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TECHNISCHER
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft allgemein ferngesteuerte Spielzeuge, insbesondere
ferngesteuerte Spielskateboards.
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Der
Skateboard-Sport ist als erholsame Tätigkeit für normal geübte Leute und als Wettkampfsport
für außergewöhnlich geübte Personen mit
Unterhaltungswert für
die Zuschauer zunehmend populär
geworden. Demzufolge wurden verschiedene Arten von Spielskateboards
vorgeschlagen. Solche Skateboards reichen von einfachen Spielskateboards
mit befestigten Modellfiguren zum Aufziehen, wie im US-Patent 4,836,819
(Oishi et al.) offenbart, bis zu fortschrittlicheren funkgesteuerten
Spielskateboards mit Modellfiguren, die zu einem gewissen Grad gesteuert
werden können,
um Körperbewegungen
bei Skateboardmanövern
und -kunststücken nachzubilden,
wie im US-Patent 6,074,271 (Derrah) offenbart. Das von Derrah offenbarte
Skateboard umfasst bewegliche Batteriepacks, veränderbare Motorpositionen und
austauschbare Radgewichte, um zum Anpassen an das Ausführen verschiedener
Manöver unterschiedliche
Schwerpunkte zu ermöglichen.
Das Einstellen solcher Teile kann zeitraubend sein und zu unvorhersehbarem
Verhalten führen.
Außerdem
gibt das Skateboard von Derrah keinen Steuermechanismus an, obwohl
es einen Antriebsmechanismus umfasst. Daher kann das Skateboard
nur, wie beim echten Skateboard, durch Körperbewegung der Modellfigur
manövriert
und weniger als gewünscht
gesteuert werden, insbesondere von jenen mit geringerer Übung. Während Skateboards
dieser Art für
jene mit fortgeschrittenerer Erfahrung beim Bedienen eine Herausforderung
darstellen können,
bleibt ein Bedürfnis,
Personen mit unterschiedlichem Fertigkeitsniveau einzubeziehen,
so dass die ferngesteuerte Spielskateboardvorrichtung unmittelbar
Spaß macht.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Erfindungsgemäß umfasst
eine Spielskateboardvorrichtung ein Skateboard (12, 82, 302)
mit einem länglichen
Oberteil (16, 86/88, 306) und
vorderen (18, 91, 308) und hinteren (20, 120, 310)
Laufradanordnungen, die sich quer vom Oberteil aus erstrecken, einem
Steuermechanismus (28, 163, 362), der
mit mindestens einer der Laufradanordnungen betriebsfähig verbunden
ist, wobei der Steuermechanismus einen elektrisch betriebenen Antrieb
(164, 386), der mit dem Oberteil oder einer der
Laufradanordnungen verbunden ist, mit einem ersten Drehausgang,
der mit dem anderen dieser Bauteile Oberteil und eine der Laufradanordnungen
verbunden ist, und eine bordeigene Steuereinheit (160, 340/342),
die betriebsfähig
mit dem Steuermechanismus verbunden und zur Aufnahme und Verarbeitung
von Steuersignalen eingerichtet ist, die von einer entfernten, vom
Spielzeug beabstandeten Quelle übertragen werden,
um das Steuersystem fernzusteuern, umfasst. Die Vorrichtung ist
dadurch gekennzeichnet, dass die vorderen (18, 91, 308)
und hinteren (20, 120, 310) Laufradanordnungen
drehbar mit dem Oberteil (16, 86/88, 306)
verbunden sind, so dass sie hinsichtlich des Oberteils hin und her
zur Seite kippen, wobei der Steuermechanismus (28, 163, 362) zwischen
der einen Laufradanordnung und dem Oberteil betriebsfähig verbunden
ist, um das Oberteil hinsichtlich zumindest der einen Laufradanordnung zu
kippen und dadurch das Skateboard zu steuern, und dass die bordeigene
Steuereinheit (160, 340/342) betriebsfähig mit
dem Steuermechanismus verbunden ist, um die Kippung zwischen dem
Oberteil und mindestens der einen Laufradanordnung zwischen unterschiedlichen
Kipplagen zu steuern.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
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Zur
Erklärung
der Erfindung sind in den Zeichnungen derzeit bevorzugte Ausführungsformen gezeigt.
Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung nicht auf die gezeigten
genauen Anordnungen und Mittel beschränkt ist.
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Inhalt
der Zeichnungen:
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1 veranschaulicht schematisch
in Vorderansicht eine ferngesteuerte Spielskateboardvorrichtung
mit einer auf einem Spielskateboard montierten Modellfigur, die
bezüglich
des Skateboards in verschieden gedrehten Positionen gezeigt ist.
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2 ist eine Seitenansicht
der Spielskateboardvorrichtung nach 1.
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3 ist eine Draufsicht der
Spielskateboardvorrichtung nach 1.
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4 ist eine Seitenansicht
einer Spielskateboardvorrichtung nach einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
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5 ist eine Untersicht der
Spielskateboardvorrichtung nach 4.
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6 ist eine isometrische
Explosionsdarstellung der Spielskateboardvorrichtung nach 4.
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7 ist eine perspektivische
Vorderansicht einer Spielskateboardvorrichtung nach einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
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8 ist eine Rückansicht
der Spielskateboardvorrichtung nach 7.
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9 ist eine perspektivische
Vorderansicht der nach 7,
wobei Kopf-, Rumpf- und Armabschnitte der Modellfigur weit nach
links gedreht sind.
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10 ist eine Vorderansicht
der Spielskateboardvorrichtung, wobei die Modellfigur in der Position
der 9 ist und mit einer
Hand eine Unterstützungsfläche berührt.
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11A zeigt innere elektronische
und mechanische Bauteile, die in einem unteren Schalenabschnitt
der Modellfigur angebracht sind.
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11B zeigt weitere im Skateboard
angebrachte elektronische und mechanische Bauteile.
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12 ist eine isometrische
Explosionsdarstellung der Spielskateboardvorrichtung nach der dritten
erfindungsgemäßen Ausführungsform,
wobei die Modellfigur entfernt ist.
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13 ist eine Seitenansicht
der dritten Ausführungsform
der Skateboardvorrichtung von rechts.
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14 ist eine Draufsicht der
dritten Ausführungsform
der Spielskateboardvorrichtung.
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15 ist eine Untersicht der
dritten Ausführungsform
der Spielskateboardvorrichtung.
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16 ist eine Vorderansicht
der dritten Ausführungsform
der Spielskateboardvorrichtung.
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17 ist eine Rückansicht
der vierten Ausführungsform
der Spielskateboardvorrichtung.
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18A zeigt eine erfindungsgemäße Leiterplatte
zur Festlegung der Steuerposition.
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18B zeigt einen Kontaktarm
zur Verwendung mit einer Leiterplatte nach 18A.
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19 ist eine isometrische
perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Steuerungsregelanordnung.
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20 ist eine isometrische
Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen hinteren Laufradanordnung.
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20 ist eine isometrische
Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen vorderen Laufradanordnung.
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22 ist eine Vorderansicht
der vorderen Laufradanordnung nach 21.
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23 ist eine Rückansicht
der vorderen Laufradanordnung.
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24 ist eine Seitenansicht
der vorderen Laufradanordnung.
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25 ist eine Draufsicht der
vorderen Laufradanordnung.
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26 ist eine isometrische
Explosionsdarstellung einer Antriebsanordnung für den Rumpf nach der dritten
Ausführungsform
zum Drehen des oberen Abschnitts der Modellfigur relativ zum Skateboard.
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27 ist eine Seitenansicht
der Antriebsanordnung für
den Rumpf nach 26 von
rechts.
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28 ist eine Vorderansicht
der Antriebsanordnung für
den Rumpf.
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29 ist ein Schnitt der Antriebsanordnung für den Rumpf
entlang 29–29
in 28.
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30 ist eine Draufsicht der
Antriebsanordnung für
den Rumpf.
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31 ist eine Draufsicht der
Antriebsanordnung für
den Rumpf, wobei die obere Abdeckung entfernt ist, um das Getriebe
der Antriebsanordnung für den
Rumpf freizulegen.
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32 ist eine Unteransicht
der Antriebsanordnung für
den Rumpf.
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33 ist eine Unteransicht
der Antriebsanordnung für
den Rumpf, wobei die untere Abdeckung entfernt ist, um das Getriebe
freizulegen.
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34A zeigt eine erfindungsgemäße Leiterplatte
zur Festlegung der Drehlage des oberen Abschnitts der Modellfigur
relativ zum Skateboard.
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34B zeigt einen Kontaktarm
zur Verwendung mit der Leiterplatte der Fig. 33A.
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35 ist eine Vorderansicht
eines Senders zum Steuern der Spielskateboardvorrichtung.
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36 ist eine Rückansicht
des Senders der 35.
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EINGEHENDE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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In
den Zeichnungen, insbesondere in den 1 bis 3, ist eine ferngesteuertes
Spielskateboardvorrichtung 10 nach einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform
veranschaulicht. Wie gezeigt umfasst die Spielskateboardvorrichtung 10 ein Skateboard 12 und
eine auf diesem montierte Modellfigur 14.
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Das
Skateboard 12 umfasst eine Plattform oder ein Oberteil 16 mit
einer vorderen und einer hinteren Laufradanordnung 18 bzw. 20,
die mit der Unterseite der Plattform verbunden sind. Jede Anordnung 18, 20 umfasst
ein Paar beabstandeter Räder. In
der Plattform 16 ist zwischen der vorderen und der hinteren
Laufradanordnung ein erstes Fach 22 und hinter der hinteren
Laufradanordnung 20 ein zweites Fach 24 gebildet.
Das erste Fach 22 beherbergt eine bordeigene Steuereinheit
mit integriertem Funkempfänger
und Steuerschaltung 26 zur Steuerung aller bordeigenen
Motore, Servos und anderen elektrisch betätigten Antriebe. Eine erste
Antriebseinheit in Form eines Steuermechanismus 28 mit
einem elektrisch betätigten
Antrieb (nicht dargestellt) und eine andere Antriebseinheit in Form
der Rumpfantriebseinheit 30 sind über dem ersten Fach 22 auf
der Plattform 16 angeordnet. Das zweite Fach 24 beherbergt einen
Antriebsmotor 32 für
jedes Antriebsrad der hinteren Laufradanordnung 20 und
eine Batterie 34 zur Versorgung des integrierten Empfängers und
der Steuerung, der Rumpfantriebseinheit 30, des Steuerungsmechanismus 18 und
der Motoren 32. Eine Zugangsklappe 36 für die Batterie
ist neben dem zweiten Fach 24 an die Plattform 16 angelenkt
und verschließt
normalerweise das Fach 24. Auf dem unteren hinteren Ende
des zweiten Fachs 24 ist ein Paar Rollen 38 drehbar
montiert. Wenn die vorderen und hinteren Laufradanordnungen 18, 20 den
Boden 40 oder ei ne andere Unterstützungsfläche berühren, stehen die Rollen 38 normalerweise
im Abstand zum Boden 40 und können diesen berühren, wenn
die vordere Laufradanordnung 18 die Unterstützungsfläche 40 während eines "wheelie"-Manövers verlässt. Die
Modellfigur 14 umfasst eine unteren Körperabschnitt 50 und
einen oberen Körperabschnitt 52,
der um eine Achse 54 drehbar mit dem unteren Körperabschnitt
verbunden ist.
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Der
untere Körperabschnitt 50 umfasst
ein Paar mit dem Hüftabschnitt 58 verbundener
Beine 56. Bevorzugt sind die Beine 56 in ständig gebeugter Stellung
ausgebildet, um die natürliche
Haltung einer Person auf einem Skateboard nachzuahmen. Alternativ
können
sie sich auch bis zu einem gewissen Grade an den Knien und/oder
dem Hüftabschnitt 58 beugen.
In einer weiteren Ausführungsform
kann die Modellfigur 14 so eingerichtet sein, dass sie
auf Befehle eines Funksteuersignals oder dergleichen reagiert, um
die Stellung der Beine 56 und/oder des Hüftabschnitts 58 zu
verändern.
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Der
obere Körperabschnitt 50 umfasst
ein Paar Arme 60 und einem Kopf 62, die mit dem Rumpfabschnitt 64 verbunden
sind. Bevorzugt sind Arme 60 und Kopf 62 relativ
zum Rumpfabschnitt 64 fixiert, um die natürliche Haltung
einer Person auf einem Skateboard nachzuahmen. Alternativ können sie
sich am Ellenbogen und/oder Hals beugen. Der obere Körperabschnitt 52 ist
mit der Rumpfantriebseinheit 30 mittels des Anschlusses 29 (gestrichelt) betriebsfähig verbunden,
um sich auf ein empfangenes Funksteuersignal um die Achse 54 zu
drehen. Die tatsächliche
Größe der Drehbewegung
kann durch eine Servorückwirkungseinheit
verfolgt und geregelt werden, was unten mit Bezug auf weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen
näher beschrieben
wird.
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Geschwindigkeit
und Richtung der Fahrt der Spielskateboardvorrichtung 10 wird
durch eine tragbare Fernsteue rungseinheit (z. B. 35, 36)
durch drahtlos übertragene
Steuersignale mit der bordeigenen Steuereinheit gesteuert, indem
die Plattform 16 bezüglich
mindestens einer der Vorrichtungen 18, 20 so geschwenkt
wird, dass die Laufradanordnungen sich auf dem Untergrund unter
der Plattform geringfügig
drehen, wodurch das Wenden der Vorrichtung 10 veranlasst
wird. Die Plattform 16 wird zumindest auf der hinteren
Laufradanordnung 18 geschwenkt, die so angebracht ist,
dass sie sich um eine sich in einem Winkel zwischen horizontal und
vertikal erstreckende Achse 18' (2)
drehen kann. Bevorzugt wird die Fahrtrichtung durch eine Servorückwirkungseinheit
verfolgt und gesteuert, wie ebenfalls unten näher beschrieben werden wird.
Während
Funkwellen das bevorzugte Übertragungsmedium
für die Steuersignale
sind, können
andere drahtlose Mittel zur Übertragung
der Steuersignale zur Spielskateboardvorrichtung 10 verwendet
werden, wie Ultraschall, Infrarot, sichtbares Licht usw. Alternativ
kann die tragbare Steuereinheit direkt über Draht an die Spielskateboardvorrichtung 10 angeschlossen
werden.
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Nun
mit Bezug auf die 4 bis 6 wird eine Skateboardvorrichtung 80 nach
einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
erläutert.
Die Skateboardvorrichtung 80 umfasst ein Skateboard 82 und
eine darauf montierte Modellfigur 84.
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Wie
am deutlichsten in 6 gezeigt
umfasst das Skateboard 82 ein längliches Skateboardoberteil 85 mit
einer Oberschale 86 und einer Unterschale 88.
Ober- und Unterschale sind vorzugsweise aus spritzgegossenem ABS
oder anderem geeigneten Material gefertigt und mit Befestigern 90 zusammengehalten.
Alternativ können
die Schalen durch Kleben, Ultraschallschweißen oder andere wohlbekannte
Befestigungsmethoden aneinander befestigt sein.
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Die
vordere Laufradanordnung 91 umfasst einen vorde ren Vorderradabschnitt 92,
der drehbar am hinteren Vorderradabschnitt 94 mittels eines Drehzapfens 96 an
diesem, der sich in eine im vorderen Abschnitt 92 geformte
Bohrung 98 erstreckt, befestigt ist. Der hintere Vorderradabschnitt 94 umfasst eine
allgemein senkrecht sich erstreckende Bohrung 102, durch
die sich ein Befestiger 100 zum Anbringen des hinteren
Abschnitts 94 an der Unterschale 88 erstreckt.
Vorderer und hinterer Vorderradabschnitt 92, 94 sind
ebenfalls vorzugsweise spritzgegossen aus ABS oder einem anderen
geeigneten Material. Die Radachse 104, vorzugsweise eine
aus Stahl gebaute Welle, erstreckt sich quer zum Oberteil von sich
gegenüberliegenden
Stirnseiten 105 des vorderen Vorderradabschnitts 92.
An jedem Ende der Achse 104 sind beabstandete Vorderradnaben 106,
vorzugsweise aus spritzgegossenem ABS-Material gefertigt, drehbar
angebracht. Auf jeder Nabe 106 ist ein Reifen 108,
vorzugsweise aus einem Elastomer gefertigt, angebracht. Durch jede
Rad-Nabe-Kombination erstreckt sich ein Befestiger 110,
der in das äußere freie
Ende der Achse 104 eingeschraubt ist, um die Anordnung
zusammenzuhalten.
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Die
hintere Laufradanordnung 120 umfasst den oberen Hinterrad-Gehäuseabschnitt 122,
der mit Befestigern 125 oder anderen geeigneten Verbindungsmitteln
am unteren Hinterrad-Gehäuseabschnitt 124 befestigt
ist. Oberer und unterer Hinterrad-Gehäuseabschnitt sind vorzugsweise
aus ABS oder einem anderem geeigneten Material spritzgegossen. Der
hintere Drehzapfen 128, bevorzugt aus spritzgegossenem
Delrin gebildet, umfasst einen quadratischen Kopfabschnitt 130,
der im oberen Hinterrad-Gehäuseabschnitt 122 angebracht
ist, und einen zylindrischen Drehzapfenabschnitt 132, der
in oder mit einem Träger 134 festgelegt
ist, um damit zu rotieren. Zwei Elektromotoren 136 sind
im oberen und unteren Hinterrad-Gehäuseabschnitt 122 bzw. 124 quer
zum Oberteil in einander entgegengesetzter Beziehung angebracht.
Jeder Motor 136 hat eine sich seitlich von ihm erstreckende
Welle 138. Ein be vorzugt aus Messing gefertigtes Ritzel 140 und
ein bevorzugt aus Messing und Nylon gefertigtes Combozahnrad 142 sind
auf jeder Welle 138 in entgegengesetzter Orientierung angebracht.
An entgegengesetzten Enden der hinteren Welle 150 sind
ein Combozahnrad 144, eine Hinterradzahnnabe 146 und
ein Hinterradreifen 148 durch einen auf der Welle angeschraubten
oder eingerasteten Befestiger 152 angebracht. Die Welle 150 erstreckt
sich ebenfalls quer zum länglichen
Oberteil. Bevorzugt sind die Combozahnräder 144 aus Messing
und Nylon, die Hinterradzahnnaben 146 aus Nylon, die hinteren
Reifen aus geformtem Elastomer und die hintere Welle 150 aus
Stahl gefertigt.
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Im
Fach 162 der Board-Unterschale 88 sind eine bordeigene
Steuereinheit 160 mit integriertem Funkempfänger und
Controller untergebracht. Die bordeigene Steuereinheit 160 ermöglicht Empfang und
Verarbeitung drahtlos von einer tragbaren Fernsteuerungseinheit
(siehe 35–36) übermittelter Steuersignale
zur Steuerung der Lenkung und des Antriebs der Vorrichtung 80 und
zur Bewegung des Rumpfs der Fig. 84 (gestrichelt). Die Antenne 163 erstreckt
sich durch die Board-Oberschale 86 und ist an die bordeigene
Steuereinheit 160 angeschlossen. Eine erste Antriebseinheit
in Form eines Steuerungsmechanismus 163 umfasst einen elektronisch
betriebenen Antrieb 164, einen Träger 166 und Verbindungsarm 168.
Der Antrieb 164 ist in einer in der Board-Unterschale 88 gebildeten
Vertiefung 166 angebracht und betriebsfähig mit der bordeigenen Steuereinheit 160 verbunden,
um die Kippung und damit den Lenkwinkel zwischen der hinteren Laufradanordnung 120 und
dem Oberteil zu steuern. Der Träger 166 gleicht
dem Träger 134 und
ist auf der Welle 164a des Antriebs 164 befestigt.
Der Lenkverbindungsarm 168 hat kugelförmige Enden 170, die
in Pfannen passen, welche in den Trägern 134, 166 geformt
sind. Durch die Drehung der Ausgangswelle 164a kippt die
Plattform oder das Oberteil 85 allgemein längs zumindest
um die Mittenachse des Drehzapfens 128 (120' in 4) relativ zur hinteren
Laufradanordnung 120, wodurch die Spielskateboardvorrichtung 80 gelenkt
wird.
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Zwei
Rollen 174 sind mit dem unteren Ende der Board-Unterschale 88 mittels
Befestigern 176 drehbar verbunden, die sich durch die Rollen
erstrecken und bevorzugt in sich seitlich von der Schale 88 erstreckende
Ansätze 178 eingeschraubt
sind. Die Rollen 174 sollen den Untergrund berühren, wenn
die vordere Laufradanordnung 91 sich während eines "wheelie"-Manövers von
diesem abhebt.
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Eine
andere Antriebseinheit in Form einer Rumpfantriebseinheit 180 ist
im Fach 162 angebracht und umfasst ein Servogehäuse 182 mit
einer Deckplatte 186, die den Innenraum 184 des
Gehäuses 182 schließt. Ein
weiterer elektrisch betriebener Antrieb, etwa ein Servomotor 188,
ist im Gehäuseinnenraum 184 angebracht
und umfasst eine erste drehende Welle 190, die ein Ritzel 192 trägt. Auf
den im Gehäuseinnenraum 184 geformten
Zapfen 200, 204 und 206 sind die Stirnräder 194, 196 bzw. 198 drehbar
gelagert. Das Stirnrad 194 kämmt mit dem Ritzel 192,
während
das Stirnrad 196 mit den Stirnrädern 194 und 198 kämmt. Bevorzugt
sind das Ritzel aus Messing und die Stirnräder aus Messing und Nylon gefertigt.
Ein Drehausgang umfasst einen am Gehäuse 182 mittels eines
Gewindebolzens 208 und einer Unterlegscheibe 210 angebrachten
Zapfen 207. Auf dem Zapfen 207 ist eine Kupplungsscheibe 212 montiert,
die normalerweise vom Boden des Gehäuses 182 durch eine
Feder 214 weggedrückt
wird. Zwischen Kupplungsscheibe 212 und einem Abstandhalter 218 ist
auf dem Zapfen 207 ein Abtriebs-Kupplungszahnrad 216 montiert.
Das Kupplungszahnrad 216 kann mit dem Stirnrad 198 kämmen und
so den Zapfen 207 infolge der Drehung der Servowelle 190 drehen.
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Eine
drehbare Antriebswelle 220 ist mit einem Ende über ein
unteres U-Gelenk 222 mit dem Zapfen 207 und am
an deren Ende über
ein oberes U-Gelenk 226 mit der oberen Rumpfdrehplatte 224 verbunden.
Bevorzugt sind obere und untere Drehplatte 224, 228 aus
Delrin oder einem anderen geeigneten Material gefertigt. Von gegenüberliegenden Seiten
der oberen Drehplatte 224 erstrecken sich Armträgerstangen 230.
Am äußeren Ende
jeder Trägerstange 230 ist
eine Kontaktkugel 232 angebracht. Von der oberen Drehplatte 224 erstreckt
sich auch eine Kopfträgerstange 234 aufwärts. Bevorzugt
sind die Trägerstangen 230, 234 aus
Glasfaserrohr gebildet, können
aber auch aus starren und/oder flexiblen Materialien bestehen. Die
Kontaktkugeln 232 können aus
Nylon oder anderem Material gebildet sein. Die Trägerstangen
können
eine Modellfigur tragen, die aus Gewebe und Füllmaterial aufgebaut ist. Alternativ
kann die Modellfigur aus Kunststoff in einer Schalenanordnung aufgebaut
sein, wie beispielsweise in 7 gezeigt.
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Im
Fach 242 ist ein Batteriepack 240, etwa ein faltbares
Batteriepack, zur Versorgung der Motoren, Empfänger und der zugehörigen elektronischen Schaltung
untergebracht. Siehe US-Patent 5,853,915, hier durch Zitat eingeschlossen.
Zur Abdeckung des Fachs 242 ist auf der Board-Oberschale 86 eine
Batteriezugangsklappe 244 entfernbar angebracht. Mit der
Klappe 244 wirkt ein Riegel 246 zusammen, um die
Klappe 244 in einer normalerweise geschlossen Lage zu halten.
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Wie
bei der vorigen Ausführungsform
können
Fahrtrichtung, Fahrtgeschwindigkeit und Drehung des Rumpfs durch
Funk oder dergleichen ferngesteuert werden.
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Mit
Bezug auf die 7 bis 34 wird nun eine Spielskateboardvorrichtung 300 nach
einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform
erläutert.
Insbesondere hinsichtlich der 7 bis 10 umfasst die Spielskateboardvorrichtung 300 ein
Skateboard 302. Dieses umfasst ein längliches Brett oder eine Plattform 306 mit
einer vorderen Laufradanordnung 308 und einer hinteren
Laufradanordnung 310, die sich quer zur Plattform erstrecken
und mit der Unterseite der Plattform 306 verbunden sind.
Eine Modellfigur 304 ist auf der Plattform 306 des
Skateboards montiert.
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Die
Modellfigur 304 umfasst einen unteren Körperabschnitt 312,
der bevorzugt auf der Plattform fixiert (d. h. unbeweglich) montiert
ist und einen oberen Körperabschnitt 314,
der bevorzugt drehbar auf dem unteren Körperabschnitt 312 montiert
ist. Der untere Körperabschnitt
umfasst Beine 316, Schuhe 318 und einen Hüftabschnitt 320 (8), die durch Halbschalen
mit einer Trennungs- oder Nahtlinie 319 (10) gebildet werden, die sich allgemein
längs der
Mittenlängsachse
der Skateboardvorrichtung 300 erstreckt. Der obere Körperabschnitt 314 umfasst
einen Rumpfabschnitt 322, von dem sich Arme 324 und
ein Kopf 326 erstrecken. Der obere Körperabschnitt 314 ist
ebenfalls bevorzugt durch Halbschalen mit einer Trennungs- oder
Nahtlinie 325 ( 7)
gebildet, die sich allgemein längs
der Mittenlängsachse der
Skateboardvorrichtung 300 erstreckt. Die Hände 328 sind
bevorzugt separat ausgebildet und an den Rumpfabschnitt 322 angeheftet.
Wie in 10 gezeigt, können die
Hände 328 die
Unterstützungsfläche 40 während Skateboardmanövern berühren und sind
daher bevorzugt aus einem festeren und abriebbeständigeren
Material als die Arme und der Rumpfabschnitt aufgebaut. Die Modellfigur 304 kann Zubehör, wie ein
gewebeartiges Hemd 330 und ein Schutzhelm 332 tragen,
um ein realistischeres Erscheinungsbild zu erreichen.
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Wie
in 7 und 8 dargestellt, zeigt der obere Körperabschnitt 314 in
dieselbe Richtung wie der untere Körperabschnitt 312 und
ist daher in Mittellage. In den 9 und 10 ist jedoch der obere Körperabschnitt 314 gegenüber dem
unteren Körperabschnitt 312 weit
nach links verdreht. Nach einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform
ist der obere Körperabschnitt 314 zwischen
Linksaußen-
und Rechtsaußenpositionen
drehbar und kann in verschiedenen Zwischenlagen durch Eingabe des Benutzers
angehalten werden, wie unten eingehender beschrieben.
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Wie
am deutlichsten in den 11A und 11B gezeigt, umfasst die
bordeigene Steuereinheit eine im Skateboard 302 untergebrachte
Hauptplatine 340 und eine im unteren Körperabschnitt 312 untergebrachte
Funkempfängerplatine 342,
die von der Hauptplatine 340 entfernt ist, um Rauschen
durch Motorbetätigung
oder andere Störung
zu minimieren. (Nicht gezeigte) elektrische Drähte erstrecken sich bevorzugt
zwischen den Platinen 340 und 342, so dass von
einem entfernten Steuersender (z. B. 450 in 35) durch die Platine 342 aufgefangenen
Signale zur Hauptplatine 340 geleitet werden können. Die Hauptplatine 340 umfasst
bevorzugt die Motorsteuerschaltung 344, einen Mikrocontroller 346 und
andere zugehörige
Schaltungen zum Betrieb der hinteren Laufradanordnung 310,
eine im Skateboard 302 untergebrachte erste Antriebseinheit
in Form eines Steuermechanismus 362 ( 12) und eine im unteren Körperabschnitt 312 untergebrachte
weitere Antriebseinheit in Form eines Rumpfantriebsmechanismus 348,
die auf die von der Platine 342 empfangenen Signale reagieren.
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Nun
mit Bezug auf die 12 bis 17 umfasst die Skateboardplattform 306 eine
Board-Oberschale 350, eine Board-Unterschale 352 und
einen zwischen beiden Schalen liegenden Stoßfänger 354. Der Stoßfänger erstreckt
sich bevorzugt um den oberen Rand 356 der Board-Unterschale 352 und
den Umfang 358 der Board-Oberschale 350. Board-Oberschale
und Board-Unterschale sind bevorzugt durch (nicht gezeigte) Befestiger
oder andere wohlbekannte Befestigungsmittel, wie Klebung, Ultraschallschweißung usw.,
aneinander befestigt.
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Die
vordere Laufradanordnung 308 ist mit der Unterseite der
Board-Unterschale 352 durch eine vordere Sattel konsole 360 drehbar
verbunden, so dass sie um eine Achse rotieren kann, die sich in
Verlängerung
des Oberteils erstreckt und zwischen vertikal und horizontal geneigt
ist, wobei sie wirkliche Skateboards besser annähert als eine vertikale Achse.
Die Horizontale wird durch eine horizontale Fläche dargestellt, welche alle
vier Räder
des stehenden Skateboards 302 trägt. Die hintere Laufradanordnung 310 ist
ebenfalls drehbar an der Unterseite der Board-Unterschale 352 befestigt
und rotiert ebenfalls um eine Achse 310' (siehe 13), die sich in der Verlängerung
des Oberteils erstreckt und zwischen vertikal und horizontal im
Winkel steht oder geneigt ist. Der Drehwinkel der Plattform auf
der hinteren Laufradanordnung 310 (d. h. um die Achse 310') beeinflusst
den Wenderadius der Skateboardvorrichtung 300 und wird
durch einen Steuermechanismus 362 verändert, der in einem hinteren
Fach 364 der Board-Unterschale 352 untergebracht
ist. Auf der Board-Unterschale 352 vor dem Fach 364 befindet sich
ein Drehzapfen 374. Mit dem Zapfen 374 sind ein
linker Trimmbalken 366 und ein rechter Trimmbalken 368 mittels
in diesen gebildeten Bohrungen 370 bzw. 372 drehbar
verbunden. Wie in 11B gezeigt,
sind die Trimmbalken 366 und 368 durch eine Zugfeder 376,
die sich zwischen den Trimmbalken erstreckt, zu einer Mittellage
hingezogen. Ein Einstellorgan 378 passt in einen auf der
Board-Unterschale gebildeten Hohlzapfen 380 und erstreckt
sich zwischen den Trimmbalken 366 und 368. Das
Organ 378 ist von unter der Board-Unterschale durch einen Einstellknopf 379 zugänglich,
um die Mittellage der Trimmbalken nach Montage der Vorrichtung 300 einzustellen.
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Auf
einem Antriebsdrehzapfen 384 der hinteren Laufradanordnung 310 ist
ein äußeres Lenkzahnrad 382 angebracht.
Dieses kämmt
mit einem äußeren Lenkzahnrad 386 am
Drehausgang des Steuermechanismus 362. Ein Zentrierarm 388 umfasst
einen auf dem Antriebsdrehzapfen 384 montierten Kragenabschnitt 390 und
einen sich allgemein aufwärts vom
Kragenab schnitt erstreckenden Armabschnitt 392. Das obere
Ende des Armabschnitts 392 ist zwischen den Trimmbalken 366 und 368 gegenüber dem
Einstellorgan 378 gelagert. Das äußere Lenkzahnrad 382 und
der Zentrierarm 388 werden durch einen Rückhaltering 394,
der in den Antriebsdrehzapfen einrastet, auf diesem gehalten.
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Wenn
der Steuermechanismus 362 betätigt wird, bewirkt die Drehung
des Ausgangszahnrads 386 in eine Richtung eine relative
Drehung und damit eine Kippung zwischen der hinteren Laufradanordnung 310 und
der Board-Unterschale 352 entgegen dem Druck der Zugfeder 376 über einen
der Trimmbalken 366, 368. Wenn die Stromversorgung
der Steuergetriebevorrichtung 362 abgeschaltet wird, führt die
Feder 376 die hintere Laufradanordnung 310 durch
den Trimmbalken in die normale (zentrale) Lage zurück. Ebenso
bewirkt die Drehung des Ausgangszahnrads 386 in die Gegenrichtung
eine relative Drehung in die entgegengesetzte Richtung und damit
ein e Kippung zwischen der hinteren Laufradanordnung 310 und
der Board-Unterschale 352 gegen den Zug vom anderen Trimmbalken.
Wiederum führt der
andere Trimmbalken die hintere Laufradanordnung 310 in
ihre Normallage zurück,
wenn die Stromversorgung der Steuergetriebevorrichtung abgeschaltet
wird.
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Mit
weiterem Bezug auf 18A und 18B ist auf der vorderen
Wand 412 (12)
des hinteren Fachs 364 bevorzugt eine Lenklagerückwirkungsplatine 410 angebracht.
Die Platine hat einen bogenförmigen
Abschnitt 414 mit einem Mittelpunkt 416, der mit
der Drehachse des Antriebsdrehzapfens 384 koaxial ist.
Auf der Platine 410 sind mehrere Leiterflecken 418, 420, 422, 424 und 426 ausgebildet.
Bevorzugt ist die Platine 410 eine gedruckte Schaltung
und die Leiterflecken werden auf der Platine durch Ätzen, Siebdruck
oder andere wohlbekannte Verfahren gebildet. Ein Kontaktarm 428 ist
auf dem äußeren Lenkzahnrad 382 angebracht
und dreht sich mit diesem und mit der hinteren Laufradanordnung 310 um
die Drehachse des Antriebsdrehzapfens 384. Der Kontaktarm 28 ist
bevorzugt gestanzt oder anderweitig aus leitfähigem Metall gefertigt und
umfasst drei Kontaktfinger 432, 434 und 436,
die sich von einem Befestigungsabschnitt 430 erstrecken.
Bevorzugt sind die Finger bogenförmig
um einen Mittelpunkt, der mit der Drehachse 310' des Antriebsdrehzapfens 384 zusammenfällt. Der
Kontaktfinger 436 gleitet auf einem gekrümmten Weg
auf dem Leitflecken 418, während die Kontaktfinger 432 und 434 auf
einem gekrümmten
Weg auf den Leitflecken 420, 422, 424 und 426 gleiten.
Der Fleck 418 kann an Masse oder an einer positiven Spannung
anliegen, während
die Flecken 420, 422, 424 und 426 an
separatem Eingang des Mikrocontrollers anliegen, um ein Hoch- oder Tiefpegelsignal
abzugeben. Alternativ können
die Flecken 420 – 426 multiplexiert
oder seriell in einen einzigen Eingang eingegeben werden, um die
relative Winkellage zwischen hinterer Laufradanordnung 310 und
der Ober- und Unterschale 350 und 352 des Boards
anzuzeigen.
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Im
Betrieb sind die Finger 432 und 434 normalerweise
in elektrischem Kontakt mit den Flecken 424 bzw. 422,
wenn die hintere Antriebsanordnung 310 allgemein parallel
zur Boardoberfläche 440 (12) ausgerichtet ist. In
dieser Lage wird beispielsweise ein Hochpegel für die Flecken 422 und 424 an
separate Eingänge
des Mikrocontrollers übertragen,
was anzeigt, dass die hintere Laufradanordnung "zentriert" ist. Wenn ein relativer Winkel oder eine
Kippung zwischen der hinteren Antriebsanordnung 310 und
der oberen Fläche 440 der Board-Oberschale 350 auftritt,
beispielsweise eine Kippung im Uhrzeigersinn bei Betrachtung vom
vorderen Ende der Skateboardvorrichtung 300 (16), dann wandern die Finger 432 und 434 im
Uhrzeigersinn. Wenn beide Finger 432 und 434 auf
dem Fleck 422 liegen, wird der nur dem Fleck 422 zugeordnete Hochpegel
an den entsprechenden Eingang des Mikrocontrollers gesendet, was
anzeigt, dass die hintere Antriebsanordnung 310 in eine "leicht linke" Lage "gekippt" ist. Gleichermaßen stellt
der Mikrocontroller fest, dass die hintere Antriebsanordnung in
eine "mittlere linke" Lage gekippt ist,
wenn der Finger 432 den Fleck 422 und der Finger 434 den
Fleck 420 berührt.
Schließlich
stellt der Mikrocontroller fest, dass die hintere Antriebsanordnung
in eine stark linke Lage gekippt ist, wenn beide Finger 432, 434 den Fleck 420 berühren. So
gibt es drei diskrete linke Kipplagen aus der Mittellage. Gleichermaßen gibt
es drei diskrete rechte Kipplagen aus der Mittellage, was insgesamt
sieben diskrete, vom Mikrocontroller erkennbare Lagen ergibt. Die
diskreten Lagen werden in Verbindung mit einem Steuerknüppel 452 des
Senders 450 (34 und 35) benutzt. Der Knüppel 452 ist
mit (nicht gezeigten) elektrischen Kontaktarmen verbunden, die auf
(nicht gezeigten) Leitflecken gleiten und sieben diskrete Knüppellagen
entsprechend den sieben diskreten Kipplagen bilden. Wenn beispielsweise
der Benutzer den Knüppel 452 relativ zum
Boden 454 des Senders 450 in 35 um eine Stufe nach links bewegt, ergibt
sich eine "leicht
linke" Kippung zwischen
den hinteren Antrieb und den Boardschalen. Bewegung des Knüppels 452 in
die nächste
Lage links führt
zu einer "mittleren
linken" Kippung
usw. Die Steuerung der Kippung nach rechts ist im Betrieb ähnlich und
wird nicht weiter beschrieben. Wird der Knüppel 452 losgelassen,
dann kehrt die Skateboardvorrichtung 300 durch den Rückholzug
der Trimmbalken, wie vorbeschrieben, in die mittlere oder "Geradeausfahrt"-Richtung zurück. Es versteht
sich natürlich,
dass für
den Knüppel 452 und/oder
das Lenkrückwirkungssystem
auch mehr oder weniger Lagen vorgesehen sein können. Alternativ kann für den Knüppel 452 und/oder
das Lenkrückwirkungssystem
auch eine analoge Anordnung benutzt werden.
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Wie
am deutlichsten in 11B zu
sehen, wird die Hauptplatine 340 in einem vorderen Fach 396 der
Board-Unterschale 352 aufgenommen.
Wie in 12 gezeigt, ist
im hinteren Fach 364 über
der Lenkgetriebeanordnung 362 ein Batteriegehäuse 398 angeordnet.
Im Gehäuse 398 ist
eine faltbare Batterie 400 untergebracht. Die Zugangsöffnung 402 für die Batterie
in der Board-Oberschale 350 ist normalerweise mit einem
Deckel 404 geschlossen, der in die Öffnung 402 einschnappt.
In der Board-Unterschale 352 ist ein Batteriekontakt 406 für den Anschluss
der Batterie an die elektrische Schaltung vorhanden. Am hinteren
unteren Abschnitt der Board-Unterschale 352 sind Kufen 408 (13) ausgebildet, um "wheelie"-Manöver wie
vorbeschrieben zu unterstützen.
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Hinsichtlich 19 umfasst der Steuermechanismus 362 ein
Gehäuse 470 mit
einer Unterschale 472 und einer mit dieser verbundenen
Oberschale 474. Im Gehäuse 470 ist
ein elektrisch betriebener Antrieb, wie ein Servomotor 476,
montiert, der eine Schnecke 478, die mit einem Untersetzungsgetriebe 480 kämmt, umfasst,
von dem ein Abschnitt auf einer Welle 482 montiert ist.
Das Getriebe 480 umfasst ein äußeres Zahnrad 386,
das durch ein Fenster 484 in der unteren Gehäuseschale 472 mit dem äußeren Lenkzahnrad 382 (12) kämmt. Der Servomotor 476 umfasst
elektrische Kontakte 486, 488, die an die Platine 340 angeschlossen
sind, um den Servomotor 476 infolge einer Eingabe durch
den Benutzer, in Verbindung mit dem Mikrocontroller und dem oben
beschriebenen Lenklagerückwirkungssystem,
zur Lenkung des Skateboards 300 zu betätigen.
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Die
hintere Laufradanordnung 310 hat, nun mit Bezug auf 20, ein Gehäuse 500 mit
einer Oberschale 502, einer mit dieser verbundenen Unterschale 504 und
einer mit der Ober- bzw. Unterschale verbundenen Motorgehäuseschale 506.
Im Gehäuse 500 ist
ein Paar sich gegenüberliegender
Hinterradantriebsmotoren 508, 510 untergebracht.
Quer zum Oberteil und durch das Gehäuse 500 erstreckt
sich die Hinterachse 512 zwischen den Zahnrädern 514, 516.
Auf die Enden der Hinterachse 512 können Halter 518 aufgepresst
werden, um die Zahn räder 514, 516 auf
der Welle zu sichern. Die Zahnräder 514, 516 sind
hinsichtlich der Hinterachse 512 drehbar und werden durch
die Motoren 508 bzw. 510 über eine Untersetzung mit einer
in den Zahnrädern 514, 516 angebrachten
Innenverzahnung 522, Untersetzerrädern 528 und Motorritzeln 530 angetrieben.
Achsbuchsen 524 halten die Hinterachse 512 im
Gehäuse 500 und
Lager 526 halten die Untersetzerräder 528, die mit Motorritzeln 530 und
Innenverzahnung 522 kämmen.
Auf jedem Zahnrad 514, 516 ist ein Hinterreifen 532 montiert.
Die Hinterreifen bestehen bevorzugt aus Material mit hoher Reibung.
Mit dieser Anordnung können
die Räder 514, 516 unabhängig voneinander über die
unabhängigen
Antriebsmotoren 508, 510 durch den Mikrocontroller
so gesteuert werden, dass sie sich mit unterschiedlicher Geschwindigkeit
drehen, was besonders beim Wenden des Skateboards 300 vorteilhaft
ist, weil die vom äußeren Rad
zurückgelegte
Entfernung größer als
die des inneren Rads ist.
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Wie
in 35 gezeigt, kann
der Drehsinn und die Geschwindigkeit der Räder 514, 516 der
hinteren Laufradanordnung und damit die Richtung und Geschwindigkeit
der Skateboardanordnung 300 vom Benutzer durch den Knüppel 520 am
Sender 450 gesteuert werden. Der Knüppel 520 ist vorzugsweise dem
Knüppel 452 im
Aufbau ähnlich,
mit sieben diskreten Steuerlagen für neutral, drei Vorwärts- und drei
Rückwärtsgeschwindigkeiten.
Es versteht sich natürlich,
dass auch mehr oder weniger Steuerlagen benutzt werden können. Alternativ
kann ein analoger Knüppel
zur kontinuierlichen Steuerung von Geschwindigkeit und/oder Richtung
benutzt werden.
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Die
vordere Laufradanordnung 308, nun mit Bezug auf die 21 bis 25, umfasst ein Vorderachsgehäuse 550 mit
einer Vorderachse 552, die sich quer zum Oberteil und durch
das Vorderachsgehäuse
erstreckt. Im Gehäuse 550 sind
zwischen Vorderachse 552 und Gehäuse Buchsen 554 angebracht.
An entgegengesetzten Enden der Achse 552 sind Räder 556, 558 montiert,
die bezüglich
des Gehäuses 550 rotieren
können.
Die Räder 556, 558 rotieren
bevorzugt unabhängig
voneinander, so dass das Skateboard 300 leichter Kurven
ausführen
kann. An den Enden der Vorderachse 552 sind Halter 560 aufgepresst
oder anderweitig angebracht, um die Räder 556, 558 auf
der Vorderachse zu sichern. Ein zylindrischer Abschnitt 564 des
Gehäuses 550 nimmt einen
Drehzapfen 562 drehbar auf. Auf dem Drehzapfen 562 ist
eine Buchse 566, bevorzugt aus flexiblem Elastomer, angebracht
und durch eine Scheibe 570 und eine auf den Drehzapfen 562 aufgeschraubte
Haltemutter 568 gehalten. Durch Anziehen bzw. Lösen der
Mutter 568 kann der Durchmesser der Buchse erhöht oder
erniedrigt werden. Die Buchse 566 wird von der vorderen
Sattelkonsole 360 ( 12)
aufgenommen. Erhöhen
des Durchmessers der in der Sattelkonsole 360 aufgenommenen
Buchse bewirkt einen höheren
Widerstand gegen Kippen zwischen Board 306 und vorderer
Laufradanordnung 308, während
Erniedrigen des Durchmessers zu geringerem Kippwiderstand führt.
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Nun
mit Bezug auf die 26 bis 33 umfasst die Rumpfantriebsanordnung 348 ein
Getriebegehäuse 600 mit
einer Oberschale 602, die mit einer Unterschale 604 mittels
Befestigern (nicht gezeigt) oder dergleichen verbunden ist. Im Gehäuse 600 ist ein
Drehausgang in Form einer Welle 606 untergebracht. Das
obere Ende 608 der Ausgangswelle 606 erstreckt
sich aus der Oberschale 602 heraus durch ein oberes Lager 610,
das am Wellenaustrittspunkt montiert ist. Das obere Ende 608 der
Ausgangswelle ist am oberen Körperabschnitt 314 (7) mittels einer Sicherungsschraube 622 fest
gesichert, so dass Drehung der Ausgangswelle Drehung des oberen Körperabschnitts 314 bezüglich des
unteren Körperabschnitts 312 bewirkt.
Das untere Ende 614 der Welle 606 wird von einem
unteren Lager 615 aufgenommen, das in der Unterschale 604 installiert
ist. Am unteren Ende 614 der Welle 606 über dem
Lager 615 ist ein Teilstirnrad 612 montiert. Ein
Gewindestift 617 oder ein anderes Verbindungsmittel si chert
das Stirnrad 612 auf der Welle 606. Das Stirnrad 612 erstreckt
sich bevorzugt über
einen Winkel von etwa 180° und
wird von einem Untersetzungsgetriebe 616 angetrieben, so
dass es dadurch die Ausgangswelle 606 und somit den oberen
Körperabschnitt 314 über etwa
180° antreibt.
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Das
Untersetzungsgetriebe 616 umfasst ein erstes Doppelzahnrad 620,
das drehbar auf einer ersten Getriebewelle 621 montiert
ist, die in einen Vorsprung 623 an der Unterschale 604 passt.
Das erste Doppelzahnrad 620 umfasst einen oberen Zahnabschnitt 622,
der in das Stirnrad 612 eingreift, und einen unteren Zahnabschnitt 624.
Auf einer zweiten Getriebewelle 627, die in einem Vorsprung 629 der
Unterschale sitzt, ist ein zweites Doppelzahnrad 626 drehbar
gelagert. Das zweite Doppelzahnrad 626 umfasst einen unteren
Zahnabschnitt 628 und einen oberen Zahnabschnitt 630,
der mit dem unteren Zahnabschnitt 624 des ersten Doppelzahnrads 620 kämmt. Ein
drittes Doppelzahnrad 632 umfasst einen unteren Zahnabschnitt 636 und
einen oberen Zahnabschnitt 634, die auf einer dritten,
in einem Vorsprung 631 auf der Unterschale sitzenden dritten
Getriebewelle 635 drehbar montiert sind. Der obere Zahnabschnitt 634 greift
in den unteren Zahnabschnitt 628 des zweiten Doppelzahnrads 626 ein.
Der obere Zahnabschnitt 634 umfasst axiale untere Zähne 638,
die in die axialen oberen Zähne 640 des
unteren Zahnabschnitts 636 eingreifen. Die Zähne 638, 640 bilden
eine Kupplung, die rutscht, wenn das Drehmoment auf dem dritten
Doppelzahnrad einen bestimmten Wert überschreitet, etwa wenn das
Stirnrad 612 am Ende seiner Bewegung einen mechanischen
Anschlag (nicht gezeigt) auf dem Gehäuse 600 berührt. So
ist ein Versagen des Rumpfantriebsmechanismus weniger wahrscheinlich.
Ein viertes Doppelzahnrad 641 erstreckt sich durch die
Unterschale 604 und umfasst einen unteren Zahnabschnitt 642 und
einen oberen Zahnabschnitt 644. Eine Nutenwelle 646 des
unteren Zahnabschnitts 642 wird zur gemeinsamen Drehung
von einem Rillenrohr 648 des oberen Zahnabschnitts 644 aufgenom men.
Der obere Zahnabschnitt 644 kämmt mit dem unteren Zahnabschnitt 632 des
dritten Doppelzahnrads 632. Ein Motor, etwa ein Servomotor 650,
ist in einem Motorgehäuse 652 untergebracht,
das eine Motorgehäuseoberschale 654 und
eine Motorgehäuseunterschale 656 umfasst.
Rohr 648 und Welle 646 erstrecken sich durch ein
Loch 658 in der Motorgehäuseoberschale 654.
Eine Schnecke 660 ist auf der Welle 662 des Motors 650 befestigt
und greift in den unteren Zahnabschnitt 642 ein.
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Mit
weiterem Bezug auf die 26, 34A und 34B ist eine Rumpflagerückwirkungsplatine 680 mit der
Oberschale 602 verbunden und ein elektrisch leitender Kontaktarm 682 ist
auf der Welle 606 mit dieser drehbar befestigt. Die Rückwirkungsplatine 680 umfasst
bevorzugt vier bogenförmige
elektrisch leitende Kontaktflecken 684, 686, 688 und 690 um
einen Mittelpunkt 692, der mit der Mittelachse der Welle 606 zusammenfällt. Bevorzugt
ist die Rückwirkungsplatine 680 eine
gedruckte Schaltung, auf der die Kontaktflecken durch Ätzen, Siebdruck
oder ein andres bekanntes Verfahren erzeugt sind. Der Kontaktarm 682 ist
bevorzugt aus Blech gestanzt oder anderweitig geformt und umfasst
drei um einen Mittelpunkt 700 gebogene Kontaktfinger 694, 696 und 698,
der mit der Mittelachse der Welle 606 zusammenfällt. Während der
Drehung der Welle 606 gleitet der Kontaktfinger 694 auf
einer gebogenen Bahn auf dem Leitflecken 684, während die
Kontaktfinger 696 und 698 längs einer gebogenen Bahn auf
den Leitflecken 686, 688 und 690 gleiten.
Der Fleck 684 kann an Masse oder an einer positive Spannung
anliegen, während
die Flecken 686, 688 und 690 mit separaten Eingängen des
Mikrocontrollers verbunden sind, um ein Hoch- oder Tiefpegelsignal
abzugeben. Alternativ können
die Flecken 686 – 690 multiplexiert
oder seriell in einen einzigen Eingang eingegeben werden, um die
relative Winkellage zwischen Welle 606 und Gehäuse 600 und
damit die relative Winkellage zwischen unterem und oberem Körperabschnitt 312 bzw. 314 (12) anzuzeigen.
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Im
Betrieb sind die Finger 696 und 698 normalerweise
in elektrischem Kontakt mit der Mitte des Flecks 688, wenn
der obere Rumpfabschnitt 314 allgemein parallel zum unteren
Rumpfabschnitt 312 und damit zu einer Seite des Boards 306 ausgerichtet ist,
wie in den 7 und 8 gezeigt. In dieser Lage wird
beispielsweise nur für
den Fleck 688 ein Hochpegel an den Eingang des Mikrocontrollers übertragen,
was anzeigt, dass der obere Körperabschnitt "zentriert" ist. Wenn der relative
Winkel zwischen oberem und unterem Körperabschnitt sich ändert, etwa
wenn der obere Körperabschnitt
in die Linksaußenlage
der Modellfigur dreht, wie in 9 gezeigt, bewegen
sich die Finger 696 und 698 gegen den Uhrzeigersinn,
wie in 34A sichtbar.
Wenn beide Finger 696 und 698 auf dem Fleck 686 liegen,
wird das nur zum Fleck 686 gehörende Hochpegelsignal an den
entsprechenden Eingang des Mikrocontrollers gesendet, was anzeigt,
dass der obere Körperabschnitt
in die Linksaußenlage
gedreht ist. Wenn die Finger nur den Fleck 690 berühren, stellt
der Mikrocontroller gleichermaßen
fest, dass der obere Körperabschnitt
hinsichtlich des unteren Körperabschnitts
in Rechtsaußenlage
ist. Nach einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform werden so drei diskrete
Drehlagen des oberen Körperabschnitts
vom Mikrocontroller erkannt. Es versteht sich, dass auch mehr oder
weniger Stellungen vorgesehen sein können.
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Weiter
mit Bezug auf 36 werden
die diskreten Lagen in Verbindung mit Steuerknöpfen 710 und 712 benutzt,
die an der Rückseite
des Senders 450 angebracht sind. Die Steuerknöpfe 710 und 712 sind
bevorzugt Taster, die vom Benutzer gedrückt werden können, um
die Bewegung des oberen Körperabschnitts
relativ zum unteren zu steuern. Wenn beispielsweise der Steuerknopf 710 gedrückt und
gehalten wird, dreht sich der obere Körperabschnitt 314 um
etwa 90° zur
Rechtsaußenlage
bis der Knopf 710 losgelassen wird, wonach der obere Körperabschnitt in
die Mittellage zurückkehrt.
Gleichermaßen
bewirkt Drücken
und Festhalten des Steuerknopfs 712 eine Drehung des oberen
Körperabschnitts 314 um
etwa 90° in
die Linksaußenlage
bis zum Loslassen, wonach der obere Körperabschnitt in die Mittellage
zurückkehrt.
Mit dem Rückwirkungssystem
kann der Mikrocontroller den richtigen Drehsinn des Motors 650 regeln,
damit der obere Körperabschnitt
aus der Mittellage heraus und wieder zurück gedreht werden kann.
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Die
Handhabung der Knüppel 452 und 520 in Verbindung
mit den Steuerknöpfen 710 und 712 bewirkt,
dass die Skateboardvorrichtung 300 eine Vielfalt verschiedener
Manöver
und Kunststücke
ausführen
kann, um so die wirkliche Bewegung eines realen Skateboardfahrers
zu simulieren.
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Es
versteht sich, dass die Begriffe oberer, unterer, vorderer, hinterer,
aufwärts,
abwärts,
horizontal und deren entsprechende Ableitungen und Äquivalente
wie auch andere Begriffe der Orientierung und/oder Lage, wie sie
in der Beschreibung verwendet wurden, sich auf relative und nicht
auf absolute Orientierungen und/oder Lagen beziehen.
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Man
erkennt, dass der Fachmann die oben beschriebenen Ausführungsformen
abwandeln kann ohne von deren breitem Erfindungsgedanken abzuweichen.
Beispielsweise erkennt man, dass die nicht direkt mit einem Steuermechanismus
verbundene Laufradanordnung, d. h. die vorderen Laufradanordnungen 18, 91 und 308 drehbar
mit der Plattform 16, 86/88, 306 verbunden
werden kann, um ebenfalls um eine Achse zu rotieren, z. B. 18' in 2, 91' in 4 und 308' in 13, die ebenfalls in einem
Winkel zwischen horizontal und vertikal geneigt ist, wobei naheliegend
der Winkel der Drehachse einer jeden hinteren Laufradanordnung gespiegelt
wird, so dass die vorderen Laufradanordnungen spiegelnd zu den hinteren
wenden und mit diesen einen Wendekreis bestimmen. Es ver steht sich
daher, dass diese Erfindung nicht auf die offenbarten besonderen
Ausführungsformen
beschränkt
ist, sondern dass beabsichtigt ist, Abwandlungen und Verwendungen
im Bereich der vorliegenden Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert
ist, abzudecken.