ساخت موتورسیکلت با توپ‌های پلاستیکی سیرک

01

از 03

طراحی و سازوکار

بروتون در این موتور چرخ‌ها را با زاویه ۱۲۰ درجه از یکدیگر قرار داده تا امکان حرکت جانبی فراهم شود. این چرخ‌ها دارای غلتک‌هایی در پیرامون خود هستند که حرکت جانبی را تسهیل می‌کنند. با این پیکربندی، موتورسیکلت علاوه بر حرکت در جهات مختلف، قابلیت جابه‌جایی به جلو و عقب را نیز داراست.

برای افزایش عملکرد در سرعت‌های بالا، موتورها با زاویه ۹۰ درجه نصب شده‌اند. در این سیستم، تنها دو چرخ از میان سه چرخ همه‌جهته، نیروی محرکه دارند، درحالی‌که چرخ سوم نقش چرخ آزاد را ایفا می‌کند. انتقال نیرو از موتورها به چرخ‌ها از طریق سیستم تسمه و پولی با کاهش دنده صورت می‌گیرد.

02

از 03

استفاده از فناوری چاپ سه‌بعدی در ساخت موتورسیکلت

بخش قابل توجهی از قطعات این موتورسیکلت از جمله پایه‌های موتور و اجزای ساختاری آن، با فناوری چاپ سه‌بعدی ساخته شده است. موتورها و درایورها روی موتورسیکلت تعبیه شده‌اند تا امکان کنترل دقیق موقعیت، سرعت و گشتاور را فراهم کنند.

بروتون برای ساخت بدنه موتورسیکلت از پروفیل‌های آلومینیومی استفاده کرده که به گفته او، ماده‌ای انعطاف‌پذیر و مناسب برای ایجاد تغییرات و نصب قطعات به‌صورت ماژولار است. صفحات آلومینیومی نیز برای اتصال موتورها به شاسی مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

در بخش الکترونیکی، از میکروکنترلر Teensy 4.1 و یک واحد اندازه‌گیری اینرسی (IMU) برای تشخیص تعادل و کنترل سیستم بهره گرفته شده است. همچنین، این موتورسیکلت به یک باتری لیتیوم-پلیمر با ولتاژ بالا مجهز است. برای ارزیابی عملکرد سیستم، جیمز بروتون در مرحله نخست، سیستم محرکه را تنها با یک توپ آزمایش می‌کند تا چسبندگی و حرکت وسیله را بررسی کند.

03

از 03

حل چالش‌های فنی و مشکلات الکترونیکی

جیمز بروتون در ادامه آزمایش‌های خود بر روی موتورسیکلت ، عملکرد آن را در حفظ تعادل جانبی مورد ارزیابی قرار داد. او برای بهبود کنترل، سیستم فرمان، صندلی و دسته‌های پیچشی را به ساختار موتورسیکلت اضافه کرد. با این حال، در آزمون‌های اولیه، چرخ‌ها هنگام شتاب‌گیری بیش از حد می‌چرخیدند که این موضوع بر پایداری وسیله تأثیر منفی می‌گذاشت. برای رفع این مشکل، بروتون یک موتور اضافی را به چرخ عقب متصل کرد.

در حین آزمایش، چالش دیگری نیز نمایان شد؛ تجمع بار الکترواستاتیک که موجب ایجاد اختلال و احتمال آسیب به اجزای الکترونیکی شد. برای حل این مشکل، او تمامی قطعات فلزی را به زمین متصل کرد تا تخلیه بار استاتیکی به درستی انجام شود.

مشکل دیگری که در بررسی‌های بعدی شناسایی شد، جدا شدن غلتک‌های لاستیکی روی چرخ‌های همه‌جهته در سرعت‌های بالا بود که منجر به بی‌ثباتی در حرکت می‌شد. همچنین، توپ‌های پلاستیکی که به‌عنوان تایر استفاده شده بودند، به مرور زمان آلوده شده و چسبندگی خود را از دست می‌دادند.

با وجود این چالش‌ها، بروتون معتقد است که سیستم «فرمان به‌منظور خم شدن» نقش مهمی در بهبود کنترل و هدایت موتورسیکلت داشته است. او این پروژه را نمونه‌ای موفق از یک طراحی و اجرای مهندسی خلاقانه در سطح DIY می‌داند که توانسته مرزهای نوآوری را جابه‌جا کند.