Pro to, aby se stroj rozjel vpřed nebo vzad, stačí, aby se řidič lehce naklonil dopředu nebo dozadu. Zatáčení doleva nebo doprava se provede otočením řidítek v příslušném směru.

Pro to, aby se stroj rozjel vpřed nebo vzad, stačí, aby se řidič lehce naklonil dopředu nebo dozadu. Zatáčení doleva nebo doprava se provede otočením řidítek v příslušném směru.

Schopnost stát sám o sobě je nejúžasnější vlastností Segway HT a jeho klíčovou funkcí. Pro lepší pochopení fungování systému pomůže představit si jako výchozí model lidské tělo.

Pokud stojíte vzpřímeně a nakloníte se dopředu tak, že se vychýlíte z rovnovážné polohy, pravděpodobně neupadnete, protože Váš mozek díky pohybu tekutiny ve Vašem vnitřním uchu rozpozná, že se Vaše těžiště posunulo, a vydá příkaz svalů předsunout jednu nohu a zabránit tak pádu. Pokud se budete naklánět znovu a znovu, Váš mozek bude opakovaně zajišťovat předsouvání Vašich nohou, aby Vás udržel ve vzpřímené poloze. Místo pádu se tedy budete krok za krokem pohybovat vpřed.

Segway HT vykonává v podstatě ty samé úkony s tím, že místo nohou má kola, místo svalů motor, místo mozku soubor mikroprocesorů a místo vnitřního ucha sadu propracovaných snímačů náklonu. Stejně jako Váš mozek i Segway HT pozná, když se nakloníte. Aby udržel rovnováhu roztočí kola v přiměřené rychlosti a Vy se začnete pohybovat vpřed. Tento postup nazval Segway dynamickou stabilizací a nechal si tento princip, který zajišťuje, že Segway HT udrží rovnováhu na dvou kolech, patentovat.

Segway HT je ve své podstatě kombinací řady snímačů, kontrolního systému a systému motorů. V tomto oddíle se podíváme na každou z těchto součástí zvlášť.

Hlavní senzorický systém se skládá ze souboru gyroskopů. Jednoduchý gyroskop je vlastně otáčející se disk upevněný v rámu. Otáčející se objekt je díky momentu setrvačnosti resistentní vůči změnám působícím na jeho osu otáčení.

Díky odolnosti vůči okolním tlakům si gyroskop (disk) uchovává konstantní pozici v prostoru (relativně k podkladu) i když jej nakloníte. Na druhé straně rám gyroskopu se v prostoru pohybuje volně. Přesné sensory mohou zjištěním pozice rotujícího disku gyroskopu vůči jeho rámu určit úhel náklonu objektu a rychlost se kterou se naklání.

Protože obyčejný gyroskop by byl těžkopádný a obtížně aplikovatelný na námi vyvinuté dopravaní zařízení, Segway HT dosahuje shodného efektu pomocí poněkud odlišného mechanismu. Používá speciální pevnofázový úhlový snímač vyrobený na vrstvě křemíku. Tento druh gyroskopu určuje rotace objektu využitím Coriolisova efektu ve velmi malém měřítku.

Jednoduše řečeno, Coriolosův efekt popisuje vztah mezi pohybujícím objektem se a jiným, rotujícím objektem. Dochází k němu v případě, kdy se zdá, že jeden objekt zatáčí, protože druhý objekt rotuje. Například letadlo, které letí rovně zdánlivě opisuje oblouk, protože Země pod ním rotuje kolem své osy.

Typický křemíkový gyroskop se skládá z miniaturních křemíkových destiček upevněných na podpůrném rámu. Částice křemíku jsou uvedeny do pohybu elektrostatickým napětím působícím na destičky. Částice se pohybují unikátním, známým způsobem, což zajišťuje možnost předpovědět, jak budev reakci na jejich pohyb destička vibrovat. Nicméně, pokud pootočíme destičku kolem své osy, tj. když se Segway HT nakloní, částice ve vztahu k destičce najednou změní pozici, čímž se změní charakter vibrace. Velikost změny je úměrná úhlu náklonu (stupni rotace). Systém gyroskopů změří tyto změny ve vibracích a předá zjištěnou informaci počítači. Počítač tak může určit, kdy se Segway HT otáčí kolem které osy.

Segway HT má pět gyroskopických senzorů, ačkoliv k detekování náklonu potřebuje pouze tři. Zbylé dva snímače jsou kontrolní a svou přítomností zvyšují spolehlivost zařízení. Veškeré informace o náklonu stejně jako informace ze náhradních snímačů jsou předávány mozku přístroje. Tento mozek se skládá ze dvou řídících elektrických obvodů skládajících se ze souboru mikroprocesorů. Segway HT používá několik vestavěných mikroprocesorů, které mají dohromady třikrát větší výkon než mikroprocesory v běžném PC. Segway HT potřebuje tolik "mozkové energie", protože musí provádět velmi přesné úpravy, aby se nepřevrhl. Pokud jedna deska přestane fungovat, převezme za ní práci druhá, aby systém mohl varovat řidiče, že nastala chyba a ten mohl bezpečně zastavit.

Na mikroprocesorech beží velmi moderní software, který transportér ovládá. Tento program monitoruje veškeré informace o stabilitě vozidla přicházející z gyroskopických senzorů a v reakci na ně přizpůsobuje výkon elektrických motorů. Elektrické motory, které jsou napájeny dvěma NiMH bateriemi, pohánějí každé kolo zvlášť v různých rychlostech.

V momentě, kdy se transportér nakloní dopředu, motory roztočí obě kola směrem vpřed, aby zamezily převrhnutí. Pokud se nakloní vzad, roztočí motory kola opět ve směru náklonu. Podobně také, pokud řidič otočí řidítky vlevo nebo vpravo, motor buď začne jedním kolem otáčet rychleji než druhým a nebo roztočí každé kolo jiným směrem, tak aby vozidlo zatočilo.

Tento příspěvek byl publikován se souhlasem HowStuffWorks. Copyright 2002 HowStuffWorks, Inc. Author: Tom Harris.