DE102013210044B4

DE102013210044B4 - Fahrzeug mit modularer Fahrvorrichtung

Info

Publication number: DE102013210044B4
Application number: DE102013210044.2A
Authority: DE
Inventors: Wade W. Bryant
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-06-13
Filing date: 2013-05-29
Publication date: 2023-09-14
Anticipated expiration: 2033-05-30
Also published as: US20130333966A1; DE102013210044A1; CN103481945A; CN103481945B; US8684115B2

Abstract

Fahrzeug (20), mit:einer Tragstruktur (24);einer Radanordnung (32), die mit der Tragstruktur (24) gekoppelt und um eine zentrale Achse (34) in eine erste Richtung und eine zweite Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung drehbar ist, um die Tragstruktur (24) vorwärts und rückwärts zu bewegen, wobei die Radanordnung (32) um eine Schwenkachse (36) quer zur zentralen Achse (34) in eine dritte Richtung und eine der dritten Richtung entgegengesetzte vierte Richtung schwenkbar ist, um die Tragstruktur (24) nach links und rechts zu bewegen;einem Elektromotor (38), der mit der Radanordnung (32) gekoppelt ist, um die Radanordnung (32) in die erste und zweite Richtung zu drehen;einem mit der Radanordnung (32) gekoppelten Lenkmechanismus (42), um die Radanordnung (32) in die dritte und vierte Richtung zu schwenken; undeinem Gehäuse (48), das die Radanordnung (32) und den Elektromotor (38) aufnimmt; dadurch gekennzeichnet , dassdas Fahrzeug (20) ferner eine von dem Elektromotor (38) verschiedene Bremsvorrichtung (40) umfasst, die mit der Radanordnung (32) gekoppelt ist, um die Radanordnung (32) zu bremsen;wobei das Gehäuse auch die Bremsvorrichtung (40) und den Lenkmechanismus (42) aufnimmt, um eine in sich geschlossene Einheit (50) zu definieren, die an der Tragstruktur (24) anbringbar und von ihr demontierbar ist, um Austauschbarkeit der in sich geschlossenen Einheit (50) zu schaffen; undwobei das Gehäuse (48), die Radanordnung (32), der Elektromotor (38), die Bremsvorrichtung (40) und der Lenkmechanismus (42) gleichzeitig miteinander um die Schwenkachse (36) in die dritte und vierte Richtung schwenkbar sind.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es der Art nach im Wesentlichen aus der US 7 296 643 B2 bekannt ist.
Im Wesentlichen vergleichbare Fahrzeug gehen ferner aus den Druckschriften US 5 547 038 A , DE 20 2012 002 846 U1 und US 2010 / 0 181 135 A1 hervor.
HINTERGRUND
Fahrzeuge werden gewöhnlich genutzt, um einen Fahrer und Passagiere zu einem bestimmten Ort zu befördern. Ein Fahrzeug wie zum Beispiel ein Lastwagen und ein Personenkraftwagen enthalten zahlreiche Teile, um das Fahrzeug anzutreiben. Zum Beispiel enthalten einige Fahrzeuge ein Fahrgestell mit einem vom Fahrgestell getragenen Motor und mehrere, mit dem Fahrgestell gekoppelte Räder, um das Fahrzeug zu bewegen. Einige Fahrzeuge enthalten überdies einen Lenkmechanismus, der vom Fahrgestell getragen wird und mit den Rädern gekoppelt ist, um das Fahrzeug zu lenken. Außerdem enthalten diese Fahrzeuge einen Aufhängungsmechanismus, der vom Fahrgestell getragen wird und mit den Rädern gekoppelt ist. Außerdem weisen diese Fahrzeuge einen Antriebsstrang mit einem Differential, Antriebswellen etc. auf, welche den Aufbau des Fahrzeugs verkomplizieren können. Typischerweise sind diese Teile einzeln am Fahrgestell angebracht und unabhängig voneinander vom Fahrgestell entfernbar.
Der Erfindung liegt ausgehend von der US 7 296 643 B2 die Aufgabe zu Grunde, ein straßen- und verkehrstaugliches Fahrzeug anzugeben, das hinsichtlich der Montage, Wartung und Austauschbarkeit seiner Antriebs- und Lenkkomponenten optimiert ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Aufgabe wird mit einem Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die vorliegende Offenbarung liefert ein Fahrzeug, das eine Tragstruktur und eine mit der Tragstruktur gekoppelte Radanordnung enthält. Die Radanordnung ist um eine zentrale Achse in eine erste Richtung und eine zweite Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung drehbar, um die Tragstruktur vorwärts und rückwärts zu bewegen. Die Radanordnung ist auch um eine Schwenkachse quer zur zentralen Achse in eine dritte Richtung und eine der dritten Richtung entgegengesetzte vierte Richtung schwenkbar, um die Tragstruktur nach links und rechts zu bewegen. Das Fahrzeug enthält ferner einen mit der Radanordnung gekoppelten Elektromotor, um die Radanordnung in die erste und zweite Richtung zu drehen. Das Fahrzeug weist auch eine Bremsvorrichtung auf, die mit der Radanordnung gekoppelt ist, um die Radanordnung zu bremsen. Das Fahrzeug enthält auch einen mit der Radanordnung gekoppelten Lenkmechanismus, um die Radanordnung in die dritte und vierte Richtung zu schwenken. Das Fahrzeug weist ferner ein Gehäuse auf, das die Radanordnung, den Elektromotor, die Bremsvorrichtung und den Lenkmechanismus aufnimmt, um eine in sich geschlossene Einheit zu definieren, die an die Tragstruktur angebracht und von ihr demontiert werden kann, um Austauschbarkeit der in sich geschlossenen Einheit zu schaffen.
Die vorliegende Offenbarung weist auch eine modulare Fahrvorrichtung für ein Fahrzeug auf. Die Vorrichtung enthält eine Radanordnung, die um eine zentrale Achse in eine erste Richtung und eine zur ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung drehbar ist, um das Fahrzeug vorwärts und rückwärts zu bewegen. Die Radanordnung ist auch um eine Schwenkachse quer zur zentralen Achse in eine dritte Richtung und eine zur dritten Richtung entgegengesetzte vierte Richtung schwenkbar, um das Fahrzeug nach links und rechts zu bewegen. Die Vorrichtung enthält ferner einen mit der Radanordnung gekoppelten Elektromotor, um die Radanordnung in die erste und zweite Richtung zu drehen. Die Vorrichtung enthält ebenfalls eine mit der Radanordnung gekoppelte Bremsvorrichtung, um die Radanordnung zu bremsen. Ferner enthält die Vorrichtung einen mit der Radanordnung gekoppelten Lenkmechanismus, um die Radanordnung in die dritte und vierte Richtung zu schwenken. Außerdem weist die Vorrichtung ein Gehäuse auf, das die Radanordnung, den Elektromotor, die Bremsvorrichtung und den Lenkmechanismus aufnimmt, um eine in sich geschlossene Einheit zum Anbringen an und Demontieren von dem Fahrzeug zu definieren, um Austauschbarkeit der in sich geschlossenen Einheit zu schaffen.
Die vorliegende Offenbarung liefert ferner ein Fahrzeug, das eine Tragstruktur aufweist. Die Tragstruktur weist ein vorderes Ende und ein hinteres Ende auf, die entlang einer Längsachse voneinander beabstandet sind. Das Fahrzeug schließt eine mit der Tragstruktur gekoppelte Radanordnung ein. Die Radanordnung ist um eine zentrale Achse in eine erste Richtung und eine zur ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung drehbar, um die Tragstruktur vorwärts und rückwärts zu bewegen. Die Radanordnung ist auch um eine Schwenkachse quer zur zentralen Achse in eine dritte Richtung und eine zur dritten Richtung entgegengesetzte vierte Richtung schwenkbar, um die Tragstruktur nach links und rechts zu bewegen. Das Fahrzeug enthält ebenfalls einen mit der Radanordnung gekoppelten ersten Elektromotor, um die Radanordnung in die erste und zweite Richtung zu drehen. Das Fahrzeug enthält ferner eine mit der Radanordnung gekoppelte Bremsvorrichtung, um die Radanordnung zu bremsen, und einen mit der Radanordnung gekoppelten Lenkmechanismus, um die Radanordnung in die dritte und vierte Richtung zu schwenken. Das Fahrzeug weist ebenfalls ein Gehäuse auf, das einen Hohlraum definiert, der die Radanordnung, den ersten Elektromotor, die Bremsvorrichtung und den Lenkmechanismus aufnimmt, um eine in sich geschlossene Einheit zu definieren, die an die Tragstruktur angebracht und von ihr demontiert werden kann, um Austauschbarkeit der in sich geschlossenen Einheit zu schaffen. Das Fahrzeug enthält auch einen mit dem Gehäuse gekoppelten Träger, um die in sich geschlossene Einheit zu tragen. Der Träger ist außerhalb des Gehäuses angeordnet und gleichzeitig mit der in sich geschlossenen Einheit an der Tragstruktur anbringbar und von ihr demontierbar. Der Träger enthält eine darauf montierte erste Schiene, um das Gehäuse entlang dem Träger während eines Schwenkens des Gehäuses um die Schwenkachse zu führen. Das Gehäuse enthält eine zweite Schiene, die am Gehäuse außerhalb des Hohlraums so montiert ist, dass die zweite Schiene und das Gehäuse gleichzeitig um die Schwenkachse schwenken. Die zweite Schiene wirkt mit der ersten Schiene zusammen, um die zweite Schiene entlang der ersten Schiene während eines Schwenkens des Gehäuses um die Schwenkachse zu führen. Der Lenkmechanismus enthält ein Zahnrad (engl. cog), das mit der ersten Schiene zusammenwirkt, und einen zweiten Elektromotor, der mit dem Zahnrad gekoppelt ist, um das Zahnrad entlang der ersten Schiene zu bewegen, um das Gehäuse unabhängig vom Träger um die Schwenkachse zu schwenken. Das Fahrzeug enthält ferner einen Aufhängungsmechanismus, der im Hohlraum des Gehäuses angeordnet ist, um weiter die in sich geschlossene Einheit zu definieren. Der Aufhängungsmechanismus enthält einen Stoßdämpfer, der mit der Radanordnung und dem Gehäuse gekoppelt ist, um eine Bewegung der Tragstruktur entlang der Schwenkachse zu dämpfen. Die Radanordnung enthält eine mit dem ersten Elektromotor gekoppelte Nabe und einen an der Nabe angebrachten Reifen. Die Nabe und der Reifen sind als Antwort auf eine Betätigung des ersten Elektromotors gleichzeitig um die zentrale Achse in die erste und zweite Richtung drehbar. Der Lenkmechanismus schwenkt den Reifen zu einer ersten Stellung in die dritte Richtung quer zur Längsachse und einer zweiten Stellung in die vierte Richtung quer zur Längsachse. Der Lenkmechanismus schwenkt auch den Reifen zu einer Zwischenstellung, im Wesentlichen parallel zur Längsachse, um einen Winkel von etwa 0° zu repräsentieren. Der Reifen ist um die Schwenkachse in Bezug auf die Zwischenstellung zur ersten Stellung in einem ersten Winkel von etwa 0° bis etwa 90° in die dritte Richtung schwenkbar. Der Reifen ist auch um die Schwenkachse in Bezug auf die Zwischenstellung zur zweiten Stellung in einem zweiten Winkel von etwa 0° bis -90° in die vierte Richtung schwenkbar. Das Fahrzeug enthält auch ein Steuerungssystem, das im Hohlraum des Gehäuses angeordnet ist, um weiter die in sich geschlossene Einheit zu definieren. Das Steuerungssystem steht in Verbindung mit dem ersten und zweiten Elektromotor und der Bremsvorrichtung, um eine Betätigung des ersten und zweiten Elektromotors und der Bremsvorrichtung zu steuern. Das Fahrzeug enthält ferner eine an der Tragstruktur angebrachte Batterie, um Strom an den ersten und zweiten Elektromotor, die Bremsvorrichtung und das Steuerungssystem zu liefern. Das Gehäuse, die Radanordnung, der erste und zweite Elektromotor, die Bremsvorrichtung, der Lenkmechanismus, der Aufhängungsmechanismus und das Steuerungssystem sind unabhängig vom Träger gleichzeitig miteinander um die Schwenkachse in die dritte und vierte Richtung schwenkbar.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs und einer modularen Fahrvorrichtung, mit der modularen Fahrvorrichtung in einem ersten Modus.
2 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines anderen Fahrzeugs und der modularen Fahrvorrichtung, mit der modularen Fahrvorrichtung in dem ersten Modus.
3 ist eine schematische, auseinandergezogene perspektivische Ansicht der modularen Fahrvorrichtung und eines Kopplungselements, mit der modularen Fahrvorrichtung in einem zweiten Modus.
4 ist eine schematische perspektivische Ansicht der modularen Fahrvorrichtung und des Kopplungselements, mit der modularen Fahrvorrichtung im ersten Modus.
5 ist eine schematische Querschnittsansicht der modularen Fahrvorrichtung.
6 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer in sich geschlossenen Einheit und eines Reifens in einer ersten Stellung.
7 ist eine schematische perspektivische Ansicht der in sich geschlossenen Einheit und des Reifens in einer zweiten Stellung.
8 ist eine schematische Draufsicht der in sich geschlossenen Einheit in einer Zwischenstellung.
9 ist eine schematische Draufsicht der in sich geschlossenen Einheit in der ersten Stellung in durchgezogenen Linien und in einer anderen ersten Stellung in gestrichelten Linien.
10 ist eine schematische Draufsicht der in sich geschlossenen Einheit in der zweiten Stellung in durchgezogenen Linien und in einer anderen zweiten Stellung in gestrichelten Linien.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Verweisend auf die Figuren, worin gleiche Ziffern gleiche oder entsprechende Teile in all den verschiedenen Ansichten angeben, sind allgemein ein Fahrzeug 20 und eine modulare Fahrvorrichtung 22 für das Fahrzeug 20 dargestellt. Das Fahrzeug 20 kann eine beliebige geeignete Ausführung wie zum Beispiel für einen Personenkraftwagen wie in 1 gezeigt; einen Lastwagen, einen Nutzkraftwagen wie zum Beispiel einen Sattelschlepper; ein Motorrad, wie in 2 gezeigt; einen Roller; ein Fahrzeug mit drei Rädern etc. sein. Das Fahrzeug 20 wird zuerst diskutiert, und die modulare Fahrvorrichtung 22 wird im Folgenden unten diskutiert.
Bezug nehmen auf 1 und 2 enthält das Fahrzeug 20 eine Komponente wie zum Beispiel eine Tragstruktur 24, wobei die Tragstruktur 24 ein vorderes Ende 26 und ein hinteres Ende 28 aufweist, die entlang einer Längsachse 30 voneinander beabstandet sind. Allgemein entspricht das vordere Ende 26 der Tragstruktur 24 dem vorderen Ende des Fahrzeugs 20, und das hintere Ende 28 der Tragstruktur 24 entspricht dem hinteren Ende des Fahrzeugs 20. Die Tragstruktur 24 kann einen Fahrer; einen Passagier (Passagiere); eine Last wie zum Beispiel Waren/Materialien, die transportiert werden sollen; etc. tragen. Die Komponente kann ferner definiert sein als ein Rahmen, ein Fahrgestell, eine Plattform, ein Rumpf, eine Halterung, eine Strebe oder irgendeine andere geeignete Komponente, um die modulare Fahrvorrichtung 22, den Fahrer, den Passagier (die Passagiere), die Last etc. zu tragen.
Wendet man sich auch 3 - 5 zu, enthält das Fahrzeug 20 ferner eine Radanordnung 32, die mit der Tragstruktur 24 gekoppelt ist. Die Radanordnung 32 ist um eine zentrale Achse 34 in eine erste Richtung und eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung drehbar, um die Tragstruktur 24 vorwärts und rückwärts zu bewegen. Einfach ausgedrückt bewegt sich das Fahrzeug 20 vorwärts und rückwärts, wenn die Radanordnung 32 in die erste und zweite Richtung dreht. Wenn zum Beispiel die Radanordnung 32 in die erste Richtung dreht, bewegt sich das Fahrzeug 20, und somit die Tragstruktur 24, vorwärts, und, wenn die Radanordnung 32 in die zweite Richtung dreht, bewegt sich das Fahrzeug 20, und somit die Tragstruktur 24, rückwärts. Es ist besonders zu erwähnen, dass das obige Richtungsbeispiel nur zu Veranschaulichungszwecken dient, und die erste und zweite Richtung umgekehrt sein können.
Die Radanordnung 32 ist auch um eine Schwenkachse 36 quer zur zentralen Achse 34 in eine dritte Richtung und eine vierte Richtung entgegengesetzt der dritten Richtung schwenkbar, um die Tragstruktur 24 nach links und rechts zu bewegen. Einfach ausgedrückt bewegt sich das Fahrzeug 20 nach links und rechts, wenn die Radanordnung 32 in die dritte und vierte Richtung schwenkt. Wenn zum Beispiel die Radanordnung 32 in die dritte Richtung schwenkt, bewegt sich das Fahrzeug 20, und somit die Tragstruktur 24, nach links, und, wenn die Radanordnung 32 in die vierte Richtung schwenkt, bewegt sich das Fahrzeug 20, und somit die Tragstruktur 24, nach rechts. Es ist besonders zu erwähnen, dass das obige Richtungsbeispiel nur zu Veranschaulichungszwecken dient, und die dritte und vierte Richtung umgekehrt sein können. In bestimmten Ausführungsformen ist die Schwenkachse 36 senkrecht zur zentralen Achse 34. Die Radanordnung 32 kann gleichzeitig um die zentrale Achse 34 und die Schwenkachse 36 drehen. Daher kann zum Beispiel, wenn die Radanordnung 32 gleichzeitig um die zentrale und Schwenkachse 34, 36 dreht, das Fahrzeug 20, und somit die Tragstruktur 24, sich vorwärts oder rückwärts bewegen, während es nach links oder rechts abbiegt. Teile der Radanordnung 32 werden unten weiter diskutiert.
Das Fahrzeug 20 enthält ferner einen Elektromotor 38 (siehe 5), der mit der Radanordnung 32 gekoppelt ist, um die Radanordnung 32 in die erste und zweite Richtung zu drehen. Somit dreht eine Betätigung des Elektromotors 38 die Radanordnung 32, um das Fahrzeug 20 vorwärts und rückwärts zu bewegen. Der Elektromotor 38 kann eine davon ausgehende Welle enthalten, wobei die Welle mit der Radanordnung 32 gekoppelt und um die zentrale Achse 34 drehbar ist, um die Radanordnung 32 zu drehen. Der Elektromotor 38 kann ein beliebiges geeignetes Teil(e) enthalten, um die Radanordnung 32 zu drehen, und das Teil (die Teile) des Elektromotors 38 werden nicht weiter diskutiert. In bestimmten Ausführungsformen ist der Elektromotor 38 ein Nabenmotor. Es ist besonders zu erwähnen, dass der Elektromotor 38 ein beliebiger geeigneter Elektromotor oder ein anderer geeigneter Motor sein kann. Der Elektromotor 38 ist ferner definiert als ein erster Elektromotor 38, und auf ihn wird bei der folgenden Diskussion als erster Elektromotor 38 verwiesen.
Das Fahrzeug 20 enthält auch eine Bremsvorrichtung 40 (siehe 5), die mit der Radanordnung 32 gekoppelt ist, um die Radanordnung 32 zu bremsen. Wenn sich zum Beispiel das Fahrzeug 20 bewegt, verlangsamt eine Betätigung der Bremsvorrichtung 40 das Fahrzeug 20 oder stoppt dessen Bewegung. Als ein weiteres Beispiel verhindert, wenn das Fahrzeug 20 steht, eine Betätigung der Bremsvorrichtung 40, dass sich das Fahrzeug 20 zu bewegen beginnt. Die Bremsvorrichtung 40 kann einen Bremssattel, Bremsklötze, einen Kolben und einen Zylinder, einen Rotor und/oder irgendwelche andere geeignete Teile zum Verlangsamen / Stoppen / Verhindern einer Bewegung des Fahrzeugs 20, und somit der Tragstruktur 24, aufweisen, und daher werden die Teile der Bremsvorrichtung 40 nicht weiter diskutiert.
Das Fahrzeug 20 enthält ferner einen Lenkmechanismus 42, der mit der Radanordnung 32 gekoppelt ist, um die Radanordnung 32 in die dritte und vierte Richtung zu schwenken. Einfach ausgedrückt schwenkt eine Betätigung des Lenkmechanismus 42 die Radanordnung 32 in die dritte und vierte Richtung. Somit schwenkt eine Betätigung des Lenkmechanismus 42 die Radanordnung 32, um das Fahrzeug 20 nach links und rechts zu bewegen. Teile des Lenkmechanismus 42 werden im Folgenden weiter diskutiert.
Ein Lenkrad 44 kann mit dem Lenkmechanismus 42 gekoppelt sein, um den Lenkmechanismus 42 zu betätigen. Überdies kann eine Lenksäule 46 zwischen das Lenkrad und den Lenkmechanismus 42 zum Betätigen des Lenkmechanismus 42 als Antwort auf eine Bewegung des Lenkrads 44 gekoppelt sein. Wenn zum Beispiel ein Nutzer/Fahrer das Lenkrad 44 dreht, dreht die Lenksäule 46, um den Lenkmechanismus 42 zu betätigen, der die Radanordnung 32 in die dritte oder vierte Richtung schwenkt. Es ist besonders zu erwähnen, dass das Lenkrad 44 eine beliebige geeignete Gestaltung wie zum Beispiel ein Rad wie in 1 gezeigt, Handgriffe wie in 2 gezeigt, Richtungsknöpfe, ein Joystick etc. aufweisen kann. Es ist auch besonders zu erwähnen, dass das Lenkrad 44 und die Lenksäule 46 beliebige geeignete Teile zum Betätigen des Lenkmechanismus 42 enthalten können, und die Teile des Lenkrads 44 und der Lenksäule 46 werden nicht weiter diskutiert.
Das Fahrzeug 20 schließt auch ein Gehäuse 48 ein, das die Radanordnung 32, den ersten Elektromotor 38, die Bremsvorrichtung 40 und den Lenkmechanismus 42 aufnimmt, um eine in sich geschlossene Einheit 50 zu definieren, die an die Tragstruktur 24 oder das Fahrzeug 20 angebracht und von dieser demontiert werden kann, um Austauschbarkeit der in sich geschlossenen Einheit 50 zu schaffen. Konkreter definiert das Gehäuse 48 einen Hohlraum 52, der die Radanordnung 32, den ersten Elektromotor 38, die Bremsvorrichtung 40 und den Lenkmechanismus 42 aufnimmt, um weiter die in sich geschlossene Einheit 50 zu definieren. Daher ist die in sich geschlossene Einheit 50 an die Tragstruktur 24 anbringbar und von ihr demontierbar, um eine Austauschbarkeit der in sich geschlossenen Einheit 50 zu schaffen. Einfach ausgedrückt ist das Gehäuse 48/die in sich geschlossene Einheit 50 an das Fahrzeug 20 anbringbar, und das Gehäuse 48/die in sich geschlossene Einheit 50 ist vom Fahrzeug 20 demontierbar. Demzufolge ist das Gehäuse 48/die in sich geschlossene Einheit 50 in einem ersten Modus, wenn sie am Fahrzeug 20 oder der Tragstruktur 24 angebracht ist, und das Gehäuse 48/die in sich geschlossene Einheit 50 ist in einem zweiten Modus, wenn sie vom Fahrzeug 20 oder der Tragstruktur 24 demontiert ist. Der erste Modus ist in 1, 2 und 4 dargestellt, und der zweite Modus ist in 3 und 5 - 10 dargestellt. Nur zu Veranschaulichungszwecken wurden verschiedene Merkmale des Gehäuses 48/der in sich geschlossenen Einheit 50 in 1, 2 und 8 - 10 entfernt.
Das Gehäuse 48, die Radanordnung 32, der erste Elektromotor 38, die Bremsvorrichtung 40 und der Lenkmechanismus 42 sind gleichzeitig miteinander um die Schwenkachse 36 in die dritte und vierte Richtung schwenkbar. Folglich ist die in sich geschlossene Einheit 50 um die Schwenkachse 36 in die dritte und vierte Richtung schwenkbar. Wenn daher der Nutzer das Lenkrad 44 dreht, schwenken das Gehäuse 48, die Radanordnung 32, der erste Elektromotor 38, die Bremsvorrichtung 40 und der Lenkmechanismus 42 gleichzeitig gemeinsam um die Schwenkachse 36 in die dritte oder vierte Richtung. Einfach ausgedrückt schwenkt, wenn der Nutzer das Lenkrad 44 dreht, die in sich geschlossene Einheit 50 in die dritte oder vierte Richtung. Es ist besonders zu erwähnen, dass, wenn die Radanordnung 32 in die erste oder zweite Richtung dreht, das Gehäuse 48, der erste Elektromotor 38, die Bremsvorrichtung 40 und der Lenkmechanismus 42 nicht in die erste oder der zweite Richtung drehen.
Verweisend auf 3 - 5 hat das Gehäuse 48 eine erste Oberfläche 54, die vom Hohlraum 52 abgewandt ist, und eine im Hohlraum 52 angeordnete zweite Oberfläche 56. Allgemein liegt die zweite Oberfläche 56 der ersten Oberfläche 54 des Gehäuses 48 gegenüber. Daher ist die zweite Oberfläche 56 der Radanordnung 32, dem ersten Elektromotor 38, der Bremsvorrichtung 40 und dem Lenkmechanismus 42 zugewandt.
Das Fahrzeug 20 kann ferner einen Träger 58 enthalten, der mit dem Gehäuse 48 gekoppelt ist, um die in sich geschlossene Einheit 50 zu tragen. Allgemein ist der Träger 58 außerhalb des Gehäuses 48 angeordnet. In einer Ausführungsform ist die erste Oberfläche 54 des Gehäuses 48 mit dem Träger 58 gekoppelt. Es ist besonders zu erwähnen, dass das Gehäuse 48 an jeder beliebigen geeigneten Stelle am Träger 58 angebracht werden kann. Der Träger 58 ist gleichzeitig mit der in sich geschlossenen Einheit an die Tragstruktur 24 oder das Fahrzeug 20 anbringbar und davon demontierbar. Mit anderen Worten ist der Träger 58 gleichzeitig mit der in sich geschlossenen Einheit 50 an das Fahrzeug 20 anbringbar und von diesem demontierbar. An solches ist das Gehäuse 48/die in sich geschlossene Einheit 50 in dem ersten Modus, wenn der Träger 58 am Fahrzeug 20 oder der Tragstruktur 24 angebracht ist, und an das Gehäuse 48/die in sich geschlossene Einheit 50 ist im zweiten Modus, wenn der Träger 58 von dem Fahrzeug 20 oder der Tragstruktur 24 demontiert ist.
Überdies sind das Gehäuse 48, die Radanordnung 32, der erste Elektromotor 38, die Bremsvorrichtung 40 und der Lenkmechanismus 42 unabhängig vom Träger 58 gleichzeitig miteinander um die Schwenkachse 36 in die dritte und vierte Richtung schwenkbar. Mit anderen Worten ist die in sich geschlossene Einheit 50 unabhängig vom Träger 58 um die Schwenkachse 36 in die dritte und vierte Richtung schwenkbar. Als solcher kann der Träger 58 nicht in die dritte oder vierte Richtung schwenken. Außerdem dreht der Träger 58 nicht in die erste oder zweite Richtung.
Der Träger 58 hat eine erste Seite 60, die an der Tragstruktur 24 selektiv angebracht ist, und der Träger 58 hat eine zweite Seite 62, die mit dem Gehäuse 48 gekoppelt ist und der ersten Seite 60 gegenüberliegt. In bestimmten Ausführungsformen definiert der Träger 58 eine im Wesentlichen halbkreisförmige Ausgestaltung, so dass der Träger 58 eine Tasche 64 definiert, die das Gehäuse 48 aufnimmt. Mit anderen Worten ist die in sich geschlossene Einheit 50 in der Tasche 64 angeordnet und in Bezug auf den Träger 58 innerhalb der Tasche 64 in die dritte und vierte Richtung schwenkbar. Es ist besonders zu erwähnen, dass der Träger 58 jede beliebige Gestaltung aufweisen kann und das Gehäuse 48 jede beliebige geeignete Gestaltung aufweisen kann, die mit dem Träger 58 zusammenwirkt.
Die erste Seite 60 des Trägers 58 definiert einen Durchlass 66, um die in sich geschlossene Einheit 50 selektiv an der Tragstruktur 24 anzubringen. In bestimmten Ausführungsformen ist der Durchlass 66 definiert als mehrere Durchlässe 66, die voneinander beabstandet sind, um die in sich geschlossene Einheit 50 selektiv an der Tragstruktur 24 anzubringen. In verschiedenen Ausführungsformen ist einer der Durchlässe 66 durch sowohl die erste als auch zweite Seite 60, 62 des Trägers 58 angeordnet. In anderen Ausführungsformen sind mehrere Durchlässe 66 durch sowohl die erste als auch zweite Seite 60, 62 des Trägers 58 angeordnet. Es ist besonders zu erwähnen, dass die erste Seite 60 des Trägers 58 anstelle von Durchlässen 66 oder zusätzlich zu Durchlässen 66 ein Befestigungsmittel (Befestigungsmittel), einen Koppler bzw. ein Verbindungsstück (Verbindungsstücke) etc. enthalten kann, um die in sich geschlossene Einheit 50 an der Tragstruktur 24 selektiv anzubringen.
Wenn einer der Durchlässe 66 durch sowohl die erste als auch zweite Seite 60, 62 des Trägers 58 angeordnet ist, kann ein Kabelbaum 68 durch den Durchlass 66 angeordnet werden, um die in sich geschlossene Einheit 50 mit dem Fahrzeug 20 elektrisch zu verbinden. Wenn die mehreren Durchlässe 66 durch sowohl die erste als auch zweite Seite 60, 62 des Trägers 58 angeordnet sind, kann der Kabelbaum 68 durch jeden der Durchlässe 66 angeordnet werden. Alternativ dazu kann, wenn die mehreren Durchlässe 66 durch sowohl die erste als auch zweite Seite 60, 62 des Trägers 58 angeordnet sind, ein Kabelbaum 68 durch einen der Durchlässe 66 angeordnet werden, und ein anderer Kabelbaum 68 kann durch einen anderen der Durchlässe 66 angeordnet werden. Es ist besonders zu erwähnen, dass das Gehäuse 48 und der Träger 50 so ausgeführt sein können, dass sie mit dem Kabelbaum 68 zusammenwirken. Zum Beispiel kann das Gehäuse 48 ein oder mehrere Löcher zum Aufnehmen des Kabelbaums 68 definieren.
Das Fahrzeug 20 kann ferner ein Kopplungselement 70 enthalten, das mit dem Träger 58 zusammenwirkt, um den Träger 58, und somit die in sich geschlossene Einheit 50, am Fahrzeug 20 anzubringen. Konkreter ist das Kopplungselement 70 an der Tragstruktur 24 montiert. Als solches ist das Gehäuse 48/die in sich geschlossene Einheit 50 in dem ersten Modus, wenn der Träger 58 am Kopplungselement 70 angebracht ist, und das Gehäuse 48/die in sich geschlossene Einheit 58 ist in dem zweiten Modus, wenn der Träger 58 vom Kopplungselement 70 demontiert ist. In bestimmten Ausführungsformen kann das Kopplungselement 70 in den mehreren Durchlässen 66 angeordnet sein, um den Träger 58 an der Tragstruktur 24 anzubringen. In anderen Ausführungsformen ist das Kopplungselement 70 in einem Durchlass 66 zum Anbringen des Trägers 58 an der Tragstruktur 24 angeordnet. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Kopplungselement 70 als mehrere Kopplungselemente 70 definiert sein, wobei eines der Kopplungselemente 70 in einem der Durchlässe 66 angeordnet ist und ein anderes der Kopplungselemente 70 in einem anderen der Durchlässe 66 angeordnet ist. Es ist besonders zu erwähnen, dass das Kopplungselement (die Kopplungselemente) 70 jede beliebige geeignete Gestaltung und Lage aufweisen kann. Zum Beispiel kann das Kopplungselement (die Kopplungselemente) 70 ein Befestigungsmittel (Befestigungsmittel), ein Verbindungsstück (Verbindungsstücke), eine Lasche (Laschen), Haken (Haken) etc. sein. Es ist ferner besonders zu erwähnen, dass, wenn die erste Seite 60 des Trägers anstelle des Durchlasses (der Durchlässe) 66 oder zusätzlich dazu Befestigungsmittel (Befestigungsmittel) nutzt, das Kopplungselement (die Kopplungselemente) 70 an dem Befestigungsmittel (den Befestigungsmitteln) der ersten Seite 60 angebracht sind. Das Kopplungselement 70 und der Träger 58 wirken so zusammen, dass die in sich geschlossene Einheit 50 einfach an dem Fahrzeug 20 oder der Tragstruktur 24 anbringbar und davon demontierbar ist.
Wie am besten in 5 - 7 dargestellt ist, weist der Träger 58 ein erstes Ende 72 und ein zweites Ende 74 auf, die entlang einer Medialachse 76 quer zur zentralen und Schwenkachse 34, 36 voneinander beabstandet sind. Allgemein ist die Medialachse 76 im Wesentlichen parallel zur Längsachse 30, wie in 1 gezeigt. Es ist besonders zu erwähnen, dass die Medialachse 76 koplanar mit der Längsachse 30 sein kann. Es ist ebenfalls besonders zu erwähnen, bezüglich 2, dass die Längsachse 30 sich mit der Medialachse 76 deckt, und daher nur die Längsachse 30 in der Figur bezeichnet ist. Der Durchlass (die Durchlässe) 66 sind zwischen dem ersten und zweiten Ende 72, 74 des Trägers 58 angeordnet. Die erste Seite 60 des Trägers 58 ist von der Medialachse 76 abgewandt, und die zweite Seite 62 des Trägers 58 ist der Mittelachse 76 zugewandt.
Der Träger 58 weist eine erste Schiene 78 (siehe 5 - 7), die darauf montiert ist, um das Gehäuse 48 entlang dem Träger 58 während eines Schwenkens des Gehäuses 48 um die Schwenkachse 36 zu führen. Konkreter ist die erste Schiene 78 an der zweiten Seite 62 des Trägers 58 montiert, um das Gehäuse 48 entlang dem Träger 58 während eines Schwenkens des Gehäuses 48 um die Schwenkachse 36 zu führen. Die erste Schiene 78 ist zwischen dem ersten und zweiten Ende 72, 74 des Trägers 58 angeordnet. In bestimmten Ausführungsformen definiert die erste Schiene 78 eine im Wesentlichen halbkreisförmige Gestaltung, die mit der halbkreisförmigen Gestaltung des Trägers 58 zusammenwirkt. Es ist besonders zu erwähnen, dass die erste Schiene 78 eine beliebige geeignete Gestaltung aufweisen kann.
Das Gehäuse 48 enthält eine zweite Schiene 80 (siehe 5 - 7), die darauf montiert ist, so dass die zweite Schiene 80 und das Gehäuse 48 gleichzeitig um die Schwenkachse 36 schwenken. Konkreter ist die zweite Schiene 80 am Gehäuse 48 außerhalb des Hohlraums 52 so montiert, dass die zweite Schiene 80 und das Gehäuse 48 gleichzeitig um die Schwenkachse 36 schwenken. Mit anderen Worten ist die zweite Schiene 80 an der ersten Oberfläche 54 des Gehäuses 58 montiert. Die zweite Schiene 80 wirkt mit der ersten Schiene 78 zusammen, um die zweite Schiene 80 entlang der ersten Schiene 78 während eines Schwenkens des Gehäuses 48 um die Schwenkachse 36 zu führen. Allgemein ist die zweite Schiene 80 in der ersten Schiene 78 angeordnet. Die zweite Schiene 80, das Gehäuse 48, und somit die in sich geschlossene Einheit 50, schwenken unabhängig von der ersten Schiene 78, und somit dem Träger 58, um die Schwenkachse 36 in die dritte und vierte Richtung. In bestimmten Ausführungsformen definiert die zweite Schiene 80 eine im Wesentlichen halbkreisförmige Gestaltung, die mit der halbkreisförmigen Gestaltung der ersten Schiene 78 zusammenwirkt. Es ist besonders zu erwähnen, dass die zweite Schiene 80 jede beliebige geeignete Gestaltung aufweisen kann.
Der Lenkmechanismus 42 enthält ein Zahnrad 82, das mit der ersten Schiene 78 zusammenwirkt, und einen mit dem Zahnrad 82 gekoppelten zweiten Elektromotor 84. Der zweite Elektromotor 84 ist mit dem Zahnrad 82 gekoppelt, um das Zahnrad 82 entlang der ersten Schiene 78 zu bewegen, um das Gehäuse 48 unabhängig vom Träger 58 um die Schwenkachse 36 zu schwenken. Konkreter dreht eine Betätigung des zweiten Elektromotors 48 das Zahnrad 82, was das Zahnrad 82 entlang der ersten Schiene 78 so bewegt, dass das Gehäuse 48 um die Schwenkachse 36 schwenkt. Es ist besonders zu erwähnen, dass mehr als ein Zahnrad 82 mit dem zweiten Elektromotor 84 gekoppelt sein kann.
Der zweite Elektromotor 84 kann eine davon ausgehende Welle enthalten, wobei die Welle mit dem Zahnrad 82 gekoppelt und drehbar ist, um das Zahnrad 82 zu drehen. Der zweite Elektromotor 84 kann jedes geeignete Teil(e) zum Drehen des Zahnrads 82 aufweisen, und das Teil (die Teile) des zweiten Elektromotors 84 wird nicht weiter diskutiert. Es ist besonders zu erwähnen, dass der zweite Elektromotor 84 ein beliebiger geeigneter Elektromotor oder irgendein anderer geeigneter Motor sein kann. Es ist ferner besonders zu erwähnen, dass der Lenkmechanismus 42 ein anderes Teil (andere Teile) enthalten kann, um das Gehäuse 48/die in sich geschlossene Einheit 50 in Bezug auf die erste Schiene 78 zu bewegen.
Auch verweisend auf 6 und 7 weist die zweite Seite 62 des Trägers 58 eine Zahnstange 86 auf, die der ersten Schiene 78 benachbart ist. Allgemein ist die Zahnstange 86 in der ersten Schiene 78 angeordnet und zwischen dem ersten und zweiten Ende 72, 74 des Trägers 58 angeordnet. Das Zahnrad 82 steht mit der Zahnstange 86 in Eingriff, um das Gehäuse 48 unabhängig vom Träger 58 während einer Betätigung des zweiten Elektromotors 84 zu bewegen. In bestimmten Ausführungsformen definiert das Gehäuse 48 eine Öffnung 88, wobei ein Teil des Zahnrads 82 durch die Öffnung 88 angeordnet ist, um mit der Zahnstange 86 des Trägers 58 in Eingriff zu stehen. In verschiedenen Ausführungsformen definiert die zweite Schiene 80 auch die Öffnung 88, so dass der Teil des Zahnrads 82 durch die Öffnung 88 des Gehäuses 48 und die zweite Schiene 80 angeordnet ist, um mit der Zahnstange 86 des Trägers 58 in Eingriff zu stehen.
Die Zahnstange 86 kann mehrere, voneinander beabstandete Anschläge 90 enthalten, um zu verhindern, dass sich die erste Schiene 78 von der zweiten Schiene 80 löst. Konkreter ist das Zahnrad 82 zwischen den Anschlägen 90 so angeordnet, dass die Anschläge 90 verhindern, dass sich die in sich geschlossene Einheit 50 vom Träger 58 löst. Wenn sich das Zahnrad 82 entlang der Zahnstange 86 und in einen Eingriff mit einem der Anschläge 90 bewegt, wird ein weiteres Schwenken des Gehäuses 48 um die Schwenkachse 36 in diese Richtung verhindert. Einer der Anschläge 90 ist dem ersten Ende 72 des Trägers 58 benachbart angeordnet, und ein anderer der Anschläge 80 kann dem zweiten Ende 74 des Trägers 58 benachbart angeordnet sein. Es ist besonders zu erwähnen, dass die Anschläge 90 eine beliebige geeignete Gestaltung und Lage aufweisen können. Es ist ferner besonders zu erwähnen, dass der zweite Elektromotor 84 so gestaltet sein kann, dass er geeignete Anschläge berücksichtigt.
Das Fahrzeug 20 kann ferner einen im Hohlraum 52 des Gehäuses 48 angeordneten Aufhängungsmechanismus 92 enthalten, um die in sich geschlossene Einheit 50 weiter zu definieren. Allgemein dämpft der Aufhängungsmechanismus 92 eine Bewegung des Fahrzeugs 20, und somit der Tragstruktur 24, entlang der Schwenkachse 36 und/oder quer zur Schwenkachse 36. Der Aufhängungsmechanismus 92 ist gleichzeitig mit dem Gehäuse 48 um die Schwenkachse 36 in die dritte und vierte Richtung schwenkbar. Daher nimmt das Gehäuse 48 den Aufhängungsmechanismus 92 auf. Der Aufhängungsmechanismus 92 schwenkt unabhängig vom Träger 58 gleichzeitig mit dem Gehäuse 48 um die Schwenkachse 36 in die dritte und vierte Richtung. Überdies dreht der Aufhängungsmechanismus 92 nicht in die erste und zweite Richtung.
Der Aufhängungsmechanismus 92 weist mehrere Arme 94 auf, die jeweils mit der Radanordnung 32 gekoppelt und an der zweiten Oberfläche 56 des Gehäuses 48 angebracht sind. Ein Ende der Arme 94 ist an der zweiten Oberfläche 56 des Gehäuses 48 angebracht, und ein anderes Ende der Arme 94 ist am ersten Elektromotor 38 angebracht. Die Arme 94 können an der zweiten Oberfläche 56 des Gehäuses 48 durch jedes geeignete Befestigungsmittel (Befestigungsmittel), Verbindungsstück (Verbindungsstücke), Lasche (Laschen), Haken (Haken), Klebemittel (Klebemittel), Schweißen etc. angebracht sein. Es ist besonders zu erwähnen, dass die Arme 94 jede beliebige geeignete Gestaltung und Lage aufweisen können.
Der Aufhängungsmechanismus 92 enthält ferner einen Stoßdämpfer 96, der mit der Radanordnung 32 und dem Gehäuse 48 gekoppelt ist, um eine Bewegung der Tragstruktur 24 entlang der Schwenkachse 36 zu dämpfen. Mit anderen Worten dämpft der Stoßdämpfer 96 eine Bewegung des Fahrzeugs 20 entlang der Schwenkachse 36. Es ist besonders zu erwähnen, dass der Stoßdämpfer 96 eine Bewegung des Fahrzeugs 20, und somit der Tragstruktur 24, quer zur Schwenkachse 36 dämpfen kann. Allgemein ist der Stoßdämpfer 96 im Hohlraum 52 des Gehäuses 48 angeordnet und an dem Gehäuse 48 montiert. Der Stoßdämpfer 96 kann am Gehäuse 48 durch jedes geeignete Befestigungsmittel (Befestigungsmittel), Verbindungsstück (Verbindungsstücke), Lasche (Laschen), Haken (Haken), Klebemittel (Klebemittel), Schweißen etc. angebracht sein.
Außerdem kann der Stoßdämpfer 96 verstellbar sein, um einen Dämpfungsumfang zu ändern. Daher kann der Stoßdämpfer 96 einen Verstellknopf 98 aufweisen, und das Gehäuse 48 definiert eine Öffnung 100, die den Hohlraum 52 durchbricht, um den Stoßdämpfer 96 aufzunehmen. Konkret ist der Stoßdämpfer 96 durch die Öffnung 100 und in den Hohlraum 52 so angeordnet, dass der Verstellknopf 98 außerhalb des Gehäuses 48 angeordnet ist, um eine einfache Verstellung des Stoßdämpfers 96 zu liefern.
Der Stoßdämpfer 96 kann ein Vorspannelement 102 wie zum Beispiel eine Feder enthalten. Außerdem kann der Stoßdämpfer 96 eine Kolbenanordnung enthalten. In bestimmten Ausführungsformen wirken das Vorspannelement 102 und die Kolbenanordnung miteinander zusammen. Der Stoßdämpfer 96 kann als ein Luftstoßdämpfer definiert sein und kann irgendein anderes geeignetes Teil(e) zum Dämpfen einer Bewegung des Fahrzeugs 20 und somit der Tragstruktur 24 enthalten. Es ist besonders zu erwähnen, dass der Aufhängungsmechanismus 92 jedes beliebige geeignete Teil(e) zum Dämpfen einer Bewegung des Fahrzeugs 20 und somit der Tragstruktur 24 enthalten kann, und das Teil (die Teile) des Aufhängungsmechanismus 92 wird nicht weiter diskutiert.
Die Radanordnung 32 weist eine mit dem ersten Elektromotor 38 gekoppelte Nabe 104 und einen an der Nabe 104 angebrachten Reifen 106 auf. Als solche trägt die Nabe 104 den Reifen 106, und zumindest ein Teil der Nabe 104 dreht gleichzeitig mit dem Reifen 106 um die zentrale Achse 34 in die erste und zweite Richtung. Allgemein ist der erste Elektromotor 38 mit der Nabe 104 so gekoppelt, dass die Nabe 104 und der Reifen 106 als Antwort auf eine Betätigung des ersten Elektromotors 38 gleichzeitig um die zentrale Achse 34 in die erste und zweite Richtung drehen. Eine Betätigung des ersten Elektromotors 38 dreht daher die Nabe 104, welche den Reifen 106 dreht, um das Fahrzeug 20, und somit die Tragstruktur 24, vorwärts, rückwärts, nach links oder rechts zu bewegen. Somit trägt das Gehäuse 48 ein Antriebs- oder angetriebenes Rad. Wenn das Gehäuse 48/die in sich geschlossene Einheit 50 im zweiten Modus ist, ist der Reifen 106 von dem Fahrzeug 20 oder der Tragstruktur 24 demontiert. Es ist besonders zu erwähnen, dass die Radanordnung 32 jedes geeignete Teil(e) zum Bewegen des Fahrzeugs 20 enthalten kann, und das Teil (die Teile) der Radanordnung 32 wird nicht weiter diskutiert.
Allgemein schwenkt der Lenkmechanismus 42 den Reifen 104 zu einer ersten Stellung in die dritte Richtung quer zur Längsachse 30 und einer zweiten Stellung in die vierte Richtung quer zur Längsachse 30. Die erste Stellung ist in 6 und 9 dargestellt, und die zweite Stellung ist in 7 und 10 dargestellt. Überdies schwenkt der Lenkmechanismus 42 den Reifen 106 zu einer Zwischenstellung im Wesentlichen parallel zur Längsachse 30. Daher repräsentiert die Zwischenstellung einen Winkel von etwa 0°. Die Zwischenstellung liegt zwischen der ersten und zweiten Stellung und ist in 1, 4 und 8 dargestellt.
Der Reifen 106 ist in Bezug auf die Zwischenstellung um die Schwenkachse 36 zu der ersten Stellung in einem ersten Winkel 108 von etwa 0° und etwa 90° in die dritte Richtung schwenkbar. Einfach ausgedrückt kann der Reifen 106, und somit die Radanordnung 32, in die dritte Richtung zum ersten Winkel 108 schwenken, welcher ein beliebiger Winkel von etwa 0° bis etwa 90° sein kann, wie in 9 gezeigt ist. Nur zu Veranschaulichungszwecken veranschaulicht 9 die in sich geschlossene Einheit 50 in gestrichelten Linien, wenn der erste Winkel 108 etwa 1° beträgt, und die in sich geschlossene Einheit 50 in durchgezogenen Linien, wenn der erste Winkel 108 etwa 90° beträgt.
Außerdem ist der Reifen 106 in Bezug auf die Zwischenstellung um die Schwenkachse 36 zu der zweiten Stellung in einem zweien Winkel 110 von etwa 0° bis etwa -90° in die vierte Richtung schwenkbar. Einfach ausgedrückt, kann der Reifen 106, und somit die Radanordnung 32, in die erste Richtung zum zweiten Winkel 110 schwenken, welcher ein beliebiger Winkel von etwa 0° bis etwa -90° sein kann, wie in 10 dargestellt ist. Nur zu Veranschaulichungszwecken veranschaulicht 10 die in sich geschlossene Einheit 50 in gestrichelten Linien, wenn der zweite Winkel 110 etwa -1 ° beträgt, und die in sich geschlossene Einheit 50 in durchgezogenen Linien, wenn der zweite Winkel 110 etwa -90° beträgt. Es ist besonders zu erwähnen, dass der erste und zweite Winkel 108, 110 umgekehrt sein können, so dass der erste Winkel 108 von etwa 0° bis etwa -90° reichen kann und der zweite Winkel 110 von etwa 0° bis etwa 90° reichen kann.
Anders ausgedrückt, schwenkt der Lenkmechanismus 42 den Reifen 104 zur ersten Stellung in die dritte Richtung quer zur Medialachse 76 und der zweiten Stellung in die vierte Richtung quer zur Medialachse 76. Daher schwenkt der Lenkmechanismus 42 den Reifen 106 zur Zwischenstellung im Wesentlichen parallel zur Medialachse 76. Die Zwischenstellung repräsentiert daher einen Winkel von etwa 0°. Als solcher ist der Reifen 106 in Bezug auf die Zwischenstellung um die Schwenkachse 36 zur ersten Stellung in dem ersten Winkel 108 von etwa 0° bis etwa 90° in die dritte Richtung schwenkbar. Wie oben diskutiert wurde, kann der Reifen 106, und somit die Radanordnung 32, in die dritte Richtung zum ersten Winkel 106 schwenken, der ein beliebiger Winkel von etwa 0° bis etwa 90° sein kann. Außerdem ist der Reifen 106 in Bezug auf die Zwischenstellung um die Schwenkachse 36 zur zweiten Stellung in dem zweiten Winkel 110 von etwa 0° bis etwa -90° in die vierte Richtung schwenkbar. Wie oben ebenfalls diskutiert wurde, kann der Reifen 106, und somit die Radanordnung 32, in die vierte Richtung zum zweiten Winkel 110 schwenken, welcher ein beliebiger Winkel von etwa 0° bis etwa -90° sein kann. Es ist besonders zu erwähnen, dass der erste und zweite Winkel 108, 110 wie oben diskutiert umgekehrt sein können.
Verweisend auf 6 ist der Reifen 106, und somit die in sich geschlossene Einheit 50, zu etwa 90° in die dritte Richtung geschwenkt, und verweisend auf 7 ist der Reifen 106, und somit die in sich geschlossene Einheit 50, in die vierte Richtung bis etwa -90° geschwenkt. Daher kann der Reifen 106 maximal etwa 180° zwischen der dritten und vierten Richtung schwenken. Entsprechend kann das Gehäuse 48, und somit die in sich geschlossene Einheit 50, maximal etwa 180° zwischen der dritten und vierten Richtung gleichzeitig mit dem Reifen 106 schwenken. An sich liefert die in sich geschlossene Einheit 50 einen weiten Bereich einer Bewegung, welcher daher einen weiten Bereich einer Bewegung oder Manövrierbarkeit des Fahrzeugs 20 schafft.
Zurück verweisend auf 5 kann das Fahrzeug 20 auch ein Steuerungssystem 112 enthalten, das im Hohlraum 52 des Gehäuses 48 angeordnet ist, um die in sich geschlossene Einheit 50 weiter zu definieren. Das Steuerungssystem 112 ist gleichzeitig mit dem Gehäuse 48 um die Schwenkachse 36 in die dritte und vierte Richtung schwenkbar. Daher nimmt das Gehäuse 48 das Steuerungssystem 112 auf. Das Steuerungssystem 112 schwenkt unabhängig vom Träger 58 gleichzeitig mit dem Gehäuse 48 um die Schwenkachse 36 in die dritte und vierte Richtung. Überdies dreht das Steuerungssystem 112 nicht in die erste und zweite Richtung.
Das Steuerungssystem 112 steht in Verbindung mit dem ersten Elektromotor 38, der Bremsvorrichtung 40 und dem Lenkmechanismus 42, um eine Betätigung des ersten Elektromotors 38, der Bremsvorrichtung 40 und des Lenkmechanismus 42 zu steuern. Konkreter steht das Steuerungssystem 112 in Verbindung mit dem ersten und zweiten Elektromotor 38, 84 und der Bremsvorrichtung 40, um eine Betätigung des ersten und zweiten Elektromotors 38, 84 und der Bremsvorrichtung 40 zu steuern. Allgemein steht das Steuerungssystem 112 in elektrischer Verbindung mit dem Kabelbaum 68. In bestimmten Ausführungsformen kann das Steuerungssystem 112 ein Drive-by-Wire-Steuerungssystem sein. Das Steuerungssystem 112 kann jedes beliebige geeignete Teil(e) enthalten, wie zum Beispiel Computerchip(s) etc., um eine Betätigung verschiedener Motoren, Vorrichtungen, Mechanismen, Anordnungen etc. zu steuern, und das Teil(e) des Steuerungssystems 112 wird nicht weiter diskutiert.
Das Gehäuse 48, die Radanordnung 32, der erste und zweite Elektromotor 38, 84, die Bremsvorrichtung 40, der Lenkmechanismus 42, der Aufhängungsmechanismus 92 und das Steuerungssystem 112 sind unabhängig vom Träger 58 gleichzeitig miteinander um die Schwenkachse 36 in die dritte und vierte Richtung schwenkbar. Daher definieren das Gehäuse 48, die Radanordnung 32, der erste und zweite Elektromotor 38, 84, die Bremsvorrichtung 40, der Lenkmechanismus 42, der Aufhängungsmechanismus 92 und das Steuerungssystem 112 die in sich geschlossene Einheit 50. Anders ausgedrückt sind das Gehäuse 48, die Radanordnung 32, der erste und zweite Elektromotor 38, 84, die Bremsvorrichtung 40, der Lenkmechanismus 42, der Aufhängungsmechanismus 92 und das Steuerungssystem 112 gleichzeitig an der Tragstruktur 24 anbringbar und gleichzeitig davon demontierbar. Demzufolge ist die in sich geschlossene Einheit 50 an der Tragstruktur 24 anbringbar und davon demontierbar, um Austauschbarkeit der in sich geschlossenen Einheit 50 zu schaffen. Daher ist das Gehäuse 48/die in sich geschlossene Einheit 50 in dem ersten Modus, wenn sie am Fahrzeug 20 oder der Tragstruktur 24 angebracht ist, und das Gehäuse 48/die in sich geschlossene Einheit 50 ist in dem zweiten Modus, wenn sie von dem Fahrzeug 20 oder der Tragstruktur 24 demontiert ist.
Wendet man sich 1 und 2 zu, kann das Fahrzeug 20 ferner eine an der Tragstruktur 24 angebrachte Batterie 114 enthalten, um Strom an den ersten und zweiten Elektromotor 38, 84, die Bremsvorrichtung 40 und das Steuerungssystem 112 zu liefern. Allgemein steht die in sich geschlossene Einheit 50 in elektrischer Verbindung mit der Batterie 114, um Strom oder Leistung an die in sich geschlossene Einheit 50 zu liefern. Der Kabelbaum 68 kann eine elektrische Verbindung von der Batterie 114 zur in sich geschlossenen Einheit 50 schaffen. Die Batterie 114 kann als mehrere Batterien 114 definiert sein, um ein Batteriepaket zu bilden. Es ist besonders zu erwähnen, dass jede geeignete Batterie, Stromversorgung, Brennstoffzelle, Elektrofahrzeug mit erweiterter Reichweite (EREV) etc. genutzt werden kann, um Strom/Leistung an den ersten und zweiten Elektromotor 38, 84, die Bremsvorrichtung 40, das Steuerungssystem 112 zu liefern und/oder Strom/Leistung an irgendeinen anderen geeigneten Motor(en), Vorrichtung(en), Mechanismus (Mechanismen), Anordnungen, Steuerung(en) zu liefern. Es ist ferner besonders zu erwähnen, dass die Batterie 114 jede beliebige geeignete Ausführung aufweisen und an jeder beliebigen geeigneten Stelle am Fahrzeug 20 angebracht sein kann.
Wendet man sich nun der modularen Fahrvorrichtung 22 zu, weist diese Vorrichtung 22 mehrere der Merkmale auf, die oben diskutiert wurden. Konkret enthält die modulare Fahrvorrichtung 22 die Radanordnung 32, den ersten Elektromotor 38, die Bremsvorrichtung 40, den Lenkmechanismus 42 und das Gehäuse 48 wie oben diskutiert. Die modulare Fahrvorrichtung 22 kann ferner den Träger 58 wie oben diskutiert aufweisen. Außerdem kann die modulare Fahrvorrichtung 22 den Aufhängungsmechanismus 92 und das Steuerungssystem 112 wie oben diskutiert enthalten. Die modulare Fahrvorrichtung 22 steht in elektrischer Verbindung mit der Batterie 114, um Strom oder Leistung an die modulare Fahrvorrichtung 22 zu liefern, wie oben diskutiert wurde, und kann den Kabelbaum 68 wie oben diskutiert nutzen.
Kurz gesagt nimmt daher das Gehäuse 48 die Radanordnung 32, den ersten Elektromotor 38, die Bremsvorrichtung 40 und den Lenkmechanismus 42 auf, um die in sich geschlossene Einheit 50 der modularen Fahrvorrichtung 22 zum Anbringen an die Tragstruktur 24 und Demontieren von dieser zu definieren, um Austauschbarkeit der in sich geschlossenen Einheit 50 der modularen Fahrvorrichtung 22 zu schaffen. Konkreter nimmt das Gehäuse 48 die Radanordnung 32, den ersten und zweiten Elektromotor 38, 84, die Bremsvorrichtung 40, den Lenkmechanismus 42, den Aufhängungsmechanismus 92 und das Steuerungssystem 112 auf, um die in sich geschlossene Einheit 50 weiter zu definieren. Als solche sind die Radanordnung 32, der erste und zweite Elektromotor 38, 84, die Bremsvorrichtung 40, der Lenkmechanismus 42, der Aufhängungsmechanismus 92 und das Steuerungssystem 112 in dem Hohlraum 52 des Gehäuses 48 der modularen Fahrvorrichtung 22 angeordnet.
Das Gehäuse 48, die Radanordnung 32, der erste Elektromotor 38, die Bremsvorrichtung 40 und der Lenkmechanismus 42 sind gleichzeitig miteinander unabhängig vom Träger 58 um die Schwenkachse 36 in die dritte und vierte Richtung schwenkbar. Noch konkreter sind das Gehäuse 48, die Radanordnung 32, der erste und zweite Elektromotor 38, 84, die Bremsvorrichtung 40, der Lenkmechanismus 42, der Aufhängungsmechanismus 92 und das Steuerungssystem 112 unabhängig vom Träger 58 gleichzeitig miteinander um die Schwenkachse 36 in die dritte und vierte Richtung schwenkbar. Überdies drehen der Träger 58, das Gehäuse 48, der erste und zweite Elektromotor 38, 84, die Bremsvorrichtung 40, der Lenkmechanismus 42, der Aufhängungsmechanismus 92 und das Steuerungssystem 112 nicht in die erste und zweite Richtung.
Die modulare Fahrvorrichtung 22 ist in dem ersten Modus, wenn sie an dem Fahrzeug 20 oder der Tragstruktur 24 angebracht ist, und die modulare Fahrvorrichtung 22 ist in dem zweiten Modus, wenn sie von dem Fahrzeug 20 oder der Tragstruktur 24 montiert ist. Konkreter ist die modulare Fahrzeugvorrichtung 22 in dem ersten Modus, wenn der Träger 58 an dem Fahrzeug 20 oder der Tragstruktur 24 angebracht ist, und die modulare Fahrvorrichtung 22 ist in dem zweiten Modus, wenn der Träger 58 von dem Fahrzeug 20 oder der Tragstruktur 24 demontiert ist.
Noch konkreter ist die modulare Fahrvorrichtung 22 in dem ersten Modus, wenn der Träger 58 an dem Kopplungselement 70 angebracht ist, und die modulare Fahrvorrichtung 22 ist in dem zweiten Modus, wenn der Träger 58 vom Kopplungselement 70 demontiert ist. Daher wirken das Kopplungselement 70 und der Träger 58 so zusammen, dass die modulare Fahrvorrichtung 22 einfach an dem Fahrzeug 20 oder der Tragstruktur 24 anbringbar und davon demontierbar ist.
Dass die modulare Fahrvorrichtung 22 an dem Fahrzeug 20 oder der Tragstruktur 24 anbringbar und davon demontierbar ist, sorgt für Austauschbarkeit oder Ersetzbarkeit der modularen Fahrvorrichtung 22 durch eine andere modulare Fahrvorrichtung 22. Deshalb liefert die modulare Fahrvorrichtung 22 eine universelle Ausführung, die einfach an einer großen Auswahl von Fahrzeugen, die die Vorrichtung 22 nutzen, anbringbar und davon demontierbar ist. Falls die modulare Fahrvorrichtung 22 eine Wartung benötigt, kann die modulare Fahrvorrichtung 22 vom Fahrzeug 20 demontiert werden, was eine bequemere Arbeitsumgebung zur Wartung der Vorrichtung 22 schafft. Außerdem könnte, falls die modulare Fahrvorrichtung 22 eine Wartung benötigt, der Nutzer einen Austausch der modularen Fahrvorrichtung 22 durch eine neue modulare Fahrvorrichtung 22 fordern, anstelle auf einen Abschluss einer Wartung zu warten. Außerdem liefert die modulare Fahrvorrichtung 22 einen weiten Umfang an Bewegung oder Manövrierbarkeit des Fahrzeugs 20, da die in sich geschlossene Einheit 50 maximal etwa 180° zwischen der dritten und vierten Richtung gleichzeitig mit dem Reifen 106 schwenken kann. Außerdem kann die modulare Fahrvorrichtung 22 Belastungen des Antriebsstrangs vereinfachen oder entfernen, indem die Radanordnung 32, der erste und zweite Elektromotor 38, 84, die Bremsvorrichtung 40, der Lenkmechanismus 42, der Aufhängungsmechanismus 92 und das Steuerungssystem 112 in sich geschlossen sind.
2 veranschaulicht das Fahrzeug 20, verkörpert als Motorrad, das eine modulare Fahrvorrichtung 22 und ein nicht angetriebenes Rad 116 nutzt. Es ist besonders zu erwähnen, dass mehr als eine modulare Fahrvorrichtung 22 mit dem Fahrzeug 20 genutzt werden kann. Zum Beispiel könnte das Motorrad anstelle des nicht angetriebenen Rades 116 eine weitere modulare Fahrvorrichtung 22 nutzen. Als ein weiteres Beispiel können, falls ein Fahrzeug 20 mit Vorderradantrieb gewünscht wird, wie in 1 gezeigt, zwei modulare Fahrvorrichtungen 22 genutzt werden, wobei eine modulare Fahrvorrichtung 22 mit der Tragstruktur 24 am linken vorderen Ende 26 des Fahrzeugs 20 gekoppelt ist und eine andere modulare Fahrvorrichtung 22 mit der Tragstruktur 24 an dem rechten vorderen Ende 26 des Fahrzeugs 20 gekoppelt ist. Außerdem kann bei diesem Beispiel eines Frontantriebs ein Paar nicht angetriebene Räder 116 so genutzt werden, dass eines der Räder 116 mit der Tragstruktur 24 an dem linken hinteren Ende 28 des Fahrzeugs 20 gekoppelt ist und ein anderes der Räder 116 mit der Tragstruktur 24 an dem rechten hinteren Ende 28 des Fahrzeugs 20 gekoppelt ist. Als noch ein weiteres Beispiel können, falls ein Fahrzeug 20 mit Vierradantrieb gewünscht wird, vier modulare Fahrvorrichtungen 22 genutzt werden. Daher kann eine große Auswahl an Fahrzeugen 20 die modulare Fahrvorrichtung 22 nutzen. Es ist besonders zu erwähnen, dass die modulare Fahrvorrichtung 22 an jeder beliebigen geeigneten Stelle an dem Fahrzeug 20/der Tragstruktur 24 angebracht werden kann.

Claims

Fahrzeug (20), mit: einer Tragstruktur (24); einer Radanordnung (32), die mit der Tragstruktur (24) gekoppelt und um eine zentrale Achse (34) in eine erste Richtung und eine zweite Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung drehbar ist, um die Tragstruktur (24) vorwärts und rückwärts zu bewegen, wobei die Radanordnung (32) um eine Schwenkachse (36) quer zur zentralen Achse (34) in eine dritte Richtung und eine der dritten Richtung entgegengesetzte vierte Richtung schwenkbar ist, um die Tragstruktur (24) nach links und rechts zu bewegen; einem Elektromotor (38), der mit der Radanordnung (32) gekoppelt ist, um die Radanordnung (32) in die erste und zweite Richtung zu drehen; einem mit der Radanordnung (32) gekoppelten Lenkmechanismus (42), um die Radanordnung (32) in die dritte und vierte Richtung zu schwenken; und einem Gehäuse (48), das die Radanordnung (32) und den Elektromotor (38) aufnimmt; dadurch gekennzeichnet , dass das Fahrzeug (20) ferner eine von dem Elektromotor (38) verschiedene Bremsvorrichtung (40) umfasst, die mit der Radanordnung (32) gekoppelt ist, um die Radanordnung (32) zu bremsen; wobei das Gehäuse auch die Bremsvorrichtung (40) und den Lenkmechanismus (42) aufnimmt, um eine in sich geschlossene Einheit (50) zu definieren, die an der Tragstruktur (24) anbringbar und von ihr demontierbar ist, um Austauschbarkeit der in sich geschlossenen Einheit (50) zu schaffen; und wobei das Gehäuse (48), die Radanordnung (32), der Elektromotor (38), die Bremsvorrichtung (40) und der Lenkmechanismus (42) gleichzeitig miteinander um die Schwenkachse (36) in die dritte und vierte Richtung schwenkbar sind.
Fahrzeug (20) nach Anspruch 1, ferner mit: einem mit dem Gehäuse (48) gekoppelten Träger (58), um die in sich geschlossene Einheit (50) zu tragen, und wobei der Träger (58) außerhalb des Gehäuses (48) angeordnet und gleichzeitig mit der in sich geschlossenen Einheit (50) an der Tragstruktur (24) anbringbar und davon demontierbar ist.
Fahrzeug (20) nach Anspruch 2, wobei das Gehäuse (48) einen Hohlraum (52) definiert, der die Radanordnung (32), den Elektromotor (38), die Bremsvorrichtung (40) und den Lenkmechanismus (42) aufnimmt, um weiter die in sich geschlossene Einheit (50) zu definieren, wobei das Gehäuse (48), die Radanordnung (32), der Elektromotor (38), die Bremsvorrichtung (40) und der Lenkmechanismus (42) gleichzeitig miteinander unabhängig vom Träger (58) um die Schwenkachse (36) in die dritte und vierte Richtung schwenkbar sind.
Fahrzeug (20) nach Anspruch 2, wobei der Träger (58) eine erste Seite (60) aufweist, die an der Tragstruktur (24) selektiv angebracht ist, der Träger (58) eine zweite Seite (62) aufweist, die mit dem Gehäuse (48) gekoppelt ist und der ersten Seite (60) gegenüberliegt, und der Träger (58) eine erste Schiene (78) enthält, die an der zweiten Seite (62) des Trägers (58) montiert ist, um das Gehäuse (48) entlang dem Träger (58) während eines Schwenkens des Gehäuses (48) um die Schwenkachse (36) zu führen.
Fahrzeug (20) nach Anspruch 4, wobei das Gehäuse (48) eine darauf montierte zweite Schiene (80) enthält, so dass die zweite Schiene (80) und das Gehäuse (48) gleichzeitig um die Schwenkachse (36) schwenken, und die zweite Schiene (80) mit der ersten Schiene (78) zusammenwirkt, um die zweite Schiene (80) entlang der ersten Schiene (78) während eines Schwenkens des Gehäuses (48) um die Schwenkachse (36) zu führen.
Fahrzeug (20) nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (48) einen Hohlraum (52) definiert, der die Radanordnung (32), den Elektromotor (38), die Bremsvorrichtung (40) und den Lenkmechanismus (42) aufnimmt, um weiter die in sich geschlossene Einheit (50) zu definieren, wobei das Gehäuse (48), die Radanordnung (32), der Elektromotor (38), die Bremsvorrichtung (40) und der Lenkmechanismus (42) gleichzeitig miteinander um die Schwenkachse (36) in die dritte und vierte Richtung schwenkbar sind und wobei das Gehäuse (48) eine erste Oberfläche (54), die dem Hohlraum (52) abgewandt ist, und eine zweite Oberfläche (56) aufweist, die im Hohlraum (52) angeordnet ist.
Fahrzeug (20) nach Anspruch 6, ferner mit: einem Aufhängungsmechanismus (92), der im Hohlraum (52) des Gehäuses (48) angeordnet ist, um weiter die in sich geschlossene Einheit (50) zu definieren, und gleichzeitig mit dem Gehäuse (48) um die Schwenkachse (36) in die dritte und vierte Richtung schwenkbar ist, wobei der Aufhängungsmechanismus (92) mehrere Arme (94) aufweist, die jeweils mit der Radanordnung (32) gekoppelt und an der zweiten Oberfläche (56) des Gehäuses (48) angebracht sind, und wobei der Aufhängungsmechanismus (92) einen Stoßdämpfer (96) enthält, der mit der Radanordnung (32) und dem Gehäuse (48) gekoppelt ist, um eine Bewegung der Tragstruktur (24) entlang der Schwenkachse (36) zu dämpfen.
Fahrzeug (20) nach Anspruch 7, wobei die Radanordnung (32) eine Nabe (104) und einen an der Nabe (104) angebrachten Reifen (106) aufweist, wobei der Elektromotor (38) mit der Nabe (104) gekoppelt ist, so dass die Nabe (104) und der Reifen (106) als Antwort auf eine Betätigung des Elektromotors (38) gleichzeitig um die zentrale Achse (34) in die erste und zweite Richtung drehen.
Fahrzeug (20) nach Anspruch 8, wobei die Tragstruktur (24) ein vorderes Ende (26) und hinteres Ende (28) aufweist, die entlang einer Längsachse (30) voneinander beabstandet sind, und wobei der Lenkmechanismus (42) den Reifen (106) zu einer ersten Stellung in die dritte Richtung quer zur Längsachse (30) und einer zweiten Stellung in die vierte Richtung quer zur Längsachse schwenkt, wobei der Lenkmechanismus (42) den Reifen (106) zu einer Zwischenstellung im Wesentlichen parallel zur Längsachse schwenkt, um einen Winkel von etwa 0° zu repräsentieren, und der Reifen (106) in Bezug auf die Zwischenstellung um die Schwenkachse (36) zur ersten Stellung in einem ersten Winkel von 0° bis 90° in die dritte Richtung schwenkbar ist, und der Reifen (106) in Bezug auf die Zwischenstellung um die Schwenkachse (36) zu der zweiten Stellung in einem zweiten Winkel von 0° bis -90°C in die vierte Richtung schwenkbar ist.
Fahrzeug (20) nach Anspruch 6, ferner mit: einem Steuerungssystem (112), das im Hohlraum (52) des Gehäuses (48) angeordnet ist, um weiter die in sich geschlossene Einheit (50) zu definieren, und gleichzeitig mit dem Gehäuse (48) um die Schwenkachse (36) in die dritte und vierte Richtung schwenkbar ist, und wobei das Steuerungssystem (112) in Verbindung mit dem Elektromotor (38), der Bremsvorrichtung (40) und dem Lenkmechanismus (42) zum Steuern einer Betätigung des Elektromotors (38), der Bremsvorrichtung (40) und des Lenkmechanismus (42) steht.