Моноколесо. Устройство и виды. Как работает и как выбрать

Моноколесо называют индивидуальный электрический транспорт для одного человека массой до 120 кг. Его еще называют электроколесом, моноциклом, унициклом и даже электровелосипедом. Это современный оригинальный вид средства передвижения в виде одного колеса с подножками для ног человека. Это средство передвижения является молодежным «внедорожником», так как на таком моноцикле можно передвигаться не только по хорошему асфальту, но и по траве, грунтовой дороге и даже песку и снегу.

С точки зрения экологии моноколесо не вредит природной среде, так как для его работы не нужен газ, бензин или какое-либо другое топливо. Чтобы привести в действие моноколесо, достаточно накопленной электрической энергии аккумуляторной батареи, которая способна заряжаться от бытовой розетки. Такой уницикл подходит для людей, борющихся за экологию Земли, и не желающих приобретать автомобили из-за их вредных выбросов в атмосферу.

Устройство

Корпус моноколеса производится из прочной качественной пластмассы. Наверху имеется рукоятка для переноса. Под корпусом находится панель управления с кнопками, и гнездо для зарядки батареи.

Monokoleso ustroistvo

Внизу электроколеса находятся складывающиеся подножки. Над ними по бокам корпуса встроены мягкие вставки для комфортного соприкосновения с ногами человека.

Внутреннее пространство моноколеса состоит из:

Колесо, состоящее из шины, оси, обода и спиц. Давление в шине рекомендуется поддерживать около 2,5 атмосфер, в зависимости от модели.
Аккумуляторная батарея выполнена в виде герметичного блока аккумуляторов, соединенных с компьютерной платой, которая управляет зарядом и разрядом батареи. Обычно применяются литий-ионные импортные аккумуляторы. На одном заряде моноцикл может проехать до 65 километров, в зависимости от модели, при скорости до 25 км в час. Батарея заряжается по ускоренному циклу, для этого необходимо 1-1,5 часа. Поэтому в пути можно остановиться, и во время отдыха подзарядить аккумуляторы. Срок службы батареи может составлять до 2000 зарядных циклов. Низкие температуры и морозная погода не страшны для качественной батареи. Зарядка аккумуляторов может происходить при наличии в устройстве моноцикла системы рекуперации тормозов. Это означает, что при спуске с горы накатом электродвигатель переключается в режим генератора, тем самым заряжает батарею.

Monokoleso batareia

Электрический двигатель. При эксплуатации крутящий момент на колесо передается от электродвигателя с магнитным подшипником. Во внутренней части колеса находится множество электромагнитных катушек, а на наружной стороне ступицы зафиксированы постоянные магниты. При подаче питания под действием эффекта электромагнитной индукции такое устройство колеса приводит его во вращательное движение.
Гироскопы. Внутри корпуса уницикла размещены балансировочные датчики, которые следят за положением колеса в пространстве. Аналогичная технология применяется в Сигвеях. В унициклах датчиков балансировки больше, так как имеются еще и дополнительные боковые датчики, предохраняющие его от бокового падения.
Компьютерная плата управления гироскопами.

Комплект поставки

Стандартная комплектация обычно включает в себя непосредственно колесо, шланг для накачки шины, зарядное устройство, тренировочный ремень для удержания равновесия. Комплектация разных производителей может отличаться, так как сегодня появляются все новые компании в этой сфере.
Monokoleso komplekt

Кроме стандартного набора в комплект могут также входить:

Запасной аккумулятор.
Фонари для ночной подсветки.
Парковочные подствавки.
Рюкзак для переноса электроколеса в случае полного расхода заряда, или невозможности дальнейшего движения из-за бездорожья.
Защитные наклейки на корпус, предохраняющие его от повреждений.

Как работает моноколесо

Управление моноциклом очень простое. Вся работа вашего организма будет выполняться на автоматизме, аналогично езде на велосипеде. При наклоне тела вперед электроколесо набирает скорость, а при отклонении назад происходит торможение. Это происходит с помощью гироскопических датчиков, улавливающих перемещение центра массы тела человека, и подающих электрический сигнал на мотор. В результате колесо удерживается в вертикальной плоскости.

Monokoleso rabota 1

Вначале датчики гироскопа вычисляют позицию колеса в пространстве. Далее компьютер принимает сигналы от датчиков и выдает команду на подачу питания на электромагнитные катушки ротора. Появляется электромагнитное поле, действующее на магниты, зафиксированные на наружном контуре ступицы колеса.

Monokoleso rabota 2

Магниты имеют южный и северный полюсы. Одинаковые полюсы отталкиваются, а разные – притягиваются между собой.

Моноколесо начинает перемещаться вперед, если магниты расположены в позиции юг-юг и север-север. При наклоне тела назад центр тяжести смещается, датчики быстро это улавливают и выдают соответствующий сигнал на компьютер, который изменяет направление тока в электромагнитах на противоположное. Поэтому полюсы электромагнитов меняются, образуя новые пары: юг-север, север-юг, в результате чего электроколесо едет назад.

Разновидности

Основные составляющие элементы всех моноколес не отличаются, однако существует много разных моделей, отличающихся различными параметрами.

По количеству колес:

С одним колесом. Это классическая конструкция, имеющая в составе одно колесо.

Odno koleso

Со сдвоенным колесом. Название этого средства передвижения говорит о наличии всего одного колеса, однако существуют конструкции, имеющие два колеса, совмещенные между собой. Они используются начинающими рейдерами, для облегчения удержания равновесия, так как сдвоенные колеса имеют большую площадь соприкосновения с дорожным покрытием, и являются более устойчивыми на дороге. К их недостаткам можно отнести значительно больший вес устройства в целом, затрудненное передвижение на уклонах и по неровностям.

Sdvoennoe koleso

По типу передачи момента вращения от электродвигателя на колесо:

С прямым приводом.
С приводом через редуктор.

Чтобы выбрать тип электрического колеса, необходимо ознакомиться с их достоинствами и недостатками.

Особенности прямого привода

Малый уровень вибрации и шума, характерного для редуктора.
Высокий КПД из-за снижения потерь энергии в зацеплении шестерен редуктора. Поэтому образуется повышенная мощность момента вращения при экономном потреблении электроэнергии.
Высокая эффективность динамических характеристик. Такие моноциклы быстро разгоняются.
Простое устройство, так как нет зубчатых передач. Это снижает вероятность возникновения неисправностей и повышает надежность устройства.

Особенности редукторного привода

Возможность повышения крутящего момента.
Небольшие габариты и масса мотора.
Возможность передвижения на более длительное расстояние накатом, из-за момента инерции вращающихся элементов редуктора.

Основным параметром редукторных электрических колес является достижение высокой мощности при малых габаритных размерах. Чтобы правильно выбрать требуемый тип привода, необходимо учесть условия предполагаемой эксплуатации. Если передвижение будет происходить только по хорошему асфальтному покрытию, без резких уклонов и подъемов, существенно повышающих нагрузку на мотор и расход заряда батареи, то оптимальным выбором будет редукторное исполнение привода.

Если вы не хотите проблем с ремонтом, обслуживанием и заменой шестерен редуктора, то целесообразно приобрести прямоприводное моноколесо.

По скорости движения:

Медленные – от 12 до 14 км в час.
Среднескоростные – от 18 до 20 км в час.
Быстрые – от 24 до 26 км в час.

Для новичка или ребенка лучше выбрать медленное моноколесо, а для опытного водителя, умеющего выполнять разные трюки, подойдет быстрая модель. Каждый человек при покупке должен для себя определить, с какой скоростью он будет ездить.

Технические параметры

Мощность влияет на динамику разгона, проходимость и скорость. Чем больше мощность, тем выше эти параметры, и соответственно стоимость. Номинальная мощность моноциклов может достигать 2 киловатт.
Скорость бывает максимальной и номинальной. Наиболее важной для выбора является номинальная скорость. При ее превышении будет подаваться звуковой сигнал, и автоматически будут подниматься педали.
Колеса. Диаметр колеса обычно измеряется в дюймах. Чем больше колесо, тем лучше проходимость и управляемость, однако при этом возрастает масса и размеры устройства. Наиболее популярными размерами колес являются от 12 до 16 дюймов.
Батарея аккумуляторов. Емкость аккумуляторов измеряют в ватт-часах. От их емкости зависит преодолеваемое расстояние при полной зарядке. При емкости батареи 135 ватт-часов пробег составит около 15 км, при массе водителя 60 кг. Не рекомендуется заряжать аккумуляторы дольше положенного времени, это уменьшает их срок службы.

Советы по выбору

Лучше приобретать моноколесо в специализированных центрах.
Все корпуса моноциклов изготавливают из пластика. Если идет реклама о карбоновом корпусе – это лишь окраска под карбон.
Визуально осмотрите всю конструкцию на отсутствие непредусмотренных зазоров.
Проверьте работоспособность электроколеса.
При выборе цвета предпочтение следует отдавать темным расцветкам, так как это наиболее практичный вариант, он маскирует загрязнения и царапины, которые можно легко закрасить маркером. На светлом корпусе будут видны незначительные дефекты.
Следует уточнить срок гарантии и ее условия.

Рекомендации по использованию

Детям до 14 лет катание на моноколесе не рекомендуется.
Перед выездом следует надеть налокотники, наколенники и шлем. Обувь должна быть удобной. Батарея должна быть полностью заряжена.
Нежелательно ездить при скоплении людей, перевозить пассажиров, передвигаться на автодорогах, во время движения запрещается разговаривать по телефону.
Температура внешней среды влияет на заряд батареи. При уменьшении температуры ниже рекомендованной (20°С) емкость аккумуляторов уменьшается на 10%.
Нельзя мыть моноколесо струей воды высокого давления.
Езда по скользкой и влажной дороге требует соблюдения осторожности.