Diseño, análisis dinámico y control de un vehículo inclinable de tres ruedas

Abstract

Durante el desarrollo de este trabajo, se describen los pasos realizados para el diseño, la creación del sistema, el modelado y el control de la inclinación de un vehículo inclinable de tres ruedas. Basándose en la idea original del vehículo Scoobic, propiedad de la compañía Passion Motorbike, se ha sido capaz crear un vehículo funcional con el objetivo de estudiar y analizar su comportamiento dinámico en la realidad. En primer lugar, con la ayuda visual y de ciertos parámetros, se ha diseñado, mediante el software de CAD SolidWorks, un prototipo funcional reflejado en el Scoobic, anteriormente mencionado. Este vehículo, clasificado como ciclomotor, surge bajo la idea de ser un vehículo de transporte de mercancías para circular en el interior de las grandes ciudades, gracias a su motor eléctrico y sus dimensiones reducidas. Una vez se realiza el diseño y creación de nuestro sistema en 3D, se analiza la funcionalidad sobre la que se realiza este estudio: la inclinación. La característica que destaca dentro de este vehículo y queda patente en este trabajo es la posibilidad que posee el vehículo de inclinarse al tomar la curvas. Tras comprobar que el diseño permite una inclinación adecuada mediante SolidWorks Motion, el objetivo pasa a implementar un control básico de manera que el sistema sea capaz de ajustar, en función de las señales de entradas, la posición de la cabina con el fin de evitar el vuelco. Para esta última fase, se hará uso de software Matlab, y en particular de la toolbox de Simscape Multibody, gracias a la cual somos capaces de realizar simulaciones de sistemas multicuerpo a la vez que se implementas diferentes mecanismos de control.

The aim of this Project is to describe the different stages which have been taken for the design, system creation, modelling and tilt control on a three-wheeled vehicle. Based on the original idea of the Scoobic vehicle, developed by the company Passion Motorbike, it has been possible to build and simulate a functional system able to perform in order to study and analyze its dynamic behavior. First of all, according some basic parameters and life experience with the real vehicle, a 3D version is designed using Solidworks. This vehicle, which is defined as a motorcycle, has its purpose in the delivery market inside big cities where access to vehicle it is difficult. It will be possible due to his electric motor and small dimensions comparing with an ordinary car. Once the design and the assembly of the 3d model is done, the functionality of the tilting system is analyzed. This characteristic it is the main object of this project as it allows tilting in curves avoiding overturning. For this stage, a Matlab model is used, using Simscape Multibody toolbox, as it allows to simulate multibody system with the control system integrated.