DD222493A5

DD222493A5 - Einrichtung zum ansteuern eines elektrisch betriebenen apparates

Info

Publication number: DD222493A5
Application number: DD84261821A
Authority: DD
Inventors: Walter Mueller
Original assignee: Incap Ltd
Priority date: 1983-04-12
Filing date: 1984-04-10
Publication date: 1985-05-22
Also published as: SE8401317D0; CH660554A5; ES530547A0; DK98984A; DE3408895A1; GB8316397D0; JPH0580222B2; ATA97884A; FR2544526B1; AU2669984A; AT387714B; SE458501B; ES8503885A1; CA1219050A; DK98984D0; NL8401051A; BR8401684A; ZA842177B; KR880002106B1; SE8401317L

Abstract

Es ist wenigstens ein auf menschlichem Blas- und/oder Saugstrom ansprechendes, ein entsprechendes Signal abgebendes und an ein Mundstueck (27) angeschlossenes Betaetigungselement (44, 45) vorgesehen, das ueber eine Auswerteschaltung (64) an den anzusteuernden Apparat (73) gekoppelt ist. Um die Anzahl der moeglichen Kombinationen der Steuersignale bzw. Steuerdaten zu vervielfachen sind an weitere Eingaenge der wenigstens einen Mikroprozessor (67) aufweisenden Auswerteschaltung zwei Positionsgeber (x-Pos, y-Pos) gekoppelt, die bei benuetztem Mundstueck (27) je ein fuer dessen Lage in einem koordinaten System charakteristisches Koordinatensignal abgeben, wobei der Mikroprozessor (67) dazu eingerichtet ist, die Kombination der Signale des als Staudruckwandler (44, 45) ausgebildeten Betaetigungselementes und der Signale der Prositionsgeber (x-Pos, y-Pos) in Steuerdaten fuer den Apparat (73) aufzuarbeiten. Fig. 8

Description

Berlin, den 31. 5. 1984 63 591/13

Einrichtung zum Ansteuern eines elektrisch betriebenen Apparates

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Ansteuern eines elektrisch betriebenen Apparates,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Solche Einrichtungen sind namentlich, jedoch nicht ausschließlich als Hilfsmittel für körperlich schwer behinderte Personen bekannt« Siehe beispielsweise "Paraplegia**, offizielles Organ der schweizerischen Paraplegiker-Stiftung, 4055 Basel, 7. Oahrgang, Nr. 25, März 1983, Seite 16, unteres Bild und zugehörige Legende. Die bekannten Einrichtungen dienen also lediglich dazu, beispielsweise über ein die Anpassungsschaltung bildendes Relais einen Lichtschalter zu betätigen oder einen Schwesternruf auszulösen. Die bekannten Einrichtungen üben somit lediglich die Funktion eines einfachen, ferngesteuerten "Ein- Aus"-Schalters oder bestenfalls eines Umschalters aus.

Ziel, der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die bekannten Einrichtungen so weiterzuentwickeln, daß bei Bedienung durch körperlich schwer behinderte Personen komplexe Steuervorgänge ausgelöst werden können.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Ansteuern eines elektrisch betriebenen Apparates zu schaffeny die lediglich der Betätigung durch den Mund der Bedienungsperson bedarf, jedoch wesentlich komplexere, elektrisch betriebene Apparate als einen Schalter oder dergleichen anzusteuern vermag. Dabei kann die Bedienungsperson - wie eingangs erwähnt - eine körperlich schwer behinderte Person sein, z* B. ein armloser oder ein querschnittsgelähmterPatient oder aber eine Person, die ihre Tätigkeit nicht oder nicht vollständig nur unter Zuhilfenahme der beiden eigenen Hände zu verrichten imstande ist. Als anzusteuernde elektrisch betriebene Apparate seien rein beispielsweise und ohne Anspruch auf Vollständigkeit aufgezählt: Elektrisch angetriebene und gelenkte Fahrzeuge, einschließlich RoIlstühle, mit Elektroantrieb ausgerüstete künstliche Gliedmaßen , ferngesteuerte Manipulatoren einschließlich Industrieroboter, Schreibmaschinen, Rechenanlagen einschließlich Elektronenrechner und interaktive EDV-Systeme. Zu diesem Zweck ist die vorgeschlagene Einrichtung dadurch gekennzeichnet, daß an weitere Eingänge der wenigstens einen Mikroprozessor aufweisenden Auswärteschaltung zwei Positionsgeber gekoppelt sind, die bei benutztem Mundstück je ein für dessen Lage in einem Koordinatensystem charakteristisches Koordirtatensignal abgegeben, wobei der Mikroprozessor dazu eingerichtet ist, die Signale des als- Staudruckwandler ausgebildeten Betätigungselementes und die Koordinatensignale der Positionsgeber in Steuerdaten für den Apparat aufzuarbeiten.

Dabei kann das Koordinatensystem ein orthogonales sein, dessen Axen parallel zur Bewegung des Mundes der Bedienungsperson sind, die diese bei einer Schwenkbewegung und bei

einer Nickbewegung des Kopfes ausführt. Angenommen, bei der Schwenkbewegung des Kopfes vermöge der Mund einen Bogen von 20 cm Länge und bei der Nickbewegung einen solchen von 7 cm Länge zu beschreiben und angenommen ferner, daß die Positionsgeber ein Auflösungsvermögen von je 0,5 cm Bogenlänge aufweisen und daß ein Staudruckwandler vorhanden sei, der nur ein Signal bei Saug- und nur eines bei Blasströmung abgibt, vermag die Einrichtung bereits über tausend verschiedenartige Signalkombinationen abzugeben. Weist das Mundstück zwei benachbarte und je zu einem Staudruckwandler der genannten Art führende Öffnungen auf, die wahlweise mit der Zunge der Bedienungsperson verschließbar und freigebbar sind, und wenn die Positionsgeber das zuvor angenommene Auflösungsvermögen aufweisen, verdreifacht sich die Anzahl der möglichen Signalkombinationen·

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück mit einer Halterung verbunden ist, die in eine feste Bezugslage zum Körper einer Bedienungsperson bringbar ist, und daß das Mundstück in bezug auf die Halterung in zwei, je durch die Positionsgeber erfaßten, Koordinatenrichtungen bewegbar ist. Die Halterung weist eine Schiene und einen längs derselben verschiebbaren Schlitten auf» in welchem das Mundstück in einer quer zur Schiene verlaufenden Richtung bewegbar montiert ist.

Längs der Schiene ist eine Reihe von Positionssensoren montiert, die durch «ein am Schlitten montiertes Element aktivierbar sind, wobei diese Sensoren und das Element zusammen den eineiT Positionsgeber bilden. Der andere Positionsgeber erfaßt die Querbewegung des Mundstückes in bezug auf die Schiene und ist als Winkelkodierer oder als Potentiometer ausgebildet* Das Mundstück ist über wenigstens ein quer zum

Verlauf der Schiene deformierbares Federelement am Schlitten montiert, wobei der andere Positionsgeber wenigstens einen mit dem Federelement verbundenen Dehnungsmeßstreifen aufweist. Die an der Schiene montierten Positionssensoren sind lichtempfindliche Elemente, zum Beispiel Fototransistoren, die durch eine am Schlitten montierte Lichtquelle aktivierbar sind. An der Schiene ist ein Widerstand angeordnet^ der mit einem am Schlitten montierten Schleifkontakt zusammenwirkt und mit diesem ein den einen Positionsgeber darstellendes Potentiometer bildet*

Die Halterung weist ein erstes, in einer ersten Ebene verschwenkbares Parallelogrammgestänge auf, dessen Endglieder am Körper der Person verankerbar sind, wobei wenigstens eines dieser Endglieder durch ein zweites, in einer zur ersten Ebene rechtwinklig stehenden Ebene verschwenkbares Parallelograramgestänge gebildet ist. Das Mundstück ist am mittleren Glied des ersteh Farallelogrammgestänges befestigt, während die Positionsgeber Winkelgeber sind, die den Verschwenkwinkel des einen und des anderen Parallelogrammgestänges erfassen» Die Winkelgeber sind als Winkelkodierer oder als Potentiometer ausgebildet« Das Mundstück ist mit einem Beißkontakt versehen, der ebenfalls an die Auswerteschaltung gekoppelt ist· Die Schiene ist mittels eines Schwenkarmes von einer Arbeite- in eine Ruhelage und zurück verschwenkbar· Der Schwenkarm ist mittels eines Motors von der Arbeits- in die Ruhelage verschwenkbar, wobei der Motor mittels eines durch den Kopf der Bedienungsperson betätigbaren Schälters ein- und ausschaltbar ist.

An die Auäferteschaltung ist eine Anzeigevorrichtung gekoppelt , die nebst den zu steuernden Funktionen des Apparates einen Markierpunkt anzeigt, der seinerseits die momentane

Lage des Mundstückes im Koordinatensystem anzeigt· Das Mundstück weist mehrere, insbesondere zwei unmittelbar benachbarte Blasöffnungen auf, die je an einen Staudruckwandler angeschlossen sind, deren Ausgänge je an einen Eingang der Auswerteschaltung geführt sind.

«

Ausführungsbeispiel

Nachstehend sind anhand der Zeichnung einige Ausführungsbeispiele der vorgeschlagenen Einrichtung näher beschrieben« Darin zeigen:

Fig. 1: eine scbematische Draufsicht einer ersten Ausführungsforra jenes Teiles der Einrichtung, der unmittelbar durch die Bedienungsperson zu betätigen ist;

Fig. 2: eine scheraatische Draufsicht einer zweiten Ausführungsform jenes Teiles der Einrichtung, der unmittelbar durch die Bedienungsperson zu betätigen ist;

Fig. 3: eine Seitenansicht der Fig. 2;

Fig. 4: in vergrößertem Maßstab einen Horizontalschnitt jener Bestandteile der Fig. 1, die mit dem Mundstück zusammenwirken, mit verschiedenen Varianten eines Positionsgeber ;

Fig. 5; eine Ansicht, teilsweise im Schnitt, in Richtung des Pfeiles V der Fig. 4;

Fig. 6: einen Schnitt längs der Linie VI - VI der Fig. 4;

Fig. 7; einen Schnitt längs der Linie VII - VII bei aus der Ruhelage nach oben bewegtem Mundstück und mit anderen Ausführungsformen der beiden Positionsgeber, und

. ' ' '... . . . ' ' ·Λ '

Fig. 8: ein vereinfachtes Blockschema einer Auswerteschaltung.

Vorerst sei bemerkt» daß das noch zu beschreibende Mundstück Bewegungen des Mundes und mithin des Kopfes der das Mundstück bedienenden Person mitmacht. Die Schwenkbewegung (seitliche Hin-und Herbewegung) des Kopfes dieser Person sei nachstehend als Bewegung in x-Richtung und die momentane Schwenkstellung als x-Koordinate bezeichnet» während die Nickbewegung (Auf- und Abbewegung) als Bewegung in y-Richtung und die momentane Niekstellung als y-Koordinate bezeichnet sei., . -' " ^; . ' ' . . .·

In Fig· 1 erkennt man von oben den Kopf IO einer Person. Mit 11 ist die rechtwinklig zur Zeichenebene stehende Achse bezeichnet» um die der Kopf 10 sich verdrehen, d. h. verschwenken kann. Ein ortsfest angeordneter, vertikalachsxger Antriebsmotor 12, der mittels eines Schalters 13 ein- und ausschaltbar sowie bezüglich Drehrichtung umschaltbar ist', trägt einen in einer Horizontalebene verschwenkbaren Schwenkarm 14, an dem eine Halterung 15 mit einer bogenförmigen Führungsschiene 16 befestigt ist. Längs dieser Führungsschiene 16 ist ein Schlitten verschiebbar, wie mit den Pfeilen angegeben. Im bzw. am Schlitten 17 ist - wie noch zu beschreiben ,sein wird - ein Mundstück ein- bzw« angebaut * das die Person mit dem Mund längs der Schiene 16, die einen Bogen um die Achse 11 beschreibt, also in x-Richtung bewegen kann. Betätigt die Person z. B. mit der Wange oder der Schläfe den Schalter 13, nachdem sie das Mundstück freigegeben, hat, schwenkt der durch den Motor 12 angetriebene Arm 14 im Uhrzeigersinn (Pfeil 19) die Halterung 15 mit dem Schlitten 17 in die gestrichelte eingezeichnete Außerbetriebsstellung und gibt damit das Gesicht der Person frei. Eine

nochmalige Betätigung des Schalters 13 führt die Halterung 15 mit dem Schlitten 17 wieder in die in Fig. 1 ausgezogen dargestellte Betriebsstellung· Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform ist nicht unbedingt an einem ortsfesten Teil, beispielsweise an einem Sitzmöbel, auf dem die Bedienungsperson Platz zu nehmen hat, montiert, sondern kann auch am Körper der Person befestigt sein. Die Halterung 15 könnte dementsprechend an einem am Rumpf der.Person festzumachenden Gestell montiert sein·

Die Ausführungsform der Fig. 2 und 3 ist tatsächlich am Körper der Person verankert und bewegt sich somit mit deren Rumpf. Zu diesem Zweck ist ein den Nacken und die Schultern der Person umgreifendes, dem Träger anatomisch angepaßtes Gestell 20 vorgesehen. Dieses Gestell 20 ist zweckmäßig mit nicht dargestellten Bändern am Oberkörper der Person festgezurrt. An den die Schultern übergreifenden Teilen des Gestells 20 sind, um je ein Kugelgelenk 21, 22 verschwenkbary die Endglieder 23, 24 eines ersten Parallelogramragestänges 25 angelenkt, an deren mittlerem Glied 26 ein Mundstück 27 befestigt ist. In diesem ist hier ein vorerst nur scheraatisch angegebener Staudruckwandler 28 eingebaut. Die vertikale Schwenkachse 22 des Endgliedes 24 ist zugleich' die Achse eines Winkelgebers 29, z. B. eines Potentiometers oder eines Winkelkodierers, der somit ein dem Verschwenkwinkel des Parallelogrammgestänges 25 in der Horizontalebene entsprechendes, elektrisches Signal abgibt. Eines der Endglieder des Parallelogrammgestänges 25, z. B. das Endglied 23, ist seinerseits, wie der Fig. 3 zu entnehmen ist, als in einer Vertikalebene verschwenkbares Parallelogrammgestänge ausgebildet, dessen oberer Stab einen weiteren Winkelgeber 30 betätigt, der seinerseits ein dem Verschwenkwinkel des Gestänges 23 in der Vertikalebene entsprechendes Signal abgibt. Die

Länge der Stäbe der Gestänge 23 und 25 sind so gewählt!, daß das vom Mund der Person bewegte Mundstuck 27» das außerdem mit einem Beißkontakt 31 versehen sein kann, nur Bögen beschreiben kann, die um die Achse 11 und um die Achse 32 (Achse der Nickbewegung des Kopfes 10) verlaufen.

Außer den durch den Staudruckwandler 28 und allenfalls durch den Beißkontakt 31 abgegebenen Signalen geben somit die Winkelgeber 29 und 30 Je ein für die x- bzw« die y-Richtung charakteristisches Signal ab, wobei alle diese Signale mit einem nur schematisch angegebenen Leitungsstrang 33 weitergeleitet werden· ,

Anhand der Fig. 4 bis 7 ist das Mundstück namentlich in seiner Einbauweise im Schlitten 17 der Fig. 1 näher beschrieben. Das Mundstück 27 der Fig. 2 bis 3 im engeren Sinne kann ähnlich ausgebildet sein wie das in den Fig. 4 bis 7 dargestellte Mundstück«

Das dargestellte Mundstück 27 weist zwei in der Art einer Mundmaske anatomisch geformte, seitliche Lappen 34* 35 auf, die dazu bestimmt sind;, satt an den an die Mundwinkel der Person anschließenden Partien der Wangen anzuliegen. Im mittleren Bereich zwischen den Lappen 34, 35 sind hier zwei Blasbzw. Saugöffnungen 36, 37 vorhanden» die je in eine Kammer 38 bzw. 39 münden. Von den Kammern 38 und 39 geht je eine ins Freie führende Entlüftungsleitung 40, 41 mit einem gedrosselten, vorzugsweise einstellbaren Durchlaßvermögen aus, sowie je ein Anschlußnippel 42 bzw. 43. Die Anschlußnippel 42, 43 verbinden die Kammern 38, 39 mit der einen Seite je eines Staudruckwandlers 44, 45, deren andere Seite über eine Druckausgleichsöffnung 46 bzw. 47 mit der Umgebung in Verbindung steht. Die Staudruckwandler 44* 45 erzeugen ein nach

Wert und Vorzeichen für die Druckdifferenz zwischen den Kammern 38 bzw. 39 und der Umgebung charakteristisches Signal.

Wie insbesondere den Fig. 5 und 7 zu entnehmen ist, ist das Mundstück 27 über zwei Paare übereinander angeordneter Blattfedern 48, 49, beispielsweise aus Kunststoff, mit dem Schlitten 17 verbunden, der seinerseits entlang der bogenförmigen Führungsschiene 16 verschiebbar ist. Die oberen und die unteren Blattfedern 48 bzw. 49 sind einerends am Schlitten 17, andernends an den freien Endbereichen der seitlichen Lappen 34 bzw. 35 befestigt und ermöglichen somit, daß das Mundstück 27 quer zum Verlauf der Führungsschiene 16 und gegen die Wirkung der Blattfedern, d. h. in y-Richtung verschoben oder ausgelenkt werden kann. Wie diese Bewegung erfaßt wird, ist nachstehend noch zu beschreiben.

Der Schlitten 17 hintergreift mit einem bogenförmigen, im Querschnitt "T"-förmigen Fortsatz 50 zwei gegeneinander gerichtete Flansche 51, 52, die an der Führungsschiene 15 ausgebildet sind. Am Fortsatz 50 ist eine praktisch punktförmige Lichtquelle 53, z. B. eine Licht emittierende Diode (LED) befestigt. Ihr gegenüber sind auf einem an der Halterung befestigten und somit in bezug auf die Führungsschiene 16 ortsfesten Support 54 lichtempfindliche Elemente 55 (z. B. Fototransistoren) in einer zum Bogen der Führungsschiene konzentrischen Reihe angeordnet. Die Lichtquelle 53 bildet somit mit der Reihe der lichtempfindlichen Elemente 55 den Positionsgeber für die x-Richtung insofern, als die Lichtquelle 53 jeweils nur eines der Elemente 55 zu aktivieren vermag, welches seinerseits die Momentanlage des Schlittens 17 in x-Richtung angibt.

Wie der Fig. 7 zu entnehmen ist, kann dieser Positionsgeber fur die x-Richtung auch durch einen parallel zum Bogen der Schiene 16 verlaufenden Widerstandsbelag 56 gebildet'sein, der von einem am Fortsatz 50 befestigten Schleifkontakt 57 bestrichen wird. Der Schleifkontakt 57 bestreicht auch ein zuiTi Widerstands belag 56 paralleles, von diesem jedoch isoliertes Schleif ringsegment 50, so daß der Widerstandswert zwischen dem einen Ende des Widerstandsbelages 56 und dem· Schleifringsegment 58 von derMomentanlage der x-Richtung des Schlittens 17 und damit des Mundstückes 27 abhängig ist. Der Belag 56, der Schleifkontakt 57 und das Schleifringsegraent 58 bilden somit ebenfalls einen Positionsgeber für die x-Richtung» der in diesem Falle ein für die x-Lage charakteristisches; analoges Signal abgibt.

Es wurde bereits gesagt,, daß sich das Mundstück 27 in bezug auf den Schlitten und gegen die Wirkung der Blattfedern 48, 49 nach oben und nach unten, also quer zum Verlauf der Schiene 16 bewegen bzw. auslenken läßt. Die Richtung dieser Bewegung ist die y-Richtung (in Fig. 7 ist das Mundstück 27 maximal nach oben ausgelenkt). Um diese Bewegung bzw. Auslenkung in y-Richtung zu erfassen, ist in Fig. 5 am Schlitten 17 ein Winkelkodierer 59 befestigtV der über einen gegabelten Arm 60 betätigbar ist, der seinerseits einen seitlich am Mundstück 27 befestigten Stift 61 umgreift. Der Winkel-, kodierer 59 bildet somit den Positionsgeber für die y-Richtung.

Gemäß Fig. 7 kann der Positionsgeber für die x-Richtung auch ein Potentiometer sein, das aus einem am Schlitten 17 befestigten VViderstandsbelag 62 besteht, der von einem am Mundstück 27 angeordneten Schleifkontakt 63 bestrichen wird. Oer Widerstandswert zwischen einem Ende des Widerstandsbelages

und dem Schleifkontakt 63 bzw. der darüber entstehende Spannungsabfall ergibt ein analoges, für die Moaentanlage des Mundstückes 27 in y-Richtung charakteristisches Signal.

Der Einfachheit halber ist in Fig. 7 (und auch in Fig. 1) noch eine weitere Ausführungsform eines Positionsgebers für die y-Richtung gezeigt. Wenn das Mundstück 27 quer zur Führungsschiene 16 bewegt bzw. ausgelenkt wird, verbiegen sich die Blattfedern 48, 49, wie in Fig. 7 gezeigt, in der Form eines "S". Diese Verbiegung hat für einen Teil; der Oberfläche jeder Blattfeder eine Dehnung und für einen anderen Teil derselben Oberfläche eine Stauchung zur Folge,' wobei das Ausmaß der Dehnung und/oder der Stauchung ebenfalls ein Maß für die Auslenkung des Mundstückes 27 in y-Richtung ist. Daher sind bei der in Fig. 7 (und Fig. 1) dargestellten Ausführungsform an einer der unteren Blattfedern 49 zwei Dehnungsmeßstreifen 65, 66 fixiert, die somit ihrerseits auch einen Positionsgeber für die y-Richtung darstellen, die ein analoges Ausgangssignal liefern.

Damit sind die in der Nähe des Mundes der Bedienungsperson befindlichen Elemente beschrieben,; die folgende Signale liefern:

-Staudruckwandler 28 bzw. 44> 45: Druckdifferenz in einer bzw. zwei voneinander getrennten Kammern gegenüber der Umgebung (erzeugt durch Blasen bzw. Saugen durch die öffnungen 36 und/oder 37),

- Winkelgeber 29 (Fig. 2) oder LED 53 und Fototransistoren 55 (Fig. 4) oder Potentiometer 56, 57, 58 (Fig. 7): Momentanlage des Mundstückes in x-Richtung,

- Winkelgeber 30 (Fig. 3) oder Winkelkodierer 59 (Fig. 5) oder Potentiometer 62, 63 (Fig. 7) oder Dehnungsmeßstreifen

-65* 66 (Fig. 1-, 7): Momentanlage des Mundstückes 27 in y-Richtungv '

- Beißkontakt 31 (Fig. 3 und 6): Zusätzliches Schaltsignal.

Daß diese verschiedenartigen Signale in Daten aufzubereiten sindi die geeignet sind den anzusteuernden Apparat tatsächlich in Funktion zu bringen, versteht sich. Ebenso ist einzusehen , daß die zu diesem Zwecke erforderliche Auswerteschaltung nicht nur an die Art der Staudruckwandler bzw« . DruckiJießdosen und der Positionsgeber, sondern auch an die Art des anzusteuernden Apparates und schließlich auch an die eventuell beeinträchtigten Fähigkeiten der Bedienungsperson anzupassen ist, die die Einrichtung zu bedienen hat.

Ein Ausführungsbeis'piel einer solchen denkbaren Auswerteschaltung ist sehr schematisch und rein beispielsweise in Fig. 8 dargestellt und mit 64 bezeichnet.

Gewissermaßen die Eingangsstufe der Auswerteschaltung 64 bildet ein Mikroprozessor 67 (z. B. Type MC 6805, oder Type 8048), in dem zusätzlich zu einer Zentraleinheit (CPU) ein Arbeitsspeicher (RAM), ein Festprogrammspeicher (ROM) und einige Analog / Digital- sowie Digital / Analog-Wandler mit den Zugehörigen Ein- und Ausgängen integriert sind. Eingangsseitig sind an den Mikroprozessor angeschlossen: Die Staudruckwandler 44, 45 (bzw. 28), die Positionsgeber für die x- und y*-Richtung (hier mit x-Pos und mit y-Pos bezeichnet), sowie - sofern vorhanden - der Beißkontakt 31«

Das im Festprogramraspeicher vorhandene Programm übernimmt im dargestellten Beispiel folgende Aufgaben:

- Aufnahme der von den Gebern allenfalls anfallenden digi-* talen und analogen Signale,

- Digitalisieren der analogen Signale,

- Auswerten und Aufbereiten der digitalisierten Signale in Daten nach Maßgabe der Bedürfnisse des anzusteuernden Apparates und Ausgabe dieser Daten in seriell kodierter Form.

An den Mikroprozessor 67 kann eine interaktive Standard-Schnittstelle 68 (Interface) der Type RS 232 (in Fig« 8 gestrichelt umrahmt) anschließen, oder für beide Richtungen des Datenflusses je ein Treiberbaustein 69 (z. B. MC 1488) und je ein an einen Treiberbaustein gekoppelter Empfängerbaustein 70 (z. B· MC 1489), wobei die Art der Kopplung zwischen dem Treiber- und Empfängerbausteinen über einen Leiter führen oder auch drahtlos sein kann.

An die Schnittstelle 68 bzw. an die Bausteine 69, 70 schließt ein Mikrocomputer 71 an, der einerseits über eine weitere Schnittstelle 72 den anzusteuernden Apparat 73 steuert und andererseits an ein Peripheriegerät, ζ. B. in Form eines Bildschirmgerätes 74 angeschlossen ist. Dieses Bildschirmgerät 74 ist direkt oder über eine Projektionseinrichtung in Sichtweite der die Einrichtung bedienenden Person aufgestellt. Auf dem Bildschirmgerät 74 können beispielsweise die vom Apparat 73 auszuführenden Funktionen in Form von Texten oder Symbolen erscheinen sowie eine Markierung (Cursor), welche die momentane Lage des Mundstückes 27 im x-, y-Koordinatensystem angibt. Wird nun die Markierung zur Deckung mit einem Funktionstext bzw. einem Funktionssymbol gebracht, kann beispielsweise durch Balsen und/oder Saugen die entsprechende Funktion im Apparat 73 ausgelöst werden, wobei dann die Beendigung der Funktion wieder auf dem Bildschirmgerät 74 angezeigt wird.

Wenn ζ· 8. der Apparat eine Schreibmaschine oder eine EDV-Anlage ist, dann würde beispielsweise auf dem Bildschirmgerät die entsprechende Eingabetastatur erscheinen und gegebenenfalls (zu allfälligen Korrekturzwecken) eine bestimmte Anzahl der zuvor eingegebenen Daten«

Wie bereits erwähnt, ist die Auswerteschaltung 64 an die Art der eingabeseitig verwendeten Geber* an die Art des anzusteuernden Apparates anzupassen, wobei das Festprogramm des Mikroprozessors 67 und gegebenenfalls das Programm des Mikrocomputers 71 auch an die Fähigkeiten der Bedienungsperson angepaßt werden kann* Der Aufbau der Auswerteschaltung 64 kann somit je nach anzusteuerndem Apparat sehr verschieden sein. Wichtig ist bei der beschriebenen Vorrichtung, daß mit dem bzw. den Staudruckwandlern und den mittelbar oder unmittelbar an das Mundstück gekoppelten Positionsgebern eine sozusagen unbegrenzte Anzahl von Signalkombinationen erzeugbar ist» die sich zu Daten aufbereiten lassen, die zur Steuerung komplexer Apparate erforderlich und geeignet sind.

Die beschriebene Einrichtung kann somit als wertvolles Hilfsmittel zur vollen Wiedereingliederung und Befähigung körperlich schwerbehinderter Personen angesehen werden und/oder auch als Beitrag zur Erleichterung bzw. Vereinfachung der Durchführung komplexer ,Steuervorgänge.

Claims

Erfindungsanspruch

1. Einrichtung zum Ansteuern eines elektrisch betriebenen Apparates (73), mit wenigstens einem auf menschlichen Blas- und/oder Saugstrom ansprechenden» ein entsprechendes Signal abgebenden und an ein Mundstück angeschlossenen Betätigungselement, das über eine Auswerteschaltung an den anzusteuernden Apparat gekoppelt ist, gekennzeichnet dadurch, daß an weitere Eingänge der wenigstens einen Mikroprozessor (67) aufweisenden Auswerteschaltung zwei Positionsgeber (29; 53, 55γ 56, 57, 58; 59. 62, 63; 65, 66) gekoppelt sind, die bei benutztem Mundstück (27) je ein für dessen Lage in einem Koordinatensystem charakteristisches Koordinatensignal abgeben, wobei der Mikroprozessor (67) dazu eingerichtet ist, die Signale des als Staudruckwandler (28; 44,45) ausgebildeten Betätigungseleraentes und die Koordinatensignale der Positionsgeber in Steuerdaten für den Apparat (73) aufzuarbeiten.
2. Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Mundstück (27) mit einer Halterung (15; 20) verbunden ist, die in eine feste Bezugslage zum Körper einer Bedienungsperson bringbar ist, und daß das Mundstück'(27) in bezug auf die Halterung (15; 20) in zwei, je durch die Positionsgeber erfaßten, Koordinatenrichtungen bewegbar ist.
3. Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Halterung (15) eine Schiene (16) und einen längs derselben verschiebbaren Schlitten (27) aufweist, in welchem das Mundstück (27) in einer quer zur Schiene (16) verlaufenden Richtung bewegbar montiert ist.
4. Einrichtung nach Punkt 3» gekennzeichnet dadurch, daß längs der Schiene (16) eine Reihe von Positionssensoren (55) montiert ist, die durch ein am Schlitten (17) montiertes Element (53) aktivierbar sind, wobei diese Sensoren und das Element zusammen den einen Positionsgeber bilden»
5. Einrichtung nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß

der andere Positionsgeber die Querbewegung des Mundstückes (27) in bezug auf die Schiene (16) erfaßt und als Winkelkodierer (59) oder als Potentiometer (62, 63) ausgebildet ist. . ' ' . . " '. , ; '
6. Einrichtung nach den Punkten 3 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß das Mundstück (27) über wenigstens ein quer zum Verlauf der Schiene (16) deformierbaresiFederelement (48> 49) am Schlitten (17) montiert ist,, wobei der andere Positionsgeber wenigstens einen mit dem Federelement (49) verbundenen Dehnungsmeßstreifen (65, 66) aufweist.
7. Einrichtung nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß

die an der Schiene (16) montierten Positionssensoren lichtempfindliche Elemente (55), zum Beispiel Fototransistoren sind* die durch eine am Schlitten (17) montierte Lichtquelle (53) aktivierbar sind.
8. Einrichtung nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß an der Schiene (16) ein Widerstand (56) angeordnet ist, der mit einem am Schlitten (17) montierten Schleifkontakt (57) zusammenwirkt und mit diesem ein den einen Positionsgeber darstellendes Potentiometer bildet.
9. Hinrichtung nach Punkt 2» gekennzeichnet dadurch, daß die Halterung (20) ein erstes, in einer ersten Ebene verschwenkbares Parallelogramnigestänge (25) aufweist, dessen Endglieder (23* 24) am Körper der Person verankerbar sind, wobei wenigstens eines dieser Endglieder (23) durch ein zweites, in einer zur ersten Ebene rechtwinklig stehenden Ebene verschwenkbares Parallelogrammgestänge gebildet ist, wobei das Mundstück (27) am mittleren Glied (26) des ersten Parallelogrammgestänges (25) befestigt ist, während die Positionsgeber Winkelgeber (29, 30) sind, die den Verschwenkwinkel des einen und des anderen Parallelogrammgestänges (25, 23) erfassen.
10. Einrichtung nach Punkt 9, gekennzeichnet dadurch, daß die Winkelgeber (29, 30) als Winkelkodierer oder als Potentiometer ausgebildet sind·
11. Einrichtung nach einem der vorangehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß das Mundstuck (27) mit einem Beißkontakt (31) versehen ist, der ebenfalls an die Auswerteschaltung gekoppelt ist.
12. Einrichtung nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Schiene (16) mittels eines Schwenkarmes (14) von einer Arbeits- in eine Ruhelage und zurück verschwenkbar ist.
13. Einrichtung nach Punkt 12^ gekennzeichnet dadurch, daß der Schwenkarm (14) mittels eines Motors (12) von der Arbeits- in die Ruhelage verschwenkbar ist, wobei der Motor (12) mittels eines durch den Kopf (10) der Bedienungsperson betätigbaren Schalters (13) ein- und ausschaltbar ist.
14. Einrichtung nach einem der vorangehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß an die Auswerteschaltung (64) eine Anzeigevorrichtung (74) gekoppelt ist, die nebst den zu steuernden Funktionen des Apparates (73) einen Markiepunkt anzeigt, der seinerseits die momentane Lage des Mundstückes (27) im Koordinatensystem anzeigt.
15. Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 14, gekennzeichnet dadurch, daß das Mundstück (27) mehrere, insbesondere zwei unmittelbar benachbarte Blasöffnungen (36, 37) aufweist, die je an einen Staudruckwandler (44V 45) angeschlossen sind, deren Ausgänge je an einen Eingang der Auswerteschaltung (67) geführt sind.

Hierzu 4 Seiten Zeichnungen.