Печать

PDF Скачать статью в pdf.

DOI: 10.15507/2658-4123.035.202502.186-203

EDN: https://elibrary.ru/cfaqtr

УДК 658.274

 

Прототип беспилотного электромобиля на базе конструктора Bigo.Land

 

Чугунов Михаил Владимирович
кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой конструкторско-технологической информатики Национального исследовательского Мордовского государственного университета (430005, Российская Федерация, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68), ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5318-5684, Researcher ID: H-7452-2018, SPIN-код: 5861-0050, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Полунина Ирина Николаевна
кандидат педагогических наук, доцент кафедры конструкторско-технологической информатики Национального исследовательского Мордовского государственного университета (430005, Российская Федерация, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68), ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1093-8401, SPIN-код: 3406-3859, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Овчинников Александр Юрьевич
кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры технологии машиностроения Национального исследовательского Мордовского государственного университета (430005, Российская Федерация, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68), ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6796-1824, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

Аннотация
Введение. Современное электромобилестроение активно развивается по многим направлениям. Разработка и реализация проектного решения для электромобиля являются актуальными задачами, включающими в себя множество частных взаимосвязанных исследовательских, конструкторских и технологических задач. В данной статье рассматривается прототип электромобиля, реализующий проектное решение, основанное на комбинированном управлении, включающем в себя ручное, дистанционное и программное управление.
Цель исследования. Разработать и реализовать проектное решение для прототипа электромобиля с системой комбинированного управления в ручном, дистанционном (по радио) и беспилотном режимах с возможностью для пилота легко и безопасно менять режим управления.
Материалы и методы. В качестве методов и инструментов решения поставленной задачи используются современные методы моделирования и проектирования, основанные на интегрированном подходе, предполагающем разработку виртуальных (CAx) и натурных моделей, построенных на базе конструктора Bigo.Land и ArduPilot.
Результаты исследования. Результатом исследования является интегрированная модель прототипа электромобиля в целом и, в частности, натурная модель, CAx-модели, система управления, обеспечивающая комбинированное дистанционное, программное и ручное управление. Компоненты (натурные и виртуальные) интегрированного объекта связаны этой же системой управления.
Обсуждение и заключение. Разработанная интегрированная программно-аппаратная модель прототипа электромобиля, система траекторного управления и результаты анализа этой модели обеспечивают функционал комбинированной системы управления электромобилем и могут быть использованы разработчиками и производителями данного вида техники.

Ключевые слова: электромобиль, CAD/CAE (CAx), автономизация мобильной техники, натурные и виртуальные модели, комбинированное управление, обгонная муфта двунаправленного действия, прототипирование

Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Финансирование: публикация осуществляется в рамках проекта «Разработка САПР и анализ проектных решений», реализуемого победителем грантового конкурса для преподавателей 2023/2024 Стипендиальной программы Владимира Потанина.

Благодарности: авторы благодарят анонимных рецензентов и фонд Владимира Потанина, поддержавший данный проект.

Для цитирования: Чугунов М.В., Полунина И.Н., Овчинников А.Ю. Прототип беспилотного электромобиля на базе конструктора Bigo.Land. Инженерные технологии и системы. 2025;35(2):186–203. https://doi.org/10.15507/2658-4123.035.202502.186-203

Вклад авторов:
М. В. Чугунов – формулирование идеи исследования, целей и задач; создание и подготовка рукописи: критический анализ черновика рукописи, внесение замечаний и исправлений членами исследовательской группы, в том числе на этапах до и после публикации, осуществление научно-исследовательского процесса, включая CAx-моделирование.
И. Н. Полунина – осуществление научно-исследовательского процесса, включая CAx-моделирование; создание и подготовка рукописи, включая его перевод на иностранный язык; визуализация результатов исследования.
А. Ю. Овчинников – осуществление научно-исследовательского процесса, включая выполнение натурных экспериментов и сбор данных; создание и подготовка рукописи: написание черновика рукописи.

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Поступила в редакцию 02.12.2024;
поступила после рецензирования 18.12.2024;
принята к публикации 27.12.2024

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

  1. Афанасьев А.Н., Сазонов М.В. Перспективы развития электротранспорта. Символ науки. 2020;(12-1):29–31. URL: https://os-russia.com/SBORNIKI/SN-2020-12-1.pdf (дата обращения: 23.09.2024).
  2. Мубаракшина Р.Р. Валеева Ю.С. Аналитика развития рынка электротранспорта в России. Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Экономика и управление. 2022;53(1):57–65. https://doi.org/10.25686/2306-2800.2022.1.57
  3. Малышев В.П., Русскова И.Г. Электромобили в РФ: за и против. Вестник МАНЭБ. 2023;28(3):23–26. https://www.elibrary.ru/sdidtp
  4. Левицкий Е.Н., Зеленина А.Н., Львович И.Я. Влияние производства и эксплуатации электромобилей на экологию. Вестник Воронежского института высоких технологий. 2023;46(3):6–7. https://www.elibrary.ru/atnxtl
  5. Macharia V.M., Garg V.K., Kumar D. A Review of Electric Vehicle Technology: Architectures, Battery Technology and its Management System, Relevant Standards, Application of Artificial Intelligence, Cyber Security, and Interoperability Challenges. IET Electrical Systems in Transporttation. 2023:e12083. https://doi.org/10.1049/els2.12083
  6. Buechel M., Frtunikj J., Becker K., Sommer S., Buckl C., Armbruster M., et al. An Automated Electric Vehicle Prototype Showing New Trends in Automotive Architectures. 2015 IEEE 18th International Conference on Intelligent Transportation Systems. 2015:1274–1279. https://doi.org/10.1109/ITSC.2015.209
  7. Hubert M.A., Valdiero A.C., Goergen R., Stein E., Regner R.R., Maciel B.-H. Low-Cost Photovoltaic Maximum Power Point Tracking Project for Autonomous Electric Vehicle Prototype. Proceedings of IDEAS 2019. Smart Innovation, Systems and Technologies. 2020;198:416–424. https://doi.org/10.1007/978-3-030-55374-6_41
  8. Waragai M., Takayama T. Development of a High-Speed and Low-Torque Loss Two-Way Clutch. Robomech Jornal. 2022:9:21. https://doi.org/10.1186/s40648-022-00236-6
  9. Controzzi M., Cipriani C., Carrozza M.C. Miniaturized Non-Back-Drivable Mechanism for Robotic Applications. Mechanism and Machine Theory. 2010;45(10):1395–1406. https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2010.05.008
  10. Controzzi M., Luciani L.B., Montagnani F. Unified Approach to Bi-Directional Non-Back Drivable Roller Clutch Design. Mechanism and Machine Theory. 2017;116:433–450. https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2017.06.010.
  11. Nagler N., Lohrengel A. Improved Design Criterion for Frictionally Engaged Contacts in Overrunning Clutches. Forschung im Ingenieurwesen. 2021;85:1053–1063. https://doi.org/10.1007/s10010-021-00496-5
  12. Siedel T., Lukac D., Geppert T., Benckendorff C., Hild M. Operating Characteristics of a Passive, Bidirectional Overrunning Clutch for Rotary Joints of Robots. XXIII International Symposium on Information, Communication and Automation Technologies. 2011. https://doi.org/10.1109/ICAT.2011.6102087
  13. Imran M.N., Baharom M.B. Simplified Modelling Method to Predict Output Speed of an Overrunning
  14. Clutch Using ADAMS/Solver Subroutine. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2016;11(22):13038–13041. Available at: http://www.arpnjournals.org/jeas/research_papers/rp_2016/jeas_1116_5343.pdf (accessed 23.09.2024).
  15. Zhao H., Wang B., Zhang G., Li J. Concept of a New Overrunning Clutch with the Characteristic of Reverse Force Transfer at High Speed. Engineering Reports. 2021;3(11):e12415. https://doi.org/10.1002/eng2.12415
  16. Чугунов М.В., Полунина И.Н., Дивин А.Г., Генералова А.А., Никулин А.А., Бычков Д.С. Интегрированная модель мобильной роботизированной платформы. Инженерные технологии и системы. 2021;31(4):609–627. https://doi.org/10.15507/2658-4123.031.202104.609-627
  17. Чугунов М.В., Полунина И.Н., Ермишов И.А. Интегрированные модели транспортной платформы мобильного робота. Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2023;(11):528–534. https://doi.org/10.24412/2071-6168-2023-11-528-529
  18. Чугунов М.В., Полунина И.Н., Ермишов И.А. Программное обеспечение для траекторного управления виртуальным мобильным роботом на базе Ardupilot. Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2022;(8):386–389. https://doi.org/10.24412/2071-6168-2022-8-386-390
  19. Чугунов М.В., Полунина И.Н., Пьянзин А.М. Проектирование электромобиля-трайка на базе параметрических CAD/CAE-моделей. Инженерные технологии и системы. 2020;30(3):464–479. https://doi.org/10.15507/2658-4123.030.202003.464-479
  20. Берестова С.А., Мисюра Н.Е., Митюшов Е.А. Кинематическое управление движением колесных транспортных средств. Вестник Удмуртского университета. Математика. Механика. Компьютерные науки. 2015;25(2):254–266 https://doi.org/10.20537/vm150210
  21. Васильев А.В. Обобщённая классификация мобильных роботов. Экстремальная робототехника. 2014;25(1):41–45. https://www.elibrary.ru/wtdcyt
  22. Sharp R.S., Granger R. On Car Steering Torques at Parking Speeds. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering. 2003;217(2). https://doi.org/10.1177/095440700321700202

 

Лицензия Creative Commons
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

Подробности
Просмотров: 30