WO2024100255A1 - Fahrzeug für einen fahrer mit einer auf einem boden abrollenden kugel - Google Patents

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WO2024100255A1
WO2024100255A1 PCT/EP2023/081438 EP2023081438W WO2024100255A1 WO 2024100255 A1 WO2024100255 A1 WO 2024100255A1 EP 2023081438 W EP2023081438 W EP 2023081438W WO 2024100255 A1 WO2024100255 A1 WO 2024100255A1
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ball
driver
support element
roller
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PCT/EP2023/081438
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Ulrich SAMBETH
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Innovated Transport Systems Ug (Haftungsbeschränkt)
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    • B62K2204/00—Adaptations for driving cycles by electric motor

Definitions

  • the invention relates to a vehicle for the locomotion of a driver with a ball rolling on a floor, with a support element supported on the ball, on which the driver stands when the vehicle is in operation, with a drive arrangement supported on the support element which drives the ball.
  • a vehicle for the movement of a driver in particular a skateboard-like ball roller, is already known from the European patent EP 3 043 877 B1.
  • the vehicle In ferry operation, the vehicle is in contact with the ground exclusively via a ball rolling on a floor and consists essentially of the ball, a support element supported on the ball with two contact surfaces for each of the driver's feet, a drive arrangement and a control system.
  • the drive arrangement is essentially made up of a total of four omnidirectional wheels, three of which are combined in a group and roll on the upper half of the ball and the fourth of which rolls along an equator of the ball.
  • All omnidirectional wheels stand on the surface of the ball without a tilt angle, so that with a horizontally aligned support element, the respective axes of rotation of the three omnidirectional wheels of the group are horizontal and the axis of rotation of the fourth omnidirectional wheel is vertical.
  • the support element is supported on the ball predominantly via the group of three omnidirectional wheels. With the help of the fourth omnidirectional wheel, the support element can be rotated about a vertical axis of the ball. The ball can therefore roll in all directions on the ground under or in the support element, which is located at the level of the equator of the ball.
  • all omnidirectional wheels perform a drive function.
  • the omnidirectional wheels are each driven by electric motors and upstream gears that are mounted on the support element.
  • the vehicle which can also be referred to as a sports device, leisure device or fun device
  • the driver stands freely balancing on the support element and controls, brakes and steers the vehicle by shifting his weight.
  • the driver is supported by the control system, which includes a balance control module that helps the driver to balance the support element in a horizontal position.
  • the direction of movement of the vehicle and thus the rolling direction of the ball is controlled by the inclination of the support element, which is caused by a shift in the driver's weight.
  • the measured acceleration and angle data of the The support element is processed in the control system, based on this the motors to be driven for the respective omnidirectional wheels are determined and the required direction of rotation and rotation speed are used to achieve the desired travel movement and balance position.
  • the vehicle is equipped with three rechargeable batteries for the motors and the control system, which are arranged on the lower side of the support element around the ball.
  • the ball roller essentially consists of a ball rolling on a floor and a support element supported on the ball with two contact surfaces for each of the rider's feet.
  • the support element is rectangular, like a skateboard. In a normal forward direction of travel, the support element is aligned in its longitudinal direction and the rider stands with one foot in front of and one foot behind the ball and thus laterally on the support element.
  • the ball roller is driven by the rider in a roller-like manner and the ball is accordingly driveless.
  • a sliding element, a roller or a steering roller are arranged in the area of the four corners of the support element.
  • the rider can steer the ball roller by lowering one of the two rear corners while driving so that the sliding element, the roller or the steering roller comes into contact with the floor. This brakes the ball roller on one side and initiates a steering movement.
  • a comparable skateboard-like and non-powered ball roller is known from the European patent application EP 0 985435 A1. Instead of the sliding elements, rollers or castors arranged in the four corners of the support element, only a single ball is arranged centrally at the back of the support element. The only ball for steering the ball roller is not in contact with the ground when the support element is in a horizontal position.
  • the present invention is based on the object of creating an improved compact vehicle for the locomotion of a driver with a ball rolling on a floor.
  • an improved vehicle for the propulsion of a driver is created with a ball rolling on a floor, with a support element supported on the ball, on which the driver stands when the vehicle is in operation, with a drive arrangement supported on the support element, which drives the ball, in that the vehicle is additionally supported by a roller rolling on a floor.
  • the vehicle uses only a ball and a roller as rolling elements, with steering taking place because the ball can be driven transversely to the direction of travel.
  • the vehicle can be steered via the driven ball.
  • the roller is dragged over the support element by the driven ball.
  • the ball is driven and the roller is driveless or not driven, as in a vehicle with front-wheel drive.
  • the roller is therefore dragged by the ball during operation.
  • the vehicle is comparable to a scooter that has a driven front ball that can be steered via the drive and a dragged rear roller.
  • the ball and roller are both in contact with the ground.
  • Stable driving behavior in the forward direction is achieved by arranging the rollers behind the ball and at a distance from the ball when viewed in the forward direction of the vehicle.
  • the support element has a front support part for a first foot of the driver and a rear support part for a second foot of the driver.
  • Direct steering behavior is achieved by arranging the ball between the front support part and the rear support part when viewed in the forward direction of the vehicle.
  • a more indirect steering behavior is achieved by arranging the ball in front of the front support part and in front of the rear support part when viewed in the forward direction of the vehicle.
  • the front support part is arranged above the ball and, as seen in the forward direction of travel of the vehicle, the ball is arranged in front of the rear support part.
  • above means that, as seen from above the vehicle, the front support part is arranged at least partially above the ball.
  • the front support part is arranged completely within the contour of the ball and in particular centrally above the ball.
  • the roller is designed in such a way that the vehicle can be tilted to the right and left when viewed in the forward direction.
  • the roller can be narrow or crowned for this purpose.
  • the vehicle can be steered via an inclination of the vehicle caused by the driver, in that a control evaluates the inclination and the drive arrangement drives the ball in a desired direction of travel.
  • the vehicle is steered exclusively via the feet of the driver, who is freely balancing on the support element.
  • the driver initiates the steering of the vehicle by shifting his weight.
  • the control reacts to the change in the lateral inclination angle of the support element and drives the ball via the drive arrangement to roll in the desired lateral direction.
  • the lateral inclination angle is in the range of 0 degrees to +/- 15 degrees or preferably up to +/- 10 degrees.
  • the control then compensates for the measured inclination of the support element so that it is again in a preferably horizontal orientation.
  • the driver simply stands in the area of the contact surfaces on the support element, which are provided with anti-slip pads for a firm and safe stance for the driver and better coordination of the weight shift.
  • the control system includes a balance control module that supports a driver in balancing the support element in a horizontal position in space. This balancing of the support element in a balanced orientation is carried out by appropriately controlling the first and second omnidirectional wheels.
  • the level of support can be varied and set so that it is relatively easy for the driver to balance on the support element.
  • the support is not so great that the driver has to is prevented from causing the vehicle to steer in the direction of inclination due to a shift in weight by shifting his weight.
  • the roller is designed in such a way that the vehicle is stabilized to the right and left when viewed in the forward direction. The driver therefore does not have to balance freely and steers the vehicle using the appropriate control elements.
  • the vehicle has only a single ball and/or only a single roller.
  • the support element comprises a cover part, two support parts and a support part, the cover part covers the upper part of the ball and the lower part of the ball projects downwards from the support part.
  • An effective drive of the ball is achieved by the fact that the ball is driven directly by two omnidirectional wheels and by an electric motor each without the need for an intermediate gear, and each electric motor is attached to the support element.
  • the electric motors are supplied with energy via at least one rechargeable battery.
  • Optimum driving behavior of the vehicle without sudden or abrupt movements is achieved by the support element being supported on the ball via a support arrangement, wherein the support arrangement comprises at least one non-driven omnidirectional wheel.
  • the vehicle has no handles and is steered by a driver standing freely balancing on the support element, without using a handrail.
  • the driver can thus balance freely on the support element of the vehicle like a skateboard without supporting himself with his hands on a support or handlebar or sitting on a saddle or seat arranged on the support element.
  • the vehicle may have a handlebar to give the driver support and controls for the desired directions of travel to record.
  • Figure 1 is a perspective view of a vehicle according to the invention for the movement of a driver in a first embodiment
  • Figure 2 is a perspective view of a driver carrying the vehicle
  • Figure 3 is a perspective view of the vehicle according to Figure 1 without a driver
  • Figure 4 is a perspective view of the vehicle according to Figure 3 with a transparent support element
  • Figure 5 is a perspective view of a principle of a vehicle according to the invention for the movement of a driver in a second embodiment
  • Figure 6 is a perspective view of the vehicle according to Figure 5 without a driver
  • Figure 7 is a perspective principle view of a vehicle according to the invention for the movement of a driver in a third embodiment
  • Figure 8 is a further perspective schematic view of the vehicle according to Figure 7 and Figure 9 is a schematic diagram of the vehicle control system.
  • FIG 1 shows a perspective basic view of a vehicle 1 according to the invention, in particular a skateboard-like ball roller, for the movement of a driver 2 in a first embodiment.
  • the vehicle 1 essentially consists of a single ball 4 rolling on a floor 3, a single roller 7 rolling on the floor 3, a support element 5 supported on the ball 4 and the roller 7 and a drive arrangement 6 (not shown in this figure) for the ball 4 with a controller 20.
  • the ball 4 Viewed in the direction of a longitudinal axis x of the vehicle 1 and in a forward direction of travel V of the vehicle 1, the ball 4 is arranged in front of the roller 7 and at a distance from the roller 7 on the support element 5.
  • the roller 7 is mounted on the support element 5 so as to be rotatable about a transverse axis y.
  • the transverse axis y is aligned at right angles to the longitudinal axis x and is also aligned horizontally when the support element 5 is aligned horizontally.
  • the roller 7 has a spherical or circular segment-shaped running surface, which is oriented to the diameter of the ball 4, ie has the same curvature.
  • the contact points or contact lines or contact surfaces of the ball 4 and the roller 7 lie on the floor 3. one behind the other on the longitudinal axis x of the vehicle 1.
  • the ball 4 has a diameter in the range from 50 mm to 270 mm, preferably in the range from 75 mm to 150 mm, particularly preferably 100 mm, and the roller 7 has a diameter in the range from 20 mm to 100 mm, preferably in the range from 35 mm to 75 mm, particularly preferably 70 mm.
  • the width of the roller 7 is in the range from 10 mm to 150 mm, preferably 10 mm to 30 mm, particularly preferably 10 mm. It is conceivable to use rollers which are known from inline skaters and which have a diameter of 70 mm and a width of 10 mm and are made of PU material.
  • the support element 5 has a length in the range from 500 mm to 1000 mm, preferably 500 mm to 800 mm, particularly preferably 600 mm.
  • a front area of the ball 4 has a distance of 30 mm to 100 mm from a front end of the support element 5.
  • the roller 7 can extend to a rear end of the support element 5.
  • a wheelbase based on a roller axis 7a of the roller 7 and a virtual axis of rotation of the ball 4 when driving forward is at least 300 mm in order to achieve stable driving behavior of the vehicle 1 and is limited upwards by the dimensions of the roller 7 and ball 4 as well as the length of the support element 5.
  • the vehicle 1 Since the vehicle 1 rests on the ground 3 only via the single ball 4 and the single roller 7, it can tip sideways to the right and left about the longitudinal axis x.
  • the driver 2 thus balances on the vehicle 1 in relation to the longitudinal axis x while driving.
  • the driver 1 is supported in this by the control 20, which includes, among other things, balance control modules 18a, 18b with corresponding electronic stability programs that help the driver 2 to balance the support element 5 about the longitudinal axis x in a horizontal position.
  • the ball 4 and the roller 7 partially protrude downwards from the support element 5.
  • the use of the driven ball 4 as a wheel replacement has the advantage that the vehicle 1 can be driven on the ground 3 in any direction and can thus also be steered by means of the ball 4.
  • the vehicle 1 is driven via the ball 4 in a left-hand direction L, a right-hand direction R and a forward direction V (see Figures 3 and 4).
  • the vehicle 1 can also be referred to as a sports device, leisure device or fun device, on which the driver 2 stands freely balancing on the support element 5 during use like a skateboard and on which the driver 2 drives the vehicle 1 via Weight shift steers. Braking, accelerating and driving of the vehicle 1 can also be carried out by a weight shift of the driver 2 or a remote control operated by the driver 2. A weight shift of the driver 2 forwards and backwards is sufficient to generate control impulses via first and second sensors 10a, 10b in contact surfaces 10 of the support element 5. Furthermore, the vehicle 1 in this first embodiment and the second embodiment described later has no handles in relation to the driver 2.
  • the driver 2 therefore has no aids such as a handlebar, a support for support or a seat to sit on or as an aid for balancing.
  • the driver 2 must therefore balance freely on the support element 5 of the vehicle 1 without supporting himself with his hands on a support or a handlebar or with his shins on a kneeboard or sitting on a saddle or seat arranged on the support element 5.
  • the support element 5 is a complex component with multiple functions and has a cover part 5a, two support parts 5b and a lower support part 5c.
  • An upper part 4a of the ball 4 (see Figure 4) is covered by the cover part 5a and thus protects the driver 2 from contact with the rotating ball 4 and the cover part 5a surrounds an installation space 8 (see Figure 4) between a surface 4b of the ball and an inner side of the cover part 5a (see Figure 4).
  • the cover part 5a At a lower edge of the cover part 5a, there are support parts 5b arranged opposite one another in relation to the ball 4.
  • the two support parts 5b protrude outwards from the cover part 5a like front and rear projections and forwards and backwards in the forward direction of travel V and form essentially flat or, when viewed in a horizontal balance position of the vehicle 1, horizontal support surfaces 10 for a right and a left foot 2a of the driver 2 (see also Figure 3).
  • the ball 4 and the roller 7 In this essentially lateral balance position of the vehicle 1, the ball 4 and the roller 7 are on the floor 3.
  • the forward travel direction V is related to a travel direction of the vehicle 1 in the direction of its longitudinal axis x, with the ball 4 located in front of the roller 7.
  • the driver 2 moves sideways in the forward travel direction V.
  • Figure 2 shows a perspective view of a driver 2 who is carrying the vehicle 1 on his back, for example using shoulder straps (not shown).
  • the total weight of the vehicle 1 is less than 5 kg, preferably in the range of 3 to 5 kg.
  • Figure 3 shows a perspective view of the vehicle according to Figure 1 without the driver 2.
  • the shape of the vehicle 1 and thus essentially the shape of the support element 5 is reminiscent of a sandal, in which the cover part 5a forms the strap, to which a front, shorter and wider support part 5b and a rear, longer and narrower support part 5b are connected in the direction of the longitudinal axis x.
  • the support element 5 is trapezoidal with rounded edges at the front and rear and tapering towards the rear.
  • the support element 5, in particular the support parts 5b are not only semicircular and trapezoidal, but also oval, rectangular or polygonal or in a combined geometric shape.
  • the semicircular or trapezoidal support parts 5b have the advantage that the driver 2 has sufficient stability despite the material-saving design and that getting on and off is made easier by quickly and intuitively assuming a predetermined driver position.
  • the support parts 5b adjoin the cover part 5a opposite one another in relation to the ball 4.
  • the support surface 10 for the front foot 2a is located in front of the ball 4 when viewed in the forward direction of travel V and the support surface 10 for the rear foot 2a is also located above the roller 7 when viewed in the forward direction of travel V.
  • the contact surfaces 10 shown in Figure 3 for the right and left feet 2a of the driver 2 can be mere markings the size of a part of the feet 2a or areas on the contact parts 5b that are covered with a slip-resistant covering or have an anti-slip coating.
  • the size of the contact surfaces 10 is selected such that at least a middle part of the feet 2a and the full width of the feet 2a are supported.
  • a first sensor 10a and a second sensor 10b are located in the area of the contact surfaces 10 for the right and left feet 2a of the driver 2.
  • the acceleration, driving and braking of the vehicle 1 can be controlled by the driver 2.
  • the sensors 10a, 10b can, for example, detect weight changes or register gestures or sequences made by the driver 2 via his feet 2a and send a corresponding signal to the controller 20. This determines the movement of the vehicle 1 in the forward direction V.
  • FIG. 4 shows a further perspective view of the vehicle 1 according to Figure 3, wherein the support element 5 is shown transparent in order to show the internal structure of the vehicle 1, in particular its drive arrangement 6.
  • the vehicle 1 rolls on a combination of ball 4 and on the floor 3.
  • the roller 7 is mounted on the support element 5 via a roller axis 7a, which is aligned parallel to the transverse axis y.
  • the ball 4 is inserted from below into a corresponding lower opening of the support part 5c and the support element 5 rests on top of the ball 4 by means of a support arrangement 9.
  • the support arrangement 9 is located at the top in the region of the middle of the cover part 5a and comprises two non-driven omnidirectional wheels 9a, 9b, each of which can rotate about its own axis of rotation, each of which is aligned in the direction of the transverse axis y. Viewed in the direction of the longitudinal axis x, the omnidirectional wheels 9a, 9b are very close to each other but do not touch each other, to the right and left of the center of the ball and arranged in a V-position relative to each other.
  • the support arrangement 9 can be designed with a different type of ball bearing. The advantage is that the rolling of the ball 4 feels softer for the driver 2 and by avoiding any sudden or abrupt movements, wear on the two omnidirectional wheels 9a, 9b is reduced.
  • the omnidirectional wheels 9a, 9b are mounted on the support element 5.
  • the drive arrangement 6 essentially consists of a first omnidirectional gear 11a, a second omnidirectional gear 11b, a third omnidirectional gear 11c and a fourth omnidirectional gear 11d, which are distributed essentially evenly around the circumference of the ball 4, preferably at the level of an equator 4c of the ball 4.
  • the first omnidirectional gear 11a and the second omnidirectional gear 11b are symmetrically spaced to the right and left of the longitudinal axis x, as seen in the direction of the longitudinal axis x, and are each driven directly and without an intermediate gear by a first motor 12a and a second motor 12b, which are supported on the support element 5.
  • the second omnidirectional gear 11b is covered by the ball 4.
  • the omnidirectional gears 11a, 11b each preferably have the same diameter in the range from 20 mm to 300 mm, preferably in the range from 50 mm to 70 mm.
  • the axes of the omnidirectional wheels 11a, 11b are aligned in a V-shape with respect to the longitudinal axis x, widening towards the front.
  • the non-driven omnidirectional wheels 11c, 11d are smaller and each preferably have an equal diameter in the range of 10 mm to 150 mm, preferably in the range of 20 mm to 40 mm.
  • the batteries 19 for the motors 12a, 12b and the control system 20 are arranged inside the support part 5c and below the front support part 5b and thus in front of the ball 4.
  • a coordinated drive of the two omnidirectional wheels 11a, 11b thus leads to a movement of the vehicle 1 in the forward direction V, in the right direction R or in the left direction L or in any direction in between.
  • a movement of the vehicle 1 in the forward direction V is achieved, for example, by driving the first and second omnidirectional wheels 11a and 11b in opposite directions.
  • the motors 12a, 12b are attached to the support element 5 and are controlled by a controller 20 (see Figure 9).
  • 24V direct current motors with power ratings in the range from 350 watts to 800 watts are used as motors 12a, 12b.
  • the use of brushless three-phase motors in the range from 100 watts to 500 watts is also conceivable.
  • At least two driven omnidirectional wheels 11a, 11b are required, which preferably drive the ball 4 at a 90 degree angle to each other on the equator 4c.
  • a drive with three, four or more omnidirectional wheels 11a, 11b, 11c, 11d is also theoretically possible.
  • a design as omnidirectional wheels 11a, 11b, 11c, 11d is possible, but not necessary.
  • Omnidirectional wheels are only required if the ball 4 is driven above or below the equator 4c. Otherwise, the use of wheels or rollers as drive wheels in replacement of the omnidirectional wheels 11a, 11b, 11c, 11d is possible.
  • a circumferential gap remains between the surface 4b of the ball 4 and the inside of the cover part 5a, which allows the ball 4 to rotate freely relative to the support element 5.
  • Suspension of the vehicle 1 can also be provided in the area of the articulation of the omnidirectional wheels 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d or via an elastic ball.
  • the ball 4 is preferably made of hard plastic. For example, bowling balls are suitable.
  • the ball 4 is usually cast in rubber or polyurethane. It can also be seen that the omnidirectional wheels 11a, 11b, 11c, 11d engage in the area of the equator 4c.
  • the omnidirectional wheels 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d used are generally known and are also referred to as omnidirectional wheels.
  • the running surface consists of a plurality of rollers arranged along the circumference, the axes of rotation of which are essentially orthogonal to the axis of rotation of the respective omnidirectional wheel 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d and tangential to a circumference or a running surface of the omnidirectional wheel 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d.
  • omnidirectional gears 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d allows the ball 4 to rotate with little friction in all other directions to the respective omnidirectional gear 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d in addition to the drive direction of the respective omnidirectional gear 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, Ud.
  • the support element 5 in its additional function as a housing, protects the drive arrangement 6 from contamination and the driver's feet 2a from possible contact with the rotating omnidirectional wheels 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d and the motors 12a, 12b.
  • Figure 4 also shows that the support part 5c of the support element 5 is rounded.
  • the advantage of this rounded design is that the support element 5 can be tilted more easily.
  • other geometric designs are also conceivable, which, as required, limit the angle of inclination of the support element 5 by transitions from a rounded to an angular shape.
  • the contours of the first and second motors 12a and 12b are recognizable despite the covering support part 5c.
  • vehicle 1 that, as with a vehicle with front-wheel drive, the ball 4 at the front is driven and the roller 7 at the rear is not driven. The roller 7 is therefore towed by the ball 4 when the vehicle 1 is in operation.
  • vehicle 1 is comparable to a scooter that has a driven front ball 4 that can be steered via the drive and a towed rear roller 7. During normal operation of the vehicle 1, the ball 4 and roller 7 are both in contact with the ground 3.
  • FIG. 5 shows a perspective view of a basic vehicle 1 according to the invention for the movement of a driver 2 in a second embodiment.
  • This vehicle 1 functions like the first embodiment described above, except that both feet 2a are either behind the ball 4 as seen in the direction of the longitudinal axis x or the front foot 2a is above the ball 4 and the rear foot 2a is in Direction of the longitudinal axis x, behind the ball 4.
  • both feet 2a are either behind the ball 4 as seen in the direction of the longitudinal axis x or the front foot 2a is above the ball 4 and the rear foot 2a is in Direction of the longitudinal axis x, behind the ball 4.
  • the front support part 5a for the front foot 2a is at least partially arranged above the ball 4.
  • the front support part 5a and thus the front foot 2a resting on it are arranged completely within the contour of the ball 4 and in particular centrally above the ball 4. Due to the similarities with the first embodiment, reference is made to the description of Figures 1 to 4 and the reference numerals used therein are adopted below.
  • steering is also carried out via balance in the direction of the transverse axis y.
  • a handlebar (not shown) can be attached to the vehicle 1.
  • a corresponding connection hole is indicated on top of the cover part 5a. This turns the vehicle 1 into a scooter, in particular a ball scooter.
  • Figure 6 shows a perspective view of the vehicle 1 according to Figure 5 without the driver 2. Due to the similarities with the first embodiment, reference is also made to the description of Figures 1 to 4 and the reference numerals used there. As previously described, only the arrangement of the support parts 5b to the ball 4 is different here.
  • FIG 7 shows a perspective principle view of a vehicle 1 according to the invention for the movement of a driver 2 in a third embodiment.
  • This vehicle 1 functions like the first embodiment described above, except that either both feet 2a are behind the ball 4 as seen in the direction of the longitudinal axis x, or the front foot 2a is above the ball 4 and the rear foot 2a is behind the ball 4 as seen in the direction of the longitudinal axis x, and a handlebar 21 is provided. Due to the similarities with the first and second embodiments, reference is made to the description of Figures 1 to 6 and the reference numerals used there are adopted below.
  • a seat (not shown) can also be provided for the driver 2. The seat is then arranged on the support element 5.
  • the vehicle 1 is controlled via the handlebar 21 with corresponding switching elements or by shifting weight right to left.
  • Figure 8 shows a further perspective principle view of the vehicle 1 according to Figure 7.
  • the batteries 19 are arranged between the ball 4 and the roller 7 below the supporting part 5c.
  • Figure 9 shows a basic circuit diagram of the control 20 of the vehicle 1.
  • the control 20 is arranged on and/or inside the support element 5.
  • a large number of components are combined in the control 20 in order to be able to detect weight shifts of the driver 2 and thus lateral rolling of the support element 5 based on a balanced position of the support element 5.
  • the degree of rolling in the direction of the transverse axis y is detected by a roll gyro 16b.
  • the gyro 16b supplies acceleration and angle data.
  • the roll gyro 16b records the inclination movement around the longitudinal axis x.
  • the lateral inclination angle is in the range from 0 degrees to +/- 15 degrees or preferably +/- 10 degrees.
  • the control of a movement of the vehicle in the forward direction of travel V takes place via a signal generator 16a, which receives signals, for example, from first and second sensors 10a, 10b in the contact surfaces 10 of the support element 5 and thus from the feet 2a of the driver 2.
  • the signal generator 16a can also receive signals from a remote control operated by the driver 2 or signals from the handlebars or other control elements.
  • the data recorded by the roll gyro 16b and the signal generator 16a are sent to an evaluation control 17a.
  • the motor or motors 12a, 12b to be driven are controlled in the first evaluation control 17a in the required direction of rotation and rotation speed via an electronic stability program 18a, 18b in order to generate the desired travel movement of the vehicle 1.
  • a balance control module within the evaluation control 17a supports the driver 2 in regaining the lateral balance position of the support parts 5b of the support element 5, which are preferably aligned horizontally, by appropriately controlling the motors 12a, 12b.
  • the evaluation control 17a is designed as a programmable microcomputer. The driving movement previously caused by the driver 2 via the first weight shift is maintained as long as the driver 2 maintains the inclination of the support element 5, and is canceled when the driver 2 shifts his weight in the opposite direction.
  • the aforementioned rolling gyro 16b is understood to mean any type of measuring device with which the angular positions and angular directions in relation to the transverse axis y can be determined. Usually these are electronic circuits that work with piezo sensors.
  • the vehicle 2 is balanced by a balance control module arranged in the evaluation control 17a, so that the contact surfaces 10 of the support element 5 are brought into a horizontal position in space.
  • the vehicles 1 described above can also have one wheel or two wheels spaced apart from one another instead of the spherical roller 7, so that lateral stability of the vehicle 1 is achieved and balancing is therefore not necessary.
  • the vehicle 1 then has a three-point support on the ground 3.
  • the vehicle 1 is then steered using a remote control, sensors with contact with the feet or switching elements on the handlebars or brake pedal, accelerator pedal on the vehicle 1.
  • the vehicle 1 can also generally be equipped with a brake.
  • first and second omnidirectional wheels 9a, 9b of the support arrangement 9 and first to fourth omnidirectional wheels 11a, 11b, 11c, 11d for driving and guiding the ball 4 have been described.
  • These omnidirectional wheels 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d are characterized by high stability.
  • the vehicle 1 has a seat on the support element 5 in front of the roller 7 in the manner of a kart and support surfaces 10 for the feet 2a are arranged in the area of the ball 4, preferably to the right and left of the ball 4.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug (1) für die Fortbewegung eines Fahrers (2) mit einer auf einem Boden (3) abrollenden Kugel (4), mit einem sich auf der Kugel (4) abstützenden Tragelement (5), auf dem der Fahrer (2) im Betrieb des Fahrzeuges (1) steht, mit einer sich an dem Tragelement (5) abstützenden Antriebsanordnung (6), die die Kugel (4) antreibt. Um ein verbessertes Fahrzeug zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass das Fahrzeug (1) sich zusätzlich über eine auf einem Boden (3) abrollende Rolle (7) abstützt.

Description

Fahrzeug für einen Fahrer mit einer auf einem Boden abrollenden Kugel
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug für die Fortbewegung eines Fahrers mit einer auf einem Boden abrollenden Kugel, mit einem sich auf der Kugel abstützenden Tragelement, auf dem der Fahrer im Betrieb des Fahrzeuges steht, mit einer sich an dem Tragelement abstützenden Antriebsanordnung, die die Kugel antreibt.
Aus der europäischen Patentschrift EP 3 043 877 B1 ist bereits ein Fahrzeug für die Fortbewegung eines Fahrers, insbesondere ein skateboardartiger Kugelroller, bekannt. Das Fahrzeug steht im Fährbetrieb ausschließlich über eine auf einem Boden abrollende Kugel mit dem Boden in Kontakt und besteht im Wesentlichen aus der Kugel, einem sich auf der Kugel abstützenden Tragelement mit zwei Aufstandsflächen für je einen Fuß des Fahrers, einer Antriebsanordnung und einer Steuerung. Die Antriebsanordnung ist in einer Ausführungsform im Wesentlichen aus insgesamt vier Allseitenrädern aufgebaut, von denen drei zu einer Gruppe zusammengefasst sind und auf der oberen Hälfte der Kugel abrollen und von denen das vierte entlang eines Äquators der Kugel abrollt. Alle Allseitenräder stehen jeweils ohne einen Kippwinkel auf der Oberfläche der Kugel, so dass bei einem horizontal ausgerichteten Tragelement die jeweiligen Drehachsen der drei Allseitenräder der Gruppe horizontal sind und die Drehachse des vierten Allseitenrades vertikal ausgerichtet ist. Das Tragelement wird überwiegend über die Gruppe der drei Allseitenräder auf der Kugel abgestützt. Mit Hilfe des vierten Allseitenrades kann das Tragelement um eine Hochachse der Kugel gedreht werden. Die Kugel kann somit unter beziehungsweise in dem Tragelement, welches sich auf Höhe eines Äquators der Kugel befindet, in alle Richtungen auf dem Boden abrollen. Neben der Stützfunktion übernehmen alle Allseitenräder eine Antriebsfunktion. Hierzu werden die Allseitenräder jeweils über elektrische Motoren und vorgeschaltete Getriebe angetrieben, die an dem Tragelement gelagert sind. Zur Verwendung des Fahrzeugs, das auch als Sportgerät, Freizeitgerät oder Fungerät bezeichnet werden kann, steht der Fahrer frei balancierend auf dem Tragelement und steuert, bremst und lenkt das Fahrzeug über Gewichtsverlagerung. Hierbei wird der Fahrer von der Steuerung unterstützt, die unter anderem ein Balance-Steuerungsmodul umfasst, das dem Fahrer bei der Ausbalancierung des Tragelements in eine horizontale Lage hilft. Die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs und somit die Abrollrichtung der Kugel wird über die Neigung des Trageelements angesteuert, die über eine Gewichtsverlagerung des Fahrers hervorgerufen wird. Die gemessenen Beschleunigungs- und Winkeldaten des Tragelements werden in der Steuerung verarbeitet, darauf basierend werden die anzutreibenden Motoren der jeweiligen Allseitenräder bestimmt und mit der erforderlichen Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit eine gewünschte Fahrtbewegung und die Balance-Lage erreicht. Das Fahrzeug ist mit drei wiederaufladbaren Batterien für die Motoren und die Steuerung ausgestattet, die auf der unteren Seite des Trageelements um die Kugel herum angeordnet sind.
Des Weiteren ist aus der britischen Offenlegungsschrift GB 2 407 780 A ein weiterer skateboardartiger Kugelroller für einen Fahrer bekannt. Auch hier besteht der Kugelroller im Wesentlichen aus einer auf einem Boden abrollenden Kugel und einem sich auf der Kugel abstützenden Tragelement mit zwei Aufstandsflächen für je einen Fuß des Fahrers. Das Tragelement ist wie bei einem Skateboard rechteckig ausgebildet. In einer üblichen Vorwärtsfahrtrichtung ist das Tragelement in seiner Längsrichtung ausgerichtet und der Fahrer steht mit einem Fuß vor und einem Fuß hinter der Kugel und somit seitlich auf dem Tragelement. Der Kugelroller wird beispielsweise rollerartig über den Fahrer angetrieben und die Kugel ist in entsprechender Weise antriebslos. Zusätzlich sind im Bereich der vier Ecken des Tragelements jeweils ein Gleitelement, eine Rolle oder eine Lenkrolle angeordnet. Der Fahrer kann den Kugelroller lenken, in dem er eine der beiden hinteren Ecken während der Fahrt absenkt, so dass das Gleitelement, die Rolle oder die Lenkrolle mit dem Boden in Kontakt kommt. Hierdurch wird der Kugelroller einseitig abgebremst und eine Lenkbewegung eingeleitet. Ein hierzu vergleichbarer skateboardartiger und nicht angetriebener Kugelroller ist aus der europäischen Offenlegungsschrift EP 0 985435 A1 bekannt. Anstatt der in den vier Ecken des Tragelements jeweils angeordneten Gleitelemente, Rollen oder Lenkrollen ist hinten am Tragelement zentral nur eine einzige Kugel angeordnet. Die einzige Kugel zum Lenken des Kugelrollers ist bei waagerechter Position des Tragelements nicht in Kontakt mit dem Boden.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes kompaktes Fahrzeug für die Fortbewegung eines Fahrers mit einer auf einem Boden abrollenden Kugel zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Fahrzeug für die Fortbewegung eines Fahrers mit einer auf einem Boden abrollenden Kugel mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 19 angegeben. Erfindungsgemäß wird ein verbessertes Fahrzeug für die Fortbewegung eines Fahrers mit einer auf einem Boden abrollenden Kugel, mit einem sich auf der Kugel abstützenden Tragelement, auf dem der Fahrer im Betrieb des Fahrzeuges steht, mit einer sich an dem Tragelement abstützenden Antriebsanordnung, die die Kugel antreibt, dadurch geschaffen, dass das Fahrzeug sich zusätzlich über eine auf einem Boden abrollende Rolle abstützt. Das Fahrzeug nutzt als Abrollelemente nur eine Kugel und eine Rolle, wobei dem die Lenkung dadurch erfolgt, dass die Kugel quer zur Fahrtrichtung antreibbar ist.
Vorteilhafter Weise ist das Fahrzeug über die angetriebene Kugel lenkbar.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Rolle von der angetriebenen Kugel über das Tragelement geschleppt wird. Insgesamt ist somit vorgesehen, dass die Kugel angetrieben und die Rolle antriebslos beziehungsweise nicht angetrieben ist, wie bei einem Fahrzeug mit Vorderradantrieb. Die Rolle wird im Betrieb also von der Kugel geschleppt. Insgesamt ist das Fahrzeug mit einem Roller vergleichbar, der eine angetriebene und über den Antrieb lenkbare Vorderkugel und eine geschleppte Hinterrolle aufweist. Während eines normalen Betriebs des Fahrzeugs sind somit Kugel und Rolle beide in Kontakt mit dem Boden.
Ein stabiles Fahrverhalten in Vorwärtsfahrtrichtung wird dadurch erreicht, dass in der Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs gesehen die Rolle hinter der Kugel und mit Abstand zu der Kugel angeordnet sind.
Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass in der Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs gesehen das Tragelement ein vorderes Aufstandsteil für einen ersten Fuß des Fahrers und ein hinteres Aufstandsteil für einen zweiten Fuß des Fahrers aufweist.
Ein direktes Lenkverhalten wird dadurch erreicht, dass in der Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs gesehen die Kugel zwischen dem vorderen Aufstandsteil und dem hinteren Aufstandsteil angeordnet ist.
Ein indirekteres Lenkverhalten wird dadurch erreicht, dass in der Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs gesehen die Kugel vor dem vorderen Aufstandsteil und vor dem hinteren Aufstandsteil angeordnet ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das vordere Aufstandsteil oberhalb der Kugel angeordnet ist und in der Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs gesehen die Kugel vor dem hinteren Aufstandsteil angeordnet ist. In Zusammenhang mit diesem Merkmal bedeutet oberhalb, dass in einer Draufsicht auf das Fahrzeug gesehen das vordere Aufstandsteil zumindest teilweise oberhalb der Kugel angeordnet ist. Vorzugsweise ist in der Draufsicht auf das Fahrzeug gesehen, das vordere Aufstandsteil vollständig innerhalb der Kontur der Kugel angeordnet und insbesondere zentral oberhalb der Kugel.
Um ein Balancieren des Fahrers auf dem Fahrzeug zu ermöglichen, ist die Rolle derart ausgebildet, dass in der Vorwärtsfahrtrichtung gesehen das Fahrzeug nach rechts und links neigbar ist. Hierfür kann die Rolle schmal oder ballig sein.
Besonders vorteilhaft ist vorgesehen, dass das Fahrzeug über eine von dem Fahrer hervorgerufene Neigung des Fahrzeugs lenkbar ist, indem eine Steuerung dem die Neigung auswertet und die Antriebsanordnung die Kugel in einer gewünschten Fahrtrichtung antreibt. Das Fahrzeug wird ausschließlich über die Füße des auf dem Tragelement frei balancierenden Fahrers gelenkt. Durch eine Gewichtsverlagerung initiiert der Fahrer die Lenkung des Fahrzeuges. Dabei reagiert die Steuerung auf die Änderung eines seitlichen Neigungswinkels des Tragelements und treibt die Kugel über die Antriebsanordnung an, in die gewünschte seitliche Richtung abzurollen. Hierbei liegt der seitliche Neigungswinkel im Bereich von 0 Grad bis +/- 15 Grad beziehungsweise vorzugsweise bis +/- 10 Grad. Dann gleicht die Steuerung die gemessene Neigung des Tragelements aus, sodass es sich wieder in einer vorzugsweise horizontalen Ausrichtung befindet. Vorzugsweise steht der Fahrer einfach im Bereich der Aufstandsflächen auf dem Tragelement, die mit Anti-Rutsch-Auflagen für einen festen und sicheren Stand des Fahrers sowie eine bessere Koordination der Gewichtsverlagerung versehen sind. Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass die Steuerung ein Balance-Steuerungsmodul umfasst, das einen Fahrer bei der Ausbalancierung des Tragelements in einer horizontalen Lage im Raum unterstützt. Diese Ausbalancierung des Tragelementes in eine ausbalancierte Ausrichtung erfolgt über eine entsprechende Ansteuerung des ersten und zweiten Allseitenrads. Der Grad der Unterstützung kann variiert werden und so groß eingestellt werden, dass es für den Fahrer relativ einfach ist auf dem T ragelement zu balancieren. Andererseits ist die Unterstützung nicht so groß, dass der Fahrer daran gehindert wird, durch ein Verlagern seines Gewichts eine Lenkung des Fahrzeugs in die Neigungsrichtung auf Grund der Gewichtsverlagerung hervor zu rufen.
In einer Variante ist vorgesehen, dass die Rolle derart ausgebildet ist, dass in der Vorwärtsfahrtrichtung gesehen das Fahrzeug nach rechts und links stabilisiert ist. Der Fahrer muss somit nicht frei balancieren und lenkt das Fahrzeug über entsprechende Steuerelemente.
Besonders vorteilhaft und einfach ist, dass das Fahrzeug nur eine einzige Kugel und/oder nur eine einzige Rolle aufweist.
Konstruktiv bevorzugt ist vorgesehen, dass das Tragelement einen Deckelteil, zwei Aufstandsteile und einen Tragteil umfasst, der Deckelteil den oberen Teil der Kugel abdeckt und der untere Teil der Kugel nach unten aus dem Tragteil hinausragt.
Ein wirksamer Antrieb der Kugel wird dadurch erreicht, dass die Kugel über zwei Allseitenräder direkt und ohne eine Zwischenschaltung eines Getriebes über je einen Elektromotor angetrieben ist und jeder Elektromotor an dem Tragelement befestigt ist.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Elektromotoren über mindestens eine wieder aufladbare Batterie mit Energie versorgt sind.
Ein optimales Fahrverhalten des Fahrzeugs ohne schlagartige oder abrupte Bewegungen wird dadurch erreicht, dass sich das Tragelement über eine Stützanordnung auf der Kugel abstützt, wobei die Stützanordnung mindestens ein nicht angetriebenes Allseitenrad umfasst.
Vorteilhafter Weise ist das Fahrzeug haltegrifflos und wird von einem frei auf dem Tragelement balancierend stehenden Fahrer gelenkt, ohne Einsatz einer Haltestange. Der Fahrer kann somit auf dem Tragelement des Fahrzeugs skateboardartig frei balancieren ohne sich mit den Händen an einer Stütze oder an einer Lenkstange abzustützen oder auf einem auf dem Tragelement angeordneten Sattel oder Sitz zu sitzen.
In einer alternativen Ausgestaltung kann das Fahrzeug einen Lenker aufweisen um den Fahrer Halt zu geben und Steuerelemente für die gewünschten Fahrtrichtungen aufzunehmen.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand mehrerer in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Prinzip-Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs für die Fortbewegung eines Fahrers in einer ersten Ausführungsform,
Figur 2 eine perspektivische Ansicht eines das Fahrzeug tragenden Fahrers, Figur 3 eine perspektivische Ansicht des Fahrzeugs gemäß Figur 1 ohne Fahrer, Figur 4 eine perspektivische Ansicht des Fahrzeugs gemäß Figur 3 mit einem transparenten Tragelement,
Figur 5 eine perspektivische Prinzip-Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs für die Fortbewegung eines Fahrers in einer zweiten Ausführungsform,
Figur 6 eine perspektivische Ansicht des Fahrzeugs gemäß Figur 5 ohne Fahrer, Figur 7 eine perspektivische Prinzip-Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs für die Fortbewegung eines Fahrers in einer dritten Ausführungsform,
Figur 8 eine weitere perspektivische Prinzip-Ansicht des Fahrzeugs gemäß Figur 7 und Figur 9 ein Prinzip-Schaltbild der Steuerung des Fahrzeugs.
In der Figur 1 ist eine perspektivische Prinzip-Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1 , insbesondere eines skateboardartigen Kugelrollers, für die Fortbewegung eines Fahrers 2 in einer ersten Ausführungsform dargestellt. Das Fahrzeug 1 besteht im Wesentlichen aus einer einzigen auf einem Boden 3 abrollenden Kugel 4, einer einzigen auf dem Boden 3 abrollenden Rolle 7, einem sich auf der Kugel 4 und der Rolle 7 abstützenden Tragelement 5 und einer in dieser Figur nicht dargestellten Antriebsanordnung 6 für die Kugel 4 mit einer Steuerung 20. In Richtung einer Längsachse x des Fahrzeugs 1 und in einer Vorwärtsfahrtrichtung V des Fahrzeugs 1 gesehen ist die Kugel 4 vor der Rolle 7 und mit einem Abstand zu der Rolle 7 an dem Tragelement 5 angeordnet. Außerdem ist die Rolle 7 um eine Querachse y drehbar an dem Tragelement 5 gelagert. Die Querachse y ist rechtwinklig zur Längsachse x ausgerichtet und bei horizontal ausgerichtetem Tragelement 5 ebenfalls horizontal ausgerichtet. Außerdem hat die Rolle 7 eine ballige beziehungsweise kreissegmentförmige Lauffläche, die sich am Durchmesser der Kugel 4 orientiert, d.h. die gleiche Krümmung aufweist. Des Weiteren liegen die Kontaktpunkte beziehungsweise Kontaktlinien oder Kontaktflächen der Kugel 4 und der Rolle 7 auf dem Boden 3 hintereinander auf der Längsachse x des Fahrzeugs 1. Die Kugel 4 hat einen Durchmesser im Bereich von 50 mm bis 270 mm, vorzugsweise im Bereich von 75 mm bis 150 mm, besonders vorzugsweise von 100 mm, und die Rolle 7 einen Durchmesser im Bereich von 20 mm bis 100 mm, vorzugsweise im Bereich von 35 mm bis 75 mm, besonders vorzugsweise 70 mm. Die Breite der Rolle 7 beträgt im Bereich von 10 mm bis 150 mm, bevorzugt 10 mm bis 30 mm, besonders bevorzugt 10 mm. Denkbar ist ein Einsatz von Rollen, die von Inlineskatern bekannt sind und einen Durchmesser von 70 mm und eine Breite von 10 mm aufweisen sowie aus PU -Mate rial bestehen. Das Tragelement 5 weist eine Länge im Bereich von 500 mm bis 1000 mm, bevorzugt 500 mm bis 800 mm, besonders bevorzugt 600 mm, auf. Ein Vorderbereich der Kugel 4 weist einen Abstand von 30 mm bis 100 mm von einem vorderen Ende des Tragelements 5 auf. Die Rolle 7 kann bis an ein hinteres Ende des Tragelements 5 heranragen. Ein Radstand bezogen auf eine Rollenachse 7a der Rolle 7 und einer virtuellen Drehachse der Kugel 4 bei Vorwärtsfahrt liegt mindestens bei 300 mm, um ein stabiles Fahrverhalten des Fahrzeugs 1 zu erreichen und ist nach oben über die Abmessungen von Rolle 7 und Kugel 4 sowie der Länge des Tragelements 5 begrenzt.
Da das Fahrzeug 1 nur über die einzige Kugel 4 und die einzige Rolle 7 auf dem Boden 3 ruht, kann es seitlich nach rechts und links um die Längsachse x kippen. Der Fahrer 2 balanciert somit in Bezug auf die Längsachse x auf dem Fahrzeug 1 während der Fahrt. Hierbei wird der Fahrer 1 von der Steuerung 20 unterstützt, die unter anderem Balance- Steuerungsmodule 18a, 18b mit entsprechenden elektronischen Stabilitätsprogrammen umfasst, das dem Fahrer 2 bei der Ausbalancierung des Tragelements 5 um die Längsachse x in einer horizontalen Lage hilft. Außerdem ragen die Kugel 4 und die Rolle 7 aus dem Tragelement 5 teilweise nach unten heraus.
Die Verwendung der angetriebenen Kugel 4 als Radersatz hat den Vorteil, dass das Fahrzeug 1 auf dem Boden 3 in alle beliebigen Richtungen angetrieben werden kann und somit auch mittels der Kugel 4 gelenkt werden kann. Im vorliegenden Fall ist ein Antrieb des Fahrzeugs 1 über die Kugel 4 in eine Linksfahrtrichtung L, eine Rechtsfahrtrichtung R und eine Vorwärtsfahrtrichtung V vorgesehen (siehe Figuren 3 und 4).
Das Fahrzeug 1 kann auch als Sportgerät, Freizeitgerät oder Fungerät bezeichnet werden, auf dem der Fahrer 2 während der Benutzung wie bei einem Skateboard frei balancierend auf dem Tragelement 5 steht und bei dem der Fahrer 2 das Fahrzeug 1 über Gewichtsverlagerung lenkt. Ein Bremsen, Beschleunigen und Fahren des Fahrzeugs 1 kann auch über eine Gewichtsverlagerung des Fahrers 2 oder eine vom Fahrer 2 zu bedienende Fernsteuerung erfolgen. Eine Gewichtsverlagerung des Fahrers 2 nach vorne und hinten ist ausreichend, um Steuerungsimpulse über erste und zweite Sensoren 10a, 10b in Aufstandsflächen 10 des Tragelements 5 zu generieren. Außerdem ist das Fahrzeug 1 in dieser ersten Ausführungsform und der später beschriebenen zweiten Ausführungsform in Bezug auf den Fahrer 2 haltegrifflos. Somit stehen dem Fahrer 2 keine Hilfsmittel wie eine Lenkstange, eine Stütze zum Abstützen oder einen Sitz zum Sitzen beziehungsweise als Hilfe beim Balancieren zur Verfügung. Der Fahrer 2 muss somit frei auf dem Tragelement 5 des Fahrzeugs 1 balancieren ohne sich mit den Händen an einer Stütze oder an einer Lenkstange beziehungsweise mit den Schienbeinen an einem Kniebrett abzustützen oder auf einem auf dem Tragelement 5 angeordneten Sattel oder Sitz zu sitzen.
Das Tragelement 5 ist ein komplexes Bauteil mit mehreren Funktionen und weist hierzu ein Deckelteil 5a, zwei Aufstandsteile 5b und ein unteres Tragteil 5c auf. Über das Deckelteil 5a wird ein oberer Teil 4a der Kugel 4 (siehe Figur 4) abgedeckt und schützt somit den Fahrer 2 vor Berührungen mit der rotierenden Kugel 4 und das Deckelteil 5a umgibt einen Einbauraum 8 (siehe Figur 4) zwischen einer Oberfläche 4b der Kugel und einer Innenseite des Deckelteils 5a (siehe Figur 4).
An einem unteren Rand des Deckelteils 5a schließen sich in Bezug auf die Kugel 4 gegenüberliegend angeordnete Aufstandsteile 5b an. Die zwei Aufstandsteile 5b ragen wie vordere und hintere Ansätze von dem Deckelteil 5a nach außen und in Vorwärtsfahrtrichtung V nach vorne und hinten weg und bilden im Wesentlichen ebene beziehungsweise in einer horizontalen Balance-Lage des Fahrzeugs 1 gesehen horizontale Aufstandsflächen 10 für einen rechten und einen linken Fuß 2a des Fahrers 2 (siehe auch Figur 3). In dieser im Wesentlichen seitlichen Balance-Lage des Fahrzeugs 1 befinden sich die Kugel 4 und die Rolle 7 auf dem Boden 3.
In einer Vorwärtsfahrtrichtung V des Fahrzeuges 1 gesehen sind die Aufstandsflächen 10 vor und hinter der Kugel 4 angeordnet. Die Vorwärtsfahrtrichtung V ist hierbei auf eine Fahrrichtung des Fahrzeugs 1 in Richtung seiner Längsachse x bezogen, wobei sich die Kugel 4 vor der Rolle 7 befindet. Der Fahrer 2 bewegt sich in Vorwärtsfahrtrichtung V seitwärts. Die Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Fahrers 2, der das Fahrzeug 1 beispielsweise über nicht dargestellte Schulter-Trageriemen auf seinem Rücken trägt. Das Gesamtgewicht des Fahrzeug 1 liegt unter 5 kg, vorzugsweise im Bereich von 3 bis 5 kg.
Die Figur 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Fahrzeugs gemäß Figur 1 ohne den Fahrer 2. Die Form des Fahrzeugs 1 und somit im Wesentlichen die Form des Tragelements 5 erinnert an eine Sandale, bei der das Deckelteil 5a den Riemen bildet, an dem sich in Richtung der Längsachse x gesehen ein vorderes, kürzeres und breites Aufstandsteil 5b und ein hinteres, längeres und schmaleres Aufstandsteil 5b anschließen. In einer Draufsicht gesehen ist das Tragelement 5 trapezförmig mit Abrundungen vorne und hinten sowie sich nach hinten verjüngend. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das Tragelement 5, insbesondere die Aufstandsteile 5b, nicht nur halbkreisförmig und trapezförmig, sondern auch oval, rechteckig oder mehreckig oder in einer kombinierten geometrischen Form ausgebildet sind. Die halbkreisförmigen beziehungsweise trapezförmigen Aufstandsteile 5b haben jedoch den Vorteil, dass der Fahrer 2 trotz materialsparender Ausführung eine ausreichende Stabilität hat und ein Auf- und Absteigen durch eine schnelle und intuitive Einnahme einer vorbestimmten Fahrerposition erleichtert. Die Aufstandsteile 5b grenzen in Bezug auf die Kugel 4 gegenüberliegend an dem Deckelteil 5a an. Die Aufstandsfläche 10 für den vorderen Fuß 2a befindet sich in Vorwärtsfahrtrichtung V gesehen vor der Kugel 4 und die Aufstandsfläche 10 für den hinteren Fuß 2a ebenfalls in Vorwärtsfahrtrichtung V gesehen oberhalb der Rolle 7.
Die in der Figur 3 gezeigten Aufstandsflächen 10 für den rechten und den linken Fuß 2a des Fahrers 2 können bloße Markierungen in der Größe eines Teils der Füße 2a oder mit einem rutschhemmenden Belag ausgelegte oder antirutschbeschichtete Bereiche auf den Aufstandsteilen 5b sein. Die Größe der Aufstandsflächen 10 ist so gewählt, dass zumindest ein Mittelteil der Füße 2a und die volle Breite der Füße 2a unterstützt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich im Bereich der Aufstandsflächen 10 für den rechten und den linken Fuß 2a des Fahrers 2 jeweils ein erster Sensor 10a beziehungsweise ein zweiter Sensor 10b. Mittels dieser Sensoren 10a, 10b kann das Beschleunigen, Fahren und Bremsen des Fahrzeugs 1 durch den Fahrer 2 gesteuert werden. Hierfür können die Sensoren 10a, 10b beispielsweise Gewichtsveränderungen oder von dem Fahrer 2 über seine Füße 2a gegebene Gesten oder Abfolgen registrieren und ein entsprechendes Signal an die Steuerung 20 schicken. Dadurch wird die Bewegung des Fahrzeuges 1 in Vorwärtsfahrtrichtung V bestimmt.
In der Figur 4 ist eine weitere perspektivische Ansicht des Fahrzeugs 1 gemäß Figur 3 dargestellt, wobei das Tragelement 5 transparent dargestellt ist, um den inneren Aufbau des Fahrzeugs 1 , insbesondere dessen Antriebsanordnung 6, zu zeigen. Wie zuvor beschrieben rollt das Fahrzeug 1 über eine Kombination von Kugel 4 und auf dem Boden 3 ab. Die Rolle 7 ist über eine Rollenachse 7a, die parallel zur Querachse y ausgerichtet ist, an dem Tragelement 5 gelagert. Die Kugel 4 ist von unten in eine entsprechende untere Öffnung des Tragteils 5c eingesteckt und das Tragelement 5 ruht mittels einer Stützanordnung 9 oben auf der Kugel 4. Die Stützanordnung 9 befindet sich oben im Bereich der Mitte des Deckelteils 5a und umfasst zwei nicht angetriebene und sich um jeweils eine eigene Drehachse, die jeweils in Richtung der Querachse y ausgerichtet sind, drehbare Allseitenräder 9a, 9b. In Richtung der Längsachse x gesehen sind die Allseitenräder 9a, 9b sehr nah zueinander aber nicht aneinander berührend, rechts und links von der Mitte der Kugel und in einer V-Stellung zueinander angeordnet. Alternativ ist auch eine Ausführung der Stützanordnung 9 mit einer anderen Art der Kugellagerung möglich. Der Vorteil liegt darin, dass sich das Abrollen der Kugel 4 weicher für den Fahrer 2 anfühlt und durch das Vermeiden von eventuellen schlagartigen oder abrupten Bewegungen ein Verschleiß der zwei Allseitenräder 9a, 9b vermindert ist. Die Allseitenräder 9a, 9b sind an dem Tragelement 5 gelagert.
Die Antriebsanordnung 6 besteht im Wesentlichen aus einem ersten Allseitenrad 11a, einem zweiten Allseitenrad 11b, einem dritten Allseitenrad 11c und einem vierten Allseitenrad 11d, die im Wesentlichen gleichmäßig um den Umfang der Kugel 4 vorzugsweise in Höhe eines Äquators 4c der Kugel 4 verteilt sind. Das erste Allseitenrad 11a und das zweite Allseitenrad 11b sind in Richtung der Längsachse x gesehen symmetrisch rechts und links von der Längsachse x beabstandet und jeweils direkt und ohne eine Zwischenschaltung eines Getriebes von einem ersten Motor 12a und einem zweiten Motor 12b angetrieben, die sich an dem Tragelement 5 abstützen. In der Figur 4 ist das zweite Allseitenrad 11b von der Kugel 4 verdeckt. Die Allseitenräder 11a, 11b haben jeweils vorzugsweise einen gleichen Durchmesser im Bereich von 20 mm bis 300 mm, vorzugsweise im Bereich von 50 mm bis 70 mm. Die Achsen der Allseitenräder 11a, 11b sind in Bezug auf die Längsachse x v-förmig sich nach vorne erweiternd ausgerichtet. Die nicht angetriebenen Allseitenräder 11c, 11d sind kleiner und haben jeweils vorzugsweise einen gleichen Durchmesser im Bereich von 10 mm bis 150 mm, vorzugsweise im Bereich von 20 mm bis 40 mm.
Innerhalb des Tragteils 5c und unterhalb des vorderen Aufstandsteils 5b und somit vor der Kugel 4 sind die Batterien 19 für die Motoren 12a, 12b und die Steuerung 20 angeordnet. Ein koordinierter Antrieb der beiden Allseitenräder 11a, 11b führt somit zu einer Bewegung des Fahrzeugs 1 in Vorwärtsfahrtrichtung V, in Rechtsfahrtrichtung R oder in Linksfahrtrichtung L oder in jeder beliebigen Zwischenrichtung hiervon. Eine Bewegung des Fahrzeugs 1 in Vorwärtsfahrtrichtung V wird beispielsweise dadurch erreicht, dass das erste und das zweite Allseitenrad 11a und 11b gegenläufig angetrieben werden.
Die Motoren 12a, 12b sind an dem Tragelement 5 befestigt und werden über eine Steuerung 20 (siehe Figur 9) angesteuert. Als Motoren 12a, 12b kommen 24V- Gleichstrommotoren zum Einsatz mit Leistungen im Bereich von 350 Watt bis 800 Watt auch ist ein Einsatz von bürstenlosen Drehstrommotoren im Bereich von 100 Watt bis 500 Watt denkbar.
Für einen Antrieb der Kugel 4 sind mindestens zwei angetriebene Allseitenräder 11a, 11b nötig, die vorzugsweise in 90 Grad-Winkel zueinander auf dem Äquator 4c die Kugel 4 antreiben. Ein Antrieb mit drei, vier oder mehr Allseitenrädern 11a, 11b, 11c, 11d ist theoretisch auch möglich. Eine Ausführung der als Allseitenräder 11a, 11b, 11c, 11d ist möglich, aber nicht nötig. Nur wenn die Kugel 4 über oder unter dem Äquator 4c angetrieben wird, werden Allseitenräder benötigt. Sonst ist der Einsatz von Rädern oder Rollen als Antriebsräder in Ersatz der Allseitenrädern 11a, 11b, 11c, 11d möglich.
Es ist selbstverständlich, dass zwischen der Oberfläche 4b der Kugel 4 und der Innenseite des Deckelteils 5a ein umlaufender Spalt verbleibt, der eine freie Drehbarkeit der Kugel 4 relativ zu dem Tragelement 5 erlaubt. Auch kann eine Federung des Fahrzeugs 1 im Bereich der Anlenkung der Allseitenräder 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d oder über eine elastische Kugel vorgesehen werden. Die Kugel 4 ist vorzugsweise aus Hartplastik hergestellt. Beispielsweise sind Bowlingkugeln geeignet. Üblicher Weise ist die Kugel 4 mit Gummi oder Polyurethan umgossen. Außerdem ist ersichtlich, dass die Allseitenräder 11a, 11b, 11c, 11d im Bereich des Äquators 4c angreifen. Die verwendeten Allseitenräder 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d sind allgemein bekannt und werden auch als omnidirektionale Räder bezeichnet. Bei den Allseitenrädern 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d besteht die Lauffläche aus einer Vielzahl entlang des Umfanges angeordneten Rollen, deren Drehachsen im Wesentlichen orthogonal zu der Drehachse des jeweiligen Allseitenrades 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d und tangential zu einem Umfang beziehungsweise einer Lauffläche des Allseitenrades 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d liegen. Die Verwendung von Allseitenrädern 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11 d erlaubt, dass sich die Kugel 4 reibungsarm neben der Antriebsrichtung des jeweiligen Allseitenrades 9a, 9b, l la, 11b, 11c, Ud in alle anderen Richtungen zu dem jeweiligen Allseitenrad 9a, 9b, 11 a, l lb, 11c, 11 d drehen kann.
Das Tragelement 5 schützt in seiner Zusatzfunktion als Gehäuse die Antriebsanordnung 6 vor Verschmutzung und die Füße 2a des Fahrers vor einem möglichen Kontakt mit den rotierenden Allseitenrädern 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d und den Motoren 12a, 12b.
Auch zeigt die Figur 4, dass das Tragteil 5c des Tragelements 5 abgerundet ist. Der Vorteil dieser abgerundeten Ausführung liegt in einer erweiterten Neigungsfähigkeit des Tragelements 5. Alternativ sind aber auch weitere geometrische Ausführungen denkbar, die je nach Bedarf den Neigungswinkel des Tragelements 5 durch Übergänge von einer abgerundeten in eine eckige Form beschränken. Die Konturen von dem ersten und zweiten Motor 12a und 12b sind trotz des abdeckenden Tragteils 5c erkennbar.
Insgesamt ist zu dem Fahrzeug 1 zu sagen, dass wie bei einem Fahrzeug mit Vorderradantrieb hier vorne die Kugel 4 angetrieben und hinten die Rolle 7 antriebslos ist. Die Rolle 7 wird im Betrieb des Fahrzeugs 1 also von der Kugel 4 geschleppt. Insgesamt ist das Fahrzeug 1 mit einem Roller vergleichbar, der eine angetriebene und über den Antrieb lenkbare vordere Kugel 4 und eine geschleppte hintere Rolle 7 aufweist. Während eines normalen Betriebs des Fahrzeugs 1 sind somit Kugel 4 und Rolle 7 beide in Kontakt mit dem Boden 3.
Die Figur 5 zeigt eine perspektivische Prinzip-Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1 für die Fortbewegung eines Fahrers 2 in einer zweiten Ausführungsform. Dieses Fahrzeug 1 funktioniert wie die zuvor beschriebene erste Ausführungsform, nur dass beide Füße 2a entweder in Richtung der Längsachse x gesehen hinter der Kugel 4 stehen oder der vordere Fuß 2a oberhalb der Kugel 4 steht und der hintere Fuß 2a in Richtung der Längsachse x gesehen hinter der Kugel 4 steht. In Zusammenhang mit der Position des vorderen Fußes 2a oberhalb der Kugel 4 wird oberhalb so verstanden, dass in einer Draufsicht auf das Fahrzeug 1 gesehen das vordere Aufstandsteil 5a für den vorderen Fuß 2a zumindest teilweise oberhalb der Kugel 4 angeordnet ist. Vorzugsweise ist in der Draufsicht auf das Fahrzeug 1 gesehen, das vordere Aufstandsteil 5a und somit der darauf ruhende vordere Fuß 2a vollständig innerhalb der Kontur der Kugel 4 angeordnet und insbesondere zentral oberhalb der Kugel 4. Aufgrund der Gemeinsamkeiten mit der ersten Ausführungsform wird auf die Beschreibung zu den Figuren 1 bis 4 verwiesen und nachfolgend werden die dort verwendeten Bezugszeichen übernommen.
Auch in der zweiten Ausführungsform wird über Balance in Richtung der Querachse y gelenkt. Optional kann an dem Fahrzeug 1 ein nicht dargestellter Lenker angebracht werden. Eine entsprechende Anschlussbohrung ist oben auf dem Deckelteil 5a angedeutet. Damit wird das Fahrzeug 1 zu einem Roller, insbesondere einem Kugel- Roller.
In der Figur 6 ist eine perspektivische Ansicht des Fahrzeugs 1 gemäß Figur 5 ohne Fahrer 2 dargestellt. Auch hierzu wird aufgrund der Gemeinsamkeiten mit der ersten Ausführungsform auf die Beschreibung zu den Figuren 1 bis 4 und die dort verwendeten Bezugszeichen verwiesen. Wie zuvor beschreiben ist hier nur die Anordnung der Aufstandsteile 5b zu der Kugel 4 anders gewählt.
Die Figur 7 zeigt eine perspektivische Prinzip-Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1 für die Fortbewegung eines Fahrers 2 in einer dritten Ausführungsform. Dieses Fahrzeug 1 funktioniert wie die zuvor beschriebene erste Ausführungsform, nur dass entweder beide Füße 2a in Richtung der Längsachse x gesehen hinter der Kugel 4 stehen oder der vordere Fuß 2a oberhalb der Kugel 4 steht und der hintere Fuß 2a in Richtung der Längsachse x gesehen hinter der Kugel 4 steht und ein Lenker 21 vorgesehen ist. Aufgrund der Gemeinsamkeiten mit der ersten und zweiten Ausführungsform wird auf die Beschreibung zu den Figuren 1 bis 6 verwiesen und nachfolgend werden die dort verwendeten Bezugszeichen übernommen. Auch kann ein nicht dargestellter Sitz für den Fahrer 2 vorgesehen werden. Der Sitz ist dann auf dem Tragelement 5 angeordnet. Gesteuert wird das Fahrzeug 1 über den Lenker 21 mit entsprechenden Schaltelementen oder über Gewichtsverlagerung rechts links. Die Figur 8 zeigt eine weitere perspektivische Prinzip-Ansicht des Fahrzeugs 1 gemäß Figur 7. Hier sind die Batterien 19 zwischen der Kugel 4 und der Rolle 7 unterhalb des Tragteils 5c angeordnet.
In der Figur 9 ist ein Prinzip-Schaltbild der Steuerung 20 des Fahrzeugs 1 dargestellt. Die Steuerung 20 ist an dem und/oder innerhalb des Tragelements 5 angeordnet. In der Steuerung 20 ist eine Vielzahl von Bauteilen zusammengefasst, um ausgehend von einer Balance-Lage des Tragelements 5 Gewichtsverlagerungen des Fahrers 2 und somit ein seitliches Rollen des Tragelements 5 erkennen zu können. Der Grad des Rollens in Richtung der Querachse y wird von einem Roll-Kreisel 16b erkannt. Der Kreisel 16b liefert jeweils Beschleunigungs- und Winkeldaten. Der Roll-Kreisel 16b erfasst die Neigungsbewegung um die Längsachse x. Hierbei liegt der seitliche Neigungswinkel im Bereich von 0 Grad bis +/- 15 Grad beziehungsweise vorzugsweise +/- 10 Grad. Die Steuerung einer Bewegung des Fahrzeugs in Vorwärtsfahrtrichtung V erfolgt über einen Signalgeber 16a, der beispielsweise Signale von ersten und zweiten Sensoren 10a, 10b in den Aufstandsflächen 10 des Tragelements 5 und somit von den Füßen 2a des Fahrers 2 erhält. Der Signalgeber 16a kann auch Signale von einer von dem Fahrer 2 bedienten Fernbedienung oder Signale vom Lenker oder anderen Steuerelementen erhalten. Die von dem Roll-Kreisel 16b und dem Signalgeber 16a erfassten Daten werden an eine Auswertesteuerung 17a geschickt. In Abhängigkeit von dem erfassten Grad der Neigung und der Neigungsrichtung und den Signalen in Vorwärtsfahrtrichtung V wird in der ersten Auswertesteuerung 17a der oder die anzutreibenden Motoren 12a, 12b bestimmt über jeweils ein elektronisches Stabilitätsprogramm 18a, 18b in der erforderlichen Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit angesteuert, um die gewünschte Fahrbewegung des Fahrzeugs 1 zu erzeugen. Gleichzeitig wird parallel über ein Balance-Steuerungsmodul innerhalb der Auswertesteuerung 17a der Fahrer 2 unterstützt, die seitliche Balance-Lage der Aufstandsteile 5b des Tragelements 5, die vorzugsweise horizontal ausgerichtet sind, durch entsprechende Ansteuerung der Motoren 12a, 12b wieder zu erreichen. Die Auswertesteuerung 17a ist als programmierbarer Mikrocomputer ausgebildet. Die zuvor von dem Fahrer 2 über die erste Gewichtsverlagerung hervorgerufene Fahrbewegung bleibt erhalten, solange der Fahrer 2 die Neigung des Tragelements 5 aufrechterhält, und wird aufgehoben, wenn der Fahrer 2 sein Gewicht in die Gegenrichtung verlagert.
Unter dem vorgenannten Roll-Kreisel 16b ist jegliche Art von Messgerät zu verstehen, mit den die Winkellagen und Winkelrichtungen in Bezug auf die Querachse y bestimmt werden kann. Üblicher weise handelt sich um elektronische Schaltungen, die mit Piezo- Sensoren arbeiten.
Es kann vorgesehen werden, dass nachdem alle beide Sensoren 10a, 10b das Vorhandensein beider Füße 2a des Fahrers 2 registriert und an die Auswertesteuerung 17a geschickt haben, das Fahrzeug 2 durch ein in der Auswertesteuerung 17a angeordnetes Balance-Steuerungsmodul ausbalanciert, sodass die Aufstandsflächen 10 des Tragelements 5 in eine horizontale Lage im Raum gebracht sind.
Auch können die vorbeschriebenen Fahrzeuge 1 anstatt der balligen Rolle 7 ein Rad oder zwei seitlich voneinander beabstandete Räder aufweisen, so dass eine seitliche Stabilität des Fahrzeuges 1 erreicht wird und somit ein Balancieren entfällt. Das Fahrzeug 1 hat dann eine Dreipunkt-Auflage auf dem Boden 3. Das Lenken des Fahrzeugs 1 erfolgt dann über eine Fernbedienung, Sensoren mit Kontakt mit den Füßen oder Schaltelementen am Lenker oder Bremspedal, Gaspedal am Fahrzeug 1. Auch kann das Fahrzeug 1 generell mit einer Bremse ausgerüstet werden.
In den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen sind erste und zweite Allseitenräder 9a, 9b der Stützanordnung 9 und erste bis vierte Allseitenräder 11a, 11b, 11c, 11 d für den Antrieb und die Führung der Kugel 4 beschrieben worden. Diese Allseitenräder 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d zeichnen sich durch eine hohe Standfestigkeit aus. Im Rahmen der Erfindung ist es durchaus möglich, die erste und zweite Allseitenräder 9a, 9b der Stützanordnung 9 durch in Teflon gelagerte Kugeln zu ersetzen, sowie die ersten bis vierten Allseitenräder 11a, 11b, 11c, 11d durch normale Rollen, die dann aber im Äquator 4c der Kugel 4 angreifen müssen.
Grundsätzlich ist auch denkbar, dass das Fahrzeug 1 nach Art eines Karts einen Sitz auf dem Tragelement 5 vor der Rolle 7 aufweist und Auflageflächen 10 für die Füße 2a im Bereich der Kugel 4 vorzugsweise rechts und links neben der Kugel 4 angeordnet sind. Bezugszeichenliste
1 Fahrzeug
2 Fahrer
2a Füße
3 Boden
4 Kugel
4a oberer Teil
4b Oberfläche
4c Äquator
5 Tragelement
5a Deckelteil
5b Aufstandsteile
5c Tragteil
6 Antriebsanordnung
7 Rolle
7a Rollenachse
8 Einbauraum
9 Stützanordnung
9a erstes drehbares Allseitenrad
9b zweites drehbares Allseitenrad
10 Aufstandsflächen
10a erster Sensor
10b zweiter Sensor
11a erstes Allseitenrad
11b zweites Allseitenrad
11c drittes Allseitenrad
11d viertes Allseitenrad
12a erster Motor
12b zweiter Motor
16a Signalgeber
16b Roll-Kreisel
17a erste Auswertesteuerung
18a erstes elektronisches Stabilitätsprogramm
18b zweites elektronisches Stabilitätsprogramm 19 Batterie
20 Steuerung
21 Lenker
L Linksfahrtrichtung R Rechtsfahrtrichtung
V Vorwärtsfahrtrichtung x Längsachse y Querachse

Claims

Patentansprüche
1. Fahrzeug (1) für die Fortbewegung eines Fahrers (2) mit einer auf einem Boden (3) abrollenden Kugel (4), mit einem sich auf der Kugel (4) abstützenden Tragelement (5), auf dem der Fahrer (2) im Betrieb des Fahrzeuges (1) steht, mit einer sich an dem Tragelement (5) abstützenden Antriebsanordnung (6), die die Kugel (4) antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) sich zusätzlich über eine auf einem Boden (3) abrollende Rolle (7) abstützt.
2. Fahrzeug (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) über die angetriebene Kugel (4) lenkbar ist.
3. Fahrzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (7) von der angetriebenen Kugel (4) geschleppt ist.
4. Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Vorwärtsfahrtrichtung (V) des Fahrzeugs (1) gesehen die Rolle (7) hinter der Kugel (4) und mit Abstand zu der Kugel (4) angeordnet sind.
5. Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorwärtsfahrtrichtung (V) des Fahrzeugs (1) gesehen das Tragelement (5) ein vorderes Aufstandsteil (5b) für einen ersten Fuß (2a) des Fahrers (2) und ein hinteres Aufstandsteil (5b) für zweiten Fuß (2a) des Fahrers (2) aufweist.
6. Fahrzeug (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorwärtsfahrtrichtung (V) des Fahrzeugs (1) gesehen die Kugel (4) zwischen dem vorderen Aufstandsteil (5b) und dem hinteren Aufstandsteil (5b) angeordnet ist.
7. Fahrzeug (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorwärtsfahrtrichtung (V) des Fahrzeugs (1) gesehen die Kugel (4) vor dem vorderen Aufstandsteil (5b) und vor dem hinteren Aufstandsteil (5b) angeordnet ist.
8. Fahrzeug (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Aufstandsteil (5b) oberhalb der Kugel (4) angeordnet ist und in der Vorwärtsfahrtrichtung (V) des Fahrzeugs (1) gesehen die Kugel (4) vor dem hinteren Aufstandsteil (5b) angeordnet ist.
9. Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (7) derart ausgebildet ist, dass in der Vorwärtsfahrtrichtung (V) gesehen das Fahrzeug (1) nach rechts und links neigbar ist.
10. Fahrzeug (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) über eine von dem Fahrer (2) hervorgerufene Neigung des Fahrzeugs (1) lenkbar ist, indem eine Steuerung (20) dem die Neigung auswertet und die Antriebsanordnung (6) die Kugel (4) in einer gewünschten Fahrtrichtung antreibt.
11. Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (7) derart ausgebildet ist, dass in der Vorwärtsfahrtrichtung (V) gesehen das Fahrzeug (1) nach rechts und links stabilisiert ist.
12. Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) nur eine einzige Kugel (4) aufweist.
13. Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) nur eine einzige Rolle (7) aufweist.
14. Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (5) einen Deckelteil (5a), zwei Aufstandsteile (5b) und einen Tragteil (5c) umfasst, der Deckelteil (5a) den oberen Teil der Kugel (4) abdeckt und der untere Teil der Kugel (4) nach unten aus dem Tragteil (5c) hinausragt.
15. Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (4) über zwei Allseitenräder (11a, 11b) direkt und ohne eine Zwischenschaltung eines Getriebes über je einen Elektromotor (12a, 12b) angetrieben ist und jeder Elektromotor (12a, 12b, 12c, 12d) an dem Tragelement (5) befestigt ist.
16. Fahrzeug (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoren (12a, 12b) über mindestens eine wieder aufladbare Batterie (19) mit Energie versorgt sind.
17. Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Tragelement (5) über eine Stützanordnung (9) auf der Kugel (4) abstützt, wobei die Stützanordnung (9) mindestens ein nicht angetriebenes Allseitenrad (9a, 9b) umfasst.
18. Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das
Fahrzeug (1) haltegrifflos ist.
19. Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) einen Lenker (21) aufweist.
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