Als Dean Kamen den Segway Personal Transporter (PT) in der Sendung "Good Morning America" auf Network ABC vorstellte, beschrieb er das Gerät als "das weltweit erste selbstbalancierende Fortbewegungsmittel für Menschen". Betrachtet man das Gerät in Bewegung, versteht man, was er meinte.

Ein Segway hat nur zwei Räder, die nicht hintereinander wie beim Fahrrad, sondern nebeneinander angeordnet sind. Das Besondere: Der Segway ist in der Lage, eigenständig aufrecht zu stehen und sich selbst auszubalancieren.

Um mit dem Segway vorwärts oder rückwärts zu fahren, lehnt sich der Fahrer leicht nach vorne oder nach hinten. Diese einfache Gewichtsverlagerung reicht völlig aus, um den Segway in die gewünschte Richtung zu bewegen. Beschleunigung und Abbremsen geschehen nach dem gleichen Prinzip. Um nach links oder rechts zu lenken, verlagert der Fahrer sein Gewicht leicht nach links oder rechts, was über die LeanSteer-Lenkstange ausgeführt wird.

Wie funktioniert die dynamische Stabilisierung?

Die Fähigkeit, selbständig das Gleichgewicht zu halten, ist die faszinierendste Eigenschaft an einem Segway. Dies wird über ein intelligentes Netzwerk aus Sensoren, mechanischen Komponenten, einem Antriebssystem und Kontrollsystemen bewerkstelligt.
In dem Moment, in dem Sie auf das Gerät steigen, beginnen fünf Gyroskopsensoren und zwei Beschleunigungssensoren, 100x pro Sekunde das Gelände und Ihre Körperposition zu analysieren. In Sekundenbruchteilen wird die Soll-Ist-Abweichung berechnet und unter Berücksichtigung von Geschwindigkeit, Untergrund, Gefälle und der mittels LeanSteer-Lenkstange angegebenen Richtung die optimale Stabilisierung berechnet und entsprechend geregelt.

Segways verwenden einen speziellen Festkörper-Winkelsensor. Diese Art von Gyroskopsensor beurteilt die Rotation eines Objektes unter Berücksichtigung des Coriolis- Effektes* auf einer sehr kleinen Skala.

Ein Segway hat fünf Gyroskopsensoren, obwohl er eigentlich nur drei benötigen werden, um die Gewichtsverlagerung nach vorne und hinten ("pitch"), die Gewichtsverlagerung nach links und rechts ("roll") und das Lenken nach links oder rechts ("yaw") zu messen. Die zusätzlichen Sensoren dienen der Sicherheit, um das Produkt noch zuverlässiger zu machen. Die Informationen über die Gewichtsverlagerung des Fahrers und seine Steuerbewegungen werden zusammen mit den Informationen zusätzlicher Neigungswinkel-Sensoren zum "Gehirn" des Segway weitergeleitet.

Das Gehirn besteht aus zwei redundanten elektronischen Schaltplatinen, die jeweils mit Mikroprozessoren ausgestattet sind. Auch die Batterien und Motorwicklungen sind doppelt ausgeführt. Diese arbeiten parallel und teilen sich die zum Antrieb notwendige Arbeitslast. Sollte eine Schaltplatine während der Fahrt ausfallen (oder die zugehörige Batterie, Motorwicklungen oder Verkabelungen), übernimmt die zweite Hälfte alle Funktionen da alle Systeme redundant ausgelegt sind. Das System informiert den Fahrer von dem Fehler und kann kontrolliert deaktiviert werden.

Eine hochmoderne Software steuert das Fahrzeug, alle Informationen, die von den Gyroskop-Sensoren geliefert werden, werden sofort verarbeitet und dementsprechend beispielsweise die Geschwindigkeit der Elektromotoren angepaßt. Die Elektromotoren, die von zwei wieder aufladbaren Lithium-Ionen Batterien versorgt werden, können jedes Rad unabhängig in verschiedenen Geschwindigkeiten bewegen. Wenn das Fahrzeug nach vorne geneigt wird, bewegen die Motoren beide Räder vorwärts, um ein Umkippen zu verhindern. Wenn das Fahrzeug nach hinten geneigt wird, bewegen die Motoren beide Räder nach hinten. Wenn der Fahrer die LeanSteer Lenkstange betätigt, um nach links oder rechts zu wenden, bewegen die Motoren ein Rad schneller als das andere, oder bewegen die Räder in entgegengesetzte Richtungen, damit das Fahrzeug sich dreht. Während der Fahrt lenkt der Segway exakt den richtigen Kurvenradius, der notwendig ist, um unter Berücksichtigung der Fliehkräfte das Gleichgewicht zu halten.

*Coriosliskraft / Corioliseffekt:

Die Corioliskraft gehört zu den Schein- oder Trägheitskräften. Sie wirkt auf jeden Körper, dessen Bewegung in einem rotierenden Bezugssystem beschrieben wird. Benannt ist sie nach Gaspard Gustave de Coriolis, der sie 1835 erstmals mathematisch herleitete.
Die Richtung der Corioliskraft ist senkrecht sowohl zur Bewegungsrichtung des Körpers, als auch zur Rotationsachse des Bezugssystems. Ihr Betrag ist proportional zur Masse des bewegten Körpers, zur Rotationsfrequenz und zur Projektion des Geschwindigkeitsvektors auf die Ebene senkrecht zur Rotationsachse. Sind Bewegungsrichtung und Rotationsachse parallel, ist sie gleich Null.

Visualisierung auf Youtube unter www.youtube.com/watch?v=mcPs_OdQOYU