Novodobá LEV

Tato kapitola seskupuje zbylá používaná LEV v dnešní době. Jednotlivé typy jsou v podkapitolách povrchově popsány. Typy těchto LEV jsou seskupeny do této kapitoly, jelikož u nich nelze dohledávat historický vývoj jako u elektrokola a elektrokoloběžky. Důvodem je jejich vznik až s příchodem novodobých technologií (jednotlivé typy lze mapovat okolo roku 2000, ale hromadné využití nastalo až okolo roku 2010 a později).

Elektrický skateboard

Elektrický skateboard neboli „e-board“ slouží pro osobní přepravu a jeho konstrukce vychází z klasického skateboardu, ovšem je přizpůsobena tomu, aby mohl nést elektromotory a baterie. Klasické skateboardy vznikly pro zábavu, tak aby surfaři mohli „surfovat“ po chodníku stejně jako na vlnách oceánu. Primárním účelem, proč skateboardy vznikly, byla zábava. Postupem času se přešlo k tomu, že mohou fungovat i jako dopravní prostředek na menší vzdálenosti a po vzniku e-boardů tento účel ještě zesílil, jelikož uživateli dovoluje dosáhnout delších vzdáleností s větším komfortem. Výhodou oproti klasickým skateboardů je právě zvýšení dosahu, dosažení vyšších rychlostí a úplně nový požitek z jízdy. Zároveň opět mohou snížit emise škodlivých látek do ovzduší ve městech, pokud bude uživatel využívat e-board místo vozidel na fosilní paliva. Nevýhodou e-boardů může být právě příliš vysoká rychlost, jelikož uživatel může ohrozit nejenom sebe, ale i své okolí, pokud se chová nezodpovědně. Jako další nevýhoda je vyšší cena oproti klasickým skateboardům, ovšem cena je srovnatelná nebo mírně nižší oproti elektrickým koloběžkám.

E-boardy jsou z našeho chápání právního výkladu obsaženy v právních předpisech jako vozítko segway a tedy na něj pohlíženo jako na chodce, čímž e-boardy mají určitá práva a omezení. Novinkou pro e-boardy bude pravděpodobně povinnost mít povinné ručení na něj, jestliže bude dosahovat rychlosti vyšší než 25 km/h.

Historie elektrického skateboardu

První klasické skateboardy byly vynalezeny ve 40. nebo 50. letech 20. století v Kalifornii. Není ovšem známé, kdo s tímto nápadem přišel. Základní konstrukce byla jednoduchá, zjednodušeně se jednalo o dřevěné prkno s kolečkovými bruslemi (amerického stylu) připevněnými k němu. Postupem let se konstrukce vyvíjela a kolečkové brusle byly brzy nahrazeny kolečky připevněnými tzv. trucky k desce. Dále se přešlo k různým materiálů, jak u rámu, tak i u koleček a jiných spojovacích částí.

První motorizovaný skateboard s názvem „MotoBoard“ byl představen v roce 1975. Byl to sériově vyráběný skateboard poháněný benzinovým dvoudobým motorem a jako první nahradil stará ocelová kolečka za kolečka z polyuretanu. Konstruktérem tohoto skateboardu byl J. Rugroden s jeho marketingovým partnerem B. Poseym. MotoBoard dosáhl velké obliby a prodával se po celém světě až roku 1983, kdy se tito partneři rozešli. Během tohoto období vzniklo mnoho motorizovaných skateboardů, které si především nadšenci postavili sami doma. V roce 1997 byly tyto skateboardy zakázány v Kalifornii, jelikož způsobovali velký hluk a znečištění.

Nápad na první elektrický skateboard představil L. Finkle v roce 1997 a již v roce 1999 požádal o jeho patent (č.  5 893 425). Jednalo se o elektrický skateboard s bezdrátovým ovládáním, což bylo v té době revoluční. Navíc tento e-board dokázal vyvinout rychlost až 32 km/h za 4 sekundy. Velkou nevýhodou byly ovšem baterie, které nedokázaly poskytnout dostatečný točivý moment a zároveň jeho cena, která se pohybovala okolo 1 200 dolarů. Celkově se prodalo asi 1 500 kusů tohoto modelu, ale většímu rozšíření se mu nedostalo.

V postupem času a vývojem nových technologií se opět zvedla myšlenka na e-board. Počátkem toho byl nápad S. Dastoora, J. Ulmena a M. Trana požádat o investici do vývoje jejich vlastního e-boardu formou kickstarteru v roce 2012. Tento nápad se vydařil a tak založili firmu Boosted Boards. V roce 2014 představili svoje první modely nazvané „Dual“ a „Single“. Od tohoto období společnost představila mnoho dalších modelů a celkové odvětví narostlo na objemu v prodaných desítkách tisíc kusů za rok. [35]

Základní popis a charakteristika elektrického skateboardu

Elektrický skateboard je podobný klasickým skateboardům a vychází z jejich konstrukce. A proto má část základních komponentů stejných anebo velmi podobných. Během jízdy lze změnou těžiště či úhlem náklonu jezdce měnit směr a rychlost skateboardu. Zároveň se u e-boardů mění rychlost pomocí ovladače, který řídí elektromotor. [36]

E-boardy se zejména skládají z:

• Desky – Jedná se o platformu na které jezdec stojí a může být například složena až z 12 vrstev tvrdého dřeva, skleněných vláken či karbonu. Desky mohou mít různé tvary (freeride, downhill či cruiser) a délky podle způsobu užití e-boardu.

• Trucku – Slouží k propojení koleček s deskou a je vyroben z kovu.

• Kol (či kolečka) – Svým otáčením pohybují e-boardem díky kuličkovým ložiskům. Kola mohou být různých rozměrů, typů a materiálů. Příkladem jsou polyuretanové kolečka do běžného městského provozu či terénní pneumatická kolečka do obtížnějších terénů, která bývají rozměrnější než polyuretanová kolečka. Měkčí kolečka slouží k lepší přilnavosti povrchu a tvrdší kolečka slouží k dosažení vyšší rychlosti.

• Elektromotoru – Slouží k pohybu e-boardu bez fyzické námahy jezdce. Bývá uložen přímo v kolečku, vedle kola na trucku nebo na spodní straně desky. Elektromotor je ovládán dálkovým ovladačem a e-boardy můžou mít různý počet motorů. Nejčastěji používaným typem jsou hub motory. Výkony elektromotorů se liší a mohou být od stovek Wattů až do dvou tisíc Wattů.

• Řemenu a řemenice – V případě použití elektromotorů s řemenovým pohonem jsou také součástí e-boardu řemeny a řemenice. Tyto součástky slouží k přenesení točivé síly elektromotoru na kolečka.

• Baterie – Slouží jako zdroj elektrické energie elektromotoru a bývají uloženy v desce e-boardu nebo na její spodní části. E-boardy obvykle obsahují Li-ion baterie o kapacitě od 5 Ah do 10 Ah.

• Dálkového ovládání – Slouží k ovládání rychlosti elektromotoru a je připojeno k e-boardu přes Bluetooth.

• Elektronického regulátoru rychlosti (ESC) – Je mozkem celého e-boardu. Přijímá signály z dálkového ovládání a podle upravuje množství energie přivedené z baterií do elektromotoru. Jsou dva typy ESC a to neprogramovatelné a programovatelné. Neprogramovatelné mají již předem naprogramovaná data a nelze měnit jeho funkce. Programovatelné lze naopak naprogramovat skrze telefon či notebook. Lze naprogramovat a upravovat charakter vstupní energie z baterie a i chování elektromotoru.

Typickými parametry elektrokola jsou:

• Výkon elektromotoru – Hodnota výkonu se velmi liší, podle typu elektromotoru a to od stovek Wattů do dvou tisíc Wattů.

• Točivý moment – Nám udává jakou má motor sílu, která je důležitá při rozjezdech nebo při jízdě do kopce. Obecně platí, že čím je vyšší točivý moment, tím vyšší sklon terénu umí e-board zdolat. Točivý moment se obvykle v řádu jednotek Nm.

• Maximální rychlost – Nejvyšší rychlost je opět omezena výkonem elektromotoru. E-boardy mohou dosahovat rychlostí až 50 km/h.

• Dojezd – Dojezd e-boardů je velmi proměnlivý a záleží na váze uživatele, pohybující se rychlosti, strmosti stoupání a zejména také na použitém převodu či typu koleček a řemenu. Dojezd je také ovlivněn kapacitou baterie. Off-road e-boardy mají obvykle vyšší spotřebu než klasické městské e-boardy. Maximální dojezd e-boardů bývá 15 – 30 km.

• Kapacita baterie – Kapacita baterie je jedním z hlavních parametrů, jelikož nám určuje dojezd e-boardu. Nejlevnější e-boardy mají kapacitu okolo 5 Ah a s rostoucí cenou roste i kapacita až do nějakých 11 Ah.

• Doba nabíjení – Doba nabíjení se liší podle použitého typu baterie a její kapacity či podle kvality nabíječky. Obvyklá doba nabíjení se pohybuje okolo 3 – 5 hodin a některé e-boardy mají možnost rychlého nabíjení, které snižuje dobu nabíjení na 1 – 2 hodiny. Nevýhodou rychlého nabíjení je ovšem rychlejší opotřebení baterie a tedy snížení její kapacity.

• Hmotnost – Při výběru e-boardu je velmi důležitá hmotnost, jelikož příliš těžké e-boardy mají nižší dojezd a také jsou složitější na přepravu a nošení uživatelem. E-boardy s krátkým dojezdem či s kvalitnější (dražší) baterií mývají hmotnost okolo 5 – 7 kg, kdežto e-boardy s delším dojezdem či levnější baterií mají hmotnost i nad 10 kg.

• Délka – E-boardy se také často odlišují svou délkou, která je uzpůsobena stylu jízdy. Pro dynamičtější jízdu se používají e-boardy s délkou okolo 70 – 90 cm a naopak pro delší a pohodlnější cesty se používají e-boardy s délkou okolo 90 – 120 cm.

Dalšími parametry e-boardu může být například voděodolnost, instalace senzoru polohy motoru.

Rozdělení elektrických skateboardů

Elektrických skateboardů existuje množství různých modelů a lze je rozdělit podle několika způsobů. Prvním způsobem je klasifikace podle typu konstrukce, ve které lze e-boardy rozdělit na:

• Longboard – Jedná se o nejpoužívanější typ, který je charakteristický svou délkou od 91 cm do 107 cm. Svou délkou je lepší na ovládání a hodí se na delší cestování po městě či do práce. Tyto typy nevyžadují příliš velkou maximální rychlost, která se obvykle pohybuje od 16 km/h do 32 km/h. Dojezd bývá až 32 km a plného nabití dosáhne za 3 – 5 hodin. Longboardy mají obvykle motor s dvěma náboji a jeho výkon bývá nižší než u off-road modelů.

• Shortboard – Shortboardy nejsou tolik rozšířené jako longboardy a jejich délka bývá od 76 cm do 91 cm. Dále bývají často výkonnější než longboardy. Hodí se pro rychlejší cestování po městě a více agresivnějšímu stylu jízdy. Shortboardy mají obvykle 2 elektromotory a dosahují rychlosti až 40 km/h.

• Off-road e-board – Tento e-board je vhodný do terénu, jelikož má mohutnější a odolnější kolečka než předchozí typy. Zároveň je jeho konstrukce odolnější, tak aby vydržela zvýšené namáhání. Jejich délka bývá od 76 cm do 91 cm. Typicky se jedná o e-boardy s alespoň dvěma motory, které mají vysoký výkon a točivý moment. Dojezd bývá až 32 km a plného nabití dosáhne za 3 – 5 hodin.

Dalším způsobem klasifikace je podle typu pohonu. Tato klasifikace se skládá z:

• Hub motory – Nebo-li nábojové motory, které jsou v nábojích kol (typických v zadních kolech) a otáčením motoru se otáčí i kolečka e-boardu. Nepotřebují další pohyblivé části a jsou velmi tiché. Nevýhodou je nižší točivý moment, horší tlumení nárazů a náročnější výměna. Používají se pouze v kolečka typu objímky a nelze je dát do všech typů koleček. U tohoto typu je možná i rekuperace energie a lze na e-boardu jezdit, i když se vybije baterie.

• Belt drive motory – Nebo-li motory s řemenovým pohonem jsou vybaveny bezkomutátorovým motorem s řemenicí, která je připojena řemenem k vnější řemenici na kole. U těchto motorů lze měnit převodové poměry. Obvykle se používají jako jednomotorové či dvoumotorové. Nevýhodou je větší množství pohyblivých částí, které je nutno seřídit a mohou se snadno poškodit vibracemi či nárazem. Výhodou je také vysoký točivý moment a také univerzálnost použití na téměř každý typ koleček e-boardu.

• Direct drive motory – Nebo-li motory s přímým pohonem, které jsou kombinací obou předchozích typů. Tento motor žádné ozubená kola ani řemeny a je připojen přímo na kola. Mají vysoký točivý moment i rychlost. Výhodou je rychlý odvod tepla, čímž mohou motory pracovat déle ve vyšších rychlostech. Lze využít na jakékoliv kolečko, na které jde nasadit adaptér. Nevýhodou těchto motorů je, že jsou velké a lze je tedy snadněji poškodit. Obvykle se používají pneumatická kola.

• Gear drive motor – Nebo-li motor s převodovým pohonem, který obsahuje pevné převody. Výhodou je snadná výměna koleček a kompaktní provedení. Nevýhodou je hluk převodů, složitost a cena motorů.  [39]

Posledním způsobem klasifikace je podle počtu motorů. Tato klasifikace se skládá z:

• Jednomotorové
• Dvoumotorové
• Třímotorové
• Čtyřmotorové

Segway

Jedná se o elektrický dvoukolý dopravní prostředek pro jednu osobu, využívající ke svému pohybu dynamické stabilizace, což znamená, že přenášením váhy řidiče na stojné desce dochází k pohybu segwaye. Mírným náklonem vpřed jezdec způsobí pohyb dopředu, a čím větší tento náklon je, tím rychleji jede. Brzdění se provádí opětovným narovnáním jezdce do vzpřímené polohy, nakloní-li se dozadu, pojede vzad. Zatáčení je ovládáno náklonem řídítek do stran. Popsanou technologii ovládání segwaye (dynamická stabilizace) vyvinul Dean Kamen a je tedy znám jako vynálezce segwaye.

První segway vyrobila firma Segway Inc. v roce 2001 v USA. První prezentace veřejnosti proběhla v americkém televizním programu „ABC ‘s Good Morning America“, také v roce 2001. Jednalo se o jedno z prvních LEV, které bylo využito k užitkové a turistické dopravě osob, a to hlavně ve velkých městech. Segway byl také jako jeden z prvních druhů LEV využíván například městskou policií (pokud se nepočítají skútry), a to už v roce 2006 městskou policií v Praze 1. Tento trend se s časem rozšiřoval do dalších měst (2008 v Plzni).

Hlavní využití bylo v turistice. V České republice se jednalo zejména o Prahu, kde se právě okolo roku 2015 vyskytovaly skupiny lidí na segwayích v helmách s instruktorem. Mělo se jednat o prvek v turistice měst, který urychlí přesun k památkám a přiláká více zájemců, ale společně s tím přišla i bezpečnostní rizika a vznik různých zranění. V roce 2015 se odhadovalo, že se po Praze pohybuje 300 segwayů a zjistilo se, že ani infrastruktura města není připravena. K výraznému proslavení nebezpečnosti došlo na olympijských hrách v Pekingu, kde po vítězném závodu byl sražen sprinter Usain Bolt kameramanem na segwayi. Právě vzhledem k nedostatečné bezpečnosti a legislativnímu podchycení je možné, že využití segwayů spíše ustoupilo a začaly se vyvíjet jiné podobné typy LEV, a to spíše pro individuální potřeby. [40], [41], [42]

Easy Glider

5.3 Easy Glider Typ LEV, který v dnešní době už není hromadně vyráběn. Technické parametry:

• dojezd: 35 km,
• výkon motoru: 380 W,
• maximální rychlost: 20 km/h,
• pořizovací cena: cca 26 000 Kč (v roce 2007).

Jedná se o LEV, které dle svého výrobce spojovalo elektrický skútr a vodní lyže. Vytvořila ho německá společnost Divio GmbH v roce 2004 a byl označován za konkurenta segwaye. Hlavním účelem bylo vyrobit eco—friendly vozítko po přepravu ve městech a obcích. Zároveň bylo vizí společnosti, že EasyGlider bude s postupem technologií vyvíjen a bude to přepravní prostředek budoucnosti, což se nenaplnilo. Vývoj nastal spíše u jiných druhů LEV, které byly praktičtější a využívanější (především elektrokoloběžky). [45]

Elektrický unicycle

Elektrický unicycle (EUC) je balanční elektrické vozítko, které dnes spadá pod označení LEV. Je možné ho najít pod názvem: Elektrická jednokolka, OneBike, Onewheel Segway, Unibike, Solowheel, popřípadě také jen pod názvem segway. EUC je elektrické vozítko, které funguje na stejném principu jako segway, tedy na dynamické stabilizaci. Hlavním rozdílem je, že EUC má pouze jedno kolo, které má ze stran plošiny pro nohy řidiče. Konstrukčně se mohou lišit na modely se sedačkou pro řidiče a na modely bez sedačky. Princip ovládání je stejný jako u segwaye, proto je často označován pouze jako segway, ale principiálně se jedná o jiné LEV, které ze segwaye vzniklo. První koncepční design EUC navrhla společnost Bombardier v roce 2003. Komerčně byl EUC demonstrován v roce 2004 Trevorem Blackwellem. Vzhledem ke vzhledu, velikosti a vývoji technologií je EUC využíván dodnes hlavně jako rychlý a efektivní přepravní prostředek v městech. [46]

V historii podobné konstrukce lze hledat už v roce 1869 pod názvem „monowheel“. Ovšem spojení je možné jen díky konstrukci vozítka s jedním kolem. Monowheel byl jednokolový dopravní prostředek, kde řidič seděl uvnitř kola a poháněl ho pomocí šlapání, nebo pomocí prvních spalovacích motorů. Ovládání se provádělo pomocí řídítek (stejně jako u klasického kola). [48]

Onewheel

Onewheel je možné si představit jako elektrický skateboard s velkým kolem uprostřed. Ovládání znovu funguje na principu balancování stejně jako u segwaye a EUC. Rozdílnost oproti EUC a segwayi je, že řidič nestojí s tělem směřovaným ve směru pohybu, ale kolmo na pohyb vozidla (postoj jako na skateboardu). Vzhledem k postoji na Onewheelu je ovládání složitější než například u segwaye. Ke vzniku Onewheelu výrazně přispěl Trevor Blackwell, který byl již zmiňován v kapitole o EUC, jelikož dokázal přeprogramovat elektroniku použitou do segwaye na vozidlo s jedním kolem. První zkonstruoval Onewheel Ben Smither v roce 2007, ale vynález je připisován zakladateli společnosti Future Motion Inc., jímž je Kyle Doerksen. Společnost Future Motion Inc. založil v roce 2013 a představení svého prvního Onewheelu proběhlo v lednu roku 2014. Ukázalo se, že Onewheel se stal populárním a společnost v budoucnu vyvíjela další typy. [50], [51], [52]

Z přiložených obrázků je patrná rozdílná konstrukce oproti ostatním zmiňovaným LEV. Připodobnit ho lze pouze k elektrickému skateboardu stylem postoje řidiče na LEV, ale stylem ovládání zase spíše k segwayi obecně. Jedná se o tedy kombinaci těchto dvou LEV. Motivací za touto konstrukcí Onewheelu byla láska konstruktéra Kylea Doerksena k snowboardování. Vzhledem k popsanému vývoji v prvním odstavci se může zdát, že Kyle Doerksen převzal konstrukci od Bena Smithera, ale dle vyjádření Kylea tomu tak nebylo. Nad konstrukcí ideálního elektrického vozítka přemýšlel již od roku 2006 a chtěl, aby jízda na něm připomínala právě zmiňované snowboardování, ale po městě, což zajišťuje velká pneumatika uprostřed.