DE102008058218B4 - Device for coupling an end effector to an actuator of a machine on a man-machine interface and haptic input device - Google Patents

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Abstract

Die Vorrichtung (1) zur Kopplung eines Endeffektors (3) mit einem Aktuator (4) einer Maschine an einer Mensch-Maschine-Schnittstelle ist versehen mit einer Kupplung mit einem ersten Kupplungsteil (5), das an dem Endeffektor (3) angeordnet und einem zweiten Kupplungsteil (7), das an dem Aktuator (4) angeordnet ist. Das erste und zweite Kupplungsteil (5, 7) kann im gekoppelten Zustand eine Kraft in mindestens eine Richtung und/oder ein Drehmoment in mindestens eine Richtung übertragen, wobei die Kraft und/oder das Drehmoment zumindest teilweise durch Formschluss übertragbar ist. Das erste Kupplungsteil (5) weist mindestens zwei erste Flächen (6) auf und das zweite Kupplungsteil (7) weist mindestens zwei zweite Flächen (8) auf, wobei die zweiten Flächen an die ersten Flächen angepasst sind. Im gekoppelten Zustand liegen die ersten Flächen (6) des ersten Kupplungsteils (5) an den zweiten Flächen (8) des zweiten Kupplungsteils (7) an, wobei das erste und/oder das zweite Kupplungsteil (5, 7) Befestigungsmittel (9) zum Erzeugen einer Haftkraft zwischen den ersten und zweiten Flächen (6, 8) aufweist, derart, dass die ersten und zweiten Fläcs der zu übertragenden Kraft und/oder des zu übertragenden Drehmoments zum Lösen der Kupplung voneinander lösbar sind.The device (1) for coupling an end effector (3) to an actuator (4) of a machine at a man-machine interface is provided with a coupling with a first coupling part (5) which is arranged on the end effector (3) and a second coupling part (7) which is arranged on the actuator (4). In the coupled state, the first and second coupling part (5, 7) can transmit a force in at least one direction and / or a torque in at least one direction, wherein the force and / or the torque can be transmitted at least partially by positive engagement. The first coupling part (5) has at least two first surfaces (6) and the second coupling part (7) has at least two second surfaces (8), wherein the second surfaces are adapted to the first surfaces. In the coupled state, the first surfaces (6) of the first coupling part (5) against the second surfaces (8) of the second coupling part (7), wherein the first and / or the second coupling part (5, 7) fastening means (9) for Generating an adhesive force between the first and second surfaces (6, 8), such that the first and second surfaces of the force to be transmitted and / or the torque to be released for releasing the clutch are detachable from each other.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur lösbaren Kopplung eines Endeffektors mit einer Maschine an einer Mensch-Maschine-Schnittstelle sowie ein haptisches Eingabegerät mit einer derartigen Vorrichtung.The The present invention relates to a releasable coupling device an end effector with a machine at a man-machine interface as well as a haptic input device such a device.

Haptische Mensch-Maschine-Schnittstellen finden beispielsweise Verwendung bei Telerobotiksystemen und interaktiven Simulationen in virtuellen Realitäten.Haptic For example, human-machine interfaces are used in telerobotic systems and interactive simulations in virtual realities.

Telerobotiksysteme werden eingesetzt, um an Orten zu manipulieren, die für den Menschen nicht zugänglich oder gesundheitsgefährdend sind. Auch für nicht automatisierte Mikromontagen eignet sich ein solches System, da die Montagebewegungen des Operators in skalierter Form von Robotern ausgeführt werden können.Tele robotic systems are used to manipulate in places that are human inaccessible or hazardous to health are. Also for non-automated microassembly is such a system, because the assembling movements of the operator in scaled form of robots accomplished can be.

In virtuellen Realitäten lassen sich Einbausimulationen und Wartbarkeitsuntersuchungen, beispielsweise in der Flugzeug- oder Automobilbranche, durchführen, noch bevor ein Hardware-Prototyp zur Verfügung steht. Dies ermöglicht eine Verkürzung der Entwicklungszeit und die Einsparung von Kosten, die aufgrund von Spätfolgen aus Entwicklungsfehlern entstehen können.In virtual realities can be built-in simulations and maintainability studies, for example in the aircraft or automotive industry, perform even before a hardware prototype to disposal stands. this makes possible a shortening of the Development time and the saving of costs due to late effects arising from developmental errors.

Haptische Mensch-Maschine-Schnittstellen haben den Vorteil, dass eine Kraft-Drehmoment-Rückkopplung vorgesehen ist, so dass der Operator bei der Bedienung eines Systems kinästhetische Eindrücke erhält, wodurch der Operator neben den menschlichen Wahrnehmungssinnen wie Sehen und Hören auch seine haptische Wahrnehmung einsetzen kann.Haptic Human-machine interfaces have the advantage of having a force-torque feedback is provided so that the operator when operating a system kinesthetic impressions gets whereby the operator next to the human perception like See and hear can also use his haptic perception.

Als Eingabegeräte für Telerobotiksysteme oder interaktive Simulationen in virtuellen Realitäten sind beispielsweise Roboter als Aktuatoren bekannt, die zur Bildung einer Mensch-Maschine-Schnittstelle Endeffektoren (z. B. Joystickgriff), die mit der Hand gegriffen werden müssen, aufweisen. Diese Endeffektoren können über Schnellwechseladapter an dem Roboter befestigt werden.When input devices for telerobotic systems or interactive simulations in virtual realities are for example robots known as actuators leading to the formation of a human-machine interface end-effectors (eg joystick handle) that need to be grasped by hand. These end-effectors can be used with quick-change adapters be attached to the robot.

Der Operator kann, indem er den Endeffektor mit der Hand greift und die entsprechende Bewegung mit der Hand ausführt, den Roboter bewegen und somit Bewegungen in die Maschine eingeben.Of the Operator can by grasping the end effector by hand and perform the appropriate movement with your hand, move the robot and thus entering movements in the machine.

Gleichzeitig können die Roboter dem Operator eine Kraft-Drehmoment-Rückkopplung zur Verfügung stellen, indem der Roboter eine entsprechende Kraft bzw. ein entsprechendes Drehmoment auf den Endeffektor ausübt.simultaneously can the robots give the operator a force-torque feedback to disposal by the robot a corresponding force or a corresponding Torque exerts on the end effector.

Dabei besteht der Nachteil, dass der Operator durch eine unerwartete Kraft-Drehmoment-Rückkopplung des Roboters verletzt werden kann, wenn beispielsweise das Gerät defekt ist oder ein unerwarteter Rückkopplungsbefehl der Maschine an den Roboter übergeben wird.there There is the disadvantage that the operator due to an unexpected force-torque feedback of the robot can be injured, for example, if the device is defective is or an unexpected feedback command passed the machine to the robot becomes.

Aus der DE 690 27 943 T2 ist eine Steuervorrichtung für Videofahrzeugsimulatoren mit realistischer Kraftrückkopplung bekannt.From the DE 690 27 943 T2 For example, a control device for video vehicle simulators with realistic force feedback is known.

Aus der EP 0 758 554 A2 ist ein Bewegungstrainingsgerät mit einer Kurbel bekannt, bei dem die Kurbel über einen Elektromotor antreibbar ist.From the EP 0 758 554 A2 a Bewegungsstrainingsgerät with a crank is known in which the crank is driven by an electric motor.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle eines haptischen Eingabegerätes sowie ein haptisches Eingabegerät zur Verfügung zu stellen, bei der die Gefahr der Verletzung eines Operators durch eine unerwartete Bewegung des haptischen Eingabegerätes vermieden wird.It Therefore, the object of the present invention is a human-machine interface of a haptic input device as well as a haptic input device to disposal to put at the risk of injury to an operator by an unexpected movement of the haptic input device avoided becomes.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Anspruchs 1.to solution This object is achieved by the features of claim 1.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Vorrichtung zur Kopplung eines Endeffektors mit einem Aktuator einer Maschine an einer Mensch-Maschine-Schnittstelle bereitgestellt wird, die eine Kupplung mit einem ersten Kupplungsteil, das an dem Endeffektor angeordnet ist und einem zweiten Kupplungsteil, das an dem Aktuator angeordnet ist, aufweist. Dabei kann das erste und das zweite Kupplungsteil im gekoppelten Zustand eine Kraft in mindestens eine Richtung und/oder ein Drehmoment in mindestens eine Richtung übertra gen, wobei die Kraft und/oder das Drehmoment zumindest teilweise durch Formschluss übertragbar ist. Das erste Kupplungsteil weist mindestens zwei erste Flächen und das zweite Kupplungsteil mindestens zwei zweite Flächen auf. Dabei sind die zweiten Flächen des zweiten Kupplungsteils an die ersten Flächen des ersten Kupplungsteils angepasst. Im gekoppelten Zustand liegen die ersten Flächen des ersten Kupplungsteils an den zweiten Flächen des zweiten Kupplungsteils an, wobei das erste und/oder das zweite Kupplungsteils Befestigungsmittel zum Erzeugen einer Haftkraft zwischen den ersten und den zweiten Flächen aufweist, derart, dass die ersten und zweiten Flächen beim Überschreiten eines Schwellenwertes der zu übertragenen Kraft und/oder des zu übertragenden Drehmoments zum Lösen der Kupplung voneinander lösbar sind.According to the invention, it is provided a device for coupling an end effector to a Actuator of a machine is provided on a man-machine interface, the a coupling having a first coupling part attached to the end effector is arranged and a second coupling part, which on the actuator is arranged. In this case, the first and the second coupling part in the coupled state, a force in at least one direction and / or transmit torque in at least one direction, the force and / or the torque transferable at least partially by positive engagement is. The first coupling part has at least two first surfaces and the second coupling part at least two second surfaces. Here are the second surfaces of the second coupling part to the first surfaces of the first coupling part customized. In the coupled state, the first surfaces of the first coupling part on the second surfaces of the second coupling part at, wherein the first and / or the second coupling part fastening means for generating an adhesive force between the first and the second surfaces, such that the first and second areas are exceeded when a threshold value is exceeded to transfer Force and / or to be transferred Torque for release the clutch detachable from each other are.

Durch das Vorsehen einer Kupplung zwischen dem Endeffektor, an den die Hand des Operators angreifen kann oder der an der Hand des Operators befestigt wird und dem Aktuator, die beim Überschreiten eines Schwellenwertes der zu übertragenden Kraft und/oder des zu übertragenden Drehmoments lösbar ist, kann verhindert werden, dass bei einer unerwarteten oder fehlerhaften Bewegung des Aktuators eine derart große Kraft oder ein derart großes Drehmoment auf den Endeffektor übertragen wird, dass der Operator verletzt wird.By providing a coupling between the end effector to which the operator's hand can engage or which is attached to the hand of the operator and the actuator, when a threshold value of the force to be transmitted and / or the torque to be transmitted is exceeded is releasable, can be prevented that in an unexpected or erroneous movement of the actuator such a large force or torque is transmitted to the end effector that the operator is injured.

Durch das Vorsehen von zwei ersten Flächen des ersten Kupplungsteils, die im gekoppelten Zustand an den zwei zweiten Flächen des zweiten Kupplungsteils anliegen, ist eine zumindest teilweise formschlüssige Übertragung einer Kraft und/oder eines Drehmoments in zumindest eine Richtung möglich.By the provision of two first surfaces of the first coupling part, which in the coupled state to the two second surfaces abut the second coupling part is an at least partially positive transmission a force and / or a torque in at least one direction possible.

Durch das Vorsehen von Befestigungsmitteln zum Erzeugen einer Haftkraft zwischen den ersten und zweiten Flächen werden Kräfte und Drehmomente bis zu einem bestimmten Schwellenwert in alle Richtungen übertragen. Beim Überschreiten des Schwellenwertes der zu übertragenden Kraft und/oder des zu übertragenden Drehmoments ist die Haftkraft nicht mehr ausreichend, um die beiden ersten und zweiten Flächen in Anlage zu halten, so dass diese voneinander lösbar sind und somit ein Lösen der Kupplung erzeugt werden kann. Die Gefahr der Verletzung des Operators wird somit verringert.By the provision of fastening means for generating an adhesive force between the first and second surfaces are forces and Transmit torques in all directions up to a certain threshold. When passing the threshold of the transfer Force and / or to be transferred Torque, the adhesive force is no longer sufficient to the two first and second surfaces hold in abutment, so that they are detachable from each other and thus a release of the Clutch can be generated. The risk of injury to the operator is thus reduced.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die ersten Flächen des ersten Kupplungsteils und die zweiten Flächen des zweiten Kupplungsteils ebene Flächen sind, die in einem Winkel zueinander verlaufen. Durch das Vorsehen von ebenen Flächen, die in einem Winkel zueinander verlaufen, kann ein Drehmoment in zumindest eine Richtung in vorteilhafter Weise zumindest teilweise formschlüssig übertragen werden. Durch eine geschickte Anordnung der Flächen in Bezug auf eine Richtung des zu übertragenden Drehmoments kann beispielsweise eine teils formschlüssige, teils kraft- und reibschlüssige Übertragung des Drehmoments erfolgen, wobei der Kraftschluss durch die von dem Befestigungsmittel erzeugte Haftkraft erzeugt wird. Beim Überschreiten des Schwellenwertes des zu übertragenden Drehmoments ist dann die Haftkraft nicht mehr ausreichend, so dass sich die ersten und die zweiten Flächen voneinander lösen und somit auch der Formschluss gelöst wird.Preferably is provided that the first surfaces of the first coupling part and the second surfaces of the second coupling part are flat surfaces which are at an angle to each other. By providing flat surfaces, the at an angle to each other, a torque in at least a direction are advantageously transmitted at least partially positively. By a clever arrangement of the surfaces with respect to one direction to be transferred Torque may, for example, a partially positive, partly positive and frictional transmission the torque take place, the adhesion by the of the Fastening agent generated adhesive force is generated. When crossing the Threshold value of the to be transmitted Torque is then the adhesive force is no longer sufficient, so that the first and the second surfaces separate from each other and thus solved the positive connection becomes.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Befestigungsmittel Magnete sind, die eine magnetische Haftkraft zwischen den ersten und zweiten Flächen erzeugen. Magnete haben den Vorteil, dass eine definierte Haftkraft mit Hilfe der Magnete erzeugbar ist.Preferably is provided that the fastening means are magnets that a generate magnetic adhesion between the first and second surfaces. Magnets have the advantage that a defined adhesive force with the help the magnets can be generated.

Dabei kann vorgesehen sein, dass die Magnete Dauermagnete sind.there can be provided that the magnets are permanent magnets.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass die Magnete Elektromagneten sind, wobei vorzugsweise die durch die Elektromagnete erzeugte magnetische Haftkraft steuerbar ist. Da die Haftkraft den Schwellenwert der zu übertragenden Kraft und/oder des zu übertragenden Drehmoments bestimmt, bei dem die Kupplung gelöst wird, kann somit über die Elektromagnete ein unterschiedlicher Schwellenwert eingestellt werden. Dadurch ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in vorteilhafter Weise an den Einsatzzweck anpassbar.In an alternative embodiment be provided that the magnets are electromagnets, preferably the magnetic adhesive force generated by the electromagnets controllable is. Since the adhesive force is the threshold value of the force to be transmitted and / or of the torque to be transmitted determined, in which the clutch is released, can thus on the Electromagnets are set to a different threshold. Thereby is the device according to the invention advantageously adaptable to the application.

In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das erste Kupplungsteil pyramidenstumpfförmig ausgebildet, wobei die ersten Flächen die Seitenflächen des Pyramidenstumpfes bilden und wobei das zweite Kupplungsteil eine Vertiefung aufweist, die an die Pyramidenstumpfform des ersten Kupplungsteils angepasst ist. Dabei können die zweiten Flächen des zweiten Kupplungsteils Seitenwandungen der Vertiefung bilden und im gekoppelten Zustand liegt jede zweite Fläche jeweils an einer ersten Fläche des ersten Kupplungsteils an. Die Ausbildung des ersten Kupplungsteils als Pyramidenstumpf hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt. Dabei kann der Pyramidenstumpf eine dreieckige oder auch eine mehreckige Grundform besitzen, wobei die Anzahl der ersten Flächen entsprechend angepasst ist.In a particularly preferred embodiment the first coupling part is formed truncated pyramid, wherein the first surfaces the faces form the truncated pyramid and wherein the second coupling part has a recess which corresponds to the truncated pyramid of the first coupling part is adjusted. It can the second surfaces form the second coupling part side walls of the recess and in the coupled state, each second surface is in each case at a first surface of the first coupling part. The formation of the first coupling part as a truncated pyramid has been found to be particularly advantageous. In this case, the truncated pyramid a triangular or a polygonal Basic form, where the number of first surfaces accordingly is adjusted.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der Pyramidenstumpf eine dreieckige Grundform besitzt, so dass das erste Kupplungsteil drei erste Flächen aufweist, ist besonders vorteilhaft, da in diesem Ausführungsbeispiel die ersten Flächen in einem 120° Winkel zueinander verlaufen und somit ein Lösen der Kupplung beim Überschreiten von Schwellenwerten vorteilhaft möglich ist, ohne dass es zu einem Verkanten der Flächen kommt.One embodiment of the invention, in which the truncated pyramid a triangular basic shape has, so that the first coupling part has three first surfaces, is particularly advantageous because in this embodiment, the first surfaces in a 120 ° angle to each other and thus a release of the clutch when crossing of thresholds is advantageously possible without it too a tilting of the surfaces comes.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass an dem zweiten Kupplungsteil eine Schaltvorrichtung vorgesehen ist, die mit einem Notausschaltkreis der Maschine verbindbar ist, wobei die Schaltvorrichtung beim lösen der Kupplung schaltet. Die Schaltvorrichtung kann beispielsweise ein Tastschalter sein.In a particularly preferred embodiment it is provided that on the second coupling part, a switching device is provided, which can be connected to an emergency stop circuit of the machine is, wherein the switching device switches when releasing the clutch. The switching device may be, for example, a key switch.

Durch das Vorsehen der Schaltvorrichtung, die mit einem Notausschaltkreis der Maschine verbindbar ist, kann gewährleistet werden, dass beim Lösen der Kupplung auch gleichzeitig ein Not-Aus der Maschine, mit der der Aktuator und der Endeffektor verbunden ist, ausgelöst wird.By the provision of the switching device with an emergency stop circuit the machine is connectable, it can be ensured that when loosening the Coupling also at the same time an emergency stop of the machine with which the Actuator and the end effector is connected, is triggered.

Vorzugsweise weist die Kupplung eine Datenleitung zur Übermittlung von Daten an den Aktuator und/oder die Maschine auf. Auf diese Weise können Signale oder Störungsbefehle von dem Endeffektor an den Aktuator oder die Maschine übermittelt werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass jeweils durch das erste und das zweite Kupplungsteil ein Teil der Datenleitung verläuft und an zwei sich gegenüberliegenden ersten und zweiten Flächen Berührungskontakte vorgesehen sind, so dass eine Datenübermittlung durch die Datenleitung nur im gekoppelten Zustand der Kupplung möglich ist.Preferably, the coupling has a data line for the transmission of data to the actuator and / or the machine. In this way, signals or malfunction commands can be transmitted from the end effector to the actuator or machine. For example, it can be provided that in each case through the first and the second coupling part, a part of the data line runs and ge at two opposite first and second surfaces touch contacts are provided so that a data transmission through the data line is possible only in the coupled state of the coupling.

Ein weiterer Nachteil des Standes der Technik besteht darin, dass durch das Greifen des vorbekannten Endeffektors die Hand in ihrer Funktion eingeschränkt ist und nur bedingt weitere Aufgaben durchführen kann.One Another disadvantage of the prior art is that by grasping the previously known end effector hand in their function limited is and can only perform limited tasks.

Es ist daher die weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle eines haptischen Eingabegerätes zur Verfügung zu stellen, die es ermöglicht, dass die Finger nicht zum Halten des Endeffektors benötigt werden sondern frei sind.It is therefore the further object of the present invention, a man-machine interface a haptic input device to disposal to provide that makes it possible that the fingers are not needed to hold the end effector but are free.

Die Erfindung betrifft daher ferner ein haptisches Eingabegerät mit einem Endeffektor, mit einem Aktuator und mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kopplung des Endeffektors mit einem Aktuator einer Maschine.The The invention therefore further relates to a haptic input device with a End effector, with an actuator and with a device according to the invention for coupling the end effector to an actuator of a machine.

Bei dem erfindungsgemäßen haptischen Eingabegerät kann der Endeffektor eine Manschette aufweisen, die mit dem ersten Kupplungsteil der Kupplung verbunden ist, wobei in die Manschette die Hand eines Operators einführbar ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass das erste Kupplungsteil derart an der Manschette angeordnet ist, dass sich das erste Kupplungsteil im Benutzungszustand an der Außenfläche der Hand des Operators befindet.at the haptic input device according to the invention, the End effector having a sleeve with the first coupling part the clutch is connected, wherein in the cuff the hand of a Operator introducible is. It can be provided that the first coupling part such is arranged on the sleeve, that is the first coupling part in the condition of use on the outer surface of the Hand of the operator is located.

Durch das Vorsehen des ersten Kupplungsteils an der Außenfläche der Hand des Operators besteht für den Operator die Möglichkeit, die Finger der Hand zu bewegen und eine Greifbewegung der Hand auszuführen. Ein derartiger Endeffektor hat gegenüber einem aus dem Stand der Technik bekannten, mit der Hand zu greifenden Endeffektor den Vorteil, dass die Hand nicht durch das Umgreifen eines Griffs blockiert ist. Auf diese Weise wird es dem Operator ermöglicht, die Finger der Hand zu bewegen, so dass die Hand weitere Aufgaben erfüllen kann. Beispielsweise können über eine separate Steuerungsvorrichtung, beispielsweise eine Fernbedienung oder ähnliches, weitere Steuerungsbefehle an den Aktuator und/oder die Maschine übermittelt werden.By the provision of the first coupling part on the outer surface of the hand of the operator exists for the operator the opportunity to move the fingers of the hand and perform a gripping motion of the hand. One such end effector has opposite a known from the prior art, to be gripped by hand End effector the advantage that the hand is not by grasping a handle is blocked. This way, it becomes the operator allows to move the fingers of the hand so that the hand can perform further tasks. For example, over a separate control device, for example a remote control or similar, transmitted further control commands to the actuator and / or the machine become.

Es kann vorgesehen sein, dass an der Manschette ein Rahmen angeordnet ist, mit dem das erste Kupplungsteil starr verbunden ist. Über die Manschette mit Rahmen sind die von der Hand des Operators auf den Endeffektor ausgeübten Kräfte und Drehmomente in vorteilhafter Weise auf die Kupplung und somit auf den Aktuator übertragbar.It can be provided that arranged on the cuff a frame is, with the first coupling part is rigidly connected. About the Cuff with frame are those of the hand of the operator on the End effector exercised personnel and torques in an advantageous manner to the clutch and thus transferable to the actuator.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Manschette Teil eines Handschuhs. Dabei kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass der Handschuh ein Datenhandschuh ist, der im Benutzungszustand die Bewegung der Hand und/oder der Finger des Operators registriert und als Steuersignale an den Aktuator und/oder die Maschine weiterleitet.In a particularly preferred embodiment the cuff is part of a glove. In this case, preferably be provided that the glove is a data glove, the in the state of use the movement of the hand and / or the fingers of the Registered operator and as control signals to the actuator and / or the machine forwards.

Durch das Vorsehen eines Datenhandschuhs, der im Benutzungszustand die Bewegung der Hand und/oder der Finger des Operators registriert und als Steuersignale weiterleitet, können neben den herkömmlichen Eingaben im Form von Kraft und/oder Drehmoment durch einfache Bewegungen der Hand und/oder Finger weitere Befehle oder Steuersignale auf eine besonders einfache Art und Weise erzeugt werden. Dadurch wird eine besonders einfache und vorteilhafte Steuerung möglich.By the provision of a data glove which in the state of use the Movement of the hand and / or fingers of the operator registered and as control signals, in addition to the conventional Inputs in the form of force and / or torque through simple movements of the Hand and / or finger further commands or control signals on one be generated in a particularly simple manner. This will be a particularly simple and advantageous control possible.

Es kann vorgesehen sein, dass der Rahmen eine Öffnung aufweist, durch die der Daumen des Operators durchsteckbar ist.It can be provided that the frame has an opening through which the thumb of the operator is push-through.

Durch das Vorsehen einer Öffnung, durch die der Daumen durchsteckbar ist, wird der Daumen in seiner Bewegungsmöglichkeit nicht oder nur gering eingeschränkt. Dadurch wird zusätzlich ermöglicht, dass bei beispielsweise der Verwendung eines Datenhandschuhs auch die Bewegungen des Daumens des Operators zur Erzeugung von zusätzlichen Steuersignalen genutzt werden können.By the provision of an opening, through which the thumb is push-through, the thumb becomes in his possibility of movement not or only slightly limited. This will in addition allows that for example, the use of a data glove and the Movements of the thumb of the operator to generate additional Control signals can be used.

Ferner kann vorgesehen sein, dass der Rahmen den Daumen des Operators derart umgibt, dass eine formschlüssige Übertragung der von der Hand ausgeführten Bewegung auf den Endeffektor in vorteilhafter Weise ermöglicht wird.Further can be provided that the frame the thumb of the operator so surrounds that a positive transmission the one carried out by the hand Movement on the end effector is made possible in an advantageous manner.

Die erfindungsgemäße Kupplung ermöglicht ferner, dass die Lage der Hand des Operators im Endeffektor bekannt oder zumindest durch Berechnung ermittelbar ist, und somit eine bei vorbekannten Endeffektoren häufig notwendige Positionsbestimmung der Hand, z. B. durch optisches Tracking, wegfallen kann.The coupling according to the invention also allows that the location of the hand of the operator in the end effector known or can be determined at least by calculation, and thus one with known end-effectors often necessary position determination of the hand, z. By optical tracking, can fall away.

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:in the The invention will now be described with reference to the drawings explained in more detail. Show it:

1 schematisch einen erfindungsgemäßen Endeffektor mit einem erfindungsgemäßen ersten Kupplungsteil, 1 1 schematically shows an end effector according to the invention with a first coupling part according to the invention,

2 schematisch ein erfindungsgemäßes zweites Kupplungsteil und 2 schematically an inventive second coupling part and

3 schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kopplung eines Endeffektors mit einem Aktuator einer Maschine an einer Mensch-Maschine-Schnittstelle im Einsatz. 3 schematically a device according to the invention for coupling an end effector with an actuator of a machine at a man-machine interface in use.

In 1 ist ein erfindungsgemäßer Endeffektor 3, der zur Verbindung mit einem Aktuator zur Bildung eines haptischen Eingabegerätes geeignet ist, dargestellt. Der Endeffektor dient als Mensch-Maschine-Schnittstelle, so dass ein Operator an ein Eingabegerät einer Maschine gekoppelt werden kann. Über das haptische Eingabegerät kann eine Kraft-Drehmoment-Rückkopplung der Maschine an den Operator erzeugt werden.In 1 is an end effector according to the invention 3 , which is suitable for connection to an actuator for forming a haptic input device shown. The end effector serves as a man-machine interface so that an operator can be coupled to an input device of a machine. Via the haptic input device, a force-torque feedback of the machine can be generated to the operator.

Der erfindungsgemäße Endeffektor 3 weist eine Manschette 15 auf, in die die Hand des Operators einführbar ist. Die Manschette weist einen Rahmen 17 auf, mit dem ein erstes Kupplungsteil 5 einer Kupplung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kopplung des Endeffektors 3 mit einem Aktuator starr verbunden ist.The end effector according to the invention 3 has a cuff 15 into which the hand of the operator is insertable. The cuff has a frame 17 on, with a first coupling part 5 a coupling of the device according to the invention for coupling the end effector 3 rigidly connected to an actuator.

Das erste Kupplungsteil 5 ist pyramidenstumpfförmig ausgebildet und weist drei erste Flächen 6 auf, die die Seitenflächen des Pyramidenstumpfes bilden. Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel, bei dem der Pyramidenstumpf eine dreieckige Grundform besitzt, hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, da in diesem Ausführungsbeispiel die ersten Flächen in einem 120° Winkel zueinander verlaufen und somit ein Lösen der Kupplung beim Überschreiten von Schwellenwerten vorteilhaft möglich ist, ohne dass es zu einem Verkanten der Flächen kommt.The first coupling part 5 is truncated pyramidal and has three first surfaces 6 on, which form the side surfaces of the truncated pyramid. This in 1 illustrated embodiment in which the truncated pyramid has a triangular basic shape has been found to be particularly advantageous, since in this embodiment, the first surfaces at an angle of 120 ° to each other and thus releasing the clutch when thresholds are exceeded advantageously without it comes to a tilting of the surfaces.

Das erste Kupplungsteil 5 wirkt zum Bilden der Kupplung mit dem in 2 dargestellten Kupplungsteil 7 zusammen. Das zweite Kupplungsteil 7 ist beispielsweise an einem Aktuator angeordnet. In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist das zweite Kupplungsteil 7 eine Vertiefung 11 auf, die an die Pyramidenstumpfform des in 1 dargestellten ersten Kupplungsteils 5 angepasst ist. Die Vertiefung 11 besitzt drei Seitenwandungen, die zweite Flächen 8 bilden. Im gekoppelten Zustand der Kupplung liegen die ersten Flächen 6 des ersten Kupplungsteils an den zweiten Flächen 8 des zweiten Kupplungsteils 7 an. Es besteht ein Formschluss, so dass in bestimmte Richtungen eine geringe Kraft bzw. ein geringes Drehmoment übertragen werden kann.The first coupling part 5 acts to form the coupling with the in 2 shown coupling part 7 together. The second coupling part 7 is arranged for example on an actuator. In the in 2 illustrated embodiment, the second coupling part 7 a depression 11 on the truncated pyramid of the in 1 shown first coupling part 5 is adjusted. The depression 11 has three side walls, the second surfaces 8th form. In the coupled state of the coupling are the first surfaces 6 of the first coupling part on the second surfaces 8th of the second coupling part 7 at. There is a positive connection, so that in certain directions a small force or a low torque can be transmitted.

In den zweiten Flächen 8 sind Befestigungsmittel 9 in Form von Magneten vorgesehen, die im gekoppelten Zustand eine Haftkraft auf die ersten Flächen des ersten Kupplungsteils 5 ausüben, so dass neben dem Formschluss ferner eine Kraftschlussverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Kupplungsteil erzeugt wird. Selbstverständlich muss bzw. müssen das erste Kupplungsteil bzw. die ersten Flächen 6 des ersten Kupplungsteils 5 ferromagnetische oder magnetische Eigenschaften aufweisen. Auch ist es möglich, dass jeweils die gesamten zweiten Flächen als Magnet ausgestaltet sind oder Befestigungsmittel zusätzlich oder alternativ an den ersten Flächen des ersten Kupplungsteils angeordnet ist.In the second areas 8th are fasteners 9 provided in the form of magnets, which in the coupled state, an adhesive force on the first surfaces of the first coupling part 5 exercise, so that in addition to the positive connection further a frictional connection between the first and the second coupling part is generated. Of course, must or must the first coupling part or the first surfaces 6 of the first coupling part 5 ferromagnetic or magnetic properties. It is also possible that in each case the entire second surfaces are designed as a magnet or fastening means is additionally or alternatively arranged on the first surfaces of the first coupling part.

Die von dem Befestigungsmittel 9 zwischen dem ersten und dem zweiten Kupplungsteil 5, 7 erzeugte Haftkraft bewirkt, dass eine höhere Kraft bzw. ein höheres Drehmoment vom Endeffektor auf den Aktuator und umgekehrt übertragen werden kann als durch den Formschluss der Kupplung möglich ist. Überschreitet jedoch die von dem Aktuator auf den Endeffektor oder umgekehrt übertragene Kraft bzw. das übertragene Drehmoment einen bestimmten Schwellenwert, reicht die von dem Befestigungsmittel 9 erzeugte Haftkraft zwischen dem ersten und dem zweiten Kupplungsteil 5, 7 nicht aus um diese Kraft zu übertragen, so dass sich die ersten Flächen 6 von den zweiten Flächen 8 lösen und sich somit die Kupplung löst, indem sich beispielsweise das erste Kupplungsteil aus dem zweiten Kupplungsteil herausdreht. Selbstverständlich ist ein Lösen der Kupplung bei einer Kraft, die von dem Aktuator auf den Endeffektor ausgeübt wird und eine Richtung besitzt, die aus der Zeichnungsebene der 2 herausragt nicht möglich, da in diesem Fall das zweite Kupplungsteil 7 senkrecht auf das erste Kupplungsteil 5 drückt, wobei keine Scherkräfte auftauchen, die ein Lösen der Kupplung hervorrufen können.The of the fastener 9 between the first and the second coupling part 5 . 7 generated adhesive force causes a higher force or a higher torque can be transmitted from the end effector to the actuator and vice versa as possible by the positive connection of the clutch. If, however, the force transmitted by the actuator to the end effector or vice versa or the torque transmitted exceeds a certain threshold value, that of the fastening means is sufficient 9 generated adhesive force between the first and the second coupling part 5 . 7 not to transfer this power, so that the first surfaces 6 from the second surfaces 8th solve and thus solves the clutch, for example, by turning out the first coupling part of the second coupling part. Of course, a release of the clutch at a force which is exerted by the actuator on the end effector and has a direction extending from the plane of the drawing 2 protrudes not possible because in this case the second coupling part 7 perpendicular to the first coupling part 5 pushes, with no shear forces appear that can cause a release of the clutch.

Die Befestigungsmittel 9 können beispielsweise als Elektromagnet ausgebildet sein, so dass die von den Befestigungsmitteln erzeugte magnetische Haftkraft steuerbar ist.The fasteners 9 For example, they can be designed as electromagnets, so that the magnetic adhesive force generated by the fastening means can be controlled.

Die Vertiefung 11 des zweiten Kupplungsteils 7 weist eine Bodenfläche auf, die an die Deckfläche 14 des Pyramidenstumpfes des ersten Kupplungsteils 5 angepasst ist. In der Bodenfläche 12 ist eine Schalteinrichtung 13 angeordnet, die mit einem Notausschaltkreis der Maschine, an die das haptische Eingabegerät und somit der Endeffektor verbunden ist, angeschlossen ist.The depression 11 of the second coupling part 7 has a bottom surface adjacent to the top surface 14 of the truncated pyramid of the first coupling part 5 is adjusted. In the floor area 12 is a switching device 13 connected to an emergency stop circuit of the machine to which the haptic input device and thus the end effector is connected.

Die Schaltvorrichtung ist in dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ein Tastschalter, der durch den von der Deckfläche 14 des ersten Kupplungsteils 5 ausgeübten Druck im gekoppelten Zustand der Kupplung geschlossen ist. Beim Lösen der Kupplung fällt der Druck der Deckfläche 14 auf den Tastschalter weg, so dass dieser zum Öffnen des Schaltkreises schaltet. Auf diese Weise kann ein Not-Aus der Maschine beim Lösen der Kupplung erzeugt werden.The switching device is in the in 2 illustrated embodiment, a push-button, by the of the top surface 14 of the first coupling part 5 applied pressure is closed in the coupled state of the clutch. When releasing the clutch, the pressure of the top surface drops 14 on the push button away so that it switches to open the circuit. In this way, an emergency stop of the machine can be generated when releasing the clutch.

Ferner besteht die Möglichkeit, dass die Schalteinrichtung zum Auslösen eines Not-Aus durch Berührungskontakte in den ersten und zweiten Flächen des ersten und zweiten Kupplungsteils gebildet ist, wobei im geschlossenen Zustand der Kupplung die Berührungskontakte zum Bilden eines geschlossenen Schalters aneinander anliegen. Beim Lösen der Kupplung wird der Kontakt durch die Lösung der Berührungskontakte unterbrochen, so dass ein Schaltvorgang und somit ein Not-Aus ausgelöst werden kann. Auch ist es möglich, den Schalter berührungslos, beispielsweise induktiv oder mit einem Reedkontakt, zu bilden.It is also possible that the switching device is formed for triggering an emergency stop by contact contacts in the first and second surfaces of the first and second coupling part, wherein in the closed state of the clutch, the contact contacts to form a closed sender switch abut each other. When releasing the clutch, the contact is interrupted by the solution of the touch contacts, so that a switching operation and thus an emergency stop can be triggered. It is also possible to form the switch without contact, for example inductively or with a reed contact.

Wie aus 1 hervorgeht, kann die Manschette 15 Befestigungslaschen 20 aufweisen, über die die Manschette an der Hand des Operators fixiert werden kann.How out 1 can show, the cuff 15 mounting tabs 20 have over which the cuff can be fixed to the operator's hand.

Zur Verwendung wird die Hand des Operators in die Manschette 15 eingeführt, wobei durch eine Öffnung 18 im Rahmen der Daumen des Operators gesteckt werden kann. Mit Hilfe der Befestigungslaschen wird dann die Manschette an der Hand des Operators fixiert. Der Rahmen 17 ist dabei so an der Hand des Operators angeordnet, dass sich das erste Kupplungsteil an der Außenseite der Hand des Operators befindet.For use, the operator's hand is in the cuff 15 introduced, passing through an opening 18 can be stuck under the thumb of the operator. With the help of the fastening tabs, the cuff is then fixed to the operator's hand. The frame 17 is arranged on the hand of the operator that the first coupling part is located on the outside of the hand of the operator.

Bei herkömmlichen Endeffektoren, beispielsweise Joystick-Griffen, war es bisher nicht möglich, die Hand des Operators an dem Endeffektor zu fixieren, da alle Kräfte und Drehmomente von dem Aktuator auf den Endeffektor übertragen wurden. Somit musste der Operator die Möglichkeit besitzen, den Endeffektor loszulassen, um Verletzungen zu vermeiden. Durch das Vorsehen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kopplung des Endeffektors mit dem Aktuator, bei dem eine lösbare Kupplung vorgesehen ist, kann nunmehr der Endeffektor an der Hand des Operators fixiert werden, ohne dass eine überhöhte Verletzungsgefahr für den Operator besteht. Bei dem Vorliegen von überhöhten Kräften oder Drehmomenten, die von dem Aktuator an den Endeffektor übertragen werden sollen, löst sich die Kupplung, so dass eine Verletzung des Operators vermieden wird. Die Übertragung von zu hohen Kräften oder Drehmomenten auf die Hand des Operators kann zu einer Verdrehung der Hand oder anderen Gelenken des Operators und somit zu schwerwiegenden Verletzungen führen. Dies wird jedoch durch die vorliegende Erfindung vermieden.at usual Endeffectors, such as joystick handles, have not been so far possible, the Hand of the operator to the end effector to fix, since all forces and Transmit torques from the actuator to the end effector were. Thus, the operator had to have the option of the end effector let go to avoid injury. By providing a Device according to the invention for coupling the end effector to the actuator, wherein a releasable coupling is provided, now the end effector at the hand of the operator be fixed without an excessive risk of injury for the Operator exists. In the presence of excessive forces or torques, the from the actuator to be transmitted to the end effector dissolves the clutch, so that a violation of the operator is avoided. The transfer from too high forces or torques on the hand of the operator can cause a twist of the Hand or other joints of the operator and thus too serious Cause injury. However, this is avoided by the present invention.

Der erfindungsgemäße Endeffektor und die erfindungsgemäße Vorrichtung haben ferner den Vorteil, dass die Bewegungsfreiheit der Hand des Operators nur gering eingeschränkt ist, so dass die Finger bewegbar sind und die Hand ferner eine Greifbewegung ausführen kann. Dies wird in erster Linie dadurch ermöglicht, dass die Verbindung des Endeffektors mit dem Aktuator über die erfindungsgemäße Vorrichtung an der Außenseite der Hand des Operators angeordnet ist.Of the End effector according to the invention and the device according to the invention have the further advantage that the freedom of movement of the hand of the operator only slightly limited is so that the fingers are movable and the hand also a gripping motion To run can. This is primarily made possible by the fact that the connection the end effector with the actuator via the device according to the invention on the outside the hand of the operator is arranged.

In 3 ist ein erfindungsgemäßes haptisches Eingabegerät, das eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 sowie einen Endeffektor 3 und einen Aktuator 4 aufweist, schematisch dargestellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 dient zur Kopplung des Endeffektors 3 mit dem Aktuator 4 an einer Mensch-Maschine-Schnittstelle.In 3 is a haptic input device according to the invention, which is a device according to the invention 1 and an end effector 3 and an actuator 4 has, shown schematically. The device according to the invention 1 serves to couple the end effector 3 with the actuator 4 at a human machine interface.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 weist eine Kupplung auf, die aus einem ersten Kupplungsteil 5 und einem zweiten Kupplungsteil 7 besteht, wobei das erste Kupplungsteil 5 an dem Endeffektor 3 und das zweite Kupplungsteil 7 an dem Aktuator 4 angeordnet ist. Die Details des ersten Kupplungsteils 5 und des zweiten Kupplungsteils 7 sind in 3 nicht dargestellt. Das erste und das zweite Kupplungsteil 5, 7 können beispielsweise wie in dem in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ausgestaltet sein.The device according to the invention 1 has a coupling which consists of a first coupling part 5 and a second coupling part 7 consists, wherein the first coupling part 5 at the end effector 3 and the second coupling part 7 on the actuator 4 is arranged. The details of the first coupling part 5 and the second coupling part 7 are in 3 not shown. The first and the second coupling part 5 . 7 For example, as in the in 1 and 2 be configured illustrated embodiment.

Der Endeffektor 3 weist einen Handschuh 19 mit Manschette 15 auf, mit der das erste Kupplungsteil 5 mit Hilfe eines Rahmens 17 starr verbunden ist. Der Handschuh ist dabei so angeordnet, dass im Benutzungszustand, bei dem die Hand eines Operators in dem Handschuh steckt, das erste Kupplungsteil 5 an der Außenseite der Hand des Operators angeordnet ist. Der Handschuh 19 kann als Datenhandschuh ausgebildet sein, der im Benutzungszustand die Bewegungen der Hand und/oder der Finger des Operators registriert.The end effector 3 has a glove 19 with cuff 15 on, with the first coupling part 5 with the help of a frame 17 is rigidly connected. The glove is arranged so that in the use state, in which the hand of an operator puts in the glove, the first coupling part 5 is arranged on the outside of the hand of the operator. The glove 19 can be designed as a data glove, which registers the movements of the hand and / or the fingers of the operator in the use state.

Aus den registrierten Bewegungen können Steuersignale erzeugt werden, die beispielsweise an den Aktuator 4 und/oder die Maschine weitergeleitet werden können. Dazu besteht die Möglichkeit, dass die Vorrichtung 1 eine in der 3 nicht dargestellte Datenleitung aufweist, über die die Steuersignale von dem Endeffektor 3 an den Aktuator 4 übermittelt werden. Die Datenleitung kann beispielsweise in den ersten Flächen 6 des ersten Kupplungsteils 5 und in den zweiten Flächen 8 des zweiten Kupplungsteils 7 endende Berührungskontakte aufweisen, die im geschlossenen Zustand der Kupplung der Vorrichtung 5 einander zur Bildung einer Datenleitung kontaktieren.From the registered movements control signals can be generated, for example, to the actuator 4 and / or the machine can be forwarded. There is a possibility that the device 1 one in the 3 Not shown data line, via which the control signals from the end effector 3 to the actuator 4 be transmitted. The data line can, for example, in the first areas 6 of the first coupling part 5 and in the second areas 8th of the second coupling part 7 Having endende touch contacts that in the closed state of the coupling of the device 5 contact each other to form a data line.

Wie aus 3 hervorgeht, weist der Rahmen 17 eine Öffnung 18 auf, durch die der Daumen des Handschuhs geführt ist, so dass im Benutzungszustand der Daumen der Hand des Operators durch die Öffnung 18 durchgesteckt ist. Der Rahmen 17 umgibt somit den Daumen des Operators, wobei der Rahmen 17 eine ausreichende Bewegungsfreiheit des Daumens zulässt. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, dass der Daumen Greifbewegungen oder ähnliches ausführen kann, um einen Gegenstand greifen oder ein Datensignal in einem Datenhandschuh erzeugen zu können.How out 3 shows, the frame points 17 an opening 18 through which the thumb of the glove is passed, so that in the state of use the thumb of the hand of the operator passes through the opening 18 is pushed through. The frame 17 thus surrounds the thumb of the operator, the frame 17 allows sufficient freedom of movement of the thumb. Thereby, it is advantageously possible that the thumb can perform gripping movements or the like in order to grasp an object or to be able to generate a data signal in a data glove.

Bei dem erfindungsgemäßen haptischen Eingabegerät 10 besteht die Möglichkeit, dass neben den herkömmlichen Bewegungseingaben in das Eingabegerät Steuersignale oder Befehle an den Aktuator oder die Maschine eingegeben werden können, da der Endeffektor 3 Finger bzw. Handbewegungen des Operators zulässt, die die Steuersignale bzw. -befehle erzeugen können.In the haptic input device according to the invention 10 There is a possibility that in addition to the conventional motion inputs in the control unit signals or commands can be input to the actuator or the machine as the end effector 3 Finger or hand movements of the operator allows, which can generate the control signals or commands.

In einem nicht dargestellten, besonderen Ausführungsbeispiel sind zwei erfindungsgemäße Endeffektoren vorgesehen, die zusammen mit zwei Aktuatoren zwei haptische Eingabegeräte bilden. Dabei sind die Endeffektoren so ausgestaltet, dass jeweils ein Endeffektor an die rechte Hand und ein Endeffektor an die linke Hand des Operators angepasst ist. Über die beiden haptischen Eingabegeräte können somit Bewegungen von zwei Händen bzw. Armen des Operators an eine Maschine oder einen Computer übertragen werden.In a particular embodiment, not shown, are two end effectors according to the invention provided that together with two actuators form two haptic input devices. The end effectors are designed such that in each case an end effector to the right hand and an end effector to the left hand of the operator is adjusted. about the two haptic input devices can thus Movements of two hands or arms of the operator to a machine or a computer become.

Die Kupplung der erfindungsgemäßen Vorrichtung muss nicht zwangsläufig zwei Kupplungsteile mit drei Flächen aufweisen, sondern es sind auch Kupplungen mit weniger oder mehr aneinander liegenden Flächen möglich. Dabei muss lediglich gewährleistet sein, dass ein Lösen der Kupplung möglich ist, ohne dass es zu einem Verkanten der aneinanderliegenden ersten und zweiten Flächen der ersten und zweiten Kupplungsteile kommen kann.The Coupling of the device according to the invention does not necessarily have to two coupling parts with three surfaces but it is also couplings with less or more adjacent surfaces possible. It only has to be guaranteed be that a release the coupling possible is, without causing a jamming of the adjacent first and second surfaces the first and second coupling parts can come.

Auch muss das zweite Kupplungsteil 7 der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht direkt mit dem Aktuator 4 verbunden sein. Wie beispielsweise aus 3 hervorgeht, kann auch eine weitere Kupplung zwischen dem zweiten Kupplungsteil 7 und dem Aktuator 4 in Form eines Schnellverschlusses 21 vorgesehen sein. Auf diese Weise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung auch als Nachrüstteil für herkömmliche Mensch-Maschinen-Schnittstellen verwendbar.Also, the second coupling part 7 the device according to the invention not directly with the actuator 4 be connected. Like, for example 3 it can be seen, also a further coupling between the second coupling part 7 and the actuator 4 in the form of a quick release 21 be provided. In this way, the device according to the invention can also be used as a retrofit part for conventional man-machine interfaces.

Claims (14)

Vorrichtung (1) zur Kopplung eines Endeffektors (3) mit einem Aktuator (4) einer Maschine an einer Mensch-Maschine-Schnittstelle, mit einer Kupplung mit einem ersten Kupplungsteil (5), das an dem Endeffektor (3) angeordnet ist, mit einem zweiten Kupplungsteil (7), das an dem Aktuator (4) angeordnet ist, wobei das erste und zweite Kupplungsteil (5, 7) im gekoppelten Zustand eine Kraft in mindestens eine Richtung und/oder ein Drehmoment in mindestens eine Richtung übertragen kann, wobei die Kraft und/oder das Drehmoment zumindest teilweise durch Formschluss übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kupplungsteil (5) mindestens zwei erste Flächen (6) aufweist, dass das zweite Kupplungsteil (7) mindestens zwei zweite Flächen (8) aufweist, wobei die zweiten Flächen an die ersten Flächen angepasst sind, und dass im gekoppelten Zustand die ersten Flächen (6) des ersten Kupplungsteils (5) an den zweiten Flächen (8) des zweiten Kupplungsteils (7) anliegen, wobei das erste und/oder das zweite Kupplungsteil (5, 7) Befestigungsmittel (9) zum Erzeugen einer Haftkraft zwischen den ersten und zweiten Flächen (6, 8) aufweist, derart, dass die ersten und zweiten Flächen (6, 8) beim Überschreiten eines Schwellenwertes der zu übertragenden Kraft und/oder des zu übertragenden Drehmoments zum Lösen der Kupplung voneinander lösbar sind.Contraption ( 1 ) for coupling an end effector ( 3 ) with an actuator ( 4 ) of a machine at a man-machine interface, with a coupling with a first coupling part ( 5 ) attached to the end effector ( 3 ) is arranged, with a second coupling part ( 7 ) attached to the actuator ( 4 ), wherein the first and second coupling part ( 5 . 7 ) in the coupled state, a force in at least one direction and / or torque in at least one direction can be transmitted, wherein the force and / or torque is at least partially transferable by positive engagement, characterized in that the first coupling part ( 5 ) at least two first surfaces ( 6 ), that the second coupling part ( 7 ) at least two second surfaces ( 8th ), wherein the second surfaces are adapted to the first surfaces, and that in the coupled state, the first surfaces ( 6 ) of the first coupling part ( 5 ) on the second surfaces ( 8th ) of the second coupling part ( 7 ), wherein the first and / or the second coupling part ( 5 . 7 ) Fastening means ( 9 ) for generating an adhesive force between the first and second surfaces ( 6 . 8th ), such that the first and second surfaces ( 6 . 8th ) are releasable from each other when a threshold value of the force to be transmitted and / or the torque to be transmitted for releasing the clutch is exceeded. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Flächen (6) des ersten Kupplungsteils (5) und die zweiten Flächen (8) des zweiten Kupplungsteils (6) ebene Flächen sind, die in einem Winkel zueinander verlaufen.Device according to claim 1, characterized in that the first surfaces ( 6 ) of the first coupling part ( 5 ) and the second surfaces ( 8th ) of the second coupling part ( 6 ) are flat surfaces that are at an angle to each other. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel (9) Magnete sind, die eine magnetische Haftkraft zwischen den ersten und zweiten Flächen (6, 8) erzeugen.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the fastening means ( 9 ) Are magnets which have a magnetic adhesive force between the first and second surfaces ( 6 . 8th ) produce. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete Dauermagneten sind.Device according to claim 3, characterized in that that the magnets are permanent magnets. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete Elektromagneten sind, wobei vorzugsweise die durch die Elektromagneten erzeugte magnetische Haftkraft steuerbar ist.Device according to claim 3, characterized in that that the magnets are electromagnets, preferably by the electromagnets generated magnetic adhesion is controllable. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kupplungsteil (5) pyramidenstumpfförmig ausgebildet ist, wobei die ersten Flächen (6) die Seitenflächen des Pyramidenstumpfes bilden und dass das zweite Kupplungsteil (7) eine Vertiefung (11) aufweist, die an die Pyramidenstumpfform des ersten Kupplungsteils (5) angepasst ist, wobei die zweiten Flächen (8) Seitenwandungen der Vertiefung (11) bilden und wobei im gekoppelten Zustand jede zweite Fläche (8) jeweils an einer ersten Fläche (6) des ersten Kupplungsteils (5) anliegt.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first coupling part ( 5 ) is formed truncated pyramid, wherein the first surfaces ( 6 ) form the side surfaces of the truncated pyramid and that the second coupling part ( 7 ) a recess ( 11 ), which are connected to the truncated pyramidal shape of the first coupling part ( 5 ), the second surfaces ( 8th ) Side walls of the recess ( 11 ) and in the coupled state every other area ( 8th ) each on a first surface ( 6 ) of the first coupling part ( 5 ) is present. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem zweiten Kupplungsteil (7) eine Schaltvorrichtung (13) vorgesehen ist, die mit einem Notausschaltkreis der Maschine verbindbar ist, wobei die Schaltvorrichtung (13) beim lösen der Kupplung schaltet.Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that on the second coupling part ( 7 ) a switching device ( 13 ) is provided, which is connectable to an emergency stop circuit of the machine, wherein the switching device ( 13 ) when releasing the clutch switches. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung eine Datenleitung zur Übermittlung von Daten von dem Endeffektor (3) an den Aktuator (4) und/oder die Maschine aufweist.Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the coupling a data line for the transmission of data from the end effector ( 3 ) to the actuator ( 4 ) and / or the machine. Haptisches Eingabegerät (10) mit einem Endeffektor (3), mit einem Aktuator (4) und mit einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.Haptic input device ( 10 ) with an end effector ( 3 ), with an actuator ( 4 ) and with a device ( 1 ) according to one of claims 1 to 8. Haptisches Eingabegerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Endeffektor (3) eine Manschette (15) ist, die mit dem ersten Kupplungsteil (5) der Kupplung verbunden ist, wobei in die Manschette (15) die Hand eines Operators einführbar ist.Haptic input device according to claim 9, characterized in that the end effector ( 3 ) a cuff ( 15 ), which is connected to the first coupling part ( 5 ) of the coupling, wherein in the cuff ( 15 ) the hand of an operator is insertable. Haptisches Eingabegerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kupplungsteil (5) derart an der Manschette (15) angeordnet ist, dass sich das erste Kupplungsteil (5) im Benutzungszustand an der Außenfläche der Hand des Operators befindet.Haptic input device according to claim 10, characterized in that the first coupling part ( 5 ) on the cuff ( 15 ) is arranged, that the first coupling part ( 5 ) is in the use state on the outer surface of the hand of the operator. Haptisches Eingabegerät nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette (15) einen Rahmen (17) aufweist, mit dem das erste Kupplungsteil (5) starr verbunden ist.Haptic input device according to claim 10 or 11, characterized in that the cuff ( 15 ) a frame ( 17 ), with which the first coupling part ( 5 ) is rigidly connected. Haptisches Eingabegerät nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette (15) Teil eines Handschuhs (19) ist, vorzugsweise ein Datenhandschuh, der im Benutzungszustand die Bewegungen der Hand und/oder der Finger des Operators registriert und als Steuersignale an den Aktuator (4) und/oder die Maschine weiterleitet.Haptic input device according to one of claims 10 to 12, characterized in that the cuff ( 15 ) Part of a glove ( 19 ), preferably a data glove, which in the state of use registers the movements of the hand and / or the fingers of the operator and as control signals to the actuator ( 4 ) and / or the machine forwards. Haptisches Eingabegerät nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (17) eine Öffnung (18) aufweist, durch die der Daumen des Operators durchsteckbar ist.Haptic input device according to claim 12 or 13, characterized in that the frame ( 17 ) an opening ( 18 ), through which the thumb of the operator is push-through.
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