
کوادروتورها مانند هر ربات دیگری از سه منظر کنترل، مکانیک و الکترونیک قابل بررسی می باشند، در ادامه به بحث در مورد هر یک از این سه بخش پرداخته خواهد شد.
مکانیک یک کوادروتور شامل مراحل زیر است:
- طراحی اولیه
- محاسبات مکانیکی
- طراحی کامپیوتری به کمک نرم افزار سالیدورکز
- ساخت
- مونتاژ
با توجه به اینکه ربات دارای قابلیت پرواز می باشد لذا قوانین آیرودینامیک باید در ساخت بدنه لحاظ شود. همچنین ربات باید در عین داشتن وزن کم، مقاومت استانداردی داشته باشد. علاوه بر این برقراری تعادل ربات در قسمت مرکزی، یکی از مهمترین چالش های طراحی و ساخت می باشد. بدنه کوادروتورها از یک ساختار صلیبی مانند تشکیل می شود. چهار بازوی کوادروتور، در مرکز توسط یک دیسک به هم متصل می شوند. دیسک مرکزی دارای دو قسمت می باشد که از دو طرف بازوها را در بر می گیرد. مزیت این کار این است که تنش های وارده بر دیسک مرکز را کاهش می دهد. یکی دیگر از مزایای مهم این است که در ساختار بدنه کوادروتور هیچ یک از اجزا متحرک نمی باشد. این امر موجب می شود تا فرسایش اجزا و نیز ارتعاشات ناشی از حرکت، تا حد زیادی کاهش یابد و عمر سازه ربات افزایش یابد. پس از تصمیم گیری نهای تیم طراحی، طرح اولیه ربات، بوسیله نرم افزار سالیدورکز ترسیم می شود. نکته اصلی در طراحی، لحاظ کردن قابلیت بازار است.
الکترونیک:
علاوه بر مکانیک ربات، بخش الکترونیک، باعث راه اندازی و کنترل و ارسال داده ربات می شود. در این بخش، سعی می شود تا یک خلبان خودکار، طراحی و ساخته شود تا کنترل کوادروتور را به عهده بگیرد. علت استفاده از خلبان خودکار، افزایش دقت در پرواز، پایداری و هدایت پذیری می باشد. خلبان خودکار دارای چند سنسور، یک یا چند پردازشگر و چندین ورودی و خروجی می باشد.
میکروپروسسور:
این بخش از خلبان اتوماتیک، مهمترین و حیاتی ترین وظیفه را در پرواز داراست. میکروپروسسور وظیفه دریافت و خواندن اطلاعات، پردازش و کنترل ربات را بر عهده دارد. سیستم پروسسور پرنده دارای یک هسته اصلی و چند هسته فرعی است که هر کدام وظیفه خاص خود را انجام می دهند. هسته اصلی، اطلاعات دریافت شده گیرنده از پایگاه زمینی را جمع آوری و رمز گشایی می کند. سپس هسته اصلی با توجه به دستور دریافت شده و وضعیت پایداری فعلی که توسط سنسورهای دیگر ربات، مشخص می شود، اقدام به ارسال اطلاعات به هسته های فرعی می کند. پس از آن هسته های فرعی که وظیفه روشن کردن موتورها را بر عهده دارند، با توجه به دستور رسیده از هسته اصلی، سرعت چرخش موتورها را تنظیم می کنند تا ربات به وضعیت مطلوب برسد.
سنسور:
سنسورها در تمای ربات ها وظیفه جمع آوری اطلاعات ضروری برای ادامه کار سیستم را بر عهده دارند. به دلیل اینکه به طور ذاتی کوادروتور بسیار ناپایدار است، می بایست سنسورهای ربات پرنده قابلیت جمع آوری وضعیت مکانی و پایداری سیستم را دارا باشند. سنسورهای اصلی شامل ژیروسکوپ، شتاب سنج است. سنسور ژیرسکوپ، سرعت زاویه ربات را در محورهای مختصات را مشخص می کند. سنسور شتاب سنج نیز، می تواند علاوه بر تعیین شتاب، زاویه ربات با محورهای مختصات را نیز تعیین کند.
موتور:
موتورها در پرنده نقش بلند شدن ربات از زمین را ایفا می کند. بنابر این می بایست در عین داشتن وزن کم، نیروی تراست زیادی را برای بلند کردن مجموعه تولید کند.
گیرنده و فرستنده:
وظیفه اصلی این بخش، دریافت و ارائه دستوراتی که از پایگاه زمینی برای ربات راسال می شود، است. یک ربات خوب می بایست پایدار، امن و دارای پهنای باند کافی، برد مناسب و کانال های مجزا باشد. استفاده از امواج رادیویی با طول موج مناسب، یکی از رایج ترین راه ها برای انتقال اطلاعات است.
کنترل:
رباتها عموماً از نظر سطح خودمختاری به سه دسته خودکار، نیمه خودکار و کنترل دستی تقسیم می شوند. در کنترل خودکار تمام کارها توسط ربات صورت می گیرد. این ربات ها درای هوش بالایی می باشند اما احتمال خطا در عملیات آنها نیز بسیار بالاست.