DIY 一辆自己的“赛格威”平衡车
原 理 简 介 “赛格威”平衡车 图片来自 electrictourcompany
com “赛格威”(英语:Segway)是一种电力驱动、具有自我平衡能力的个人用运输载具,是都市用交通工具的一种
由美国发明家狄恩·卡门与他的DEKA 研发公司(DEKA Research and Development Corp
)团队发明设计,并创立思维车责任有限公司(Segway LLC
),自2001 年 12 月起将思维车商业化量产销售
(资料来源:维基百科中文) “赛格威”是一种让人留下深刻印象的代步工具,它占地不足一平方米,乘车人像使用滑板一样站立其上,双手解放,但却可以仅通过身体移动改变重心位置,就进行前进后退,转弯刹车等操作
传统的交通工具都无法做到随心而动,必须把大部分精力放在控制方向和速度上,而“赛格威”并不需要专门的操控装置,一切由车身自主完成,也由此获得了“平衡车”的别名
“赛格威”平衡车看来神奇,但你有没有发现它的原理其实很简单呢
拜最新科技所赐,关键零件都可以在淘宝上直接买到,而控制程序也可以查阅原理自行编写
拥有自己的平衡车,其实非常简单
倒立摆和机器人 “赛格威”的平衡问题,实际上是一个多级倒立摆问题
当一个人用手托住一根竹竿的底部使它在空中竖直不倒下,这就是一个一级倒立摆系统的模型
如果第一根竹竿上面用铰链连着其他竹竿,或者竹竿本身具有一定的弹性(可比拟“赛格威”上的有骨骼和关节的大活人),就成了多级倒立摆
用手撑竹竿的游戏很多人都玩过,印象最深的应当是它是一个静不稳定系统
在桌面上的水杯能自己站稳,当重心投影落于杯底内时,即使有细小扰动也不会倒下
但是手心里的竹竿大部分时间重心投影不在接触点上,让竹竿保持相对不动靠的是动态调整——竹竿往哪边倒,手就赶紧往哪边凑,让重心回到接触点周围
这就是依靠人眼,大脑和人手完