Præsentationsrapport / Ba6-ID2 / juni City Cleaner. - En rengøringsrobot til byen

Transkript

1 Præsentationsrapport / Ba6-ID2 / juni 2012 City Cleaner - En rengøringsrobot til byen

2 Forord Denne præsentationsrapport er udarbejdet af gruppe 2, som et led i 6. semester bachelor 2012, Industriel Design på civilingeniøruddannelsen, Arkitektur og Design ved Aalborg Universitet. Igennem den tilhørende procesrapport er der udviklet en City Robo Cleaner, hvis løsning bliver præsenteret i denne rapport. Rapporten skal agere som salgsmappe fra designerne til producenten. I dette tilfælde er den tænkte producent Nilfisk-Egholm, da de igennem projektet har fungeret som eksterne samarbejdspartnere. This bachelor project deals with designing a City Robo Cleaner an autonomous robot for collecting waste in the central urban environment. More and more waste is thrown in urban areas, and it costs both the environment and the society dearly. The design solution in this project is a City Robo Cleaner running in daytime in the inner city of Aalborg. Focus is visible cleaning, for the prevention of abandoned waste on a long term. 2

3 Indholdsfortegnelse Problem 4 City Cleaner 6 Funktionalitet 8 Sugefunktion 10 Manøvredygtighed 12 Den daglige rytme 14 Servicering 15 Egenskaber 16 Alarmsystem 17 Materialer 18 Stykliste 21 Kontekst 22 3

4 Bybilledet er præget af mere og mere henkastet affald, som kommunens store fejemaskiner ikke kan komme til, men skal indsamles manuelt af renovationsarbejderne. Dette medfører større omkostninger for kommunen, og der vil på længere sigt være brug for en anden løsning. Da de mange opstillede affaldsspande og askebægre ikke har afhjulpet problemet, må en del af baggrunden hertil kunne findes i borgernes adfærd. Dermed er der brug for en ændring af adfærden, for en vedvarende løsning af affaldsproblemet. Problem 4

5 5

6 Den selvkørende robot City Cleaner, gør rengøringen i byen synlig for borgerne. Med æstetisk udtryk og samaritanske handlinger, stiller City Cleaner som det gode eksempel blandt byens befolkning. Henkastet affald i hjørner og sprækker klares let, mens handlende fortsat kan anvende byens mange muligheder, i et renere miljø. Gennem høj batterikapacitet og effektivt energiforbrug sikres vedvarende funktionalitet. Dette giver City Cleaner optimal synlighed og dermed optimal påvirkning af borgernes vaner. Avanceret sensorteknologi gør City Cleaner i stand til selv at genkende og opsamle henkastet affald. Samtidig gør det den i stand til at navigere gennem menneskemængder. Kombineret med trådløs positionering og programmering gør dette City Cleaner til den optimale løsning indenfor automatiseret rengøring i byen. En vedvarende løsning for en renere fremtid. City Cleaner Konstant sugeevne: Hævet filter sikrer optimal sugestyrke hele dagen. Brugervenlig: Tanken tømmes let, ved at låse tanken op og klikke den af. Høj batterikapacitet: Med batterikapacitet til 7 timer, sikres en effektiv arbejdsdag for City Cleaner. Lavt lydniveau: City Cleaner opererer ved max. 55 db Genopladelig: Efter endt arbejdsdag returnerer City Cleaner automatisk til opladestationen. Lav venderadius: Uafhængige hjul giver venderadius på kun 50 cm. Selvkørende: Dybdesensorer, gør den i stand til selv at finde henkastet affald og undgå forhindringer. Trådløse hotspots sikrer præcis navigering gennem gågaden. Tyverisikret: Den indbyggede alarm og gps-sender, giver optimal sikkerhed mod tyveri. 6

7 240 mm 690 mm Tekniske specifikationer 500 mm Egenvægt: Frihøjde: Opsamlingsbredde: Tank kapacitet: Hastighed: Teoretisk opsamlingsareal pr. time: Teoretisk rækkevidde pr. opladning: Arbejdstid pr. opladning: Opladningstid: Sugestyrke: 9.8 kg 30 mm 900 mm 7 L Max. 4 km/t 3600m m 2 Op til 7 timer 5 timer 20 W 7

8 City Cleaner bevæger sig langs gadens højre side. Her kører den to ruter, først med udgangspunkt 45 cm fra væggen, der næst 135 cm fra væggen. Her ved dækkes hele området, uden at køre præcist samme sted to gange i træk. Trådløse hotspots sørger for at City Cleaner altid kender sin egen position og dermed altid holder sig indenfor de angivne zoner. Hvis den registrerer en forhindring er City Cleaner programmeret til altid at køre venstre om forhindringen. Dermed kører den, hvis den eksempelvis støder på et butiksskilt, ud mod fodgængerne og kører denne vej om forhindringen. City Cleaner programmeres til ikke at stoppe for affald foran butiksåbninger, så handlende ikke forstyrres. Funktionalitet 8

9 9

10 City Cleaner er udstyret med en sugemotor der aktiveres, når der registreres affald. Den kører hen over det registrerede affald, der hermed suges op i tanken. Sugemotoren er placeret centralt i City Cleaner. Herfra suger den, gennem et filter, luften ud af tanken, hvorved der dannes undertryk. Dette undertryk gør punktsuget i stand til at samle småt affald op fra gaden. Da der kun suges, når der registreres affald, falder tankens indhold ned bag i tanken, når motoren slår fra og opbevares her, til denne tømmes. Sugefunktion City Cleaners lave sugepunkt, gør den ideel til flere slags belægninger. Små emner suges let op, selv hvis de er placeret i fliser og brostensfuger- og riller eller i svært tilgængelige hjørner. Cigaretskod Mindre papiraffald Andet mindre affald Fliser Brosten Asfalt 10

11 11

12 City Cleaners kompakte størrelse og uafhængige styring på baghjul, giver en minimal venderadius. Kombineret med avanceret sensorteknologi, gør dette City Cleaner i stand til effektivt at manøvrere mellem bymiljøets mange forhindringer. Manøvredygtighed 12

13 City Cleaner er udstyret med 2 sensor-moduler, til navigering og registrering af affald. Disse er placeret så de kan registrere affald både på begge sider og ligefrem, med en vinkel på 60 o pr. modul. De dækker hermed en 120 o vinkel om City Cleaner og i en bredde af 45 cm på hver side 60 o 120 o Bumpersensor registrerer hvis City Cleaner kører mod uforudsete forhindringer. Kinect-sensor måler dybden til forhindringer foran City Cleaner og registrerer også henkastet affald. Gyro-sensor registrerer hvis City Cleaner vælter eller bliver løftet. Sensor ved hjulene slår motorer fra hvis City Cleaner bliver løftet eller trådt på. WiFi-modtager registrerer længden til hotspots. 13

14 I det daglige arbejde, passer City Cleaner sig selv. Den opererer fra til (14.00 i weekender), hvor efter den automatisk finder hjem til sin ladestation. Om morgenen, før City Cleaners arbejdsdag begynder, kommer en renovationsarbejder forbi og tømmer tanken for gårsdagens opsamlede affald. Efter endt arbejde, eller ved lavt batteriniveau, returnerer City Cleaner til sin opladningsstation. Her tilsluttes den en energikilde og batteriet bliver dermed klar til næste dags tur. Opladningsstationen bliver desuden en fast del af en renovationsarbejders daglige rute. Herved kan tanken tømmes, mens der samtidig dagligt bliver holdt øje med fejl og skader på City Cleaner. Den daglige rytme Driftstid: 7 timer Tømning: en gang dagligt Opladningstid: 5 timer 14

15 For let servicering, er tanken fastholdt af en enkelt lås i forbindelse med dens dæksel. Når denne åbnes kan tanket let klikkes af, for enkel servicering og rengøring. For at sikre City Cleaners indhold mod uvedkomne, opnås der yderlige adgang til de indre maskindele, ved at løsne skruer placeret under tanken. Her efter kan skallen klikkes af og der kan gennemføres service af motor og styring. Servicering 3 1. Nøgle isættes, dæksel sættes i tanken og låses 2. Låsestangen låser tanken fast til City Cleaner 3. Et kliksystem fæstner tankens spids

16 Tunge dele, som batteri og motorer, er placeret mellem de bagerste hjul. Disse hjul driver City Cleaner frem og denne vægtfordeling giver dermed optimalt vejgreb på alle overflader. Egenskaber Bred akselafstand for god stabilitet Skridsikre hjul for godt vejgreb Vægtfordeling på trækaksel for øget vejgreb Lavt tyngdepunkt for god stabilit 16

17 Det indbyggede alarmsystem, registrerer hvis der opstår en uregelmæssighed. Dette kan være ved tyveri, hvor der udsendes et højt alarmsignal. Samtidig er City Cleaner udstyret med GPS-sender, så en stjålet enhed let kan spores. Hvis der opstår en fejl, eller den sidder fast, sendes et signal over SMS, til en kontaktperson. Alarmsystem Væltning Fejlmelding Tyveri 17

18 Valget af de anvendte materialer er baseret på et kompromis mellem vægt, styrke og produktionsomkostninger. De valgte materialer har lave startomkostninger til produktion og er uv-bestandige, så det kan anvendes i udendørs klima. Materialer Karosseri 3 mm polyuretan (PUR) støbt i silikoneform for lave startomkostninger og holdbarhed. Er UVbestandigt. Chassis 2 mm stanset og bukket aluminiumslegering for lave startomkostninger og slagfast og stift materiale. 18

19 Hjul og styring Et- og to-aksels hjul for lav venderadius og nem servicering. Har lav indkøbspris. Tank 3 mm polyuretan (PUR) støbt i silikoneform for lave startomkostninger og holdbarhed. Er UVbestandigt. 19

20

21 Stykliste 1: 2: 3: 4: 5: 6: 7: 8: 9: 10: 11: 12: 13: 14: 15: 16: 17: 18: Nøgle Låsestang Låsedæksel Tank Filterholder Filter Gummipakning Ø 46mm Gummipakning Ø 75mm Tonet glas Karosseri 2X Sensor Gummipakning Ø 46 mm Gummipakning Ø 75 mm Holder til sugerør Holder til sensor Turbine motorhus Turbine blad Børsteløs DC motor 20 W 12 V 19: 20: 21: 22: 23: 24: 25: 26: 27: 28: Lithium Ion batteri 40 AH 12 V Sugerør 2X Børsteløs DC motor 25 W 12 V 2X Gearing 25:1 Mainboard Chassis 2X Hjulkapsel 2X Fælge 2X gummidæk Ø 471mm 2-aksels hjul 3 Stk. M8 x 25 3 Stk. M4 x 30 6 Stk. M1.6 x 6 2 Stk. M2 x 20 2 Stk. M2 x 5 8 Stk. M3 x 12 1 Stk. Spændeskive Washer ISO

22 22 Kontekst

23 23

24 24

25 25

26