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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug zum Transport mindestens einer Person mit mindestens zwei Haupt-Radeinheiten, die jeweils ein Haupt-Rad umfassen, welches dazu konfiguriert ist, bei einer Fahrbewegung des Fahrzeugs auf einem Untergrund abzurollen. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Nachrüstsatz für ein Fahrzeug, welches mindestens zwei Haupt-Radeinheiten aufweist, die jeweils ein Haupt-Rad umfassen, welches dazu konfiguriert ist, bei einer Fahrbewegung des Fahrzeugs auf einem Untergrund abzurollen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs zum Transport mindestens einer Person, das mindestens zwei Haupt-Radeinheiten aufweist, die jeweils ein Haupt-Rad umfassen, welches dazu konfiguriert ist, bei einer Fahrbewegung des Fahrzeugs auf einem Untergrund abzurollen.
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Die Erfindung kann Anwendung finden bei einspurigen Fahrzeugen, die zur Fortbewegung im städtischen Umfeld eingesetzt werden. Beispiele für solche einspurige Fahrzeuge sind elektrische Tretroller (e-Scooter). Solche Fahrzeuge werden üblicherweise als Teil einer Flotte aus vielen derartigen Fahrzeugen betrieben, die zur Ausleihe zur Verfügung stehen.
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Die Fahrzeuge müssen diversen Service-Maßnahmen unterzogen werden. Beispielsweise ist es erforderlich, die Fahrzeuge von Zeit zu Zeit zu Ladestationen zu verbringen, um die Energiespeicher der in der Regel elektrisch angetrieben Fahrzeuge aufzuladen. Ferner sind Wartungen und ggf. Reparaturen an den Fahrzeugen auszuführen, wozu die Fahrzeuge in eine Werkstatt verbracht werden müssen. Auch kann es erforderlich sein, ein Fahrzeug in eine vorgegebene Ausleih-Zone zu verbringen, damit das Fahrzeug für eine weitere Ausleihe bereitstehen kann. Darüber hinaus kann es erforderlich sein, willkürlich in einer Rückgabe-Zone abgestellte Fahrzeuge umzuparken, um die Fahrzeuge neu und/oder kompakter auszurichten, um andere Verkehrsteilnehmer nicht zu behindern, Vorgaben der Straßenverkehrsordnung einzuhalten, oder einfach um den vorhandenen Platz besser auszunutzen, damit mehr Fahrzeuge im selben Bereich den Kunden zur Verfügung gestellt werden können. Bei den derzeit verbreiteten Flotten von einspurigen Fahrzeugen werden die Fahrzeuge für diese Maßnahmen typischerweise manuell durch Service-Personal eingesammelt und zu den jeweiligen Zielen verbracht. Oftmals werden die einspurigen Fahrzeuge dazu auf Trägerfahrzeuge verladen. Dieses Vorgehen erfordert einen gewissen Aufwand an Service-Personal und Trägerfahrzeugen.
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Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe, den Aufwand für das Verbringen eines Fahrzeugs zu einer Service- oder Ausleihstation und/oder das Umparken eines solchen Fahrzeugs zu reduzieren.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Fahrzeug, insbesondere ein einspuriges Fahrzeug, zum Transport mindestens einer Person mit mindestens zwei Haupt-Radeinheiten, die jeweils ein Haupt-Rad umfassen, welches dazu konfiguriert ist, bei einer Fahrbewegung des Fahrzeugs auf einem Untergrund abzurollen, mit
mindestens einer Zusatz-Radeinheit, die ein Zusatz-Rad und einen Antrieb für das Zusatz-Rad umfasst, und
mindestens einer erste Überführungseinheit zum Überführen des Zusatz-Rads aus einer Ruhestellung, in welcher das Zusatz-Rad nicht auf dem Untergrund abrollen kann, in eine Betriebsstellung, in welcher das Zusatz-Rad auf dem Untergrund abrollen kann, und umgekehrt.
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Das erfindungsgemäße Fahrzeug kann sich in einem Personenbeförderungsbetrieb, in welchem eine Person das Fahrzeug zur Fortbewegung nutzt, mithilfe der mindestens zwei Haupt-Radeinheiten bewegen. Bei der Fortbewegung können die Haupt-Räder der Haupt-Radeinheiten an dem Untergrund abrollen. In diesem Personenbeförderungsbetrieb kann das Zusatz-Rad der Zusatz-Radeinheit in seiner Ruhestellung angeordnet sein. Soll das Fahrzeug ohne Person fortbewegt werden, kann das Zusatz-Rad mittels der ersten Überführungseinheit aus seiner Ruhestellung in die Betriebsstellung überführt werden. In der Betriebsstellung kann zusätzlich zu den Haupt-Rädern auch das Zusatz-Rad am Untergrund abrollen. Das Zusatz-Rad kann die Stabilität des Fahrzeugs sowohl im Stand als auch bei der Fahrt erhöhen. Insofern kann durch das Zusatz-Rad eine Zusatz-Spur für das Fahrzeug bereitgestellt werden, so dass ein als solches einspuriges Fahrzeug wahlweise als mehrspuriges Fahrzeug betrieben werden kann, wenn das Zusatz-Rad in seiner Betriebsstellung angeordnet ist. Ferner kann das Fahrzeug mittels des Antriebs des Zusatz-Rads fortbewegt werden, wenn sich das Zusatz-Rad in seiner Betriebsstellung befindet. In diesem Zustand kann das Fahrzeug eine Leerfahrt durchführen - sich also ohne Person fortbewegen. Es ist daher nicht erforderlich, das Fahrzeug durch Service-Personal einzusammeln. Der Aufwand zum Verbringen des Fahrzeugs zu einer Service- oder Ausleihstation ist bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeug reduziert.
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Bevorzugt ist das Fahrzeug ein einspuriges Fahrzeug. Wenn das Fahrzeug als einspuriges Fahrzeug ausgebildet ist, sind die Haupt-Räder bevorzugt in derselben Spur angeordnet. Die Haupt-Radeinheiten weisen jeweils bevorzugt genau ein Haupt-Rad auf. Optional kann vorgesehen sein, dass eine Haupt-Radeinheit oder mehrere, insbesondere zwei, Haupt-Radeinheiten zwei Haupt-Räder aufweisen, die zusammen ein Doppelrad bilden. Unter einem Doppelrad werden dabei um eine gemeinsame Drehachse drehbar nebeneinander angeordnete Haupt-Räder verstanden, insbesondere wobei ein Abstand der Mittelpunkte der Aufstandsflächen der Haupt-Räder kleiner ist als ein Radius der Haupt-Räder. Das Zusatz-Rad ist in seiner Betriebsstellung bevorzugt außerhalb der durch die Haupt-Räder definierten Spur angeordnet. Das Fahrzeug umfasst bevorzugt eine Standfläche, auf welcher eine Person während der Fahrt mit dem Fahrzeug stehen kann. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Fahrzeug einen Sitz oder einen Sattel aufweist.
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Das Fahrzeug kann alternativ als mehrspuriges Fahrzeug, insbesondere als dreispuriges Fahrzeug, beispielsweise als dreispuriges Fahrzeug mit drei Haupt-Rädern, ausgebildet sein.
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Die Überführungseinheit kann dazu eingerichtet sein, das Zusatz-Rad zwischen der Ruhestellung und der Betriebsstellung linear oder rotierend zu bewegen oder linear und rotierend zu bewegen. Beispielswiese kann die Überführungseinheit dazu eingerichtet sein, das Zusatz-Rad zu verfahren oder zu verschwenken. Bevorzugt ist die erste Überführungseinheit fernsteuerbar ausgebildet, so dass das Überführen des Zusatz-Rads zwischen der Ruhestellung und der Betriebsstellung und umgekehrt ferngesteuert erfolgen kann.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Fahrzeug mindestens zwei Zusatz-Radeinheiten aufweist, die jeweils ein Zusatz-Rad und einen Antrieb für das Zusatz-Rad umfassen, und mindestens eine erste Überführungseinheit, bevorzugt zwei erste Überführungseinheiten, zum Überführen der Zusatz-Räder aus einer Ruhestellung, in welcher die Zusatz-Räder nicht auf dem Untergrund abrollen können, in eine Betriebsstellung, in welcher die Zusatz-Räder auf dem Untergrund abrollen können, und umgekehrt, wobei die Zusatz-Räder bezüglich einer Fahrzeuglängsachse auf zwei verschiedenen Seiten angeordnet sind. Eine derartige Ausgestaltung des Fahrzeugs mit zwei Zusatz-Radeinheiten, die aus sich gegenüberliegenden Seiten der Fahrzeuglängsachse angeordnet sind, bringt den Vorteil mit sich, dass einem einspurigen Fahrzeug durch die Zusatz-Räder wahlweise zwei weitere Spuren hinzugefügt werden können. Eine solche Ausgestaltung verbessert die Stabilität des Fahrzeugs während der Leerfahrt noch mehr. Besonders bevorzugt umfasst das Fahrzeug genau zwei Zusatz-Radeinheiten, wodurch sich ein effizienter Aufbau ergibt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in der Betriebsstellung der Zusatz-Räder ein Haupt-Rad der mindestens zwei Haupt-Radeinheiten nicht auf dem Untergrund abrollen kann. Insofern kann eines der Haupt-Räder mittels der Überführungseinheit vom Untergrund abgehoben werden, so dass die beiden Zusatz-Räder die Funktion des einen Haupt-Rad übernehmen können, das nicht auf dem Untergrund abrollen kann. Bei dem Haupt-Rad kann es sich um ein lenkbares Haupt-Rad oder ein nichtlenkbares Haupt-Rad handeln.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine der mindestens zwei Haupt-Radeinheiten ein lenkbares Haupt-Rad umfasst, wobei das Fahrzeug eine Feststelleinheit zum wahlweisen Fixieren des lenkbaren Haupt-Rads in einer vorgegebenen Lenkstellung aufweist. Durch die Feststelleinheit kann die Lenkstellung des lenkbaren Haupt-Rads insbesondere während einer Leerfahrt fixiert werden, d.h. dann, wenn sich die beiden eine Zusatz-Räder in der Betriebsstellung befinden. Bevorzugt ist das lenkbare Haupt-Rad in der Betriebsstellung der Zusatz-Räder vom Untergrund abgehoben. Bei solchen Fahrzeugen, bei denen die Lenkstellung des lenkbaren Haupt-Rads nicht fernsteuerbar ist, kann das lenkbare Haupt-Rad durch die Feststelleinheit in eine sichere Lenkstellung verbracht werden. Die Lenkung des Fahrzeugs kann dann durch die Zusatz-Räder übernommen werden.
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Gemäß einer alternativ oder zusätzlich vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Zusatz-Radeinheit eine Lenkeinrichtung zum Auslenken des Zusatz-Rads aufweist. Bevorzug ist die Lenkeinrichtung fernsteuerbar. Mittels der Lenkeinrichtung kann das Zusatz-Rad während der Leerfahrt ausgelenkt werden, um einen Richtungswechsel des Fahrzeugs zu ermöglichen. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Fahrzeug zwei Zusatz-Radeinheiten umfasst und in der Betriebsstellung der Zusatz-Räder ein lenkbares Haupt-Rad der mindestens zwei Haupt-Radeinheiten nicht auf dem Untergrund abrollen kann. Dann kann das Fahrzeug während der Leerfahrt durch die Zusatz-Radeinheiten sowohl angetrieben als auch gelenkt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Fahrzeug einen Fahrzeugständer zum Abstützen des Fahrzeugs in einem Parkzustand und eine zweite Überführungseinheit zum Überführen des Fahrzeugständers aus einer Fahrstellung, in welcher der Fahrzeugständer nicht mit dem Untergrund in Kontakt steht, in eine Parkstellung, in welcher der Fahrzeugständer mit dem Untergrund in Kontakt steht, und umgekehrt. Bevorzugt ist die zweite Überführungseinheit fernsteuerbar ausgebildet, so dass das Überführen des Fahrzeugständers zwischen der Parkstellung und der Fahrstellung und umgekehrt ferngesteuert erfolgen kann.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Fahrzeug eine Kopplungseinheit zum Koppeln des Fahrzeugs mit einem weiteren Fahrzeug umfasst, mittels derer das Fahrzeug und das weitere Fahrzeug zur Ausführung einer gemeinsamen Fahrbewegung koppelbar sind. Die Kopplungseinheit ermöglicht die Bildung einer Fahrzeugeinheit aus zwei oder mehr insbesondere einspurigen Fahrzeugen. In einem gekoppelten Zustand umfasst die Fahrzeugeinheit mehrere Spuren, so dass die Fahrzeugeinheit eine gegenüber dem einzelnen Fahrzeug erhöhte Stabilität bei der Fahrt aufweist. Zudem wird es durch die Kopplungseinheit möglich, dass das Fahrzeug ein weiteres Fahrzeug abschleppt, beispielsweise wenn das weitere Fahrzeug einen Defekt aufweist. Bevorzugt ist die Kopplungseinheit fernsteuerbar ausgebildet, so dass das Koppeln des Fahrzeugs mit dem weiteren Fahrzeug ferngesteuert erfolgen kann.
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In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Kopplungseinheit einen teleskopierbaren Arm aufweist. Der teleskopierbare Arm kann in einer Ruhestellung eingezogen sein und einen möglichst geringen Bauraum einnehmen. In einer ausgefahrenen Stellung kann der teleskopierbare Arm derart von dem Fahrzeug abstehen, dass ein freies Ende des teleskopierbaren Arms mit dem weiten Fahrzeug koppelbar ist.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Fahrzeug eine Kollisionsvermeidungseinrichtung aufweist. Die Kollisionsvermeidungseinrichtung weist bevorzugt einen oder mehrere Kollisionsdetektoren auf. Ein erster Kollisionsdetektor kann einen in Fahrtrichtung weisenden ersten Detektionsbereich aufweisen. Ein zweiter Kollisionsdetektor kann einen zweiten Detektionsbereich aufweisen, der nicht in Fahrtrichtung ausgerichtet ist, sondern beispielsweise entgegen der Fahrtrichtung.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Fahrzeug einen Haupt- Energiespeicher und einen Zusatz-Batterie Energiespeicher. Die Energiespeicher können als Batterien oder Akkumulatoren ausgebildet sein. Der Haupt-Energiespeicher ist bevorzugt dazu eingerichtet, die Haupt-Radeinheiten mit elektrischer Energie zu versorgen, insbesondere zur Fortbewegung mittels der Haupt-Radeinheiten. Der Zusatz-Energiespeicher ist bevorzugt dazu eingerichtet, die Zusatz-Radeinheit mit elektrischer Energie zu versorgen. Der Zusatz-Energiespeicher kann in solchen Fällen Energie zur Fortbewegung des Fahrzeugs bereitstellen, in denen der Haupt-Energiespeicher keine Energie bereitstellen kann.
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Vorteilhaft ist es, wenn das Fahrzeug eine Steuereinheit zum Ansteuern der Haupt-Radeinheiten und/oder eine Steuereinheit zum Ansteuern der mindestens einen Zusatz-Radeinheit und/oder eine Steuereinheit zum Ansteuern der ersten Überführungseinheit und/oder eine Steuereinheit zum Ansteuern der zweiten Überführungseinheit und/oder eine Steuereinheit zum Ansteuern der Feststelleinheit und/oder eine Steuereinheit zum Ansteuern der Kopplungseinheit umfasst. Eine oder mehrere dieser zuvor genannten Steuereinheiten können in einer gemeinsamen Steuereinheit des Fahrzeugs zusammengefasst sein. Bevorzugt ist die jeweilige Steuereinheit bzw. die gemeinsame Steuereinheit mit einer Kommunikationsschnittstelle zur drahtlosen Kommunikation verbunden, so dass die jeweilige Steuereinheit des Fahrzeugs bzw. die gemeinsame Steuereinheit des Fahrzeugs Befehle zur Fernsteuerung über die Kommunikationsschnittstelle empfangen kann. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die jeweilige Steuereinheit bzw. die gemeinsame Steuereinheit zur automatisierten und/oder zur autonomen Steuerung eingerichtet ist.
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Zur Lösung eingangs genannter Aufgabe wird ferner ein Nachrüstsatz für ein, insbesondere einspuriges, Fahrzeug vorgeschlagen, welches mindestens zwei Haupt-Radeinheiten aufweist, die jeweils ein Haupt-Rad umfassen, welches dazu konfiguriert ist, bei einer Fahrbewegung des Fahrzeugs auf einem Untergrund abzurollen, aufweisend:
- mindestens eine Zusatz-Radeinheit, die ein Zusatz-Rad und einen Antrieb für das Zusatz-Rad umfasst, und
- mindestens eine erste Überführungseinheit zum Überführen des Zusatz-Rads aus einer Ruhestellung, in welcher das Zusatz-Rad nicht auf dem Untergrund abrollen kann, in eine Betriebsstellung, in welcher das Zusatz-Rad auf dem Untergrund abrollen kann, und umgekehrt.
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Zur Lösung der Aufgabe trägt ferner ein Verfahren zum Betrieb eines, insbesondere einspurigen, Fahrzeugs zum Transport mindestens einer Person bei, wobei das Fahrzeug mindestens zwei Haupt-Radeinheiten aufweist, die jeweils ein Haupt-Rad umfassen, welches dazu konfiguriert ist, bei einer Fahrbewegung des Fahrzeugs auf einem Untergrund abzurollen, mit folgenden Verfahrensschritten:
- Überführen eines Zusatz-Rads einer Zusatz-Radeinheit des Fahrzeugs aus einer Ruhestellung, in welcher das Zusatz-Rad nicht auf dem Untergrund abrollen kann, in eine Betriebsstellung, in welcher das Zusatz-Rad auf dem Untergrund abrollen kann;
- Durchführen einer Fahrbewegung mit dem Fahrzeug.
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Bei dem Nachrüstsatz und dem Verfahren können dieselben Vorteile erreicht werden, die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeug erläutert worden sind.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens umfasst dieses folgenden Verfahrensschritt:
- Fixieren eines lenkbaren Haupt-Rads einer Haupt-Radeinheit in einer vorgegebenen Lenkstellung.
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Das Fixieren kann insbesondere während einer Leerfahrt erfolgen, d.h. dann, wenn sich das mindestens eine Zusatz-Rad in seiner Betriebsstellung befindet. Zum Fixieren kommt bevorzugt eine Feststelleinheit zum Einsatz, die an dem Fahrzeug angeordnet ist. Die Feststelleinheit ist besonders bevorzugt fernsteuerbar. Bei solchen Fahrzeugen, bei denen die Lenkstellung des lenkbaren Haupt-Rads nicht fernsteuerbar ist, kann das lenkbare Haupt-Rad durch die Feststelleinheit in eine sichere Lenkstellung verbracht werden. Die Lenkung des Fahrzeugs kann dann durch andere Einrichtungen, beispielsweise die mindestens eine Zusatz-Radeinheit, übernommen werden.
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Bei dem Nachrüstsatz und dem Verfahren können auch die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeug beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen und Merkmale allein oder in Kombination Anwendung finden.
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Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der Nachrüstsatz eine, bevorzugt fernsteuerbare, Feststelleinheit zum wahlweisen Fixieren des lenkbaren Haupt-Rads in einer vorgegebenen Lenkstellung aufweist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Nachrüstsatzes für ein Fahrzeug umfasst dieser eine, bevorzugt fernsteuerbare, Kopplungseinheit zum Koppeln des Fahrzeugs mit einem weiteren Fahrzeug, mittels derer das Fahrzeug und das weitere Fahrzeug zur Ausführung einer gemeinsamen Fahrbewegung koppelbar sind.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Nachrüstsatzes für ein Fahrzeug umfasst dieser einen fernsteuerbaren Fahrzeugständer.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert werden. Hierin zeigt:
- 1A ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs in einer schematischen, perspektivischen Darstellung;
- 1 B das Fahrzeug gemäß 1A in einer schematischen Darstellung von oben, wobei sich die Zusatzräder in einer Betriebsstellung befinden;
- 1C das Fahrzeug gemäß 1A in einer schematischen Darstellung von oben, wobei sich die Zusatzräder in einer Ruhestellung befinden;
- 2A ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs in einer schematischen, perspektivischen Darstellung;
- 2B das Fahrzeug gemäß 2A in einer schematischen Darstellung von oben, wobei sich die Zusatzräder in einer Betriebsstellung befinden;
- 2C das Fahrzeug gemäß 2A in einer schematischen Darstellung von oben, wobei sich die Zusatzräder in einer Ruhestellung befinden;
- 3A ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs in einer schematischen, perspektivischen Darstellung;
- 3B das Fahrzeug gemäß 3A in einer schematischen Darstellung von oben, wobei sich die Zusatzräder in einer Betriebsstellung befinden;
- 3C das Fahrzeug gemäß 3A in einer schematischen Darstellung von oben, wobei sich die Zusatzräder in einer Ruhestellung befinden;
- 4 ein viertes Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugs 10 gemäß der Erfindung in einer schematischen Seitenansicht;
- 5A, 5B ein erstes Ausführungsbeispiel einer fernsteuerbaren Feststelleinheit;
- 6A, B,6C ein zweites Ausführungsbeispiel einer fernsteuerbaren Feststelleinheit;
- 7A, 7B ein drittes Ausführungsbeispiel einer fernsteuerbaren Feststelleinheit;
- 8 ein erstes Ausführungsbeispiel einer fernsteuerbaren Kopplungseinheit;
- 9 ein zweites Ausführungsbeispiel einer fernsteuerbaren Kopplungseinheit;
- 10 ein Detail einer fernsteuerbaren Kopplungseinheit;
- 11 Elemente einer fernsteuerbaren Kopplungseinheit zur Veranschaulichung der Vorgänge beim Koppeln; und
- 12 ein viertes Ausführungsbeispiel einer fernsteuerbaren Feststelleinheit.
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In 1A, 1B und 1C ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines als einspuriges Fahrzeug 10 ausgestalteten Fahrzeugs gemäß der Erfindung gezeigt. Das Fahrzeug 10 ist als elektrischer Tretroller (e-Scooter) ausgebildet und umfasst zwei Haupt-Radeinheiten 11, 12. Eine erste Haupt-Radeinheit 11 ist im vorderen Bereich des Fahrzeugs 10 vorgesehen. Eine zweite Haupt-Radeinheit 12 befindet sich im hinteren Bereich des Fahrzeugs 10. Die beiden Haupt-Radeinheiten bilden zusammen eine Spur des Fahrzeugs 10. Ein weiterer Bestandteil des Fahrzeugs 10 ist eine Standfläche 15, auf welcher eine Person während der Fahrt mit dem Fahrzeug 10 stehen kann. Die Standfläche 15 erstreckt sich im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung und ist zwischen der ersten Haupt-Radeinheit 11 und der zweiten Haupt-Radeinheit 12 angeordnet.
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Die erste Haupt-Radeinheit 11 ist lenkbar ausgebildet. Bei dem Ausführungsbeispiel ist die erste Haupt-Radeinheit 11 derart mit einer Lenkstange 13 gekoppelt, dass die Haupt-Radeinheit 11 durch eine Drehbewegung der Lenkstange 13 ausgelenkt werden kann. Insofern sind Haupt-Radeinheit 11 und Lenkstange 13 starr verbunden. Haupt-Radeinheit 11 und Lenkstange 13 sind zusammen drehbar gegenüber der Standfläche 15 des Fahrzeugs 10 gelagert.
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Die erste Haupt-Radeinheit 11 und die zweite Haupt-Radeinheit 12 weisen jeweils ein Haupt-Rad 1, 2 auf, welches bei einer Fahrbewegung des Fahrzeugs 10 auf einem Untergrund abrollen kann. Gemäß dem Ausführungsbeispiel umfasst die zweite Haupt-Radeinheit 12 einen Antrieb 5 für das zweite Haupt-Rad 2. Das erste Haupt-Rad 1 der ersten Haupt-Radeinheit 11 ist bei dem Ausführungsbeispiel nicht angetrieben, optional kann aber vorgesehen sein, dass die erste Haupt-Radeinheit 11 einen Antrieb für das erste Haupt-Rad 1 aufweist.
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Um das Fahrzeug 10 während einer Leerfahrt zu stabilisieren und damit den Aufwand für das Verbringen des Fahrzeugs 10 zu einer Service- oder Ausleihstation zu reduzieren, sind zwei Zusatz-Radeinheiten 20, 22 an dem Fahrzeug 10 angeordnet. Die Zusatz-Radeinheiten 20, 22 umfassen jeweils ein Zusatz-Rad 3, 4 und einen Antrieb 6, 7 für das jeweilige Zusatz-Rad 3, 4. Die Zusatz-Radeinheiten 20, 22 sind jeweils mittels einer Überführungseinheit 21, 23 an dem Fahrzeug 10 im Bereich der Mitte der Standfläche 15 angebunden. Bezüglich der Fahrzeuglängsachse sind die Zusatz-Radeinheiten 20, 22 gegenüberliegend angeordnet, d.h. eine erste Zusatz-Radeinheit befindet sich auf der in Fahrtrichtung gesehen linken Seite des Fahrzeugs 10 und eine zweite Zusatz-Radeinheit 22 befindet sich auf der in Fahrtrichtung gesehen rechten Seite des Fahrzeugs 10.
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Die Darstellung in 1B zeigt das Fahrzeug 10 in einem Zustand, in welchem sich die Überführungseinheiten 21, 23 in einer Betriebsstellung befinden, in welcher das jeweilige Zusatz-Rad 6, 7 auf dem Untergrund abrollen kann. Die Darstellung in 1C zeigt hingegen einen Zustand des Fahrzeugs 10, in welchem die Überführungseinheiten 21, 23 in einer Ruhestellung angeordnet sind, in welcher die Zusatz-Räder 3, 4 nicht auf dem Untergrund abrollen können. Die Überführungseinheiten 21, 23 können zum Überführen der Zusatz-Radeinheiten 20, 22 mit den Zusatz-Rädern 3, 4 zwischen diesen Stellungen hin- und her bewegt, beispielsweise geschwenkt, werden. Die Überführungseinheiten 21, 23 sowie die Antriebe 6, 7 der Zusatz-Radeinheiten 20, 22 sind fernsteuerbar ausgebildet. Sie können daher in einem Leerbetrieb des Fahrzeugs 10 fahrzeugextern angesteuert werden, um das Fahrzeug in eine Service- oder Ladestation zu fahren.
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Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst das Fahrzeug 10 eine fernsteuerbare Lenkeinrichtung 14, über welche die Lenkstellung der ersten Haupt-Radeinheit 11, bzw. des ersten Haupt-Rad 1 ferngesteuert werden kann. Bei einer Leerfahrt kann daher der Antrieb des Fahrzeugs 10 über die fernsteuerbaren Antriebe 6, 7 der Zusatz-Radeinheiten 20, 22 erfolgen und die Lenkung über die fernsteuerbare Lenkeinrichtung 14.
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In 2A, 2B und 2C ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines einspurigen Fahrzeugs 10 gemäß der Erfindung gezeigt. Das Fahrzeug 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel gleicht grundsätzlich dem Fahrzeug gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, weshalb auf die Beschreibung zu 1A, 1B und 1C verwiesen wird. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel sind bei dem Fahrzeug 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die Zusatz-Radeinheiten 20, 22 im Bereich der ersten Haupt-Radeinheit 11 angeordnet. In der Betriebsstellung der Zusatz-Räder 3, 4 können diese auf dem Untergrund abrollen. Gleichzeitig ist das erste Haupt-Rad 1 in der Betriebsstellung der beiden Zusatz-Räder 3, 4 vom Untergrund abgehoben, so dass das erste Haupt-Rad 1 keinen Einfluss auf die Lenkung des Fahrzeugs 10 nehmen kann. Eine ferngesteuerte Lenkeinrichtung für das erste Haupt-Rad 1 ist daher bei dem Fahrzeug 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel nicht erforderlich. Hingegen weisen die Zusatz-Radeinheiten 20, 22 jeweils eine fernsteuerbare Lenkeinrichtung 50, 52 auf, über welche das jeweilige Zusatz-Rad 3, 4 der Zusatz-Radeinheit 20, 22 ausgelenkt werden kann. Optional umfasst das Fahrzeug 10 zudem eine in 2A, 2B und 2C nicht gezeigte Feststelleinheit zum wahlweisen Fixieren des ersten Haupt-Rads 1 in einer vorgegebenen Lenkstellung. Eine solche Feststelleinheit wird im Zusammenhang mit 5A und 5B erläutert.
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In 3A, 3B und 3C ist ein drittes Ausführungsbeispiel eines einspurigen Fahrzeugs 10 gemäß der Erfindung gezeigt. Das Fahrzeug 10 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel gleicht grundsätzlich dem Fahrzeug gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, weshalb auf die Beschreibung zu 1A, 1 B und 1C verwiesen wird. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel sind bei dem Fahrzeug 10 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel die Zusatz-Radeinheiten 20, 22 im Bereich der zweiten Haupt-Radeinheit 12 angeordnet. In der Betriebsstellung der Zusatz-Räder 3, 4 können diese auf dem Untergrund abrollen, vgl. 3B. Gleichzeitig ist das zweite Haupt-Rad 2 in der Betriebsstellung der beiden Zusatz-Räder 3, 4 vom Untergrund abgehoben, so dass das Fahrzeug 10 nicht durch den Antrieb 5 der zweiten Haupt-Radeinheit 12 angetrieben werden kann. Vielmehr werden zum Antrieb des Fahrzeugs 10 die Antriebe 6, 7 der Zusatz-Radeinheiten 20, 22 genutzt. Die Zusatz-Radeinheiten 20, 22 jeweils eine fernsteuerbare Lenkeinrichtung 50, 52 auf, über welche das jeweilige Zusatz-Rad 3, 4 der Zusatz-Radeinheit 20, 22 ausgelenkt werden kann. Optional umfasst das Fahrzeug 10 zudem eine in 3A, 3B und 3C nicht gezeigte Feststelleinheit zum wahlweisen Fixieren des ersten Haupt-Rads 1 in einer vorgegebenen Lenkstellung. Eine solche Feststelleinheit wird im Zusammenhang mit 5A und 5B erläutert.
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Die Darstellung in 4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines einspurigen Fahrzeugs 10 gemäß der Erfindung. Das Fahrzeug 10 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel gleicht grundsätzlich dem Fahrzeug gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, weshalb auf die Beschreibung zu 3A, 3B und 3C verwiesen wird. Im Unterschied zu dem dritten Ausführungsbeispiel umfasst das Fahrzeug nach 4 zusätzlich einen Fahrzeugständer 100 zum Abstützen des Fahrzeugs 10 in einem Parkzustand und eine zweite Überführungseinheit 101 zum Überführen des Fahrzeugständers 100 aus einer (gestrichelt dargestellten) Fahrstellung, in welcher der Fahrzeugständer nicht mit dem Untergrund in Kontakt steht, in eine (mit durchgezogenen Linien dargestellte) Parkstellung, in welcher der Fahrzeugständer 100 mit dem Untergrund in Kontakt steht, und umgekehrt.
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Die Darstellungen in 5A und 5B zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer fernsteuerbaren Feststelleinheit 110 zum wahlweisen Fixieren des lenkbaren Haupt-Rads 1, die bei einem Fahrzeug 10 gemäß 2A, 2B, 2C oder 3A, 3B, 3C zur Anwendung kommen kann. Mit dieser Feststelleinheit 110 kann das von dem Untergrund abgehobene lenkbare Haupt-Rad 1 in einer vorgegebenen Lenkstellung fixiert werden, so dass unerwünschte Lenkbewegungen des Haupt-Rads 1 vermieden werden.
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Die Feststelleinheit 110 umfasst einen linear bewegbar gelagertes Fixierelement 111, welches aus der in 5B gezeigten, eingefahrenen Freigabestellung in die in 5A gezeigte, ausgefahrene Verriegelungsstellung bewegbar ist. Das Fixierelement 111 umfasst eine Fixierklammer 112, welche zum Fixieren des lenkbare Haupt-Rads 1 mit einer Lenkstange 14 des Fahrzeugs zusammenwirkt. In der Verriegelungsstellung des Fixierelements 111 blockiert das Fixierelement 111, insbesondere die Fixierklammer 112, eine Drehbewegung der Lenkstange 14. Die Fixierklammer 112 ist bevorzugt aus einem elastischen Material, insbesondere einem Gummi, beispielsweise eine Hartgummi, gefertigt.
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Die Abbildungen in 6A, 6B und 6C zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel einer Feststelleinheit 110, die bei einem Fahrzeug 10 gemäß 2A, 2B, 2C oder 3A, 3B, 3C verwendet werden kann. Die Feststelleinheit 110 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel umfasst ein Fixierelement 111 mit einer einem Kugelkopf 115. In der Freigabestellung, die in 6A gezeigt ist, ist der Kugelkopf 115 beabstandet von einer drehfest mit der Lenkstange 14 verbundenen Aufnahmeschale 116 angeordnet. Die Aufnahmeschale 116 ist bevorzugt konkav ausgebildet. In dieser Freigabestellung ist die Lenkstange 14 zum Auslenken des Haupt-Rads 1 drehbeweglich. Zum Fixieren des Haupt-Rads 1 der ersten Haupt-Radeinheit 11 wird das Fixierelement 111 in Richtung der Lenkstange 14, insbesondere in Richtung der Aufnahmeschale 116, ausgefahren, vgl. Richtung 102 in 6B und 6C. Wenn sich das Haupt-Rad 1 nicht in der zum Fixieren vorgegebenen Lenkstellung befindet, so wirkt der Kugelkopf 115 beim Ausfahren aus seiner Freigabestellung in Richtung der Verriegelungsstellung derart mit der Aufnahmeschale 116 zusammen, dass sich diese zusammen mit der Lenkstange 14 derart dreht, dass das erste Haupt-Rad 1 in seine zum Fixieren vorgegebene Lenkstellung gedreht wird, vgl. 6C. Insofern findet durch einen Druck in Richtung 103 eine Selbstausrichtung in einer Drehrichtung 104 des ersten Haupt-Rads 1 beim Fixieren dessen statt.
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Die Abbildungen in 7A und 7B zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel einer Feststelleinheit 110, die bei einem Fahrzeug 10 gemäß 2A, 2B, 2C oder 3A, 3B, 3C verwendet werden kann. Diese Feststelleinheit 110 umfasst ein Fixierelement 111, an dessen freien Ende eine Scheibe 117 drehbar gelagert ist. Zum Festlegen des ersten Haupt-Rads 1 der ersten Haupt-Radeinheit 11, bzw. der Lenkstange 14, wirkt die Scheibe 117 mit einer Aufnahmeklammer 118 zusammen. Die Aufnahmeklammer 118 umfasst eine Nut 119 und zwei auf beiden Seiten der Nut 119 angeordnete Schenkel. Bei der Bewegung in Richtung der Aufnahmeklammer 118 rollt die Scheibe 117 an der Aufnahmeklammer 118 ab, insbesondere an einem Schenkel der Aufnahmeklammer 118, und wird schließlich in der Verriegelungsstellung in der Nut 119 der Aufnahmeklammer 118 aufgenommen, die zwischen den Schenkeln der Aufnahmeklammer 118 angeordnet ist. Auch die Feststelleinheit 110 gemäß diesem dritten Ausführungsbeispiel ermöglicht eine Selbstausrichtung des ersten Haupt-Rads 1 beim Fixieren. Die Scheibe 117 ist vorzugsweise an ihrem Rand mit einem nachgiebigen Material versehen, beispielsweise gummiert, um auf Druck in der Nut 119 eine bessere Fixierung zu erreichen.
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Die Darstellung in 8 zeigt eine beispielhafte Darstellung zweier Fahrzeuge 10 gemäß der Erfindung, die jeweils eine Kopplungseinheit 120, 130 zum Koppeln des Fahrzeugs 10 mit einem weiteren Fahrzeug 10 aufweisen. Die beiden Fahrzeug 10 können derart gekoppelt werden, dass sie eine gemeinsame Fahrbewegung ausführen können. Dabei können die Hilfsräder 20, 22 beider Fahrzeuge 10 zugleich aktiv gesteuert werden. Alternativ übernimmt ein erstes Fahrzeug 10 die Rolle eines Masters mit aktiv gesteuerten Hilfsrädern 20, 22, während ein zweites Fahrzeug 10 die Rolle eines Slaves übernimmt und die Hilfsräder 20, 22 frei beweglich/drehbar lässt, so dass die Hilfsräder 20, 22 den Bewegungen der Steuerung des ersten Fahrzeugs 1 passiv folgen.
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Die Kopplungseinheit 120, 130 des jeweiligen Fahrzeugs 10 umfasst einen Kopplungsarm 121, 122, 123 sowie eine Kopplungsaufnahme 135. Ein Kopplungsarm 121, 122, 123 einer erste Kopplungseinheit 120 eines ersten Fahrzeugs 10 kann mit der Kopplungsaufnahme 135 einer zweiten Kopplungseinheit 130 eines zweiten Fahrzeugs 10 gekoppelt werden. Hierzu werden die Fahrzeuge 10 zunächst aufeinander ausgerichtet, insbesondere näherungsweise parallel ausgerichtet. Dann wird der Kopplungsarm 121, 122, 123 der ersten Kopplungseinheit 120 ausgefahren und in Anlage mit der Kopplungsaufnahme 135 der zweiten Kopplungseinheit gebracht.
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Die Darstellung in 9 zeigt eine beispielhafte Darstellung dreier Fahrzeuge 10 gemäß der Erfindung, die jeweils eine Kopplungseinheit 120, 130, 140 zum Koppeln der drei Fahrzeuge 10 aufweisen.
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In 10 ist eine Detaildarstellung einer Kopplungseinheit 130 gezeigt, die als teleskopierbare Kopplungseinheit ausgestaltet ist. Eine derartige Kopplungseinheit 130 kann bei den in 8 und 9 gezeigten Ausführungsbeispielen Verwendung finden. Die teleskopierbare Kopplungseinheit 130 umfasst einen Kopplungsarm, der aus mehrere - hier drei - teleskopierbaren Armsegmenten 121, 122, 123 ausgebildet ist. Die Armsegmente 121, 122, 123 sind derart linear ineinander verschiebbar, dass der Kopplungsarm wahlweise eingefahren oder ausgefahren werden kann.
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Anhand der Darstellung in 11 sollen nachfolgend die Vorgänge beim Koppeln zweier Fahrzeuge mit einer Kopplungseinheit beschrieben werden. Das Armsegment 123 am freien Ende des Kopplungsarms umfasst bevorzugt einen Kopf 1231, der beispielsweise eine gekrümmte Außenkontur aufweisen kann. Ferner umfasst der Kopf 1231 bevorzugt eine Aufnahmeausnehmung 1235 für ein Verriegelungselement. Der Kopf 1231 kann beispielsweise ringförmig ausgestaltet sein und eine zentrale Aufnahmeausnehmung 1235 für das Verriegelungselement aufweisen. Die Aufnahme 135 der Kopplungseinheit 130 umfasst bevorzugt Führungselemente 1351, 1352, durch welche der Kopf 1231 des korrespondierenden Kopplungsarms auf die Aufnahme 135 zentriert werden kann, während sich dieser in Richtung der Aufnahme 135 bewegt. Wenn der Kopf 1231 in der Aufnahme 135 angeordnet ist, kann ein Verriegelungselement 1355 der Aufnahme 135 in Eingriff mit der Aufnahmeausnehmung 1235 an dem Kopf 1231 gebracht werden, um den Kopf 1231 an der Aufnahme 135 zu fixieren.
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In der 12 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer fernsteuerbaren Feststelleinheit 110 gezeigt, die bei einem Fahrzeug 10 gemäß 2A, 2B, 2C oder 3A, 3B, 3C verwendet werden kann. Die Feststelleinheit 110 umfasst ein teleskopierbares Fixierelement 111, welches in einer Richtung 102 linear ausfahrbar ist. Die Lenkstange 14 des Fahrzeugs 10 umfasst eine Öffnung 1110, in welche das teleskopierbare Fixierelement 111 einführbar ist. Die Öffnung 1110 in der Lenkstange 14 ist bevorzugt sich trichterförmig verengend ausgebildet, dass die Lenkstange 14 beim Einführen des Fixierelements 111 in die Öffnung 1110 in eine vorgegebene Vorzugsstellung ausgerichtet wird.
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Die vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele betreffen einspurige Fahrzeuge 10 zum Transport mindestens einer Person mit mindestens zwei Haupt-Radeinheiten 11, 12, die jeweils ein Haupt-Rad 1, 2 umfassen, welches dazu konfiguriert ist, bei einer Fahrbewegung des Fahrzeugs 10 auf einem Untergrund abzurollen, und mit mindestens einer Zusatz-Radeinheit 20, 22, die ein Zusatz-Rad 3, 4 und einen Antrieb 6, 7 für das Zusatz-Rad 3, 4 umfasst, und mit mindestens einer ersten Überführungseinheit 21, 23 zum Überführen des Zusatz-Rads 3, 4 aus einer Ruhestellung, in welcher das Zusatz-Rad 3, 4 nicht auf dem Untergrund abrollen kann, in eine Betriebsstellung, in welcher das Zusatz-Rad 3, 4 auf dem Untergrund abrollen kann, und umgekehrt.
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Bei den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen wurde auf eine Fernsteuerung der Komponenten Bezug genommen. Zur Fernsteuerung kann das jeweilige Fahrzeug eine Kommunikationsschnittstelle umfassen, über welche Befehle zur Fernsteuerung von extern des Fahrzeugs empfangen werden können. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuerung der Komponenten des Fahrzeugs automatisiert und/oder autonom erfolgen. Beispielsweise kann das Fahrzeug eine für das automatisierte Fahren oder das autonome Fahren konfigurierte Steuereinheit aufweisen, über welche die Komponenten des Fahrzeugs angesteuert werden, beispielsweise die Haupt-Radeinheiten und/oder die mindestens eine Zusatz-Radeinheit und/oder die ersten Überführungseinheit und/oder die zweiten Überführungseinheit und/oder die Feststelleinheit und/oder die Kopplungseinheit.
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Gemäß einer Abwandlung der beschriebenen Ausführungsbeispiele kann das jeweilige Fahrzeug lediglich eine, d.h. genau eine, Zusatz-Radeinheit 20 mit einem Zusatz-Rad 3 aufweisen. Eine solche Radeinheit 20 kann auf einer Seite des Fahrzeugs 10 angeordnet sein, so dass sich im Hinblick auf die Räder 1, 2, 3 des Fahrzeugs 10 ein asymmetrischer Aufbau ergibt.
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Gemäß einer Abwandlung der beschriebenen Ausführungsbeispiele kann das jeweilige Fahrzeug darüber hinaus drei oder mehr Zusatz-Radeinheiten 20 mit einem Zusatz-Rad 3 aufweisen, die je nach Fahrzeugausprägung symmetrisch und/oder asymmetrisch angebracht sind, falls dies für die Stabilisierung, Steuerung und Fortbewegung des Fahrzeugs vorteilhaft ist.
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Gemäß einer weiteren Abwandlung der Ausführungsbeispiele kann das Fahrzeug als mehrspuriges Fahrzeug ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Fahrzeug als mehrspuriges, dreirädriges Fahrzeug ausgebildet sein, beispielswiese als dreispuriges, dreirädriges Fahrzeug. Ein solches Fahrzeug kann ein vorderes Haupt-Rad und zwei hintere Haupt-Räder oder ein hinteres Haupt-Rad und zwei vordere Haupt-Räder aufweisen. Zum Beispiel kann das Fahrzeug ein Tri-Bike oder Rikscha-ähnliches Fahrzeug mit einem mittigen Vorderrad und zwei Hinterrädern sein, bei denen gemäß 2A, 2B und 2C im Fahrzeug 10 statt nur einem Hinterrad 2 nun zwei parallel angebrachte, getrennt gelagerte Hinterräder einsetzt werden. Es finden dabei insbesondere die Ausführungsbeispiele für einspurige Fahrzeuge 10 gemäß 2A, 2B und 2C der Erfindung Anwendung sowie die verschiedenen Ausführungsbeispiele zur Ausprägung und Verwendung einer Feststelleinheit 110 zum wahlweisen Fixieren des lenkbaren Haupt-Rads in einer vorgegebenen Lenkstellung.
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Die Erfindung betrifft aber auch einen Nachrüstsatz für ein, beispielsweise einspuriges, Fahrzeug 10, der folgende Elemente umfasst:
- mindestens eine Zusatz-Radeinheit, die ein Zusatz-Rad und einen Antrieb für das Zusatz-Rad umfasst, und
- mindestens eine erste Überführungseinheit zum Überführen des Zusatz-Rads aus einer Ruhestellung, in welcher das Zusatz-Rad nicht auf dem Untergrund abrollen kann, in eine Betriebsstellung, in welcher das Zusatz-Rad auf dem Untergrund abrollen kann, und umgekehrt.
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Mittels des Nachrüstsatzes kann auch bei bestehenden Fahrzeugen der Aufwand für das Verbringen zu einer Service- oder Ausleihstation reduziert werden.
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Der Nachrüstsatz kann folgende weitere Elemente umfassen, falls diese nicht bereits in der Grundausführung des Fahrzeugs vorhanden sind:
- mindestens eine fernsteuerbare Feststelleinheit zum wahlweisen Fixieren des lenkbaren Haupt-Rads in einer vorgegebenen Lenkstellung,
- mindestens eine fernsteuerbare Kopplungseinheit zum Koppeln des Fahrzeugs mit einem weiteren Fahrzeug, und
- mindestens einen fernsteuerbaren Fahrzeugständer.