Facts zum Thema Segway - Informationen zur Förderung des Technikinteresses in der Schulpraxis
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Institut Vorschulstufe und Primarstufe IVP NMS Bern
FS 2010
Technisches Gestalten „Technikwoche“
Fachdidaktische Arbeit
Facts zum Thema Segway
Informationen zur Förderung des
Technikinteresses in der Schulpraxis
Eingereicht von:
Rebeca Stutz
Studienrichtung OP
rebeca.stutz@stud.phbern.ch
Simone Wenger
Studienrichtung OP
simone.wenger@stud.phbern.ch
Eingereicht bei:
Thomas Stuber
Steffisburg, 9. Juli 2010
Technik-Facts zum Thema Segway
Einführung
„Segway: the leader in personal, green transportation!“
Mit dem oben stehenden Slogan wirbt die Firma Segway Inc. aus New Hampshire
(USA) auf ihrer Homepage für den Segway Personal Transporter (kurz: Segway
PT), den ersten selbstbalancierenden Elektromotorroller. Das zweirädrige
Fahrzeug wird mit zwei Lithium-Ionen-Akkumulatoren betrieben und kann eine
Person transportieren. „Segway“ leitet sich vom Wort „segue“ ab, welches als
„ein weicher Übergang von einem Stadium zu einem anderen“ definiert wird. Mit
dem Segway wird dem Fussgänger eine leistungsfähigere und schnellere
Fortbewegung ermöglicht, die ausserdem viel Fahrspass bietet.
Quellen und weiterführende Infos
- www.segway.com
- www.segway.ch
- www.segwaypoint.ch
- www.the-drive.ch
- www.fussverkehr.ch/positionspapiere/positionspapier-segway.pdf
- http://de.wikipedia.org/wiki/Segway_Personal_Transporter
Geschichte
Im Jahre 1999 gründete der Amerikaner Dean Kamen
ein Unternehmen mit der Vision, effiziente und
ökologische Transportmittel für die Fussgängerzone zu
entwickeln und somit die verstopften Strassen vom
Autoverkehr zu entlasten. Er erfand das Prinzip der
dynamischen Stabilisierung, welches er ursprünglich für
einen Elektrorollstuhl einsetzte. Mit Hilfe dieses Prinzips
konnte der Elektrorollstuhl Treppen herauf steigen und
den Benutzer auf Augenhöhe mit seinem Gegenüber
bringen. Kamen übertrug die Balancierautomatik auf
ein „Alltagsfahrzeug für jedermann“ und brachte 2001
den Segway Personal Transporter (PT), das erste selbstbalancierende
Elektrofahrzeug, auf den Markt. Am 3. Dezember 2001 fand die erste öffentliche
Demonstration des Segway in der Fernsehsendung „Good Morning America“
statt. Fünf Jahre später führte Segway Inc. die zweite Generation des Segway
ein. Die Modelle der ersten Generation (i167, p133, i170, i180, XT) besassen
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Technik-Facts zum Thema Segway
noch eine starre Lenkstange, bei welchen mit einem Drehgriff gelenkt wurde. Die
Modelle der zweiten Generation (i2 und x2) werden seit August 2006 mit einer
Lean-Steer-Lenkung, einem drahtlosen Info-Key und einer elektronischen
Wegfahrsperre produziert.
Der Segway i2 ist ein sehr vielseitiges Modell, da er
zahlreiche Einsatzbereiche aufweist: Indoor-Bereich,
asphaltierter Untergrund, Büroräumlichkeiten, Flughäfen,
Bahnhöfe oder Messehallen. Mit der einfachen
Handhabung und der grossen Reichweite von 35-39km
stellt er eine Kombination von Form, Funktion und Spass
dar. Der Segway i2 ist auf Schweizer Strassen als
Kleinmotorrad zugelassen. Die fahrende Person muss
mindestens 16 Jahre alt sein und den Fahrausweis der
Kategorie A1 besitzen.
Das Modell x2 ist die Offroad-Version des Segway. Er
bietet einen grösseren Einsatzbereich im Outdoor-Bereich
als der Segway i2. Dieses Modell eignet sich für
landwirtschaftliche Betriebe, Forst, Tourismus, Freizeit.
Die Reichweite ist im Offroad-Bereich mit 19km
eingeschränkter, jedoch bewältigt er mit seinen
geländegängigen Reifen, dem robusten Kotflügeldesign
und einer speziell entwickelten Software nahezu jedes
Gelände. Der Segway x2 ist wie das Modell i2 auf
Schweizer Strassen als Kleinmotorrad anerkannt.
Facts, Konstruktion und Bedeutung
- Gewicht: 60kg
- Preis: 11’000 CHF
- Max Geschwindigkeit: 20km/h
- Reichweite: 38km
- Lebensdauer Batterie: 1’000 h
- Preis neue Batterie: 1’800 CHF
- Helm ist nicht Pflicht, aber empfehlenswert
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Technik-Facts zum Thema Segway
Die Konstruktion des Segway ist eine Kombination aus Sensoren, einem
Kontrollsystem und einem Motorsystem.
In der Fußmatte ist ein
Gleichgewichtssensor einge-
baut, vergleichbar mit dem
Gleichgewichtsorgan im In-
nenohr. Das „Segway-Gehirn“
besteht aus fünf Gyroskopsensoren und zwei Beschleu-
nigungsmessern. Die verwendeten Mikroprozessoren
entsprechen etwa der dreifachen Rechenleistung eines
typischen PCs. Das Fahrzeug benötigt diese Rechenleistung,
weil es sehr exakte Korrekturen durchführen muss um das
Gyroskop
Gleichgewicht zu halten.
Angetrieben wird das innovative Gerät
durch einen Elektromotor. Pro Rad ist
eine Lithium-Ionen Batterie enthalten.
Funktionsweise und Einsatz
Der Schlüssel (Info-Key) zum Einschalten und
Abschliessen des Segway sieht aus wie eine Stoppuhr, ist
aber vergleichbar mit einem Autoschlüssel. Der Segway
wird durch den Lenker nach rechts oder links bewegt. Die
Beschleunigung und das Bremsen jedoch geschieht einzig
durch die Gewichtsverlagerung. Wird das Gewicht des
Fahrers nach vorne verlagert, beschleunigt der Segway,
wenn das Gewicht nach hinten verlagert wird, bremst der
Segway ab. Dank der Balancierautomatik behält das
Fahrzeug das Gleichgewicht von alleine, auch im
Stillstand.
Der Segway, ursprünglich gedacht als Entlastung des
Stadtverkehrs, wird in der Wirklichkeit je nach Land sehr
unterschiedlich eingesetzt.
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Technik-Facts zum Thema Segway
In England wird er von der Polizei als Patrouillenfahrzeug eingesetzt, in der
Schweiz vor allem im Tourismus, indem verschiedene
Städtetouren angeboten werden. Der Segway wird auch
als Golf Kart, im Funsport oder als Roboterplattform
verwendet.
Der Segway kann auch auf verschiedenen Untergründen
benutzt werden. Hügel, Gras, Schrägflächen oder Erde
stellen für ihn kein Hindernis dar. Er sollte auch
Vibrationen, wechselhaften Temperaturen und
Feuchtigkeit widerstehen können.
Bezug zur Umwelt
Segway Inc. hatte bei der Entwicklung des Segway immer die Vision vor Augen,
die vor allem in Amerika typischen Auto-Kurzstrecken zu minimieren und diese
Fahrten mit einem ökologischen Elektrofahrzeug zu ersetzen. Die Vorteile des
Segway gegenüber einem Auto sind deshalb auch einsichtig: weniger
Benzinverbrauch durch den umweltschonenden Elektromotor, einfachere
Parkmöglichkeiten und weniger Gewicht. Um das Prinzip des umweltfreundlichen
Fahrzeugs zu vertreten, wirbt Segway Inc. mit dem Spruch: „Keep it green. A
clean, green, eco-friendly machine“ Auf der Internetseite der Firma werden
ausserdem drei Möglichkeiten (siehe untenstehende Bilder) beschrieben, um das
ökologische Potential des Segway vollständig auszunützen: 1. Segway anstatt
Auto benützen und so Benzin sparen. 2. Am Programm für erneuerbare Energie
von Segway Inc. teilnehmen. 3. Bedienungsanleitung des Segway lesen und
grüner fahren.
1. 2. 3.
Bezug zur technischen Umwelt der Lernenden
Die Schüler und Schülerinnen begegnen in ihrer Lebenswelt schon sehr früh
verschiedenen Fahrzeugen. Diese unterscheiden sich in der Anzahl Räder, der
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Technik-Facts zum Thema Segway
Grösse, in den Personen, die transportiert werden können, dem Antrieb, der
Gebrauchsweise und in ihrem Einsatzbereich. Auch wenn die Lernenden der
Primarschule den Segway auf Grund ihres Alters nicht fahren dürfen, kann
trotzdem auf die ihnen vertrauten Fahrzeuge eingegangen und so ihr Interesse
für Technik und Mobilität geweckt werden. Die Konstruktion der Fahrzeuge
(Räder, Achsen, Antrieb, Gleichgewicht) bietet interessantes Material, um die
unten beschriebenen Fahrzeuge mit dem Segway zu vergleichen und
Unterschiede und Ähnlichkeiten herauszuarbeiten.
Das Trottinett ist ein Fahrzeug, welches sehr einfach zu
benutzen ist und sich daher für kleinere Kinder eignet. Es
ist zweirädrig und wird durch das Abstossen mit einem
Bein fortbewegt, erreicht also nicht hohe
Geschwindigkeiten.
Der Scooter wird wie das Trottinett von Muskelkraft
angetrieben. Er besitzt zwei kleine Räder und ein
bodennahes Trittbrett. Die einspurige Bauweise des
Scooters stellt eine ideale Vorübung dar, um später das
Radfahren zu erlernen. Der Scooter lässt sich leicht
zusammenlegen und transportieren.
Das Skateboard, auch Rollbrett genannt, besteht aus
einem Brett mit zwei Achsen und vier Rädern. Es wird
durch das Abstossen mit einem Bein angetrieben. Skaten
ist selten nur ein reines Fortbewegungsmittel, sondern
auch eine Sportart.
Durch eine Kombination von Scooter und Skateboard ist
das Kickboard entstanden. Es besitzt mindestens drei
Räder und weist statt des Lenkers einen Knauf auf. Das
Kickboard wird fälschlicherweise oft mit dem Scooter
verwechselt.
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Technik-Facts zum Thema Segway
Das Fahrrad ist ein zweirädriges, einspuriges
Fahrzeug, welches mit Muskelkraft durch das Treten
der beiden Pedale angetrieben wird. Das
Gleichgewicht wird durch die Kräfte der Räder und
die Gewichtsverlagerung und Lenkbewegung der
fahrenden Person gewährleistet.
Mögliche Forscherfragen für Schülerinnen und Schüler
- Fahrzeuge aus dem alltäglichen Gebrauch der Kinder
näher betrachten, anhand einer Posterwand auf die
Konstruktion näher eingehen und Vergleiche
herstellen
- Internetrecherche mit unterschiedlichen Schwer-
punkten über den Segway: Verschiedene Modelle,
Biographie Dean Kamen, Segway Touren in der
Elektromotor
Schweiz
- Elektromotor durch Experimente erkunden und
ausprobieren
- Einfacher Stromkreis verstehen und bauen
- Bau eines Leichtbaufahrzeugs mit Elektromotor-
antrieb und Propeller
Einfacher
- Stromkreis mit
Elektromotor und Propeller
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