两轮车:人车合一的新体验 凌启渝 |
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两个轮子的车,能平稳行驶吗?当然可以,自行车就是最好的例子。那么两个轮子并排的车能行吗?回答就迟疑了,可能有人说那是杂技团,有人会想到神话中哪吒的风火轮。 现实生活中已经有了这样的车,它的名字叫Segway(有人译为赛格威)。说到底,它是一种电动的滑板车,两轮之间是60厘米见方的底盘,行进时离地面只有约20厘米,底盘上支着一根直立的操纵杆。Segway的“驾驶员”没有坐席,而是站在底盘上,够辛苦的;但也能享受“人车合一”的奇妙感受。前进或后退只靠身体重心的变化就能实现:身体前倾,车就前进;身体后仰,车就后退;人站直了,车停下,也并不倾倒。左转或右转时,则需要操纵手柄来完成。 它最大的特点,就是能自动保持平衡,工作原理则是基于“动态平衡”。我们来对比一下“人走路”的过程。当你站立着前倾身体的时候,就失去了平衡,大脑通过内耳流体的变化感知了,立即指挥你的一条腿向前迈步,保持平衡。你继续前倾,连续、轮流地迈动双腿保持身体正直,就是在“走路”了。 分析上面的过程,大致是“感知-指挥-执行”三部曲。而简单地说,Segway靠传感器来感知,靠微电脑发出正确的指令,靠电动机驱动轮子转动。 Segway采用特殊的电晶体硅传感器,这种陀螺仪巧妙地运用了科里奥利力(地球自转偏向力),能在非常小的位移中确定倾斜的参数,包括方向和倾斜的速度。Segway配备5组这样的陀螺仪传感器,3组用来检测前、后和左右的倾斜,另外2组只为提高安全性。 传感器采集的信息被传送到“大脑”——电子控制器电路板,这里的多重微处理器效率是PC的好几倍,运行着控制机器的复杂程序。它检测所有的稳定性信息,通过快速计算,对电动机的速度作相应调整,这种调整要极其精确,才能防止Segway倾倒。Segway的电路板是双份的,一块出毛病时,备份会承担所有的功能,让使用者从容不迫地停下来。 Segway的两个轮子由独立的电动机分别带动,可以独立调整到不同的速度。两轮都正转则车前进;都反转则车后退;当转弯时,一个轮子转慢些,甚至反转,Segway就拐弯了。Segway依靠电池驱动,速度最高为每小时19公里。采用锂离子电池时,一次充电可以行驶38公里。 制造商在基础型号上略加变型,分别侧重于环保、速度、航程、负重、耐用、可控制性等方面,设计了休闲、运动、载货、巡逻等用途的各种车型。他们希望警察能用它来巡视机场社区;工厂能用来送零件、成品;还想说服美国邮局能为邮递员配备人手一车。不过,对机构推广的进展并不迅速,安全性、价格(约5000美元)、自重(80磅)、电池容量等都是“软肋”。在个人使用领域,有人拿它当上下班的代步工具;有人则带着去打高尔夫球。 喜欢尝新的人士自然不会遗忘Segway。最著名的事件,莫过于布什总统兴致勃勃地驾驶,却突然遭急停而被摔下车。不过总统很欣赏这种新玩意,2005年他访问日本时,送了一部给当时的首相小泉,后者似乎很能驾御,还试着开去上班呢。 Segway的长途行驶能力还算“凑合”。2004年,美国人考尔德韦尔历时100天,驾乘Segway从西雅图到波士顿横跨美国本土,一路拍摄的电影《时速10英里游美国》在许多电影节多次荣获纪录片大奖。他在旅途中最大的麻烦就是每小时(也就是走10英里)就要换一次电池,而晚上则要对15个电池充电。这一次,他又踏上了新的横跨美国的旅途,从西雅图出发,8月27日到达达拉斯。他们每到一处,都要放映自己的得奖影片。还有一件特别的事,今年他们用的电池是8组,为了区分哪组是充足了电的,他们还给电池组都取了名字。 凌启渝 |