Личный транспортер Segway HT собран из десятков отдельных частей, каждая из которых была тщательно разработана, протестирована и изготовлена так, чтобы работать в синхронной гармонии с другими. Ниже мы рассмотрим следующие компоненты Segway HT: контрольные панели, сенсорная система балансирования, моторы, коробка передач, шины и колеса, батареи.

Контрольные панели

 

Две совершенные контрольные панели, разработанные компанией Дельфи Электроникс - это и мозг, и «мышцы» транспортера. Мы решили сотрудничать с  Дельфи Электроникс, основываясь на их впечатляющем опыте производства  высокоточной и высококачественной автоэлектроники для таких требовательных систем, как воздушные подушки безопасности автомобиля.

Каждая панель содержит цифровой процессор, разработанный фирмой Техасские Инструменты, который контролирует всю систему Segway HT и посылает более ста  запросов в секунду, чтобы найти какие-либо ошибки системы или условия, требующие немедленной реакции. Он считывает информацию с сенсорной системы балансирования с целью определить,  наклоняется  управляющий Segway HT человек вперед или назад, и моментально использует эту информацию, чтобы передать энергию от батарей к моторам посредством комплекта из 12 мощных специальных транзисторов высокого напряжения. Такие рассчеты осуществляются 100 раз в секунду, а моторы адаптируются около 1000 раз в секунду, реагируя гораздо быстрее, чем способно тело человека. И хотя каждая панель способна автономно поддерживать работу  Segway HT после сбоя программы (фактически, каждая панель замыкает электрические цепи на обоих моторах), в обычных условиях они делят нагрузку пополам.

Сенсорная система балансирования

 

Сенсорная система балансирования (ССБ), созданная компанией Сенсорные Силиконовые Системы, представляет собой умело разработанный, чрезвычайно прочный и очень чувствительный прибор.

Этот маленький кубик с длиной стороны около 8 см снабжен пятью твердыми сенсорами углового наклона («гироскопами») и вибрационными кольцами, которые измеряют  скорость вращения, используя эффект Кориоли. Эти маленькие кольца воспринимают электоромеханическую вибрацию, так что, когда они вращаются, генерируется незначительная сила, которая улавливается внутренней электроникой сенсора. Каждый «гироскоп» расположен под уникальным углом, который позволяет ему измерять всевозможные направления. Встроенные компьютеры Segway HT постоянно сранивают данные, получаемые от всех гироскопов, чтобы определить, не ошибается ли какой-либо их них – в таком случае они способны к самокомпенсации, и будут использовать данные от остальных гироскопов, чтобы сохранять баланс, пока система не отключится. Два сенсора наклона, наполненные жидкостью-электролитом, воспринимают силу гравитации так же, как и ваше внутреннее ухо в процессе уравновешивания вашего тела.  Сенсорная система балансирования контролируется двумя независимыми микропроцессорами и разделена на две не связанные друг с другом части с целью дубляжа и подстраховки.  Даже сообщение между этими двумя частями производится оптическим путем во избежание передачи сбоев электроники с одной стороны на другую.

 

Моторы

Моторы Segway HT уникальны в нескольких отношениях. Они были разработаны Научной компанией Пасифик, которая является частью компании Данахер, и представляют собой самые мощные моторы такого размера и веса, которые когда-либо были поставлены на массовое производство. Каждый мотор способен поддерживать силу в 1.5 киловатта, то есть в 2 лошадиные силы!

В управляющих моторах используется бесконтактная технология, позволяющая уменьшить износ частей и избежать ухудшения работы транспортера. Магниты изготовлены из чрезвычайно редкого соединения неодима, железа и бора. Каждый мотор снабжен двумя независимыми комплектами электрической обмотки, работа каждого из которых контролируется отдельной платой и мотором. В нормальных условиях оба комплекта электрообмотки работают параллельно, разделяя нагрузку пополам. В случае сбоя программы мотор немедленно отключит тот комплект, где произошла ошибка, и использует второй комплект для сохранения контроля над Segway HT, пока транспортер не остановится. Мотор надежно стабилизирован и способен работать со скоростью 8000 оборотов в минуту, что позволяет ему генерировать достаточно высокие для своего размера количества энергии. Энергия передается от мотора к Segway HT посредством прочных, безконтактных аналоговых сенсоров, которые реагируют на положение магнитов, так что отпадает необходимость в каких-либо движущихся частях, кроме моторного вала.

Коробка передач

 

Коробка передач Segway HT, созданная совместными усилиями компании Технологии Аксикон и Segway LLC, по конструкции скорее напоминает точные швейцарские часы, нежели традиционную автомобильную коробку передач. Двухстадийная редукционная система обеспечивает редукцию 24:1, что позволяет мотору оперировать на высоких скоростях при любой скорости движения Segway HT. Каждая передача имеет спиральную форму, что создает спиральное сцепление, минимизирует шум и увеличивает выносливость передачи. Количество зубцов на каждой передаче выбрано так, чтобы при работе не возникал коэффициент целых чисел. Это значит, что зубцы каждый раз будут сцепляться в разных местах, а это увеличит срок службы коробки передач.

Наши инженеры были настолько увлечены разработкой мельчайших деталей Segway HT, что сконструировали зубцы коробки передач так, что при работе их звук различается точно на две музыкальных октавы, так что, когда Segway HT движется, он создает музыку, а не шум. Коробка передач полностью собрана и смазана; она спроектирована так, что не требует дополнительного присмотра на протяжении всего срока службы Segway HT. Она успешно прошла испытания на протяжении тысяч километров, а также в сложных условиях.

Шины и Колеса

 

Оригинальные шины Segway HT, спроектированные специально для транспортера, сделаны из  уникального состава (не из традиционных карбонных материалов, а из силиконовых), что дает улучшенное сцепление с поверхностью и минимизирует отметины, оставляемые на полу. Шины изготовлены по специально разработанной беструбочной технологии, что обеспечивает малое давление для большего комфорта и сцепления с поверхностью, одновременно минимизируя вращательное сопротивление.

Колесо, на которое монтируются шины, также уникально: оно сделано из высококачественного инженерного термопластика. Этот  композиционный материал легкого веса имеет долгий срок службы и характеризуется свойством уменьшать шум, генерируемый ходовой частью. Так как колесо крепится на кованом стальном диске, отпадает необходимость креплений, которые могут со временем разноситься. Соединения диска с трансмиссиями имеют особую заостренную к концу форму, что позволяет колесу крепиться на единственном болте, сохраняя при этом безопасность и надежность, присущие многоболтовым системам, которые чаще встречаются в традиционных приборах.

Батареи

В транспортерах Segway HT применяются либо двойные никельные, либо литиевые батареи с номинальным напряжением 72 Вольта. Эти батареи генерируют самую мощную энергию, какая только химически возможна в настоящее время, что гарантирует способность Segway HT балансировать даже в трудных условиях окружающей среды. Это совсем не то, что батареи вашего мобильного телефона!

Каждая батарея состоит из нескольких вместительных камер и специально сконструированной электросхемы, которая постоянно измеряет температуру и напряжение батареи в нескольких местах. Батарея заключена в уникальный футляр из термопластика, который заваривается вибрационным методом, таким образом превращая ее в единый, идеально герметичный прибор, надежно защищенный от влаги и достаточно прочный, чтобы выдержать самые экстремальные испытания, которые только могли придумать наши инженеры.

Внутренняя электроника батареи имеет и функцию «умной» зарядки – пользователю Segway HT нужно только включить транспортер в любую стенную розетку, и комплект батарей сам выберет скорость зарядки в зависимости от температуры, напряжения и уровня зарядки. Пользователю Segway HT не нужно беспокоиться о времени зарядки, ему всего лишь нужно включить транспортер в розетку.

В нормальных условиях Segway HT тщательно следит за обеими батареями и автоматически саморегулируется так, чтобы одинаково использовать энергию каждой батареи. В маловероятном случае отказа одной из батарей, система будет работать на второй батарее, позволяя транспортеру сохранять равновесие до полной остановки.