Energía de la bicicleta de carga - 💡 Fix My Ideas

Energía de la bicicleta de carga

Energía de la bicicleta de carga


Autor: Ethan Holmes, 2019

Bikego, no carga: triciclo de Onya Cycles.

Si desea alejarse de la dependencia del petróleo, pruebe con una bicicleta de carga. Una buena permite que un adulto relativamente apto transporte 500 libras de cosas a través del suelo nivelado, por lo que unas pocas bolsas de comestibles son pastel. En los últimos años, las crecientes preocupaciones sobre el medio ambiente y la dependencia energética han convertido a las bicicletas de carga en un tema candente para los fabricantes y los pequeños que quieren diseñar una pieza importante del futuro.

El concepto no es nuevo, por supuesto. Las bicicletas especialmente diseñadas para transportar carga son casi tan antiguas como la bicicleta misma. A partir de finales del siglo XIX, las bicicletas de carga se usaron en muchos países desarrollados para transportar artículos que de otra forma hubieran requerido potencia, y continuaron usándose para entregar cosas como pan, leche y correo hasta después de la Segunda Guerra Mundial, cuando los autos y Los camiones se hicieron cargo de los países industrializados.

Sin embargo, el diseño de la capacidad de carga en el transporte con pedal es un desafío que no solo presenta preguntas acerca de dónde, qué, cómo y cuánto llevar, sino que también complica todas las compensaciones habituales del diseño de la bicicleta: equilibrio de peso, fuerza, costo, engranaje y cuadro. geometría, tamaño de la rueda, etc.

El Labrador negro de Josh Muir, Soupy, en la carretera en la canasta de carga de un Frances Cycles Small Haul.

Es un problema vasto, complicado y multivariable que no se puede optimizar para todas las aplicaciones. Pero a lo largo de las generaciones, se han desarrollado algunas estrategias populares que hacen un buen trabajo con los tipos comunes de carga y terreno. Fabricantes como Joshua Muir y Saul Griffith están agregando sus propias ideas al campo, construyendo una revolución no solo en el diseño de bicicletas de carga, sino en la forma en que las personas viven.

Portadores clásicos

¿Cómo lleva la gente cargas en bicicleta? Muchas "bicicletas de carga" populares son simplemente bicicletas normales con capacidad de carga adicional. Las alforjas y los remolques para bicicletas a la antigua usanza, por ejemplo, vienen en varias formas y tamaños, y puedes separarlos para recuperar el rendimiento de tu bicicleta. Pero las alforjas tienen una capacidad limitada, y los remolques pueden ser difíciles de maniobrar: la energía propensa a las caídas, rodando hacia atrás y haciendo ruido.

Para hacer espacio para las cargas en la bicicleta, puede reducir la rueda delantera y la horquilla, alargar el tubo de dirección y colocar una cesta en la parte delantera. Esta es la bicicleta del comerciante, también conocida como bicicleta deli, bicicleta de carnicero, bicicleta posterior o porteur. Con la cesta unida al marco, en lugar de los manillares, la dirección no se ve afectada. Un modelo, el Pashley Mailstar, todavía se utiliza para entregar correo en los EE. UU., Aunque lamentablemente se están eliminando gradualmente en favor de las furgonetas.

Para obtener aún más capacidad, puede mover la rueda delantera hacia adelante, conectarla de nuevo al manillar a través de un par de barras de dirección curvadas y llevar la carga baja (y, por lo tanto, estable) entre ellas.

Tal era el principio detrás de la bicicleta barril belga (ahora comúnmente llamada largo o largo recorrido), originalmente diseñada para una tierra de grandes cervezas y topografía plana. Popular entre los mensajeros,

estas bicicletas transportan carga pesada (comparable a un barril de cerveza de 2 pies por 1½ pies, 160 libras) donde el conductor puede monitorearlo fácilmente, lo que ayuda especialmente a los pasajeros que llevan "carga" viva como niños y mascotas.

Inspirado en este diseño clásico, Portland, Oregon, Metrofiets, fabricante de bicicletas de carga, creó Beer Bike para una cervecería local, que lleva dos barriles (con grifos hechos con partes de bicicletas), una barra de madera con incrustaciones, una rejilla para pizza y una madera. Sistema de sonido con panel.

Los renacuajos, también conocidos como triciclos de Christiania (que llevan el nombre del distrito sin automóviles en Copenhague, donde se fabrican muchos), son triciclos de carga resistentes que transportan grandes cargas, incluidos niños, entre dos ruedas delanteras. Al igual que otros triciclos, son menos maniobrables que las bicicletas, más anchas y propensas a volcarse durante los giros.

Un enfoque diferente del triciclo de carga es colocar las dos ruedas y la carga en la parte posterior, como ocurre con los triciclos reclinados, donde el conductor se sienta bajo con las piernas extendidas hacia adelante.

La vida después del xtraciclo

Quizás ninguna otra empresa de los Estados Unidos haya hecho más para promover el potencial de las bicicletas para transportar carga que Xtracycle (xtracycle.com), iniciada por el ingeniero mecánico Ross Evans.

En la primavera de 1995, Evans comenzó a estudiar el uso de la bicicleta en el mundo en desarrollo. Notó, particularmente en América Central, que si bien las bicicletas convencionales eran abundantes, no eran tan útiles para las personas como podrían ser.

Comenzó a diseñar un transportista de carga económico que fuera liviano, maniobrable, estable y capaz de viajar por caminos estrechos. Esto lo llevó a desarrollar el kit de extensión de cuadro "longtail", un accesorio atornillado que extiende la longitud (y la capacidad de carga) de las bicicletas normales, vendidas por Xtracycle bajo el nombre de FreeRadical.

El kit se coloca justo detrás del soporte inferior de la bicicleta y se sujeta a los desgarros del eje trasero, moviendo la rueda trasera hacia atrás aproximadamente 15 pulgadas (e intercambiando una cadena más larga). El marco se extiende hacia atrás para sostener la rueda trasera y se enrolla detrás de él para sostener cuatro tubos verticales que llevan una variedad de accesorios, como bastidores y cubiertas para sostener asientos para niños o alforjas grandes.

Muchos de los diseñadores de bicicletas de carga de hoy se inspiraron en Evans. La popularidad del culto explosivo de los Xtracycles de conducción suave ha inspirado una subindustria de complementos compatibles que llevan las bicicletas de carga en diferentes direcciones, como el kit de asistencia de motor eléctrico Stokemonkey (MAKE Volumen 11, página 82), que permite a un jinete transportar cientos de libras por colinas empinadas que serían imposibles para cualquier persona, excepto Lance Armstrong, para pedalear de otro modo. Puede pedalear normalmente sin ninguna resistencia del motor, pero no puede usar el motor sin pedalear. Como explica el fabricante Clever Cycles, “No creemos en reemplazar la energía humana con electricidad; Creemos en la sustitución de coches ".

Pero al igual que con la bicicleta barril belga, las bicicletas de cola larga no son todo trabajo y no hay juego. Las mezcladoras Margarita y los sistemas de sonido basados ​​en bicicletas de Rock the Bike (Volumen 11, página 76) se construyeron originalmente en Xtracycles.

El pequeño recorrido de Joshua Muir

Al constructor de cuadros Joshua Muir (francescycles.com), cofundador de la influyente cooperativa Bike Church Tool en Santa Cruz, California, le encanta ir en bicicleta con su Labrador negro de 60 libras, Soupy. En Bélgica, un juan largo podría permitir un viaje como este, pero las empinadas carreteras de las montañas de Santa Cruz requieren algo más liviano.

Así que Muir diseñó una bicicleta de carga de alto rendimiento, la Small Haul, que toma el clásico diseño de John largo como punto de partida. En lugar de su área de carga rectangular, el Small Haul tiene una cesta de carga oblonga y de tela estirada soportada por tubos delgados e integrados que se curvan con gracia entre la rueda delantera y el tubo inferior. El cuadro espacial resultante se parece más a una parte de un yate de carreras que a una bicicleta de trabajo tradicional.

Muir ahorró aún más peso con el sistema de dirección de Small Haul. El clásico John largo incluye una dirección loca, que usa mucho metal: una columna de dirección extendida se conecta a dos varillas de metal que se encuentran debajo de la cesta de carga y luego se doblan hacia atrás sobre la horquilla delantera. Además de ser pesados, los brazos locos pueden atascarse cuando los desechos o la carga atascan la dirección.

En cambio, Muir adaptó un diseño menos común basado en cables enfundados, que las bicicletas ya utilizan para transmitir fuerzas a los frenos y los desviadores. Los dos tubos de dirección del Small Haul, uno debajo del manubrio y el otro sobre la horquilla delantera, se fijan cada uno a una polea perpendicular. En cada lado de la bicicleta, un extremo del cable se enrolla hacia atrás alrededor de cada una de las poleas idénticas, conectando las dos.

El sistema resultante pesa menos de una libra, se maneja como una bicicleta normal, y es lo suficientemente fuerte como para que Muir pueda transportar Soupy, comida para perros y artículos para acampar al frente, además de otros equipos en las alforjas de la rejilla trasera. Las únicas piezas no estándar son las dos poleas de aluminio. El Small Haul, incluida la luz del generador, el guardabarros, el bastidor y la bomba, pesa aproximadamente 37 libras. (Muir también construye un Cycletruck más pesado, que sigue un diseño más tradicional de dirección loca y puede llevar 200 libras).

A diferencia de muchos fabricantes de bicicletas personalizadas (y de todos los principales fabricantes), Muir minimiza la energía y los materiales tóxicos que utiliza, obteniendo componentes localmente siempre que sea posible. "No soy dueño de un automóvil y conduzco poco", escribe. “La mayoría de todos los materiales que utilizo provienen de los EE. UU., Y algunos provienen del Área de la Bahía. Construyo marcos a mano, uno a la vez, lentamente ".

Saque de Trike de Saul Griffith

Desde el nacimiento de su hijo, Huxley, en abril de 2009, el colaborador habitual de MAKE, Saul Griffith, ha estado diseñando y construyendo bicicletas de carga. Su objetivo, dice, es crear vehículos que puedan transportar víveres y niños en las empinadas colinas de San Francisco, eliminando la necesidad de que su familia use un automóvil a nivel local. Con una fecha de lanzamiento en otoño de 2010, la línea de bicicletas de Griffith se venderá como fabricación personalizada a través de su compañía Onya Cycles (onyacycles.com). Si la demanda de cualquiera de los modelos despega, planea comenzar a producirlos en masa para vender a precios mucho más bajos.

Al igual que Muir, Griffith ha estudiado el pasado, incluida la "biblia" de diseño de bicicletas, Bicycles and Tricycles de Archibald Sharp, publicada por primera vez en 1896 (ahora impresa por Dover Publications). Pero donde Muir recurre a sus años de maestría, a los andenes de bicicleta de tubo de acero y a mano, Griffith adopta un enfoque de tecnología más avanzada. Por ejemplo, usa CAD para modelar cada pieza de una bicicleta, desde el cuadro y las ruedas hasta el componente más pequeño, probándolas virtualmente para ver cómo encajan. "Algún día", predice, "todo el mundo diseñará bicicletas como esta, y habrá un nuevo tipo de 'artesano digital'".

La línea de Griffith cuenta con tres tipos de bicicletas, todas ellas diseñadas para reemplazar los autos para diferentes usos: un "runabout" para el transporte de la luz que se puede subir escaleras; una cola larga orientada a la familia, donde los niños pueden viajar atrás; y un triciclo de carga de renacuajo para el transporte más pesado.

Los tres modelos usan ruedas BMX, que Griffith prefiere porque son más baratas y más fuertes que las ruedas de 27 pulgadas o 700 mm, y facilitan una mayor estabilidad al mantener el centro de gravedad más bajo.(Las ruedas más pequeñas también presentan una resistencia a la rodadura ligeramente mayor, pero la banda de rodadura suave del neumático y la inflación adecuada son más importantes).

Las tres bicicletas también tienen asistencia de motor eléctrico de un motor de cubo interno con un planetario

Engranaje que se puede ajustar a diferentes relaciones de engranaje. La energía proviene de una batería de polímero de litio y ofrece un rango de 10 a 40 millas, según el peso y el terreno.

De los tres diseños de Griffith, el triciclo de carga puede ser el más revolucionario. Los triciclos tradicionales son naturalmente estables cuando están parados o en una línea recta, pero son conocidos por volcarse cuando gira, con un peligro aún mayor si están motorizados y llevan una carga pesada. Para remediar esta inestabilidad, los diseñadores de bicicletas desde el día de Archibald Sharp han creado sistemas de dirección basculante que permiten que las ruedas se inclinen en el giro, aunque nunca han aparecido en un triciclo de mercado masivo.

La mayoría de los sistemas de dirección de dos ruedas utilizan la dirección Ackerman, originalmente inventada para carros tirados por caballos, en los que las ruedas se conectan a los brazos de dirección en ángulo unidos por una barra de acoplamiento. Esto permite que cada rueda gire en un radio diferente alrededor del mismo punto, lo que reduce la fricción y la pérdida de energía debido al deslizamiento del neumático.

Para el sistema de dirección de inclinación de Griffith, extendió la geometría Ackerman en tres dimensiones para que cada rueda se incline y gire en su propio ángulo. Esto requería algo de "geometría gnarly", dice; para llegar a su diseño final, Griffith escribió y ejecutó un programa de simulación de 7.000 líneas que modelaba todos los elementos básicos del sistema, analizaba la pérdida de energía en cualquier conjunto posible de sus dimensiones y ángulos, y encontraba la combinación óptima, asumiendo un rango típico de radios de dirección.

El resultado, convertido de Matlab a metal, es un triciclo que se parece increíblemente a una bicicleta, con una curva de aprendizaje de un minuto que enseña a los ciclistas a ignorar la vista de una gran cesta de carga que se balancea de lado a lado delante de ellos y para simplemente montar normalmente.

Cargobiketopia Rising

Como planificador de tránsito y activista de bicicletas, estoy encantado de lo que están haciendo Muir y Griffith, así como de muchos otros que están diseñando no solo bicicletas nuevas, sino también sistemas locales para compartir bicicletas, colectivos de mantenimiento y planes para reclamar bicicletas amigables. Infraestructura de caminos y caminos (a menudo ubicados a lo largo de los antiguos derechos de vía, canales o ríos).

A nivel de edificio, las rutas regionales de bicicletas se han llevado a cabo poco a poco, y en su mayoría en nombre de la recreación. Pero las rutas en bicicleta también podrían convertirse en una red arterial para el transporte de personas y carga a través de comunidades re-localizadas. Combine esto con las conexiones "intermodales" de los autobuses y trenes expresos, y tendrá un sistema de transporte sostenible con calidad de vida como fuerza motriz.

Tal sistema uniría a las comunidades, en lugar de separarlas. Los sanos podrían transportar carga y otras personas, y todos podrían vivir, respirar y congregarse en forma segura, moviéndose sin una pared de armadura que los rodeara.

Muchas personas parecen estar anhelando un nuevo tipo de sistema de transporte, y cualquiera que sea el futuro, la bicicleta de carga será una parte importante de ello. Es más barato, más divertido, más saludable, más simple, más elegante y más propicio para la comunidad que las alternativas. Y diseñar, fabricar y pedalear nuevas variaciones de bicicletas de carga en nuestras ciudades y pueblos debería mantenernos ocupados durante muchos años.

Gracias a Stephen Bilenky y Erik Zo por información de antecedentes útil.



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