Электрический моноцикл

Самобалансирующийся одноколесный персональный транспортер

Самобалансирующиеся одноколесные велосипеды на выставке Paris sans Voiture (Париж без автомобилей), сентябрь 2015 г.

Электрический моноцикл ( часто инициализируется как EUC или сокращенно yuke или Uni ) — это самобалансирующийся персональный транспорт с одним колесом . Наездник контролирует скорость, наклоняясь вперед или назад, и управляет, поворачивая или наклоняя устройство из стороны в сторону. Самобалансирующийся механизм использует акселерометры и гироскопы . ^[1] Большинство производителей EUC базируются в Китае, включая Segway, Inmotion, Kingsong, Begode и Leaperkim.

Операция

Подобно ховербордам , Onewheels и Segway , электрические моноциклы являются самобалансирующимися в прямом и обратном направлении, при этом боковая (поперечная) устойчивость обеспечивается рулевыми движениями человека, которые наклоняют или скручивают устройство, аналогично динамике велосипеда и мотоцикла . Управление моноциклом можно считать аналогичным перевернутому маятнику . Многие электрические моноциклы имеют подвеску, работающую либо на воздухе, либо на пружинах.

Электрические моноциклы выпускаются с разными скоростями, емкостью аккумулятора и мощностью двигателя. Модели начального уровня могут развивать скорость до 15 миль в час и иметь запас хода 10-15 миль, в то время как продвинутые модели, которые появятся в 2024 году, смогут развивать скорость до 60 миль в час и преодолевать более 100 миль на одной зарядке.

История

Тревор Блэквелл демонстрирует свой прототип.

Ранние эксперименты

Моноколесо с ручным приводом было запатентовано в 1869 году Ричардом К. Хеммингом ^[2], а педальный привод — в 1885 году. ^[3] Различные моторизованные моноколеса были разработаны и продемонстрированы в 1930-х годах, но не имели коммерческого успеха ^[4] , а Чарльз Ф. Тейлор получил патент на «транспортное средство с одним опорным и ведущим колесом» в 1964 году после 25 лет экспериментов. ^[5] В 1977 году Чарльз Гэбриел представил электрический моноколесо, который напоминает конструкцию современных устройств. ^[6]

Коммерциализация

В 2003 году компания Bombardier анонсировала концептуальный проект такого устройства, используемого в качестве спортивного транспортного средства, Embrio. ^[7] В сентябре 2004 года Тревор Блэквелл продемонстрировал функциональный самобалансирующийся моноцикл, использующий механизм управления, аналогичный тому, который используется в Segway PT, и опубликовал проекты под названием Eunicycle . ^{[ требуется ссылка ]} Этот подход был дополнительно усовершенствован группой студентов-инженеров из Университета Аделаиды, которые разработали Micycle, который включал в себя мотор-колесо, литий-ионную батарею и новый рулевой механизм, в котором колесо вращалось независимо от основного шасси. ^[8]

Велосипед Micycle 2010 года с рулевым механизмом, мотор-колесом и литий-ионным аккумулятором

Ранние модели имели сиденье, что ограничивало угол наклона ^[9], но эта проблема была решена с переходом на модели без сиденья, которые можно было наклонять гораздо больше. ^[10] В марте 2010 года Шейн Чен из Inventist подал заявку на патент на электрический моноцикл без сиденья (связанный с продуктом «Solowheel», выпущенным в феврале 2011 года), который использует плоские педали для стояния и контактные поверхности для ног, чтобы обеспечить стабильное и точное управление вместо сиденья. ^{[11] [12] [13]} В октябре 2010 года Focus Designs опубликовала видео электрического моноцикла с двигателем-ступицей и сиденьем. ^[14] В конце 2015 года Ford Motor Company запатентовала «самоходный моноцикл, взаимодействующий с транспортным средством», предназначенный для пассажиров последней мили. ^[15] Segway выпустила свою модель Ninebot One S1 в ноябре 2017 года.

Участники групповой поездки на EUC и моторизованных скутерах в Сан-Франциско. Средства индивидуальной защиты были надеты из-за более высокой максимальной скорости на новых моделях EUC. Мужчина в красной куртке слева ехал на подвесной модели.

К концу десятилетия на рынке доминируют несколько китайских производителей, которые продолжают выпускать модели EUC с более высокой максимальной скоростью (выше 75 км/ч или 46 миль/ч) ^[16] и аккумуляторами с увеличенным запасом хода.

Популярность пришла примерно в то же время, когда Begode (ранее известная как Gotway) выпустила свою линейку M super. Она превратилась в модели MSX и MSP, а затем в модель RS. Примерно в это же время на сцену впервые вышла компания Veteran со своим колесом Sherman. ^{[ необходима цитата ] [ необходима уточнение ]} В 2020 году подвесные EUC были представлены компаниями Inmotion, Kingsong и Gotway. После подвески компании начали работать над более высокими скоростями и напряжениями двигателей.

Популярная культура

• Моторизованный, гироскопически сбалансированный одноколесный велосипед был описан в 1940 году в рассказе Роберта Хайнлайна « Дороги должны катиться » .
• Самобалансирующийся моноцикл был описан в 1969 году в рассказе «Человек из робота» писателя - фантаста Гарри Гаррисона . ^[17]

Галерея

• 
  Устройство используется
• 
  Воздушное колесо с двойным колесом
• 
  Вид спереди на моноколесо
• 
  Дорожный знак
• Видео использования устройства
• 
  Велосипед

Производители

• Бегоде (ранее известный как Готвей) ^[18]
• В движении ^[19]
• Изобретатель ^[20]
• Кингсонг ^[21]
• Леаперким ^[22]
• Роквил
• Сегвей – Ninebot ^[23]

Смотрите также

• Ballbot — мобильный робот, балансирующий на одном сферическом колесе.
• Динамика велосипеда и мотоцикла
• Электровелосипед
• Honda U3-X , который выглядит как самобалансирующийся моноцикл, но балансирует на приводном колесе Omni.
• Инерционный маятник
• Onewheel , разновидность электрического скейтборда
• Колесо RIOT , ездовой одноосный самобалансирующийся моноцикл с необычно низким центром тяжести, с ездоком спереди, а не сверху его единственного колеса ^{[ требуется ссылка ]}
• Самобалансирующийся моноцикл
• Моноцикл
• Уно , своего рода дицикл
• Колесо в BC (комикс)
  • Поиски шин в Британской Колумбии

Ссылки

1. Аб Гани, Сулиана; Рашид, МИМ; Сулейман, Мохд Херван; Нур, МКМ; Субари, Норазян; Рамли, Нур Лина (01 апреля 2016 г.). «Самобалансирующийся одноколесный велосипед, управляемый с помощью Arduino». Журнал инженерных и прикладных наук ARPN . 11 (7): 4239–4244 – через ResearchGate .
2. Усовершенствование велосипеда, 1869 г.
3. Патент США 325,548
4. Биренд, Дуг (24 марта 2014 г.). «Одноколесные мотоциклы: настолько же крутые, насколько и дико опасные». Wired .
5. Патент США 3,145,797
6. Патент США 4,109,741
7. "Hot Wheel". Форбс .
8. Кадис, А., Д. Калдекотт, А. Эдвардс, М. Джербик, Р. Мэдиган, М. Хейнс, Б. Каццолато и З. Прайм (декабрь 2010 г.). "Моделирование, имитация и управление электрическим моноциклом" (PDF) . Труды Австралазийской конференции по робототехнике и автоматизации 2010 г. (ACRA 2010) .{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
9. "Тревор Блэквелл (Anybots) встречает SBU" . Получено 25 февраля 2024 г. – через www.youtube.com.
10. "EUC: Turning by tilting the wheel" . Получено 25 февраля 2024 г. – через www.youtube.com.
11. «Моторное одноколесное самобалансирующееся транспортное средство для стоящего пользователя».
12. "На самобалансирующемся моноколесе Solowheel так же легко ездить, как и его можно себе позволить". Wngadget . 2011-02-11.
13. Депп, Орнальдо (2023-10-08). "10 лучших электрических моноциклов 2024 года - полное руководство по покупке". Обзор товаров для активного отдыха . Получено 2023-11-23 .
14. Архивировано в Ghostarchive и Wayback Machine: focusdesigns (11.10.2010), Self Balancing Unicycle (SBU) V2.0 , получено 07.10.2018
15. Рид, Ричард (29 декабря 2015 г.). «Патент Ford может превратить ваш автомобиль в одноколесный велосипед». The Car Connection . Internet Brns Automotive Group . Получено 10 сентября 2016 г.
16. «Знайте это, прежде чем покупать электрический моноцикл Veteran Sherman». oneradwheel.com . 2 августа 2020 г. Получено 15 ноября 2020 г.
17. ANALOG — Science Fiction/Science Fact , т. LXXXIII, № 5, июль 1969 г., стр. 120–151. Иллюстрации Питера Скирки.
18. "Begode". www.begode.com . Архивировано из оригинала 2020-11-26 . Получено 2021-10-11 .
19. "Inmotion: О нас". Архивировано из оригинала 2019-07-29.
20. "Solowheel". inventist.com . Получено 25 февраля 2024 г. .
21. "King Song - Переосмысление персональных электрических транспортных средств". www.kingsong.com . Архивировано из оригинала 2002-09-22 . Получено 2021-10-11 .
22. "Leaperkim Veteran Sherman-S Electric Unicycle" . Получено 25 февраля 2024 г. .
23. "Segway Z10". Архивировано из оригинала 2018-10-01 . Получено 2021-10-11 .

Дальнейшее чтение

Научные работы (в обратном порядке дат)

Дэниел Р. Гилман «Езда на EUC — от новичка до эксперта — подробное письменное руководство. Научитесь ездить на EUC — подробное письменное руководство — от новичка до эксперта.

• У, Цзюньфэн; Чжан, Ваньин; Ван, Шэнда (26 ноября 2012 г.). «Двухколесный самобалансирующийся робот с нечетким методом управления PD». Математические проблемы в машиностроении . 2012 : 1–13. doi : 10.1155/2012/469491 .
• Томашич, Томислав; Деметлика, Андреа; Црнекович, Младен (2012). «Самобалансирующийся мобильный робот-опрокидыватель». Сделки FAMENA. п. 23. Архивировано из оригинала 9 февраля 2014 г.
• Жуань, Цзянь-Вэй Чжао; Сяо-Ган (1 сентября 2011 г.). «Моделирование и управление гибким двухколесным самобалансирующимся мобильным роботом». Международный журнал систем, управления и коммуникаций . 3 (3): 330–355. doi :10.1504/IJSCC.2011.042438.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
• Бен С. Каццолато, Дэвид Кит Калдекотт, Эндрю Джон Эдвардс, Мэтью Энтони Хейнс, Мирослав Джербич, Эндрю Кристофер Кадис и Рис Джеймс Дж. Мэдиган Micycle — самобалансирующийся моноцикл, Университет Аделаиды, 2010 г.
• Джонсон, RC (2002). "Унициклы и бифуркации" (PDF) . American Journal of Physics . 66 (7): 589–92. CiteSeerX  10.1.1.693.5310 . doi :10.1119/1.19027. Архивировано из оригинала (PDF) 2016-01-05 . Получено 2007-10-14 .
• Зенков, Д.В.; Блох, А.М.; Марсден, Дж.Э. (2001). «Теорема Ляпунова-Малкина и стабилизация одноколесного велосипеда с наездником». Systems and Control Letters . 45 (4): 293–302. doi :10.1016/s0167-6911(01)00187-6.
• Зенков, Д.В.; Блох, А.М.; Леонард, Н.Е.; Марсден, Дж.Е. (2000). "Соответствие и стабилизация низкоразмерных неголономных систем" (PDF) . Proc. CDC . 39 : 1289–1295. Архивировано из оригинала (PDF) 27.06.2003.
• Ульянов, С.В. и др. (1998). «Мягкие вычисления для интеллектуального надежного управления роботизированным одноколесным велосипедом с новой физической мерой механической управляемости». Мягкие вычисления . 2 (2): 73–88. doi :10.1007/s005000050036. S2CID  17955504.
• Шэн, Дзайцюань; Ямафудзи, Казуо (1995). «Реализация роботом образа человека, едущего на одноколесном велосипеде». Труды Международной конференции IEEE по робототехнике и автоматизации 1995 года . Том 2. С. 1319–1326. doi :10.1109/ROBOT.1995.526027. ISBN 978-0-7803-1965-3. S2CID  7280130.
• А. Шунвинкель, Разработка и испытание компьютерно-стабилизированного моноцикла. Кандидатская диссертация, Стэнфордский университет, Калифорния, 1987 г.

Другой

• Гибкий двухколесный самобалансирующийся мобильный робот, 9-й симпозиум IFAC по управлению роботами (2009)

Внешние ссылки

• Электрический моноцикл