Voorwoord
Door mijn ruime interesse in vormgeving, innovatie en techniek heb ik doelbewust gekozen voor een conceptueel eindwerk. Het liefst wil ik een job als ‘ontwerper’ in een ontwerpbureau of studiebureau waar ik mijn creativiteit met mijn kennis kan combineren en mee kan werken aan de vormgeving en concepten van nieuwe en bestaande producten. Dit eindwerk zie ik dan ook als een naamkaartje naar de industrie om een uitdagende en leuke job te vinden. Tijdens mijn stage en eindwerk heb ik veel bijgeleerd en ik hoop om nog veel meer bij te leren tijdens mijn carrière als ontwerper.
Ik zou ook een dankwoord willen uitbrengen naar alle mensen die me tijdens het eindwerk hebben ondersteund en begeleid. De docenten in het PIH, mijn eindwerk
begeleider
Cies
Vanneste.
De
externe
promotor
Liesbeth
Longueville. Alle medewerkers van Indumo met in het bijzonder Brecht Bonte die het eindwerk opvolgde, Dominick Joos die me raad en uitleg gaf tijdens het modelleren van het eindwerk. Katie Verheye die de onderdelen van het prototype freesde. Jean Pierre Valcke die me hielp met de bouw van het prototype. Ward Vleegen van Flanders Drive die me raad gaf met de technische uitwerking van het eindwerk.
Daarnaast wil ik ook mijn ouders bedanken voor de mogelijkheid die ze me gaven om te studeren en dat ze me altijd bleven steunen in de keuzes die ik maakte. Ik bedank ook mijn vriendin en familie voor hun interesse tijdens het project.
Tore bleuze 4IIIO
1
Abstract
“STORM” De ‘STORM’ is een multifunctioneel voertuig. Het is ontworpen voor jonge en dynamische mensen die nood hebben aan een ‘allround’ voertuig dat ingezet kan worden voor allerhande onderhoudstaken. De ‘STORM’ is voorzien van een draaischijf waarop verschillende modules kunnen worden geplaatst voor de gewenste taak…
The ` STORM’ is a multifunctional vehicle. It has been designed for young and dynamic people who have need for an ‘allround’ vehicle which can be used for all kinds of maintenance tasks. The ` STORM’ is provided with a turntable where several modules can be placed on for the desired task…
Tore bleuze 4IIIO
2
Inhoudsopgave Voorwoord .......................................................................................................1 Abstract............................................................................................................2 Inhoudsopgave ................................................................................................3 Lijst met afbeeldingen ......................................................................................4 1 . Inleiding ......................................................................................................7 Indumo Imagineering....................................................................................7 Opdrachtstelling. ..........................................................................................8 2 . Analyse fase .............................................................................................10 2.1 Doelgroepanalyse: ...............................................................................11 2.2 Marktanalyse: .......................................................................................12 2.3 Inspiraties … ........................................................................................16 2.4 Functieanalyse: ....................................................................................18 2.5 Moodboards .........................................................................................20 2.6 Eisenpakket..........................................................................................25 3 . Generatie fase ..........................................................................................27 3.1 Toepassen van de Triz methode: .........................................................27 3.2 Ideeën in verband met wendbaarheid. .................................................29 3.3 Ideeën in verband met transport van goederen....................................33 3.4 Ideeën in verband met verlichting.........................................................38 3.5 Ideeën in verband met vervoer personen. ............................................40 3.6 Brainstorm ............................................................................................43 3.7 totale concepten ...................................................................................44 3.8 Keuze uit de drie concepten. ................................................................49 4 . Uitwerking finaal concept ..........................................................................52 4.1 Het concept ..........................................................................................52 4.2 Technische uitwerking ..........................................................................59 4.3 Ergonomie en afmetingen ....................................................................69 4.4 Vormgeving en styling ..........................................................................75 5. Uitwerking 3d model CAD ..........................................................................93 6. Bouw prototype ........................................................................................100 7. Besluit ......................................................................................................107 Bronvermeldingen........................................................................................108 Boeken en tijdschriften: ............................................................................108 Internet .....................................................................................................108 Contacten .................................................................................................108 Bijlagen ........................................................................................................109
Tore bleuze 4IIIO
3
Lijst met afbeeldingen Fig. 1 Indumo Imagineering .............................................................................7 Fig. 2 doelgroepanalyse.................................................................................11 Fig. 3 marktanalyse........................................................................................12 Fig. 4 tractoren...............................................................................................13 Fig. 5 zitmaaier ..............................................................................................13 Fig. 6 quads ...................................................................................................14 Fig. 7 kleine 4x4 voertuigen ...........................................................................14 Fig. 8 golfwagen.............................................................................................15 Fig. 9 buggy's.................................................................................................15 Fig. 10 inspiraties 'transport' ..........................................................................16 Fig. 11 inspiraties jagen .................................................................................17 Fig. 12 functieanalyse ....................................................................................18 Fig. 13 moodboard 'vuur' ...............................................................................21 Fig. 14 moodboard 'lucht'...............................................................................22 Fig. 15 moodboard 'water'..............................................................................23 Fig. 16 moodboard 'aarde' .............................................................................24 Fig. 17 snake .................................................................................................29 Fig. 18 Moxy © dumptruck .............................................................................29 Fig. 19 TwoFace ............................................................................................30 Fig. 20 draaien van alle vier de wielen...........................................................31 Fig. 21 Jeep ...................................................................................................31 Fig. 22 tractor.................................................................................................32 Fig. 23 concept tractor ...................................................................................32 Fig. 24 modulair systeem...............................................................................33 Fig. 25 click ....................................................................................................33 Fig. 26 elastische band ..................................................................................34 Fig. 27 kipbeweging laadruimte .....................................................................34 Fig. 28 aanhangtas ........................................................................................35 Fig. 29 bagagerek ..........................................................................................35 Fig. 30 opbergnet...........................................................................................36 Fig. 31 transform............................................................................................36 Fig. 32 mogelijkheden om goederen vast te leggen.......................................37 Fig. 33 verlichting...........................................................................................38 Fig. 34 pimp my ride ......................................................................................38 Fig. 35 ‘hands up’...........................................................................................39 Fig. 36 light me up .........................................................................................39 Fig. 37 surf.....................................................................................................40 Fig. 38 hold on ...............................................................................................40 Fig. 39 uitklapbaar zitje (1).............................................................................41 Fig. 40 uitklapbaar zitje (2).............................................................................41 Fig. 41 vouwbaar laadplatform (1) .................................................................42 Fig. 42 vouwbaar laadplatform (2) .................................................................42 Fig. 43 'mindmap' brainstorm .........................................................................43 Fig. 44 concept A ...........................................................................................45 Fig. 45 verschillende mogelijkheden ..............................................................45 Fig. 46 bevestigen van de goederen en de laadruimte ..................................46
Tore bleuze 4IIIO
4
Fig. 47 op afstand bestuurd platform .............................................................46 Fig. 48 concept B ...........................................................................................47 Fig. 49 uitvoering met rupsbanden.................................................................47 Fig. 50 concept C...........................................................................................48 Fig. 51 keuzematrix........................................................................................50 Fig. 52 concept C: ‘rotate’ ..............................................................................52 Fig. 53 laadruimte ..........................................................................................53 Fig. 54 laadruimte ..........................................................................................54 Fig. 55 opbergmogelijkheden.........................................................................55 Fig. 56 grasmaaier .........................................................................................56 Fig. 57 toepassingen grasmaaier...................................................................57 Fig. 58 wendbaarheid ....................................................................................58 Fig. 59 logo 'STORM'.....................................................................................58 Fig. 60 Flanders' Drive ...................................................................................60 Fig. 61 voorstelling onderstel voertuig ...........................................................61 Fig. 62 voorstelling onderstel met waterstoftanks ..........................................62 Fig. 63 lithium polymeer batterijen .................................................................63 Fig. 64 doorsnede 'in wheel motor' ................................................................65 Fig. 65 demping met behulp van luchtveren ..................................................66 Fig. 66 verstelbare hoogte van het voertuig...................................................67 Fig. 67 ergonomische afmetingen (1) ............................................................69 Fig. 68 ergonomische afmetingen (2) ............................................................70 Fig. 69 zijaanzicht met bestuurder .................................................................71 Fig. 70 schets bovenaanzicht cabine .............................................................71 Fig. 71 “mock up” ...........................................................................................72 Fig. 72 zijaanzicht 'STORM' met bestuurder ..................................................73 Fig. 73 het instappen .....................................................................................74 Fig. 74 eerste conceptschets .........................................................................75 Fig. 75 doedels concept.................................................................................76 Fig. 76 afvlakken van de ronde vorm .............................................................77 Fig. 77 selectie van vlugge vormschetsen van het frame ..............................78 Fig. 78 vormschetsen van de cabine .............................................................79 Fig. 79 vormschetsen van het frame en de finale vorm van het frame...........80 Fig. 80 vormstudie van de lichten vooraan ....................................................81 Fig. 81 vormschetsen interieur voertuig .........................................................83 Fig. 82 vormschetsen dashboard (2) .............................................................84 Fig. 83 finale dashboard ................................................................................84 Fig. 84 vormschetsen zetel ............................................................................85 Fig. 85 vormschetsen finale zetel...................................................................86 Fig. 86 Finale schetsen ‘STORM’ ..................................................................87 Fig. 87 digitale schets zijaanzicht...................................................................88 Fig. 88 marker schets ....................................................................................88 Fig. 89 kleur frame .........................................................................................89 Fig. 90 kleur draaischijf ..................................................................................90 Fig. 91 kleur onderstel ...................................................................................90 Fig. 92 kleuren varieties ‘STORM’ .................................................................91 Fig. 93 uitwerking CAD model .......................................................................93 Fig. 94 schetsen op prints CAD model (versie 1)...........................................94 Fig. 95 schetsen op prints CAD model (versie 2)...........................................95 Fig. 96 schetsen op prints CAD model (versie 2 (2)) .....................................96
Tore bleuze 4IIIO
5
Fig. 97 CAD model.........................................................................................97 Fig. 98 eerste renderingen van de 'STORM'..................................................98 Fig. 99 'STORM'.............................................................................................99 Fig. 100 'STORM' by night .............................................................................99 Fig. 101 begin simulatie freeswerk...............................................................101 Fig. 102 de te frezen onderdelen .................................................................101 Fig. 103 aangekochte wielen .......................................................................102 Fig. 104 tekening draaisysteem ...................................................................102 Fig. 105 gefreesde onderdelen van het prototype .......................................103 Fig. 106 manueel bijwerken van de gefreesde onderdelen..........................104 Fig. 107 opspanning van de freesstukken voor de body..............................105 Fig. 108 onderdelen van het draaiplateau en de wielen...............................106
Tore bleuze 4IIIO
6
1 . Inleiding Indumo Imagineering.
Fig. 1 Indumo Imagineering
Het eindwerk is in samenwerking met Indumo Imagineering (Vitalo group) te Ingelmunster. Indumo ontwikkelt ‘cover packages’ en ‘operator stations’. Dit is design voor investeringsgoederen, en interieurdesign voor cabines. De focusmarkten zijn industriële voertuigen, public transport en elektronische en medische
apparaten.
Indumo
werkt
hoofdzakelijk
voor
internationale
bedrijven. Enkele klantreferenties zijn: CNH group, AGCO corporation, Claas, Caterpillar, Manitou, Philips, Barco, Universal Group, Daikin,...
De externe promotor is Liesbeth Longueville.
Tore bleuze 4IIIO
7
Opdrachtstelling. De eindwerkopdracht bestaat erin een conceptueel voertuig te ontwerpen. Vanuit de markt is er een behoefte aan kleine multifunctionele voertuigen die kunnen toegepast worden voor onderhoud van domeinen, jagen, crossen, rondrijden op grote terreinen, ... Er is vraag naar praktische voertuigen die qua styling niet op een tractor lijken voor mensen die zich niet met het ‘boer – imago’ willen associëren.
Het voertuig wordt ontworpen met aandacht voor een innovatieve productarchitectuur en een futuristische styling, toegepast op de doelgroep. In samenspraak met de promotoren werd beslist om de projectscope te beperken door de beperkte duur van het project. Het wordt begrensd tot en met de uitwerking van het
concept met technische ondersteuning en de
styling van het voertuig met de ergonomische aspecten. Het voertuig moet niet productieklaar zijn en er worden geen kracht - en sterkteberekeningen toegepast op het voertuig en geen kostenanalyse.
Voor de technische uitwerking wordt er gebruik gemaakt van bestaande technologieën
of
nieuwe
technologieën
die
nog
niet
wereldwijd
gecommercialiseerd zijn. Toepassingen uit de concept wereld die op de rand van een doorbraak staan of hun kwaliteiten reeds bewezen hebben in testopstellingen en prototypes. Daardoor wordt er geen rekening gehouden met de huidige automobiel wetgevingen.
Het is de bedoeling om een concept van een voertuig te creëren startende van een doelgroep en marktanalyse, ideeëngeneratie, eerste schetsen tot een CAD model en uiteindelijk een prototype. Bij het tekenen van het CAD model wordt er naast ergonomische afmetingen ook rekening gehouden met de afmetingen van de gebruikte technologieën en de technieken zoals ze vandaag bekend zijn. Waarschijnlijk zal bij verdere evolutie een optimalisatie en minimalisatie optreden van de technieken. Het prototype wordt op schaal gebouwd en dient ter illustratie van het concept.
Tore bleuze 4IIIO
8
Analyse fase
Tore bleuze 4IIIO
9
2 . Analyse fase Om het project vlot te laten verlopen werd er eerst een projectfiche opgesteld, waarin duidelijk en eenduidig werd vastgelegd wat er wel en niet verwacht werd, wie de projecteigenaar is en de projectleider, wat de ‘key performance indicatoren’ zijn, de mijlpalen, …
De opdrachtstelling werd grondig geanalyseerd. Welke informatie wordt er weergegeven in de opdrachtstelling? De opdracht bevat de eisen waaraan het voertuig moet voldoen: Wat wordt er verwacht van het voertuig? Wat moet het voertuig kunnen? Hoe moet het voertuig eruit zien?
De belangrijkste aandachtspunten bij de uitwerking van de opdracht zijn de innovatieve productarchitectuur en de technische haalbaarheid van de gebruikte technologieën, de futuristische styling toegepast op de doelgroep en uiteindelijk de bouw van een prototype op schaal. Naast de projectfiche werd er ook een planning gemaakt voor het volledige project. [projectfiche en planning in bijlage 1]
Zowel de doelgroep, de bestaande alternatieven op de markt en de functies werden uitgebreid onderzocht. Daarna werden ook verschillende moodboards gemaakt die aansluiten op de doelgroep en de functies.
Tore bleuze 4IIIO
10
2.1 Doelgroepanalyse:
Fig. 2 doelgroepanalyse
Het voertuig moet ontworpen worden voor een bepaalde doelgroep. In de opdracht stelling staat al kort iets over de doelgroep vermeld. “Het voertuig moet ontworpen worden voor mensen met grote domeinen of woonachtig in landelijke of bosrijke gebieden. Het voertuig mag niet geassocieerd worden met het “boer – imago”.” Het resultaat mag dus qua styling niet op een tractor lijken. Aan de hand van foto’s werd een analyse gemaakt van de doelgroep. Zo kon de doelgroep eenduidig vastgelegd worden.
De doelgroep bestaat vooral uit mannen, van 35 jaar en ouder. Het zijn mensen die het financieel goed hebben en eventueel al een gezinnetje gesticht hebben. Ze zijn sportief, avontuurlijk en jong van geest. Ze hebben nood aan een ‘all round’ voertuig die ze kunnen gebruiken in hun domein of in hun omgeving voor allerhande taken. Ze hebben eventueel dieren; een hond, paarden of schapen. Ze hebben oog voor ‘high-tech’, vormgeving, snufjes, ... die handig en degelijk zijn. Het zijn moderne mensen, met een brede kijk die leven in een ruime omgeving.
Tore bleuze 4IIIO
11
2.2 Marktanalyse:
Fig. 3 marktanalyse
De marktanalyse werd opnieuw aan de hand van afbeeldingen samengesteld. Er werd gekeken naar bestaande alternatieven die op de markt verkrijgbaar zijn en die één of meerdere gelijkaardige toepassingen hebben. Dit resulteerde tot het volgende:
-
kleine tractoren
-
zitmaaiers
-
quads
-
kleine 4x4 wagentjes
-
golfwagens
-
(strand)buggy’s
De verschillende alternatieven op de markt worden hieronder kort besproken naar hun functionaliteit en toepassing.
Tore bleuze 4IIIO
12
- Kleine tractoren
Fig. 4 tractoren
Kleine tractoren worden gebruikt voor allerhande toepassingen in de landbouw en tuinbouw. Er kunnen een heleboel gereedschappen op de tractor gemonteerd worden. (Zoals een ploeg, veegborstel, maaier, …) Er kan ook een aanhangwagen aan de tractor gehangen worden. De tractor is geschikt voor ruwe terreinen.
- Zitmaaiers
Fig. 5 zitmaaier
Zitmaaiers heb je in verschillende uitvoeringen en groottes. Deze worden gebruikt om in parken, voetbalvelden en tuinen het gras af te rijden. Zitmaaiers kunnen niet rijden op moeilijk bereikbare terreinen. Zitmaaiers voor grote velden hebben geen opvangruimte voor het gemaaide gras. Het gras wordt heel fijn gemalen en dient als meststof voor het gazon.
Tore bleuze 4IIIO
13
- Quads
Fig. 6 quads
Er zijn twee soorten quads. De sport-quad en de utility-quad. Deze laatste worden ondermeer toegepast op boerderijen. Daarnaast worden deze ook veel gebruikt om te jagen en zich te verplaatsen met één of meerdere personen. Quads kunnen op ruige terreinen rijden.
- kleine 4x4 voertuigen
Fig. 7 kleine 4x4 voertuigen
Kleine 4x4 voertuigen zijn gemaakt voor ruwe terreinen. Er is een mogelijkheid om een aanhangwagen te trekken. Er is plaats voor 2 of meerdere personen. De voertuigen kunnen aangepast worden om te jagen. Er is plaats om zaken te transporteren en te laden. Ze worden ook veel toegepast bij onderhoud van terreinen en dierenparken.
Tore bleuze 4IIIO
14
- golfwagens
Fig. 8 golfwagen
Golfwagens worden gebruikt voor het transport van mensen in grote domeinen, golfterreinen, dierenparken, … Ze worden ook gebruikt bij onderhoud van parken en domeinen. Golfwagens zijn niet geschikt voor ruwe terreinen.
- (strand)buggy’s
Fig. 9 buggy's
Buggy’s worden gebruikt om te crossen of rond te rijden. In de doorsnee buggy is er plaats voor 2 personen. Buggy’s zijn geschikt voor ruwere terreinen, stranden en duinen.
Tore bleuze 4IIIO
15
2.3 Inspiraties … Er werd al reeds een marktstudie gedaan omtrent bestaande voertuigen met gemeenschappelijke functies. Daarnaast werden er ook inspiraties gehaald uit een ruimere context. Op welke manieren wordt er getransporteerd, los van de opdracht. Hoe worden mensen vervoerd in de wereld? Welke mogelijkheden heb je om producten te transporteren met een voertuig? Aan de hand van beeldmateriaal werd een collage gemaakt waaruit inspiratie geput kon worden voor de opdracht.
Fig. 10 inspiraties 'transport'
Tore bleuze 4IIIO
16
Er werd ook gekeken hoe mensen jagen. Wat nemen mensen mee op de jacht? Hoe jagen mensen in de verschillende werelddelen en wat gebruiken ze daarvoor? Er werd opnieuw een collage gemaakt aan de hand van beeldmateriaal. Daaruit kon men afleiden hoe het voertuig moet aangepast zijn om te kunnen jagen. (zie functieanalyse)
Fig. 11 inspiraties jagen
Tore bleuze 4IIIO
17
2.4 Functieanalyse:
Fig. 12 functieanalyse
In de opdrachtstelling werden al enkele vereiste functies opgegeven. Eerst werd er een analyse gemaakt van de verschillende functies die in het voertuig geïntegreerd kunnen worden. Daarvoor werd er ook gekeken naar de functies in bestaande producten. (benchmarks) Daaruit werd een keuze gemaakt van functies die geïntegreerd zullen worden in het voertuig. De gekozen functies werden uitgebreid onderzocht en eenduidig vastgelegd. Wat wordt verstaan onder een bepaalde functie? Waaraan moet een voertuig voldoen om bijvoorbeeld te jagen? Zo werden alle functies opgedeeld in deelfuncties. De opdracht bestond er in oplossingen en ideeën te vinden voor iedere deelfunctie en deze ideeën te combineren tot totaalconcepten.
Tore bleuze 4IIIO
18
Gekozen functies en hun deelfuncties:
Jagen: - opbergmogelijkheden patronen - verlichting - mogelijkheid tot rechtstaan - laadruimte - opbergplaats geweren - wendbaar
Transport personen: - zitplaats chauffeur - zitplaats passagier (1 persoon ?) - tijdelijke zitplaats ?
Transport goederen: - makkelijk laden en lossen - opbergplaats goederen - vastleggen goederen
Onderhoud domeinen: - maaifunctie - opbergmogelijkheden gereedschap, spade, ... - plaats voor tuinafval, takken, ... - verlichting - wendbaar
Tore bleuze 4IIIO
19
Sommige functies hebben gemeenschappelijke deelfuncties. Zowel voor onderhoud van domeinen, transport van goederen en jagen is er nood aan laadruimte. Er moet ook plaats aanwezig zijn om kleinere zaken op te bergen zoals gereedschap, patronen, geweren, spade, ... Zowel voor onderhoud van domeinen, de veiligheid tijdens het rondrijden als voor het jagen moet er verlichting in en rond het voertuig zijn. Er werd een ‘checklist’ opgesteld met alle functies die in het voertuig zullen worden geïntegreerd. Zo kan op het einde van de opdracht worden gecontroleerd of het prototype voldoet aan de vooropgestelde eisen. [checklist zie bijlage 2]
2.5 Moodboards Vanuit de doelgroepanalyse moet er een geschikte vormgeving volgen voor het voertuig. Het was de bedoeling om de natuur te combineren met het futuristische ‘high- tech’. Daarvoor werd gekeken naar bestaande producten en prototypes die dit al toepassen. Er werden vier moodboards gemaakt die telkens een andere stijl, kleurgebruik en vormentaal vertegenwoordigen. De vier moodboards kregen een naam om deze nadien makkelijk te onderscheiden. Er werd gekozen om natuurelementen te gebruiken: vuur, lucht, water en aarde. Ieder moodboard werd ook in een aantal kernwoorden samengevat.
Uiteindelijk werden twee moodboards uitgekozen waar verder mee gewerkt zal worden. Het moodboard ‘vuur’ en ‘aarde’. De andere twee stijlen zijn te braaf en vrouwelijk voor de toepassing. Het overmatig aanwezig zijn van wit is ook minder geschikt voor het gebruik bij onderhoudstaken en het crossen.
Tore bleuze 4IIIO
20
“VUUR”
Fig. 13 moodboard 'vuur'
“Dynamisch, vloeiend, krachtig, eenvoud, gelaagde structuur”
Tore bleuze 4IIIO
21
“LUCHT”
Fig. 14 moodboard 'lucht'
“Eenvoud, clean, vrouwelijk, yen, rustgevend”
Tore bleuze 4IIIO
22
“WATER”
Fig. 15 moodboard 'water'
“Eenvoud, koel, transparant, vrouwelijk, ronde vormen”
Tore bleuze 4IIIO
23
“AARDE”
Fig. 16 moodboard 'aarde'
“Stoer, krachtig, mannelijk, robuust, complexe vormen”
Tore bleuze 4IIIO
24
2.6 Eisenpakket Er werd een grondige analyse gedaan van de opdracht, de doelgroep en de markt. Daaruit werd een eisenpakket opgesteld waaraan het voertuig moet voldoen:
-
Futuristische styling.
-
Innovatieve productarchitectuur.
-
Moet vooropgenoemde functies vervullen. (zie checklist functies)
-
De ergonomische eisen van het voertuig.
-
Aangepast zijn aan de doelgroep. (styling, …)
Om het voertuig te kunnen ontwerpen moet er bekend zijn wat er zeker in het voertuig moet aanwezig zijn:
-
Aandrijving en energiebron (motor, opslagtank, …)
-
Besturingsmogelijkheden (stuur, …)
-
Zitplaatsen (bestuurder en passagiers)
-
Opberg- en laadruimte
-
Wielen of een alternatief
Tore bleuze 4IIIO
25
Generatie fase
Tore bleuze 4IIIO
26
3 . Generatie fase Voor de generatie van concepten werden verschillende technieken toegepast. Aan de hand van schetsen en het toepassen van de Triz methode werden een hele reeks ideeën gegenereerd voor iedere deelfunctie. Een ‘brainstorm’ rond een aantal ideeën zorgde voor extra informatie en nieuwe inzichten. Daaruit vloeiden 3 verschillende totaalconcepten. Met behulp van een keuzematrix werd het beste concept uitgekozen.
3.1 Toepassen van de Triz methode: Er werd een trendstudie toegepast op de bestaande voertuigen uit de marktanalyse met behulp van de ‘Creax Innovation Suite’. Een radar plot werd bekomen waaruit afgeleid kon worden welke trends al ver geëvolueerd zijn en welke trends nog verder ontwikkeld kunnen worden. [zie bijlage 3] Enkele belangrijke trends worden hieronder kort besproken:
De volgende trend is al ver geëvolueerd bij de meeste voertuigen uit de marktanalyse:
:: Geometric evolution of volumetric constructions (space)
De vorm van de voertuigen is volledig 3D.
De volgende trends zijn nog niet ver geëvolueerd:
:: Degrees of freedom
De voertuigen hebben beperkte vrijheidsgraden. De wendbaarheid en het sturen van voertuigen is beperkt.
Tore bleuze 4IIIO
27
:: Reducing energie conversion
In voertuigen wordt de brandstof omgezet in warmte en beweging. (chemische energie via druk naar mechanische en thermische energie) Deze mechanische energie (motor) wordt dan via overbrengingen naar de wielen gebracht. (mechanische naar mechanische energie) In de huidige voertuigen wordt er veel energie overgebracht, waarbij
er
telkens
energie
verloren
gaat.
Door
minder
overbrengingen te hebben, is er ook minder verlies dus een beter rendement van de wagen.
Besluit: Door het toepassen van de trendstudie werd er vastgesteld dat de bestaande voertuigen op de markt ‘statische’ objecten zijn. De voertuigen zelf kunnen zich verplaatsen maar de opbouw ervan is meestal 1 vast geheel. Door de structuur van het voertuig in verschillende (beweegbare) delen te maken kan er een innovatieve productarchitectuur bekomen worden en een modulair voertuig gerealiseerd worden.
Door het aantal overbrengingen te reduceren wordt er energie bespaard. Door motoren te voorzien op de plaats waar nodig worden het aantal overbrengingen
geminimaliseerd.
Dit
is
de
basisfilosofie
achter
het
uiteindelijke voertuig.
Tore bleuze 4IIIO
28
3.2 Ideeën in verband met wendbaarheid. 1. Snake: Draaisysteem dumptruck.
Fig. 17 snake
Fig. 18 Moxy © dumptruck
Het voertuig kan voorzien worden van een scharnierpunt zodat het makkelijker kan draaien. Dit systeem wordt al toegepast bij ‘dumptrucks’.
Tore bleuze 4IIIO
29
2. TwoFace: Kantelen van de cabine.
Fig. 19 TwoFace
Bij het onderhoud van domeinen en het maaien van het gras is het belangrijk dat de bestuurder een goed uitzicht heeft en is een rechte zithouding beter. Bij het crossen met het voertuig is het aangenamer als de bestuurder in een sportievere liggende houding zit. Een oplossing voor dit probleem is de mogelijkheid om de cabine waarin de bestuurder zit te kantelen.
Tore bleuze 4IIIO
30
3. Draaien van de vier wielen.
Fig. 20 draaien van alle vier de wielen
Als de vier wielen van het voertuig kunnen draaien is het voertuig heel wendbaar. Dit idee wordt al toegepast op een concept 4x4 wagen van het merk Jeep.
Fig. 21 Jeep
Tore bleuze 4IIIO
31
4. Roterende as rond een vast punt. Bij tractoren staan de voorwielen op een as die rond een vast punt kunnen bewegen. Zo hebben de wielen een extra vrijheidsgraad. Er werd gedacht om dit op zowel de voor- als achterwielen toe te passen. Dit werd na enig onderzoek niet gebruikt omdat er hierdoor problemen ontstaan in verband met de stabiliteit van het voertuig.
Fig. 22 tractor
Fig. 23 concept tractor
Tore bleuze 4IIIO
32
3.3 Ideeën in verband met transport van goederen. 1. Modulo
Fig. 24 modulair systeem
De laadruimte van het voertuig kan modulair uitgevoerd worden. Zo kun je kiezen wat je achteraan op de wagen plaatst: laadruimte, extra zitruimte, een vat voor vloeistoffen, …
2. Click
Fig. 25 click
Bij een tractor kunnen er verschillende ‘tools’ bevestigd worden. Er is een koppeling voorzien die aangedreven wordt door de motor. De beweging kan worden overgebracht op het gereedschap. Dit kun je ook toepassen op het voertuig, zodat je met één aandrijving verschillende werktuigen kunt gebruiken.
Tore bleuze 4IIIO
33
3. Bevestigen van los gereedschap.
Fig. 26 elastische band
Gereedschappen zoals een spade, een hark of een jachtgeweer moeten ook opgeborgen of vastgelegd kunnen worden in het voertuig. Een mogelijke oplossing is om deze gereedschappen door middel van een (elastische) band aan of onder het voertuig te bevestigen.
4. Beweegbaar laadplatform.
Fig. 27 kipbeweging laadruimte
Om de goederen makkelijk in en uit te laden kun je ervoor zorgen dat de laadruimte kan dalen of kippen. Dit wordt al toegepast bij vrachtwagens en kleine 4x4 voertuigen.
Tore bleuze 4IIIO
34
5. Bevestigen van tassen.
Fig. 28 aanhangtas
Jachtpatronen, tuinschaar, boekjes, … kunnen in een tas gestopt worden die aan het frame van de wagen kan gehangen worden. Het voertuig kan ook voorzien worden van bagagerekken waarop voorwerpen kunnen geplaatst worden. Allerhande bagagerekken en tassen worden al gebruikt bij ‘quads’ en (sneeuw)scooters.
Fig. 29 bagagerek .
Tore bleuze 4IIIO
35
6. Opbergnet
Fig. 30 opbergnet
Aan de achterzijde van de stoelen van de passagiers kan een net hangen waartussen je allerhande zaken kwijt kunt zoals tijdschriften, scharen en messen,.... Dit systeem is al toegepast op de zetels van reisbussen.
7. Transform: platleggen zetels
Fig. 31 transform
Om plaats te creëren als er geen passagiers meerijden, kun je de passagierszetel dichtplooien. Zo ontstaat er meer laadruimte. Dit systeem wordt al veelvuldig toegepast in allerhande auto’s en bestelwagens
Tore bleuze 4IIIO
36
8. Mogelijkheden om goederen vast te leggen.
Fig. 32 mogelijkheden om goederen vast te leggen
Als je goederen transporteert met een voertuig is het noodzakelijk om de goederen vast te leggen.
Daarvoor werden verschillende alternatieven
bekeken
-
Vastleggen door middel van een spanriem.
-
Vastleggen door middel van een zeil of net.
-
Sluitklep aan de laadbak die ervoor zorgt dat de goederen vast liggen.
-
Een elastisch vlies dat over de goederen kan getrokken worden.
-
Door middel van elastieken de goederen op hun plaats houden
Tore bleuze 4IIIO
37
3.4 Ideeën in verband met verlichting. 1. Thunder. Verlichting moet zeker aanwezig zijn in het voertuig en mag niet over het hoofd worden gezien. Omdat de vormgeving van het voertuig belangrijk is en er een futuristische styling gewenst is, kan het mooi zijn dat de verlichting in de vorm van het voertuig geïntegreerd is. Daarom wordt verlichting van in het begin in het eisenpakket meegenomen. De verlichting kan door middel van LED stroken een dynamische lijn vormen doorheen het voertuig. Dit kan later toegepast worden eens de definitieve vormgeving vastgelegd wordt.
Fig. 33 verlichting
2. Pimp my ride
Fig. 34 pimp my ride
Verlichting onder de wagen kan een bepaalde sfeer creëren rond het voertuig. Daarnaast wordt de plaats rond het voertuig verlicht zodat de bestuurder geen extra zaklamp nodig heeft om ’s avonds rond het voertuig te werken.
Tore bleuze 4IIIO
38
3. Hands up.
Fig. 35 ‘hands up’
De verlichting aan de wagen zou zo kunnen uitgevoerd worden dat de bestuurder deze kan afnemen en gebruiken als zaklamp of schijnwerper.
4. Light me up.
Fig. 36 light me up
Grote spots / schijnwerpers kunnen geïntegreerd worden in de wagen. Om in donkere bossen of bij nacht rond te rijden kunnen deze uitklappen en de nodige verlichting voorzien.
Tore bleuze 4IIIO
39
3.5 Ideeën in verband met vervoer personen. 1. Surf.
Fig. 37 surf
De persoon kan met behulp van een gareel aan de wagen hangen. Zo kan het crossen intenser beleefd worden.
2. Hold on
Fig. 38 hold on
Door buizen in de vorm van het voertuig te integreren kunnen personen rechtstaan en zich vasthouden. Dit wordt toegepast bij vuilniswagens, autobussen, trams, treinen, …
Tore bleuze 4IIIO
40
3. Uitklapbaar zitje.
Fig. 39 uitklapbaar zitje (1)
In het voertuig kunnen uitklapbare zitjes worden voorzien. Indien nodig kan dit gebruikt worden om extra personen te vervoeren. Dit kan in meerdere uitwerkingen geïntegreerd worden in het voertuig.
Fig. 40 uitklapbaar zitje (2)
Tore bleuze 4IIIO
41
4. Vouwbaar laadplatform.
Fig. 41 vouwbaar laadplatform (1)
De laadruimte kan samen gevouwen worden tot een zitbank waar meerdere personen kunnen opzitten. Als je de zitbank terug openschuift ontstaat er opnieuw laadruimte.
Fig. 42 vouwbaar laadplatform (2)
Tore bleuze 4IIIO
42
3.6 Brainstorm Er werd een brainstorm gehouden samen met medewerkers van Indumo. De reeds gevonden ideeën werden voorgesteld aan het team. Deze ideeën werden aangevuld en via deze weg werden ook nieuwe ideeën en inzichten verkregen. Tijdens de brainstorm werden alle ideeën bijgehouden aan de hand van een ‘mindmap’.
Fig. 43 'mindmap' brainstorm
Tore bleuze 4IIIO
43
Conclusies brainstorm: Tijdens de brainstorm werden enkele links verkregen waar er meer informatie te vinden was in verband met de ideeën en waar inspiratie kon uit gehaald worden.
-
www.diseno-art.com
-
TopGear / General motors : www.youtube.com
-
www.johndeere.com
-
…
Doordat het voertuig voor verschillende toepassingen kan gebruikt worden is het wenselijk dat de hoogte van het voertuig aangepast kan worden naargelang het gebruik ervan.
3.7 totale concepten Het wagentje bevat verschillende functies. Deze functies werden opgedeeld in deelfuncties. Er werd voor elke deelfunctie verschillende oplossingen en ideeën gevonden. Telkens werden enkele oplossingen geïntegreerd tot een nieuw geheel: een concept van een voertuig. Er ontstonden 3 totaal verschillende concepten. Uiteindelijk werd er door middel van een keuzematrix het beste concept uitgekozen.
Tore bleuze 4IIIO
44
CONCEPT A: Modulair platform…
Fig. 44 concept A
Het eerste concept bestaat uit een platform met vier wielen. Het platform is volledig modulair en bevat rails waarop allerhande zaken kunnen worden bevestigd. (Zetels, besturing, laadbak, …) Zo kunnen er enkel zetels worden geplaatst of twee zetels en een vat voor vloeistoffen of enkel een zetel en laadruimte. De vier wielen kunnen draaien waardoor het platform heel wendbaar is. Er wordt in ieder wiel een motor voorzien die het voertuig aandrijft. Deze technologie wordt al toegepast bij General Motors. [zie bijlage 4]
Fig. 45 verschillende mogelijkheden
Tore bleuze 4IIIO
45
Er kan ook gekozen worden om het totale platform als laadruimte te gebruiken en de goederen kunnen door middel van spanbanden aan de rails van het platform bevestigd worden. Het platform is dan helemaal leeg en kan volledig als laadruimte worden benut. Het platform kan ook bestuurd worden via een afstandbediening.
Fig. 46 bevestigen van de goederen en de laadruimte
Fig. 47 op afstand bestuurd platform
Tore bleuze 4IIIO
46
CONCEPT B: Een trein van functies…
Fig. 48 concept B
Het voertuig bestaat uit modulaire delen die achter elkaar kunnen worden geplaatst. Er kan gekozen worden of er slechts enkele onderdelen na elkaar worden bevestigd of allemaal. Zo wordt een soort trein gevormd. De vorm van alle delen sluiten op elkaar aan zodat er één geheel ontstaat. Het voertuig kan voorzien zijn van wielen of van rupsen.
Fig. 49 uitvoering met rupsbanden
Tore bleuze 4IIIO
47
CONCEPT C: Rotate…
Fig. 50 concept C
Het voertuig heeft een draaiplateau waarop alle ‘tools’ kunnen geklikt worden. Het plateau kan ronddraaien zodat de ‘tools’ zowel vooraan, achteraan als opzij kunnen geplaatst worden. Ook de cabine waar de passagiers zitten kan ronddraaien. Alle vier de wielen kunnen draaien zodat het voertuig heel wendbaar is. De wielen worden elk door een aparte motor aangedreven. Deze technologie wordt al toegepast door General Motors. [zie bijlage 4] Verlichting kan in de vorm worden geïntegreerd. De wagen kan eventueel ook kantelen zoals op Fig.50 te zien is.
Tore bleuze 4IIIO
48
3.8 Keuze uit de drie concepten. Uitleg De drie totaal concepten werden aan enkele meetbare criteria met elkaar vergeleken. Per criteria werd een score gegeven van 0 tot 2:
0=
Het concept voldoet niet of slechts in zeer kleine mate aan het criteria.
1=
Het concept voldoet voldoende aan het criteria.
2=
Het concept voldoet uitstekend aan het criteria. / Is een creatieve oplossing.
De criteria werden gehaald uit het vooropgestelde eisenpakket van het voertuig. Volgende criteria werden gekozen:
1.Grasmaaifunctie: Is het concept geschikt voor het maaien van gras? (wendbaarheid, zichtbaarheid, ... specifiek voor het maaien)
2.Wendbaarheid:
Is het voertuig wendbaar?
3.Modulariteit:
Kunnen ‘tools’ uitgewisseld worden?
4.Laadruimte:
Heeft voldoende mogelijkheden om laadruimte te creëren?
5.Verlichting:
Kan de verlichting op een elegante manier in de vormgeving geïntegreerd worden?
6.Crossen:
Is het concept aangepast om te crossen? (Vormgeving, ophanging, …)
Tore bleuze 4IIIO
49
7.Fun factor:
Hoe vernieuwend en innovatief is het concept?
8.Laden / lossen:
Kunnen goederen makkelijk geladen / gelost worden bij het concept?
9.Ergonomie / zicht: Is er een goede zichtbaarheid en ergonomie voor de bestuurder?
10.Persoonlijke interesse
Keuzematrix Als alle punten van de verschillende criteria worden opgeteld dan bekomt men voor concept C (‘rotate’) het meest punten. Dit was ook het concept waarin het stagebedrijf Indumo het meeste potentieel zag.
Fig. 51 keuzematrix
Tore bleuze 4IIIO
50
Uitwerking finaal concept
Tore bleuze 4IIIO
51
4 . Uitwerking finaal concept 4.1 Het concept
Fig. 52 concept C: ‘rotate’
Er werd gekozen voor het concept C: ‘Rotate’ Het concept scoorde bij de keuzematrix op geen enkel punt onvoldoende waardoor de conceptfase niet meer aangepast moest worden en de initiële styling van het voertuig behouden kon blijven.
De basis van het voertuig is het onderstel met daarop een draaischijf. Boven de draaischijf bevindt zich de cabine met plaats voor 2 personen. Op de draaischijf kunnen allerhande ‘tools’ worden geklikt. Deze ‘tools’ kunnen dan rondom het voertuig draaien waardoor het heel dynamisch en wendbaar is. Het kan voor een waaier van toepassingen ingezet worden. Hieronder worden enkele voorbeelden besproken:
Tore bleuze 4IIIO
52
Modulaire laadruimte en opbergruimte
Fig. 53 laadruimte
De laadruimte kan op de draaischijf worden geklikt. Deze laadruimte kan in verschillende uitvoeringen worden gemaakt. Zo kan er gekozen worden voor een gesloten opbergkoffer, een open laadruimte, een vloeistofopslagtank, … Eens de laadruimte aan de draaischijf gekoppeld is, kan deze rondom het voertuig draaien. Zo kan gekozen worden of de laadruimte voor, naast of achter het voertuig hangt, naargelang de taak die men vervult. (fig.55) In het voertuig zijn op verschillende plaatsen opbergmogelijkheden voorzien. (fig.56) In het dashboard is plaats voorzien om kleine objecten zoals een gsm, portefeuille en jachtpatronen in op te bergen. Onder het dashboard is er nog voldoende plaats om bijvoorbeeld een materiaalkoffer te plaatsen. Achter de zetels kunnen jachtgeweren, spaden of ander tuingereedschap geplaatst worden. Deze kunnen worden vastgelegd met behulp van een spansysteem.
Tore bleuze 4IIIO
53
Fig. 54 laadruimte
Tore bleuze 4IIIO
54
Fig. 55 opbergmogelijkheden
Tore bleuze 4IIIO
55
Grasmaaifunctie
Fig. 56 grasmaaier
De grasmaaier kan net zoals de laadruimte op de draaischijf worden geplaatst en ronddraaien. Doordat de grasmaaier laag bij de grond komt zal deze eerst omhoog moeten worden gebracht vooraleer men de draaischijf ronddraait. Indien dit niet gebeurt zal de grasmaaier tegen de wielen botsen. De grasmaaier moet ook voorzien zijn van wieltjes die op de grond geleiden zodat de grasmaaier een constante afstand heeft tot de grond. Er werd gekozen om de aandrijving in de grasmaaier zelf te plaatsen. Dit past in het concept van het voertuig waarbij er zo weinig mogelijk overbrengingen worden gebruikt.
Bij het maaien van grote velden en pleinen kan de grasmaaier voor of na het wagentje hangen. Indien men bermen maait kan men de grasmaaier verplaatsen naar de zijkant van het voertuig. Zo wordt de positie van de grasmaaier aangepast aan de behoeften van de bestuurder. (Fig.57)
Tore bleuze 4IIIO
56
Fig. 57 toepassingen grasmaaier
Wendbaarheid De toepassingen van het voertuig zijn jagen, crossen en onderhoud van domeinen. Daardoor moet het voertuig heel wendbaar zijn.
Een mogelijkheid was om het voertuig te laten draaien door de draairichting van de wielen te veranderen. Het voertuig zou op deze manier minder vlot draaien en de ondergrond beschadigen. Dit is niet wenselijk.
Er werd uiteindelijk geopteerd om de vier wielen te laten draaien. Zo kan het voertuig heel korte draaien. De vorm van de armen waaraan de wielen worden bevestigd zullen nog moeten veranderen. Zoals voorgesteld in fig.58 zullen de wielen tegen de armen wrijven indien men draait.
Tore bleuze 4IIIO
57
Fig. 58 wendbaarheid
Naamgeving van het voertuig Er werd geopteerd om het voertuig een naam en logo te geven zodat het duidelijk onderscheiden kan worden van andere voertuigen. De naam moet kracht en karakter uitstralen en toepasselijk zijn voor het voertuig. Uiteindelijk werd er gekozen voor de naam ‘STORM’. De naam wordt nog verduidelijkt met een logo. Het logo stelt een tornado voor. Het voertuig heeft een draaischijf waarop je ‘tools’ kunt klikken die kunnen ronddraaien net als een tornado. “Het voertuig is als het ware een storm die door het domein raast en alle klusjes opknapt …”
Fig. 59 logo 'STORM'
Tore bleuze 4IIIO
58
4.2 Technische uitwerking Volgens de opdrachtstelling moet het voertuig niet volledig technisch worden uitgewerkt en productie klaar zijn. Alle gebruikte technieken en systemen moeten wel realistisch zijn en in het voertuig kunnen geïntegreerd worden, nu of in de nabije toekomst. Er moet rekening gehouden worden met de afmetingen van de gebruikte technologieën zodat deze in het voertuig kunnen worden ingebouwd. Waarschijnlijk zal bij verdere evolutie de gebruikte technieken geoptimaliseerd en geminimaliseerd worden zodat ze nog compacter kunnen worden geïntegreerd.
Voor ondersteuning van de technische uitwerking van het voertuig werd er contact opgenomen met “Flanders’ Drive”.
Flanders Drive “Flanders Drive” is een kennis- en innovatieplatform voor de voertuigindustrie in Vlaanderen. Het is ontstaan uit de behoefte aan versteviging van de concurrentiële positie op Europees- en wereldvlak en dit op initiatief van Agoria Vlaanderen, Bekaert, Bosal, LMS International, Tenneco Automotive en WTCM Vlaanderen. “Flanders’ Drive” wil dit doel bereiken door een focus op innovatie van producten en processen, mede bekrachtigd door het 12 stappenplan van de taskforce voertuigindustrie van de Vlaamse regering. Flanders’ Drive is gelegen in Lommel naast de ‘Proving Ground’ van Ford.
Tore bleuze 4IIIO
59
Fig. 60 Flanders' Drive
Zowel
Indumo
Imagineering
als
de
Hogeschool
West-Vlaanderen,
departement PIH zijn lid van Flanders’ Drive. Er werd een afspraak geregeld om het concept te bespreken met een medewerker van Flanders’ Drive; Ward Vleegen. Daarnaast werd ook een rondleiding gegeven doorheen het centrum en geantwoord op de gestelde vragen. Het verslag van het gesprek zit in de bijlage. [zie bijlage 5]
Tore bleuze 4IIIO
60
Het ‘technisch concept’ Het is de bedoeling dat alle ‘technieken’ in het onderstel van het voertuig kunnen worden ingebouwd. Daardoor zal het zwaartepunt van het voertuig laag komen te liggen wat gunstig is voor de stabiliteit. Op Fig.61 zie je een schematische voorstelling van het onderstel met de nodige onderdelen. Ieder onderdeel wordt hierna afzonderlijk besproken.
Elektrische motor Drijft schijf aan
draaischijf compressor
In wheel motor
Lithium polymeer batterijen
Ophanging met behulp van luchtveer
Fig. 61 voorstelling onderstel voertuig
Energie In de opdrachtstelling staat dat het voertuig toekomstgericht moet zijn. Daardoor is de keuze van energie zeker niet onbelangrijk. Door de steeds minder aanwezige fossiele brandstof en de gevolgen van de opwarming van de aarde is een verbrandingsmotor zeker niet aangewezen. Daarvoor werd er gezocht naar andere energiebronnen. Volgende alternatieven werden bekeken:
-
Waterstof
-
Elektrische energie opgeslagen in batterijen
Tore bleuze 4IIIO
61
Waterstof:
motor in wiel 3x opslagtank waterstof
fuel cels stack
Fig. 62 voorstelling onderstel met waterstoftanks
Waterstof heeft als voordeel dat er geen schadelijke uitlaatgassen ontstaan. Er is veel ontwikkeling omtrent de technologie waardoor het mogelijk een toekomstige manier wordt van energievoorziening bij voertuigen.
Het nadeel is dat het waterstof zich in vloeibare toestand moet bevinden. Daarvoor is een heel lage temperatuur vereist. Om die lage temperatuur te kunnen verkrijgen is er een koelsysteem nodig. Daarnaast moeten de opslagtanks ook heel goed geïsoleerd worden waardoor de omvang ervan vergroot. De inbouwmogelijkheden van de onderdelen in het voertuig komen daardoor in gedrang.
Er werd niet gekozen voor waterstof aandrijving maar verder gezocht naar andere mogelijkheden.
Tore bleuze 4IIIO
62
Batterijen
Fig. 63 lithium polymeer batterijen
Batterijen worden steeds kleiner en kunnen meer energie opslaan. De lithium polymeer batterijen hebben een heel grote energiedichtheid, een laag gewicht en kleine afmetingen. (momenteel 30 kg voor +/- 6KW) Er zijn grote ontwikkelingen omtrent deze batterijen waardoor naar de toekomst toe deze nog kleiner uitgevoerd kunnen worden. Batterijen worden nu al gebruikt bij wagentjes op zonne-energie, prototype wagens, golfwagens, vorkliften, … De batterijen kunnen ingebouwd worden in het onderstel van het wagentje. Tijdens het gebruik worden er geen uitlaatgassen geproduceerd. De batterijen kunnen worden opgeladen met behulp van een kabel of door gebruik te maken van een ‘docking station’. Als de wagen ’s nachts in de garage staat kan hij worden opgeladen, indien mogelijk met hernieuwbare energie zoals zonne-energie of windenergie.
Door de vele voordelen werd geopteerd om het wagentje aan te drijven op batterijen.
Tore bleuze 4IIIO
63
‘Drive by wire’ Bij het toepassen van ‘drive by wire’ worden alle mechanische verbindingen tussen de verschillende onderdelen in de wagen vervangen door elektrische signalen. Een stuurstang kan worden vervangen door sensoren die de hoekverdraaiing opmeten van het stuur. Deze zenden dan een signaal door naar een elektromotor die de wielen aandrijft.
Deze technologie staat momenteel al op punt. Drive by wire wordt echter nog niet toegepast in de huidige auto’s. Dit komt doordat de wetgeving voor personenvoertuigen deze technologie nog niet toelaat. Volgens de wetgeving moet er nog een mechanische verbinding zijn tussen het stuur en de wielen. Naar de toekomst toe zal deze wet waarschijnlijk aangepast worden.
De technologie wordt wel al toegepast bij (gevecht)vliegtuigen en allerhande prototypes van voertuigen. (Hy Wire general motors / Sfynx Volvo / …)
De voordelen van deze technologie zijn:
-
Doordat er geen mechanische verbinding noodzakelijk is kan er veel ruimte gewonnen worden in het voertuig.
-
Het is mogelijk een totaal ander productarchitectuur te creëren. Men is niet meer beperkt door mechanische verbindingen tussen de verschillende onderdelen.
-
Andere besturingsmogelijkheden zoals joystick, video game controler kunnen worden toegepast in plaats van een conventioneel stuur.
Tore bleuze 4IIIO
64
Motoren
Fig. 64 doorsnede 'in wheel motor'
Doordat ‘drive by wire’ toegepast wordt, zal er geen gebruik gemaakt worden van een centrale motor die via een overbrengingsmechanisme de wielen aandrijft. Er worden vier elektromotoren voorzien, één voor elk wiel.
De
motoren worden in de velg van de wielen geïntegreerd. Deze worden aangedreven met behulp van de lithium polymeer batterijen.
Het voordeel van de ‘in wheel motoren’ is dat er minder overbrengingen zijn waardoor er minder energie verloren gaat. Indien er op ruw terrein een wiel geen contact heeft met de grond kan ervoor gezorgd worden dat deze motor uitgeschakeld wordt en de energie van de batterijen naar de andere drie wielen wordt gestuurd.
Een wagen aangedreven met een elektromotor kan niet zo snel rijden als een wagen met een verbrandingsmotor. Het voordeel van een elektromotor ten opzichte van een verbrandingsmotor is dat die een hoger koppel heeft bij lage snelheden en een hoger rendement. Daarnaast draait een elektromotor geluid – en trillingsarm. In het toepassingsgebied van het voertuig (jagen, ruwe terreinen, ...) zijn dit voordelen.
Tore bleuze 4IIIO
65
Demping van de wagen
luchtveer
Vast scharnier punt
Arm waaraan wiel wordt bevestigd
Fig. 65 demping met behulp van luchtveren
Voor de demping van het voertuig werd gekozen voor luchtveren. Luchtveren worden al frequent toegepast bij bestelwagens en ambulances. Op bovenstaande figuur wordt het systeem voorgesteld. Er moet een compressor aanwezig zijn om de gewenste luchtdruk te kunnen leveren. Deze compressor wordt ook door middel van de batterijen aangedreven.
Doordat een compressor aanwezig is in het voertuig kan deze ook gebruikt worden voor andere doeleinden. Er kan een persluchtaansluiting worden voorzien
aan
het
voertuig
waar
allerhande
gereedschappen
voor
tuinonderhoud kunnen worden opgeklikt.
Tore bleuze 4IIIO
66
De luchtveren kunnen ook dienst doen om de ‘STORM’ in hoogte te verstellen. Met behulp van de luchtveren kan de hoogte van het voertuig traploos geregeld worden. Bij het maaien van het gras is het aangewezen dat het voertuig dichter bij de grond staat dan indien men het voertuig gebruikt om te crossen.
Traploze hoogteregeling m.b.v. luchtveren:
Gras maaien: Dichter bij de grond
Fig. 66 verstelbare hoogte van het voertuig
Draaischijf De draaischijf wordt aangedreven met een elektromotor. De gereedschappen die op de draaischijf kunnen geplaatst worden, moeten indien nodig voorzien zijn van hun eigen aandrijving. (vb. grasmaaier) Dit werd zo gekozen omdat men anders met complexe overbrengingen te maken krijgt. Bovendien past dit niet in het concept van de ‘STORM’ waar zo weinig mogelijk overbrengingen worden toegepast. (zie 3.1)
Tore bleuze 4IIIO
67
Besturing De besturing van de ‘STORM’ gebeurt met behulp van een stuur. In de cabine zit ook de elektronica verwerkt die de besturing van de motoren voorziet. (Het uitwerken van de elektronica en software valt niet onder de opdracht.)
Als men aan het stuur draait dan moet de hoekverdraaiing opgemeten worden met behulp van sensoren. Via de elektronica moet er worden gezorgd dat voor die bepaalde hoekverdraaiing de wielen onder de juiste hoek en met de juiste snelheid draaien. Het buitenste wiel moet namelijk een kleinere hoekverdraaiing hebben en een grotere snelheid. Het binnenste wiel moet een grotere hoekverdraaiing hebben en een kleinere snelheid.
Doordat de besturing gebeurt met ‘drive by wire’ kan het voertuig ook op afstand bestuurd worden. Als deze gedachte nog wat verder wordt gezet is de ‘STORM’ er theoretisch gezien ook toe in staat om een bepaald traject (bv. bij het maaien) op te slaan in zijn geheugen en nadien zonder bestuurder opnieuw af te leggen.
Tore bleuze 4IIIO
68
4.3 Ergonomie en afmetingen Voor de ergonomie van het voertuig werd gebruik gemaakt van ergonomische tabellen en schema’s. [zie bijlage 6 en 7] Daarnaast werd een bescheiden voorstelling gemaakt in karton op ware grote van een deel van de cabine om enkele afmetingen te controleren.
Ergonomische berekeningen: De doelgroep zijn vooral mannen. Daardoor werd er gezocht in de tabel voor mannen tussen 18 – 65 jaar waar de doelgroep zich situeert. Er werd ‘99 percentiel’ toegepast. Eerder werd beslist dat er in het voertuig plaats zal zijn voor 2 personen. De minimum afmetingen werden uit de tabel gehaald:
Fig. 67 ergonomische afmetingen (1)
De minimum hoogte van de cabine is de som van ‘bil – voetdiepte’ en de ‘knieholte hoogte’. Indien de cabine open uitgevoerd wordt is deze afmeting van minder belang.
Hoogte ‘cabine’:
11 + 7 =
515 + 1003
=
1518 mm
In het vooraanzicht zitten twee personen naast elkaar. De breedste afstand van een persoon is de elleboogbreedte.
Tore bleuze 4IIIO
69
Er werd ook nog een extra afstand tussen de personen meegerekend van 400 mm. Als minimum breedte werd het volgende bekomen:
Breedte ‘cabine’:
21 = elleboogbreedte Ö 2 pers. X 549 + 400 = 1498 mm
Fig. 68 ergonomische afmetingen (2)
De lengte van een persoon met gestrekte benen wordt in de tabel weergegeven als ‘bil – voetdiepte, deze is 1188 mm en is dus kleiner dan de hierboven berekende afstand.
Lengte ‘cabine’:
15
=
bil – voetdiepte
=
1188 mm
De hoofdvorm van de ‘STORM’ wordt bepaald door het draaiplatform dat cirkelvormig is. De cabine zal ook min of meer cirkelvormig zijn. De minimum inwendige diameter van de ‘cabine’ is de grootste afmeting (de berekende breedte) :
-
diameter : 1498 mm
Tore bleuze 4IIIO
=> 1800 mm (met extra ruimte)
70
Daarnaast werden ook verschillende aanzichten getekend met personen om de verhoudingen van het voertuig te verkrijgen. Bij deze tekeningen stond de vormgeving
nog
niet
vast.
Daarvoor
werd
gebruik
gemaakt
van
ergonomische figuren en tabellen. [zie bijlage 7]
Fig. 69 zijaanzicht met bestuurder
Fig. 70 schets bovenaanzicht cabine
Tore bleuze 4IIIO
71
‘mock up’ Om de ergonomische afmetingen te controleren werd zoals eerder vermeld een bescheiden ‘mock up’ gemaakt in karton op ware grootte. Zo konden enkele handelingen zoals het instappen, rechtstaan, zitten, ... aan de lijve worden ondervonden. Nadien konden er eventuele aanpassingen worden gedaan. De afmetingen van de cabine werden hierna aangepast om extra ruimte te voorzien. Ø 1800 mm Æ Ø 2000 mm
Fig. 71 “mock up”
Tore bleuze 4IIIO
72
Ergonomie van het uiteindelijke voertuig: Op onderstaande figuur is de ‘STORM met bestuurder afgebeeld in zijaanzicht. De onderkant van de cabine heeft een diameter van 2000 mm. Op de afbeelding staat een persoon naast het voertuig om duidelijk de verhouding en grootte van het voertuig te visualiseren.
Fig. 72 zijaanzicht 'STORM' met bestuurder
Tore bleuze 4IIIO
73
Instappen in het voertuig: De ‘STORM’ is opgebouwd rond een extern frame. Om in te stappen kon geopteerd worden om in een frame een deur te voorzien. Dit zou de sterkte van het frame en het voertuig drastisch verminderen. Daarom werd er besloten om geen deur te voorzien. De persoon kan in het voertuig kruipen door over het frame te klimmen. Daarvoor kan hij zich vasthouden aan het frame en de ‘rollbar’. Voor sommige (oudere) personen is het waarschijnlijk niet zo evident om in het voertuig te klimmen. Deze manier van instappen past in het idee van een sportief ‘fun’ voertuig. De doelgroep waarvoor het voertuig ontworpen is bestaat uit jongere mensen.
Om extra plaats te creëren bij het instappen kan de stuurconsole omhoog gedraaid worden. Zo heeft de bestuurder meer ruimte bij het instappen.
Fig. 73 het instappen
Tore bleuze 4IIIO
74
4.4 Vormgeving en styling De vormgeving werd bepaald aan de hand van een moodboard. Er werden verschillende moodboards gemaakt en twee moodboards uitgekozen. Uiteindelijk ging de keuze naar het moodboard ‘vuur’. Het moodboard ‘aarde’ is de meer gangbare stijl die gebruikt wordt bij terreinwagens en ‘outdoor’ producten. Het moodboard vuur is een vernieuwende vormentaal die nog niet veel toegepast wordt. Daarvoor werd voor het moodboard ‘vuur’ gekozen. (zie pagina 21) Voor de vormgeving van het volledige voertuig werden een heleboel schetsen gemaakt van het voertuig en de verschillende onderdelen afzonderlijk. Hieronder worden de verschillende stappen besproken.
Doedels Er werd gestart met een aantal doedels, kleine vlugge schetsen van het totale voertuig. (Fig.75) Aan de hand van deze schetsten werd gezocht naar de hoofdvorm en uitzicht van het voertuig. Daaruit ontstonden de eerste conceptschetsen van de ‘STORM’.
Fig. 74 eerste conceptschets
Tore bleuze 4IIIO
75
Fig. 75 doedels concept
Tore bleuze 4IIIO
76
Vormgeving van het frame In het moodboard ‘vuur’ hebben de producten een gelaagde structuur. Ze bestaan uit verschillende lagen die door vorm en kleur gescheiden worden. De ‘STORM’ heeft ook verschillende lagen zodat de vormgeving er goed toe leent. Er werd besloten om de ronde vorm van de cabine af te vlakken om zo een strakker geheel te bekomen. (Fig.76) Het voertuig werd bovenaan opengelaten. Een extern frame zal de vormgeving van de ‘STORM’ bepalen. Dit frame moet er strak, agressief maar vloeiend uitzien. Om dit te bekomen werden een aantal schetsen gemaakt. Een selectie ervan wordt hieronder weergegeven.
Fig. 76 afvlakken van de ronde vorm
Tore bleuze 4IIIO
77
Fig. 77 selectie van vlugge vormschetsen van het frame
Tore bleuze 4IIIO
78
Fig. 78 vormschetsen van de cabine
Tore bleuze 4IIIO
79
Fig. 79 vormschetsen van het frame en de finale vorm van het frame
Tore bleuze 4IIIO
80
De lichten vooraan zijn heel bepalend voor het uiterlijk van een voertuig. Daarom werd er extra aandacht besteed om de geschikte vorm van de lichten te creëren. Op onderstaande schetsen zijn enkele variaties weergegeven. De lichten moeten er stoer uitzien en bij het geheel horen. Achteraan het voertuig wordt een lichtband voorzien.
Fig. 80 vormstudie van de lichten vooraan
Tore bleuze 4IIIO
81
Vormgeving van het interieur De vormgeving van het interieur is belangrijk aangezien het voertuig volledig open uitgevoerd is. Eerst werd geopteerd om een conventioneel dashboard te gebruiken. Door de beperkte plaats en het comfortabel instappen werd dit idee aan de kant geschoven.
Door enkel een soort console te voorzien langs de kant van de bestuurder kan de zijde van de passagier nog optimaal als bergruimte worden benut. De console kan bij het instappen omhoog gedraaid worden zodat de bestuurder genoeg beenruimte heeft.
Er werd gekozen om het interieur zo minimaal mogelijk te houden zodat er nog optimaal plaats voorzien is in het voertuig. Het interieur vloeit eveneens samen met het exterieur van het voertuig zodat beiden één geheel vormen. Naast de console is een opbergvak voorzien om allerhande kleine gereedschappen in op te bergen.
De vormgeving van de zetels in het voertuig moeten sportief zijn maar toch eenvoudig, zoals de totale vormgeving van het voertuig. De uiteindelijke stoel maakt gebruik van dezelfde hoeken en afrondingen zoals het externe frame. De onderkant van de stoel is hol uitgevoerd zodat er onder de zetel nog extra bergruimte gecreëerd wordt. Een selectie van de schetsen wordt hieronder weergegeven.
Tore bleuze 4IIIO
82
Fig. 81 vormschetsen interieur voertuig
Tore bleuze 4IIIO
83
Fig. 82 vormschetsen dashboard (2)
Fig. 83 finale dashboard
Tore bleuze 4IIIO
84
Fig. 84 vormschetsen zetel
Tore bleuze 4IIIO
85
Fig. 85 vormschetsen finale zetel
Tore bleuze 4IIIO
86
Finale schetsen
Fig. 86 Finale schetsen ‘STORM’
Tore bleuze 4IIIO
87
Fig. 87 digitale schets zijaanzicht
Fig. 88 marker schets
Tore bleuze 4IIIO
88
Kleurenstudie Naast de vorm is ook de kleur bepalend voor de stijl van het voertuig. De gebruikte kleuren liggen voor het grootste deel vast door het gekozen moodboard. (‘vuur’) Toch werd er een uitgebreide studie gemaakt van de kleuren en combinaties om een optimaal resultaat te bekomen.
Eerst werd geverifieerd aan de hand van afbeeldingen of het frame het best een donkere of lichtere kleur zou krijgen. De voorkeur ging uit naar een donkere kleur omdat het frame op deze manier meer benadrukt wordt.
Fig. 89 kleur frame
Daarna werd gezocht naar de beste kleurencombinaties van de verschillende onderdelen. Door de draaischijf dezelfde kleur te geven als de body ontstaat er een luchtiger geheel en groter contrast tussen het frame, het onderstel en de body. (Fig. 90)
Ook voor de kleur van het onderstel werd gekeken of een donkerder of lichtere kleur het meest geschikt is. Er werd geopteerd voor het onderstel in een donkere kleur uit te voeren net zoals het frame. (Fig.91)
Tore bleuze 4IIIO
89
Fig. 90 kleur draaischijf
Fig. 91 kleur onderstel
Op onderstaande figuren zijn nog enkele kleurencombinaties voorgesteld. Telkens wordt er gebruik gemaakt van een donker frame en een andere kleur voor de velgen, body en de draaischijf. Door de kleurenkeuze kunnen speciale edities of duurdere uitvoeringen van de ‘STORM’ uitgebracht worden.
Tore bleuze 4IIIO
90
Fig. 92 kleuren varieties ‘STORM’
Tore bleuze 4IIIO
91
Uitwerking 3D CAD model
Tore bleuze 4IIIO
92
5. Uitwerking 3d model CAD De vormgeving van het voertuig stond voor het grootste deel vast aan de hand van schetsen. Met behulp van deze schetsen werd een 3D CAD model geconstrueerd. Dit model diende voor de visualisatie van het voertuig en voor het frezen van de verschillende onderdelen voor het prototype. Het voertuig werd gemodelleerd in Pro Engineer en opgebouwd in een assembly.
De cabine werd aan de hand van een zijaanzichtschets in één geheel gemodelleerd (skeleton) en daarna opgedeeld in de verschillende onderdelen.
Fig. 93 uitwerking CAD model
Eens de basisvorm vast stond werden screenshots genomen waarop details werden geschetst en nadien gemodelleerd. De vorm en verhoudingen werden nog aangepast om een strakker en minder ‘lomp’ resultaat te bekomen. (versie 1 vs. versie 2)
Tore bleuze 4IIIO
93
Fig. 94 schetsen op prints CAD model (versie 1)
Tore bleuze 4IIIO
94
Fig. 95 schetsen op prints CAD model (versie 2)
Tore bleuze 4IIIO
95
Fig. 96 schetsen op prints CAD model (versie 2 (2))
Tore bleuze 4IIIO
96
Na overleg met de promotoren zijn er nog enkele aanpassingen uitgevoerd. Het uiteindelijke CAD model is hieronder voorgesteld.
Fig. 97 CAD model
Nadat het model volledig gemodelleerd was kon het geïmporteerd worden in 3D studio Max waar verschillende renderingen werden gemaakt. Deze afbeeldingen zijn op volgende pagina’s weergegeven.
Tore bleuze 4IIIO
97
Fig. 98 eerste renderingen van de 'STORM'
Tore bleuze 4IIIO
98
Fig. 99 'STORM'
Fig. 100 'STORM' by night
Tore bleuze 4IIIO
99
6. Bouw prototype In samenwerking met Indumo werd een prototype gebouwd. Aan de hand van de CAD files werden de verschillende onderdelen uitgefreesd in polyurethaan (UREOL) Katie Verheye maakte de bestanden klaar om te frezen en
programmeerde de freesmachine. Enkele onderdelen werden in verschillende inspanningen gefreesd. Het ‘frame’ van het voertuig werd vervaardigd door middel van rapid prototyping.
Sommige onderdelen konden door ondersnijding niet in één geheel gefreesd worden. De onderdelen werden opgedeeld in verschillende stukken en nadien aan elkaar gekleefd en manueel afgewerkt. (fig.106) Daarna werden alle stukken in het gewenste kleur gespoten en gemonteerd.
De verschillende stappen bij de bouw van het prototype worden op volgende pagina’s geïllustreerd. Het eindresultaat van het prototype zit in de bijlage. [zie bijlage 9] Op onderstaande afbeeldingen staan screenshots van het programma waarmee de freesmachine bediend wordt. Vooraf werd een simulatie gemaakt van de te frezen stukken. In de bijlage zit de “programma en tool informatie” van een deel van het freeswerk. [zie bijlage 8]
Tore bleuze 4IIIO
100
Fig. 101 begin simulatie freeswerk
Fig. 102 de te frezen onderdelen
Tore bleuze 4IIIO
101
Het vervaardigen van wielen en velgen neemt veel tijd in beslag. Daarom werd er besloten om bestaande modelbouwwielen te gebruiken. Om de schaal van het prototype te bepalen werd er eerst gezocht naar geschikte wielen. Uiteindelijk werd er gekozen om het prototype op schaal 1/5 te bouwen. Schaal 1/10 was niet geschikt omdat sommige onderdelen dan een te dunne wanddikte hadden.
Fig. 103 aangekochte wielen
Om het ronddraaien van de draaischijf en de cabine van het prototype mogelijk te maken werd een systeem gemaakt. Het systeem zorgt er ook voor dat de draaischijf en de cabine bevestigd kunnen worden op het onderstel.
Fig. 104 tekening draaisysteem
Tore bleuze 4IIIO
102
Fig. 105 gefreesde onderdelen van het prototype
Tore bleuze 4IIIO
103
Fig. 106 manueel bijwerken van de gefreesde onderdelen
Tore bleuze 4IIIO
104
Fig. 107 opspanning van de freesstukken voor de body
Tore bleuze 4IIIO
105
Fig. 108 onderdelen van het draaiplateau en de wielen
Tore bleuze 4IIIO
106
7. Besluit Uit de controle met de vooropgestelde doelstellingen kan worden afgeleid dat alle eisen bereikt werden. De ‘STORM’ is een ‘allround’ voertuig dat voor verschillende taken ingezet kan worden en met een frisse, ‘futuristische’ styling en een innovatief karakter. Het voertuig zou technisch nog verder kunnen worden uitgewerkt.
Tijdens het project heb ik veel zaken bijgeleerd. Ik ben in het bezit van een basiskennis Pro Engineer, heb kennis gemaakt met het bedrijfsleven en kennis opgedaan i.v.m. de bouw van prototypes, vormgeving, techniek, … Daarnaast heb ik ook contacten gelegd en geleerd om ideeën op een duidelijke manier aan andere personen uit te leggen en te visualiseren.
Ik ben tevreden over het geleverde resultaat en heel blij dat ik dit eindwerk heb mogen uitvoeren. Ik ben klaar om als ontwerper aan de slag te gaan en hopelijk krijg ik de kans om nog goeie en mooie ontwerpen te realiseren.
Tore bleuze 4IIIO
107
Bronvermeldingen Boeken en tijdschriften: [1]
The measure of man & woman – human factors in design, Alvin R. Tilley / Henry Dreyfuss associates / John Wiley
[2]
Car Design Jaarboek 3, Stephen Newbury / Fontaine
[3]
Interior motives (verschillende uitgaven)
[4]
Industrial vehicle technologie (verschillende uitgaven)
Internet [2]
DinBelg, http://www.dinbelg.be
[3]
Indumo Imagineering ©, http://www.indumo.be (fig.1)
[4]
Moxy ®, http://www.moxytrucks.com (fig.19)
[5]
Diseno Art, http://www.diseno-art.com
[6]
Case New Holland, http://www.cnh.com
[7]
John Deere, http://www.deere.com
[8]
Volvo, http://www.volvo.com/constructionequipment
[9]
Wikipedia, http://wikipedia.org
[10]
How stuff works, http://www.howstuffworks.com
Contacten Liesbeth Longueville, CP PO&ID (www.competentiepool-po-id.be) Ward Vleegen, Flanders Drive (http://www.flandersdrive.be)
Tore bleuze 4IIIO
108
Bijlagen
[1]
Projectfiche eindwerk + planning eindwerk
[2]
Checklist functies
[3]
Radar plot trendstudie Triz
[4]
General Motors concept
[5]
Verslag ‘Flanders Drive’
6]
Ergonomische tabel DinBelg
[7]
Ergonomische schema’s en afbeeldingen
[8]
Programma en tool informatie van het freeswerk
[9]
Foto’s afgewerkt prototype
Tore bleuze 4IIIO
109
[bijlage 1: projectfiche + planning eindwerk]
Projectfiche
Versie 2.0 : 20 december 2006
:: Projecttitel: “Conceptueel ontwerp” (van een multifunctioneel voertuig) :: Projecttype: Conceptstudie i.v.m. productarchitectuur, vorm, kleur en applicatie, uitgewerkt tot prototype. :: Organisatie / bedrijf: Indumo Imagineering Groenstraat 1A, 8770 Ingelmunster :: Projectteam: Projecteigenaar: Liesbeth Lonqueville (externe promotor) Projectbegeleider: Cies Vanneste (Interne promotor) Projectleider: Tore Bleuzé :: Tijdslimiet: Eén academiejaar. Einddatum : 26.06.07 :: Doelstellingen (objectieven): -
Marktanalyse en bepalen doelgroep, opstellen van het eisenpakket. Conceptueel ontwerp met innovatieve productarchitectuur. Vormgeven voertuig toegepast op doelgroep en functionele eisen / tools. Modelleren van model in CAD. Uitwerken functioneel prototype. (op schaal)
:: Kwaliteitseisen: -
Milieunormen : nvt Ergonomische eisen. Moet voldoen aan esthetische voorwaarden, futuristische styling.
Tore bleuze 4IIIO
110
:: Input: -
Kennis, ervaring en raadgeving van externe promotor / stage bedrijf . Raadgeving interne promotor Cies Vanneste. Bestaande producten op de markt. Patenten, systemen, … Eigen input. Cursussen PIH. Advies docenten.
:: Output: -
Uitvoeren en realiseren van de geformuleerde doelstelling. Thesis i.v.m. eindwerk. Presentatie van het eindwerk. Functioneel Prototype 3D CAD model Basiskennis Pro Engineer Stand expo op einde van het schooljaar.
:: Belangrijke presentatie indicatoren: -
Afwerking prototype. Technische haalbaarheid getoetst. Innovatie van het concept en de futuristische styling.
:: Projectbeperkingen: Wat ik NIET zal doen: -
Het voertuig volledig technisch in detail uitwerken. Een productie klaar voertuig maken. Sterkteberekeningen toepassen op het voertuig en de onderdelen. De aandrijving / motor van het voertuig volledig uitwerken. Het toepassen van vorm- en plaatstoleranties op het voertuig en de onderdelen.
Tore bleuze 4IIIO
111
:: Mijlpalen: 01.11.06 20.12.06 30.01.07 01.03.07 30.03.07 06.04.07 16.04.07 21.05.07 25.06.07
Afsluiten analyse fase. Presentatie definitieve keuze. Tussentijdse evaluatie. Definitief ontwerp volledig uitgewerkt. Presentatie, principe prototype. Indienen CAD model Indumo Indienen eerste versie thesis. Definitieve versie thesis, bewijs dat prototype af is. Definitieve presentatie eindwerk.
Goedkeuring van de projecteigenaar
Goedkeuring van de projectleider
Goedkeuring van de interne promotor
Liesbeth Longueville
Tore Bleuzé
Cies Vanneste
Datum: 05.10.06 Handtekening:
Datum: 05.10.06 Handtekening:
Datum: 05.10.06 Handtekening:
Tore bleuze 4IIIO
112
:: Planning eindwerk (MS Project)
Tore bleuze 4IIIO
113
[bijlage 2: Checklist functies]
Tore bleuze 4IIIO
114
[bijlage 3: radarplot TRIZ analyse]
Tore bleuze 4IIIO
115
[bijlage 4: General Motors: Hy-Wire]
(Bron: http://auto.howstuffworks.com)
Tore bleuze 4IIIO
116
[bijlage 5: verslag Flanders’ Drive]
Vrijdag 23 februari ’07, Lommel
1. Drive by wire -
Technisch mogelijk. Wordt niet ‘volledig’ toegepast in automobiel industrie door wettelijke bepaling: Verbinding stuur en wielen moet een fysische verbinding zijn. Het wordt wel al in beperkte mate toegepast bij ‘servo stuur’ en in CNH landbouwvoertuigen, vliegtuigen, …
-
Indien er gewerkt wordt met Drive by wire moet er een feedback gegeven worden: Bij het draaien aan het stuur moet er een weerstand zijn, zodat de bestuurder het gevoel van sturen gewaar wordt. (Vergelijkbaar met race sturen bij spelconsoles) Verbinding van onderstel met besturing van personen kan draadloos. Zo kun je de wagen ook via de computer op afstand besturen. (WIFI) Het is dan ook mogelijk om bijvoorbeeld het traject dat afgelegd wordt bij het afrijden van het gazon op te slaan zodat de volgende keer de wagen het gras afrijdt zonder bestuurder.
-
-
2. Aandrijving: waterstof? -
-
-
Waterstof wordt veelvuldig toegepast in concept cars. Technologie staat nog niet volledig op punt. Waterstof is nog niet overal voor handen. Tankstation? Waterstof moet zich in vloeibare toestand bevinden. Daardoor moet de waterstof op heel lage temperatuur gehouden worden. (-200° …) Daarvoor heb je koeling nodig en goede isolatie waardoor de tank groot van formaat wordt. Een andere oplossing is het werken met oplaadbare batterijen. Elektriciteit is veelal aanwezig. Tegenwoordig heb je kleine batterijen (+/- 30 kg) met grote capaciteit. Li Polymeer batterijen. (vergelijkbaar met gsm batterij) Meer info: www.solarteam.be (Umicor solar team, KU Leuven) Vermogen en afmetingen van de batterijen bepalen. Mogelijk om wagen op te laden via docking station: Terwijl wagen geparkeerd staat op zijn plaats wordt hij opgeladen. Voordeel ten opzichte van aansluiten kabel.
Tore bleuze 4IIIO
117
3. Motor in wiel? -
Motor in wiel wordt al toegepast. Mogelijk om motor en velg in 1 geheel te maken. (zie ook solar team) Hoog rendement : 98%, geen overbrengingen. Binnenste van de motor staat vast, buitenste draait rond. (omgekeerd ten opzichte van een gewone motor.) Bij het rijden op ruwe terreinen is het mogelijk een wiel dat vrij ronddraait en dus geen contact meer heeft met de grond uit te schakelen. Zo kan het vermogen van de batterijen volledig aan de andere drie wielen worden gegeven. Wordt al toegepast bij terrein voertuigen.
(bron: http://www.mitsubishi-motors.com/) 4. Draaien van de vier wielen mogelijk? -
-
-
Bij het draaien van de vier wielen, moeten de buitenste wielen vlugger draaien dan de binnenste: kan door een elektronische sturing. Bij het draaien van het stuur moet de hoek opgemeten worden door een sensor. De wielen moeten dan elk apart aangestuurd worden: Het buitenste wiel moet sneller draaien dan het binnenste. Het binnenste wiel moet een grotere hoekverdraaiing hebben ten opzichte van het buitenste. Kan ook geregeld worden door elektronica. Het sturen van het wiel kan met hydraulische cilinders die het wiel wegduwen: • Kracht is groot genoeg • Aanwezig zijn van hydraulisch systeem, extra pomp • Cilinder zichtbaar aanwezig: niet mooi?
Tore bleuze 4IIIO
118
-
-
-
Het sturen kan ook met een elektromotor. (zie: Robotica: ABB en KUKA = fabrikanten van elektromotoren) Let op: Genoeg vermogen om het wiel te kunnen draaien? (2x bestuurder + gewicht wagen + lading.) Kan ook sturen door de wielen apart en andere snelheid te geven. Het draaien loopt dan niet soepel en de grond wordt beschadigd. Bij het draaien kunnen de wielen tegen de armen zitten: Oplossen door aanpassen van de vorm van de armen.
5. Grasmaaier -
-
Grasmaaier heeft best wielen waardoor hij in contact komt met de grond. Zo heeft de grasmaaier een vaste hoogte ten opzichte van de grond. Zo niet zal de grasmaaier tegen de grond botsen indien er in een put wordt gereden. Motor kan ook in grasmachine zelf aanwezig zijn. Zo moet er geen extra motor worden voorzien in de draaischijf.
6. Stabiliteit: -
Kan worden berekend: formules mechanica … Max helling kan worden berekend vooraleer het voertuig omkantelt. Zwaartepunt licht laag bij voertuig doordat alle technologie in onderstel zit. Voor de veiligheid kan er een sensor worden geplaatst die meldt wanneer de maximum helling bijna overschreden is en het voertuig zou kunnen kantelen. Wordt al toegepast. Mogelijk door elektronica.
7. Ophanging, vering: -
Vering door middel van torsieveer niet aangeraden. Vering moet altijd een rechtlijnige beweging maken. Dit kan ook overgebracht worden met behulp van mechanisme. (vb Formule 1 wagen)
Tore bleuze 4IIIO
119
-
-
-
Best toepassen van luchtveren: wordt al toegepast bij bestelwagens: Mercedes Vito, ambulances … De luchtveren dienen om de ophanging, maar het is ook mogelijk om het wagentje in hoogte te verstellen. Voordeel luchtveren: kleine verplaatsing luchtveer; grote verplaatsing in hoogte van de wagen. Kan worden ingebouwd in onderstel. (Beperkte afmetingen) Luchtcompressor is noodzakelijk: afmetingen = 30 x 15 x 20 De aanwezigheid van de luchtcompressor kan nog gebruikt worden voor andere toepassingen: perslucht aansluiting aan wagen? Scharnierpunt van de armen aan het onderstel best zo laag mogelijk in plaats van in het midden. Zo heb je meer plaats om de luchtveer en het mechanisme in te bouwen. Opzoeken van de verschillende types luchtveren.
8. In hoogte verstelbaar van de wagen. -
Is mogelijk. Kan door toepassen van hierboven vermelde luchtveer. Met luchtveren is het mogelijk om de hoogte van de wagen traploos te regelen. Dit kan bediend worden met een hendel … Wordt ook toegepast bij busjes, bestelwagens: wagen wordt verlaagd zodat oudere mensen makkelijker kunnen instappen.
Tore bleuze 4IIIO
120
[bijlage 6: DINBelg tabel ergonomie]
(bron: http://www.dinbelg.be)
Tore bleuze 4IIIO
121
(bron: http://www.dinbelg.be)
Tore bleuze 4IIIO
122
[bijlage 7: ergonomische schema’s: The measure of man & woman]
Tore bleuze 4IIIO
123
Tore bleuze 4IIIO
124
Tore bleuze 4IIIO
125
[bijlage 8: Programma en tool informatie van het freeswerk]
Tore bleuze 4IIIO
126
[bijlage 9: foto’s afgewerkt prototype]
Tore bleuze 4IIIO
127
