Technology

Когда Дин Кэймен впервые показал Segway PT на американском телеканале «ABC» в программе «Good Morning America», он представил его как «первый в мире самобалансирующийся человеческий транспртер». Когда Вы увидите машину в движении, Вы поймете, о чем он говорил. В отличие от автомобиля, сегвей имеет только два колеса, и тем не менее он умудряется самостоятельно удерживаться в вертикальном положении.

Как работает динамическая стабилизация.

Самое удивительное в сегвее – способность самостоятельно удерживать равновесие. Это ключевое свойство лежит в основе его работы. Чтобы понять, как работает эта система, лучше воспользоваться моделью, на основе которой Д. Кеймен сконструировал сегвей. Эта модель - человеческое тело.

Если в положении стоя Вы сильно наклоните тело вперед, вероятнее всего, Вы не упадете лицом вниз. Ваш мозг поймет, что Вы потеряли равновесие, потому что жидкость в Вашем внутреннем ухе изменит положение. Ваш мозг подаст команду выставить вперед ногу и остановить падение. Если Вы будете продолжать наклонять тело вперед, Ваш мозг будет вести Ваши ноги вперед, чтобы Вы оставались в вертикальном положении. Вместо того, чтобы упасть, Вы будете идти вперед идете шаг за шагом.

Сегвей делает то же самое, за исключением того, что вместо ног у него колеса, вместо мышц - мотор, вместо мозга - набор микропроцессоров, а вместо внутреннего уха - комплект гироскопических датчиков и сенсоров наклона. Так же, как и Ваш мозг, сегвей понимает, когда Вы подаете тело вперед. Чтобы удержать Вас в равновесии, он проворачивает колеса с необходимой для движения вперед скоростью. Segway Inc. назвал эту способность динамической стабилизацией и запатентовал этот уникальный процесс, позволяющий сегвею балансировать всего на двух колесах.

Мозги и мускульная сила.

В сегвее используются пять гироскопических датчиков, хотя для работы необходимо только три: для определения подачи Вашего тела вперед или назад (именуемого “pitch”), влево или вправо (“roll”) и для определения поворота налево или направо (“yaw”). Остальные датчики выполняют резервную функцию, обеспечивая бульшую надежность машины. Вся эта информация о положения Вашего тела и рулении, а также информация, снимаемая с сенсоров наклона, поступает в мозги устройства.

Мозги и мускульная сила состоят из двух идентичных и дублирующих друг друга комплектов микропроцессорных электронных плат управления, аккумуляторных батарей и обмоток электромоторов, которые функционируют вместе и делят между собой нагрузку, создаваемую в результате приведения колес в движение. Сегвей несет на борту ряд дополнительных микропроцессоров. Машине необходима такая мозговая мощь, потому что ей приходится быстро производить точные настройки и корректировки, чтобы удержаться в равновесии. Если одна из плат управления (или находящиеся с ней в цепи аккумуляторная батарея, обмотка электромотора или проводка) выйдут из строя, другой комплект возьмет на себя все функции, чтобы у системы было достаточно времени для извещения пользователя о неполадке и плавной остановки.

Микропроцессоры обслуживают сложное программное обеспечение, управляющее сегвеем. Это программное обеспечение следит за всей информацией о состоянии равновесия, снимаемой с гироскопических датчиков, и корректирует скорость электромоторов в ответ на эту информацию. Электромоторы, питающиеся от пары литиево-йонных аккумуляторных батарей, могут вращать каждое из колес независимо от другого с переменной скоростью.

Когда сегвей подается вперед, моторы вращают оба колеса в направлении вперед, чтобы сегвей не опрокинулся вперед. Когда сегвей подается назад, моторы вращают оба колеса в обратном направлении. Когда пользователь поворачивает рулевую колонку «LeanSteer» влево или вправо, моторы вращают одно колесо быстрее другого, или при достаточно медленной езде вращают колеса в противоположном направлении таким образом, что сегвей поворачивается. Во время движения сегвей точно выполнит необходимый радиус поворота так, что Ваш наклон в сторону будет сбалансирован центростремительным ускорениесоздаваемым в результате поворота.