Autonóm tesztjármű aktuátorainak tervezési kérdései
TDK dolgozat összefoglalása
Szerzők:
Balogh Ádám 2013/2014/1 járműmérnök MSc. e-mail: adam89balogh@gmail.com
Hegedűs Ferenc 2010/2011/1 járműmérnök BSc. e-mail: ferenc.hegedus@outlook.com
Oláh Kristóf 2013/2014/1 járműmérnök MSc. e-mail: okristof@gmail.com
Konzulens:
Aradi Szilárd e-mail: aradi.szilard@mail.bme.hu
Autonóm tesztjármű aktuátorainak tervezési kérdései
A dolgozat a Robert Bosch Kft. és a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Közlekedés- és Járműirányítási tanszékének együttműködéseként létrejött hallgatói projekt során készülő autonóm (vezető nélküli) tesztjárművel kapcsolatban készül.
A projekt célja, hogy a Bosch által gyártott, már jelenleg is kereskedelmi forgalomban kapható szenzorok (radar, ultrahangos távolságmérő, mono kamera) segítségével a tesztjármű emberi beavatkozás nélkül legyen képes a pályakövetésre, majd a későbbiekben más, a forgalomban résztvevő járművekkel együtt az autonóm közlekedésre.
Dolgozatunk témája a jármű aktuátoraival szemben támasztott követelmények megfogalmazása, és az ezeknek a követelményeknek megfelelő aktuátorok tervezése és megvalósítása. A tesztjármű alapját egy komplett gokart váz alkotja, mely a gokart csővázán kívül tartalmazza az első felfüggesztést, ezzel együtt a kormányrudazatot, valamint a hátsó felfüggesztést, és a hozzá tartozó hidraulikus működtetésű tárcsaféket.
Az aktuátorok (beavatkozók) feladata, hogy az elektronikus szabályozó beavatkozó jeleit a járműrendszer működését befolyásoló erővé vagy forgatónyomatékká alakítsák.
Egy jármű esetében az alapvető, aktuátorok által ellátandó feladatok a hajtás, a kormányzás, és a fékezés. Dolgozatunkban megfogalmazzuk ennek a három feladatnak a végrehajtására szánt beavatkozókkal szemben általánosan támasztott és - a vezető nélküli üzemből adódó - speciális követelményeket, melyek a tervezés alapjául szolgálnak.
Célunk a jármű aktuátorainak megtervezése oly módon, hogy azok megfelelő irányításával lehetővé váljon a jármű számára az autonóm beavatkozás, azaz az aktuátorok a szabályozó rendszer által megkívánt beavatkozást biztonságosan, pontosan és gyorsan hajtsák végre, azaz megfelelően szolgáltassák a jármű befolyásolásához szükséges fizikai jellemzőket.
A mérnöki tervezési feladatoknak sohasem létezik egyetlen, tökéletes megoldása. A tervezés során a mérnök feladata, hogy különböző lehetőségek közül válassza ki a specifikációnak megfelelő legjobb megoldást. Ismertetjük az alternatívaként felmerülő aktuátorok működési elvét, elektronikus és mechanikus tulajdonságait, az általuk a szabályozó elektronikával, valamint az energia betáplálással szemben támasztott követelményeket. Dolgozatunkban bemutatjuk az aktuátor tervezés során felmerülő megoldási lehetőségeket, ezek általános és feladatspecifikus előnyeit és hátrányait.
Manapság a modern ipar minden területén egyre fontosabb szerepet játszik a költséghatékonyság, különösen így van ez a járműiparban, ezért foglalkozunk a beavatkozó-realizáció költségeinek redukálásával, oly módon, hogy emellett természetesen a műszaki követelményeknek való megfelelőség ne sérüljön.
A járművek, a közlekedés területén fontos a biztonság kérdése. Különösen igaz ez egy autonóm jármű esetében, hiszen a nem megfelelő működés könnyen komoly biztonsági kockázathoz vezethet. A dolgozatban ezért kitérünk a jármű aktuátorait érintő biztonsági kérdésekre is.
A tervezési feladat és a dolgozat végcéljaként a fent felsorolt szempontok alapján ismertetjük a megtervezett beavatkozókat, és indokoljuk azok megválasztását.
szerzők
-
Hegedüs Ferenc
járműmérnöki
nappali -
Balogh Ádám
járműmérnöki
nappali -
Oláh Kristóf
járműmérnöki
nappali
konzulens
-
Dr. Aradi Szilárd
egyetemi docens, Közlekedés- és Járműirányítási Tanszék