Kai Dean Kamen (SEGWAY išradėjas) pristatė Segway HT per radijo stoties ABC laidą „Labas rytas, Amerika“, jis apibūdino jį kaip „pirmąją pasaulyje asmeninę transporto priemonę, automatiškai išlaikančią pusiausvyrą“. Kai pamatai šią mašiną judančią, supranti, ką jis turėjo galvoje. Segway HT, skirtingai nei automobilis, turi tik du ratus; jis labiau panašus į rankinį vežimėlį, tačiau sugeba išlaikyti pusiausvyrą ir nenuvirsti.
Norėdamas su Segway HT važiuoti pirmyn ar atgal, važiuotojas turi tik palengva pasilenkti į priekį ar atsilošti atgal, norėdamas sukti į kairę ar į dešinę – pasukti vairo rankenėlę į kairę ar dešinę pusę.
Segway HT veikimo pagrindas – savaiminis pusiausvyros išlaikymas, ir tai yra pati nuostabiausia jo technologijos dalis. Norint suprasti kaip ši sistema veikia, reikėtų artimiau susipažinti su D.Kameno įrenginio prototipu – pačiu žmogaus kūnu.
Jeigu atsistojate ir pasilenkiate į priekį taip, kad vos išlaikote pusiausvyrą, Jūs greičiausiai nenugriūsite. Smegenys „žino“, kad tuoj prarasite pusiausvyrą (pasikeičia skystis vidinėje ausyje), todėl priverčia Jus pastatyti koją į priekį ir nepargriūti. Jeigu ir toliau lenksitės, smegenys ir vėl vers statyti kojas į priekį ir išlaikyti pusiausvyrą. Jūs negriūnate, o žingsnis po žingsnio einate pirmyn .
Segway HT daro beveik tą patį, tik jis vietoj kojų turi ratus, vietoj raumenų – variklį, vietoj smegenų – daugybę mikroprocesorių, o vietoj vidinės ausies pusiausvyros sistemos – sudėtingiausių posvyrio daviklių rinkinį. Segway HT, kaip ir smegenys, „žino“, kada lenkiatės į priekį. O tam, kad būtų išlaikyta pusiausvyra, jis pasuka ratus reikiamu greičiu ir Jūs judate pirmyn. Mes tai vadiname „dinaminiu stabilizavimu“, ir šį nepaprastą vyksmą, leidžiantį Segway HT išlaikyti pusiausvyrą tik ant dviejų ratų, užpatentavome.
Segway HT veikimo pagrindas – įvairių daviklių kombinacija, valdymo sistema ir variklis. Dabar mes aptarsime apie kiekvieną detalę atskirai.
Pirminė daviklių sistema – giroskopų rinkinys. Pagrindinis giroskopas – besisukantis krumpliaratis ir tvirtas rėmas aplink jį. Jis negali suktis prieš savo sukimosi ašį, nes naudojama jėga juda kartu su pačiu krumpliaračiu. Pavyzdžiui, jeigu paspaustumėte tam tikrą tašką ant besisukančio krumpliaračio paviršiaus, jis judėtų aplink į rato priekį tol, kol jaustų Jūsų jėgą. Kadangi jėgos taškas ir toliau suktųsi, naudoti jėgą jis nustotų priešinguose krumpliaračio galuose – taip jėga pati išsibalansuoja.
Dėl pasipriešinimo išorinėms jėgoms, giroskopo krumpliaratis išlaikytų savo vietą (paviršiaus atžvilgiu), net jeigu jį ir pakreiptumėte. Tačiau giroskopo rėmas gali lengvai pakeisti savo vietą. Konkretus daviklis, išmatuodamas giroskopo krumpliaračio padėtį rėmo atžvilgiu, gali įvertinti objekto posvyrį (kiek jis yra pakrypęs nuo vertikalios padėties), o taip pat ir posvyrio tempą (kaip greitai jis krypsta).
Įprastą giroskopą būtų nepatogu ir sudėtinga pritaikyti tokio tipo transporto priemonei, todėl Segway HT tą patį poveikį išgavo su kitokios rūšies mechanizmu. Segway HT naudojamas specialus kietas silikoninis kampinio greičio daviklis. Tokio tipo giroskopas objekto sukimąsi nustato naudodamasis Koriolio efektu.
Paprastai kalbant, Koriolio efektas – tai akivaizdus sukimasis objekto, kuris juda dėl kito besisukančio objekto. Pavyzdžiui, lėktuvas, skrendantis tiesiai, pasisuks todėl, kad sukasi po juo esanti Žemė.
Tipišką kietą silikoninį giroskopą sudaro mažytė silikoninė plokštelė, esanti ant atraminės gembės. Silikonines dalelytes judina elektrostatinė srovė, cirkuliuojanti aplink plokštelę. Dalelytės juda ypatinga kryptimi ir taip priverčia numanomu būdu vibruoti plokštelę. Tačiau kai plokštelė yra sukama aplink savo ašį (tai yra, kai taip sukasi Segway HT), dalelytės plokštelės atžvilgiu staiga pradeda judėti kitaip. Tai pakeičia vibraciją, o jos pokytis yra proporcingas sukimosi laipsniui. Giroskopo sistema išmatuoja vibracijos pokytį ir šią informaciją perduoda kompiuteriui. Tokiu būdu kompiuteris gali perprasti, kada Segway HT sukasi aplink savo ašį.
Segway HT turi penkis giroskopus, nors jam reikia tik trijų, kad jis galėtų nustatyti judesius pirmyn ir atgal, pasilenkimus į kairę ir dešinę. Kiti davikliai yra atsarginiai, kad transporto priemonė būtų patikimesnė. Visa informacija apie posvyrius, taip pat ir papildomų posvyrio daviklių informacija perduodama mašinos smegenims. Smegenys – tai du elektros grandinės valdiklio skirstikliai, kuriuos sudaro daugybė mikroprocesorių. Visų Segway HT mikroprocesorių galingumas yra maždaug tris su puse karto didesnis už įprasto asmeninio kompiuterio galingumą. Šiai transporto priemonei reikia tokio didelio „elektroninio proto“ todėl, kad ji turi labai tiksliai koreguoti kryptį ir neleisti mašinai pargriūti. Jeigu vienas skirstiklis sulūžtų, kitas priimtų sulūžusiojo funkcijas, o sistema praneštų apie gedimą ir leistų važiuotojui saugiai sustoti.
Mikroprocesorius sudaro pažangios technologijos programinė įranga, kuri valdo transporto priemonę. Ši programa kontroliuoja giroskopų daviklių perduodamą informaciją apie stabilumą ir, reaguodama į ją, pritaiko kelių elektros variklių greitį. Elektriniai varikliai, veikiantys dėl poros įkraunamų nikelio hidrido (NiMH ar Saphion Li-ion) akumuliatorių, kiekvieną ratą gali pasukti atskirai ir skirtingu greičiu.
Kai mašina palenkiama į priekį, varikliai suka abu ratus pirmyn, kad ji neapvirstų. Kai mašina atlenkiama atgal, ratai sukami atgal. Kai važiuotojas vairo rankenėlę pasuka į kairę ar dešinę pusę, varikliai vieną ratą suka greičiau negu kitą arba suka ratus į priešingas puses, ir taip mašina apsisuka aplink savo ašį.
Važiuodami Segway® HT patirsite tai, ko Jums dar neteko patirti, kadangi nieko panašaus į jį dar nėra buvę. Užlipę ant jo Jūs instinktyviai bandysite išlaikyti pusiausvyrą, kaip ir stovėdami ant bet kokios kitos dviratės transporto priemonės. Tačiau netrukus pastebėsite, kad Segway HT tai daro už Jus tarsi jis būtų Jūsų kūno dalis. Truputėlį pasilenkite į priekį ir pastebėsite, kad Segway HT pats Jūsų nestumia, o juda reaguodamas į Jūsų judesius ir paliepimus, ką jam daryti.
Prisimenate sapnus, kur Jūs jautėtės tarsi galėtumėt skraidyti? Tada Jūs jautėte laisvę, smagumą ir pasitikėjimą. Toks jausmas, kad žemė po Jumis juda, tačiau Jūs jos neliečiate. Jūs sklendžiate virš jos. Jūs jaučiate galią ir greitį, o taip pat ir visišką kontrolę. Ir visa tai išgyvenate labai natūraliai ir instinktyviai. Štai koks jausmas važiuojant su Segway HT.
Štai ką kiti žmonės, važiavę su Segway HT, apie jį sako:
Mano nuomone važiuoti su Segway HT yra labai smagu, jis saugus ir stabilus, ir tai iš tiesų įspūdingas skaitmeninės technologijos panaudojimas. Labai paprasta išmokti juo naudotis ir daugeliu atveju jis tiesiog nuostabus.
- Walt Mossberg , Wall Street žurnalas
Naudotis Segway HT taip intuityvu, kad užplūsta jausmas lyg kažkas šį daiktą pajungė į tavo centrinę nervų sistemą."
-Fortune žurnalas
Segway HT yra nepaprastai stabilus, nepriklausomai nuo to, jis juda ar stovi vietoje.”
- Dan Bricklin ,
VisiCalc, pirmosios elektroninės skaičiuoklės, bendraautorius