ФГУП «НАМИ»

Государственный научный центр РФ

+7 (495) 456-57-00

ул. Автомоторная, д. 2

ENG

Грузовой беспилотник без кабины с электроприводом

Разработка перспективного беспилотного грузового транспортного средства с электроприводом без кабины водителя для осуществления логистических перевозок

Тема ПНИ: «Разработка и экспериментальная апробация прототипа перспективного беспилотного грузового транспортного средства с электроприводом на базе шасси КАМАЗ с компоновкой без кабины водителя для осуществления логистических перевозок»

 

Заказчик:

Минобрнауки РФ

 

Цель проекта:

Создание прототипа перспективного беспилотного грузового транспортного средства с электроприводом (БГТСЭ) на базе шасси КАМАЗ с компоновкой без кабины водителя для осуществления логистических перевозок.

 

Результат работы:

  • разработана Программа и методика исследовательских испытаний прототипа БГТСЭ и системы управления движением, включающей блоки: обработки и отображения информации, технического зрения, навигации, связи, исполнительных механизмов;
  • разработана Программа и методика предварительных дорожных испытаний прототипа БГТСЭ и системы управления движением, включающей блоки: обработки и отображения информации, технического зрения, навигации, связи, исполнительных механизмов;
  • проведены исследовательские испытания прототипа БГТСЭ и системы управления движением, включающей блоки: обработки и отображения информации, технического зрения, навигации, связи, исполнительных механизмов;
  • доработана эскизная конструкторская документация на БГТСЭ по результатам исследовательских испытаний;
  • проведены предварительные дорожные испытания прототипа БГТСЭ и системы управления движением, включающей блоки: обработки и отображения информации, технического зрения, навигации, связи, исполнительных механизмов;
  • доработана эскизная конструкторская документация на БГТСЭ по результатам дорожных испытаний;
  • проведена оценка полноты решения задач и достижения поставленных целей ПНИ;
  • проведена оценка эффективности и конкурентоспособности перспективного БГТСЭ с учетом полученных технических решений;
  • проведено обобщение результатов ПНИ и оценку результативности ПНИ и эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем испытаний;
  • разработаны технические требования и предложения по разработке, производству и эксплуатации продукции, с учетом технологических возможностей и особенностей индустриального партнера-организации реального сектора экономики;
    разработан проект технического задания на проведение ОКР по теме: «Создание опытного образца перспективного беспилотного грузового транспортного средства с электроприводом с компоновкой без кабины водителя для осуществления логистических перевозок».

 

Аннотация:

1. Объектом исследования является прототип перспективного беспилотного грузового транспортного средства с электроприводом на базе шасси КАМАЗ с компоновкой без кабины водителя для осуществления логистических перевозок.

2. Основание и исходные данные для разработки темы изложены в Техническом задании на проведение ПНИ по Соглашению о предоставлении субсидии от 26 сентября 2017 г. № 14.624.21.0049.

Целями настоящего ПНИ являются:

  • разработка конструкции прототипа шасси и грузовой платформы перспективного беспилотного грузового транспортного средства с электроприводом (БГТСЭ) на базе шасси КАМАЗ с компоновкой без кабины водителя;
  • разработка интеллектуальной системы управления движением прототипа перспективного БГТСЭ;
  • получение значимых научных результатов, позволяющих переходить к созданию новых видов грузовых транспортных средств в беспилотном исполнении, обеспечивающих существенное увеличение объёмов грузоперевозок;
  • увеличение объёмов грузоперевозок и повышение безопасности функционирования за счёт увеличения объёма грузовой платформы и исключения водителя из процесса управления в беспилотном исполнении БГТСЭ;
  • вывод на рынок новых интеллектуальных грузовых транспортных средств мирового уровня с качественно новыми повышенными техническими характеристиками.

На первом этапе ПНИ, при проведении аналитических и патентных исследований с последующей постановкой задачи и разработкой эскизной документации для прототипа перспективного БГТСЭ, были выполнены следующие работы: выполнен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной и методической литературы, затрагивающей научно-технические проблемы разработки прототипа перспективного беспилотного грузового транспортного средства с электроприводом (БГТСЭ); проведены патентные исследования по ГОСТ Р 15.011-96; проведены сравнительные оценки эффективности возможных направлений исследований выбраны и обоснованы направления исследований и разработок СУД БГТСЭ; совместно с ПАО «КАМАЗ» разработано техническое предложение модуля СУД прототипа БГТСЭ; разработана концепция создания перспективного БГТСЭ; определены и обоснованы основные параметры БГТС; доказана возможность реализации разработанной концепции БГТСЭ; разработаны технические предложения на специальное шасси и грузовую платформу прототипа БГТСЭ. Была проведена разработка и сопоставление возможных технических решений компоновки БГТСЭ и СУД БГТСЭ, был разработан технический проект прототипа БГТСЭ.

На втором этапе ПНИ, при разработке прототипа перспективного БГТСЭ с компоновкой без кабины водителя, совместно с ПАО «КАМАЗ» были выполнены следующие работы: разработана эскизная конструкторская документация на модуль системы управления движением (включающий системы технического зрения, навигации и связи), на систему управления движением (включающей блоки обработки и отображения информации, навигации, связи и исполнительные механизмы); были изготовлены прототип модуля системы управления движением и элементы крепления и коммутации блоков системы управления движением прототипа БГТСЭ; были произведены программирование и отладка специального программного обеспечения системы управления прототипа БГТСЭ; исследованы технические параметры системы управления движением. Была разработана эскизная конструкторская документация на специальное шасси и специальную грузовую платформу БГТСЭ по который были изготовлены специальное шасси и специальная грузовая платформа прототипа БГТСЭ.

На заключительном третьем этапе ПНИ при экспериментальной апробации прототипа перспективного БГТСЭ выполнены следующие работы:

  • разработана Программа и методика исследовательских испытаний прототипа БГТСЭ и системы управления движением, включающей блоки: обработки и отображения информации, технического зрения, навигации, связи, исполнительных механизмов;
  • разработана Программа и методика предварительных дорожных испытаний прототипа БГТСЭ и системы управления движением, включающей блоки: обработки и отображения информации, технического зрения, навигации, связи, исполнительных механизмов;
  • проведены исследовательские испытания прототипа БГТСЭ и системы управления движением, включающей блоки: обработки и отображения информации, технического зрения, навигации, связи, исполнительных механизмов;
  • доработана эскизная конструкторская документация на БГТСЭ по результатам исследовательских испытаний;
  • проведены предварительные дорожные испытания прототипа БГТСЭ и системы управления движением, включающей блоки: обработки и отображения информации, технического зрения, навигации, связи, исполнительных механизмов;
  • проведена оценка полноты решения задач и достижения поставленных целей ПНИ;
  • проведена оценка эффективности и конкурентоспособности перспективного БГТСЭ с учётом полученных технических решений;
  • проведено обобщение результатов ПНИ и оценку результативности ПНИ и эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем испытаний;
  • разработаны технические требования и предложения по разработке, производству и эксплуатации продукции, с учётом технологических возможностей и особенностей индустриального партнёра-организации реального сектора экономики;
  • разработан проект технического задания на проведение ОКР по теме: «Создание опытного образца перспективного беспилотного грузового транспортного средства с электроприводом с компоновкой без кабины водителя для осуществления логистических перевозок».

Согласно последним данным, подавляющее большинство разработок беспилотных грузовых автомобилей ведётся за счёт переоборудования серийных ТС, путём их дооснащения различными системами управления, из чего следует, что подобные модификации грузовых ТС, выполненные на базе серийных шасси, преимущественно остаются кабинными БГТС.

Разработанный в рамках настоящих ПНИ прототип БГТСЭ имеет явное преимущество перед кабинными БГТС, заключающееся в увеличении объёмов перевозок за счёт использования площади рамы в передней части, освобождающейся при удалении из конструкции кабины и капота с установленным в нем двигателем внутреннего сгорания.

Наиболее приближенными аналогами разработанному прототипу БГТСЭ являются: прототип бескабинного беспилотного грузового электромобиля T-pod шведского стартапа Einride и беспилотный электрический фургон R-Shuttle санкт-петербургской компании-стартапа Ralient. Они также не имеют кабины водителя и оснащены системой дистанционного управления. Однако явным преимуществом прототипа БГТСЭ перед T-pod и R-Shuttle являются:

  • формула рулевого управления: 2-2. Передняя и задняя оси управляемые, что даёт БГТСЭ высокую манёвренность на низких скоростях;
  • принцип «тяни-толкай». Симметричные детали экстерьера и симметрично расставленные компоненты машинного зрения, как следствие – равнозначное направление движения, как вперёд, так и назад;
  • симметричная бортовая платформа. Предусмотрена конструктивная возможность загрузки/разгрузки платформы со всех четырёх сторон за счёт распашных ворот с торцов и двух шторных механизмов по бокам.

Принятые конструкторские решения по прототипу перспективного беспилотного грузового транспортного средства с электроприводом на базе шасси КАМАЗ с компоновкой без кабины водителя позволили решить поставленную задачу создания нового вида грузовых транспортных средств в беспилотном исполнении, обеспечивающего увеличение объёмов перевозок.

Степень внедрения – результаты выполнения ПНИ могут быть использованы при проведении ОКР по теме: «Создание опытного образца перспективного беспилотного грузового транспортного средства с электроприводом с компоновкой без кабины водителя для осуществления логистических перевозок».

Результаты проведённых ПНИ полностью соответствуют требованиям Технического задания на проведение ПНИ по Соглашению о предоставлении субсидии от 26 сентября 2017 г. № 14.624.21.0049.

Общий вид испытанного прототипа БГТСЭ

Уникальный идентификатор соглашения: RFMEFI62417X0049

Номер соглашения: № 14.624.21.0049

Дата начала: 26.09.2017

Дата окончания: 30.06.2020

Научный руководитель: д.т.н, с.н.с. Сайкин Андрей Михайлович

Директор проекта: к.т.н., доцент Карпухин Кирилл Евгеньевич

Программа: «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы»

Головной исполнитель: Федеральное государственное унитарное предприятие «Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ"»

Индустриальный партнер: ПАО «КАМАЗ»

 

План – график выполнения ПНИ

№ этапа Название Дата начала Дата окончания Статус Бюджет
(млн. руб.)
Внебюджет
(млн. руб.)
1

Проведение аналитических и патентных исследований с последующей постановкой задачи и разработкой эскизной документации для прототипа перспективного беспилотного грузового транспортного средства с электроприводом на базе шасси КАМАЗ с компоновкой без кабины водителя для осуществления логистических перевозок

26.09.2017 29.12.2017 Выполнен 20 20
2

Разработка прототипа перспективного беспилотного грузового транспортного средства с электроприводом с компоновкой без кабины водителя

01.01.2018 31.12.2018 Выполнен 20 20
3

Экспериментальная апробация прототипа перспективного беспилотного грузового транспортного средства с электроприводом с компоновкой без кабины водителя.
Разработка рекомендаций и проекта технического задания на проведение НИОКР

01.01.2019 31.12.2019 Выполнен 20 20
4

Подведение итогов реализации проекта

01.01.2020 30.09.2020 Выполняется - -