DE202012008151U1

DE202012008151U1 - One-wheeled electric vehicle with a wide pneumatic tire

Info

Publication number: DE202012008151U1
Application number: DE201220008151
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-08-27
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2012-11-29
Anticipated expiration: 2022-08-28

Abstract

Einrädriges Elektrofahrzeug, bei dem zur Kraftübertragung vom Fahrzeug auf das Rad ein Elektromotor verwendet wird, der über eine Antriebselektronik an einen elektrischen Energiespeicher angeschlossen ist und von einer überlagerten Neigungswinkelregelung in Vorwärts und Rückwärtsrichtung automatisch in der Art eines inversen Pendels stabilisiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein breiter Luftreifen vorhanden ist, welcher für eine ausreichende Querstabilität und Lenkfähigkeit sorgt.Single-wheel electric vehicle in which an electric motor is used to transmit power from the vehicle to the wheel, which is connected to an electrical energy storage device via drive electronics and is automatically stabilized in the manner of an inverse pendulum by a superimposed angle of inclination control in forwards and backwards directions, characterized in that a wide pneumatic tire is available, which ensures sufficient lateral stability and maneuverability.

Description

Die Erfindung betrifft ein selbstbalancierendes Elektroeinrad mit geregeltem Elektroantrieb zur Fortbewegung von Personen und Gütern. Bei allen bekannten einrädrigen und einachsigen Elektrofahrzeugen erfolgt die stabile Bewegung in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung durch eine Neigungswinkelregelung in der Art eines inversen Pendels. Es ist nach US 4109741 (Motorized unicycle wheel) bekannt, bei derartigen Fahrzeugen die Querstabilität durch Verbreiterung der Lauffläche des Rades zu verbessern und die Kurvenfahrt durch Anphasen der Außenkanten des Rades zu ermöglichen. Ferner sind nach DE 19814521 Einrad-Trieb- und Lenkwerke für Flurförderfahrzeuge bekannt, die allerdings für den Einsatz in Einrad-Fahrzeugen nicht geeignet sind, da weitere Räder an dem Fahrzeug angebracht sein müssen, um eine stabile Lage und einen sicheren Betrieb zu gewährleisten. Weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten selbstbalancierender Einräder bezüglich Aufbauten und Anwendungen sind nach DE 19820059 A1 , DE 3800476 A1 , US 5701965A , US 4657272A , US 3860264A und US 4568306A bekannt.The invention relates to a self-balancing Elektroeinrad with controlled electric drive for the movement of people and goods. In all known single-wheeled and single-axle electric vehicles, the stable forward and rearward movement is effected by a tilt angle control in the manner of an inverse pendulum. It is after US 4109741 (Motorized unicycle wheel) known to improve the transverse stability in such vehicles by broadening the tread of the wheel and to allow cornering by phasing the outer edges of the wheel. Further, after DE 19814521 Unicycle drive and steering gear for industrial trucks known, however, are not suitable for use in unicycle vehicles, as more wheels must be mounted on the vehicle to ensure a stable position and safe operation. Further refinements of self-balancing unicycles with respect to structures and applications are after DE 19820059 A1 . DE 3800476 A1 . US 5701965A . US 4657272A . US 3860264A and US 4568306A known.

Der Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, ein Elektroeinrad so auszurüsten, dass neben der Längs- und Querstabilität auch eine gute Lenkfähigkeit ohne zusätzliche Regeleinrichtungen und Sensorbausteine gewährleistet ist und dass das einrädrige Fahrzeug nur durch die Gewichtsverlagerung (Körpersprache) des Fahrers gefahren, gebremst und gelenkt werden kann.The invention is based on the object, a Elektroeinrad equip so that in addition to the longitudinal and lateral stability and good steering ability is guaranteed without additional control devices and sensor components and that the single-wheeled vehicle driven only by the weight shift (body language) of the driver, braked and steered can.

Erfindungsgemäß ist zur Lösung der Aufgabe vorgesehen, dass das Elektroeinrad einen breiten, luftgefüllten Gummireifen besitzt, dessen Felge in einer Stützgabel drehend gelagert ist. Bei einer Gewichtsverlagerung seitwärts nach rechts oder links erfolgt eine Verwalkung des breiten Luftreifens, wodurch sich eine ausreichende Lenkfähigkeit des Fahrzeugs erreichen lässt.According to the invention is provided to solve the problem that the Elektroeinrad has a wide, air-filled rubber tire, the rim is rotatably mounted in a support fork. In a weight shift sideways to the right or left is a Verwalkung the wide pneumatic tire, which can achieve sufficient steering ability of the vehicle.

Die Lenkung elektrischer Einräder mittels Verwalkung von breiten Luftreifen ist bisher nicht bekannt.The steering of electric unicycle by Verwalkung of wide pneumatic tires is not yet known.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die Stabilisierung des Einrad-Fahrzeugs mit breitem Luftreifen sowohl in Fahrtrichtung als auch seitwärts gegeben ist, sodass das Einrad auch ohne Zutun des Fahrers wie von Geisterhand von alleine stehen kann. Dadurch wird die Benutzung eines Einrad-Fahrzeugs wesentlich vereinfacht und ermöglicht darüber hinaus den Transport von Waren und Gütern.The advantages achieved by the invention are, in particular, that the stabilization of the unicycling vehicle with a wide pneumatic tire is given both in the direction of travel and sideways, so that the unicycle can stand by itself as if by magic, even without the driver's intervention. As a result, the use of a unicycle vehicle is much easier and also allows the transport of goods and goods.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der gabelförmige Rahmen sowohl als zweiarmige als auch als einarmige Gabel ausgeführt sein kann und darüber hinaus einen Sitz plus Trittflächen erhält, um einen sicheren und bequemen Transport von Personen zu gewährleisten.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the fork-shaped frame can be designed both as a two-armed and a one-armed fork and also receives a seat plus treads to ensure a safe and comfortable transport of people.

Zur universelleren Verwendung der Erfindung kann der für die Längsstabilität zuständige Elektroantrieb sowohl außerhalb am Rahmen angeflanscht werden als auch innerhalb der Radfelge angebracht werden.For more universal use of the invention, the responsible for the longitudinal stability electric drive can be flanged both outside of the frame as well as mounted within the wheel rim.

Zur weiteren Verringerung der Baugröße ist vorgesehen, dass der Elektromotor innerhalb des Rades auch als direkt antreibender Außenläufermotor ausgeführt sein kann und dadurch den Einsatz eines mechanischen Getriebes überflüssig macht.To further reduce the size is provided that the electric motor within the wheel can also be designed as a directly driving external rotor motor and thereby makes the use of a mechanical transmission superfluous.

Für den unabhängigen, mobilen Betrieb des Einrad-Fahrzeugs ist vorgesehen, dass ein elektrischer Energiespeicher (Akkumulator) oder Energieerzeuger (Brennstoffzelle, Notstromaggregat) auf dem Fahrzeug vorhanden ist.For the independent, mobile operation of the unicycle vehicle is provided that an electrical energy storage (accumulator) or energy generator (fuel cell, emergency generator) is present on the vehicle.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zur Gewichtseinsparung und für den beschränkten Betrieb direkt am Stromnetz der elektrische Energiespeicher oder Energieerzeuger durch Schleppkabel oder Schleifkontakte ersetzt werden kann.In a further embodiment of the invention provides that can be replaced by trailing cable or sliding contacts for weight savings and for limited operation directly on the power grid of the electrical energy storage or energy generator.

Die Erfindung wird im Weiteren anhand von 1 näher erläutert.The invention will be further described with reference to 1 explained in more detail.

1 zeigt in einer in Fahrtrichtung weisenden Vorderansicht das erfindungsgemäße Elektrische Einrad-Fahrzeug, bei dem in einem gabelförmigen Rahmen das breite, lüftgefüllte Fahrzeugrad auf einer Welle drehend gelagert angeordnet ist, das über einen in die Felge eingebauten Elektroantrieb plus Neigungswinkelregelung, vorwärts oder rückwärts so angetrieben wird, dass der Gesamtschwerpunkt des Fahrzeugs immer senkrecht über der Radachse gehalten wird. Bringt der Fahrzeugbenutzer durch Gewichtsverlagerung den Schwerpunkt des Einrad-Fahrzeugs etwas aus der Ruhelage, setzt es sich automatisch in Bewegung, um die Regelabweichung auszugleichen. Die Lenkung des Fahrzeugs erfolgt durch eine Gewichtsverlagerung des Fahrers nach rechts oder links und einer damit verbundenen Verwalkung des breiten Luftreifens. Die Bedienung des Fahrzeugs findet ausschließlich über die Körpersprache des Fahrers statt, weshalb zum Fahren, Bremsen und Lenken keinerlei Bedienelemente, wie Schalter, Taster, Potentiometer oder Joystick, erforderlich sind. Der elektrische Energiespeicher ist außerhalb der Felge in einem separaten Behältnis untergebracht. Die Trittflächen dienen dem sicheren Stand des Fahrers und die Sitzgelegenheit der Erhöhung des Fahrkomforts. Ein Schutzblech schützt den Fahrer vor Berührungen mit dem rotierenden Reifen. 1 shows in a pointing in the direction of travel front view of the inventive unicycle electric vehicle in which the wide, air-filled vehicle wheel is mounted rotatably mounted on a shaft in a fork-shaped frame, which is driven via a built-in rim electric drive plus tilt angle control, forward or backward so in that the overall center of gravity of the vehicle is always held vertically above the wheel axle. If the vehicle user brings the center of gravity of the unicycle vehicle somewhat out of the rest position by shifting the weight, it automatically starts moving to compensate for the system deviation. The steering of the vehicle is carried out by a shift of the driver's weight to the right or left and a related Verwalkung the wide tire. The operation of the vehicle takes place exclusively on the body language of the driver, which is why for driving, braking and steering no controls, such as switches, buttons, potentiometer or joystick, are required. The electrical energy storage is housed outside the rim in a separate container. The treads serve to ensure the driver's safety and the seating to increase driving comfort. One Fender protects the driver from touching the rotating tire.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 4109741 [0001]
DE 19814521 [0001]
DE 19820059 A1 [0001]
DE 3800476 A1 [0001]
US 5701965 A [0001]
US 4657272 A [0001]
US 3860264 A [0001]
US 4568306 A [0001]

Claims

A one-wheeled electric vehicle in which an electric motor is used for power transmission from the vehicle to the wheel, which is connected via an electronic drive to an electrical energy storage and is automatically stabilized by a superimposed tilt angle control in the forward and reverse directions in the manner of an inverse pendulum, characterized in that a wide pneumatic tire is provided which provides sufficient lateral stability and steering capability.

One-wheeled electric vehicle according to claim 1, characterized in that when the driver shifts his weight to the right or left the steering is achieved by means of the glazing of a wide pneumatic tire.

One-wheeled electric vehicle according to claim 1, characterized in that the rim of the wide pneumatic tire is rotatably mounted in a one-armed or two-armed fork device.

One-wheeled electric vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the unicycle remains upright even without a driver and that no operating elements are required for the driving operation.