Bicicleta: una máquina increíble con una historia igualmente increíble.
Es difícil pensar en tantas transformaciones por las que ha pasado esta máquina. La búsqueda de un vehículo propulsado por humanos, estable, rápido y energéticamente eficiente nos ha llevado muy lejos. ¡Veamos cómo empezó todo!
PD: Largo contenido hermoso por delante! Léelo si tienes 10 minutos de tiempo.
1790s – El comienzo
La primera referencia a un vehículo de dos ruedas conducido por un conductor era una máquina simple como un juguete, con solo dos ruedas unidas a un marco rígido de madera. El jinete se sentaría en el marco y arrastraría con los pies, avanzando.
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Si bien no se sabe con precisión quién inventó esto, Médé de Sivrac, un artesano francés, a menudo se le atribuye haber creado este diseño por primera vez.
Hubo un par de problemas importantes con esta herramienta. Le faltaba estabilidad cuando el jinete levantó ambas piernas y comenzó a caerse. Junto con esto, hubo dificultades para girar. El conductor tuvo que levantar la rueda delantera y arrastrarla para girar, muchas veces esto lo requirió, salir, girar y luego usarla.
La falta de capacidad para conducir rápidamente resultó en dificultades para atravesar incluso terrenos moderadamente irregulares.
Década de 1820 – Velocifere
Antes de saltar a la invención, vale la pena saber de un evento importante: la erupción volcánica de Tambora en 1815. Esto causó una pérdida generalizada de los cultivos que condujo al hambre y la muerte de los caballos en grandes cantidades.
Un funcionario alemán, el barón Karl von Drais, estaba buscando alternativas a los caballos por un tiempo. Luego se le ocurrieron modificaciones en la máquina de juguetes e inventó, que se hizo famoso como el caballo aficionado o Draisene o Velocifere. Pudo alcanzar velocidades de reloj de hasta 15 km / h con esto. 
La modificación importante aquí fue la adición de uniones simples para hacer que la rueda delantera sea orientable. A medida que la velocidad había aumentado, también se agregó un respaldo para la comodidad del conductor.
Aún así, el viaje fue bastante accidentado. Además, todavía teníamos los pies en el suelo.
Década de 1830: la primera bicicleta verdadera
El crédito por inventar la primera bicicleta verdadera, una que podría ser montada con ambos pies del suelo, se le da a un herrero escocés Kirkpatrik Macmillan.
Macmillan colocó dos palancas a cada lado del marco cerca de la posición de las patas. Mientras un extremo estaba en el marco, el otro extremo llevaba una palanca corta (conocida como pedal) que a su vez llevaba pedales. El conductor simplemente oscilaría los pedales y el mecanismo completo rotaría el balancín fijo en la rueda trasera. A esto se le dio el nombre de Velocipede.
Para comprender el mecanismo utilizado, vea la figura a continuación. 
El enlace 4 (llamado balancín) oscila mientras que el enlace 2 (llamado manivela) gira 360 grados completos. Mechies, conozca la longitud relativa de los enlaces necesarios para provocar la oscilación y la rotación de diferentes enlaces. 🙂
Verifique la imagen velocípeda cuidadosamente. Notarás la presencia de pequeñas piezas de color negro en el centro, cerca del marco. Estos tienen hilos unidos y sube a las barras de mano. Bueno, puedes adivinarlo. A medida que aumentaba la velocidad, este fue el primero en tener frenos. Como arrastrar por los pies, no era algo bueno.
Fracaso comercial de Velocepede de Macmillan
Aunque Velocepede de Macmillan fue la primera bicicleta verdadera, que permitió al usuario atravesar sin poner los pies en el suelo, falló por razones comerciales. No se vendió un solo producto. Probablemente porque oscilar los pies era mucho más problemático que rotarlo como en los diseños que vinieron después.
Década de 1870: el velocípedo de Michaux
Durante las siguientes cuatro décadas, no hubo mucho desarrollo e innovación en el diseño. Se le atribuye al herrero francés Pierre Michaux el haber creado un nuevo diseño que tenía, por primera vez, pedales en lugar de pedales. El pedal – manivela, sistema estaban unidos a la rueda delantera. 
El funcionamiento era muy similar al funcionamiento actual de los triciclos infantiles. Sin embargo, hubo una pieza más de innovación. Para el
A pesar del uso de la suspensión, las ruedas de madera con bordes de hierro ofrecieron suficientes golpes al usuario, que muy pronto el Velocipede de Michaux fue apodado como “Bone Shaker”.
De acuerdo, algo de teoría antes de saltar al siguiente diseño.
El objetivo era aumentar la velocidad de la bicicleta.
- La velocidad simplemente viene dada por la distancia recorrida dividida por el tiempo.
- La distancia recorrida dependerá del número de revoluciones que haga la rueda delantera.
- En una revolución, la distancia recorrida será igual a la circunferencia de la rueda, que a su vez depende del diámetro de la rueda pedaleada.
De acuerdo, entonces la distancia recorrida se puede aumentar de dos maneras: aumenta el número de revoluciones por unidad de tiempo o aumenta el diámetro de la rueda.
(Fue difícil hacer ambas cosas ya que el peso de la rueda aumentaría demasiado). Mantenga esta información en mente por un tiempo.
Mientras manejamos una bicicleta, no solo necesitamos una distancia más larga, sino también una fuerza de rotación de torsión, que nos dará la tracción necesaria para avanzar.
Hagamos un experimento
Coloque su bicicleta en el soporte e intente girar los pedales con las manos. Continuamente aumenta la velocidad. Verá que después de un umbral de RPM (revoluciones por minuto), la fuerza que está aplicando comienza a disminuir. Esto sucede porque después de ciertas RPM nuestras manos (o piernas) no pueden entregar la misma fuerza a mayor velocidad.
Ocurre una RPM óptima a la cual la fuerza aplicada es máxima. Para las piernas humanas, esto llega a ser alrededor de 50 RPM.
¡Excelente! Ahora, en ese momento no estaba justificado girar (o pedalear) la rueda delantera a esas altas RPM, ya que resultó en choques muy grandes e hizo que el viaje fuera muy incómodo.
Así que solo teníamos una opción para aumentar la velocidad: ¡aumentar el diámetro!
El aumento de la circunferencia de la rueda dio mayor distancia en una revolución. Esto condujo al aumento de la velocidad, pero sí, ¡también surgieron algunos problemas!
De 1870 a 1900 fue la era de estos vehículos de ruedas. Fue un éxito comercial. Dio una velocidad normal de hasta 20 millas por hora, que estaba muy por delante de los diseños anteriores. Los problemas que surgieron con la mayor velocidad se debieron a su propio tamaño. El centro de gravedad estaba muy alto y más cerca de la rueda delantera. Accionar y girar la rueda delantera condujo a una disminución de la estabilidad. Incluso una pequeña piedra o frenos repentinos podrían hacer que el piloto vuele y se caiga 
El diseño anterior también dificultó el uso de mujeres y niños. Fue utilizado comúnmente solo por hombres valientes y atletas.
Avanzando hacia el diseño moderno
El inglés llamado Henry J. Lawson, eliminó muchos problemas y vino con un nuevo diseño llamado Bicyclette, que pronto se hizo famoso como “Bicicleta de seguridad”.
Como se puede ver en la foto, el tamaño de la rueda delantera bajó y, en lugar de la transmisión de potencia directa, se usaron cadenas y ruedas dentadas. La relación de tamaños de rueda dentada permitió mayores RPM posibles.
Pronto surgieron una serie de cambios pequeños pero importantes. Ambas ruedas se volvieron del mismo tamaño, neumáticos, campanas, radios tangenciales en lugar de radios radiales y otras características llegaron, haciendo que la bicicleta sea más estable y fuerte.
(Bicicleta de seguridad Early Rover – 1885)
(Bicicleta de seguridad Rover 1889)
¡El muy importante cuadro con forma de diamante introducido por las bicicletas Rover Safety se convirtió en un estándar que todavía se usa en la actualidad!
Si desea revisar la historia completa de solo un minuto, le recomiendo encarecidamente que vea este hermoso video.
Evolución de la bicicleta – Por Thaalis Vestergaard
Consejo profesional: mantenga los ojos en los pedales y en los radios. 🙂
En la siguiente parte (próximamente). . .
Veremos el desarrollo de la rueda y está funcionando en detalle. La mayoría de la gente piensa que es algo muy simple y poco innovador. Lo demostraré de otra manera. ¡Manténgase actualizado!
- Este artículo es parte de un libro de Quora sobre el tema Bicicleta: una ingeniería Marvel.
- Puede descargar todo el libro como un pdf gratuito para leer sin conexión – Bicycle – An Engineering Marvel
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Fuentes
Primera bicicleta de seguridad de cadena
La bicicleta de seguridad Rover 1887 – Starley y Sutton, Coventry
1885: Primera bicicleta de cadena – “The Rover”
Ruedas altas
historicalcycleclub.com.au