关于 Segway 公司

SEGWAY的科学

Segway Smart Motion™ - 技术背后的科学

Segway PT




动态稳定是如何运作的

Segway PT最令人惊讶的地方就是它的自动平衡系统,这同时也是它操作的关键.明白这个系统是如何运作的, 会帮助你考虑到Dean Kamen用于这设备的模特儿-人体.

当你站立向前倾时,你会失去平衡,但你不可能会摔倒. 因为耳水的流动,你的大脑知道你失去平衡, 触发你伸出一只脚来阻止摔倒。如果你保持向前倾,你的大脑会指挥你的脚保持在前令身体挺直。没有摔倒,你每次向前行走了一步。

Segway PT(行人代步设备)使用类似的原理,除了它用的是轮子代替了脚,用的是马达代替了肌肉,一系列的超精确微处理器代替了大脑和一系列的精密感应器以及螺旋仪感应器代替了内耳平衡系统。就像你的大脑一样,Segway PT知道你正在向前倾。为了保持平衡,它令轮子运行在适当的速度,于是你就向前走了。 Segway 称这现象做动态稳定( dynamic stabilization)-而且已经为Segway PT 在两个轮子的情况下取得平衡的技术申请了专利。

大脑与肌肉

Segway PT的控制是由一系列的感应器网路,机械性的组装,推进以及控制系统而形成。当你站上去的那一秒,五个微型螺旋仪感应器和两个加速度计以每秒一百次的速度感应地面的变化和你身体位置的变化- 比大脑的思想还要快。

Segway PTs 利用由矽制造的特别的固态角度比例感应器。这种螺旋仪利用柯氏效应(Coriolis Effect)能很精确地量度物体的旋转。

简单地说,柯氏效应就是一个正在移动的物体相对于令一个正在转动的物体时的旋转。比如说,一架正在走直线的飞机相对地球自转来说,它也是在变向的。

Segway PT 有五个螺旋仪感应器,虽然它只需要三个去感应向前或向后倾斜(学名‘pitch’),向左或向右倾斜(学名‘roll’),以及转左或转右(学名‘yaw’)。 其余的感应器提供重复功能,增加产品的可靠性。所有倾斜和转向咨讯,还有重复感应器的资讯,都会传给中央处理系统。

各个脑和肌肉由两套基本和重复的微处理机电子控制电路板,电池安定马达线圈一起操作和分享轮子驱动的负荷。Segway PT 有一定数目的附加微处理机。这运输工具需要很多大脑力量,因为它需要作出很多精密调整从而保持它不会摔倒。如果一块控制板(或它相关的电池,马达线圈或线路)损坏,另一组会接替所有功能,然后系统会雅致地通知骑乘者有问题发生或安全停车。

微处理器运行进阶的软件来控制Segway PT. 这个程式监察所有来自螺旋仪的稳定资讯并根据资讯调整电子马达的速度。由一对锂电支援的电子马达能独立地在不同速度下转动每个轮子。

当PT 向前倾时,马达同时驱动两个轮向前走以防止PT偏斜。当PT向后倾斜,马达同时驱动两个轮向后走。当骑乘者把倾斜操纵架摆向左或右边时,马达驱动其中一个轮比另一个快,或是如果运行得相当慢时,驱动轮子向相反方向运作,从而令Segway PT转向。当在运行时,Segway PT会精密计算正确的转向半径,于是你的转向会由向心性加速取得平衡。

Segway Smart Motion技术的其他例子,来自创新奖项的概念Centaur,提供第三方公司的准许牌照,, 演示着Segway 继续向假设和传统交通挑战。