|
När Dean Kamen visade Segway® Personal Transporter (PT) på ABCs Good Morning
America beskrev han maskinen som "världens första självbalanserande fordon".
När man tittar på den får man en aning om vad han menar. Till skillnad från en
bil har en Segway PT bara två hjul. Den håller balansen själv.
För att åka framåt eller bakåt på en Segway PT, lutar man sig framåt eller
bakåt. För att svänga lutar man sig och styrstången åt det håll man vill svänga.
Förmågan att balansera är det som är utmärkande för Segway PT. Följande
beskrivning förklarar hur det fungerar med utgångspunkt från den mänskliga
kroppen:
När
du står upp och lutar dig framåt känner du att du
är i obalans, men förmodligen kommer du inte att ramla.
Hjärnan vet att du är i obalans eftersom
vätska i innerörat förflyttas beroende på
gravitationen. Hjärnan beslutar att du måste sätta fram
foten för att inte ramla. Du är nu i rörelse. Om du
lutar dig framåt mer kommer du att få sätta fram
den andra foten snabbare och du ökar farten. Nu när du
är i rörelse kanske du vill stanna, du lutar dig bakåt
och du behöver inte sätta fram foten igen.
Segway PT gör i princip samma sak, du styr
den på samma sätt, men istället för fötter
har du hjul. Segway PT har motorer istället för muskler, en
samling mikroprocessorer istället för hjärna och en
uppsättning givare istället för innerörats
balanssystem. Precis som hjärnan vet maskinen när du
lutar dig framåt. För att behålla balansen driver den
hjulen framåt eller bakåt för att hålla dig och maskinen
upprätt. Segway kallar denna patenterade lösning för dynamisk stabilisering och det är det som får
Segway PT att balansera på två hjul.

Enkelt uttryckt är en Segway PT är en kombination av givare,
styrsystem och motorer. I samma ögonblick som du kliver upp
på den kommer de fem gyroskopen och de två
accelerometrarna att börja justera balansen 100 gånger per
sekund beroende på hur marken lutar och hur du lutar dig
själv. Det är snabbare än du kan ändra läget på din
kroppsvikt.
En Segway PT har "solid-state angular rate
sensors" som bland annat innehåller kisel. Ett gyroskop av denna
typ består av en liten kiselplatta som sitter i en stödram.
Segway PT har fem gyroskop, fast den bara behöver tre för att uppfatta lutningen
framåt och bakåt samt åt vänster och åt höger. De extra givarna tillför
redundans till systemet för att maskinen ska vara helt tillförlitlig. All
lutningsinformation liksom informationen från de extra givarna sänds till
fordonets dator. Den består av två styrkort, bestående av en
samling mikroprocessorer. Anledningen till att fordonet kräver så mycket processorkraft
är att den behöver göra exakta justeringar för att förhindra att maskinen
välter. Om ett styrkort går sönder tar det andra kortet över dess alla
funktioner och varnar åkaren om problemet och ger denne god tid att kliva av.
Mikroprocessorerna har en avancerad mjukvara som kontrollerar fordonet.
Programmet övervakar all stabilitetsinformation som kommer från gyroskopen och
justerar hastigheten på elmotorerna. Elmotorerna får sin kraft från
laddningsbara batterier av typen litium-jon. Motorerna driver hjulen oberoende av
varandra.
När
Segway PT lutar framåt, driver båda hjulen framåt
för att förhindra att den välter. När fordonet
lutar bakåt, driver båda hjulen bakåt. När
föraren lutar styret till vänster eller höger,
kommer det ena hjulet att snurra snabbare än det andra eller
om framåtfart saknas kommer det ena hjulet att snurra
framåt och det andra bakåt, varpå fordonet
svänger runt på stället. När man kör
framåt kommer Segway PT att svänga med en radie som
balanserar din egen kropps lutning precis lagom mycket för
att motverka centrifugalkraften.
|