Smart Wheel

0005. Умное колесо для электрического велосипеда.

Умное Колесо (Smart Wheel) от FlyKly

Легкое и высокоэффективное, конструктивно выполненное в стиле  всё-в-одном, облегчающее кручение педалей, устанавливаемое практически на любой велосипед – всё это новое Умное Колесо (Smart Wheel) от FlyKly.
Перемещайтесь по оживленных улицам города в кратчайшее время и экономьте ваши силы с помощью педального помощника смарт-колеса, которое заключает в себе ультратонкий электромотор и интеллектуальную электронику внутри прочного корпуса, аккуратно установленного на спицы обода велосипеда. Оно подходит практически к любой раме велосипеда и поможет вам использовать ваш велосипед более эффективно и удобно, когда и где это необходимо.

Электрическими велосипедами, или, правильнее сказать, велосипедами с дополнительным электрическим приводом, сейчас трудно кого удивить. На рынке представлено множество их видов от различных производителей, как известных мировых брендов, так и производства совсем небольших и малоизвестных фирм.
Электровелосипед, особенно если он выпущен под популярной торговой маркой, стоит достаточно дорого. Более дешевую альтернативу таким велосипедам можно собрать, воспользовавшись различными готовыми наборами (электронабор, kit), с помощью которых можно переделать практически любой велосипед в электрический. Такие наборы состоят обычно из нескольких функциональных блоков (частей), и требуют, как правило, для их установки на стандартный велосипед проведения больших переделок и трудозатрат. Идеальным решением в этом случае было бы создание электронабора в виде одного функционального блока, который бы легко устанавливался на стандартный велосипед без существенных переделок последнего. Одним из вариантов такого идеального набора для переделки велосипеда в электровелосипед было бы колесо, в котором размещались все функциональные его части: двигатель, аккумулятор, система управления электроприводом и др. Доработка велосипеда в этом случае заключалась бы только в замене колеса, что может сделать любой велосипедист-любитель. Идея достаточно проста и понятна, и потому, можно сказать, витала в воздухе. 

Если какая-то трудноразрешимая проблема актуальна для большого количества людей, то очень часто, её решение находят одновременно несколько изобретателей, особенно, при одинаковых технических возможностях. Так произошло, например, с электрической лампой накаливания, чьи первые варианты с углеродной нитью в качестве накаливаемого элемента, на рубеже 1870-1880-х годов, изобрели сразу несколько человек. Такая тенденция тем более характерна для современного мира, в условиях глобализации и информационного взрыва.
Поэтому, не удивительно, что колесо все-в-одном (all-in-one), легко превращающее обыкновенный велосипед в электрический, появилось сразу в нескольких вариантах от разных изобретателей и команд. Ниже рассмотрим все эти предложения, для начала продолжив рассказ о Smart Wheel от FlyKly.

FlyKly стремится превратить практически любой велосипед в электрический

FlyKly's Smart Wheel makes
pedaling a bicycle easier

Экологически сознательные граждане, которые выбирают велосипед, чтобы добраться до работы, испытывают при этом большой дискомфорт из-за тяжелого дыхания и сильного потения. Фирма FlyKly, базирующаяся в Нью-Йорке, разработала смарт-колесо (педального помощника), призванное помочь велосипедистам ездить “effortlessly”, что можно перевести как "без усилий", или даже "лёгко".
Как утверждает FlyKly, колесо, которое имеет легкий 250W двигатель и прикрепленную к нему батарею, будет подходить "практически к любой раме велосипеда", и поставляться различных размеров и цветов.
Электродвигатель автоматически начинает работать, когда пользователь начинает крутить педали, и останавливается, когда пользователь перестает их крутить. Как и в случае с обычными электрическими велосипедами, это позволяет ездокам крутить педали с меньшими усилиями.
Двигатель позволяет развивать максимальную скоростью 20 миль/ч (32 км/ч) с пробегом 30 миль (48 км) на одной зарядке. Собранное колесо весит 9 фунтов (4 кг), и будет доступно с размерами в 20, 26 и 29 дюймов.
А вот что внутри этого умного колеса.

Революционный двигатель Смарт-Колеса невероятно тонкий, легкий и эффективный.
Smart Wheel’s revolutionary motor is incredibly thin, light and efficient

Об аккумуляторах

Литиевые батареи напряжением 36 Вольт позволяют проехать до 30 миль (50 км) при полной зарядке. Они могут быть снова заряжены в течение 2-3 часов, при подключении их через зарядное устройство к ближайшей розетке. Батарея также заряжается, когда велосипед разгоняется выше желаемой скорости, на спусках, и при кручении педалей с выключенным двигателем. Средняя продолжительность жизни батареи составляет около 1000 циклов зарядки.

Smart Wheel’s 36V Lithium battery

И конечно, это замечательное умное колесо, насыщенное электроникой, предлагается с программным обеспечением, работающее на смартфонах, предпочтительно на iPhone, куда же нынче без них. Используя прилагаемое от FlyKly программное обеспечения, двигатель может быть настроен на нужную максимальную скорость, вплоть до 20 миль в час. Как только приложение узнает ваши регулярные велосипедные маршруты, оно также сможет предложить более быстрые и более безопасные маршруты.
Когда речь заходит о защите колеса от воровства, двигатель может быть дистанционно заблокирован с помощью сопутствующего приложения, и в самом прискорбном случае, когда новое велосипедное колесо будет украдено, его можно будет отследить на смартфоне с помощью GPS.
Приложение будет также отслеживать регулярные маршруты, предлагая более быстрее или более живописные дорожки, а также работать как док-станция и зарядное устройство.

Smart Wheel is iOS, Android and Pebble Watch compatible. It works with iPhone 4S, iPhone 5, iPhone 5c, iPhone 5s, iPad 3rd, 4th gen, iPod touch 5th gen and iPad mini. Samsung Galaxy S3 and Samsung Galaxy S4. Pebble Watch.

В настоящее время смарт-колесо лишь прототип. Для сбора средств необходимых для запуска колеса в массовое производство, FlyKly решило использовать платформу Kickstarter.
Первоначальная цель  в $100000 была достигнута достаточно быстро и в момент закрытия финансирования 25 ноября 2013 года собранная сумма составила $701239. При таком уровне финансирования, фирма обязуется разработать также тормоз двигателя (motor brake) и сделает смарт-колеса светящимися в темноте.
Как и следовало ожидать, тем, кто хочет купить Smart Wheel придется расстаться с довольно значительной суммой денег - $590 (£370).

Справедливости ради, следует сказать, что умное колесо от FlyKly было представлено на суд общественности далеко не первым. Еще в 2009 году портал gizmag.com сообщил о разработке исследователями из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT) так называемого Копенгагенского колеса.

Smart, responsive and elegant, the Copenhagen Wheel is a new emblem for urban mobility

Умное, отзывчивое и элегантное, Копенгагенское колесо новая эмблема городской мобильности

Copenhagen Wheel

В связи с названием этого изобретения вполне уместно задать вопрос: «Где Москва, а где Багдад!» Или перефразируя Леонида Филатова: где Кембридж (там расположен MIT), штат Массачусетс, США, а где Копенгаген, столица Дании?
Но все оказалось просто. Исследовательская команда SENSEable City из Массачусетского института выбрала Копенгагенскую конференцию по изменению климата, чтобы показать новый прототип велосипедного колеса, которое не только является электрическим помощником ездока, но также содержит множество электронных устройств и новых функций, в том числе датчики для мониторинга качества воздуха и шумового загрязнения, GPS и Bluetooth.

Установить Копенгагенское колесо на велосипед может практически каждый

Копенгагенское колесо быстро превращает обычные велосипеды в гибридные электронные велосипеды (e-bikes), которые также функционируют в качестве подразделений мобильного зондирования. Копенгагенские колеса позволяют захватывать энергию, рассеиваемую при езде и торможение на велосипеде и сохранить её, когда вам необходим небольшой импульс. Колесо также отображает уровни загрязнения, заторов и дорожных условий в режиме реального времени. Колесо содержит также электрический двигатель, 3-х ступенчатую передачу и массив сенсоров, чтобы дать ездоку информацию о своем состоянии или об окрестностях.

Составные части Copenhagen Wheel

Датчики окружающей среды определяют и сообщают об окиси углерода, окиси азота и уровне шума. Велосипедист снабжается информацией об относительной влажности и температуре окружающей среды, а ступица также включает в себя датчик крутящего момента и GPS для сбора информации о скорости, пройденном расстояние и маршруте. Техника может даже обнаружить присутствие друзей поблизости.
В интересах безопасности, велосипеды, оснащенные Копенгагенским колесом, могут даже оповещать владельцев, если кто-то пытается украсть, и отправить отчет о местоположении. Колесо имеет встроенный замок, и если кто-то пытается украсть его, он переходит в режим, в котором тормоз регенерирует максимальное количество энергии, и отправляет вам текстовое сообщение. Таким образом, в худшем случае вор зарядит ваши батареи, прежде чем вы получите свой байк обратно.
Так как нет внешней проводки, вся эта информация передается через Bluetooth на смартфон, который может быть прикреплен к рулю велосипеда. Смартфон также используется для управления уровнем помощи от мотора и передачей, а также блокировки и разблокировки колеса.

Смартфон на велосипеде с Копенгагенским колесом
Smartphone and Copenhagen Wheel

Колесо оснащается 250-ваттным или 350-ваттным электромотором по желанию покупателя, литий-ионным аккумулятором, заряда которого хватает приблизительно на 30 миль (48 км), при максимальной скорости 20 миль/ч (32 км/ч). Вес собранного устройства составляет 12 фунтов (5,5 кг), и доступно в нескольких типоразмерах. Время работы батареи продлевается через систему рекуперативного торможения. Для зарядки батарея может быть удалена из колеса.

Copenhagen Wheel

Практическая реализация этого замечательного проекта, начало которого было положено ещё в 2009 году, несколько затянулась, и, тем не менее, 3 декабря 2013 года было объявлено, что коммерческая версия Копенгагенского Колесо теперь доступна для потребителей.
Производственная версия колеса в настоящее время выпускается фирмой Superpedestrian, базирующейся в Массачусетсе, состоящей из членов команды SENSEable City, которые лицензировали технологию в Массачусетском технологическом институте.
Копенгагенское колесо доступно уже сейчас для предварительного заказа по цене US$699. Доставка их потребителям, как ожидается, начнется в конце первого квартала 2014 года.

Внимательно рассмотрев Copenhagen Wheel и Smart Wheel от FlyKly, а также сравнив их технические характеристики, можно заметить их большую схожесть. Можно даже задать вопрос типа: «Найди десять отличий». Но никакой связи между двумя этими проектами нет, по крайней мере, так утверждают сами разработчики.
Колесо, разработанное в Массачусетсе, является более «продвинутым», что впрочем, и следовало ожидать, учитывая где и кем оно было создано. Зато молодой команде FlyKly удалось за более короткий период внедрить свое колесо в производство, чем ученым из MIT, что тоже вполне ожидаемо, т.к. у ученых этот процесс очень часто вызывает затруднения.
К плюсам команды из Massachusetts Institute of Technology, кроме «продвинутости» их колеса, можно также отнести то, что они уделили внимание патентной защите своего изобретения - важному элементу разработки любого инновационного продукта.

Международная заявка WO2011069136

HYBRID SENSOR-ENABLED ELECTRIC WHEEL AND ASSOCIATED SYSTEMS, MULTI-HUB WHEEL SPOKING SYSTEMS, AND METHODS OF MANUFACTURING AND INSTALLING WHEEL SPOKES
Inventor(s): RATTI CARLO [IT]; BIDERMAN ASSAF [US]; OUTRAM CHRISTINE LOUISE [US]
Applicant(s): MASSACHUSETTS INST TECHNOLOGY [US]; RATTI CARLO [IT]; BIDERMAN ASSAF [US]; OUTRAM CHRISTINE LOUISE [US]

Реферат

Варианты гибридных сенсорно поддерживаемых и автономных электрических колес могут включать в себя множество систем и устройств, интегрированных в одном компактном устройстве ступице, которые могут быть встроены в различные виды двухколесных велосипедов. В одном из вариантов воплощения электрически моторизованное велосипедное колесо может включать в себя обод колеса, колесную втулку, имеющую электродвигатель, аккумуляторную батарею и блок управления, сконфигурированный для управления крутящим моментом на валу электродвигателя, и множество спиц колеса, соединяющий обод колеса со ступицей. Электродвигатель, батарея и блок управления могут быть расположены в пределах колесной ступицы электрически моторизованного велосипедного колеса.

Международная заявка WO2011069136

Два колеса хорошо, а три ещё лучше.

Практически одновременно с анонсированием начала выпуска смарт-колес от FlyKly и Massachusetts Institute of Technology, в ноябре 2013 года появилось сообщение о начале продаж еще одного колеса, превращающего обыкновенный велосипед в электрический.
Currie Technologies® и Belon Engineering® анонсировали начало продаж колеса под торговой маркой Electron Wheel™

Currie Technologies® and Belon Engineering® announce the sales launch of the Electron Wheel™

Изобретатель и разработчик Хуан Белон (Juan Belon) представил Electron Wheel™ и объяснил, что это колесо является революцией в преобразовании обычного велосипеда в электрический, и предназначено для тех, кто ищет легкий и экологический транспорт.
Electron Wheel™ состоит из аккумуляторной батареи высокой мощности и электрического двигателя интегрированные в стандартное 26" колесо, которое может быть легко установлено на любом стандартном велосипеда в течение 30 секунд без специальных инструментов или оборудования.
Заменив стандартное переднее колесо на любом нормальном велосипеде, Electron Wheel™ предоставляет моторизованную помощь педалям, не мешая при этом существующей цепной передаче. Это позволяет устанавливать Electron Wheel™ на велосипедах как с одной передачей, так и с несколькими.
Отличительной особенность этого колеса является установка его вместо переднего, а не заднего, как у других подобных колес.

Patent No.: US8538615; Sep. 17, 2013
SMART ELECTRICAL WHEEL FOR ELECTRICAL BIKES
Inventors: Hsin-Chih Chen, Taiwan (CN); Shu-Hsun Chiang, Taiwan (CN); Paul Daniel Faucher, Escondido, CA (US); Ya-Fang Ke, Taiwan (CN); David Meyer, San Diego, CA (US); Nitish SWarup, Sunnyvale, CA (US); Hsing-Han Tsai, Taiwan (CN); Juan Bautista Belon, San Diego, CA (US); Chia-Wen Chang, Taiwan (CN)
Assignee: Belon Engineering Inc., San Diego, CA

Как можно заметить, специальные колеса, превращающие обыкновенные велосипеды в электрические, посыпались в последнее время как из рога изобилия. И этот факт не может не радовать рядового велосипедиста и потребителя, т.к. чем больше моделей, тем выше конкуренция, а чем выше конкуренция, тем ниже цена и выше качество. И вообще, возможность выбора, всегда лучше, чем когда его нет.