Comparación y validación de arquitecturas de UAVs para la toma de muestras de difícil acceso y desarrollo del sistema de succión

Abstract

El número de aplicaciones en las que se emplean vehículos aéreos no tripulados (UAV), ha experimentado un gran aumento a lo largo de los últimos años. De igual forma, numerosas arquitecturas de estas aeronaves han surgido para hacer frente a diferentes necesidades. Así, en esta obra se desarrolla un caso de estudio en el cual se analizan las ventajas de emplear una configuración de cuadrirotor usual frente a una configuración con rotores inclinables para la extracción de muestras líquidas en lugares de difícil acceso. Por otro lado, se diseña y fabrica un sistema de extracción de microfluidos empleando tecnología de sistemas microelectromecánicos basados en placas de circuitos impresos (PCB-MEMS). El método seguido permite, empleando materiales baratos y fiables, desarrollar un dispositivo funcional capaz de extraer muestras líquidas de hasta 130µL, reduciendo los costes, peso y partes móviles habituales en sistemas hidráulicos de este tipo y, por tanto, haciéndolo fácil de montar en un UAV.

The number of applications in which unmaned aerial vehicles (UAV) are used has been increased over the past few years. In the same way, many architectures of these aircrafts have emerged to meet different needs. Thus, in this work a case study is developed in which the advantages of using a conventional quadrotor configuration versus a configuration with tilting rotors for the extraction of liquid samples in places of difficult access are analyzed. On the other hand, a microfluidic extraction system is designed and manufactured using microelectromechanical systems technology based on printed circuit boards (PCB-MEMS). The method followed allows, using cheap and reliable materials, to develop a functional device capable of extracting liquid samples of up to 130μL, reducing the costs, weight and moving parts common in hydraulic systems of this type and, therefore, making it easy to assemble in a UAV.