大疆经纬 M30 系列设计细节揭秘

2022-09-19 777次

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8月 12, 2022

今年3月,大疆行业应用发布全新旗舰机——经纬 M30 系列。这款革命性的产品不仅拥有强劲的性能,机身更是轻巧便携。鲜为人知的是,为了优化用户体验,从传感器到机身,从飞机箱到电池箱,经纬 M30 系列隐藏着诸多不易察觉的设计细节。今天就带大家一探究竟!

 

大疆经纬M30系列高度集成化

高度集成化

 

“背包里的旗舰机”仅 3.77KG

 

时间回到2020年,大疆经纬 M300 RTK 重磅发布,这款“智勇双全”的旗舰机,为行业带来前所未有的空中作业解决方案。没有过度沉浸在新品发布的喜悦中,大疆行业应用马不停蹄开启下一款产品的研发,目标很明确:下一款产品,要做得更小。

 

为何要把产品做小?答案显而易见。行业用户外出作业往往需要跋山涉水,一款便携的无人机将助力轻松工作,在路途不便之处更是迫切刚需。

 

大疆无人机应用场景

 

新产品要做多小?多小才算小?如何在保持强劲性能的同时,把产品做小?一道道难题摆在面前,存在诸多未知数。

 

研发期间,一个突发小插曲坚定了大家把产品做得更轻便的决心。

 

2021年,一名驴友在秦岭徒步时失联。救援人员将行业无人机带到现场,但由于该无人机太大太重,没人能把它背上山。最终,无人机没有参与到实际救援中,走失的驴友被发现时已不幸遇难。

 

大家遗憾地想:如果有一台同等性能的无人机,且小巧便携到能装进背包,结局是否会不一样?

 

经纬M30系列作业场景

 

研发出高性能的、更小体型的行业无人机,迫在眉睫。把行业无人机做小,关键在于把相机的镜头做小。经过不断的讨论取舍、测试打磨,团队最终采用全新开发的镜头模组,缩减器件尺寸和重量。

 

大疆经纬M30系列4个传感器

4 个传感器

 

把传感器缩小还远远不够。传感器的整个图像处理模块从相机转移到了机身里,不仅能节省大量的空间,也能移走最大的热源。

 

藏于机身的图像处理模块

藏于机身的图像处理模块

 

在此基础上,研发团队还首次尝试一种全新的散热方法:利用主机的风道,为负载散热。即当无人机飞行时,负载在前,主机风道在后,利用风为负载散热,散热效果提升了 15~20% 。这样的设计一举两得,使得负载在没有散热风扇的情况下,也能满足高温作业需求,同时负载的空间利用率达到极致。

 

最终,经纬 M30T 的负载体积缩小至 H20T 的三分之一不到,320g 的重量比一罐可乐还轻,这为整机体积缩小提供了可能性。

经纬 M30T 负载与 H20T 对比

经纬 M30T 负载与 H20T 对比

 

负载尺寸解决后,缩小机身体积是横亘在研发团队面前的另一道大难题。

 

一开始,为了降低整机高度,研发团队将经纬 M300 RTK 挂在机腹的负载改在了经纬 M30 系列的机身前。简单粗暴的设计,虽然减少高度,但长度变成了机身长度加云台长度的累积,整架无人机反而比 M300 RTK 还要长,违背了设计的初心。工程师们甚至嫌弃地形容它“不仅长得大,还长得丑,像个大头皮鞋一样。”

 

工程师只好将此前设计全部推翻,另辟蹊径。通过重新优化散热设计、更改结构堆叠、缩小硬件尺寸等方式,精细到每一毫米,最终将整架无人机缩短了 24% 左右。

经纬 M300 RTK 与经纬 M30 系列对比

经纬 M300 RTK 与经纬 M30 系列对比

 

经过三年的打磨,一款高性能、重量仅 3.77kg 的“背包里的旗舰机”终于面世。轻巧便携,随时出动,风雨无阻,为用户带来全新的作业体验。

 

快速、高效作业,为行业用户量身定制

 

经纬 M30 系列的便携,带来了快速高效作业能力。

 

快是快速部署。可以说,从无人机从箱子被取出开始,到正式起飞作业,每一秒都被精细计算,并落地到每一处设计。

 

飞机箱中,遥控器可不拆摇杆直接放进箱子,现拿现用。遥控器被放置于机身隔壁,两者之间的壁厚被测试至最小距离,既节约空间,又便于用户快速取出两者,马上作业。

 

经纬M30系列飞机箱设计

飞机箱设计

 

M30 系列使用起来极其简单:电池卡扣自动锁定,无需打开脚架、拧套筒,只需展开机臂就能自动锁定,且设有“到位检测”功能,1 分钟内就能快速起飞,大幅减少作业部署时间。

 

无人机电池卡扣自动锁定

电池卡扣自动锁定

机械臂自动锁定

机械臂自动锁定

 

快是高效轮转。在紧急部署作业中,电池快速散热至关重要。为了降低电池温升,实现电池热替换作业,团队首次在行业电池上设计散热片。

 

经过数十次的打磨与测试,研发团队最终选择优质的石墨片与散热片结合,将电芯热度通过导热胶传达至散热片,达到快速散热效果。如果你仔细留意还能发现,散热片被设计在电池尾部,使用时散热片裸露在机身电池仓外部,当无人机飞行时,便可利用风更快降低电池温度。

经纬M30系列散热片被设计在电池尾部

散热片被设计在电池尾部

 

快是灵活操作。行业专属遥控器布局常用快捷键,按键多而不繁,配合屏边按键、波轮及自定义按键,灵活轻松进行目标标记、相机切换等快捷操作,实现手不离控流畅作业。

手不离控操作

手不离控操作

 

有温度的设计,揭秘 M30 系列不易察觉的细节

 

设计电池箱时,研发团队收到用户反馈:出差在外,白天作业,晚上回酒店房间使用电池箱充电,无奈充电噪音影响睡眠。

 

为此,工程师查询参考室内电器行业噪音标准,专门调节电池箱散热风速,在降低噪音和散热风扇转速中寻找平衡点,并测试是否影响睡眠。经过不断优化调整,最终 BS30 电池箱噪音大幅度降低,减轻对用户的干扰。

 

经纬M30系列电池箱

电池箱

像这样有温度的人性化设计不止一处。

 

考虑到用户长期在户外使用无人机,可能会坐在飞机箱上,于是,箱子上盖按照 70kg 承受强度制作,可满足一名成年男子的承重;电池箱可恰如其分卡位放在飞机箱上方,方便户外作业一并拉杆携带。

 

电池箱卡位放在飞机箱上方

电池箱卡位放在飞机箱上方

 

收纳无人机时,设置桨叶卡位固定位置,负载可向上 90° 固定避免刮伤镜头。甚至,连 SD 卡槽橡胶软硬度、遥控器按键行程和按压力度、滚轮操作丝滑度也经过多次精细测试,选择手感最适合、操作最方便的设计。

负载可向上 90° 固定

负载可向上 90° 固定

桨叶卡位固定位置

桨叶卡位固定位置

 

大疆工程师们,还费尽心思替用户“省钱”。

 

通常而言,无人机跌落往往会造成机身中框的损坏,整机维修成本高。于是,工程师们设计出具有一定吸能和减震能力的后脚架,再经过一系列的可靠性测试,使得无人机在一定高度跌落时,只损坏脚架模块,中框没有物理损坏,减小维护成本。

 

具有一定吸能和减震能力的后脚架

具有一定吸能和减震能力的后脚架

 

经纬 M30系列电池的能量密度与 M300 RTK 基本持平,但经过一年半时间不断迭代优化电芯材料和结构设计,将电池循环次数从 200 次提升到 400 次,延长电池寿命,单架次电池使用成本下降一半。

 

打开电池箱,里面“暗藏玄机”。电池箱设三个档位,新增 90% 待命模式、 50% 存储模式。应急消防等用户可使用 90% 档位长期待命,若用户短时间内无使用需求,则使用 50% 存储模式,更好地保养电池,减少损耗。

 

电池箱设三个档位

电池箱设三个档位

 

性能强大、轻巧便携、快速部署是经纬 M30 系列的突出优势,而在大众不易察觉的另一面,诸多有温度的设计为用户提供了更多便利。行业无人机应用场景不断拓宽,用户群体更多样化,产品的优化和革新之路还很长远,大疆行业应用将持续探索,助力用户高效作业。