Hvordan Segways Arbejde

{h1}

Segway er en potentielt revolutionerende personlig transport enhed. Lær om segway, dens evner og hvordan det sammenlignes med en konventionel bil.

Ved første øjekast, denne enhed (kaldet SegwayTM Human Transporter) ser ikke ud til at være så bemærkelsesværdigt - det ligner en high-tech scooter. Men folk der har prøvet det ud hævder, at det er meget, meget mere - en helt anden måde at komme rundt.

Dean Kamen, maskinens opfinder, havde især store forhåbninger på Segway. I et interview med Time Magazine hævdede han, at hans maskine "vil være i bilen, hvad bilen var til hesten og buggy."

Selvom Segway ikke har levet helt op til sin hype, er det absolut en fantastisk maskine. I denne artikel finder vi ud af, hvad der sætter Segway adskilt fra tidligere køretøjer, og vi kan se, hvorfor dens opfinder troede, at det kunne ændre verden.

Da Dean Kamen afslørede Segway på ABCs "Good Morning America", beskrev han maskinen som "verdens første selv-balancering menneskelige transportør. "Når du kigger på maskinen i gang, får du en ide om, hvad han taler om.

I modsætning til en bil har Segway kun to hjul - det ligner en almindelig håndbil - alligevel formår det at være oprejst selv.

For at bevæge sig fremad eller bagud på Segway, læner rytteren bare lidt fremad eller bagud. For at dreje til venstre eller højre drejer rytteren det rigtige styre frem eller tilbage.

Denne balancehandling er den mest fantastiske ting ved Segway, og det er nøglen til dens drift. For at forstå, hvordan dette system fungerer, hjælper det med at overveje Kams model til enheden - menneskekroppen.

Hvis du står op og læner fremad, så du ikke er i balance, vil du sandsynligvis ikke falde på dit ansigt. Din hjerne ved, at du er ude af balance, fordi væske i dit indre øre skifter, så det trænger dig til at sætte dit ben fremad og stoppe efteråret. Hvis du fortsætter med at læne sig fremad, vil din hjerne fortsætte med at sætte dine ben frem for at kaste dig oprejst. I stedet for at falde går du fremad, et skridt ad gangen.

Segway gør stort set det samme, medmindre det har hjul i stedet for ben, en motor i stedet for muskler, en samling mikroprocessorer i stedet for en hjerne og et sæt sofistikerede vippesensorer i stedet for et indre øre balance system. Som din hjerne ved Segway, hvornår du læner fremad. For at bevare balancen, drejer det hjulene med lige den rigtige hastighed, så du bevæger dig fremad.

I næste afsnit ser vi på de dele, der udgør Segway.

Segway Recall

Den 14. september 2006 tilbagekaldte Segway, Inc. alle 23.000 scootere fremstillet til dato på grund af en softwarefejl, der kan få hjulene til at vende retning. Flere ryttere er faldet fra deres Segways og lidt skader som knuste tænder og et brudt håndled. Segway tilbyder en gratis softwareopgradering, der løser problemet, som er tilgængeligt hos Segway-forhandlere og servicecentre [ref].

Segway Dele

Segway består af fire hovedelementer: hjul- og motoraggregatet, sensorsystemet, kredsløbshjælnen og operatørstyringssystemet.

Segway består af fire hovedelementer: hjul- og motoraggregatet, sensorsystemet, kredsløbshjælnen og operatørstyringssystemet.

Segway er på sin mest grundlæggende en kombination af en række sensorer, et styresystem og et motorsystem. I dette afsnit vil vi se på hvert af disse elementer.

Den primære sensorsystem er en samling af gyroskoper. Et grundlæggende gyroskop er et spinnende hjul inde i en stabil ramme. Et spindende objekt modstår ændringer i dets rotationsakse, fordi en påført kraft bevæger sig sammen med selve objektet. Hvis du for eksempel trykker på et punkt øverst på et spindelhjul, bevæger det punkt sig om til forreste del af hjulet, mens det stadig mærker den kraft du har påført. Da kraften fortsætter med at bevæge sig, slutter den at anvende kraft på modsatte ender af hjulet - kraften balancerer sig selv. (Se hvordan Gyroskoper arbejder for at lære mere).

På grund af dets modstand mod ydre kraft vil et gyroskophjul fastholde sin position i rummet (i forhold til jorden), selvom du vipper det. Men gyroskopets ramme vil bevæge sig frit i rummet. Ved at måle positionen på gyroskopets spindelhjul i forhold til rammen, kan en præcis sensor fortælle tonehøjde af et objekt (hvor meget det hælder væk fra en opretstående stilling) såvel som dens tonehøjde (hvor hurtigt er det vippe).

Et konventionelt gyroskop ville være besværligt og vanskeligt at opretholde i denne slags køretøj, så Segway får samme effekt med en anden slags mekanisme. Segways bruger en speciel solid state angular rate sensor konstrueret ved anvendelse af silicium. Denne slags gyroskop bestemmer et objekts rotation ved hjælp af Coriolis effekt i meget lille skala.

Simpelthen er Coriolis-effekten den tilsyneladende drejning af et objekt, som bevæger sig i forhold til en anden roterende genstand. For eksempel synes et fly, der rejser i en lige linje, at vende, fordi jorden roterer under den.

Et typisk faststof siliciumgyroskop består af en lille siliconplade monteret på en understøtningsramme. Siliciumpartiklerne bevæges af en elektrostatisk strøm påført over pladen. Partiklerne bevæges på en bestemt måde, hvilket får pladen til at vibrere på en forudsigelig måde. Men når pladen roteres rundt om sin akse (det vil sige når Segway roterer i det pågældende plan), skifter partiklerne pludseligt i forhold til pladen. Dette ændrer vibrationen, og ændringen er i forhold til rotationsgraden. Gyroskopsystemet måler vibrationens ændring og sender disse oplysninger videre til computeren.På denne måde kan computeren finde ud af, når Segway roterer langs bestemte akser. (Tjek dette websted for mere information om solid-state silicon gyroscopes).

Segway HT har fem gyroskopiske sensorer, selvom det kun har brug for tre til at registrere fremad og baglæns pitch samt læne til venstre eller højre (kaldet "roll"). Ekstra sensorer tilføjer redundans, for at gøre køretøjet mere pålideligt. Derudover har Segway to vippesensorer fyldt med elektrolytvæske. Ligesom dit indre øre, figurerer dette system sin egen position i forhold til jorden baseret på væskens overflade.

Alt vippeinformationen sendes videre til "hjernen" af køretøjet, to elektroniske styreenhedskort omfattende en klynge af mikroprocessorer. Segway'en har i alt 10 ombord mikroprocessorer, som i alt udgør ca. tre gange kraften i en typisk pc. Normalt arbejder begge bestyrelser sammen, men hvis et bord bryder sammen, overtager den anden alle funktioner, så systemet kan oplyse rytteren om en fejl og afslutte yndefuldt.

Segway kræver så meget hjernekraft, fordi den skal lave yderst præcise justeringer for ikke at falde. Ved normal drift kontrollerer styreenhederne positionssensorerne ca. 100 gange pr. Sekund. Mikroprocessorerne kører et avanceret softwarestykke, som overvåger alle stabilitetsoplysningerne og justerer hastigheden på flere elektriske motorer tilsvarende. De elektriske motorer, der drives af et par genopladelige nikkelmetalhydrid (NIMH) eller Lithium-ion-batterier (Li-ion), kan hver for sig vende uafhængigt med variable hastigheder.

Når køretøjet læner sig fremad, drejer motorerne begge hjul fremad for at undgå at vippe over. Når køretøjet læner baglæns, drejer motoren begge hjul bagud. Når rytteren styrer styret for at dreje til venstre eller højre, drejer motoren et hjul hurtigere end det andet eller drejer hjulene i modsatte retninger, så køretøjet roterer.

Dette er helt sikkert en fantastisk maskine, men er det virkelig lige så vigtigt som internettet, som nogle har hævdet? I næste afsnit ser vi, hvilken slags indflydelse denne maskine kan have på den moderne verden.

Segway vs Cars

Flere alternative Segway designs fra en af ​​Dean Kams patentansøgninger

Flere alternative Segway designs fra en af ​​Dean Kamen's patent applikationer

Opfinder Dean Kamen indrømmer, at Segway aldrig helt kan erstatte bilen, fordi den ikke har de samme muligheder. Standard HTi80 modellen går kun om 12 miles i timen (20 km / t), og den skal tilsluttes til husholdningsstrøm i ca. seks timer for at opbevare nok juice til en 24 km lang rejse. Selvfølgelig ville denne slags maskine ikke gøre dig meget god på en langrendskørsel.

Men Kamen mener, at Segway er en overlegen mulighed for at komme rundt i en by. Biler optager meget plads, så snart du har en masse mennesker, der kører i et begrænset område (som en bygade), får du tunge trafikpropper. Det er også en besvær at parkere biler, og de er meget dyre at vedligeholde. Alt i alt er en bil ikke en optimal maskine til korte ture i et overfyldt område.

Segwayen er kun lidt større end en person, så det forårsager ikke så meget trængsel som en bil. Som en fortovet køretøj, det lader pendlere zip gennem folkemængder og hopper fuldstændigt over vejene. Ligesom scootere og cykler vil køretøjerne være involveret i et stort antal fodgængerulykker år til år. Men Segways tilhængere siger, at det kun drejer sig om så farligt at gå, da køretøjet bevæger sig med relativt lave hastigheder.

Selvom det ikke kan få folk til deres destinationer med topphastigheder, kan Segway zip ved langsomt, kofanger-til-kofanger trafik. Når de kommer til deres destination, kan ryttere bære deres Segways inde med dem uden at bekymre sig om parkering. Og der er ingen grund til at stoppe ved tankstationen, da køretøjet kører på almindelig vis husholdning elektricitet.

Segways er også gode maskiner til at komme rundt i overfyldte varehuse, hvor stramme korridorer gør det vanskeligt at bruge større køretøjer. Folk kan finde dem nyttige til at komme omkring store gågader, såsom lufthavne eller forlystelsesparker. Der er virkelig ingen grænse for, hvordan folk kan bruge køretøjet. Segway kan passe på de fleste steder, du kan gå, men det får dig hurtigere, og du vil ikke udøve meget energi.

Indtil videre har Segway ikke gjort en hel del fremskridt, der ændrer verden. Siden 2002 har salget kun nummereret i titusinder. Den stramme prislappe har sandsynligvis været en hindring. Selskabet meddelte imidlertid for nylig, at det vil tilbyde finansiering og leasing muligheder. Segway håber også, at stigende gaspriser vil bidrage til at øge salget.

Kamen mener, at flere og flere mennesker vil have maskinen, efter at de bliver fortrolig med det og se, hvad det er i stand til. Til dette formål målrettede han oprindeligt regeringer og store virksomheder, ikke forbrugermarkedet. Tre grupper i Atlanta, Georgia, herunder Atlanta Police Department, var de første til at prøve Segway på byens gader. I øjeblikket bruger flere politistyrker, herunder Chicago Police Department, HT I180 Police-modellen.

Centaur

Kun tre år efter sin første mobile wonder, fokuserede folkene på Segway på en firehjulet, sportslig søskende til den oprindelige Segway - der hedder Centaur.

Delvis meget lignende linie (den største gyroskopbalancerede base), den nye kid på Segway-blokken er udstyret med mere end to ekstra hjul. Styreenheden anvender både drive-by-wire teknologi og regelmæssig styringsmekanik.Mens firehjuledesignet giver det ekstra manøvredygtighed og lidt mere fart, kan førerne skifte mellem at bruge alle fire hjul eller kun to.

Tænk på det som at have en SUV: Til gadekørsel er der ingen grund til at tænde firehjulstræksystemet i din Touareg; men når du vil tage det off-road, er kapaciteten der. Centaur er også en SUV - et "Segway" utility køretøj, der kan dække mere jord, bogstaveligt talt, end dets ældre sib.

For nu er Centaur blot en prototype i udvikling.

Segway Specs

Driver interface er designet til at være enkel og intuitiv.

Driver interface er designet til at være enkel og intuitiv.

Disse specifikationer gælder for standard HT i180-modellen. Segway tilbyder også fire ekstra modeller: HT i180 Police, Cross-Terrain Transporter (XT), Golf Transporter (GT) og P133, en lille, letvægtsmodel. For at se yderligere specifikationer, se Segways produkter side.

  • Tophastighed: 12,5 miles per time (20 km / t). Det drejer sig om tre gange typisk ganghastighed.
  • Vægt: 83 kg (38 kg)
  • Bredde: Segwayens fodspor (hvor meget plads det dækker på jorden) er 19 x 25 inches (48 x 63,5 cm). Dette gør Segway omtrent samme bredde som en gennemsnitlig størrelse person, så det tager ikke meget plads på gaden. Platformen er 8 tommer (20 cm) væk fra jorden.
  • Vægtkapacitet: 260 pund (118 kg) rytter og last.
  • Rækkevidde: Omkring 17 miles (28 km) på jævnt underlag, med en enkelt opladning på et lithiumion (Li-ion) batteri og 8-12 miles med en enkelt opladning på et NiMH-batteri (nikkelmetalhydrid).
  • Driver interface: Segway'en har en lille LCD-skærm, der fortæller føreren, hvor meget batteriet er tilbage, og hvor godt bilen fungerer. Skærmen viser et tegneserie-ansigt, som udtrykker køretøjets generelle tilstand.
  • Motorer: Hver af Segways hjul er drevet af en 2-hestekræfter elektrisk motor, der ikke producerer nogen emissioner.
  • Transmission: Den to-trins transmission, bygget af Segway og Axicon Technologies, har et kompakt 24: 1 gearforhold. Den bruger en spiralformet gearkonstruktion, som reducerer støjen markant. Segway-teamet konfigurerede de to masker i gearkasse (de punkter, hvor gearene tilsluttes) for at gøre lyd nøjagtigt to oktaver en del. Dette betyder lydene er i harmoni, så gearkassen gør en mere musikalsk støj. Gearene er også designet til at have noninteger gear ratio, hvilket betyder, at tandhjulene går på forskellige punkter fra revolution til revolution. Dette minimerer slitage for at forlænge gearkasseens levetid.
  • Computer: Segways hjerne består af to kredsløb, der er anbragt i køretøjets chassis. Kretskortene, som i alt har 10 mikroprocessorer, arbejder normalt sammen, men hver kan fungere uafhængigt i tilfælde af et computerproblem. Hvis man går i stykker, vil det andet kredsløb sænke køretøjet gradvis for at undgå en ulykke.
  • Strøm: Segwayen drives af to genopladelige batterier. Segways kommer med enten lithium-ion (Li-ion) eller nikkelmetalhydrid (NIMH) batterier. Batterierne overvåges konstant af et printkort, som kommunikerer eventuelle præstationsproblemer med den centrale hjerne. Batterierne kan genoplades med strømforsyning til husholdningen. Dean Kamen anslår en Segway-omkostninger et sted omkring 5 cent om dagen i elregninger.
  • Sensorer: Segway bruger fem gyroskoper og en samling af andre vippesensorer for at holde sig oprejst. Der kræves kun tre gyroskoper - ekstra sensorer er inkluderet som sikkerhedsforanstaltning. Segway har en ekstra vægtføler indbygget i sin platform for at fortælle computeren, når en rytter har trådt på.
  • Bremser: Segway har ikke et bremsesystem. For at stoppe står rytteren oprejst uden at læne sig fremad eller bagud, og køretøjet fastholder sin position.
  • Drej radius: Da den kun har to hjul, kan Segway rotere rundt om en enkelt akse (hjulene drejer i modsatte retninger). Dette giver Segway en drejningsradius på nul.
  • Hjul: Segway hjulet består af et smedet stålhjul nav med en glasforstærket termoplastfælg. Hvert hjul er fastgjort til drivakslen med en enkelt møtrik. Dækene er lavet af en silicaforbindelse, som giver god trækkraft selv på våde overflader.
  • Sikkerhed: Segway bruger et elektronisk nøglesystem. Nøglen, der ligner en billys, gemmer en 128-bit krypteret digital kode. Køretøjet starter ikke, medmindre nøglen er tilsluttet til dens port. Nøglen kan også gemme indstillinger for køretøjets drift. Segways omfatter en nøgle til "nybegynder tilstand", hvor køretøjet har en lavere maksimal hastighed og en nøgle til "erfaren tilstand." Segway planlægger at tilbyde programmerbare nøgler ned ad vejen, hvilket giver brugerne mulighed for at gemme bestemte driftsindstillinger.
  • Chassis: Segways følsomme elektroniske udstyr er anbragt i et robust støbt aluminiums chassis. Ifølge Segway kan chassiset modstå 7 tons kraft.
  • Betjeningsaksel: Aluminiumakslen, der holder Segways håndtag, kan justeres til forskellige højder. Ryttere kan vedhæfte klip til akslen for at bære tasker eller anden fragt.

For information om udviklingen af ​​Segway og historien om dens skaber, se linkene på næste side.


Video Supplement: Passion Job Scholtze Segway shot.mov.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com