思维车（具有自我平衡能力的个人用运输载具）

2023-10-11 21阅读

思维车

具有自我平衡能力的个人用运输载具

思维车是一种电力驱动、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。运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”（DynamicStabilization）的基本原理上，也就是车辆本身的自动平衡能力。

摄位车的产品名称“Segway”起源于英文单字“Segue”，意指“流畅平顺地走”，用来形容这种交通工具可以让人们骑著在都市里面毫无障碍地移动。其操作是以锂电池为驱动，利用物理学的“动态平衡原理”，通过电脑芯片控制其行进或转向。当身体移动时，动作中的重心会不断改变，并达到平衡，前进、后退、拐弯，一切均由身体控制。由于摄位车是一种前所未见的崭新交通工具，因此很难用传统的分类方式定义它的种类。有人认为摄位车应该是一种双轮版的单轮车（Unicycle），有人认为它应该是动力滑板车（Stand-up Scooter）的一种，但它是单轴双轮设计，与双轴双轮的传统滑板车有些不同。摄位车这种交通工具又被称作“电动个人辅助机动装置”（Electric Personal Assistive Mobility Device, EPAMD），俗称电动代步车。

驾驶方法

摄位车的运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”（Dynamic Stabilization）的基本原理上，也就是车辆本身的自动平衡能力。以内置的精密固态陀螺仪（Solid-State Gyroscopes）来判断车身所处的姿势状态，透过精密且高速的中央微处理器计算出适当的指令后，驱动马达来做到平衡的效果。假设我们以站在车上的驾驶人与车辆的总体重心纵轴作为参考线。当这条轴往前倾斜时，摄位车车身内的内置电动马达会产生往前的力量，一方面平衡人与车往前倾倒的扭矩，相反的，当陀螺仪发现驾驶人的重心往后倾时，也会产生向后的力量达到平衡效果。因此，驾驶人只要改变自己身体的角度往前或往后倾，摄位车就会根据倾斜的方向前进或后退。原则上，只要摄位车有正确打开电源且能保持足够运作的电力，车上的人就不用担心有倾倒跌落的可能，这与一般需要靠驾驶人自己进行平衡的滑板车等交通工具大大不同。如以第一款摄位车产品，摄位车随意车（Segway HT，人类运输器的缩写）为例，这辆车上装置了五个固态陀螺仪。事实上，车辆只需要三个陀螺仪就可以完全掌控车身的前后倾与侧倾程度，因此多出的两个陀螺仪其实是用来确保行车安全的备用装置。车辆的能量来源是两个锂充电电池。除了前后倾修正与前进后退外，摄位车的转向可透过两种不同的方式达到，其中一种是如同大部分的脚踏车类或摩托车类交通工具一般，驾驶人在车辆持续前进（或者后退，这就是只有摄位车办得到的动作）的状态中将自己的身体重心往左右倾斜，利用自身重量所产生、与车身纵轴垂直的分量，作为转弯时的向心力而达到转向的目的。除此之外驾驶人也可以扭转摄位车的龙头（把手）部分，使车辆左右两个车轮产生转速差，例如当龙头向左转时，右轮的转速会比左轮快，达到向左转的效果。必要时，摄位车甚至可以做出一轮向前一轮向后的动作，达到原地转向的效果，因此大幅提升这种交通工具的机动性。因为这种高度的机动性，再加上玻璃纤维材料制成的车轮，其踏面面积其实不比人类的双脚大上多少，因此理论上摄位车可以到达得了人类所能走到的大部分地方，甚至包括路边的人行道或落差不会太大的阶梯。

发明背景

摄位车的诞生源起，最早是起因于迪恩·卡门的DEKA与美国大型医疗器材生产商强生（Johnson & Johnson）的子公司独立科技（Independence Technology）所合作开发的一种自动平衡式动力轮椅。卡门观察人类走路的姿势特性，领悟到其实人类之所以可以平稳地直立行走，是因为体内灵敏的平衡器官可以精确地判断出身体重心的改变量，透过小脑的即时反应，然后利用腿部的肌肉即时出力来平衡倾倒的态势。所以当人类的身体前倾时，这种不自主的反应会促使人类伸出其中的一只脚往前踩来平衡身体，所以透过这种前倾、往前踏脚、前倾、往前踏脚的动作循环，即构成了“步行”这种动作。因此卡门尝试使用精密的陀螺仪来代替人类的前庭与耳蜗等平衡器官，以电动马达与车轮代替人类的双脚，发展出所谓的“动态稳定”概念，并且由娇生获得这种技术在医疗领域商业销售的专利权，成立独立科技来销售iBOT。

发展历程

1999年7月27日-卡门创立了雅克罗责任有限公司（Acros LLC.），主旨是利用动态稳定技术来开发生产一种高效率、零污染的运输工具，并且开始开发新产品，计划代号叫作“姜”（Ginger）。2001年2月-新的研发与制造厂在美国新罕布夏州贝福特（Bedford, New Hampshire）破土动工。11月-将公司名称改为Segway LLC，在这段期间，关于这种跨时代崭新交通概念的消息早已传遍各界，但却鲜少有人知道细节。12月3日-正式公开了摄位车随意车（Segway HT）的原型车，并且声称它是人类史上第一辆能够自主平衡（Self-Balancing）的运输工具。2002年1月-第一辆摄位车的预产车推出。2月-该公司所在地新罕布夏州通过州法案，允许摄位车这种电动个人辅助机动装置（EPAMD）能在该州内的路旁人行道上行驶，而透过摄位车公司的到处游说，在2002年底之前，美国共有31个州通过立法，允许EPAMD能在人行道上使用。3月-第一辆实际量产的产品，Segway HT i167正式出厂。而这辆具有纪念价值的量产车，当然很自然地变为狄恩·卡门个人的收藏。2002年3月29日-Amazon成为他们第一个经销商，并且在亚马逊网站上开放前三辆量产随意车的竞标，以便筹措资金设立一个名为“科技启发与确认”（For Inspiration and Recognition of Science and Technology，FIRST）的非营利基金会，鼓励更多人投入创造发明的行列。最后，Segway HT的一号、二号与三号车分别以160,100美元、104,100美元与100,600美元的高价卖出。4月23日-佐治亚州的亚特兰大市政府向摄位车采购了一批新车，使得该市成为这种新运具的第一个官方使用单位，使用部门包括亚特兰大中央大使护卫队，亚特兰大地区委员会，乔治亚州电力及亚特兰大警察局。工作人员每一天都使用Segway HT执行任务，之后陆续又有许多不同等级的官方单位跟进。11月8日–《大众科学》杂志授予Segway HT 2002年度最佳新科学领域发明奖。大众科学杂志每年都会对上千种新产品，新发明进行评比，选出全球最卓越，最有突破性的技术产品。Segway HT 就在100种获奖产品之列。18日-摄位车正式在亚马逊网站上进行预购活动，开始实际量产销售给一般的民众。与此同时，举办了节前派送Segway活动，30名幸运者可以在圣诞节前收到他们的摄位车，并且他们还能获得到Segway总部参观和与Dean Kamen一起用餐的机会。2003年1月16日-法国的私人运输公司凯欧利（Keolis）与摄位车公司签署协议，要在法国发展利用摄位车便利车作为大众运输工具的计划。除了在法国各地的火车站、机场设置摄位车的出租服务点外，也包含了一个名为“氧气站”（Station Oxygène）的创新计划，这个计划预计在全法国各大城市建立一个摄位车便利车与其他零污染交通工具的出租网络，让旅客可以用甲地租车乙地还车、只以计时定价的方式租赁适当的交通工具，来降低人员运输在都市地区所造成的空气污染问题，这也是摄位车第一次销售到美国之外的其他国家。该公司的计划已经在2003年中时实现，第戎（Dijon）的市观光办公室是其第一个客户，开始提供到当地游玩的旅客摄位车车作为市区游览的工具。除此之外，在巴黎的香榭丽舍大道（Champs-Elysées）、拉德芳斯（La Défense）等行人徒步区内，也可以租到摄位车车作为徒步之外的另外一种替代。2003年2月-隶属美国国防部的国防先进研究计划署（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）与摄位车签约，将15架摄位车便利车改装成机器人移动平台（Robotic Mobility Platforms，RMP），让各相关研究机构作为一种稳定、低廉的机器人系统发展平台。不久之后，隶属美国海军、位于加州圣地牙哥的空海作战系统司令部（Space and Naval Warfare Systems Command，SPAWAR）也跟进采购了14架RMP，并且配布给各政府与大学研究单位，作为机器人研究计划的载台，是摄位车实际应用于军事与科技发展上的衍生案例。2003年8月28日-伊利诺斯州的芝加哥市聚集了200名Segway HT用户和狂热者。此地将举行首次 Segway狂欢节。这次盛典是由Segway HT的用户发起并组织的。主要为了庆祝 Segway HT给他们带来的完美体验。世界各地的狂热者还参加了于佛罗里达州举办的Segway狂欢节(2004)。2005年的举办地包括了萨克拉曼多，加利弗尼亚，华盛顿D.C.和新罕布什尔州的贝德福德市，也就是Segway的总部。2003年10月29日-摄位车与美国大型家庭用品通路商布鲁克史东（Brookstone）达成协议，成为摄位车第一个全国性的实体销售网，期望以实际展示让潜在消费者试期的方式，拯救摄位车在上市初期，只透过网络邮购的虚拟销售方式而局限住的推广状态。2004年3月22日-公司公布了2004 美国经销商扩展计划。吸纳合格的经销商来负责公司系列产品，零部件的推广，销售及维修。2006年8月，美国已有超过100家授权经销商。除了美国外有超过150个零售店在销售Segway HT。2004年3月30日- Segway 狂热者团体宣布了美国Segway狂热者组织的正式成立。该团体为独立组织丰富了Segway HT驾驶经验。各国的地方团体组织集体驾驶活动，活动包括Segway HT Polo和为使用者提供了经验共享的机会。Segway LLC.旨在为成员维护及扩大他们的自由度，可以使用像Segway HT这样的交通工具来实现这一点，同时也加强了社区对Segway产品的认同感。2006年7月Segway LLC.有超过40个地方团体，大约3900个成员分布于20个国家。2004年10月-美国交通部、联邦公路管理局下发了一个研究报告。标题为：新兴上路人员特点及安全。此报告指明上路人员的两种类型：机动车使用者和非机动车使用者。Segway HT在最短刹车距离上排名第二，拥有最好视觉高度，最小占地面积，最快反应时间等特点。Segway HT满足或超过美国国家公路、交通局对自行车管理的所有规定。2004年10月10-12日-120多名经销商代表参加了Segway公司的首次经销商见面会。地点选在弗罗里达。来自法国，意大利，韩国，科威特和中国台湾的国际经销商都参加了该会议。2004年11月29-时代周刊在11月29日周刊中将人马座概念车评为2004年最佳创意。2004年10月11日-摄位车发表了一辆名为“半人马号”（Segway Concept Centaur）的四轮版概念车，是第一辆四轮的摄位车车。2004年11月16日-一个名为”时速10英里的美国”（America at 10 m.p.h.）、由爱好者组成的车队以全程骑乘摄位车的方式，完成了从西雅图到波士顿、横贯美洲大陆的尝试。2005年3月1日-摄位车一口气发表了三种新款的衍生车型，其中包括了摄位车越野车（Cross-Terrain，XT）与高尔夫球车（Golf Transporter，GT）的特殊用途版本。2005 年9月-Segway LLC 从有限责任公司转型为Segway Inc。2005年10月7日–Segway 公司打算将其智能移动技术转给第三方。与此同时准备和其他生产商利用此技术共同开发产品。2005年12月12日–在迪士尼世界公园举行了一次典礼，参与者数万人。主题是：Segway HT Epcot 旅行。参加者可在两小时内驾驶Segway HT在园内尽情享受。时间设在游园对外开放之前。2006 年2月7日-Segway Inc.成为2006年意大利都灵冬奥会官方承认许可商。并为冬奥会组委会制造了20个 Segway HT 特别版，配给了每个组委会成员一辆型号为SE的Segway HT，用来在三个奥运村内使用：Turin，Sestriere 和Bardonecchia。2006年8月–Segway产品正式进入中国，落地北京！Segway Inc在中国大陆地区有了唯一的代理商。2008年8月-Segway亮相北京奥运会，由成龙出席发布会并向外界公布安全保障工作进展。 [1] 为保证奥运会临时设施的安全性，提高巡视效率及突发事件的快速处理能力而专门为安保人员配备的高科技智能环保代步车。2008年10月-广州灵动正式接棒摄位车在中国大陆地区的经销权，正式成为Segway Inc在中国的总代理。2008年11月-赛格威的首席技术官道格·菲尔德(Doug Field)被乔布斯挖去出任苹果工业设计部门副总裁。注：美国知名电动车制造商特拉斯（Tesla）表示，该公司将聘请苹果(Apple)Mac工程部门副总裁Doug Field担任汽车部门副总裁，负责新车款开发工作。2009年5月- 为迎合法务人员及安保人士的专业需求，Segway公司推出了全新的巡逻款。此款车有更好的安全性能并且可以更好的保障便捷性及符合警务人员的通勤及安全需求。2009年12月24日，Segway公司被一位杰出的英国企业家-Jimi, Heselden收购。公司继续为私人所有。2010年3月24日- 摄位车在中国上海世博会中向广大游客介绍项目名称EN-V项目。此项目衍生于P.U.M.A.原型。在此概念上，Segway与通用汽车合作，共同描绘了2030年的交通代步工具运用蓝图。EN-V的原型是一种概念型两人车，它以先进的动力、超强的连通性以及感知能力破解城市交通阻塞的难题，同时它也十分的环保并具有十足的趣味性！2011年3月-Segway公司衍生出新的商业模式并创造了“摄位车体验中心项目”。这个新项目提供丰富的摄位车巡游地并附属于Segway公司。作为一个被正式授权的摄位车巡游承办商，他们有权选择是否销售摄位车。2011年3月-“巡游美国”正式推出。此项巡游计划包括到访警署、展示摄位车巡游的特点并允许警署官员们在他们的工作范围内试驾摄位车。9个月的巡游共走过了36000英里，到访了分布于39个州的120个警察局，并获得了非常多有意义的媒体曝光。2011年12月-在摄位车初次亮相在《早安，美国》节目中的十年后，摄位车以“灵活移动”为主题庆祝了它的十周年。2012年1月-摄位车的全球代理商、经销商迅猛增长至250个。80个体验中心遍布全球，为客户提供优质的产品、服务以及摄位车巡游体验。国际网络中包括3个专业的售后服务中心，分别在美国、德国和新加坡。2012年6月-摄位车探索史密斯学会-世界上最大的博物馆及研究所综合设施。这是美国历史上唯一一个以个人代步工具联通国家广场和国家博物馆的案例。2013年2月28日-摄位车被SSI Segway公司收购。公司发表声明，计划可发产品组合并向全球范围内推广个人代步工具。2013年3月6日-Segway公司发表声明，公司将为公共安全市场研发三轮个人代步工具。新产品将大大推进摄位车的质量及价值。2013年3月13日-Segway公司任命Michael Casey为公司的首席工程师。他会管理日常的工程运作以及指导扩充摄位车的产品组合。2013年5月6日-Segway公司任命经验丰富的执行官Rod Keller作为公司总裁。他是一个有丰富销售及市场经验的总裁，将重整公司并领导公司的复苏之路。2013年10月-广州灵动为摄位车专门研发的脚控配件（Seg-Free）上市。可通过双腿控制脚控配件，灵活控制转向，让双手得以释放，具有里程碑式的意义。2015年4月-纳恩博在北京召开发布会，宣布全资收购赛格威公司。