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La technologie du Segway TP :
Une stabilisation dynamique

Inventé par Dean Kamen, le Transporteur Personnel Segway est le premier moyen de transport fondé sur le principe de l'équilibre dynamique.
Pour avancer ou reculer, il suffit de se pencher en avant ou en arrière. Le Segway TP s'occupe de maintenir l'équilibre du pilote !
En fait, le fonctionnement du Segway TP est calqué sur le corps humain :

Si vous vous penchez en avant, il est probable que vous ne tomberez pas. Votre oreille interne aura indiqué à votre cerveau que vous êtes entrain de perdre l'équilibre. Vos muscles auront alors reçu l'ordre de mettre un pied en avant pour rétablir les choses. Vous ne tombez pas, vous marchez, en mettant un pied devant l'autre !
Le Segway TP fonctionne de la même manière. Ses pieds sont des roues, son cerveau est un ensemble de micro processeurs et son oreille interne est constituée de gyroscopes et de capteurs très sophistiqués. Le Segway TP détecte votre inclinaison et donne aux roues le mouvement nécessaire pour que vous restiez en équilibre tout en vous déplaçant.

Le Segway TP est avant tout un ensemble de capteurs, de calculateurs et de moteurs.

 

 

Des gyroscopes est au cœur du système. Un gyroscope est une roue qui tourne dans un support fixe. Or, un objet en rotation s'oppose à tout mouvement de son axe. Si vous poussez sur l'axe d'une toupie, par exemple, elle opposera une force contraire qui annulera le mouvement.
En s'opposant à toute force extérieure, la roue d'un gyroscope maintient sa position dans l'espace (relativement au sol). Mais son support peut bouger librement. En mesurant la position de la roue par rapport au support, un capteur peut donner à la fois l'inclinaison d'un objet et la vitesse à laquelle il s'incline.

Le Segway TP n'utilise pas des gyroscopes conventionnels mais des capteurs au silicium qui mesurent l'effet Coriolis.
Les gyroscopes du Segway TP sont composés d'une minuscule plaque de silicium montée sur un support. Les particules de silicium sont agitées par un courant électrostatique qui traverse la plaque. Celle-ci émet alors une vibration. Lorsque la plaque tourne sur son axe (c'est-à-dire lorsque le Segway TP s'incline), la vibration change proportionnellement au degré de rotation. Le gyroscope mesure ce changement de vibration et transmet l'information aux calculateurs. Ceux-ci peuvent alors déterminer les mouvements du Segway TP sur son axe.
Le Segway TP a 5 gyroscopes bien que 3 lui suffisent pour détecter tous les mouvements. Les 2 gyroscopes supplémentaires sont là en cas de panne.
Les informations sont transmises à 2 ordinateurs dont la puissance est supérieure à celle d'un PC standard. Cette puissance est nécessaire pour accomplir très rapidement tous les calculs extrêmement précis nécessaires au maintien de l'équilibre. Si l'un des ordinateurs tombe en panne, l'autre prend immédiatement la relève pour arrêter le Segway TP en équilibre et en sécurité.
Les ordinateurs utilisent un logiciel très sophistiqué. Il traite toutes les informations des gyroscopes et ajuste la vitesse des moteurs en conséquence. Les moteurs (alimentés par 2 batteries NiMH) actionnent chaque roue indépendamment à des vitesses variables.
Quand le Segway TP s'incline en avant, les 2 roues tournent vers l'avant pour l'empêcher de tomber. Et inversement si le Segway TP s'incline en arrière. Quand l'utilisateur tourne la poignée de direction, les moteurs font tourner une roue plus vite que l'autre ou dans des directions opposées pour faire pivoter le Segway TP.

 

 

Traduit d'après HowStuffWorks Copyright 2002 HowStuffWorks, Inc. Author: Tom Harris.