AT519987B1

AT519987B1 - DEVICE FOR CARRYING OUT A HIPPED MOVEMENT

Info

Publication number: AT519987B1
Application number: ATA50783/2017A
Authority: AT
Inventors: Dipl Ing Eugen Svoboda Meng
Original assignee: Dipl Ing Eugen Svoboda Meng
Priority date: 2017-09-18
Filing date: 2017-09-18
Publication date: 2018-12-15
Also published as: WO2019051517A1; AT519987A4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) mit einem Grundkörper (4) und zumindest zwei Fahrwerkselementen (2), wobei jedes Fahrwerkselement (2) zumindest ein Bein (3) mit zumindest einem Rad (5) am vom Grundkörper (4) entfernten Ende aufweist, wobei durch die Vorrichtung (1) eine Hüpfbewegung ausführbar ist und dazu die Fahrwerkselemente (2) um je eine Schwenkachse (A) verschwenkbar sind. Aufgabe der Erfindung ist es eine Vorrichtung anzugeben, die weniger zum Kippen neigt und leichter selbstständig wieder in ihre Verwendungslage bringbar ist. Das wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Schwenkachsen (A) nahe des Schwerpunktes (S) des Grundkörpers (4) liegen.The invention relates to a device (1) having a base body (4) and at least two suspension elements (2), wherein each suspension element (2) has at least one leg (3) with at least one wheel (5) at the end remote from the base body (4) , wherein by the device (1) a jumping movement is executable and to the chassis elements (2) about a respective pivot axis (A) are pivotable. The object of the invention is to provide a device which is less prone to tipping and easier to bring back independently in their use position. This is inventively achieved in that the pivot axes (A) near the center of gravity (S) of the base body (4) lie.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem Grundkörper und zumindest zwei Fahrwerkselementen, wobei jedes Fahrwerkselement zumindest ein Bein mit zumindest einem Rad am vom Grundkörper entfernten Ende aufweist, wobei durch die Vorrichtung eine Hüpfbewe-gung ausführbar ist und dazu die Fahrwerkselemente um je zumindest eine Schwenkachse verschwenkbar sind.The invention relates to a device having a base body and at least two suspension elements, wherein each suspension element has at least one leg with at least one wheel at the end remote from the main body, wherein by the device a Hüpfbewe-supply is executable and to the chassis elements to each at least one pivot axis are pivotable.

[0002] Solche Vorrichtungen kommen einerseits zum Einsatz bei unebenem Terrain, da hüpfend Unebenheiten und Hindernisse besser überwunden werden können.Such devices come on the one hand for use on uneven terrain, as hopping bumps and obstacles can be better overcome.

[0003] Andererseits kann durch das Hüpfen durch verhältnismäßig kleine Vorrichtungen ein höherer Beobachtungspunkt erreicht werden, wodurch Aufnahmen für Forschungszwecke beispielsweise beim Einsatz auf dem Mond einen besseren Überblick bieten. Auch zu Unterhaltungszwecken können diese Vorrichtungen zum Einsatz kommen.On the other hand, by hopping through relatively small devices, a higher observation point can be achieved, whereby recordings for research purposes, for example when used on the moon provide a better overview. Also for entertainment purposes, these devices can be used.

[0004] Diese Art von Vorrichtung ist beispielsweise aus der CN 102490911 A bekannt.This type of device is known for example from CN 102490911 A.

[0005] Dabei ist eine Maschine gezeigt, deren Beine mit Hilfe eines Schrittmotors bewegt werden. Die Maschine kann sich rollend fortbewegen, wobei die Räder mit Radnabenmotoren angetrieben werden und sie kann sich hüpfend fortbewegen.In this case, a machine is shown, whose legs are moved by means of a stepper motor. The machine is capable of rolling, with the wheels being driven by wheel hub motors, and it can bounce around.

[0006] Zum Hüpfen werden die Beine gefaltet und entfaltet. Nachteilig an dieser Ausführung ist, dass diese Maschine bei einer ungünstigen Landung leicht umkippt und nicht mehr aus eigener Kraft in ihre Verwendungslage zurückkommen kann.To jump the legs are folded and unfolded. A disadvantage of this design is that this machine easily overturned in an unfavorable landing and can not come back from their own power in their use position.

[0007] In der CN 101088835 A ist eine gehende Vorrichtung gezeigt, die spinnenartige Beine mit mehreren kompliziert aufgebauten Gelenken aufweist. Nachteilig an dieser Vorrichtung ist, dass diese vielen Gelenke durch den Staub der Umgebung leicht verschmutzen und in ihrer Bewegung beeinträchtigt werden. Weiters ist eine Hüpfbewegung nicht einfach möglich.In CN 101088835 A a walking device is shown having spider-like legs with several complex joints. A disadvantage of this device is that these joints are easily polluted by the dust of the environment and are impaired in their movement. Furthermore, a hopping movement is not easy.

[0008] Aus der CN 102009706 A ist ein Sprungmechanismus für eine Anwendung auf der Erde bekannt, bei dem über einen Motor Beine entgegen der Kraft einer Feder um eine vom Grundkörper beabstandete Achse verschwenkt werden. Durch das schlagartige Entspannen der Feder kann eine horizontale Hüpfbewegung realisiert werden, eine horizontale und vertikale Bewegung ist dabei nicht möglich. Durch die zwischen den Beinen angeordnete Feder ist diese Vorrichtung nicht für den Einsatz in unebenem Terrain geeignet, da der Sprungmechanismus mit dieser Geometrie nicht gerichtet und exakt regelbar ist. Das ist bei unterschiedlichen Bodenbeschaffenheiten relevant, um exakt gerichtet hüpfen zu können. Weiters kann diese Vorrichtung leicht kippen und sie ist ebenfalls nicht fähig wieder selbstständig in ihre Verwendungslage zu gelangen.From CN 102009706 A, a jump mechanism for an application on the ground is known in which are pivoted about a motor legs against the force of a spring about an axis spaced from the main body axis. By the sudden relaxation of the spring, a horizontal hopping movement can be realized, a horizontal and vertical movement is not possible. By arranged between the legs spring, this device is not suitable for use on uneven terrain, since the jump mechanism with this geometry is not directed and precisely controlled. This is relevant for different ground conditions in order to hop exactly aligned. Furthermore, this device can tilt easily and it is also unable to get back into their own use situation.

[0009] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Vorrichtung anzugeben, die ihre Verwendungslage schwerer verlässt und leicht wieder selbstständig in diese gelangt.The object of the present invention is to provide a device that leaves its use situation harder and easily re-enters this independently.

[0010] Diese Aufgabe wird durch eine eingangs erwähnte Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Schwenkachsen nahe dem Schwerpunkt des Grundkörpers liegen. Durch die günstige Lage der Schwenkachsen ist ein höherer Bewegungsumfang während des Sprungs möglich, daher können die Beine, ähnlich deren einer Katze so verschwenkt werden, dass ein ungünstiger Aufprall verhindert werden kann. Ein Umkippen oder Umfallen nach dem Aufprall kann somit weitgehend durch Bewegung im Sprung verhindert werden. Weiters ist die Neigung zum Kippen mit einer geringen Anzahl an Beinen reduziert und es werden weniger Gelenke benötigt, um den vollen Bewegungsumfang zu erreichen. Dies ist vorteilhaft, da eine höhere Anzahl an Gelenken die Vorrichtung sensitiver gegenüber Staub insbesondere Mondstaub macht.This object is achieved by an initially mentioned device according to the invention in that the pivot axes are close to the center of gravity of the body. Due to the favorable position of the pivot axes a higher range of motion during the jump is possible, therefore, the legs, similar to a cat can be pivoted so that an unfavorable impact can be prevented. Tipping over or falling over after the impact can thus be largely prevented by movement in the jump. Furthermore, the tendency to tilt with a small number of legs is reduced and fewer joints are needed to reach the full range of motion. This is advantageous because a higher number of joints makes the device more sensitive to dust, especially moon dust.

[0011] Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist für die non-terrestrische Anwendung vorgesehen, wie beispielsweise auf dem Mond.The device according to the invention is intended for non-terrestrial application, such as on the moon.

[0012] Um die Neigung der Vorrichtung zu kippen weiter zu reduzieren, ist es günstig, wenn dieIn order to reduce the inclination of the device further reduce, it is advantageous if the

Schwenkachsen in einem Normalabstand zum Schwerpunkt angeordnet sind, der kleiner ist als vier Fünftel der Wurzel von dem Verhältnis aus dem Massenträgheitsmoment des Grundkörpers um eine Achse durch den Schwerpunkt parallel zur Schwenkachse des Grundkörpers zur Masse und vorzugsweise kleiner ist als die Hälfte der Wurzel dieses Verhältnisses und besonders vorzugsweise kleiner ist als ein Viertel der Wurzel dieses Verhältnisses.Pivot axes are arranged at a normal distance to the center of gravity, which is less than four-fifths of the root of the ratio of the mass moment of inertia of the body about an axis through the center of gravity parallel to the pivot axis of the body to the mass and preferably smaller than half of the root of this ratio and most preferably less than one quarter of the root of this ratio.

[0013] Um die Bewegungsfreiheit der Beine zu gewährleisten, ist es günstig, wenn die Beine seitlich an dem Grundkörper angeordnet sind.In order to ensure the freedom of movement of the legs, it is advantageous if the legs are arranged laterally on the base body.

[0014] Eine besonders einfache Ausführungsvariante ergibt sich, wenn die Schwenkachsen parallel sind. Diese Schwenkachsen können in einer horizontalen oder vertikalen Ebene oder in einer allgemein orientierten Ebene liegen.A particularly simple embodiment is obtained when the pivot axes are parallel. These pivot axes may lie in a horizontal or vertical plane or in a generally oriented plane.

[0015] Um ein Aufstellen nach dem Umkippen zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn ein maximaler Schwenkwinkel der Fahrwerkselemente größer als 180° ist und vorzugsweise größer als 270° ist.To allow setting up after tipping, it is advantageous if a maximum pivot angle of the suspension elements is greater than 180 ° and preferably greater than 270 °.

[0016] Wenn die Schwenkachsen koaxial sind, lässt sich eine noch höhere Beweglichkeit erzielen. Dadurch ist auch ein Schwenkwinkel über 360° möglich.If the pivot axes are coaxial, an even higher mobility can be achieved. As a result, a swivel angle over 360 ° is possible.

[0017] Als Schutz des Grundkörpers vor einem Aufprall und um eine stabile Lage nach einem Aufprall in falscher Lage zu verhindern, sieht eine besondere Ausführung vor, dass der Grundkörper einen Käfig aufweist, der im Wesentlichen sphärisch ist. Darunter versteht sich auch ein zylindrischer, bombierter Käfig. Dieser Käfig kann in den Grundkörper integriert sein oder über den Grundkörper "übergestülpt" sein.As a protection of the body from impact and to prevent a stable position after an impact in the wrong position, a particular embodiment provides that the body has a cage which is substantially spherical. This includes a cylindrical, cambered cage. This cage can be integrated into the main body or "slipped over" over the main body.

[0018] Es ist von Vorteil, wenn ein Fahrwerkselement zwei miteinander verbundene Beine aufweist und vorzugsweise beide Fahrwerkselemente zwei miteinander verbundene Beine aufweisen. Dadurch können Antriebe für die Räder oder für die Beine eingespart werden.It is advantageous if a suspension element has two legs connected to each other and preferably both suspension elements have two legs connected to each other. As a result, drives for the wheels or for the legs can be saved.

[0019] Der gleiche Vorteil entsteht, wenn eine Verbindungsstange entlang der gemeinsamen Radachsen vorgesehen ist. Weiters ist dadurch die Auflagefläche beim Einsinken in weichem Untergrund erhöht.The same advantage arises when a connecting rod is provided along the common axles. Furthermore, this increases the contact surface when sinking in soft ground.

[0020] Um auf jeden Untergrund besser reagieren zu können und die Manövrierfähigkeit der Vorrichtung weiter zu verbessern, ist es günstig, wenn jedes Rad separat ansteuerbar ist.In order to be able to respond better to any surface and to further improve the maneuverability of the device, it is advantageous if each wheel can be controlled separately.

[0021] Das kann einfach, ohne einer Vielzahl von mechanischen Bauteilen, die verschmutzen könnten, so realisiert werden, wenn jedes Rad einen Radnabenmotor aufweist. In einer günstigen Ausführung weist jedes Rad ein Übersetzungsgetriebe auf.This can be easily realized without a variety of mechanical components that could contaminate, when each wheel has a wheel hub motor. In a favorable embodiment, each wheel has a transmission gear.

[0022] Eine besondere Ausführung sieht vor, dass jedes Rad an einer vom Bein abgewandten Seitenfläche einen Sporn aufweist. Dadurch wird bei Kontakt des Untergrunds mit dem Sporn bei schräger Lage am Ende des Hüpfvorgangs ein Moment parallel zum Untergrund in die Vorrichtung eingeleitet, das zum Aufstellen dient. Weiters ist das günstig, um eine stabile Lage der Vorrichtung auf den Seitenflächen des Rades zu verhindern. Dadurch kippt die Vorrichtung weiter und kommt in einer günstigeren Position zum Aufrichten zu liegen.A particular embodiment provides that each wheel on a side facing away from the leg side surface has a spur. As a result, upon contact of the ground with the spur at an oblique position at the end of the hopping process, a moment parallel to the ground is introduced into the device, which serves for setting up. Furthermore, this is favorable to prevent a stable position of the device on the side surfaces of the wheel. As a result, the device tilts further and comes to rest in a more favorable position for erecting.

[0023] Eine besonders einfache und günstige Vorrichtung entsteht, wenn sie vier Beine aufweist, die jeweils paarweise eine gemeinsame Schwenkachse aufweisen.A particularly simple and cheap device is created if it has four legs, each having in pairs a common pivot axis.

[0024] In weiterer Folge wird die Erfindung anhand der nicht einschränkenden Figuren erläutert. Es zeigen: [0025] Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Seitenansicht; [0026] Fig. 2 die Vorrichtung in einem schematischen Schnitt entlang der Linie II-II gemäß Fig. 1; [0027] Fig. 3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer zweiten Ausführung in einem schematischen Schnitt analog zu Fig. 2; [0028] Fig. 4 die Vorrichtung in einer Ansicht von vorne; [0029] Fig. 5 die Vorrichtung in einem schematischen Schnitt entlang der Linie V-V gemäß Fig. 1; [0030] Fig. 6 schematisch den Bewegungsumfang der Beine der Ausführung in Fig. 1; [0031] Fig. 7 eine weitere Ausführung in einer Ansicht analog zu Fig. 6; [0032] Fig. 8 eine dritte Ausführung in einer Ansicht analog zu Fig. 6; [0033] Fig. 9a - 9e einen Hüpfvorgang; [0034] Fig. 10a - 10f einen Aufrichtvorgang; [0035] Fig. 11a - 11c einen alternativen Aufrichtvorgang; [0036] Fig. 12a eine erste Ausführung eines Beins; [0037] Fig. 12b eine zweite Ausführung eines Beins; und [0038] Fig. 12c eine dritte Ausführung eines Beins.Subsequently, the invention will be explained with reference to the non-limiting figures. In the drawings: Fig. 1 shows a device according to the invention in a side view; FIG. 2 shows the device in a schematic section along the line II-II according to FIG. 1; FIG. 3 shows a device according to the invention in a second embodiment in a schematic section analogous to FIG. 2; FIG. 4 shows the device in a front view; FIG. FIG. 5 shows the device in a schematic section along the line V-V according to FIG. 1; FIG. Fig. 6 shows schematically the range of movement of the legs of the embodiment in Fig. 1; FIG. 7 shows a further embodiment in a view analogous to FIG. 6; FIG. Fig. 8 shows a third embodiment in a view analogous to Fig. 6; 9a-9e a hopping process; 10a-10f a Aufrichtvorgang; 11a-11c show an alternative erection process; Fig. 12a shows a first embodiment of a leg; FIG. 12b shows a second embodiment of a leg; FIG. and Fig. 12c shows a third embodiment of a leg.

[0039] In Fig. 1 und Fig. 2 ist eine Vorrichtung 1 gezeigt, die zwei Fahrwerkselemente 2 aufweist. Jedes der Fahrwerkselemente 2 hat zwei Beine 3. Die Beine 3 sind seitlich an einem Grundkörper 4 entlang einer Schenkachse A1 und A2 um einen maximalen Schwenkwinkel α verschwenkbar angeordnet. An den Beinen 3 ist an einem vom Grundkörper 4 abgewandten Ende ein Rad 5 vorgesehen.In Fig. 1 and Fig. 2, a device 1 is shown, which has two suspension elements 2. Each of the chassis elements 2 has two legs 3. The legs 3 are arranged laterally on a base body 4 along a pivot axis A1 and A2 pivotable about a maximum pivot angle α. On the legs 3, a wheel 5 is provided on a side facing away from the base 4 end.

[0040] An einer vom Bein 3 abgewandten Seitenfläche F ist ein Sporn 6 angeordnet. Dabei ist der Sporn 6 so geformt, dass von der Seitenfläche F Stangen in gebogener oder in gerader Form zu einem von der Seitenfläche F beabstandeten Punkt führt, der auf der Radachse R liegt. In weiteren, nicht gezeigten Ausführungen liegt dieser Punkt nicht auf der Radachse R, sondern außermittig.At a side facing away from the leg 3 side surface F a spur 6 is arranged. In this case, the spur 6 is formed so that from the side surface F rods in curved or straight form leads to a point spaced from the side surface F point, which lies on the wheel axle R. In further, not shown, this point is not on the wheel axis R, but off-center.

[0041] Die Fahrwerkselemente 2 weisen in der gezeigten Ausführung jeweils zumindest einen Schrittmotor 7 auf, der im Grundkörper 4 verortet ist. In anderen Ausführungen können die Achsen verbunden sein und weniger Schrittmotoren 7 benötigt werden. Weiters kann ein Übersetzungsgetriebe vorgesehen sein.In the embodiment shown, the chassis elements 2 each have at least one stepping motor 7, which is located in the base body 4. In other embodiments, the axles may be connected and fewer stepper motors 7 may be needed. Furthermore, a transmission gear can be provided.

[0042] Der Grundkörper 4 ist in der gezeigten Ausführung ein kubischer Körper, der beispielsweise aus Titan ist, der durch einen teilweise sphärischen Käfig 8 vor Beschädigung geschützt wird. In Fig. 1 ist der Käfig 8 um den Grundkörper 4 als bombierter Aluminiumgitterzylinder ausgeführt, der anstelle der Deckflächen Halbkugelgitter aufweist.The main body 4 is in the embodiment shown, a cubic body, which is for example made of titanium, which is protected by a partially spherical cage 8 from damage. In Fig. 1, the cage 8 is designed around the main body 4 as a cambered aluminum lattice cylinder, which has hemispherical lattice instead of the top surfaces.

[0043] Zwei Beine 3 eines Fahrwerkselementes 2 sind entlang ihrer Radachse R über eine Verbindungsstange 9 miteinander verbunden und die Räder 5 weisen jeweils zum Bein 3 hin einen Radnabenmotor auf. Es kann in einer alternativen Ausführung ein Motor in dem Bein oder im Grundkörper vorgesehen sein.Two legs 3 of a chassis element 2 are connected to each other along their wheel axle R via a connecting rod 9 and the wheels 5 each have to the leg 3 toward a wheel hub motor. It may be provided in an alternative embodiment, a motor in the leg or in the main body.

[0044] Die gezeigte Ausführung weist dabei bei einem Fahrwerkselement 2 entlang der ersten Schwenkachse A1 einen Schrittmotor 7 auf und bei dem Fahrwerkselementen 2 entlang der zweiten Schwenkachse A2 zwei Schrittmotoren 7 auf, die jedes Bein 3 separat Verschwenken könnten.The embodiment shown here has a stepper motor 7 in a chassis element 2 along the first pivot axis A1 and two stepper motors 7 on the chassis elements 2 along the second pivot axis A2, which could pivot each leg 3 separately.

[0045] Weiters ist es in einer besonderen Ausführung vorgesehen, zur Unterstützung der Beinbewegung in den Endlagen Federn F1 und F2 zwischen den Fahrwerkselementen 2 vorzusehen.Furthermore, it is provided in a particular embodiment, to provide support for the leg movement in the end positions springs F1 and F2 between the chassis elements 2.

[0046] In Fig. 3 ist eine Ausführung gezeigt, bei der je Fahrwerkselement 2 ein Schrittmotor 7 vorgesehen ist. Ein Schnitt dazu ist in Fig. 5 gezeigt. In einer Ausführung in Fig. 4 ist zwischen Bein 3 und Achse ein Scharnier mit einer Feder F3 vorgesehen.In Fig. 3, an embodiment is shown in which per chassis element 2, a stepping motor 7 is provided. A section to it is shown in Fig. 5. In an embodiment in Fig. 4, a hinge with a spring F3 is provided between leg 3 and axis.

[0047] Fig. 6 stellt den Bewegungsumfang mit Kreisen 10 dar. Die Beine sind mit 3 in ihrer Anfangslage bezeichnet, mit 3' in einer angehobenen Lage und mit 3'' in einer weiter angehobenen Lage.Fig. 6 illustrates the range of motion with circles 10. The legs are designated 3 in their initial position, 3 'in a raised position and 3' 'in a further raised position.

[0048] Die Schwenkachsen A1 und A2 können, wie in Fig. 7 gezeigt ist, auch koaxial sein. Sie können ebenfalls vertikal nebeneinander angeordnet sein, wie in Fig. 8 dargestellt ist.The pivot axes A1 and A2, as shown in Fig. 7, may also be coaxial. They can also be arranged vertically next to each other, as shown in Fig. 8.

[0049] Die Schwenkachsen A weisen zum Schwerpunkt S des Grundkörpers 4 einen Normalabstand n auf. Dieser Normalabstand n beträgt in einem Ausführungsbeispiel bei einem sphärischen Grundkörper 4 mit einem Radius r bei der Annahme einer ungefähr gleich verteilten Masse über den gesamten Grundkörper 4 etwa ein Fünftel vom Radius r. Das ist geringer, als ein Viertel der Wurzel aus dem Verhältnis von Massenträgheitsmoment J zur Masse m des Grundkörpers 4. Dabei wird das Massenträgheitsmoment J um eine Achse durch den Schwerpunkt S parallel zur Schwenkachse A berücksichtigt. Das Massenträgheitsmoment J berechnet sich dabei zu 2/5*mr2. Das Verhältnis J/m ergibt sich damit zu 2/5*r2. Die Wurzel daraus ergibt ungefähr 0,63*r. 0,16*r entspricht ungefähr einem Viertel davon.The pivot axes A have the center of gravity S of the main body 4 at a normal distance n. This normal distance n in one exemplary embodiment is approximately one fifth of the radius r for a spherical basic body 4 with a radius r assuming an approximately uniformly distributed mass over the entire basic body 4. This is less than a quarter of the root of the ratio of mass moment of inertia J to the mass m of the body 4. Here, the moment of inertia J is taken into account about an axis through the center of gravity S parallel to the pivot axis A. The moment of inertia J is calculated as 2/5 * mr2. The ratio J / m is thus 2/5 * r2. The root of it gives about 0.63 * r. 0.16 * r equals about a quarter of it.

[0050] Die Vorrichtung 1 kann ca. 15 km/h oder bis zu 20 km/h erreichen und weist eine eigene Energieerzeugung auf: Solarpaneele für den Notfall und Lithium-Ionenakkumulatoren für mehrere Stunden regulären Betrieb. Es können in alternativen Ausführungen Brennstoffzellen, andere Akkumulatoren oder mechanische Speicher zur Versorgung mit Energie und/oder zur Speicherung von Energie vorgesehen sein.The device 1 can reach about 15 km / h or up to 20 km / h and has its own power generation: solar panels for emergencies and lithium-ion batteries for several hours of regular operation. In alternative embodiments, fuel cells, other accumulators or mechanical stores for supplying energy and / or for storing energy may be provided.

[0051] Durch Vibrationen des Fahrwerks wird ein "Verstauben" der vertikalen und schrägen Flächen verhindert. Von Zeit zu Zeit ist zur Reinigung der Flächen ein kleiner Hüpfer vorgesehen und der Staub wird abgeschüttelt. Eine elektrostatische Aufladung oder Entladung der Flächen zur Vermeidung des Ansetzens von Staub kann ebenfalls vorgesehen werden.By vibrations of the chassis "dusting" of the vertical and inclined surfaces is prevented. From time to time a small hop is provided for cleaning the surfaces and the dust is shaken off. Electrostatic charging or discharging of the surfaces to prevent the attachment of dust may also be provided.

[0052] Die Vorrichtung 1 hüpft durch das Spreizen der Fahrwerkselemente 2 mit den Schrittmotoren 7. Durch schlagartiges Zusammenklappen der Fahrwerkselemente 2 wird die Vorrichtung 1 vom Boden wegbewegt. Dieser Vorgang wird anhand der Figuren 9a bis 9e beschrieben. In Fig. 9a werden die Beine 3 der Vorrichtung 1 um die Schwenkachsen A verschwenkt und voneinander wegbewegt. Durch schlagartiges Zusammenfahren der Beine 3 mit einer Winkelgeschwindigkeit ω durch die Schrittmotoren 7 in Fig. 9b hebt die Vorrichtung 1 in Fig. 9c ab. Um genau definiert Hüpfen zu können muss vor dem Hüpfen eine Ausgangsgeschwindigkeit v0 erreicht werden und ein idealer Abhüpfwinkel beträgt 45°. Bei unbekanntem Untergrund oder um den Hüpfvorgang besser planen zu können kann ein kleiner Hüpfer zur Kalibrierung der Vorrichtung vor Einleitung des Hüpfvorgangs vorgesehen werden.The device 1 hops by spreading the chassis elements 2 with the stepper motors 7. By sudden collapse of the chassis elements 2, the device 1 is moved away from the ground. This process will be described with reference to FIGS. 9a to 9e. In Fig. 9a, the legs 3 of the device 1 are pivoted about the pivot axes A and moved away from each other. By abruptly moving the legs 3 together with an angular velocity ω through the stepping motors 7 in FIG. 9b, the device 1 lifts off in FIG. 9c. In order to be able to jump exactly defined, an initial speed v0 must be reached before jumping and an ideal skimming angle is 45 °. In the case of an unknown ground or in order to be able to better plan the hopping process, a small hopper can be provided for calibrating the device before the hopping process is initiated.

[0053] Bei schiefer Landung leitet der Sporn 6 ein Moment M zum Aufstellen in die Vorrichtung 1 ein. Es ist ein an die jeweilige Situation angepasstes Zusammenklappen vorgesehen, um die Hüpfweite, sowie die Höhe und den Hüpfwinkel zu steuern. Wenn notwendig ist auch ein aktives oder passives Nachhüpfen möglich, um den gewünschten Punkt zu erreichen und/oder um Energie abzubauen.In case of a slanted landing, the spur 6 introduces a moment M for placement in the device 1. A folding adapted to the respective situation is provided in order to control the hopping width, as well as the height and the hopping angle. If necessary, an active or passive hopping is possible to reach the desired point and / or to reduce energy.

[0054] In einer günstigen Ausführung der Vorrichtung 1 sind die Fahrwerkselemente 2, also Beine 3 und/oder Räder 5 flexibel und es ist günstig, wenn der Käfig 8 flexibel ist.In a favorable embodiment of the device 1, the chassis elements 2, so legs 3 and / or wheels 5 are flexible and it is advantageous if the cage 8 is flexible.

[0055] Es ist in nicht gezeigten Ausführungen vorgesehen, dass die Fahrwerkselemente unterschiedliche Längen aufweisen.It is provided in not shown embodiments, that the suspension elements have different lengths.

[0056] In den Fig. 10a bis 10f und 11a bis 11c sind Varianten zum erneuten Aufstellen der Vorrichtung 1 gezeigt, nachdem diese gekippt ist. Dabei werden bei "umgekehrter" Lage auf dem Grundkörper 4 (oder Käfig 8) die Fahrwerkselemente 2 entlang der Pfeile 11 und 12 ver-schwenkt, bis die Räder 5 unter oder neben dem Grundkörper am Untergrund aufstehen (10a und 10b). Dann wird durch Verschwenken eines Fahrwerkselements 2 entlang des Pfeils 13 ein Überrollen erreicht (Fig. 10c bis Fig. 10e), bis die aufrechte Position (Fig. 10f) wieder erreicht ist.In Figs. 10a to 10f and 11a to 11c variants for re-installation of the device 1 are shown after it is tilted. In this case, the chassis elements 2 are pivoted along the arrows 11 and 12 in the "reverse" position on the base body 4 (or cage 8) until the wheels 5 rise below or next to the base body on the ground (FIGS. 10a and 10b). Then, by pivoting a chassis element 2 along the arrow 13, a roll over is achieved (FIGS. 10c to 10e) until the upright position (FIG. 10f) is reached again.

[0057] Bei seitlicher Lage (Fig. 11a) werden die Fahrwerkselemente 2 wiederum unter oder neben den Grundkörper 4 verschwenkt. Je nach Endlage (verkehrt oder richtig) wird nun ein Umdrehen wie in den Figuren 10 beschrieben eingeleitet oder nicht.In the lateral position (FIG. 11 a), the chassis elements 2 are in turn pivoted below or next to the main body 4. Depending on the end position (wrong or correct), turning over is now initiated or not as described in FIGS.

[0058] In Fig. 12a ist eine Ausführung eines Beins 3 gezeigt mit einem Rad 5 an deren Seitenfläche F ein Sporn 6 angeordnet ist. Die Ausführung in Fig. 12b weist im Unterschied dazu ein zweites Rad 5 mit Sporn 6 an der Seitenfläche F auf. In Fig. 12c ist eine alternative Ausführung dargestellt, bei der am Bein 3 ein Rad 5 vorgesehen ist, das aus einer Art Käfig besteht, das ähnlich den Spornen 6 ausgeführt ist.In Fig. 12a, an embodiment of a leg 3 is shown with a wheel 5 on the side surface F, a spur 6 is arranged. In contrast, the embodiment in FIG. 12b has a second wheel 5 with spur 6 on the side surface F. In Fig. 12c, an alternative embodiment is shown in which the leg 3, a wheel 5 is provided, which consists of a kind of cage, which is similar to the spurs 6 executed.

Claims

claims

1. Device (1) with a base body (4) and at least two suspension elements (2), wherein each suspension element (2) has at least one leg (3) with at least one wheel (5) at the end remote from the base body (4), wherein by the device (1) a hopping movement is executable and to the suspension elements (2) are each pivotable about a pivot axis (A), characterized in that the pivot axes (A) near the center of gravity (S) of the base body (4) ,

2. Device (1) according to claim 1, characterized in that the pivot axes (A) are arranged at a normal distance (s) to the center of gravity (S) which is smaller than four-fifths of the root of the ratio of the mass moment of inertia (J) of the base body (4) about an axis through the center of gravity (S) parallel to the pivot axis (A) of the base body (4) to the mass (m) and preferably is less than half the root of this ratio, and more preferably smaller than a quarter of Root of this relationship.

3. Device (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the legs (3) are arranged laterally on the base body (4).

4. Device (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pivot axes (A) are parallel.

5. Device (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that a maximum pivot angle (α) of the chassis elements (2) is greater than 180 ° and preferably greater than 270 °.

6. Device (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the pivot axes (A) are coaxial.

7. Device (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the base body (4) has a cage (8) which is substantially spherical.

8. Device (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that a chassis element (2) has two interconnected legs (3) and preferably both suspension elements (2) has two interconnected legs (3).

9. Device (1) according to claim 8, characterized in that a connecting rod (9) along the common wheel axis (R) is provided.

10. Device (1) according to one of claims 1 to 9, characterized in that each wheel (5) is controlled separately.

11. Device (1) according to one of claims 1 to 10, characterized in that each wheel (5) has a wheel hub motor - and preferably a transmission gear - has.

12. Device (1) according to one of claims 1 to 11, characterized in that each wheel (5) on a side remote from the leg (3) side surface (F) has a spur (6).

13. Device (1) according to one of claims 1 to 12, characterized in that it comprises four legs (3), each pairwise having a common pivot axis (A).