DE102014106826A1

DE102014106826A1 - Fußbedienbare Bedieneinrichtung zur Bedienung mehrerer insbesondere medizinischer Geräte

Info

Publication number: DE102014106826A1
Application number: DE102014106826.2A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-05-14
Filing date: 2014-05-14
Publication date: 2015-11-19

Abstract

Eine flußbedienbare Bedieneinrichtung zur wechselweisen Bedienung mehrerer mit der Bedieneinrichtung verbundener, insbesondere medizinischer Geräte, aufweisend ein betätigbares Grundelement, ein erstes Eingabeelement zur Auswahl des bedienten Geräts durch eine erste Art der Betätigung des Grundelements und ein zweites Eingabeelement zur Erzeugung eines Eingangssignals für das ausgewählte Gerät durch eine zweite Art der Betätigung des Grundelements.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine fußbedienbare Bedieneinrichtung zur wechselweisen Bedienung mehrerer mit der Bedieneinrichtung verbundener, insbesondere medizinischer Geräte sowie ein Verfahren zur wechselweisen Bedienung mehrerer mit einer einzelnen Bedieneinrichtung verbundener, insbesondere medizinischer Geräte.
Bei vielen Tätigkeiten, insbesondere im medizinischen Bereich, ist es notwendig, mehrere Geräte zu verwenden. Dabei werden die einzelnen Geräte jeweils über dedizierte, dem jeweiligen Gerät zugeordnete fußbedienbare Bedieneinrichtungen, insbesondere Fußschalter, bedient, um die Hände des Bedieners nicht zu binden. Die daraus resultierende Vielzahl von Fußschaltern nimmt einen gewissen Platz in Anspruch, was den Bewegungsspielraum des Bedieners einschränken kann. Außerdem ist die Aufmerksamkeit des Bedieners gefordert, den richtigen Fußschalter für das gewünschte zu bedienende Gerät zu verwenden und nicht irrtümlich ein falsches Gerät zu bedienen.
Die vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, eine fußbedienbare Bedieneinrichtung und ein Verfahren zur wechselweisen Bedienung mehrerer Geräte mittels einer fußbedienbaren Bedieneinrichtung bereitzustellen, die die vorstehend genannten Nachteile nicht aufweisen.
Die Erfindung betrifft eine fußbedienbare Bedieneinrichtung zur wechselweisen Bedienung mehrerer mit der Bedieneinrichtung verbundener, insbesondere medizinischer Geräte. Die Bedieneinrichtung weist ein betätigbares Grundelement, ein erstes Eingabeelement zur Auswahl des bedienten Geräts durch eine erste Art der Betätigung des Grundelements und ein zweites Eingabeelement zur Erzeugung eines Eingabesignals für das ausgewählte Gerät durch eine zweite Art der Betätigung des Grundelements auf.
Das Grundelement ist bevorzugt eine Art Pedal, insbesondere eine Platte zur Aufnahme des Fußes oder eines Schuhs. Durch eine Betätigung des Grundelements sind die beiden Eingabeelemente betätigbar. Das Grundelement kann beispielsweise durch eine translatorische oder rotatorische Bewegung oder durch eine Verformung betätigt werden. In diesem Dokument bezeichnet die Art der Betätigung des Grundelements nicht nur beispielsweise eine der vorstehend genannten Möglichkeiten, sondern bevorzugt zusätzlich die Richtung der Betätigung. Weiterhin ist es möglich, bei einer Art der Betätigung das Grundelement sowohl zu bewegen als auch zu verformen.
Bevorzugt ist das Grundelement ein einstückiges Element, beispielsweise in Form einer Platte zur Aufnahme eines Fußes oder eines Schuhs. Das Grundelement kann jedoch auch zwei oder mehrstückig ausgebildet sein, so dass beispielsweise unterschiedliche Teile des Grundelements bei den beiden Arten der Betätigung betätigt werden. So betätigt beispielsweise eine Drehung eines ersten Teils des Grundelements nach hinten das erste Eingabeelement und eine Drehung eines zweiten Teils des Grundelements nach vorne das zweite Eingabeelement.
Bei einem zwei- oder mehrstückigen Grundelement können die Teile des Grundelements an unterschiedlichen Basisteilen angeordnet sein, die insbesondere unabhängig voneinander platziert werden können. In einer Ausführungsform sind zum Beispiel zwei voneinander unabhängige Pedale als zwei Teile des Grundelements vorgesehen. Die Betätigung eines der Pedale ist die erste Art der Betätigung des Grundelements und die Betätigung des zweiten Pedals ist die zweite Art der Betätigung des Grundelements. Bevorzugt sind jedoch alle Teile des Grundelements an einem Basisteil, wie beispielsweise einem Gehäuse, angeordnet.
Die erfindungsgemäße fußbedienbare Bedieneinrichtung hat den Vorteil, dass insbesondere eine einzelne Bedieneinrichtung, insbesondere mit einem einzigen ein- oder mehrteiligen Grundelement, zur Bedienung mehrerer Geräte geeignet ist, indem das Grundelement je nach Art seiner Betätigung das zu bedienende Gerät auswählt, insbesondere aus der Gesamtheit der mit der Bedieneinrichtung verbundenen Geräte, oder ein Eingangssignal für das ausgewählte, also bediente oder zu bedienende, Gerät erzeugt. Somit muss nur Platz für eine einzige Bedieneinrichtung vorhanden sein und der Bediener kann nicht irrtümlich eine falsche Bedieneinrichtung betätigen.
In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist das erste und/oder das zweite Eingabeelement eine Piezoelement. Ein Piezoelement erzeugt bei einer mechanischen Verformung eine elektrische Spannung, die analysiert werden kann, um auf die Betätigung und insbesondere die Kraft der Betätigung des Grundelements und damit des Piezoelements zurückschließen zu können. Bei einem Eingabeelement, insbesondere bei dem ersten Eingabeelement, kann es sich auch um einen Schalter handeln. Bei einem Eingabeelement, insbesondere bei dem zweiten Eingabeelement, kann es sich um ein anderes geeignetes Element wie beispielsweise einen Dehnungsmessstreifen handeln. Der Dehnungsmessstreifen kann auch zusätzlich zu einem Piezoelement vorhanden sein, insbesondere um eine redundante oder präzisere Messung der Betätigung des Grundelements zu bewirken.
In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist das erste und/oder zweite Eingabeelement an oder in dem Grundelement angeordnet und wirkt bevorzugt mechanisch damit zusammen. Dies bedeutet, dass eine entsprechende Art der Betätigung des Grundelements bevorzugt mechanisch eine Betätigung des entsprechenden Eingabeelements bewirkt. Insbesondere wenn es sich bei dem Eingabeelement um ein Piezoelement handelt, ist eine Anordnung an oder in dem Grundelement vorteilhaft, insbesondere um eine Verformung des Grundelements durch eine Betätigung durch den Bediener zu detektieren. Ein Piezoelement ist dabei bevorzugt an der Unterseite des Grundelements angeordnet, wobei in diesem Dokument die Unterseite des Grundelements die Oberfläche genannt ist, die der Oberfläche, die den Fuß oder Schuh des Bedieners aufnimmt, gegenüberliegt und bei einer Positionierung der Bedieneinrichtung auf einer Oberfläche wie beispielsweise dem Fußboden nach unten weist, also in Richtung des Fußbodens. Das Piezoelement kann jedoch auch in das Grundelement integriert sein.
In einer Ausgestaltungsform der Erfindung weist die Bedieneinrichtung mindestens einen Aktor insbesondere zur Erzeugung einer haptischen Rückmeldung auf. Die haptische Rückmeldung ist beispielsweise ein Hinweis, dass ein anderes Gerät ausgewählt wurde, und insbesondere eine haptische Rückmeldung, die das ausgewählte Gerät eindeutig kennzeichnet, so dass der Bediener der Bedieneinrichtung anhand der haptischen Rückmeldung erkennen kann, welches Gerät er mit der zweiten Art der Betätigung des Grundelements zukünftig bedient. Alternativ oder zusätzlich kann die haptische Rückmeldung zur Übermittlung eines Status des bedienten, also ausgewählten Geräts an den Bediener der Bedieneinrichtung sein. Weiterhin alternativ oder zusätzlich kann die haptische Rückmeldung eine Information über das Eingangssignal an das bediente Gerät enthalten, beispielsweise in Form einer Rückmeldung, die in Frequenz und/oder Intensität proportional zu dem Eingangssignal ist oder das Erreichen einer Schaltstufe des Eingangssignals kennzeichnet.
Ist ein Eingabeelement ein Piezoelement wie vorstehend beschrieben, so dient dieses Piezoelement bevorzugt gleichzeitig als Aktor. Somit ist nur ein einzelnes Element notwendig, das sowohl als Eingabeelement als auch als Aktor dienen kann.
In einer Ausgestaltungsform der Erfindung weist die Bedieneinrichtung mehrere Aktoren, insbesondere mehrere Piezoelemente, auf, wobei bevorzugt insbesondere mehrere Piezoelemente das zweite Eingabeelement bilden. Somit kann eine örtlich verteilte haptische Rückmeldung erzeugt werden. Beispielsweise kann, insbesondere bei Verwendung von Piezoelementen, das Grundelement je nach ausgewähltem zu bedienenden Gerät mittels einer oder mehrerer Piezoelemente zumindest teilweise zusätzlich versteift werden.
In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist das Grundelement drehbar gelagert und das erste Eingabeelement und/oder das zweite Eingabeelement durch eine Drehung des Grundelements betätigbar. Die Drehachse liegt beispielsweise parallel zu dem Grundelement und insbesondere parallel zu derjenigen Fläche des Grundelements, die den Fuß oder Schuh des Bedieners aufnimmt. Somit ist das Grundelement kippbar, bezogen auf den Fuß des Bedieners beispielsweise nach vorne und hinten bzw. nach links und rechts. Dann ist die erste Art der Betätigung des Piezoelements beispielsweise eine Drehung oder Verkippung des Grundelements in eine Richtung und die zweite Art der Betätigung des Grundelements bevorzugt eine Drehung oder Verkippung des Grundelements in die entgegengesetzte Richtung.
Ist das Grundelement nach vorne und hinten kippbar, so ist die zugehörige Drehachse bevorzugt unter dem Schwerpunkt des Fußes auf dem Grundelement positioniert, was eine ermüdungsfreie Betätigung des Bedienelements ermöglicht. Die Drehachse befindet sich dazu in Längsrichtung der Oberfläche des Grundelements, die den Fuß oder Schuh des Bedieners aufnimmt, zwischen 20% und 40%, bevorzugt 25% bis 35%, der Längsausdehnung dieser Oberfläche von dem hinteren Rand dieser Oberfläche entfernt.
Alternativ oder zusätzlich kann die Drehachse senkrecht auf dem Grundelement stehen, insbesondere senkrecht auf einer Fläche des Grundelements zur Aufnahme des Fußes oder Schuhs des Bedieners.
Durch die geeignete Wahl des Lagers für das Grundelement ist auch eine Drehung in mehreren rotatorischen Dimensionen möglich, beispielsweise durch die Verwendung eines Kugelgelenks. So kann beispielsweise durch eine Drehung des Grundelements um eine Achse senkrecht zum Grundelement sequentiell vorwärts und rückwärts zwischen den mit der Bedieneinrichtung verbundenen Geräte umgeschaltet werden, während durch eine Drehung um eine Drehachse, die parallel zur Oberfläche des Grundelements liegt, beispielsweise nach vorne oder hinten bzw. nach links oder rechts, ein entsprechendes Eingangssignal für das ausgewählte Bediengerät erzeugt werden kann.
In diesem Fall ist die erste Art der Betätigung einer Rotation um eine erste Drehachse und die zweite Art der Betätigung einer Rotation um eine zweite Drehachse, die bevorzugt senkrecht oder in einem der natürlichen Bewegungsfreiheit des Fußes angepassten Winkel auf der ersten Drehachse steht. Die erste und zweite Art der Betätigung umfassen beispielsweise jeweils beide Drehrichtungen um die entsprechende Drehachse.
Bevorzugt ist das Grundelement in eine Nulllage vorgespannt, vorzugsweise durch zwei Federelemente, die zwei entgegengesetzte Drehmomente oder Kräfte auf das Grundelement ausüben. Endet eine Betätigung des Grundelements, so kehrt dieses somit automatisch in die Nulllage zurück. Die Federelemente sind beispielsweise derart dimensioniert und positioniert, dass sie in der Nulllage des Grundelements keine Kraft oder kein Drehmoment auf das Grundelement ausüben, bei einer Auslenkung aus der Nulllage jedoch ein Drehmoment oder eine Kraft ausüben. In einer Ausgestaltungsform sind die Drehmomente oder Kräfte für die beiden Arten der Betätigung des Grundelements unterschiedlich stark, so dass eine Art der Betätigung für den Bediener schwerer durchzuführen ist als die andere Art der Betätigung. Ist beispielsweise das der ersten Art der Betätigung entgegenwirkende Drehmoment oder die entgegenwirkende Kraft größer als bei der zweiten Art der Betätigung, so wird insbesondere ein unbeabsichtigtes Umschalten zwischen den Geräten verhindert.
In der Nulllage bildet die Oberfläche, die den Fuß oder den Schuh des Bedieners aufnimmt, insbesondere einen Winkel von 10° bis 45°, bevorzugt 24° bis 26°, besonders bevorzugt 25° mit der Oberfläche, auf der die Bedieneinrichtung platziert ist. Dieser Winkel kann beispielsweise abhängig von der Sitzhöhe des Bedieners und/oder dem Abstand zum Bediener variieren.
In einer Ausgestaltungsform der Erfindung weist die Bedieneinrichtung eine Basis auf, die bei der Verwendung der Bedieneinrichtung auf einer Oberfläche wie beispielsweise dem Fußboden platziert wird. Handelt es sich bei der Betätigung des Grundelements um eine translatorische oder rotatorische Bewegung, so erfolgt diese insbesondere relativ zu der Basis. Die Basis kann beispielsweise eine Platte oder eine Vielzahl von Standfüßen beinhalten.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Bedieneinrichtung zur wechselweisen Bedienung mehrerer mit der Bedieneinrichtung verbundener, insbesondere medizinscher Geräte, und insbesondere eine fußbedienbare Bedieneinrichtung, wie sie vorstehend beschrieben wurde. Die Bedieneinrichtung weist eine optische Beleuchtungseinrichtung zur Erzeugung eines Lichtsignals, das das bediente Gerät kennzeichnet, auf einer die Bedieneinrichtung zumindest teilweise umgebenden Oberfläche auf. Die Oberfläche ist insbesondere ein Teil der Fläche, wie beispielsweise dem Fußboden, auf der die Bedieneinrichtung platziert ist. In das Lichtsignal ist das bediente, also ausgewählte Gerät kodiert, beispielsweise durch eines oder mehreres aus der Farbe des Lichts, einer Blinkfrequenz des Lichts oder die Form des Lichtsignals. Dadurch kann der Bediener der Bedieneinrichtung einfach erkennen, welches Gerät ausgewählt ist und durch die zweite Art der Betätigung des Grundelements bedient wird. Die Form des Lichtsignals wird beispielsweise mittels einer Maske oder Schablone erzeugt, die im Bereich der Lichttechnik auch als Gobo bezeichnet wird.
Die optische Beleuchtungseinrichtung ist bevorzugt derart angeordnet, dass das Lichtsignal weit über die Standfläche der Bedieneinrichtung hinaus reicht. Dies bedeutet, dass das Lichtsignal insbesondere mindestens das doppelte, dreifache oder vierfache der Breite der Bedieneinrichtung über die Standfläche hinausreicht. In absoluten Zahlen reicht das Lichtsignal bevorzugt mindestens 10 cm, 20 cm, 50 cm oder 100 cm über die Standfläche der Bedieneinrichtung hinaus. Das Lichtsignal kann auch eine Korona um das Bedienelement herum sein.
Alternativ oder zusätzlich kann das Lichtsignal das Eingangssignal für das bediente Gerät und/oder den Status des bedienten Geräts kennzeichnen, beispielsweise die Drehzahl eines Bohrers, die Drehgeschwindigkeit eines C-Bogens, die Pumpleistung einer Pumpe, die Bewegung eines Patiententisches, oder die Intensität eines Strahls, insbesondere eines Behandlungsstrahls.
Die optische Beleuchtungseinrichtung kann beispielswiese ein Leuchtmittel, wie insbesondere eine oder mehrere Leuchtdioden, sein. Insbesondere ist die Farbe des Lichts, das das Leuchtmittel erzeugt, einstellbar. Bei der optischen Beleuchtungseinrichtung kann es sich jedoch auch um eine komplexere Beleuchtungseinrichtung wie beispielsweise einen Projektor handeln, der Lichtsignale unterschiedlicher Farben und/oder Formen erzeugen kann, und insbesondere mehrfarbige Lichtsignale erzeugen kann. Weiterhin kann es sich bei der optischen Beleuchtungseinrichtung beispielsweise um einen Laser handeln, der insbesondere verschiedene Muster projizieren kann.
Somit ergeben sich durch das Lichtsignal diverse Möglichkeiten der Rückmeldung an den Bediener der Bedieneinrichtung. In einem Beispiel wird das ausgewählte Gerät durch die Farbe des Lichtsignals und das Eingangssignal für das ausgewählte Gerät oder ein Status des gewählten Geräts durch eine Blinkfrequenz des Lichtsignals zurückgemeldet. In einem anderen Beispiel wird das ausgewählte Gerät durch die Form des Lichtsignals und das Eingangssignal für das ausgewählte Gerät oder der Status des ausgewählten Geräts über eine Drehung des Lichtsignals, insbesondere des Gobos, zurückgemeldet. Durch die Drehrichtung des Gobos kann insbesondere die Drehrichtung des Geräts, wie eines Bohrers oder C-Bogens, zurückgemeldet werden.
In einer Ausgestaltungsform der Erfindung weist die Bedieneinrichtung eine Steuereinrichtung zur Auswertung der Ausgangssignale des ersten Eingabeelements und des zweiten Eingabeelements und zur Erzeugung eines Eingangssignals für das ausgewählte Gerät auf. Handelt es sich bei einem Eingabeelement um einen Schalter, so ist dessen Ausgangssignal ein Schaltsignal. Die Steuereinrichtung ist beispielsweise derart ausgestaltet, dass sie beim Empfang eines Schaltsignals von dem ersten Eingabeelement sequentiell ein Gerät aus der Vielzahl der mit der Bedieneinrichtung verbundenen Geräte auswählt. Kann die erste Art der Betätigung des Grundelements eine Drehung in zwei Richtungen sein, so ist die Steuereinheit bevorzugt derart ausgestaltet, dass sie in Abhängigkeit von der Betätigungsrichtung sequentiell vorwärts oder rückwärts zwischen den Geräten umschaltet. Die Steuereinrichtung ist bevorzugt weiterhin derart ausgestaltet, dass sie das in Abhängigkeit der zweiten Art der Betätigung des Grundelements erzeugte Eingangssignal an das ausgewählte Gerät ausgibt.
Ein Gerät kann auf jede mögliche Art mit der Bedieneinrichtung, und insbesondere der Steuereinrichtung, verbunden sein, beispielsweise leitungsgebunden, drahtlos oder über ein Bus-System. Die Steuereinrichtung ist bevorzugt in der Basis der Bedieneinrichtung angeordnet.
In der Steuereinrichtung ist bevorzugt eine Kennlinie hinterlegt, die den Zusammenhang zwischen dem Ausgangssignal des zweiten Eingabeelements und dem zu erzeugenden Eingangssignal repräsentiert. Die Kennlinie kann beispielsweise eine einfache Proportionalität zwischen dem Ausgangssignal des zweiten Eingabeelements und dem erzeugten Eingangssignal für das bediente Gerät darstellen. Optional kann die Kennlinie eine Nichtlinearität zwischen der mechanischen Betätigung des Grundelements und dem Ausgangssignal des zweiten Eingabeelements kompensieren, sodass das von der Steuereinrichtung erzeugt Eingangssignal für das ausgewählte Gerät linear Proportional zu der Intensität der Betätigung des Grundelements ist. In einem anderen Beispiel kann anhand der Kennlinie aus einem stetigen Ausgangssignal des zweiten Eingabeelements ein stufenweises Eingangssignal für das ausgewählte Gerät erzeugt werden, beispielsweise mit einer oder mehreren Stufen für verschiedene Schwellwerte des Ausgangssignals des zweiten Eingabeelements. In noch einem anderem Beispiel kann die Kennlinie aus einem oder mehreren Dirac-Stößen bestehen, sodass in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des zweiten Eingabeelements ein Impuls oder mehrere Impulse als Eingangssignal für das ausgewählte Gerät erzeugt werden.
Jedem zu bedienendem Gerät kann eine zugehörige Kennlinie zugeordnet sein, so dass die Bedieneinrichtung zur Bedienung verschiedenster Geräte geeignet ist.
Weist die Bedieneinrichtung einen Aktor auf, so dient die Steuereinrichtung bevorzugt ebenfalls zur entsprechenden Ansteuerung des Aktors. Dabei kann die Steuereinrichtung das Steuersignal zur Ansteuerung des Aktors beispielsweise aus dem erzeugten Eingangssignal für das ausgewählte Gerät oder in Abhängigkeit eines von dem ausgewählten Gerät übermittelten Rückmeldungssignals erzeugen.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Einlegesohle für einen Schuh, die eine Bedieneinrichtung wie vorstehend beschrieben aufweist, sowie einen Schuh mit einer solchen Einlegesohle beziehungsweise einen Schuh, der eine Bedieneinrichtung wie vorstehend beschrieben aufweist. Dadurch kann verhindert werden, dass der Bediener von der Bedieneinrichtung abrutscht. Wenn die Bedieneinrichtung Bestandteil einer Einlegesohle ist, so entspricht die Standfläche der Bedieneinrichtung, neben der die optische Beleuchtungseinrichtung das Lichtsignal erzeugt, bevorzugt der Grundfläche der Sohle. Somit wird das Lichtsignal neben der Sohle, und somit neben dem Schuh, insbesondere auf dem Fußboden erzeugt. Die Steuereinrichtung ist bevorzugt in der Sohle beziehungsweise in dem Schuh angeordnet.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur wechselweisen Bedienung mehrerer mit einer einzelnen Bedieneinrichtung, insbesondere einer Bedieneinrichtung wie vorstehend beschrieben, verbundener, insbesondere mediziniseher Geräte, Ein Schritt des Verfahrens ist das Auswählen eines mittels der Bedieneinrichtung zur bedienenden Geräts aus den mit der Bedieneinrichtung verbundenen Geräten. Ein weiterer Schritt des Verfahrens ist das Erzeugen eines Eingangssignals für das ausgewählte Gerät mittels einer Betätigung der Bedieneinrichtung. Das Auswählen des mittels der Bedieneinrichtung zu bedienenden Geräts kann mittels einer Betätigung an der Bedieneinrichtung oder auf andere Art und Weise erfolgen, beispielsweise per Spracherkennung oder einer separaten Auswahleinrichtung.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur wechselweisen Bedienung mehrerer mit einer einzelnen Bedieneinrichtung, insbesondere einer Bedieneinrichtung wie vorstehend beschrieben, verbundener, insbesondere medizinischer Geräte, und insbesondere ein Verfahren wie vorstehend beschrieben. Das Verfahren umfasst das Erzeugen eines Lichtsignals, das das bediente Gerät kennzeichnet, auf einer die Bedienrichtung zumindest teilweise umgebenden Oberfläche.
Die technischen Wirkungen der Verfahren sind analog zu den Vorteilen der vorstehend beschriebenen Bedieneinrichtung. Die Verfahren können weitere Schritte enthalten, die im Bezug auf die Vorrichtungsmerkmale detailliert beschrieben wurden.
Es liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung, ein oder mehr Merkmale aus zwei oder mehr Ausgestaltungsformen miteinander zu kombinieren, um eine neue Ausführungsform zu bilden, solange dies technisch sinnvoll und möglich ist.
Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigt:
1 eine fußbediente Bedieneinrichtung mit einem Grundelement in Nulllage,
2 die Bedieneinrichtung aus 1 bei einer ersten Art der Betätigung,
3 die Bedieneinrichtung aus 1 bei einer zweiten Art der Betätigung,
4 eine schematische Darstellung der Komponenten der Bedieneinrichtung aus 1,
5 eine erste Kennlinie zwischen dem Ausgangssignal des zweiten Eingabeelements und dem erzeugten Eingangssignal,
6 eine zweite Kennlinie zwischen dem Ausgangssignal des zweiten Eingabeelements und dem erzeugten Eingangssignal,
7 eine Aufsicht auf die Bedieneinrichtung,
8 eine Aufsicht auf eine Bedieneinrichtung einer zweiten Ausgestaltungsform und
9 eine Frontansicht einer Bedieneinrichtung gemäß einer dritten Ausgestaltungsform.
Die 1 zeigt eine Seitenansicht einer fußbedienbaren Bedieneinrichtung 1 mit einem Basiskörper 2 und einem Grundelement 3. Das Grundelement 3 ist mittels einer Drehachse A1 drehbar mit dem Basiskörper 2 verbunden. Bei ihrer Verwendung wird die Bedieneinrichtung 1 mit dem Basiskörper 2 auf einem geeigneten Untergrund, beispielsweise dem Fußboden, platziert. Das Grundelement 3 ist mittels des Fußes eines Bedieners betätigbar und bildet dazu eine Auflage für den Fuß beziehungsweise Schuh, wie es in der 1 dargestellt ist.
Das Grundelement 3 weist eine im Wesentlichen ebene Auflagefläche für den Fuß bzw. Schuh des Bedieners auf, die dem Basiskörper 2 abgewendet ist. Die Breite und die Länge der Auflagefläche sind derart gewählt, dass sie einen Fuß beziehungsweise Schuh aufnehmen kann. Die Breite der Auflagefläche beträgt beispielsweise zwischen 10 cm und 20 cm, insbesondere zwischen 10 cm und 15 cm. Die Länge der Auflagefläche beträgt beispielsweise zwischen 25 cm und 40 cm, bevorzugt 30 cm bis 35 cm. Die Drehachse A1 verläuft parallel zur Auflagefläche und parallel zur Querrichtung (links – rechts) der Auflagefläche. Die Position der Drehachse A1 in Längsrichtung (vorne – hinten) der Auflagefläche liegt, vom hinteren Rand der Auflagefläche aus gesehen, beispielsweise bei 10% bis 40% der Länge der Auflagefläche, und bevorzugt bei 15% bis 30% der Länge der Auflagefläche, sodass die Bedienung der Bedieneinrichtung möglichst ermüdungsfrei ist.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Auflagefläche an ihrem hinteren Ende eine Erhöhung auf, die ein Abrutschen des Fußes beziehungsweise des Schuhs von der Auflagefläche nach hinten verhindert. Eine Erhöhung im vorderen Bereich der Auflagefläche verhindert eine Bewegung des Fußes beziehungsweise Schuhs nach vorne. Die beiden Erhöhungen dienen darüber hinaus der Ausrichtung des Schuhs beziehungsweise des Fußes auf der Auflagefläche des Grundelements 3 sowie der Erkennung des Position des Fußes beziehungsweise des Schuhs auf dem Grundelement 3 durch den Bediener.
An dem Basiskörper 2 ist ein erstes Eingabeelement in Form eines Schalters 4 angeordnet. Der Schalter 4 ist hinter der Drehachse A1 angeordnet. Kippt der Bediener den Fuß nach hinten, so bewirkt dies eine Drehung des Grundelements 3 um die Drehachse A1 nach hinten, was eine erste Art der Betätigung des Grundelements 3 darstellt. Das Grundelement 3 verlässt die in 1 dargestellte Nulllage, in der die Auflagefläche einen Winkel von beispielsweise 10 bis 30°, bevorzugt 24 bis 26°, besonders bevorzugt 25°, mit der Unterseite des Basiskörpers 2 bildet. Ab einer gewissen Auslenkung, im vorliegenden Ausführungsbeispiel mindestens 3°, aus der Nulllage, wie es in der 2 dargestellt ist, führt die erste Art der Betätigung des Grundelements 3 zu einer Betätigung des Schalters 4.
In dem Grundelement 3 ist ein zweites Eingabeelement 5 angeordnet, das gestrichelt angedeutet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das zweite Eingabeelement 5 vor der Drehachse A1 angeordnet, insbesondere in einem Bereich des Grundelements 3, der im Bereich des Ballens eines auf der Auflagefläche platzierten Fußes befindlich ist. Bei einer Drehung des Grundelements 3 um die Drehachse A1 nach vorne, wie es in der 3 dargestellt ist, erzeugt das zweite Eingabeelement 5 ein Ausgangssignal, das proportional ist zu der Auslenkung des Grundelements 3 aus seiner in der 1 dargestellten Nulllage.
Die 4 zeigt eine schematische Seitenansicht der fußbedienbaren Bedieneinrichtung 1. Schematisch dargestellt sind der Basiskörper 2 und das daran um die Drehachse A1 drehbar gelagerte Grundelement 3. Auf dem Basiskörper 2 ist der Schalter 4 als erstes Eingabeelement angeordnet, so dass er von dem hinteren Ende des Grundelements 3 betätigt werden kann.
Das Grundelement 3 ist über zwei Federn 8 und 9 in seiner in den 1 und 4 dargestellten Nulllage vorgespannt, so dass das Grundelement 3 automatisch diese Nulllage einnimmt, sobald es nicht betätigt wird. Die beiden Federn 8 und 9 erzeugen entgegengesetzte Drehmomente um die Drehachse A1 auf das Grundelement 3.
Aus der 4 ist ersichtlich, dass im vorliegenden Ausführungsbeispiel das zweite Eingabeelement 5 aus zwei Piezoelementen 5a und 5b besteht, die in unterschiedlichen Abständen von der Drehachse A1 in dem Grundelement 3 angeordnet sind.
Die Bedieneinrichtung 1 weist weiterhin eine optische Beleuchtungseinrichtung 7 auf, die beispielsweise seitlich an dem Basiskörper 2 oder innerhalb des Basiskörpers 2 hinter einer lichtdurchlässigen Abdeckung angeordnet ist.
Die Bedieneinrichtung 1 weist ferner eine Steuereinrichtung 6 auf, die bevorzugt in dem Basiskörper 2 angeordnet ist und mit dem Schalter 4, den Piezoelementen 5a und 5b sowie der Beleuchtungseinrichtung 7 verbunden ist. Darüber hinaus ist die Steuereinrichtung 6 und somit die Bedieneinrichtung 1 beispielhaft mit drei zu bedienenden Geräten 10, 11 und 12 verbunden. Jede Verbindung zwischen der Steuereinheit 6 und einem der Geräte 10, 11 und 12 kann zum Beispiel leitungsgebunden, drahtlos oder als Bus-System ausgebildet sein. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in der 4 Signalwege gestrichelt dargestellt.
Bei einer ersten Art der Betätigung des Grundelements in Form einer Drehung des Grundelements 3 um die Drehachse A1 nach hinten, in den Ansichten in den 1 bis 4 also im Uhrzeigersinn, wird der Schalter 4 betätigt, sobald die Betätigung des Grundelements 3 eine festgelegte Auslenkung des Grundelements 3 aus der Nulllage überschreitet. In diesem Fall erzeugt der Schalter 4 ein Schaltsignal, das von der Steuereinrichtung 6 ausgewertet wird.
Jedes Mal, wenn die Steuereinrichtung 6 ein entsprechendes Schaltsignal vom Schalter 4 empfängt, wählt diese zum Beispiel sequenziell das nächste Gerät aus den mit der Bedieneinrichtung 1 verbunden Geräten 10, 11 und 12 aus. In einer anderen Ausführungsform wird der Betriebszustand des bedienten Gerätes geändert.
Bevorzugt erzeugt die Bedieneinrichtung 1 eine haptische Rückmeldung darüber, dass der Schalter 4 betätigt wurde. Dazu steuert im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Steuereinrichtung 6 mindestens eines der beiden Piezoelemente 5a und 5b als Aktor an. Als Steuersignal für ein Piezoelement, das ein Vibrieren des Grundelements 3 erzeugt, dient beispielsweise eine sinusförmige Schwingung, insbesondere mit einer Frequenz zwischen 20 und 500 Hz und einer Dauer von 10 Millisekunden bis 1 Sekunde. In einer Ausführungsform wird beispielsweise bei jedem sequenziellen Umschalten des zu bedienenden Geräts eine einzelne Vibration des Grundelements 3 erzeugt, in dem mindestens eines der Piezoelemente 5a und 5b einmal mit dem Steuersignal angesteuert wird. In einem anderen Ausführungsbeispiel wird je nach ausgewähltem zu bedienenden Gerät eine unterschiedliche haptische Rückmeldung erzeugt, indem jedem der Geräte 10, 11 und 12 ein anderes Steuersignal für die Ansteuerung mindestens eines der Piezoelemente 5a und 5b zugeordnet ist. So wird beispielsweise das vorstehend beschriebene Steuersignal einmal angelegt, wenn das Gerät 10 ausgewählt wird, zweimal angelegt, wenn das Gerät 11 ausgewählt wird, und dreimal angelegt, wenn das Gerät 12 ausgewählt wird. Je nach ausgewähltem Gerät vibriert das Grundelement 3 somit einmal, zweimal oder dreimal.
Wie vorstehend bereits erläutert, erzeugt bei der zweiten Art der Betätigung zumindest eines der Piezoelemente 5a und 5b ein Ausgangssignal, insbesondere in Form einer Ausgangsspannung, dessen Stärke von der Intensität der Betätigung, also insbesondere der Auslenkung des Grundelements 3 aus einer Nulllage, abhängt. Die Steuereinrichtung 6 ist dazu eingerichtet, das Ausgangssignal mindestens eines der Piezoelemente 5a und 5b zu analysieren und daraus ein Eingangssignal für das ausgewählte zu bedienende Gerät zu erzeugen und diesem Gerät bereitzustellen. Dazu ist in der Steuereinrichtung 6 beispielsweise mindestens eine Kennlinie hinterlegt, die den Zusammenhang zwischen dem Ausgangssignal mindestens eines der Piezoelemente 5a und 5b und dem zu erzeugenden Eingangssignal für das zu bedienende Gerät repräsentiert.
Zwei mögliche Kennlinien sind in den 5 und 6 dargestellt. Die Kennlinie in der 5 ist dem Gerät 10 zugeordnet und repräsentiert die an das Gerät 10 auszugebende Eingangsspannung V₁₀ über der Ausgangsspannung V₅ mindestens eines der Piezoelemente 5a und 5b. Die Kennlinie in der 5 repräsentiert einen linearen Zusammenhang, so dass die Eingangsspannung für das Gerät 10 insbesondere proportional zu der Auslenkung des Grundelements 3 aus seiner Grundlage ist. Alternativ kann die Kennlinie eine Nichtlinearität zwischen der Auslenkung des Grundelements 3 und dem Ausgangssignal mindestens eines der Piezoelemente 5a und 5b kompensieren.
Die 6 zeigt eine stufenförmige Kennlinie für die Eingangsspannung V₁₁ für das Gerät 11 über der Ausgangsspannung V5 mindestens eines der Piezoelemente 5a und 5b. Liegt die Ausgangsspannung V₅ eines der Piezoelemente 5a oder 5b unterhalb der Spannung V_a, so wird eine Spannung von 0 Volt als Eingangssignal an das Gerät 11 ausgegeben. Ab einer Ausgangsspannung V₅ = V_a erzeugt die Steuereinrichtung eine erste konstante Spannung als Eingangsspannung für das Gerät 11, und ab einer Ausgangsspannung V₅ = V_b eine zweite konstante Spannung, die im vorliegenden Beispiel höher ist als die erste konstante Spannung. Mittels der Kennlinie aus der 6 ist es möglich, ein Gerät zu bedienen, das mehrere Schaltstufen aufweist. Auch die Kombination der Kennlinien aus 5 und 6 ist in einer weiteren Ausführungsform möglich, wobei sich die Steigung der Kennlinie bei Erreichen eines Schaltpunktes ändern kann.
Das Erreichen einer Schaltstufe kann über eine haptische Rückmeldung angezeigt werden, beispielsweise indem die Steuereinrichtung 6 mindestens eines der Piezoelemente 5a und 5b als Aktor ansteuert, beispielsweise mittels eines Steuersignals wie vorstehend beschrieben. So kann beispielsweise das Grundelement 3 beim Erreichen der ersten Schaltstufe einmal und beim Erreichen der zweiten Schaltstufe zweimal vibriert werden, Alternativ oder zusätzlich kann ab dem Erreichen der ersten Schaltstufe, also in dem Bereich V_a ≤ V₅ ≤ V_b oder V_a ≤ V₅, eines der Piezoelemente, insbesondere das Piezoelement 5b, mit einer Gleichspannung angesteuert werden, wodurch das Grundelement 3 zumindest abschnittsweise versteift wird und somit einen anderen haptischen Eindruck bei der weitern Betätigung erzeugt.
Die 7 zeigt eine schematische Aufsicht auf die Bedieneinrichtung 1, deren Basiskörper 2 auf einer Unterlage 13, wie beispielsweise dem Fußboden, aufliegt, sich also in einer typischen Position für die Verwendung befindet. Die optische Beleuchtungseinrichtung 7 ist derart an oder in dem Grundkörper 2 angeordnet, dass sie ein Lichtsignal L auf einen neben der Bedieneinrichtung 1 befindlichen Teil der Oberfläche 13 erzeugen kann. Der Abstand des Lichtsignals L von der Bedieneinrichtung 1 und/oder die Größe des Lichtsignals L ist dabei so groß, dass der Bediener der Bedieneinrichtung 1 das Lichtsignal L ohne signifikante Ablenkung von seiner Tätigkeit wahrnehmen kann. Das Lichtsignal kann in einer weiteren Ausführungsform auch an mehreren Stellen gleichzeitig austreten.
In einer einfachen Ausgestaltungsform handelt es sich bei der Einrichtung 7 um eine Lichtquelle wie beispielsweise eine LED. Die Lichtquelle kann beispielsweise ein blitzartiges Lichtsignal L erzeugen, wenn die Steuereinrichtung 6 zwischen den zu bedienenden Geräten umschaltet, beispielsweise wenn sie ein Schaltsignal vom Schalter 4 empfängt. In einem anderen Beispiel kann die Beleuchtungseinrichtung 7 Lichtsignale unterschiedlicher Farbe erzeugen, wobei jedem der Geräte 10, 11 und 12 eine unterschiedliche Farbe zugeordnet ist, so dass der Bediener das ausgewählte Gerät anhand der Farbe des Lichtsignals L erkennen kann. Weiterhin kann alternativ oder zusätzlich eine Maske, beispielsweise in Form eines Gobos, im Strahlengang angeordnet sein, wobei jedem der Geräte 10, 11 und 12 eine Maske und somit eine Form des Lichtsignals L zugeordnet ist. Der Bediener der Bedieneinrichtung 1 kann somit das ausgewählte Gerät anhand der Farbe und/oder Form des Lichtsignals L erkennen. Weiterhin optional ist es möglich, dass die Maske drehbar angeordnet ist, wobei die Drehgeschwindigkeit der Maske bevorzugt mit einem Status des bedienten Geräts und/oder dem erzeugten Eingangssignal für das ausgewählte Gerät korreliert. So kann durch die Drehgeschwindigkeit, optional kombiniert mit der Drehrichtung des Lichtsignals L, auf einen Zustand des bedienten Geräts geschlossen werden, beispielsweise auf die Drehgeschwindigkeit und optional die Drehrichtung eines Bohrers oder eines C-Bogens oder die Geschwindigkeit und optional die Richtung einer Bewegung (rotatorisch und/oder translatorisch) einer Patientenliege.
Die Beleuchtungseinrichtung 7 kann auch ein Projektor sein, der ein beliebig gestaltetes Lichtsignal L erzeugt, das zumindest eines aus der Kennzeichnung des ausgewählten Geräts, der Stärke des erzeugten Eingangssignals für das bediente Gerät und einen Status des bedienten Geräts repräsentiert.
Eine Bedieneinrichtung 1 mit einer Beleuchtungseinrichtung 7 kann auch ohne zumindest eines aus dem ersten Eingabeelement 4 und dem zweiten Eingabeelement 5 realisiert werden, beispielsweise wenn die Auswahl des zu bedienenden Geräts nicht über die Bedieneinrichtung 1 erfolgt, sonder extern, beispielsweise über einen externen Auswahlschalter, eine Sprachsteuerung oder anhand eines Workflows, der die Information enthält, in welchem Schritt des Workflows welches der Geräte 10, 11 und 12 zu bedienen ist.
Die 8 zeigt schematisch eine Aufsicht auf eine Modifikation der fußbedienbaren Bedieneinrichtung 1. Dabei ist das Grundelement 3 alternativ oder zusätzlich zu der Drehachse A1 um eine Drehachse A2 drehbar gelagert, die insbesondere senkrecht auf der Auflagefläche des Grundelements 3 für den Fuß beziehungsweise Schuh und/oder der Drehachse A1 steht. In der in der 8 dargestellten Aufsicht kann das Grundelement 3 also alternativ oder zusätzlich im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden.
Ist eine Drehung sowohl um die Achse A1 als auch um die Drehachse A2 möglich, so kann beispielsweise durch eine Drehung des Grundelements 3 um die Drehachse A2 sequenziell vorwärts und rückwärts zwischen den mit der Bedieneinrichtung 1 verbundenen Geräten 10, 11 und 12 umgeschaltet werden, während eine Drehung des Grundelements 3 um die Drehachse A1 ein Ausgangssignal an die Steuereinrichtung 6 zur Erzeugung des Eingangssignals für das bediente Gerät bewirkt. Je nach Drehrichtung des Grundelements 3 um die Achse A1 kann somit beispielsweise nicht nur die Drehgeschwindigkeit, sondern auch die Drehrichtung des bedienten Geräts gesteuert werden, Die erste Art der Betätigung ist somit eine Drehung um die Drehachse A2, die zweite Art der Betätigung eine Drehung um die Drehachse A1. Alternativ können die erste und die zweite Art der Betätigung miteinander vertauscht werden.
Ist das Grundelement 3 nur um die Achse A2 drehbar und nicht um die Drehachse A1, so ist die Drehung in eine Richtung die erste Art der Betätigung und eine Drehung in die entgegengesetzte Richtung die zweite Art der Betätigung.
Die 9 zeigt eine zweite Modifikation des Bedienelements 1 in einer Frontansicht. In dieser Modifikation ist das Grundelement 3 alternativ oder zusätzlich zu einer oder beiden der Drehachsen A1 und A2 um eine Drehachse A3 drehbar gelagert, wobei die Drehachse A3 insbesondere senkrecht auf der Drehachse A1 und/oder der Drehachse A2 steht. Die Drehachse A3 verläuft insbesondere parallel zu der Auflagefläche des Grundelements 3 in Richtung der Längsausdehnung der Auflagefläche für den Fuß beziehungsweise Schuh des Bedieners. Um die Drehachse A3 ist ein seitliches Verkippen des Grundelements 3 gegenüber dem Basiskörper 2 möglich. Ist insgesamt eine Drehung des Grundkörpers 3 um zwei der Drehachsen A1, A2 und A3 möglich so ist insbesondere die Drehung um eine der Drehachsen die erste Art der Betätigung und eine Drehung um die andere der Drehachsen die zweite Art der Betätigung. Ist eine Drehung des Grundelements 3 um alle drei Drehachsen möglich, so ist insbesondere die Drehung um eine der Drehachsen die erste Art der Betätigung und eine Drehung um mindestens eine der anderen beiden Drehachsen die zweite Art der Betätigung, so dass auch eine komplexere Ansteuerung eines bedienten Geräts möglich ist, beispielsweise durch die Erzeugung zweier Eingangssignale für das Gerät. Diese Ausführungsform ist insbesondere geeignet, um beispielsweise eine intuitive Patientenpositionierung mittels eines Operationstisches mit mehreren Freiheitsgraden durchzuführen.

Claims

Eine fußbedienbare Bedieneinrichtung (1) zur wechselweisen Bedienung mehrerer mit der Bedieneinrichtung (1) verbundener, insbesondere medizinischer Geräte (10, 11, 12), aufweisend ein betätigbares Grundelement (3), ein erstes Eingabeelement (4) zur Auswahl des bedienten Geräts (10, 11, 12) durch eine erste Art der Betätigung des Grundelements (3) und ein zweites Eingabeelement (5) zur Erzeugung eines Eingangssignals für das ausgewählte Gerät (10, 11, 12) durch eine zweite Art der Betätigung des Grundelements (3).
Die Bedieneinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste (4) und/oder das zweite Eingabeelement (5) ein Piezoelement ist.
Die Bedieneinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste (4) und/oder zweite Eingabeelement (5) an oder in dem Grundelement (3) angeordnet ist und bevorzugt mechanisch damit zusammenwirkt,
Die Bedieneinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch mindestens einen Aktor (5) insbesondere zur Erzeugung einer haptischen Rückmeldung, wobei der Aktor insbesondere ein Piezoelement ist, bevorzugt ein Piezoelement, das gleichzeitig ein Eingabeelement (4, 5) ist.
Die Bedieneinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundelement (3) drehbar gelagert ist und das erste Eingabeelement (4) und/oder das zweite Eingabeelement (5) durch eine Drehung des Grundelements (3) betätigbar ist.
Eine Bedieneinrichtung (1) zur wechselweisen Bedienung mehrerer mit der Bedieneinrichtung (1) verbundener, insbesondere medizinischer Geräte (10, 11, 12), insbesondere eine Bedieneinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine optische Beleuchtungseinrichtung (7) zur Erzeugung eines Lichtsignals (L), das das bediente Gerät (10, 11, 12) kennzeichnet, auf einer die Bedieneinrichtung (1) zumindest teilweise umgebenden Oberfläche (13).
Eine Bedieneinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (6) zur Auswertung der Ausgangssignale des ersten Eingabeelements (4) und des zweiten Eingabeelements (5) und zur Erzeugung eines Eingangssignals für das ausgewählte Gerät (10, 11, 12).
Eine Einlegesohle für einen Schuh, aufweisend eine Bedieneinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Ein Verfahren zur wechselweisen Bedienung mehrerer mit einer einzelnen Bedieneinrichtung (1), insbesondere einer Bedieneinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, verbundener, insbesondere medizinischer Geräte (10, 11, 12), aufweisend das Auswählen eines mittels der Bedieneinrichtung (1) zu bedienenden Geräts aus den mit der Bedieneinrichtung verbundenen Geräten (10, 11, 12) und das Erzeugen eines Eingangssignals fair das ausgewählte Gerät mittels einer Betätigung der Bedieneinrichtung (1).
Ein Verfahren zur wechselweisen Bedienung mehrerer mit einer einzelnen Bedieneinrichtung (1), insbesondere einer Bedieneinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, verbundener, insbesondere medizinischer Geräte (10, 11, 12), insbesondere ein Verfahren nach Anspruch 10, aufweisend das Erzeugen eines Lichtsignals (L), das das bediente Gerät kennzeichnet, auf einer die Bedieneinrichtung (1) zumindest teilweise umgebenden Oberfläche (13).