2012年11月21日09:58 來源:人民網(wǎng)-財(cái)經(jīng)頻道
2012年5月,本田公司公開了電動(dòng)獨(dú)輪車“UNI-CUB”。為了推動(dòng)實(shí)用化,目前正在位于東京臺(tái)場的日本科學(xué)未來館中進(jìn)行實(shí)證實(shí)驗(yàn)。設(shè)想用作機(jī)場及購物中心等大型設(shè)施中的移動(dòng)工具。
“機(jī)場、購物中心及水族館等室內(nèi)設(shè)施正在向大型化發(fā)展,人們在其中的逗留時(shí)間及移動(dòng)時(shí)間增多,因此需要備有以前沒有的‘個(gè)人交通工具’!甎NI-CUB’就是一款可滿足既安全又能高效率移動(dòng)這種需求的全新交通工具”,本田技研研究所二輪R&D中心策劃室主任研究員末田健一這樣介紹說。
僅需傾斜身體即可控制轉(zhuǎn)向
UNI-CUB是本田技研開發(fā)的電動(dòng)獨(dú)輪車。僅需將上半身稍稍向希望去的方向傾斜,即可隨意向前后、左右及斜向等所有方向移動(dòng)。并且,與以往的獨(dú)輪車和自行車不同,停下時(shí)不會(huì)傾倒,能夠穩(wěn)穩(wěn)立于原地,此外還能夠以車輪與地面的接觸點(diǎn)為中心,進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)。即使沒有經(jīng)過練習(xí),在騎上車的瞬間就能立刻憑直覺操縱車輛,這也是其特點(diǎn)之一。
“UNI-CUB(UNI-CUB)”!癠NI”源自Unicycle,Unique,Universal 。其設(shè)計(jì)乍看就像一只企鵝。
只是通過改變上半身的重心來操控車輛,因此可簡單地配合旁邊行人的步調(diào),也不存在像汽車和摩托車那樣突然加速的危險(xiǎn)。即使在機(jī)場和購物中心等人流量較大的室內(nèi)設(shè)施中,也不會(huì)給周圍行人帶來壓力和恐懼感,可安心共享空間。
并且在使用方法方面,還可事先在UNI-CUB中輸入?yún)⒂^路線及速度,使參觀者能夠順利按照預(yù)定時(shí)間參觀博物館和展會(huì)等,而不會(huì)出現(xiàn)迷路的情況。
末田說:“說到通過移動(dòng)重心行駛的個(gè)人交通工具,Segway比較有名。不過,UNI-CUB的最大特點(diǎn)在于可自由使用雙手,車輪完全收納于騎車人兩腳內(nèi)側(cè),這也是我們在開發(fā)時(shí)最注重的地方!
這一想法的基礎(chǔ)是本田長年以來一直堅(jiān)持的“Man-Maximum?Mecha-Minimum(乘員空間最大化,機(jī)器空間最小化)”思想。
本田技研研究所二輪R&D中心策劃室主任研究員末田健一
UNI-CUB的最高時(shí)速為6公里,充滿電的續(xù)航距離為6公里,但通過改變電池容量,可改變性能指標(biāo)。另外,如果將使用環(huán)境設(shè)定為適用無障礙空間,只要符合《無障礙法》標(biāo)準(zhǔn)的斜坡及臺(tái)階,就可毫不費(fèi)力地通過。騎行者的體重設(shè)想為30~100公斤。
上市時(shí)間目前尚未確定。已從6月16日起,在東京臺(tái)場日本科學(xué)未來館投入使用,進(jìn)行實(shí)證實(shí)驗(yàn)。遺憾的是,目前只有日本科學(xué)未來館的解說員才能使用。根據(jù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,或許參觀者不久就能利用這一交通工具。
末田說:“我們本來打算通過實(shí)證實(shí)驗(yàn),首先使人們了解到‘竟然有這樣的交通工具’。不過,實(shí)證實(shí)驗(yàn)開始之后,由于該車太易于融入周圍空間,因此也有許多參觀者并未意識(shí)到獨(dú)輪車的存在,這倒是令人高興的失算!
這樣看來,UNI-CUB似乎已經(jīng)達(dá)到了自然而然地融入人流量較大的空間這一理念要求。今后,為了使人們對(duì)之產(chǎn)生“自己也想騎”、“使用這種交通工具或許會(huì)比較方便”的想法,本田技研計(jì)劃通過實(shí)證實(shí)驗(yàn)找出需要解決的問題,反復(fù)進(jìn)行進(jìn)行改良。
以較少部件實(shí)現(xiàn)安全可靠的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
UNI-CUB有兩個(gè)技術(shù)關(guān)鍵。即可進(jìn)行全方位移動(dòng)的車輪機(jī)構(gòu)“Honda Omni Traction Drive System(HOT驅(qū)動(dòng)系統(tǒng))”,和在類人機(jī)器人“阿西莫”研發(fā)過程中積累的平衡控制技術(shù)。
HOT驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是在大車輪的圓周上配置一排小車輪的車輪機(jī)構(gòu)。UNI-CUB的車輪配備有30多個(gè)小型車輪。
可通過轉(zhuǎn)動(dòng)大車輪進(jìn)行前后移動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)多個(gè)小車輪進(jìn)行左右移動(dòng),并可通過組合使用大車輪及小車輪進(jìn)行斜向移動(dòng)。
順便一提,此次UNI-CUB除了“主輪”外,還在主輪后部設(shè)置有“旋轉(zhuǎn)車輪”。正如其名稱一樣,該車輪可使主輪以1點(diǎn)為中心進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)。
“Honda Omni Traction Drive System(HOT驅(qū)動(dòng)系統(tǒng))”
實(shí)際上,在大車輪的圓周上配置一排小車輪的車輪機(jī)構(gòu)被稱為“全方位輪”或者“全方位驅(qū)動(dòng)車輪”,這并沒有什么新奇之處。而HOT驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的獨(dú)特之處在于,不僅僅是大車輪,就連小車輪的移動(dòng)都是通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行精密控制。這樣能夠使騎行者更順利、更準(zhǔn)確地駕車駛往自己想去的方向。
而且,對(duì)小車輪“統(tǒng)一”進(jìn)行控制,而不是一個(gè)一個(gè)單獨(dú)進(jìn)行控制,這一點(diǎn)也頗具本田特色。
對(duì)于末田等研發(fā)人員來說,一個(gè)一個(gè)單獨(dú)進(jìn)行控制在技術(shù)方面并不困難。不過這樣一來,便需要大量部件以及大電流電路,與末田等力爭實(shí)現(xiàn)的低價(jià)位小型產(chǎn)品相距甚遠(yuǎn)。但如果不能完全控制小車輪,便無法實(shí)現(xiàn)精密的驅(qū)動(dòng)。
末田說:“如何用較少的部件實(shí)現(xiàn)安全、可靠地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的機(jī)構(gòu),在這方面我們花費(fèi)精力最多,也充分利用了本公司長年以來積累的相關(guān)技術(shù)!
另一方面,平衡控制技術(shù)指的是保持重心平衡、防止摔倒的技術(shù)。
該技術(shù)是通過傳感器檢測UNI-CUB騎行者上半身移動(dòng)所產(chǎn)生的重心傾斜,迅速判斷騎行者想向哪個(gè)方向、以多快的速度移動(dòng)。然后迅速將車輪向該方向移動(dòng),以保持重心平衡。不僅是向上半身傾斜的方向移動(dòng),而且上半身傾斜程度越大,車輪轉(zhuǎn)速就越快,騎行速度也加快。
應(yīng)該有許多人在小時(shí)候當(dāng)值日生時(shí),做過將掃帚一頭放在手掌上,盡力使其保持平衡而不歪倒的游戲。UNI-CUB配備的平衡控制技術(shù)原理正是與之相同,是通過計(jì)算機(jī)控制得以實(shí)現(xiàn)的。
平衡控制技術(shù)
本田于2011年發(fā)布的UNI-CUB的原型為不能如意地移動(dòng)重心的人配備了像游戲機(jī)一樣的操縱桿。不過,此次采用了智能手機(jī)來替代操縱桿。用手指操作觸摸面板畫面上顯示的操縱桿,便可指示移動(dòng)方向。
順便一提,筆者也進(jìn)行了試騎,UNI-CUB的動(dòng)作非常流暢,完全沒有操縱交通工具的感覺。反而有一種宛如身體一部分的奇妙感覺。這的確是一種前所未有的交通工具。
配備阿西莫等的平衡控制技術(shù)
本田技術(shù)研究所的個(gè)人交通工具研發(fā)歷史可以回溯到1989年。最初是在公司內(nèi)部舉行的新一代交通工具創(chuàng)意大賽上,展示了作為Segway前身的摩托車,以及利用旋轉(zhuǎn)的大球移動(dòng)的獨(dú)球車。這些交通工具都是利用了平衡控制技術(shù)。
之后,隨著研究設(shè)施等的增擴(kuò),在設(shè)施之間進(jìn)行移動(dòng)越來越麻煩。特別是負(fù)責(zé)將文件等送往各部門的工作人員,每天必須在設(shè)施內(nèi)來回走動(dòng)多達(dá)7到8公里,非常辛苦。
因此,本田技研以1989年發(fā)布的獨(dú)球車為原型,在1994年開發(fā)出了小型獨(dú)輪車。不過需要像Segway一樣雙手握住車把,雖然移動(dòng)起來較為輕松,但不能自由使用雙手。因此作為下一個(gè)目標(biāo),決定開發(fā)“無需用手”的技術(shù)。
不過之后開發(fā)進(jìn)展得并不順利。負(fù)責(zé)獨(dú)輪車研發(fā)的研究人員開始致力于阿西莫等類人機(jī)器人的研發(fā),獨(dú)輪車研發(fā)被暫時(shí)縮小了規(guī)模。不過,通過研發(fā)類人機(jī)器人,平衡控制技術(shù)得到了大幅提高。因此,研究人員想,通過再次在獨(dú)輪車中采用該平衡控制技術(shù),就能夠?qū)崿F(xiàn)無需用手的個(gè)人交通工具了吧。
于是,15年之后,于2009年開發(fā)出了前一款產(chǎn)品“U3-X”。
U3-X最注重小型化及設(shè)計(jì)性。因此,雖然人騎上去也能僅靠一個(gè)車輪很好地保持平衡,但驅(qū)動(dòng)力較低,路面稍有凹凸不平之處就會(huì)停住,無法繼續(xù)前行。并且,由于沒有配備旋轉(zhuǎn)車輪,因此也無法像UNI-CUB一樣在原地旋轉(zhuǎn)。
無需用手的電動(dòng)獨(dú)輪車“U3-X”(右)與UNI-CUB
而UNI-CUB是對(duì)U3-X進(jìn)行了改良,實(shí)現(xiàn)了較好的路況應(yīng)對(duì)能力。
由于UNI-CUB比較注重實(shí)用性,因此末田等研發(fā)人員從車輪形狀、尺寸到材質(zhì),進(jìn)行了全面改進(jìn)。
末田說:“我們試制了約100多種的機(jī)構(gòu),反復(fù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。尤其是發(fā)現(xiàn)了將重點(diǎn)放在盡可能降低成本上,通過優(yōu)化組合利用現(xiàn)有技術(shù),可產(chǎn)生新的效果。雖然不能進(jìn)行詳細(xì)介紹,但對(duì)于技術(shù)人員來說,這個(gè)發(fā)現(xiàn)是UNI-CUB開發(fā)過程中最大的收獲,非常有意義!
本田技研今后將力爭盡早實(shí)現(xiàn)UNI-CUB的商品化,并考慮通過將HOT驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及平衡控制技術(shù)等應(yīng)用于其他領(lǐng)域,推動(dòng)新產(chǎn)品開發(fā)。
末田最后說道: “從自行車、摩托車、汽車、鐵路到電梯,我們?nèi)祟惒粩嗤七M(jìn)交通工具的發(fā)展,構(gòu)筑了豐富的社會(huì)及城市。不過,有些場所仍需要采用像UNI-CUB這樣的交通工具。這種需求也將隨著時(shí)代的變化而變化。今后我們將繼續(xù)開發(fā)受人們歡迎的交通工具,使更多人的生活質(zhì)量得到提高,形成更豐富的社會(huì)。”(日經(jīng)能源環(huán)境網(wǎng) 供稿)