Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

货运自行车动力

Bikego,不是货物:Onya Cycles trike。

如果你想让自己摆脱石油依赖,试试一辆货车。一个好的人可以让一个相对健康的成年人在平地上运输500磅的东西,所以几袋杂货就是蛋糕。近年来,对环境和能源依赖的日益关注使得货运自行车成为制造商和修补匠的热门话题,他们希望设计出未来的重要部分。

当然,这个概念并不新鲜。专为运输货物而设计的自行车几乎与自行车本身一样古老。从19世纪后期开始,许多发达国家使用货物自行车来运载本来需要马力的物品,并且它们继续被用于提供面包,牛奶和邮件之类的东西,直到第二次世界大战后,汽车和卡车在工业化国家接管。

但是将货物容量设计成踏板驱动的运输是一个挑战,不仅要提出携带的地点,内容,方式和数量的问题,还会使所有通常的自行车设计权衡变得复杂 - 平衡重量,强度,成本,齿轮,框架几何,轮尺寸等。

Josh Muir的黑色拉布拉多,Soupy,在Frances Cycles Small Haul的货物篮子的道路上。

这是一个庞大,混乱,多变量的问题,无法针对所有应用程序进行优化。但是,经过几代人的发展,一些流行的策略已经发展得很好,可以很好地处理常见的货物和地形类型。 Joshua Muir和Saul Griffith等制造商正在将自己的想法添加到现场,不仅在货物自行车设计方面,而且在人们的生活方式上进行革命。

经典运营商

人们如何在自行车上装载货物?许多流行的“货运自行车”都是普通自行车,增加了货物容量。例如,好的老式鞍座和自行车拖车有各种形状和尺寸,您可以将它们拆下来重新获得自行车的性能。但是,裙撑的容量有限,拖车很难操纵 - 易于倾斜的能量拖曳,甩尾和嘎嘎作响。

为了给自行车本身的载荷腾出空间,你可以收缩自行车的前轮和前叉,加长头管,并在前面安装一个篮子。这是商人的自行车,又名熟食自行车,屠夫的自行车,自行车或门房。将篮子连接到车架而不是车把,转向不受影响。一个型号,即Pashley Mailstar,仍然用于在英国发送邮件,尽管他们很遗憾地被淘汰,转而使用面包车。

为了获得更大的容量,您可以将前轮向前移动,通过一对弯曲的转向杆将其连接回车把,并将货物放在中间位置(因此稳定)。

这就是比利时小桶自行车(现在通常被称为长约翰或长途运输)背后的原则,最初设计用于生产大啤酒和平坦地形的土地。受信使欢迎,

这些自行车运载重型货物(相当于一个2英尺×1.5英尺,160磅重的啤酒桶),司机可以轻松监控它,这特别有助于携带像孩子和宠物一样的生活“货物”的车手。

受到这种经典设计的启发,位于俄勒冈州波特兰市的货运自行车制造商Metrofiets为当地啤酒厂创造了啤酒自行车,该啤酒厂带有两个小桶(带自行车零件的水龙头),镶嵌木条,披萨架和木头 - 音响系统。

蝌蚪,又名克里斯蒂安尼亚三轮车(以哥本哈根的无车区命名,其中许多是制造的),是坚固的货物三轮车,在两个前轮之间承载大量载荷,包括儿童。像其他三轮车一样,它们比自行车更难以操控 - 更宽,并且在转弯时容易倾翻。

一种不同的货物三轮车方法是将两个车轮和货物放回原位,就像斜躺式三轮车一样,驾驶员坐在低位,腿向前伸展。

Xtracycle之后的生活

也许没有其他美国公司比Xtracycle(xtracycle.com)更多地提升自行车运输货物的潜力,机械工程师罗斯埃文斯开始。

1995年春天,埃文斯开始研究发展中国家的自行车使用情况。他注意到,特别是在中美洲,虽然传统的自行车很丰富,但它们并不像人们那样有用。

他着手设计一种价格低廉,易于操作,稳定且能够沿着狭窄路径行进的廉价货物运输船。这促使他开发了“长尾”框架延伸套件,这是一种螺栓固定的附件,可以延长Xtracycle以FreeRadical名义销售的普通自行车的长度(和货物承载能​​力)。

该套件安装在自行车的底部支架后面并夹紧在后轴下降部分,将后轮向后移动约15英寸(并在更长的链条中交换)。框架向后延伸以固定后轮并在其后面缠绕,以支撑四个带有各种附件的直立管,例如用于固定儿童座椅或大型鞍座的架子和甲板。

今天的许多货运自行车设计师都受到埃文斯的启发。光滑骑行Xtracycles的爆炸性流行已经激发了一个兼容的附加装置的子行业,这些附加装置将货物自行车带向不同的方向 - 例如Stokemonkey电动机辅助套件(MAKE第11卷,第82页),让骑手可以运送数百辆除了兰斯阿姆斯特朗之外,任何人都不可能踩到陡峭的山坡上。您可以在没有任何电机阻力的情况下正常踏板,但是如果没有踩踏板则无法使用电机。制造商Clever Cycles解释说:“我们不相信用电力取代人力;我们相信更换汽车。“

但与比利时小桶自行车一样,长尾自行车并非全部工作,也没有游戏。 Rock the Bike(第11卷,第76页)的踏板动力玛格丽塔搅拌机和自行车音响系统最初都是在Xtracycles上制造的。

约书亚缪尔的小传

框架建造者Joshua Muir(francescycles.com)在加利福尼亚州圣克鲁斯共同创立了有影响力的自行车教会工具合作社,他喜欢和他的60磅重的黑色拉布拉多Soupy一起去自行车露营。在比利时,一个长约翰可能会使这样的旅行,但圣克鲁斯山脉的陡峭道路需要更轻的东西。

因此Muir设计了一款高性能货运自行车Small Shul,它将经典的长约翰设计作为出发点。 Small Haul代替其长方形货物区域,有一个椭圆形的拉伸织物负载篮,由薄的集成框架管支撑,在前轮和下管之间优雅地弯曲。由此产生的空间框架看起来更像是赛艇的一部分,而不是传统的工作自行车。

Muir通过Small Haul的转向系统节省了更多的重量。经典的长约翰包括使用大量金属的惰轮转向:延长的转向柱连接到两个金属杆,这两个金属杆在货物篮下方运行,然后在前叉上方向上弯曲。除了沉重之外,当碎片或货物堵塞转向时,惰轮臂可能会卡住。

相反,Muir采用了一种基于铠装电缆的不太常见的设计,这种电缆已经被用来将力传递给制动器和变速器。 Small Haul的两个舵管,一个位于车把下,另一个位于前叉上,每个都连接到垂直滑轮上。在自行车的每一侧,一个电缆末端围绕每个相同的滑轮向后包裹,将两者连接起来。

由此产生的系统重量不到一磅,像普通自行车一样处理,并且足够强大,以便Muir能够在前面运输Soupy,狗粮和野营用品,以及后架上的其他装备。唯一不标准的部件是两个铝制滑轮。小型货车,包括发电机灯,挡泥板,机架和泵,重约37磅。 (Muir还制造了更重的Cycletruck,遵循更传统的惰轮转向设计,可承载200磅。)

与许多定制自行车制造商(以及所有主要制造商)不同,Muir最大限度地减少了他使用的能源和有毒材料,尽可能在当地采购零部件。他写道:“我没有车,开车很少。” “我使用的大多数材料都来自美国,有些来自湾区。我手工制作框架,一次一个,慢慢地。“

索尔格里菲斯的货物三轮车

自2009年4月他的儿子赫胥黎诞生以来,常规的MAKE撰稿人Saul Griffith一直在设计和制造货运自行车。他说,他的目标是制造能够将杂货和小孩运送到陡峭的旧金山山上的车辆,从而消除了他的家人在当地使用汽车的需要。随着2010年秋季推出日期,格里菲斯的自行车系列将通过他的公司Onya Cycles(onyacycles.com)作为定制版本出售。如果对任何车型的需求起飞,他计划开始大规模生产,以便以更低的价格出售。

像Muir一样,Griffith研究过去,包括自行车设计“圣经”,Archibald Sharp的自行车和三轮车,首次出版于1896年(现由Dover Publications出版)。但是,当Muir利用他多年的掌握,手工制作的钢管自行车架,Griffith采用了更高技术的方法。例如,他使用CAD对车身的每一块进行建模,从车架和车轮到最小的部件,虚拟地试图看它们如何组合在一起。 “有一天,”他预测说,“每个人都会设计这样的自行车,并且会有一种新的'数字工匠'。”

格里菲斯的系列产品有三种类型的自行车,所有这些都是为了替代不同用途的汽车而设计的:一种可以上楼梯的轻型拖拉机“轻便型”;以家庭为导向的长尾,孩子们可以骑在后面;和最重的拖运的蝌蚪货物三轮车。

所有三种车型都使用BMX车轮,这是Griffith所青睐的,因为它们比27英寸或700毫米车轮更便宜,更强大,并且通过保持重心更低来提高稳定性。(较小的车轮也存在略微更大的滚动阻力,但轮胎胎面光滑和适当的充气更重要。)

这三辆自行车还配备了带行星齿轮的内置轮毂电机辅助电动机

可设定为不同传动比的齿轮。电源来自锂聚合物电池,可根据重量和地形提供10到40英里的范围。

在格里菲斯的三个设计中,货运三轮车可能是最具革命性的。传统的三轮车在静止不动或直线行驶时自然稳定,但在转弯时因倾翻而臭名昭着,如果它们机动化并承受重负荷则会有更大的危险。为了弥补这种不稳定性,自阿奇博尔德夏普时代以来,自行车设计师创造了倾斜转向系统,让车轮倾斜转弯,尽管这些系统从未出现在大众市场的三轮车中。

大多数两轮转向系统使用最初为马拉车发明的Ackerman转向系统,其中车轮连接到通过拉杆连接在一起的倾斜转向臂。这允许每个车轮围绕同一点以不同的半径转弯,从而减少轮胎打滑引起的摩擦和能量损失。

对于格里菲斯的倾斜转向系统,他将阿克曼的几何形状扩展为三维,使每个车轮都倾斜并以自己的角度转弯。他说,这需要一些“粗糙的几何形状”。为了达到他的最终设计,格里菲斯编写并运行了一个7000线仿真程序,模拟了系统的所有基本元素,分析了任何可能的尺寸和角度下的能量损失,并找到了最佳组合,假设一个典型的范围转向半径。

结果,从Matlab转换为金属,是一辆三轮车,感觉像一辆自行车一样神奇,有一分钟的学习曲线,教导车手忽视在他们面前左右摆动的大货篮的视线正常骑行。

Cargobiketopia Rising

作为一名交通规划师和自行车活动家,我对Muir和Griffith正在做的事以及许多其他不仅设计新自行车而且还设计当地自行车共享系统,维护集体以及回收自行车计划的人感到非常兴奋。道路和道路基础设施(通常位于旧铁路的通行权,运河或河流)。

建筑水平,区域自行车路线到目前为止已逐步进行,并且大多以娱乐为名。但是,自行车路线也可以成为在重新定位的社区中运送人员和货物的动脉网络。将此与“多式联运”连接相结合,以表达公共汽车和火车,您将拥有一个以生活质量为动力的可持续交通系统。

这样的系统会将社区编织在一起,而不是将它们分开。身体强壮的人可以运送货物和周围的其他人,每个人都可以安全地生活,呼吸和聚集,在周围没有围墙的情况下四处移动。

很多人似乎都在渴望一种新的交通系统,无论未来如何,货运自行车都将成为其中的重要组成部分。与其他选择相比,它更便宜,更有趣,更健康,更简单,更优雅,更有利于社区。在我们的城镇周围设计,制造和踩踏新型货物自行车应该让我们在未来的许多年里保持忙碌。

感谢Stephen Bilenky和Erik Zo提供有用的背景信息。

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