XI Conferencia Científica Internacional de Ingeniería Mecánica

COMEC 2023

VI Simposio de Diseño e Ingeniería asistida por computadora, Biomecánica y Mecatrónica

Diseño de un freno de muelle para bicicletas de carga automatizadas

Resumen

Las bicicletas de carga automatizadas pueden ser un medio viable para mejorar la eficiencia en el último tramo al proporcionar funciones de conducción automatizada en situaciones en las cuales conducir el ciclo sería improductivo. Durante la conducción autónoma, la moto de carga tiene que operar con seguridad en el tráfico urbano.
Para ello, se lleva a cabo un análisis de todas las posibilidades durante la conducción autónoma. Estos análisis conducen análisis conduce a la necesidad de asegurar un sistema de parada de emergencia que pueda desacelerar y frenar el ciclo de carga hasta una parada segura en caso de fallo del suministro eléctrico. Dado que todas las alternativas analizadas presentan limitaciones que impiden su uso como sistema de frenado de emergencia para este tipo de vehículo, se ha desarrollado un freno accionado por muelles basado en un freno de ciclo comercial. La longitud y las constantes de los muelles utilizados pueden variar para ajustarse a diferentes especificaciones. El sistema está diseñado para cumplir los requisitos legales de vehículos similares. Para cumplir con las directrices de seguridad funcional, el freno de muelle también está provisto de monitorización de estado.
Este artículo describe el desarrollo, la puesta en servicio, el funcionamiento, la integración, las pruebas y la evaluación de un freno de resorte en el sistema de seguridad de un ciclo de carga automatizada. Se basa en el trabajo anterior del proyecto de investigación AuRa y describe la implementación en el ciclo de carga en serie ONO como parte del proyecto Eaasy System.

Abstract

Automated cargo bikes can be a viable means to improve last mile efficiency by providing automated driving functions in situation, where riding the bike would be unproductive. During the highly automated ride without a rider, safe operation of the cargo bike in urban traffic is mandatory.

For this purpose, an analysis of all possibilities during the automated ride is carried out. The outcome of these analysis results the need for an emergency stop system that can decelerate the cargo bike to a safe standstill in the event of a power supply failure. Since the alternatives found all have limitations that preclude their use as an emergency braking system for this particular type of vehicle, a spring-loaded brake has been developed based on a commercial bicycle brake. The length and constants of the springs used can be varied to match different specifications. The system is designed to meet the legal requirements of comparable vehicles. And to fulfill the functional safety guidelines, the spring-loaded brake is also provided with status monitoring.

This paper describes the development, commissioning, operation, integration, testing, and evaluation of a spring-loaded brake into the safety system of an automated cargo bike. It builds on the former work in the closed research project AuRa and describes the implementation into the series cargo bike ONO as part of the Eaasy System project.