电动独轮车

电动独轮车(Electric unicycle)是一种带有单轮的自平衡个人运输车。 骑车者通过向前或向后倾斜来控制速度,并通过用脚扭转装置来控制速度。 自平衡机制使用陀螺仪,加速度计,其方式与Segway PT使用的方式类似。

运作理论
创造一个自平衡独轮车的问题,一个在所有三个维度上平衡的自供电独轮车,是机器人和控制理论中的一个有趣问题。 关于单轮车问题的理论工作由真正机械安装的单轮车构造的工作补充。

首先,自平衡独轮车可以被认为是一种类似于二维倒立摆的非线性控制系统,底座上带有独轮车,但是,有很多高阶效应参与整个系统的建模。 驱动轮本身的旋转可以提供一维控制(即向前和向后):在其他维度上的控制通常需要其他致动器,例如辅助摆,反作用轮或附加到独轮车主摆的陀螺仪力矩控制。

大多数商用单元仅在行驶方向(单轴)上自平衡,并且由骑车者提供横向稳定性; 更复杂的完全自平衡双轴设备也需要从一侧到另一侧自我平衡。 使用控制力矩陀螺仪,反作用轮和/或辅助摆的控制机制可以认为是倒立摆。

施工

出现
轮子装在一个塑料盒中,带有一个用于携带装置的手柄。 顶部面板上有一个开/关按钮,一个电池充电指示器和一个充电连接器。 在右侧和左侧,对称地有两个步骤,骑手站立。 通常,monokolos的踏板可以方便地转移设备。 内部是一个强大的风扇(250-2000瓦)电动马达,保持摆轮的陀螺仪和可充电电池。 monowheel既没有背面也没有正面,设备的操作是完全对称的。

工作原则
当电源接通时,电子陀螺仪和加速度计开始改变电动机的扭矩,使得通过踏板倾斜踏板的车轮壳体恢复水平位置。 纵向平衡是通过在重心(具有单轴)的骑手“接近”装置来实现的,并且动态横向平衡是由于当车轮向侧面倾斜时发生的离心旋转力。 因此,通过向前,向后和侧向移动重心(倾斜身体)来控制单体。 完全停止后,设备的用户必须靠在一条腿上。

学习
与其他私人车辆不同,例如电动滑板车和赛格威,单轮车需要更多的训练时间。 一些早期的单轮车型配备了两个车轮,以及用于踏板的额外可拆卸车轮,以简化培训,但这种方法并未得到广泛应用。 有必要按优先顺序巩固技能:踏上踏板并下马(用一只脚控制车轮),拿起速度和刹车(转移重心),转向保持横向平衡,转弯。 培训需要一个小时(有经验的助手)到2-3天(完全独立)。

历史

早期实验
1869年,理查德·海姆明(Richard C. Hemming)获得了一项手动动力单轮电动车专利,其特点是1885年获得专利的踏板动力装置。20世纪30年代开发并展示了各种电动单轮电动机而没有取得商业成功,查尔斯·F·泰勒获得了“车辆拥有专利”的专利权。经过25年的实验,1964年一个支撑和驱动轮。

特点
今天有许多不同的单子叶植物模型。 其中大多数都有类似的参数:

重量:8.5-29千克
最高速度:10-50公里/小时
每次充电的行程距离:10-240公里
轮径:10,12,14,16,18,22英寸。
可选:蓝牙扬声器,与智能手机通信以指示速度,电源和电池电量,设置限制,灯光。

安全
包括单轮电动车在内的电动滑板车不能在某些国家的高速公路上使用。 使用monowheels需要穿着旱冰鞋的防护设备,因为有跌落的危险。

在俄罗斯,乘坐monowheel等于行人

乘坐单轮胎的危险正在成为一个障碍:在这种情况下,车轮会急剧减速,并且无法与骑车者惯性倾斜前进,导致车辆下降。 从这个角度来看,最强大的单轮是最安全的,因为高瞬时功率允许车轮急剧加速并在前倾的人身下“向上行驶”。

另一个危险是向前急剧加速/倾斜,特别是当monowheel已经以最大速度行驶时。 在极限情况下工作,它没有时间开发更多的电源并关闭。 在这方面,发展速度越高,车轮在高速急剧加速期间越危险。 仅通过限制最大速度和某些型号的过剩容量来补偿这一点。

然而,由于设计简单,没有大量的机械部件,monowheel比例如电动滑板车更安全,可以让你发展高速,往往会打破方向盘,折叠机构的轴折叠,减震器,车轮直径较小,当车轮在小坑中遇到并遇到障碍物时也会产生不利影响。 此外,monowheel的安全性增加了其惊人的机动性,无法与同级别的任何其他车辆相比。

商业化
2003年,庞巴迪公布了这种用作运动车辆的设备概念设计,即Embrio。 2004年9月,特雷弗·布莱克威尔展示了一种功能性自平​​衡独轮车,使用类似于Segway PT所使用的控制机构,并将设计公布为Eunicycle。 2006年11月,Janick和Marc Simeray为紧凑型无座设备申请了美国专利。 2008年,RYNO Motors展示了他们的原型单元。 2009年1月,Focus Designs向Segway发明者展示了电动独轮车。 2010年10月,Focus Designs发布了一款带轮毂电机和座椅的电动独轮车的视频。

2011年2月,Inventist的Shane Chen推出了紧凑型无座椅’Solowheel’,并在接下来的一个月与Simeray兄弟签订了许可协议,并提交了一项有关该设备的专利,该设备受Simeray兄弟在2015年提交的相关专利申请中的质疑。 。

2015年末,福特汽车公司获得了“可与车辆接合的自行式独轮车”专利,专供最后一英里通勤者使用。

在2018年4月,Ryno Motors发布了关于单轮摩托车发明的视频。

流行文化
自动平衡独轮车于1969年在“男人从机器人”中被描述,这是科幻小说作家哈里·哈里森的短篇小说。
Fenton Crackshell,一个迪斯尼角色,穿着机器人独轮车套装作为Gizmoduck。
Demolishor,来自2009变形金刚续集的霸天虎,其机器人模式是一个巨大的机器人独轮车。
道路上的“翻滚虫”必须滚动
Flash浏览器游戏中的主角Little Wheel。
在The Lorax中,主角Ted Wiggins使用带把手的自平衡独轮车。
托尔,连环画的轮子和梳子的虚构发明者。
来自Fallout的证券:新维加斯。