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DE102024113158B3 - Vehicle for a driver with a ball rolling on a floor - Google Patents

Vehicle for a driver with a ball rolling on a floor

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Publication number
DE102024113158B3
DE102024113158B3 DE102024113158.6A DE102024113158A DE102024113158B3 DE 102024113158 B3 DE102024113158 B3 DE 102024113158B3 DE 102024113158 A DE102024113158 A DE 102024113158A DE 102024113158 B3 DE102024113158 B3 DE 102024113158B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
vehicle
ball
driver
until
support element
Prior art date
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Active
Application number
DE102024113158.6A
Other languages
German (de)
Inventor
Ulrich Sambeth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Innovated Transp Systems Ug Haftungsbeschraenkt
INNOVATED TRANSPORT SYSTEMS UG (HAFTUNGSBESCHRANKT)
Original Assignee
Innovated Transp Systems Ug Haftungsbeschraenkt
INNOVATED TRANSPORT SYSTEMS UG (HAFTUNGSBESCHRANKT)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Innovated Transp Systems Ug Haftungsbeschraenkt, INNOVATED TRANSPORT SYSTEMS UG (HAFTUNGSBESCHRANKT) filed Critical Innovated Transp Systems Ug Haftungsbeschraenkt
Priority to DE102024113158.6A priority Critical patent/DE102024113158B3/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102024113158B3 publication Critical patent/DE102024113158B3/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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) und mindestens einer auf dem Boden (3) abrollenden Rolle (7a, 7b), mit einem sich auf der Kugel (4) und auf der mindestens einen Rolle (7a, 7b) 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) aus einem Vorderteil (5a) mit der Kugel (4) und aus einem Hinterteil (5b) mit der mindestens einen Rolle (7a, 7b) besteht und das Vorderteil (5a) in einer Vorwärtsfahrtrichtung (V) gesehen um eine Drehachse (d) relativ zu dem Hinterteil (5b) nach vorne und hinten kippbar ist. The invention relates to a vehicle (1) for the locomotion of a driver (2), comprising a ball (4) rolling on a ground (3) and at least one roller (7a, 7b) rolling on the ground (3), a support element (5) supported on the ball (4) and on the at least one roller (7a, 7b), on which the driver (2) stands during operation of the vehicle (1), and a drive arrangement (6) supported on the support element (5) and driving the ball (4). In order to create an improved vehicle, it is proposed that the vehicle (1) consist of a front part (5a) with the ball (4) and a rear part (5b) with the at least one roller (7a, 7b), and that the front part (5a) be tiltable forwards and backwards about a rotation axis (d) relative to the rear part (5b) in a forward direction of travel (V).

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug für die Fortbewegung eines Fahrers mit einer auf einem Boden abrollenden Kugel und mindestens einer auf dem Boden abrollenden Rolle, mit einem sich auf der Kugel und auf der mindestens einen Rolle abstützenden Tragelement, auf dem der Fahrer im Betrieb des Fahrzeuges steht, mit einer sich an dem Tragelement abstützenden Antriebsanordnung, die die Kugel antreibt.The invention relates to a vehicle for the locomotion of a driver with a ball rolling on a ground and at least one roller rolling on the ground, with a support element supported on the ball and on the at least one roller, on which the driver stands during operation of the vehicle, with a drive arrangement supported on the support element, which drives the ball.

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 Fahrbetrieb 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.From the European patent specification EP 3 043 877 B1 A vehicle for the locomotion of a rider, in particular a skateboard-like ball roller, is already known. During operation, the vehicle is in contact with the ground exclusively via a ball rolling on a ground and essentially consists of the ball, a support element supported on the ball with two contact surfaces for each foot of the rider, a drive arrangement, and a controller. In one embodiment, the drive arrangement is essentially made up of a total of four omnidirectional wheels, three of which are grouped together 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 sphere without a tilt angle, so that with a horizontally aligned support element, the respective axes of rotation of the three omnidirectional wheels in 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 beneath or within the support element, which is located at the level of the sphere's equator. In addition to their supporting function, all omnidirectional wheels also perform a drive function. For this purpose, the omnidirectional wheels are each driven by electric motors and upstream gears mounted on the support element. To use 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 steers, brakes, and steers the vehicle by shifting their weight. The driver is supported in this by the control system, which includes a balance control module that helps the driver 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 brought about by a shift in the driver's weight. The measured acceleration and angle data of the support element are processed in the control system. Based on this, the motors to be driven for the respective omnidirectional wheels are determined. The desired travel motion and balance position are achieved with the required direction and speed of rotation. The vehicle is equipped with three rechargeable batteries for the motors and the control system, which are arranged around the sphere on the underside of the support element.

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 0 985 435 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.Furthermore, the British disclosure document GB 2 407 780 A Another skateboard-like ball-scooter for a rider is known. Here, too, the ball-scooter essentially consists of a ball rolling on a floor and a support element supported by 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 longitudinally, and the rider stands with one foot in front of and one foot behind the ball, thus laterally on the support element. The ball-scooter is propelled, for example, by the rider in a scooter-like manner, and the ball is correspondingly non-propelled. In addition, a sliding element, a roller, or a steering roller are arranged in the area of each of the four corners of the support element. The rider can steer the ball-scooter by lowering one of the two rear corners while riding, so that the sliding element, the roller, or the steering roller comes into contact with the floor. This brakes the ball-scooter on one side and initiates a steering movement. A comparable skateboard-like and non-propelled ball-scooter is known from the European patent application EP 0 985 435 A1 Instead of the sliding elements, rollers, or swivel casters arranged at the four corners of the support element, only a single ball is located centrally at the rear of the support element. The single ball for steering the ball roller is not in contact with the floor when the support element is in a horizontal position.

Ferner ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2017 107 805 A1 ein motorisierter Roller bekannt, der ein dreieckiges Trittbrett mit zwei nebeneinander angeordneten Standflächen für einen Fahrer aufweist. An dem Trittbrett sind vorne eine antriebslose Kugel und hinten zwei in Querrichtung beabstandete und angetriebene Räder angeordnet. Die geometrische Anordnung der Kugel und der beiden Räder sollen der Verbesserung der Fahrstabilität und Manövrierbarkeit des Rollers dienen.Furthermore, the German disclosure document DE 10 2017 107 805 A1 A motorized scooter is known that features a triangular footboard with two adjacent standing surfaces for a rider. Attached to the footboard are a non-powered ball at the front and two transversely spaced, powered wheels at the rear. The geometric arrangement of the ball and the two wheels is intended to improve the scooter's driving stability and maneuverability.

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.Based on this, 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.

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 16 angegeben.This object is achieved by a vehicle for the locomotion of a driver with a ball rolling on a ground having the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in claims 2 to 16.

Erfindungsgemäß wird ein verbessertes Fahrzeug für die Fortbewegung eines Fahrers mit einer auf einem Boden abrollenden Kugel und mindestens einer auf dem Boden abrollenden Rolle, mit einem sich auf der Kugel und auf der mindestens einen Rolle 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 aus einem Vorderteil mit der Kugel,aus einem Hinterteil mit der mindestens einen Rolle und einem Kopplungsteil, das das Vorderteil mit dem Hinterteil koppelt besteht, die Antriebsanordnung die Kugel über Allseitenräder antreibt und das Vorderteil in einer Vorwärtsfahrtrichtung gesehen um eine Drehachse der Kugel relativ zu dem Hinterteil nach vorne und hinten kippbar ist. Diese zur Verfügung gestellte Kippbarkeit kann von dem Fahrer zum Gas geben und zum Bremsen des vorzugsweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist vorgesehen, dass das Vorderteil eine vordere Aufstandsfläche für einen vorderen Fuß des Fahrers aufweist und in der vorderen Aufstandsfläche ein Bügel angeordnet ist, auf dem Bügel während eines Betriebs des Fahrzeugs der vordere Fuß ruht und der Bügel relativ zu dem nach vorne und hinten kippbaren Vorderteil feststehend ist. Dadurch dass ein zentraler Teil des Fußes des Fahrers auf dem Bügel ruht und dieser nicht kippbar sowie fest mit dem Hinterteil vorzugsweise über ein Kopplungsteil verbunden ist, wird dem Fahrer einen sicheren Stand gegeben und der Fahrer kann feinfühlig mit den Zehen und der Ferse, die nicht auf dem Bügel ruhen, das Vorderteil nach vorne zum Gas geben und nach hinten zum Bremsen kippen. Eine Fernbedienung oder ein Lenker mit entsprechenden Schaltelementen sind für das Gas geben und Bremsen somit nicht notwendig.According to the invention, an improved vehicle for the locomotion of a driver is created, comprising a ball rolling on a ground and at least one roller rolling on the ground, a support element supported on the ball and on the at least one roller, on which the driver stands during operation of the vehicle, and a drive arrangement supported on the support element, which drives the ball. The vehicle consists of a front part with the ball, a rear part with the at least one roller, and a coupling part that couples the front part to the rear part. The drive arrangement drives the ball via omnidirectional wheels, and the front part can be tilted forwards and backwards relative to the rear part about a rotational axis of the ball, as seen in a forward direction of travel. This tiltability can be used by the driver to accelerate and brake the preferably electrically powered vehicle. It is particularly advantageous that the front section has a front contact surface for the driver's front foot and that a bar is arranged in the front contact surface, on which bar the front foot rests when the vehicle is in operation and the bar is fixed relative to the front section which can be tilted forwards and backwards. Because a central part of the driver's foot rests on the bar and this is not tiltable and is firmly connected to the rear section, preferably via a coupling part, the driver is given a secure footing and the driver can sensitively tilt the front section forwards to accelerate and backwards to brake using their toes and heel, which are not resting on the bar. A remote control or a handlebar with corresponding switching elements is therefore not necessary for accelerating and braking.

In konstruktiv vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Bügel sich an dem Hinterteil abstützt.In a structurally advantageous embodiment, the bracket is supported on the rear part.

In Bezug auf die Kippbarkeit des Vorderteils ist eine Begrenzung vorgesehen, so dass das Vorderteil in einer Vorwärtsfahrtrichtung gesehen um eine Drehachse relativ zu dem Hinterteil um +/- 10 Grad, vorzugsweise +/- 5 Grad, nach vorne und hinten kippbar ist. Hierdurch wird das Fahrverhalten des Fahrzeugs stabilisiert.Regarding the tiltability of the front section, a limit is provided so that the front section can be tilted forward and backward about a rotation axis relative to the rear section by +/- 10 degrees, preferably +/- 5 degrees, in a forward direction of travel. This stabilizes the vehicle's handling.

Die Kippbarkeit des Vorderteils wird in konstruktiver Hinsicht über ein rechtes Drehlager und ein linkes Drehlager geschaffen, die zwischen dem Hinterteil und dem Vorderteil angeordnet sind.The tiltability of the front part is achieved from a structural point of view by means of a right pivot bearing and a left pivot bearing, which are arranged between the rear part and the front part.

Um die Kippbarkeit des Vorderteils für Signale zum Gas geben und Bremsen verwenden zu können und somit intuitiv das Vorderteil in Vorwärtsfahrtrichtung gesehen nach vorne und hinten kippen zu können, ist die Drehachse der Drehlager parallel zu einer Querachse des Fahrzeugs ausgerichtet.In order to be able to use the tiltability of the front part for signals to accelerate and brake and thus to be able to intuitively tilt the front part forwards and backwards as seen in the forward direction of travel, the axis of rotation of the pivot bearings is aligned parallel to a transverse axis of the vehicle.

In vorteilhafter konstruktiver Ausgestaltung ist vorgesehen, dass in einer Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs gesehen das Vorderteil, das Kopplungsteil und das Hinterteil hintereinander angeordnet sind und das Kopplungsteil das Vorderteil und das Hinterteil miteinander verbindet sowie dass die Kugel an dem Vorderteil und die mindestens zwei Rollen an dem Hinterteil gelagert sind.In an advantageous structural embodiment, it is provided that, viewed in a forward direction of travel of the vehicle, the front part, the coupling part and the rear part are arranged one behind the other and the coupling part connects the front part and the rear part to one another, and that the ball is mounted on the front part and the at least two rollers are mounted on the rear part.

Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass das Hinterteil eine hintere Aufstandsfläche für einen hinteren Fuß des Fahrers aufweist.Advantageously, the rear part is provided with a rear contact surface for a rear foot of the driver.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die vordere Aufstandsfläche oberhalb der Kugel angeordnet ist und die hintere Aufstandsfläche oberhalb der Rollen angeordnet ist. In Zusammenhang mit diesem Merkmal bedeutet oberhalb, dass in einer Draufsicht auf das Fahrzeug gesehen die vordere Aufstandsfläche zumindest teilweise oberhalb der Kugel angeordnet ist. Vorzugsweise ist in der Draufsicht auf das Fahrzeug gesehen, die vordere Aufstandsfläche vollständig innerhalb der Kontur der Kugel - nur in Bezug auf die Längsachse des Fahrzeugs - angeordnet und insbesondere zentral oberhalb der Kugel. Analoges gilt für die Rollen und die hintere Aufstandsfläche.Preferably, the front contact surface is arranged above the ball, and the rear contact surface is arranged above the rollers. In the context of this feature, "above" means that, viewed from above the vehicle, the front contact surface is arranged at least partially above the ball. Preferably, viewed from above the vehicle, the front contact surface is arranged entirely within the contour of the ball—only in relation to the vehicle's longitudinal axis—and in particular centrally above the ball. The same applies to the rollers and the rear contact surface.

Besonders vorteilhaft ist vorgesehen, dass das Fahrzeug über eine von dem Fahrer hervorgerufene seitliche 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. Ein Neigen nach links bedeutet ein Lenken nach links. Analoges gilt für rechts. 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 +/- 10 Grad beziehungsweise vorzugsweise bis +/- 5 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 Tragelement 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.It is particularly advantageous that the vehicle is steerable via a lateral inclination of the vehicle caused by the driver, in that a control system 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 balanced on the support element. The driver initiates the steering of the vehicle by shifting his or her weight. Tilting to the left means steering to the left. The same applies to the right. The control system 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 from 0 degrees to +/- 10 degrees or preferably to +/- 5 degrees. The control system then compensates for the measured inclination of the support element so that it is again in a preferably horizontal orientation. Preferably, the driver simply stands in the area of the contact surfaces on the support element, which are Anti-slip pads ensure a firm and secure stance for the driver and improve coordination of weight shifting. Advantageously, the control system includes a balance control module that assists a driver in balancing the support element in a horizontal position in space. This balancing of the support element into a balanced orientation is achieved via appropriate control of the first and second omnidirectional wheels. The degree of assistance can be varied and set so that it is relatively easy for the driver to balance on the support element. On the other hand, the assistance is not so great that the driver is prevented from shifting their weight, causing the vehicle to steer in the direction of inclination due to the weight shift.

Auch ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das Fahrzeug über ein von dem Fahrer hervorgerufenes Kippen des Vorderteils nach vorne und hinten beschleunig- und bremsbar ist, indem eine Steuerung das Kippen auswertet und die Antriebsanordnung die Kugel in Vorwärtsfahrtrichtung antreibt oder bremst.It is also advantageously provided that the vehicle can be accelerated and braked by tilting the front part forwards and backwards caused by the driver, in that a control system evaluates the tilting and the drive arrangement drives or brakes the ball in the forward direction of travel.

Insgesamt ist somit vorgesehen, dass die Kugel angetrieben und die Rollen antriebslos beziehungsweise nicht angetrieben sind, wie bei einem Fahrzeug mit Vorderradantrieb. Die Rollen werden im Betrieb also von der Kugel geschleppt. Insgesamt ist das Fahrzeug mit einem Dreirad ohne Sitz vergleichbar, das eine angetriebene und über den Antrieb lenkbare Vorderkugel und geschleppte Hinterrollen aufweist. Während eines normalen Betriebs des Fahrzeugs sind somit Kugel und Rollen in Kontakt mit dem Boden.Overall, the design is such that the ball is driven and the rollers are non-driven, like a front-wheel drive vehicle. The rollers are therefore towed by the ball during operation. Overall, the vehicle is comparable to a seatless tricycle, with a driven and steerable front ball and towed rear rollers. During normal vehicle operation, the ball and rollers are in contact with the ground.

In einer Variante ist vorgesehen, dass die Rollen derart angeordnet sind, dass in der Vorwärtsfahrtrichtung gesehen das Fahrzeug nach rechts und links nach Art eines Dreirads stabilisiert ist.In one variant, the rollers are arranged in such a way that, viewed in the forward direction of travel, the vehicle is stabilized to the right and left in the manner of a tricycle.

Besonders vorteilhaft und einfach ist, dass das Fahrzeug nur genau eine einzige Kugel und/oder nur genau ein einziges Paar Rollen aufweist.What is particularly advantageous and simple is that the vehicle has only exactly one ball and/or only exactly one pair of rollers.

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.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.

Besonders vorteilhaft ist, dass die Elektromotoren über mindestens eine wiederaufladbare Batterie mit Energie versorgt sind.It is particularly advantageous that the electric motors are supplied with energy via at least one rechargeable battery.

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.Advantageously, the vehicle is handleless and is steered by a rider balancing freely on the support element, without the use of a handlebar. The rider can thus balance freely on the support element of the vehicle, skateboard-like, without having to support themselves with their hands on a support or handlebar, or sit on a saddle or seat mounted on the support element.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine perspektivische Prinzip-Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs für die Fortbewegung eines Fahrers,
  • 2 eine perspektivische Ansicht eines das Fahrzeug tragenden Fahrers,
  • 3 eine perspektivische Ansicht des Fahrzeugs gemäß 1 in einer Betriebsstellung und ohne Fahrer,
  • 4 eine perspektivische Ansicht des Fahrzeugs gemäß 3 in einer Tragestellung,
  • 5 eine Seitenansicht des Fahrzeugs gemäß 3 im Schnitt und in Betriebsstellung,
  • 6 eine Seitenansicht des Fahrzeugs gemäß 5 in einer Zwischenstellung
  • 7 eine Seitenansicht des Fahrzeugs gemäß 5 in einer Tragestellung,
  • 8 eine weitere perspektivische Ansicht des Fahrzeugs gemäß 1,
  • 9 eine perspektivische Ansicht des Fahrzeugs gemäß 8 unter einem anderen Betrachtungswinkel und
  • 10 ein Prinzip-Schaltbild der Steuerung des Fahrzeugs.
The invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment illustrated in the drawings. They show:
  • 1 a perspective principle view of a vehicle according to the invention for the movement of a driver,
  • 2 a perspective view of a driver carrying the vehicle,
  • 3 a perspective view of the vehicle according to 1 in an operating position and without a driver,
  • 4 a perspective view of the vehicle according to 3 in a carrying position,
  • 5 a side view of the vehicle according to 3 in section and in operating position,
  • 6 a side view of the vehicle according to 5 in an intermediate position
  • 7 a side view of the vehicle according to 5 in a carrying position,
  • 8 another perspective view of the vehicle according to 1 ,
  • 9 a perspective view of the vehicle according to 8 from a different perspective and
  • 10 a schematic diagram of the vehicle's control system.

In der 1 ist eine perspektivische Prinzip-Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1, insbesondere eines skateboard-, snakeboard oder waveboardartigen Kugelrollers, für die Fortbewegung eines Fahrers 2 dargestellt. Das Fahrzeug 1 besteht im Wesentlichen aus einer einzigen auf einem Boden 3 abrollenden Kugel 4, einem Paar aus genau einer auf dem Boden 3 abrollenden ersten Rolle 7a und aus genau einer auf dem Boden 3 abrollenden zweiten Rolle 7b, einem sich auf der Kugel 4 und den Rollen 7a, 7b abstützenden Tragelement 5 und einer in dieser Figur nicht dargestellten und von dem Tragelement 5 verdeckten Antriebsanordnung 6 (siehe 8) für die Kugel 4 mit einer Steuerung 20. Das Fahrzeug 1 ist somit mit einem lenkerlosen Dreirad mit einer Dreipunktauflage über die Kugel 4 und die beiden Rollen 7a, 7b vergleichbar. Hierbei sind die erste und die zweite Rolle 7a, 7b gleich ausgebildet. In Richtung einer Längsachse x des Fahrzeugs 1 und in einer Vorwärtsfahrtrichtung V des Fahrzeugs 1 gesehen ist die Kugel 4 vor den Rollen 7a, 7b und mit einem Abstand zu den Rollen 7a, 7b an dem Tragelement 5 gelagert beziehungsweise in dem Tragelement 5 angeordnet. Außerdem sind die Rollen 7a, 7b jeweils um eine zu einer Querachse y des Fahrzeugs 1 parallel ausgerichtete Rollenachse drehbar und in Richtung der Längsachse x des Fahrzeugs 1 gesehen nebeneinander an dem Tragelement 5 gelagert. Es kann auch eine gemeinsame Rollenachse für beide Rollen 7a, 7b, wie von einem Skateboard oder Rollerskates bekannt, vorgesehen sein. Die Querachse y beziehungsweise die Rollenachse ist rechtwinklig zur Längsachse x ausgerichtet und bei horizontal ausgerichtetem Tragelement 5 ebenfalls horizontal ausgerichtet. Außerdem haben die Rollen 7a, 7b jeweils eine ballige beziehungsweise kreissegmentförmige Lauffläche. Des Weiteren liegen die Kontaktpunkte beziehungsweise Kontaktlinien oder Kontaktflächen der Kugel 4 und der beiden Rollen 7a, 7b auf dem Boden 3 in den Eckpunkten eines gedachten Dreiecks. 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 Rollen 7a, 7b haben jeweils 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 jeder Rolle 7a, 7b 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 Inlineskates bekannt sind und einen Durchmesser von 70 mm und eine Breite von 10 mm aufweisen sowie aus PU-Material bestehen.In the 1 is a perspective schematic view of a vehicle 1 according to the invention, in particular a skateboard-, snakeboard- or waveboard-like ball roller, for the movement of a rider 2. The vehicle 1 essentially consists of a single ball 4 rolling on a floor 3, a pair of exactly one first roller 7a rolling on the floor 3 and exactly one second roller 7b rolling on the floor 3, a support element 5 supported on the ball 4 and the rollers 7a, 7b, and a drive arrangement 6 not shown in this figure and concealed by the support element 5 (see 8 ) for the ball 4 with a control 20. The vehicle 1 is thus comparable to a handlebarless tricycle with a three-point support via the ball 4 and the two rollers 7a, 7b. Here, the first and the second roller 7a, 7b are of the same design. forms. 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 mounted in front of the rollers 7a, 7b and at a distance from the rollers 7a, 7b on the support element 5 or is arranged in the support element 5. Furthermore, the rollers 7a, 7b are each rotatable about a roller axis aligned parallel to a transverse axis y of the vehicle 1 and, viewed in the direction of the longitudinal axis x of the vehicle 1, are mounted next to one another on the support element 5. A common roller axis can also be provided for both rollers 7a, 7b, as is known from a skateboard or roller skates. The transverse axis y or the roller axis is aligned at right angles to the longitudinal axis x and, when the support element 5 is aligned horizontally, is also aligned horizontally. Furthermore, the rollers 7a, 7b each have a spherical or circular segment-shaped running surface. Furthermore, the contact points or contact lines or contact surfaces of the ball 4 and the two rollers 7a, 7b on the floor 3 lie at the corners of an imaginary triangle. The ball 4 has a diameter in the range of 50 mm to 270 mm, preferably in the range of 75 mm to 150 mm, particularly preferably 100 mm, and the rollers 7a, 7b each have a diameter in the range of 20 mm to 100 mm, preferably in the range of 35 mm to 75 mm, particularly preferably 70 mm. The width of each roller 7a, 7b is in the range of 10 mm to 150 mm, preferably 10 mm to 30 mm, particularly preferably 10 mm. The use of rollers known from inline skates and having a diameter of 70 mm and a width of 10 mm and made of PU material is conceivable.

Das Tragelement 5 ist aufgeteilt in ein Vorderteil 5a, ein Hinterteil 5b und ein Kopplungsteil 5c. Das Vorderteil 5a und das Hinterteil 5b sind jeweils halbkugelförmig, wobei jeweils eine Schnittfläche der Halbkugel als vordere Aufstandsfläche 10a für einen vorderen Fuß 2a des Fahrers 2 und eine hintere Aufstandsfläche 10b für einen hinteren Fuß 2b des Fahrers 2 nach oben ragen. Die vordere Aufstandsfläche 10a ist leicht konvex nach außen gewölbt und die hintere Aufstandsfläche 10b entgegengesetzt zur vorderen Aufstandsfläche 10a aber im gleichen Maß leicht konkav nach innen gewölbt. Die Halbkugeln des Vorderteils 5a und des Hinterteils 5b haben nahezu die gleiche Form und den gleichen Durchmesser im Bereich von 70 mm bis 300 mm, vorzugsweise im Bereich von 100 mm bis 175 mm, besonders vorzugsweise von 125 mm. Das Vorderteil 5a und das Hinterteil 5b sind über das Kopplungsteil 5c zu dem Tragelement 5 miteinander verbunden. Das Kopplungsteil 5c ist stangenartig und verläuft im Wesentlichen in Richtung der Längsachse x des Fahrzeugs 1. Insgesamt erinnert der Aufbau somit an ein Snakeboard oder eine Waveboard, wobei hier die erfindungsgemäße Kombination von Kugel 4 und Rollen 7a, 7b anstatt bekannter Rollen verwendet wird. Das Kopplungsteil 5c hat im Wesentlichen hat zwei Funktionen. Beim Fahren des Fahrzeugs 1 befindet sich das Kopplungsteil 5c und somit auch das Vorder- und das Hinterteil 5a, 5b in einer Betriebsstellung. In der Betriebsstellung verbindet das Kupplungsteil 5c nahezu starr das Vorderteil 5a mit dem Hinterteil 5b, die in Vorwärtsfahrtrichtung V hintereinander angeordnet sind. In diesem Zusammenhang ist nahezu starr so zu verstehen, dass das Kupplungsteil 5c aus mehreren Bauteilen bestehend im Bereich der Verbindungen dieser Bauteile jeweils ein konstruktionsbedingtes Spiel aufweist. Hieraus ergibt sich, dass das Vorderteil 5a seitlich um etwa +/-10 Grad, vorzugsweise +/-5 Grad, relativ zu dem Hinterteil 5b kippen kann. Dieses begrenzte Kippmöglichkeit wird steuerungstechnisch genutzt, um das Fahrzeug 1 über seine Antriebsanordnung 6 zu lenken, was später beschrieben wird. In Bezug auf die Längsachse x des Fahrzeugs ist das Kopplungsteil 5c starr und das Vorderteil 5a kann somit das Hinterteil 5b sicher schleppen.The support element 5 is divided into a front part 5a, a rear part 5b, and a coupling part 5c. The front part 5a and the rear part 5b are each hemispherical, with a sectional surface of the hemisphere protruding upwards as a front contact surface 10a for a front foot 2a of the rider 2 and a rear contact surface 10b for a rear foot 2b of the rider 2. The front contact surface 10a is slightly convexly curved outwards, and the rear contact surface 10b is slightly concavely curved inwards, opposite to the front contact surface 10a but to the same extent. The hemispheres of the front part 5a and the rear part 5b have almost the same shape and the same diameter in the range of 70 mm to 300 mm, preferably in the range of 100 mm to 175 mm, particularly preferably 125 mm. The front part 5a and the rear part 5b are connected to each other via the coupling part 5c to form the support element 5. The coupling part 5c is rod-like and runs essentially in the direction of the longitudinal axis x of the vehicle 1. Overall, the structure is reminiscent of a snakeboard or a waveboard, whereby the inventive combination of ball 4 and rollers 7a, 7b is used here instead of conventional rollers. The coupling part 5c essentially has two functions. When the vehicle 1 is driving, the coupling part 5c and thus also the front and rear parts 5a, 5b are in an operating position. In the operating position, the coupling part 5c almost rigidly connects the front part 5a to the rear part 5b, which are arranged one behind the other in the forward direction of travel V. In this context, almost rigid is to be understood as meaning that the coupling part 5c consists of several components and has a design-related play in the area of the connections between these components. This results in the front part 5a being able to tilt laterally by approximately +/-10 degrees, preferably +/-5 degrees, relative to the rear part 5b. This limited tilting range is used for steering purposes to steer the vehicle 1 via its drive assembly 6, which will be described later. With respect to the vehicle's longitudinal axis x, the coupling part 5c is rigid, allowing the front part 5a to safely tow the rear part 5b.

Auch weist das Tragelement 5 insgesamt 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 10 mm bis 30 mm von einem vorderen Ende des Tragelements 5 beziehungsweise des Vorderteils 5a auf. Die beiden Rollen 7a, 7b sind in Richtung der Längsachse x gesehen zentral unter dem Hinterteil 5b angeordnet. Ein Radstand bezogen auf eine Rollenachse der beiden Rollen 7a, 7b und einer virtuellen Drehachse der Kugel 4 bei Vorwärtsfahrt liegt mindestens bei 300 mm und im Bereich von 300 mm bis 700 mm, um ein stabiles Fahrverhalten des Fahrzeugs 1 zu erreichen. Die beiden Rollen 7a, 7b sind jeweils bezogen auf eine in Richtung der Querachse y gesehene Mitte ihrer Lauffläche im Bereich von 50 mm bis 300 mm, vorzugsweise 100 mm bis 250 mm, besonders vorzugsweise 100 mm bis 150 mm, voneinander beabstandet sowie jeweils mit gleichem Abstand zur Längsachse x angeordnet.The support element 5 also has a total length in the range of 500 mm to 1000 mm, preferably 500 mm to 800 mm, particularly preferably 600 mm. A front region of the ball 4 has a distance of 10 mm to 30 mm from a front end of the support element 5 or the front part 5a. The two rollers 7a, 7b are arranged centrally below the rear part 5b, as seen in the direction of the longitudinal axis x. A wheelbase relative to a roller axis of the two rollers 7a, 7b and a virtual axis of rotation of the ball 4 during forward travel is at least 300 mm and in the range of 300 mm to 700 mm in order to achieve stable driving behavior of the vehicle 1. The two rollers 7a, 7b are each spaced apart from one another in the range of 50 mm to 300 mm, preferably 100 mm to 250 mm, particularly preferably 100 mm to 150 mm, relative to a center of their running surface seen in the direction of the transverse axis y and are each arranged at the same distance from the longitudinal axis x.

Das Fahrzeug 1 steht über die einzige Kugel 4 und das einzige Paar Rollen 7a, 7b mit einer Dreipunktauflage stabil auf dem Boden 3, obwohl der Fahrer 2 oberhalb der Kugel 4 und der Rollen 7a, 7b auf den Aufstandsflächen 10a, 10b des Vorder- und Hinterteils 5a, 5b steht. Ein Kippen des Fahrzeugs 1 seitlich nach rechts und links um die Längsachse x findet nur im Rahmen der begrenzten Beweglichkeit des Kopplungsteils 5c in Torsionsrichtung statt und ist somit für den Fahrer 2 mit Unterstützung der Steuerung 20 leicht beherrschbar. Der Fahrer 2 braucht somit in Bezug auf die Längsachse x auf dem Fahrzeug 1 während der Fahrt so gut wie nicht zu balancieren. Zusätzlich wird der Fahrer 1 von der Steuerung 20 hierbei unterstützt, die unter anderem Balance-Steuerungsmodule 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 beiden Rollen 7 aus dem Vorderteil 5a beziehungsweise dem Hinterteil 5b teilweise nach unten heraus.The vehicle 1 stands stably on the ground 3 via the single ball 4 and the single pair of rollers 7a, 7b with a three-point support, although the driver 2 stands above the ball 4 and the rollers 7a, 7b on the contact surfaces 10a, 10b of the front and rear sections 5a, 5b. Tilting of the vehicle 1 laterally to the right and left about the longitudinal axis x only occurs within the limited mobility of the coupling part 5c in the torsional direction and is thus easily controllable by the driver 2 with the assistance of the control system 20. The driver 2 therefore hardly needs to balance on the vehicle 1 with respect to the longitudinal axis x while driving. In addition, the driver 1 This is supported by the control system 20, which includes, among other things, balance control modules with corresponding electronic stability programs that assist the driver 2 in balancing the support element 5 around the longitudinal axis x in a horizontal position. Furthermore, the ball 4 and the two rollers 7 partially protrude downward from the front part 5a and the rear part 5b, respectively.

Die Verwendung der angetriebenen Kugel 4 als Radersatz hat den Vorteil, dass das Fahrzeug 1 auf dem Boden 3 grundsätzlich 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 3). Ein Rückwärtsfahren des Fahrzeugs 1 ist nicht vorgesehen. Der Antrieb des Fahrzeugs 1 in eine Rückwärtsfahrrichtung wird zum Bremsen des Fahrzeugs 1 verwendet.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 therefore also be steered by means of the ball 4. In the present case, 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 3 ). Reversing of vehicle 1 is not intended. The drive of vehicle 1 in a reverse direction is used to brake vehicle 1.

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 über nicht dargestellte Sensoren in den Aufstandsflächen 10a, 10b des Tragelements 5 oder eine vom Fahrer 2 zu bedienende Fernsteuerung erfolgen. Im vorliegenden Fall erfolgt Gasgeben und Bremsen über eine Gewichtsverlagerung des Fahrers 2 ohne Sensoren in den Aufstandsflächen 10a, 10b. Ein Neigen des Vorderteils 5a durch den Fahrer 2 mit seinem vorderen Fuß 2a nach vorne oder hinten wird von der Steuerung 20 erfasst und in Bremsbeziehungsweise Gasgeb-Signal für die Antriebsanordnung 6 umgesetzt. Um die hierfür erforderliche leichte Kippbarkeit des Vorderteils 5a zu erhalten, ist das Vorderteil 5a kardanisch beziehungsweise gelenkig in Bezug auf das Kopplungsteil 5c befestigt. Eine Gewichtsverlagerung des Fahrers 2 und somit im Wesentlichen ein Kippen des vorderen Fußes 2a nach vorne und hinten ist ausreichend, um Steuerungsimpulse zu generieren. Außerdem ist das Fahrzeug 1 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.The vehicle 1 can also be referred to as a sports device, leisure device, or fun device, on which the rider 2 stands freely balancing on the support element 5 during use, like a skateboard, and on which the rider 2 steers the vehicle 1 by shifting his weight. Braking, accelerating, and driving of the vehicle 1 can also be achieved by shifting the weight of the rider 2 via sensors (not shown) in the contact surfaces 10a, 10b of the support element 5 or a remote control operated by the rider 2. In the present case, accelerating and braking are achieved by shifting the weight of the rider 2 without sensors in the contact surfaces 10a, 10b. Tilting of the front part 5a by the rider 2 with his front foot 2a forwards or backwards is detected by the controller 20 and converted into a braking or accelerating signal for the drive arrangement 6. In order to achieve the required easy tiltability of the front part 5a, the front part 5a is attached to the coupling part 5c in a gimbal or articulated manner. A weight shift of the rider 2 and thus essentially a tilting of the front foot 2a forwards and backwards is sufficient to generate steering impulses. Furthermore, the vehicle 1 has no handlebars with respect to the rider 2. Thus, the rider 2 has no aids such as a handlebar, a support for support, or a seat for sitting or as an aid for balancing. The rider 2 must therefore balance freely on the support element 5 of the vehicle 1 without supporting himself with his hands on a support or handlebar, or with his shins on a kneeboard, or sitting on a saddle or seat arranged on the support element 5.

In einer Vorwärtsfahrtrichtung V des Fahrzeuges 1 gesehen sind die vordere Aufstandsfläche 10a auf dem Vorderteil 5a und somit oberhalb der Kugel 4 und die hintere Aufstandsfläche 10b oberhalb der beiden Rollen 7a, 7b angeordnet. Die Vorwärtsfahrtrichtung V ist hierbei auf eine Fahrrichtung des Fahrzeugs 1 in Richtung seiner Längsachse x bezogen, wobei sich die Kugel 4 vor den beiden Rollen 7a, 7b befindet. Der Fahrer 2 bewegt sich in Vorwärtsfahrtrichtung V durch seine seitliche Stellung auf dem Fahrzeug 1 seitwärts.Viewed in a forward travel direction V of the vehicle 1, the front contact surface 10a is arranged on the front part 5a and thus above the ball 4, and the rear contact surface 10b is arranged above the two rollers 7a, 7b. The forward travel direction V refers 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 two rollers 7a, 7b. The driver 2 moves sideways in the forward travel direction V due to his lateral position on the vehicle 1.

Die 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Fahrers 2, der das Fahrzeug 1 in seiner zusammengeklappten Tragestellung beispielsweise nach Art einer Handtasche trägt. Das Gesamtgewicht des Fahrzeugs 1 liegt unter 5 kg, vorzugsweise im Bereich von 3 bis 5 kg.The 2 shows a perspective view of a driver 2 carrying the vehicle 1 in its folded carrying position, for example, like a handbag. The total weight of the vehicle 1 is less than 5 kg, preferably in the range of 3 to 5 kg.

Um die zusammengeklappte Tragezustand zu erreichen, sind in dem Kopplungsteil 5c ein erstes Gelenk 5ca und ein zweites Gelenk 5cb eingebaut. In der Tragestellung ist mittels der Gelenke 5ca, 5cb das Hinterteil 5b auf das Vorderteil 5a geklappt. Das Fahrzeug 2 in der Tragestellung erhält somit eine kompakte Kugelform, die gut zu tragen ist. Ein Teil des Kopplungsteils 5c übernimmt die Funktion eines Griffs 14 für eine Hand 2c des Fahrers 2.To achieve the folded carrying position, a first joint 5ca and a second joint 5cb are incorporated into the coupling part 5c. In the carrying position, the rear part 5b is folded onto the front part 5a by means of the joints 5ca and 5cb. The vehicle 2 in the carrying position thus takes on a compact spherical shape that is easy to carry. Part of the coupling part 5c functions as a handle 14 for a hand 2c of the driver 2.

Die 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Fahrzeugs 1 in Betriebsstellung gemäß 1 aber ohne den Fahrer 2. Wie zuvor ausgeführt besteht das Fahrzeug 1 von außen gesehen im Wesentlichen aus dem Tragelement 5 mit dem Vorderteil 5a, dem Hinterteil 5b und dem Kopplungsteil 5c sowie der Kugel 4 und den beiden Rädern 7a, 7b. Das Vorderteil 5a, das Hinterteil 5b und das Kopplungsteil 5c sind jeweils komplexe Bauteile mit mehreren Funktionen.The 3 shows a perspective view of the vehicle 1 in operating position according to 1 but without the driver 2. As previously explained, the vehicle 1, viewed from the outside, essentially consists of the supporting element 5 with the front part 5a, the rear part 5b, and the coupling part 5c, as well as the ball 4 and the two wheels 7a, 7b. The front part 5a, the rear part 5b, and the coupling part 5c are each complex components with multiple functions.

Das Vorderteil 5a ist von außen gesehen eine halbkugelförmige aber auch tragende Verkleidung für die Kugel 4, eine vordere Tragstruktur 5ac, eine Antriebsanordnung 6 hierfür sowie eine Steuerung 20 hierfür. Diese Verkleidung besteht im Wesentlichen aus einem vorderen und oberen Deckelteil 5aa, das ein vorderes und oben offenes Halbkugelteil 5ab im Bereich seiner Schnittfläche abschließt. Dieses vordere Halbkugelteil 5ab hat unten eine zentrale Öffnung 5ad, aus der ein Teil der Kugel 4 nach unten herausragt. Dieser Teil beträgt bezogen auf einen Durchmesser der Kugel 4 etwa 10 bis 30 % der Kugel 4. Auch ist aus der 3 erkennbar, dass das vordere Deckelteil 5aa nicht eben sondern leicht nach innen und symmetrisch zu einer Mittelachse, die parallel zu der Querachse y verläuft, gewölbt ist. Das vordere und hintere Ende des vorderen Deckelteils 5aa liegen somit etwa auf einer Höhe mit einem Stegteil 13b eines Bügel 13, der später beschrieben wird. Der Rest des vorderen Deckelteils 5aa liegt durch die Wölbung des vorderen Deckelteils 5aa nach innen tiefer als das Stegteil 13b. Des Weiteren stellt das vordere Deckelteil 5aa die vordere Aufstandsfläche 10a für den vorderen Fuß 2a zur Verfügung. Die vordere Aufstandsfläche 10a für den vorderen Fuß 2a befindet sich oberhalb der Kugel 4. 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 die vordere Aufstandsfläche 10a für den vorderen Fuß 2a zumindest teilweise in einer gedachten Außenkontur der Kugel 4 angeordnet ist. Vorzugsweise ist in der Draufsicht auf das Fahrzeug 1 gesehen, die vordere Aufstandsfläche 10a und somit der darauf ruhende vordere Fuß 2a in Bezug auf seine Breite vollständig innerhalb der Außenkontur der Kugel 4 angeordnet und insbesondere zentral oberhalb der Kugel 4. In Bezug auf die Länge des vorderen Fußes 2a wird der vordere Fuß 2a über die Außenkontur der Kugel 4 beidendig hinausragen. Entsprechend der Form des vorderen Fußes 2a und der generellen seitlichen Ausrichtung des Fahrers 2 auf dem Fahrzeug 1 ist eine Längserstreckung der vorderen Aufstandsfläche 10a beziehungsweise des vorderen Fußes 2a quer zur Längsachse x des Fahrzeugs 1 ausgerichtet. Außerdem schützen das Deckelteil 5aa und das Halbkugelteil 5ab den Fahrer 2 vor Berührungen mit der rotierenden Kugel 4 und umgeben einen vorderen Einbauraum 8a (siehe 4) zwischen einer Oberfläche 4b der Kugel und einer Innenseite des Deckelteils 5aa und des Halbkugelteils 5ab (siehe 4). Das Deckelteil 5aa und das Halbkugelteil 5ab sind starr mit der vorderen Tragstruktur 5ac des Vorderteil 5a verbunden.The front part 5a, viewed from the outside, is a hemispherical but also supporting cover for the ball 4, a front support structure 5ac, a drive arrangement 6 therefor, and a control system 20 therefor. This cover essentially consists of a front and upper cover part 5aa, which closes off a front and upwardly open hemispherical part 5ab in the region of its cutting surface. This front hemispherical part 5ab has a central opening 5ad at the bottom, from which a part of the ball 4 protrudes downwards. This part amounts to approximately 10 to 30% of the ball 4 in relation to the diameter of the ball 4. 3 It can be seen that the front cover part 5aa is not flat but slightly curved inwards and symmetrically to a central axis that runs parallel to the transverse axis y. The front and rear ends of the front cover part 5aa are thus approximately level with a web part 13b of a bracket 13, which will be described later. The rest of the front cover part 5aa is due to the inward curvature of the front cover part 5aa, it is deeper than the web part 13b. Furthermore, the front cover part 5aa provides the front contact surface 10a for the front foot 2a. The front contact surface 10a for the front foot 2a is located above the ball 4. In connection with the position of the front foot 2a above the ball 4, above is understood to mean that, in a plan view of the vehicle 1, the front contact surface 10a for the front foot 2a is at least partially arranged in an imaginary outer contour of the ball 4. Preferably, in a plan view of the vehicle 1, the front contact surface 10a and thus the front foot 2a resting thereon is arranged, in terms of its width, completely within the outer contour of the ball 4 and in particular centrally above the ball 4. In terms of the length of the front foot 2a, the front foot 2a will protrude beyond the outer contour of the ball 4 at both ends. According to the shape of the front foot 2a and the general lateral orientation of the driver 2 on the vehicle 1, a longitudinal extension of the front contact surface 10a or the front foot 2a is aligned transversely to the longitudinal axis x of the vehicle 1. In addition, the cover part 5aa and the hemispherical part 5ab protect the driver 2 from contact with the rotating ball 4 and surround a front installation space 8a (see 4 ) between a surface 4b of the ball and an inner side of the cover part 5aa and the hemisphere part 5ab (see 4 ). The cover part 5aa and the hemispherical part 5ab are rigidly connected to the front support structure 5ac of the front part 5a.

Außerdem ist aus der 3 ersichtlich, dass ein u-förmiger Bügel 13 nach oben aus dem vorderen Deckelteil 5aa um etwa 5 bis 20 mm herausragt. Dieser Bügel 13 besteht in üblicher Weise aus einem zentralen Stegteil 13b, an dessen gegenüberliegenden Enden sich jeweils ein Schenkelteil 13a anschließt. Das längliche und flache Stegteil 13b erstreckt sich parallel zur Querachse y und ist in Richtung der Längsachse x des Fahrzeugs 1 gesehen in der Mitte des vorderen Deckelteils 5aa angeordnet. Die Schenkelteile 13a tauchen über Schlitze in dem vorderen Deckelteil 5aa in das vordere Halbkugelteil 5ab ein und sind jeweils starr an der vorderen Tragstruktur 5ac des Vorderteils 5a angeordnet. Die vordere Tragstruktur 5ac geht starr in das vordere Anschlußteil 5cc des Kopplungsteils 5c über. In Bezug auf den Bügel 13 ist das vordere Deckelteil 5aa gemeinsam mit dem vorderen Halbkugelteil 5ab begrenzt winkelbeweglich um etwa +- 5 bis 15 Grad, vorzugsweise +- 7,5 bis 12,5 Grad, besonders bevorzugt +-10 Grad, nach vorne und hinten in Richtung der Längsachse x des Fahrzeugs 1 gesehen. Der Fahrer 2 kann somit mit seinem vorderen Fuß 2a, der im Wesentlichen auf dem Bügel 13 ruht, Gas geben und bremsen. Der Fahrer 2 steht mit seinen beiden Füßen 2a, 2b in einer leichten V-Stellung auf dem Vorderteil 5a und dem Hinterteil 5b. In Bezug auf den vorderen Fuß 2a ist das Stegteil 13b relativ schmal, etwa 10 bis 40 mm, so dass eine Ferse des vorderen Fußes 2a leicht hinten mit dem vorderen Deckelteil 5aa und Zehen des vorderen Fußes 2a leicht vorne mit dem vorderen Deckelteil 5aa in Kontakt treten können, um Gas zu geben und zu bremsen. Auch ist aus der 3 ersichtlich, dass es vorne und hinten jeweils eine hervortretende erste und zweite Wölbung 5ae, 5af in dem vorderen Deckelteil 5aa gibt, die die darunter angeordneten erstes und zweiten Allseitenräder 9, 9b (siehe 8) abdecken. Diese ersten und zweiten Wölbung 5ae, 5af sind leicht höher als das Stegteil 13b und können somit dem vorderen Fuß 2a auch eine Kontaktfläche für das Neigen geben. Hierfür kippt der Fahrer 2 seinen vorderen Fuß 2a seitlich leicht nach vorne oder hinten, wodurch relativ zu dem Bügel 13 das Deckelteil 5aa gemeinsam mit dem vorderen Halbkugelteil 5ab nach vorne oder hinten gekippt wird. Ein Kippen nach vorne wird als Signal zum Gasgeben und ein Kippen nach hinten als Signal zum Bremsen ausgewertet.In addition, the 3 It can be seen that a U-shaped bracket 13 protrudes upwards from the front cover part 5aa by approximately 5 to 20 mm. This bracket 13 consists in the usual way of a central web part 13b, to the opposite ends of which a leg part 13a is connected. The elongated and flat web part 13b extends parallel to the transverse axis y and is arranged in the middle of the front cover part 5aa, as seen in the direction of the longitudinal axis x of the vehicle 1. The leg parts 13a dip into the front hemisphere part 5ab via slots in the front cover part 5aa and are each rigidly arranged on the front support structure 5ac of the front part 5a. The front support structure 5ac merges rigidly into the front connection part 5cc of the coupling part 5c. With respect to the bracket 13, the front cover part 5aa, together with the front hemisphere part 5ab, is angularly movable to a limited extent by approximately +- 5 to 15 degrees, preferably +- 7.5 to 12.5 degrees, particularly preferably +- 10 degrees, forwards and backwards in the direction of the longitudinal axis x of the vehicle 1. The driver 2 can thus accelerate and brake with his front foot 2a, which rests essentially on the bracket 13. The driver 2 stands with his two feet 2a, 2b in a slight V-position on the front part 5a and the rear part 5b. With respect to the front foot 2a, the web part 13b is relatively narrow, approximately 10 to 40 mm, so that a heel of the front foot 2a can come into contact slightly at the rear with the front cover part 5aa and toes of the front foot 2a can come into contact slightly at the front with the front cover part 5aa in order to accelerate and brake. It is also clear from the 3 It can be seen that there is a protruding first and second curvature 5ae, 5af in the front cover part 5aa at the front and rear, which supports the first and second omnidirectional wheels 9, 9b arranged underneath (see 8 ). These first and second curvatures 5ae, 5af are slightly higher than the web part 13b and can thus also provide the front foot 2a with a contact surface for tilting. To do this, the driver 2 tilts his front foot 2a slightly forward or backward, whereby the cover part 5aa, together with the front hemisphere part 5ab, is tilted forward or backward relative to the bar 13. Tilting forward is evaluated as a signal to accelerate, and tilting backward is evaluated as a signal to brake.

Das Hinterteil 5b sieht von außen gesehen ähnlich wie das Vorderteil 5a aus. Auch das Hinterteil 5b hat eine halbkugelförmige aber auch tragende Verkleidung für einen hinteren Einbauraum 8b, eine hintere Tragstruktur 5bc, die erste und zweite Rolle 7a, 7b sowie eine nicht dargestellte Batterie für die Antriebsanordnung 6 und die Steuerung 20. Auch diese Verkleidung besteht im Wesentlichen aus einem hinteren und oberen Deckelteil 5ba, das ein hinteres und oben offenes Halbkugelteil 5bb im Bereich seiner Schnittfläche abschließt. Dieses hintere Halbkugelteil 5bb hat unten zwei Öffnungen 5ad, aus der ein Teil der ersten und zweiten Rollen 7a, 7b nach unten herausragt. Dieser Teil beträgt bezogen auf einen Durchmesser der Rollen 7a, 7b etwa 10 bis 30 % der Rollen 7a, 7b. Auch ist aus der 3 erkennbar, dass das hintere Deckelteil 5ba nicht eben sondern leicht nach unten beziehungsweise innen konkav gewölbt ist. Des Weiteren stellt das hintere Deckelteil 5ba die hintere Aufstandsfläche 10b für den hinteren Fuß 2b zur Verfügung. Die hintere Aufstandsfläche 10b für den hinteren Fuß 2b befindet sich oberhalb der beiden Rollen 7a, 7b. In Zusammenhang mit der Position des hinteren Fußes 2b oberhalb der beiden Rollen 7a, 7b wird oberhalb so verstanden, dass in einer Draufsicht auf das Fahrzeug 1 gesehen die hintere Aufstandsfläche 10b für den hinteren Fuß 2b zumindest teilweise in einer gedachten Außenkontur der beiden Rollen 7a, 7b angeordnet ist. Vorzugsweise überdecken in der Draufsicht auf das Fahrzeug 1 gesehen das hintere Aufstandsteil 10b und somit der darauf ruhende hintere Fuß 2b vollständig die beiden Rollen 7a, 7b. Entsprechend der Form des hinteren Fußes 2a und der generellen seitlichen Ausrichtung des Fahrers 2 auf dem Fahrzeug 1 ist eine Längserstreckung der hinteren Aufstandsfläche 10b quer zur Längsachse x des Fahrzeugs 1 ausgerichtet. Außerdem schützen das hintere Deckelteil 5ba und das hintere Halbkugelteil 5bb den Fahrer 2 vor Berührungen mit den rotierenden Rollen 7a, 7b und umgeben einen hinteren Einbauraum 8b zwischen einer hinteren Tragstruktur 5bc und einer Innenseite des Deckelteils 5ba und des Halbkugelteils 5bb. Das Deckelteil 5ba und das Halbkugelteil 5bb sind starr mit der hinteren Tragstruktur 5bc des Hinterteils 5b verbunden.The rear part 5b looks similar to the front part 5a when viewed from the outside. The rear part 5b also has a hemispherical but also supporting cover for a rear installation space 8b, a rear support structure 5bc, the first and second rollers 7a, 7b, and a battery (not shown) for the drive assembly 6 and the control system 20. This cover also essentially consists of a rear and upper cover part 5ba, which closes off a rear and upwardly open hemispherical part 5bb in the region of its cutting surface. This rear hemispherical part 5bb has two openings 5ad at the bottom, from which a part of the first and second rollers 7a, 7b protrudes downwards. This part amounts to approximately 10 to 30% of the rollers 7a, 7b, based on a diameter of the rollers 7a, 7b. 3 It can be seen that the rear cover part 5ba is not flat but is slightly concave downwards or inwards. Furthermore, the rear cover part 5ba provides the rear contact surface 10b for the rear foot 2b. The rear contact surface 10b for the rear foot 2b is located above the two rollers 7a, 7b. In connection with the position of the rear foot 2b above the two rollers 7a, 7b, above is understood to mean that, in a plan view of the vehicle 1, the rear contact surface 10b for the rear foot 2b is at least partially arranged in an imaginary outer contour of the two rollers 7a, 7b. Preferably, in a plan view of the vehicle 1, the rear contact part 10b and thus the rear foot 2b resting thereon completely cover the two rollers 7a, 7b. According to the shape of the rear foot 2a and the general lateral orientation of the driver 2 on the vehicle 1, a longitudinal extension of the rear The rear contact surface 10b is aligned transversely to the longitudinal axis x of the vehicle 1. Furthermore, the rear cover part 5ba and the rear hemisphere part 5bb protect the driver 2 from contact with the rotating rollers 7a, 7b and surround a rear installation space 8b between a rear support structure 5bc and an inner side of the cover part 5ba and the hemisphere part 5bb. The cover part 5ba and the hemisphere part 5bb are rigidly connected to the rear support structure 5bc of the rear part 5b.

Die Aufstandsflächen 10a, 10b für den rechten und den linken Fuß 2a, 2b des Fahrers 2 können bloße Markierungen in der Größe eines Teils der Füße 2a, 2b oder mit einem rutschhemmenden Belag ausgelegte oder antirutschbeschichtete Bereiche auf den Deckelteilen 5aa, 5ba sein. Die Größe der Aufstandsflächen 10a, 10b ist so gewählt, dass zumindest ein Mittelteil der Füße 2a, 2b und die volle Breite der Füße 2a, 2b unterstützt wird.The contact surfaces 10a, 10b for the right and left feet 2a, 2b of the driver 2 can be mere markings the size of a portion of the feet 2a, 2b or areas on the cover parts 5aa, 5ba that are covered or coated with an anti-slip surface. The size of the contact surfaces 10a, 10b is selected such that at least a central portion of the feet 2a, 2b and the full width of the feet 2a, 2b are supported.

Dass das Vorderteil 5a mit dem Hinterteil 5b verbindende Kopplungsteil 5c besteht im Wesentlichen aus einem vorderen Anschlußteil 5cc und einem hinteren Anschlußteil 5cd, die über ein Mittelteil 5ce miteinander verbunden sind. Hierbei ist das Mittelteil 5ce über ein erstes Gelenk 5ca und ein zweites Gelenk 5cb mit dem vorderen Anschlußteil 5cc beziehungsweise dem hinteren Anschlußteil 5cd verbunden. Das erste Gelenk 5ca und das zweite Gelenk 5cb sind als Scharniergelenke ausgebildet deren Achse parallel zur Querachse y des Fahrzeugs 1 ausgerichtet ist. In der Betriebsstellung des Fahrzeugs 2 ist die Beweglichkeit des ersten Gelenks 5ca und des zweiten Gelenks 5cb blockiert, so dass das vordere Anschlußteil 5cc, das Mittelteil 5ce und das hintere Anschlußteil 5cd in Richtung der Längsachse x des Fahrzeugs 2 gesehen eine starre Stange bilden. Um die Blockierung des ersten Gelenks 5ca und des zweites Gelenks 5cb zu lösen, ist ein Riegelteil 5cl vorgesehen, das zwischen einer Verriegelungsstellung und einer Entriegelungsstellung bewegt werden kann. In der 3 ist das Riegelteil 5cl in der Verriegelungsstellung dargestellt, in der das Riegelteil 5cl teilweise aus dem Mittelteil 5ce des Kopplungsteils 5c herausragt. Zum Entriegeln ist das Riegelteil 5cl an dem Mittelteil 5ce geführt und wird in das Mittelteil 5ce hineingedrückt. In der Entriegelungsstellung ist eine Außenfläche des Riegelteils 5cl bündig mit dem Mittelteil 5ce. Außerdem geht das vordere Anschlußteil 5cc in die vordere Tragstruktur 5ac über, die in der 3 von dem vorderen Halbkugelteil 5ab verdeckt. Gleiches gilt für das hintere Anschlußteil 5cd in Bezug auf die hintere Tragstruktur 5bc und das hintere Halbkugelteil 5bb.The coupling part 5c connecting the front part 5a to the rear part 5b essentially consists of a front connecting part 5cc and a rear connecting part 5cd, which are connected to one another via a central part 5ce. The central part 5ce is connected to the front connecting part 5cc and the rear connecting part 5cd via a first joint 5ca and a second joint 5cb. The first joint 5ca and the second joint 5cb are designed as hinge joints whose axes are aligned parallel to the transverse axis y of the vehicle 1. In the operating position of the vehicle 2, the mobility of the first joint 5ca and the second joint 5cb is blocked, so that the front connecting part 5cc, the central part 5ce and the rear connecting part 5cd form a rigid rod when viewed in the direction of the longitudinal axis x of the vehicle 2. To release the blocking of the first joint 5ca and the second joint 5cb, a locking part 5cl is provided, which can be moved between a locking position and an unlocking position. 3 The locking part 5cl is shown in the locking position, in which the locking part 5cl partially protrudes from the middle part 5ce of the coupling part 5c. For unlocking, the locking part 5cl is guided on the middle part 5ce and is pressed into the middle part 5ce. In the unlocking position, an outer surface of the locking part 5cl is flush with the middle part 5ce. In addition, the front connecting part 5cc merges into the front support structure 5ac, which in the 3 covered by the front hemisphere part 5ab. The same applies to the rear connecting part 5cd with respect to the rear support structure 5bc and the rear hemisphere part 5bb.

Für einen Transport des Fahrzeugs 1 ist dieses zusammenklappbar. Nachdem der Fahrer 2 das Kopplungsteil 5c im Bereich seines Mittelteils 5ce durch Hineindrücken des Riegelteils 5cl entriegelt hat, sind die Gelenke 5ca und 5cb freigegeben und das Mittelteil 5ce kann um das erste Gelenk 5ca in Richtung des vorderes Anschlußteil 5cc sowie das hintere Anschlußteil 5cd um das zweite Gelenk 5cb in Richtung des Mittelteils 5ce bewegt werden. Somit kann das Hinterteil 5b auf einer Bogenbahn auf das Vorderteil 5a geklappt werden. Die Längen des vorderes Anschlußteils 5cc, des hinteres Anschlußteils 5cd und des Mittelteils 5ce sind hierbei so bemessen, dass am Ende in der Tragestellung das hintere Deckelteil 5ba bündig auf dem vorderen Deckelteil 5aa zur Auflage kommt.For transport, the vehicle 1 can be folded. After the driver 2 has unlocked the coupling part 5c in the area of its middle section 5ce by pushing in the locking part 5cl, the joints 5ca and 5cb are released and the middle section 5ce can be moved around the first joint 5ca toward the front connecting part 5cc, and the rear connecting part 5cd can be moved around the second joint 5cb toward the middle section 5ce. This allows the rear section 5b to be folded onto the front section 5a in a curved path. The lengths of the front connecting part 5cc, the rear connecting part 5cd, and the middle section 5ce are dimensioned such that, in the final carrying position, the rear cover part 5ba rests flush on the front cover part 5aa.

In der 4 ist eine perspektivische Ansicht des Fahrzeugs 1 gemäß 3 in der Tragestellung dargestellt. Es ist ersichtlich, dass in der Tragestellung das vordere Halbkugelteil 5ab und das hintere Halbkugelteil 5bb sich zu einer kompakten Kugel ergänzen. Das Mittelteil 5ce des Kopplungsteils 5c dient als Griff 14 zum Tragen des Fahrzeugs 1. In der Tragestellung werden die Gelenke 5ca, 5cb wieder verriegelt, so dass das Fahrzeug 1 beim Tragen nicht unbeabsichtigt aufklappen kann. In der 4 ist das Riegelteil 5cl nicht dargestellt aber vorhanden.In the 4 is a perspective view of the vehicle 1 according to 3 in the carrying position. It can be seen that in the carrying position, the front hemisphere part 5ab and the rear hemisphere part 5bb complement each other to form a compact sphere. The middle part 5ce of the coupling part 5c serves as a handle 14 for carrying the vehicle 1. In the carrying position, the joints 5ca, 5cb are locked again so that the vehicle 1 cannot accidentally unfold when being carried. 4 the locking part 5cl is not shown but present.

Die 5 zeigt eine Seitenansicht des Fahrzeugs 1 gemäß 3 im Schnitt und in Betriebsstellung, aus der der nähere Aufbau des Kopplungsteils 5c und des Vorderteils 5a ersichtlich ist. Das Kopplungsteil 5c besteht wie zuvor beschrieben von links nach rechts gesehen aus dem vorderen Anschlußteil 5cc, dem ersten Gelenk 5ca, dem Mittelteil 5ce, dem zweiten Gelenk 5cb und dem hinteren Anschlußteil 5cd. Um das Fahrzeug 1 sicher und präzise sowie synchron aus der Betriebsstellung in die Tragestellung klappen zu können, sind das Mittelteil 5ce und die angrenzenden Gelenke 5ca, 5cb wie folgt ausgebildet. Das Mittelteil 5ce besteht aus einer äußeren und hohlen Mittelwelle 5cf, in der zentral eine Mittelstange 5cg angeordnet ist. Die Mittestange 5cg ist mit ihren gegenüberliegenden Enden starr an dem ersten Gelenk 5ca und dem zweiten Gelenk 5cb befestigt. Die Mittelwelle 5cf trägt in ihren gegenüberliegenden Enden jeweils ein erstes Mittelzahnrad 5ch und ein zweites Mittelzahnrad 5ci, die jeweils gradverzahnte 45-Grad-Kegelzahnräder ausgebildet sind. Hierbei können das erste Mittelzahnrad 5ch und auch das zweites Mittelzahnrad 5ci nur als 45 Grad-Zahnsegmente ausgebildet sein, da dies für die gewünschte Klappbewegung ausreichend ist. Das erste Mittelzahnrad 5ch und auch das zweite Mittelzahnrad 5ci bilden jeweils mit einem Vorderzahnrad 5cj und einem Hinterzahnrad 5ck ein Kegelradgetriebe. Hierbei können das Vorderzahnrad 5cj und das Hinterzahnrad 5ck nur als 45 Grad-Zahnsegmente ausgebildet sein, da dies wie gesagt für die gewünschte Klappbewegung ausreichend ist. Gedachte Achsen des ersten Mittelzahnrads 5ch und des Vorderzahnrad 5cj sowie des zweiten Mittelzahnrads 5ci und des Hinterzahnrads 5ck sind entsprechend eines Kegelradgetriebes um etwa 90 Grad zueinander versetzt angeordnet. Das erste Mittelzahnrad 5ch und das Vorderzahnrad 5cj sowie das zweite Mittelzahnrad 5ci und das Hinterzahnrad 5ck kämmen jeweils miteinander. Das Vorderzahnrad 5cj ist fest an dem vorderen Anschlußteil 5cc angeordnet und das Hinterzahnrad 5ck fest an dem hinteren Anschlußteil 5cd. Das Vorderzahnrad 5cj ist zentral zu der ersten Gelenkachse 5cm und das Hinterzahnrad 5ck ist zentral zu der zweiten Gelenkachse 5cn ausgerichtet. Die erste Gelenkachse 5cm und die zweite Gelenkachse 5cn verlaufen parallel zur Querachse y.The 5 shows a side view of the vehicle 1 according to 3 in section and in the operating position, from which the detailed structure of the coupling part 5c and the front part 5a can be seen. The coupling part 5c consists, as previously described, from left to right, of the front connection part 5cc, the first joint 5ca, the middle part 5ce, the second joint 5cb, and the rear connection part 5cd. In order to be able to fold the vehicle 1 safely, precisely, and synchronously from the operating position into the carrying position, the middle part 5ce and the adjacent joints 5ca, 5cb are designed as follows. The middle part 5ce consists of an outer and hollow central shaft 5cf, in which a central rod 5cg is arranged centrally. The central rod 5cg is rigidly attached at its opposite ends to the first joint 5ca and the second joint 5cb. The center shaft 5cf carries a first center gear 5ch and a second center gear 5ci at its opposite ends, each of which is designed as a 45-degree bevel gear with straight teeth. The first center gear 5ch and the second center gear 5ci can be designed as 45-degree tooth segments, as this is sufficient for the desired folding movement. The first center gear 5ch and the second center gear 5ci each form a bevel gear with a front gear 5cj and a rear gear 5ck. The front gear 5cj and the rear gear 5ck can be designed as 45-degree tooth segments, as this is sufficient for the desired folding movement. Imaginary axes of the first center gear 5ch and the front gear 5cj as well as the second center gear 5ci and the rear gear 5ck are arranged offset from one another by approximately 90 degrees, corresponding to a bevel gear. The first center gear 5ch and the front gear 5cj as well as the second center gear 5ci and the rear gear 5ck mesh with each other. The front gear 5cj is fixedly arranged on the front connecting part 5cc, and the rear gear 5ck is fixedly arranged on the rear connecting part 5cd. The front gear 5cj is centrally aligned with the first joint axis 5cm, and the rear gear 5ck is centrally aligned with the second joint axis 5cn. The first joint axis 5cm and the second joint axis 5cn run parallel to the transverse axis y.

In der 5 ist das Mittelteil 5ce in seiner Verriegelungsstellung dargestellt. Hierfür steht ein Riegelteil 5cl, das sich an der Mittelwelle 5cf abstützt und dort geführt ist, im formschlüssigen Eingriff mit der vorzugsweise viereckigen Mittelstange 5cg. Das Riegelteil 5cl ist in der 5 nur an den Stegen zwischen der Mittelwelle 5cf und der Mittelstange 5cg zu erkennen, da eine Betätigungsfläche des Riegelteils 5cl hinter dem Mittelteil 5ce liegt und somit von dem Mittelteil 5ce verdeckt ist. Durch den formschlüssigen Eingriff sind die Mittelwelle 5cf und die Mittelstange 5cg starr miteinander verbunden. Das hat wiederum zur Folge, dass die an den Enden der Mittelwelle 5cf fest angeordneten ersten und zweiten Mittelzahnräder 5ch, 5ci feststehend sind und sich an den Vorder- und Hinterzahnrädern 5cj, 5ck abstützen. Somit sind das erste Gelenk 5ca und auch das zweite Gelenk 5cb jeweils blockiert, sodass das Kopplungsteil 5c in der Verriegelungsstellung vergleichbar mit einer starren Stange ist. Da die Verriegelung über den Eingriff der Mittelzahnräder 5ch, 5ci mit den Vorder- und Hinterzahnrädern 5cj, 5ck erfolgt, verbleibt ein gewisses Spiel, sodass das auf der Kugel 4 rollende Vorderteil 5a seitlich leicht um 1 bis 2 Grad nach rechts oder links ausgelenkt werden kann. Diese geringe Winkelbeweglichkeit kann dann für die Lenkbarkeit des Fahrzeuges 1 benutzt, auch wenn ein seitliches Neigen des Vorderteils 5a auch gegen die Stützkraft des Hinterteils 5b durch abheben eines der beiden Rollen 7a, 7b erfolgen kann.In the 5 The central part 5ce is shown in its locked position. This is represented by a locking part 5cl, which is supported on the central shaft 5cf and guided there, in positive engagement with the preferably square central rod 5cg. The locking part 5cl is in the 5 can only be identified by the webs between the central shaft 5cf and the central rod 5cg, since an actuating surface of the locking part 5cl lies behind the central part 5ce and is thus concealed by the central part 5ce. Due to the positive engagement, the central shaft 5cf and the central rod 5cg are rigidly connected to one another. This, in turn, results in the first and second central gears 5ch, 5ci, which are fixedly arranged at the ends of the central shaft 5cf, being stationary and supported by the front and rear gears 5cj, 5ck. Thus, the first joint 5ca and the second joint 5cb are each blocked, so that the coupling part 5c is comparable to a rigid rod in the locking position. Since locking occurs via the engagement of the center gears 5ch, 5ci with the front and rear gears 5cj, 5ck, a certain amount of play remains, allowing the front part 5a, rolling on the ball 4, to be deflected slightly laterally by 1 to 2 degrees to the right or left. This slight angular mobility can then be used for the steerability of the vehicle 1, although a lateral tilt of the front part 5a can also occur against the supporting force of the rear part 5b by lifting one of the two rollers 7a, 7b.

Auch zeigt die 5, dass die Kugel 4 nach unten aus einer entsprechenden unteren Öffnung 5ad des vorderen Halbkugelteils 5ab herausragt und die vordere Tragstruktur 5ac mittels einer Stützanordnung 9 oben auf der Oberfläche 4b der Kugel 4 in deren oberen Teil 4a ruht. Die Stützanordnung 9 befindet sich oben im Bereich der Mitte des vorderen Deckelteils 5aa 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 Querachse y gesehen sind die Allseitenräder 9a, 9b 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 der vorderen Tragstruktur 5ac gelagert.The 5 that the ball 4 projects downwards from a corresponding lower opening 5ad of the front hemisphere part 5ab and the front support structure 5ac rests by means of a support arrangement 9 on top of the surface 4b of the ball 4 in its upper part 4a. The support arrangement 9 is located at the top in the region of the center of the front cover part 5aa and comprises two non-driven omnidirectional wheels 9a, 9b, each rotatable about its own axis of rotation, each aligned in the direction of the transverse axis y. Viewed in the direction of the transverse axis y, the omnidirectional wheels 9a, 9b are close to one another but not touching one another, to the right and left of the center of the ball and in a V-position to one another. Alternatively, a design of the support arrangement 9 with a different type of ball bearing is also possible. The advantage is that the rolling of the ball 4 feels smoother 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 front support structure 5ac.

Wie zuvor zu der 3 beschrieben, steht der Fahrer 2 mit seinem vorderen Fuß 2a leicht schräg auf dem Bügel 13, so dass seine Ferse des vorderen Fußes 2a leicht hinten mit dem vorderen Deckelteil 5aa und seine Zehen des vorderen Fußes 2a leicht vorne mit dem vorderen Deckelteil 5aa in Kontakt treten können, um Gas zu geben und zu bremsen. Auch ist aus der 5 ersichtlich, dass die aus dem vorderen Deckelteil 5aa hervortretenden ersten und zweiten Wölbungen 5ae, 5af leicht höher als das Stegteil 13b sind und somit dem vorderen Fuß 2a auch eine Kontaktfläche für das Neigen geben können.As before to the 3 As described above, the driver 2 stands with his front foot 2a slightly diagonally on the bar 13, so that the heel of his front foot 2a can come into contact with the front cover part 5aa slightly at the back and the toes of his front foot 2a can come into contact with the front cover part 5aa slightly at the front in order to accelerate and brake. 5 It can be seen that the first and second curvatures 5ae, 5af protruding from the front cover part 5aa are slightly higher than the web part 13b and can thus also give the front foot 2a a contact surface for tilting.

Die 6 zeigt eine Seitenansicht des Fahrzeugs 1 gemäß 5 in einer Zwischenstellung zwischen der Betriebsstellung und der Tragestellung. In der Zwischenstellung ist das Riegelteil 5cl entriegelt und somit die Mittelwelle 5cf in Bezug auf die Mittelstange 5cg entriegelt. Das in der Mittelwelle 5cf angeordnete Riegelteil 5cl weist in der Betriebsstellung des Fahrzeugs 1 nach hinten beziehungsweise in Vorwärtsfahrtrichtung V nach rechts. In der Entriegelungsstellung ist das Riegelteil 5cl in die Mittelwelle 5cf hineingedrückt und dessen Betätigungsfläche schließt bündig mit einer Außenoberfläche der Mittelwelle 5cf ab. Die Entriegelung hat zur Folge, dass nun die Mittelwelle 5cf um die Mittelstange 5cg drehbar ist. In der entriegelten Betriebsstellung wird das Fahrzeug 1 von dem Fahrer 2 an der Mittelwelle 5cf gegriffen, das Riegelteil 5cl mit der Hand beim Greifen entriegelt, dann wird das Fahrzeug 1 an der Mittelwelle 5cf angehoben. Hierbei dreht sich die Mittelwelle 5cf relativ zu der Mittelstange 5cg um 90 Grad. Parallel hierzu bewegen sich das nun nach unten gerichtete Vorderteil 5a und auch das Hinterteil 5b automatisch und gesteuert aufeinander zu. Hierbei kämmen durch die Relativdrehung der Mittelwelle 5cf zu der Mittelstange 5cg das erste Mittelzahnrad 5ch und das Vorderzahnrad 5cj sowie das zweite Mittelzahnrad 5ci und das Hinterzahnrad 5ck und bewirken somit, dass das erste Gelenk 5ca und auch das zweite Gelenk 5cb gegenläufig um etwa 90 Grad aus der Betriebsstellung in die Tragestellung bewegt werden. Das Lösen des Riegelteils 5cl bedingt somit ein Entriegeln des ersten Gelenkes 5ca und des zweiten Gelenkes 5cb, um den Fahrzeug 1 somit eine Bewegung seiner Vorder- und Hinterteile 5a, 5b aus der Betriebsstellung um insgesamt 180 Grad in die Tragestellung zu ermöglichen. Über das im Eingriff mit dem ersten Mittelzahnrad 5ch stehende Vorderzahnrad 5cj und das im Eingriff mit dem zweiten Mittelzahnrad 5ci stehende Hinterzahnrad 5ck stehen die Drehbewegung der Mittelwelle 5cf um 90 Grad und die Klappbewegung des ersten Gelenkes 5ca und des zweiten Gelenkes 5cb um jeweils 90 Grad in einer synchronisierten Verbindung. Ein Drehen der Mittelwelle 5cf wird somit in ein Klappen der ersten und zweiten Gelenke 5ca, 5cb gewandelt. In der 6 ist das Riegelteil 5cl nicht dargestellt aber vorhanden.The 6 shows a side view of the vehicle 1 according to 5 in an intermediate position between the operating position and the carrying position. In the intermediate position, the locking part 5cl is unlocked and thus the central shaft 5cf is unlocked with respect to the central rod 5cg. The locking part 5cl arranged in the central shaft 5cf points rearward in the operating position of the vehicle 1 or to the right in the forward direction V. In the unlocked position, the locking part 5cl is pressed into the central shaft 5cf and its actuating surface is flush with an outer surface of the central shaft 5cf. The unlocking has the effect that the central shaft 5cf can now rotate about the central rod 5cg. In the unlocked operating position, the driver 2 grasps the vehicle 1 at the central shaft 5cf, unlocks the locking part 5cl with their hand while grasping, and then the vehicle 1 is lifted at the central shaft 5cf. The central shaft 5cf rotates 90 degrees relative to the central rod 5cg. Parallel to this, the now downward-facing front part 5a and the rear part 5b move automatically and in a controlled manner towards each other. Due to the relative rotation of the central shaft 5cf to the central rod 5cg, the first central gear 5ch and the front gear 5cj as well as the second central gear 5ci and the rear gear 5ck mesh, thus causing the first joint 5ca and the second joint 5cb to be moved in opposite directions by approximately 90 degrees from the operating position into the carrying position. Releasing the locking part 5cl thus unlocks the first joint 5ca and the second joint 5cb, thus allowing the vehicle 1 to move its front and rear parts 5a, 5b from the operating position by a total of 180 degrees into the carrying position. The rotational movement of the center shaft 5cf by 90 degrees and the folding movement of the first joint 5ca and the second joint 5cb by 90 degrees each are synchronized via the front gear 5cj meshing with the first center gear 5ch and the rear gear 5ck meshing with the second center gear 5ci. A rotation of the center shaft 5cf is thus converted into a folding of the first and second joints 5ca, 5cb. 6 the locking part 5cl is not shown but present.

Außerdem ist die Bewegung der Mittelwelle 5cf relativ zu der Mittelstange 5cg zwischen der Betriebsstellung und der Tragestellung um insgesamt 90 Grad jeweils über nicht dargestellte Anschläge begrenztIn addition, the movement of the center shaft 5cf relative to the center rod 5cg between the operating position and the carrying position is limited by a total of 90 degrees via stops not shown.

In der 7 ist eine Seitenansicht des Fahrzeugs 1 gemäß 5 in der Tragestellung dargestellt. In der Tragestellung ist das Riegelteil 5cl in seiner Verriegelungsstellung und verriegelt somit die Mittelwelle 5cf mit der Mittelstange 5cg. Dementsprechend ragt das Riegelteil 5cl mit seinem Betätigungsteil aus der Mittelwelle 5cf heraus. Das Riegelteil 5cl in seiner Verriegelungsstellung hat wie zuvor beschrieben zur Folge, dass die an den Enden der Mittelwelle 5cf fest angeordneten ersten und zweiten Mittelzahnräder 5ch, 5ci feststehend sind und sich an den Vorder- und Hinterzahnrädern 5cj, 5ck abstützen. Somit sind das erste Gelenk 5ca und auch das zweite Gelenk 5cb jeweils blockiert, sodass das Kopplungsteil 5c in der Verriegelungsstellung vergleichbar mit einer starren aber zweifach um 90 Grad abgewinkelten Stange ist. Somit wird das Fahrzeug 1 sicher in der Tragestellung gehalten. In der Tragestellung ergänzen sich Vorder- und Hinterteil 5a, 5b zu einer Kugel. Auch sind das vordere und hintere Deckelteil 5aa, 5ba gegenläufig konkav und konvex ausgebildet, so dass diese sich in der Tragestellung aneinanderpassen.In the 7 is a side view of vehicle 1 according to 5 shown in the carrying position. In the carrying position, the locking part 5cl is in its locking position and thus locks the central shaft 5cf to the central rod 5cg. Accordingly, the locking part 5cl protrudes with its actuating part from the central shaft 5cf. As previously described, the locking part 5cl in its locking position results in the first and second central gears 5ch, 5ci, which are fixedly arranged at the ends of the central shaft 5cf, being stationary and supported by the front and rear gears 5cj, 5ck. Thus, the first joint 5ca and the second joint 5cb are each blocked, so that the coupling part 5c in the locking position is comparable to a rigid rod that is bent twice by 90 degrees. Thus, the vehicle 1 is securely held in the carrying position. In the carrying position, the front and rear parts 5a, 5b complement each other to form a sphere. The front and rear cover parts 5aa, 5ba are also designed to be concave and convex in opposite directions so that they fit together in the carrying position.

In der 8 ist eine weitere perspektivische Ansicht des Fahrzeugs 1 gemäß 1 dargestellt, in der das vordere Deckelteil 5aa und das vordere Halbkugelteil 5ab nicht dargestellt wurden, um nachfolgend den Antrieb der Kugel 4 erläutern zu können. Insbesondere ist nun der innere Aufbau des Fahrzeugs 1, insbesondere dessen Antriebsanordnung 6, deren vordere Tragstruktur 5ac und der Bügel 13, erkennbar ist. Wie zuvor beschrieben rollt das Fahrzeug 1 über eine Kombination von einer Kugel 4 und zwei Rollen 7a, 7b auf dem Boden 3 ab. Die Rollen 7a, 7b sind über eine nicht dargestellte gemeinsame Rollenachse, die parallel zur Querachse y ausgerichtet ist, an der hinteren Tragstruktur 5bc gelagert. Die bereits zuvor beschriebenen Allseitenräder 9a, 9b rollen auf der Kugel 4 ab und sind an dem nicht dargestellten vorderes Deckelteil 5aa gelagert.In the 8 is a further perspective view of the vehicle 1 according to 1 , in which the front cover part 5aa and the front hemisphere part 5ab have been omitted in order to be able to explain the drive of the ball 4 below. In particular, the internal structure of the vehicle 1, in particular its drive arrangement 6, its front support structure 5ac and the bracket 13, can now be seen. As previously described, the vehicle 1 rolls on the floor 3 via a combination of a ball 4 and two rollers 7a, 7b. The rollers 7a, 7b are mounted on the rear support structure 5bc via a common roller axis (not shown) which is aligned parallel to the transverse axis y. The omnidirectional wheels 9a, 9b already described roll on the ball 4 and are mounted on the front cover part 5aa (not shown).

Die Antriebsanordnung 6 besteht im Wesentlichen aus einem ersten Allseitenrad 11a, einem zweiten Allseitenrad 11b, einem dritten Allseitenrad 11c (siehe 9) 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 nicht dargestellten vorderen Halbkugelteil 5ab abstützen. Die Allseitenräder 11a, 11b haben jeweils vorzugsweise einen gleichen Durchmesser im Bereich von 20 mm bis 300 mm, vorzugsweise im Bereich von 30 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.The drive arrangement 6 essentially consists of a first omnidirectional gear 11a, a second omnidirectional gear 11b, a third omnidirectional gear 11c (see 9 ) and a fourth omnidirectional gear 11d, which are distributed essentially evenly around the circumference of the sphere 4, preferably at the level of an equator 4c of the sphere 4. The first omnidirectional gear 11a and the second omnidirectional gear 11b are spaced symmetrically 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 the interposition of a gear by a first motor 12a and a second motor 12b, which are supported on the front hemisphere part 5ab (not shown). 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 30 mm to 70 mm. The axes of the omnidirectional gears 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 the same diameter in the range of 10 mm to 150 mm, preferably in the range of 20 mm to 40 mm.

Innerhalb des Hinterteils 5b und unterhalb des hinteren Deckelteils 5ba sind nicht dargestellte Batterien 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.Batteries (not shown) for the motors 12a, 12b and the controller 20 are arranged within the rear part 5b and below the rear cover part 5ba. A coordinated drive of the two omnidirectional wheels 11a, 11b thus results in a movement of the vehicle 1 in the forward direction V, in the right-hand direction R, or in the left-hand direction L, or in any direction intermediate therebetween. 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.

Die Motoren 12a, 12b sind an dem nicht dargestellten vorderen Halbkugelteil 5ab befestigt und werden über eine Steuerung 20 (siehe 10) angesteuert. Als Motoren 12a, 12b kommen bürstenlose Drehstrommotoren im Bereich von 100 Watt bis 800 Watt zum Einsatz.The motors 12a, 12b are attached to the front hemisphere part 5ab (not shown) and are controlled by a control 20 (see 10 ). Brushless three-phase motors in the range from 100 watts to 800 watts are used as motors 12a and 12b.

Wie zuvor beschrieben sind alle Allseitenrädern 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d und die Motoren 12a, 12b und somit die gesamte Antriebsanordnung an dem nicht dargestellten vorderen Halbkugelteil 5ab beziehungsweise dem nicht dargestellten vorderen Deckelteil 5aa gelagert beziehungsweise befestigt. Damit die für die zuvor Brems- und Gasgebfunktion im Zusammenhang mit dem feststehenden Bügel 13 möglich wird, ist das vorderen Halbkugelteil 5ab rechts und links neben der Kugel 4 in Richtung der Längsachse x gesehen über ein rechts und ein linkes Drehlager 21a, 21b, insbesondere Wälzlager, an der vorderen Tragstruktur 5ac gelagert. Die Drehachse d der rechten und linken Drehlager 21a, 21b schneiden jeweils den Mittelpunkt der Kugel 4 und verlaufen parallel zur Querachse y des Fahrzeugs. Diese bewegliche Aufhängung des vorderen Halbkugelteils 5ab und des vorderen Deckelteil 5aa an der vorderen Tragstruktur 5ac ermöglicht in Bezug auf den Bügel 13 eine begrenzte Winkelbeweglichkeit um etwa +- 5 bis 15 Grad, vorzugsweise +- 7,5 bis 12,5 Grad, nach vorne und hinten in Richtung der Längsachse x des Fahrzeugs 1 gesehen.As previously described, all omnidirectional wheels 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d and the motors 12a, 12b, and thus the entire drive assembly, are mounted or attached to the front hemisphere part 5ab (not shown) or the front cover part 5aa (not shown). To enable the previously described braking and accelerator function in conjunction with the fixed bracket 13, the front hemisphere part 5ab is mounted to the right and left of the ball 4, viewed in the direction of the longitudinal axis x, via a right and a left pivot bearing 21a, 21b, in particular roller bearings, on the front support structure 5ac. The rotational axes d of the right and left pivot bearings 21a, 21b intersect each center of the sphere 4 and run parallel to the transverse axis y of the vehicle. This movable suspension of the front hemisphere part 5ab and the front cover part 5aa on the front support structure 5ac allows a limited angular mobility of approximately +- 5 to 15 degrees, preferably +- 7.5 to 12.5 degrees, forwards and backwards in the direction of the longitudinal axis x of the vehicle 1, with respect to the bracket 13.

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. 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.To drive the ball 4, at least two driven omnidirectional gears 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 gears 11a, 11b, 11c, 11d is also theoretically possible. Omnidirectional gears are only required if the ball 4 is driven above or below the equator 4c. Otherwise, the use of wheels or rollers as drive gears is possible, replacing the omnidirectional gears 11a, 11b, 11c, 11d.

Es ist selbstverständlich, dass zwischen der Oberfläche 4b der Kugel 4 und der Innenseite des vorderen Halbkugelteils 5ab ein umlaufender Spalt verbleibt, der eine freie Drehbarkeit der Kugel 4 relativ zu dem vorderen Halbkugelteil 5ab 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.It goes without saying that a circumferential gap remains between the surface 4b of the ball 4 and the inside of the front hemisphere part 5ab, which allows free rotation of the ball 4 relative to the front hemisphere part 5ab. 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. Bowling balls, for example, are suitable. Typically, the ball 4 is encapsulated 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.

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, 11d erlaubt, dass sich die Kugel 4 reibungsarm neben der Antriebsrichtung des jeweiligen Allseitenrades 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d in alle anderen Richtungen zu dem jeweiligen Allseitenrad 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d drehen kann.The omnidirectional wheels 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d used are generally known and are also referred to as omnidirectional wheels. The running surface of the omnidirectional wheels 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d consists of a plurality of rollers arranged along the circumference, whose axes of rotation 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 running surface of the omnidirectional wheel 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d. The use of omnidirectional gears 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d allows the ball 4 to rotate with low 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, 11d.

Das Vorderteil 5a schützt in seiner Zusatzfunktion als Gehäuse die Antriebsanordnung 6 vor Verschmutzung und die Füße 2a, 2b des Fahrers vor einem möglichen Kontakt mit den rotierenden Allseitenrädern 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d und den Motoren 12a, 12b.The front part 5a, in its additional function as a housing, protects the drive arrangement 6 from dirt and the driver's feet 2a, 2b from possible contact with the rotating omnidirectional wheels 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d and the motors 12a, 12b.

Auch zeigt die 3, dass die Konturen von dem ersten und zweiten Motor 12a und 12b sind trotz des abdeckenden vorderen Halbkugelteil 5ab erkennbar sind.The 3 that the contours of the first and second motors 12a and 12b are recognizable despite the covering front hemisphere part 5ab.

Insgesamt ist zu dem Fahrzeug 1 zu sagen, dass wie bei einem Fahrzeug mit Vorderradantrieb hier vorne die Kugel 4 angetrieben und hinten die beiden Rollen 7a, 7b antriebslos sind. Die Rollen 7a, 7b werden im Betrieb des Fahrzeugs 1 also von der Kugel 4 geschleppt. Insgesamt ist das Fahrzeug 1 mit einem sitz- und lenkerlosen Dreirad-Skateboard vergleichbar. Während eines normalen Betriebs des Fahrzeugs 1 in Betriebsstellung sind somit die Kugel 4 und die beiden Rollen 7a, 7b alle in Kontakt mit dem Boden 3.Overall, vehicle 1 is characterized by the fact that, as with a front-wheel drive vehicle, the ball 4 is driven at the front, while the two rollers 7a, 7b at the rear are undriven. The rollers 7a, 7b are thus towed by the ball 4 during vehicle 1's operation. Overall, vehicle 1 is comparable to a three-wheeled skateboard without a seat or handlebars. During normal operation of vehicle 1 in the operating position, the ball 4 and the two rollers 7a, 7b are all in contact with the ground 3.

In der 8 ist das Riegelteil 5cl nicht dargestellt aber vorhanden.In the 8 the locking part 5cl is not shown but present.

Die 9 zeigt eine perspektivische Ansicht des Fahrzeugs gemäß 8 unter einem anderen Betrachtungswinkel: In dieser Ansicht ist das dritte Allseitenrad 11c zu erkennen. In der 9 ist das Riegelteil 5cl nicht dargestellt aber vorhanden.The 9 shows a perspective view of the vehicle according to 8 from a different angle: In this view, the third omnidirectional wheel 11c can be seen. 9 the locking part 5cl is not shown but present.

In der 10 ist ein Prinzip-Schaltbild der Steuerung 20 des Fahrzeugs 1 dargestellt. Die Steuerung 20 ist innerhalb des Vorderteils 5a angeordnet. In der Steuerung 20 ist eine Vielzahl von Bauteilen zusammengefasst, um ausgehend von einer Balance-Lage des Vorderteils 5a Gewichtsverlagerungen des Fahrers 2 und somit ein seitliches Rollen des Vorderteils 5a für das Lenken und ein Kippen nach vorne oder hinter zum Gasgeben oder Bremsen sowie jede Kombination hiervon erkennen zu können. Der Grad des Rollens in Richtung der Querachse y und des Kippens in Richtung der Längsachse x wird von einem ersten vorderen Gyroskop 16a und einen zweiten hinteren Gyroskop 16 b parallel erkannt.In the 10 A schematic diagram of the control system 20 of the vehicle 1 is shown. The control system 20 is arranged within the front section 5a. A plurality of components are combined in the control system 20 in order to be able to detect, based on a balanced position of the front section 5a, weight shifts of the driver 2 and thus a lateral roll of the front section 5a for steering and a tilting forward or backward for accelerating or braking, as well as any combination thereof. The degree of rolling in the direction of the transverse axis y and the tilting in the direction of the longitudinal axis x is detected in parallel by a first front gyroscope 16a and a second rear gyroscope 16b.

Das vordere Gyroskop 16a ist an dem Vorderteil 5a angeordnet, das um die Drehachse d relativ zu dem Rest des Fahrzeugs 1, insbesondere zu dem Bügel 13, dem Kopplungsteil 5c und dem Hinterteil 5b, nach vorne und hinten kippbar ist. Bevorzugt ist das vordere Gyroskop 16a unterhalb des vorderen Deckelteils 5aa und vor dem ersten Allseitenrad 9a der Stützanordnung 9 angeordnet. Durch den somit weit weg von der Drehachse d gewählten Anbringungsort kann der Kippwinkel und auch der Neigungswinkel des Vorderteils 5a gut ermittelt werden. Das hintere Gyroskop 16b ist an dem Rest des Fahrzeugs 1 außerhalb des Vorderteils 5a, insbesondere zu dem Bügel 13, dem Kopplungsteil 5c und dem Hinterteil 5b, angeordnet. Bevorzugt ist das hintere Gyroskop 16b in dem Mittelteil 5ce des Kopplungsteils 5c und dort an der Mittelstange 5cg des Kopplungsteils 5c angeordnet. Die Mittelstange 5cg des Kopplungsteils 5c ist feststehend wie das Hinterteil 5b und nicht wie zuvor beschrieben tordierbar.The front gyroscope 16a is arranged on the front part 5a, which can be tilted forward and backward about the rotation axis d relative to the rest of the vehicle 1, in particular to the bracket 13, the coupling part 5c, and the rear part 5b. The front gyroscope 16a is preferably arranged below the front cover part 5aa and in front of the first omnidirectional wheel 9a of the support assembly 9. Due to the mounting location thus chosen far away from the rotation axis d, the tilt angle and also the inclination angle of the front part 5a can be easily determined. The rear gyroscope 16b is arranged on the rest of the vehicle 1 outside the front part 5a, in particular relative to the bracket 13, the coupling part 5c, and the rear part 5b. Preferably, the rear gyroscope 16b is arranged in the central part 5ce of the coupling part 5c and there on the central rod 5cg of the coupling part 5c. The central rod 5cg of the coupling part 5c is stationary like the rear part 5b and cannot be twisted as previously described.

Die Gyroskope 16a, 16b liefern jeweils Beschleunigungs- und Winkeldaten und erfassen die Neigungsbewegungen um die Längsachse x und die Kippbewegungen um die Querachse y. In entsprechender Weise sind die Gyroskope 16a, 16b zu der Längsachse x und der Querachse y ausgerichtet, um den Kippwinkel sowie den Neigungswinkel zu ermitteln. Hierbei liegt der seitliche Neigungswinkel und auch der Kippwinkel nach vorne und hinten jeweils im Bereich von bis +/- 10 Grad beziehungsweise vorzugsweise +/- 5 Grad.The gyroscopes 16a, 16b each provide acceleration and angle data and record the tilting movements around the longitudinal axis x and the tipping movements around the transverse axis y. The gyroscopes 16a, 16b are aligned accordingly with the longitudinal axis x and the transverse axis y to determine the tilt angle and the inclination angle. The lateral tilt angle and the forward and backward tilt angle are each in the range of up to +/- 10 degrees and preferably +/- 5 degrees, respectively.

Der Antrieb des Fahrzeugs 1 erfolgt über die beiden Motoren 12a, 12b, die jeweils über einen zugeordneten ersten Regler 19a und zweiten Regler 19b angesteuert werden. Der erste und der zweite Regler 19a, 19b erhalten ihre Steuersignale von einem Mischer 18. Der Mischer 18 sorgt dafür, dass die Kugel 4 in zwei Richtungen (Längsachse x und Querachse y) angetrieben wird: Die Querachse y betrifft rechts/links zum Lenken und die Längsachse x vorwärts/rückwärts zum Fahren, wobei im vorliegenden Fall rückwärts als Bremsen zu verstehen ist. In dem Fahrzeug 1 sind wie zuvor beschreiben zwei Gyroskope 16a, 16b verbaut, die jeweils einen Kippwinkel X1, X2 und einen Neigungswinkel Y1, Y2 angeben, um die ihre Ebene jeweils zu einer Horizontalebene verkippt ist. Hierbei ist zu beachten, dass das hintere Gyroskop 16b durch seine Position fest und vorzugsweise in der Mitte des Fahrzeugs 1, die Ausrichtung des Bodens 3 auf dem das Fahrzeug ruht, ermittelt. Der Boden 3 kann ansteigend und/oder abfallend in Richtung der Längsachse x und/oder der Querachse y und jegliche Kombinationen hiervon sein. Im Gegensatz hierzu ermittelt das vordere Gyroskop 16a die Lage des Vorderteils 5a zu der Horizontalebene. In dieser Lage ist einerseits die Ausrichtung des Bodens 3 und andererseits das Kippen und Neigen des Vorderteils 5a relativ zu dem Rest des Fahrzeugs 1 enthalten. Um nur die Winkel des Kippens und Neigens des Vorderteils 5a zu erhalten, werden die von den beiden Gyroskopen 16a, 16b ermittelten Winkel X1 und Y1 sowie X2 und Y2 jeweils voneinander abgezogen, wodurch der resultierende X-Winkel die Differenz von X2 minus X1 und Y-Winkel die Differenz von Y2 minus Y1 ist. The vehicle 1 is driven by two motors 12a, 12b, each controlled by an associated first controller 19a and second controller 19b. The first and second controllers 19a, 19b receive their control signals from a mixer 18. The mixer 18 ensures that the ball 4 is driven in two directions (longitudinal axis x and transverse axis y): the transverse axis y refers to right/left for steering, and the longitudinal axis x refers to forward/backward for driving, where, in this case, backward is understood as braking. As previously described, two gyroscopes 16a, 16b are installed in the vehicle 1, each of which indicates a tilt angle X1, X2 and an inclination angle Y1, Y2, by which their plane is tilted relative to a horizontal plane. It should be noted that the rear gyroscope 16b, through its fixed position and preferably in the center of the vehicle 1, determines the orientation of the ground 3 on which the vehicle rests. The ground 3 can be rising and/or falling in the direction of the longitudinal axis x and/or the transverse axis y and any combination thereof. In contrast, the front gyroscope 16a determines the position of the front part 5a relative to the horizontal plane. This position includes, on the one hand, the orientation of the ground 3 and, on the other hand, the tilting and inclination of the front part 5a relative to the rest of the vehicle 1. To obtain only the tilting and inclination angles of the front part 5a, the angles X1 and Y1 as well as X2 and Y2 determined by the two gyroscopes 16a, 16b are each subtracted from each other, whereby the resulting X angle is the difference between X2 minus X1 and the Y angle is the difference between Y2 minus Y1.

Der Mischer 18 errechnet dann die Ansteuerung der Motoren 12a, 12b aufgrund der beiden Differenzen. Mittels dieser zweistufigen Schaltlogik mit den zwei Gyroskopen 16a, 16b ist es möglich, bergauf und bergab sowie bei seitlichem Gefälle oder seitlichen Anstieg und jeglichen Kombinationen hiervon zu fahren und gleichzeitig die Bewegungen des Fahrers 2 zum Gasgeben und Bremsen sowie Lenken zu erkennen.The mixer 18 then calculates the control of the motors 12a, 12b based on the two differences. Using this two-stage switching logic with the two gyroscopes 16a, 16b, it is possible to drive uphill and downhill, as well as on side slopes or side slopes, and any combination thereof, while simultaneously detecting the movements of the driver 2 for accelerating, braking, and steering.

In dem Mischer 18 kann auch ein Balance-Steuerungsmodul enthalten sein, das den Fahrer 2 unterstützt, die seitliche Balance-Lage des Vorderteils 5a des Tragelements 5, das vorzugsweise horizontal ausgerichtet sind, durch entsprechende Ansteuerung der Motoren 12a, 12b wieder zu erreichen oder ein Rückstellen der Kippbewegung. Die Balance-Steuerungsmodule und der Mischer 18 sind als programmierbare Mikrocomputer ausgebildet. Es kann vorgesehen sein, dass 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.The mixer 18 can also contain a balance control module that supports the driver 2 in regaining the lateral balance position of the front part 5a of the support element 5, which is preferably oriented horizontally, by appropriately controlling the motors 12a, 12b or resetting the tilting movement. The balance control modules and the mixer 18 are designed as programmable microcomputers. It can be provided that the travel movement previously initiated 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.

Unter dem vorgenannten vorderen und hinteren Gyroskop 16a, 16b ist jegliche Art von Messgerät zu verstehen, mit den die Winkellagen und Winkelrichtungen im Raum und in Bezug auf eine Horizontalebene bestimmt werden kann. Üblicher Weise handelt sich um elektronische Schaltungen, die mit Piezo-Sensoren arbeiten.The aforementioned front and rear gyroscopes 16a, 16b are any type of measuring device capable of determining angular positions and directions in space and relative to a horizontal plane. Typically, these are electronic circuits that operate with piezo sensors.

In den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen sind erste und zweite Allseitenräder 9a, 9b der Stützanordnung 9 und erste bis vierte Allseitenräder 11a, 11b, 11c, 11d 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 ersten und zweiten 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.In the previously described embodiments, first and second omnidirectional gears 9a, 9b of the support assembly 9 and first to fourth omnidirectional gears 11a, 11b, 11c, 11d for driving and guiding the ball 4 have been described. These omnidirectional gears 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d are characterized by high stability. Within the scope of the invention, it is entirely possible to replace the first and second omnidirectional gears 9a, 9b of the support assembly 9 with Teflon-mounted balls, as well as the first to fourth omnidirectional gears 11a, 11b, 11c, 11d with normal rollers, which then, however, must engage the equator 4c of the ball 4.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Fahrzeugvehicle
22
Fahrerdriver
2a2a
vorderer Fußfront foot
2b2b
hinterer Fußback foot
2c2c
Handhand
33
BodenFloor
44
KugelBullet
4a4a
oberer Teilupper part
4b4b
Oberflächesurface
4c4c
Äquatorequator
55
Tragelementsupporting element
5a5a
Vorderteilfront part
5aa5aa
vorderes Deckelteilfront cover part
5ab5ab
vorderes Halbkugelteilfront hemisphere part
5ac5ac
vordere Tragstrukturfront supporting structure
5ad5ad
Öffnungopening
5ae5ae
erste Wölbungfirst bulge
5af5af
zweite Wölbungsecond curvature
5b5b
Hinterteilrear end
5ba5ba
hinteres Deckelteilrear cover part
5bb5bb
hinteres Halbkugelteilrear hemisphere part
5bc5bc
hintere Tragstrukturrear supporting structure
5c5c
Kopplungsteilcoupling part
5ca5ca
erstes Gelenkfirst joint
5cb5cb
zweites Gelenksecond joint
5cc5cc
vorderes Anschlußteilfront connection part
5cd5cd
hinteres Anschlußteilrear connection part
5ce5ce
MittelteilMiddle part
5cf5cf
MittelwelleMedium wave
5cg5cg
Mittelstangecenter bar
5ch5ch
erstes Mittelzahnradfirst center gear
5ci5ci
zweites Mittelzahnradsecond center gear
5cj5cj
Vorderzahnradfront gear
5ck5ck
Hinterzahnradrear gear
5cl5cl
RiegelteilLocking part
5cm5cm
erste Gelenksachsefirst joint axis
5cn5cn
zweite Gelenksachsesecond joint axis
66
AntriebsanordnungDrive arrangement
7a7a
erste Rollefirst role
7b7b
zweite Rollesecond role
8a8a
vorderer Einbauraumfront installation space
8b8b
hinterer Einbauraumrear installation space
99
StützanordnungSupport arrangement
9a9a
erstes drehbares Allseitenradfirst rotating omnidirectional wheel
9b9b
zweites drehbares Allseitenradsecond rotating all-round wheel
10a10a
vordere Aufstandsflächefront contact area
10b10b
hintere Aufstandsflächerear contact area
11a11a
erstes Allseitenradfirst all-rounder
11b11b
zweites Allseitenradsecond omnidirectional wheel
11c11c
drittes Allseitenradthird omnidirectional wheel
11d11d
viertes Allseitenradfourth omnidirectional wheel
12a12a
erster Motorfirst engine
12b12b
zweiter Motorsecond engine
1313
Bügelbracket
13a13a
Schenkelteilleg part
13b13b
StegteilBridge part
1414
GriffHandle
16a16a
vorderes Gyroskopfront gyroscope
16b16b
hinteres Gyroskoprear gyroscope
17a17a
DifferenzmodulDifferential module
17b17b
DifferenzmodulDifferential module
1818
Mischermixer
19a19a
erster Reglerfirst controller
19b19b
zweiter Reglersecond controller
2020
Steuerungsteering
21a21a
rechtes Drehlagerright pivot bearing
21b21b
linkes Drehlagerleft pivot bearing
LL
LinksfahrtrichtungLeft-hand direction
RR
RechtsfahrtrichtungRight-hand direction
VV
VorwärtsfahrtrichtungForward direction
X, X1, X2X, X1, X2
KippwinkelTilt angle
Y, Y1, Y2Y, Y1, Y2
NeigungswinkelAngle of inclination
dd
Drehachseaxis of rotation
xx
LängsachseLongitudinal axis
yy
Querachsetransverse axis

Claims (16)

Fahrzeug (1) für die Fortbewegung eines Fahrers (2) mit einer auf einem Boden (3) abrollenden Kugel (4) und mindestens einer auf dem Boden (3) abrollenden Rolle (7a, 7b), mit einem sich auf der Kugel (4) und auf der mindestens einen Rolle (7a, 7b) 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) aus einem Vorderteil (5a) mit der Kugel (4), aus einem Hinterteil (5b) mit der mindestens einen Rolle (7a, 7b) und einem Kopplungsteil (5c), das das Vorderteil (5a) mit dem Hinterteil (5b) koppelt, besteht, die Antriebsanordnung (6) die Kugel (4) über Allseitenräder (11a, 11b) antreibt und das Vorderteil (5a) in einer Vorwärtsfahrtrichtung (V) gesehen um eine Drehachse (d) der Kugel (4) relativ zu dem Hinterteil (5b) nach vorne und hinten kippbar ist.Vehicle (1) for the locomotion of a driver (2) with a ball (4) rolling on a ground (3) and at least one roller (7a, 7b) rolling on the ground (3), with a support element (5) supported on the ball (4) and on the at least one roller (7a, 7b), on which the driver (2) stands during operation of the vehicle (1), with a drive arrangement (6) supported on the support element (5) and driving the ball (4), characterized in that the vehicle (1) consists of a front part (5a) with the ball (4), a rear part (5b) with the at least one roller (7a, 7b) and a coupling part (5c) which couples the front part (5a) to the rear part (5b), the drive arrangement (6) drives the ball (4) via omnidirectional wheels (11a, 11b) and the front part (5a) in a When viewed in the forward direction (V), the ball (4) can be tilted forwards and backwards relative to the rear part (5b) about an axis of rotation (d). Fahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorderteil (5a) eine vordere Aufstandsfläche (10a) für einen vorderen Fuß (2a) des Fahrers (2) aufweist und in der vorderen Aufstandsfläche (10a) ein Bügel (13) angeordnet ist, auf dem Bügel (13) während eines Betriebs des Fahrzeugs (1) der vordere Fuß (2a) ruht und der Bügel (13) relativ zu dem nach vorne und hinten kippbaren Vorderteil (5a) feststehend ist.Vehicle (1) to Claim 1 , characterized in that the front part (5a) has a front contact surface (10a) for a front foot (2a) of the driver (2) and in the front contact surface (10a) a bracket (13) is arranged, on which bracket (13) the front foot (2a) rests during operation of the vehicle (1) and the bracket (13) is fixed relative to the front part (5a) which can be tilted forwards and backwards. Fahrzeug (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel (13) sich an dem Hinterteil (5b) abstützt.Vehicle (1) to Claim 2 , characterized in that the bracket (13) is supported on the rear part (5b). Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorderteil (5a) in einer Vorwärtsfahrtrichtung (V) gesehen um eine Drehachse (d) relativ zu dem Hinterteil (5b) um +/- 10 Grad, vorzugsweise +/- 5 Grad, nach vorne und hinten kippbar ist.Vehicle (1) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the front part (5a) can be tilted forwards and backwards about an axis of rotation (d) relative to the rear part (5b) by +/- 10 degrees, preferably +/- 5 degrees, in a forward direction of travel (V). Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorderteil (5a) für die Kippbewegung über ein rechtes Drehlager (21a) und ein linkes Drehlager (21b) in Bezug auf das Hinterteil (5b) gelagert ist.Vehicle (1) according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the front part (5a) is mounted for the tilting movement via a right pivot bearing (21a) and a left pivot bearing (21b) in relation to the rear part (5b). Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (d) parallel zu einer Querachse (y) des Fahrzeugs (1) ausgerichtet ist.Vehicle (1) according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the axis of rotation (d) is aligned parallel to a transverse axis (y) of the vehicle (1). Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Vorwärtsfahrtrichtung (V) des Fahrzeugs (1) gesehen das Vorderteil (5a), das Kopplungsteil (5c) und das Hinterteil (5b) hintereinander angeordnet sind und das Kopplungsteil (5c) das Vorderteil (5a) und das Hinterteil (5b) miteinander verbindet.Vehicle (1) according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that , viewed in a forward direction of travel (V) of the vehicle (1), the front part (5a), the coupling part (5c) and the rear part (5b) are arranged one behind the other and the coupling part (5c) connects the front part (5a) and the rear part (5b) to one another. Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Hinterteil (5b) eine hintere Aufstandsfläche (10b) für einen hinteren Fuß (2b) des Fahrers (2) aufweist.Vehicle (1) according to one of the Claims 1 until 7 , characterized in that the rear part (5b) has a rear contact surface (10b) for a rear foot (2b) of the driver (2). Fahrzeug (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Aufstandsfläche (10a) oberhalb der Kugel (4) angeordnet ist und die hintere Aufstandsfläche (10b) oberhalb der mindestens einen Rolle (7a, 7b) angeordnet ist.Vehicle (1) to Claim 8 , characterized in that the front contact surface (10a) is arranged above the ball (4) and the rear contact surface (10b) is arranged above the at least one roller (7a, 7b). Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) über eine von dem Fahrer (2) hervorgerufene seitliche Neigung des Fahrzeugs (1) lenkbar ist, indem eine Steuerung (20) die Neigung auswertet und die Antriebsanordnung (6) die Kugel (4) in einer gewünschten Fahrtrichtung antreibt.Vehicle (1) according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the vehicle (1) can be steered via a lateral inclination of the vehicle (1) caused by the driver (2), in that a control (20) evaluates the inclination and the drive arrangement (6) drives the ball (4) in a desired direction of travel. Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) über ein von dem Fahrer (2) hervorgerufenes Kippen des Vorderteils (5a) nach vorne und hinten beschleunig- und bremsbar ist, indem eine Steuerung (20) das Kippen auswertet und die Antriebsanordnung (6) die Kugel (4) in Vorwärtsfahrtrichtung (V) antreibt oder bremst.Vehicle (1) according to one of the Claims 1 until 10 , characterized in that the vehicle (1) can be accelerated and braked by tilting the front part (5a) forwards and backwards caused by the driver (2), in that a control (20) evaluates the tilting and the drive arrangement (6) drives or brakes the ball (4) in the forward direction of travel (V). Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) nur genau eine einzige Kugel (4) aufweist.Vehicle (1) according to one of the Claims 1 until 11 , characterized in that the vehicle (1) has only exactly one single ball (4). Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) nur genau ein Paar aus einer ersten und zweiten Rolle (7a, 7b) aufweist.Vehicle (1) according to one of the Claims 1 until 12 , characterized in that the vehicle (1) has only exactly one pair of a first and a second roller (7a, 7b). Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, 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) an dem Tragelement (5) befestigt ist.Vehicle (1) according to one of the Claims 1 until 13 , characterized in that the ball (4) is driven via two omnidirectional wheels (11a, 11b) directly and without the interposition of a gear via an electric motor (12a, 12b) each and each electric motor (12a, 12b) is fastened to the support element (5). Fahrzeug (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoren (12a, 12b) über mindestens eine wiederaufladbare Batterie mit Energie versorgt sind.Vehicle (1) to Claim 14 , characterized in that the electric motors (12a, 12b) are supplied with energy via at least one rechargeable battery. Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) haltegrifflos ist.Vehicle (1) according to one of the Claims 1 until 15 , characterized in that the vehicle (1) has no handles.
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