檸檬夸克

能自動糾錯的小玩意兒

如果你騎過自行車，那么你一定知道，騎自行車的第一要務(wù)是控制好左右平衡，否則就很容易摔跤?？墒侨绻闶球T在電動平衡車上，那么只要不去做一些高難度的動作，想要摔跤還真的很難。

之所以能做到這一點，是因為電動平衡車的研發(fā)建立在一種被稱為“動態(tài)穩(wěn)定”的基本原理之上。所謂動態(tài)穩(wěn)定，是指一個系統(tǒng)在運動過程中，如果發(fā)生了偏離運動狀態(tài)的微小變動，系統(tǒng)能夠自動進行糾錯，使運動狀態(tài)回到初始狀態(tài)。

你一定覺得能自動糾錯可真是一種“高大上”的本領(lǐng)，其實一個很不起眼、很多人都玩過的小玩意兒也有這份能耐，只是你從沒把它和科技聯(lián)系到一起，那就是陀螺。還記得嗎？陀螺在旋轉(zhuǎn)的過程中，如果輕輕地去碰觸它，并不會改變它的運動狀態(tài)，它總是很淡定。

利用陀螺的“淡定”，人們制造出了一種叫“陀螺儀”的東西。陀螺儀的旋轉(zhuǎn)方向與裝載陀螺儀的容器無關(guān)，使得人們可以利用陀螺儀來精確確定物體的方位，在航空、航天、航海中有廣泛的應(yīng)用。慣性制導(dǎo)導(dǎo)彈里的制導(dǎo)裝置，就是一個陀螺儀。

它有一顆淡定的“陀螺心”

電動平衡車的內(nèi)部也有一個精密的陀螺儀，這個陀螺儀可以判斷出車身所處的姿勢狀態(tài)，當(dāng)車身失去平衡的時候，陀螺儀會在第一時間發(fā)現(xiàn)，并把這一信息傳給車內(nèi)的微型計算機。微型計算機根據(jù)陀螺儀傳來的信息，向控制車輪的發(fā)動機發(fā)出指令，調(diào)節(jié)車身的平衡。

無論是獨輪的還是雙輪的電動平衡車，都是靠這個原理來調(diào)節(jié)平衡的。當(dāng)騎車人站在平衡車上時，車內(nèi)的陀螺儀會自動記住人和車的位置，并以人和車的總體重心的縱軸作為參考線。

當(dāng)人向前傾斜身體時，人和車的重心就到了參考線的前面，這時，平衡車的微型計算機就會指揮電動馬達產(chǎn)生向前的力量，一方面使人與車重新回到原有的平衡狀態(tài)，另一方面讓車輛加速前進。反之，如果人向后傾斜身體，平衡車就會減速。

更加智能的電動平衡車來啦

電動平衡車的能量來自于一個鋰電池組，是真正的零排放環(huán)保能源，單次充電可騎行20千米～30千米，最高時速可以達到15千米。有些電動平衡車采用了動力轉(zhuǎn)換技術(shù)，下坡行駛的時候，可以將下坡的速度降下來，用多余的能量給鋰電池組充電，使能量可以循環(huán)利用，真正節(jié)約了能源。

在騎行電動平衡車時，可以用身體來控制車輛的速度和方向，身體向前傾，車輛就會加速，向后傾，則會減速，向側(cè)面傾斜，則會讓車輛拐彎。有些型號的電動平衡車配備了操縱桿，車上的人可以通過操縱桿來控制車輛的行動。

2014年6月，電動平衡車的發(fā)明者美國索羅威爾公司發(fā)布了一種稱為可穿戴代步裝備的新產(chǎn)品。它不僅僅是一款交通工具，更被升級為一個移動終端。這款電動平衡車在行駛時，會不斷采集包括路況、里程、駕駛時間等信息，并通過內(nèi)置的藍牙芯片，將這些信息發(fā)送到手表、手機等顯示設(shè)備上。這能夠讓駕駛者隨時掌握車輛的工作狀態(tài)，保證車輛的安全駕駛。

電動平衡車由于其節(jié)能、環(huán)保、站立駕駛、操作簡單等一系列優(yōu)勢，在國內(nèi)外已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。家用版的獨輪車也已經(jīng)逐漸走進我們的生活，也許在不久的將來，會有更多的電動平衡車成為我們的代步工具。

（選自《科學(xué)大眾》）