DE202012000949U1

DE202012000949U1 - Autonomes Fahrzeugsystem

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Publication number: DE202012000949U1
Application number: DE201220000949
Authority: DE
Original assignee: Innovation First Inc
Current assignee: Innovation First Inc
Priority date: 2011-10-04
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2012-02-24
Anticipated expiration: 2022-01-31

Abstract

Spielzeugfahrzeug, das Folgendes umfasst: eine Batterie; mehrere Räder, wobei mindestens ein Rad dazu ausgelegt ist, mit einer Oberfläche in Kontakt zu stehen und auf dieser zu rollen; einen Vibrationsmechanismus, der mit der Batterie verbunden ist; und ein oder mehrere Antriebsbeine und/oder mehrere Borsten, wobei die durch den Vibrationsmechanismus verursachte Vibration bewirkt, dass das eine oder die mehreren Antriebsbeine oder die mehreren Borsten das Fahrzeug über die Oberfläche bewegen.

Description

Hintergrund
Diese Beschreibung bezieht sich auf Vorrichtungen, die sich auf der Basis einer Schwingungsbewegung und/oder Vibration bewegen, autonome Vorrichtungen, die teilweise unter Verwendung von Magnetfeldern gesteuert werden können, und Fahrbahnen für Vorrichtungen.
Ein Beispiel einer durch Vibration angetriebenen Bewegung ist ein vibrierendes elektrisches Fußballspiel. Eine vibrierende horizontale Metalloberfläche veranlasst leblose Kunststofffiguren, sich zufällig oder geringfügig richtungsabhängig zu bewegen. Jüngere Beispiele einer durch Vibration angetriebenen Bewegung verwenden interne Leistungsquellen und einen Vibrationsmechanismus, der an einem Fahrzeug angeordnet ist.
Eine Betriebsweise zum Erzeugen von Bewegung induzierenden Vibrationen besteht darin, Drehmotoren zu verwenden, die eine Welle drehen, die an einem Gegengewicht befestigt ist. Die Drehung des Gegengewichts induziert eine Schwingungsbewegung. Leistungsquellen umfassen Aufziehfedern, die manuell mit Energie versehen werden, oder Gleichstromelektromotoren. Der jüngste Trend besteht darin, Pagermotoren zu verwenden, die dazu ausgelegt sind, einen Pager oder ein Mobiltelefon im stillen Modus in Vibration zu versetzen. Vibrobots und Bristlebots sind zwei moderne Beispiele von Fahrzeugen, die Vibration verwenden, um eine Bewegung zu induzieren. Kleine Robotervorrichtungen wie z. B. Vibrobots und Bristlebots können beispielsweise Motoren mit Gegengewichten verwenden, um Vibrationen zu erzeugen. Die Beine der Roboter sind im Allgemeinen Metalldrähte oder steife Kunststoffborsten. Die Vibration bewirkt, dass der ganze Roboter auf- und abvibriert und sich dreht. Diese Robotervorrichtungen driften und drehen sich gewöhnlich, da keine signifikante Richtungssteuerung erreicht wird.
Vibrobots verwenden gewöhnlich lange Metalldrahtbeine. Die Form und die Größe dieser Fahrzeuge variieren stark und liegen typischerweise im Bereich von kurzen 2'' Vorrichtungen bis zu großen 10'' Vorrichtungen. Gummifüße werden häufig zu den Beinen hinzugefügt, um die Beschädigung von Tischplatten zu vermeiden und den Reibungskoeffizienten zu ändern. Vibrobots weisen typischerweise 3 oder 4 Beine auf, obwohl Auslegungen mit 1020 existieren. Die Vibration des Körpers und der Beine erzeugt ein Bewegungsmuster, das in der Richtung und in der Drehung meist zufällig ist. Eine Kollision mit Wänden führt nicht zu einer neuen Richtung und das Ergebnis ist, dass die Wand nur die Bewegung in dieser Richtung begrenzt. Das Auftreten einer lebensechten Bewegung ist aufgrund der stark zufälligen Bewegung sehr gering.
Bristlebots werden manchmal in der Literatur als kleine richtungsabhängige Vibrobots beschrieben. Bristlebots verwenden Hunderte von kurzen Nylonborsten für die Beine. Die üblichste Quelle der Borsten und der Fahrzeugkarosserie besteht darin, den ganzen Kopf einer Zahnbürste zu verwenden. Ein Pagermotor und eine Batterie vollenden die typische Konstruktion. Die Bewegung kann zufällig und richtungslos in Abhängigkeit von der Motor und Karosserieorientierung und Borstenrichtung sein. Konstruktionen, die Borsten verwenden, die zur Rückseite abgewinkelt sind, mit einem befestigten Drehmotor können eine allgemeine Vorwärtsrichtung mit veränderlichen Mengen an Wenden und Seitwärtsdriften erreichen. Kollisionen mit Objekten wie z. B. Wänden bewirken, dass das Fahrzeug stoppt, sich dann nach links oder rechts wendet und in einer allgemeinen Vorwärtsrichtung fortfährt. Das Auftreten einer lebensechten Bewegung ist aufgrund einer Gleitbewegung und einer zombieartigen Reaktion auf das Auftreffen auf eine Wand minimal.
Zusammenfassung
Im Allgemeinen kann ein innovativer Aspekt des in dieser Beschreibung beschriebenen Gegenstandes in einer Vorrichtung (z. B. einem Spielzeugfahrzeug) verkörpert sein, die einen Motor, eine Batterie, einen Schalter, der dazu ausgelegt ist, die Batterie mit dem Motor zu verbinden, mehrere Räder, die dazu ausgelegt sind, mit einer Oberfläche in Kontakt zu stehen und auf dieser zu rollen, einen Vibrationsmechanismus, der mit dem Motor verbunden ist, und mindestens ein Antriebsbein umfasst. Eine durch den Vibrationsmechanismus verursachte Vibration bewirkt, dass das mindestens eine Antriebsbein das Fahrzeug über die Oberfläche bewegt.
Diese und andere Ausführungsformen können jeweils wahlweise eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen. Das eine oder die mehreren Antriebsbeine sind in Richtung eines hinteren Endes des Fahrzeugs gekrümmt. Das Fahrzeug umfasst ein einzelnes Antriebsbein. Das einzelne Antriebsbein ist seitlich zentriert und/oder in Richtung eines Vorderendes des Fahrzeugs angeordnet. Das eine oder die mehreren Antriebsbeine sind aus einem Gummimaterial oder einem anderen Elastomer konstruiert. Der Motor ist ein Drehmotor und der Vibrationsmechanismus umfasst eine exzentrische Last, die so ausgelegt ist, dass sie durch den Drehmotor gedreht wird. Der Drehmotor umfasst ein Gehäuse und die exzentrische Last umfasst ein Gegengewicht, das innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Das Gehäuse des Drehmotors umfasst zwei flache, runde Seiten, die durch einen zylindrischen Abschnitt verbunden sind. Der Motor umfasst eine Drehachse senkrecht zu einer Richtung, in der das Fahrzeug ausgelegt ist sich zu bewegen, und parallel zu einer Oberfläche, die das Fahrzeug abstützt. Der Motor ist dazu ausgelegt, sich von der rechten Seite des Fahrzeugs aus betrachtet in einer Richtung im Uhrzeigersinn zu drehen. Das Fahrzeug umfasst ein Fahrgestell, wobei der Motor, die Batterie, der Schalter und mindestens ein Antriebsbein mit dem Fahrgestell verbunden sind. Das Fahrgestell umfasst Löcher zum Aufnehmen von Achsen für die Räder. Das Fahrgestell umfasst mehrere Löcher, die dazu ausgelegt sind, mehrere alternative Radabstände zu unterstützen. Eines oder mehrere der Löcher zum Aufnehmen einer Achse sind geschlitzt, um zu ermöglichen, dass sich eine entsprechende Achse vertikal bewegt, wenn das Spielzeugfahrzeug springt. Der Schalter umfasst einen Reedschalter, der so ausgelegt ist, dass er durch einen Magneten benachbart zum Fahrzeug betätigt wird. Das Fahrzeug bildet ein Serienfahrzeug nach und weist Abmessungen von kleiner als der Maßstab 1:75 des Serienfahrzeugs auf. Das Fahrzeug weist eine Länge von weniger als 2 Zoll und eine Breite von weniger als 1 Zoll auf. Die mehreren Räder umfassen Vorderräder und Hinterräder, wobei der Motor in Längsachtung zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern liegt. Der Motor ist seitlich im Fahrzeug zentriert. Der Motor ist so weit vom angeordnet wie es der Fahrzeugtyp ermöglicht, um die Energieübertragung auf die Beine zu maximieren. Der Motor ist zu einer Seite geneigt, um eine exzentrische Übersetzung zu ermöglichen. Das Fahrzeug umfasst eine Hinterachse, die dazu ausgelegt ist, mit den Hinterrädern in Eingriff zu stehen, und die Batterie liegt in Längsrichtung über der Hinterachse. Die Batterie liegt in Richtung der Rückseite des Fahrzeugs relativ zum Motor. Die Batterie liegt in Längsrichtung zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern. Die mehreren Räder umfassen eine Gummiumfangsoberfläche. Die mehreren Räder sind aus einem Kunststoffmaterial konstruiert.
Im Allgemeinen kann ein anderer Aspekt des in dieser Beschreibung beschriebenen Gegenstandes in einer Vorrichtung verkörpert sein, die einen Motor, der dazu ausgelegt ist, eine Bewegung des Fahrzeugs zu induzieren, eine Batterie, einen Reedschalter, der dazu ausgelegt ist, auf der Basis eines Magnetfeldes in einer Nähe des Fahrzeugs die Batterie mit dem Motor zu verbinden oder die Batterie vom Motor zu trennen, und mehrere Räder umfasst.
Im Allgemeinen kann ein anderer Aspekt des in dieser Beschreibung beschriebenen Gegenstandes in einem System verkörpert sein, das mindestens eine Kreuzungskomponente mit mehreren Verbindungselementen umfasst, die dazu ausgelegt sind, die Kreuzungskomponente mit mindestens einer anderen Fahrbahnkomponente zu verbinden. Jede der Komponenten umfasst mindestens eine Fahrspur und die Kreuzungskomponente umfasst einen Magneten, der selektiv zwischen mindestens einer ersten Stelle unter einer ersten Fahrspur und einer zweiten Stelle, die entweder eine zurückgezogene Position oder eine zweite Stelle unter einer zweiten Fahrspur definiert, beweglich ist. Ein selektiv beweglicher Magnet ist in einer modularen interaktiven Vorrichtung enthalten, die selektiv an einer Fahrbahnkomponente befestigt werden kann.
Diese und andere Ausführungsformen können jeweils wahlweise eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen. Der Magnet ist dazu ausgelegt, einen Reedschalter zu betätigen, der in einem Spielzeugfahrzeug enthalten ist, wenn sich das Spielzeugfahrzeug auf der ersten Fahrspur bewegt, wenn sich der Magnet an der ersten Stelle befindet. Der Magnet ist dazu ausgelegt, sich um eine Achse senkrecht zu einer Oberfläche zu drehen, auf der sich das Spielzeugfahrzeug bewegt. Der Magnet ist indirekt mit einem Knopf gekoppelt, der dazu ausgelegt ist, den Magneten zwischen mindestens der ersten Position und der zweiten Position zu drehen. Die Kreuzungskomponente umfasst Arretierungen, die dazu ausgelegt sind, den Magneten gewöhnlich in jeder der ersten Position und der zweiten Position zu halten. Die Kreuzungskomponente umfasst eine Dreiweg-Kreuzung. Die Kreuzungskomponente umfasst einen gekrümmten Wandabschnitt, der dazu ausgelegt ist zu bewirken, dass ein Spielzeugfahrzeug wendet. Die Kreuzungskomponente umfasst eine Vierweg-Kreuzung. Mindestens eine der Fahrspuren der Kreuzungskomponente umfasst einen selektiv drehbaren vertikalen Ablenker benachbart zu einer Fahrspurwand der Kreuzungskomponente und der selektiv drehbare vertikale Ablenker ist so ausgelegt, dass er selektiv zumindest zwischen einer ersten Ebene, die durch eine Fahrspurwand der Kreuzungskomponente definiert ist, und einer zweiten Ebene, die in einem schrägen Winkel zur ersten Ebene liegt, positioniert wird. Die Positionierung des selektiv drehbaren vertikalen Ablenkers in einem schrägen Winkel zur ersten Ebene ist dazu ausgelegt zu bewirken, dass ein Spielzeugfahrzeug die Richtung ändert. Die Positionierung des selektiv drehbaren vertikalen Ablenkers in einem schrägen Winkel zur ersten Ebene ist dazu ausgelegt zu bewirken, dass ein Spielzeugfahrzeug in Richtung einer Fahrspur mit einer anderen Richtung abbiegt. Die Kreuzungskomponente umfasst einen Satz von einer oder mehreren Hauptfahrspuren und einen Satz von einer oder mehreren sekundären Fahrspuren und die erste Position des Magneten liegt unter einer speziellen der sekundären Fahrspuren. Der Magnet ist mit einer Taste zum Absenken des Magneten gekoppelt, wobei die zweite Position weiter unter der speziellen sekundären Fahrspur angeordnet ist als die erste Position. Das System umfasst ferner mehrere gerade Fahrbahnkomponenten und mehrere gekrümmte Fahrbahnkomponenten und jede der Komponenten ist dazu ausgelegt, mit mindestens einer der anderen Komponenten zu verbinden. Ein Fahrzeug umfasst einen Reedschalter, der dazu ausgelegt ist, eine Batterie des Fahrzeugs mit bzw. von einem Motor des Fahrzeugs auf der Basis der Nähe zu einem Magneten zu verbinden und zu trennen. Das Fahrzeug umfasst einen Motor, eine Batterie, einen Schalter, der dazu ausgelegt ist, die Batterie mit dem Motor zu verbinden, mehrere Räder, die dazu ausgelegt sind, mit einer Oberfläche in Kontakt zu stehen und auf dieser zu rollen, einen Vibrationsmechanismus, der mit dem Motor verbunden ist, und mindestens ein Antriebsbein, wobei die durch den Vibrationsmechanismus verursachte Vibration bewirkt, dass das mindestens eine Antriebsbein das Fahrzeug über die Oberfläche bewegt. Zumindest ein Abschnitt der einen oder mehreren Fahrbahnkomponenten umfasst ein erstes Oberflächenmerkmal, das dazu ausgelegt ist, mit dem mindestens einen Antriebsbein in Kontakt zu stehen, wenn eine beliebige Anzahl der mehreren Räder mit der Oberfläche in Kontakt steht, und zumindest ein Abschnitt der einen oder mehreren Fahrbahnkomponenten umfasst ein zweites Oberflächenmerkmal, das dazu ausgelegt ist, den Kontakt mit dem mindestens einen Antriebsbein zu vermeiden, wenn irgendeine Anzahl der mehreren Räder mit der Oberfläche in Kontakt steht. Eine gekrümmte Fahrbahn mit zwei Fahrspuren weist einen erhabenen durchgezogenen Fahrspurteiler auf, um Autos auf der inneren Fahrspur in ihrer Fahrspur zu halten. Eine gerade Fahrbahn mit zwei Fahrspuren umfasst einen gestrichelten Fahrspurteiler, so dass ein Auto zur entgegengesetzten Fahrspur abgelenkt werden kann, wenn Autokollisionen in einer einzelnen Fahrspur auftreten.
Im Allgemeinen kann ein anderer Aspekt des in dieser Beschreibung beschriebenen Gegenstandes in einer Betriebsweise verkörpert sein, die das Induzieren einer Vibration eines Spielzeugfahrzeugs mit einem Vibrationsantrieb, um zu bewirken, dass sich das Spielzeugfahrzeug unter Verwendung von einem oder mehreren Antriebsansätzen, die mit einer ersten Oberfläche einer Fahrbahn in Kontakt stehen, und Rädern, die mit der Fahrbahn in Kontakt stehen, bewegt und: Ermöglichen, dass das Spielzeugfahrzeug auf den Rädern rollt, auf der Basis einer zweiten Oberfläche der Fahrbahn, die dazu ausgelegt ist, einen Kontakt mit dem einen oder den mehreren Antriebsansätzen auszuschließen, und/oder unter Verwendung eines mit der Fahrbahn verbundenen Magneten bewirken, dass das Fahrzeug stoppt, wobei der Magnet eine Betätigung eines Reedschalters bewirkt, der eine Batterie mit einem Motor des Fahrzeugs verbindet, umfassen.
Im Allgemeinen kann ein weiterer Aspekt des in dieser Beschreibung beschriebenen Gegenstandes in einem Fahrzeug oder einer anderen Vorrichtung verkörpert sein, die eine Batterie; mehrere Räder, wobei mindestens ein Rad dazu ausgelegt ist, mit einer Oberfläche in Kontakt zu stehen und auf dieser zu rollen; einen Vibrationsmechanismus, der mit der Batterie verbunden ist; und mindestens ein Antriebsbein umfasst. Die durch den Vibrationsmechanismus verursachte Vibration bewirkt, dass das mindestens eine Antriebsbein das Fahrzeug über die Oberfläche bewegt.
Diese und andere Ausführungsformen können jeweils wahlweise eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen. Der Vibrationsmechanismus umfasst einen Motor und ein Gegengewicht, das so ausgelegt ist, dass es durch den Motor in Schwingung versetzt wird. Das mindestens eine Antriebsbein ist in Richtung eines hinteren Endes des Fahrzeugs gekrümmt. Das Spielzeugfahrzeug umfasst ein einzelnes Antriebsbein. Das einzelne Antriebsbein ist seitlich zentriert und/oder in Richtung eines Vorderendes des Fahrzeugs angeordnet. Das Fahrzeug umfasst ein Paar von Antriebsbeinen. Das Paar von Antriebsbeinen ist in Richtung eines Vorderendes des Fahrzeugs angeordnet und ist innerhalb eines Paars von Vorderrädern seitlich beabstandet. Das mindestens eine Antriebsbein ist aus einem Gummimaterial, Elastomer oder thermoplastischen Elastomer konstruiert. Der Vibrationsmechanismus umfasst einen Drehmotor mit einem Gehäuse und einem Gegengewicht, das innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und so ausgelegt ist, dass es durch den Drehmotor gedreht wird, wobei das Gehäuse des Drehmotors zwei flache, runde Seiten umfasst, die durch einen zylindrischen Abschnitt verbunden sind. Der Vibrationsmechanismus umfasst einen Drehmotor und ein Gegengewicht, das so ausgelegt ist, dass es durch den Drehmotor gedreht wird, wobei das Gegengewicht so ausgelegt ist, dass es um eine Achse senkrecht zu einer Richtung, in der das Fahrzeug ausgelegt ist sich zu bewegen, und parallel zu einer Oberfläche, die das Fahrzeug abstützt, gedreht wird. Ein Massenzentrum des Gegengewichts ist im Wesentlichen auf eine Längsmittellinie des Fahrzeugs ausgerichtet. Das Gegengewicht liegt nahe einer Vorderachse des Fahrzeugs, die ein Paar von Vorderrädern abstützt. Eine Drehachse des Gegengewichts ist im Wesentlichen auf eine Vorderachse des Fahrzeugs ausgerichtet, die ein Paar von Vorderrädern abstützt. Der Motor umfasst eine Drehachse senkrecht zu einer Richtung, in der das Fahrzeug ausgelegt ist, sich zu bewegen, und parallel zu einer Oberfläche, die das Fahrzeug abstützt. Der Motor ist dazu ausgelegt, sich von der rechten Seite des Fahrzeugs betrachtet in einer Richtung im Uhrzeigersinn zu drehen. Das Fahrzeug umfasst ein Fahrgestell, wobei der Vibrationsmechanismus, die Batterie, der Schalter und mindestens ein Antriebsbein mit dem Fahrgestell verbunden sind. Das Fahrgestell umfasst Löcher zum Aufnehmen von Achsen für die Räder. Eines oder mehrere der Löcher zum Aufnehmen einer Achse sind geschlitzt, um zu ermöglichen, dass sich eine entsprechende Achse vertikal bewegt, wenn das Spielzeugfahrzeug springt. Ein vorderes Gestänge ist mit dem Fahrgestell verbunden, wobei das Gestänge an einem Drehpunkt befestigt ist, um zu ermöglichen, dass sich die Vorderräder vertikal bewegen, wenn das Spielzeugfahrzeug springt. Die Vorderräder sind mit einer Vorderachse drehbar gekoppelt, die durch das vordere Gestänge abgestützt ist, wobei das vordere Gestänge einen Drehpunkt parallel zur Vorderachs aufweist, der von der Vorderachse beabstandet ist. Die Vorderachse steht mit einem Schlitz in Eingriff, der dazu ausgelegt ist, die vertikale Bewegung der Vorderachse zu begrenzen. Ein Längsversatz zwischen einer Beinspitze und einer Beinbasis des mindestens einen Antriebsbeins und ein vertikaler Versatz zwischen der Beinspitze und der Beinbasis des mindestens einen Antriebsbeins bilden einen Winkel von mindestens fünfundzwanzig Grad relativ zu einer vertikalen Ebene senkrecht zu einer Längsabmessung des Fahrzeugs. Der Längsversatz zwischen der Beinspitze und der Beinbasis des mindestens einen Antriebsbeins und der vertikale Versatz zwischen der Beinspitze und der Beinbasis des mindestens einen Antriebsbeins bilden einen Winkel relativ zu einer vertikalen Ebene senkrecht zu einer Längsabmessung des Fahrzeugs von ungefähr vierzig Grad. Eine Umfangsoberfläche von mindestens einem der mehreren Räder ist von einer Außenkante des Rades weg kleiner verjüngt. Ein Schalter ist so ausgelegt, dass er durch einen Magneten benachbart zum Fahrzeug betätigt wird. Das Fahrzeug bildet ein Serienfahrzeug nach und weist Abmessungen von kleiner als der Maßstab 1:75 des Serienfahrzeugs auf. Das Fahrzeug weist eine Länge von weniger als 2 Zoll und eine Breite von weniger als 1 Zoll auf. Die mehreren Räder umfassen Vorderräder und Hinterräder, wobei der Vibrationsmechanismus in Längsrichtung zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern liegt. Das Fahrzeug umfasst eine Hinterachse, die so ausgelegt ist, dass sie mit den Hinterrädern in Eingriff steht, und die Batterie liegt in Längsrichtung über der Hinterachse. Die Batterie liegt in Richtung der Rückseite des Fahrzeugs relativ zum Vibrationsmechanismus. Die Batterie liegt in Längsrichtung zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern.
Im Allgemeinen kann ein weiterer Aspekt des in dieser Beschreibung beschriebenen Gegenstandes in einem Fahrzeug oder einer anderen Vorrichtung verkörpert sein, die eine Batterie; mehrere Räder, wobei mindestens ein Rad so ausgelegt ist, dass es mit einer Oberfläche in Kontakt steht und auf dieser rollt; einen Vibrationsmechanismus, der mit der Batterie verbunden ist; und mehrere Borsten umfasst. Eine durch den Vibrationsmechanismus verursachte Vibration bewirkt, dass die mehrere Borsten das Fahrzeug über die Oberfläche bewegen.
Diese und andere Ausführungsformen können jeweils wahlweise eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen. Der Vibrationsmechanismus umfasst einen Motor und ein Gegengewicht, das so ausgelegt ist, dass es durch den Motor in Schwingung versetzt wird. Der Vibrationsmechanismus umfasst einen Drehmotor mit einem Gehäuse und einem Gegengewicht, das innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und so ausgelegt ist, dass es durch den Drehmotor gedreht wird, wobei das Gehäuse des Drehmotors zwei flache, runde Seiten umfasst, die durch einen zylindrischen Abschnitt verbunden sind. Der Vibrationsmechanismus umfasst einen Drehmotor und ein Gegengewicht, das so ausgelegt ist, dass es durch den Drehmotor gedreht wird, wobei das Gegengewicht so ausgelegt ist, dass es um eine Achse senkrecht zu einer Richtung, in der das Fahrzeug ausgelegt ist sich zu bewegen, und parallel zu einer Oberfläche, die das Fahrzeug abstützt, gedreht wird. Ein Massenzentrum des Gegengewichts ist im Wesentlichen auf eine Längsmittellinie des Fahrzeugs ausgerichtet. Das Gegengewicht liegt nahe einer Vorderachse des Fahrzeugs, die ein Paar von Vorderrädern abstützt. Eine Drehachse des Gegengewichts ist im Wesentlichen auf eine Vorderachse des Fahrzeugs ausgerichtet, die ein Paar von Vorderrädern abstützt. Der Vibrationsmechanismus umfasst einen Drehmotor mit einer Drehachse senkrecht zu einer Richtung, in der das Fahrzeug ausgelegt ist sich zu bewegen, und parallel zu einer Oberfläche, die das Fahrzeug abstützt. Der Motor ist dazu ausgelegt, sich von der rechten Seite des Fahrzeugs betrachtet in einer Richtung im Uhrzeigersinn zu drehen. Das Fahrzeug umfasst ein Fahrgestell, wobei der Vibrationsmechanismus, die Batterie und der Schalter mit dem Fahrgestell verbunden sind. Das Fahrgestell umfasst Löcher zum Aufnehmen von Achsen für die Räder. Eines oder mehrere der Löcher zum Aufnehmen einer Achse sind geschlitzt, um zu ermöglichen, dass sich eine entsprechende Achse vertikal bewegt, wenn sich das Spielzeugfahrzeug vertikal bewegt. Ein vorderes Gestänge ist mit dem Fahrgestell verbunden, wobei das vordere Gestänge an einem Drehpunkt befestigt ist, um zu ermöglichen, dass sich die mit dem vorderen Gestänge gekoppelten Räder vertikal bewegen, wenn sich das Spielzeugfahrzeug vertikal bewegt. Die Vorderräder sind mit einer Vorderachse drehbar gekoppelt, die durch das vordere Gestänge abgestützt ist, wobei das vordere Gestänge einen Drehpunkt parallel zur Vorderachse aufweist, der von der Vorderachse beabstandet ist. Die Vorderachse steht mit einem Schlitz in Eingriff, der dazu ausgelegt ist, eine vertikale Bewegung der Vorderachse zu ermöglichen. Eine Umfangsoberfläche von mindestens einem der mehreren Räder ist von einer Außenkante des Rades weg kleiner verjüngt. Ein Schalter ist dazu ausgelegt, durch einen Magneten benachbart zum Fahrzeug betätigt zu werden.
Im Allgemeinen kann ein weiterer Aspekt des in dieser Beschreibung beschriebenen Gegenstandes in einem Fahrzeug oder einer anderen Vorrichtung verkörpert sein, die einen Motor, der dazu ausgelegt ist, eine Bewegung des autonomen Fahrzeugs zu induzieren; eine Batterie; einen Schalter, der dazu ausgelegt ist, die Batterie auf der Basis eines Signals in einer Nähe des Fahrzeugs mit dem Motor zu verbinden oder die Batterie vom Motor zu trennen,; und mehrere Räder umfasst.
Diese und weitere Ausführungsformen können jeweils wahlweise eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen. Der Schalter umfasst einen Reedschalter und das Signal umfasst ein Magnetfeld. Der Schalter umfasst einen optischen Schalter und das Signal umfasst ein optisches Signal. Der Schalter ist dazu ausgelegt, ein Funksignal zu empfangen, und das Signal umfasst ein Funksignal. Der Schalter umfasst einen Berührungssensor und das Signal umfasst einen Kontakt, der dazu ausgelegt ist, mit dem Berührungssensor in Eingriff zu kommen. Eine Umfangsoberfläche von mindestens einem der mehreren Räder ist von einer Außenkante des Rades weg kleiner verjüngt. Das Fahrzeug umfasst ein Fahrgestell, wobei der Motor, die Batterie und der Schalter mit dem Fahrgestell verbunden sind und wobei das Fahrgestell Löcher zum Aufnehmen von Achsen für die Räder umfasst, wobei eines oder mehrere der Löcher zum Aufnehmen einer Achse geschlitzt sind, um zu ermöglichen, dass sich eine entsprechende Achse vertikal bewegt, wenn das Spielzeugfahrzeug springt.
Im Allgemeinen kann ein weiterer Aspekt des in dieser Beschreibung beschriebenen Gegenstandes in einem Fahrbahnsystem für ein Spielzeugfahrzeug verkörpert werden, das mindestens eine Kreuzungskomponente mit mehreren Verbindungselementen umfasst, die dazu ausgelegt sind, die Kreuzungskomponente mit mindestens einer anderen Fahrbahnkomponente zu verbinden, wobei jede der Komponenten mindestens eine Fahrspur umfasst und die Kreuzungskomponente einen Magneten umfasst, der selektiv zwischen mindestens einer ersten Stelle benachbart zu einer ersten Fahrspur und einer zweiten Stelle, die entweder eine zurückgezogene Position oder eine zweite Stelle benachbart zu einer zweiten Fahrspur definiert, beweglich ist.
Diese und weitere Ausführungsformen können jeweils wahlweise eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen. Der Magnet ist dazu ausgelegt, einen Schalter zu betätigen, der in einem Spielzeugfahrzeug enthalten ist, wenn sich das Spielzeugfahrzeug auf einer ersten Fahrspur bewegt, wenn sich der Magnet an der ersten Stelle befindet. Der Magnet ist dazu ausgelegt, sich um eine Achse senkrecht zu einer Oberfläche zu drehen, auf der sich das Spielzeugfahrzeug bewegt.
Im Allgemeinen kann ein weiterer Aspekt des in dieser Beschreibung beschriebenen Gegenstandes in einem Fahrbahnsystem für ein Spielzeugfahrzeug verkörpert sein, das eine oder mehrere gerade Fahrbahnkomponenten mit Seitenwänden und mehreren Fahrspuren, die durch eine gestrichelte erhabene Mittellinie definiert sind, umfasst, die dazu ausgelegt sind zu bewirken, dass Fahrzeuge, die eine der Fahrspuren entlang fahren, gewöhnlich innerhalb der Fahrspur bleiben.
Diese und weitere Ausführungsformen können jeweils wahlweise eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen. Eine oder mehrere gekrümmte Fahrbahnkomponenten umfassen Seitenwände und eine im Wesentlichen kontinuierliche erhabene Mittellinie, die dazu ausgelegt sind zu bewirken, dass Fahrzeuge, die eine der Fahrspuren entlang fahren, gewöhnlich innerhalb der Fahrspur bleiben, wenn sich die Fahrzeuge durch die Kurve bewegen, wobei jede der geraden Fahrbahnkomponenten Verbindungselemente umfasst, die dazu ausgelegt sind, die Fahrbahnkomponente mit mindestens einer anderen Fahrbahnkomponente zu verbinden. Die gestrichelte erhabene Mittellinie und die im Wesentlichen kontinuierliche erhabene Mittellinie sind durch eine Aufwärtsneigung definiert, die zumindest an einer Kante der Fahrspur liegt. Die gestrichelte erhabene Mittellinie und die im Wesentlichen kontinuierliche erhabene Mittellinie sind durch einen vertikalen Vorsprung mit im Wesentlichen vertikalen Seiten an einer Kante der Fahrspur definiert.
Ein weiterer Aspekt des in dieser Beschreibung beschriebenen Gegenstandes kann im Allgemeinen in einem Fahrbahnsystem für ein Spielzeugfahrzeug verkörpert sein, das einen Anbau für eine Fahrbahnkomponente umfasst, wobei die Fahrbahnkomponente eine oder mehrere Fahrspuren umfasst und dazu ausgelegt ist, mit einer oder mehreren anderen Fahrbahnkomponenten zu verbinden, und der Anbau einen Signalerzeugungsmechanismus umfasst, der dazu ausgelegt ist, selektiv ein Signal in einer Nähe einer Fahrspur der Fahrbahnkomponente benachbart zum Anbau zu erzeugen, und das Signal dazu ausgelegt ist, einen Schalter in einem Fahrzeug, das sich in der Fahrspur befindet, zu betätigen, wobei die Betätigung des Schalters dazu ausgelegt ist, zu bewirken, dass Leistung von einer Batterie im Fahrzeug von einem Motor im Fahrzeug weggenommen wird.
Diese und weitere Ausführungsformen können jeweils wahlweise eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen. Der Signalerzeugungsmechanismus umfasst einen Magneten, der selektiv zwischen mindestens einer ersten Stelle benachbart zu einer ersten Fahrspur und einer zweiten Stelle, die eine zurückgezogene Position definiert, beweglich ist, wobei der Magnet dazu ausgelegt ist, mit einem Schalter im Fahrzeug zusammenzuwirken, wenn sich der Magnet an der ersten Stelle befindet, um zu bewirken, dass Leistung von der Batterie vom Motor weggenommen wird. Der Signalerzeugungsmechanismus erzeugt selektiv ein optisches Signal, das dazu ausgelegt ist, mit einem optischen Sensor im Fahrzeug zusammenzuwirken, wenn sich das Fahrzeug in einer ersten Fahrspur benachbart zum Signalerzeugungsmechanismus befindet, um zu bewirken, dass Leistung von der Batterie vom Motor weggenommen wird. Der Signalerzeugungsmechanismus erzeugt selektiv ein Funksignal, das dazu ausgelegt ist, mit einem Funksensor im Fahrzeug zusammenzuwirken, wenn sich das Fahrzeug in einer ersten Fahrspur benachbart zum Signalerzeugungsmechanismus befindet, um zu bewirken, dass Leistung von der Batterie vom Motor weggenommen wird.
Im Allgemeinen kann ein weiterer Aspekt des in dieser Beschreibung beschriebenen Gegenstandes in einem Fahrbahnsystem für ein Spielzeugfahrzeug verkörpert sein, das einen Anbau für eine Fahrbahnkomponente umfasst, wobei die Fahrbahnkomponente eine oder mehrere Fahrspuren umfasst und dazu ausgelegt ist, mit einer oder mehreren anderen Fahrbahnkomponenten zu verbinden, und der Anbau dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit von einer Position eines im Anbau enthaltenen Schalters selektiv einen manuellen Schalter im Fahrzeug zu aktivieren, wenn sich das Fahrzeug in einer ersten Fahrspur benachbart zum Anbau befindet, um zu bewirken, dass Leistung von der Batterie vom Motor weggenommen wird.
Im Allgemeinen kann ein anderer Aspekt des in dieser Beschreibung beschriebenen Gegenstandes in einem Fahrbahnsystem für ein Spielzeugfahrzeug verkörpert sein, das eine Fahrbahnkomponente mit einer oder mehreren Fahrspuren für autonome Fahrzeuge und einem oder mehreren Parkplätzen für die Fahrzeuge umfasst, wobei die Fahrbahnkomponente dazu ausgelegt ist, mit einer oder mehreren anderen Fahrbahnkomponenten zu verbinden, und die Fahrbahnkomponente einen Magneten benachbart zu jedem des einen oder der mehreren Parkplätze umfasst, wobei der Magnet dazu ausgelegt ist, mit einem Schalter im Fahrzeug zusammenzuwirken, wenn sich das Fahrzeug in einem entsprechenden Parkplatz befindet, um zu bewirken, dass Leistung von der Batterie vom Motor weggenommen wird.
Diese und weitere Ausführungsformen können jeweils wahlweise eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen. Jeder des einen oder der mehreren Parkplätze umfasst ferner mindestens eine Seitenwand und eine Leiste mit niedrigerem Profil, die den Parkplatz von einer Fahrspur der Fahrbahnkomponente trennt.
Die Details von einer oder mehreren Ausführungsformen des in dieser Beschreibung beschriebenen Gegenstandes sind in den begleitenden Zeichnungen und der nachstehenden Beschreibung dargelegt. Andere Merkmale, Aspekte und Vorteile des Gegenstandes werden aus der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen ersichtlich.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Seitenansicht einer beispielhaften Radfahrzeugvorrichtung.
2A ist eine Unteransicht der beispielhaften Radfahrzeugvorrichtung.
2B ist eine Nahseitenansicht eines Abschnitts eines Vorrichtungsfahrgestells, die einen vertikalen Schlitz darstellt, der ermöglicht, dass sich eine Vorderachse auf- und abbewegt, wenn die Vorrichtung springt.
3A und 3B stellen zwei alternative Drehvibrationsmotoren dar, die verwendet werden können, um eine Vibration einer Radfahrzeugvorrichtung zu induzieren.
4 ist eine Seitenansicht einer alternativen Radfahrzeugvorrichtung.
5 ist eine. Unteransicht der alternativen Radfahrzeugvorrichtung von 4.
6 stellt eine Unteransicht einer beispielhaften Fahrgestellanordnung für ein durch Vibration angetriebenes Radfahrzeug dar.
7 ist eine perspektivische Unteransicht eines durch Vibration angetriebenen Radfahrzeugs.
8 stellt eine Ausführungsform einer Aufhängungsstangenanordnung dar.
9A–9B stellen ein mit Kappe versehenes Ende einer Aufhängungsstange dar, die dazu ausgelegt ist, ein Rad an einer Achse zu halten.
10 stellt eine alternative Ausführungsform einer Aufhängungsstangenanordnung dar.
11 stellt eine Ausführungsform von Rädern dar.
12 stellt eine Seitenansicht einer durch Vibration angetriebenen Vorrichtung dar.
13 stellt eine alternative Ausführungsform einer durch Vibration angetriebenen Vorrichtung dar.
14 ist ein beispielhaftes Fahrbahnsystem.
15 stellt eine beispielhafte Kreuzungskomponente dar, die Stoppmerkmale umfasst.
16 stellt eine alternative Stoppkomponente dar, die das Stoppen von Fahrzeugen erleichtert.
17 und 18 stellen eine beispielhafte Kreuzungskomponente mit drehbaren vertikalen Ablenkern zum selektiven Bewirken, dass Fahrzeuge abbiegen, dar.
19 stellt einen alternativen vertikalen Ablenker dar, der zwischen einer geraden Konfiguration und einer ein Abbiegen induzierenden Konfiguration manuell hin- und herbewegt werden kann.
20 stellt eine Querschnittsansicht einer Fahrbahnfahrspur dar, die eine Nut zwischen den Seitenwänden umfasst.
21 stellt eine Querschnittsansicht einer Fahrbahnfahrspur dar, die ein erhabenes Merkmal zwischen den Seitenwänden umfasst.
22 ist eine Stirnansicht eines Fahrbahnabschnitts.
23 ist eine Stirnansicht eines alternativen Fahrbahnabschnitts.
24 ist eine perspektivische Ansicht eines geraden Fahrbahnabschnitts.
25 ist eine perspektivische Ansicht eines gekrümmten Fahrbahnabschnitts.
26 stellt ein Beispiel eines Fahrzeugs auf einem Fahrbahnabschnitt mit einem modularen Anbau dar.
27 stellt einen Fahrbahnabschnitt mit einem Hauptfahrbahnabschnitt und einem Stoppschildanbau dar.
28A ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrbahnabschnitts mit einem Hauptfahrbahnabschnitt und einem Mautstellenanbau.
28B ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrbahnabschnitts mit einem Hauptfahrbahnabschnitt mit Fahrspursteuermarkierungen und einem Mautstellenanbau.
28C ist eine perspektivische Ansicht des Fahrbahnabschnitts von 28B, wobei die Fahrspursteuermarkierungen verborgen sind.
29 ist eine Vorderansicht des in 28A–C gezeigten Fahrbahnabschnitts.
30 ist eine perspektivische Ansicht eines Kreuzungsfahrbahnabschnitts.
31 ist eine perspektivische Ansicht eines alternativen Kreuzungsfahrbahnabschnitts.
32 ist eine perspektivische Ansicht eines Parkplatzfahrbahnabschnitts.
33 ist ein Ablaufdiagramm eines Prozesses zum Induzieren einer Bewegung eines Spielzeugfahrzeugs mit einem Vibrationsantrieb.
Gleiche Bezugszeichen und Bezeichnungen in den verschiedenen Zeichnungen geben gleiche Elemente an.
Ausführliche Beschreibung
Kleine autonome Vorrichtungen oder durch Vibration angetriebene Fahrzeuge können dazu ausgelegt sein, sich über eine Oberfläche, z. B. einen Boden, einen Tisch oder eine andere relativ glatte und/oder flache Oberfläche zu bewegen. Eine Miniaturvorrichtung (z. B. so hergestellt, dass sie einem Auto im kleinen Maßstab ähnelt) kann dazu ausgelegt sein, sich autonom zu bewegen und in Reaktion auf externe Kräfte (z. B. indem sie durch eine Seitenwand einer Fahrbahn geführt wird) zu wenden. Wenn die Vorrichtung mit einem Objekt (z. B. einer Wand oder einem anderen Fahrzeug) kollidiert, kann die Vorrichtung außerdem so konstruiert sein, dass sie in einer relativ zufälligen Weise abbiegt. Im Allgemeinen umfassen die Vorrichtungen ein Fahrgestell, mehrere Räder, ein oder mehrere Antriebsbeine oder Antriebsborsten und einen Vibrationsmechanismus (z. B. einen Motor oder einen federbelasteten mechanischen Wickelmechanismus, der eine exzentrische Last dreht, einen Motor oder einen anderen Mechanismus, der dazu ausgelegt ist, eine Schwingung eines Gegengewichts zu induzieren, oder eine andere Anordnung von Komponenten, die dazu ausgelegt ist, das Massenzentrum der Vorrichtung schnell zu ändern). Infolge einer durch den Vibrationsmechanismus induzierten Vibration können das eine oder die mehreren Antriebsbeine die Miniaturvorrichtung in einer Vorwärtsrichtung antreiben, wenn das Antriebsbein oder die Antriebsbeine mit einer Stützoberfläche in Kontakt stehen.
Die Bewegung der Miniaturvorrichtung kann durch die Bewegung eines Drehmotors innerhalb der Vorrichtung oder an dieser befestigt in Kombination mit einem Drehgewicht mit einem Massenzentrum, das relativ zur Drehachse des Motors versetzt ist, induziert werden. Die Drehbewegung des Gewichts bewirkt, dass der Motor und die Vorrichtung, an der er befestigt ist, vibrieren. In einigen Implementierungen liegt die Drehung ungefähr im Bereich von 60009000 Umdrehungen pro Minute (min 1), obwohl höhere oder niedrigere Drehzahlwerte verwendet werden können. Alternativ kann der Vibrationsmechanismus zum Induzieren einer Vibration in einer nicht rotierenden Weise arbeiten. Als Beispiel kann die Vorrichtung die vielen Typen von Vibrationsmechanismen verwenden, die in vielen Pagern und Mobiltelefonen existieren, die, wenn sie sich im Vibrationsmodus befinden, bewirken, dass der Pager oder das Mobiltelefon vibriert. Die durch den Vibrationsmechanismus induzierte Vibration kann bewirken, dass sich die Vorrichtung (z. B. durch Rollen auf den Rädern) über die Oberfläche (z. B. den Boden) unter Verwendung von einem oder mehreren Beinen oder Borsten (z. B. Gruppen von Borsten) bewegt, die dazu konfiguriert sind, sich abwechselnd zu biegen (in einer speziellen Richtung auf der Basis des Kontakts mit der Oberfläche) und in die ursprüngliche Position zurückzukehren, wenn die Vibration bewirkt, dass sich die Vorrichtung auf- und abbewegt.
Verschiedene Merkmale können in die Miniaturvorrichtungen integriert sein. Verschiedene Implementierungen der Vorrichtungen können beispielsweise Merkmale (z. B. Form des Beins oder der Beine, Anzahl von Beinen, Reibungseigenschaften der Beinspitzen, relative Steifigkeit oder Flexibilität der Beine, Elastizität der Beine, relativer Ort des rotierenden Gegengewichts in Bezug auf die Beine usw.) zum Erleichtern der effizienten Übertragung von Vibrationen auf eine Vorwärtsbewegung umfassen. Die Geschwindigkeit und Richtung der Bewegung der Vorrichtung kann von vielen Faktoren abhängen, einschließlich der Drehzahl des Motors, der Größe des am Motor befestigten Versatzgewichts, der Leistungsversorgung, den Eigenschaften (z. B. Größe, Orientierung, Form, Material, Elastizität, Reibungseigenschaften usw.) des einen oder der mehreren Antriebsbeine, die am Fahrgestell der Vorrichtung befestigt sind, den Eigenschaften der Oberfläche, auf der die Vorrichtung arbeitet, des Gesamtgewichts der Vorrichtung, der Eigenschwingungsfrequenz der Vorrichtung oder der Antriebsbeine und so weiter. Die Komponenten der Vorrichtung können so positioniert sein, dass sie einen relativ niedrigen Schwerpunkt (oder Massenzentrum) aufrechterhalten, um Kippen zu verhindern (z. B. auf der Basis des seitlichen Abstands zwischen den Beinspitzen).
1 ist eine Seitenansicht einer beispielhaften Radfahrzeugvorrichtung 100, 2A ist eine Unteransicht der beispielhaften Radfahrzeugvorrichtung 100. Die Vorrichtung 100 umfasst ein Fahrgestell 105 und mehrere Räder 110, einschließlich eines Paars von Vorderrädern 110a und eines Paars von Hinterrädern 110b. Das Fahrgestell 105 unterstützt oder umfasst ein Gehäuse für einen Drehvibrationsmotor 115 (in diesem Beispiel ein Münzen oder Scheibenvibrationsmotor mit einem internen exzentrischen Gewicht oder einer internen exzentrischen Last, obwohl andere Typen von Vibrationsmechanismen möglich sind) und eine Batterieleistungsversorgung 120. Drähte 125 verbinden die Batterie 120 mit dem Motor 115 über einen Schaltmechanismus 130, der einen externen Schiebeschalter 135 zum manuellen Ein und Ausschalten der Vorrichtung 100 umfasst. Der Schaltmechanismus kann in einigen Implementierungen, wie nachstehend weiter beschrieben, einen Reedschalter umfassen, der dazu ausgelegt ist, die Batterie 120 vom Motor 115 in Gegenwart eines Magnetfeldes zu trennen (oder damit zu verbinden), das sich ausreichend in der Nähe der Vorrichtung 100 befindet, um den Reedschalter zu betätigen (selbst wenn sich der Schiebeschalter 135 in einer eingeschalteten Position befindet). Andere Typen von Schaltmechanismen können auch verwendet werden, wie z. B. ein optischer Sensor (z. B. ein Photodetektor), der in Gegenwart eines selektiv erzeugten optischen Signals (z. B. eines aktiv erzeugten Lichts oder sogar einer Farbe oder eines Reflexionsvermögens von Markierungen auf einer Oberfläche in Gegenwart von Umgebungslicht) betätigt werden kann, ein Funksignal, das in Gegenwart eines selektiv erzeugten Funksignals betätigt werden kann, oder ein Berührungssensor, der in Gegenwart eines selektiv beweglichen Kontakts betätigt werden kann. Am Fahrgestell 105 ist ein Antriebsbein 140 befestigt. In diesem Beispiel ist ein einzelnes Antriebsbein 140, das in Richtung des vorderen Längsendes der Vorrichtung 100 angeordnet ist, dargestellt. Das Antriebsbein 140 ist auch an oder nahe der Mitte der seitlichen Abmessung des Fahrzeugs 100 angeordnet. In einigen Ausführungsformen kann mehr als ein Antriebsbein 140 verwendet werden und das eine oder die mehreren Antriebsbeine können irgendwo entlang der Längsabmessung (z. B. nahe der Mitte oder dem hinteren Ende der Vorrichtung 100) angeordnet sein und können seitlich beabstandet sein (z. B. nahe den Seitenkanten der Vorrichtung 100). Jedes Paar von Rädern 110a, 110b ist am Fahrgestell 105 durch eine entsprechende Achse 145a, 145b drehbar befestigt, obwohl in einigen Ausführungsformen jedes Rad 110 eine entsprechende unabhängige Achse 145 aufweisen kann. Die Vorrichtung 100 wird folglich auf einer Oberfläche 150 durch die Räder 110 abgestützt, die so ausgelegt sind, dass sie auf einer Stützoberfläche 150 aufliegen. Außerdem ist das Antriebsbein 140 auch dazu ausgelegt, die Stützoberfläche 150 zu kontaktieren. Im Allgemeinen ist das Antriebsbein 140 am Fahrgestell 105 weiter in Richtung der Vorderseite der Vorrichtung befestigt als die Beinspitze, die mit der Stützoberfläche 150 in Kontakt steht, und ist ausreichend lang und ausreichend steif, um zumindest einiges des Gewichts der Vorrichtung 100 zu tragen. Gleichzeitig ist das Antriebsbein 140 ausreichend flexibel, um sich zu biegen, wenn der Drehmotor eine Vibration der Vorrichtung 100 induziert. In einigen Ausführungsformen werden die Räder 110a im Allgemeinen von der Stützoberfläche 150 durch das Antriebsbein 140 ferngehalten. Zumindest in dieser Situation dreht sich das Paar von Vorderrädern 110a nicht notwendigerweise an der entsprechenden Achse 145 und kann an der Vorrichtung 100 durch eine Stange, die eine Achse nachahmt, oder durch irgendeine andere Verbindung fest angebracht sein.
Im Betrieb, wenn der Schalter 130 eingeschaltet ist, induziert der Drehmotor 115 eine Vibration durch Drehen einer internen exzentrischen Last oder eines internen exzentrischen Gegengewichts in einer Ebene, die zur Stützoberfläche 150 senkrecht ist und auf die Längsabmessung der Vorrichtung 100 ausgerichtet ist. Folglich ist die Drehachse der exzentrischen Last zur Bewegungsrichtung senkrecht und zur Stützoberfläche 150 parallel. Diese Orientierung kann seitliche Kräfte, die in anderen Orientierungen des Motors 115 vorhanden sein können, minimieren oder beseitigen, was wiederum helfen kann, dass die Vorrichtung 100 sich gewöhnlich in einer geraden Richtung bewegt. Außerdem kann das seitliche Zentrieren des Motors 115 das Drehmoment minimieren oder beseitigen, was die Bewegung in einer geraden Richtung weiter erleichtern kann. Der Drehmotor 115 kann auch in der Längsabmessung zwischen der Vorder- und der Hinterachse 145a, 145b angeordnet sein.
Die Vibration der Vorrichtung 100 bewirkt, dass das Antriebsbein 140 die Vorrichtung 100 in einer Vorwärtsrichtung antreibt. Insbesondere induziert die Drehung der exzentrischen Last Aufwärts und Abwärtskräfte (d. h. Kräfte, die von der Stützoberfläche 150 weg und zu dieser hin gerichtet sind). Die durch die Drehung der exzentrischen Last induzierte Abwärtskraft bewirkt, dass sich das Antriebsbein 140 komprimiert und biegt, und eine Elastizität des Beins zusammen mit der durch die Drehung der exzentrischen Last induzierten Aufwärtskraft bewirkt, dass die Vorrichtung 100 springt. Die wiederholte Kompression, Biegung des Beins und das Springen bewirken, dass sich die Vorrichtung 100 in einer Vorwärtsrichtung bewegt. In einigen Fällen reicht das Springen aus, um zu bewirken, dass das Antriebsbein 140 die Stützoberfläche verlässt, während das Springen in anderen Fällen nicht bewirkt, dass das Antriebsbein 140 die Stützoberfläche verlässt, aber ausreicht, um die Reibung zwischen dem Antriebsbein 140 und der Stützoberfläche zu verringern. Durch Orientieren des Motors 115 derart, dass die radiale Motordrehrichtung im Uhrzeigersinn ist, wenn man der rechten Seite der Vorrichtung 100 zugewandt ist, schiebt eine Vorwärtskomponente der Motorkraft ferner gewöhnlich das Auto vorwärts, wenn das Antriebsbein 140 von der Stützoberfläche 150 fern ist, und eine Rückwärtskomponente der Motorkraft wird minimiert, wenn das Antriebsbein 140 mit der Stützfläche in Kontakt steht und als Bremse gegen eine Rückwärtsbewegung wirkt. In einigen Implementierungen ist es jedoch möglich, dass der Motor 115 derart orientiert ist, dass die radiale Motordrehung im Uhrzeigersinn ist, wenn man der linken Seite der Vorrichtung 100 zugewandt ist. Die Batterie 120 kann auch in Richtung der Rückseite der Vorrichtung 100 liegen (z. B. über, aber nahe der Hinterachse 145b), was das Springen des Vorderendes durch Verringern des Drehträgheitsmoments um die Hinterachse 145b erleichtern kann. In einigen Ausführungsformen kann die Batterie 120 alternativ in Längsrichtung zwischen der Vorder- und der Hinterachse 145a, 145b angeordnet sein. Außerdem kann die Vorrichtung 100 einen vertikalen Schlitz (wie bei 155 angegeben) umfassen, der ermöglicht, dass sich die Vorderachse 145a (und folglich die Vorderräder 110a) auf und abbewegen kann, wenn die Vorrichtung 100 springt, was ermöglicht, dass die Vorderräder 110a den Kontakt mit der Stützoberfläche 150 für zumindest einen größeren Prozentsatz der Zeit aufrechterhalten, wodurch eine Tendenz für eine Bewegung in einer geraden Richtung erleichtert wird und auch weiter das Drehträgheitsmoment um die Hinterachse 145b verringert wird, wenn die Vorderseite der Vorrichtung 100 springt.
2B ist eine Nahseitenansicht eines Abschnitts 160 des Fahrgestells 105, die einen vertikalen Schlitz 165 darstellt, der ermöglicht, dass sich die Vorderachse 145a auf- und abbewegt, wenn die Vorrichtung 100 springt. Wie bei 170 angegeben, kann die Achse 145a frei den Schlitz 165 auf und abgleiten, während sie innerhalb des Schlitzes gegenüber einer Längsbewegung eingeschränkt ist.
Obwohl in 1 und 2A nicht gezeigt, kann die Vorrichtung 100 ein Gehäuse oder eine Abdeckung (z. B. die einem Fahrzeug ähnelt) umfassen. Ein solches Gehäuse kann die Antriebskomponenten (z. B. den Motor 115, die Batterie 120, die Drähte 125 und den Schaltmechanismus 130) verdecken. In einigen Ausführungsformen kann das Gehäuse abnehmbar sein (z. B. unter Verwendung von Ansätzen, die am Fahrgestell 105 einschnappen) und kann folglich ermöglichen, dass austauschbare Gehäuse verwendet werden. Die Vorrichtung 110 kann beispielsweise ein Serienfahrzeug nachbilden und kann Abmessungen von kleiner als im Maßstab 1:75 des Serienfahrzeugs aufweisen (z. B. infolge des kompakten Antriebssystems). Die Vorrichtung 100 kann beispielsweise eine Länge von weniger als 2 Zoll und eine Breite von weniger als 1 Zoll aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann das Fahrgestell 105 mehrere Vorder- und/oder Hinterachsenlöcher an verschiedenen Längsstellen umfassen, um die Bewegung der Achsen und die Unterstützung von verschiedenen Radabständen zu ermöglichen (z. B. für verschiedene Gehäuse). Längere Radabstände können auch die Tendenz zu einer Bewegung in einer geraden Richtung weiter erhöhen.
Die Bewegung der Vorrichtung kann auch durch die Geometrie des Antriebsbeins 140 (oder der Antriebsbeine) beeinflusst werden. Ein Längsversatz zwischen der Beinspitze (d. h. dem Ende des Beins, das die Oberfläche 150 berührt) und der Beinbasis (d. h. dem Ende des Beins, das am Vorrichtungsgehäuse befestigt ist) des Antriebsbeins (der Antriebsbeine) induziert beispielsweise eine Bewegung in einer Vorwärtsrichtung, wenn die Vorrichtung vibriert. Der Einschluss einer gewissen Krümmung zumindest in den Antriebsbeinen kann die Vorwärtsbewegung weiter erleichtern, da sich die Beine gewöhnlich biegen, was die Vorrichtung vorwärts bewegt, wenn die Vibrationen die Vorrichtung nach unten drängen, und dann in eine geradere Konfiguration zurückfedern, wenn die Vibrationen die Vorrichtung nach oben drängen (was z. B. zum vollständigen oder teilweisen Abspringen von der Oberfläche führt, so dass sich die Beinspitzen über der Oberfläche 150 nach vorn bewegen oder über diese nach vom gleiten). Die Geschwindigkeit kann auch durch Ändern eines Winkels des Antriebsbeins (der Antriebsbeine) 140 in Bezug auf die Oberfläche 150 erhöht werden, so dass das Bein (die Beine) 140 gewöhnlich weniger Springen und einen größeren Vorwärtsschub verursacht (verursachen). Insbesondere kann das Vergrößern des Längsversatzes zwischen der Beinspitze und der Beinbasis (ohne Vergrößern der Länge des Beins) die Geschwindigkeit erhöhen. Der Längsversatz zwischen der Beinspitze und der Beinbasis kann beispielsweise ungefähr gleich einem vertikalen Versatz zwischen der Beinspitze und der Beinbasis sein (d. h. die Beine sind ungefähr neunzig Grad nach hinten abgewinkelt), obwohl in einer typischen Ausführungsform die Beine mindestens zehn Grad (z. B. fünfzehn Grad) und im Allgemeinen mehr als etwa fünfundzwanzig Grad (z. B. ungefähr vierzig Grad) nach hinten abgewinkelt sind. Geringere Winkel (d. h. näher an vertikal) verursacht gewöhnlich, dass die Vorrichtung mehr springt, während höhere Winkel gewöhnlich verursachen, dass sich die Vorrichtung schneller bewegt.
Die Fähigkeit des Antriebsbeins (der Antriebsbeine) 140, eine Vorwärtsbewegung zu induzieren, kann sich teilweise aus der Fähigkeit der Vorrichtung, vertikal auf den elastischen Beinen zu vibrieren (z. B. unter Verwendung eines Gummimaterials oder anderen Elastomers, unter Verwendung von Flexiblem Kunststoff oder unter Verwendung von Borsten), ergeben. Die Eigenschaften des Antriebsbeins (der Antriebsbeine) 140, einschließlich der Position der Beinbasis relativ zur Beinspitze, der Elastizität des Beins (der Beine) 140, des Kümmungsausmaßes, des Winkels des Beins relativ zu einer Stützoberfläche und des Reibungskoeffizienten (zumindest für die Beinspitze, die mit der Stützoberfläche 150 in Kontakt steht), können zur Tendenz des Antriebsbeins (der Antriebsbeine) 140 beitragen, die Vorwärtsbewegung und die Geschwindigkeit, mit der sich die Vorrichtung 100 gewöhnlich bewegt, zu erzeugen. Die Verwendung von Rädern 110 mit einer Umfangsoberfläche mit einem ausreichenden Reibungskoeffizienten (z. B. Gummi oder anderes Elastomer) kann auch eine Tendenz, seitlich zu driften, verringern. In einigen Fällen kann jedoch zumindest einiges seitliches Driften erwünscht sein (z. B. zum Abwenden von Hindernissen und/oder Wenden entlang einer Seitenwand oder anderen Führung, die vorgesehen sein kann, um das Wenden der Vorrichtung 100 zu bewirken). Folglich können Räder 110 mit einem relativ geringen Reibungskoeffizienten (z. B. Räder, die aus einem relativ harten Kunststoff konstruiert sind) verwendet werden.
Die Vorrichtung kann beispielsweise auch dazu konfiguriert sein, ein gewisses Wenden zu erleichtern, wenn die durch Drehung der exzentrischen Last induzierte Vibration Springen induziert. Das Springen kann ferner eine vertikale Beschleunigung (z. B. von der Oberfläche 110 weg) und eine Vorwärtsbeschleunigung (z. B. im Allgemeinen in der Richtung der Vorwärtsbewegung der Vorrichtung 100) induzieren. Während jedes Sprungs können das Antriebsbein (die Antriebsbeine) 140 und die Vorderräder 110a springen (mit oder ohne vollständigem Verlassen der Stützoberfläche 150), um zu ermöglichen, dass sich die Vorrichtung 100 zumindest als Reaktion auf eine externe seitliche Kraft (z. B. von einer Seitenwand) zur einen oder anderen Seite wendet. Die Tendenz, das Wenden zu erleichtern, kann verstärkt werden, wenn die Geometrie und/oder Konfiguration der Beine so festgelegt ist, dass die Sprungamplitude erhöht wird.
Die Geometrie des Antriebsbeins (der Antriebsbeine) 140 kann zu der Weise beitragen, in der sich die Vorrichtung 100 bewegt. Aspekte der Beingeometrie umfassen: Anordnen der Beinbasis vor der Beinspitze, Krümmung der Beine, Durchbiegungseigenschaften der Beine, um einige Beispiele zu nennen. In Abhängigkeit von der Position der Beinspitze relativ zur Beinbasis kann die Vorrichtung 100 im Allgemeinen verschiedene Verhaltensweisen erfahren, einschließlich der Geschwindigkeit der Vorrichtung 100. Wenn beispielsweise die Beinspitze fast direkt unter der Beinbasis liegt, wenn die Vorrichtung 100 auf einer Stützoberfläche 150 angeordnet ist, kann die Bewegung der Vorrichtung 100, die durch die Vibration verursacht wird, begrenzt oder ausgeschlossen werden. Dies liegt daran, dass wenig oder keine Neigung zur Linie im Raum besteht, die die Beinspitze und die Beinbasis verbindet. Mit anderen Worten, es besteht keine ”Beugung” im Bein 140 zwischen der Beinspitze und der Beinbasis. Wenn jedoch die Beinspitze hinter der Beinbasis angeordnet ist (z. B. weiter vom Vorderende der Vorrichtung 100 entfernt), dann kann sich die Vorrichtung 100 schneller bewegen, da die Neigung oder die Beugung des Antriebsbeins (der Antriebsbeine) 140 optimiert ist, was eine Beingeometrie schafft, die für die Bewegung förderlicher ist.
Die Beine können entweder gerade oder gekrümmt sein. Die Beingeometrie kann auf der Basis von Verhältnissen von verschiedenen Beinmaßen definiert und implementiert werden, einschließlich der Beinlänge, des Beindurchmessers und des Beinkrümmungsradius. Ein Verhältnis, das verwendet werden kann, ist das Verhältnis des Krümmungsradius des Beins 140 zur Länge des Beins. Wenn der Krümmungsradius des Beins als nur ein Beispiel 49,14 mm ist und die Länge des Beins 10,276 mm ist, dann ist das Verhältnis 4,78. Wenn in einem anderen Beispiel der Krümmungsradius des Beins 2,0 Zoll ist und die Länge des Beins 0,4 Zoll ist, dann ist das Verhältnis 5,0. Andere Längen und Krümmungsradien des Beins 140 können verwendet werden, wie z. B. um ein Verhältnis des Krümmungsradius zur Länge des Beins zu erzeugen, das zu einer geeigneten Bewegung der Vorrichtung 100 führt. Im Allgemeinen kann das Verhältnis des Krümmungsradius zur Länge des Beins im Bereich von 2,5 bis 20,0 liegen. Der Krümmungsradius kann von der Beinbasis zur Beinspitze ungefähr konsistent sein. Diese ungefähre konsistente Krümmung kann jedoch eine gewisse Variation umfassen. Ein gewisser Verjüngungswinkel in dem Bein (den Beinen) kann beispielsweise während der Herstellung der Vorrichtung erforderlich sein (z. B. um die Entnahme aus einer Form zu ermöglichen). Ein solcher Verjüngungswinkel kann geringfügige Variationen in der Gesamtkrümmung einführen, die im Allgemeinen nicht verhindern, dass der Krümmungsradius von der Beinbasis zur Beinspitze ungefähr konsistent ist.
Ein anderes Verhältnis, das verwendet werden kann, um die Vorrichtung 100 zu charakterisieren, ist ein Verhältnis, das die Beinlänge mit dem Beindurchmesser oder der Beindicke (z. B. wie in der Mitte des Beins gemessen oder wie auf der Basis eines mittleren Beindurchmessers über die ganze Länge des Beins und/oder um den Umfang des Beins gemessen) in Beziehung setzt. Die Länge des Beins (der Beine) 140 kann beispielsweise im Bereich von 0,2 Zoll bis 0,8 Zoll (z. B. 0,405 Zoll) liegen und kann zu (z. B. 5,25 mal) der Dicke des Beins im Bereich von 0,03 bis 0,15 Zoll (z. B. 0,077 Zoll) proportional sein. Anders ausgedrückt, das Bein (die Beine) 140 kann (können) etwa 15% bis 25% so dick wie es lang ist sein, obwohl größere oder kleinere Dicken (z. B. im Bereich von 5% bis 60% der Beinlänge) verwendet werden können. Beinlängen und -dicken können ferner von der Gesamtgröße der Vorrichtung 100 abhängen. Im Allgemeinen kann mindestens ein Antriebsbein ein Verhältnis der Beinlänge zum Beindurchmesser im Bereich von 2,0 bis 20,0 (d. h. im Bereich von 5% bis 50% der Beinlänge) aufweisen.
Wie vorstehend erörtert, kann das Antriebsbein (können die Antriebsbeine) 140 gekrümmt sein. Da das Bein (die Beine) 140 typischerweise aus einem flexiblen Material besteht (bestehen), kann die Krümmung des Beins (der Beine) 140 zur Vorwärtsbewegung der Vorrichtung 100 beitragen. Die Krümmung des Beins kann die Vorwärtsbewegung der Vorrichtung 100 durch Erhöhen des Ausmaßes, um das sich das Bein relativ zu einem geraden Bein komprimiert, betonen. Diese erhöhte Kompression kann auch das Vorrichtungsspringen erhöhen. Das Antriebsbein (die Antriebsbeine) 140 kann (können) auch zumindest einen gewissen Verjüngungsgrad von der Beinbasis zur Beinspitze aufweisen.
Das Bein (die Beine) 140 ist (sind) im Allgemeinen aus Gummi oder einem anderen flexiblen, aber elastischen Material (z. B. Polystyrol-Butadien-Styrol mit einem Durometer nahe 55 auf der Basis der Shore-A-Skala oder im Bereich von 4575 auf der Basis der Shore-A-Skala) konstruiert. Folglich biegen sich die Beine gewöhnlich, wenn eine Kraft aufgebracht wird. Im Allgemeinen umfasst das Bein (umfassen die Beine) 140 eine ausreichende Steifigkeit und Elastizität, um eine konsistente Vorwärtsbewegung zu erleichtern, wenn die Vorrichtung vibriert. Die Auswahl von Beinmaterialien kann eine Auswirkung darauf haben, wie sich die Vorrichtung 100 bewegt. Der Typ von verwendetem Material und sein Elastizitätsgrad können sich beispielsweise auf die Menge an Sprungkraft im Bein (in den Beinen) 140 auswirken, die durch die Vibration verursacht wird. In Abhängigkeit von der Steifigkeit des Materials (unter anderen Faktoren einschließlich Positionen von Beinspitzen relativ zu Beinbasen) kann sich folglich die Geschwindigkeit der Vorrichtung 100 ändern. Im Allgemeinen kann die Verwendung von steiferen Materialien im Bein (in den Beinen) 140 zu mehr Sprungkraft führen, während flexiblere Materialien einiges der durch Vibration verursachten Energie absorbieren können, was die Geschwindigkeit der Vorrichtung 100 gewöhnlich verringern kann.
3A und 3B stellen zwei alternative Drehvibrationsmotoren dar, die verwendet werden können, um eine Vibration einer Radfahrzeugvorrichtung zu induzieren. 3A zeigt einen Drehmotor 305, der dazu ausgelegt ist, eine externe exzentrische Last 310 um eine Drehachse 315 zu drehen, wenn Leistung an den Motor 305 angelegt wird. 3B zeigt einen Drehmotor 320 (z. B. wie in der Vorrichtung 100 von 1 enthalten), der eine interne exzentrische Last, die innerhalb eines Gehäuses des Motors 320 enthalten ist, um eine Drehachse dreht. In beiden Fällen ist der Motor 305, 320 mit einem Gegengewicht oder einer exzentrischen Last gekoppelt und dreht diese, die einen CG aufweist, der relativ zur Drehachse 315 des Motors 310, 320 außeraxial ist.
4 ist eine Seitenansicht einer alternativen Radfahrzeugvorrichtung 400. 5 ist eine Unteransicht der alternativen Radfahrzeugvorrichtung 400 von 4. Die alternative Radfahrzeugvorrichtung 400 umfasst zwei Antriebsbeine 440, die in diesem Beispiel hinter den Vorderrädern 410a angeordnet sind. Die Vorrichtung 400 umfasst ferner eine Batterie 420 und einen Drehmotor 415, die in Längsrichtung zwischen den Vorderrädern 410a und den Hinterrädern 410b angeordnet sind. Außerdem umfasst die Vorrichtung 400 eine exzentrische Last 460 außerhalb des Motors 415 (z. B. der Motor 305 und die externe exzentrische Last 310 von 3A), die größere seitliche Kräfte erzeugen kann als sie bei der Vorrichtung 100 von 1 existieren. Solche seitlichen Kräfte können gewöhnlich verursachen, dass sich die Vorrichtung weniger in einer geraden Linie bewegt und eine sprunghaftere Bewegung aufweist. Andere alternative Implementierungen sind auch möglich. Der Drehmotor kann beispielsweise eine Drehachse aufweisen, die zur Bewegungsrichtung der Vorrichtung senkrecht ist, und/oder der Drehmotor und die Batterie können nebeneinander angeordnet sein.
Ein durch Vibration angetriebenes Radfahrzeug wie z. B. die Vorrichtung 100 oder Vorrichtung 400 oder ein Fahrzeug mit einem anderen Antriebsmechanismus kann in Verbindung mit einem Fahrbahnsystem verwendet werden. Das Fahrbahnsystem kann modular sein und kann Komponenten umfassen, die (z. B. unter Verwendung von Verbindungselementen zusammengesteckt) in theoretisch jeglicher Konfiguration zusammengefügt werden können. Das Fahrbahnsystem kann Wände oder andere Vorsprünge zum Führen des Fahrzeugs entlang gerader und gekrümmter Wege umfassen. Außerdem können einige Vorsprünge oder Führungselemente selektiv positioniert werden, um verschiedene Verhaltensweisen (z. B. Abbiegen oder Geradeausfahren) zu bewirken. Das Fahrbahnsystem kann auch eingebaute Magnete umfassen, die verwendet werden können, um einen Reedschalter in den Fahrzeugen zu betätigen, um zu bewirken, dass die Fahrzeuge stoppen. Solche Magnete können selektiv näher zu oder weiter weg von den Fahrzeugen bewegt werden, die zum Magnet benachbart sind (z. B. oberhalb oder daneben), um solche Reedschalter selektiv zu betätigen oder zu deaktivieren. Die Komponenten des Fahrbahnsystems können eine oder mehrere Fahrspuren umfassen.
6 stellt eine perspektivische Unteransicht einer beispielhaften Fahrgestellanordnung 600 für ein durch Vibration angetriebenen Radfahrzeug dar. Die Anordnung 600 umfasst ein Fahrgestell 605, das dazu ausgelegt ist, einen Drehmotor 615 abzustützen, und umfasst ein Batteriegehäuse 620 (z. B. in das die Batterie von einer Oberseite eingesetzt und entfernt werden kann). Der Drehmotor 615 kann ein Ritzel 630 mit mehreren Zähnen drehen, das mit einem Zahnkranz 635 in Eingriff steht, der wiederum ein Gegengewicht 625 dreht. Das Gegengewicht 625 kann beispielsweise mit dem Zahnkranz 635 einteilig ausgebildet sein. Zwei Antriebsbeine 640 sind am Fahrgestell auf beiden Seiten des Gegengewichts 625 befestigt. Das Fahrgestell 605 umfasst ferner Achsenlöcher 645a und 645b für die Vorder- bzw. die Hinterachse. In der dargestellten beispielhaften Fahrgestellanordnung 600 dreht sich das Gegengewicht 625 auf derselben Achse wie das Vorderachsenloch 645a und kann sich folglich auf einer Achse drehen, die auch die Räder abstützt, obwohl die Räder nicht durch die Drehung des Gegengewichts 625 angetrieben werden können. In einigen Ausführungsformen ist das Massenzentrum des exzentrischen Teils des Gegengewichts im Wesentlichen auf die Mittellinie des Fahrzeugs ausgerichtet, um eine geradere Spurführung (d. h. Bewegung in einer im Allgemeinen geraden Richtung) zu erleichtern. Außerdem kann das Massenzentrum des Gegengewichts auch im Wesentlichen auf die Mittellinie des Fahrzeugs ausgerichtet sein, um die Erzeugung einer Tendenz, sich zur einen oder zur anderen Seite zu wenden, zu vermeiden.
7 ist eine perspektivische Unteransicht eines durch Vibration angetriebenen Radfahrzeugs 700. Das Fahrzeug 700 kann auf der in 6 gezeigten Fahrgestellanordnung 600 aufgebaut sein und umfasst Vorderräder 710a und Hinterräder 710b, eine Unterbodenabdeckung 750 und einen Schalter 735, der durch die Unterbodenabdeckung 750 vorsteht. Eine Aufhängungsstange 755 stützt die Vorderachse 745a ab und schwenkt um eine Achse, die durch einen vorderen Abschnitt der Aufhängungsstange bei 760 definiert ist, was ermöglicht, dass sich die Achse 745a in einem Schlitz 765 auf- und abbewegt. Diese Auf- und Abbewegung ermöglicht, dass die Vorderräder 710a den Kontakt mit einer Stützoberfläche aufrechterhalten, wenn die Antriebsbeine 740 gewöhnlich bewirken, dass das Fahrzeug 700 auf und abspringt. Ein vorderer Abschnitt 770 der Unterbodenabdeckung 750 begrenzt das Schwenken der Aufhängungsstange 755 an einem unteren Ende.
8 stellt eine Ausführungsform einer Aufhängungsstangenanordnung 800 dar. Die Anordnung 800 umfasst eine Aufhängungsstange 805, von der ein Abschnitt als Achse (wie bei 815 angegeben) für ein Paar von Rädern 810 dient.
9A–9B stellen ein mit Kappe versehenes Ende 900 einer Aufhängungsstange dar, die dazu ausgelegt ist, ein Rad (z. B. die Räder 810 von 8) auf der Achse zu halten.
10 stellt eine alternative Ausführungsform einer Aufhängungsstangenanordnung 1000 dar. Die Anordnung 1000 umfasst eine Aufhängungsstange 1005, von der ein Abschnitt als Achse (wie bei 1015 angegeben) für ein Paar von Rädern 1010 dient. In dieser Ausführungsform steht jedoch der Achsenabschnitt 1015 der Aufhängungsstange 1005 mit einem inneren Abschnitt eines Achsenlagers 1020 in Eingriff, das in ein Lagerloch der Räder 1010 passt.
11 stellt eine Ausführungsform von Rädern 1110 dar. Die Räder 110 umfassen eine nach innen gerichtete Verjüngung (wie bei 1115 angegeben), die eine Tendenz des durch Vibration angetriebenen Fahrzeugs, über niedrige Hindernisse zu springen, verringern kann.
12 stellt eine Seitenansicht einer durch Vibration angetriebenen Vorrichtung 1200 dar. Die Vorrichtung 1200, wie dargestellt, zeigt zwei alternative Konfigurationen des Antriebsbeins (der Antriebsbeine), einschließlich eines aufrechteren Antriebsbeins 1210 und eines abgewinkelteren oder geneigteren Antriebsbeins 1205. Unter Verwendung eines geneigteren Antriebsbeins 1205 kann die Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegung optimiert werden und die Menge an Springen kann verringert werden. Außerdem stellt 12 relative Positionen der Beinspitzen und des Radweges dar. Im Allgemeinen sollten die Beine 1205 oder 1210 eine Stützoberfläche in einem gewissen Abstand (wie bei 1215 angegeben, z. B. 0,5 mm) unter einer höchsten Position der Vorderräder berühren, und der gesamte Hub (wie bei 1220 angegeben) zwischen der höchsten Position der Vorderräder (wie gezeigt) und einer niedrigsten Position der Vorderräder (wie bei 1225 angegeben) sollte ausreichen, so dass die Räder den Kontakt mit einer Stützoberfläche aufrechterhalten, selbst wenn die Vorrichtung 1200 infolge eines Vibrationsmechanismus, der mit den Antriebsbeinen 1205 oder 1210 zusammenwirkt, springt. Für ein gegebenes Material muss es im Allgemeinen, wenn das Bein länger wird, weniger geneigt sein, um eine maximale Geschwindigkeit zu erreichen.
13 stellt eine alternative Ausführungsform einer durch Vibration angetriebenen Vorrichtung 1300 dar. Die Vorrichtung 1300 umfasst ein oder mehrere längere Antriebsbeine 1310, die mit dem Fahrgestell 1305 über einer oberen Kante des Rades verbunden sind. Solche längeren Antriebsbeine 1310 können helfen, die Geschwindigkeit zu erhöhen. Überdies erleichtert die Anordnung des Drehmotors 1315 über der Vorderachse auch die erhöhte Geschwindigkeit relativ zu einem Motor, der weiter hinten in der Vorrichtung angeordnet ist.
14 ist ein Beispielfahrbahnsystem 1400. Das Fahrbahnsystem 1400 kann mehrere Fahrbahnkomponenten umfassen, einschließlich gerader Fahrbahnkomponenten 1405, gekrümmter Fahrbahnkomponenten 1410, Dreiweg-Kreuzungskomponenten 1415 und Vierweg-Kreuzungskomponenten 1420. Jede Fahrbahnkomponente kann ein, zwei oder mehr Fahrspuren 1425 umfassen, die Seitenwände für zumindest einige Abschnitte umfassen können, um die Fahrzeuge 1430 zu lenken, die die Fahrspuren 1425 durchfahren. Dreiweg-Kreuzungskomponenten 1415 können Umlenkmerkmale 1435 umfassen, die in eine Seitenwand eingebaut sind und die bewirken, dass die Fahrzeuge 1430 abbiegen (z. B. nach links), wenn die Fahrzeuge 1430 in die Kreuzung einfahren und die Seitenwand erreichen, und zwar durch Lenken der Fahrzeuge 1430 entlang eines gekrümmten Vorsprungs in der Seitenwand (wie durch einen Pfeil 1436 angegeben). Die Kreuzungskomponenten 1415 und 1420 können Stoppmerkmale 1440 umfassen, die bewirken, dass die Fahrzeuge selektiv an der Kreuzung stoppen. Die Stoppmerkmale 1440 können beispielsweise Magnete 1445 verwenden, die unter den Fahrspuren gedreht oder unter den Fahrspuren angehoben oder abgesenkt werden können, um selektiv Reedschalter in den Fahrzeugen 1430 zu betätigen. Die Position der Magnete 1445 kann unter Verwendung von Steuerknöpfen oder tasten 1450 gesteuert werden. Die Kreuzungskomponenten 1415 und 1420 können ferner vertikale Ablenkervorsprünge 1455 umfassen, die unter Verwendung von Steuerknöpfen oder Hebeln 1460 selektiv gedreht werden können, um zu bewirken, dass die Fahrzeuge 1430 abbiegen oder gerade weiterfahren. Außerdem kann das Fahrbahnsystem spezialisierte Komponenten 1465 umfassen, die verwendet werden können, um die Fahrzeuge 1430 in eine oder mehrere sekundäre Fahrspuren abzulenken (z. B. Bereichstyp eines Boxenstopps oder einer Tankstelle), die auch Magnete umfassen können, die die Fahrzeuge 1430 stoppen, bis eine Taste 1470 gedrückt wird, um das Fahrzeug 1430 vom Magnetfeld freizugeben (d. h. durch Bewegen der Magnete weiter unter die sekundären Fahrspuren).
15 stellt eine Beispielkreuzungskomponente 1500 dar, die Stoppmerkmale umfasst. Die Stoppmerkmale können unter Verwendung eines drehbaren Rades 1505, das unter der Kreuzungskomponente 1500 verborgen ist und das Magnete 1510 umfasst, die am drehbaren Rad 1505 befestigt sind, implementiert werden. Das drehbare Rad 1505 kann unter Verwendung eines Knopfs 1515, der das drehbare Rad 1505 indirekt dreht (z. B. unter Verwendung eines Getriebemechanismus), gedreht werden, um die Magnete 1510 selektiv unter bestimmten Fahrspuren (d. h., um zu bewirken, dass die Fahrzeuge in diesen Fahrspuren stoppen) oder von den Fahrspuren weg zu positionieren (d. h. um zu bewirken, dass die Fahrzeuge frei durchfahren). Folglich können sich die Magnete 1510 um eine Achse senkrecht zur Oberfläche der Fahrbahnkomponente 1500 drehen, auf der sich die Fahrzeuge bewegen. Arretierungen können verwendet werden, um zu bewirken, dass das drehbare Rad in bestimmte Positionen tendiert. In einigen Implementierungen kann der Knopf 1515 einem Benutzer ermöglichen, das drehbare Rad 1505 nach unten zu schieben und es weit genug unter der Kreuzungskomponente 1500 zu verriegeln, so dass die Magnete 1510 Fahrzeuge in keiner Richtung behindern.
16 stellt eine alternative Stoppkomponente 1600 dar, die das Stoppen von Fahrzeugen erleichtert. Die alternative Stoppkomponente 1600 umfasst einen Knopf 1605 zum Drehen eines Magneten 1610, der mit dem Knopf 1605 durch einen Arm 1615 verbindet. Unter Verwendung des Knopfs 1605 kann der Magnet 1610 selektiv unter der Fahrspur (zum Stoppen von Fahrzeugen) oder von der Fahrspur weg (um Fahrzeuge durchfahren zu lassen) positioniert werden.
17 und 18 stellen eine beispielhafte Kreuzungskomponente 1700 mit drehbaren vertikalen Ablenkern 1705 zum selektiven Bewirken, dass Fahrzeuge abbiegen, dar. Die drehbaren vertikalen Ablenker 1705 können mit einem drehbaren Rad 1710 verbunden sein, das unter Verwendung eines Knopfs 1715 gedreht werden kann, der indirekt mit dem drehbaren Rad unter Verwendung eines Getriebemechanismus 1720 gekoppelt ist. Durch Drehen des Knopfs 1715 können die vertikalen Ablenker 1705 zwischen einer Position, die im Wesentlichen in derselben Ebene wie eine benachbarte Fahrspurwand 1725 liegt, und einer Ebene, die in einem schrägen Winkel zur benachbarten Fahrspurwand 1725 liegt, bewegt werden. Arretierungen können verwendet werden, um zu bewirken, dass die vertikalen Ablenker 1705 in gewünschte Positionen tendieren (z. B. um zu erleichtern, dass Fahrzeuge geradeaus fahren, oder um zu bewirken, dass ein Fahrzeug in eine Fahrspur mit einer anderen Richtung abbiegt).
19 stellt einen alternativen vertikalen Ablenker 1900 dar, der zwischen einer geraden Konfiguration und einer ein Abbiegen induzierenden Konfiguration manuell hin- und herbewegt werden kann. Wiederum können Arretierungen verwendet werden, um zu bewirken, dass der vertikale Ablenker 1900 in zwei oder mehr gewünschte Positionen tendiert.
In einigen Implementierungen kann ein Fahrbahnsystem Steigungen oder Gefälle umfassen. Durch Aufnehmen von Oberflächenmerkmalen auf der Fahrbahn, die zumindest im Wesentlichen verhindern, dass ein oder mehrere Antriebsbeine mit der Oberfläche in Kontakt kommen, ist es möglich zu ermöglichen, dass ein durch Vibration angetriebenes Radfahrzeug frei rollt (z. B. bergab).
20 stellt eine Querschnittsansicht einer Fahrbahnfahrspur 2000 dar, die eine Nut 2005 zwischen den Seitenwänden 2010 zum Verhindern, dass ein Antriebsbein einer durch Vibration angetriebenen Radvorrichtung (z. B. der Vorrichtung 100 von 1) mit der Fahrbahnoberfläche 2015 in Kontakt kommt, umfasst. Die Nut 2005 kann beispielsweise auf einem Hangfahrbahnabschnitt verwendet werden, um zu ermöglichen, dass die Vorrichtung frei rollt. Die Nut 2005 kann auch in kurzen Segmenten verwendet werden, um zu bewirken, dass die Fahrzeuge verlangsamen.
Als Alternative kann eine flache Oberfläche anstelle einer Nut 2005 verwendet werden, um zu ermöglichen, dass die Vorrichtung frei rollt, wenn ein kürzeres Antriebsbein der Vorrichtung verwendet wird. In einem solchen Fall können Abschnitte der Fahrbahn ein erhabenes Merkmal umfassen, das mit dem Antriebsbein in Eingriff kommt, um zu ermöglichen, dass das Antriebsbein die Vorrichtung antreibt.
21 stellt eine Querschnittsansicht einer Fahrbahnfahrspur 2100 dar, die ein erhabenes Merkmal 2105 zwischen den Seitenwänden 2110 zum Eingriff mit einem Antriebsbein einer durch Vibration angetriebenen Radvorrichtung (z. B. der Vorrichtung 100 von 1) umfasst, während die Räder auf der Fahrbahnoberfläche 2115 rollen. Das erhabene Merkmal 2105 kann auf Abschnitten der Fahrbahn verwendet werden, auf denen Fahrzeuge sich selbst unter Verwendung von einem oder mehreren Antriebsbeinen antreiben können.
22 ist eine Stirnansicht eines Fahrbahnabschnitts 2200. Der Fahrbahnabschnitt 2200 umfasst Fahrspuren 2205, die durch Seitenwände 2210 und einen Mittellinienhöcker 2215 definiert sind. Der Mittellinienhöcker 2215 kann verwendet werden, um eine Fahrspurnutzung von Fahrzeugen, die die Fahrbahn durchfahren, zu managen. Der Mittellinienhöcker 2215 kann hoch genug sein, um die Fahrzeuge gewöhnlich in einer speziellen Fahrspur zu halten, aber niedrig genug, um zu ermöglichen, dass die Fahrzeuge gelegentlich in die andere Fahrspur einscheren (z. B. wenn Kollisionen auftreten oder wenn sich das Fahrzeug dem Mittellinienhöcker 2215 in einem ausreichenden Winkel nähert).
23 ist eine Stirnansicht eines alternativen Fahrbahnabschnitts 2300. Der Fahrbahnabschnitt 2300 umfasst Fahrspuren 2305, die durch Seitenwände 2310 und eine erhöhte Mittellinie 2315 definiert sind. Folglich neigt sich jede Fahrspur 2305 von der erhöhten Mittellinie 2315 in Richtung der jeweiligen Seitenwand 2310. Die erhöhte Mittellinie 2315 kann verwendet werden, um die Fahrspurnutzung von Fahrzeugen, die die Fahrbahn durchfahren, zu managen. Die erhöhte Mittellinie 2315 kann hoch genug sein, um Fahrzeuge gewöhnlich in einer speziellen Fahrspur zu halten, aber niedrig genug, um zu ermöglichen, dass die Fahrzeuge in die andere Fahrspur in zumindest einigen Situationen einscheren.
24 ist eine perspektivische Ansicht eines geraden Fahrbahnabschnitts 2400. Der Fahrbahnabschnitt umfasst ein Strichmuster von Mittellinienhöckern 2415 zwischen den Fahrspuren 2405. Das Strichmuster hält die Fahrzeuge gewöhnlich in ihren Fahrspuren auf geraden Fahrbahnabschnitten, schafft jedoch eine gewisse Fähigkeit, gelegentlich in die andere Fahrspur einzuscheren. Überdies dient das Strichmuster dem Zweck des Ermöglichens, dass die Fahrzeuge leichter Fahrspurwechsel (oder eine Rückkehr zur ursprünglichen Fahrspur) durchführen, wenn die Fahrzeuge beginnen, die Mittellinie zu überqueren. Insbesondere können die Räder auf einer Seite und/oder die Hinterräder des Fahrzeugs leichter durch die Lücken im Strichmuster rutschen, um zu ermöglichen, dass das Fahrzeug einen Fahrspurwechsel durchführt.
25 ist eine perspektivische Ansicht eines gekrümmten Fahrbahnabschnitts 2500. Der gekrümmte Fahrbahnabschnitt 2500 umfasst einen durchgezogenen Mittellinienhöcker 2515 zwischen den Fahrspuren 2505. Der durchgezogene Mittellinienhöcker 2515 schafft ein besseres Fahrspurmanagement, insbesondere an der inneren Fahrspur der Kurve, um zu verhindern, dass Fahrzeuge in die andere Fahrspur einscheren. In einigen Ausführungsformen kann ein im Wesentlichen kontinuierlicher Mittelinienhöcker 2515 verwendet werden, beispielsweise um es zu erleichtern, zu ermöglichen, dass Fahrzeuge, die die Mittellinie teilweise überquert haben, die Überquerung vollenden oder sich in die ursprüngliche Fahrspur zurückbewegen.
26 ist ein Beispiel eines Fahrzeugs 2605 auf einem Fahrbahnabschnitt 2600. Der Fahrbahnabschnitt 2600 umfasst einen Hauptfahrbahnabschnitt 2610 und einen modularen Anbau 2615, der sich an eine Nut (wie bei 2620) im Hauptfahrbahnabschnitt 2610 anklemmt. Der modulare Anbau kann einen Magneten 2625 benachbart zu einer Seitenwand 2630 des Hauptfahrbahnabschnitts 2610 umfassen. Der Magnet 2625 kann ein Magnetfeld erzeugen, das mit einem Reedschalter 2635 im Fahrzeug 2605 zusammenwirkt und bewirkt, dass Leistung für einen Antriebsmechanismus (z. B. Drehmotor 115 von 1) unterbrochen wird, was wiederum bewirken kann, dass das Fahrzeug 2605 stoppt. Der Magnet 2625 kann (z. B. durch einen manuellen oder automatisierten Hebel oder Schalter) von der in 26 gezeigten Position weg gedreht oder bewegt werden (z. B. nach oben oder zu einer Seite), so dass das Magnetfeld nicht mehr mit dem Reedschalter zusammenwirkt, was ermöglicht, dass die Leistung für den Antriebsmechanismus wieder angelegt wird, was wiederum bewirken kann, dass das Fahrzeug 2605 wieder beginnt sich zu bewegen.
In einer alternativen Ausführungsform kann der Schalter 2635 anstelle der Verwendung von Magneten und eines Reedschalters einen Photodetektor umfassen, der Markierungen auf einer Oberfläche des Fahrbahnabschnitts 2600 detektiert oder der anderweitig auf Eigenschaften von Licht in einer Nähe des Fahrzeugs 2605 reagiert. Die Markierungen können beispielsweise Linien mit veränderlichen Breiten umfassen, so dass, wenn der Photodetektor eine Linie detektiert, über das sich das Auto bewegt, der Schalter 2635 die Leistung vom Motor wegnehmen kann. Folglich können solche Markierungen verwendet werden, um zu bewirken, dass das Fahrzeug 2605 stoppt. Außerdem können relativ schmale Linien verwendet werden, um zu bewirken, dass das Fahrzeug 2605 verlangsamt, und zwar durch abwechselndes Abschalten des Motors, wenn sich das Fahrzeug 2605 über eine schmale Linie bewegt, und Ermöglichen, dass der Motor einschaltet, wenn das Moment das Fahrzeug 2605 über die schmale Linie bewegt. Breitere Linien können verwendet werden, um zu bewirken, dass das Fahrzeug 2605 vollständig stoppt. Eine allmähliche Verbreiterung der Linien kann ferner verwendet werden, um zu bewirken, dass das Fahrzeug allmählicher bis zu einem Stopp verlangsamt. Andere Typen von Markierungen als Linien können auch verwendet werden. Die Linien oder Markierungen können eine andere Farbe aufweisen als andere Oberflächen der Fahrbahn oder können ein anderes Reflexionsvermögen aufweisen (z. B. wenn der Photodetektor ausreichend empfindlich ist, um den Unterschied zwischen reflektiertem Licht, wenn das Fahrzeug 2605 über die Markierungen fährt, zu detektieren). Der Photodetektor kann auch gegen entweder Umgebungsbeleuchtungsbedingungen empfindlich sein oder kann sich auf aktive Beleuchtungsmerkmale, die im Fahrbahnabschnitt 2600 enthalten sind, verlassen.
Verschiedene Muster von Markierungen auf einer Fahrbahnoberfläche können auch verwendet werden, um verschiedene Handlungen durch das Fahrzeug 2605 zu verursachen. Ein Prozessor, der im Fahrzeug 2605 enthalten ist, kann beispielsweise Daten vom Photodetektor empfangen, wenn der Photodetektor Markierungen auf einer Fahrbahnoberfläche erfasst, und der Prozessor kann dazu programmiert sein, verschiedene Reaktionshandlungen zu bewirken. Eine Sequenz von gleich beabstandeten Linien kann beispielsweise bewirken, dass das Fahrzeug 2605 allmählich verlangsamt, eine durchgezogene breite Linie kann bewirken, dass das Fahrzeug 2605 stoppt, eine Sequenz von Linien, die in Paaren gruppiert sind, kann bewirken, dass das Fahrzeug 2605 nach rechts abbiegt, und eine Sequenz von Linien, die in Dreiergruppen gruppiert sind, kann bewirken, dass das Fahrzeug 2605 nach links abbiegt. Alternativ können verschiedene Farben verwendet werden, um verschiedene Handlungen zu bewirken. Als weitere Alternative kann das Fahrzeug 2605 zwei oder mehr Photodetektoren umfassen, die seitlich beabstandet sind, und die Handlung kann davon abhängen, welche(r) Photodetektor(en) Markierungen auf einer Oberfläche detektiert (detektieren). Das Abbiegen kann unter Verwendung einer beliebigen geeigneten Technik, einschließlich auf dem Fachgebiet bekannter Techniken, erreicht werden.
27 stellt einen Fahrbahnabschnitt 2700 mit einem Hauptfahrbahnabschnitt 2710 und einem Stoppschildanbau 2715 dar. Wenn ein Fahrzeug mit einem Reedschalter sich nahe dem Stoppschildanbau 2715 bewegt, kann ein Magnet 2725 bewirken, dass der normalerweise geschlossene Reedschalter im Fahrzeug sich öffnet, wodurch der Motor im Fahrzeug ausgeschaltet wird, was bewirkt, dass das Fahrzeug stoppt. Der Magnet 2725 kann mit einer Basis eines Stoppschildes 2740 gekoppelt sein. Durch Drehen des Stoppschildes 2740 nach unten, wie bei 2745 angegeben, oder um eine Achse des Stoppschildmasts, wie bei 2750 angegeben, kann der Magnet 2725 in einer Weise bewegt werden, die ermöglicht, dass sich der Reedschalter wieder schließt, was ermöglicht, dass der Motor einschaltet und das Fahrzeug beginnt sich zu bewegen. Das Bewegen des Stoppschildes 2740 in die in der Figur gezeigte Position zurück, kann erneut bewirken, dass Fahrzeuge, die sich dem Stoppschildanbau 2715 nähern, wiederum stoppen. Als Alternative kann der Magnet 2725 unter dem Fahrbahnabschnitt 2710 angeordnet sein und die Drehung oder Bewegung des Stoppschildes 2740 kann bewirken, dass der Magnet vom Fahrbahnabschnitt 2710 weggleitet oder sich wegdreht. Andere Techniken zum Bewirken, dass Fahrzeuge selektiv stoppen, können auch verwendet werden. Wie vorstehend erörtert, kann das Fahrzeug beispielsweise einen Photodetektor umfassen, der Muster oder Markierungen auf der Oberfläche des Fahrbahnabschnitts 2700 detektiert. Die Drehung oder Bewegung des Stoppschildes 2740 in einer ersten Richtung oder in eine erste Position kann bewirken, dass Muster oder Markierungen in eine Position unter einer Fahrspur der Fahrbahn bewegt werden oder anderweitig unter dieser aufgedeckt werden, während eine Drehung oder Bewegung in einer zweiten Richtung oder in eine zweite Position bewirken kann, dass die Muster oder Markierungen von der Fahrspur wegbewegt oder anderweitig verborgen werden.
28A ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrbahnabschnitts 2800 mit einem Hauptfahrbahnabschnitt 2810 und einem Mautstellenanbau 2815. 28B ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrbahnabschnitts mit einem Hauptfahrbahnabschnitt mit Fahrspursteuermarkierungen 2850 und einem Mautstellenanbau. 28C ist eine perspektivische Ansicht des Fahrbahnabschnitts von 28B, wobei die Fahrspursteuermarkierungen verborgen sind (wie bei 2855 angegeben). 29 ist eine Vorderansicht des Fahrbahnabschnitts 2800. Der Mautstellenanbau 2815 kann eine drehbare Mautschranke 2840 umfassen, die an einem Magneten ähnlich zum Magneten 2727 von 27 befestigt sein kann. Die Mautschranke 2840 kann hin und her gedreht werden (z. B. durch Drehen des Mautstellenschildes auf dem Dach der Mautstelle) zwischen einer geschlossenen Position, wie in 28A gezeigt, in der der Magnet bewirkt, dass ein Reedschalter im Fahrzeug 2805 sich öffnet und die Leistung für den Fahrzeugmotor unterbricht (oder ein Muster auf der Fahrbahn bewirkt, dass ein Photodetektor die Leistung für den Motor unterbricht), und einer offenen Position, wie in 29 gezeigt, in der dem Reedschalter ermöglicht ist, sich zu schließen (oder ein Muster auf der Fahrbahn zum Ändern oder Verbergen) und Leistung an den Fahrzeugmotor erneut anzulegen. Der Mautstellenanbau 2815 und die Mautschranke 2840 können folglich in einer Weise ähnlich zum Stoppschildanbau 2715 und zum Stoppschild 2740 von 27 arbeiten. Die Anbauten 2715 und 2815 (oder andere ähnliche Anbauten, die Magnete umfassen) oder andere Anbauten (z. B. ohne Magnete) können dazu ausgelegt sein, an geraden Fahrbahnabschnitten (z. B. wie in 24 gezeigt) oder gekrümmten Fahrbahnabschnitten (z. B. wie in 25 gezeigt) zu befestigen, und können selektiv irgendwo entlang einer gesamten Fahrbahnanordnung (z. B. Fahrbahnsystem 1400 von 14) befestigt werden.
Als Alternative zur Verwendung von Magneten, um einen Reedschalter zu betätigen, kann ein Mechanismus, der Muster ändert, die auf der Fahrbahnoberfläche erscheinen, verwendet werden, wie in 28B–C dargestellt. 28B umfasst Fahrspurmarkierungen 2850, die durch ein Fahrzeug in der Fahrspur (z. B. unter Verwendung eines Photodetektors an der Unterseite des Fahrzeugs) detektiert werden können, um die Leistung für den Motor abzuschalten, wenn die Markierungen 2850 detektiert werden, und um die Leistung an den Motor bei Abwesenheit der Markierungen 2850 wieder anzulegen. Wenn ein Fahrzeug über den intermittierenden Abschnitt der Markierungen 2850 fährt, kann der Motor folglich abwechselnd aus und eingeschaltet werden, um das Fahrzeug zu verlangsamen. Wenn das Fahrzeug über den durchgezogenen Abschnitt der Fahrspurmarkierungen 2850 fährt, kann das Fahrzeug dann zu einem Stopp gebracht werden, da die Leistung vom Motor für eine längere Dauer weggenommen wird. Die Fahrspurmarkierungen 2850 können derart konfiguriert sein, dass sie selektiv entfernt oder verborgen werden können (wie bei 2855 in 28C gezeigt). Durch Verbergen der Fahrspurmarkierungen kann bewirkt werden, dass Fahrzeuge selektiv entweder stoppen oder den Fahrbahnabschnitt 2800 durchfahren, ohne dass sie behindert werden. Wenn sich beispielsweise die Mautschranke 2840 in einer geschlossenen Position befindet (wie in 28B gezeigt), können die Fahrspurmarkierungen 2850 freigelegt sein, was bewirken kann, dass ein Fahrzeug in der Fahrspur stoppt. Wenn sich die Mautschranke 2840 in einer offenen Position befindet (wie in 28C gezeigt), können die Fahrspurmarkierungen 2850 verborgen sein (wie bei 2855 angegeben), was bewirken kann, dass ein Fahrzeug in der Fahrspur mit geringer oder keiner Verlangsamung weiter fährt. Die Mautschranke 2840 kann folglich einen Mechanismus zum Bewirken, dass die Fahrspurmarkierungen 2850 auf der Basis einer Position der Mautschranke 2840 freigelegt oder verborgen werden, steuern. In einigen Ausführungsformen kann der Hauptfahrbahnabschnitt 2810 so vorkonstruiert sein, dass er selektiv freilegbare Fahrspurmarkierungen 2850 umfasst, so dass, wenn ein Mautstellenanbau 2815 mit der Fahrspur verbunden ist, die Fahrspurmarkierungen selektiv freigelegt oder verborgen werden können. In anderen Ausführungsformen können der Hauptfahrbahnabschnitt 2810 und der Mautstellenanbau als einzelne Komponente konstruiert sein. Die Fahrspurmarkierungen 2850 können beispielsweise eine aktive Beleuchtung, die die Farbe eines Bereichs der Fahrspur ändert, oder eine Gleitoberfläche, die in Reaktion auf die Position der Mautschranke 2840 in die und aus der Sicht gleitet, umfassen. Andere Mechanismen zum Freilegen und Verbergen der Fahrspurmarkierungen 2850 können auch verwendet werden.
30 ist eine perspektivische Ansicht eines Kreuzungsfahrbahnabschnitts 3000. Der Kreuzungsfahrbahnabschnitt 3000 umfasst Schlitze 3005, die verwendet werden können, um modulare Anbauten (z. B. Anbauten 2715 oder 2815) zu befestigen, die verwendet werden können, um den Verkehr zu steuern. Stoppschildanbauten 2715 können beispielsweise an vier verschiedenen Stellen um den Kreuzungsfahrbahnabschnitt 3000 angeordnet sein, um einem Benutzer zu ermöglichen, selektiv zu bewirken, dass Fahrzeuge an der Kreuzung stoppen.
31 ist eine perspektivische Ansicht eines alternativen Kreuzungsfahrbahnabschnitts 3100. Der alternative Kreuzungsfahrbahnabschnitt 3100 umfasst eine drehbare Scheibe 3110 unterhalb der Fahrbahnoberfläche, die Magnete 3125 umfasst, die selektiv unterhalb Fahrspuren der Kreuzung angeordnet werden können, um zu bewirken, dass Fahrzeuge an der Kreuzung stoppen. Die drehbare Scheibe 3110 kann manuell unter Verwendung eines Hebels 3120 gedreht werden. Die Magnete 3125 können derart angeordnet sein, dass Fahrzeuge auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Kreuzung gestoppt werden, während ermöglicht wird, dass sich Querverkehr ohne Stoppen über die Kreuzung bewegt, während das Drehen der Scheibe 3110 bewirken kann, dass der Querverkehr stoppt, während ermöglicht wird, dass sich die zwei gegenüberliegenden Seiten über die Kreuzung bewegen. In einigen Ausführungsformen können die Magnete (ob an einer Drehscheibe, einem Stoppschildanbau, einem Mautstellenanbau oder irgendeinem anderen Anbau befestigt) unter Verwendung eines automatisierten Steuersystems bewegt werden. Alternativ kann die Drehung der drehbaren Scheibe 3110 bewirken, dass Muster abwechselnd unter und weg von einer oder mehreren Fahrspuren des Fahrbahnabschnitts 3100 bewegt werden oder abwechselnd aufgedeckt und verborgen werden.
32 ist eine perspektivische Ansicht eines Parkplatzfahrbahnabschnitts 3200. Magnete, die unter Parkplätzen 3205 angeordnet sind, können die Motoren der Fahrzeuge in den Parkplätzen 3205 ausschalten, bis das Fahrzeug entweder in die Verkehrsfahrspuren 3215 geschoben wird oder der Magnet unter Verwendung eines manuellen oder automatisierten Steuermechanismus bewegt wird. Eine Leiste 3210 kann ferner helfen, vorbeifahrende Fahrzeuge davon abzuhalten, in Richtung von Fahrzeugen in den Parkplätzen 3205 abzudrehen und diese zu stören.
33 ist ein Ablaufdiagramm eines Prozesses 3300 zum Induzieren einer Bewegung eines Spielzeugfahrzeugs mit einem Vibrationsantrieb. Die Vibration eines Spielzeugfahrzeugs wird induziert (bei 3305), um zu bewirken, dass sich das Spielzeugfahrzeug unter Verwendung von einem oder mehreren Antriebsansätzen, die mit einer ersten Oberfläche einer Fahrbahn in Kontakt stehen, und Rädern, die mit der Fahrbahn in Kontakt stehen, bewegt. Dem Spielzeugfahrzeug wird ermöglicht, auf der Basis einer zweiten Oberfläche der Fahrbahn auf den Rädern zu rollen (bei 3310), die dazu ausgelegt ist, einen Kontakt mit dem einen oder den mehreren Antriebsansätzen auszuschließen. Das Fahrzeug wird unter Verwendung eines mit der Fahrbahn verbundenen Magneten gestoppt (bei 3315). Der Magnet bewirkt beispielsweise eine Betätigung eines Reedschalters, der eine Batterie mit einem Motor des Fahrzeugs verbindet, was die Vibration des Spielzeugfahrzeugs stoppt.
Folglich wurden spezielle Ausführungsformen des Gegenstandes beschrieben. Andere Ausführungsformen liegen innerhalb des Schutzbereichs der folgenden Ansprüche.

Claims

Spielzeugfahrzeug, das Folgendes umfasst: eine Batterie; mehrere Räder, wobei mindestens ein Rad dazu ausgelegt ist, mit einer Oberfläche in Kontakt zu stehen und auf dieser zu rollen; einen Vibrationsmechanismus, der mit der Batterie verbunden ist; und ein oder mehrere Antriebsbeine und/oder mehrere Borsten, wobei die durch den Vibrationsmechanismus verursachte Vibration bewirkt, dass das eine oder die mehreren Antriebsbeine oder die mehreren Borsten das Fahrzeug über die Oberfläche bewegen.
Spielzeugfahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Vibrationsmechanismus einen Motor und ein Gegengewicht umfasst, das so ausgelegt ist, dass es durch den Motor in Schwingung versetzt wird.
Spielzeugfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei das mindestens eine Antriebsbein in Richtung eines hinteren Endes des Fahrzeugs gekrümmt ist.
Spielzeugfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner ein Paar von Antriebsbeinen umfasst, die in Richtung eines Vorderendes des Fahrzeugs angeordnet sind und innerhalb eines Paars von Vorderrädern seitlich beabstandet sind.
Spielzeugfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Antriebsbein aus einem Gummimaterial, Elastomer oder thermoplastischen Elastomer konstruiert ist.
Spielzeugfahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Vibrationsmechanismus einen Drehmotor und ein Gegengewicht umfasst, das so ausgelegt ist, dass es durch den Drehmotor gedreht wird, wobei das Gegengewicht so ausgelegt ist, dass es um eine Achse senkrecht zu einer Richtung, in der das Fahrzeug ausgelegt ist sich zu bewegen, und parallel zu einer Oberfläche, die das Fahrzeug abstützt, gedreht wird.
Spielzeugfahrzeug nach Anspruch 1 oder 6, wobei ein Massenzentrum des Gegengewichts im Wesentlichen auf eine Längsmittelinie des Fahrzeugs ausgerichtet ist.
Spielzeugfahrzeug nach einem der Ansprüche 1, 6 oder 7, wobei das Gegengewicht nahe einer Vorderachse des Fahrzeugs liegt, die ein Paar von Vorderrädern abstützt.
Spielzeugfahrzeug nach einem der Ansprüche 1, 2, 6, 7 oder 8, wobei der Motor eine Drehachse senkrecht zu einer Richtung, in der das Fahrzeug ausgelegt ist sich zu bewegen, und parallel zu einer Oberfläche, die das Fahrzeug abstützt, umfasst, und der Motor dazu ausgelegt ist, sich von der rechten Seite des Fahrzeugs betrachtet in einer Richtung im Uhrzeigersinn zu drehen.
Spielzeugfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeug ein Fahrgestell umfasst, wobei der Vibrationsmechanismus, die Batterie, der Schalter und mindestens ein Antriebsbein mit dem Fahrgestell verbunden sind, wobei das Fahrgestell Löcher zum Aufnehmen von Achsen für die Räder umfasst und wobei eines oder mehrere der Löcher zum Aufnehmen einer Achse geschlitzt sind, um zu ermöglichen, dass sich eine entsprechende Achse vertikal bewegt, wenn das Spielzeugfahrzeug springt.
Spielzeugfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Längsversatz zwischen einer Beinspitze und einer Beinbasis des mindestens einen Antriebsbeins und ein vertikaler Versatz zwischen der Beinspitze und der Beinbasis des mindestens einen Antriebsbeins einen Winkel von ungefähr vierzig Grad relativ zu einer vertikalen Ebene bilden, die zu einer Längsabmessung des Fahrzeugs senkrecht ist.
Spielzeugfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Umfangsoberfläche von mindestens einem der mehreren Räder von einer Außenkante des Rades weg kleiner verjüngt ist.
Spielzeugfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner einen Schalter umfasst, der so ausgelegt ist, dass er durch einen Magneten benachbart zum Fahrzeug betätigt wird.
Spielzeugfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner einen Photodetektor umfasst, der so ausgelegt ist, dass er durch eine Eigenschaft von Licht in einer Nähe des Fahrzeugs betätigt wird.
Spielzeugfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Vibrationsmechanismus einen Drehmotor und ein Gegengewicht umfasst, das so ausgelegt ist, dass es durch den Drehmotor gedreht wird, wobei das Gegengewicht so ausgelegt ist, dass es um eine Achse senkrecht zu einer Richtung, in der das Fahrzeug ausgelegt ist sich zu bewegen, und parallel zu einer Oberfläche, die das Fahrzeug abstützt, gedreht wird.
Autonomes Spielzeugfahrzeug, das Folgendes umfasst: einen Motor, der dazu ausgelegt ist, eine Bewegung des autonomen Fahrzeugs zu induzieren; eine Batterie; einen Schalter, der dazu ausgelegt ist, auf der Basis der Detektion einer Anwesenheit einer physikalischen Eigenschaft in einer Nähe des Fahrzeugs die Batterie mit dem Motor zu verbinden oder die Batterie vom Motor zu trennen; und mehrere Räder.
Spielzeugfahrzeug nach Anspruch 16, wobei der Schalter einen Reedschalter umfasst und die physikalische Eigenschaft ein Magnetfeld umfasst.
Spielzeugfahrzeug nach Anspruch 16 oder 17, wobei der Schalter einen Photodetektor umfasst und die physikalische Eigenschaft sich auf eine Eigenschaft von Licht bezieht.
Spielzeugfahrzeug nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei der Schalter dazu ausgelegt ist, ein Funksignal zu empfangen und die physikalische Eigenschaft ein Funksignal umfasst.
Spielzeugfahrzeug nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei der Schalter einen Berührungssensor umfasst und die physikalische Eigenschaft einen Kontakt umfasst, der dazu ausgelegt ist, mit dem Berührungssensor in Eingriff zu kommen.
Fahrbahnsystem für ein Spielzeugfahrzeug, das Folgendes umfasst: mindestens eine Kreuzungskomponente mit mehreren Verbindungselementen, die dazu ausgelegt sind, die Kreuzungskomponente mit mindestens einer anderen Fahrbahnkomponente zu verbinden, wobei jede der Komponenten mindestens eine Fahrspur umfasst und die Kreuzungskomponente einen Magneten umfasst, der selektiv zwischen mindestens einer ersten Stelle benachbart zu einer ersten Fahrspur und einer zweiten Stelle, die entweder eine zurückgezogene Position oder eine zweite Stelle benachbart zu einer zweiten Fahrspur definiert, beweglich ist.
Fahrbahnsystem nach Anspruch 21, wobei der Magnet dazu ausgelegt ist, einen Schalter zu betätigen, der in einem Spielzeugfahrzeug enthalten ist, wenn sich das Spielzeugfahrzeug auf der ersten Fahrspur bewegt, wenn sich der Magnet an der ersten Stelle befindet.
Fahrbahnsystem nach Anspruch 21 oder 22, wobei der Magnet so ausgelegt ist, dass er sich um eine Achse senkrecht zu einer Oberfläche dreht, auf der sich das Spielzeugfahrzeug bewegt.
Fahrbahnsystem für ein Spielzeugfahrzeug, das Folgendes umfasst: eine oder mehrere gerade Fahrbahnkomponenten mit Seitenwänden und mehreren Fahrspuren, die durch eine gestrichelte erhabene Mittellinie definiert sind und dazu ausgelegt sind zu bewirken, dass Fahrzeuge, die eine der Fahrspuren entlang fahren, gewöhnlich innerhalb der Fahrspur bleiben.
Fahrbahnsystem nach Anspruch 24, das ferner Folgendes umfasst eine oder mehrere gekrümmte Fahrbahnkomponenten mit Seitenwänden und einer im Wesentlichen kontinuierlichen erhabenen Mittellinie, die dazu ausgelegt sind zu bewirken, dass Fahrzeuge, die eine der Fahrspuren entlang fahren, gewöhnlich innerhalb der Fahrspur bleiben, wenn sich die Fahrzeuge durch die Kurve bewegen, wobei jede der geraden Fahrbahnkomponenten Verbindungselemente umfasst, die dazu ausgelegt sind, die Fahrbahnkomponente mit mindestens einer anderen Fahrbahnkomponente zu verbinden.
Fahrbahnsystem nach Anspruch 24 oder 25, wobei die gestrichelte erhabene Mittellinie und die im Wesentlichen kontinuierliche erhabene Mittellinie durch eine Aufwärtsneigung definiert sind, die zumindest an einer Kante der Fahrspur liegt.
Fahrbahnsystem nach einem der Ansprüche 24 bis 26, wobei die gestrichelte erhabene Mittellinie und die im Wesentlichen kontinuierliche erhabene Mittellinie durch einen vertikalen Vorsprung mit im Wesentlichen vertikalen Seiten an einer Kante der Fahrspur definiert sind.
Fahrbahnsystem für ein Spielzeugfahrzeug, das Folgendes umfasst: einen Anbau für eine Fahrbahnkomponente, wobei die Fahrbahnkomponente eine oder mehrere Fahrspuren umfasst und dazu ausgelegt ist, mit einer oder mehreren anderen Fahrbahnkomponenten zu verbinden, und der Anbau einen Signalerzeugungsmechanismus umfasst, der dazu ausgelegt ist, selektiv ein Signal in einer Nähe einer Fahrspur der Fahrbahnkomponente benachbart zum Anbau zu erzeugen, und das Signal dazu ausgelegt ist, einen Schalter in einem Fahrzeug zu betätigen, das sich in der Fahrspur befindet, wobei die Betätigung des Schalters so ausgelegt ist, dass sie bewirkt, dass Leistung von einer Batterie im Fahrzeug von einem Motor im Fahrzeug weggenommen wird.
Fahrbahnsystem nach Anspruch 28, wobei der Signalerzeugungsmechanismus einen Magneten umfasst, der selektiv zwischen mindestens einer ersten Stelle benachbart zu einer ersten Fahrspur und einer zweiten Stelle, die eine zurückgezogene Position definiert, beweglich ist, wobei der Magnet dazu ausgelegt ist, mit einem Schalter im Fahrzeug zusammenzuwirken, wenn sich der Magnet an der ersten Stelle befindet, um zu bewirken, dass Leistung von der Batterie vom Motor weggenommen wird.
Fahrbahnsystem nach Anspruch 28 oder 29, wobei der Signalerzeugungsmechanismus selektiv ein optisches Signal erzeugt, das dazu ausgelegt ist, mit einem optischen Sensor im Fahrzeug zusammenzuwirken, wenn sich das Fahrzeug in einer ersten Fahrspur benachbart zum Signalerzeugungsmechanismus befindet, um zu bewirken, dass Leistung von der Batterie vom Motor weggenommen wird.
Fahrbahnsystem nach einem der Ansprüche 28 bis 30, wobei der Signalerzeugungsmechanismus selektiv ein Funksignal erzeugt, das dazu ausgelegt ist, mit einem Funksensor im Fahrzeug zusammenzuwirken, wenn sich das Fahrzeug in einer ersten Fahrspur benachbart zum Signalerzeugungsmechanismus befindet, um zu bewirken, dass Leistung von der Batterie vorn Motor weggenommen wird.
Fahrbahnsystem für ein Spielzeugfahrzeug, das Folgendes umfasst: einen Anbau für eine Fahrbahnkomponente, wobei die Fahrbahnkomponente eine oder mehrere Fahrspuren umfasst und dazu ausgelegt ist, mit einer oder mehreren anderen Fahrbahnkomponenten zu verbinden, und der Anbau dazu ausgelegt ist, selektiv in Abhängigkeit von einer Position eines im Anbau enthaltenen Schalters einen manuellen Schalter im Fahrzeug zu aktivieren, wenn sich das Fahrzeug in einer ersten Fahrspur benachbart zum Anbau befindet, um zu bewirken, dass Leistung von der Batterie vom Motor weggenommen wird.
Fahrbahnsystem für ein Spielzeugfahrzeug, das Folgendes umfasst: eine Fahrbahnkomponente mit einer oder mehreren Fahrspuren für autonome Fahrzeuge und einem oder mehreren Parkplätzen für die Fahrzeuge, wobei die Fahrbahnkomponente dazu ausgelegt ist, mit einer oder mehreren anderen Fahrbahnkomponenten zu verbinden, und die Fahrbahnkomponente einen Magneten benachbart zu jedem des einen oder der mehreren Parkplätze umfasst, wobei der Magnet dazu ausgelegt ist, mit einem Schalter im Fahrzeug zusammenzuwirken, wenn sich das Fahrzeug in einem entsprechenden Parkplatz befindet, um zu bewirken, dass Leistung von der Batterie vom Motor weggenommen wird.
Fahrbahnsystem nach Anspruch 33, wobei jeder des einen oder der mehreren Parkplätze ferner mindestens eine Seitenwand und eine Leiste mit niedrigerem Profil, die den Parkplatz von einer Fahrspur der Fahrbahnkomponente trennt, umfasst.