Examensarbeten
hos HIAB 1 i Hudiksvall
Cargotec effektiviserar lasthantering med system och relaterade tjänster för lastning och lossning
av gods. Cargotec's varumärke HIAB är global marknadsledare inom lasthanteringslösningar.
HIABs lasthanteringslösningar används bland annat inom byggnadssektorn, skog, industri,
avfallshantering, återvinning och försvaret.
I Hudiksvall har vi mekanisk konstruktion av medelstora lastbilskranar. Vi har även utveckling av
hydraulik och elektronik (både mjuk- och hårdvara) för alla lastbilskranar inom koncernen. I vårt
laboratorium har vi bl.a. funktionsprovning och förstörande provning av elektronik, hydraulik och
mekanik.
1
I häftet kan det finnas arbeten som sker i sammarbete med andra företag än HIAB
Förslag på examensarbeten
Sensor enhanced valve
performance
The idea with this work is to use low spec
valves together with inexpensive sensors and
by
combining
them
enhance
the
performance of the crane.
The current system contains multiple sensors
that are not actively used to improve
drivability on the crane. The hope is that the
system can already be done much better just
by taking advantage of the existing signals
and possibly completed with some new
sensors such as a gyro sensor. Sensor-chip
including 3-axis accelerometers and 3-axis
gyros are today in an acceptable price range.
The challenge with the work is to enhance
the valve performance to a level that it is
possible to use the valve in a closed loop
crane tip control application.
In order to conduct the work a model of the
system is necessary including:
•
•
•
Mechanical model of the selected
crane model.
Detailed model of the hydraulic
system including load holding valves
and pilot stages.
Sensor models including resolution
and signal timing properties.
•
Discrete model of the control system
including observers and closed loop
crane controllers. All this with relevant
time delays and sampling time for
code generation.
The validation of the model has to be
conducted in several stages both on
separate hardware e.g. hydraulic component
testing. Full crane validation to verify the
mechanical mode. Signal analysis to verify
the time delay in parts of the control system.
The results of the thesis will serve as the
basis for the decision for the next generation
of control systems.
Location: Hudiksvall other location could be
considered
Preferable two students on this task
Keywords: Sensor fusion, Kalman-filter,
Crane Tip Control, Valve modelling, Gyro
sensor, Accelerometers.
Comments:
This work is currently
conducted at KTH as a student project.
Depending on the outcome of the student
project, the project can be changed or
expanded. It could be expanded with crane
tip control.
Virtual Reality enhanced
crane driving
The idea for this project is to evaluate stereo
goggles in conjunction with crane driving to
see if it is a feasible way of controlling the
crane. In this project the intention is to use
Oculus Rift and the oculus Software
Development Kit that exist. The precision of
the crane operation often depends on how
well one can estimate the distance between
the load and the crane tip position. This can
be difficult if the only available view is two
dimensional. Therefore, we believe that
stereo vision is necessary when driving the
crane from a remote position. Consequently,
it is of high interest for HIAB to investigate
the new VR technology that is currently
emerging.
Tasks to be done
• Integration between the VR device
and the computer including head
sensor.
•
Assemble crane information to be
visualized as “on screen display” in
the VR-device
•
Gimbal control
•
System layout
The integration of the system includes:
•
•
•
Head set (oculus)
Head motion sensor
Computer to assemble stereo picture
and control gimbal
• Gyro stabilized camera gimbal
• Stereo cameras with adjustable lens
distance
One big part of the work is to assemble the
system
and
generate
the
needed
modification in the Oculus Software
Development Kit.
o
Controlled by the head sensor
through the computer.
o
Stabilized and compensated
for crane movements
o
Investigate
positions.
different
gimbal
Camera
o
Acquire and test
cameras
and
configurations
o
Make it possible to test
different inter-axial distance to
be optimized for crane driving
different
camera
Test platform
The VR-system is to be tested on one of the
cranes available in the laboratory in
Hudiksvall, where the crane can be driven
from distance. Test will initially be done on a
test bench inside and at a later stage tested
on a truck mounted crane to evaluate the
gimbal performance in stabilizing the
camera.
Location: Hudiksvall other location could be
considered
Energieffektivt Hydrauliskt
powerpack
Preferable two students on this task
Detta är ett projekt som kommer att drivas
gemensamt av ett antal företag i Hudiksvall.
Keyword: Gimbal control, Stereo vision,
inter-axial distance.
Comments: This work might be more
suitable as a bachelor work or student work.
We are however open for suggestions that
would expand the work to meet master
theses requirements. E.g. image processing
object tracking or other function where
cameras could be used for controlling the
crane.
Oculus rift unit is ordered and should arrive in
the end of September
Bakgrund
Drivkraften för ett elektriskt powerpack är
många men de viktigaste är minskad
emission av ljud men även avgaser, bränslekostnaden kan också vara av betydelse men
det beror på i vilken applikation som
powerpaket är tänkt att användas. Hittills har
batterikostnaden varit hämmande faktor för
teknikens genombrott och står än idag för
mer än halva systemkostnaden.
Batterikostnaden sjunker ständigt och börjar
närma sig en nivå som slutkunden är beredd
att betala. För närvarande kostar batterier för
biltillverkare ca 500$/kWh. Tesla motors
batterier är redan idag halva den kostnaden
och beräknas sjunka ytterligare. I våra
applikationer bör man fortfarande räkna med
något högre pris men trenden är densamma.
Genomförande
Baserat på detta kommer Hudiksvalls
Hydraulikkluster 2 påbörja en studie av denna
teknik och i ett första skede titta på ett
system med en varvtalsstyrd asynkronmotor
med fast pump. Systemet finns idag men
med en variabel lastkännande pump och har
endast körts i två fasta varvtal. Detta system
2
Se externt dokument för mer information om
hydraulik klusteret i Hudiksvall
kommer att fungera som en testbänk under
arbetets gång.
Systemet skall testas mot två applikationer
en HIAB lastbilskran och en HUDDIG
grävlastare. Dessa båda applikationer har
idag lastkännande system vilket inte är något
problem då den nuvarande pumpen är
lastkännande. Däremot ska pumpen ersättas
med en fast pump och därför behövs även
en lastkännande regulator implementeras i
styrsystemet av powerpacken.
Systemet som finns är baserat på en
asynkronmotor och en teoretisk jämförelse
med en synkronmotor ska genomföras
speciellet med aspekt på dynamisk respons
och energieffektivitet.
Tänkbar arbetsgång
Arbetet kan vara en delmängd av
nedanstående punkter beroende på arbetets
omfattning och studenternas bakgrund.
•
Bakgrundsstudie
med
teoretisk
genomgång
av
de
olika
motorteknologierna inklusive inverter
och batteriteknologier.
• Modellera systemen med de olika
systemalternativen.
• Validering av simuleringsmodellen
med det alternativ där hårdvara finns
tillgänglig.
• Regulatordesign
för
tryck/flödes
reglering i simuleringsmiljön.
• Genomföra teoretisk energistudier,
basserat på fördefinierade körcykler
för de olika maskinerna.
• Utvärdera regulatordesignen på de
båda utvalda applikationerna.
Placering: Hudiksvall
Två studenter
Nyckelord:
El-motorteknologi,
Frekvensomvandlare, tryckreglering, system
simulering, CAN-bus kommunikation,
Är du intresserad av examensarbete hos oss?
I den här foldern finns ett urval av examensarbeten där vi i Hudiksvall har ett behov av utförda
arbeten. Kanske är det något som passar dig, kanske du vill kombinera ett par av dem eller du
kanske har egna förslag. Oavsett vilket är du välkommen att kontakta oss för fortsatta
diskussioner.
Vi ser gärna att ni är två studenter som utför jobbet tillsammans, men det är inget krav. Ibland har
man samma bakgrund men det kan också vara så att man kompletterar varandra med olika
studieinriktningar.
Kontakt
Marcus Rösth
Research Manager - Hydraulics and Control
[email protected]
Telefon: 0650 – 91 733
Monica Parsmark-Jansson, HR-specialist
[email protected]
Telefon: 0650 – 91150