دوچرخه
دوچرخه یک وسیله نقلیهٔ پدالی است که با نیروی انسان حرکت می‌کند. دوچرخه دارای دو چرخ متصل به یک شاسی است که یک چرخ در جلو و یک چرخ در عقب قرار دارد. بنا بر ضابطه اتحادیه جهانی دوچرخه‌سواری زین دوچرخه باید در سطحی بالاتر از پدالها قرار گرفته باشد.
به سختی بتوان اختراع دوچرخه را به شخص یا محل خاصی نسبت داد. دوچرخه امروزی(مجهز به پدال و زنجیر انتقال نیرو) محصول یک روند طولانی از نظر زمانی و یک سطح گسترده ، از نظر جغرافیایی است. در کل شاید بتوان « روروک » را نوعی دوچرخه ابتدایی فرض کرد که بتدریج، به دوچرخه امروزی، تکامل پیدا کرده است. با این حال مواردی از این سیر تکاملی در تاریخ ثبت شده است. از جمله در حدود سال ۱۸۲۰ میلادی، یک آلمانی بنام (Baron Karl von Drais) یک مدل چوبی از وسیله نقلیه ای ساخت که تنها بر روی ۲ چرخ حرکت می کرد.اگر چه دوچرخه «درایز» دارای پدال نبود اما بعضی این نمونه را بعنوان اولین دوچرخه می شناسند. در ادامه یک آهنگر اسکاتلندی ، بنام (Kirkpatrick MacMillan) در سال ۱۸۳۹ مدلی آهنی ساخت. هر چند در مورد این ادعا اختلاف نظر وجود دارد اما به طور اتفاقی در سال ۱۸۴۲ یک روزنامه در گلاسکو ، اولین حادثه با این نوع دوچرخه در ترافیک را گزارش داده است در اوایل دهه ۱۸۶۰ یک فرانسوی به نام ( Pierre Michaux ) همراه دستیارانش با افزودن پدالی که مستقیماً به یک چرخ بزرگِ جلو متصل بود ؛ طرح و ساخت دوچرخه را متحول کرد . این مدل ، اولین نمونه از دوچرخه بود که به خط تولید انبوه رسید. در دهه ۱۸۹۰ میلادی پیشرفت دوچرخه ،شتاب گرفت و بدنبال چند اختراع پی در پی ، دوچرخه هایی به بازار آمد؛ که مجهز به «زنجیر پدال» بودند و توسط گردش چرخ عقب حرکت می کردند .این دوچرخه ها به دوچرخه های امروزی شباهت بیشتری داشتند.امروزه همهٔ انسان‌ها مزایای تحرک و فعالیت‌های بدنی را می‌دانند. بنا بر تجربیات، افراد فعال، سالم‌تر و شاداب تراز مردم عادی زندگی می‌کنند. علاوه بر این آن‌ها در مقابل تنش‌های روانی و بسیاری از بیماری‌ها و مشکلات زندگی تحمل و مقاومت بیشتری دارند.
پیشرفت تکنولوژی و توسعه ماشین آلات، علی‌رغم تمامی مزایای خود، موجب شده که زندگی انسان (در مناطق متأثر از صنایع)، کم‌تحرک‌تر و ساکن‌تر شود و این نداشتن تحرک و فعالیت عضلات و ماهیچه‌ها موجب سستی آن‌ها می‌شود و عواقب نامطلوبی در برخواهد داشت. در صورتی که جلوگیری از بروز این آسیب‌ها بسیار راحت است. خوشبختانه امروز به دلیل تغییر نگرش و احساس نیاز به داشتن زندگی سالم‌تر و شاداب‌تر، هر روزه به‌شمار افرادی که به ورزش روی می‌آورند بیشتر می‌شود. نکته مهم این است که با توجه به تفاوت‌های اساسی افراد به لحاظ قدرت، استقامت و انعطاف‌پذیری بدنی هر فرد ابتدا باید از وضعیت جسمانی خود آگاه شود و سپس ورزش مناسب با بدن خود را انتخاب نماید. یکی از ورزش‌های مفرح و پر طرفدار در میان همه قشرهای جامعه دوچرخه سواری است که در اینجا اندکی به آن می‌پردازیم.
دوچرخه سواری یکی از ورزش‌هایی است که به آسانی می‌توان به آن دسترسی داشت و جایگزین مناسبی برای خودروهای شخصی است. به ویژه دوچرخه‌های برقی که همانند خودرو، سریع و بدون خستگی است. دوچرخه نیاز به مصرف سوخت ندارد از این رو کمک شایانی به کاهش آلودگی هوا می‌کند و یکی از راهکارهای مهم برای مقابله با آلودگی هوا است. دوچرخه سواری یک تمرین و ورزش هوازی محسوب می‌شود که موجب استقامت قلب و عروق می‌شود. این ورزش یک فعالیت منظم است که تأثیر بسیار مثبتی در تناسب قسمت بالای پا و مچ پا دارد و موجب تقویت ماهیچه‌های اطراف زانو و پشت ران، مفاصل زردپی- لیگافت‌ها، ماهیچه‌های چهارسر ران، همتسرینگ ولگن می‌شود. اکثر فعالیت‌های ورزشی که دارای ریتم منظم و هماهنگ هستند مانند دویدن و دوچرخه سواری، موجب تقویت و بهبود عملکرد سیستم قلبی و تنفسی می‌شوند. بسیاری از افرادی دوچرخه سواری را یک ورزش تکمیلی برای دو می‌دانند. علاوه بر این، دوچرخه‌سواری به انجام فعالیت‌های کششی نیز یاری می‌رساند.
سال‌ها مطالعه و تحقیق روی فعالیت بدنی انسان، نشان می‌دهد سلامت اشخاصی که سبک زندگی جسمانی فعال‌تری دارند ۳۲٪ نسبت به افرادی که فعالیت جسمانی کمتری دارند، بیشتر است.
عوامل بسیار مهم و تأثیرگزاری وجود دارند که ثابت می‌کنند ورزش روحیه‌ی شما را به شدت تقویت می‌کند، همچنین آزادسازی آدرنالین و اندورفینها اعتمادبه‌نفس شما را افزایش می‌دهد. کافی است دوچرخه‌سواری را امتحان کنید و به آن عادت کنید؛ خواهید دید که اعتمادبه‌نفس شما دگرگون خواهد شد. ازآنجایی‌که دوچرخه‌سواری فعالیتی است که بیرون از خانه اجرا می‌شود، می‌تواند با گشت‌وگذار و تماشای مناظر جدید ترکیب شده و تنوع و تازگی را برای شما به‌همراه بیاورد. شاید باورش آسان نباشد اما هنگام دوچرخه‌سواری و گشت‌وگذار ذهن شما به‌شدت فعال شده و افکار پیچیده‌ی روزمره، بسیار سهل و آسان می‌شوند. در حین این ورزش ذهن شما با قدرت چند برابری مشکلات را به گونه‌ای جادویی و شیرین پردازش می‌کند.
دوچرخه پنج جزء اصلی دارد:
که از قوانین چرخ و محور به کمک زنجیر (در مجموع چرخ زنجیر برخلاف زنجیر چرخ) نیروی رکاب دوچرخه را به چرخ عقب منتقل می‌کند. در محل رکاب هر چه فاصله زنجیر (لبه دنده) از محور چرخش دورتر باشد با هر بار رکاب زدن طول بیشتری از زنجیر جابه‌جا شده در نتیجه سرعت افزایش یافته و نیروی بیشتری برای رکاب زدن لازم است برعکس در محور چرخ عقب که به هاب یا توپی مشهور است (با اشاره به بال بیرینگ Ball bearing که در فارسی بولبرینگ و بوربرینگ هم گفته می‌شود دارای مجموعه‌ای از ساچمه‌های توپی سوار روی یک مخروطی) هرچه فاصله زنجیر بیشتر باشد با میزان بیشتری از طول زنجیر محور می‌چرخد در نتیجه سرعت کمتر شده و نیروی کمتری برای رکاب زدن لازم است.
اصطلاح توپی (مشابه موتور) در ایران برای محورهایی که هستند و درون خودشان چرخ‌دنده نیز دارند رایج است (که البته برای دوچرخه‌های برقی گاهی چرخ‌دنده روی موتور گیربوکس‌دار است و گاهی در درون هاب که می‌شود هاب دنده‌دار).
درون هاب از چرخ جغجغه استفاده می‌شود شامل یک محور دندانه‌دار مایل به جهت ساعت و یک زبانه فنری که روی چرخ سوار است و محور بواسطه زنجیر چرخ در جهت ساعت می‌چرخد در نتیجه زبانه در دنده‌ها قفل می‌شود اما زمانی که در جهت عکس ساعت بچرخد دنده‌ها را رد می‌کند. البته این ساختار ممکن است معکوس نیز باشد.
به دستگاه تغییر مکان زنجیر عقب شانژمان گفته می‌شود و به دنده‌های آن (که روی هاب نصب می‌شود) در ایران خورشیدی می‌گویند اما در زبان انگلیسی (مجموعه دندانه) یا کلاستر به معنی خوشه (در حالت خورشیدی) می‌باشد که به دو نوع است (چرخ آزاد) و کاست (اشاره به کارتریج چرخان نوار کاست) که تفاوت بسیار مهم و بزرگی با هم دارند (البته نه از نظر رفتار چرخ جغجغه بلکه از نظر فنی و طول عمر). قدیمی‌تر است اما فری‌هاب و کاست که جدیدتر است دهانه بزرگتری برای خورشیدی دارد که روی نصب می‌شود و در واقع بولبرینگ فری‌هاب خارج از محور چرخ نزدیک انتهای هاب قرار دارد و با بازکردن فری‌هاب کل تشکیلات بولبرینگ آن سمت باز می‌شود. این باعث می‌شود که مرکز فشار زنجیر و بولبرینگ در یک محل قرار بگیرد و فشار کمتری روی محور باشد. البته ساختار هابی که چرخ جغجغه روی آن نصب می‌شود بسته به استاندارد کشورها نیز متفاوت است ولی استاندارد جهانی (B.S.C) از مؤسسه چرخ بریتانیا (C.E.I) می‌باشد.
وقتی که ما رکاب می‌زنیم به چرخ عقب نیروی مکانیکی وارد می‌سازیم. در نتیجه چرخ‌ها حرکت و دوچرخه متحرک می‌شود. نیرو از طریق اجزایی باعناوین (طبق وقامه) زنجیر و خودرو می‌باشند. به تدریج در دوچرخه‌ها نیز از دنده استفاده شد تا دوچرخه سوار با توجه به شرایط جاده بتواند نیروی تولیدی را کنترل کند. شرکت‌های تولیدکننده با در نظر گرفتن کاربری هر دوچرخه، بدنهٔ آن را از مواد و آلیاژهای مختلفی نظیر فولاد، آلومینیوم، کربن و تیتانیوم می‌سازند؛ در ادامه، نگاهی به این مواد و مزایا و معایب هر کدام از آنها خواهیم داشت و در پایان هر بخش، مناسب‌ترین آلیاژ را بر اساس مورد استفادهٔ آن معرفی خواهیم کرد.
فولاد، فلزی مقرون به صرفه برای تولید بدنهٔ دوچرخه است که از استحکام خوبی نیز برخوردار است؛ اما با وجود این، بسیار سنگین است، به راحتی زنگ می زند و تقریباً قابل فرم‌دهی نیست.
دو آلیاژ فولاد رایج که امروزه در ساخت بدنهٔ دوچرخه استفاده می‌شوند، عبارت‌اند از: High tensile steel (فولاد کششی بالا) و Chromoly steel (فولاد کرومی)
آلومینیوم، محبوب‌ترین آلیاژ در تولید بدنهٔ دوچرخه است؛ چون سبک است، بدنه یا همان فریم خشک‌تری نسبت به فولاد دارد تا انتقال نیرو را بهتر انجام دهد و قابل فرم‌دهی است؛ به همین دلیل، تنوّع در طراحی بدنهٔ آلومینیومی بسیار بالاست. آلیاژ آلومینیوم، بالاترین نرخ تولید را در شرکت‌های سازندهٔ دوچرخه به خود اختصاص می‌دهد. محبوب ترین آلیاژ آلومینیوم، آلیاژ 6061 است. که بعضی از شرکت های سازنده پیشرو در تولید بدنه‌های آلومینیومی از ترکیبات اختصاصی خود استفاده می کنند. از دوچرخه‌های شهری گرفته تا دوچرخه‌های کوهستان، جاده، همه و همه از آلومینیوم تولید می‌شوند. تعداد زیادی از دوچرخه‌های مدرن، از ساده‌ترین آنها گرفته تا حرفه‌ای‌ترین، بدنه‌ای از آلیاژهای آلومینیومی دارند. معمولاً در ساخت بدنهٔ دوچرخه از آلومینیوم خالص استفاده نمی‌کنند. برای این کار، آلیاژهایی با ساختار سخت‌افزاری را به آلومینیوم اضافه می‌کنند. اگر قصد دارید که از دوچرخه به طور جدی استفاده کنید، گزینهٔ بدنهٔ آلومینیومی، بهترین انتخاب برای شماست.
مادهٔ دیگری هم به نام CF ، فیبر کربن یا فیبر گرافیت وجود دارد که در تولید دوچرخه‌های رده بالا که بیشتر در مسابقات کاربرد دارند، استفاده می‌شود. بدنه‌های ساخته‌شده از فیبر کربن، بسیار سبک‌تر و خشک‌تر از آلومینیوم هستند و به همین دلیل، انتقال نیرو در آنها با کیفیت بالاتری صورت می‌گیرد. در ساخت این بدنه‌ها، الیاف کربن با دیگر مواد ترکیب شده و به شکل کامپوزیت به کار می‌رود و هنگامی که با رزین پلاستیک ترکیب می‌شود، پلیمر فیبر کربن تقویت‌شده را تشکیل می‌دهد که معمولاً به آن فیبر کربن گفته می‌شود؛ همان ترکیبی که در بدنهٔ دوچرخه از آن استفاده می‌شود.
شرکت‌های سازنده‌ای که از تیتانیوم برای ساخت بدنهٔ دوچرخه استفاده می‌کنند، بسیار محدودند. تیتانیوم بیشتر در دوچرخه‌های سفارشی استفاده می‌شود؛ چون فلز بسیار گرانقیمتی است. این فلز رنگ‌پذیر نیست؛ اما سبک، محکم و خشک است.
معمولاً یکسری لوازم جانبی نیز برای دوچرخه‌ها استفاده میشون مانند: بوق-آیینه-زنگ- روکش زین-کاور تنه-جک و…
بسیاری برای سرویس دوچرخه از روغن سوخته ماشین استفاده می‌کنند (سیاه رنگ) که به دلیل سرب و رسوبات می‌تواند باعث خورده شدن ساچمهها شود و لغزندگی روغن چرخ (زرد یا بی‌رنگ) را ندارد.
شوخی‌های بسیاری دربارهٔ دوچرخه‌سواری با دوچرخه‌های برقی به عنوان ورزش شده‌است اما دوچرخه‌های برقی به چندین روش مختلف تقسیم می‌شوند. سه دسته عمده دوچرخه‌های برقی از اصل برقی، دوچرخه‌های ساده برقی شده بواسطه کیت برقی اصل و دوچرخه‌های ساده برقی شده دستی. در تمام موارد از باتری استفاده می‌شود اما برخی از کیت‌های پیشرفته مشابه کشنده‌های (تریلرهای) برقی از ترمز برای شارژ باتری نیز می‌توانند استفاده کنند. قیمت کیت‌ها در سال ۱۳۹۵ چیزی حدود یک میلیون تومان به بالا بوده‌است. در حالت برقی‌سازی دستی گاهی موتور گیربوکس را روی چرخ جلو نصب می‌کنند (رها از رکاب) گاهی نزدیک رکاب متصل به رکاب که از شانژمان نیز استفاده می‌شود اما موتور فقط نقش کمک به رکاب زدن را بازی می‌کند (رکاب اسیر) و گاهی روی محور چرخ عقب بدون دخالت شانژمان و حتی مواردی موتور بواسطه فنر و دسته ترمز و یک سطح نرم روی لاستیک عقب قرار می‌گیرد (البته این حالت آخر روی لاستیک در مورد کیت‌ها هم صادق است). در کیت‌ها معمولاً موتور و کل تشکیلات گیربوکس درون هاب بین توپی است ولی در موارد خلاقانه موتور روی طوق نیز می‌تواند قرار بگیرد که چرخ دارای دو پره بزرگ دارای بولبرینگ و یک پره بزرگ دیگر دارای موتور می‌باشد.
دوچرخه‌ها یا حتی سه‌چرخه‌های موتوردار باتری یا حتی بنزینی ارزان قیمت از قدیم مطرح بودند، در پاکستان شخصی به خاطر موتوری کردن دوچرخه‌اش در سطح اخبار مشهور شد. اما یک موتور با شاسی شبیه دوچرخه نیز تولید محدود شد به نام که در ایران با نام زیگما شهرت یافت محصول ساچز که در بین برخی موتورسواران مورد تمسخر قرار گرفت و در بین برخی محبوب شد.