DE102016224693B4 - Apparatus and method for coupling a portable handheld with a manipulator - Google Patents

Apparatus and method for coupling a portable handheld with a manipulator Download PDF

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Abstract

System zum Koppeln eines tragbaren Handbediengeräts (10) mit einem Manipulator (1), zum Fernsteuern eines Manipulators (1), wobei das tragbare Handbediengerät (10) eine optische Strahlenquelle (11) zur Erzeugung eines gebündelten Lichtstrahls (12) aufweist und wobei der gebündelte Lichtstrahl (12) zum Koppeln des tragbaren Handbediengeräts (10) mit einem Manipulator (1) eingerichtet ist, und
einem Sensor (20), der mit einem Manipulator (1) verbunden ist, wobei der Sensor (20) eine optische Sensoreinheit zum Detektieren des gebündelten Lichtstrahls (12) aufweist, wobei
die optischen Sensoreinheit (21) weiterhin eine Eingangslinse (22) mit einen Strahleingangswinkel von mindestens 90 Grad aufweist.

Figure DE102016224693B4_0000
A system for coupling a portable handheld terminal (10) to a manipulator (1) for remotely controlling a manipulator (1), the portable handheld terminal (10) having an optical radiation source (11) for generating a collimated light beam (12) and wherein the collimated one Light beam (12) for coupling the portable handheld terminal (10) is arranged with a manipulator (1), and
a sensor (20) which is connected to a manipulator (1), wherein the sensor (20) comprises an optical sensor unit for detecting the collimated light beam (12), wherein
the optical sensor unit (21) further comprises an input lens (22) having a beam entrance angle of at least 90 degrees.
Figure DE102016224693B4_0000

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zum Koppeln eines tragbaren Handbediengeräts mit einem Manipulator.The present invention relates to devices and methods for coupling a portable handheld device to a manipulator.

Stand der TechnikState of the art

Ein Manipulator, insbesondere ein Manipulator für industrielle Anwendungen, ist ein frei programmierbares, programmgesteuertes Handhabungsgerät. Das Handhabungsgerät und seine Steuerung bilden zusammen eine Einheit, die im Folgenden als Manipulator bezeichnet wird. Manipulatoren werden bei sehr vielen Herstellungsprozessen, z.B. im Fahrzeug- und Maschinenbau, verwendet. Dabei sind oft mehrere stationäre oder mobile Manipulatoren in einem bestimmten Arbeitsbereich, einer sogenannten Zelle, angeordnet. Die Programmsteuerung der Manipulatoren erfolgt über in die Manipulatorsteuerung eingespielte Programme. Daneben kann zum Trainieren eines oder mehrerer Manipulatoren auch eine Fernsteuerung verwendet werden.A manipulator, in particular a manipulator for industrial applications, is a freely programmable, program-controlled handling device. The handling device and its control together form a unit, which is referred to below as a manipulator. Manipulators are used in many manufacturing processes, e.g. used in vehicle and mechanical engineering. In this case, several stationary or mobile manipulators are often arranged in a certain work area, a so-called cell. The program control of the manipulators is done via recorded in the manipulator control programs. In addition, a remote control can be used to train one or more manipulators.

Für eine manuelle Steuerung eines Manipulators durch einen Benutzer kann jedem Manipulator ein eigenes tragbares Handbediengerät, wie z.B. ein SmartPad, zugeordnet sein, oder es gibt ein tragbares Handbediengerät für eine Mehrzahl von Manipulatoren. Im letzteren Fall muss der Manipulator, der von dem tragbaren Handbediengerät angesprochen werden soll, vor Beginn der Steuerung eindeutig diesem tragbaren Handbediengerät zugeordnet werden, d.h. mit diesem gekoppelt werden.For manual manipulation of a manipulator by a user, each manipulator may have its own portable hand-held operating device, such as a handheld. a SmartPad, or there is a portable handheld for a plurality of manipulators. In the latter case, the manipulator to be addressed by the portable hand-held unit must be uniquely associated with this portable hand-held unit prior to the start of the control, i. be coupled with this.

Für diese Kopplung können verschiedene Verfahren verwendet werden. Einige Kopplungsverfahren umfassen das Auswählen eines Manipulators aus einer Liste von Manipulatoren an einer Netzwerksteuerungsschnittstelle oder an dem Handbediengerät. Andere Verfahren sind kontaktlose Verfahren mittels RFID- oder QR-Scan an einer bestimmten Stelle in der Zelle oder am Manipulator.Various methods can be used for this coupling. Some coupling methods include selecting a manipulator from a list of manipulators at a network control interface or at the handheld terminal. Other methods are contactless methods by means of RFID or QR scan at a specific location in the cell or on the manipulator.

Bei all diesen Kopplungsverfahren muss allerdings auch nach einem Ablegen und längerem Nichtbenutzen des tragbaren Handbediengeräts sichergestellt sein, dass nicht irrtümlich ein falscher Manipulator angesprochen und bewegt wird. Vor allem bei möglichen Mehrfachzuordnungen und/oder funkbasierten Handbediengeräten ist diese Sicherstellung noch nicht zufriedenstellen gelöst.In all these coupling methods, however, it must be ensured even after a dropping and prolonged non-use of the portable handheld terminal that a wrong manipulator is not mistakenly addressed and moved. Especially in the case of possible multiple assignments and / or radio-based handheld terminals, this assurance is not yet satisfactorily resolved.

WO 2006/096695 A2 zeigt ein System mit zumindest einem Lehrgerät für Manipulatoren, wobei das Lehrgerät mit einem Netzwerk verbunden ist. An das Netzwerk ist auch eine Mehrzahl von programmierbaren Kontrollern zur Steuerung von Manipulatoren angeschlossen. Das Lehrgerät wird mit einem der Kontroller gekoppelt, indem das Lehrgerät über das Netzwerk auf dem Kontroller anmeldet wird. Ein Benutzer kann mit Hilfe einer graphischen Oberfläche die Auswahl für die Kopplung vornehmen. WO 2006/096695 A2 shows a system with at least one teaching device for manipulators, wherein the teaching device is connected to a network. Connected to the network is also a plurality of programmable controllers for controlling manipulators. The teaching device is coupled to one of the controllers by registering the teaching device over the network on the controller. A user can make the selection for the coupling by means of a graphical user interface.

WO 2009/097895 A1 zeigt ein System mit einem Lehrgerät für Manipulatoren, welches gleichzeitig mit zwei oder mehr Kontrollern in Verbindung stehen kann. Nachdem eine Verbindung zwischen dem Lehrgerät und den Kontrollern über ein Netzwerk hergestellt wurde, kann ein Benutzer mehrere Kontroller zur manuellen Steuerung mit Hilfe des Lehrgeräts auswählen. Die Auswahl erfolgt dabei über eine graphische Oberfläche. WO 2009/097895 A1 shows a system with a teaching device for manipulators, which can be connected simultaneously with two or more controllers. Once a connection has been made between the teaching device and the controllers over a network, a user can select multiple controllers for manual control using the teaching device. The selection is done via a graphical user interface.

Die Druckschrift US 2008/006400 A1 beschreibt ein System zum Steuern eines entfernten Fahrzeugs. Das entfernte Fahrzeug registriert dabei eine Reflektion eines Laserstrahls, der von einer tragbaren Steuerung auf ein Ziel für das Fahrzeug gerichtet wurde. Anschließend bewegt sich das Fahrzeug zu diesem Ziel.The publication US 2008/006400 A1 describes a system for controlling a remote vehicle. The remote vehicle registers a reflection of a laser beam directed from a portable controller to a target for the vehicle. Then the vehicle moves to this destination.

Die Druckschrift AU 2016101054 A4 beschreibt eine Fernsteuerung für Spielzeugfahrzeuge, wobei ein Spielzeugfahrzeug mit Hilfe einer Lasersteuerung zu einer angezeigten Position gesteuert wird. Im Betrieb werden zwei oder mehr Laservorrichtungen mit unterschiedlichen Farben auf ein Ziel gerichtet, um das Spielzeugfahrzeug an die Zielposition zu bewegen.The publication AU 2016101054 A4 describes a remote control for toy vehicles wherein a toy vehicle is controlled to a displayed position by means of laser control. In operation, two or more differently colored laser devices are directed at a target to move the toy vehicle to the target position.

Die Druckschrift DE 102 15 167 C1 beschreibt eine Anordnung zur Kommandierung eines semiautonomen Systems in einem Arbeitsfeld. Im Betrieb verwendet ein Bediener einen handgehaltenen Laserpointer zur Markierung von Objektpunkten im Arbeitsfeld. Der Laserpointer ist dabei so gestaltet, dass er Strahlung auf mindestens zwei unterschiedlichen Abstrahlfrequenzen abstrahlt.The publication DE 102 15 167 C1 describes an arrangement for commanding a semi-autonomous system in a working field. In operation, an operator uses a hand-held laser pointer to mark object points in the field of view. The laser pointer is designed so that it emits radiation on at least two different radiation frequencies.

Die Druckschrift US 2016/0274579 A1 beschreibt eine Steuerung für einen Reinigungsroboter. Der Reinigungsroboter umfasst einen Hauptkörper und eine Fernbedienung, welche moduliertes Infrarotlicht ausstrahlt und einen Lichtpunkt erzeugen. Wenn der Hauptkörper das modulierte Infrarotlicht empfängt folgt er dem Lichtpunkt.The publication US 2016/0274579 A1 describes a control for a cleaning robot. The cleaning robot comprises a main body and a remote control which emits modulated infrared light and generate a light spot. When the main body receives the modulated infrared light, it follows the light spot.

Die Druckschrift EP 1 820 611 A1 beschreibt ein Industrieroboter-system, welches zumindest ein drahtloses, tragbares Schnittstellengerät zur Kommunikation mit einem Benutzer aufweist. Das Industrierobotersystem ist dabei eingerichtet die Position des tragbaren Schnittstellengeräts zu erkennen.The publication EP 1 820 611 A1 describes an industrial robot system having at least one wireless, portable interface device for communicating with a user. The industrial robot system is set up to detect the position of the portable interface device.

Die Druckschrift US 2016/0082595 A1 beschreibt ein Laser-gestütztes Bewegungssystem für einen sich selbstständig bewegenden Roboter. Ein Steuerverfahren steuert dabei die Bewegung, so dass sich der selbstständig bewegende Roboter entlang eines linearen Wegs bewegt, der von einem Laserstrahlsignal geführt wird.The publication US 2016/0082595 A1 describes a laser-based motion system for a self-propelled robot. One Control method controls the movement so that the autonomously moving robot moves along a linear path, which is guided by a laser beam signal.

Die Druckschrift EP 1545 027 A1 beschreibt ein Verfahren sowie ein Kommunikationssystem zum Herstellen einer Verbindung zwischen einem ersten Objekt, wie einem Roboter, und einem zweiten Objekt, wie einer Robotersteuerungsvorrichtung. Das Kommunikations-system weist dabei eine Laserkommunikationseinheit und bevorzugt eine phasengesteuerte Gruppenantenne auf. Zum Herstellen einer Kommunikationsverbindung wird in einem ersten Verfahrensschritt eine Grobeinstellung der Ausrichtung der Laser Sende- und Empfangseinheiten, und in einem zweiten Verfahrensschritt eine Feinanpassung dieser Einheiten durchgeführt.The publication EP 1545 027 A1 describes a method and a communication system for establishing a connection between a first object, such as a robot, and a second object, such as a robot control device. The communication system has a laser communication unit and preferably a phased array antenna. To produce a communication connection, a coarse adjustment of the alignment of the laser transmitting and receiving units is carried out in a first method step, and in a second method step a fine adjustment of these units.

Die Druckschrift US 5,673,082 beschreibt ein Laser-gelenktes Entfernungsmesssystem, wobei eine Laser/Kamera Plattform von einem Benutzer auf ein Ziel gerichtet wird und die Bilder der Kamera verarbeitet werden. Die Verschiedenheit zwischen dem digitalen Bild des Laserpunkts und einem Referenzpunkt wird in einer Entfernungsmessanalyse berechnet, um die Entfernung zu dem Ziel zu bestimmen.The publication US 5,673,082 describes a laser-guided ranging system wherein a laser / camera platform is pointed at a target by a user and the images of the camera are processed. The difference between the digital image of the laser spot and a reference point is calculated in a ranging analysis to determine the distance to the target.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Vorrichtungen und Verfahren bereitzustellen, mit denen eine intuitive, schnelle und verwechslungssichere Kopplung eines tragbaren Handbediengeräts mit einem Manipulator hergestellt werden kann.It is the object of the present invention to provide apparatuses and methods with which an intuitive, fast and unmistakable coupling of a portable handheld terminal with a manipulator can be made.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein System zum Koppeln eines tragbaren Handbediengeräts gemäß Anspruch 1, einem Sensor gemäß Anspruch 8, einem Kopplungsanzeigemittel gemäß Anspruch 17, einem System gemäß Anspruch 19 sowie einem Verfahren gemäß Anspruch 20.This object is achieved by a system for coupling a portable handheld terminal according to claim 1 , A sensor according to claim 8, a coupling indicator means according to claim 17 , a system according to claim 19 and a method according to claim 20 ,

Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch ein System zum Koppeln eines tragbaren Handbediengeräts, zum Fernsteuern eines Manipulators, wobei das tragbare Handbediengerät eine optische Strahlenquelle zur Erzeugung eines gebündelten Lichtstrahls aufweist und wobei der gebündelte Lichtstrahl zum Koppeln des tragbaren Handbediengeräts mit einem Manipulator eingerichtet ist.In particular, the object is achieved by a system for coupling a portable handheld terminal, for remotely controlling a manipulator, wherein the portable handheld terminal has an optical radiation source for generating a collimated light beam and wherein the collimated light beam is adapted for coupling the portable handheld terminal with a manipulator.

Der Einsatz von tragbaren Handbediengeräten zur Fernsteuerung von Manipulatoren ermöglicht ein flexibles arbeiten mit dem Manipulator unabhängig von der Position eines Benutzers. Durch Verändern seiner Position kann sich der Benutzer immer die beste Sicht auf den Manipulator oder auf vom Manipulator zu bearbeitende Werkstücke verschaffen.The use of hand-held portable manipulators for remote manipulation of manipulators allows for flexible working with the manipulator regardless of the position of a user. By changing its position, the user can always get the best view of the manipulator or workpieces to be machined by the manipulator.

Eine optische Strahlenquelle zur Erzeugung eines gebündelten Lichtstrahls hat den Vorteil, dass ein Benutzer unmittelbar sieht mit welchem Sensor und demzufolge mit welchem Manipulator er gerade sein tragbares Handbediengerät koppelt. Der gebündelte Lichtstrahlt wirkt dabei wie ein Zeigestab. Der Benutzer kann einfach und intuitiv auf den von ihm gewünschten Sensor leuchten und dadurch eine Kopplung zwischen dem tragbaren Handbediengerät und dem entsprechenden Manipulator einleiten und durchführen. Der Benutzer erspart sich so ein oft umständliches und zeitaufwendiges Auswählen eines Manipulators aus Menüs und/oder Listen. Anders als bei unsichtbaren Funk- oder Infrarotkopplungsverfahren erkennt ein Benutzer hier unmittelbar mit welchem Manipulator er eine Kopplung eingeht. Das verhindert ungewollte Fehlkopplungen, die zu Unfällen und Schaden an Menschen und Maschinen führen können.An optical radiation source for generating a collimated light beam has the advantage that a user sees directly with which sensor and consequently with which manipulator he is currently coupling his portable handheld terminal. The bundled light beam acts like a pointer. The user can simply and intuitively light up the desired sensor and thereby initiate and carry out a coupling between the portable handheld terminal and the corresponding manipulator. The user thus spares himself an often cumbersome and time-consuming selection of a manipulator from menus and / or lists. Unlike invisible radio or infrared coupling method, a user recognizes here directly with which manipulator he receives a coupling. This prevents unwanted false couplings, which can lead to accidents and damage to people and machines.

Weiterhin weißt der gebündelte Lichtstrahl bestimmte Eigenschaften auf, wie z.B. eine bestimmte Wellenlänge oder eine bestimmte Pulsabfolge, wodurch der Lichtstrahl, der zum Koppeln des tragbaren Handbediengeräts mit einem Manipulator eingerichtet ist, unverwechselbar ist mit einem anderen Lichtstrahl, wodurch auch Fehlkopplungen vermieden werden.Furthermore, the collimated light beam has certain properties, such as e.g. a particular wavelength or pulse train, whereby the light beam, which is adapted to couple the portable hand-held device with a manipulator, is unmistakable with another light beam, whereby false coupling can be avoided.

Bevorzugt ist die optische Strahlenquelle eine Laserlichtquelle. Laserlicht ist ein monochromatischer gebündelter Lichtstrahl. Der Laserlichtstrahl kann auf einen bestimmten Punkt im Raum gerichtet werden und ist somit für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geeignet. Die kompakte Größe von Laserlichtquellen, wie z.B. von Laser-Pointern, ermöglicht eine Anordnung der Laserlichtquelle auf kleinem Raum, wie z.B. in einem tragbaren Handbediengerät.Preferably, the optical radiation source is a laser light source. Laser light is a monochromatic bundled light beam. The laser light beam can be directed to a particular point in space and is thus suitable for an embodiment of the present invention. The compact size of laser light sources, e.g. of laser pointers, allows an arrangement of the laser light source in a small space, e.g. in a portable handheld terminal.

Bevorzugt kann die Laserlichtquelle einen gepulsten Lichtstrahl erzeugen, mit dem zum Zwecke der Kopplung Daten von dem tragbaren Handbediengerät an den Manipulator übertragen werden können. Ein gepulster Lichtstrahl kann z.B. durch zeitliche Änderungen der Intensität eines kontinuierlichen Lichtstrahls erzeugt werden oder aber auch durch Ein und Ausschalten des kontinuierlichen Lichtstrahls. Der gepulste Lichtstrahl kann digitalisiert Daten übertragen. Mit Hilfe dieser übertragenen Daten kann sich z.B. ein tragbares Bediengerät zusätzlich identifizieren. Daneben können auch andere, für die Manipulatorsteuerung relevante Daten, optisch übertragen werden. Durch die optische Datenübertragung findet dann, anders als z.B. bei Funkdatenübertragungsverfahren, die Datenübertragung nur zwischen dem tragbaren Handbediengerät und dem Manipulator statt. Der Benutzer erkennt dadurch sofort und intuitiv mit welchem Manipulator er gerade Daten austauscht und eine ungewollte Kopplung an einen „falschen“ Manipulator wird vermieden.Preferably, the laser light source can generate a pulsed light beam with which, for the purpose of coupling, data can be transmitted from the portable handheld to the manipulator. A pulsed light beam can be generated, for example, by temporal changes in the intensity of a continuous light beam or else by switching the continuous light beam on and off. The pulsed light beam can digitize data transmitted. With the help of this transmitted data, for example, a portable HMI device can additionally identify. In addition, other data relevant to the manipulator control can also be transmitted optically. Due to the optical data transmission, unlike, for example, in the case of wireless data transmission methods, the data transmission takes place only between the portable handheld terminal and the manipulator. The user recognizes immediately and intuitively with which manipulator he is currently exchanging data and unwanted coupling to a "wrong" manipulator is avoided.

Bevorzugt ist der gebündelte Lichtstrahl zeitlich in seiner Intensität moduliert, und/oder weist eine von mehreren möglichen unterschiedlichen Wellenlängen auf, und/oder ist in der Pulsfrequenz moduliert, und/oder ist in den Pulsdauern moduliert. Die Verwendung von unterschiedlichen Wellenlängen der gebündelten Lichtstrahlen an verschiedenen tragbaren Handbediengeräten ermöglicht eine gleichzeitige Benutzung von mehreren tragbaren Handbediengeräten in der gleichen räumlichen Umgebung, d.h. zum Beispiel in einer Zelle. Neben den Unterschieden in der Wellenlänge können die gebündelten Lichtstrahlen der verschiedenen tragbaren Handbediengeräte auch anhand ihrer Pulsfrequenz und/oder Pulsdauer unterschieden werden. Somit ist eine eindeutige und verwechslungssichere Zuordnung der tragbaren Handbediengeräte möglich.Preferably, the collimated light beam is time-modulated in intensity, and / or has one of several possible different wavelengths, and / or is modulated in pulse rate, and / or is modulated in pulse durations. The use of different wavelengths of the collimated light beams on different portable hand-held devices allows simultaneous use of multiple hand-held portable devices in the same spatial environment, i. for example in a cell. In addition to the differences in the wavelength, the bundled light beams of the various portable handheld terminals can also be distinguished on the basis of their pulse frequency and / or pulse duration. Thus, a clear and unmistakable assignment of portable handhelds is possible.

Bevorzugt weist das tragbare Handbediengerät eine pistolenartige Form auf, und die optische Strahlenquelle ist an der vom Benutzer abgewandten Vorderseite des tragbaren Handbediengeräts angeordnet und der gebündelte Lichtstrahl wird in eine Richtung weg vom Benutzer abgegeben. Die pistolenartige Form und Benutzung des tragbaren Handbediengeräts erleichtert den intuitiven Umgang mit dem Gerät und erleichtert auch das Zielen mit dem gebündelten Lichtstrahl auf einen Sensor. Ein Benutzer muss daher nicht notwendigerweise in direkter Umgebung, d.h. in weniger als im Abstand, zu einem Manipulator stehen, sondern kann aus sicherer Entfernung, empfohlen sind bis zu 10m, das tragbare Handbediengerät mit einem Manipulator koppeln. Durch die größere Entfernung ist der Benutzer auch sicher vor den Bewegungen des Manipulators und kann z.B. außerhalb einer Zelle stehen.Preferably, the portable hand-held device has a gun-like shape, and the optical radiation source is located on the front of the hand-held portable device remote from the user, and the collimated light beam is emitted in a direction away from the user. The pistol-like shape and use of the portable handheld facilitates intuitive handling of the device and also makes it easier to aim with the focused light beam at a sensor. A user therefore does not necessarily have to be in the immediate vicinity, i. in less than a distance, stand to a manipulator, but can be from a safe distance, recommended are up to 10m, couple the portable handheld with a manipulator. Due to the greater distance the user is also safe from the movements of the manipulator and can e.g. stand outside a cell.

Bevorzugt wird die optische Strahlenquelle über eine Taste aktiviert, die an einem Griff des tragbaren Handbediengeräts angeordnet ist. Die Anordnung und Funktion der Taste ähnelt dem Abzug einer Pistole und kann daher leicht und intuitiv von einem Benutzer bedient werden. Die Taste kann auch zusätzlich die Funktion haben eine Kopplungsbereitschaft, die von dem Manipulator an das tragbare Handbediengerät übermittelt wurde, zu bestätigen.Preferably, the optical radiation source is activated via a button which is arranged on a handle of the portable handheld terminal. The arrangement and function of the key resembles the trigger of a pistol and can therefore be easily and intuitively operated by a user. The key may also have the additional function of confirming a readiness for coupling which has been transmitted from the manipulator to the portable hand-held operating device.

Bevorzugt weist das tragbare Handbediengerät ein Jogwheel auf, und wobei das Jogwheel zur Änderung der Auswahl eines Manipulators dient, der mit dem tragbaren Handbediengerät gekoppelt werden kann. Das Jogwheel erleichtert und beschleunigt die Änderung der Auswahl eines Manipulators, durch einfaches Drehen eines Rads des Jogwheeels an dem tragbaren Handbediengerät. Ein Aktivieren des entsprechenden Sensors des auszuwählenden Manipulators, zum Beispiel mit Hilfe eines gebündelten Lichtstrahls von einer Lichtquelle an einem tragbaren Handbediengerät, kann entfallen. Die Kommunikation zwischen dem tragbaren Handbediengerät und der Manipulatorsteuerung, zur Auswahl eines Manipulators, ist bevorzugt funkbasiert.Preferably, the portable hand-held device has a jogwheel, and wherein the jogwheel is for changing the selection of a manipulator that can be coupled to the portable hand-held device. The jogwheel facilitates and accelerates the change in the selection of a manipulator by simply turning a wheel of the jog lever on the portable handheld. Activation of the corresponding sensor of the manipulator to be selected, for example by means of a bundled light beam from a light source on a portable handheld terminal, can be dispensed with. The communication between the portable handheld terminal and the manipulator control, for selecting a manipulator, is preferably radio-based.

Die Erfindung betrifft auch einen Sensor zum Erfassen eines gebündelten Lichtstrahls eines tragbaren Handbediengeräts, insbesondere eines Laserlichtstrahls eines tragbaren Handbediengeräts, aufweisend: eine optische Sensoreinheit, zum Detektieren des gebündelten Lichtstrahls; eine Schnittstelleneinheit zur Verbindung des Sensors mit einem Manipulator; wobei die Schnittstelleneinheit nach Empfang eines gebündelten Lichtstrahls von einem tragbaren Handbediengerät durch die optische Sensoreinheit, ein Signal zur Kopplung des tragbaren Handbediengeräts mit dem Manipulator an den Manipulator überträgt. Der Sensor ist eingerichtet einen gebündelten Lichtstrahl zu detektieren, d.h. Licht, wie zum Beispiel von einer Deckenbeleuchtung, welches breit gestreut auf den Sensor trifft, wird nicht als Kopplungsversuch vom Sensor aufgefasst. Der gebündelte Lichtstrahl weißt eine wesentlich höhere Intensität pro Fläche auf, als das eben erwähnte breit gestreute Licht, und kann dadurch unterschieden und detektiert werden. Die Schnittstelleneinheit kann eine Kabelverbindung zwischen dem Sensor und dem entsprechenden Manipulator sein, was eine bevorzugt sichtbare Verbindung darstellt. Durch diese Sichtbare Verbindung ist es für den Benutzer auch aus einiger Entfernung erkennbar, welcher Sensor mit welchem Manipulator verbunden ist.The invention also relates to a sensor for detecting a collimated light beam of a portable handheld terminal, in particular a laser light beam of a portable handheld terminal, comprising: an optical sensor unit for detecting the collimated light beam; an interface unit for connecting the sensor to a manipulator; wherein, upon receipt of a collimated beam of light from a portable handheld device by the optical sensor unit, the interface unit transmits a signal for coupling the portable handheld with the manipulator to the manipulator. The sensor is arranged to detect a collimated light beam, i. Light, such as a ceiling lighting, which strikes the sensor with a wide spread, is not interpreted as a coupling attempt by the sensor. The collimated light beam has a much higher intensity per area than the broadly scattered light just mentioned, and can thereby be distinguished and detected. The interface unit may be a cable connection between the sensor and the corresponding manipulator, which is a preferably visible connection. Through this visible connection, it is also visible to the user from a distance, which sensor is connected to which manipulator.

Der Sensor weißt weiterhin eine Eingangslinse der optischen Sensoreinheit auf, welche einen Strahleingangswinkel von mindestens 90 Grad aufweist. Bevorzugt weißt der Sensor eine Eingangslinse der optischen Sensoreinheit auf, welche einen Strahleingangswinkel von mindestens 120 Grad, weiter bevorzugt mindestens 160 Grad, weiter bevorzugt von im Wesentlichen 180 Grad Raumwinkel aufweist. Die Eingangslinse kann gebündelte Lichtstrahlen in einem breiten Raumwinkelbereich um den Sensor herum auffangen und auf die optische Sensoreinheit im Sensor bündeln und weiterleiten. Das vereinfacht das Ausrichten des gebündelten Lichtstrahls auf den Sensor und ermöglicht eine einfachere Bedienung. Ein Sensor kann mit Hilfe der Eingangslinse in einem großen Bereich Lichtstrahlen auffangen und detektieren.The sensor further has an input lens of the optical sensor unit, which has a beam entrance angle of at least 90 degrees. Preferably, the sensor has an input lens of the optical sensor unit which has a beam entrance angle of at least 120 degrees, more preferably at least 160 degrees, more preferably substantially 180 degrees solid angle. The input lens can capture collimated light beams in a wide solid angle range around the sensor and focus and transmit them to the optical sensor unit in the sensor. This simplifies the alignment of the focused light beam on the sensor and allows for easier operation. A sensor can capture and detect light rays in a wide range using the input lens.

Bevorzugt weißt der Sensor mindestens einen optischen Filter auf, der je nach Eigenschaft des eingefangenen gebündelten Lichtstrahls, insbesondere in Bezug auf Wellenlänge des gebündelten Lichtstrahls und/ oder Pulsfrequenz des gebündelten Lichtstrahls, unterschiedliche Transmissionswerte aufweist. Die unterschiedlichen Transmissionswerte von Licht eines Filters, je nach bestimmten Eigenschaften des Lichts, ermöglichen es, dass nur Licht mit bestimmten Eigenschaften von der optischen Sensoreinheit detektiert wird. So können zum Beispiel nur bestimmte tragbare Handbediengeräte zur Steuerung zugelassen werden.The sensor preferably has at least one optical filter which, depending on the characteristic of the captured bundled light beam, in particular with respect to the wavelength of the collimated light beam and / or pulse frequency of the collimated light beam, has different transmission values. The different transmission values of light of a filter, depending on the particular Properties of the light make it possible that only light with certain properties is detected by the optical sensor unit. For example, only certain handheld portable devices can be approved for control.

Bevorzugt weißt der Sensor zusätzliche feststehende oder rotierende Spiegel auf. Eine Zusätzliche Spiegeloptik kann den Raumwinkelbereich, in welchem gebündelte Lichtstrahlen detektiert werden, erweitern. Dadurch kann ein Sensor aus einem größeren Raumwinkelbereich angesprochen werden, was den Arbeitsbereich eines Benutzers vergrößert und die Bedienung erleichtert.Preferably, the sensor has additional fixed or rotating mirrors. An additional mirror optics can expand the solid angle range in which bundled light beams are detected. As a result, a sensor can be addressed from a larger solid angle range, which increases the working range of a user and facilitates operation.

Bevorzugt ist der Sensor drehend gelagert. Dadurch, dass ein Sensor drehend gelagert ist, kann er aus einem 360 Grad Raumwinkelbereich gebündelte Lichtstrahlen einfangen und detektieren. Dies vergrößert den Arbeitsbereich eines Benutzers. Eine Eingangslinse mit einem sehr engen Raumwinkelbereich, die auf einem sich drehenden Sensor angeordnet ist, ermöglicht zudem die Bestimmung der Position eines Benutzers. Die Richtung des Öffnungswinkels der Eingangslinse bei dem ein gebündelter Lichtstrahl detektiert wurde ergibt dann die Richtung des Benutzers zum Sensor bzw. zum Manipulator.Preferably, the sensor is rotatably mounted. Due to the fact that a sensor is mounted in a rotating manner, it can capture and detect bundled light beams from a 360-degree solid angle range. This enlarges the workspace of a user. An entrance lens with a very narrow solid angle range, which is arranged on a rotating sensor, also allows the determination of the position of a user. The direction of the opening angle of the entrance lens at which a collimated light beam was detected then gives the user's direction to the sensor or to the manipulator.

Bevorzugt erkennt der Sensor die Richtung, aus der der gebündelte Lichtstrahl einfällt. Das Erkennen der Richtung, aus der der gebündelte Lichtstrahl kam, kann wie gerade beschrieben mit Hilfe eines drehenden Sensors erfolgen. Wenn diese Richtung bekannt ist, kann die Position des Benutzers relativ zu dem Sensor bzw. zu dem entsprechenden Manipulator bestimmt werden.Preferably, the sensor detects the direction from which the collimated light beam is incident. The recognition of the direction from which the collimated light beam came, can be done as just described by means of a rotating sensor. If this direction is known, the position of the user relative to the sensor or to the corresponding manipulator can be determined.

Bevorzugt ist der Sensor eingerichtet, räumlich entfernt von dem ihm zugeordneten Manipulator angeordnet zu werden. Das Anordnen des Sensors etwas entfernt vom Manipulator ermöglicht es, den Sensor an möglicherweise variierenden, gut sichtbaren Stellen zu platzieren, so dass ein Benutzer einen großen Bereich hat in welchem er einen gebündelten Lichtstrahl auf den Sensor ausrichten kann. Dies vergrößert den Arbeitsbereich eines Benutzers und macht den Bereich flexibel anpassbar an die Anordnung der Manipulatoren, z.B. in einer Zelle.The sensor is preferably set up to be arranged spatially away from the manipulator assigned to it. Placing the sensor slightly away from the manipulator allows the sensor to be placed at possibly varying, highly visible locations so that a user has a large area in which to direct a collimated light beam at the sensor. This enlarges the working area of a user and makes the area flexibly adaptable to the arrangement of the manipulators, e.g. in a cell.

Bevorzugt weißt der Sensor weiterhin ein Anzeigemittel auf, zum Anzeigen einer Detektion eines gebündelten Lichtstrahls an der optischen Sensoreinheit, wobei der gebündelte Lichtstrahl zur Kopplung des tragbaren Handbediengeräts mit dem Manipulator eingerichtet ist. Die optische Rückmeldung über die Detektion eines gebündelten Lichtstrahls erleichtert es einem Benutzer zu erkennen, ob der Lichtstrahl korrekt ausgerichtet wurde und die Kopplung eingeleitet wird. Da der Blick des Benutzers zum Ausrichten des Lichtstrahls auf den Sensor gerichtet ist, ist es sehr vorteilhaft auch direkt an dem Sensor diese Rückmeldung zu geben. Sobald eine Detektion mit Hilfe des Anzeigemittels mitgeteilt und vom Benutzer erkannt wurde, kann die optische Lichtquelle an dem tragbaren Handbediengerät deaktiviert werden. Dadurch entfällt ein unnötiges längeres Beleuchten des Sensors. Dies schont die optische Sensoreinheit und die optische Lichtquelle.Preferably, the sensor further comprises a display means for displaying a detection of a collimated light beam at the optical sensor unit, wherein the collimated light beam is adapted for coupling the portable handheld terminal to the manipulator. The optical feedback on the detection of a collimated light beam makes it easier for a user to detect whether the light beam has been correctly aligned and the coupling is initiated. Since the user's gaze for directing the light beam is directed to the sensor, it is very advantageous also to give this feedback directly to the sensor. Once a detection has been notified by the display means and recognized by the user, the optical light source on the portable hand-held device can be deactivated. This eliminates unnecessary unnecessary lighting of the sensor. This protects the optical sensor unit and the optical light source.

Bevorzugt ist das Anzeigemittel ein den Sensor umlaufender Leuchtring, insbesondere ein LED Leuchtring. Ein LED Leuchtring ist besonders energiesparend und erzeugt dennoch ein sehr helles, deutlich sichtbares Licht. Preferably, the display means is a light ring surrounding the sensor, in particular an LED light ring. An LED light ring is particularly energy-saving and yet produces a very bright, clearly visible light.

Ein den Sensor umlaufender Leuchtring ist von allen Seiten gut sichtbar. Dadurch entfällt ein Ausrichten des Sensors. Das vereinfacht die Platzierung und Arbeit mit dem Sensor.A ring surrounding the sensor is clearly visible from all sides. This eliminates the need to align the sensor. This simplifies the placement and work with the sensor.

Die Erfindung betrifft auch ein Kopplungsanzeigemittel, zur Visualisierung des Kopplungszustands eines Systems aus einem tragbaren Handbediengerät und einem Manipulator mit einem Manipulator, wobei das Kopplungsanzeigemittel ein Leuchtmittel ist, und am Manipulator angeordnet ist, und der Manipulator einen Sensor mit einer optischen Sensoreinheit aufweist, die eine Eingangslinse mit einem Strahleingangswinkel von mindestens 90 Grad hat. Durch die Visualisierung erhält der Benutzer unmittelbar Auskunft über den Status des Manipulators, was die Arbeit vereinfacht. Ein Leuchtmittel ermöglicht dabei auch die Erkennung des Zustands bei wenig bzw. schwacher Beleuchtung der Umgebung. Dadurch, dass das Kopplungsanzeigemittel direkt an dem entsprechenden Manipulator angeordnet ist, erkennt der Benutzer einfach, schnell und intuitiv den Manipulator dessen Zustand dort visualisiert ist.The invention also relates to a coupling display means for visualizing the coupling state of a system comprising a portable handheld terminal and a manipulator with a manipulator, wherein the coupling display means is a light source, and is arranged on the manipulator, and the manipulator comprises a sensor with an optical sensor unit, the one Input lens has a beam angle of at least 90 degrees. The visualization gives the user immediate information about the status of the manipulator, which simplifies the work. A lighting means also allows the detection of the condition with little or weak illumination of the environment. The fact that the coupling display means is arranged directly on the corresponding manipulator, the user recognizes easily, quickly and intuitively the manipulator whose state is visualized there.

Bevorzugt ist das Leuchtmittel ein den Manipulator im Fußbereich oder im Handbereich umlaufender LED Leuchtring; und das Leuchtmittel kann in unterschiedlichen Farben leuchten; und/oder das Leuchtmittel kann in verschiedenen Intervallen und mit verschiedenen Intervalldauern aufleuchten; wobei ein langsames periodisches Aufleuchten oder ein Umlaufen des Lichtpulses entlang des Leuchtrings signalisieren kann, dass dieser Manipulator mit Hilfe des gebündelten Lichtstrahls eines tragbaren Handbediengeräts ausgewählt wird; und ein Blinken des Leuchtmittels signalisieren kann, dass ein Kopplungsprozess zwischen diesem Manipulator und einem tragbaren Handbediengerät gestartet wurde; und ein kontinuierliches Leuchten des Leuchtmittels signalisieren kann, dass dieser Manipulator mit einem tragbaren Handbediengerät gekoppelt ist; wobei die Farbe des Leuchtmittels mit der Farbe einer Anzeige an dem tragbaren Handbediengerät (10) übereinstimmen kann.Preferably, the light source is a LED light ring encircling the manipulator in the foot area or in the hand area; and the bulb can glow in different colors; and / or the illuminant may illuminate at different intervals and with different intervals; wherein a slow periodic flashing or flipping of the light pulse along the luminous ring can signal that this manipulator is selected by means of the collimated light beam of a portable handheld terminal; and flashing the illuminant may signal that a coupling process between that manipulator and a portable hand-held device has been started; and a continuous lighting of the bulb can signal that this manipulator is coupled to a portable handheld device; the color of the illuminant being the color of a display on the portable handheld ( 10 ) can match.

Wie bereits weiter oben ausgeführt, hat ein umlaufendes Leuchtmittel den Vorteil, dass es von allen Seiten gesehen werden kann. Ein Ausrichten des Leuchtmittels oder gar des Manipulators entfällt. Der Fuß- oder Armbereich eines Manipulators ist zudem ein markanter Bereich, der leicht erkennbar ist, wodurch ein Leuchtmittel dort auch leicht wahrgenommen wird, was den Benutzerkomfort und die Sicherheit erhöht. Die unterschiedlichen Farben ermöglichen eine weitere Kodierung der Zustände des Manipulators bzw. der Kopplung zu einem bestimmten tragbaren Handbediengerät. Das Anzeigen, dass ein Manipulator von einem tragbaren Handbediengerät ausgewählt wird, ermöglicht es dem Benutzer sofort zu erkennen, ob der richtige Manipulator ausgewählt wird. Falls eine Kopplung mit dem gerade anvisierten Manipulator nicht gewünscht ist, kann der Kopplungsvorgang sofort abgebrochen werden. Das spart Zeit und vermeidet Fehlkopplungen. Das Signalisieren, dass ein Kopplungsprozess gestartet wurde, gibt dem Benutzer eine Rückmeldung über die in der Steuerung ablaufenden Prozesse. Der Benutzer weiß durch das Signal, dass sein Koppelwunsch bearbeitet wird. Das erhöht den Bedienkomfort. Die Information über das Leuchtmittel, dass ein Manipulator gekoppelt ist, ermöglicht ein sicheres Arbeiten, indem der Benutzer weiß, dass der entsprechende Manipulator bereit ist gesteuert zu werden und der Benutzer auch genau weiß, welcher Manipulator gesteuert werden kann. Zusätzlich kann die Farbe am Leuchtmittel des Manipulators noch mit der Farbe einer Anzeige am tragbaren Handgerät übereinstimmen, was die Kennzeichnung der Interaktion bzw. Kopplung zwischen den Geräten erhöht. Ein versehentliches Vertauschen der gekoppelten Geräte bei einer Mehrzahl von Geräten kann dadurch ausgeschlossen werden. As already stated above, a circulating light source has the advantage that it can be seen from all sides. Aligning the bulb or even the manipulator is eliminated. The foot or arm area of a manipulator is also a distinctive area that is easily recognizable, which makes light bulbs easy to pick up on, increasing user comfort and safety. The different colors allow a further coding of the states of the manipulator or the coupling to a particular portable handheld terminal. The indication that a manipulator is being selected by a portable handheld allows the user to instantly see if the correct manipulator is being selected. If coupling with the manipulator currently being targeted is not desired, the coupling process can be aborted immediately. This saves time and avoids false couplings. The signaling that a pairing process has been started gives the user feedback about the processes running in the controller. The user knows by the signal that his connection request is being processed. This increases the ease of use. The information about the lighting means that a manipulator is coupled enables safe working, in that the user knows that the corresponding manipulator is ready to be controlled and the user also knows exactly which manipulator can be controlled. In addition, the color on the illuminant of the manipulator may still match the color of an indicator on the portable handset, which increases the labeling of the interaction between the devices. An accidental swap of the coupled devices in a plurality of devices can be excluded.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein System zum Koppeln eines tragbaren Handbediengeräts mit einem Manipulator, aufweisend ein System zum Koppeln eines tragbaren Handbediengeräts mit einem Manipulator gemäß einem der Ansprüche 1-7, einen Sensor gemäß einem der Ansprüche 8 - 16 sowie ein Kopplungsanzeigemittel gemäß einem der Ansprüche -17 - 18. Das System ermöglicht eine einfache, intuitive, eindeutige und sichere Kopplung eines tragbaren Handbediengeräts mit einem Manipulator. Die Kopplung kann insbesondere durch die diversen Anzeigemittel überwacht werden. Durch direktes Ansprechen eines Manipulators mit Hilfe eines gebündelten Lichtstrahls, der auf einen Sensor am Manipulator gerichtet wird, kann eine Kopplung schnell aufgebaut werden, und auch schnell zu einem anderen Gerät gewechselt werden. The invention further relates to a system for coupling a portable hand-held device with a manipulator, comprising a system for coupling a portable hand-held device with a manipulator according to one of claims 1-7, a sensor according to one of claims 8-16 and a coupling indicator according to one of the claims -18- 18. The system allows easy, intuitive, clear and secure coupling of a portable handheld with a manipulator. The coupling can be monitored in particular by the various display means. By directly addressing a manipulator with the aid of a collimated beam of light directed at a sensor on the manipulator, a coupling can be set up quickly and also quickly changed to another device.

Wird eine neue Verbindung zu einem anderen Manipulator aufgebaut, so erlischt automatisch die bestehende Verbindung. Ein tragbares Handbediengerät ist dadurch immer eindeutig einem Manipulator zugeordnet. Das erhöht die Betriebssicherheit.If a new connection to another manipulator is established, the existing connection automatically goes out. A portable handheld terminal is thus always clearly associated with a manipulator. This increases the operational safety.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Koppeln eines tragbaren Handbediengeräts mit einem Manipulator, aufweisend die folgenden Schritte: Aktivieren einer optischen Strahlenquelle an dem tragbaren Handbediengerät, zum Erzeugen eines gebündelten Lichtstrahls; Ausrichten des gebündelten Lichtstrahls auf einen Sensor mit einer Eingangslinse einer optischen Sensoreinheit, wobei die Eingangslinse einen Strahleingang von mindestens 90 Grad aufweist, und der Sensor zum Erfassen des gebündelten Lichtstrahls eingerichtet ist, um eine Kopplung des tragbaren Handbediengeräts mit dem Manipulator, mit welchem der Sensor verbunden ist, einzurichten; Detektieren des gebündelten Lichtstrahls in dem Sensor und; Übermitteln einer Kopplungsbereitschaft des Manipulators mit dem tragbaren Handbediengerät vom Manipulator an das tragbare Handbediengerät. Durch das Aktivieren der optischen Strahlenquelle durch einen Benutzer, wird die Strahlenquelle nur dann in Betrieb genommen, wenn das tragbare Handbediengerät an einen Manipulator gekoppelt werden soll. Ein versehentliches Koppeln wird dadurch verhindert. Der gebündelte Lichtstrahl muss dann aktiv vom Benutzer in Richtung des Sensors ausgerichtet werden. Da der Sensor in der Regel in der Nähe des entsprechenden Manipulators angeordnet ist, muss der gebündelte Lichtstrahl auch in Richtung des entsprechenden Manipulators ausgerichtet werden, um ein Koppeln der Geräte zu initiieren. Dem Benutzer wird dadurch bewusst, welchen Manipulator er anspricht, und eine ungewollte Verwechslung von Manipulatoren wird dadurch verhindert. Das Übermitteln einer Kopplungsbereitschaft vom Manipulator an das tragbare Handbediengerät ermöglicht es dem Benutzer nochmals zu überprüfen, ob der Manipulator richtig ausgewählt wurde, bevor eine Kopplung erzeugt wird und dann eine Steuerung des Manipulators durchgeführt werden kann. Dieser Überprüfung durch den Benutzer erhöht auch nochmals die Betriebssicherheit.The invention further relates to a method for coupling a portable handheld terminal with a manipulator, comprising the following steps: activating an optical radiation source on the portable handheld terminal to generate a collimated light beam; Directing the collimated light beam to a sensor having an input lens of an optical sensor unit, the input lens having a beam input of at least 90 degrees, and the sensor for detecting the collimated light beam is adapted to couple the portable handheld with the manipulator to which the sensor is connected to set up; Detecting the collimated light beam in the sensor and; Transmitting a coupling readiness of the manipulator with the portable handheld terminal from the manipulator to the portable handheld terminal. By activating the optical radiation source by a user, the radiation source is only put into operation when the portable handheld terminal is to be coupled to a manipulator. Accidental coupling is thereby prevented. The collimated beam of light must then be actively aligned by the user in the direction of the sensor. Since the sensor is usually located near the corresponding manipulator, the collimated light beam must also be aligned in the direction of the corresponding manipulator in order to initiate a coupling of the devices. The user becomes aware of which manipulator he responds to and unwanted confusion of manipulators is thereby prevented. The transmission of a readiness for coupling from the manipulator to the portable hand-held device allows the user to check again whether the manipulator has been selected correctly before a coupling is generated and then a control of the manipulator can be performed. This review by the user also increases the reliability again.

Bevorzugt weißt das Verfahren weiterhin das Bestätigen der Kopplung des tragbaren Handbediengeräts mit dem Manipulator, durch Betätigen einer Taste an dem tragbaren Handbediengerät, auf. Die Bestätigung vollendet die Kopplung des tragbaren Handbediengeräts mit dem Manipulator. Mit der aktiven Bestätigung durch den Benutzer ist auch nochmal sichergestellt, dass der Benutzer absichtlich die beiden entsprechenden Geräte koppelt. Ein versehentliches Koppeln wird so verhindert.Preferably, the method further includes confirming the coupling of the portable hand-held device to the manipulator by operating a button on the portable hand-held device. The confirmation completes the coupling of the portable handheld with the manipulator. The active confirmation by the user also ensures that the user intentionally couples the two corresponding devices. Accidental coupling is thus prevented.

Bevorzugt weißt das Verfahren weiterhin das Anzeigen einer Detektion des gebündelten Lichtstrahls in dem Sensor durch ein Anzeigemittel an dem Sensor und/oder das Anzeigen eines Kopplungszustands des Manipulators mit Hilfe eines Kopplungsanzeigemittels am Manipulator auf. Die Schritte des Anzeigens der Detektion und/oder des Kopplungszustands erhöhen die Bedienfreundlichkeit der Geräte, da der Benutzer sofort erkennt, ob die Geräte den gewünschten Input/Aktivierung erhalten haben und sich im gewünschten Zustand befinden. Im Falle einer unerwünschten Anzeige, kann der Benutzer zeitnah entsprechend reagieren. So kann effektiv gearbeitet werden und Schaden an dem Manipulator oder einem Menschen verhindert werden.Preferably, the method further comprises indicating a detection of the collimated light beam in the sensor by a display means on the sensor and / or displaying a coupling state of the manipulator by means of a Coupling display means on the manipulator. The steps of displaying the detection and / or the coupling state increase the user-friendliness of the devices since the user immediately recognizes whether the devices have received the desired input / activation and are in the desired state. In the case of an unwanted display, the user can react promptly accordingly. This can work effectively and prevent damage to the manipulator or human.

Bevorzugt weißt das Verfahren weiterhin das Erkennen einer Strahlrichtung des gebündelten Lichtstrahls durch den Sensor und das Bestimmen aus dieser Strahlrichtung einer Position eines Benutzers in Bezug zum Manipulator auf. Durch das Bestimmen der Position des Benutzers relativ zum Manipulator kann der Manipulator zum Beispiel erkennen, ob sich der Benutzer im Gefahrenbereich des Manipulators befindet, und falls ja, entsprechend seine Bewegungen begrenzen. Das erhöht die Bediensicherheit.Preferably, the method further comprises detecting a beam direction of the collimated light beam by the sensor and determining from this beam direction a position of a user with respect to the manipulator. By determining the position of the user relative to the manipulator, the manipulator can for example detect whether the user is in the danger zone of the manipulator and, if so, limit his movements accordingly. This increases operating safety.

Bevorzugt weißt das Verfahren weiterhin das Bestimmen eines korrekt gedrehten Koordinatensystems an einer 6-dimensionalen Maus des tragbaren Handbediengeräts im Bezug zur Position des Benutzers zum Manipulator auf. Das Bestimmen und Übertragen eines korrekt gedrehten Koordinatensystems an das tragbare Handbediengerät verhindert Fehlsteuerungen durch den Benutzer aufgrund falscher Annahmen der Bewegungsrichtung des Manipulators. Das verhindert Unfälle und macht die Bedienung des Manipulators einfacher, intuitiver und schneller. Zudem entfallen umständliche Einstellungen.Preferably, the method further includes determining a correctly rotated coordinate system on a 6-dimensional mouse of the portable hand-held device relative to the position of the user relative to the manipulator. Determining and transmitting a correctly rotated coordinate system to the portable hand-held device prevents user misregistration due to incorrect assumptions about the direction of movement of the manipulator. This prevents accidents and makes manipulator operation easier, more intuitive and faster. In addition, cumbersome settings omitted.

Figurenlistelist of figures

  • 1 schematische Darstellung der Kopplung eines tragbaren Handbediengeräts mit einem Manipulator; 1 schematic representation of the coupling of a portable handheld device with a manipulator;
  • 2 schematische Darstellung einer Zelle mit einer Mehrzahl von stationären und mobilen Manipulatoren; 2 schematic representation of a cell with a plurality of stationary and mobile manipulators;
  • 3 schematische Darstellung eines tragbaren Handbediengeräts gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 3 schematic representation of a portable handheld device according to an embodiment of the invention;
  • 4 schematische Darstellung von zwei Manipulatoren jeweils aufweisend einen Sensor und ein Kopplungsanzeigemittel gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 4 schematic representation of two manipulators each having a sensor and a coupling indicator means according to an embodiment of the invention;
  • 5 schematische Darstellung der Kopplung eines tragbaren Handbediengeräts mit einem Manipulator gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 5 schematic representation of the coupling of a portable handheld device with a manipulator according to an embodiment of the invention;
  • 6 schematische Darstellung der Fernsteuerung eines Manipulators mit Hilfe einer 6-dimensionalen Maus des tragbaren Handbediengeräts im gekoppelten Zustand gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 6 schematic representation of the remote control of a manipulator using a 6-dimensional mouse of the portable handheld device in the coupled state according to an embodiment of the invention;
  • 7 schematische Darstellung des Kopplungsverfahrens eines tragbaren Handbediengeräts mit einem Manipulator gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 7 schematic representation of the coupling method of a portable handheld device with a manipulator according to an embodiment of the invention;
  • 8 schematische Darstellung der Änderung der Auswahl eines Manipulators, der mit dem tragbaren Handbediengerät gekoppelt werden kann, mit Hilfe eines am tragbaren Handbediengerät angebrachten Jogwheels. 8th schematic representation of the change in the selection of a manipulator that can be coupled to the portable control panel, using a mounted on the portable handheld jog wheel.

Ausführliche Beschreibung bevorzugter AusführungsformenDetailed description of preferred embodiments

1 zeigt einen Benutzer 2, welcher ein tragbares Handbediengerät 10 mit einem Manipulator 1 koppeln möchte. Der Benutzer verwendet dazu ein tragbares Handbediengerät 10, einen Sensor 20 sowie ein Kopplungsanzeigemittel 30 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Entfernung des Benutzers 2 zum Manipulator 1 ist dabei vorzugsweise in einem Bereich von im bis 10m. Da die Kopplung der Geräte mit Hilfe eines optischen Lichtstrahls hergestellt wird, muss eine uneingeschränkte Sicht zwischen dem tragbaren Handbediengerät 10 und dem Sensor 20 gewährleistet sein. Da das Handbediengerät 10 aber tragbar ist, ist der Benutzer 2 in der Lage seine Position in Bezug auf den Sensor 20 bzw. den Manipulator 1 zu variieren, um den Sichtkontakt herzustellen. 1 shows a user 2 , which is a portable handheld terminal 10 with a manipulator 1 want to pair. The user uses a portable handheld 10 , a sensor 20 and a coupling indicator 30 according to an embodiment of the invention. The distance of the user 2 to the manipulator 1 is preferably in a range of im to 10m. Since the coupling of the devices is made by means of an optical beam of light, an unrestricted view between the portable handheld 10 and the sensor 20 to be guaranteed. As the handheld terminal 10 but is portable, is the user 2 capable of his position relative to the sensor 20 or the manipulator 1 to vary to make the visual contact.

2 zeigt eine Zelle 3, in der mehrere stationäre und mobile Manipulatoren 1 sowie deren Steuerung 4 angeordnet sind. Alle Manipulatoren 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind mit einen Sensor 20 und einem Kopplungsanzeigemittel 30 ausgestattet. Es ist möglich ein tragbares Handbediengerät 10 zur Steuerung aller Manipulatoren 1 zu verwenden, wobei aber nur jeweils ein Manipulator 1 mit dem tragbaren Handbediengerät 10 gleichzeitig gekoppelt ist. Der Benutzer 2 kann für die Kopplung und die Steuerung außerhalb der Zelle 3 stehen, um seine Sicherheit zu gewährleisten. Der Benutzer 2 kann seine Position variieren, um einen möglichweise verdeckten, z.B. durch einen davorstehenden Manipulator 1, Sensor 20 auch mit dem gebündelten Lichtstrahl 12 zu erreichen. Der Benutzer 2 kann auch seine Position variieren, um das Anzeigemittel an einem Sensor 20 oder das Kopplungsanzeigemittel 30 an einem Manipulator 1 zu erkennen, dass möglicherweise durch einen davorstehenden Manipulator 1 oder ein anderes Bauteil oder Gerät verdeckt ist. 2 shows a cell 3 in which several stationary and mobile manipulators 1 as well as their control 4 are arranged. All manipulators 1 according to one embodiment of the invention are provided with a sensor 20 and a coupling display means 30 fitted. It is possible a portable handheld 10 to control all manipulators 1 but only one manipulator at a time 1 with the portable handheld terminal 10 coupled at the same time. The user 2 can for the coupling and the control outside the cell 3 to ensure his safety. The user 2 can vary its position to a possibly hidden, for example, by a manipulator in front of it 1 , Sensor 20 also with the bundled light beam 12 to reach. The user 2 can also vary its position to the display means on a sensor 20 or the coupling display means 30 on a manipulator 1 to recognize that possibly by a manipulator in front of it 1 or another component or device is covered.

3 zeigt eine Ausführungsform eines tragbaren Handbediengeräts 10 gemäß der Erfindung. Die vorzugsweise pistolenartige Form ermöglich ein intuitiv richtiges Halten und Benutzen des tragbaren Handbediengeräts 10. Der gebündelte Lichtstrahl 12 wird bei bestimmungsgemäßem Halten des tragbaren Handbediengeräts 10 nach vorn, weg vom Benutzer 2, abgegeben und kann durch einfache Armbewegungen bzw. Zeigegesten auf den entsprechenden Sensor 20 ausgerichtet werden. Bevorzugt wird eine Laserlichtquelle verwendet, welche zum Beispiel ein Laser-Pointer sein kann, der heutzutage sehr kostengünstig und einfach bereitgestellt werden kann. Eine Laserlichtquelle kann auch als Zubehör optional an einem tragbaren Handbediengerät 10 eingerichtet werden. Neben einer Laserlichtquelle wäre aber auch z. B. eine LED Lichtquelle zur Erzeugung eines gebündelten Lichtstrahls 12 denkbar. 3 shows an embodiment of a portable handheld device 10 according to the invention. The preferably pistol-like shape allows intuitively correct holding and using the portable handheld 10 , The bundled light beam 12 is when the handheld terminal is held as intended 10 forward, away from the user 2 , and can by simple Armbewegungen or Zeigegesten on the appropriate sensor 20 be aligned. Preferably, a laser light source is used, which may be, for example, a laser pointer, which can be provided very cheaply and easily nowadays. A laser light source can also be used as an optional accessory on a portable handheld terminal 10 be set up. In addition to a laser light source but would also z. B. an LED light source for generating a collimated light beam 12 conceivable.

Die Bestätigung der Kopplung kann über dieselbe Taste erfolgen, die auch schon die Aktivierung der optischen Strahlenquelle an dem tragbaren Handbediengerät ermöglicht. Es kann aber auch eine weitere Taste an dem tragbaren Handbediengerät angeordnet sein, die diese Bestätigungsfunktion ausführt. Die Anordnung der mindestens einen Taste 13, zum Aktivieren der optischen Lichtquelle 11 und/oder zum Bestätigen der Kopplungsbereitschaft, am Griff 15 des tragbaren Handbediengeräts 10 ermöglicht ein gleichzeitiges Betätigen der mindestens einen Taste 13 und ein Ausrichten des tragbaren Handbediengeräts 10. Dies erhöht den Bedienkomfort und erleichtert die Kopplung, so dass sie schneller durchführbar ist. Diese Bestätigungsfunktion kann, wie gerade beschrieben, aber auch mit einer mindestens zweiten separaten Taste, die auch am Griff 15 befestigt sein kann, durchgeführt werden. Die 6-dimensionale Maus 16 an der Oberseite des tragbaren Handbediengeräts 10 ermöglicht dann im gekoppelten Zustand die Steuerung des Manipulators 1.The confirmation of the coupling can be done via the same button, which already allows the activation of the optical radiation source on the portable handheld. But it can also be another button on the portable handheld device that performs this confirmation function. The arrangement of the at least one button 13 , to activate the optical light source 11 and / or for confirming the readiness for coupling, on the handle 15 of the portable handheld terminal 10 allows simultaneous pressing of at least one key 13 and aligning the portable handheld 10 , This increases the ease of use and facilitates the coupling, so that it is faster to perform. This confirmation function can, as just described, but also with an at least second separate button, which also on the handle 15 can be fixed, carried out. The 6-dimensional mouse 16 at the top of the portable handheld 10 then allows in the coupled state, the control of the manipulator 1 ,

In einer weiteren Ausführungsform ist ein Jogwheel 17 an dem tragbaren Handbediengerät 10 angebracht. Das Jogwheel 17 ermöglicht ein einfaches, sequentielles Durchwechseln bzw. Ändern der Auswahl eines Manipulators, der mit dem tragbaren Handbediengerät 10 gekoppelt werden kann, durch Betätigen, d.h. Drehen, des Jogwheels 17.In another embodiment, a jog wheel 17 on the portable handheld terminal 10 appropriate. The jogwheel 17 allows a simple, sequential switching or changing of the selection of a manipulator with the portable handheld 10 can be coupled by pressing, ie turning, the jog wheel 17 ,

4 zeigt zwei Manipulatoren 1, welche einen Sensor 20 und ein Kopplungsanzeigemittel 30 gemäß der Erfindung aufweisen. Die Ausstattung mit einem Sensor 20 und einem Kopplungsanzeigemittel 30 an den Manipulatoren 1 ist identisch, so dass sie kostengünstig und einfach an einer Vielzahl von Manipulatoren 1 angeordnet werden kann. Die Dimension der Manipulatoren 1 spielt dabei keine Rolle. Die Kopplungsanzeigemittel 30 sollten gut und leicht erkennbar an jedem Manipulator 1 angebracht sein, damit ein Benutzer 2 schnell und auch aus einer größeren Entfernung den Zustand des Manipulators 1 erkennen kann. Die Sensoren 20 sollten so angeordnet sein, dass es für einen Benutzer 2 eindeutig erkennbar ist, zu welchem Manipulator 1 jeder einzelne Sensor 20 gehört. Der Sensor sollte dabei sichtbar mit dem entsprechenden Manipulator verbunden sein, damit ein Benutzer erkennt, welchem Manipulator dieser Sensor zugeordnet ist. Die Sensoren 20 können räumlich entfernt von ihrem jeweiligen Manipulator 1 angeordnet sein, um ihre Sichtbarkeit und Erreichbarkeit mit einem gebündelten Lichtstrahl 12 zu erhöhen. Die Eingangslinse 22 an einem Sensor ist vorzugsweise an der Oberseite des Sensors 20 angebracht, um leicht mit einem gebündelten Lichtstrahl 12 beleuchtet werden zu können. Der Strahleingangswinkel der Eingangslinse 22 kann dabei bis zu 180 Grad Raumwinkel betragen. Der Raumwinkelbereich der Eingangslinse 22 kann auch enger sein, was die Optik der Eingangslinse 22 vereinfacht und eine Richtungsbestimmung des einfallenden gebündelten Lichtstrahls 12 ermöglicht. Die Schnittstelleneinheit 23, vorzugsweise eine Kabelverbindung, sollte möglichst gut sichtbar sein, um es einem Benutzer 2 zu erleichtern, die Zuordnung des Sensors 20 zu einem Manipulator 1 zu erkennen. Die optische Sensoreinheit 21 ist in einem Sensor 20 angeordnet, um ein versehentliches Beleuchten mit einem gebündelten Lichtstrahl 12 zu verhindern. 4 shows two manipulators 1 which is a sensor 20 and a coupling indicator 30 according to the invention. The equipment with a sensor 20 and a coupling display means 30 at the manipulators 1 is identical, making it cost-effective and easy on a variety of manipulators 1 can be arranged. The dimension of the manipulators 1 does not matter. The coupling display means 30 should be good and easily recognizable on any manipulator 1 be appropriate for a user 2 quickly and also from a greater distance the state of the manipulator 1 can recognize. The sensors 20 should be arranged so that it is for a user 2 clearly identifiable to which manipulator 1 every single sensor 20 belongs. The sensor should be visibly connected to the corresponding manipulator, so that a user recognizes which manipulator this sensor is assigned. The sensors 20 can be spatially removed from their respective manipulator 1 be arranged to increase their visibility and accessibility with a focused beam of light 12 to increase. The entrance lens 22 on a sensor is preferably at the top of the sensor 20 attached to lightly with a collimated beam of light 12 to be illuminated. The beam input angle of the input lens 22 can be up to 180 degrees solid angle. The solid angle range of the input lens 22 can also be narrower, what the optics of the entrance lens 22 simplified and a direction determination of the incident bundled light beam 12 allows. The interface unit 23 , preferably a cable connection, should be as visible as possible to a user 2 to facilitate the assignment of the sensor 20 to a manipulator 1 to recognize. The optical sensor unit 21 is in a sensor 20 arranged to accidentally illuminate with a collimated beam of light 12 to prevent.

5 zeigt den Beginn eines Kopplungsvorgangs eines tragbaren Handbediengeräts 10 mit einem Manipulator 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Der Benutzer 2 richtet aktiv und willentlich den gebündelten Lichtstrahl 12 eines Handbediengeräts 10 auf einen bestimmten Sensor 20, der einem bestimmten Manipulator 1 zugeordnet ist. Andere Manipulatoren 1 bleiben von dem Kopplungsvorgang unberührt. Lediglich eine bestehende Kopplung mit einem anderen Manipulator 1 würde durch diese neue Kopplung aufgelöst werden. 5 shows the beginning of a coupling process of a portable handheld terminal 10 with a manipulator 1 according to an embodiment of the invention. The user 2 actively and willingly directs the bundled beam of light 12 a handheld terminal 10 on a particular sensor 20 , a particular manipulator 1 assigned. Other manipulators 1 remain unaffected by the coupling process. Only an existing coupling with another manipulator 1 would be resolved by this new coupling.

6 zeigt die Steuerung eines Manipulators 1 mit Hilfe der 6-dimensionalen Maus 16 an dem tragbaren Handbediengerät 10, welches mit dem Manipulator 1 gekoppelt ist. Wenn die Position des Benutzers 2 relativ zu dem Manipulator 1 bestimmt wurde, und ein gedrehtes Koordinatensystem an das tragbare Handbediengerät 10 vom Manipulator 1 übertragen wurde, kann ein Benutzer 2 einfach und intuitiv den Manipulator1 mit Hilfe der 6-dimensionalen Maus 16 steuern. Der Benutzer 2 sollte nur darauf achten seine Position nicht zu stark zu verändern, andernfalls muss das Koordinatensystem an die neue Position des Benutzers 2 angepasst werden. Die Steuerung des Manipulators 1 mit Hilfe der tragbaren Handsteuerung 10 kann aus einigen Metern Entfernung, vorzugsweise außerhalb einer Zelle, erfolgen, um ein sicheres Arbeiten zu gewährleisten. 6 shows the control of a manipulator 1 with the help of the 6-dimensional mouse 16 on the portable handheld terminal 10 , which with the manipulator 1 is coupled. If the position of the user 2 relative to the manipulator 1 was determined, and a rotated coordinate system to the portable handheld 10 from the manipulator 1 a user can transfer 2 simple and intuitive the manipulator1 with the help of the 6-dimensional mouse 16 Taxes. The user 2 Just be careful not to change your position too much, otherwise the coordinate system needs to be at the new position of the user 2 be adjusted. The control of the manipulator 1 with the help of the portable hand control 10 may be from a few meters away, preferably outside a cell, to ensure safe working.

7 verdeutlicht die aktive und willentliche Auswahl des Benutzers, mit welchem Manipulator 1 das tragbare Handbediengerät 10 gekoppelt werden soll. Indem der gebündelte Lichtstrahl 12 auf einen bestimmten Sensor 20 gerichtet wird, wird der entsprechende Manipulator 1 zur Kopplung ausgewählt und das Kopplungsverfahren gestartet. 7 clarifies the active and voluntary selection of the user, with which manipulator 1 the portable handheld terminal 10 should be coupled. By the focused light beam 12 on a particular sensor 20 is directed, becomes the corresponding manipulator 1 selected for coupling and started the coupling process.

8 stellt die Funktion des Jogwheels 17 zur sequentiellen Auswahl eines Manipulators 1 aus einer Mehrzahl von Manipulatoren 1 graphisch dar. Das Jogwheel 17 kann im oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden. Bei einer Drehung wechselt die Auswahl des aktuell ausgewählten Manipulators 1 zum nächsten Manipulator 1, der in der Auswahlreihenfolge dem aktuell ausgewählten Manipulator 1 benachbart ist. Die reale Position der Manipulatoren 1 zueinander muss dabei nicht zwingend der Reihenfolge der sequentiellen Auswahl entsprechen. Es ist für eine komfortable Bedienung allerdings vorteilhaft, wenn real benachbarte Manipulatoren 1 auch in der Auswahlliste benachbart sind. Die Drehrichtung kann dabei über die Reihenfolge der Auswahl der Manipulatoren 1 entscheiden. Insbesondere kann die Position der Manipulatoren 1 in Bezug zur Position des tragbaren Handbediengeräts 10 bei der Drehrichtung, und demnach bei der Reihenfolge der Auswahl der Manipulatoren 1, berücksichtigt werden. 8th represents the function of the jog wheel 17 for the sequential selection of a manipulator 1 from a plurality of manipulators 1 graphically. The jogwheel 17 can be rotated clockwise or counterclockwise. When you turn, the selection of the currently selected manipulator changes 1 to the next manipulator 1 in the selection order the currently selected manipulator 1 is adjacent. The real position of the manipulators 1 In this case, it is not absolutely necessary for the sequence of the sequential selection to correspond to one another. However, it is advantageous for a comfortable operation, if real adjacent manipulators 1 are also adjacent to the selection list. The direction of rotation can be determined by the order of the selection of the manipulators 1 decide. In particular, the position of the manipulators 1 in relation to the position of the portable handheld terminal 10 in the direction of rotation, and therefore in the order of selection of the manipulators 1 , be taken into account.

Der aktuell ausgewählte Manipulator 1 wird durch eine entsprechende Beleuchtung am Kopplungsanzeigemittel 30 und gegebenenfalls optional mit Hilfe von Anzeigemitteln am tragbaren Handbediengerät 10 gekennzeichnet. Nachdem ein Manipulator 1 ausgewählt wurde, kann eine Kopplung zwischen dem tragbaren Handbediengerät 10 und dem Manipulator 1 initiiert werden. In einer weiteren Ausführungsform kann das tragbare Handbediengerät 10 bereits bei der Auswahl des Manipulators 1 mit diesem koppeln.The currently selected manipulator 1 is illuminated by a corresponding illumination on the coupling display means 30 and optionally with the help of display means on the portable hand-held unit 10 characterized. Having a manipulator 1 has been selected, a coupling between the portable handheld 10 and the manipulator 1 be initiated. In a further embodiment, the portable handheld terminal 10 already in the selection of the manipulator 1 pair with this.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Manipulatormanipulator
22
Benutzeruser
33
Zellecell
44
Steuerungcontrol
1010
tragbares Handbediengerätportable handheld terminal
1111
optische Strahlenquelleoptical radiation source
1212
gebündelter Lichtstrahlbundled light beam
1313
Tastebutton
1414
Vorderseitefront
1515
GriffHandle
1616
6-dimensionale Maus6-dimensional mouse
1717
Jogwheeljogwheel
2020
Sensorsensor
2121
optische Sensoreinheitoptical sensor unit
2222
Eingangslinseinput lens
2323
SchnittstelleneinheitInterface unit
3030
KopplungsanzeigemittelCoupling indication means

Claims (24)

System zum Koppeln eines tragbaren Handbediengeräts (10) mit einem Manipulator (1), zum Fernsteuern eines Manipulators (1), wobei das tragbare Handbediengerät (10) eine optische Strahlenquelle (11) zur Erzeugung eines gebündelten Lichtstrahls (12) aufweist und wobei der gebündelte Lichtstrahl (12) zum Koppeln des tragbaren Handbediengeräts (10) mit einem Manipulator (1) eingerichtet ist, und einem Sensor (20), der mit einem Manipulator (1) verbunden ist, wobei der Sensor (20) eine optische Sensoreinheit zum Detektieren des gebündelten Lichtstrahls (12) aufweist, wobei die optischen Sensoreinheit (21) weiterhin eine Eingangslinse (22) mit einen Strahleingangswinkel von mindestens 90 Grad aufweist.A system for coupling a portable handheld terminal (10) to a manipulator (1) for remotely controlling a manipulator (1), said portable handheld terminal (10) having an optical radiation source (11) for generating a collimated light beam (12) and wherein said collimated one Light beam (12) for coupling the portable handheld terminal (10) is arranged with a manipulator (1), and a sensor (20) which is connected to a manipulator (1), wherein the sensor (20) comprises an optical sensor unit for detecting the collimated light beam (12), wherein the optical sensor unit (21) further comprises an input lens (22) having a beam entrance angle of at least 90 degrees. System gemäß Anspruch 1, wobei die optische Strahlenquelle (11) eine Laserlichtquelle ist.System according to Claim 1 wherein the optical radiation source (11) is a laser light source. System gemäß Anspruch 2, wobei die Laserlichtquelle einen gepulsten Lichtstrahl erzeugen kann, mit dem zum Zwecke der Kopplung Daten von dem tragbaren Handbediengerät (10) an den Manipulator (1) übertragen werden können.System according to Claim 2 in that the laser light source can generate a pulsed light beam with which, for the purpose of coupling, data can be transmitted from the portable handheld terminal (10) to the manipulator (1). System gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei der gebündelte Lichtstrahl (12) a. zeitlich in seiner Intensität moduliert ist, und/oder b. eine von mehreren möglichen unterschiedlichen Wellenlängen aufweist, und/oder c. in der Pulsfrequenz moduliert ist, und/oder d. in den Pulsdauern moduliert ist.System according to Claim 2 or 3 , wherein the collimated light beam (12) a. is modulated in intensity over time, and / or b. has one of several possible different wavelengths, and / or c. is modulated in the pulse rate, and / or d. is modulated in pulse durations. System gemäß einem der Ansprüche 1-4, wobei das tragbare Handbediengerät (10) eine pistolenartige Form aufweist, und die optische Strahlenquelle (11) an der vom Benutzer (2) abgewandten Vorderseite (14) des tragbaren Handbediengeräts (10) angeordnet ist und den gebündelten Lichtstrahl (12) in eine Richtung weg vom Benutzer (2) abgibt.System according to one of Claims 1 - 4 wherein the portable handheld terminal (10) has a gun-like shape, and the optical radiation source (11) is located on the front side (14) of the portable handheld terminal (10) facing away from the user (2) and the collimated light beam (12) in one direction away from the user (2). System gemäß einem der Ansprüche 1-5, wobei die optische Strahlenquelle (11) über eine Taste (13) aktiviert wird, die an einem Griff (15) des tragbaren Handbediengeräts (10) angeordnet ist.System according to one of Claims 1 - 5 in that the optical radiation source (11) is activated via a key (13) which is arranged on a handle (15) of the portable handheld terminal (10). System gemäß einem der Ansprüche 1-6, wobei das tragbare Handbediengerät (10) ein Jogwheel (17) aufweist, und wobei das Jogwheel (17) zur Änderung der Auswahl eines Manipulators (1) dient, der mit dem tragbaren Handbediengerät (10) gekoppelt werden kann.System according to one of Claims 1 - 6 wherein the portable handheld terminal (10) comprises a jogwheel (17), and wherein the jogwheel (17) is for changing the selection of a manipulator (1) that can be coupled to the portable handheld terminal (10). Sensor (20) zum Erfassen eines gebündelten Lichtstrahls (12) eines tragbaren Handbediengeräts (10), aufweisend: a. eine optische Sensoreinheit (21), zum Detektieren des gebündelten Lichtstrahls (12); und b. eine Eingangslinse (22) der optischen Sensoreinheit (21) mit einen Strahleingangswinkel von mindestens 90 Grad; c. eine Schnittstelleneinheit (23) zur Verbindung des Sensors (20) mit einem Manipulator (1); wobei d. die Schnittstelleneinheit (23) nach Empfang eines gebündelten Lichtstrahls (12) von einem tragbaren Handbediengerät (10) durch die optische Sensoreinheit (21), ein Signal zur Kopplung des tragbaren Handbediengeräts (10) mit dem Manipulator (1) an den Manipulator (1) überträgt. A sensor (20) for detecting a collimated light beam (12) of a portable handheld terminal (10), comprising: a. an optical sensor unit (21) for detecting the collimated light beam (12); and b. an input lens (22) of the optical sensor unit (21) having a beam entrance angle of at least 90 degrees; c. an interface unit (23) for connecting the sensor (20) to a manipulator (1); where d. the interface unit (23) after receiving a bundled light beam (12) from a portable handheld terminal (10) by the optical sensor unit (21), a signal for coupling the portable handheld terminal (10) with the manipulator (1) to the manipulator (1) transfers. Sensor (20) gemäß Anspruch 8, weiterhin aufweisend eine Eingangslinse (22) der optischen Sensoreinheit (21), welche einen Strahleingangswinkel von mindestens 120 Grad aufweist.Sensor (20) according to Claim 8 , further comprising an input lens (22) of the optical sensor unit (21) having a beam entrance angle of at least 120 degrees. Sensor (20) gemäß einem der Ansprüche 8-9, wobei der Sensor (20) mindestens einen optischen Filter aufweist, der je nach Eigenschaft des eingefangenen gebündelten Lichtstrahls (12) unterschiedliche Transmissionswerte aufweist.Sensor (20) according to one of Claims 8 - 9 in that the sensor (20) has at least one optical filter which has different transmission values depending on the characteristic of the captured bundled light beam (12). Sensor (20) gemäß einem der Ansprüche 8-10, wobei der Sensor (20) zusätzliche feststehende oder rotierende Spiegel aufweist.Sensor (20) according to one of Claims 8 - 10 wherein the sensor (20) comprises additional fixed or rotating mirrors. Sensor (20) gemäß einem der Ansprüche 8-11, wobei der Sensor (20) drehend gelagert ist.Sensor (20) according to one of Claims 8 - 11 , wherein the sensor (20) is rotatably mounted. Sensor (20) gemäß einem der Ansprüche 8-12, wobei der Sensor (20) die Richtung erkennt, aus der der gebündelte Lichtstrahl (12) einfällt.Sensor (20) according to one of Claims 8 - 12 wherein the sensor (20) detects the direction from which the collimated light beam (12) is incident. Sensor (20) gemäß einem der Ansprüche 8-13, wobei der Sensor (20) eingerichtet ist, räumlich entfernt von dem ihm zugeordneten Manipulator (1) angeordnet zu werden.Sensor (20) according to one of Claims 8 - 13 wherein the sensor (20) is arranged to be arranged spatially remote from the manipulator (1) associated therewith. Sensor (20) gemäß einem der Ansprüche 8-14, weiterhin aufweisend ein Anzeigemittel, zum Anzeigen einer Detektion eines gebündelten Lichtstrahls (12) an der optischen Sensoreinheit (21), wobei der gebündelte Lichtstrahl (12) zur Kopplung des tragbaren Handbediengeräts (10) mit dem Manipulator (1) eingerichtet ist.Sensor (20) according to one of Claims 8 - 14 , further comprising a display means for displaying a detection of a collimated light beam (12) on the optical sensor unit (21), the collimated light beam (12) being adapted for coupling the portable handheld terminal (10) to the manipulator (1). Sensor (20) gemäß einem der Ansprüche 8-15, wobei das Anzeigemittel ein den Sensor (20) umlaufender Leuchtring ist.Sensor (20) according to one of Claims 8 - 15 wherein the display means is a light ring encircling the sensor (20). Kopplungsanzeigemittel (30), zur Visualisierung des Kopplungszustands eines Systems aus einem tragbaren Handbediengerät (10) und einem Manipulator (1) mit einem Manipulator (1), wobei a. das Kopplungsanzeigemittel (30) ein Leuchtmittel ist, und b. am Manipulator (1) angeordnet ist; und c. der Manipulator einen Sensor mit einer optischen Sensoreinheit (21) aufweist, die eine Eingangslinse (22) mit einem Strahleingangswinkel von mindestens 90 Grad hat.Coupling display means (30) for visualizing the coupling state of a system comprising a portable handheld terminal (10) and a manipulator (1) with a manipulator (1), wherein a. the coupling indicating means (30) is a lighting means, and b. is arranged on the manipulator (1); and c. the manipulator has a sensor with an optical sensor unit (21) having an input lens (22) with a beam entrance angle of at least 90 degrees. Kopplungsanzeigemittel (30) gemäß Anspruch 17, wobei das Leuchtmittel a. ein den Manipulator (1) im Fußbereich oder im Handbereich umlaufender LED Leuchtring ist; und b. das Leuchtmittel in unterschiedlichen Farben leuchten kann; und/oder c. das Leuchtmittel in verschiedenen Intervallen und mit verschiedenen Intervalldauern aufleuchten kann; wobei d. ein langsames periodisches Aufleuchten oder ein Umlaufen des Lichtpulses entlang des Leuchtrings signalisieren kann, dass dieser Manipulator (1) mit Hilfe des gebündelten Lichtstrahls (12) eines tragbaren Handbediengeräts (10) ausgewählt wird; und e. ein Blinken des Leuchtmittels signalisieren kann, dass ein Kopplungsprozess zwischen diesem Manipulator (1) und einem tragbaren Handbediengerät (10) gestartet wurde; und f. ein kontinuierliches Leuchten des Leuchtmittels signalisieren kann, dass dieser Manipulator (1) mit einem tragbaren Handbediengerät (10) gekoppelt ist; wobei g. die Farbe des Leuchtmittels mit der Farbe einer Anzeige an dem tragbaren Handbediengerät (10) übereinstimmen kann.Coupling display means (30) according to Claim 17 , wherein the illuminant a. a LED light ring encircling the manipulator (1) in the foot area or in the hand area; and b. the bulb can glow in different colors; and / or c. the illuminant can illuminate at different intervals and with different intervals; where d. a slow periodic illumination or rotation of the light pulse along the luminous ring can signal that this manipulator (1) is selected with the aid of the collimated light beam (12) of a portable handheld terminal (10); and e. a flashing of the luminous means can signal that a coupling process between this manipulator (1) and a portable handheld terminal (10) has been started; and f. a continuous lighting of the lighting means can signal that this manipulator (1) is coupled to a portable handheld terminal (10); where g. the color of the illuminant may match the color of a display on the portable handheld terminal (10). System zum Koppeln eines tragbaren Handbediengeräts (10) mit einem Manipulator (1), aufweisend ein System zum Koppeln eines tragbaren Handbediengeräts (10) mit einem Manipulator (1) gemäß einem der Ansprüche 1-7, einen Sensor (20) gemäß einem der Ansprüche 8-16 sowie ein Kopplungsanzeigemittel (30) gemäß einem der Ansprüche - 17 - 18.A system for coupling a portable handheld terminal (10) to a manipulator (1), comprising a system for coupling a portable handheld terminal (10) to a manipulator (1) according to any one of Claims 1 - 7 , a sensor (20) according to one of Claims 8 - 16 and a coupling indicator means (30) according to any one of claims 17-18. Verfahren zum Koppeln eines tragbaren Handbediengeräts (10) mit einem Manipulator (1), aufweisend die folgenden Schritte: a. Aktivieren einer optischen Strahlenquelle (11) an dem tragbaren Handbediengerät (10), zum Erzeugen eines gebündelten Lichtstrahls (12); b. Ausrichten des gebündelten Lichtstrahls (12) auf einen Sensor (20) mit einer Eingangslinse (22) einer optischen Sensoreinheit (21), wobei die Eingangslinse (22) einen Strahleingangswinkel von mindestens 90 Grad aufweist, und der Sensor (20) zum Erfassen des gebündelten Lichtstrahls (12) eingerichtet ist, um eine Kopplung des tragbaren Handbediengeräts (10) mit dem Manipulator (1), mit welchem der Sensor (20) verbunden ist, einzurichten; c. Detektieren des gebündelten Lichtstrahls (12) in dem Sensor (20) und; d. Übermitteln einer Kopplungsbereitschaft des Manipulators (1) mit dem tragbaren Handbediengerät (10) vom Manipulator (1) an das tragbare Handbediengerät (10).A method of coupling a portable handheld terminal (10) to a manipulator (1), comprising the following steps: a. Activating an optical radiation source (11) on the portable handheld terminal (10) to produce a collimated light beam (12); b. Directing the collimated light beam (12) onto a sensor (20) having an input lens (22) of an optical sensor unit (21), the input lens (22) having a beam entrance angle of at least 90 degrees, and the sensor (20) detecting the collimated one Light beam (12) is arranged to establish a coupling of the portable handheld terminal (10) with the manipulator (1) to which the sensor (20) is connected; c. Detecting the collimated light beam (12) in the sensor (20) and; d. Transmitting a readiness for coupling of the manipulator (1) with the portable handheld terminal (10) from the manipulator (1) to the portable handheld terminal (10). Verfahren nach Anspruch 20, weiterhin aufweisend das Bestätigen der Kopplung des tragbaren Handbediengeräts (10) mit dem Manipulator (1), durch Betätigen einer Taste (13) an dem tragbaren Handbediengerät (10).Method according to Claim 20 further comprising confirming the coupling of the portable handheld terminal (10) to the manipulator (1) by operating a button (13) on the portable handheld terminal (10). Verfahren nach einem der Ansprüche 20-21, weiterhin aufweisend das Anzeigen einer Detektion des gebündelten Lichtstrahls (12) in dem Sensor (20) durch ein Anzeigemittel an dem Sensor (20) und/oder das Anzeigen eines Kopplungszustands des Manipulators (1) mit Hilfe eines Kopplungsanzeigemittels (30) am Manipulator (1).Method according to one of Claims 20 - 21 , further comprising displaying a detection of the collimated light beam (12) in the sensor (20) by a display means on the sensor (20) and / or displaying a coupling state of the manipulator (1) by means of a coupling display means (30) on the manipulator ( 1). Verfahren nach einem der Ansprüche 20-22, weiterhin aufweisend das Erkennen einer Strahlrichtung des gebündelten Lichtstrahls (12) durch den Sensor (20) und das Bestimmen aus dieser Strahlrichtung einer Position eines Benutzers (2) in Bezug zum Manipulator (1).Method according to one of Claims 20 - 22 , further comprising detecting a beam direction of the collimated light beam (12) by the sensor (20) and determining from this beam direction a position of a user (2) with respect to the manipulator (1). Verfahren nach Anspruch 23, weiterhin aufweisend das Bestimmen eines korrekt gedrehten Koordinatensystems an einer 6-dimensionalen Maus (16) des tragbaren Handbediengeräts (10) im Bezug zur Position des Benutzers (2) zum Manipulator (1).Method according to Claim 23 further comprising determining a correctly rotated coordinate system on a 6-dimensional mouse (16) of the portable handheld terminal (10) relative to the position of the user (2) to the manipulator (1).
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