Co można uzyskać dzięki wynalazkowi

Opracowane nowatorskie rozwiązanie, nie posiadające swego odpowiednika w stanie wiedzy i techniki na świecie,  wyposażone jest w  adaptacyjny (mechatroniczny) podzespół  przegubów osi wahań i skrętu, umożliwiający optymalne dostosowywanie się pojazdu do zmiennych warunkach eksploatacyjnych - poprawiając przede wszystkim istotnie jego stateczność wywrotną  i  tzw. stateczność kierunkową podczas  jazdy z dużą prędkością. Ponadto, dzięki modułowej budowie, możliwa jest konfiguracja różnych układów podwoziowych (pojazdów) dostosowanych do aktualnych potrzeb użytkowych. Ten w pełni elektryczny pojazd przystosowano zarówno do pracy zdalnie sterowanej jak i autonomicznej. Innowacyjne rozwiązanie, chronione dwoma zgłoszeniami patentowymi, zostało nagrodzone złotym medalem na Brukselskich targach BRUSSELS INNOVA 2016 oraz srebrnym medalem w CONCOURS LÉPIN 2017 w Paryżu.
   Powstałe wynalazki wraz z know-how, posłużyć mogą do budowy nowej generacji bezpieczniejszych, wydajniejszych, ekologicznych i energooszczędnych  zdalnie sterowanych lub autonomicznych pojazdów/mobilnych maszyn, np.  rolniczych, budowlanych, górnictwa podziemnego, wojskowych, kosmicznych itp.

Istota wynalazku

W uniwersalnym pojeździe autonomicznym są dwie istotne nowości techniczne, które zostały zarejestrowane jako dwa zgłoszenia patentowe, a mianowicie: innowacyjny regulowany /mechatroniczny układ przegubu skrętu i wychyleń oraz specjalna modułowa konstrukcja podwozia.
Innowacyjny regulowany układ przegubu skrętu i wychyleń stanowi rozwiązanie, które zgodnie z aktualnym stanem wiedzy jest nowością światową. Przez odpowiednie pochylenie osi wychyłu przegubu, stateczność wywrotna na pochyleniu dla typowych pojazdów kołowych / mobilnych maszyn kołowych z przegubowym układem skrętu poprawia się o ponad 20%. Ponadto, przy odpowiednim nachyleniu osi skrętu, w zakresie wyższych prędkości, optymalizowana jest stateczność jazdy (kierunkowa) przegubowych pojazdów. Mechatroniczny wariant rozwiązania układu przegubu skrętu i wychyleń umożliwia adaptacyjne nachylanie osi przegubowych zapewniając optymalne właściwości dla aktualnych warunków eksploatacyjnych.
Unikalna modułowa konstrukcja podwozia umożliwia konfigurowanie szerokiej gamy wariantów pojazdów o dowolnym układzie zawieszenia, układzie realizacji skrętu pojazdu, liczbie kół napędowych i dowolnej geometrii podwozia. Dzięki temu możliwa jest optymalizacja mobilności, prześwitu, przyczepności przy skręcie oraz jeździe na wprost, zwrotności, manewrowości, stabilności podczas jazdy i na pochyleniu oraz ergonomii i energochłonności pojazdu. Zastosowanie nowoczesnych napędów elektrycznych gwarantuje zaś bardzo wysoką sprawność i przyczynia się do ochrony środowiska i zdrowia ludzkiego.
Powyższe know - how jest owocem wieloletnich prac badawczych i projektów realizowanych  w Katedrze Inżynierii Maszyn Roboczych i Pojazdów Przemysłowych Politechniki Wrocławskiej jak również  ostatnio  w ramach projektu naukowego ,,Diamentowy Grant'' (finansowanego ze środków budżetowych na naukę w latach 2013-2017) oraz rozprawy doktorskiej Gustawa Sierzputowskiego pt. "Metoda modelowania stateczności pojazdu kołowego o dowolnej strukturze układu podwoziowego". Należy podkreślić, że zbudowany uniwersalny pojazd umożliwił,z dokładnością ok. 2%, eksperymentalną weryfikację opracowanego  w dysertacji nowatorskiego modelu matematycznego do obliczania stateczności wywrotnej dowolnego pojazdu na podwoziu kołowym.
W modelu tym  uwzględnione zostały wszystkie ważne parametry strukturalne, geometryczne, kinematyczne i dynamiczne dowolnego pojazdu wyposażonego w cztery koła jezdne (biorąc pod uwagę również ich interakcję z dowolnym podłożem). Ta nowa metoda umożliwia inżynierowi określenie stateczności wywrotnej dla różnych wariantów pojazdu kołowego / kołowej maszyny roboczej już na etapie projektowania i dostarczenie optymalnego rozwiązania z punktu widzenia bezpieczeństwa i wydajności pracy. Obecna norma ISO 14397-1: 2017 Część 1: "Calculation of rated operating capacity and test method for verifying calculated tipping load" jest bardzo uproszczona i nie uwzględnia czynników mających znaczący wpływ na stateczność wywrotną. Mimo rozwoju tzw. klatek bezpieczeństwa, wypadki wywrotu pojazdów / mobilnych maszyn nadal bardzo często prowadzą do poważnych wypadków, w tym śmiertelnych.
Korzyści ekonomiczne wynikają z bardziej zróżnicowanych możliwości aplikacyjnych opracowanego rozwiązania niż w przypadku konwencjonalnych konstrukcji, wysokiej wydajności energetycznej i znacznie wyższego bezpieczeństwa pracy. Możliwość pracy w trybie teleoperowanym /autonomicznym może być skutecznie wykorzystana m. in. w zakresie pojazdów/ mobilnych maszyn budowlanych, rolniczych, górnictwa podziemnego, wojskowych, specjalnych itp.

Potencjał komercjalizacji

Zakres wykorzystania:

- optymalizacja, jeszcze na etapie projektowania, struktury konwencjonalnego pojazdu w aspekcie
  maksymalizacji jego właściwości eksploatacyjnych, np.: stateczności wywrotnej i stateczności
  kierunkowej przy  dużych prędkościach jazdy, mobilności, energochłonności itp..
  Należy podkreślić, że firma ZANAM KGHM w Polkowicach korzystała kilkukrotnie z naszych
  obliczeń optymalizacyjnych na etapie projektowania nowych podziemnych ładowarek łyżkowych na
  podwoziu kołowym.

- budowa  zdalnie sterowanego/autonomicznego komercyjnego pojazdu wykorzystującego
  opracowane rozwiązania,

- opracowywanie dedykowanych systemów/algorytmów pracy dla zdalnie
  sterowanych/autonomicznych pojazdów/mobilnych maszyn o niestandardowych układach
  podwoziowych.