DE102013113643A1 - Vehicle for locomotion of a driver with a ball rolling on a ground and in any direction - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug (1) für die Fortbewegung eines Fahrers (2) mit einem auf einem Boden (8) abrollenden Element, mit einem sich auf dem abrollenden Element labil abstützenden Tragelement (3), auf dem der Fahrer (2) im Betrieb des Fahrzeuges (1) balancierend steht, mit einer sich an dem Tragelement (3) abstützenden Antriebsanordnung (5), die das abrollende Element antreibt und mit einer Steuerung (16), über die die Antriebsanordnung (5) in Abhängigkeit von der Neigung des Tragelements (3) und der Neigungsrichtung des Tragelements (3) in einer gewünschten Fahrtrichtung gesteuert ist.
Um ein besonders einfaches Fahrzeug zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass das auf dem Boden (8) abrollende Element eine Kugel (4) ist und über die Antriebsanordnung (5) das Fahrzeug in beliebige Fahrrichtungen bewegbar ist.
The invention relates to a vehicle (1) for locomotion of a driver (2) with an element rolling on a floor (8), with a supporting element (3) which is unstably supported on the rolling element and on which the driver (2) operates the vehicle (1) is balanced, with a on the support member (3) supporting drive assembly (5) which drives the rolling element and with a controller (16) via which the drive assembly (5) in dependence on the inclination of the support element (3) and the inclining direction of the support member (3) is controlled in a desired direction of travel.
To create a particularly simple vehicle, it is proposed that the element rolling on the floor (8) is a ball (4) and the vehicle can be moved in any direction of travel via the drive arrangement (5).

Figure DE102013113643A1_0001
Figure DE102013113643A1_0001

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug für die Fortbewegung eines Fahrers mit einem auf einem Boden abrollenden Element, mit einem sich auf dem abrollenden Element labil abstützenden Tragelement, auf dem der Fahrer im Betrieb des Fahrzeuges balancierend steht, mit einer sich an dem Tragelement abstützenden Antriebsanordnung, die das abrollende Element antreibt und mit einer Steuerung, über die die Antriebsanordnung in Abhängigkeit von der Neigung des Tragelements und der Neigungsrichtung des Tragelements in einer gewünschten Fahrtrichtung gesteuert ist.The invention relates to a vehicle for locomotion of a driver with a rolling on a ground element, with a labile to the rolling element supporting element on which the driver is balancing during operation of the vehicle, with a supported on the support member drive assembly, the the rolling element drives and with a control over which the drive assembly is controlled in response to the inclination of the support member and the inclination direction of the support member in a desired direction of travel.

Aus der europäischen Patentschrift EP 1 181 187 B1 ist bereits ein Transporter für eine Person bekannt, der als mobile Arbeitsplattform, Freizeitfahrzeug, Golfwagen oder Lieferfahrzeug verwendet werden kann. Im Wesentlichen besteht dieser Transporter aus einer Plattform, auf dem der Fahrer steht, und einem lenkerartigen Griff, der zentral auf der Plattform angeordnet ist. An dem Griff können Bedienelemente für den Transporter angeordnet sein. Die Plattform ist über ein oder mehrere Räder auf einem Boden verfahrbar und in Bezug auf das beziehungsweise die Räder labil gelagert. Die Räder sind hierbei zwischen, unter oder neben den Beinen des Fahrers angeordnet. Ein Antrieb der Räder erfolgt über Elektromotoren, die in Zusammenarbeit mit einer Steuerung einerseits die Plattform in Bezug auf die Räder ausbalancieren und andererseits ein Kippen der Plattform durch den Fahrer in Befehle für einen Antrieb der Räder in die entsprechende Kipprichtung umsetzt. Ein Umfang der Kippbewegung kann auch als Maß einer Beschleunigung ausgewertet werden. In einer Ausführungsform kommt anstatt einem oder mehreren Rädern eine Kugel zum Einsatz, die dann Fahrbewegungen in x- und y-Richtung ermöglicht. Eine weitere Ausführungsform mit einem einzelnen Rad verzichtet auf den lenkerartigen Griff. From the European patent EP 1 181 187 B1 There is already known a transporter for a person that can be used as a mobile work platform, recreational vehicle, golf cart or delivery vehicle. In essence, this van consists of a platform on which the driver stands, and a handle-like handle, which is centrally located on the platform. On the handle controls for the van can be arranged. The platform can be moved on one floor via one or more wheels and stored unstably in relation to the wheel (s). The wheels are hereby arranged between, under or next to the legs of the driver. A drive of the wheels via electric motors, which in cooperation with a controller on the one hand to balance the platform with respect to the wheels and on the other hand implements a tilting of the platform by the driver in commands for driving the wheels in the corresponding direction of tilt. A scope of the tilting movement can also be evaluated as a measure of acceleration. In one embodiment, instead of one or more wheels, a ball is used, which then allows travel movements in the x and y directions. Another embodiment with a single wheel dispenses with the handlebar-like handle.

Des Weiteren beschreibt die niederländische Offenlegungsschrift NL 103 36 76 einen Kugelroller für die Fortbewegung eines stehenden Fahrers. Auch dieser Kugelroller besteht im Wesentlichen aus einer Kugel in Radfunktion, einer Plattform für den Fahrer und einem lenkerartigen Griff. Ein Antrieb der Kugel erfolgt über sechs angetriebene Allseitenräder.Furthermore, the Dutch laid-open specification describes NL 103 36 76 a ball scooter for the movement of a standing driver. This ball roller also consists essentially of a ball in wheel function, a platform for the driver and a handlebar-like handle. The ball is driven by six driven universal wheels.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein besonders einfaches Fahrzeug für die Fortbewegung eines Fahrers mit einem auf einem Boden abrollenden Element zu schaffen.On this basis, the present invention is based on the object to provide a particularly simple vehicle for the movement of a driver with a rolling on a ground element.

Diese Aufgabe wird durch ein Fahrzeug für die Fortbewegung eines Fahrers mit einem auf einem Boden abrollenden Element mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 14 angegeben.This object is achieved by a vehicle for the movement of a driver with a rolling on a ground element with the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in claims 2 to 14.

Erfindungsgemäß wird ein besonders einfaches Fahrzeug für die Fortbewegung eines Fahrers mit einem auf einem Boden abrollenden Element, mit einem sich auf dem abrollenden Element labil abstützenden Tragelement, auf dem der Fahrer im Betrieb des Fahrzeuges balancierend steht, mit einer sich an dem Tragelement abstützenden Antriebsanordnung, die das abrollende Element antreibt und mit einer Steuerung, über die die Antriebsanordnung in Abhängigkeit von der Neigung des Tragelements und der Neigungsrichtung des Tragelements in einer gewünschten Fahrtrichtung gesteuert ist, dadurch geschaffen, dass das auf dem Boden abrollende Element eine Kugel ist und über die Antriebsanordnung das Fahrzeug in beliebige Fahrrichtungen bewegbar ist. Das Fahrzeug zeichnet sich insbesondere durch eine einfache Konstruktion aus. Außerdem kann es einfach durch Gewichtsverlagerung des balancierenden Fahrers, der dadurch den Grad der Neigung des Tragelements und der Neigungsrichtung ausgehend von einer ausbalancierten vorzugsweise horizontalen Ausrichtung des Tragelements ändert, gesteuert werden. Solange der Fahrer durch die Gewichtsverlagerung eine Neigung hervorruft, bewegt sich das Fahrzeug in diese Richtung. Der Grad der Neigung wird als Maß für eine Beschleunigung beziehungsweise einer Geschwindigkeit wie mit einem Gaspedal vergleichbar verwendet. Die ausbalancierte Ausrichtung des Tragelements kann auch abweichend von der horizontalen Lage gekippt eingestellt werden. Außerdem hat die Verwendung der Kugel den Vorteil, dass Fahrzeug auf dem Boden in alle beliebigen Richtungen bewegt werden kann in Kombination mit einem Ausbalancieren des Gesamtsystems (Mensch-Fahrzeug). Dieses Fahrzeug eignet sich insbesondere als Sportgerät, Freizeitgerät oder Fungerät.According to the invention, a particularly simple vehicle for locomotion of a driver with an element rolling on a ground, with a support element which is unstably supported on the rolling element and on which the driver balances during operation of the vehicle, is provided with a drive arrangement supported on the support element, which drives the rolling element and with a control over which the drive arrangement is controlled in dependence on the inclination of the support member and the inclination direction of the support member in a desired direction of travel, created by the fact that the rolling element on the ground is a ball and the drive assembly the vehicle is movable in any direction of travel. The vehicle is characterized in particular by a simple construction. In addition, it can be controlled simply by shifting the weight of the balancing rider, thereby changing the degree of inclination of the support member and the inclination direction from a balanced, preferably horizontal, orientation of the support member. As long as the driver causes an inclination by shifting the weight, the vehicle will move in that direction. The degree of inclination is used as a measure of an acceleration or a speed comparable to an accelerator pedal. The balanced alignment of the support element can also be adjusted tilted from the horizontal position tilted. In addition, the use of the ball has the advantage that vehicle can be moved on the ground in any direction in combination with a balancing of the overall system (human-vehicle). This vehicle is particularly suitable as a sports device, recreational device or Fungerät.

Besonders vorteilhaft ist vorgesehen, dass das Fahrzeug in Bezug auf den Fahrer haltegrifflos ist. Der Fahrer kann somit auf dem Tragelement des Fahrzeugs frei balancieren. In diesem Zusammenhang ist ein Haltegriff dahingehend zu verstehen, dass ein auf dem Tragelement balancierender Fahrer sich hieran während der Fahrt abstützen könnte. Ein Tragegriff an dem Tragelement zum Transprot des Fahrzeuges wäre somit kein Haltegriff. It is particularly advantageously provided that the vehicle is handle-less with respect to the driver. The driver can thus freely balance on the support element of the vehicle. In this context, a handle is to be understood that a balancing on the support member driver could support it while driving. A carrying handle on the support element to the transprot of the vehicle would thus not a handle.

Vorteilhafter Weise ist in dem Tragelement eine Öffnung angeordnet und das Tragelement als ringförmige Scheibe ausgebildet ist. Durch die ringförmige Ausgestaltung des Tragelements wird das Auf- und Absteigen auf das Fahrzeug erleichtert, da in jeder Kipprichtung der Abstand zum Boden gleich ist.Advantageously, an opening is arranged in the support element and the support element is designed as an annular disc. Due to the annular design of the support element, the ascent and descent is facilitated on the vehicle, since in each direction of tilting the distance to the ground is the same.

Eine labile Aufhängung des Tragelementes an der Kugel wird besonders einfach dadurch erreicht, dass die Kugel in die Öffnung des Tragelements hinein ragt.A labile suspension of the support element on the ball is particularly simple achieved that the ball protrudes into the opening of the support element.

Eine in Bezug auf die Schwierigkeit mittlere Balancierbarkeit der Fahrzeugs wird dadurch erreicht, dass die ringförmige Scheibe des Tragelements in Höhe eines horizontalen Äquators der Kugel angeordnet ist.A vehicle with respect to the difficulty medium balance is achieved in that the annular disc of the support member is disposed at the level of a horizontal equator of the ball.

Außerdem ist vorgesehen, dass auf dem Tragelement Aufstandsflächen für den Fahrer angeordnet sind und die Aufstandsflächen in Bezug auf die Kugel gegenüber liegend angeordnet sind. Hierdurch wird eine gute Balancierbarkeit des Fahrzeugs erreicht. It is also provided that are arranged on the support element contact surfaces for the driver and the contact surfaces are arranged with respect to the ball opposite. As a result, a good balance of the vehicle is achieved.

Konstruktiv besonders vorteilhaft ist, dass die Antriebsanordnung an dem Tragelement befestigt ist und die Antriebsanordnung mindestens zwei Allseitenräder mit einer Drehachse zur Übertragung der Antriebskräfte auf die Kugel aufweist. Hierbei ist die Drehachse parallel zu dem Tragelement ausgerichtet.Structurally particularly advantageous is that the drive assembly is fixed to the support member and the drive assembly has at least two Allseitenräder with a rotation axis for transmitting the driving forces on the ball. Here, the axis of rotation is aligned parallel to the support element.

Die Antriebskräfte können besonders gut in die Kugel eingeleitet werden, wenn drei Allseitenräder auf dem Tragelement angeordnet sind und gleichmäßig um die Kugel herum verteilt sind.The driving forces can be particularly well introduced into the ball when three Allseitenräder are arranged on the support element and are evenly distributed around the ball.

Eine Stabilisierung des Tragelements zu der Kugel und eine Drehmöglichkeit des Tragelements zu der Kugel wird dadurch erreicht, dass die Antriebsanordnung ein viertes Allseitenrad mit einer Drehachse aufweist, dessen Drehachse parallel zur Hochachse der Kugel bei horizontal ausgerichtetem Tragelement ist und das vierte Allseitenrad auf der Höhe eines horizontalen Äquators an der Kugel angreift.A stabilization of the support element to the ball and a possibility of rotation of the support member to the ball is achieved in that the drive assembly has a fourth Allseitenrad with an axis of rotation, the axis of rotation is parallel to the vertical axis of the ball with horizontally oriented support member and the fourth Allseitenrad at the height of a horizontal equator attacks on the ball.

In konstruktiver Hinsicht ist vorgesehen, dass jedes Allseitenrad über ein Getriebe und einen Elektromotor angetrieben ist und jeder Elektromotor auf dem Tragelement befestigt ist. Auch sind die Elektromotoren über mindestens eine wiederaufladbare Batterie mit Energie versorgt und die Batterie ist unterhalb des Tragelements angeordnet.In constructive terms, it is provided that each Allseitenrad is driven by a gear and an electric motor and each electric motor is mounted on the support member. Also, the electric motors are powered by at least one rechargeable battery and the battery is disposed below the support member.

Zur Bestimmung der Lage des Tragelements im Raum sind an dem Tragelement Kreisel angeordnet sind, mit denen der Grad der Neigung und Neigungsrichtung des Tragelements messbar sind und die gemessene Neigung und Neigungsrichtung an die Steuerung übergeben wird.To determine the position of the support element in the space are arranged on the support element gyros, with which the degree of inclination and inclination direction of the support element can be measured and the measured inclination and inclination direction is passed to the controller.

Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass die Steuerung ein Balance-Steuerungsmodul umfasst, das einen Fahrer bei der Ausbalancierung des Tragelements in einer horizontale Lage im Raum unterstützt. Diese Ausbalancierung des Tragelementes in eine ausbalancierte Ausrichtung erfolgt über eine entsprechende Ansteuerung des ersten, zweiten und dritten Allseitenrades. Der Grad der Unterstützung kann variiert werden und so groß eingestellt werden, dass es für den Fahrer relativ einfach ist auf dem Tragelement zu Balancieren. Andererseits ist die Unterstützung nicht so groß, dass der Fahrer daran gehindert wird, durch ein Verlagern seines Gewichts nach Art eines Gaspedals eine Beschleunigung des Fahrzeugs in die Neigungsrichtung auf Grund der Gewichtsverlagerung hervor zu rufen. Advantageously, it is provided that the controller comprises a balance control module that assists a driver in balancing the support element in a horizontal position in space. This balancing of the support element in a balanced alignment via a corresponding control of the first, second and third Allseitenrades. The degree of support can be varied and set so large that it is relatively easy for the driver to balance on the support member. On the other hand, the assistance is not so great as to prevent the driver from accelerating the vehicle in the tilting direction due to the shift of weight by shifting his / her weight in the manner of an accelerator pedal.

Nachfolgend wird de Erfindung an Hand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:Hereinafter de invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in a drawing. Show it:

1 eine perspektivische Prinzip-Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs für die Fortbewegung eines Fahrers, 1 a perspective principle view of a vehicle according to the invention for the movement of a driver,

2 eine Draufsicht auf das Fahrzeug ohne Fahrer, 2 a top view of the vehicle without driver,

3 eine Ansicht des Fahrzeuges gemäß 2 von unten und 3 a view of the vehicle according to 2 from below and

4 ein Prinzipschaltbild der Steuerung des Fahrzeuges. 4 a schematic diagram of the control of the vehicle.

In der 1 ist eine perspektivische Prinzip-Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1 für die Fortbewegung eines Fahrers 2 dargestellt. Das Fahrzeug 2 besteht im Wesentlichen aus einem Tragelement 3, einem auf einem Boden 8 abrollenden Element in Form einer Kugel 4 und einer Antriebsanordnung 5. Von der Antriebsanordnung 5 sind nur schematisch drei Allseitenräder 9a, 9b und 9c dargestellt. Ein viertes Allseitenrad 10 ist von der Kugel 4 verdeckt und in 2 gezeigt. Allgemein könnte das Fahrzeug 2 auch als gleisloses Landfahrzeug bezeichnet werden. Das Tragelement 3 ist als ringförmige Scheibe 3a mit einer zentralen kreisrunden Öffnung 3b und einen äußeren kreisrunden Rand 3c ausgebildet. Außerdem ist das Tragelement 3 als Platte beziehungsweise Blech ausgebildet, so die Höhe eines horizontal ausgerichteten Tragelements 3 einem Bruchteil der Höhe der Kugel 4 entspricht. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das Tragelement 3 nicht nur einen kreisrunden Rand 3c sondern auch einen ovalen, rechteckigen oder mehreckigen Rand 3c oder Kombinationen hiervon hat. Entsprechendes gilt für die Öffnung 3b. Insgesamt hat die kreisrunde Form des Tragelements 3 jedoch den Vorteil, dass der Fahrer 2 das Tragelement 3 am Ende einer Fahrt in beliebiger Position auf dem Rand 3c des Tragelements 3 kippen und abstellen kann. Gleiches gilt umgekehrt für ein Aufsteigen auf das Tragelement 3 und ein anschließendes Anfahren. In die Öffnung 3b ist von unten die Kugel 4 eingesetzt beziehungsweise das Tragelement 3 wird mit seiner Öffnung 3b auf die Kugel 4 aufgesetzt. Hierbei stützt sich dann das Tragelement 3 über die Antriebsanordnung 5 auf der Kugel 4 ab. Die Antriebsanordnung 5 ist derart konfiguriert, dass zwischen einem inneren Rand 3d (siehe 2) der Öffnung 3b der Scheibe 3a, die die Öffnung 3b außen begrenzt, und der Kugel 4 ein Spalt 6 (siehe 6) verbleibt. Der Spalt 6 sorgt für eine freie räumliche Bewegbarkeit der Kugel 4 relativ zu dem Tragelement 3. Über die Antriebsanordnung 5 ist die Kugel 4 relativ zu dem Tragelement 3 bewegbar und rollt hierbei auf dem Boden 8 ab. Die Antriebsanordnung 5, insbesondere die Bewegungsrichtung der Kugel 4, wird über eine Gewichtsverlagerung des Fahrers 2 und somit einer Neigung des Tragelements 3 in eine gewünschte Fahrtrichtung angesteuert. Entsprechender Weise kann ein Fahrer 2 sich somit in allen beliebigen Richtungen mit Hilfe des Fahrzeuges 1 auf dem Boden 8 fortbewegen.In the 1 is a perspective principle view of a vehicle according to the invention 1 for the movement of a driver 2 shown. The vehicle 2 consists essentially of a support element 3 one on a floor 8th rolling element in the form of a sphere 4 and a drive assembly 5 , From the drive assembly 5 are only schematically three Allseitenräder 9a . 9b and 9c shown. A fourth all-wheel 10 is from the ball 4 hidden and in 2 shown. Generally, the vehicle could 2 also be referred to as a trackless land vehicle. The support element 3 is as an annular disc 3a with a central circular opening 3b and an outer circular border 3c educated. In addition, the support element 3 formed as a plate or sheet, so the height of a horizontally oriented support element 3 a fraction of the height of the ball 4 equivalent. In principle, it is also conceivable that the support element 3 not just a circular border 3c but also an oval, rectangular or polygonal border 3c or combinations thereof. The same applies to the opening 3b , Overall, the circular shape of the support element 3 however, the advantage that the driver 2 the support element 3 at the end of a ride in any position on the edge 3c of the support element 3 can tilt and turn off. The same applies vice versa for an upgrade to the support element 3 and a subsequent start. In the opening 3b is the ball from below 4 used or the support element 3 will with its opening 3b on the ball 4 placed. In this case, then supports the support element 3 about the drive arrangement 5 on the ball 4 from. The drive arrangement 5 is configured such that between an inner edge 3d (please refer 2 ) of the opening 3b the disc 3a that the opening 3b bounded outside, and the ball 4 A gap 6 (please refer 6 ) remains. The gap 6 ensures a free spatial mobility of the ball 4 relative to the support element 3 , About the drive arrangement 5 is the ball 4 relative to the support element 3 movable and rolling on the ground 8th from. The drive arrangement 5 , in particular the direction of movement of the ball 4 , is about a weight shift of the driver 2 and thus an inclination of the support element 3 driven in a desired direction of travel. Correspondingly, a driver 2 thus in any direction with the help of the vehicle 1 on the ground 8th move.

Auch zeigt die 1, dass der Fahrer 2 ohne einen lenkerartigen Griff – wie in etwa von einem Skateboard bekannt – auf dem Tragelement 3 steht, wenn er mit dem Fahrzeug 1 verfährt. Auch ein Kniebrett oder ein Sitz sind nicht auf dem Tragelement 3 vorgesehen. Es kann jedoch an dem Tragelement 3 ein Griff oder in dem Tragelement 3 eine Grifföffnung vorgesehen sein, um das Fahrzeug 1 einfach tragen zu können. Für den Fahrer 2 sieht das Fahrzeug 1 auf dem Tragelement 3 zwei Aufstandsflächen 7 für die Füße 2a des Fahrers 2 vor. Diese Aufstandsflächen 7 können bloße Markierungen in der Größe von Füßen 2a sein, entsprechende freie Bereiche auf dem Tragelement 3 sein, einen Halteriemen 7a aufweisen oder schuh- oder sandalenförmig mit oder ohne Halteriemen 7a oder gleichwirkenden Mittel ausgebildet sein, um dem Fahrer 2 einen festeren Halt auf dem Tragelement 3 während der Fahrt zu geben. Die Aufstandsflächen 7 bestimmen indirekt auch die Größe beziehungsweise Breite des Tragelements 3, da der Fahrer bequem und sicher auf dem Tragelement 3 stehen muss, um das Fahrzeug durch Gewichtsverlagerungen steuern zu können. In Bezug auf die Aufstandsflächen 7 ist auch gezeigt, dass diese in Bezug auf die Kugel 4 gegenüberliegend auf dem Tragelement 3 angeordnet sind. In einer Vorwärtsfahrtrichtung V gesehen des Fahrzeuges 1 gesehen sind die Aufstandsflächen 7 rechts und links neben der Kugel 4 angeordnet. Die Vorwärtsfahrtrichtung V ist hierbei auf den Fahrer 2 bezogen, dass dieser sich mit einer geraden Blickrichtung nach vorne also brustwärts nach vorne bewegt.Also shows the 1 that the driver 2 without a handle-like handle - as in about a skateboard - on the support element 3 stands when he is with the vehicle 1 moves. Also, a kneeboard or a seat are not on the support element 3 intended. It can, however, on the support element 3 a handle or in the support element 3 a handle opening may be provided to the vehicle 1 easy to carry. For the driver 2 sees the vehicle 1 on the support element 3 two contact areas 7 for the feet 2a the driver 2 in front. These footprints 7 can be bare marks the size of feet 2a be corresponding free areas on the support element 3 be a tether 7a or shoe or sandal with or without straps 7a or equivalent means are designed to the driver 2 a stronger hold on the support element 3 to give while driving. The footprints 7 indirectly determine the size or width of the support element 3 because the driver is comfortable and safe on the support element 3 must be able to control the vehicle by shifting weight. In terms of footprints 7 is also shown that this in terms of the ball 4 opposite to the support element 3 are arranged. In a forward direction V seen the vehicle 1 seen are the footprints 7 right and left of the ball 4 arranged. The forward direction V is here on the driver 2 related, that this moves forward with a straight line of sight so forward to the chest.

Außerdem ist der 1 zu entnehmen, dass das Tragelement 3 in seiner horizontal ausgerichteten Lage vorzugsweise auf Höhe eines Äquators 4a bezogen auf eine vertikale Hochachse z der Kugel 4 angeordnet ist. Denkbar ist auch das Tragelement 3 höher für Fortgeschrittene oder tiefer für Anfänger anzuordnen. Hierdurch werden größere oder geringere Neigungswinkel des Tragelements 3 in Bezug auf die Kugel 4 erlaubt, die ein Balancieren, Auf- oder Absteigen oder Steuern des Fahrzeuges 1 erschweren oder erleichtern. Unabhängig von der Lage des Tragelements 3 relativ zu dem Äquator 4a der Kugel 4 stützen sich die Allseitenräder 9a, 9b und 9c bei horizontal ausgerichtetem Tragelement 3 oberhalb des Äquators 4a der Kugel 4, da das Tragelement 3 allein über die Allseitenräder 9a, 9b und 9c labil an der Kugel 4 aufgehängt ist.In addition, the 1 to see that the support element 3 in its horizontally oriented position preferably at the height of an equator 4a relative to a vertical vertical axis z of the ball 4 is arranged. Also conceivable is the support element 3 higher for advanced or lower for beginners. As a result, larger or smaller inclination angle of the support element 3 in terms of the ball 4 allowing a balancing, getting on or off or controlling the vehicle 1 complicate or facilitate. Regardless of the location of the support element 3 relative to the equator 4a the ball 4 the all-side wheels are supported 9a . 9b and 9c with horizontally oriented support element 3 above the equator 4a the ball 4 as the support element 3 alone on the all-side wheels 9a . 9b and 9c labile to the ball 4 is suspended.

In der 2 ist eine Draufsicht auf das Fahrzeug 1 ohne einen Fahrer 2 gezeigt. Besonders gut ist in dieser Ansicht die Ausgestaltung der Antriebsanordnung 5 zu erkennen. Die Antriebsanordnung 5 besteht im Wesentlichen aus einem ersten Allseitenrad 9a, einem zweiten Allseitenrad 9b und einem dritten Allseitenrad 9c, die jeweils um eine erste Drehachse 9a, eine zweite Drehachse 9b und eine dritte Drehachse 9c drehbar gelagert sind, sowie einem vierten Allseitenrad 10, das drehbar um eine vierte Drehachse 10a gelagert ist. Die verwendeten Allseitenräder 9a, 9b, 9c und 10 sind allgemein bekannt und werden auch als omnidirektionale Räder bezeichnet. Bei den Allseitenrädern 9a, 9b, 9c und 10 besteht die Lauffläche des Allseitenrades 9a, 9b, 9c und 10 aus einer Vielzahl entlang des Umfanges angeordneten Rollen, deren Drehachsen im rechten Winkel zur Drehachse 9d, 9e, 9f und 10a des jeweiligen Allseitenrades 9a, 9b, 9c und 10 und tangential zum Umfang des Allseitenrades 9a, 9b, 9c und 10 liegen. Die Verwendung von Allseitenrädern 9a, 9b, 9c und 10 erlaubt, dass sich die Kugel 4 reibungsarm neben der Antriebsrichtung des jeweiligen Allseitenrades 9a, 9b, 9c und 10 in alle anderen Richtungen drehen kann.In the 2 is a plan view of the vehicle 1 without a driver 2 shown. Particularly good in this view, the configuration of the drive assembly 5 to recognize. The drive arrangement 5 consists essentially of a first Allseitenrad 9a , a second all-wheel 9b and a third all-side wheel 9c , each about a first axis of rotation 9a , a second axis of rotation 9b and a third axis of rotation 9c are rotatably mounted, and a fourth Allseitenrad 10 rotatable about a fourth axis of rotation 10a is stored. The used side wheels 9a . 9b . 9c and 10 are well known and are also referred to as omnidirectional wheels. At the all-side wheels 9a . 9b . 9c and 10 is the tread of the all-side wheel 9a . 9b . 9c and 10 from a plurality along the circumference arranged rollers whose axes of rotation at right angles to the axis of rotation 9d . 9e . 9f and 10a of the respective Allseitenrades 9a . 9b . 9c and 10 and tangential to the circumference of the omnidirectional wheel 9a . 9b . 9c and 10 lie. The use of all-side wheels 9a . 9b . 9c and 10 allowed the ball 4 low friction next to the drive direction of the respective Allseitenrades 9a . 9b . 9c and 10 can turn in all other directions.

Um nachfolgend die Fahrrichtungen und die Funktionsweise des Fahrzeuges 1 näher erläutern zu können, wird ein kartesisches Koordinatensystem mit seinem Nullpunkt in den Mittelpunkt der Kugel 4 gelegt. Die Längsachse x dieses Koordinatensystems weist somit in Vorwärtsfahrtrichtung V und Rückwärtsfahrtrichtung H; die Querachse y in Rechtsfahrtrichtung R und Linksfahrtrichtung L und die Hochachse z in die Vertikale. Die Längsachse x und die Querachse y verlaufen hierbei parallel und die Hochachse z rechtwinklig zu einem horizontal ausgerichtetem Boden 8.To follow the directions and the operation of the vehicle 1 to explain more detail, a Cartesian coordinate system with its zero point in the center of the sphere 4 placed. The longitudinal axis x of this coordinate system thus has in the forward direction of travel V and reverse direction H; the transverse axis y in the right-hand direction R and left-hand direction L and the vertical axis z in the vertical. The longitudinal axis x and the transverse axis y in this case run parallel and the vertical axis z at right angles to a horizontally aligned ground 8th ,

Mittels der Allseitenräder 9a, 9b und 9c ist das Fahrzeug 1 in allen Richtungen V, H, R und L sowie Zwischenrichtungen hiervon verfahrbar. Die Drehachsen 9d, 9e, 9f sind hierbei parallel zu einer Oberseite 3e des Tragelements 3 angeordnet sowie mit Abstand und tangential zur Oberfläche 4b der Kugel 4. Entsprechend sind bei einem horizontalem Boden 9 und einer hierzu parallelen Oberseite 3e des Tragelements 3, die Drehachsen 9d, 9e, 9f parallel zum Boden 9 ausgerichtet. Außerdem sind das erste, zweite und dritte Allseitenrad 9a, 9b und 9c gleichmäßig um den Umfang der Kugel 4 herum verteilt angeordnet. In Bezug auf den Nullpunkt des Koordinatensystems und auf die x-y-Ebene gesehen sind die Allseitenrad 9a, 9b und 9c jeweils in einem Winkel von 120 Grad zueinander beabstandet. Das zweite Allseitenrad 9b ist mit seiner Drehachse 9e rechtwinklig zur Längsachse x ausgerichtet und fluchtet mit der Längsachse x. Eine Bewegung des Fahrzeugs 1 in Vorwärtsfahrtrichtung V oder Rückwärtsfahrtrichtung H wird beispielsweise dadurch erreicht, dass das zweite Allseitenrad 9b in die eine Richtung und die beiden anderen Allseitenräder 9a, 9b gegenläufig angetrieben werden. Entsprechend der gleichmäßigen Verteilung der Allseitenräder 9a, 9b und 9c sind das erste und dritte Allseitenrad 9a, 9c zwischen der Längsachse x und der Querachse y sowie dem in Bezug auf die Querachse y dem zweiten Allseitenrad 9b gegenüberliegend angeordnet. Die Drehachsen 9d, 9f des ersten und dritten Allseitenrades 9a, 9c sind somit schräg zur Längsachse x und auch zur Querachse y ausgerichtet. Die Allseitenräder 9a, 9b, 9c haben neben der Funktion als Antriebsräder zu dienen auch immer gleichzeitig die Funktion als Stützräder für die jeweils gegenüber liegenden Allseitenräder 9c, 9b, 9a zu dienen. Ein koordinierter Betrieb der Allseitenräder 9a, 9b, 9c führt somit zu einer Bewegung des Fahrzeugs 1 in Vorwärtsfahrtrichtung V und Rechtsfahrtrichtung R oder in Rückwärtsfahrtrichtung H und Linksfahrtrichtung L oder in jeder beliebigen Zwischenrichtung hiervon.By means of the all-side wheels 9a . 9b and 9c is the vehicle 1 in all directions V, H, R and L and intermediate directions thereof movable. The axes of rotation 9d . 9e . 9f are parallel to a top 3e of the support element 3 arranged as well as at a distance and tangential to the surface 4b the ball 4 , Correspondingly are at a horizontal ground 9 and a top side parallel thereto 3e of the support element 3 , the axes of rotation 9d . 9e . 9f parallel to the ground 9 aligned. In addition, the first, second and third Allseitenrad 9a . 9b and 9c evenly around the circumference of the sphere 4 arranged distributed around. Regarding the zero point of the Coordinate system and seen on the xy plane are the all-side wheel 9a . 9b and 9c each spaced at an angle of 120 degrees to each other. The second all-wheel 9b is with its axis of rotation 9e aligned at right angles to the longitudinal axis x and aligned with the longitudinal axis x. A movement of the vehicle 1 in the forward direction of travel V or reverse direction H is achieved, for example, characterized in that the second all-side wheel 9b in one direction and the other two all-side wheels 9a . 9b be driven in opposite directions. According to the uniform distribution of the all-side wheels 9a . 9b and 9c are the first and third all-wheel 9a . 9c between the longitudinal axis x and the transverse axis y as well as with respect to the transverse axis y the second Allseitenrad 9b arranged opposite. The axes of rotation 9d . 9f the first and third Allseitenrades 9a . 9c are thus oriented obliquely to the longitudinal axis x and also to the transverse axis y. The all-side wheels 9a . 9b . 9c In addition to the function of serving as drive wheels also always have the same function as support wheels for each opposite Allseitenräder 9c . 9b . 9a to serve. A coordinated operation of the all-side wheels 9a . 9b . 9c thus leads to a movement of the vehicle 1 in the forward direction of travel V and right-hand drive direction R or in the reverse direction H and left-hand drive direction L or in any desired intermediate direction thereof.

Mittels des vierten Allseitenrades 10 ist das Fahrzeug 1 in Bezug auf eine Rotation des Tragelements 3 um die Kugel 4 beziehungsweise die Hochachse z stabilisierbar. Dies kann beispielweise bei Bewegungen des Fahrzeugs 1 in Vorwärtsfahrtrichtung V oder in Rückwärtsfahrtrichtung H erforderlich sein. Auch kann das vierte Allseitenrad 10 eingesetzt werden, um das Tragelement 3 relativ zu der Kugel 4 mit dem Ziel zu rotieren, dass der Fahrer 2 mit seiner Brust in der jeweiligen Fahrtrichtung ausgerichtet bleibt. Das vierte Allseitenrad 10 ist um seine Drehachse 10a drehbar an dem Tragelement 3 gelagert und steht in Höhe des Äquators 4a der Kugel 4 mit der Oberfläche 4b der Kugel 4 im Eingriff. Die Drehachse 10a ist hierbei parallel zu Hochachse z ausgerichtet, wenn das Tragelement 3 horizontal ausgerichtet ist. Da das Tragelement 3 in dem Ausführungsbeispiel in Höhe des Äquators 4a der Kugel 4 angeordnet ist, ist das vierte Allseitenrad 10 in das Tragelement 3 eingelassen. Sollte das Tragelement 3 in Bezug auf den Äquator 4a höher oder tiefer angeordnet sein, ist die Lage des vierten Allseitenrades 10 entsprechend anzupassen, damit es weiterhin im Bereich des Äquators 4a im Eingriff mit der Kugel 4 steht.By means of the fourth all-side wheel 10 is the vehicle 1 with respect to a rotation of the support element 3 around the ball 4 or the vertical axis z stabilizable. This can be, for example, during movements of the vehicle 1 be required in the forward direction V or in the reverse direction H. Also, the fourth Allseitenrad 10 be used to the support element 3 relative to the ball 4 with the aim to rotate that the driver 2 with his chest aligned in the respective direction of travel. The fourth all-wheel 10 is about its axis of rotation 10a rotatable on the support element 3 stored and is equal to the equator 4a the ball 4 with the surface 4b the ball 4 engaged. The rotation axis 10a is aligned parallel to the vertical axis z, when the support element 3 is aligned horizontally. As the support element 3 in the embodiment in the amount of the equator 4a the ball 4 is arranged, is the fourth all-side wheel 10 in the support element 3 admitted. Should the support element 3 in relation to the equator 4a be located higher or lower, the location of the fourth Allseitenrades 10 adjust accordingly to keep it in the equator area 4a engaged with the ball 4 stands.

Auch ist der 2 zu entnehmen, dass die drei Allseitenrädern 9a, 9b und 9c jeweils über einen elektrischen Motor 11a, 11b und 11c mit einem vorgeschaltetem Getriebe 12a, 12b und 12c angetrieben sind. Die Motoren 11a, 11b und 11c sind auf dem Tragelement 3 befestigt und werden über eine Steuerung 13 angesteuert. Ein entsprechender Antrieb ist auch für das vierte Allseitenrad 10 vorgesehen, aber in der 2 nicht dargestellt. Als Motoren 11a, 11b und 11c kommen 24V-Gleichstrommotoren zum Einsatz mit Leistungen im Bereich von 350 Watt bis 800 Watt.Also is the 2 to see that the three all-side wheels 9a . 9b and 9c each with an electric motor 11a . 11b and 11c with an upstream gearbox 12a . 12b and 12c are driven. The motors 11a . 11b and 11c are on the support element 3 attached and are via a controller 13 driven. A corresponding drive is also available for the fourth all-side wheel 10 provided, but in the 2 not shown. As motors 11a . 11b and 11c 24V DC motors are used with outputs in the range of 350 watts to 800 watts.

Alternativ zu den drei Allseitenrädern 9a, 9b und 9c können auch vier Allseitenräder Verwendung finden, von denen mindestens zwei angetrieben sind. Die verbleibenden und gegenüber liegenden Allseitenräder übernehmen dann die Funktion von Stützrädern. Vorteilhafter Weise sind hierbei die vier Allseitenräder gleichmäßig um die Kugel 4 herum verteilt und die benachbarten Allseitenräder sind jeweils um 90 Grad zueinander angeordnet. Auch sind Antriebsvarianten denkbar, in denen auf das vierte Allseitenrad 10 in Bezug auf die z-Achse verzichtet wird.Alternative to the three all-side wheels 9a . 9b and 9c can also use four Allseitenräder use, of which at least two are driven. The remaining and opposite Allseitenräder then take over the function of training wheels. Advantageously, in this case, the four Allseitenräder evenly around the ball 4 distributed around and the adjacent Allseitenräder are each arranged at 90 degrees to each other. Also, drive variants are conceivable in which on the fourth Allseitenrad 10 is dispensed with in relation to the z-axis.

Ferner ist in der 2 zu erkennen, dass zwischen der Oberfläche 4b der Kugel 4 und dem inneren Rand 3d des Tragelements 3 ein umlaufender Spalt 6 verbleibt, der eine freie Drehbarkeit der Kugel 4 relativ zu dem Tragelement 3 erlaubt. Auch kann eine Federung des Fahrzeugs 1 im Bereich der Anlenkung der Allseitenräder 9a, 9b, 9c, 10 oder über eine elastische Kugel vorgesehen werden. Das Tragelement 3 stützt sich ausschließlich über die Allseitenräder 9a, 9b, 9c, 10 auf der Kugel ab. Weitere abstützende oder verbindende Elemente werden nicht benötigt. Die Kugel 4 ist aus Hartplastik hergestellt. Beispielsweise sind Bowlingkugeln geeignet. Furthermore, in the 2 to recognize that between the surface 4b the ball 4 and the inner edge 3d of the support element 3 a circumferential gap 6 remains, the free rotation of the ball 4 relative to the support element 3 allowed. Also, a suspension of the vehicle 1 in the area of the articulation of the all-side wheels 9a . 9b . 9c . 10 or be provided via an elastic ball. The support element 3 relies exclusively on the all-side wheels 9a . 9b . 9c . 10 on the ball. Further supporting or connecting elements are not needed. The ball 4 is made of hard plastic. For example, bowling balls are suitable.

Die 3 zeigt eine Ansicht des Fahrzeuges 1 gemäß 2 von unten. Es ist erkennbar, dass mehrere wiederaufladbare Batterien 14 von unten an dem Tragelement 3 befestigt sind. Die Batterien 14 sind möglichst in der Nähe zur Kugel 4 angeordnet, um ein Kippen des Tragelements 3 nicht zu behindern und ein Ausbalancieren des Tragelements 3 zu erleichtern. In Bezug auf das erleichtere Ausbalancieren sind auch mehrere Batterien 14 entlang des Tragelements 3 und der Kugel 4 verteilt vorgesehen. Grundsätzlich ist es auch möglich, die Batterien 14 auch auf dem Tragelement 3 anzuordnen oder nur eine Batterie 14 zu verwenden.The 3 shows a view of the vehicle 1 according to 2 from underneath. It can be seen that several rechargeable batteries 14 from below on the support element 3 are attached. The batteries 14 are as close as possible to the ball 4 arranged to tilt the support element 3 not to hinder and to balance the support element 3 to facilitate. There are also several batteries for easier balancing 14 along the support element 3 and the ball 4 distributed provided. Basically it is also possible to use the batteries 14 also on the support element 3 to arrange or just a battery 14 to use.

In der 4 ist ein Prinzipschaltbild der Steuerung 13 des Fahrzeuges 1 dargestellt. Die Steuerung 13 ist auf dem Tragelement 3 angeordnet. In der Steuerung 13 sind eine Vielzahl von Bauteilen zusammengefasst, um ausgehend von einer Balance-Lage des Tragelements 3 Gewichtsverlagerungen des Fahrers 2 und somit ein Neigen des Tragelements 3 zu erkennen. Der Grad der Neigung und die Neigungsrichtung werden von einem Nick-Kreisel 15a, einem Roll-Kreisel 15b und einem Gier-Kreisel 15c erkannt. Der Nick-Kreisel 15a erfasst die Schwenkbewegung um die Querachse y, der Roll-Kreisel 15b um die Längsachse x und der Gier-Kreisel 15c um die Hochachse z. In Abhängigkeit von dem erkannten Grad der Neigung und der Neigungsrichtung wird in einer Auswertesteuerung 16 der oder die anzutreibenden Motoren 11a, 11b, 11c und 11d bestimmt über jeweils einen Regler in der erforderlichen Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit angesteuert, um die gewünschte Fahrbewegung zu erzeugen. Gleichzeitig wird parallel über ein Balance-Steuerungsmodul innerhalb Auswertesteuerung 16 die Balance-Lage des Tragelements 3, die vorzugsweise horizontal ist, durch entsprechende Ansteuerung der Motoren 11a, 11b und 11c wieder zu erreichen. Die zuvor von dem Fahrer 2 über die erste Gewichtsverlagerung hervorgerufene Fahrbewegung bleibt erhalten, solange der Fahrer 2 die Neigung des Tragelements 3 aufrechterhält, und wird aufgehoben, wenn der Fahrer 2 sein Gewicht in die Gegenrichtung verlagert. Das vierte Allseitenrad 10 stabilisiert das Tragelement 3 relativ zu der Kugel 4, was bei linearen Fahrtbewegungen hilfreich ist. Auch können unerwünschte Steuerungszustände wie eine Rotation des Tragelements 3 um die Kugel 4 aufgelöst werden. Im Zusammenhang mit Lenksteuerungsmodulen innerhalb der Auswertesteuerung 16 kann gezielt eine Drehung des Tragelements 3 relativ zu der Kugel 4 induziert werden, so dass der Fahrer 2 immer brustwärts in Fahrtrichtung ausgerichtet bleibt beziehungsweise am Ende einer Lenkfahrt wieder brustwärts in Fahrtrichtung ausgerichtet ist. In the 4 is a schematic diagram of the controller 13 of the vehicle 1 shown. The control 13 is on the support element 3 arranged. In the control 13 are a variety of components combined to starting from a balance position of the support element 3 Weight shifting of the driver 2 and thus tilting of the support element 3 to recognize. The degree of inclination and the inclination direction are from a pitch gyro 15a , a roll top 15b and a greed gyro 15c recognized. The pitch gyro 15a detects the pivoting movement about the transverse axis y, the roll gyroscope 15b around the longitudinal axis x and the yaw roundabout 15c around the vertical axis z. Depending on the detected degree of inclination and the inclination direction is in an evaluation control 16 the one or more motors to be driven 11a . 11b . 11c and 11d determined via a respective controller in the required direction of rotation and rotational speed controlled to produce the desired travel movement. At the same time, a balance control module is used in parallel within the evaluation control 16 the balance position of the support element 3 , which is preferably horizontal, by appropriate control of the motors 11a . 11b and 11c reach again. The previously from the driver 2 Driving movement caused by the first weight shift is maintained as long as the driver remains 2 the inclination of the support element 3 maintains, and is canceled when the driver 2 shifted his weight in the opposite direction. The fourth all-wheel 10 stabilizes the support element 3 relative to the ball 4 , which is helpful for linear driving movements. Also, unwanted control states such as rotation of the support element 3 around the ball 4 be dissolved. In connection with steering control modules within the evaluation control 16 can specifically a rotation of the support element 3 relative to the ball 4 be induced so that the driver 2 always remains aligned in the direction of travel in the direction of the chest or, at the end of a driving journey, is again aligned in the direction of the chest.

Außerdem ist der dem Prinzipschaltbild in 4 zu entnehmen, dass ein Steuerelement 18 in Form einer Handfernbedienung vorgesehen, über die das Fahrzeug 1 ein- und ausgeschaltet werden kann. Auch ist an dem Steuerelement 18 ein Totmannschalter vorgesehen, so dass das Fahrzeug 1 nur eingeschaltet ist, wenn eine entsprechende Taste an dem Steuerelement 18 von dem Fahrer 2 gedrückt wird. Auch können weiteren Tasten vorgesehen sein, um verschiedene Fahrprogramme anwählen zu können. Diese Fahrprogramme können nach unterschiedlichen Gesichtspunkten angelegt sein. Es können verschiedene Schwierigkeitsgrade zwischen Anfängern und Geübten sowie verschieden Gewichtsklassen eingestellt werden, die unterschiedliche Beschleunigungen, Maximal-Geschwindigkeiten und Empfindlichkeiten der Kreisel beziehungsweise der hieraus bestimmten Ansteuerungssignale für die Motoren 11a, 11b, 11c und 11d umfassen. Auch kann der vierte Motor 12d, mit dem die Bewegung des Tragelements 3 um die Kugel 4 gesteuert wird, auf verschiedene Weisen angesteuert werden. Die Stabilisierung des Tragelements 3 verhindert eine ungewollte Drehung des Tragelements 3 um die Hochachse z. In einem bevorzugten Fahrprogramm ist vorgesehen, dass eine Neigung in Rechtsfahrtrichtung R oder Linksfahrtrichtung L gleichzeitig eine Rotation des Tragelements 2 um die Hochachse z hervor ruft, so dass der Fahrer 2 weiterhin brustwärts verfährt, wie man es von einem Fahrrad her kennt. Beim Fahrradfahren lenkt man auch aus einer Mischung aus in die Kurve legen und lenken. Je nach Fahrprogramm sind die Fahrbewegungen in allen Fahrrichtungen V, H, R und L auch unabhängig voneinander und ohne eine Drehung des Tragelementes 3 möglich. Durch eine Überlagerung mit der Drehbewegung über die Hochachse z wird ein natürlicheres Fahrgefühl vermittelt.Auch können ein Langsamfahrt- und ein Schnellfahrtprogramm vorgesehen sein. Da die Vorwärtsfahrtrichtung V die bevorzugte Fahrtrichtung ist und die erreichbare Beschleunigung beziehungsweise Geschwindigkeit nach Art eines Gaspedals durch eine Vorwärtsneigung des Tragelements 3 bestimmt wird, ist in einem weiteren Fahrprogramm vorgesehen, die üblicher Weise horizontal ausbalancierte Lage in die rückwärtige Richtung zu kippen, so dass erst nach erfolgtem „Gasgeben“, d.h. Neigen des Tragelements 3 nach vorne ein horizontale Lage des Tragelements erreicht wird. Dies vermittelt ein natürlicheres Fahrgefühl. Auch wird der Kippweg zum „Gasgeben“ vergrößert, so dass aus der horizontalen Fahrlage noch weiter durch Kippen nach vorne beschleunigt werden kann. Vorteilhafterweise sind das Schnellfahrtprogramm mit dem nach hinten Kippen der ausbalancieren Lage des Tragelements kombiniert. Unter den vorgenannten Nick-Kreisel 15a, Roll-Kreisel 15b und Gier-Kreisel 15c sind jegliche Art von Messgeräten zu verstehen, mit den die Winkellagen und Winkelrichtungen in Bezug auf die Längsachse x, Querachse y und Hochachse z bestimmt werden können. Üblicher Weise handelt sich um elektronische Schaltungen, die mit Piezo-Sensoren arbeiten. Da der Nick-Kreisel 15a, der Roll-Kreisel 15b und der Gier-Kreisel 15c jeweils rechtwinklig zueinander angeordnet sind, kann hierüber die Lage des Tragelements 3 im Raum ermittelt werden.In addition, the schematic diagram in 4 to infer that a control 18 provided in the form of a handheld remote control over which the vehicle 1 can be switched on and off. Also is on the control 18 a deadman switch is provided so that the vehicle 1 only turned on when a corresponding button on the control 18 from the driver 2 is pressed. Also, additional keys may be provided to select different driving programs. These driving programs can be created according to different aspects. Different levels of difficulty can be set between beginners and experienced as well as different weight classes, the different accelerations, maximum speeds and sensitivities of the gyros or the drive signals for the motors determined therefrom 11a . 11b . 11c and 11d include. Also, the fourth engine 12d with which the movement of the support element 3 around the ball 4 controlled in different ways. The stabilization of the support element 3 prevents unwanted rotation of the support element 3 around the vertical axis z. In a preferred driving program, it is provided that an inclination in the right-hand driving direction R or the left-driving direction L at the same time a rotation of the supporting element 2 around the vertical axis z calls out, so that the driver 2 continues to move in the chest as you know it from a bicycle. When riding a bicycle, you also steer from a mixture into the bend and steer. Depending on the driving program, the driving movements in all driving directions V, H, R and L are also independent of each other and without a rotation of the supporting element 3 possible. By a superposition with the rotational movement over the vertical axis z a more natural driving feeling is mediated. Also a slow-speed and a high-speed program can be provided. Since the forward direction of travel V is the preferred direction of travel and the achievable acceleration or speed in the manner of an accelerator pedal by a forward inclination of the support element 3 is determined, is provided in a further driving program, the usual way to tilt horizontally balanced position in the rearward direction, so that only after the "gas giving", ie tilting of the support element 3 forward a horizontal position of the support element is achieved. This gives a more natural driving experience. Also, the Kippweg is increased to "accelerate", so that from the horizontal driving position can be further accelerated by tilting forward. Advantageously, the high-speed program are combined with the rearward tilting of the balanced position of the support element. Under the aforementioned pitch gyro 15a , Rolling top 15b and greed gyros 15c are any kind of measuring instruments to understand the angular positions and angular directions with respect to the longitudinal axis x, transverse axis y and the vertical axis z can be determined. The usual way is electronic circuits that work with piezo sensors. As the pitch gyro 15a , the roll top 15b and the greed gyro 15c are each arranged at right angles to each other, this can be the location of the support element 3 be determined in the room.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Fahrzeugvehicle
22
Fahrerdriver
2a2a
Füßefeet
33
Tragelementsupporting member
3a3a
Scheibedisc
3b3b
Öffnungopening
3c3c
äußerer Randouter edge
3d3d
innerer Randinner edge
3e3e
Oberseitetop
44
KugelBullet
4a4a
Äquatorequator
4b4b
Oberflächesurface
55
Antriebsanordnungdrive arrangement
66
Spaltgap
77
Aufstandsflächenfootprints
7a7a
Halteriementether
88th
Bodenground
9a9a
erstes Allseitenradfirst all-wheel
9b9b
zweites Allseitenradsecond all-wheel
9c9c
drittes Allseitenradthird all-side wheel
9d9d
erste Drehachsefirst axis of rotation
9e 9e
zweite Drehachsesecond axis of rotation
9f9f
dritte Drehachsethird axis of rotation
1010
viertes Allseitenradfourth all-wheel
10a10a
vierte Drehachsefourth axis of rotation
11a11a
erster Motorfirst engine
11b11b
zweiter Motorsecond engine
11c11c
dritter Motorthird engine
11d11d
vierter Motorfourth engine
12a12a
erstes Getriebefirst transmission
12b12b
erstes Getriebefirst transmission
12c12c
erstes Getriebefirst transmission
1313
Steuerungcontrol
1414
Batteriebattery
15a15a
Nick-KreiselNick centrifugal
15b15b
Roll-KreiselRoll gyro
15c15c
Gier-KreiselYaw gyro
1616
AuswertesteuerungAuswertesteuerung
17a17a
erster Reglerfirst controller
17b17b
zweiter Reglersecond controller
17c17c
dritter Reglerthird controller
17d17d
vierter Reglerfourth controller
1818
Schaltelementswitching element
1919
Empfängerreceiver
HH
RückwärtsfahrtrichtungReverse direction
LL
LinksfahrtrichtungLeft turn signal
RR
RechtsfahrtrichtungRight direction
VV
VorwärtsfahrtrichtungForward direction
xx
Längsachselongitudinal axis
yy
Querachsetransverse axis
zz
Hochachsevertical axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1181187 B1 [0002] EP 1181187 B1 [0002]
  • NL 1033676 [0003] NL 1033676 [0003]

Claims (14)

Fahrzeug (1) für die Fortbewegung eines Fahrers (2) mit einem auf einem Boden (8) abrollenden Element, mit einem sich auf dem abrollenden Element labil abstützenden Tragelement (3), auf dem der Fahrer (2) im Betrieb des Fahrzeuges (1) balancierend steht, mit einer sich an dem Tragelement (3) abstützenden Antriebsanordnung (5), die das abrollende Element antreibt und mit einer Steuerung (16), über die die Antriebsanordnung (5) in Abhängigkeit von der Neigung des Tragelements (3) und der Neigungsrichtung des Tragelements (3) in einer gewünschten Fahrtrichtung gesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das auf dem Boden (8) abrollende Element eine Kugel (4) ist und über die Antriebsanordnung (5) das Fahrzeug in beliebige Fahrrichtungen bewegbar ist.Vehicle ( 1 ) for the movement of a driver ( 2 ) with one on a floor ( 8th ) rolling element, with a labile on the rolling element supporting support member ( 3 ) on which the driver ( 2 ) during operation of the vehicle ( 1 ) is balancing, with a on the support element ( 3 ) supporting drive arrangement ( 5 ), which drives the rolling element and with a control ( 16 ), via which the drive arrangement ( 5 ) depending on the inclination of the support element ( 3 ) and the direction of inclination of the support element ( 3 ) is controlled in a desired direction of travel, characterized in that on the ground ( 8th ) rolling element a ball ( 4 ) and via the drive arrangement ( 5 ) the vehicle is movable in any direction of travel. Fahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) in Bezug auf den Fahrer (2) haltegrifflos ist.Vehicle ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the vehicle ( 1 ) in relation to the driver ( 2 ) is handleless. Fahrzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Tragelement (3) eine Öffnung (3b) angeordnet ist und das Tragelement (3) als ringförmige Scheibe (3a) ausgebildet ist.Vehicle ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that in the support element ( 3 ) an opening ( 3b ) is arranged and the support element ( 3 ) as an annular disc ( 3a ) is trained. Fahrzeug (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (4) in die Öffnung (3b) des Tragelements (3) hinein ragt.Vehicle ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the ball ( 4 ) in the opening ( 3b ) of the support element ( 3 ) protrudes into it. Fahrzeug (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Scheibe (3a) des Tragelements (3) in Höhe eines horizontalen Äquators (4a) der Kugel (4) angeordnet ist.Vehicle ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the annular disc ( 3a ) of the support element ( 3 ) at the level of a horizontal equator ( 4a ) the ball ( 4 ) is arranged. Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Tragelement (3) Aufstandsflächen (7) für den Fahrer (2) angeordnet sind und die Aufstandsflächen (7) in Bezug auf die Kugel (4) gegenüber liegend angeordnet sind.Vehicle ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that on the support element ( 3 ) Footprints ( 7 ) for the driver ( 2 ) and the footprints ( 7 ) in relation to the sphere ( 4 ) are arranged opposite one another. Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsanordnung (5) an dem Tragelement (3) befestigt ist und die Antriebsanordnung (5) mindestens zwei Allseitenräder (9a, 9b, 9c) mit einer Drehachse (9d, 9e, 9f) zur Übertragung der Antriebskräfte auf die Kugel (4) aufweist. Vehicle ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the drive arrangement ( 5 ) on the support element ( 3 ) and the drive arrangement ( 5 ) at least two all-side wheels ( 9a . 9b . 9c ) with a rotation axis ( 9d . 9e . 9f ) for transmitting the driving forces to the ball ( 4 ) having. Fahrzeug (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (9d, 9e, 9f) parallel zu dem Tragelement (3) ausgerichtet ist.Vehicle ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the axis of rotation ( 9d . 9e . 9f ) parallel to the support element ( 3 ) is aligned. Fahrzeug (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass drei Allseitenräder (9a, 9b, 9c) auf dem Tragelement (3) angeordnet sind und gleichmäßig um die Kugel (4) herum verteilt sind.Vehicle ( 1 ) according to claim 7 or 8, characterized in that three universal wheels ( 9a . 9b . 9c ) on the support element ( 3 ) and evenly around the ball ( 4 ) are distributed around. Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsanordnung (5) ein viertes Allseitenrad (10) mit einer Drehachse (10a) aufweist, dessen Drehachse (10a) parallel zur Hochachse (z) der Kugel (4) bei horizontal ausgerichtetem Tragelement (3) ist und das vierte Allseitenrad (10) auf der Höhe eines horizontalen Äquators (4a) an der Kugel (4) angreift.Vehicle ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the drive arrangement ( 5 ) a fourth all-side wheel ( 10 ) with a rotation axis ( 10a ) whose axis of rotation ( 10a ) parallel to the vertical axis (z) of the sphere ( 4 ) with horizontally oriented support element ( 3 ) and the fourth all-side wheel ( 10 ) at the height of a horizontal equator ( 4a ) on the ball ( 4 ) attacks. Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Allseitenrad (9a, 9b, 9c, 10) über ein Getriebe (12a, 12b, 12c) und einen Elektromotor (11a, 11b, 11c, 11d) angetrieben ist und jeder Elektromotor (11a, 11b, 11c, 11d) auf dem Tragelement (3) befestigt ist.Vehicle ( 1 ) according to one of claims 6 to 10, characterized in that each all-side wheel ( 9a . 9b . 9c . 10 ) via a transmission ( 12a . 12b . 12c ) and an electric motor ( 11a . 11b . 11c . 11d ) and each electric motor ( 11a . 11b . 11c . 11d ) on the support element ( 3 ) is attached. Fahrzeug (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoren (11a, 11b, 11c, 11d) über mindestens eine wiederaufladbare Batterie (14) mit Energie versorgt sind und die Batterie (14) unterhalb des Tragelements (3) angeordnet ist.Vehicle ( 1 ) according to claim 11, characterized in that the electric motors ( 11a . 11b . 11c . 11d ) via at least one rechargeable battery ( 14 ) are energized and the battery ( 14 ) below the support element ( 3 ) is arranged. Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Tragelement (3) Kreisel (15a, 15b, 15c) angeordnet sind, die die Neigung und Neigungsrichtung des Tragelements (3) messen und die gemessene Neigung und Neigungsrichtung an die Steuerung (16) übergeben.Vehicle ( 1 ) according to one of claims 1 to 12, characterized in that on the support element ( 3 ) Gyroscope ( 15a . 15b . 15c ) are arranged, the inclination and inclination direction of the support element ( 3 ) and measure the measured inclination and inclination direction to the controller ( 16 ) to hand over. Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (16) ein Balance-Steuerungsmodul umfasst, das einen Fahrer (2) bei der Ausbalancierung des Tragelements (3) in einer horizontale Lage im Raum unterstützt.Vehicle ( 1 ) according to one of claims 1 to 13, characterized in that the controller ( 16 ) comprises a balance control module that controls a driver ( 2 ) in the balancing of the support element ( 3 ) supported in a horizontal position in space.
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