Как работает гироскутер: устройство и принцип работы
Как работает гироскутер: устройство и принцип работы
Многие люди, знакомые с сегвееями, но еще не привыкшие к их мини-версиям, задаются вопросом «как работает гироскутер без ручки?». Их удивление вполне понятно: обывателю трудно представить, что миниатюрная платформа для ног с двумя колесами по бокам может иметь более совершенное управление, чем солидный segway с удобной высокой ручкой. Тем не менее, это действительно так: с помощью хитрых стабилизаторов-гироскопов производителям удалось создать самобалансирующийся механизм, управляемый лишь за счет наклонов пользователя.
Как устроены гироскутеры изнутри↑
Если вскрыть конструкцию, окажется, что у нее довольно непростое устройство:
- внутри каждого колеса располагаются двигатели, запитанные от Li-ion аккумулятора;
- по периметру корпуса насчитывается большое количество гироскопических датчиков, имеется 3 зеленых платы;
- управляет системой процессор, выступающий устройством сбора и обработки информации;
- между подставками для ступней – прочный металлический элемент высокой грузоподъемности.
Дополнительно ховерборды могут комплектоваться динамиками, светодиодной подсветкой, дисплеем, кнопками управления. В комплекте поставки обязательно идет зарядное для подключения девайса к электросети с целью восстановления его заряда
Принцип работы и движения гироскутера↑
Качественный гироборд от хорошего производителя всегда снабжается комплектом управляющих плат и набором гироскопов. Именно эти устройства отвечают за самобалансировку приспособления, фиксируют угол ее наклона, позволяют легко и без проблем перемещаться по дорожному покрытию. В примитивных версиях техники гироскоп и плата выполнены в единственном экземпляре, что сильно ухудшает управляемость.
Принцип действия гироскутера таков:
Пользователям, которых интересует устройство и принцип работы гироскутера “Смарт Баланс”, продавцы в магазинах электротехники заранее объясняют, что ввиду бюджетности этой техники, она управляется несколько иначе, чем продукция дорогих брендов. Так, чтобы сдвинуть такое транспортное средство с места, дать ему команду на поворот или движение назад, требуется нажимать на специальные кнопки, зафиксированные производителем прямо под накладкой на платформу. Правда, чтобы выполнить эти действия, райдеру тоже придется немного наклониться, как и в моделях с автобалансировкой.
Устройство мотора гироскутера↑
Ввиду минимальных размеров гироскутера, разработчикам пришлось прибегнуть и к самым компактным вариантам двигателей. Внутри каждого колеса стоит по встроенному мотору, которые так и называются «мотор-колесо».
Обычно мини-сигвеи снабжают двумя мотор-колесами мощностью по 350 Ватт каждый. Специфика их функционирования заключается в том, что они работают самостоятельно и даже не взаимосвязаны между собой. Колеса могут ехать с разной скоростью и даже двигаться в разные стороны, что в разы повышает управляемость гироскутера.
Устройство аккумулятора гироскутера↑
Производитель старается снабдить платформу с колесами хорошей литий-ионной батареей, которой хватало бы для многочасовых передвижений по городу. Иногда для этой цели используют одну АКБ, иногда две. Большинство брендов старается закупать комплектующие у известных торговых марок, вроде Samsung или LG, часть фирм производят батареи самостоятельно или берут их на менее известных заводах.
Существует несколько классов АКБ, которыми комплектуют мини-сигвеи. В основном, на устройствах мини-формата ставят менее мощные батареи категорий 1С и 2С. Если же речь идет о более солидном электротранспорте с колесами 8 и 10″, то им комфортнее работать с аккумуляторами большей грузоподъемности – 4С и 5С соответственно.
В основе Li-ion батарей находятся электроды, между которыми проложен специальный сепаратор с электролитом. Такое устройство герметично, роль переносчика заряда в нем играют ионы лития.
Стандартные аккумуляторы гироскутеров для взрослых характеризуются емкостью порядка 4400 миллиампер-часов и выше, детские модели комплектуются батареями до 3000 мАч. Данные детали рассчитаны в среднем на 2 тысячи циклов зарядки, в переводе на время это примерно 3 года интенсивной эксплуатации.
Полезная информация об аккумуляторах к гироскутерам представлена здесь:
Полезная информация
+
Принцип работы гироскутера
Принцип работы гироскутера не такой уж и сложный, как кажется. Понять основы сможет даже ребенок. В сегодняшней статье мы разберем, как устроен гироскутер. И кататься будет гораздо приятнее, если понимать, как все работает.
Как работает гироскутер
В 1817 году изобретатель Иоанн Боненбергер придумал гироскоп. Устройство может определить расположение тела относительно поверхности, на которой оно установлено.
В гироскутере есть несколько гироскопов. Два не дают транспортному средству упасть, когда на него становится человек. А третий определяет отклонения тела человека и задает направление движения.
Не все гироскутеры оборудованы тремя гироскопами, только дорогие модели. У остальных на платформе установлено две кнопки плоской формы, чем сильнее на них давит человек, тем выше скорость езды гироскутера.
Гироскутеры с тремя гироскопами более чувствительны в управлении. Но это сильно удорожает конструкцию. Поэтому в бюджетных моделях гироскутеров Smart Balance используются по два гироскопа.
Как устроен гироскутер
Давайте мысленно разберем гироскутер и посмотрим, из каких деталей он состоит и что находится там внутри. Гироскутер, устройство и принцип работы которого мы сейчас рассматриваем, состоит из:
Платформа
Она имеет две части, которые могут двигаться под углом. Сверху на платформе есть такие участки, которые напоминают большие плоские кнопки. Под ними установлены гироскопические датчики, которые определяют наклон, и осуществляют управление движением гироскутера.
Колеса
- Гироскутер снабжают бесколлекторным синхронным электродвигателем, который встроен внутри колеса. Благодаря такой конструкции, мотор-колесо не требует дополнительного передаточного механизма и трансмиссии.
- За счет этого достигнута высокая надежность и компактность конструкции
- Статор выполнен в виде круга с пластинами (обмоткой). В статоре находящимся в неподвижном состоянии образуется магнитное поле, при взаимодействии с ротором создается вращение, направление которого зависит от направления магнитного поля. Ток который проходит по обмотке притягивает пластины и запускает движение.
От размера колес зависит проходимость. Детские модели гироскутеров имеют колеса диаметром 4,5 дюйма. Они способны передвигаться только по ровным дорогам. Чем больше диаметр колес тем лучше проходимость. Гироскутеры 10 дюймов, такой диаметр колес у внедорожных гироскутеров. Каждое из колес крепится на оси, соединенной с электродвигателем.
Стальной каркас
Если вы снимите верхние крышки у корпуса, то в самом центре обнаружится крепление из стали. Оно определяет максимальную нагрузку, ту, что способен выдержать гироскутер. Взрослые модели обычно выдерживают вес до 100 килограмм.
Два электродвигателя. Каждое колесо соединяется со своим электродвигателем. Они не зависят друг от друга и работают автономно.
Гироскопические датчики
Гироскутер, принцип действия которого мы рассматриваем, в основном имеет два гироскопических датчика. После того, как положение платформы меняется, гироскопические датчики передают информацию по специальному шлейфу в процессор. Там производятся арифметические вычисления, в результате которых формируется команда электродвигателям о том, как им действовать, то есть, в какую именно сторону крутить колеса.
Материнская плата и процессор
Здесь установлено программное обеспечение, которое осуществляет все расчеты. От процессора зависит плавность хода, удобство и чувствительность гироскутера.
Аккумуляторы
Чаще всего это батареи от Samsung или LG. Аккумуляторы поставляют питание для электродвигателей. Дорогие и мощные гироскутеры имеют классы 4С или 5С, и держат заряд дольше. Обычно аккумуляторов хватает на 2 000 циклов перезарядки.
Дополнительное оборудование
Сейчас уже большинство моделей гироскутеров имеет в комплектации все больше модных примочек, среди которых гироскутеры с колонками и системой Bluetooth. Теперь можно подсоединить свое транспортное средство к телефону или планшету. В некоторые гироскутеры кроме гороскопов вшиты датчики температуры как окружающей среды, так и аккумулятора.
Фонари и подсветка
Сейчас практически любая модель гироскутера с подсветкой корпуса. Где-то это только фары, а некоторые модели могут сиять, как новогодние елки.
Вот такой этот гироскутер, устройство и принцип которого настолько несложен, что становится непонятным, почему его не изобрели гораздо раньше.