En Nergiza nos encanta todo lo relacionado con la electromovilidad, y en ocasiones hemos escrito sobre el E-Glide y otros "juguetes" eléctricos. Esta vez hemos invitado a Nergiza a Victor Blanco, inventor y autor de la patente de una "guía eléctrica para patines" que nos va a contar en que consiste y como funciona su invento:
La idea que se busca con este producto es poder utilizar los patines en línea comunes como un vehículo con la posibilidad de disponer de propulsión eléctrica radiocontrol cuando se desee, sin alterar el manejo normal de los patines desactivando el empuje eléctrico.
Gracias a que hoy existen sistemas de patines estándar, las partes de distintos modelos se pueden combinar. Esto me ha llevado a desarrollar una guía eléctrica en lugar de un patín completo. El sistema de esta guía es UFS (Universal Frame System), muy utilizado en la modalidad de patinaje agresivo. Sería interesante más adelante compatibilizar esta guía con los sistemas utilizados en patinaje de fitness y velocidad.
He elegido el sistema UFS por la gran variedad de modelos de botas compatibles que existen. Pero el diámetro de las ruedas utilizadas (80mm) es el de las de patinaje fitness y velocidad. Ya que estas con las más adecuadas para desplazarse por asfalto y pavimentos similares, con mucha menos vibración que las ruedas de patinaje agresivo.
La bota que a mi parecer mejor encajaría con esta guía para poder utilizarla como medio de transporte es este modelo que permite acoplarse a unas zapatillas normales.
Descripción del diseño
En la elaboración del diseño ha primado la idea de hacer esta guía lo más discreta posible, para que tanto a la vista ajena como para el propio patinador se perciban como unos patines normales. Para ello se ha integrado la batería motor y toda la mecánica necesaria intentando aprovechar al máximo el espacio.
El cuerpo es más ancho que el de una guía común para poder ocultar los elementos de transmisión de potencia y aprovechando esta necesidad también poder incluir baterías de mayor capacidad. La parte superior de la guía en la que se hace el acople a la bota mantiene el ancho estándar.
Chasis
La estructura principal de la guía está pensada para ser realizada en chapa de aluminio, formada por cuatro piezas soldadas y una tapa. Tiene un ensanchamiento en el medio con la función de alojar la batería y determinado por el espacio que ocupan en ambos laterales las poleas y correas de transmisión.
El alojamiento de las ruedas y los puntos de anclaje a la bota son dos piezas de plástico (piezas negras en la imagen), unidas al chasis principal mediante pegamento de dos componentes y/o atornilladas.
Motor, batería y electrónica
El sistema elegido para la propulsión se ha cogido del mundo del radiocontrol. Los motores y baterías han evolucionado mucho y aportan con creces las prestaciones requeridas.
El motor es brushless outrunner de 900KV, capaz de dar 815W de potencia utilizando baterías 4s y 570W con baterías 3s. En este caso usaremos baterías 3s para forzar menos el motor y reducir el calentamiento a la vez que alargamos la autonomía y la entrega de potencia sigue siendo más que suficiente ( 570W x 2 = 1.140W).
El controlador ESC utilizado será de 60A.
El receptor y emisora radiocontrol puede ser cualquier modelo, en este caso se usara una emisora de gatillo a la que se le ha cambiado la carcasa y la batería para reducir su tamaño. El mando idóneo para manejar estos patines es un punto aun por desarrollar y probar distintos sistemas. Hasta entonces con este tipo de emisoras se tiene un buen control progresivo sobre la entrega de potencia.
Las baterías que más aprovechan el espacio disponible con la capacidad de descarga necesaria son las de tipo Li-Po. Podemos poner en cada patín dos li-po de 5,2Ah conectadas en paralelo, con lo que conseguimos 20,8Ah de capacidad.
Con estas baterías y suponiendo un consumo medio de 250W dispondríamos de aprox. 1h de autonomía. ( la batería usada en el vídeo del prototipo antiguo es una de Li-Po de 3.2 Ah para ambos patines)
Mecánica
La transmisión de potencia se realiza mediante poleas y correas dentadas, buscando con ello hacer la guía lo más silenciosa posible. (En el prototipo anterior se utilizada aparte de correas dentadas, engranajes de acero para la reductora primaria, que aunque no se ven se puede escuchar el ruido que producen por la vibraciones)
El motor y la reductora primaria se sitúan en una pieza de plástico nos permite manejarlos como un conjunto unitario.
Para la transmisión a la rueda motriz (trasera) se utiliza la segunda correa dentada colocada en la polea del eje de salida de la reductora primaria y la polea del eje de la rueda.
Gracias a los rodamientos unidireccionales que ponemos en la rueda trasera podemos patinar libremente sin mover el motor cuando no lo accionemos.
Finalmente tenemos unas tapas de plástico que se atornillan sobre el aluminio para dar un acabado más estético y proteger los elementos de transmisión.
Vídeos del prototipo antiguo
Quisiera dar las gracias por darme la posibilidad de mostrar esta guía en Nergiza. Agradecer también de antemano el apoyo a la difusión de esta idea, que me pueda dar cualquiera al que le haya gustado el invento.
Muy interesante! ¿Cuál sería el peso aproximado de las baterías?
Cada batería pesa 331g, 662g de baterías por patín.
Si quieres ver más detalles de la batería, es este modelo:
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/uh_viewItem.asp?idProduct=56839
Podéis seguir los nuevos avances en la fabricación y pruebas de este diseño en:
https://www.facebook.com/patineselectricos
Gracias.
¿900kV??? creo que se ha colado con el voltaje
Las unidades KV en este caso no hacen referencia a kilo voltios, KV indica el número de revoluciones por minuto a las que funciona el motor por cada voltio aplicado. En este caso serían 900kv por 11.1v de las baterías Li-po 3s total 9900 r.p.m.
No es tampoco algo muy conocido.
El motor es este:
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__16231__NTM_Prop_Drive_35_48_Series_900KV_815W.html
Pues mira, una cosa que no sabía. De todas formas, ¿no sería más sencillo y entendible hablar de r.p.m/V?
Por cierto, ¿qué límite existe en cuanto al voltaje que se puede aplicar? ¿crecen las revoluciones linearmente con el voltaje o llega un punto en que por más voltaje que metas el motor dice ya basta?
Yo también caí 🙂
Parece como si fueras montado en dos coches radio-control jejeje
Sí, es básicamente eso jajaja
Vas montado en medio coche radiocontrol con cada pie y ambos controlados con la misma emisora.
Si existiesen coches radiocontrol de este tipo adaptables a botas de patines ya no habría hecho nada nuevo.
Supongo que habrá que tener cuidado con las secciones de cable y protecciones porque esos 60A por motor me parecen una pasada, si usas un cable único batería-motor son 120A. Bufff!!! 🙂
Sí, a mi también me parece mucha intensidad, pero todos los cables que va a llevar son los que vienen de fábrica en los componentes (ESC, Batería y motor) pensados para soportar estas intensidades.
La idea es interesante. 1 hora de autonomía no está mal, pero imagino que te refieres a que da una hora con el motor funcionando sin parar. Te permite ir y venir a algún sitio que quede a media hora de distancia en patines. ¿Es fácil reemplazar las baterías? Si es así, un par de baterías cargadas en la mochila te permiten duplicar la autonomía, o hasta que las piernas te aguanten el estar patinando.
El mayor inconveniente que le veo para comercializarlo es lo del control remoto. Si pudieras activarlo y desactivarlo directamente con los pies sería mucho más cómodo.
Esto a lo mejor es un poco soñar despierto, pero si se le pone un giroscopio de estos que llevan los móviles, ¿sería posible que el motor sólo funcione mientras el patinador hace los movimientos para impulsar el patín? Igual no tiene que desactivarse mientras el patin está en el aire, porque ya sería demasiado esfuerzo para el motor tanto encender y apagar, pero si hago el gesto de frenar (patines cruzados o apoyando los tacos) pues podrían apagarse los motores. Otro sistema más rudimentario podría ser poner los interruptores en el interior de la bota, de modo que haciendo el gesto de chocar los patines se conecten y se desconecten.
Un par de dudas, ¿el motor gira solidario con la rueda motriz o hace de apoyo como el buje de la bicicleta? Es decir, que si yo quiero patinar más rápido de lo que da el motor, ¿me frenará? Y la otra, ¿probaste la transmisión con engranajes helicoidales (son más silenciosos que los rectos)?
Mucha suerte con el invento y ojalá que puedas venderlo bien, que falta nos hace a todos.
Hola Abraham, gracias por tu comentario.
Sí, con una hora de autonomía me refiero a una hora con el motor en marcha consumiendo una potencia media de 250w. El motor no gira solidario con la rueda , tiene rodamientos unidireccionales que hacen la misma función que el buje en las bicicletas. Siempre que patines más rápido que el motor el motor no hará ningún trabajo. De todas formas no he probado mucho que tal se patina mientras se está utilizando el motor.
La transmisión del prototipo anterior era de engranajes Hipoidales (helicoidales cónicos) y aun así hacia bastante ruido, espero reducir bastante el ruido con la transmision por correa dentada.
Hace poco pedí todas las piezas para empezar a construir este diseño, también pedí dos arduino nano y dos acelerometros para ir haciendo pruebas y mejorar el control del patín.
Lo más importante ahora en un principio es conseguir una buena autonomía y potencia, todo lo demás se podrá ir mejorando mientras lo mas básico cumpla bien con las expectativas.
A mi lo que más me asombra es el tema de la potencia, son casi 1,2kW.
Una bici eléctrica por ejemplo con 250W es capaz de mantener una velocidad de aproximadamente 20km/h sin pedalear (en llano). En el caso de los patines habría que quitar el peso de la bici (unos 20kg) así que con esos 1,2kW deberían de "volar".
La verdad que sí, es mucha potencia, he preferido pasarme y no quedarme corto. Luego la idea es poder limitar la entrega de potencia según la necesidad utilizando arduino. Para que por ejemplo si estas saliendo desde parado y aceleras a tope en llano que no te caigas de culo y si estas subiendo una cuesta que utilice más potencia y no se quede corto. Tendré que probar distintos ajustes en el programa hasta que consiga algo cómodo y aceptable.
OK, buena idea, ya nos contarás como van los avances.
Si. Muy exagerado esta potencia. Como ejemplo el gran Miguel Indurain daba 500W. Con 1200W subiras gran via como un cohete. Ten cuidado cuando los vayas a probar.
Genial esta idea, mucha suerte con el proyecto, espero verlo algún día en las tiendas.
Como has conseguido comprar la bota?
Avances en el proyecto 🙂
https://www.youtube.com/watch?v=KCucH83TWNo