Ze zwykłymi pożeraczami szos sprawa jest o tyle prosta, że projektuje się je z myślą o jak najniżej położonym środku ciężkości. Im niżej, tym mocniej auto trzyma się drogi; jeśli jest zbyt wysoko, samochód może się wywrócić – co bada się m.in. podczas testu łosia (polega na przejechaniu slalomem między słupkami z odpowiednią prędkością; test służy badaniu stabilności podczas wykonywania gwałtownych manewrów). W przeciwieństwie do aut sprzęt budowlany ma jednak wystające i ruchome elementy, co czyni przewidywanie jego stabilności skomplikowanym zadaniem. Jeśli tutaj popełniany jest błąd, to na budowach są wypadki i giną ludzie.

Naukowcy z Politechniki Wrocławskiej zapewniają, że wywracające się koparki czy ładowarki odchodzą w przeszłość, a wszystko dzięki opracowanemu przez nich układowi nowej generacji do monitorowania stateczności w tych pojazdach. – Idea jest bardzo podobna do elektroniki stosowanej w autach sportowych, tyle że tam system dba o przyczepność, a nasz układ monitoruje stateczność maszyny budowlanej – mówi prof. Piotr Dudziński z Politechniki Wrocławskiej (PWr).

Naukowcy tłumaczą, że podczas normalnej pracy sił działających na sprzęt budowlany jest znacznie więcej i są bardziej skomplikowane niż w przypadku zwykłych aut. Bierze się to stąd, że takie pojazdy – jak np. koparka – często na podwoziu mają obracającą się kabinę. Jakby tego mało, do nadwozia zamocowane jest ramię manipulatora, które nabiera urobek. Te wszystkie elementy oraz ich ruch względem siebie muszą być także brane pod uwagę, jeśli chciałoby się monitorować stateczność w czasie rzeczywistym.

– Tymczasem dostępne systemy montowane w sprzęcie budowlanym biorą pod uwagę wyłącznie ich stateczność podczas postoju, pomijając tę w warunkach pracy – mówi dr inż. Andrzej Kosiara z PWr. Nie znaczy to jednak, że obecne rozwiązania ignorują to, że sprzęt będzie pracował na budowie. Po prostu kompensują to uwzględnianiem szerokiego marginesu bezpieczeństwa przy wyliczaniu optymalnych parametrów pracy (czyli np. ile urobku operator może nabrać do łyżki). – Nasz system jest także w stanie uwzględniać w czasie rzeczywistym odkształcanie się podłoża, bo sprzęt budowlany rzadko kiedy pracuje na równej i twardej powierzchni. Tymczasem ten parametr również ma wpływ na stateczność dynamiczną – tłumaczy dr Kosiara.

– Warto również pamiętać, że dzisiaj po budowach już bardzo rzadko jeździ coś takiego jak koparka. Jeździ pojazd gąsienicowy z manipulatorem, którego ramię zakończone jest szybkozłączem, dzięki któremu operator w kilkadziesiąt sekund jest w stanie zmienić łyżkę np. na młot do wyburzeń. A inne narzędzie to zmiana dynamiki całego układu, co nasz system również uwzględnia – tłumaczy prof. Dudziński.

Rozwiązanie składa się z dwóch elementów – hardware’u i software’u. Hardware zapewnia informacje o stanie maszyny – to system przetworników wykrywających siły działające na pojazd, w tym przyspieszenie (kiedy np. operator obraca kabinę), oraz zarządzających nimi sterowników. Dane z tych źródeł obrabia software, który na bieżąco informuje operatora o zagrożeniach.

– To, jaką formę te ostrzeżenia przyjmą – czy będą to sygnały świetlne na konsolecie, czy system znany z aut sportowych, gdzie na konsoli głównej wyświetlacz pokazuje różne przyspieszenia – to już jest drugorzędna sprawa – mówi prof. Dudziński. Zależy to oczywiście od sposobu wdrożenia; naukowcy w kwietniu będą się chwalić rozwiązaniem na największej na świecie imprezie branżowej – targach sprzętu budowalnego BAUMA w Monachium. Zapowiadają też, że pracują w laboratorium nad stworzeniem wersji wynalazku, którą każdy będzie mógł na własną rękę zainstalować w posiadanym sprzęcie.

>>> Czytaj też: Tarcza molibdenowa. Co udało się osiągnąć dzięki temu polskiemu wynalazkowi?

Eureka! DGP

Trwa szósta edycja konkursu „Eureka! DGP – odkrywamy polskie wynalazki”, do którego zaprosiliśmy polskie uczelnie, instytuty badawcze i jednostki naukowe PAN. Do 17 maja w Magazynie DGP będziemy opisywać wynalazki nominowane przez naszą redakcję do nagrody głównej, wybrane spośród 54 prac nadesłanych przez uczelnie oraz instytuty.

Rozstrzygnięcie konkursu nastąpi 22 maja podczas kongresu Impact’19 w Krakowie. Nagrodami są 30 tys. zł dla zespołu, który pracował nad zwycięskim wynalazkiem, ufundowane przez Mecenasa Polskiej Nauki – firmę Polpharma, oraz kampania promocyjna dla uczelni lub instytutu o wartości 50 tys. zł w mediach INFOR Biznes (wydawcy Dziennika Gazety Prawnej), ufundowana przez organizatora.