Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Prototype design for autonomous vehicle
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2015 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Prototypkonstruktion av autonom bil (Swedish)
Abstract [en]

This thesis describes the mechanical design of a prototype vehicle developed for a company located in California. The project was based on an earlier vehicle located at KTH, Transport Labs, and investigated if the existing concept for the vehicle would work as a concept for an autonomous prototype, with focus on component layout and increased forces. The design of the vehicle is based on a concept with a carbon fiber bottom plate, two separate suspension modules with electric hub motors and steer by wire. In addition a steering interface, seats and a roll cage is added to the base. Quadrant symmetric design and four wheel steering/drive makes the vehicle move equally good forward and reverse. The steering is controlled by individual rotating actuators mounted at each wheel, meaning that the vehicle, apart from acquiring a low turning radius also can angle the wheel in the same direction and drive with so called crab steer where the car is moving sideways without rotating itself. The brake system contains a regular manual hydraulic brake system in parallel with an autonomous brake system. The project was started by generating a list of requirements. This was then considered when doing the design in CAD (Solid Edge). The design was validated with ADAMS (MBS) and ANSYS Workbench (FEA). The majority of the project was carried out in Sweden at KTH where the driveline of the vehicle was designed and assembled. The driveline was then transported to California where the vehicle was finalized and tested. The test carried out indicated that the concept was working as a prototype but that some of the components needed to be upgraded. All tests needed was not carried out which led to that the maximum speed of the vehicle was limited to 40 km/h Further durability-, and high load tests will be carried out in order to, with suitable safety, raise the maximum speed. The maximum steering angle of each wheel acquired was 23 degrees that, with four wheel steering, means an effective steering angle of 46 degrees. The cars minimum turning radius was around 5 meters.

Abstract [sv]

Detta examensarbete beskriver den mekaniska konstruktionen av ett prototypfordon för ett företag beläget i Kalifornien. Projektet utgick från ett befintligt fordon på KTH, Transport Labs och undersökte hur vida det befintliga konceptet för det fordonet fungerade för en autonom prototyp, med särskilt hänseende till komponentplacering och ökade krafter. Fordonet är konstruerad runt en bottenplatta av kolfiber, två separata hjulupphängningar med elektriska navmotorer och så kallad ”steer by wire” samt kompletteras med ett förargränssnitt, säten och rullbur. Kvadrant symmetriska design och fyrhjuls styrning/drivning gör att fordonet för sig lika bra framåt som bakåt. Styrningen sköts av en individuell roterande motor fäst vid varje hjul vilket innebär att fordonet, utöver att få en låg svängradie, även kan vinkla alla hjul åt samma håll och uppnå så kallad krabbstyrning där bilen rör sig i sidled utan att själv rotera. Bromssystemet består av ett vanligt manuellt hydrauliskt bromssystem parallell kopplat med ett autonomt aktiverat bromssystem. Projektet inleddes med generering av en kravspecifikation. Denna låg sedan som grund för konstruktionen som genomfördes i Solid Edge (CAD). Konstruktionen validerades med hjälp av ADAMS (MBS) och ANSYS Workbench (FEM). Största delen av projektet genomfördes i Sverige på KTH där drivlinan av fordonets konstruerades och monterads. Denna flögs sedan till Kalifornien där fordonet färdigställdes och testades på plats. De genomförda testerna tydde på att konceptet fungerade bra som prototyp men att vissa komponenter behövde uppgraderas. Full testning han inte genomföras vilket ledde till att den maximala hastigheten begränsades till 40 km/h. Vidare uthållighets- och höglasttester kommer genomföras för att, på ett säkert sätt, kunna öka den maximala tillåtna hastigheten. Den maximala styrvinkeln för varje hjul uppgick till 23 grader vilket, med fyrhjulningsstyrning, innebär en effektiv styrvinkel på 46 grader. Bilens minimi svängradie uppgick till cirka 5 meter.

Place, publisher, year, edition, pages
2015. , 54 p.
Series
MMK 2015:23 MKN 129
Keyword [en]
Prototype vehicle, autonomous vehicle, steer by wire, self-driving car
Keyword [sv]
Prototypfordon, autonomt fordon, steer by wire, självkörade bil
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-175778OAI: oai:DiVA.org:kth-175778DiVA: diva2:862289
Supervisors
Examiners
Available from: 2015-11-03 Created: 2015-10-21 Last updated: 2015-11-03Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(6253 kB)269 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 6253 kBChecksum SHA-512
d0280e1fa3416359b39339c6e97b47057b18aa802cdff3f3dbfc965286a4f7779821e865d22a80d90c7c046c862b0b2054c947450b391f23e6c1778e5c888428
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 269 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 432 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf