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Stand der Technik
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Es sind bereits elektromotorisch angetriebene Radvorrichtungen mit einem Radgrundkörper, mit einer Antriebseinheit zu einem Antrieb des Radgrundkörpers und mit einer Elektronikeinheit zu einer Steuerung und/oder Regelung der Antriebseinheit bekannt.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einer elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung, insbesondere von einem Smartwheel, mit zumindest einem Radgrundkörper, mit zumindest einer, insbesondere zumindest teilweise an dem Radgrundkörper angeordneten, Antriebseinheit, welche zu einem Antrieb des Radgrundkörpers vorgesehen ist, und mit zumindest einer Elektronikeinheit, welche zumindest zu einer Steuerung und/oder Regelung der Antriebseinheit vorgesehen ist.
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Es wird vorgeschlagen, dass die elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung zumindest eine, insbesondere verschieden von einem durch einen Bediener direkt betätigbaren Schaltelement ausgebildete, Erfassungseinheit zu einer Erfassung von zumindest einer bedienerspezifischen Kenngröße umfasst, wobei zumindest die Elektronikeinheit und/oder die Antriebseinheit in Abhängigkeit von der zumindest einen erfassten bedienerspezifischen Kenngröße automatisch aktivierbar ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann vorteilhaft eine hohe Bedienflexibilität erreicht werden. Zudem kann durch eine Aktivierung mittels einer bedienerspezifischen Kenngröße vorteilhaft eine bedienerspezifische und/oder komfortable Aktivierung der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung erreicht werden, wodurch vorteilhaft eine geringe Vorlaufzeit, beispielsweise ein Startvorgang, der Elektronikeinheit und/oder der Antriebseinheit erreicht werden kann.
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Unter einem „Smartwheel“ soll insbesondere eine elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung mit vorteilhaft elektrischen Antriebskomponenten, bevorzugt ausgebildet nach Art eines Powerwheels, und vorzugsweise mit Sensorkomponenten und mit Datenschnittstellenkomponenten, welche zu einer Implementierung zumindest einer Systemfunktionalität beitragen, und in einer mit dem Radgrundkörper verbundenen Antriebseinheit angeordnet sind, verstanden werden. Bevorzugt ist eine Drehachse des Radgrundkörpers mittels zumindest eines Lagers des Radgrundkörpers, insbesondere eines Gleitlagers, eines Kugellagers, eines Wälzlagers und/oder eines weiteren, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Lagers des Radgrundkörpers, definiert. Besonders bevorzugt verläuft die Drehachse durch einen Massenschwerpunkt des Radgrundkörpers. Insbesondere weist der Radgrundkörper eine zylinderförmige Außenkontur auf. Vorzugsweise ist eine maximale räumliche Erstreckung des Radgrundkörpers in Richtung der Drehachse betrachtet kleiner als eine maximale räumliche Erstreckung des Radgrundkörpers in einer Richtung senkrecht zu der Drehachse betrachtet. Vorzugsweise weist der Radgrundkörper einen insbesondere kreisförmigen Außenumfang auf. Vorteilhaft weist der Radgrundkörper zumindest einen Aufnahmebereich für zumindest ein Kontaktelement auf, welches zu einem Abrollen auf einem Untergrund vorgesehen ist, beispielsweise für einen Reifen und/oder eine Lauffläche. Insbesondere kann der Radgrundkörper vorteilhaft mit einem Kontaktelement, insbesondere mit einem Reifen und/oder einer Lauffläche, verbunden sein. Beispielsweise kann der Radgrundkörper eine Felge ausbilden. Insbesondere bildet der Radgrundkörper eine Nabe eines Rades mit Nabenantrieb aus. Vorzugsweise ist der gesamte Radgrundkörper um die Drehachse drehbar gelagert. Bevorzugt ist die Antriebseinheit dazu vorgesehen, den Radgrundkörper zumindest teilweise, insbesondere vollständig, zu einer rotierenden Bewegung um die Drehachse anzutreiben.
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Besonders vorteilhaft umfasst die Antriebseinheit zumindest einen Elektromotor, vorzugsweise einen bürstenlosen Elektromotor. Insbesondere weist die Antriebseinheit zumindest einen Rotor auf, welcher bevorzugt mit zumindest einer Antriebswelle verbunden ist. Insbesondere weist die Antriebseinheit zumindest einen Stator auf. Bevorzugt sind eine Drehrichtung und/oder eine Drehzahl der Antriebseinheit, insbesondere des Rotors, umschaltbar, besonders bevorzugt steuer- und/oder regelbar. Es ist denkbar, dass der Rotor zumindest teilweise einstückig mit dem Radgrundkörper verbunden ist, insbesondere frei von einer zwischen dem Rotor und dem Radgrundkörper angeordneten Antriebswelle.
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Unter einer „Elektronikeinheit“ soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche zu einer Steuerung und/oder Regelung zumindest der Antriebseinheit vorteilhaft zumindest eine Steuer- und/oder Regeleinheit umfasst. Unter einer „Steuer- und/oder Regeleinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Informationseingang, einer Informationsverarbeitung und einer Informationsausgabe verstanden werden. Die Steuer- und/oder Regeleinheit ist vorzugsweise zumindest zu einer Steuerung und/oder Regelung insbesondere der Antriebseinheit der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung vorgesehen. Vorteilhaft weist die Elektronikeinheit zumindest einen Prozessor, einen Speicher, ein Ein- und Ausgabemittel, weitere elektrische Bauteile, ein Betriebsprogramm, Regelroutinen, Steuerroutinen und/oder Berechnungsroutinen auf. Vorzugsweise sind die Bauteile der Elektronikeinheit auf einer gemeinsamen Platine angeordnet und/oder vorteilhaft in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Bevorzugt weist die Elektronikeinheit zumindest eine Auswerteeinheit auf, welche zu einer Auswertung von Kenngrößen, die beispielsweise von der Erfassungseinheit der Radvorrichtung erfassbar sind, vorgesehen ist.
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Unter einer „Erfassungseinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche zumindest ein Erfassungselement, bevorzugt eine Mehrzahl von Erfassungselementen, aufweist, welches als ein Sensor ausgebildet und zu einer Erfassung von zumindest einer Erfassungsgröße vorgesehen ist. Die Erfassungsgröße ist besonders bevorzugt eine bedienerspezifische Kenngröße, insbesondere eine durch einen Bediener hervorgerufene Kenngröße, welche mit einer bevorzugt physikalischen Beeinflussung und/oder Einwirkung der Erfassungseinheit wie beispielsweises eine horizontale und/oder vertikale Lageverschiebung, eine Massenbeaufschlagung, eine Druckeinwirkung, eine Schub- und/oder Zugkrafteinwirkung, ein Beleuchten und/oder Bestrahlen mit einer elektromagnetischen Strahlung, beispielsweise einer Laserstrahlung, einer Funk-, einer WLAN-, einer Bluetooth-, einer NFC-Welle, und/oder einem dem Fachmann als sinnvoll erscheinende physikalische Beeinflussung und/oder Einwirkung. Unter einem „von einem Bediener direkt betätigbaren Schaltelement“ soll insbesondere ein Element verstanden werden, welches zumindest einen elektrischen Schalter, beispielsweise einen Analogschalter und/oder einen Halbleiterschalter, insbesondere einen Ein-/Aus-Schalter, aufweist und eine elektrische Leitung direkt leitend für ein elektrisches Signal schaltet und insbesondere als ein von einem Bediener als Druckschalter, als Tastschalter, als Hebelschalter bedienbares Schaltelement ausgebildet ist. Darunter, dass die Erfassungseinheit „verschieden von einem Bediener direkt betätigbaren Schaltelement ausgebildet“ ist, soll insbesondere verstanden werden, dass die Erfassungseinheit frei ist von einem Erfassungselement, welches als ein durch einen Bediener direkt betätigbares Schaltelement ausgebildet ist. Insbesondere ist eine von der Erfassungseinheit erfasste bedienerspezifische Kenngröße mit einer Intensität einer Beeinflussung und/oder Einwirkung auf die Erfassungseinheit korreliert. Unter einer „Intensität einer Beeinflussung und/oder Einwirkung“ soll hier eine Stärke und/oder eine Wirksamkeit der Beeinflussung und/oder Einwirkung verstanden werden. Insbesondere ist ein Wert einer bedienerspezifischen Kenngröße korreliert mit der Intensität einer Beeinflussung und/oder Einwirkung der Erfassungseinheit. Bevorzugt bewirkt eine Beeinflussung und/oder Einwirkung auf die Erfassungseinheit durch einen Bediener eine Erfassung eines mit der Beeinflussung und/oder Einwirkung korrelierte bedienerspezifische Kenngröße, welche bei einer Erreichung und/oder Überschreitung eines Schwellenwerts der bedienerspezifischen Kenngröße eine automatische Aktivierung der Elektronik- und/oder Antriebseinheit mittels der Elektronikeinheit bewirkt.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass die Erfassungseinheit zumindest ein Erfassungselement umfasst, welches dazu vorgesehen ist, die bedienerspezifische Kenngröße zu erfassen und datentechnisch zu einer Übertragung an die Elektronikeinheit und/oder die Antriebseinheit bereitzustellen. Insbesondere ist das zumindest eine Erfassungselement als ein Sensor ausgebildet, welcher dazu vorgesehen ist, die bedienerspezifische Kenngröße zu erfassen und ein mit der bedienerspezifischen Kenngröße korreliertes elektronisches Datensignal bereitzustellen. Vorzugsweise umfasst die Erfassungseinheit eine Mehrzahl von zumindest teilweise verschieden voneinander ausgebildeten Erfassungselementen, welche bevorzugt dazu vorgesehen sind, voneinander verschiedene bedienerspezifische Kenngrößen, vorzugsweise simultan, zu erfassen. Bevorzugt ist die Erfassungseinheit zumindest mit der Elektronikeinheit vorteilhaft zumindest datentechnisch und/oder elektronisch, beispielsweise mittels einer Kabel- und bevorzugt mittels einer drahtlosen Verbindung verbunden. Unter einer „drahtlosen Verbindung“ soll insbesondere eine vorteilhaft körperlose Verbindung zweier Objekte, insbesondere entkoppelt von einer physischen Verbindung, zu einer Übertragung von elektronischen Informationen und/oder Datensignalen, beispielsweise über Schallwellen, Lichtwellen und/oder vorzugsweise Funkwellen, verstanden werden. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann vorteilhaft eine komfortable Erfassung von zumindest einer bedienerspezifischen Kenngröße, vorteilhaft einer Mehrzahl an verschiedenen bedienerspezifischen Kenngrößen, erreicht werden, wodurch ein hoher Bedienkomfort erreicht werden kann.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Erfassungseinheit zumindest ein Erfassungselement, insbesondere einen Abstandssensor, aufweist, welches dazu vorgesehen ist, eine mit einem Abstand eines Bedieners relativ zu der Erfassungseinheit korrelierte bedienerspezifischen Kenngröße zu erfassen. Insbesondere kann ein Abstandssensor als Triangulationsabstandssensor, als kapazitiver Abstandssensor, als magnetischer Abstandssensor und/oder als ein dem Fachmann als sinnvoll erscheinender Abstandssensor ausgebildet sein. Vorzugsweise ist ein Abstandssensor als ein Funksensor ausgebildet, welcher aus einer Laufzeit und/oder aus einer Abschwächung einer, insbesondere an einem Gegenstand und/oder an einem Bediener reflektierten, elektromagnetischen Welle, vorteilhaft einer Funk- und oder Radarwelle, einen Abstand zwischen dem Abstandssensor und dem Gegenstand und/oder dem Bediener bestimmt. Vorzugsweise erfolgt eine Aktivierung der Elektronikeinheit und/oder der Antriebseinheit sobald ein Bediener einen Abstand zu dem Erfassungselement aufweist, bei welchem ein Schwellenwert der mit dem Abstand des Bedieners korrelierten bedienerspezifischen Kenngröße erreicht und/oder unterschritten ist. Zudem ist denkbar, dass die Elektronikeinheit eine Autorisierungseinheit aufweist, welche zu einer Autorisierung einer Bedienung der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung durch einen Bediener vorgesehen sein kann. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann eine besonders einfache Aktivierung einer elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung erreicht werden, womit vorteilhaft eine Aktivierungszeit und/oder eine Anwendungs- und/oder Arbeitszeit gering gehalten werden kann. Zudem kann eine hohe Sicherheit für einen Bediener erreicht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Erfassungseinheit zumindest ein Erfassungselement, insbesondere einen Kraftsensor, aufweist, welches dazu vorgesehen ist, eine mit einer von einem Bediener auf die Erfassungseinheit einwirkende Kraft korrelierte bedienerspezifische Kenngröße zu erfassen. Vorzugsweise kann das Erfassungselement zur Erfassung einer auf die Erfassungseinheit einwirkende Kraft eines Bedieners korrelierte bedienerspezifische Kenngröße als ein piezoelektrischer Kraftsensor, beispielsweise als IEPE Sensor, als elektrodynamischer Kraftsensor, als FSR-Kraftsensor (Force Sensitive Resistance), beispielsweise als kapazitiver Sensor, und/oder bevorzugt als ein mikroelektromechanischer Sensor (MEMS) und/oder als Drehmomentsensor ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Erfassungselement zur Erfassung einer bedienerspezifischen Kenngröße, an einem Haltebügel der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung, beispielsweise einem Griff, einer Innenfläche eines Bedienerhandschuhs, einer Auflagefläche für eine beaufschlagte Masse, in einem Trittpedal und/oder in einem Drehgelenk eines Schiebebügels angeordnet. Vorzugsweise umfasst die Erfassungseinheit zu einer Erfassung der bedienerspezifischen Kenngröße eine Mehrzahl an als Kraftsensoren ausgebildete Erfassungselemente. Es kann insbesondere eine elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung mit einer besonders einfachen und intuitiven Aktivierung und vorteilhaft mit einem hohen Sicherheitsstandard, insbesondere bei einer hohen Massenbeaufschlagung, erreicht werden.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass die Erfassungseinheit zumindest ein Erfassungselement, insbesondere einen Kraftsensor, aufweist, welches am Radgrundkörper oder in einem Nahbereich des Radgrundkörpers angeordnet ist und dazu vorgesehen ist, eine mit einer Krafteinwirkung auf den Radgrundkörper korrelierte bedienerspezifische Kenngröße zu erfassen. Unter einem „Nahbereich des Radgrundkörpers“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein räumlicher Bereich verstanden werden, welcher aus Punkten gebildet ist, welche in der Richtung der Drehachse des Radgrundkörpers betrachtet weniger als eine Hälfte, vorzugsweise weniger als ein Drittel, bevorzugt weniger als ein Viertel, besonders vorteilhaft weniger als ein Sechstel und besonders bevorzugt weniger als ein Zehntel einer Erstreckungslänge des Radgrundkörpers in einer Richtung der Drehachse des Radgrundkörpers betrachtet von einer Seitenfläche des Radgrundkörpers entfernt sind und/oder welche in einer Richtung senkrecht zu der Drehachse des Radgrundkörpers betrachtet weniger als eine Hälfte, vorzugsweise weniger als ein Drittel, bevorzugt weniger als ein Viertel, besonders vorteilhaft weniger als ein Sechstel und besonders bevorzugt weniger als ein Zehntel einer zu der Drehachse senkrecht ausgerichteten Haupterstreckungslänge des Radgrundkörpers von der Drehachse des Radgrundkörpers entfernt sind. Vorzugsweise ist das Erfassungselement als ein federelastischer Kraftsensor ausgebildet, welcher dazu vorgesehen ist, einer mit einer horizontalen Krafteinwirkung auf den Radgrundkörper, insbesondere durch eine Zugkraft- und/oder Schubkrafteinwirkung, korrelierte bedienerspezifische Kenngröße zu erfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Erfassungseinheit ein weiteres Erfassungselement aufweisen, welches am Radgrundkörper und insbesondere senkrecht zu dem Erfassungselement ausgerichtet ist und dazu vorgesehen ist, eine vertikale Krafteinwirkung, beispielsweise durch eine Beaufschlagung mit einer Masse, zu erfassen und/oder eine Gewichtskraft der beaufschlagten Masse zu bestimmen. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann eine besonders komfortable Aktivierung der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung erreicht werden, insbesondere infolge einer Erfassung eines Anschiebezustands und/oder einer Einwirkung einer Zugkraft eines Bedieners. Zudem kann durch die Bestimmung der Gewichtskraft der beaufschlagten Masse vorteilhaft ein großer Anwendungsbereich der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung erreicht werden.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Erfassungseinheit zumindest ein Erfassungselement, insbesondere einen Winkelbeschleunigungssensor, aufweist, welches zumindest in einem unbestromten Betriebszustand der Antriebseinheit dazu vorgesehen ist, eine mit einer durch einen Bediener hervorgerufenen Bewegung des Radgrundkörpers korrelierte bedienerspezifische Kenngröße zu erfassen. Bevorzugt ist in einem unbestromten Betriebszustand der Rotor der Antriebseinheit frei drehbar um die Drehachse gelagert, wobei folglich auch der Radgrundkörper frei drehbar um die Drehachse gelagert ist. Insbesondere bewirkt eine Krafteinwirkung, insbesondere eine Zugkraft- und/oder Schubkrafteinwirkung, eines Bedieners auf die elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung eine Drehung des Radgrundkörpers und folglich bevorzugt eine Winkelbeschleunigung des Rotors. Bevorzugt ist ein Winkelbeschleunigungssensor als ein Gyrometer, beispielsweise als ein Laserkreisel und/oder als ein Gyroskop, ausgebildet. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann vorteilhaft eine intuitive Aktivierung erreicht werden.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung, welcher insbesondere für sich allein oder vorteilhaft zusätzlich zu den zuvor genannten Aspekten der Erfindung realisiert werden kann, und bevorzugt mit zumindest einigen, vorteilhaft wenigstens einem Großteil und bevorzugt sämtlichen der zuvor genannten Aspekten kombiniert werden kann, wird eine elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung vorgeschlagen, welche zumindest eine drahtlose Kommunikationseinheit zu einem Austausch von elektronischen Daten mit einer externen Einheit zu einer Steuerung und/oder Regelung der Antriebseinheit in Abhängigkeit von den übertragenen elektronischen Daten umfasst. Unter einer „Kommunikation“ soll hierbei vorteilhaft eine insbesondere bidirektionale Verbindung zu einer Übertragung von elektronischen Daten verstanden werden. Vorzugsweise handelt es sich bei der Kommunikation um eine drahtlose Kommunikation. Vorzugsweise ist die drahtlose Kommunikationseinheit dazu vorgesehen, eine insbesondere drahtlose Kommunikation mit zumindest einer externen Einheit, insbesondere einer an einem Bediener angeordneten externen Einheit, durchzuführen. Bevorzugt ist die drahtlose Kommunikationseinheit als WLAN-Kommunikationseinheit, als Bluetooth-Kommunikationseinheit, als Funk-Kommunikationseinheit, als RFID-Kommunikationseinheit, als NFC-Einheit, als Infrarot-Kommunikationseinheit, als Mobilfunknetz-Kommunikationseinheit, als Zigbee-Kommunikationseinheit oder dergleichen ausgebildet. Vorzugsweise sendet die drahtlose Kommunikationseinheit elektronische Daten, beispielsweise ein mit einem Abstand zwischen der drahtlosen Kommunikationseinheit und der externen Einheit und/oder mit einer benutzerspezifischen Kenngröße korreliertes elektronisches Datensignal, an die externe Einheit und/oder empfängt elektronische Daten, bevorzugt Steuerbefehle und/oder definierte Ziel- und/oder Startortdaten, welche der Bediener mittels der externen Einheit zu einer Steuerung und/oder Regelung der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung, vorzugsweise einer Fahrtrichtung der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung, festlegen kann. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass die Kommunikationseinheit zu einem kabelgebundenen Austausch von elektronischen Daten mit der externen Einheit vorgesehen ist. Zudem ist denkbar, dass die drahtlose Kommunikationseinheit der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung mit einer weiteren drahtlosen Kommunikationseinheit einer weiteren elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung zum Austausch von elektronischen Daten kommuniziert. Die externe Einheit kann als Smartphone, als Laptop, als Netbook, als Tablet als Smartwatch und/oder als eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende externe Einheit ausgebildet sein. Bei einer Ausgestaltung als Smartphone, als Personal-Computer, als Laptop, als Netbook oder als Tablet ist vorzugsweise eine App zu einer Kommunikation mit der drahtlosen Kommunikationseinheit vorgesehen. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann vorteilhaft eine hohe Bedienflexibilität erreicht werden.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die drahtlose Kommunikationseinheit dazu vorgesehen ist, die Antriebseinheit in Abhängigkeit von zumindest einer Datenübertragungskenngröße einer Datenverbindung zwischen der, insbesondere an einem Bediener anordenbaren, externen Einheit und der drahtlosen Kommunikationseinheit zumindest teilweise automatisch zu steuern und/oder zu regeln. Bevorzugt ist die Datenübertragungskenngröße mit dem Abstand zwischen dem Bediener und der Erfassungseinheit und/oder zwischen dem Bediener und der drahtlosen Kommunikationseinheit korreliert, wobei eine Veränderung des Abstands eines Bedieners von der drahtlosen Kommunikationseinheit und/oder der Erfassungseinheit eine Veränderung der Datenübertragungskenngröße, beispielsweise eine Veränderung der Laufzeit und/oder eine Signalabschwächung der Datenübertragungskenngröße bewirkt. Zusätzlich kann die Datenübertragungskenngröße mit der bedienerspezifischen Kenngröße korreliert sein. Die drahtlose Kommunikationseinheit ist dazu vorgesehen, in Abhängigkeit von der Datenübertragungskenngröße, die Antriebseinheit bevorzugt mittels einer Ausrichtung einer Fahrtrichtung der elektromotorischen Radvorrichtung zu steuern und/oder zu regeln. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann vorteilhaft ein hoher Bedienkomfort und vorteilhaft ein zumindest teilweise autonomer Fahrbetrieb erreicht werden.
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Des Weiteren wird ein Radfahrzeug mit zumindest einer erfindungsgemäßen elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung, insbesondere mit einer Mehrzahl an elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtungen vorgeschlagen. Insbesondere kann ein Radfahrzeug als ein Rollenkoffer, eine Schubkarre, ein Einkaufswagen, eine Golftasche, ein Rollcontainer, ein Rollenbrett, ein Krankenbett, ein Kinderwagen, ein Hubwagen und/oder als ein Lasttransportfahrzeug oder ein weiteres, einem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Radfahrzeug ausgebildet. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann insbesondere eine hohe Bedienflexibilität erreicht werden.
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Weiterhin wird ein Verfahren zu einer Steuerung und/oder Regelung zumindest einer erfindungsgemäßen elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung vorgeschlagen, wobei in zumindest einem Verfahrensschritt mittels zumindest einer, insbesondere verschieden von einem durch einen Bediener direkt betätigbaren Schaltelement ausgebildeten, Erfassungseinheit zumindest eine bedienerspezifische Kenngröße erfasst wird, wobei zumindest eine Elektronikeinheit und/oder eine Antriebseinheit der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung in Abhängigkeit von der zumindest einen erfassten bedienerspezifischen Kenngröße automatisch aktiviert werden. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann vorteilhaft eine hohe Bedienflexibilität erreicht werden.
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Die erfindungsgemäße elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung und das Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung zumindest einer elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung und das Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung zumindest einer elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind sechs Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
- 1 ein als Lastrollenwagen ausgebildetes erfindungsgemäßes Radfahrzeug mit einer Mehrzahl von erfindungsgemäßen elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtungen in einer perspektivischen Darstellung,
- 2 das erfindungsgemäße Radfahrzeug aus 1 mit einer Mehrzahl an erfindungsgemäßen elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtungen und mit einer Erfassungseinheit, welche ein als Abstandssensor ausgebildetes Erfassungselement aufweist, in einer perspektivischen Darstellung,
- 3 einen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu einer Steuerung und/oder Regelung zumindest einer erfindungsgemäßen elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung in einer stark vereinfachten schematischen Darstellung,
- 4 ein erfindungsgemäßes Radfahrzeug mit einem weiteren Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektromotorisch angetrieben Radvorrichtung mit einer Erfassungseinheit, welche ein als Kraftsensor ausgebildetes Erfassungselement aufweist, in einer seitlichen Darstellung,
- 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung mit einer Erfassungseinheit, welche ein als Kraftsensor ausgebildetes Erfassungselement aufweist, in einer vereinfachten Detailansicht,
- 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung mit einer Erfassungseinheit, welche ein als Kraftsensor ausgebildetes Erfassungselement aufweist in einer stark vereinfachten schematischen Darstellung,
- 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Erfassungseinheit, welche ein als Winkelbeschleunigungssensor ausgebildetes Erfassungselement aufweist, in einer stark vereinfachten schematischen Darstellung und
- 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Erfassungseinheit, welche ein als Winkelbeschleunigungssensor ausgebildetes Erfassungselement aufweist in einer stark vereinfachten schematischen Darstellung.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt ein Radfahrzeug 36a mit zumindest einer elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 10a, insbesondere mit einer Mehrzahl an elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtungen 10a. Das Radfahrzeug 36a ist vorzugsweise als ein Lastrollenwagen ausgebildet. Alternativ kann das Radfahrzeug 36a als ein Rollenkoffer, eine Schubkarre, ein Einkaufswagen, eine Golftasche, ein Rollcontainer, ein Rollenbrett, ein Krankenbett, ein Kinderwagen, ein Hubwagen und/oder als ein Lasttransportfahrzeug oder ein weiteres, einem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Radfahrzeug 36a ausgebildet sein. Das Radfahrzeug 36a weist eine Haltebügeleinheit 54a auf. Die Haltebügeleinheit 54a ist zu einer Einwirkung einer Krafteinwirkung eines Bedieners (hier nicht gezeigt) auf das Radfahrzeug 36a, insbesondere einer Zugkraft oder einer Schubkraft, vorgesehen. Die Haltebügeleinheit 54a ist zu einer Fortbewegung des Radfahrzeugs 36a mittels der Krafteinwirkung des Bedieners vorgesehen. Das Radfahrzeug 36a weist eine Lastablageeinheit 56a auf. Die Lastablageeinheit 56a ist als eine Platte ausgebildet. Vorzugsweise ist die Lastablageeinheit 56a und die Haltebügeleinheit 54a kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden.
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Die elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung 10a ist bevorzugt als ein Smartwheel ausgebildet. Das Radfahrzeug 36a weist vorzugsweise eine Mehrzahl an elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtungen 10a auf, welche eine zumindest im Wesentlichen analoge Ausgestaltung zueinander aufweisen, so dass insbesondere eine Beschreibung einer einzelnen elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 10a auf alle weiteren elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtungen 10a des Radfahrzeugs 36a zu lesen ist. Das Radfahrzeug 36a weist vorzugsweise vier elektromotorisch angetriebene Radvorrichtungen 10a auf. Die elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung 10a ist in einem Randbereich, insbesondere in einer Ecke der Lastablageeinheit 56a, des Radfahrzeugs 36a angeordnet. Die elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung 10a ist mit der Lastablageeinheit 56a kraft- und/oder formschlüssig verbunden, insbesondere über eine Anbindungseinheit 38a der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 10a.
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2 zeigt das Radfahrzeug 36a mit vier elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtungen 10a. Die elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung 10a weist einen Radgrundkörper 12a sowie die Anbindungseinheit 38a auf. Der Radgrundkörper 12a ist bevorzugt zylinderförmig ausgebildet. Der Radgrundkörper 12a definiert eine Drehachse 58a. Die Drehachse 58a verläuft durch einen Massenschwerpunkt des Radgrundkörpers 12a. Der Radgrundkörper 12a weist einen Aufnahmebereich für zumindest ein Kontaktelement auf, welches zu einem Abrollen auf einem Untergrund vorgesehen ist und als Reifen und/oder eine Lauffläche ausgebildet sein kann. Die Außenkontur des Radgrundkörpers 12a ist mit dem Kontaktelement verbunden. Beispielsweise kann der Radgrundkörper 12a eine Felge ausbilden. Insbesondere bildet der Radgrundkörper 12a eine Nabe eines Rades mit Nabenantrieb aus. Der Radgrundkörper 12a ist dazu vorgesehen, eine Fortbewegung der elektrisch angetriebenen Radvorrichtung 10a durch ein Abrollen, insbesondere durch eine Drehbewegung um die Drehachse 58a, auf einer Unterlage zu bewirken.
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Die Anbindungseinheit 38a ist als Befestigungsbügel ausgebildet, der dazu vorgesehen ist, den Radgrundkörper 12a mit der Lastablageeinheit 56a des Radfahrzeugs 36a anzuordnen, insbesondere daran zu befestigen. Vorteilhaft umgreift die Anbindungseinheit 38a den Radgrundkörper 12a von zwei voneinander abgewandten Seiten des Radgrundkörpers 12a. Alternativ kann die Anbindungseinheit 38a auch an einer Seite des Radgrundkörpers 12a angeordnet sein, wobei eine von der Seite abgewandte Seite des Radgrundkörpers 12a frei von der Anbindungseinheit 38a sein kann. Der Radgrundkörper 12a ist vorzugsweise relativ zur Anbindungseinheit 38a und/oder relativ zur Lastablageeinheit 56a drehbar an der Anbindungseinheit 38a gelagert. Die Anbindungseinheit 38a ist vorzugsweise aus einem Metall gefertigt. Zudem kann die Anbindungseinheit 38a alternativ auch zumindest teilweise aus einem Kunststoff gefertigt sein.
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Die elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung 10a weist zumindest eine Antriebseinheit 14a auf. Die Antriebseinheit 14a ist teilweise in der Anbindungseinheit 38a angeordnet. Die Antriebseinheit 14a ist wirkverbunden mit dem Radgrundkörper 12a ausgebildet. Die Antriebseinheit 14a ist dazu vorgesehen, ein Drehmoment für den Radgrundkörper 12a bereitzustellen und/oder auf den Radgrundkörper 12a zu übertragen. Die Antriebseinheit 14a ist dazu vorgesehen, eine Bewegung, insbesondere eine Drehbewegung, des Radgrundkörpers 12a zu einer Fortbewegung der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 10a zu bewirken. Die Antriebseinheit 14a weist bevorzugt einen bürstenlosen Elektromotor auf (hier nicht gezeigt), welcher als Wechselstrommotor oder bevorzugt als Gleichstrommotor ausgebildet ist. Der Elektromotor weist einen Rotor und einen Stator auf (hier nicht gezeigt), wobei der Rotor kraft- und/oder formschlüssig mit dem Radgrundkörper 12a, insbesondere um die Drehachse 58a des Radgrundkörpers 12a drehbar, verbunden sein kann, und ist mit dem Radgrundkörper 12a, insbesondere um die Drehachse 58a des Radgrundkörpers 12a drehbar, verbunden. Zudem ist möglich, dass die elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung 10a zumindest einen weiteren Elektromotor umfasst, der zu einer verbesserten Übertragung eines Drehmoments zu dem Elektromotor parallel und/oder in Reihe geschaltet sein kann.
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Die elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung 10a weist zumindest eine Elektronikeinheit 16a auf. Die Elektronikeinheit 16a ist zumindest teilweise in der Anbindungseinheit 38a angeordnet. Die Elektronikeinheit 16a ist in einem Nahbereich der Antriebseinheit 14a angeordnet. Die Elektronikeinheit 16a ist als eine Platine ausgebildet. Die Elektronikeinheit 16a ist zur Steuer- und/oder Regelung zumindest der Antriebseinheit 14a vorgesehen. Alternativ kann die Elektronikeinheit 16a außerhalb der Anbindungseinheit 38a angeordnet sein. Die Elektronikeinheit 16a umfasst zumindest eine Steuer- und/oder Regeleinheit (hier nicht gezeigt). Die Steuer- und/oder Regeleinheit ist zumindest elektrisch mit der Elektronikeinheit 16a verbunden. Die Steuer- und/oder Regeleinheit ist in die Elektronikeinheit 16a integriert. Die Steuer- und/oder Regeleinheit ist vorzugsweise zumindest zu einer Steuerung und/oder Regelung zumindest der Antriebseinheit 14a vorgesehen. Die Steuer- und/oder Regeleinheit ist zu einer manuellen und/oder automatischen Steuerung und/oder Regelung der Antriebseinheit 14a vorgesehen.
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Die elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung 10 weist zumindest eine Erfassungseinheit 18a auf. Die Erfassungseinheit 18a ist datentechnisch mit der Elektronikeinheit 16a verbunden. Die Erfassungseinheit 18a ist zur Erfassung von zumindest einer bedienerspezifischen Kenngröße vorgesehen. Die Erfassungseinheit 18a ist dazu vorgesehen eine bedienerspezifische Kenngröße zu erfassen. Die Erfassungseinheit 18a umfasst zumindest ein Erfassungselement 20a, welches dazu vorgesehen ist, die bedienerspezifische Kenngröße zu erfassen. Das Erfassungselement 20a ist zudem dazu vorgesehen, eine bedienerspezifische Kenngröße bereitzustellen. Das Erfassungselement 20a ist zudem dazu vorgesehen, der Elektronikeinheit 16a und/oder der Antriebseinheit 14a ein mit der bedienerspezifischen Kenngröße korreliertes elektronisches Datensignal bereitzustellen.
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Die Elektronikeinheit 16a und/oder die Antriebseinheit 14a sind in Abhängigkeit von der bedienerspezifischen Kenngröße automatisch aktivierbar. Vorteilhaft sind die Elektronikeinheit 16a und/oder die Antriebseinheit 14a in Abhängigkeit von dem zu der bedienerspezifischen Kenngröße korrelierten elektronischen Datensignal automatisch aktivierbar. Die Elektronikeinheit 16a und/oder die Antriebseinheit 14a sind automatisch aktivierbar, sobald die bedienerspezifische Kenngröße einen, vorzugsweise voreingestellten und beispielsweise mit einer Empfindlichkeit der Erfassungseinheit 18a und/oder des Erfassungselements 20a korrespondierenden, Schwellenwert erreicht.
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Vorzugsweise ist das Erfassungselement 20a als ein Abstandssensor 22a ausgebildet. Der Abstandssensor 22a ist bevorzugt als ein Funksensor ausgebildet, welcher aus einer Laufzeit und/oder aus einer Abschwächung einer, insbesondere an einem Gegenstand und/oder dem Bediener 24a reflektierten, Funkwelle einen Abstand zwischen der Erfassungseinheit 18a, insbesondere dem Erfassungselement 20a, und dem Bediener 24a bestimmt. Alternativ kann der Abstandssensor 22a auch als Radarsensor, als Lasersensor, als Infrarotsensor, als Lichtsensor und/oder als Triangulationsabstandssensor, als ein kapazitiver Abstandssensor, als magnetischer Abstandssensor, als ein Trägheitsnavigationsabstandssensor und/oder ein dem Fachmann als sinnvoll erscheinender Abstandssensor 22a ausgebildet sein. Die Erfassungseinheit 18a erfasst mittels des als Abstandssensors 22a ausgebildeten Erfassungselements 20a den Abstand eines sich relativ zu der Erfassungseinheit 18a positionierten und/oder relativ zu der Erfassungseinheit 18a bewegenden Bedieners 24a. Korreliert die bedienerspezifische Kenngröße mit einem Abstand zwischen dem Bediener 24a und der Erfassungseinheit 18a, welcher auf eine Bedienung des Bediener 24a der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 10a und/oder des Radfahrzeugs 36a hindeutet, beispielsweise mit einem Abstand zwischen dem Bediener 24a und der Erfassungseinheit 18a von weniger als einem halber Meter, erreicht die bedienerspezifische Kenngröße einen Schwellenwert. Mittels der mit dem Abstand korrelierten bedienerspezifischen Kenngröße sind die Elektronikeinheit 16a und/oder die Antriebseinheit 14a automatisch aktiviert.
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Zudem umfasst die elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung 10a eine drahtlose Kommunikationseinheit 32a. Die drahtlose Kommunikationseinheit 32a ist datentechnisch und/oder elektrisch mit der Antriebseinheit 14a verbunden. Vorzugsweise ist die drahtlose Kommunikationseinheit 32a teilweise in der Anbindungseinheit 38a angeordnet. Die drahtlose Kommunikationseinheit 32a kann alternativ auch außerhalb der Anbindungseinheit 38a angeordnet sein. Die drahtlose Kommunikationseinheit 32a ist zu einem Austausch von elektronischen Daten mit einer externen Einheit 34a zu einer Steuerung und/oder Regelung der Antriebseinheit 14a in Abhängigkeit von den übertragenen elektronischen Daten vorgesehen. Die drahtlose Kommunikationseinheit 32a weist dazu vorzugsweise eine weitere Erfassungseinheit (hier nicht gezeigt) auf, welche zu einer Erfassung elektronischer Daten vorgesehen ist. Bevorzugt sind die elektronischen Daten mit dem Abstand zwischen dem Bediener 24a und der drahtlosen Kommunikationseinheit 32a korreliert. Die elektronischen Daten sind zudem mit einer Datenübertragungskenngröße einer Datenverbindung korreliert. Alternativ kann die drahtlose Kommunikationseinheit 32a frei von einer weiteren Erfassungseinheit ausgebildet sein und/oder mit der Erfassungseinheit 18a datentechnisch verbunden sein, wobei in diesem Fall die Erfassungseinheit 18a zusätzlich dazu vorgesehen sein kann, die Datenübertragungskenngröße zu erfassen und der drahtlosen Kommunikationseinheit 32a zur Kommunikation und/oder zur Steuerung und/oder Regelung der Antriebseinheit 14a bereitzustellen.
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Die externe Einheit 34a ist bevorzugt drahtlos und/oder datentechnisch mit der drahtlosen Kommunikationseinheit 32a verbunden. Die externe Einheit 34a ist dazu vorgesehen, elektronische Daten mit der drahtlosen Kommunikationseinheit 32a auszutauschen. Die externe Einheit 34a kann als elektronischer Sender zu einer Sendung der mit den elektronischen Daten korrelierten Datenübertragungskenngröße und/oder zu einer Reflexion der von der drahtlosen Kommunikationseinheit 32a gesendeten Datenübertragungskenngröße, beispielsweise einer Funk- und/oder Radarwelle, ausgebildet sein. Bevorzugt ist die externe Einheit 34a als eine Uhr und/oder als ein elektronisches Armband, welche der Bediener 24a um den Arm trägt, ausgebildet. Alternativ kann die externe Einheit 34a auch als Laptop, als Netbook, als Tablet, als Arbeitskleidung, als Schutzbrille, als Schutzhelm, und/oder als eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende, externe Einheit 34a ausgebildet sein. Darüber hinaus kann die externe Einheit 34a alternativ oder zusätzlich auch elektrisch mittels eines Kabels mit der drahtlosen Kommunikationseinheit 32a verbunden sein.
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In einem Betriebszustand der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 10a, in welchem die Elektronikeinheit 16a und/oder die Antriebseinheit 14a, wie bereits beschrieben, mittels des Abstandssensors 22a aktiviert sind/ist, ist die drahtlose Kommunikationseinheit 32a dazu vorgesehen, die Antriebseinheit 14a in Abhängigkeit von zumindest der Datenübertragungskenngröße der Datenverbindung zwischen der, insbesondere an dem Bediener 24a anordenbaren, externen Einheit 34a und der drahtlosen Kommunikationseinheit 32a, zumindest teilweise automatisch zu steuern und/oder zu regeln. Die Datenübertragungskenngröße korreliert vorteilhaft mit dem Abstand zwischen der externen Einheit 34a und der drahtlosen Kommunikationseinheit 32a. In diesem Betriebszustand steuert und/oder regelt die drahtlose Kommunikationseinheit 32a die Antriebseinheit 14a, wobei die drahtlose Kommunikationseinheit 32a die Antriebseinheit 14a in Abhängigkeit der Datenübertragungskenngröße derart steuert und/oder kontrolliert, dass die Antriebseinheit 14a den Abstand zwischen der externen Einheit 34a und der drahtlosen Kommunikationseinheit 32a durch eine Änderung einer Fahrtrichtung der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 10a, beispielweise durch eine Änderung der Fahrtrichtung in eine Richtung relativ zu der externen Einheit 34a, verändert und die mit dem Abstand zwischen der externen Einheit 34a und der drahtlosen Kommunikationseinheit 32a korreliert Datenübertragungskenngröße durch eine Änderung der Fahrrichtung anpasst.
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3 zeigt eine stark vereinfachte schematische Darstellung eines Verfahrens zu einer Steuerung und/oder Regelung der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 10a. Das Verfahren umfasst zumindest einen Verfahrensschritt 60a. In dem zumindest einem Verfahrensschritt 60a wird die bedienerspezifische Kenngröße mittels der Erfassungseinheit 18a erfasst. Die bedienerspezifische Kenngröße ist zumindest mit dem Abstand zwischen dem Bediener 24a und der Erfassungseinheit 18a korreliert. Die Elektronikeinheit 16a und die Antriebseinheit 14a werden in Abhängigkeit von der bedienerspezifischen Kenngröße automatisch aktiviert, sobald die bedienerspezifische Kenngröße einen vorzugsweise voreingestellten Schwellenwert erreicht und/oder überschreitet.
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Zudem kann das Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 10a zumindest einen weiteren Verfahrensschritt 62a aufweisen. In dem weiteren Verfahrensschritt 62a wird die Elektronikeinheit 16a und/oder die Antriebseinheit 14a, und insbesondere eine Fahrtrichtung der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 10a mittels der drahtlosen Kommunikationseinheit 32a in Abhängigkeit der Datenübertragungskenngröße, welche korreliert ist mit dem Abstand zwischen der drahtlosen Kommunikationseinheit 32a und der insbesondere an dem Bediener 24a anordenbaren, externen Einheit 34a automatisch gesteuert und/oder geregelt. Alternativ kann in dem zweiten Verfahrensschritt 62a die elektronmotorisch angetriebene Radvorrichtung 10a, insbesondere die Fahrtrichtung der elektronmotorisch angetriebenen Radvorrichtung 10a, mittels einer manuellen Krafteinwirkung gesteuert werden.
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In den 4 bis 8 sind weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 bis 3, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 3 nachgestellt. In den Ausführungsbeispielen der 4 bis 8 ist der Buchstabe a durch die Buchstaben b bis f ersetzt.
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In der 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Dem Ausführungsbeispiel der 4 ist der Buchstabe b nachgestellt. Das weitere Ausführungsbeispiel der 4 unterscheidet sich von dem vorherigen Ausführungsbeispiel zumindest im Wesentlichen durch eine Ausgestaltung der Erfassungseinheit 18b einer elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 10b.
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Die Erfassungseinheit 18b umfasst ein Erfassungselement 20b, welches als ein Kraftsensor 26b ausgebildet ist. Das als Kraftsensor 26b ausgebildete Erfassungselement 20b ist dazu vorgesehen, eine mit einer Krafteinwirkung eines Bedieners (hier nicht gezeigt) auf die Erfassungseinheit 18b korrelierte bedienerspezifische Kenngröße zu erfassen. Das als Kraftsensor 26b ausgebildete Erfassungselement 20b ist in einem Griffbereich einer Haltebügeleinheit 54b eines Radfahrzeugs 36b angeordnet.
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Das als Kraftsensor 26b ausgebildete Erfassungselement 20b ist zu einer Erfassung einer mit einer Krafteinwirkung eines Bedieners auf die Erfassungseinheit 18b, beispielsweise bei einer Greifbewegung des Bedieners, korrelierte bedienerspezifische Kenngröße vorgesehen. Das als Kraftsensor 26b ausgebildete Erfassungselement 20b ist im vorliegenden Fall als ein mikroelektromechanischer Sensor (MEMS) ausgebildet. Alternativ kann ein als Kraftsensor 26b ausgebildetes Erfassungselement 20b als piezoelektrischer Kraftsensor, beispielsweise als IEPE Sensor, als elektrodynamischer Kraftsensor und/oder als FSR-Kraftsensor (Force Sensitive Resistance), beispielsweise als kapazitiver Sensor, ausgebildet sein. Weiterhin könnte das Erfassungselement 20b als ein Drehmomentsensor ausgebildet sein und eine Krafteinwirkung durch eine Drehbewegung der Haltebügeleinheit 54b relativ zu einer drehbar verbundenen Lastablageeinheit 56b vorgesehen sein. In diesem Fall ist das Erfassungselement 20b mit der Haltebügeleinheit 54b und der Lastablageeinheit 56b verbunden und lagert die Haltebügeleinheit 54b drehbar relativ zur Lastablageeinheit 56b. Zudem kann ein als Kraftsensor 26b ausgebildetes Erfassungselement 20b alternativ oder zusätzlich in einer Innenseite eines Handschuhs, in einem Schuh und/oder einem Pedal angeordnet sein.
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In der 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Dem Ausführungsbeispiel der 5 ist der Buchstabe c nachgestellt. Das weitere Ausführungsbeispiel der 5 unterscheidet sich von dem vorherigen Ausführungsbeispiel zumindest im Wesentlichen durch eine Ausgestaltung der Erfassungseinheit 18c einer elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 10c.
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Die Erfassungseinheit 18c ist im Nahbereich eines Radgrundkörpers 12c einer elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 10c angeordnet. Die Erfassungseinheit 18c weist zumindest ein Erfassungselement 20c auf, welches als ein federelastisches Element 44c ausgebildet ist. Zudem weist die Erfassungseinheit 18c ein zweites zu dem Erfassungselement 20c baugleich ausgebildetes Erfassungselement 20c auf, welches auf einer dem Erfassungselement 20c abgewandten Seite des Radgrundkörpers 12c angeordnet ist. Der Radgrundkörper 12c ist kraft- und/oder formschlüssig mit einem Anbindungselement 42c einer Anbindungseinheit 38c verbunden. Das Anbindungselement 42c ist in einer vertikalen Richtung 64c der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 10c mittels einer Lagereinheit 43c relativ zu einem weiteren Anbindungselement 40c der Anbindungseinheit 38c fest gelagert und in einer horizontalen Richtung 66c der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 10c verschiebbar zu dem weiteren Anbindungselement 40c gelagert. Das Erfassungselement 20c ist entlang der horizontalen Richtung 66c zwischen dem Anbindungselement 42c und dem weiteren Anbindungselement 40c angeordnet. Das Erfassungselement 20c ist senkrecht zu einer Fahrtrichtung des Radgrundkörpers 12c und/oder der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 10c angeordnet. Eine Krafteinwirkung 28c in der horizontalen Richtung 66c bewirkt eine relative Verschiebung des Anbindungselements 42c zu dem weiteren Anbindungselement 40c und folglich zu einer zu der Krafteinwirkung 28c korrelierten Formänderung des Erfassungselements 20c. Eine bedienerspezifische Kenngröße ist korreliert mit der Krafteinwirkung 28c in der horizontalen Richtung 66c. Zusätzlich oder alternativ könnte die Erfassungseinheit 18c weitere Erfassungselemente 20c umfassen, welche baugleich zu dem Erfassungselement 20c ausgebildet sind, und entlang einer vertikalen Richtung 64c der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 10c ausgerichtet und zwischen dem Anbindungselement 42c und dem weiteren Anbindungselement 40c und/oder entlang der vertikalen Richtung 64c oberhalb der Anbindungseinheit 38c angeordnet sind.
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In der 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Dem Ausführungsbeispiel der 6 ist der Buchstabe d nachgestellt. Das weitere Ausführungsbeispiel der 6 unterscheidet sich von dem vorherigen Ausführungsbeispiel zumindest im Wesentlichen durch eine Ausgestaltung eines Erfassungselements 20d.
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Die Erfassungseinheit 18d umfasst zumindest ein Erfassungselement 20d, welches als ein piezoelektrischer Kraftsensor 26d ausgebildet ist. Das Erfassungselement 20d ist an einem Radgrundkörper 12d und/oder in einem Nahbereich des Radgrundkörpers 12d angeordnet und dazu vorgesehen, eine mit einer Krafteinwirkung 28d auf den Radgrundkörper 12d korrelierte bedienerspezifische Kenngröße zu erfassen. Zudem weist die Erfassungseinheit 18d ein zweites zu dem Erfassungselement 20d baugleich ausgebildetes Erfassungselement 20d auf, welches auf einer dem Erfassungselement 20d abgewandten Seite des Radgrundkörpers 12d angeordnet ist. Das Erfassungselement 20d ist entlang einer vertikalen Richtung 64d des Radgrundkörpers 12d angeordnet. Das Erfassungselement 20d verbindet den Radgrundkörper 12d mit einem Teilbereich einer Lastablageeinheit 56d. Eine Krafteinwirkung 28d eines Bedieners (hier nicht gezeigt) auf den Teilbereich der Lastablageeinheit 56d, beispielweise durch ein Beaufschlagen zumindest des Teilbereichs der Lastablageeinheit 56d mit einer Masse, bewirkt eine Erfassung einer zu der Krafteinwirkung 28d korrelierten bedienerspezifischen Kenngröße. Zudem kann mittels der mit der Krafteinwirkung 28d korrelierten bedienerspezifischen Kenngröße eine Erfassung einer Gewichtskraft einer der Lastablageeinheit 56d beaufaschlagten Masse erfolgen.
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In der 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Dem Ausführungsbeispiel der 7 ist der Buchstabe e nachgestellt. Das weitere Ausführungsbeispiel der 7 unterscheidet sich von dem vorherigen Ausführungsbeispiel zumindest im Wesentlichen durch eine Ausgestaltung eines Erfassungselements 20e.
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Die Erfassungseinheit 18e umfasst ein Erfassungselement 20e, welches als ein Winkelbeschleunigungssensor 30e ausgebildet ist. Zudem ist die Erfassungseinheit 18e mit einer Kontrolleinheit 52e elektrisch verbunden. Die Kontrolleinheit 52e ist mit einer Energieversorgungseinheit 50e elektrisch verbunden. Die Energieversorgungseinheit 50e ist dazu vorgesehen, eine Energie bereitzustellen. Die Kontrolleinheit 52e ist dazu vorgesehen, die von dem Energieversorgungseinheit 50e bereitgestellte Energie zu kontrollieren und/oder zu regeln und der Erfassungseinheit 18e, einer mit der Kontrolleinheit 52e elektrisch verbundenen Elektronikeinheit 16e, und/oder einer hier nicht gezeigten Antriebseinheit bereitzustellen. Die Energieversorgungseinheit 50e kann dazu zumindest eine Batterie und/oder einen Akku und bevorzugt eine Mehrzahl an Batterien und/oder Akkus umfassen.
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Die Antriebseinheit ist in einem unbestromten Betriebszustand, wobei der Rotor und/oder ein mit dem Rotor zumindest wirkverbundener Radgrundkörper (hier nicht gezeigt) frei drehbar gelagert sind. Eine Zug- und/oder Schubkrafteinwirkung auf den Radgrundkörper bewirkt eine Bewegung des Radgrundkörpers und folglich eine Drehung des Rotors. Das als Winkelbeschleunigungssensor 30e ausgebildete Erfassungselement 20e erfasst die Drehung des Rotors und/oder die Bewegung des Radgrundkörpers als bedienerspezifische Kenngröße und stellt ein mit der bedienerspezifischen Kenngröße korreliertes, elektronisches Datensignal der mit dem Erfassungselement 20e zumindest datentechnisch verbundenen Elektronikeinheit 16e bereit.
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In der 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Dem Ausführungsbeispiel der 8 ist der Buchstabe f nachgestellt. Das weitere Ausführungsbeispiel der 8 unterscheidet sich von dem vorherigen Ausführungsbeispiel zumindest im Wesentlichen durch eine Ausgestaltung der Erfassungseinheit 18f.
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Die Erfassungseinheit 18f umfasst ein Erfassungselement 20f, welches elektrisch und/oder datentechnisch mit einer Kontrolleinheit 52f verbunden ist. Die Kontrolleinheit 52f ist ferner elektrisch und datentechnisch mit einer Elektronikeinheit 16f verbunden, welche zu einer Steuerung und/oder Regelung einer hier nicht gezeigten Antriebseinheit vorgesehen ist. Zusätzlich ist die Kontrolleinheit 52f elektrisch mit einer Energieversorgungseinheit 50f verbunden. Das Erfassungselement 20f erfasst in einem unbestromten Betriebszustand der Antriebseinheit eine durch eine Krafteinwirkung eines Bedieners auf den Radgrundkörper bewirkte Drehung des Rotors und/oder Bewegung des Radgrundkörpers als eine bedienerspezifische Kenngröße und stellt ein mit der bedienerspezifischen Kenngröße korreliertes, elektronisches Datensignal der Kontrolleinheit 52f bereit. Die Kontrolleinheit 52f stellt der Elektronikeinheit 16f zu einer Aktivierung der Antriebseinheit ein mit der bedienerspezifischen Kenngröße korreliertes Datensignal bereit. Zusätzlich kontrolliert die Kontrolleinheit 52f eine von der Energieversorgungseinheit 50f bereitgestellte Energie, welche die Elektronikeinheit 16f zu einer Steuerung und/oder Regelung an die Antriebseinheit übertragen kann.
