Моноцикл своими руками - Pk-shturm.ru

Моноцикл своими руками

Как сделать моноколесо своими руками

Устанавливаем сиденье с рулем на моноколесо

Моноколесо или электрический моноцикл совсем недавно воспринималось лишь как реквизит для демонстрации цирковых трюков.

Однако современная городская реальность уже признала это средство передвижения отличным вариантом для перемещения на короткие дистанции. Оно завоевывает популярность легкостью, удобством и безопасностью, поэтому многие мастера с большой практикой и знанием принципов механизма пробуют конструировать моноколесо своими руками.

Конструкция моноколеса

Самодельное моноколесо должно состоять из электродвигателя, аккумулятора и гиростабилизационной системы. Встроенные гироскопические датчики, реагируя на наклоны, заботятся о сохранении баланса. Предельная скорость устройства в 4 раза превышает скорость пешехода и составляет 20 км/ч.

Необходимые инструменты и материалы

Для самодельного моноколеса понадобится:

  • сильная вилообразная рама велосипеда (можно использовать заводскую);
  • новая втулка;
  • мотор с литым ободом размером в 14 дюймов;
  • бескамерная покрышка для скутера Michelin 90/90-10 слик;
  • стойки для педалей;
  • шатуны, седло и подседельный штырь;
  • саморезы, винты, гайки, подшипники;
  • контроллер;
  • батарея;
  • плата БМС.

Как сделать моноколесо своими руками — пошаговая инструкция

Инструкция по изготовлению моноколеса:

  • Начать можно с батареи. Балансировочная плата оснащена только одним полевиком на зарядном канале. А выход на контроллер обходит БМС. Поэтому к плате, в первую очередь, нужно припаять минусовой провод, а затем вставить балансировочный шлейф. Сборку можно поместить в бокс от велосипедного аккумулятора и использовать в качестве внешней батареи для моноколеса.
  • Устанавливая батарею в устройство, необходимо отгородить ее от корпуса прослойкой из резины, термоклея или герметика. Можно оборудовать моноколесо 2 батареями 16s2p с общей емкостью 680 Втч.
  • Изготавливается панель управления. На ней для зарядки будущего моноколеса необходимо предусмотреть разъем GX16. Можно использовать индикатор заряда, к которому от контроллера должно идти 5 проводов. Затем нужна кнопка включения. Подойдет металлическая антивандальная.
  • Мастер должен знать, как сделать мотор.

Двигатель может быть широтно-импульсным. Для получения ограничения по току в 50 А собирается мотор из 18 магнитов с обеих сторон. При толщине магнитов 3 мм и более необходимо выдерживать магнитный зазор более 1 мм. Катушки наматываются на ленточный сердечник, диаметром 20 мм. Сердечники должны быть похожи на катушки для ниток. Малый внутренний диаметр рассчитывается из максимального диаметра медной обмотки, большой — по размеру диаметра магнитов по краям. Необходимо 80 витков провода, толщиной 1,25 мм, на 16 катушках.

Можно провести тестирование работы мотора в течение 2 минут. Если температура сердечников увеличилась за это время, это означает, что сделан недостаточный магнитный зазор. Можно увеличить его, заменив сердечники на ферритовые аналоги или использовав для накрутки более тонкую трансформаторную сталь.

Мотор получается 4-фазным за счет 4 последовательных катушек. Пара катушек (2 электромагнита) в совокупности с 4 магнитами при условии совпадения осей производят замкнутый магнитный поток. Одновременно коллектор отключает в них ток. Полярность электромагнита успевает поменяться благодаря тому, что отключение происходит с опережением в 5º.

После того как мотор будет готов, приступают к сборке изделия:

  • Сборка педального узла. Обе стороны вала должны иметь фрезерованные поверхности с прилегающими к ним сухарями. Сверху эту конструкцию нужно зафиксировать шайбой и прижать ступичной гайкой.
  • С помощью подшипника необходимо установить статор на место, которое занимает ротор.
  • Потребуется 2 прямоугольные металлические пластины. Необходимо вырезать в них отверстия для мотор-редукторов. Шайбы можно использовать в качестве распорок.
  • Эти пластины нужно скрепить болтами так, чтобы они располагались в 4 см друг от друга. Для этого можно воспользоваться 4 стойками, длиной 4 см.
  • Фиксация мотора под крышкой колеса.
  • Установка рамы. Для аккумуляторного отсека необходим металлический каркас, который будет защищать батарею от попадания влаги и механических повреждений.
  • Крепление педального узла и подготовленных пластин к раме.
  • Можно произвести монтаж сиденья.
  • Крепление подножек. Кусок стали, шириной 4 см, нужно прикрепить болтами между двумя подготовленными ранее пластинами на их нижнем конце. К этой сборке нужно приварить Y-образную пластину меньшего размера. Такая подножка будет торчать в стороны и защищать переднюю часть шины.

После этого можно приварить к раме руль, а к нему прикрепить ранее собранную панель управления. Ручки руля могут служить опорой для креплений элементов управления, соединенных с электропитанием (тормозной рычаг, рычаг ускорения).

Бюджетное моноколесо — сделал в гараже

Бюджетное моноколесо - сделал в гараже

Мне понадобилось:
1 – переднее колесо с вилкой (от китайского скутера) 800 р
2 — коллекторный эл. двигатель 24В 12 А, диодный мост (KBPC5010 700В 50 А) 600 р. + 70 р.
3 — Драйвер двигателя BTS7960 43А, 27В 1000 р. с пересылкой
4 — контроллер ARDUINO UNO 700 р.
5 — Гироскоп-акселерометр GY-521 (MPU-6050) 151 р
7 — скетч (программа для Arduino) —
8 — аккумуляторы 12В 6шт. по 200 р. шт.
9 – Старый не работающий движок от двух скоростного мопеда —
10 — металл, сварка, электроды итд, что бы создать каркас моно колеса

Аккумуляторы гелевые BB Battery BC12-12 б/у

приобрел на приёмке металла, шесть штук, по 200 руб., необслуживаемые технологии AGM. Возможен монтаж в горизонтальном и вертикальном положении. Сколько буду применять, вес каждого 3.3 кг, скорее всего четыре.

Проверил тестером измерителя емкости батарей аккумулятора ZB2L3, в каждом по 10 А. Напряжение питания: DC4.5-6V (разъем микро USB). Рабочий ток: менее чем 70mA. Напряжение разряда: 1.00V-15.00V. Диапазон напряжения прекращение: 0.5-11.0В. Поддерживается ток: 3.000A 0.001А резолюции.

Даю совет: сопротивления которые даются в комплект с тестером замените на авто лампу, чтобы избежать пожара.

Заряжаю 10% от емкости, с отключением от зарядки 28,4В, он же у меня сигнализирует о разряде батареи , зажигается красный светодиод при 20В. Когда аккумулятор полностью заряжен, модуль переходит в режим контроля напряжения, а при разряде дойдя до выставленного напряжения включения подзарядки, включает красный светодиод, предупреждая, что заряд батареи критичный. Отключается он вовремя зарядки при напряжении 25В.

Про электромотор МЭ 252Б, диодный мост KBPC5010, драйвер двигателя BTS7960, ARDUINO UNO и Гироскопе-акселерометре GY-521 (MPU-6050) я рассказывать не буду. Об этом если интересно можно узнать прочитав и посмотрев обзор «Гироскоп-акселерометр GY-521 при помощи ARDUINO UNO управляет работой коллекторного двигателя» от 14.09.2020 у меня на страничке. Все пояснения там, здесь же я буду с вашим присутствием собирать механическую часть проекта.

Начну с того, что переднее колесо вместе с вилкой, от китайского скутера приобрел на приемке металла, интереснейшее место я вам скажу, можно обнаружить такие интересные находки о которых и не думали.




Руль был задуман еще в начале проекта, этим девайсом не получится управлять как стандартным моноколесом: стоя, без рук. Навесной эл. мотор и бюджетные аккумуляторы внесли свои нюансы. Да и ножки не молодые.

С сиденьем были варианты. Сначала думал установить как в мотоцикле, плоское и длинное. Но длина ограничена, а место обозначено равновесием, как на весах. Городить мягкую табуретку не стал. Внедрил велосипедное, компактное и в меру мягкое



Главная задача, научиться держать равновесие. Вперед и назад гироскоп контролирует в автомате, а вот вправо влево, мощное притяжение земли. А еще наклон вперед при движении волнует встречей с асфальтом. Скорость в двадцать километров, даже на расстоянии десяти метров кажется космической. А инстинкт самосохранения гонит табун мурашек по спине. Но оно едет!

Скажу так, укрощение коня идет по плану. Видео покатушек выложу в следующей статье. Не хочется смешить народ виляя задницей.
Вот я собрал колесо кустарно, в гаражных условиях и вид топорный, бюджетный вариант, но была решена проблема с перемещением в пространстве пусть не совсем уверенно пока, но все же. За два дня аккумулятор просел с 25В до 22.3В. Конечно, время зарядки аккумуляторов это не бензин залить. Да и пробег ограничен, но прогресс не стоит на месте. Обошлось мне это в пять тысяч.

velomobil-tambov.ru

История появления у меня уницикла уходит корнями в декабрь 2012 года, когда случилось мне погостить в Питере. Собственно, унициклом я никогда обладать не хотел и относился к этой идее как к чисто гипотетической, однако, когда друг попросил меня прикупить ему сей аппарат, который нашел через avito, я согласился.

И вот, терзаемый пронизывающим ветром при совершенно непитерском морозе, я добираюсь до Васильевского острова, где нахожу нужный адрес, отдаю деньги и становлюсь обладателем блестящего спортивного снаряда фирмы “Noname”. Продавец, видимо, сам не научился или находился еще только на начальной стадии обучения, т.к. демонстрировать уницикл в действии не стал, хотя в коридоре места для этого было более, чем достаточно.

Друг, которому был нужен уницикл, живет в Москве, поэтому одноколесный аппарат надолго осел у меня дома, где и находился в полном бездействии вплоть до наступления весны и оголения асфальта во дворе. Зимой, конечно, тоже предпринимались попытки сесть в седло, но в тесных домашних пространствах идея эта была лишена какого-либо смысла.

Друг несколько раз приезжал, но уницикл не забрал, деньги, соответственно, не отдал, в итоге получилось, что с его подачи я купил себе новую игрушку, что прекрасно, ибо сам я бы вряд ли когда собрался.
По весне уницикл стал одним из хитов среди развлечений, предлагаемых мной гостям. Он затмил даже такие потрясающие вещи как ходули и диабло-стикс. Однако никто, в том числе и я, так и не сделал каких бы то ни было заметных успехов в освоении техники езды на уницикле.

Переломный момент наступил осенью, когда я, уволившись с работы и ощутив удивительный прилив свободы, решил освоить уницикл, во что бы то ни стало.

Поначалу это казалось совершенно невозможным, и попытки стронуться с места и проехать без поддержки хотя бы один оборот колеса, казались каким-то безумием с родни биению головой о стену.
Но терпение и труд все перетрут. Поначалу я пытался найти в интернете “святой грааль унициклизма”, т.е. некий набор инструкций, который бы позволил мне за 10 минут научиться, сесть и поехать, но оказалось, что никаких особых тонкостей здесь нет, а применение определенных приемов в обучении может только лишь самую малость повлиять на его эффективность. Поняв это, я перестал читать интернет и начал тренироваться.

Как именно я тренировался?

Вот ссылки на три ролика:

Неудачные попытки: http://youtu.be/hoqrhFRUOTw
Удачные попытки: http://youtu.be/7PX61Tg7BEA (первый удачный опыт)
Реальная унициклическая покатушка по парку с дивной музыкой: http://youtu.be/LjD_1OpcnrI

Второй и третий ролики очень важны тем, что они иллюстрируют, что научиться кататься на уницикле очень даже реально!
Обратите внимание, как изменился уровень катания между вторым и третьим: во втором я еще еле держусь, балансируя руками, а в третьем — уже свободно еду, в том числе и по не самым ровным грунтовкам.

Читайте также  Как делать прыжок на скейте

И, напоследок, малоинтересное, но информативное видео о том, как запрыгивать на уницикл без опоры: http://youtu.be/8H1ZufXY_as

    движение с опорой на палки
    движение вдоль стены с опорой на нее
    тренируйся
    меняй способ опоры с палок на стену и наоборот
    тренируйся
    попа должна всей твоей массой сидеть в седле
    тренируйся
    спина должна быть прямой, а позвоночник должен быть продолжением подседельного штыря
    попа должна СИДЕТЬ, а не висеть над седлом
    не забываем тренироваться!

Дела идут гораздо лучше, когда начинают проявляться первые успехи:

    первый оборот колеса, пройденный без завала на бок
    первый полу-секундный отрыв от стенки
    первая секция забора, которую удалось пролететь, не касаясь руками

    первая сотня метров, которую ты преодолел на уницикле полностью самостоятельно

Обращаю ваше внимание на еще один интересный аспект обучения катанию на уницикле: этот вид деятельности чрезвычайно энергозатратен. После каждой получасовой тренировки при окружающей температуре около +10 я возвращался домой с трясущимися ногами и в мокрой насквозь майке. Так что это еще и неплохое средство получить физическую нагрузку, особенно, пока навык еще не отточен, и педалирование происходит очень неэффективно.

Что касается сроков, то я довольно четко шел по графику, описанному в статьях про уницикл, а именно: от начала тренировок до первого отрыва от стенки меня отделяло примерно пять часов работы.
Первые сто самостоятельных метров случились где-то между 5 и 10 часами тренировки.

Текущее положение вещей

К сожалению, уницикл неведомой фирмы, доставшийся мне от неведомого питерского чувака, оказался бракованным, и стоило мне лишь чуть научиться и понять, что я могу и окончательное овладение навыком уже не за горами, он сломался.

Казалось бы, что может сломаться в УНИЦИКЛЕ? Там же почти нет деталей! Оказалось, что мои 90 килограммов очень плохо повлияли на целостность оси колеса, и конец вала с одной стороны начал скручиваться, что привело к образованию угла между шатунами и невозможности нормальной езды.
Аппарат был снесен к Осипову, который покачал головой, почесал репу и сказал, что А. Карпук — вот кто, возможно, спасет положение.

На сегодняшний день процесс изготовления новой втулки находится на стадии отличной от нулевой и есть надежды к сезону, наконец-то, снова сесть на одноколесное чудо.

Re: Уницикл (моноцикл) — одноколесный велосипед

kab » 17 фев 2014, 20:20

Когда смотришь на собранный уницикл вспоминается техническая шутка — даже в заклёпочном соединении деталей как минимум три.

Основные части уницикла перед началом работ по восстановлению.
Колесо уже разобрано.
Вилка изготовлена из стальных труб 28х1,5 мм
Подседельный штырь диаметром 25 мм.

Изображение

Главный виновник "торжества" скрученно-согнутый конец вала (в красном овале).
Деталь без каких либо следов термообработки.
Для наездника малого веса, например подростка, даже "сырой" вал, вполне возможно, что и прослужил бы долго, но судьба уготовила — крупного дядю.
Итог — на фото.
Изображение

И ещё раз.
Изображение

И те же шары. вид сбоку.
Изображение

Крепление вала к вилке, покрупнее.
Фото деталей сделано на листе нержавейки, что позволяет рассмотреть детали со всех сторон.
На этой фотографии лист немного изогнулся и получился интересный эффект с отражением.
Изображение

Да, основа уницикла — одна деталь — вал.
Но она испытывает колоссальные знакопеременные нагрузки и качество изготовления детали должно быть высоким.
При изготовлении единичной детали было решено отказаться от изготовления полностью новой детали, с повторением всего цикла механо и термообработок, а использовать уже готовые кареточные валы с посадочными местами, как полуфабрикат.
Что, по идее, должно положительно сказаться на сроках и качестве изготовления готового продукта.

Процесс изготовления вала уницикла.

Детали после токарной обработки.
Два полувала, центральная соединительная часть и фланцы.
Кареточные валы на заводе изготовителе получают ковкой с последующей механо и термо обработкой.
Центральная часть вала в оригинальном состоянии имеет необработанную, условно круглую форму.
Валы закрепляют "в центрах" и формируют одинаковую по диаметру посадочную поверхность.
В соединительную часть полувалы должны вставляться с минимальными зазорами.
Изображение

Вал в сборе перед сваркой
Изображение

Процесс разметки фланцев перед сверлением отверстий под спицы.

На листе бумаги рисуем шаблон.
Изображение

Накладываем шаблон на фланец. Чтобы он не смещался во время работы, фиксируем шаблон тремя каплями клея, примерно через 120 градусов.
Такого количества клея достаточно, чтобы при работе шаблон оставался на месте и после окончания разметки клеевые точки можно быстро счистить.
Изображение

Накерниваем места будущих отверстий под спицы.
Отверстия под спицы — диаметром 2,6 мм.
Изображение

Re: Уницикл (моноцикл) — одноколесный велосипед

kab » 04 мар 2014, 15:58

Эскиз вала уницикла.
Какой был.
Изображение

Детали для нового вала. При тех же прочих размерах удалось немного расширить расстояние между фланцами.
Что должно увеличить "зонтик" спиц и повысить стойкость колеса.
Изображение

Re: Уницикл (моноцикл) — одноколесный велосипед

AASergeev » 17 мар 2014, 21:19

Процесс сварки полувалов.
Подобным простым способом обеспечиваем правильное положение шатунов относительно друг друга.
Изображение

Втулка сварена, отверстия под спицы просверлены, перед зачисткой после сварочных работ.
Изображение

В оригинальной конструкции использовались подшипники с наружным размерами 40 мм и посадочным 17 мм.
Кареточные валы, чаще всего, имеют готовый посадочный размер — 16 мм.
Под этот размер в наших авто магазинах всегда можно приобрести подшипники на "Волговский" генератор.
Внутренний диаметр 16 мм и наружный — 35 мм.
Из готовых деталей удалось подобрать переходные посадочные кольца на новые подшипники с наружным размером 42 мм, что не очень критично в подобной конструкции.
И постараться использовать штатные крепления подшипников в уницикле.
Изображение

Вал колеса крепиться к вилке уницикла с помощью штампованных, толстостенных, но довольно мягких стальных хомутов, поддающихся рихтовке.
Изображение

Изображение

В итоге, при сборке потребовалась минимальная рихтовка посадочных хомутов.
Изображение

Ура! Заработало!

ivvva » 25 мар 2014, 23:54

Re: Уницикл (моноцикл) — одноколесный велосипед

ivvva » 14 апр 2014, 23:35

После его 20-дюймового сел на свой 24 и испытал настоящее наслаждение и левел-ап.

Простая механика: как работают законы физики на деревянных моделях

Чтобы продемонстрировать пневмодвигатель, вовсе не обязательно искать баллоны со сжатым воздухом и собирать сложное устройство с металлическими поршнями и цилиндрами. Достаточно несколько деревянных кривошипов и шатунов, а также воздушного шарика. Получится деревянный пневмодвигатель, способный запустить обычный настольный вентилятор. «Хайтек» вместе с UGEARS изучил, как с помощью деревянных моделей и резинок можно изучать фундаментальные физические принципы и почему для этого не требуются научные лаборатории.

Читайте «Хайтек» в

Фундаментальные законы физики, известные еще со школьной программы, как правило, легко запоминаются. Но потребность в их демонстрации часто приводит в тупик человека, не имеющего инженерного образования. Это связано и с практическими пробелами среднего образования в России, и с недостатком ресурсов. Достаточно трудно вне стен школы или университета показать, как приводится в действие пневматический двигатель. Еще сложнее объяснить, как происходит движение трамвая или выстрел аркбаллисты.

Конечно, самому воспроизвести законы Ньютона требуется не каждый день: нужно объяснить их ребенку, хочется проверить свои знания в физике, «поиграть» во что-то осязаемое, а не цифровые модели, или вспомнить давно забытое со школьных времен. Лабораторных установок для этого не требуется. А можно и вовсе обойтись только моделями, состоящими из дерева и резинок. Такую возможность дают конструкторы UGEARS. Главное — соблюсти точность сборки, какими бы ни были базовыми законы физики, чтобы они работали, тоже нужны определенные условия. Рассказываем, какие естественнонаучные каноны можно проверить на деревянных моделях и что для этого нужно.

Моноколесо. Механическое равновесие

Моноколесо сегодня стало практически таким же популярным видом городского транспорта, как и гироскутер, электросамокат или велосипед. То, на чем гоняют любители скорости — электрический самобалансирующийся уницикл — лишь современная модификация моноцикла, который был широко распространен в конце XIX — начале ХХ века. Только тогда вместо электродвигателя использовали мускульную силу человека, как и в случае с велосипедом. А вот для равновесия вместо датчиков, гироскопов и акселерометров были необходимы исключительно таланты, сноровка и опыт.

В основе устройства моноцикла лежит принцип механического равновесия, которое важно поддерживать в процессе движения. Моноцикл способен сохранять вертикальное положение, пока колесо удерживается под центром масс (об этом говорит теория инвертированного маятника). А нужное положение, как уже говорилось, задается наездником. По сути, на моноцикле именно человек, подсознательно ощущая, куда заваливается его транспортное средство, компенсирует падение, перемещая колесо в ту точку под собой, где находится центр масс. Это важно сделать до тех пор, пока моноцикл не упадет.

Ускорение моноцикла определяет расстояние от центра тяжести до точки контакта, а скорость и направление вращения колеса — относительное положение пятна контакта, а вместе с ним и характер динамики ускорения. Поэтому, чтобы ускориться, наездник должен сместить центр тяжести вперед, а если замедлиться — назад. А чтобы начать движение, нужно фактически «упасть» — достаточно наклона тела, движения рук или бедер, чтобы придать моноциклу ускорение.

У UGEARS для демонстрации этих принципов механики есть самоходное моноколесо. Деревянная модель состоит из 300 деталей, а в движение ее приводит резиномотор, который благодаря балансировке (здесь таланты наездника не потребуются) позволяет колесу не падать. Когда энергия резиномотора кончается, закрепленные на колесе лапки убираются, и оно начинает вращаться как простое колесо и в итоге просто красиво переворачивается. Если лапки зафиксировать, то оно тоже продолжит движение, но уже как балансирующее колесо.

Хронометр. Маятник и принцип механических часов

Впервые человек стал измерять время с помощью механических часов в VIII веке в Китае, откуда технология жидкостного спускового механизма пришла сначала в арабский мир, а потом попала в несколько ином виде в Западную Европу. Там механические часы имели только часовую стрелку, а приводились в движение путем завода гиревого механизма. Часы стали центром жизни человека — их устанавливали на главных ратушных башнях городов, они отмечали не только полдень или полночь, но и церковные праздники.

Помимо привычного каждому циферблата, механические часы состоят из источника энергии (это может быть как гиря, так и пружина), спускового механизма, превращающего непрерывное вращение движение в колебательное или возвратно-поступательное, а также регулятор — им может быть маятник или баланс. Спусковой механизм и двигатель соединяет, как правило, система шестеренок.

Разумеется, механические часы не настолько точны, как их электронные или кварцевые «потомки». Погрешность может составлять от +40 до –20 секунд в сутки. А сегодня именно механические часы в основном используют для поддержания традиций.

Читайте также  Кроль на груди

В основе работы механических часов лежит система, именуемая физиками маятником. Это такая механическая система, которая совершает механические колебания, будучи в подвешенном состоянии в поле тяжести. В процессе колебания кинетическая энергия маятника превращается в потенциальную (это энергия силы упругости и гравитации) и обратно. А силы трения постепенно превращают эту кинетическую энергию в тепловую, за счет чего амплитуда колебания постепенно снижается.

Проверить, как устроена такая механическая система, а также создать собственный хронометр, можно и из дерева. В качестве источника энергии такого устройства будет выступать опять же резиномотор, а для того, чтобы завести хронометр на определенное время (в данном случае таймер работает в интервале до 20 минут) , достаточно отвести стрелку циферблата на определенную величину. Конечно, для начала придется стать часовщиком и собрать открытый шестеренчатый механизм. В данном случае точность важна как никогда.

Трамвай. Вращающий момент, превращение потенциальной энергии натяжения в механическую работу

Почувствовать себя Федором Пироцким, изобретателем первого электрического трамвая в России, можно и с помощью модели. Но сначала лучше разобраться, как на самом деле приводится в движение трамвай. Предком электрического транспорта была простая конка, где вагон с пассажирами тащили по рельсам лошади. С наступлением электрической эпохи тягу осуществляют двигатели.

В современных трамваях чаще всего используют тяговые двигатели постоянного тока, так как именно такой ток потребляет система трамвая. Но электроника позволяет преобразовывать постоянный ток в переменный, а значит, двигатели переменного тока тоже можно использовать в оснащении трамваев. Тем более, в отличие от двигателей постоянного тока, у них нет быстро приходящего в негодность коллекторно-щеточного узла. Именно он постоянно нуждается в ремонте и техническом обслуживании.

Чтобы передать энергию от двигателя к оси колесной пары, вагоны оснащаются карданно-редукторной передачей, состоящей из механического редуктора и карданного вала соответственно.

Чтобы собрать собственный редуктор, потребуется не так много усилий, если расчеты сделаны уже за вас. В основе этого механизма лежит функция редукции — снижения усилия, необходимого для привода устройства, преобразующего передаваемую мощность в полезную работу. Самый простой способ такого преобразования — пара взаимно соединенных цилиндрических шестеренок разного диаметра: ведущей шестерней является та, что обладает меньшим размером.

В деревянной модели трамвайной линии электричество не нужно. Помимо того, что для соединения не требуется даже клей, а все материалы изготовлены из дерева, в качестве источника энергии используется все тот же резиномотор, который необходимо завести — по принципу натягивания пружины. Превращение энергии во вращательную так же, как и в настоящем трамвае, происходит за счет зубчатой передачи. Кроме того, трамвай может двигаться просто за счет разницы высот, тогда опять же происходит превращение потенциальной энергии в кинетическую.

Пневматический двигатель. Превращение энергии сжатия в механическую работу

Пневмодвигатель придумали достаточно давно, практически исполнив давнюю мечту человечества: получать энергию из воздуха. Другое дело, что для начала этот воздух необходимо сжать, для чего, разумеется, тоже требуется существенная энергия. Конечно, использование пневмодвигателей и приводов сильно расширяет сферу использования различных устройств, когда необходима повышенная безопасность, а использование электричества или горючих веществ невозможно.

И применений у такого физического принципа может быть великое множество. Почти все из них победило электричество. Однако история помнит и пневмопочту, и даже пневматическую железную дорогу. В 1861 году в Петербурге был построен первый в истории локомотив с пневмоприводом. Его назвали в честь создателя — духодод Барановского.

Как ни странно, пневмодвигатель можно собрать и из дерева. Причем практически полный аналог настоящего, включая тахометр. Чтобы запустить в движение двигатель, конечно же, требуется воздух. Чтобы не отходить от парадигмы — только дерево и резина, создатели конструктора предлагают использовать обыкновенный воздушный шарик, который можно надуть и подсоединить к двигателю с помощью специальных насадок и раструба. При этом воздух будет приводить в движение поршни пневмоустройства и создавать кинетическую энергию.

Аркбаллиста. Превращение энергии натяжения в энергию полета

Метательные орудия использовались человеком достаточно давно — в Древнем мире и Средних веках. Однако и сегодня можно встретить подобное оружие, в частности в спорте, где используются луки и арбалеты. В основе работы таких орудий лежит превращение мышечных усилий человека в энергию полета. Чтобы сделать эту энергию выше, можно осуществить накопление потенциальной энергии с помощью упругих элементов или противовеса. В луке или арбалете это тетива.

Гипертрофированный вариант арбалета — аркбаллиста — использовался в качестве осадного орудия при взятии городов и крепостей. Лук, длина которого доходила до 3,5 м, крепился к массивному деревянному ложу на деревянной раме-лафете, расположенной на двух колесах большого диаметра. Натяжение тетивы осуществлял артиллерист с помощью укрепленного на раме ворота. Сегодня, конечно, подобные устройства встречаются только в компьютерных играх. Правда, основы артиллерии заложили именно тогда.

Классика военной машины в виде деревянной модели вряд ли сможет захватить настоящий замок, а вот поиграть в «аналоговую» компьютерную игру получится. Модель состоит из двух частей: блока стрельбы и основы с регулируемыми опорами, именно осуществляет стабилизацию конструкции во время стрельбы. А стреляет такая аркбаллиста деревянными болтами. При желании, конечно, можно запустить и чем-то другим. Важно помнить, как и любому артиллеристу, что для грамотного нанесения удара нужно правильно выставить угол по вертикали и горизонтали, а не просто приводить в действие спусковой механизм.

То, что деревянные игрушки устарели, можно легко опровергнуть, показав одну из таких моделей. А если еще рассказать про законы физики, которые приводят их в движение, вывести пару формул и нарисовать направление векторов сил, участвующих в создании разных типов энергий, то и само слово «конструктор» будет уже относиться не к моделям, а к их обладателям.

Если вы решили приобрести какой-то из конструкторов, пользуйтесь промокодом HIGHTECH, он дает скидку 20%. Сейчас в каталоге компании UGEARS 73 модели, в том числе реально запирающийся сейф, спорткар и байк, пистолет, шкатулка с секретом, большой локомотив с тендером.

Запомним такую машину, как моноцикл!

Запомним такую машину, как моноцикл!

1924 год. Автострада около Национального стадиона в Риме. И что же это там по нему такое движется? Огромное колесо с приводом от мотоциклетного мотора, а в нем сидит водитель, явно равнодушный к опасности вылететь из него словно камень из пращи! В руках обычный автомобильный руль (не правда ли, удивительно?!), а ноги на автомобильных педалях. На каждом повороте тело водителя наклоняется вместе с колесом то в одну сторону, то в другую, но вот, наконец, остановка. Водитель просто ставит ноги на землю, показывая всем, что вот так можно не дать ему перевернуться, и оно… стоит!

Водителем этого необычного транспортного средства оказался Давид Джислаги – офицер итальянских мотоциклетных войск из Милана. Одержимый идеей, что одно большое колесо лучше, чем два маленьких, он построил одноколесный мотоцикл и стал на нем разъезжать, чтобы на личном примере показать его достоинства.

Его одноколесник, который сам изобретатель называет то «велосита», то «мотомота», имеет всего одну движущуюся часть – большую пневматическую шину, надетую на внутренний стальной обод. На внешней поверхности обода находятся ролики, поддерживающие движение шины. Существует также приводной ролик, вращаемый силой двигателя. Он прижат к ободу шины и заставляет ее вращаться вокруг того обода, что неподвижен. Ну, а водитель не проворачивается вместе с колесом, потому как к его весу добавляется вес двигателя и топлива, причем все эти грузы располагаются ниже центра тяжести колеса, что придает ему большую устойчивость.

Никто из коллег изобретателя не верил в его машину, и он заключил пари, что доберется на ней из Милана до Рима, а затем съездит и в Париж и… до Рима он добрался!

Вот так писал об этом изобретении итальянского офицера американский журнал «Популярная наука», при этом в конце добавлялось, что у этого транспортного средства прекрасные перспективы. Впрочем, о том, что это было действительно изобретение, говорить можно было только с большой натяжкой. Моноцикл – транспортное средство со смещенным центром тяжести и одним колесом, было известно задолго до этого ралли из Милана в Рим! Довольно популярными моноциклы, пока еще с обычным педальным приводом, стали еще в 60-ые годы XIX века, наряду с велосипедом «пауком».

Ну, потом в апрельском номере журнала «Популярная механика» за 1914 год рассказывалось о странном аппарате в виде большого колеса, но с… воздушным винтом, как у самолета и с ротативным двигателем. Он устанавливался на длинной раме, проходящей через всю машину (на ней же находилось и сиденье водителя!), а сзади на ней же располагался еще и груз-противовес, уравновешивающий вес двигателя. Четыре «ноги», по две спереди и сзади, не давали этой страной машине ни заваливаться, ни упасть вперед или назад. Несмотря на странный внешний вид, она была вполне работоспособна. В 1917 году эту конструкцию все-таки сумели воплотить в метал, но толку от нее было немного. «Поиграли, и бросили!»

1917 год. Первая мировая война и на обложке опять-таки журнала «Популярная наука» появляется и вовсе уже ни с чем не сообразное творение – «двухколесный моноцикл», у которого уже не одно колесо, а два – маленькое переднее и заднее ну просто очень большое, причем сиденье для водителя и вовсе расположено сзади. Понятно, что на ровном месте, например, на шоссе, эта «машина» еще бы себя показала. Но на поле боя изрытом воронками от снарядов она тут же завалилась бы набок! А как его можно было хранить? В каком «стойле»? И что было бы с водителем, если бы он вместе с этим аппаратом упал? Да, оказывается, придумать оригинальный аппарат – и добавим, – его нарисовать, – это одно! А вот сделать так, чтобы «это» еще и работало – совсем другое! Но… нарисовано это странное «устройство» было красиво, что и говорить, и, конечно, служило развитию воображения и фантазии. Ну а солдат, получивших такие вот «машины», можно было бы только пожалеть!

Но при всей своей очевидной бредовости идея боевого моноцикла все-таки не умерла в зародыше, а вновь подброшена на страницы журнала «Популярная наука» в ноябрьском номере за 1933 год. В ней сообщалось о некоем итальянском изобретателе, который добрался до Англии (уж не Давид Джислаги это был?), проехал там не своем моноцикле со скоростью 100 км/ч расстояние в 280 миль всего лишь на одном галлоне бензина, и предлагает на его основе соорудить высокоскоростной одноместный… танк! Да-да – танк в виде моноколеса с двумя поддерживающимися колесами сзади и пулеметом для стрельбы вперед. Все пространство внутри колесного обода закрывалось бронированными колпаками. По мысли предлагавших эту машину, попасть в него спереди будет очень сложно. Ну, а с боков ее должна будет защитить броня. Почему-то никто из горе-изобретателей таких вот одноместных «боевых механизмов» не мог сообразить, что не может человек одновременно управлять транспортным средством и вести огонь из размещенного на нем оружия. Ну, а стрелять с места явно глупо, поскольку сектор обстрела у такой машины будет очень мал. Но об этом писали, тему эту обсуждали, как будто бы сразу было непонятно, что эта идея без будущего!

Читайте также  Как снять звездочку

В 1938 году появился новый проект – так сказать взять, наверное, не мытьем, так катанием. Опять-таки в журнале «Популярная наука» сообщалось, что в США полным ходом идет разработка… танка-сферы! Как это хорошо видно из рисунка на обложке, это тоже был моноцикл. Чтобы сфера эта могла совершать повороты, ее придумали состоящей из двух половин. Причем каждая из них снабжалась рельефными грунтозацепами и вращалась независимо от другой. Вооружение размещалось в спонсонах на осях вращения и в центральной части танка, остававшейся при движении неподвижной. Двигатель предполагалось изолировать от отсека экипажа и обеспечить ему защиту от ядовитых газов – вот даже как!

После Второй мировой войны моноциклы с обложек американских журналов сразу же пропали, теперь о них стали писать уже наши советские, а потом и российские журналы, например, такой популярный журнал, как «Моделист-конструктор». Например, в 1997 году в нем рассказывалось о моноцикле – трицикле – с ведущим колесом спереди, внутри которого располагался водитель и мотор и двумя опорными колесами сзади, между которыми находилась площадка для груза или сиденье для пассажира. Очень оригинальным был и проект из журнала 2011 года – колесо без мотора, но состоящее из пневмошины большого диаметра, чтобы скатываться на нем с гор!

Но надежды на то, что такие вот моноциклы заполонят улицы наших городов, нет, прежде всего потому, что в городе они не нужны, да в целом и неудобны. На селе… может быть они останутся как образец технической смекалки энтузиастов-самодельщиков. Но вот в фантастических кинофильмах эти машины обрели, можно сказать, свою «вторую жизнь». Так, моноцикл, катившийся по желобу, показали в советском фантастическом фильме для детей «Отроки во Вселенной». Дань этому футуристического вида транспорту отдали и американцы, благо с них-то все и началось. Смотрим «Звёздные войны. Эпизод III: Месть ситхов» – Генерал Гривус бежит от Оби-Вана как раз на таком вот моноцикле, а многие боевые машины в эпизоде «Война клонов» также являются моноциклами. Есть они и в кинофильме «Люди в чёрном 3». И хотя это и не реальная жизнь, а произведения жанра кинофантастики, моноциклы все-таки существуют!

Впрочем, нет, есть нечто, что вполне соответствует идее моноцикла и что опять-таки впервые появилось на журнальной обложке. Пляжное «беличье колесо»! Два колеса-поплавка, а между ними трубчатая конструкция с гребными лопатками, внутри которой находится человек. А дальше все происходит, как и с белкой: человек перемещается внутри такого колеса, и оно крутится, а само устройство за счет этого плывет по воде. Интересно, на пляжах сегодня что-то подобное уже появилось, так что хотя бы так идея моноцикла все-таки нашла себе воплощение.

Тема: Одноколесные мотоциклы

улыбаемся и машем Регистрация 23.02.2010 Адрес поросячий рай Сообщений 7,020 Поблагодарил(а) 3,842 Получено благодарностей: 4,277 (сообщений: 2,147).

Одноколесные мотоциклы

  • Просмотр профиля
  • Сообщения форума
  • Личное сообщение

Ветеран Регистрация 19.09.2010 Адрес где-то в Сибири Возраст 53 Сообщений 1,018 Поблагодарил(а) 54 Получено благодарностей: 8 (сообщений: 7).

  • Просмотр профиля
  • Сообщения форума
  • Домашняя страница

Banned Регистрация 02.12.2009 Адрес Липецк Возраст 41 Сообщений 76 Поблагодарил(а) 35 Получено благодарностей: 23 (сообщений: 16).

  • Просмотр профиля
  • Сообщения форума
  • Личное сообщение

Gold Member Регистрация 24.11.2005 Адрес энергетик, 7-й Возраст 42 Сообщений 7,888 Поблагодарил(а) 70 Получено благодарностей: 6,835 (сообщений: 2,789).

Сообщение от notme [48RUS]

Миниатюры

  • Просмотр профиля
  • Сообщения форума
  • Домашняя страница

Banned Регистрация 02.12.2009 Адрес Липецк Возраст 41 Сообщений 76 Поблагодарил(а) 35 Получено благодарностей: 23 (сообщений: 16).

  • Просмотр профиля
  • Сообщения форума
  • Личное сообщение

Наш Чел Регистрация 22.08.2008 Адрес Energy Сообщений 237 Поблагодарил(а) 231 Получено благодарностей: 46 (сообщений: 30).

Сообщение от iriska

  • Просмотр профиля
  • Сообщения форума
  • Личное сообщение

улыбаемся и машем Регистрация 23.02.2010 Адрес поросячий рай Сообщений 7,020 Поблагодарил(а) 3,842 Получено благодарностей: 4,277 (сообщений: 2,147).

Сообщение от notme [48RUS]

  • Просмотр профиля
  • Сообщения форума
  • Личное сообщение

улыбаемся и машем Регистрация 23.02.2010 Адрес поросячий рай Сообщений 7,020 Поблагодарил(а) 3,842 Получено благодарностей: 4,277 (сообщений: 2,147).

Сообщение от iriska

В случае если наездник в процессе движения попросту вылетел из седла, аварийные предохранительные выключатели экстренно остановят движение мотоцикла

Американская компания Ryno Motors представила электрический моноцикл, который удерживается в вертикальном положении благодаря гироскопическому датчику, по аналогии со знаменитым самокатом Segway.

Аппарат, бесхитростно названный Ryno, управляется очень просто: наклонился вперёд – ускорился, откинулся назад – притормозил. Более всего эта система напоминает так и оставшийся на бумаге проект Bombardier EMBRIO.

  • Просмотр профиля
  • Сообщения форума
  • Личное сообщение

улыбаемся и машем Регистрация 23.02.2010 Адрес поросячий рай Сообщений 7,020 Поблагодарил(а) 3,842 Получено благодарностей: 4,277 (сообщений: 2,147).

Ровно год назад мы доставали своими вопросами об одноколесном мотоцикле EMBRIO вице-президента канадской компании Bombardier Дени Лапойнта. Нас больше всего интересовало, как будет тормозить канадский моноцикл со скорости в 250–300 км/ч. К нашему разочарованию выяснилось, что в металле это замечательное средство передвижения сможет появиться не ранее 2025 года. Но не только канадцы грезят одноколесным транспортом. За прошедший год нам удалось пообщаться с несколькими конструкторами реальных моноциклов.

Керри Маклин на серийном одноименном моноцикле

Джек Лайал и его самобеглое колесо

Вальтер Никсон и его моноцикл. 1936 год

Идея одноколесного транспорта стара, почти как идея двухколесного. В миланском Музее велосипедов есть одноколесный велосипед, изготовленный в 1869 году мастером Россу из Марселя. Вплоть до Первой мировой войны одноколесные велосипеды в большом количестве мастерили по обе стороны Атлантики. Но если есть моновелосипед, что мешает вставить в него двигатель?

Первый известный моноцикл появился в 1904 году в Милане. Последующие 40 лет их делали с переменным успехом, но ни один в серию не пошел. Хотя обложки научно-популярных изданий моноциклы украшали не раз. Схема была традиционной – водитель и двигатель внутри огромного колеса. По замыслу конструкторов, такая схема с огромным колесом обеспечивала лучшую проходимость, что в начале века было довольно актуально – большинство дорог были грунтовыми. Мало того, предлагались даже проекты боевых бронированных моноциклов. Один из них можно увидеть в танковом музее в Кубинке в павильоне немецкой бронетехники.

Недостатков же у моноциклов было больше: это и недостаточная поворачиваемость, и плохая устойчивость на небольшой скорости, и никудышная защита от грязи – она летела на водителя отовсюду, даже сверху!

Так бы моноциклы и ушли в небытие, если бы люди относились к транспорту только как к средству передвижения. Восьмидесятые годы прошлого столетия подарили миру много всякого неэффективного, но удивительно увлекательного транспорта, включая мои любимые сноуборды. Ровно двадцать лет назад за разработку и производство моноциклов взялся американец Керри Маклин. Керри, сам заядлый байкер, изначально строил не утилитарный транспорт, а средство для получения адреналина. Первый моноцикл Маклина приводился в действие мотором от газонокосилки, но, несмотря на это, доставлял своему создателю не меньшее удовольствие, чем спортбайк. Единственной проблемой была мичиганская дорожная полиция, нещадно штрафовавшая изобретателя, стоило ему только покинуть асфальтовые дорожки возле своего дома. Следующий моноцикл Маклина оказался полиции не по зубам: внутри огромной 36-дюймовой шины от французской машины для сбора винограда стоял 40-сильный мотор с водяным охлаждением от снегохода, мощная галогенная фара, стоп-сигнал и номерной знак! На этой машине Маклин установил первый официальный рекорд скорости для моноциклов. На высохшем Бонневильском соляном озере он разогнался до 90 км/ч.

Этот забавный рекорд показали в Америке по многим телевизионным каналам, и на Маклина посыпались заказы. Он основал собственную компанию и приступил к выпуску коммерческого моноцикла мощностью всего 5 л.с. и стоимостью около $8,5 тысяч. Продажи, правда, идут неважно – «Популярная механика» безуспешно пыталась застать бизнесмена в офисе в течение двух недель.

Есть в гараже Керри и два супермонобайка с моторами V8 от «бьюиков»: McLean V8 и McLean V8 Rocket Roadster. Постройку этих рекордных монстров проспонсировала компания Panda Precision, и на последнем из них был установлен самый свежий рекорд скорости среди моноциклов – 185 км/ч.

Управляются все моноциклы Маклина отклонением корпуса водителя, однако последний Rocket Roadster оснащен также стабилизатором и аэродинамическими рулями направления, которые начинают действовать при достаточно больших скоростях. Тормоза же настроены так, что при нажатии на них пилот клюет носом, но не прокручивается внутри колеса.

В отличие от Керри Маклина Джейк Лайал предпочитает ездить не внутри, а впереди колеса. Сама идея моноцикла, где водитель сидит впереди колеса, пришла Джейку пару лет назад во сне. Смысл ее в том, что внутри колеса упрятана система противовесов, состоящая из 6-сильного двигателя Honda объемом 80 см3 и 227-килограммового груза. Специальный контроллер непрерывно перемещает их внутри колеса, поддерживая центр тяжести моноцикла точно по центру колеса. Проще увидеть на схеме, как это работает, чем описывать словами.

Такая система не дает водителю заваливаться вперед-назад. А что удерживает моноцикл Лайала от падения вбок? Классическим велосипедам и мотоциклам упасть на скорости мешает эффект гироскопа, где роль маховиков играют вращающиеся колеса. У Джека Лайала 30-килограмовый гироскоп упрятан внутри и крутится даже на остановке – этим достигается устойчивость аппарата. Используется гироскоп и для управления по курсу – для отклонения его в горизонтальной оси служат две ручки по бокам моноцикла. Помогать гироскопу может и сам водитель, отклоняясь в сторону поворота. Вес получившегося моноцикла Лайала около полутонны, а максимальная скорость ограничена 50 км/ч.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: