Dinamik dengelemenin işleyişi

Dengeyi kendinden sağlama becerisi Segway PT ile ilgili en etkileyici niteliktir ve işleyişinin temeli de budur. Sistemin işleyişini anlamak için Kamen’in modelini düşünmek yardımcı olacaktır: insan vücudu.

Eğer ayağa kalkıp öne doğru eğilir ve dengenizi kaybederseniz büyük ihtimalle yüzüstü yere düşmezsiniz. Beyniniz dengesiz olduğunuzu bilir çünkü iç kulağınız harekete geçer ve öne adım atmanızı sağlayarak düşmenizi engeller. Eğer öne doğru eğilmeyi sürdürürseniz beyniniz devamlı adım atmanızı sağlar ve sizi dik tutar. Düşmek yerine adım adım ileri doğru yürürsünüz.

Segway PT de aynı şeyi yapar ama bacak yerine tekerlekleri, kas yerine motoru, beyin yerine bir grup mikro işlemcisi ve iç kulak dengeleme sistemi yerine karmaşık eğim ve jiroskopik sensörleri bulunmaktadır. Beyniniz gibi Segway PT öne eğildiğinizi fark eder. Dengeyi korumak için tekerleklerini gerekli hızda döndürür ve ileri gidersiniz. Segway bu davranışı dinamik dengeleme olarak adlandırmaktadır ve Segway PT’nin sadece iki tekerlek üzerinde dengede durabilmesini sağlayan bu benzersiz yöntemin patentini almıştır.

Beyin ve kas gücü

Segway PT, kendisine iki tekerlek üzerinde dengede durma ve hareket etme yeteneğini kazandıran akıllı bir sensör ağı, mekanik aksamlar ve kontrol sistemlerinden oluşur. Segway PT’ye bindiğiniz anda beş adet mikro jiroskop ve iki akselometre arazideki farkı ve vücut pozisyonunuzu saniyede 100 kez kontrol ederek algılar – insan beyninden çok daha hızlı düşünür.

Segway PT silikondan yapılmış özel katı hal açı oran sensörleri kullanır. Bu tip jiroskopik sensörler, bir objenin rotasyonunu Coriolis kuvvetini kullanarak çok küçük ölçekte saptarlar.

Basit olarak tanımlandığında, Coriolis kuvveti hareket eden bir objenin bir diğer hareket eden objeye göre belirgin dönmesidir. Örnek olarak, düz bir çizgide ilerlemek isteyen bir uçak, dünyanın dönmesi sebebi ile dönüyor gibi gözükür.

Segway PT’de beş adet jiroskopik sensör vardır, ancak aslında ileri veya geri eğilmeyi (eğim), sola veya sağa eğilmeyi (dönme) ve sola veya sağa yönlendirmeyi (sapma) ölçmek için sadece 3 adet yeterlidir. Ekstra sensörler ürünü daha güvenli yapmak için ilave edilmiştir. Bütün bu eğilme ve yönlendirme bilgileri, ilave eğiklik sensörlerinden gelen bilgi ile birlikte cihazın beynine iletilir.

Cihazın beyin ve kas gücü 2 adet birebir aynı olan, birlikte çalışarak tekerlekleri döndürme gücünü paylaşan mikro işlemcili kontrol kartlarından, pillerden ve motorlardan oluşur. Ayrıca ilave mikro işlemciler de mevcuttur. Cihazın devrilmemesi için çok çabuk ve çok hassas ayarlamalar yapabilmesi için böyle bir beyin gücüne ihtiyaç duyar. Eğer kontrol kartlarından biri (veya bu kartla ilişkili pil, motor, kablolar) devre dışı kalırsa, diğer grup tüm fonksiyonları üstlenerek sürücünün uyarılmasını ve emniyetli bir şekilde durmasını sağlar.

Mikro işlemciler üzerinde Segway PT’yi kontrol eden ileri bir yazılım mevcuttur. Bu yazılım jiroskopik sensörlerden gelen tüm denge bilgilerini izler ve bu bilgiler ışığında motorların gücünü ayarlar. Bir çift şarj edilebilir lityum iyon pillerden güç alan elektrikli motorlar, tekerlekleri birbirinden bağımsız olarak farklı hızlarda çevirebilirler.

Sürücü ileri eğildiğinde, motorlar iki tekerleği de ileri çevirerek PT’nin devrilmesini önler. Sürücü arkaya eğildiğinde, motorlar iki tekerleği de geriye doğru çevirir. Sürücü Leansteer gövdesini sola veya sağa çevirdiğinde, motorlar bir tekerleği diğerinden daha hızlı veya eğer sürüş hızı yeterince düşükse, tekerlekleri aksi yönde çevirerek, Segway PT’nin dönmesini sağlar. Sürüş esnasında Segway PT, eğilmeniz sonucu dönüşten kaynaklanan sentripetal ivmelenmeyi dengelemek için tam olarak doğru radius ile döner.

Yenilikçi, ödüllü Konsept Centaur ve Segway Smart Motion teknolojisinin diğer firmalara lisanslanması gibi diğer örnekler sayesinde Segway varsayımlara meydan okumakta ve geleneksel ulaşımın sınırlarını geliştirmektedir.

science-1

science-2

science-3

science-4

science-5

science-6

science-7