Společnost vytvářející průmyslové návrhy používá aplikaci NX k ustanovení nových standardů pro výkonnost a zvýšení atraktivity jízdních technologií pro zákazníky

Skvělá a pohodlná přeprava

Jemný přenos hmotnosti může být klíčem ke snadnému pohybu městským prostředím na elektrické jednokolce, promyšlený návrh je však klíčem k pohodlí a výkonnosti. Společnost Uniwheel si dala za cíl transformovat zažitý návrh jednokolek ve výrobek, který je ergonomický a zároveň spolehlivý.

„Věděli jsme, že většina elektrických jednokolek na trhu měla poměrně jednoduchou koncepci: uvnitř elektronika a ven trčící čtvercové pedály", vysvětlil Steve Milton, ředitel společnosti. „Zpětná vazba uživatelů odhalila, že krabicový tvar způsobuje bolest nohou. Proto jsme se rozhodli zákazníkům nabídnout pohodlnější a bezpečnější řešení.“

Tým Uniwheel proto začal s návrhem pěkně od začátku. Výsledek se dostavil na konci roku 2015, kdy společnost na trh uvedla svůj první výrobek. Bylo to pouhých sedm měsíců od vytvoření konceptu. Základem pro úspěšný a rychlý vývoj celého projektu byla aplikace NX™ od specialistů na správu životního cyklu výrobků (PLM) – společnosti Siemens Digital Industries Software.

Rovnováha mezi tvarem a funkčností jednokolky

Konstrukční tým používal aplikaci NX k vytvoření základních 3D modelů již od počátku, například k vytvoření vnějšího stylu plastového pouzdra s integrovaným osvětlením, kovu pro pedály a motor a jemných detailů, jako je přilnavá vrstva na povrchu pedálů. Hlavním problémem bylo bezpečné uzavření sofistikované elektroniky a softwaru, vyměnitelných baterií, motoru a kola. Rozhodující bylo také dimenzování dostatečných prostor pro kabeláž. Při návrhu ergonomického tvaru vozidla sehrály velkou roli 3D křivky. „NX vypadá skvěle a nabízí výkonné funkce pro tvorbu ploch,“ říká konstruktér Carson Brown.

S ohledem na bezpečnost, která byla v celém procesu návrhu klíčová, musela být do různých částí, například do pedálů a kliky, zabudována řada senzorů. Tyto senzory umožňují motoru automaticky reagovat na situaci, kdy je noha položena nebo sejmuta z pedálu nebo když je zařízení zvednuto ze země. Součástí návrhu je také bezpečnostní pojistka, která zabrání tomu, aby se motor dostal na hranici svých možností.

Velmi důkladný byl návrh kola a pneumatiky. Důležitý byl také optimální tlak v pneumatice s ohledem na zvětšení dotykové plochy se zemí. To vše zvýšilo stabilitu vozidla a prodloužilo výdrž baterie. Kromě toho tým pomocí NX navrhl specifický vzor dezénu, který umožňuje rychlý odtok vody a tím zvyšuje přilnavost.

V NX bylo vytvořeno a vyhodnoceno téměř 400 různých komponent a 25 nástrojů, aby se zajistilo, že nedochází ke kolizím. V některých případech byly pomocí 3D tisku vytvořeny rychlé prototypy, zejména pro obousměrná světla, která se upravují podle orientace stroje, přizpůsobují úrovni denního světla a zesvětlují, když řidič zpomaluje.

Byl vybrán tvrdý, kolizím odolný plast Tritan ™ obalený silikonovou gumou, která dokáže tlumit nárazy. Inženýři vymysleli zařízení pro fyzické testování opotřebení, který dokáže replikovat otřesy a vibrace při běžném každodenním používání. „Celý proces byl velmi složitý, jediné problémy, na které jsme při testování narazili, byly kosmetického rázu, kvůli kterým jsme upravili jemné detaily na povrchu,“ říká Steve Godden, konstruktér společnosti Uniwheel. „S NX se pracuje snadno a přesně.“

Předvídatelnost usnadňuje práci

Nástroje společnosti Uniwheel obstarává několik mezinárodních dodavatelů, proto je důležité, aby jejich konstruktéři dokázali jasně vyjádřit záměr návrhu. Použití NX a možnost přímého přenášení CAD souborů umožnily jasnou a konstruktivní diskusi o nástrojích a výrobních procesech. Provedli jsme jedinou zkoušku nástroje, která se týkala úpravy světel. „Díky NX jsme vše zvládli velmi rychle,“ říká Milton. „Věděli jsme, že když se nám podaří vše podchytit přímo v aplikaci NX, naši dodavatelé nám pak nebudou muset klást spoustu doplňujících otázek.“

Tím, že NX optimalizoval způsob, jakým se veškeré prvky návrhu spojují dohromady, mohl Uniwheel snížit celkovou hmotnost o více než dvě libry na méně než 24 liber, což byl úspěch, který dal vzniknout patentu skříně motoru. Tým také dokázal skrýt otvory pro šrouby v hlavním krytu a přitom zajistil snadnou montáž. Sestavení hotového výrobku v londýnské výzkumné a vývojové jednotce společnosti Uniwheel trvá jen jednu hodinu. První plně dokončené elektrické jednokolky byly uvedeny na trh v prosinci 2015, pouhých sedm měsíců od původní myšlenky.

Pro tým konstruktérů společnosti Uniwheel byla rozhodující spolehlivost a stabilita NX. „Z dřívějších zkušeností jsem věděl, že NX je robustní a naprosto předvídatelný systém, což při našich napnutých termínech bylo přesně to, co jsme potřebovali,“ poznamenává konstruktér Mark Kennell.

„Používal jsem jiný software, který havaroval dvakrát denně, což mělo vážný dopad na produktivitu a zbytečně zvyšovalo stres u napnutých termínů,“ říká Brown. „S aplikací NX nemáme žádné problémy.“

„NX je známým a zavedeným průmyslový standardem, zatímco my jsme pouze startup, ale vím, že bychom to bez něj nezvládli,“ dodává konstruktér Eryk Sokolowski.

První britská elektrická jednokolka

Jednokolka s 16palcovým kolem a 1 500W motorem má funkci, která pohon automaticky zastaví, když uživatel sesedne. Uniwheel díky své jedinečné konstrukci a odporužení také výborně zvládá nejrůznější nerovnosti na vozovce. „Nejtěžší je jezdit rychlostí pod 10 km za hodinu, protože jednokolka je z fyzikálního principu nejméně stabilní,“ říká Steve Milton, ředitel společnosti Uniwheel. „Myslíme si však, že pro potenciální zákazníky nebude zvládnutí jízdy větším problémem.“

Jednokolka Uniwheel je navržena a vyráběna ve Spojeném království a je speciálně vyvinuta pro pohodlnou jízdu dlouhou až 90 minut. Dokáže dosáhnout rychlosti cca 20 km za hodinu s dojezdem až 20 km. Plné nabití trvá jednu hodinu. Ovládání jednokolky je intuitivní a je možné si ji přizpůsobit pomocí barevných nárazníků, které se dají vyměnit, pokud dojde k jejich poškrábání při běžném používání. Vyměnitelné jsou i pedály.

Díky rostoucí poptávce po asistované osobní dopravě společnost Uniwheel již zvažuje budoucí vývoj. „Protože je pro nás velmi důležitý poměr výkonnosti a hmotnosti, plánujeme rozšířit naše možnosti pomocí funkcí NX CAE,“ říká Milton.

Milton přemýšlí o prvním roce společnosti: „Spolehlivost NX je pro nás klíčová. Byli jsme startupem s ambiciózním cílem a mladým týmem konstruktérů, který dříve nerealizoval žádný výrobek od návrhu až po samotnou výrobu. Přesto jsem věřil, že nás NX celým procesem provede – od vizualizace na papíře až po hotový výrobek.“