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Die Erfindung betrifft ein Transporthilfsfahrzeug, ein Transporthilfssystem sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Transporthilfsfahrzeugs.
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In vielen Städten ist der Verkehr mit Kraftfahrzeugen eingeschränkt. So sind beispielsweise viele Innenstädte zumindest teilweise als Fußgängerzonen ausgewiesen, in denen in der Regel nur bestimmte, berechtigte Fahrzeuge verkehren dürfen. Darüber hinaus ist verfügbarer Parkraum in vielen Städten überaus knapp. Andererseits besteht beim Besuch einer Innenstadt häufig das Bedürfnis, Lasten oder auch beispielsweise Kleinkinder zu transportieren, beispielsweise bei einem Einkaufsbummel. Dasselbe gilt beispielsweise bei einem Picknick in einem Park, wobei ebenfalls ein Transport unabhängig von einem Kraftfahrzeug notwendig ist. Das Tragen mittels einer Tasche oder eines Rucksacks ist, je nach Gewicht der zu transportierenden Last, unbequem oder unmöglich. Manuell bewegbare Transportmittel mit Rädern, wie Einkaufs-Trolleys oder Kinderwagen, können ebenfalls einen erheblichen Aufwand an Kraft und Aufmerksamkeit erfordern, insbesondere wenn schweres Transportgut zu transportieren ist und/oder Steigungen zu überwinden sind.
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Aus
US 2015/0006005 A1 ist ein autonomes unbemanntes Straßenfahrzeug bekannt, das als Lieferfahrzeug genutzt werden kann. Das Straßenfahrzeug hat ein Steuerungssystem zum autonomen Fahren und ein Wahrnehmungssystem zum Detektieren von Objekten in seiner Umgebung sowie ein oder mehrere Lastabteile zum Transport der auszuliefernden Güter.
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In
US 2014/0277841 A1 ist ein motorisierter Gepäckcontainer offenbart, der eine Mehrzahl von Rädern aufweist, von denen mindestens eines elektrisch angetrieben ist und mindestens eines einen Lenkmechanismus aufweist. Der Gepäckcontainer umfasst eine oder mehrere Batterien und eine Steuerung, die dazu eingerichtet sein kann, dass der Gepäckcontainer einer drahtlosen Fernbedienung, die von einem Benutzer mitgeführt wird, in einem bestimmten Abstand folgt.
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Weiterhin ist ein elektrisch angetriebenes Einpersonen-Transportmittel bekannt, das nur zwei auf derselben Achse liegende Räder aufweist, zwischen denen die beförderte Person steht und das sich durch eine elektronische Antriebsregelung selbst in Balance hält (https://de.wikipedia.org/wiki/Segway_Personal_Transporter).
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Transporthilfsfahrzeug, ein Transporthilfssystem und ein Verfahren zum Betreiben eines Transporthilfsfahrzeugs anzugeben, wodurch es einem Benutzer, der sich insbesondere zu Fuß in einer städtischen Umgebung bewegt, erleichtert werden kann, Transportgut und/oder ein Kleinkind mitzuführen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Transporthilfsfahrzeug, ein Transporthilfssystem und ein Verfahren zum Betreiben eines Transporthilfsfahrzeugs wie in den unabhängigen Ansprüchen angegeben gelöst.
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Ein erfindungsgemäßes Transporthilfsfahrzeug umfasst eine Antriebseinheit und einen auf die Antriebseinheit aufgesetzten und auf dieser befestigten Aufsatz, der zum Halten bzw. Aufnehmen eines zu transportierenden Transportguts und/oder eines zu transportierenden Kleinkinds ausgebildet ist. Zum Befestigen des Aufsatzes auf der Antriebseinheit können die Oberseite der Antriebseinheit und die Unterseite des Aufsatzes zueinander passend ausgebildet sein sowie entsprechende Befestigungsmittel aufweisen.
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Die Antriebseinheit weist genau zwei Räder auf, mit denen die Antriebseinheit auf einem Untergrund fahren kann. Die zwei Räder haben eine gemeinsame Drehachse bzw. die Drehachsen der beiden Räder sind im Wesentlichen miteinander fluchtend angeordnet. Jedem der beiden Räder ist ein jeweiliger elektrischer Antrieb zugeordnet, mit dem das betreffende Rad insbesondere unabhängig von dem jeweils anderen Rad antreibbar ist. Weiterhin umfasst die Antriebseinheit eine elektronische Steuerungseinrichtung zum Ansteuern der elektrischen Antriebe der beiden Räder. Ferner umfasst die Antriebseinheit einen elektrischen Energiespeicher zur Versorgung der Antriebe der Räder und der elektronischen Steuerungseinrichtung mit elektrischer Energie. Der elektrische Energiespeicher ist vorzugsweise als wiederaufladbarer Energiespeicher ausgebildet und kann beispielsweise einen oder mehrere Akkumulatoren umfassen.
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Erfindungsgemäß ist die elektronische Steuerungseinrichtung zum derartigen Ansteuern der Antriebe ausgebildet, dass das Transporthilfsfahrzeug in einer zumindest näherungsweise aufrechten oder senkrechten Stellung gehalten wird. Die elektronische Steuerungseinrichtung kann hierfür geeignete Sensormittel sowie einen entsprechend eingerichteten Prozessor umfassen. Derartige Steuerungen zur dynamischen Stabilisierung von Fahrzeugen mit nur zwei nebeneinander angeordneten Rädern sind an sich bekannt.
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Weiterhin ist die elektronische Steuerungseinrichtung erfindungsgemäß zum autonomen Fahren des Transporthilfsfahrzeugs zu einem vorgebbaren Ziel eingerichtet; ein solcher Betriebsmodus des Transporthilfsfahrzeugs, bei dem ein vorgegebenes Ziel angesteuert wird, wird hier als erster Betriebsmodus bezeichnet. Die elektronische Steuerungseinrichtung ist ferner zum Betreiben des Transporthilfsfahrzeugs in einem zweiten Betriebsmodus ausgebildet, bei dem das Transporthilfsfahrzeug einer externen Steuerungseinrichtung folgt. Auch im zweiten Betriebsmodus wird das Transporthilfsfahrzeug autonom betrieben, jedoch in dem Sinne eingeschränkt, dass die Geschwindigkeit und die Richtung, in der es fährt, unter Berücksichtigung zumindest der Position der externen Steuerungseinrichtung ermittelt werden und das Transporthilfsfahrzeug dadurch der Bewegung externen Steuerungseinrichtung folgt.
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Steuerungen zum autonomen Ansteuern eines Ziels bzw. zum Folgen einer externen Steuerungseinrichtung sind ebenfalls an sich bekannt. Die elektronische Steuerungseinrichtung des Transporthilfsfahrzeugs kann entsprechende Sensor-, Prozessor- und Kommunikationsmittel zum autonomen Fahren und zum Betreiben des Transporthilfsfahrzeugs im ersten sowie im zweiten Betriebsmodus aufweisen. Die externe Steuerungseinrichtung kann beispielsweise ein mit einer entsprechenden App ausgerüstetes Smartphone eines Benutzers oder eine spezielle Fernsteuerung sein, wobei die elektronische Steuerungseinrichtung des Transporthilfsfahrzeugs auf drahtlosem Weg Informationen über den Standort der externen Steuerungseinrichtung bzw. Benutzers erhält. Diese Informationen können relativ zum Standort des Transporthilfsfahrzeugs bestimmt sein oder beispielsweise in Bezug auf geographische Koordinaten angegeben sein, wobei das Transporthilfsfahrzeug zur Bestimmung seiner eigenen Position etwa mittels eines GPS-Empfängers ausgebildet sein kann.
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Der erste und der zweite Betriebsmodus werden vorzugsweise wahl- oder wechselweise ausgeführt, wobei weitere Betriebsweisen vorgesehen sein können, wie etwa ein Betriebsmodus zum Be- oder Entladen, zum Aufladen des elektrischen Energiespeichers oder ein Wartezustand. Der Betriebsmodus kann beispielsweise manuell gewählt werden, indem ein entsprechendes Signal durch die externe Steuerungseinrichtung an die elektronische Steuerungseinrichtung des Transporthilfsfahrzeugs übertragen wird, oder auch automatisch umgeschaltet werden, etwa wenn das Transporthilfsfahrzeug im ersten Betriebsmodus das vorgegebene Ziel erreicht hat.
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Dadurch, dass die Antriebseinheit des Transporthilfsfahrzeugs genau zwei Räder aufweist, mit der sie auf einem Untergrund fahren kann, wobei die beiden Räder nebeneinander angeordnet sind und das Transporthilfsfahrzeug von der elektronischen Steuerungseinrichtung stets in einer aufrechten Stellung gehalten wird, wird es ermöglicht, das Transporthilfsfahrzeug in ähnlicher Weise wie etwa einen Einkaufstrolley oder einen Kinderwagen zu beladen, zu entladen und beim Betrieb die Ladung unter Kontrolle zu behalten. Dadurch, dass die Steuerungseinheit einen ersten Betriebsmodus aufweist, in dem das Transporthilfsfahrzeug autonom zu einem vorgebbaren Ziel fahren kann, wird es weiterhin ermöglicht, das Transporthilfsfahrzeug von einem Abstellplatz zu einem Einsatzort zu bewegen. So kann beispielsweise ein Benutzer bei Bedarf ein derartiges Transporthilfsfahrzeug herbeirufen, indem etwa mittels eines Smartphones die geographischen Koordinaten des Standorts des Benutzers an die elektronische Steuerungseinrichtung des Transporthilfsfahrzeugs übertragen werden und als Koordinaten des Ziels vorgegeben werden. Schließlich kann dadurch, dass die elektronische Steuerungseinrichtung einen zweiten Betriebsmodus aufweist, in dem das Transporthilfsfahrzeug einer externen Steuerungseinrichtung, etwa einen Smartphone des Benutzers, folgt, der weitere Vorteil erreicht werden, dass das Transporthilfsfahrzeug den Benutzer begleitet, ohne dass der Benutzer hierfür Kraft oder Aufmerksamkeit aufwenden muss. Das Transporthilfsfahrzeug kann somit beispielsweise bei einem Einkaufsbummel den Transport der Einkäufe oder auch das Mitnehmen eines Kleinkindes erleichtern.
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Vorzugsweise ist der Aufsatz lösbar auf die Antriebseinheit aufgesetzt. Hierdurch wird es ermöglicht, dass der Aufsatz bzw. die Antriebseinheit gewechselt werden kann. Insbesondere kann der Aufsatz bzw. die Antriebseinheit automatisch wechselbar sein, wofür automatisch betätigbare Befestigungs- oder Verbindungsmittel vorgesehen sein können.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Aufsatz rahmen- oder schalenförmig ausgebildet und zum Aufnehmen eines Einsatzes ausgestaltet, der beispielsweise manuell in den Aufsatz eingesetzt und dort befestigt werden kann. Der Einsatz kann beispielweise als Transportbehälter, als Babysitz oder auch als Kühltasche oder Kühlbox ausgebildet sein. Dadurch, dass der rahmen- oder schalenförmige Aufsatz zum Aufnehmen eines wechselbaren Einsatzes ausgebildet ist, kann das Be- und Entladen des Transporthilfsfahrzeugs weiter erleichtert und der Einsatzbereich des Transporthilfsfahrzeugs erweitert werden.
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In bevorzugter Weise weist der Aufsatz und/oder der Einsatz Halte- und/oder Sicherungsmittel zum Halten bzw. Sichern einer zu transportierenden Last oder einer zu transportierenden Person auf. Die Halte- bzw. Sicherungsmittel können beispielsweise als aufsetzbare Schale oder als Haltegurte ausgebildet sein. Hierdurch kann die Sicherheit beim Betrieb des Transporthilfsfahrzeugs erhöht werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Aufsatz oder der Einsatz einen geschlitzten Deckel auf, der aus einem elastischen Material besteht. Der Aufsatz bzw. der Einsatz kann beispielsweise als Behälter mit einem Innenraum zur Aufnahme von zu transportierenden Gütern ausgebildet sein, wobei der Deckel auf drei Seiten fest mit den jeweiligen Wänden des Behälters verbunden ist und von der vierten Seite ausgehend ein Schlitz den Deckel teilt, so dass durch Auseinanderbiegen des Deckels entlang des Schlitzes der Innenraum des Behälters zugänglich wird. Auf diese Weise kann in besonders einfacher Weise die Aufnahme, das Halten und Sichern sowie das Entnehmen einer zu transportierenden Last ermöglicht werden.
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Weiterhin ist es gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass die Antriebseinheit einen elektrischen Anschluss zur Versorgung eines externen Verbrauchers mit elektrischer Energie aufweist, beispielsweise zur Versorgung einer Kühleinrichtung einer in den Aufsatz eingesetzten Kühlbox oder Kühltasche. Dabei wird die elektrische Energie für den Verbraucher von dem elektrischen Energiespeicher der Antriebseinheit bereitgestellt. Hierdurch können die Einsatzmöglichkeiten des Transporthilfsfahrzeugs zusätzlich erweitert werden.
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Das vorgebbare Ziel, das das Transporthilfsfahrzeug im ersten Betriebsmodus autonom anfährt, kann fest vorgegeben sein, beispielsweise indem die Koordinaten einer Servicestation oder eines Abstellplatzes in einem Speicher der elektronischen Steuerungseinrichtung gespeichert sind. Vorzugsweise kann es stattdessen oder zusätzlich vorgesehen sein, dass das Ziel über drahtlose Übertragungsmittel vorgegeben werden kann. Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung können beispielsweise die Koordinaten eines Standorts eines Benutzers drahtlos an die elektronische Steuerungseinrichtung übermittelt werden, die sodann autonom zum Standort des Benutzers fahren kann.
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In weiter bevorzugter Weise kann es vorgesehen sein, dass die elektronische Steuerungseinrichtung im zweiten Betriebsmodus die Antriebe der Räder derart ansteuert, dass das Transporthilfsfahrzeug einen vorgegebenen Abstand oder einen vorgegebenen Abstandsbereich zur externen Steuerungseinrichtung und damit beispielsweise zu dem Benutzer, der die externe Steuerungseinrichtung mitführt, einhält. Der Abstand bzw. der Abstandsbereich kann beispielsweise derart bestimmt sein, dass ein minimaler Abstand noch eine sichere und ungehinderte Bewegung des Benutzers gewährleistet und ein maximaler Abstand ein sicheres Folgen des Transporthilfsfahrzeugs und in der Regel eine direkte Sicht des Benutzers zum Transporthilfsfahrzeug ermöglicht. Auf diese Weise kann es erreichbar sein, dass das Transporthilfsfahrzeug dem Benutzer, der die externe Steuerungseinrichtung mitführt, derart folgt, dass dieser das Transporthilfsfahrzeug stets unter Sichtkontrolle hat, durch dieses aber nicht behindert wird.
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Ein erfindungsgemäßes Transporthilfssystem umfasst mindestens ein Transporthilfsfahrzeug, das wie zuvor beschrieben ausgebildet ist und ein erstes Antriebsteil sowie einen Aufsatz umfasst. Weiterhin umfasst das Transporthilfssystem mindestens ein zweites Antriebsteil, das entsprechend dem ersten ausgebildet ist und das beispielsweise Teil eines weiteren Transporthilfsfahrzeugs sein kann, das wie zuvor beschrieben ausgebildet ist, sowie mindestens eine Servicestation. Die Servicestation ist zum Laden des ersten Antriebteils und/oder zum Ersetzen des ersten durch das zweite Antriebsteil ausgebildet. Zum Laden des Antriebsteils kann dieses mit einem entsprechenden Ladeanschluss der Servicestation verbunden werden, vorzugsweise automatisch verbunden werden. Zum Ersetzen des ersten durch das zweite Antriebsteil kann beispielsweise der Aufsatz automatisch vom ersten Antriebsteil abgenommen und auf das zweite Antriebsteil aufgesetzt werden, wobei die entsprechenden Befestigungs- oder Verbindungsmittel ebenfalls automatisch gelöst bzw. verbunden werden. Ein derartiges Transporthilfssystem ermöglicht es, dass einem Benutzer ein Transporthilfsfahrzeug mit einem zur Maximierung der Reichweite aufgeladenen elektrischen Energiespeicher des Antriebsteils zur Verfügung gestellt werden kann.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Transporthilfsfahrzeugs, das wie zuvor beschrieben ausgebildet ist, befindet sich das Transporthilfsfahrzeug zunächst auf einem Abstellplatz oder in einer Servicestation. Die elektronische Steuerungseinrichtung des Transporthilfsfahrzeugs befindet sich im ersten Betriebsmodus. Ruft ein Benutzer ein Transporthilfsfahrzeug, indem er die Koordinaten seines Standorts übermittelt, beispielsweise mittels einer entsprechenden App seines Smartphones, so fährt das Transporthilfsfahrzeug autonom zu dem übermittelten Ziel. Ist das Transporthilfsfahrzeug am Standort des Benutzers, der die externe Steuerungseinrichtung bei sich trägt, etwa das Smartphone mit der entsprechenden App, angekommen oder nähert es sich diesem, so wird die elektronische Steuerungseinrichtung manuell oder automatisch in den zweiten Betriebsmodus geschaltet, in dem das Transporthilfsfahrzeug dem Benutzer folgt.
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Ist die Benutzung des Transporthilfsfahrzeugs durch den Benutzer beendet, so kann es vorgesehen sein, dass die elektronische Steuerungseinrichtung mittels eines, beispielsweise manuell erzeugten und von der externen Steuerungseinrichtung übermittelten, Beendigungssignals in den ersten Betriebsmodus geschaltet wird und das Transporthilfsfahrzeug zu dem Abstellplatz bzw. der Servicestation autonom zurückfährt. Ein autonomes Fahren zur Servicestation kann auch während der Benutzung durch den Benutzer vorgesehen sein, wenn der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers unter ein vorgebbares Niveau fällt; in diesem Fall kann in der Servicestation der elektrische Energiespeicher wieder aufgeladen oder die Antriebseinheit gewechselt werden und das Transporthilfsfahrzeug mit geladenem elektrischen Energiespeicher zum Benutzer zurückkehren.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
- 1a bis 1c Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Transporthilfsfahrzeugs;
- 2a und 2b zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Transporthilfsfahrzeugs mit einem Gepäckstück;
- 3 beispielhaft zwei mögliche Einsätze sowie ein entsprechend ausgestaltetes Transporthilfsfahrzeug;
- 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Transporthilfsfahrzeugs;
- 5 symbolisch ein erfindungsgemäßes Transporthilfsfahrzeug und eine Servicestation; und
- 6 beispielhaft den Wechsel einer Antriebseinheit eines erfindungsgemäßen Transporthilfsfahrzeugs.
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In 1a ist das Transporthilfsfahrzeug 1 in Einzelteilen sowie in den 1b und 1c in zusammengebautem Zustand dargestellt. Das Transporthilfsfahrzeug 1 umfasst eine Antriebseinheit 2 und einen auf diese aufgesetzten Aufsatz 3. Die Antriebseinheit 2 weist zwei nebeneinander auf derselben Achse angeordnete Räder 4, 4' sowie ein Gehäuse 5 auf, in dem weitere Komponenten der Antriebseinheit untergebracht sind, insbesondere eine elektronische Steuerungseinrichtung mit entsprechender Sensorik und Kommunikationsmitteln zur Datenübertragung sowie die Antriebe der Räder 4, 4' und ein oder mehrere Akkumulatoren als elektrischer Energiespeicher. Die Antriebe können beispielsweise eine Leistung von etwa 2 kW haben. Der Aufsatz 3 kann, wie in 1a gezeigt, als nach hinten offener Rahmen ausgebildet sein oder, wie in 1c dargestellt, schalenförmig mit einer ggf. gepolsterten Rückwand 6. Weiterhin weist der Aufsatz 3 vier Ösen 7 zum Befestigen von Haltemitteln auf.
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Wie in 2a gezeigt, kann ein zu transportierendes Gepäckstück, beispielweise eine Tasche 8, mittels eines in die Ösen 7 einsetzbaren Deckels 9 gesichert werden. In 2b ist dargestellt, dass alternativ die Tasche 8 mittels Haltegurten 10, die durch die Ösen 7 gezogen werden, gesichert werden kann.
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In 3 ist beispielhaft gezeigt, dass in den Aufsatz 3 wechselweise unterschiedlich ausgestaltete Einsätze eingesetzt und darin befestigt werden können. Als Beispiele für mögliche Einsätze sind in 3 ein aufblasbarer Babysitz 11 und eine Kühltasche 12 dargestellt.
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Ein Transporthilfsfahrzeug 1 mit einer weiteren Ausführungsform eines Einsatzes ist in 4 gezeigt. Der Einsatz 13 ist als Behälter aus flexiblem Material ausgebildet, der einen vorderseitigen Schlitz 14 aufweist sowie eine oberseitige Lasche 15. Zum Beladen des Einsatzes 13 kann die Lasche 15 hochgezogen und/oder der Schlitz 14 geöffnet werden. Aufgrund der Elastizität des Materials schließt sich der Schlitz 14 nach dem Beladen von selbst, so dass eingefülltes Ladegut sicher in dem Einsatz 13 gehalten wird. Zum Entladen kann entsprechend vorgegangen werden.
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In 5 ist symbolisch eine Ladestation 16 dargestellt, in die ein Transporthilfsfahrzeug 1 autonom gesteuert zum Aufladen des elektrischen Energiespeichers der Antriebseinheit 2 hineinfahren kann. Das Aufladen des Energiespeichers kann drahtgebunden durch automatisches Herstellen einer elektrischen Verbindung mit einem Ladeanschluss der Ladestation 16 oder beispielsweise auch induktiv erfolgen.
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Wie in 6 symbolisch gezeigt ist, kann der Aufsatz 3, ggf. einschließlich einer Last wie etwa einer Tasche 8, von der Antriebseinheit 2 abgehoben und auf eine weitere Antriebseinheit 2' aufgesetzt werden. Hierdurch kann die Antriebseinheit 2, wenn deren Energiespeicher weitgehend geleert ist, durch die weitere Antriebseinheit 2', deren Energiespeicher vollgeladen ist, ersetzt werden. Dieser Vorgang kann ebenfalls automatisch erfolgen.
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Der Übersichtlichkeit halber sind nicht in allen Figuren alle Bezugszeichen dargestellt. Zu einer Figur nicht erläuterte Bezugszeichen haben die gleiche Bedeutung wie in den übrigen Figuren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Transporthilfsfahrzeug
- 2, 2'
- Antriebseinheit
- 3
- Aufsatz
- 4, 4'
- Rad
- 5
- Gehäuse
- 6
- Rückwand
- 7
- Öse
- 8
- Tasche
- 9
- Deckel
- 10
- Haltegurt
- 11
- Babysitz
- 12
- Kühlbox
- 13
- Einsatz
- 14
- Schlitz
- 15
- Lasche
- 16
- Ladestation
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2015/0006005 A1 [0003]
- US 2014/0277841 A1 [0004]
