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Segway:能自动掌握平衡的双轮车
来源:计算机世界实验室 作者:周童 发布时间:2008-05-13
  今天有同事搞来一辆Segway,就是曾经出现在成龙《新警察故事》海洋公园场景里追逐戏的那种单人手扶电动车,美国发明家Dean Kamen的大作。“Segway”起源于英文单字“Segue”,意指“流畅平顺地走”。有人认为它是一种双轮版的单轮车(Unicycle),有人则认为它是动力滑板车(Stand-up Scooter)的一种,但它是单轴双轮设计,与双轴双轮的传统滑板车有些不同。似乎称其为“电动个人辅助机动装置”(Electric Personal Assistive Mobility Device, EPAMD)更准确些,俗称电动代步车。Dean Kamen的设计灵感来自人类行走,目的是设计一种电动轮椅,一种健全人骑的轮椅。
 
  据说Segway会在奥运会场广泛部署,用于服务人员以及摄影师。虽然不是什么新鲜玩意,但以前还真没骑过(骑车“骑”习惯了,其实应该叫“驾”车更合适)。据称这个车是成龙旗下的公司做代理销售的,因此出现在他的电影里,算是做广告了。
 
  骑车之前观察了一下,大致了解了下原理。原来这车是纯电力驱动的,包括运动控制,控制指令通过安装在踏板上的精密陀螺仪获得,运用了“动态稳定”的运动学概念。据称,这个车最高时速可达20公里,载重110公斤。5组陀螺仪每秒采样率高达5000次,已经赶上村田制作所设计的骑车机器人了。此外,电机驱动芯片前端的用来做指令运算的TI TMS320C2000 MCU性能也的确了得。难怪这个车要卖6000美元(国内卖8W人民币,赶上汽车了…),不仅是优良的机械设计,控制系统也的确舍得本钱。

  只要自控能力强,能把这个车想成一个平板,静静的踩上去,并保持重心在身体纵轴的中央,车就能稳稳的立在那儿。当身体重心靠前或靠后时,踏板随之倾斜,根据陀螺仪采集的信号,运算芯片会迅速为电机发出指令,车就随即被驱动,车的行进速度与身体倾斜的程度呈正比。转弯是靠车把实现,虽然造型与自行车几乎一样,但绝不能扭动,否则在双脚反作用力下,车会转向预期的反方向。正确的方法是轻轻向欲转的方向扯动手把,同样还是在利用踏板水平面的倾斜来控制方向。这就意味着,如果身体重心有左右方向的倾斜,也同样能实现转弯。转弯动作依靠两个车轮的转速差达成,当车静止状态时,还能像坦克一样原地转向。
 
  一般人骑上2分钟就能控制自如了。原则上,只要电池电力充足,就不用担心会摔倒,这与传统需要靠驾驶人自行进行平衡的滑板车完全不同。高科技就是不一样,当初学自行车的时候,可是摔了不少跟头。

 


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