Η Συμπύκνωση της Μετάδοσης μέσα στη Στεφάνη
Το MIT Senseable City Lab διέδωσε το σύγχρονο αυτοτελές concept του «έξυπνου τροχού» το 2009 με το Copenhagen Wheel: ένα φωτεινό κέλυφος κόμβου που φιλοξενεί έναν κινητήρα DC χωρίς ψήκτρες, δακτύλιο μπαταρίας λιθίου, αισθητήρα ροπής και ασύρματο ελεγκτή, και μετέτρεψε ένα συνηθισμένο ατσάλινο ποδήλατο σε υβρίδιο με υποβοήθηση πετάλου σε δέκα λεπτά.
Δεκαπέντε χρόνια αργότερα, αυτή η αρχιτεκτονική λογική έχει διακλαδωθεί σε ελαφριές και μεσαίες μορφές κινητικότητας. Οι κινητήρες αξονικής ροής και οι κινητήρες ακτινικής ροής με εξωτερικό ρότορα από εξειδικευμένες εταιρείες, όπως οι Elaphe, Protean Electric και Grin Technologies, εξαλείφουν αλυσίδες, ιμάντες και κωνικά γρανάζια. Επειδή η ηλεκτρομαγνητική δύναμη ασκείται σε μεγάλη ακτίνα κοντά στη στεφάνη, οι κόμβοι άμεσης μετάδοσης επιτρέπουν στιγμιαίο διανυσματικό έλεγχο ροπής σε χιλιοστά του δευτερολέπτου, ώστε μια πλατφόρμα τεσσάρων τροχών να διορθώνει τις ολισθήσεις δέκα φορές γρηγορότερα από τα μηχανικά συστήματα ABS.
-
Μονάδες Γωνιών 90 Μοιρών με Steer-by-Wire
Πλατφόρμες όπως το Hyundai Mobis e-Corner και οι ευφυείς μονάδες γωνιών της Schaeffler συνδυάζουν πρόωση μέσα στον τροχό με ηλεκτρικούς ενεργοποιητές διεύθυνσης 90 μοιρών, επιτρέποντας παράλληλο πλάγιο παρκάρισμα και στροφές μηδενικής ακτίνας σαν τανκ σε στενές αποβάθρες φόρτωσης της πόλης.
-
Ολονομικοί Τροχοί Omni & Mecanum
Χρησιμοποιούνται σε αμαξίδια WHILL και βιομηχανικά ρυμουλκά αποθηκών: τα τμηματοποιημένα παθητικά ρολά επιτρέπουν στους μπροστινούς τροχούς να στρέφονται πλευρικά χωρίς την τριβή του άξονα περιστροφής της ρόδας, μειώνοντας δραστικά τους κύκλους στροφής μέσα στους ανελκυστήρες.
-
Ανάρτηση με Ελατήρια Βρόχου μέσα στον Τροχό (Loopwheels)
Η αντικατάσταση των άκαμπτων μεταλλικών ακτίνων με τρία εφαπτομενικά ελατήρια σύνθετου άνθρακα σχήματος C απορροφά τους κραδασμούς του κρασπέδου μέσα στον ίδιο τον κόμβο του τροχού, κάτι χρήσιμο σε πτυσσόμενα ποδήλατα μετακίνησης και σε αναπηρικά αμαξίδια, όπου δεν χωρά η διαδρομή του πιρουνιού.
-
Ελαστικά Πλέγματος από Κράμα Μνήμης Σχήματος (NiTi)
Προσαρμοσμένα από την The SMART Tire Company από πρωτότυπα ρόβερ του NASA Glenn Research Center, τα υπερελαστικά πλέγματα από σύρμα νικελίου-τιτανίου παραμορφώνονται αντιστρεπτά έως 8% χωρίς αέρα στα ελαστικά και βρίσκονται αυτή τη στιγμή σε πιλοτική εισαγωγή σε premium ποδήλατα.
Το Φυσικό Τίμημα: Μη Ελατηριωμένη Μάζα και Φορτία G από Λακκούβες
Γιατί κάθε επιβατικό όχημα ή φορτηγό τρίκυκλο δεν έχει ολόκληρη τη μπαταρία και τον μετατροπέα του μέσα στον τροχό; Η απάντηση είναι ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα εφαρμοσμένος κάτω από το ελατήριο ανάρτησης. Οτιδήποτε είναι στερεωμένο μέσα στον τροχό, όπως χάλκινα τυλίγματα, μαγνήτες νεοδυμίου και MOSFET καρβιδίου του πυριτίου, δέχεται την άμεση πρόσκρουση του δρόμου προτού τα αμορτισέρ προλάβουν να τον απορροφήσουν. Η πρόσκρουση σε μια αιχμηρή λακκούβα με 35 km/h υποβάλλει την ηλεκτρονική του κόμβου σε παροδικές επιταχύνσεις που υπερβαίνουν τα 50 g.
Οι βαριοί τροχοί αντιστέκονται επίσης στην αλλαγή κατακόρυφης κατεύθυνσης, με αποτέλεσμα το ελαστικό να χάνει για λίγο την επαφή του πάνω στο ανώμαλο άσφαλτο (υπονομεύοντας την πρόσφυση) και να μεταδίδει κτυπητές δονήσεις στην καμπίνα. Οι επιτυχημένοι σχεδιασμοί έξυπνων τροχών διαχειρίζονται αυτόν τον συμβιβασμό με δύο τρόπους: είτε λειτουργώντας κάτω από 25 km/h, όπου η κινητική κρούση παραμένει μέτρια, όπως στα ηλεκτρικά πατίνια, τα φορτηγά ποδήλατα και τα οχήματα παράδοσης, είτε αφαιρώντας την μπαταρία από τον περιστρεφόμενο κόμβο στο ελατηριωμένο δάπεδο και χρησιμοποιώντας ελαφριούς στάτορες αξονικής ροής, σφραγισμένους σύμφωνα με τα πρότυπα IP67/IP69K απέναντι στην αλμυρή χιονόλασπη του χειμώνα.
"Σφαιρικά ελαστικά μαγνητικής αιώρησης θα επιτρέπουν στα οχήματα να περιστρέφονται 360 μοίρες με ταχύτητες αυτοκινητόδρομου."
Viral απεικονίσεις concept, όπως το Goodyear Eagle-360, δείχνουν ελεύθερες ελαστικές σφαίρες που κρατούνται κάτω από τα φτερά του σασί αποκλειστικά με μαγνητική αιώρηση.
Η μαγνητική ανάρτηση με διάκενο αέρα δεν αντέχει τα διατμητικά φορτία του έκτακτου φρεναρίσματος.
Η διατήρηση ηλεκτρομαγνητικού διάκενου ικανού να αντέξει ένα έκτακτο φρένο ανάγκης 1g ή μια πρόσκρουση σε λακκούβα απαιτεί τεράστιο συνεχές ρεύμα πηνίων και υπερψύξη, ενώ η σκόνη του δρόμου που παγιδεύεται ανάμεσα στη σφαίρα και στο μαγνητικό περίβλημα λειτουργεί σαν βιομηχανικό γυαλόχαρτο.