Моноколесо

Моноколесо́ — средство индивидуальной мобильности, представляющее собой электрический самобалансирующийся уницикл (моноцикл) с одним колесом и расположенными по обе стороны от колеса подножками. Изобретено Шейном Ченом. Моноколесо использует гироскопы и акселерометры для отслеживания положения вместе с электродвигателем для автоматической балансировки плоскости педалей вперед и назад. Влево и вправо балансировка осуществляется человеком (моноколёсником или райдером) и управляется наклоном тела и поворотом всего устройства вправо-влево ногами. Таким образом поддерживается динамическое равновесие, как на велосипедах или скутерах.

Конструкция

Внешний вид 
Чаще всего моноколесо имеет пластиковый корпус с ручкой для переноса устройства. Не все, но многие модели помимо ручки для перевозки имеют телескопическую для удобства катить колесо рядом с собой при ходьбе. На корпусе устройства располагаются кнопка включения/выключения, индикатор заряда батареи и разъём для зарядки. Многие моноколеса также оснащены встроенными динамиками, фарой и стоп сигналом, подсветкой. Справа и слева по бокам корпуса симметрично находятся две педали, на которых стоит моноколёсник. Педали у моноколёс, как правило, складываются для удобства переноса устройства. Основными составляющими моноколеса являются: (250—3500 Вт) электродвигатель, платы управления(именуемые «контроллер», на котором расположен в том числе и гироскоп удерживающий равновесие колеса), и аккумуляторные батареи.

Принцип работы 

При включенном питании электронные гироскопы и акселерометры начинают изменять момент силы мотора таким образом, чтобы наклоняемый пользователем через педали корпус колеса восстанавливал горизонтальное положение. Продольное равновесие достигается путем «подъезжания» устройства под центр тяжести (пользователя вместе с моноколесом), а динамическое поперечное равновесие — за счет центробежной силы поворота, возникающего при наклоне колеса в стороны. Таким образом, управление моноколесом осуществляется через перемещение центра тяжести (наклон тела) вперед, назад и в стороны. При полной остановке пользователю устройства приходится удерживать равновесие, как на мотоцикле или велосипеде, опустив одну ногу на асфальт.

История 
Компания Solowheel создала свое первое моноколесо в 2009 году. (https://www.osp.ru/news/2015/0626/13029117/)  электроуницикл появился в начале 2010-х годов в США. Он производился компанией Inventist под брендом Solowheel. Подобные транспортные средства вскоре стали популярными у различных производителей. Данное средство передвижения наиболее распространено в Китае и Франции, а также популярно в Республике Корея, США и России. Производятся моноколеса, в основном, в Китае. Наиболее крупные на момент 2021 года производители моноколёс: KingSong, InMotion, Begode, LeaperKim.

Характеристики 
Сегодня существует множество различных моделей моноколёс. Большинство из них обладает близкими параметрами:

 Масса: 7,8—44 кг
 Скорость максимальная:  10—80 км/ч
 Дальность поездки на одной зарядке:  10—240 км
 Диаметр колеса: 10, 12, 14, 16 ,18, 22, 24 дюйма .
 Емкость аккумулятора: 160-3600Wh
 Дополнительно: система амотризации (например KingSong S18, InMotion V11), встроенная Bluetooth-колонка (у большинства), связь со смартфоном через специальные приложения (включая сторонние типа Darknessbot (iOS), EUCWorld, WheelLog, EUCer (Android) для индикации и предупреждения по скорости, потребляемого тока, заряда батареи и т. п., установкой некоторых ограничений, управления настройками (например, светом, сигналом).

Безопасность 
Электрические скутеры, в том числе моноколеса, не могут использоваться на автомобильных дорогах в некоторых странах. Некоторые считают, что использование моноколёс требует ношения защитной экипировки для роликовых коньков, из-за опасности падений.

В России моноколеса приравнены к средствам индивидуальной мобильности.

Опасность езды на моноколесе представляет наезд на препятствия: в этом случае колесо резко замедляется и не успевает за отклонившимся вперёд по инерции ездоком, отчего тот падает. Аналогично слабые колёса замедляются при выезде из ямки благодаря недостатку мощности двигателя и роняют ездока. С этой точки зрения наиболее безопасными являются более мощные моноколёса с бо́льшим количеством параллельных ячеек батареи, так как высокая мгновенная мощность позволяет колесу резко ускориться и «подъехать» под наклонившегося вперёд человека. Эта функция в разной степени управляется прошивкой моноколеса, как и опускание педалей в поворотах и торможениях.

Ещё одной опасностью является резкий разгон/наклон вперед, особенно когда моноколесо уже едет на максимальной скорости («продавливание»). Работая на пределе, оно не успевает развить ещё большую мощность и отключается, не успев предупредить ездока о нехватке тока. В этом плане, чем выше набранная скорость, тем колесо опасней при резкой попытке разогнаться ещё больше. Компенсируется это только ограничением максимальной скорости в сочетании с избыточной мощностью аккумуляторов в некоторых моделях. Для безопасности ездока многие модели имеют систему предупреждения, за счёт приподнимания педалей на достижении максимальной скорости. Это служит как оповещением ездока, так и естественным механизмом его отклонения назад что приводит к снижению скорости.

Тем не менее, благодаря простой конструкции, в которой нет огромного количества механических узлов, моноколесо является более безопасным транспортом чем, например, электросамокат, который позволяет развить бо́льшую скорость, у которого нередко отламывается руль, лопаются оси складного механизма, амортизаторов, диаметр колес меньше, что также негативно сказывается при попадании колеса самоката даже в небольшие ямки и встречи с препятствиями. Кроме того, безопасности моноколесу добавляет его потрясающая маневренность, с которой не может сравниться ни одно другое транспортное средство близкого класса, включая технику запрыгивания на бордюры, заезд/съезд по лестнице, а также езду по извилистым лесным тропинкам с корнями.

С 2020 года начат выпуск моделей с подвеской в различных реализациях. Подвеска повышает безопасность катания на моноколесе, амортизируя неровности, снижая требования к мотору и батарее по мгновенной мощности для удержания ездока, а также уменьшает риск потери контакта ног ездока с педалями от удара о неровность и последующей потери баланса. К минусам подвески можно отнести повышение массы, стоимости и механической сложности устройства, необходимость более частого технического обслуживания.

Основные производители 
 Ninebot
 Inmotion
 Kingsong
 Rockwheel
 Airwheel
 IPS
 Begode (Gotway, Extreme Bull)
 Veteran
 Fastwheel

См. также 
 Сегвей
 Трициклопод
 Электроскутер
 Электровелосипед
 Гироскутер
 Электрический самокат

Примечания

Ссылки 
 Серия статей Евгения Золотова о гироцикле: Волшебство гироцикла, Экономика портативного е-транспорта, Моноколесо встречает зиму, Моноколесо и право, Моноколесо и парадокс безопасности,
 Сайт о моноколесах на русском языке: https://monocoleso.ru/

Транспортные средства
Электротранспорт
Безрельсовые транспортные средства
Моноцикл