Принцип работы моноколеса. Что такое моноколесо, принципы его устройства и работы Ручка и панель управления моноколесом

Моноколесо – это индивидуальное электрическое транспортное средство, обеспечивающее передвижение по различным поверхностям на скоростях до 30 км/ч (отдельные модели могут разгоняться до 50 км/ч). Его ключевая особенность – наличие всего одного колеса, поэтому у начинающих райдеров могут возникнуть определенные проблемы при обучении катанию .

Принцип работы моноколеса

Моноцикл работает от электрического двигателя, поэтому аппарат абсолютно экологичен, а для пополнения заряда необходимо просто подключить его к стандартной розетке.

Управление изделием достаточно простое:

• Для начала движения надо подать корпус немного вперед, а для придания дополнительной скорости требуется надавливать на переднюю часть педалей. Они расположены по бокам корпуса и одновременно используются в качестве платформы для размещения райдера;
• Торможение происходит за счет отклонения туловища назад и нажатия на заднюю часть педалей;
• Повороты осуществляются за счет наклона корпуса в одну из сторон. Чем резче наклон, тем резче будет совершен поворот.

Уницикл оборудован множеством датчиков, основной из которых – гироскоп, обеспечивающий устойчивое положение человека во время катания. Датчик улавливает любые движения райдера и при фиксации слишком опасного угла наклона дает команду двигателю на ускорение. В результате колесо как бы подъезжает под человека и тем самым не дает ему упасть.

Я взял паузу не только из-за зимы. Зима на Урале нынче кончилась рано, так что уже в марте удалось сделать первые вылазки. Но не хотелось писать ради галочки - и хоть читатели торопили (спасибо, что не забываете!), я собирал материал и только на днях почувствовал, что, наконец, пора. Популяризация гиротранспорта подвигается значительно медленней, чем хотелось бы (по крайней мере в провинции), однако за прошедший год накопилась богатая статистика по одному из самых больных вопросов - а именно, по безопасности. И вот там-то обнаружился парадокс, о котором сегодня хочу рассказать.

Впрочем, прежде, по заведённой традиции, в двух словах о том, как обстоят дела лично у меня. Прошлый сезон для меня уложился в пару месяцев и остался в памяти чем-то вроде генеральной проверки: можно ли использовать моноколесо как средство передвижения, а не игрушку или спортивный снаряд? И весной я извлёк его из угла, уже глядя на него как на своего рода микромотоцикл. Да и как иначе назвать устройство, на котором я проезжаю теперь от четверти до трети своего месячного пути (и это не считая отдыха)?

Общественный транспорт я не использую совершенно: две трети преодолеваются на автомобиле, но треть километража стабильно приходится на «найнбот». Мой распорядок прежний: тренировки (до одной из них теперь аж десять километров), магазины, мелкие дела в городе - и особенно на последние я отправляюсь на «колесе» без сомнений, зная по опыту, что не было ещё ни одного маршрута, который бы я не прошёл таким образом медленней, чем на машине. Да и пробки/парковки отпадают сразу. На работу мне ездить не нужно, работаю дома, но убеждён, что если бы пришлось ежедневно посещать офис, доля моноколеса в общем пробеге не только не уменьшилась бы, а выросла!

Я езжу агрессивно. Чувствуя пределы возможностей своего гироцикла («найнботы» дают понять, что скорость близка к критической - осторожно её ограничивая), я теперь выбираю их почти целиком, разгоняюсь и торможу стремительно. Такой режим плохо сказывается на дальности пробега (расход энергии у гироциклов при резких манёврах растёт непропорционально быстро), но я уже покорён ощущением. Повторюсь, такого не получишь ни на велосипеде, ни на роликах: скорость набирается моментально, маневренность выше, так что обычно я «иду» по улице быстрее и интересней (виражи!) велосипедистов. Пик у меня порядка 22-25 км/ч, график скорости «рваный», и в общем понятно, почему безопасность поездок с некоторых пор волнует меня даже больше, чем ресурс батареи.

По-прежнему очень много общаясь с незнакомыми людьми (повторюсь, моноколесо оказалось уникальным способом завести знакомство), я могу смело обрисовать доминирующую точку зрения на безопасность моноколеса и вообще гироциклов. Общество раскладывает угрозы с их стороны на два вектора. Вектор первый и главный направлен на окружающих гироциклиста людей, то есть, по сути, на пешеходов. Опасения понятны: высокая скорость, явно немаленькая масса устройства, плюс сомнительный баланс («циркач!») - всего этого достаточно, чтобы по крайней мере подвинуться к краю тротуара, повстречав человека на моноколесе, чего давно уже не каждый сделает при встрече с велосипедистом или роллером. И только второй и меньший вектор направлен на самих гироциклистов. Эту опасность традиционно считали незначительной. В конце концов ты едешь сам, сам контролируешь ситуацию, да и «колесо» если с него упадёшь, влетит не в тебя.

Вот почему, заговаривая о безопасности, чаще слышишь вопрос «не страдают ли окружающие и что сделано для их защиты», чем не страдаешь ли ты. Что далеко ходить, я и сам в прошлом году держался той же точки зрения. Но и личный опыт, и статистика коллег-гироциклистов нарисовали картину прямо противоположную. Парадокс: насколько безопасным оказалось моноколесо для пешеходов, настолько же опасным оно оказалось для тех, кто на нём ездит! На форумах нет практически ни одного сообщения о травмах, причинённых гироциклом окружающим, но масса историй о травмах у гироциклистов.

Почему так? Что касается безопасности для окружающих, причина, вероятно, в том, что гироцикл имеет огромные преимущества перед велосипедом, роликами, скейтбордом, да даже перед самокатом, в плане управляемости. Гироцикл нечувствителен к наклону поверхности, по которой едет, он никогда не катится по инерции - и даже с крутой горки вы вовсе не летите, а именно едете. И когда на вашем пути внезапно вырастает препятствие - выскочил человек, собака, обнаружилась помеха на дороге - можно резко остановиться (присев и отклонившись назад), повернуть (спустив одну ногу на землю) или в крайнем случае соскочить (соскочите-ка с роликов!).

При этом ваши габариты, то есть объём занимаемого пространства, сравнимы с габаритами пешехода, что даёт большую свободу для манёвра. И наконец, если колесо и улетает без водителя (очень редко!), то уже с погашенной энергией, да ведь и пластмассовое оно в основном. Вот почему - никаких травм у посторонних. В худшем случае приходится притормозить прущего на тебя пешехода руками: до поездок на «колесе» я и не предполагал, что персонаж со смартфоном, вообще не смотрящий на дорогу, существует в действительности!

И прямо обратная ситуация с угрозой для самих гироциклистов. Ушибы, растяжения, кровавые ссадины - вообще обычное дело. Но - как говорится, слабонервных прошу не читать - случаются и травмы посерьёзней. Вывих челюсти, сотрясение мозга, оскольчатый перелом скулы, переломы рёбер, перелом ключицы, трещины в костях рук, воспаление околосуставной сумки локтя… Я ничего из этого не придумал, всё взято из реальных инцидентов, случившихся на моноколёсах нынче весной и прошлой осенью в России и за рубежом (рекомендую, в частности, полистать вот эту тему). Впечатляет, правда? Но как такое может быть? Как транспортное средство, дающее беспрецедентный контроль над ситуацией, приводит к таким травмам?

Насколько представляется сейчас, причина двояка. Во-первых, виновато специфическое поведение моноколеса в критических режимах работы. Когда вы перегружаете двигатель, требуя от него слишком резкого манёвра, либо внезапно садится аккумулятор, либо глючит прошивка, либо сгорает электроника (соответственно: часто, реже, очень редко), колесо выключается. А принцип действия гироцикла состоит в том, чтобы удерживать ездока вертикально: водитель переносит свой центр тяжести вперёд или назад от вертикали и гироцикл буквально «подхватывает» его, смещаясь соответственно вперёд или назад. Так ездят все «Сигвеи» и их наследники, одноколёсные или двух-.

Так вот представьте, что произойдёт, если гироцикл вдруг отключится. Человек попросту рухнет на дорогу плашмя, провернувшись вокруг оси, на которой крепится колесо. На небольшой скорости большинство пользователей успеют почувствовать момент потери равновесия и инстинктивно выставят ногу вперёд, перейдут на бег. Но уже начиная с 15 км/ч это становится нетривиальной задачей, а ведь многие гоняют и быстрее! Примерно то же самое случается, если зацепиться педалью за препятствие: вас развернёт и сбросит, только уже боком.

И вот тут проявляется вторая причина: большинство гироциклистов пренебрегают средствами защиты. Даже обычная роллерная - наколенники, налокотники, кисть - не только спасёт от царапин и синяков, но и не даст, например, переломиться запястью, на которое обычно и приходится первый контакт с землёй. Если к этому набору добавить велосипедный шлем, то будут защищены ещё и челюсти, скулы, висок, затылок. И тем не менее в России почти никто ничего из этого не надевает. Вечный русский авось: случается со всеми, но только не со мной! Обычно точку зрения меняют после первого серьёзного падения, но были и случаи, когда после одного такого падения человек говорил: больше на моноколесо не встану!

Классический набор ошибок начинающего гироциклиста: прямые ноги, никакой защиты, приличная скорость. Теперь остаётся только нагрузить моноколесо больше положенного (слишком наклонившись вперёд) и падение обеспечено. В данном конкретном случае поездка закончилась переломом ключицы.

Так что пока нас мало, пока электроника и софт не вылизаны, позаботиться необходимо в первую очередь о самих гироциклистах. Общепринятого свода правил пока не существует, но я рискну предложить черновой вариант, опираясь на рассказы других и личный опыт.

Первое: никогда не вставать на гироцикл без защиты . Как профессиональный скалолаз не пойдёт без страховки даже на метровую горку (сломать позвоночник можно и с метра, по крайней мере меня так учили), гироциклист должен ясно осознавать какому риску себя подвергает. Стандартный роллерный комплект защиты легко укладывается даже в маленький дамский рюкзачок, зато точно спасёт и одежду, и кожу, и кости, если что-то пойдёт не так. А ведь город, как говорит один умный человек, это зона концентрированной случайности: здесь «пойти не так» может многое.

Второе: по возможности держаться разумных скоростей и ездить правильно . Не гоняйте быстрее 15 километров в час. Городские расстояния коротки, больше времени теряешь на светофорах в ожидании «зелёного», нежели ограничивая скорость передвижения по открытым пространствам. Не держите руки в карманах (чтобы руки, а не голова, стали первой точкой контакта с землёй в случае падения). Ноги должны быть слегка согнуты (самые тяжёлые травмы зафиксированы у новичков, гонявших на прямых ногах) и отрабатывать неровности: чем больше неровность, тем глубже стоит присесть - это помогает, потому что центр тяжести смещается ниже и конструкцию «человек плюс гироцикл» труднее уронить.

Третье: когда рядом люди, не выполнять рискованных манёвров . Не нужно прыжков, крутых поворотов, резких изменений скорости. Помните, что вас могут не видеть, либо не понимать, что вы передвигаетесь не на своих двоих: угловым зрением вас воспринимают как простого пешехода.

Наконец, четвертое: заняться спортом, лучше всего единоборствами (возраст не помеха: в айкидо, например, множество людей всех возрастов). Этот совет самый спорный, по нему ведётся самая ожесточённая дискуссия: не все согласны, что это помогает. Но лично я на стороне тех, кто «за». У спортсмена сильнее руки и тело, что позволит легче пережить падение. Но дело не только в силе. Тело учится падать правильно. Я, например, хоть и не блещу успехами в боевых искусствах, но когда доводилось падать с велосипеда (в смысле - падать тяжело: на полном ходу в канаву в лесу, и лоб в лоб с другим велосипедистом), удивлялся потом, как хорошо, как правильно отработало тело - по-учёному, поджав голову, переходя в кувырок.

На моноколесе от серьёзных падений лично меня пока бог миловал. Но каждый раз отправляясь в поездку, я спрашиваю себя, готов ли упасть? И поправляю защиту. Счастливого пути! И, надеюсь, до встречи!

«Как научиться кататься на моноколесе?» – это достаточно распространенный сегодня вопрос, указывающий на высокую популярность инновационного транспортного средства.

Учитывая постоянно возрастающий интерес пользователей к прогрессивному девайсу, мы решили подробно рассказать, как овладеть искусством езды на нем, и при этом получить массу удовольствия от активно проведенного досуга.

Конечно же, у каждого человека обучение проходит по-разному, и если для одних достаточно 15 минут для того, чтобы почувствовать себя уверенно, до другие за таким занятием проводят не один час и даже не один день.

В данном случае все зависит от нескольких факторов, таких как физическая подготовка, предыдущий опыт езды на аналогичных устройствах, уверенность в собственных силах и т.д. На самом деле ничего сложно в том, как правильно управлять моноколесом, нет, хотя постараться все же придется.

Итак, для обучения вам потребуется:

• защитные средства;
• ремень безопасности;
• опытный единомышленник (желательно);
• хорошее настроение (обязательно).

Приступаем к практическим занятиям

Обучение начинают исключительно на ровной дороге с хорошим покрытием. Сначала нужно немного привыкнуть к новому гаджету, так сказать, познакомиться с ним поближе. Также определите ведущую ногу, для чего можно встать на землю и немного наклониться вперед. В данном случае устойчивость немного нарушится, и вы сделаете выпад одной ногой вперед, она и будет ведущей.

Перед тем как встать на моноколесо, опытные пользователи рекомендуют новичкам надевать специальную защиту на голени, а также воспользоваться ремнем безопасности, который в большинстве случаев идет в комплекте с унициклом. В некоторых случаях можно прибегнуть к помощи тренировочных колесиков, хотя это абсолютно не обязательно.

Встают на моноколесо всегда одной ногой, ведущей, прижимая голень к корпусу девайса, а второй отталкиваются от земли по аналогии с ездой на самокате. Очень хорошо, если в этот момент с вами будет рядом более опытный товарищ, который сможет помочь советом и надежным плечом.

Со временем вы будете увеличивать шаг, прежде чем поставить на подножку уницикла вторую ногу, и это будет свидетельствовать о постепенном приобретении нужного опыта. В том случае, если вы потеряете равновесие, лучше соскочить с колеса и удерживать гаджет за ремень, чтобы он не претерпел механических поломок.

Даже если с первого раза у вас что-то не получится, не стоит отчаиваться, ведь немного терпения и желание приведут вас к цели, даже не сомневайтесь. Если вы почувствовали усталость, дайте себе отдохнуть, после чего вы сможете приступить к занятию с новыми силами. К слову, не пытайтесь поднять включенный уницикл вверх, чтобы избежать его бесконтрольного вращения. Уже на следующем занятии, почувствовав себя увереннее, вы сможете отказаться от ремня безопасности, из-за которого руки находятся в постоянном напряжении. В данном случае руки можно расставить в стороны, что позволит более эффективно балансировать и удерживать равновесие.

Уже на третьем этапе вы будете четко понимать, как пользоваться моноколесом, и сможете выпрямиться, вставая на подножки, ведь изначально ездоки обычно немного сгибают колени и горбят спину. Как только ваше тело будет расслаблено, и вы почувствуете легкость, езда принесет вам настоящее удовольствие. С каждым днем расстояние, которое вы сможете преодолеть, будет увеличиваться, и вы сможете добираться до пункта назначения гораздо быстрее.

Как тормозить на моноколесе и выполнять повороты

Разумеется, правильно тормозить на уницикле не менее важно, чем разгоняться и маневрировать. Если вы знакомы с гиробордом, то быстро постигнете азы езды на моноколесе, ведь здесь также балансировка и маневрирование осуществляется за счет встроенных гироскопических датчиков, откликающихся на положение туловища.

Если вы надавите ступнями на переднюю часть педалей или корпуса, то моноколесо поедет вперед, а затормозит оно или поедет назад при надавливании ступнями на заднюю часть. Что интересно, у унициклов нет явной передней и задней части, а двигатель будет крутить механизм в ту сторону, в которую вы будете наклонять свой корпус.

Что касается поворотов, то они осуществляются при наклоне девайса в нужную сторону, при этом ездок может корректировать направление перемещения ногами для более резкой смены траектории движения. Перед тем как поворачивать на моноколесе, обязательно убедитесь в безопасности такого маневра, чтобы избежать столкновения с возможным препятствием.

Ведете активный образ жизни и Вам не по душе проводить несколько часов в автомобильных пробках или ездить в душном общественном транспорте? Тогда, моноколесо- это лучшее решение для Вас! Это новый вид личного транспорта, быстро набирающий популярность во всем мире благодаря простоте управления и легкости в переноске. Ниже подробно рассмотрим как устроено моноколесо и принцип его работы.

1. Внешний вид моноколеса.

Как правило, корпус моноколеса состоит из двух частей, сделанных из прочного пластика. На некоторых моделях по бокам бывают наклеены резиновые или пластмассовые накладки, обеспечивающие дополнительную защиту от повреждений. На верхней части расположена ручка, которая нужна для переноски скутера. Чуть ниже прокладок крепятся педали, изготовленные из высокопрочного металла. Для того, чтобы подошва не скользила, верхняя часть подножек делается прорезиненной. Сверху или сзади размещается отверстие для зарядного устройства. Во избежание попадания во внутрь грязи и пыли отверстие закрывается специальной защитной заглушкой. Очень часто производитель оснащает моноколесо подсветкой, которая может освещать дорогу при езде или выступать в качестве декоративного украшения.

2. Внутреннее устройство моноколеса.

Внутри корпуса находится само колесо. Диаметр может колебаться от 10 до 16 дюймов (в зависимости от модели). Внутри моноколеса встроены маленький двигатель и микрокомпьютер, управляющий гироскопами. Компьютер- это мозги и то без чего управление моноколесом было бы невозможно. Естественно, для питания двигателя в моноколеса устанавливают аккумулятор или батарею. Время функционирования устройства напрямую зависит от объема аккумулятора поэтому чем больше его мощность, тем дольше моноколесо будет работать.

3. Как управлять моноколесом.

В управлении моноколесом нет ничего сложного. Ускорение и торможение при езде регулируется наклонами Вашего тела вперед или назад. В действие вступает гироскоп, контролирующий колебания центра тяжести тела человека и посылает сигнал на микрокомпьютер, который, в свою очередь, контролирует равновесие моноколеса.

4. Вывод.

Моноколесо- это современное и высокотехнологичное транспортное средство, благодаря которому Ваше передвижение по городу станет проще и комфортнее!

Вы знали, что бензиновые или дизельные генераторы -это такие компактные автономные силовые установки для производства электрической энергии, без которых в наше время трудно обойтись. Например, чтобы узнать как они работают или приобрести генераторы можно на сайте http://www.intersvar.ru/catalog/generatory-benzinovye-dizelnye/ . Заходите, узнавайте и выбирайте.

Устройство моноколеса

До того как мы начнем рассматривать принцип работы моноколеса, разберемся как оно устроено . Рассмотрим по отдельности его основные составляющие элементы.

1) Внешняя часть

1.1) Корпус

Корпус моноколеса изготовлен из высокопрочного пластика, устойчивого к ударам и деформациям.

1.2) Раскладные педали

В нижней части корпуса расположены раскладные педали (подножки) для ног. Некоторые модели моноколес снабжены магнитной фиксацией подножек. При подъёме подножки моноколеса, она автоматически примагничиваются к корпусу.

1.3) Удобные накладки на корпус

Во время поездки на моноколесе, корпус устройства фиксируется ногами (голенная часть) пользователя.
Для создания комфортной поездки, на боковых плоскостях корпуса, установлены специальные накладки, изготовленные из силикона, резины или другого мягкого материала.

1.4) Ручка и панель управления моноколесом

В верхней части корпуса расположена удобная ручка для транспортировки моноколеса. Под ручкой, на верхней плоскости корпуса, расположен разъем для подключения зарядного устройства, кнопка для включения и выключения моноколеса, а также индикаторное табло заряда аккумулятора.

2) Внутренняя часть

Внутри корпуса заключено одно единственно колесо, состоящие из покрышки (давление в покрышке лучше поддерживать на уровне 2,4 до 3.1 атмосферы), обода, оси и спиц. Верхняя часть колеса расположена внутри корпуса.

Также внутри корпуса расположены: аккумуляторные батареи, электромотор, гироскоп, и материнская плата (компьютер) управляющая гироскопами.

2.1) Аккумуляторная батарея

Аккумуляторная батарея моноколеса представляет собой туго изолированный блок аккумуляторов подключенных к компьютеру. При помощи компьютера происходит управление процессом разряда и заряда аккумулятора.

Чаще всего используются литий-ионные аккумуляторы фирм: Samsung, Panasonic, Sony.

Дальность хода моноколеса варьируется в зависимости от модели. От 15 км до 65 км на одном заряде. Моноколесо способно развивать скорость до 25 км/ч. Заряжается моноколесо очень быстро, для накопления полного заряда требуется всего 50 - 100 мин.
К примеру, Вы проехали на моноколесе 50 км, что уже не мало (диаметр Москвы ~40 км), решили отдохнуть и заодно подзарядили моноколесо. Подкрепились и снова в путь! Ресурс аккумуляторной батареи моноколеса также очень высок: 1500 - 2000 перезарядов.

Немало важным достоинством моноколес является устойчивость аккумуляторной батареи к низким температурам. Моноколесо почти не теряет заряд при поездке на холоде.

Многие модели моноколес оснащены рекуперативной тормозной системой, это позволяет значительно экономить заряд батареи. При торможении, спуске со склона или замедлении моноколеса будет происходить подзарядка аккумулятора.

2.2) Электромотор и гироскоп

В движение моноколесо приводится за счет электромотора с магнитным подшипником. Во внутреннем периметре колеса расположен массив катушек (электромагниты). На внешнем периметре закреплены магниты. При помощи электромагнитной индукции ротор приходит в движение.

Внутри моноколесо установлены датчики балансировки, поддерживающие нужно положение моноколеса в пространстве. Схожая технология используется в Сигвеях, но в отличие от двух колесных Сегвеев здесь колесо всего одно. Поэтому моноколеса снабжены дополнительными датчиками, контролирующими боковые перемещения и позволяющими моноколесу не падать на бок.

Принцип работы моноколеса

Управлять моноколесом очень просто. Большая часть работы Вашего тела выполняется на уровне интуиции. При наклоне корпуса тела вперед моноколесо ускоряется, при наклоне назад замедляется. Это происходит благодаря действию гироскопических датчиков, которые улавливают перемещение центра тяжести Вашего тела и, подавая сигнал на двигатель, удерживают колесо в вертикальном положении.

Сначала гироскопические датчики определяют положение моноколеса в пространстве. Затем компьютер считывает сигналы с датчиков и подает команду направить ток с аккумулятора на катушку (электромагниты) ротора. Вследствие чего возникает электромагнитное поле, воздействующее на магниты, закрепленные на внешнем контуре колеса.

У каждого магнита есть свои полюса: северный и южный. При взаимодействии одинаковых полюсов (юг-юг, север-север) магниты отталкиваются, если же взаимодействуют разные полюса (север-юг и юг-север), магниты притягиваются друг к другу.

Моноколесо начинает движение вперед, если магниты находятся в положении север-север, юг-юг. При наклоне корпуса пользователя назад, происходит смещение центра тяжести тела. Гироскопические датчики улавливают это изменение и подают сигнал на компьютер. Компьютер в свою очередь передает команду на изменение направления тока проходящего через электромагниты. Это влечет за собой смену полюсов на электромагнитах, создавая пары север-юг, юг-север. И моноколесо начинает ехать назад.

Вывод

Благодаря своему строению моноколесо обладает рядом преимуществ по сравнению с обычным транспортом. Компактность это главное его достоинство. Моноколесо можно взять с собой в метро или автобус, поместить в рюкзак или багажник машины, принести в торговый центр или офис.

К тому же моноколесо экологичный, быстрый и тихий персональный транспорт. А в отличие от Сегвея, путешествуя на моноколесе, Ваши руки всегда остаются свободными. Удобно говорить по телефону, выгуливать собаку или укрываться зонтом от дождя!

Моноколесо это транспорт будущего!