CZ303271B6 - Handle with handgrip sensor - Google Patents
Handle with handgrip sensor Download PDFInfo
- Publication number
- CZ303271B6 CZ303271B6 CZ20110095A CZ20110095A CZ303271B6 CZ 303271 B6 CZ303271 B6 CZ 303271B6 CZ 20110095 A CZ20110095 A CZ 20110095A CZ 20110095 A CZ20110095 A CZ 20110095A CZ 303271 B6 CZ303271 B6 CZ 303271B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- handle
- conductive
- layer
- handle body
- conductive layer
- Prior art date
Links
Landscapes
- Steering Devices For Bicycles And Motorcycles (AREA)
- Steering Controls (AREA)
Abstract
Description
Rukojeť se senzorem uchopeníHandle with grip sensor
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká rukojeti se senzorem uchopení, zejména rukojeti pro řízení motorem ovládaných strojů, opatřené válcovitým tělesem rukojeti a na něm uspořádaným elastickým potahem rukojeti.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to a handle with a grip sensor, in particular to a handle for the control of motor-operated machines, provided with a cylindrical handle body and an elastic handle cover disposed thereon.
io Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
U mnoha strojů, například sekaček na trávu, sněžných fréz apod., je z bezpečnostních důvodů potřebné zajistit, aby jejich obsluha stála vůči stroji v předepsané poloze a držela rukama jeho rukojeti. Toho lze dosáhnout tím, zeje rukojeť opatřena senzorem uchopení. V případě, že obslu15 ha rukojeť/rukojeti pustí, dojde k vypnutí motoru stroje.For many machines, such as lawn mowers, snow blowers, etc., it is necessary for safety reasons to ensure that the operator stands in the prescribed position and holds the handles of the machine with his hands. This can be achieved if the handle is provided with a grip sensor. If the operator releases the handle (s), the engine of the machine is switched off.
Nej častěji se k detekci přítomnosti ruky na rukojeti používají mechanické páčky v blízkosti rukojeti. Zmáčknutím páčky dojde k sepnutí bezpečnostní spínače. Aby byl motor stroje v chodu, je nutné trvale držet páčku přimáčknutou k rukojeti.Most often, mechanical levers near the handle are used to detect the presence of a hand on the handle. Pressing the lever activates the safety switch. Keep the lever pressed against the handle to keep the engine running.
Při využití kapacitního funkčního principu mají známá řešení jako vnitřní elektrodu připojeny řídítka, která jsou elektricky spojena se zemí. Vnější elektroda se nachází pod povrchem rukojeti. Mezi elektrodami se nachází dielektrikum. Dotek ruky změní vlastnosti dielektrika kondenzátorů, což je možné detekovat. Nevýhodou tohoto řešení je citlivost na vnější vlivy počasí a terénu (sníh, déšť, typ podloží) a také na oblečení obsluhy (rukavice, typ bot).When utilizing the capacitive functional principle, known solutions like the inner electrode have handlebars that are electrically connected to the ground. The outer electrode is located below the surface of the handle. There is a dielectric between the electrodes. The touch of a hand changes the capacitors' dielectric properties, which can be detected. The disadvantage of this solution is the sensitivity to external influences of the weather and terrain (snow, rain, type of subsoil) and also to the operator's clothes (gloves, shoe type).
Dotek ruky je možné detekovat také pomocí drátkových, foliových anebo polovodičových tenzometrických snímačů umístěných pod elastickým potahem rukojeti. Tyto senzory uchopení reagují na deformaci rukojeti pri uchopení změno elektrického odporu. Časté je také využití vodi30 vých, tzv. piezorezistivních elastomerů, které při deformaci mění svůj elektrický odpor.Hand touch can also be detected by wire, foil or semiconductor strain gauge sensors located under the elastic handle cover. These grip sensors respond to the deformation of the handle when gripping the change in electrical resistance. It is also common to use conductive, so-called piezoresistive elastomers, which change their electrical resistance when deformed.
K rozpoznání doteku ruky na rukojeti je možné využít také několik dalších fyzikálních principů, například senzory uchopení na bázi piezoelektrických materiálů, senzory uchopení s optickými vlákny, senzory uchopení využívající ultrazvuk a podobně.Several other physical principles can also be used to recognize the touch of the hand on the handle, such as piezoelectric grip sensors, fiber optic grip sensors, ultrasonic grip sensors, and the like.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Uvedené nedostatky kapacitního funkčního principu podle dosavadního stavu techniky do značné míry eliminuje rukojeť se senzorem uchopení, zejména pro řízení motorem ovládaných strojů, opatřená válcovitým tělesem rukojeti a na něm uspořádaným elastickým potahem rukojeti, nad alespoň částí nevodivého vnějšího povrchu tělesa rukojeti je alespoň jedna první vodivá vrstva a v odstupu od ní je na vnitrní ploše nevodivého elastického potahu rukojeti proti první vodivé vrstvě uspořádána druhá vodivá vrstva, přičemž první a druhá vodivá vrstva vytvářejí elektrody kondenzátorů, tvořícího senzor uchopení, který je vodivě připojen k měřicí a vyhodnocovací jednotce, jejíž datový výstup je vodivě připojen k měřicí a vyhodnocovací jednotce, jejíž datový výstup je připojen k ovládací jednotce, kde podstatou vynálezu je, že mezi první a druhou vodivou vrstvou je vytvořena alespoň jedna štěrbina a mezi první a/nebo druhou vodivou vrstvou a štěrbinou je izolační vrstva.Said drawbacks of the prior art capacitive operating principle are largely eliminated by a handle with a grip sensor, in particular for motor driven machines, provided with a cylindrical handle body and an elastic handle coating disposed thereon, at least one first conductive over the at least a portion of the nonconductive outer surface a second conductive layer is arranged on the inner surface of the non-conductive elastic coating of the handle against the first conductive layer, the first and second conductive layers forming electrodes of the capacitors forming a grip sensor, which is conductively connected to a measuring and evaluation unit whose data output is conductively connected to a measuring and evaluation unit, the data output of which is connected to a control unit, the essence of the invention is that at least one slit is formed between the first and second conductive layers and and / or the second conductive layer and the slit is an insulating layer.
Ve výhodném provedení rukojeti se senzorem uchopení překrývá izolační vrstva celou plochu první vodivé vrstvy, přičemž štěrbina je vytvořena mezi izolační vrstvou a druhou vodivou vrstvou.In a preferred embodiment of the handle with the grip sensor, the insulating layer overlaps the entire surface of the first conductive layer, the gap being formed between the insulating layer and the second conductive layer.
- 1 CZ 303271 B6- 1 GB 303271 B6
Přitom může být výhodné, je-li první vodivá vrstva vytvořena selektivní metal izací alespoň části vnějšího povrchu tělesa rukojeti nebo pokovenou plastovou fólií nalepenou na alespoň část vnějšího povrchu tělesa rukojeti nebo kovovou fólií nalepenou na alespoň část vnějšího povrchu tělesa rukojeti nebo kovovou vrstvou napařenou na alespoň část vnějšího povrchu tělesa rukojeti nebo elektricky vodivým plastem/elastomerem vstříknutým na alespoň část vnějšího povrchu tělesa rukojeti.In this case, it may be advantageous if the first conductive layer is formed by selective metallization of at least a portion of the outer surface of the handle body or a metallized plastic film adhered to at least a portion of the outer surface of the handle body or metal foil adhered to at least a portion of the outer surface of the handle body or a portion of the outer surface of the handle body or an electrically conductive plastic / elastomer injected onto at least a portion of the outer surface of the handle body.
Výhodné rovněž je, je-li druhá vodivá vrstva elastická, je-li vytvořena vstřikováním elektricky vodivého elastického materiálu a je-li pevně spojena s nevodivým elastickým potahem rukojeti.It is also advantageous if the second conductive layer is elastic, is formed by injection of an electrically conductive elastic material and is firmly connected to the non-conductive elastic coating of the handle.
ioio
V dalším výhodném příkladném provedení je měřicí a vyhodnocovací jednotka integrována do tělesa rukojeti.In another preferred exemplary embodiment, the measuring and evaluation unit is integrated into the handle body.
Konečně v dalším výhodném příkladném provedení je nad vnějším nevodivým povrchem tělesa is rukojeti více od sebe oddělených prvních vodivých vrstev, v odstupu od nich jsou na vnitřní ploše nevodivého elastického potahu rukojeti proti prvním vodivým vrstvám uspořádány od sebe oddělené druhé vodivé vrstvy pro vytvoření několika nezávislých kondenzátorů ve vzájemně nezávislých senzorických oblastech, přičemž vývody nezávislých kondenzátorů jsou vodivě připojeny k měřicí a vyhodnocovací jednotce.Finally, in a further preferred exemplary embodiment, a plurality of first conductive layers are spaced apart from the outer nonconductive surface of the body and the handle, spaced apart therefrom on the inner surface of the nonconductive elastic handle cover against the first conductive layers. in the mutually independent sensory areas, the terminals of the independent capacitors being conductively connected to the measuring and evaluation unit.
Přehled obrázků na výkreseOverview of the drawings
Vynález bude dále podrobněji popsán podle přiložených výkresů, kde na obr. 1 je v částečném řezu znázorněno příkladné provedení rukojeti podle vynálezu, na obr. 2 je znázorněn detail A z obr. 1 a na obr. 3 je znázorněno příkladné provedení tělesa rukojeti podle vynálezu.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a partial cross-sectional view of an exemplary handle according to the invention; Figure 2 shows detail A of Figure 1; .
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Na obr. 1 je schematicky v částečném řezu znázorněno příkladné provedení rukojeti podle vynálezu. Na válcovitém tělese 3 řídítek je upevněno těleso 1 rukojeti, přes které je převlečen nevodivý elastický potah 2 rukojeti,1 shows an exemplary embodiment of a handle according to the invention, schematically in partial section; FIG. The handlebar body 1 is fastened to the cylindrical body 3 of the handlebar, over which the non-conductive elastic coating 2 of the handle is threaded,
Na obr. 2 je schematicky znázorněn detail A z obr. I. Nad nevodivým vnějším povrchem tělesa 1 rukojeti je první vodivá vrstva 5. V odstupu od ní je na vnitřní ploše nevodivého elastického potahu 2 rukojeti proti první vodivé vrstvě 5 uspořádána druhá vodivá vrstva 4. Mezi první a druhou vodivou vrstvou 5 a 4 je vytvořena štěrbina 7. První a druhá vodivá vrstva 5 a 4 přitom vytváření elektrody kondenzátorů, tvořícího senzor uchopení. Tento kondenzátor je vodivě při40 pojen k měřicí a vyhodnocovací jednotce 9 prostřednictvím propojení 8, viz obr. 1. Mezi první vodivou vrstvou 5 a štěrbinou 7 je izolační vrstva 6. Datový výstup měřicí a vyhodnocovací jednotky 9 je připojen k ovládací jednotce JO.Fig. 2 schematically shows detail A of Fig. I. Above the non-conductive outer surface of the handle body 1 is a first conductive layer 5. At a distance therefrom, a second conductive layer 4 is disposed on the inner surface of the non-conductive elastic coating 2 of the handle. A gap 7 is formed between the first and second conductive layers 5 and 4. The first and second conductive layers 5 and 4 form a capacitor electrode forming the gripping sensor. This capacitor is conductively coupled to the measuring and evaluation unit 9 via a connection 8, see FIG. 1. An insulating layer 6 is provided between the first conductive layer 5 and the slot 7. The data output of the measuring and evaluation unit 9 is connected to the control unit 10.
Na obr. 3 je schematicky znázorněno těleso i rukojeti se zahloubenými oblastmi 11.FIG. 3 schematically illustrates the body and handles with the recessed areas 11.
Těleso i rukojeti je v příkladném provedení vyhotovené z konstrukčního termoplastu a má na svém povrchu jednu nebo více zahloubených oblastí JJ specifického tvaru a zakřivení, například ve tvaru válce, šroubovice, a podobně, a to konkávního nebo konvexního zakřivení. Na povrchu těchto zahloubených oblastí JJ se nacházejí první vodivé vrstvy 5 tvořící vnitřní elektrody. Tyto první vodivé vrstvy 5 mohou být propojeny do jedné společné první vodivé vrstvy 5 anebo fungovat jako samostatné první vodivé vrstvy 5 pro vzájemně nezávislé senzorické oblasti. První vodivé vrstvy 5 jsou pevně spojeny s tělesem i rukojeti. Mohou být vyhotoveny například selektivní metalizací tělesa I rukojeti nebo nalepením pokovené plastové fólie na těleso i rukojeti nebo nalepením měděné pásky na těleso I rukojeti nebo napařením kovové vrstvy na těleso i rukojeti nebo vstříknutím elektricky vodivého plastu/elastomeru na těleso i rukojeti.In the exemplary embodiment, the body and the handle are made of structural thermoplastic and have one or more recessed regions 11 of a specific shape and curvature, for example cylindrical, helical, and the like, on a surface of concave or convex curvature. On the surface of these recessed areas 11 there are first conductive layers 5 forming internal electrodes. These first conductive layers 5 may be connected to one common first conductive layer 5 or function as separate first conductive layers 5 for mutually independent sensory areas. The first conductive layers 5 are firmly connected to the body and the handles. They may be made, for example, by selective metallization of the handle body I or by sticking a metallized plastic film onto the body and handle or by sticking a copper tape to the handle body or by vaporizing a metal layer on the body and handle or by injecting an electrically conductive plastic / elastomer onto the body and handle.
C7 303271 B6C7 303271 B6
Na vnitřní straně elastického potahu 2 rukojeti vyhotoveného z elektricky nevodivého termoplastického elastomeru se nachází druhá vodivá vrstva 4, tvořící druhou elektrodu, která je pevně spojena s elastickým potahem 2 rukojeti. Druhá vodivá vrstva 4 je vyhotovena z elektricky vodi5 vého elastického materiálu například technologií vstřikování a je tvořena jednou válcovou oblastí a nebo více oblastmi specifických tvarů a zakřivení, které svým tvarem a polohou odpovídají zahloubeným oblastem l_LOn the inside of the elastic handle coating 2 made of an electrically non-conductive thermoplastic elastomer there is a second conductive layer 4 forming a second electrode which is firmly connected to the elastic handle coating 2. The second conductive layer 4 is made of an electrically conductive elastic material, for example by injection molding technology, and is formed by one cylindrical region or more regions of specific shapes and curvature, corresponding in shape and position to the recessed regions 11.
První vodivá vrstva 5 a druhá vodivá vrstva 4 spolu tvoří kondenzátor. Mezi nimi se nachází io dielektrikum, které je tvořeno izolační vrstvou 6 a vzduchovou nebo plynovou štěrbinou 7. Izolační vrstva 6 přikrývá minimálně plochu prvních vodivých vrstev 5, může však pokrývat i povrch tělesa I rukojeti.The first conductive layer 5 and the second conductive layer 4 together form a capacitor. Among them there is also a dielectric, which consists of an insulating layer 6 and an air or gas slot 7. The insulating layer 6 covers at least the area of the first conductive layers 5, but it can also cover the surface of the handle body I.
Činnost rukojeti je následující: Pri uchopení rukojeti rukou se vlivem působení síly deformuje is elastický potah 2 rukojeti spolu s druhou vodivou vrstvou 4. Tím dojde k zmenšení vzduchové štěrbiny 7 a k přiblížení druhých a prvních vodivých vrstev 4 a 5. To má za následek zvýšení kapacity kondenzátoru. Změna kapacity kondenzátoru je vyhodnocována pomocí měřicí a vyhodnocovací jednotky 9, která je pomocí vodivého propojení 8 napojena na kondenzátor tvořený první a druhou vodivou vrstvou 5 a 4, které představují vnitřní a vnější elektrodu konden20 zátoru.The operation of the handle is as follows: When gripping the handle, the elastic coating 2 of the handle together with the second conductive layer 4 deforms under the influence of force. This will reduce the air gap 7 and bring the second and first conductive layers 4 and 5 closer. capacitor. The change in capacitor capacity is evaluated by means of a measuring and evaluation unit 9, which is connected via a conductive connection 8 to a capacitor formed by the first and second conductive layers 5 and 4, which represent the inner and outer electrodes of the condenser 20.
Měřicí a vyhodnocovací jednotka 9 je propojena s ovládací jednotkou J_0 stroje přes příslušné rozhraní a je umístěna mimo rukojeť anebo je integrována do tělesa i rukojeti.The measuring and evaluation unit 9 is connected to the machine control unit 10 via a respective interface and is located outside the handle or integrated into the body and the handle.
Pokud kapacita kondenzátoru přesáhne nastavenou mez a stochasticky se pohybuje ve stanoveném rozsahu, znamená to, že ruka drží rukojeť. Pokud kapacita kondenzátoru klesne v stanoveném čase pod nastavenou mez, znamená to, že ruka nedrží rukojeť.If the capacitor capacity exceeds the set limit and stochastically moves within the specified range, this means that the hand is holding the handle. If the capacitor capacity falls below the set limit at the specified time, this means that the hand is not holding the handle.
Rukojeť je navržena tak, že určitá intenzita stlačení, případně definované intervaly stlačení ruko30 jeti, mohou být využity jako řídicí a ovládací povely.The handle is designed in such a way that a certain amount of depression, possibly defined by hand grip intervals, can be used as control and control commands.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Rukojeť podle vynálezu je možno použít jako bezpečnostní prvek, sloužící k rozpoznání uchopení rukojeti rukou pri řízení strojů nebo jako ovládací prvek s využitím hmatových řídicích povelů nebo i pro měření intenzity stlačení/uchopení, např. pro rehabilitační účely.The handle according to the invention can be used as a security element for detecting the grip of the hand grip while driving machines or as a control element using tactile control commands or even for measuring the compression / grip intensity, eg for rehabilitation purposes.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20110095A CZ201195A3 (en) | 2011-02-23 | 2011-02-23 | Handle with gripping sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20110095A CZ201195A3 (en) | 2011-02-23 | 2011-02-23 | Handle with gripping sensor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ303271B6 true CZ303271B6 (en) | 2012-07-04 |
CZ201195A3 CZ201195A3 (en) | 2012-07-04 |
Family
ID=46332732
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ20110095A CZ201195A3 (en) | 2011-02-23 | 2011-02-23 | Handle with gripping sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ201195A3 (en) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1989008352A1 (en) * | 1988-03-03 | 1989-09-08 | Setec Messgeräte Gesellschaft M.B.H. | Capacitive proximity detector |
DE4113487C1 (en) * | 1991-04-25 | 1992-11-05 | Fleischgrosshandel Hans-Werner & Bernd Meixner Gmbh, 6301 Wettenberg, De | |
DE4344187A1 (en) * | 1993-12-23 | 1995-06-29 | Magenwirth Gmbh Co Gustav | Dead-man signal generation device for hand-guided machine |
EP0701917A1 (en) * | 1994-09-15 | 1996-03-20 | Agria-Werke GmbH | Deadman's device, in particular for hand-guided and/or hand-hold motor-driven processing machines |
DE19843666A1 (en) * | 1998-09-23 | 2000-03-30 | Magenwirth Gmbh Co Gustav | Dead man control |
WO2001055510A1 (en) * | 2000-01-27 | 2001-08-02 | Wacker-Werke Gmbh & Co. Kg | Manually operated working device having a speed that is adjusted automatically |
WO2003093048A1 (en) * | 2002-04-30 | 2003-11-13 | Gustav Magenwirth Gmbh & Co. | Dead man's device |
US20040099513A1 (en) * | 2002-11-21 | 2004-05-27 | Jack Hetherington | Substantially rigid capacitive joystick designs |
WO2009018354A1 (en) * | 2007-07-31 | 2009-02-05 | Vermeer Manufacturing Company | Apparatus and method of capacitively sensing operator presence for a stump cutter |
-
2011
- 2011-02-23 CZ CZ20110095A patent/CZ201195A3/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1989008352A1 (en) * | 1988-03-03 | 1989-09-08 | Setec Messgeräte Gesellschaft M.B.H. | Capacitive proximity detector |
DE4113487C1 (en) * | 1991-04-25 | 1992-11-05 | Fleischgrosshandel Hans-Werner & Bernd Meixner Gmbh, 6301 Wettenberg, De | |
DE4344187A1 (en) * | 1993-12-23 | 1995-06-29 | Magenwirth Gmbh Co Gustav | Dead-man signal generation device for hand-guided machine |
EP0701917A1 (en) * | 1994-09-15 | 1996-03-20 | Agria-Werke GmbH | Deadman's device, in particular for hand-guided and/or hand-hold motor-driven processing machines |
DE19843666A1 (en) * | 1998-09-23 | 2000-03-30 | Magenwirth Gmbh Co Gustav | Dead man control |
WO2001055510A1 (en) * | 2000-01-27 | 2001-08-02 | Wacker-Werke Gmbh & Co. Kg | Manually operated working device having a speed that is adjusted automatically |
WO2003093048A1 (en) * | 2002-04-30 | 2003-11-13 | Gustav Magenwirth Gmbh & Co. | Dead man's device |
US20040099513A1 (en) * | 2002-11-21 | 2004-05-27 | Jack Hetherington | Substantially rigid capacitive joystick designs |
WO2009018354A1 (en) * | 2007-07-31 | 2009-02-05 | Vermeer Manufacturing Company | Apparatus and method of capacitively sensing operator presence for a stump cutter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ201195A3 (en) | 2012-07-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10253530B2 (en) | Vehicle unlocking control device provided with an outer control member having an over-molded mounting | |
US9196820B2 (en) | Piezoelectric pressure sensor having piezoelectric material covering electrodes | |
CN107677296A (en) | A kind of Grazing condition is close to touch-pressure sensation sensor | |
US8336399B2 (en) | Sensor system | |
JP6260622B2 (en) | Single layer force sensor | |
US8576047B2 (en) | Motor vehicle outside door handle with a sensor module | |
WO2014200970A1 (en) | Door handle arrangement for vehicles | |
CN107849866A (en) | Door outer handle for vehicle | |
CN104081666B (en) | For triggering the sensor of the action on Motor vehicle door | |
WO2010091276A8 (en) | Capacitive proximity tactile sensor | |
KR20120054063A (en) | Printed force sensor within a touch screen | |
CN110471556B (en) | Sensor device and method | |
CN107765686B (en) | Sensing device for safe interaction between human and robot | |
US20130239733A1 (en) | Input device and control system of in-vehicle device | |
WO2007144039A3 (en) | Anti-pinch sensor | |
KR20190075827A (en) | Method for manufacturing a strain gauge device, a strain gauge device, and the use of the device | |
EP2916210B1 (en) | Finger-worn device for providing user input | |
US20230176000A1 (en) | Rain Detection Device, Garden Appliance Having the Rain Detection Device, and Method for Sensing Rain Drops on a Surface by Means of a Rain Detection Device | |
WO2008129807A1 (en) | Rotation sensor | |
EP3770965A3 (en) | Display device and method for manufacturing the same | |
CZ303271B6 (en) | Handle with handgrip sensor | |
CN209820667U (en) | Capacitive touch sensor, electronic skin and intelligent robot | |
WO2007084337A3 (en) | Sensor apparatus and method | |
US10421199B2 (en) | Skin for robot | |
EP4040459B1 (en) | Capacitance detection sensor, capacitance detection sensor module and state determination method using capacitance detection sensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20180223 |