankittiin DJI Phantom 2 -kopterille suunniteltu Quanum Q-2D gimbaali. Quanum Q-2D sisältää kaksi hiiliharjatonta sähkömoottoria kahden akselin tasapainotukseen pitäen kameran vaaka-asennossa kopterin asennosta välittämättä. Kotelointi Raspberry Pi -pohjaiselle mittaus- ja kuvantamismoduulille suunniteltiin Autodesk Inventor 3D-CAD -mekaniikkasuunnitteluohjelmistolla ja tulostettiin Kajaanin ammattikorkeakoulussa 3D-tulostimella. Gimbalia muokattiin ja 3d-tulostettu kotelointi kiinnitettiin gimbaliin. Koteloinnin tä-rinätestaus suoritettiin Kajaanin ammattikorkeakoulussa tärinätestauslaitteistolla. Vaimennuskykyä vertailtiin neljällä erilaisella vaimennuskumilla.

Työn lopputuloksena saatiin tärinävaimennettu kotelointiratkaisu, jonka toimivuus varmistettiin tärinätestauksilla.

The commissioner of the thesis was Oulu University's unit CEMIS-Oulu. The thesis is related to a mobile device platforms (LILA) project, which is developing measurement technology of vessels moving on land and in the air. The aim of this Bachelor's thesis was to develop a vibration proof housing solution for Raspberry Pi -based imaging and measurement system which enables the use of the module for different types of air moving vessels. The housing solution is designed primarily for DJI Phantom 2 imaging helicopter.

Quanum Q-2D gimbal, designed for DJI Phantom 2 helicopter, was purchased for the vibration reduction solution. Quanum Q-2D contains two brushless electric motors to balance two axes keeping the camera in a horizontal position regardless of the position of the helicopter. The housing for Raspberry Pi -based imaging and measurement module was designed with Autodesk Inventor 3D-CAD -mechanical design software and was printed at Kajaani University of Applied Sciences by a 3D-printer. The gimbal was modified and 3D-printed housing was attached to gimbal. The vibration testing of housing was performed with vibration testing equipment at Kajaani University of Applied Sciences. Damping capacity was compared with four different damping rubbers.

The result was a vibration proof housing solution whose operation was verified with vibration tests.