18新利最新登入赛格威如何工作

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赛格威有各种尺寸(和价格)。

乍一看,这种设备(称为赛格威TM人类的运输车)看起来并没有那么了不起——它看起来就像一辆高科技滑板车。但尝试过的人声称,这是一种完全不同的出行方式。

这台机器的发明者迪恩·卡门(Dean Kamen)对赛格威寄予厚望。在接受《时代》杂志(Time Magazine)采访时,他声称,他的机器“将成为汽车之于汽车,就像汽车之于马车。”

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虽然赛格威还没有完全达到它的宣传,它绝对是一个惊人的机器。在这篇文章中,我们将发现赛格威与早期车辆的区别,我们将看到为什么它的发明者认为它可以改变世界。

当迪恩·卡门(Dean Kamen)在美国广播公司(ABC)的《早安美国》(Good Morning America)节目上公布这款赛格威时,他形容这款机器是“世界上第一台”自动平衡人类的运输机。”当你看着机器运转时,你就会明白他在说什么。

与汽车不同的是,赛格威只有两个轮子——它看起来就像普通的车手卡车——但它却能自己保持直立。

要在赛格威上向前或向后移动,骑手只需稍微向前或向后倾斜。要向左或向右转弯,骑手向前或向后转动右车把。

这种平衡行为是赛格威最惊人的事情,这是其操作的关键。为了理解这个系统是如何工作的18新利最新登入,考虑卡门的设备模型——人体是有帮助的。

如果你站起来,身体前倾,这样你就失去了平衡,你可能就不会脸朝下摔倒了。你的大脑知道你失去了平衡,因为你内耳中的液体发生了变化,所以它促使你把腿向前伸,阻止摔倒。如果你身体一直向前倾,你的大脑就会让你的腿向前伸,让你保持直立。你不是跌倒,而是向前走,一步一个脚印。

赛格威做了几乎同样的事情,除了它有轮子而不是腿,一个电动机而不是肌肉,收集了微处理器而不是一个头脑和一套复杂的倾斜传感器而不是内耳平衡系统。就像你的大脑一样,赛格威知道你什么时候身体前倾。为了保持平衡,它会以合适的速度转动轮子,这样你就能前进了。

在下一节中,我们将看看组成赛格威的部件。

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赛格威部分

赛格威由四个主要部件组成:车轮和电机总成、传感器系统、电路板大脑和操作员控制系统。"width=
赛格威由四个主要部件组成:车轮和电机总成、传感器系统、电路板大脑和操作员控制系统。

最基本的赛格威是由一系列传感器、控制系统和电机系统组合而成。在本节中,我们将逐一介绍这些元素。

传感器系统是一个集合陀螺仪.一个基本的陀螺仪是在一个稳定的框架内旋转的轮子。旋转的物体能抵抗其旋转轴的变化,因为施加的力会随着物体本身移动。例如,如果你推一个纺车顶部的点,这个点就会移动到轮子的前面,同时它仍然感受到你施加的力。随着力点不断移动,它最终会对车轮的两端施加力——力会自我平衡。(见18新利最新登入陀螺仪工作原理以了解更多)。

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由于陀螺仪的轮子对外力有阻力,即使你倾斜它,它也会保持在空间中的位置(相对于地面)。但陀螺仪的框架将在空间中自由移动。通过测量陀螺仪的旋转轮相对于框架的位置,一个精确的传感器可以告诉球场一个物体(它从直立位置倾斜的18新利最新登入程度)以及它的节速度(18新利最新登入倾斜的速度)。

传统的陀螺仪在这种类型的车辆中是笨重和难以维护的,所以赛格威通过不同的机制获得了相同的效果。赛格威使用特殊固态角速率传感器用硅建造的。这种陀螺仪利用科里奥利效应在很小的范围内。

简单地说,科里奥利效应是一个物体相对于另一个旋转物体运动时的明显转动。例如,一架飞机在直线上飞行,似乎是因为地球在它下面旋转。

一个典型的固态硅陀螺仪由一个安装在支撑架上的微小硅板组成。硅粒子被一个原子移动静电电流涂在盘子上。粒子以一种特定的方式运动,这使得平板以一种可预测的方式振动。但是当平板绕着它的轴旋转时(也就是说,当赛格威在那个特定的平面上旋转时),粒子就会突然相对于平板移动。这改变了振动,而这种变化与旋转的程度成比例。陀螺仪系统测量振动的变化,并将这一信息传递给计算机。18luck手机登录通过这种方式,计算机可以计算出赛格威何时沿着特定的轴旋转。(查看这个网站有关固态硅陀螺仪的18luck手机登录更多信息)。

赛格威HT有五个陀螺仪传感器,但它只需要三个来检测前后俯仰以及向左或向右倾斜(称为“滚”)。额外的传感器增加了冗余,使车辆更加可靠。此外,赛格威有两个倾斜传感器充满电解质液体。就像你的内耳一样,这个系统根据流体表面的倾斜计算出自己相对于地面的位置。

所有倾斜的信息都被传递到车辆的“18luck手机登录大脑”,两个电子控制器电路板由一组微处理器.赛格威共有10个板载微处理器,总功率约为普通赛格威的三倍个人电脑.通常情况下,两块滑板一起工作,但如果一块滑板坏了,另一块滑板会接管所有功能,这样系统就可以通知骑手故障并正常关闭。

赛格威需要这么多脑力,因为它需要做出极其精确的调整,以免摔倒。正常情况下,控制板每秒检查位置传感器约100次。微处理器运行一种先进的软件,可以监控所有的稳定性信息,并相应地调整几个电动机的速度。18luck手机登录电动马达由一对可充电的镍氢电池或锂离子电池提供动力,可以独立地以不同的速度转动每个轮子。

当车辆向前倾斜时,电机向前旋转两个车轮以防止倾斜。当车辆向后倾斜时,电机将两个轮子向后旋转。当骑车人操控车把向左或向右转弯时,马达会让其中一个轮子转得比另一个快,或者让两个轮子向相反的方向旋转,这样车辆就可以旋转了。

这当然是一台神奇的机器,但它真的像一些人所说的那样和互联网一样重要吗?在下一节中,我们将看到这台机器可能对现代世界产生什么样的影响。

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赛格威vs.汽车

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迪恩·卡门的专利申请中的几个替代赛格威设计
图片由美国专利商标局提供

发明者迪恩·卡门承认,赛格威永远不能完全取代汽车,因为它没有相同的功能。标准的HTi80模型只能运行每小时12英里(20公里/小时),而且它必须接上家用电源供电约6小时,才能储存足够行驶15英里(24公里)的电量。显然,这种机器在越野公路旅行中不会有太大用处。

但是卡门相信赛格威是在城市中出行的一个更好的选择。汽车占据了很大的空间,所以只要有一群人在一个受限的区域(比如城市街道)开车,就会出现严重的交通堵塞。停车也很麻烦,而且保养也很贵。总而言之,汽车并不是在拥挤地区进行短途旅行的最佳工具。

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赛格威只比人稍大一点,所以它不会像汽车那样造成拥堵。作为一个人行道上的车辆在美国,它可以让通勤者在人群中穿行,完全跳过道路。就像踏板车和自行车一样,这些车辆每年都会发生大量的行人事故。但赛格威的支持者表示,赛格威的危险程度和步行差不多,因为车辆的移动速度相对较慢。

虽然它不能让人们以最快的速度到达目的地,但赛格威可以在缓慢移动、拥挤的交通中快速行驶。一旦他们到达目的地,骑手们就可以把赛格威带进去,而不用担心停车问题。而且不需要在加油站停车,因为车辆是用普通汽油行驶的家用电

赛格威也是在拥挤的仓库中穿行的好工具,在那里狭窄的走廊使笨重的车辆难以使用。人们可能会发现它们在大型行人区域附近很有用,比如机场或者去游乐园。人们如何使用这种交通工具是没有限制的。18新利最新登入赛格威可以适合大多数你可能步行的地方,但它会让你更快地到达那里,而且你不会消耗太多的能量。

到目前为止,赛格威还没有在改变世界方面取得很大进展。自2002年以来,销量仅为数万辆。高昂的价格可能是一个障碍。18新利最新登入然而,该公司最近宣布将提供融资和租赁选项。赛格威还希望不断上涨的汽油价格将有助于提高销量。

卡门相信,越来越多的人会想要这台机器,在他们熟悉它并看到它的能力之后。为了实现这一目标,他最初的目标不是消费者市场,而是政府机关和大企业。佐治亚州亚特兰大市的三个小组,包括亚特兰大警察局,是第一个在城市街道上尝试赛格威的小组。目前,包括芝加哥警察局在内的几个警察部门使用HT i180警察型号。

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赛格威规格

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驱动程序界面设计简单直观。

这些规格是标准HT i180型号。赛格威还提供四种额外的型号:HT i180警察,跨地形运输车(XT),高尔夫运输车(GT)和p133,一个小,轻量的模型。要查看其他规格,请查看赛格威的产品页面。

  • 最高速度:12.5英里每小时(20公里每小时)。这大约是正常步行速度的三倍。
  • 重量:83磅(38公斤)
  • 宽度:赛格威的足迹(18新利最新登入它在地面上覆盖的空间)是19乘25英寸(48乘63.5厘米)。这使得赛格威的宽度与平均大小的人差不多,所以它不会在街上占用太多的空间。平台离地面8英寸(20厘米)。
  • 承载重量:乘客和货物260磅(118公斤)。
  • 范围:在平坦地面上,用锂离子电池充一次电可行驶约17英里(28公里),用镍氢电池充一次电可行驶8-12英里。
  • 驱动程序接口:赛格威有一个小液晶显示器告诉司机还有多少电池电量以及车辆运行情况的屏幕。18新利最新登入屏幕上显示一个卡通脸,表示车辆的一般状况。
  • 传输:这款由赛格威(Segway)和Axicon技术公司(Axicon Technologies)制造的两级变速器具有24:1的紧凑速度齿轮传动比.它使用斜齿轮总成这大大降低了噪音。赛格威团队配置了两个网格在齿轮箱(齿轮连接的点)发出的声音正好是两个八度分开。这意味着声音进来了和谐这样齿轮箱就能发出更悦耳的声音。齿轮也被设计成非整数齿轮比,意味着齿轮齿啮合在不同的点从转到转。这最大限度地减少磨损,延长齿轮箱的寿命。
  • 电脑:赛格威的大脑由两块电路板组成,安装在汽车的底盘上。电路板,共有10个微处理器它们通常一起工作,但当计算机出现问题时,它们可以各自独立工作。如果一个电路板坏了,另一个电路板就会逐渐减速,以避免事故发生。
  • 力量:赛格威是由两个可充电的电池.赛格威都有锂离子(锂)或金属氢化镍(NIMH)电池。电池由一块电路板持续监测,电路板将任何性能问题传达给中央大脑。电池可以用家用交流电流充电。迪恩·卡门估计,一辆赛格威每天的电费约为5美分。
  • 传感器:赛格威用五个陀螺仪以及其他倾斜传感器的集合,以保持其直立。只需要三个陀螺仪——额外的传感器是作为安全预防措施。赛格威的平台上安装了一个额外的重量传感器,当骑手踩上赛格威时,它会告诉电脑。
  • 刹车:赛格威没有制动系统.停下来时,骑手站直,不向前或向后倾斜,车辆保持其位置。
  • 转弯半径:因为它只有两个轮子,赛格威可以绕着一个轴旋转(轮子向相反的方向转动)。这使得赛格威的转弯半径为零。
  • 轮子:赛格威车轮由锻造钢轮毂和玻璃增强热塑性塑料轮辋组成。每个轮子都用一个螺母固定在传动轴上。轮胎由二氧化硅化合物制成,即使在潮湿的表面上也能提供良好的牵引力。
  • 安全:赛格威使用电子钥匙系统。钥匙看起来有点像汽车打火机,存储128位的数据加密数字代码。除非把钥匙插进它的端口,否则汽车无法启动。该键还可以存储车辆操作的设置。赛格威包括一个用于“初学者模式”的钥匙,其中车辆的最高速度较低,还有一个用于“经验模式”的钥匙。赛格威计划在路上提供可编程键,用户可以很好地存储特定的操作设置。
  • 控制轴:支撑赛格威车把的铝轴可以调节到不同的高度。骑手可以将夹子固定在轴上,以携带包或其他货物。

有关赛格18luck手机登录威的发展和它的创造者的故事的信息,请查看下一页的链接。

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