В останні роки використання електричних самокатів у містах побільшало — і ця тенденція все більше набиратиме обертів, упевнені експерти.
Електричні самокати вважаються новим екологічно чистим транспортом та потенційною галуззю для багатьох країн. За даними Grand View Research, світовий ринок електронних самокатів зросте з 20 до 42 мільярдів доларів у період з 2020 по 2030 рік . Щоб захопити частку на цьому ринку, виробники електросамокатів намагаються розробляти більш компактні, ефективні і високопродуктивні конструкції.
Електричний самокат – це транспортний засіб, що рухається електродвигуном, розвиває швидкість від 40 до 65 км/год.
Хоча в електричних самокатах використовується електродвигун, їх, як і раніше, називають самокатами, а не мотоциклами. Цей транспортний засіб не вимагає сертифікації, а для їзди на ньому не потрібно мати права.
Типи електричних самокатів
Електричні самокати можна розділити за типом двигунів:
- зі ступичним двигуном,
- ланцюговим двигуном.
Ці двигуни мають різні способи використання та встановлення в електросамокаті.
Самокат із ступичним двигуном
Ступовий двигун – це електродвигун, який розміщується всередині маточини переднього або заднього колеса. На малюнку нижче показаний один із типів ступичних двигунів, представлений на ринку. Загалом, двигун з передньою маточкою створює повний привід . Мотор-концентратор також широко використовується електричним велосипедом. Чітка різниця між електричним самокатом та електричним велосипедом полягає в тому, що електричний велосипед має педаль для їзди, у той час як для електричного самокату використовується лише дросельна заслінка для керування швидкістю.
Електричний самокат з використанням ступичного двигуна створює повнопривідний транспорт , оскільки двигун надає руху переднє або заднє колесо. Систему ступичного двигуна в електричному самокаті легко встановити чи зняти з колеса. Мотор-втулка може забезпечити більш збалансований розподіл ваги самокату, якщо акумулятор встановити в середній або задній частині. Існує кілька конструкцій електричних самокатів, у яких використовується ступичний двигун (задній ступичний двигун та передній двигун).
Самокат із ланцюговим двигуном
Інший тип електричних самокатів – з використанням ланцюгового двигуна. Ланцюговий двигун встановлюють разом з ланцюгом та шестернею.
Ланцюгова система також забезпечує різну потужність двигуна. На фото показано встановлення електросамокату з ланцюговим двигуном.
Зазвичай для електричного самоката ланцюговий двигун встановлювався та підключався до задньої шини. Тим часом мотор-редуктор можна встановити або спереду, або ззаду.
Функціональне розташування деталей
| Електричний | самокат | |||
| 1. Електричний компонент | 2. Рама | 3. Підвіска | 4. Вибір матеріалу | 5. Механічна частина |
| Регулятор швидкості (ідентифікаційний ящик) | Ручки: · Захоплення (дросель, кабелі) · аварійна кнопка | Колеса · шини | Низька вартість | Оптимізація руху |
| Вимикач | Сидіння | Гальма · Колодки · кабелі | Доступність | Економія вартості |
| Порт зарядного пристрою акумулятора | Передня фара · Лампа · Електропроводка | Моноамортизатор | Естетична цінність | Проста заміна |
| Батарея (перезаряджається): · блок керування двигуном · стартер електропроводка | Легкий рух | |||
| Автоматичний вимикач | ||||
| Електричний мотор-редуктор | ||||
| Дросель (керування швидкістю) |
Морфологічна схема для прототипу е-самокату
Морфологічна діаграма — інструмент проектування, який допоможе задовольнити всі критерії проектування з функціональної декомпозиції. У таблиці представлені ідеї для якнайкращого поєднання показників самоката.
Як спроектувати електросамокат з урахуванням людського чинника
Електричний самокат є комбінацією декількох основних компонентів на основній рамі. Електросамокат повинен забезпечувати водієві комфортну їзду , а також безпеку при розгоні, гальмуванні та проходженні поворотів. Щоб виконувати свою основну функцію, самокат повинен мати можливість без проблем діставатися з одного місця до іншого. Таким чином, на рішення про розробку електричного самокату має впливати сам користувач.
Щоб водієві було максимально комфортно, ми рекомендуємо враховувати при розробці три основні компоненти:
- поворотний важіль
- передня вилка
- основна рама
Поворотний важіль
Поворотний важіль , спочатку відомий як маятникова вилка або поворотна вилка, являє собою основний компонент задньої підвіски електросамокату . Він використовується для надійного утримання задньої осі при вертикальному повороті, щоб підвіска могла поглинати нерівність дороги. Сила руки має бути вищою. Це необхідно для того, щоб сила, що діє на руку, не зламала руку. Ми рекомендуємо в процесі проектування геометрії поворотного важеля зробити мінімальний розмір колісної бази та гусениці . Щоб визначити відповідний розмір колісної бази та ширину колії, яка використовується в нашому електричному самокаті, ми враховуємо, що водій сидить на самокаті. Колісну базу легко оцінити після проектування геометрії важеля.
Передня вилка
Виделка з’єднує переднє колесо і вісь самоката з його рамою парою потрійних затискачів. Це дозволяє передньому колесу обертатися навколо осі кермового керування, щоб можна було керувати транспортом. Ручки кріпляться до верхнього затискача. Виделка та точки її кріплення на рамі визначають критичні геометричні параметри нахилу та вильоту, які відіграють важливу роль у визначенні того, як самокат поводиться під час гальмування. Важливо, щоб система передньої вилки мала можливість поглинати удари та поштовхи та забезпечити водію комфорт при керуванні автомобілем.
Основна рама
Основна рама – це основна конструкція самокату. Вона підтримує двигун, забезпечує точки шарніра як передньої, так задньої підвіски. Також — підтримує водія та будь-якого пасажира чи багаж. До рами прикріплено акумулятор. У передній частині рами знаходиться рульова колонка, яка утримує передню поворотну вилку, а ззаду знаходиться точка повороту маятника.
Як змоделювати електричний самокат
Для моделювання в дизайн-проекті важливо вибрати електричний самокат, який включає такі деталі, як поворотний важіль, передню вилку і основну раму.
Вибір цих 3-х елементів має вирішальну роль. Цими важливими частинами є з’єднання ваги гонщика та контактної поверхні дороги, щоб уникнути катастрофічної відмови електричного самокату. Тому ці частини важливі для аналізу та моделювання.
Аналіз розрахунку моделювання електросамокату
Після моделювання важливо провести симуляцію та аналіз розрахунку нової конструкції, зокрема аналіз загального розподілу сили.
Для розрахунку розподілу навантаження на задню та передню шини дається максимальне навантаження 200 кг. Передбачається, що центр ваги знаходиться у центрі сидіння.
Дизайн електричного самокату: вибір матеріалу
Вибір матеріалу – це важливий крок у процесі проектування будь-якого об’єкта. У контексті дизайну продукту основна мета вибору матеріалу – мінімізувати витрати при досягненні продуктивності продукту. Систематичний відбір найкращого матеріалу починається з властивостей та вартості матеріалів-кандидатів. Є кілька типів сталі, які підходять для використання в шасі електричного самокату.
Вуглецева сталь
- Є найдешевшою серед інших видів сталі.
- Має хороші властивості високої жорсткості, легко обробляється і стикується.
- Однак він має погану стійкість до корозії.
Нержавіюча сталь
- Високі характеристики міцності.
- Висока естетична привабливість у порівнянні з вуглецевою сталлю.
- Нержавіюча сталь зазвичай коштує дорожче, ніж вуглецева сталь та сплав.
Легована сталь
- Має більшу міцність, твердість, жароміцність, зносостійкість порівняно з вуглецевою сталлю.
- Однак для досягнення таких властивостей може знадобитися термічна обробка.
- При порівнянні вартості сталі легована сталь має середню вартість порівняно з вуглецевою сталлю і нержавіючою сталлю.
Етап деталювання прототипу е-самокату
Заключна частина – це етап робочого проектування електричного самокату. На цьому етапі 85% основного процесу проектування продукту вже завершено.
Цей етап визначає придатність всіх елементів електричного самокату.
При завершенні цього етапу першим завданням, яке потрібно виконати, є робочий проект у робочому кресленні. Потрібно мати:
- Детальний інженерний креслення.
- Перевірочні випробування прототипу.
- Специфікація матеріалів.
- Оцінка витрат.
- Специфікацію товару.
Що таке розумний е-самокат?
На даному етапі електросамокати створюють деякі проблеми пішоходам, які не звикли до цього виду транспорту. Тому є велика потреба у розробці розумного самокату, здатного забезпечувати безпеку як водію, так і пішоходам.
Наша студія промислового дизайну КЛОНА може запропонувати кілька варіантів, як можна покращити звичайний електричний самокат та зробити з нього розумний транспорт. Кінцевим результатом буде самокат, який може взаємодіяти з навколишнім середовищем та адаптуватися до нього за допомогою інтелектуальних функцій.
Наприклад, якщо людина раптово опиниться перед розумним самокатом, тоді, щоб уникнути аварії, самокат повинен автоматично зменшити свою швидкість.
Зимовий електричний самокат
На електросамокаті можна їздити навіть у зимову пору року , але для цього слід використовувати пару простих правил.
Під час їзди електричним самокатом взимку є ризик пошкодити акумулятор електровелосипеда або отримати травму через слизьку дорогу.
Але незважаючи на всі тривоги та побоювання, їздити на електросамокаті взимку можна, вживши деяких необхідних заходів. Наприклад, можна використовувати потужний акумулятор, зимову гуму та встановити підкрилки.
Як зробити власний електровелосипед придатним для зими?
1. Захистіть акумулятор
За низької температури батарея може підтримувати температуру протягом короткого часу. Акумулятор має бути повністю зарядженим під час їзди. Також не заряджайте акумулятор у холодних умовах. Спочатку прогрійте його до нормальної температури, а потім зарядіть.
2. Використовуйте правильну шину
Шини, які використовуються в електросамокатах для звичайного руху дорогами, не підходять для використання в зимову пору року. Взимку дорога вкривається снігом і стає слизькою. Багаторівневе тертя не працюватиме правильно. Ось чому взимку потрібно використовувати шини з великими канавками.
3. Використовуйте підкрилки
На електросамокаті потрібно ставити якісні підкрилки.
4. Дотримуйтесь правильної постави під час їзди
Взимку дороги стають більш слизькими та непрохідними. Катайтеся обережно та дотримуйтесь правильного стилю водіння. І не слід крутити самокат і різко гальмувати.
Електричний самокат: плюси та мінуси
Через безліч проблем, пов’язаних із пробками, забрудненням та міською мобільністю, електричні самокати все частіше здаються альтернативою широко поширеному використанню автомобілів.
Ергономічна оцінка також показала, що електросамокат є простим у використанні у звичайних ситуаціях, включаючи ситуації з перешкодами. Цей вид транспорту підходить для широкого загалу користувачів. Самокати вигідно відрізняються від інших транспортних засобів (велосипеди та мопеди) з погляду стійкості.
Дослідження продуктивності, проведені у закритому приміщенні, показали, що електросамокат простий у використанні та підходить навіть для подолання перешкод.
Їх використання є доцільним у закритих приміщеннях, таких як великі промислові комплекси, лікарні, торгові центри та аеропорти.
Висновки
Концепти електричних самокатів розвиваються неймовірними темпами, що дозволяє не сумніватися, що за цим міським транспортом майбутнє. Самокати з’являються в різних стилях: від інопланетних або для любителів ретро-футуризму. Що поєднує всі концепти – це практичність. Як правило, це самокати, призначені для одного водія без пасажира, з вертикальною посадкою та тонкою рамою.
Бажаєте розробити новий дизайн електричного самокату? Студія промислового дизайну KLONA на професійному рівні розробить дизайн нового продукту та втілить вашу найсміливішу ідею в реальність.
