2007年,英國設計師Sam Pearce想到了制作更好、更智能輪子的方法。
新方法制作的新發明:環輪(Loopwheel)。使用環輪制作的自行車和輪椅通過顛簸路面時,會更舒適。
新浪科技訊 北京時間4月13日消息,據國外媒體報道,英國設計師Sam Pearce發明了用于輪椅、自行車的無輻條減震車輪(簡稱環輪),并被提名為今年的“倫敦設計博物館年度設計”。2013年,當Pearce首次推出環輪時,就受到了自行車愛好者的支持,因為環輪的騎行體驗比普通車輪要好很多。從那時起,Pearce就開始將環輪應用于輪椅。
環輪取得這種效果的原因在于:輪子內部的傳統鋼絲輻條被三個復合碳材料制作的彈性輪圈所代替。
Pearce的職業是發明家和設計顧問。他的工作涉及到了非侵害性手術設備、掌上電腦、3D折疊機械、摩托車等。2007年,他還設計了一種新型折疊嬰兒車。那年,Pearce有一次正在荷蘭的機場等飛機,他正好注意到一個推著嬰兒車的婦女。他回憶說:“當時,那名婦女走到路邊時,并沒有提起前輪,我就看到嬰兒的身體往前一沖。這就意味著輪子如果以錯誤角度撞到了路邊沿,將失去原有功效。所以我就想,為什么不讓輪子也有減震功能?”
經過大約5秒的思考,Pearce就構思出了一個新方法:直接把減震裝置加到了輪子中間。這樣,輪子在受到碰撞后就可以靈活的消減碰撞,而不是直接反彈。不過,在給新方法畫了一個草圖后,他就把這件事情擱置了2年。對此,Pearce解釋說:“當時,我不知道我怎樣才能做出一個實物。但我還是冒出了很多想法,發明新輪子的想法也一直留在我的心中。”
終于在2009年,Pearce開始了行動。他先從雨槽中弄了些橡膠,并把它們切成15厘米長的橡膠條。然后把橡膠條弄成環形,安置到膠合板輪里面。隨后,他開始在桌子上滾動膠合板輪,并把自己的手指當成虛擬減速帶。盡管這個輪子原型很粗糙,但他開始相信自己可以做出一些成果。
實際上,雖然傳統輪子在發明后的幾千年里非常高效,但歷史上對傳統輪子有無數的改進。Pearce也并不是第一個在輪子里加入減震裝置的人。以色列特拉維夫就有一位農民設計了一種軟輪,軟輪的輪框里面就加入了壓縮缸。他是因為骨盆被摔斷后,坐在普通輪椅上查看莊稼非常不舒服,才想出了這種新型輪子。而Pearce在開始自己的研究前,也查詢了之前的專利。他發現在19世紀早期,英國和歐洲的輪子設計中就用了相似的技術。不過這些早期設計使用的是鋼彈簧,而鋼彈簧隨著時間推移會產生疲勞并可能斷裂。Pearce還自己測試過這些設計:“我的第一個輪子就加了鋼彈簧,因為我覺得通過親身實踐這些設計,我可以發現更多的東西。這些鋼彈簧的工作時間確實不長。”他認為這是它們沒有得到廣泛應用的原因。此外,它們的噪聲也很大。
為了解決鋼彈簧的問題,Pearce進入了諾丁漢郡的一個箭類武器商店。之所以到這里,是因為一張好弓的性能和好輪子很類似:既要非常強硬,又要足夠柔韌以應對人的各種使用。進去之后,Pearce告訴了制弓人“極差的自制彈簧”(鋼彈簧)的情況。此外,他也聽了制弓人的想法。最后,在箭類武器商店中,利用碳復合材料,歷經70次反復試驗,Pearce和制弓團隊終于找到了合適的環輪“菜譜”,并申請了專利。Pearce把新環輪叫做“碳復合構造”。
在當地箭類武器商店中,Pearce花了幾年時間,把環輪前后修改70次,才最終設計出了結構合理,價格合適的環輪。
按照計劃,環輪將首先應用在自行車上,然后是山地車。Pearce說:“環輪的舒適性是普通輪子的3倍。環輪的減震裝置消除了運動中的所有撞擊。這對于輪椅使用者非常重要,因為他們的身體和輪椅有著全面的接觸,他們經常要直接忍受輪椅在路面的顛簸。”但是,對于普通使用者,只有當花費夠低的時候才會考慮環輪。基于這樣的考慮,Pearce雖然兩年前就設計出了理想性能的環輪,但從那以后就開始不斷優化制作工藝,以降低成本。比如通過采用汽車工業的生產流程,他把環輪的制造費用從2000美元降到了幾百美元。Pearce說:“只有一部分人愿意為新技術掏額外的錢。”現在,已經有位輪椅制造商發現了新輪子,并開始從Pearce這里購買輪子。山地車將是Pearce環輪的下一個應用物。