基本介紹
- 中文名：賽格威面面觀
- 外文名：SegwayTM
- 類型：代步工具
- 類別：高科技滑板車
平衡,賽格威規格,
賽格威（SegwayTM 人類運輸機），很像一款高科技滑板車。是一種全新的代步工具。
賽格威面面觀
賽格威面面觀
賽格威面面觀裝置發明者迪恩‧卡門對賽格威寄予了厚望。在一次接受《時代》周刊採訪時，他曾說此裝置“優於駕車出行，就好比駕車優於騎馬和乘馬車”。
作為一種嶄新的交通工具，我們都還無法熟悉其功能以及構造。在本文中，我們將介紹賽格威與早期車輛的不同之處，以及為什麼發明者迪恩‧卡門認為其可能改變世界。
作為一種嶄新的交通工具，我們都還無法熟悉其功能以及構造。在本文中，我們將介紹賽格威與早期車輛的不同之處，以及為什麼發明者迪恩‧卡門認為其可能改變世界。
平衡
迪恩‧卡門在美國廣播公司的“早安美國”節目中首次展示賽格威時，聲稱這是“全世界第一輛能夠自主平衡的人類運輸工具”。當我們看到賽格威的行進過程，便可大概明白。
與汽車不同的是，賽格威只有兩個車輪，外形有些像普通手推車，但是可以自行直立不倒。要前行或者後退，駕駛者只需讓身體略微前傾或後傾。要向左或向右轉彎，駕駛者只需將右邊把手相應向前或向後轉動即可。
平衡是賽格威最讓人稱奇的地方，同時是車子運轉的關鍵所在。要弄清整個系統的工作原理，首先應了解激發卡門設計靈感的原型——人體。
與汽車不同的是，賽格威只有兩個車輪，外形有些像普通手推車，但是可以自行直立不倒。要前行或者後退，駕駛者只需讓身體略微前傾或後傾。要向左或向右轉彎，駕駛者只需將右邊把手相應向前或向後轉動即可。
平衡是賽格威最讓人稱奇的地方，同時是車子運轉的關鍵所在。要弄清整個系統的工作原理，首先應了解激發卡門設計靈感的原型——人體。
賽格威面面觀
賽格威面面觀如果我們站直並身體前傾，這樣便會失去平衡，但多半並不會面朝下摔倒。這是由於內耳中的液體發生移動，告知大腦人體失去平衡，大腦便控制您的腿向前伸而不致摔倒。 如果我們繼續向前傾，大腦也會令腿保持前伸動作，讓我們維持直立平衡。 所以我們不會摔倒，而是每次向前邁出一步。
賽格威的原理幾乎與人體平衡功能完全相同，只不過由輪子取代了人的腿，發動機代替肌肉，一組微處理器代替了大腦，並由一套精密的傾斜感測器代替內耳平衡系統。像大腦一樣，賽格威會接收到人體前傾的信號。為了保持平衡，它會以適當的速度轉動車輪，我們也因此前行。
賽格威的原理幾乎與人體平衡功能完全相同，只不過由輪子取代了人的腿，發動機代替肌肉，一組微處理器代替了大腦，並由一套精密的傾斜感測器代替內耳平衡系統。像大腦一樣，賽格威會接收到人體前傾的信號。為了保持平衡，它會以適當的速度轉動車輪，我們也因此前行。
賽格威會改變世界嗎？
賽格威最基本的部件包括一組感測器以及控制系統和發動機系統。本節我們將逐一介紹這些部件。
賽格威面面觀
賽格威面面觀賽格威由四大主要部件組成： 車輪和發動機組、感測器系統、電腦控制系統和操作員控制系統。
主要的感測器系統是一組陀螺儀。陀螺儀的基本構造即固定外框內帶有一個旋轉輪。一個旋轉物體具有保持其旋轉軸所指的方向不變的特性，因為施加的外力會順著物體的旋轉移動。例如，如果在旋轉輪頂部某點施力，則那一點在受力的同時順旋轉輪向前運動。隨著受力點持續運動，作用力在旋轉輪上沿中軸對稱的另一點位置消耗殆盡，最終外力自身相抵。
由於陀螺儀旋轉輪可以抵消外力作用，因此即使將它傾斜，相對地平面而言，它的位置並不發生變化。但陀螺儀的外框卻可在一定空間內自由移動。通過度量陀螺儀旋轉輪相對於外框的位置，精準的感測器便可得出物體的傾斜度（即其偏離垂直位置的角度），以及傾斜率（即傾斜速度）。
傳統的陀螺儀由於笨重且不易維護無法用於這種滑板車，因此賽格威採用另一種結構來實現相同效果。賽格威使用特殊的矽材質固態角速率感測器。這種陀螺儀利用科里奧利效應確定物體的細微旋轉。
簡單的說，科里奧利效應即指一移動物體相對另一旋轉物體出現的方向偏移現象。例如，飛機沿直線飛行但實際軌跡卻呈弧形，正是因為下方的地球在不斷旋轉。
典型的固態矽制陀螺儀由附在支撐外框上的細小矽片構成。傳導過矽片的靜電促使矽粒子運動。矽粒子依特定方式運動，使得矽片按照可預知方式振動。但當矽片繞自身軸線旋轉時，也就是說當賽格威在那個特定平面旋轉時，粒子突然相對矽片發生轉移。這將改變振動的狀態，變化幅度與旋轉程度成比例。陀螺儀系統度量振動發生的變化，並將此信息傳送至計算機。這樣，計算機就可以算出賽格威何時繞特定軸轉動。
賽格威HT裝有五個陀螺儀感測器，事實上只需三個感測器就可完成探測前、後方向的傾斜度外加側傾程度（即“轉向”）。多出的感測器是為增加冗餘性，確保車輛更加可靠。此外，賽格威有兩個傾斜感測器，內部充滿電解液。就像我們的內耳一樣，該系統可以根據液體表面的傾斜判斷自身與地面的相對位置。
所有傾斜信息都會傳達給車的“大腦”——兩塊電子控制器電路板，其上帶有一組微處理器。賽格威共有10個板載微處理器，宣稱總體性能可達普通個人電腦的三倍。正常情況下兩塊電板一起工作，但如果其中一塊出現故障另一塊便會承擔所有功能，系統得以向駕駛者報告故障，駕駛者可在有所準備的情況下安全停車。
賽格威需要如此強大的計算能力是為做出非常精確的調整，避免駕駛者發生摔車意外。正常運行情況下，控制板每秒檢查位置感測器約100次。微處理器運行著一套先進的軟體，用於監測所有穩定性信息，進而對各電子發動機的速度做相應調整。電子發動機由一對鎳氫 (NIMH) 或鋰離子 (Li-ion) 充電電池提供動力，這樣可驅動每個車輪以可變的速度行進。
車輛前傾時，發動機使兩個車輪前轉以保持平衡。車輛後傾時，發動機令車輪都向後轉動。駕駛者操作把手控制向左或向右轉向時，發動機使一個車輪比另一個轉得更快，或讓兩個車輪分別朝相反方向轉動，從而實現原地旋轉。
這的確是台神奇的裝置，但它的重要性是否真如網上以及一些人士所宣稱的那樣？ 下一節我們將介紹此裝置對現代社會可能帶來的影響。
卡門承認賽格威永遠不可能完全取代汽車，因為它不具備類似的性能。標準 HTi80型車速僅為20公里/小時，而且連線民用電充電六小時左右，電量才夠行駛 24公里的路程。顯然，這種車不適合用於城市間的長途旅行。
但卡門堅信賽格威是市內交通的最佳選擇。汽車體積較大，所以當許多人駕車集中到本不寬敞的空間（如市內街道）時，嚴重的交通擁堵在所難免。另外，尋覓停車位也很讓人頭疼，汽車保養費用同樣是一筆不小的開支。 總之，在人口密集地區，汽車並非理想的短程交通工具。
主要的感測器系統是一組陀螺儀。陀螺儀的基本構造即固定外框內帶有一個旋轉輪。一個旋轉物體具有保持其旋轉軸所指的方向不變的特性，因為施加的外力會順著物體的旋轉移動。例如，如果在旋轉輪頂部某點施力，則那一點在受力的同時順旋轉輪向前運動。隨著受力點持續運動，作用力在旋轉輪上沿中軸對稱的另一點位置消耗殆盡，最終外力自身相抵。
由於陀螺儀旋轉輪可以抵消外力作用，因此即使將它傾斜，相對地平面而言，它的位置並不發生變化。但陀螺儀的外框卻可在一定空間內自由移動。通過度量陀螺儀旋轉輪相對於外框的位置，精準的感測器便可得出物體的傾斜度（即其偏離垂直位置的角度），以及傾斜率（即傾斜速度）。
傳統的陀螺儀由於笨重且不易維護無法用於這種滑板車，因此賽格威採用另一種結構來實現相同效果。賽格威使用特殊的矽材質固態角速率感測器。這種陀螺儀利用科里奧利效應確定物體的細微旋轉。
簡單的說，科里奧利效應即指一移動物體相對另一旋轉物體出現的方向偏移現象。例如，飛機沿直線飛行但實際軌跡卻呈弧形，正是因為下方的地球在不斷旋轉。
典型的固態矽制陀螺儀由附在支撐外框上的細小矽片構成。傳導過矽片的靜電促使矽粒子運動。矽粒子依特定方式運動，使得矽片按照可預知方式振動。但當矽片繞自身軸線旋轉時，也就是說當賽格威在那個特定平面旋轉時，粒子突然相對矽片發生轉移。這將改變振動的狀態，變化幅度與旋轉程度成比例。陀螺儀系統度量振動發生的變化，並將此信息傳送至計算機。這樣，計算機就可以算出賽格威何時繞特定軸轉動。
賽格威HT裝有五個陀螺儀感測器，事實上只需三個感測器就可完成探測前、後方向的傾斜度外加側傾程度（即“轉向”）。多出的感測器是為增加冗餘性，確保車輛更加可靠。此外，賽格威有兩個傾斜感測器，內部充滿電解液。就像我們的內耳一樣，該系統可以根據液體表面的傾斜判斷自身與地面的相對位置。
所有傾斜信息都會傳達給車的“大腦”——兩塊電子控制器電路板，其上帶有一組微處理器。賽格威共有10個板載微處理器，宣稱總體性能可達普通個人電腦的三倍。正常情況下兩塊電板一起工作，但如果其中一塊出現故障另一塊便會承擔所有功能，系統得以向駕駛者報告故障，駕駛者可在有所準備的情況下安全停車。
賽格威需要如此強大的計算能力是為做出非常精確的調整，避免駕駛者發生摔車意外。正常運行情況下，控制板每秒檢查位置感測器約100次。微處理器運行著一套先進的軟體，用於監測所有穩定性信息，進而對各電子發動機的速度做相應調整。電子發動機由一對鎳氫 (NIMH) 或鋰離子 (Li-ion) 充電電池提供動力，這樣可驅動每個車輪以可變的速度行進。
車輛前傾時，發動機使兩個車輪前轉以保持平衡。車輛後傾時，發動機令車輪都向後轉動。駕駛者操作把手控制向左或向右轉向時，發動機使一個車輪比另一個轉得更快，或讓兩個車輪分別朝相反方向轉動，從而實現原地旋轉。
這的確是台神奇的裝置，但它的重要性是否真如網上以及一些人士所宣稱的那樣？ 下一節我們將介紹此裝置對現代社會可能帶來的影響。
卡門承認賽格威永遠不可能完全取代汽車，因為它不具備類似的性能。標準 HTi80型車速僅為20公里/小時，而且連線民用電充電六小時左右，電量才夠行駛 24公里的路程。顯然，這種車不適合用於城市間的長途旅行。
但卡門堅信賽格威是市內交通的最佳選擇。汽車體積較大，所以當許多人駕車集中到本不寬敞的空間（如市內街道）時，嚴重的交通擁堵在所難免。另外，尋覓停車位也很讓人頭疼，汽車保養費用同樣是一筆不小的開支。 總之，在人口密集地區，汽車並非理想的短程交通工具。
賽格威面面觀
賽格威面面觀賽格威僅略寬於人體，因此不會像汽車那樣造成嚴重交通擁塞。該車在人行道上行駛，可讓駕駛者靈活穿梭於行人之間，完全不占用車行道。同滑板車和腳踏車一樣，每年賽格威都會捲入為數不少的行人事故糾紛。但是賽格威支持者辯稱由於車速相對較慢，其危險指數應僅與步行差不多。
雖然賽格威的載人速度不是最快，若相比蝸牛般緩慢前行的汽車長龍，它可稱得上是“疾馳而過”。駕駛者到達目的地後，可將賽格威帶入室內，不必再為停車位傷神。 此外賽格威由普通民用電提供動力，無需去找加油站。
在擁擠的倉庫中，賽格威也是代步的理想工具，狹窄的通道使體積較大的車輛毫無用武之地。人們會發現賽格威在開闊的人行區域也很實用，諸如機場或遊樂場。可套用該車的場所的確數不勝數。賽格威可在多數設有人行區的地方行駛，它能讓你更快到達目的地，並不會消耗過多能源。
到目前為止，賽格威在改變世界的願景中尚未取得很大進展。自2002年以來僅銷售了幾萬輛。其昂貴的價格或許是個很大的障礙。但公司最近宣布將推出資金籌措及租用方案。同時希望上漲的汽油價格有助於推動產品的銷售。
卡門堅信待人們增進了對賽格威及其功能的了解之後，會有越來越多的人需要它。為此，他最初的目標所指即政府機構和大型企業，而非消費者市場。在喬治亞州亞特蘭大市，包括亞特蘭大警察局在內的三個團體率先在市內街道試用賽格威。目前，芝加哥警察局等數家警察機構已在使用HT i180型警用車。
雖然賽格威的載人速度不是最快，若相比蝸牛般緩慢前行的汽車長龍，它可稱得上是“疾馳而過”。駕駛者到達目的地後，可將賽格威帶入室內，不必再為停車位傷神。 此外賽格威由普通民用電提供動力，無需去找加油站。
在擁擠的倉庫中，賽格威也是代步的理想工具，狹窄的通道使體積較大的車輛毫無用武之地。人們會發現賽格威在開闊的人行區域也很實用，諸如機場或遊樂場。可套用該車的場所的確數不勝數。賽格威可在多數設有人行區的地方行駛，它能讓你更快到達目的地，並不會消耗過多能源。
到目前為止，賽格威在改變世界的願景中尚未取得很大進展。自2002年以來僅銷售了幾萬輛。其昂貴的價格或許是個很大的障礙。但公司最近宣布將推出資金籌措及租用方案。同時希望上漲的汽油價格有助於推動產品的銷售。
卡門堅信待人們增進了對賽格威及其功能的了解之後，會有越來越多的人需要它。為此，他最初的目標所指即政府機構和大型企業，而非消費者市場。在喬治亞州亞特蘭大市，包括亞特蘭大警察局在內的三個團體率先在市內街道試用賽格威。目前，芝加哥警察局等數家警察機構已在使用HT i180型警用車。
賽格威規格
賽格威面面觀
賽格威面面觀重量：38公斤
寬度：賽格威占用空間（即所覆蓋的地面面積）大小為48×63.5厘米。因此賽格威與中等身材的人寬度相當，在街道中不會占用很大空間。踏板平台距地面高度約為20厘米。
承重量：駕駛者及貨物總計118公斤。
行程：在平地上，一塊鋰離子 (Li-ion) 電池的一次充電量可供行駛大約28 公里，一塊鎳氫 (NiMH) 電池的一次充電量可供行駛約13至19公里。
駕駛者界面：賽格威配有一個小型液晶顯示器螢幕，駕駛者可通過其顯示的信息了解電池剩餘電量以及車輛運行參數。螢幕顯示一個卡通表情，表示車輛各方面一切正常。
發動機：賽格威的各車輪由零排放的2馬力電子發機驅動。
變速器：賽格威和Axicon Technologies合作推出的一款二級變速器，齒輪齒數比為24:1。變速器使用斜齒輪傳動裝置，大大減少了噪音。 賽格威研發小組設定在齒輪箱（即齒輪結合點）內嚙合兩次，讓聲音相差正好兩個八度音。 這意味著各種聲音和諧共存，所以齒輪箱的聲音較為悅耳。 另外，齒輪的設計還具有非整數齒輪齒數比，也就是說在旋轉過程中，輪齒在不同位置嚙合。 磨損程度因此降到最低，延長了齒輪箱的使用壽命。
計算機：賽格威的“大腦”由藏在車底盤中的兩塊電路板組成。兩塊電路板共配有十個微處理器，正常情況下二者一起工作，但是遇到計算機發生故障時，每個電路板均可單獨工作。 如果其一失去作用，另一塊電路板將使車輛逐漸減速，避免發生事故。
動力：賽格威由兩節充電電池提供動力。賽格威出廠時配置鋰離子 (Li-ion) 或鎳氫 (NIMH) 電池。一塊電路板始終對電池進行監測，並將所有性能問題傳達給中心計算機。電池可通過民用交流電充電。 迪恩·卡門估計賽格威每天花費5美分左右的電費。
感測器： 賽格威使用五個陀螺儀和另外一組傾斜感測器來保持自身的直立狀態。 實際上只需三個陀螺儀，額外的感測器起到一個安全防範作用。 賽格威在踏板平台內附加了一個重量感測器，計算機通過該感測器便可知道駕駛者是否已上車。
制動裝置：賽格威沒有制動系統。要想停車，駕駛者只要站直且不向前後傾斜，車輛便可停於當前位置不動。
迴轉半徑：賽格威只有兩個車輪，因此可繞單一軸線旋轉（車輪分別向相反方向轉動）。這使得賽格威的迴轉半徑為零。
車輪：賽格威的車輪由鍛鋼輪轂和玻璃鋼熱塑輪圈構成。每個車輪由一個螺母固定在傳動軸上。輪胎由二氧化矽化合物製成，即使在濕滑路面也具有良好的抓地性。
安全性：賽格威使用電子鑰匙系統。它的鑰匙看上去有些像汽車點菸器，其中存儲有128位的加密數字代碼。只有將鑰匙插入連線埠後才能啟動車輛。 鑰匙還可儲存有關車輛運行的設定。賽格威的“入門模式”和“熟練模式”各配有一把鑰匙，在前一種模式下車輛能達到的最大速度較低。 賽格威計畫在未來幾年推出可程式鑰匙，便於使用者存儲特定的運行設定。
底盤：賽格威堅固的壓鑄鋁底盤為其內部的靈敏電子儀器提供了保護屏障。據賽格威公司稱，該底盤可以承受7噸重的壓力。
控制桿：支撐車把手的鋁製桿能調節到不同高度。駕駛者可將夾子固定在桿上，用來攜帶包或其他物品。
寬度：賽格威占用空間（即所覆蓋的地面面積）大小為48×63.5厘米。因此賽格威與中等身材的人寬度相當，在街道中不會占用很大空間。踏板平台距地面高度約為20厘米。
承重量：駕駛者及貨物總計118公斤。
行程：在平地上，一塊鋰離子 (Li-ion) 電池的一次充電量可供行駛大約28 公里，一塊鎳氫 (NiMH) 電池的一次充電量可供行駛約13至19公里。
駕駛者界面：賽格威配有一個小型液晶顯示器螢幕，駕駛者可通過其顯示的信息了解電池剩餘電量以及車輛運行參數。螢幕顯示一個卡通表情，表示車輛各方面一切正常。
發動機：賽格威的各車輪由零排放的2馬力電子發機驅動。
變速器：賽格威和Axicon Technologies合作推出的一款二級變速器，齒輪齒數比為24:1。變速器使用斜齒輪傳動裝置，大大減少了噪音。 賽格威研發小組設定在齒輪箱（即齒輪結合點）內嚙合兩次，讓聲音相差正好兩個八度音。 這意味著各種聲音和諧共存，所以齒輪箱的聲音較為悅耳。 另外，齒輪的設計還具有非整數齒輪齒數比，也就是說在旋轉過程中，輪齒在不同位置嚙合。 磨損程度因此降到最低，延長了齒輪箱的使用壽命。
計算機：賽格威的“大腦”由藏在車底盤中的兩塊電路板組成。兩塊電路板共配有十個微處理器，正常情況下二者一起工作，但是遇到計算機發生故障時，每個電路板均可單獨工作。 如果其一失去作用，另一塊電路板將使車輛逐漸減速，避免發生事故。
動力：賽格威由兩節充電電池提供動力。賽格威出廠時配置鋰離子 (Li-ion) 或鎳氫 (NIMH) 電池。一塊電路板始終對電池進行監測，並將所有性能問題傳達給中心計算機。電池可通過民用交流電充電。 迪恩·卡門估計賽格威每天花費5美分左右的電費。
感測器： 賽格威使用五個陀螺儀和另外一組傾斜感測器來保持自身的直立狀態。 實際上只需三個陀螺儀，額外的感測器起到一個安全防範作用。 賽格威在踏板平台內附加了一個重量感測器，計算機通過該感測器便可知道駕駛者是否已上車。
制動裝置：賽格威沒有制動系統。要想停車，駕駛者只要站直且不向前後傾斜，車輛便可停於當前位置不動。
迴轉半徑：賽格威只有兩個車輪，因此可繞單一軸線旋轉（車輪分別向相反方向轉動）。這使得賽格威的迴轉半徑為零。
車輪：賽格威的車輪由鍛鋼輪轂和玻璃鋼熱塑輪圈構成。每個車輪由一個螺母固定在傳動軸上。輪胎由二氧化矽化合物製成，即使在濕滑路面也具有良好的抓地性。
安全性：賽格威使用電子鑰匙系統。它的鑰匙看上去有些像汽車點菸器，其中存儲有128位的加密數字代碼。只有將鑰匙插入連線埠後才能啟動車輛。 鑰匙還可儲存有關車輛運行的設定。賽格威的“入門模式”和“熟練模式”各配有一把鑰匙，在前一種模式下車輛能達到的最大速度較低。 賽格威計畫在未來幾年推出可程式鑰匙，便於使用者存儲特定的運行設定。
底盤：賽格威堅固的壓鑄鋁底盤為其內部的靈敏電子儀器提供了保護屏障。據賽格威公司稱，該底盤可以承受7噸重的壓力。
控制桿：支撐車把手的鋁製桿能調節到不同高度。駕駛者可將夾子固定在桿上，用來攜帶包或其他物品。
