DE102012022951A1

DE102012022951A1 - Self-leveling roller machine for use with bottom bearing point for balancing and moving loads, has housing, which has upper part, middle part of shaft and lower part for receiving support- and steering device for rolling elements

Info

Publication number: DE102012022951A1
Application number: DE102012022951A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-01-04
Filing date: 2012-11-16
Publication date: 2013-07-04
Also published as: DE202012011270U1

Abstract

The self-leveling roller machine has a bottom bearing point (13), in which a load receiving unit (5) is connected on a central axis (6) extending in a housing (1) with a bottom (12) in contact with rolling elements, where the rolling elements are movable on a chassis by a drive unit. The housing consists of an inertia mass (18) and the chassis, where the housing has an upper part (2), a middle part (3) of shaft and a lower part (4) for receiving a support- and steering device for the rolling elements.

Description

Die Erfindung betrifft einen selbstnivellierenden Rollautomaten mit nur einem Bodenauflagepunkt zum Balancieren und Bewegen von Lasten.The invention relates to a self-leveling automatic rolling machine with only one ground support point for balancing and moving loads.

[Stand der Technik][State of the art]

Bekannt ist ein Fahrautomat mit einem Bodenauflagepunkt, der unter der Bezeichnung U3-X von der Firma Honda vorgestellt wurde. Die Patentanmeldung JP 2011/068160 A beschreibt dazu ein Fahrzeug, das in Form eines umgekehrten Pendels aufgebaut ist und sich während des Balancierens in alle willkürlichen Richtungen bewegen kann.A driving machine with a ground contact point, which was presented under the name U3-X by Honda, is known. The patent application JP 2011/068160 A describes a vehicle that is constructed in the form of an inverted pendulum and can move in all arbitrary directions during balancing.

Anhand der Detektion des Balance- und Bewegungszustandes eines Gehäuses mittels eines Sensors wird durch Steuerung der Bewegung eines Rotors über ein Steuerteil der Beförderungsapparat gestoppt oder verschoben. Ein Antriebslaufrad mit ringförmigem Querschnitt setzt sich aus um dessen Mittellinie drehbaren Rollenelementen zusammen. Durch einen Antriebsmechanismus kann der ringförmige Querschnitt um eine zentrale Axiallinie bewegt werden, während zur Richtungsänderung die Rollenelemente um die Mittellinie des ringförmigen Querschnittes bewegt werden können.Based on the detection of the balance and movement state of a housing by means of a sensor, the transport apparatus is stopped or moved by controlling the movement of a rotor via a control part. A drive wheel with an annular cross-section is composed of roller elements rotatable about its center line. By a drive mechanism, the annular cross section can be moved about a central axial line, while for changing the direction, the roller elements can be moved about the center line of the annular cross section.

Diese Einradversion ist in der Konstruktion des Antriebsrades aufgrund vieler einzelner Rollenelemente relativ aufwendig konzipiert und entsprechend empfindlich gegen Fremdkörper. Durch die festgelegte Anordnung des Laufrades bleibt die Spontaneität bei der Fahrtrichtungswahl aufgrund einer priorisierten Spur eingeschränkt.This unicycle version is designed relatively expensive in the construction of the drive wheel due to many individual roller elements and accordingly sensitive to foreign bodies. Due to the fixed arrangement of the impeller spontaneity remains limited in the direction of choice due to a prioritized track.

Aus der Patentschrift DE 198 20 059 A1 ist ebenfalls ein Einrad zur Beförderung einer Last sowie ein Verfahren zu dessen Lageregelung bekannt. Der Radträger ist über eine Führungseinrichtung beweglich mit dem Rahmen verbunden, wobei mindestens eine Sensorvorrichtung vorgesehen ist, welche die Abweichung der Einrad-Hochachse von einer Soll-Lage misst und einen Stellmotor über eine Regeleinrichtung steuert, um die Hochachse in einer Senkrechten auszurichten.From the patent DE 198 20 059 A1 Also, a unicycle for carrying a load and a method for its attitude control is known. The wheel carrier is movably connected to the frame via a guide device, wherein at least one sensor device is provided, which measures the deviation of the unicycle vertical axis from a desired position and controls a servomotor via a control device in order to align the vertical axis in a vertical.

Die kardanische Aufhängung des Rades erlaubt mit dieser Lösung aufgrund des relativ großen Wendekreises keine abrupten seitwärtigen Richtungsänderungen.The gimbal suspension of the wheel does not allow abrupt sideways changes of direction with this solution due to the relatively large turning circle.

[Aufgabe der Erfindung]OBJECT OF THE INVENTION

Aufgabe der Erfindung ist es, einen selbstnivellierenden Rollautomaten mit nur einem, einen Bodenauflagepunkt bildenden Rollelement zu schaffen, bei dem durch Optimierung der Schwerpunktanordnung eine schnelle Richtungsänderung bei gleichmäßigem Spurverhalten mit relativ einfachen Mitteln möglich ist.The object of the invention is to provide a self-leveling automatic rolling machine with only one, a ground support point forming rolling element, in which by optimizing the center of gravity arrangement a rapid change in direction with uniform tracking is possible with relatively simple means.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des 1. Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is achieved with the features of the first claim. Advantageous developments and refinements are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß besitzt der Rollautomat ein Rollelement, das durch Antriebsmittel über ein Fahrwerk in Bewegung versetzt wird und durch weitere Antriebsmittel eine Richtungsänderung erfährt.According to the rolling machine has a rolling element, which is offset by drive means via a chassis in motion and undergoes a change of direction by further drive means.

Das Rollelement, das über eine in einem Gehäuse verlaufende Mittelachse mit einer Lastaufnahme verbunden ist, kann ein auf einer Achse laufendes Rad sein, bei dem die Richtungsänderung durch Lenkung der Radachse erfolgt. Ebenso kann das Rollelement eine Kugel sein, wobei die Laufrichtung der Kugel über ein Reibwerk gesteuert wird.The rolling element, which is connected via a running in a housing center axis with a load bearing, may be a running on an axis wheel, in which the change in direction takes place by steering the wheel axle. Likewise, the rolling element may be a ball, wherein the running direction of the ball is controlled by a friction mechanism.

Um den Balancezustand des selbstnivellierenden Rollautomaten sicherzustellen, ist es zweckmäßig, dass der Bodenauflagepunkt des Rollelementes möglichst flink senkrecht unter den Gesamtschwerpunkt gebracht wird. Zur Nivellierung wird das Rollelement entsprechend bewegt.In order to ensure the balance state of the self-leveling automatic rolling machine, it is expedient that the ground contact point of the rolling element is brought as quickly as possible vertically below the overall center of gravity. For leveling the rolling element is moved accordingly.

Für eine optimale Steuerung ist es zweckmäßig, dass möglichst alle Teile des Rollautomaten rotationssymmetrisch um die Mittelachse angeordnet sind, dass sich der Gesamtschwerpunkt relativ weit oben sowie eine Schwungmasse weit außen befindet.For optimal control, it is expedient that as far as possible all parts of the rolling machine are arranged rotationally symmetrical about the central axis, that the overall center of gravity is relatively far above and a flywheel is far outside.

Die Motore für Antrieb und Lenkung des Rollelementes sowie andere schwere Teile wie z. B. Akkumulatoren und Schwungkörper sind darum im Oberteil des Rollautomaten untergebracht. Motore und Akkumulatoren können auch gleichzeitig als Schwungkörper dienen.The motors for driving and steering the rolling element and other heavy parts such. B. accumulators and flywheels are therefore housed in the upper part of the rolling machine. Motors and accumulators can also serve as a momentum body.

Generell besteht der Rollautomat aus drei, um eine gemeinsame Mittelachse gegeneinander drehbaren Einheiten: einem Gehäuse, der Schwungmasse und dem Fahrwerk. Auch von oben nach unten gliedert sich der Aufbau in drei wesentliche Teile; einem Oberteil, einem Mittelteil als Schaft und einem Unterteil, welches das Rollelement birgt. Die Kraftübertragungen der Motore zur Bewegung des Rollelementes sind entlang der Mittelachse durch den Schaft geführt.In general, the automatic rolling machine consists of three units that can be rotated relative to one another about a common central axis: a housing, the flywheel and the chassis. Even from top to bottom, the structure is divided into three main parts; a top, a middle part as a shaft and a lower part, which holds the rolling element. The power transmissions of the motors for moving the rolling element are guided along the central axis through the shaft.

Um bei rotationsfreiem Gehäuse schnelle Richtungsänderungen des Rollelementes gewährleisten zu können, ist das Fahrwerk möglichst trägheitsarm ausgeführt.In order to be able to ensure rapid changes in direction of the rolling element in a rotation-free housing, the chassis is designed to be as low in inertia as possible.

Um im Falle der Radversion bei Neigung der Mittelachse ein Absenken des Rollelementmittelpunktes zu verhindern, ist es zur Gewährleistung einer verlässlichen Messtechnik sowie homogener Kraftverhältnisse notwendig, dass die Lauffläche des Rollelementes eine sphärisch gewölbte Oberfläche besitzt, deren Radius dem Radmittelpunkt entspringt.In the case of the wheel version with inclination of the central axis lowering the To prevent rolling element center point, it is necessary to ensure a reliable measurement technique and homogeneous force ratios that the running surface of the rolling element has a spherically curved surface whose radius springs from the wheel center.

Durch den Aufbau des Rollautomaten und die Anordnung seiner für den Antrieb und die Steuerung des Rollelementes notwendigen Bauteile wird gewährleistet, dass

– zur Lagekorrektur die Masseträgheit durch einen möglichst hoch gelegenen Schwerpunkt ausgenutzt wird,
– das Fahrwerk eine geringere Masseträgheit gegenüber dem übrigen Aufbau besitzt und
– die rollende Fläche des Rollelementes quer zur Fahrtrichtung sphärisch ausgebildet ist.

By the construction of the automatic rolling machine and the arrangement of its necessary for the drive and the control of the rolling element components ensures that

- To correct the position of mass inertia is exploited by the highest possible center of gravity
- The chassis has a lower mass inertia compared to the rest of the structure and
- The rolling surface of the rolling element is formed transversely to the direction of travel spherical.

Die Radversion des Rollautomaten ist aufgrund der verhältnismäßig simplen Anordnung seiner Bauteile in den verschiedensten Maßstäben und Größenverhältnissen relativ einfach produzierbar. Überall dort wo eine Unterstützung bei senkrechter Ausrichtung gefordert ist, kann der Automat den Bedürfnissen angepasst werden. Wenn man der Phantasie freien Lauf erlaubt und dabei eine entsprechende Weiterentwicklung in Betracht zieht, ergeben sich spannende Möglichkeiten des Einsatzes.The wheel version of the rolling machine is relatively easy to produce due to the relatively simple arrangement of its components in a variety of scales and size ratios. Wherever support for vertical alignment is required, the machine can be adapted to the needs. If you allow your imagination to run wild and consider a corresponding development into consideration, there are exciting possibilities of use.

Durch eine regulierbare automatische Höhenverstellung lassen sich z. B. beliebig viele Geräte als automobile Stelzen zu einem Gesamtfahrzeug zusammenschließen, z. B. um große Bauteile unterstützend gleich einem schwimmenden Körper bewegen zu können. Damit könnte auf umständliche Transportarten und -mittel verzichtet werden, wobei die einzelnen Geräte genauso gut separiert einsetzbar sind, z. B. in der ursprünglich angedachten Funktion als Sitz- und Fahrautomat.By an adjustable automatic height adjustment can be z. B. Combine as many devices as automotive stilts to a complete vehicle, z. B. to be able to move large components supportive like a floating body. This could be dispensed with cumbersome modes and means of transport, the individual devices are equally well separated used, eg. B. in the originally intended function as a seat and driving.

Wird der Rollautomat im Sinne eines Jägersitzes, bekannt als Spazierstocksitz, oder eines Melkschemels verwendet, so gewährleistet er eine senkrechte Sitzposition wie bei einem Sitzball, da ein Kippeln unverzüglich eine Korrektur auslösen würde.If the automatic roller is used in the sense of a hunter's seat, known as a walking stick seat, or a milking stool, it ensures a vertical sitting position as in a ball sitting, as a tipping would immediately trigger a correction.

Diese Eigenschaft kommt der zweiten Verwendung zugute, welche aber einen sicheren Halt am Gerät voraussetzt. Ist dieser gewährleistet, so lässt sich schon durch eine geringe Gleichgewichtsverschiebung der Rollautomat in jede beliebige Richtung manövrieren.This property benefits the second use, but which requires a secure hold on the device. If this is guaranteed, the automatic rolling machine can be maneuvered in any direction with just a slight shift in balance.

Das macht den Rollautomaten zu einem platzsparenden, wendigen Gefährt, welches für verschiedene Personengruppen ein ebenso reizvolles wie auch zweckmäßiges Alltagsinstrument sein kann.This makes the automatic rolling machine a space-saving, manoeuvrable vehicle, which can be an equally attractive as well as practical everyday instrument for different groups of people.

Menschen, z. B. deren untere Extremitäten funktionsgestört sind, könnten dadurch wieder wesentlich mobiler werden, wenn sie ansonsten noch sportlich genug sind, das Gerät zu steuern; Verkaufsräume, Büros und Werkhallen mit egalen Böden könnten mit dieser Form eines, im wahrsten Sinne des Wortes „mobilen Arbeitsplatzes” ausgerüstet sein, um andauernde kurze Arbeitswege nicht nur zu erleichtern, sondern auch der weit verbreiteten Schädigung des Rückens aufgrund schlechter Haltung vorzubeugen.People, for B. whose lower limbs are dysfunctional, could thereby be much more mobile again, if they are otherwise still athletic enough to control the device; Salesrooms, offices and workshops with level floors could be equipped with this form of, in the true sense of the word "mobile workplace", not only to facilitate ongoing short journeys, but also to prevent widespread damage to the back due to poor posture.

Ein besonders starker Einsatz ist auch im Sport- oder Freizeitbereich zu erwarten, da sich die Möglichkeiten einer dynamischen Weiterentwicklung des Prototypen zu einem Stilobjekt leicht erahnen lassen.A particularly strong use is to be expected also in the sport or leisure area, since the possibilities of a dynamic advancement of the prototype to a style object are easy to guess.

Der innovative Gehalt der Erfindung wird die Anwendungsmöglichkeiten des Rollautomaten in Zukunft noch erhöhen.The innovative content of the invention will increase the application possibilities of the automatic rolling machine in the future.

[Beispiele][Examples]

Anhand von Zeichnungen werden vorteilhafte Ausführungen der Erfindung näher beschrieben.With reference to drawings advantageous embodiments of the invention will be described in more detail.

Es zeigen:Show it:

1 den Rollautomaten mit einem Rad als Rollelement, 1 the rolling machine with a wheel as rolling element,

2 den Rollautomaten mit einer Kugel als Rollelement. 2 the rolling machine with a ball as a rolling element.

Der in 1 dargestellte Rollautomat besteht vornehmlich aus einem lastaufnehmenden Gehäuse 1, einem als veränderlicher Bodenauflagepunkt 13 dienenden Rad 7 und einem in dem Gehäuse 1 frei drehbar angeordneten Tragrohr 15, welches die Lastaufnahme 5 entlang einer im Gehäuse 1 verlaufenden Mittelachse 6, mit dem auf einer Achse 8 laufenden Rad 7 verbindet.The in 1 Rolling machine shown consists primarily of a load-bearing housing 1 , one as a variable ground support point 13 serving wheel 7 and one in the housing 1 freely rotatably arranged support tube 15 which is the load bearing 5 along one in the housing 1 extending central axis 6 with that on an axis 8th running bike 7 combines.

Generell sind sämtliche Teile des Rollautomaten rotationssymmetrisch um die Mittelachse 6 ausgelegt.In general, all parts of the rolling machine are rotationally symmetrical about the central axis 6 designed.

Sein Aufbau gliedert sich auch von oben nach unten in drei wesentliche Teile:

– einem Oberteil 2, in welchem die für den Antrieb und die Lenkung des Rades 7 notwendigen Motore 10, 11 einschließlich der auch als Schwungkörper verwendbaren Kraftspeicher bzw. Akkus 18 sowie die Transmissionsaggregate 16, 17 untergebracht sind,
– einem Mittelteil in Form eines Schaftes 3, durch den die Kraftübertragungen des Antriebes 14 für den Vor- und Rücklauf des Rades 7 geführt sind, koaxial umgeben vom Tragrohr 15, welches als Hohlwelle zur Änderung der Spurrichtung des Rades 7 dient und
– einem Unterteil 4, in dem sich innerhalb einer Erweiterung des Tragrohres 15 ein Teil der Transmission 16 für den Antrieb des Rades 7 verbirgt.

Its structure is also divided from top to bottom into three essential parts:

- a shell 2 in which the for the drive and the steering of the wheel 7 necessary engines 10 . 11 including the usable as a flywheel energy storage or batteries 18 as well as the transmission units 16 . 17 are housed,
- A middle part in the form of a shaft 3 through which the power transmissions of the drive 14 for the flow and return of the wheel 7 are guided coaxially surrounded by the support tube 15 , which as Hollow shaft for changing the track direction of the wheel 7 serves and
- a lower part 4 in which is located within an extension of the support tube 15 a part of the transmission 16 for the drive of the wheel 7 hides.

Für die selbsttätige Lagekorrektur des Rollautomaten, d. h. die Ausrichtung der Mittelachse 6 zu einer Senkrechten gegenüber dem Boden 12, wird die Masseträgheit des Automaten und dessen, durch die im Oberteil 2 angeordneten Aggregate, möglichst hoch liegendem Schwerpunkt genutzt.For the automatic position correction of the automatic rolling machine, ie the alignment of the central axis 6 to a perpendicular to the ground 12 , is the inertia of the machine and that, by the in the upper part 2 arranged aggregates used as high as possible center of gravity.

Zum einen kann die Drehbewegung des Tragrohres 15 gegen das Gehäuse 1 bzw. die Schwungmasse aufgrund dessen Masseträgheit die entsprechende axiale Drehbewegung des Rades 7 gegen die Reibung am Boden 12 überwinden und so dessen Spur ausrichten.On the one hand, the rotational movement of the support tube 15 against the case 1 or the flywheel due to the inertia of the corresponding axial rotational movement of the wheel 7 against the friction on the ground 12 overcome and thus align its track.

Zum anderen kann das Rad 7 durch die Reibung am Boden 12 in seinem Lauf gegen die Masseträgheit des Schwerpunktes anfahren und, indem der Auflagepunkt 13 um den Schwerpunkt schwenkend unter diesen bewegt wird, die Mittelachse 6 des Rollautomaten wieder aufrichten.On the other hand, the wheel 7 by the friction on the ground 12 approach in its course against the inertia of the center of gravity and, by the bearing point 13 pivoting about the center of gravity is moved around these, the central axis 6 of the automatic turret.

Um beim Aufrichten optimale Kraftverhältnisse zu erreichen und um Irritationen bei der Sensorik vorzubeugen, ist die Lauffläche quer zur Spurrichtung des Rades 7 mit dessen Radius sphärisch gewölbt ausgeführt. Dadurch wird ein Absenken des Radmittelpunktes bei seitlicher Neigung des Rades 7 ausgeschlossen. Das Rad 7 ist im unteren erweiterten Ende des Tragrohres 15 auf der Achse 8 mittig gelagert.In order to achieve optimal force ratios when erecting and to prevent irritation in the sensor, the tread is transverse to the track direction of the wheel 7 executed spherical with its radius spherically. This causes a lowering of the wheel center with lateral inclination of the wheel 7 locked out. The wheel 7 is in the lower extended end of the support tube 15 on the axis 8th stored centrally.

Mit genügendem Spiel ist um das Rad 7 herum, durch einen am unteren Ende des Gehäuses 1 justierten gleitfähigen Abstandsreif 22, ein Ringschlitten 19 geführt, welcher über den Boden 12 schleift und der, durch die um diesen herum ebenfalls mit genügendem Spiel am Gehäuse 1 entsprechend ringförmig angeordneten Sensoren 20, zur Indikation der aktuellen Neigung des Rollautomaten dient.With enough play is around the wheel 7 around, through one at the bottom of the case 1 adjusted sliding distance tire 22 , a ring sled 19 led, which over the ground 12 grinds and the, through which around this also with enough play on the housing 1 according to annularly arranged sensors 20 , which serves to indicate the current inclination of the rolling machine.

Zur Ermittlung der Korrekturwerte werden mittels einer zum Boden 12 parallel liegenden Kante 21 des Schlittens 19 die Differenzen der Horizontalebene des Rollautomaten zur Ebene des Bodens 12 über die sensorischen Kontakte 20 erfasst. Die entsprechenden Signale werden zu einem elektronischen Impuls zur Steuerung der Motore 10, 11 verschaltet bzw. verrechnet. Es können auch alternative Bodenabtastungen zur Schlittentechnik eingesetzt werden.To determine the correction values are by means of a ground 12 parallel edge 21 of the sled 19 the differences of the horizontal plane of the rolling machine to the level of the ground 12 about the sensory contacts 20 detected. The corresponding signals become an electronic pulse to control the motors 10 . 11 interconnected or charged. Alternative ground scans for sled technology can also be used.

In 2 ist ein Rollautomat mit einer Kugel 9 als Rollelement dargestellt.In 2 is a rolling machine with a ball 9 shown as a rolling element.

Es werden die Hauptunterschiede gegenüber dem Rollautomaten gemäß 1 beschrieben.It will be the main differences compared to the automatic rolling machine according to 1 described.

Die Kugel 9 als Rollelement wird nicht direkt, sondern von einem auf ihr laufenden Reibwerk 25 gesteuert und angetrieben.The ball 9 as a rolling element is not directly, but by a running on her friction 25 controlled and driven.

Im Tragrohr 15 lagert das Reibwerk 25, während die Kugel 9 in einem am unteren Ende des Gehäuses 1 fixierten Kugellagerring 26 geführt ist.In the support tube 15 stores the friction mechanism 25 while the ball 9 in one at the bottom of the case 1 fixed ball bearing ring 26 is guided.

Das Reibwerk 25 besteht aus einer Antriebswalze 23 und den sie beidseitig flankierenden, über ein Umlaufdifferential 25 miteinander synchronisierten und einzeln gesteuerten Lenk- bzw. Führungsrädern 24.The friction mechanism 25 consists of a drive roller 23 and the flanking on both sides, via a circulating differential 25 Synchronized and individually controlled steering or guide wheels 24 ,

Gemeinsam stellen sie den Kraftschluss zur Kugel 9 durch Reibung her. Die Transmissionsaggregate 16, 17 wurden entsprechend ergänzt bzw. modifiziert und auch das Tragrohr 15 ist im Durchmesser breiter ausgeführt, zwecks Aufnahme des Reibwerkes 25 samt entsprechender Transmissionsmittel 16, 17. Die Kräfte der im Oberteil 2 des Gehäuses 1 befindlichen Motore 10, 11 werden einzeln auf die Lenkräder 24 und die Walze 23 mittels mindestens drei ineinander gelagerter Rohrwellen 27 übertragen, welche längs im Tragrohr 15 verlaufen und das Oberteil 2 mit dem Schaft 3 drehend gelagert verbinden. Auch bei der Kugelversion sind sämtliche Teile generell rotationssymmetrisch um die senkrechte Mittelachse 6 angelegt.Together they provide the adhesion to the ball 9 by friction. The transmission units 16 . 17 were supplemented or modified accordingly and also the support tube 15 is made wider in diameter, for the purpose of receiving the friction mechanism 25 including appropriate transmission means 16 . 17 , The forces of the upper part 2 of the housing 1 located engines 10 . 11 are individually on the steering wheels 24 and the roller 23 by means of at least three mutually supported tube shafts 27 transferred, which longitudinally in the support tube 15 run and the top 2 with the shaft 3 connected rotate. Also in the ball version, all parts are generally rotationally symmetric about the vertical center axis 6 created.

Ebenfalls wird zur Neigungsmessung die ringförmige Kante 21 des Schlittens 19 gegenüber dem Sensorenring 20 ausgerichtet. Die Kugeln des Kugellagerringes 26 bilden hier den Abstandsreif 22 für den Schlitten.Also for tilt measurement is the annular edge 21 of the sled 19 opposite the sensor ring 20 aligned. The balls of the ball bearing ring 26 form the spacer tire here 22 for the sled.

Das Konzept der Fahrkugel ist wesentlich schwieriger umzusetzen als das der Rad-Version, da die Abmessung der Kugel 9 den gesamten Aufbau bestimmt, zumal auch ein direkter Kraftschluss nicht möglich ist. Die Antriebsaggregate müssen bei geringen Toleranzen auf engstem Raum verhältnismäßig fein aufeinander abgestimmt sein.The concept of the driving ball is much more difficult to implement than that of the wheel version, given the size of the ball 9 determines the entire structure, especially since a direct adhesion is not possible. The drive units must be relatively finely matched to each other with tight tolerances in the smallest of spaces.

Der Vorteil liegt in einer günstigeren Richtungsspontaneität, da die Reibung der Kugel 9 am Boden 12 zur Drehung des Tragrohres 15 besser ausgenutzt werden kann. Bei der Radversion nimmt außerdem während der axialen Drehung des Rollelementes 7 eine geringe Abweichung des Bodenauflagepunktes 13 von der beabsichtigten Richtung mit steigender seitlicher Neigung der Mittelachse sowie bei zunehmender Größe des Rades 7 zu.The advantage lies in a more favorable directional spontaneity, since the friction of the ball 9 on the ground 12 for rotation of the support tube 15 can be better exploited. The wheel version also takes during the axial rotation of the rolling element 7 a slight deviation of the ground contact point 13 from the intended direction with increasing lateral inclination of the central axis and with increasing size of the wheel 7 to.

Bei Rotation des Reibwerkes 25 auf der Kugel 9 entfällt diese Abweichung.During rotation of the friction mechanism 25 on the ball 9 this deviation does not apply.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Gehäusecasing
22: Oberteiltop
33: Schaft, MittelteilShank, middle part
44: Unterteil, GlockeLower part, bell
55: Lastaufnahmelifting
66: Mittelachsecentral axis
77: Radwheel
88th: Radachsewheel axle
99: KugelBullet
1010: Antriebsmotordrive motor
1111: Richtungsmotormotor direction
1212: Bodenground
1313: BodenauflagepunktGround support point
1414: Antriebswellendrive shafts
1515: Tragrohrsupport tube
1616: Transmission AntriebTransmission drive
1717: Transmission LenkungTransmission steering
1818: Akkupaket, SchwungmasseBattery pack, flywheel
1919: Schlittencarriage
2020: Sensorenringsensors ring
2121: Ringförmige Kante des SchlittensRing-shaped edge of the carriage
2222: Abstandsreifdistance Reif
2323: Walzeroller
2424: Lenkrädersteering wheels
2525: Umlaufdifferential, ReibwerkeinheitCirculating differential, friction unit
2626: KugellagerringBall race
2727: Welleneinheitshaft unit
2828: Übersetzungsrädertransmission gears

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

JP 2011/068160 A [0002]
DE 19820059 A1 [0005]

Claims

Self-leveling automatic roller with only one ground support point ( 13 ), in which a load bearing ( 5 ) via an in a housing ( 1 ) extending central axis ( 6 ) with a the floor ( 12 ) touching rolling element ( 7 . 9 ), the rolling element ( 7 . 9 ) by drive means ( 10 . 11 ) via a chassis, the inclination of the central axis ( 6 ) is measurable to a vertical and a correction signal to a drive device ( 10 . 11 ) of the rolling element ( 7 . 9 ) is given such that the central axis ( 6 ) is movable in a vertical position. characterized in that - the automatic roller rotationally symmetrical of three about a common central axis ( 6 ) against each other rotatable units, the housing ( 1 ), a flywheel ( 18 . 11 ) and the chassis ( 7 . 8th . 10 . 14 . 15 . 16 . 17 . 23 . 24 . 25 ), whereby the housing ( 1 ) from an upper part ( 2 ), a middle part as a shaft ( 3 ) and a lower part ( 4 ) for receiving the holding and the steering device for the rolling element ( 7 . 9 ), - the drive means ( 10 . 11 ) for driving and tracking direction of the rolling element ( 7 . 9 ) in the upper part ( 2 ), - the main center of mass of the automatic rolling machine is in the upper part ( 2 ) on the central axis ( 6 ), - the transmissions ( 14 . 16 . 17 . 23 . 24 . 25 ) of the drive means ( 10 . 11 ) to the rolling element ( 7 . 9 ) along the central axis ( 6 ) through the shaft ( 3 ), - the landing gear ( 7 . 8th . 10 . 14 . 15 . 16 . 17 . 23 . 24 . 25 ) has a lower mass inertia compared to the rest of the structure of the rolling machine, - the floor ( 12 ) touching running surface of the rolling element ( 7 . 9 ) is a spherically curved surface whose ball center is on the central axis ( 6 ) is located.

Rolling machine according to claim 1, characterized in that the rolling element ( 7 . 9 ) on a horizontal axis ( 8th ) revolving wheel ( 7 ), which by a first drive ( 10 ) is rotatable in rotation and the axis ( 8th ) of the wheel ( 7 ) by a second drive ( 11 ) is horizontally rotatable.

Automatic rolling machine according to claim 1 and 2, characterized in that for power transmission of the first drive ( 10 ) to the wheel ( 7 ) along the central axis ( 6 ) a transmission means ( 14 ), which of one, the support tube ( 15 ) of the wheel ( 7 ) forming tubular shaft, for movement of the axis ( 8th ) of the wheel ( 7 ) is surrounded coaxially.

Automatic rolling machine according to claims 1 and 3, characterized in that both the shaft ( 3 ) with the waves ( 14 . 15 ), as well as the distance of the load bearing from the wheel center is telescopically extendable.

Automatic rolling machine according to claim 1 and 2, characterized in that the housing ( 1 ) in the lower part ( 4 ) an annular extension for receiving the wheel ( 7 ) and the funds ( 19 . 20 . 22 ) for measuring the inclination.

Automatic rolling machine according to claims 1 and 5, characterized in that the inclination measuring means ( 19 . 20 . 22 ) coaxial with the lower part ( 4 ) of the housing ( 1 ) around the wheel ( 7 ) are arranged around.

Automatic rolling machine according to claims 5 and 6, characterized in that for inclination measurement ( 19 . 20 . 22 ) a the ground ( 12 ) contacting carriage ( 19 ) with one in a plane parallel to the ground ( 12 ) aligned annular edge ( 21 ) and the deviation of the carriage plane to an orthogonal to the central axis ( 6 ) level is measurable.

Automatic rolling machine according to claim 7, characterized in that the carriage ( 19 ) by a spacer tire ( 22 ) is guided.

Rolling machine according to claim 1, characterized in that the rolling element ( 7 . 9 ) a ball ( 9 ), which in the lower part ( 4 ) of the housing ( 1 ) rotatably supported on all sides and via the drive means ( 10 . 11 ) by friction wheels ( 23 . 24 ) is movable and controllable.

Rolling machine according to claim 7 and 8, characterized in that for movement of the ball ( 9 ) a friction mechanism ( 25 ) is arranged, which consists of a medium-sized drive roller ( 23 ) and two outboard steering or driving wheels ( 24 ), which has a circulation differential ( 25 ) synchronized with each other and by the drive means ( 10 . 11 ) are individually controllable.

Rolling machine according to claim 1 and 10, characterized in that for the transmission of power in the upper part of the housing ( 1 ) seated drive or control motors ( 10 . 11 ) on the in the against the housing rotatably mounted chassis ( 15 . 16 . 17 . 23 . 24 . 25 ) seated connections for power transmission on roller ( 23 ) and steering wheels ( 24 ) of the friction mechanism ( 25 ), at the same time as a support tube ( 15 ) acting multi-coaxially mounted multi-shaft unit ( 27 ) is arranged vertically, whose individual waves are movable relative to each other and the inner thereof at their ends with respectively corresponding superimposed translation wheels ( 28 ) are arrested.

Rolling machine according to the preceding claims, characterized in that as compensation for inertia and bottom friction of the central axis about the chassis to be moved to be moved ( 7 . 8th . 10 . 14 . 15 . 16 . 17 . 23 . 24 . 25 ) Flywheels in the housing ( 1 ) are arranged.