Les gyropodes et segway : fonctionnement

À première vue, ce dispositif (appelé Segway Human Transporter ou Segway HT) ne semble pas tout à fait remarquable - il ressemble à un scooter mais plus sophistiqué et offre aussi un mode de déplacement innovant basé sur des technologies sophistiquées de contrôle-commande.Commercialisé par la société américaine du même nom,Segway qui sera achetée mi-avril 2015 par la société chinoise Ninebot.

Dean Kamen, l'inventeur du premier gyropode a affirmé lors d'une interview avec le magazine Time que sa machine "sera à la voiture ce que la voiture était au cheval." en bref une révolution.
Bien que le Segway n'ait pas encore atteint une grande réputation, il est très certainement une machine incroyable. Dans la suite de cet article, nous allons voir ce qui distingue le Segway ou gyropode des autres véhicules de transport unipersonnels, et nous verrons pourquoi son inventeur a pensé qu'il pourrait changer le monde.

Lorsque Dean Kamen a dévoilé le Segway sur la chaîne ABC "Good Morning America", il a décrit la machine comme "le premier moyen de transport auto-équilibrant au monde." Cependant,quand vous regardez la machine en mouvement, à vu d'oeil, vous n'avez aucune une idée de ce dont il parle.
Contrairement à une voiture, le Segway n'a que deux roues,mais il réussit à rester debout tout de même.Pour avancer ou reculer sur le Segway, le conducteur doit  se pencher légèrement vers l'avant ou vers l'arrière. Pour tourner à gauche ou à droite,il tourne le guidon en avant ou en arrière.
Cet équilibre est la chose la plus étonnante au sujet du Segway, et il est la clé de son fonctionnement.

Pour comprendre comment ce système fonctionne,imaginons que vous vous leviez et que vous vous penchiez vers l'avant, de sorte à être hors d'équilibre,vous ne tomberez pas tout simplement parce que votre cerveau sait que vous êtes hors d'équilibre et va déclencher un réflexe qui vous permettra de mettre votre jambe vers l'avant et arrêter ainsi la chute. Si vous restez penché vers l'avant, votre cerveau va continuer à mettre vos jambes en avant pour vous permettre de vous tenir debout.Donc au lieu de tomber,vous arriver à marcher normalement.
Le Segway fait à peu près la même chose, sauf qu'il a des roues à la place des jambes, un moteur au lieu des muscles, une collection de microprocesseurs à la place d'un cerveau et un ensemble de capteurs d'inclinaison sophistiqués à place du système d'équilibrage chez l'homme. Comme votre cerveau, le Segway sait quand vous êtes penché vers l'avant. Pour maintenir l'équilibre, il fait tourner les roues juste à la bonne vitesse, de sorte que vous alliez vers l'avant.

Composition d'un gyropode

Dans la section suivante, nous allons examiner les différentes pièces qui composent un gyropode.Basiquement,un gyropode est une combinaison de capteurs, d'un système de commande et d'un système motorisé.Le système de capteur primaire est un assemblage de gyroscopes.Un gyroscope est un capteur de position angulaire,il donne la position angulaire (selon un, deux ou les trois axes) de son référentiel par rapport à un référentiel inertiel (ou galiléen).

Les gyroscopes sont à la base du système. Ils mesurent en permanence la position et l’inclinaison de la plateforme par rapport au sol. Les cinq capteurs gyroscopiques qui composent le système de contrôle du véhicule se mettent en marche aussitôt que le conducteur pose le pied sur la plateforme et actionne un capteur. A partir de cet instant, ils mesurent et informent l’ordinateur central en permanence (plus de cent fois par seconde) sur les mouvements des gyroscopes.

En tant que automaticien,vous connaissez sans doute l'asservissement,il est donc utilisé pour transmettre les ordres de déplacement aux moteurs du gyropode.Il faut aussi noter que pour le Segway,le système de contrôle-commande essentiellement composé de systèmes électroniques à base de microcontroleurs est redondant ce qui signifie que l'on a deux systèmes de commande et que l'un peut prendre le relais ou remplacer l'autre en cas de panne ce qui permet d'assurer une plus grande sécurité.Pour la partie motorisation,les Segways sont le plus souvent dotés de servomoteurs brushless ou sans balais.Coté alimentation,des batteries Lithion rechargeables permettent de fournir l'appareil en électricité.