Los proyectos de fin de carrera de las universidades demuestran constantemente que la próxima generación de expertos técnicos está rebosante de ideas.
Dominik Eickmann y Dennis Hotze, dos estudiantes que trabajan juntos en una tesis de fin de carrera para el Laboratorio de Tecnología de Accionamientos de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Bochum, han diseñado y construido un vehículo para logística interna. Con un peso de 250 kg y alimentado por dos baterías estándar de coche, el vehículo puede transportar un máximo de 400 kg y puede cargarse utilizando la red eléctrica normal. Las ruedas Mecanum proporcionan una maniobrabilidad perfecta, y se ha planificado que el vehículo se siga desarrollando gradualmente hasta convertirse en un vehículo de transporte autónomo. Trabajando bajo la supervisión del profesor Arno Bergmann, los estudiantes persiguen dos objetivos. En primer lugar, el vehículo debe proporcionar un valor añadido real desde un punto de vista práctico, por ejemplo, transportando material a un taller mecánico de la empresa. En segundo lugar, se pretende establecer los fundamentos de trabajo para una seguir investigando en el campo de la conducción autónoma. Además de los perfiles de aluminio de nuestro sistema de construcción modular MB, el grupo de trabajo está utilizando componentes que, por lo general, únicamente se asocian a videojuegos.
La modularidad es un requisito fundamental
No deseamos modificar los edificios de la Universidad, de forma que todo depende de la tecnología del vehículo
El objetivo final es que, una vez que otros estudiantes hayan seguido desarrollando el vehículo, este sea capaz de maniobrar de forma independiente por el campus de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Bochum y transportar objetos. El hecho de que no se permita a los estudiantes modificar los edificios del campus constituye una dificultad particular. «Los vehículos de transporte autónomos se guían frecuentemente por marcas en el suelo o elementos similares. Sin embargo, no deseamos modificar los edificios de la Universidad, de modo que todo depende de la tecnología del vehículo», señala el profesor Bergmann. Puesto que la tecnología de sensores está expandiéndose continuamente, se necesitaba en especial que el diseño fuera totalmente modular, por lo que se utilizó la tecnología de perfiles del sistema de construcción modular MB para la estructura del marco y la caja de distribución.
En términos generales, Bergmann considera que nuestros perfiles de aluminio son perfectos para construir vehículos de transporte (autónomos). La modularidad y las uniones sencillas garantizan un ajuste rápido y un funcionamiento eficiente. En este caso, el servicio de corte y los orificios pretaladrados significaban que se podía embalar el vehículo en tan solo cinco días. Contando con los datos CAD adecuados, los estudiantes también pudieron crear un modelo virtual para el diseño completo en SolidWorks, así como dibujar los mecanismos internos del vehículo de transporte. A la hora de construir la caja de distribución, se utilizaron perfiles normalizados para la parte posterior de la caja. Puesto que los sistemas electrónicos estándar siempre están dotados de clips adecuados, estos solo tienen que insertarse en el lugar correcto para instalarlos directamente en la caja de distribución. «El trabajo tanto en el sistema electrónico como en el mecánico transcurrió sin incidencias», dice Bergmann.
Creación de un vehículo de transporte autónomo paso a paso
Por ahora, el vehículo sigue estando controlado mediante un controlador estándar de consola de juegos XBOX. Sin embargo, este controlador inalámbrico no es el único componente que procede de una consola de juegos. La tecnología de sensores Kinect de la XBOX, que se utiliza para la detección del movimiento en juegos de realidad virtual, se utiliza también para los sensores primarios. Dado que estas cámaras son capaces de reconocer tanto contornos aproximados como profundidades, constituyen la elección perfecta. Un sensor guía en 2D también mide con precisión las distancias a objetos. Unos 20 sensores ultrasónicos instalados alrededor del vehículo detectan obstáculos en las proximidades inmediatas, mientras que unos sensores especiales para identificar escaleras se localizan en las partes delantera y trasera, de forma que el vehículo puede aplicar los frenos a tiempo.
Para Eickmann y Hotze, el auténtico trabajo en este proyecto comenzó con el diseño del sistema, que analizó en detalle cómo interactuaría el vehículo de transporte autónomo tanto con su entorno como con el usuario. Basándose en este análisis, fueron capaces de deducir los requisitos para el vehículo haciendo especial hincapié en el análisis de riesgos. Dado que el Laboratorio de Tecnología de Accionamientos está especializado en el desarrollo de software basado en modelos, este enfoque no es demasiado sorprendente. Se trata de simular un sistema que pueda después utilizarse directamente para generar software. Es esta una práctica estándar en la industria del automóvil y en el sector aeroespacial. Al mismo tiempo, los estudiantes y el personal del Laboratorio saben exactamente dónde acudir para obtener un apoyo crucial en otros campos. «En conjunto, la mecánica es uno de esos temas que son necesarios, pero en los que no nos consideramos expertos. Es aquí donde las soluciones de item resultan particularmente útiles», dice Bergmann.
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