DE102017131081A1

DE102017131081A1 - Handbedienelement, Steuerungssystem, Möbelstück und Verfahren zur Bedienung eines elektrisch verstellbaren Möbelstücks

Info

Publication number: DE102017131081A1
Application number: DE102017131081.9A
Authority: DE
Inventors: Stefan Lukas
Original assignee: Logicdata Electronic and Software Entwicklungs GmbH
Current assignee: Logicdata Electronic and Software Entwicklungs GmbH
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2019-06-27
Anticipated expiration: 2037-12-23
Also published as: DE102017131081B4; US10742214B2; US20190199349A1; CN210109770U

Abstract

Ein Handbedienelement (100) zur Bedienung eines elektrisch verstellbaren Möbelstücks umfasst einen Griffkörper, der einen Montagekörper (5), ein mit dem Montagekörper verbundenes Griffelement (6) und ein in Wirkverbindung mit dem Griffelement (6) stehendes elastisches Element umfasst. Der Montagekörper ist zur Befestigung an einer Komponente des Möbelstücks eingerichtet. Das Griffelement dient zum Greifen durch einen Benutzer. Ein Kraftsensor (4, 8a, 8b) steht in Wirkverbindung mit dem elastischen Element und dient zur Erfassung eines richtungsabhängigen Kraftwerts entsprechend einer auf das Griffelement (6) einwirkenden Kraft. Ein Berührungssensor dient zur Erfassung eines Berührungswerts in Abhängigkeit einer Berührung des Griffelements (6) durch den Benutzer. Eine Kommunikationseinheit (K) ist eingerichtet zur Übertragung des Kraftwerts und des Berührungswerts oder eines Signals, das aus dem Kraftwert und dem Berührungswert abgeleitet ist, an eine Steuerung des Möbelstücks.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Handbedienelement zur Bedienung eines elektrisch verstellbaren Möbelstücks, ein Steuerungssystem mit einem solchen Handbedienelement, ein Möbelstück mit einem solchen Steuerungssystem sowie ein Verfahren zur Bedienung eines elektrisch verstellbaren Möbelstücks.
Verstellbare Möbel sind sowohl im Bereich von Büroeinrichtungen als auch im Heimbereich bekannt. Häufigste Ausführungen im Büromöbelbereich sind beispielsweise elektrisch verstellbare Tische oder Stühle, während im Heimbereich elektrisch verstellbare Betten, Sitzmöbel oder Liegemöbel bekannt sind.
Zur Bedienung solcher verstellbarer Möbel wird jeweils ein Bedienelement benötigt, über das ein Benutzer des Möbelstücks einen gewünschten Verstellvorgang einleiten kann. Hierzu wird üblicherweise eine Art Bedienfeld eingesetzt, welches ein, zwei oder mehr Bedienfelder oder Bedienknöpfe aufweist, über die eine Verstellung ausgelöst wird. Solche herkömmlichen Bedienelemente lassen aber bis auf Grundfunktionen eine intuitive Bedienung vermissen. Zudem lassen sich die herkömmlichen Bedienelemente nur schwer in das Gesamtbild des verstellbaren Möbelstücks integrieren.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein verbessertes Bedienkonzept anzugeben, welches unter anderem eine intuitive Bedienung eines elektrisch verstellbaren Möbelstücks ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst mit dem Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche. Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
Das verbesserte Bedienkonzept basiert auf der Idee, ein vorzugsweise hebelartiges Handbedienelement bereitzustellen, das an einer Komponente eines Möbelstücks befestigt werden kann und wenigstens einen Kraftsensor und einen Berührungssensor aufweist. Über den Kraftsensor kann eine auf das Handbedienelement wirkende Kraft detektiert werden, insbesondere mit dem Betrag der Kraft und einer Richtung der Kraft, um beispielsweise eine kraftabhängige Steuerung des Möbelstücks zu bewirken. Über den Berührungssensor lässt sich eine Berührung des Handbedienelements durch einen Benutzer detektieren, um beispielsweise eine ungewollte Verstellung des Möbelstücks bei Krafteinwirkungen auszuschließen, die nicht bewusst bzw. nicht gewollt vom Benutzer ausgehen.
Das Handbedienelement umfasst dazu beispielsweise einen Griffkörper, an dem eine Krafteinwirkung über den Kraftsensor detektiert werden kann. Der Griffkörper weist dazu verschiedene funktionale Komponenten auf, insbesondere einen Montagekörper, ein mit dem Montagekörper verbundenes Griffelement und ein in Wirkverbindung mit dem Griffelement stehendes elastisches Element. Diese funktionalen Komponenten können in verschiedenen Ausgestaltungen Einzelteile sein, die zum Griffkörper zusammengefügt werden. Alternativ kann der Griffkörper aber auch einstückig ausgeführt sein, sodass die verschiedenen funktionalen Komponenten beispielsweise durch entsprechende Bearbeitung, insbesondere mechanische Bearbeitung eines Grundkörpers entstehen.
In einer beispielhaften Ausgestaltung des verbesserten Bedienkonzepts umfasst ein Handbedienelement zur Bedienung eines elektrisch verstellbaren Möbelstücks den Griffkörper, der einen Montagekörper, ein mit dem Montagekörper verbundenes Griffelement und ein in Wirkverbindung mit dem Griffelement stehendes elastisches Element umfasst. Der Montagekörper ist zur Befestigung an einer Komponente des Möbelstücks eingerichtet. Das Griffelement ist zum Greifen durch einen Benutzer eingerichtet. Das Handbedienelement umfasst ferner einen Kraftsensor zur Erfassung eines richtungsabhängigen Kraftwerts entsprechend einer auf das Griffelement einwirkenden Kraft, wobei der Kraftsensor hierzu in Wirkverbindung mit dem elastischen Element steht. Ein Berührungssensor des Handbedienelements dient zur Erfassung eines Berührungswerts in Abhängigkeit einer Berührung des Griffelements durch den Benutzer. Eine Kommunikationseinheit ist eingerichtet zur Übertragung des Kraftwerts und des Berührungswerts und/oder eines Signals, das aus dem Kraftwert und dem Berührungswert abgeleitet ist, an eine Steuerung des Möbelstücks.
Vorzugsweise durch die Berührung beziehungsweise Bewegung am Griffelement wird im bestimmungsgemäßen Betrieb des Handbedienelements eine Kraft auf die Anordnung ausgeübt. Diese Kraft führt zu einer messbaren Verformung des elastischen Elements, wobei die Messung über den Kraftsensor erfolgt, der in Wirkverbindung mit dem elastischen Element steht. Die Wirkverbindung zwischen dem Griffelement und dem elastischen Element erlaubt die Kraftübertragung von dem Griffelement über das elastische Element auf den Kraftsensor.
Das elastische Element kann zum Beispiel aus Metall oder Plastik sein. Vorzugsweise hat das elastische Element eine Ruhelage, in die es zurückkehrt, wenn der Benutzer keine Kraft auswirkt. Diese Ruhelage wird entweder durch die Elastizität des Elements selbst oder durch ein Rückstellelement, etwa eine Feder, erreicht. Das elastische Element kann zum Beispiel selbst eine Metallfeder sein. In verschiedenen Ausgestaltungen kann das elastische Element von dem anderen Material umhüllt sein. Beispielsweise kann eine metallene Blattfeder in einer Ausnehmung des Griffelements enthalten sein. So kann beispielsweise ein verformbares, aber selbst nicht elastisches, oder zumindest nicht ausreichend elastisches Element von einem anderen elastischen Material umhüllt sein, wobei das elastische Material der Hülle als Rückstellelement dient. Durch das Verbiegen der elastischen Hülle wird auch das darin enthaltene Element verformt, zum Beispiel eine kunststoffumhüllte Metallfolie. Das elastische Element kann zum Beispiel auch ein Stab aus Metall oder aus einem anderen massiven Material sein, der durch entsprechende Bohrungen und/oder Ausfräsungen verformbar durch einen Benutzer wird.
In verschiedenen Ausgestaltungen umfasst der Berührungssensor wenigstens eines der folgenden: einen kapazitiven Sensor, einen Mikroschalter, einen Piezoschalter, einen auf aktiven Materialien, insbesondere aktiven Polymeren basierenden Sensor, wobei diese Aufzählung nicht abschließend sein soll.
In einer Ausgestaltung umfasst der Berührungssensor einen kapazitiven Sensor, wobei das Griffelement und/oder das elastische Element mit einem leitfähigen Material gebildet sind und eine Elektrode des kapazitiven Sensors bilden.
Wenn der Berührungssensor ein kapazitiver Sensor ist, dann kann er die Berührung beziehungsweise die Annäherung einer Hand eines Benutzers detektieren. Ein kapazitiver Sensor beruht auf der Änderung des elektrischen Feldes in der Umgebung der Elektrode. Es wird beispielsweise die Kapazität zwischen der Elektrode und dem Erdpotential gemessen. Der Griffkörper mit seinen funktionalen Komponenten wirkt beispielsweise wie eine Kondensatorplatte gegenüber ihrer Umgebung, die das Bezugsmassepotential darstellt. Nähert sich ein Finger oder eine Hand des Benutzers dem Griffkörper und damit der Elektrode, dann vergrößert sich die Kapazität.
Die Kapazität kann zum Beispiel durch eine Standard RC-Oszillatorschaltung oder spezielle Bausteine gemessen werden, die auf kapazitive Messung ausgelegt sind.
Wenn der Berührungssensor ein Mikroschalter oder ein Piezosensor ist oder auf aktiven Materialien basiert, dann benötigt man im Gegensatz zu einem kapazitiven Sensor eine Mindestkraft, um die Oberfläche des Schalters durch eine Kraft zu verformen. Diese Mindestkraft ist zum Beispiel durch die Kraft zwischen den Fingern gegeben, die das Griffelement des Griffkörpers greifen. Beispielsweise muss dabei zuerst eine bestimmte Kraftschwelle überschritten werden. Hierbei handelt es sich aber um die Greifkraft zwischen den Fingern und nicht um die Kraft, die für eine Verbiegung beziehungsweise Verformung des elastischen Elements erforderlich ist.
Grundsätzlich ist es auch vorstellbar, dass der Berührungssensor entfällt. In diesem Fall wird die Berührung durch den Kraftsensor detektiert, wobei eine gewisse Grundkraft, beispielsweise ein Kraftschwellwert, vom Benutzer überschritten werden muss, bevor eine Verstellaktion ausgelöst wird.
Der Kraftsensor ist typischerweise ein Sensor, der mit dem elastischen Element verbunden ist und die durch die vom Benutzer aufgebrachte Kraft hervorgerufene Verformung des elastischen Elements misst. Der Kraftsensor misst vorzugsweise Richtung und Betrag der Krafteinwirkung über die durch die Kraft hervorgerufene Verformung. Der Sensor ist dabei beispielsweise auf einer Biegestelle des elastischen Elements aufgebracht.
In einer Ausgestaltung des Kraftsensors für die Aufbringung auf ein elastisches Element ist dieser als Dehnungsmessstreifen, DMS, gebildet. In einer weiteren Ausgestaltung ist der Kraftsensor mit einem elektroaktiven Material gebildet, zum Beispiel als elektroaktives Polymer.
Der Messwert, den der Kraftsensor liefert, zum Beispiel ein Widerstandswert, steht in linearem Verhältnis mit der Verformung, etwa Biegung oder Stauchung, des Kraftsensors. Die Verformung des Kraftsensors steht in linearem oder auch in nichtlinearem Verhältnis mit der Krafteinwirkung durch den Benutzer. Dieses Verhältnis hängt vom Material des elastischen Elements und der Ausgestaltung des Griffelements ab.
Im Folgenden sollen einige Ausgestaltungen eines Handbedienelements beschrieben werden, bei denen der Kraftsensor auf das elastische Element aufgebracht ist.
Beispielsweise ist in einer Ausgestaltungsform das elastische Element durch einen massiven Körper gebildet, der wenigstens einen unter einer Außenfläche des Griffkörpers angeordneten Hohlraum aufweist, wobei der Kraftsensor im Bereich des Hohlraums an dem massiven Körper angebracht ist. Beispielsweise ist in dieser Ausgestaltungsform der Griffkörper einstückig gebildet, wobei wie vorher beschrieben der Hohlraum durch entsprechende Bohrungen und/oder Ausfräsungen gebildet ist. Der massive Körper ist dadurch gezielt geschwächt und ermöglicht eine messbare Verformung durch die Krafteinwirkung eines Benutzers.
Es bleibt jedoch unbenommen, den Körper mit einem Überzug zu versehen, etwa aus sicherheitstechnischen oder ästhetischen Gründen. Vorzugsweise ist der Kraftsensor an einer Innenseite des Körpers im Bereich des Hohlraums beziehungsweise des elastischen Elements angebracht. Ebenso ist es möglich, den Kraftsensor an einer Außenseite des elastischen Elements anzubringen.
In einer anderen Ausgestaltung ist das Griffelement elastisch ausgebildet und beinhaltet das elastische Element. Der Kraftsensor ist an dem elastischen Element angebracht. Vorzugsweise beinhaltet das Griffelement das elastische Element vollständig. Eine Verformung des Griffelements durch Krafteinwirkung durch den Benutzer kann somit unmittelbar auf das enthaltene elastische Element und damit auf den Kraftsensor übertragen werden.
Beispielsweise umfasst das elastische Griffelement im Inneren ein metallisches elastisches Element, auf dem der Kraftsensor aufgebracht ist.
Alternativ dazu bildet das Griffelement mit dem elastischen Element ein integrales Element und weist zwei parallele oder im wesentlichen parallele Griffelementteile auf, die jeweils mit dem Montagekörper verbunden sind und eingerichtet sind, zusammen mit dem Montagekörper die Komponente des Möbelstücks klammerartig zu umgreifen.
In einer weiteren alternativen Ausgestaltung ist das Griffelement starr ausgebildet und elastisch mit dem Montagekörper verbunden. Dabei erstreckt sich das elastische Element zwischen dem Griffelement und dem Montagekörper und wird von diesem beinhaltet. Der Kraftsensor ist wiederum an dem elastischen Element angebracht. Das Griffelement ist in diesem Fall beispielsweise biegesteif und sozusagen über ein Scharnier mit dem Montagekörper verbunden. Wird das Griffelement betätigt, dann wird das elastische Element gebogen, wobei sich die Biegestelle im Bereich des Montagekörpers, aber nicht im Griffelement befindet. Auch der Kraftsensor befindet sich in diesem Fall innerhalb des Montagekörpers.
Vorzugsweise ist das elastische Element fix mit dem biegesteifen Griffelement verbunden, was eine einfache Befestigung des elastischen Elements im Griffelement ermöglicht. Zumindest ist der Kraftsensor überwiegend oder vollständig innerhalb des Montagekörpers angeordnet.
In einer weiteren alternativen Ausgestaltung sind der Montagekörper und das Griffelement über einen länglichen, starren Verbindungskörper miteinander verbunden, wobei der Verbindungskörper einerseits starr oder im Wesentlichen starr mit dem Griffelement verbunden und andererseits an einem festen Drehpunkt drehbar in dem Montagekörper gelagert ist. Hierbei koppelt das elastische Element den Verbindungskörper elastisch mit dem Montagekörper. Die elastische Kopplung kann beispielsweise über ein Federelement oder ein anderes Material mit federnden beziehungsweise elastischen Eigenschaften gebildet sein. Das elastische Element wirkt hierbei beispielsweise als Rückstellelement, dessen Auslenkung über den Kraftsensor, beispielsweise den DMS-Sensor, gemessen werden kann.
In anderen Ausgestaltungen des Handbedienelements umfasst der Kraftsensor wenigstens einen Drucksensor, insbesondere einen piezobasierten Drucksensor, der auf oder in einer Außenseite oder Oberfläche des Griffelements aufgebracht oder integriert ist.
Beispielsweise ist in einer solchen Ausgestaltung der Griffkörper mit einem starren Teil gebildet, das den Montagekörper und das Griffelement umfasst. Das elastische Element wird hierbei durch einen Körper des Drucksensors gebildet. Der Kraftsensor ist also beispielsweise ein Piezosensor oder ein anderer druckmessender Sensor, der durch Krafteinwirkung elastisch verformt wird. Der Grad der Verformung repräsentiert die vom Benutzer auf das Griffelement einwirkende Kraft. Vorzugsweise ist in dieser Ausgestaltung je ein solcher Sensor pro Kraftrichtung am Griffelement aufgebracht.
Das Handbedienteil kann, unabhängig von den gezeigten Ausprägungen, zusätzlich zum Griffelement auch ein Bedienfeld mit herkömmlichen Bedienelementen, z.B. mit Tasten aufweisen, um z.B. Memopositionen zu speichern und/oder auszuwählen. Memopositionen können bestimmte Einstellungen des Möbels, etwa eine bestimmte Höhe oder einen bestimmten Neigungswinkel o.ä. repräsentieren.
Ein solches Bedienfeld ist zum Beispiel an einer starren Stelle des Handbedienteils, etwa am Montagekörper, angebracht. Dadurch wird verhindert, dass das Betätigen einer Taste versehentlich eine Verstellung auslöst.
Alternativ kann das Bedienfeld aber zumindest teilweise auch auf oder in einer Oberfläche des Griffelements selbst liegen. Bei einer solchen Anordnung ist es möglich, eine Taste für eine Memoposition zu halten, während man die Verstellung mit dem Griffelement durchführt. In diesem Fall führt das System die Verstellung beispielsweise solange durch, bis die gespeicherte Memoposition erreicht ist.
Tasten des Bedienfelds können z.B. an der oberen Seite des Griffelements, an einer vorderen, beispielsweise senkrechten Seite des Griffelements oder an einer starren Fläche des Handbedienteils angebracht sein.
Die verschiedenen Ausgestaltungen des Handbedienelements, die jeweils einen Kraftwert und einen Berührungswert liefern, ermöglichen die Anwendung des verbesserten Bedienkonzepts in einem Steuerungssystem zur Bedienung eines elektrisch verstellbaren Möbelstücks.
Ein solches Steuerungssystem umfasst beispielsweise ein Handbedienelement gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen und eine Steuerung, die eine Kommunikationsverbindung zu dem Handbedienelement aufweist. Die Steuerung ist eingerichtet, basierend auf dem Kraftwert und dem Berührungswert ein Ansteuerungssignal für wenigstens einen Verstellantrieb oder Aktuator des Möbelstücks zu erzeugen. Die Kommunikationsverbindung kann drahtgebunden oder auch drahtlos implementiert werden.
Beispielsweise ist die Steuerung dazu eingerichtet, mit dem Ansteuersignal eine Verstellung des Verstellantriebs in Abhängigkeit des Berührungswertes zu initiieren und/oder aufrecht zu erhalten und eine Verstellgeschwindigkeit des Verstellantriebs in Abhängigkeit des Kraftwertes einzustellen.
Die Steuerung kann dabei eine oder mehrere der folgenden Operationen durchführen: Erkennen, ob zumindest ein Finger des Benutzers das Griffelement berührt; Messen der Richtung der Kraftausübung; Messen des Betrags der Kraftausübung; Messen der Dauer der Kraftausübung; Bestimmen der Drehzahl und Drehrichtung eines oder mehrerer Aktuatoren des Möbelsystems unter Berücksichtigung der Richtung des Betrags und der Dauer der Kraftausübung; Generieren der entsprechenden Steuersignale für die Aktuatoren des Möbelsystems.
Beispielsweise ist die Steuerung dazu eingerichtet, mit dem Ansteuersignal die Verstellgeschwindigkeit des Verstellantriebs ferner in Abhängigkeit einer Dauer einer auf das Griffelement einwirkenden Kraft und/oder einer Dauer einer Berührung des Griffelements einzustellen.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Steuerung eingerichtet, mit dem Ansteuersignal die Verstellgeschwindigkeit des Verstellantriebs in Abhängigkeit des mit einem ersten Faktor gewichteten Kraftwert und eines mit einem zweiten Faktor gewichteten Kraftintegralwerts einzustellen, der auf einem zeitlichen Integral des Kraftwerts basiert. Dies ermöglicht eine intuitive und individuelle Steuerung für den Benutzer, der durch Variation der aufgewendeten Kraft und durch die Dauer der aufgewendeten Kraft ein gewünschtes Verstellergebnis bewirken kann.
Die Steuerung ist beispielsweise dazu eingerichtet, den Kraftintegralwert basierend auf einem zeitlichen Verlauf des Kraftwerts und auf wenigstens vorhergehenden Kraftintegralwert zu bestimmen.
Die Steuerung kann in verschiedenen Ausgestaltungen räumlich beabstandet zu dem Handbedienelement angeordnet sein. Alternativ kann die Funktion der Steuerung auch in oder an dem Handbedienelement angeordnet sein, etwa unmittelbar an der Kommunikationseinheit. Beispielsweise könnte die Steuerung auch mit dem Handbedienelement als integrale Komponente gebildet sein, sodass von einem solchen integralen Handbedienelement direkt die Ansteuersignale für die Verstellantriebe des Möbelstücks ausgehen könnten. Dies kann insbesondere sinnvoll sein, wenn die verschiedenen Komponenten des verstellbaren Möbelstücks über ein Bussystem miteinander verbunden sind.
In verschiedenen Ausgestaltungen ist die Steuerung dazu eingerichtet, eine Rückmeldung an den Benutzer zu geben oder zu initiieren, etwa als akustisches, optisches und/oder taktiles Feedback.
Das verbesserte Bedienkonzept umfasst ferner ein elektrisch verstellbares Möbelstück, welches ein Steuerungssystem nach einem der beschriebenen Ausführungsbeispiele sowie wenigstens einen Verstellantrieb umfasst. Das Möbelstück ist beispielsweise ein Tisch, ein Bett, ein Sitzmöbel oder ein Liegemöbel. Andere verstellbare Möbelstücke sind jedoch nicht ausgeschlossen.
Das verbesserte Bedienkonzept betrifft auch ein Verfahren zur Bedienung eines elektrisch verstellbaren Möbelstücks mit einem Handbedienelement, das einen Kraftsensor zur Erfassung eines richtungsabhängigen Kraftwerts entsprechend einer einwirkenden Kraft und einen Berührungssensor zur Erfassung eines Berührungswerts in Abhängigkeit einer Berührung des Handbedienelements durch einen Benutzer aufweist. Das Verfahren umfasst das Übertragen des Kraftwerts und des Berührungswerts an eine Steuerung des Möbelstücks und das Erzeugen, in der Steuerung, eines Ansteuersignals für wenigstens einen Verstellantrieb des Möbelstücks basierend auf dem Kraftwert und dem Berührungswert.
In einer Ausgestaltung umfasst das Verfahren ferner das Initiieren und/oder Aufrechterhalten einer Verstellung des Verstellantriebs mit dem Ansteuersignal in Abhängigkeit des Berührungswerts und das Einstellen einer Verstellgeschwindigkeit des Verstellantriebs mit dem Ansteuersignal in Abhängigkeit des Kraftwerts.
Beispielsweise wird mit dem Ansteuersignal die Verstellgeschwindigkeit des Verstellantriebs ferner in Abhängigkeit einer Dauer einer auf das Griffelement einwirkenden Kraft und/oder einer Dauer einer Berührung des Griffelements eingestellt.
Die Verstellgeschwindigkeit des Verstellantriebs kann in verschiedenen Ausgestaltungen mit dem Ansteuersignal in Abhängigkeit des mit einem ersten Faktor gewichteten Kraftwerts und eines mit einem zweiten Faktor gewichteten Kraftintegralwerts eingestellt werden, der auf einem zeitlichen Integral des Kraftwerts basiert.
Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich für den Leser unmittelbar aus der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen des Handbedienelements beziehungsweise des Steuerungssystems.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand beispielhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail erläutert. Komponenten, die funktionell identisch sind oder einen identischen Effekt haben, können mit identischen Bezugszeichen versehen sein. Identische Komponenten oder Komponenten mit identischer Funktion sind unter Umständen nur bezüglich der Figur erklärt, in der sie zuerst erscheinen. Die Erklärung wird nicht notwendigerweise in den darauffolgenden Figuren wiederholt.
Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel eines elektrisch verstellbaren Möbelstücks;
2 bis 9 sowie 10A und 10B verschiedene Ausgestaltungen eines Handbedienelements;
11 eine weitere Ausgestaltung eines Handbedienelements mit einem zusätzlichen Bedienfeld;
12 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Steuerungsverfahrens;
13 ein schematisches Blockschaltbild für die Verarbeitung eines Kraftwerts; und
14 und 15 beispielhafte Signal-Zeit-Diagramme.

1 zeigt einen schematischen Aufbau eines elektrisch verstellbaren Möbelstücks, das vorliegend als höhenverstellbarer Tisch ausgebildet ist. Der Tisch weist eine Tischplatte 1 auf, an der ein Handbedienelement 100 befestigt ist. Das Handbedienelement 100 ist zur Bedienung des Tisches mit einer Steuerung 200 verbunden, welche für eine Höhenverstellung des Tisches beziehungsweise der Tischplatte 1 einen Verstellantrieb 300 ansteuert.
Das Handbedienelement 100, welches beispielsweise hebelartig ausgebildet ist, weist einen Griffkörper, der aus einem Montagekörper, einem Griffelement und einem elastischen Element gebildet ist, sowie einen Kraftsensor und einen Berührungssensor auf. Durch Krafteinwirkung auf den Griffkörper beziehungsweise das Handbedienelement 100, symbolisch dargestellt durch die Pfeile am Handbedienelement 100, kann ein Kraftwert über den Kraftsensor erfasst werden, welcher beispielsweise zusammen mit einem Berührungswert in der Steuerung 200 ausgewertet wird, um entsprechende Steuersignale für den Verstellantrieb 300 zu erzeugen. Die Sensoren sowie die einzelnen Bestandteile des Griffkörpers sind aus übersichtsgründen in der 1 nicht dargestellt, werden aber im Zusammenhang mit den 2 bis 9 und 10A und 10B genauer erläutert.
In den verschiedenen Ausführungsformen umfasst das Handbedienelement 100 einen Montagekörper 5, ein mit dem Montagekörper verbundenes Griffelement 6 und ein in Wirkverbindung mit dem Griffelement 6 stehendes elastisches Element. Der Montagekörper 5 kann am Möbelstück montiert werden. Die Montage erfolgt so, dass das Griffelement das Möbelstück überragt und vom Benutzer gegriffen werden kann. Bei einem Tisch wird der Montagekörper beispielsweise so an der Unterseite der Tischplatte 1 montiert, dass das Griffelement von oben beziehungsweise unten gesehen von der Tischplatte 1 hervorragt.
Bei einem hier nicht dargestellten elektrisch verstellbaren Bettrahmen kann der Montagekörper beispielsweise an einem Bettrahmenteil montiert werden, etwa im Bereich unter der Matratze und über dem Bettrahmen. Ein Ziehen am Griffelement stellt zum Beispiel das Kopfteil steiler oder flacher. Entsprechende Befestigungen ergeben sich auch für andere Sitz- und Liegemöbel. Die Befestigung kann jeweils über eine Schraubverbindung erfolgen.
Das Griffelement ist typischerweise hebelartig geformt und kann vom Benutzer mit einem oder zwei Fingern einer Hand bedient werden. Bei einer Bedienung mit einem Finger drückt der Benutzer beispielsweise von oben oder unten auf das Griffelement. Bei einer Bedienung mit zwei Fingern nimmt der Benutzer beispielsweise das Griffelement zwischen Daumen und Zeigefinger. Dadurch wird das Griffelement auch fester gegriffen und ermöglicht eine zuverlässige Auswertung der Berührung.
Das Griffelement ermöglicht die Auslenkung entlang einer Bewegungsrichtung. Bei einer Montage an einer Tischplatte 1, wie beispielsweise in 1 dargestellt, ist diese Auslenkung vertikal. Eine Krafteinwirkung wird daher nur in vertikaler Richtung gemessen und ausgewertet, beispielsweise für eine Auf- und Abwärtsbewegung des Tisches.
Alternativ kann das Griffelement auch so montiert werden, dass das Griffelement eine horizontale Auslenkung ermöglicht. Denkbar ist eine Auswertung in horizontaler Richtung für eine horizontale Bewegung der Tischplatte oder auch einer Monitorhalterung, um einen Monitor näher oder weiter weg zu stellen.
In den nachfolgend dargestellten Ausführungsformen erfolgt eine Messung der Kraft durch eine Messung der Verformung beziehungsweise Biegung eines elastischen Elements, die durch die Kraft verursacht wird. Eine solche Messung kann zum Beispiel durch einen Dehnungsmessstreifen, DMS, -Sensor, der auf der Ober- und/oder Unterseite des elastischen Elements aufgebracht wird, gemessen werden.
Das elastische Element stellt im Prinzip einen elastischen Stab dar, der an einem Ende fest eingespannt ist und an einem anderen Ende durch eine Querkraft und/oder ein Moment belastet wird. Aus der Biegesteifigkeit und der Länge des Stabs lässt sich ein exakter Zusammenhang zwischen einer aufgewendeten Kraft und einer Absenkung beziehungsweise einem resultierenden Neigungswinkel bestimmen. Statt der Messung des durch die Biegung hervorgerufenen Neigungswinkels kann auch die durch die Biegung hervorgerufene Längenänderung der Oberseite und/oder Unterseite des Stabes, zum Beispiel durch einen Dehnmessstreifen, gemessen werden, der entsprechend an der Ober- und/oder Unterseite des Stabs angebracht ist. Auf der einen Seite herrscht dabei eine Druckspannung während auf der anderen Seite eine Zugspannung entsteht.
In den 2 bis 9 ist das Handbedienteil 100 beispielhaft an einer Unterseite der Tischplatte 1 befestigt und weist neben dem Montagekörper 5 und dem Griffelement 6 eine Kommunikationseinheit K auf, über die eine Verbindung zur Steuerung 200 hergestellt werden kann. Die Tischplatte 1 ist nur beispielhaft gewählt und soll grundsätzlich eine Komponente eines Möbelstücks repräsentieren.
Mit Verweis auf 2 ist der Griffkörper beispielsweise durch einen massiven Körper, etwa ein Metallstück 2, gebildet, welcher im Bereich des Griffelements 6 eine Bohrung oder Fräsung 3 aufweist, durch die der ansonsten massive Körper 2 gezielt geschwächt ist. Diese Schwächung ermöglicht eine Verformung des Körpers 2, welche über einen Kraftsensor in Form eines Dehnungsmessstreifens 4 oder eines elektroaktiven Polymers erfasst werden kann.
Der Kraftsensor 4 dient zur Erfassung eines richtungsabhängigen Kraftwerts entsprechend einer auf das Griffelement 6 einwirkenden Kraft. Der Kraftsensor 4 steht durch seine Positionierung über der Bohrung beziehungsweise Fräsung 3 in Wirkverbindung mit dem dadurch gebildeten elastischen Element.
Wenn der Körper 2 elektrisch leitend ist, kann er gleichzeitig als Elektrode eines kapazitiven Sensors dienen, welcher als Berührungssensor zur Erfassung eines Berührungswerts in Abhängigkeit einer Berührung des Griffelements durch den Benutzer dient.
Mit Verweis auf 3 ist dort das Bedienelement 100 aus einem starren, zum Beispiel metallischen Stab 2 gebildet, auf dem zwei Drucksensoren 8a und 8b aufgebracht sind, die jeweils aufgrund einer vom Benutzer aufgebrachten Kraft verformbar sind. Die Drucksensoren 8a, 8b sind beispielsweise als Piezosensoren ausgeführt. Aus den Messwerten der beiden Drucksensoren 8a, 8b lässt sich die Kraftrichtung bestimmen.
Die Drucksensoren 8a, 8b sind etwa, wie in 3 dargestellt, auf einer Außenseite oder Oberfläche des Griffelements 6 aufgebracht oder alternativ in einer Außenseite oder Oberfläche des Griffelements 6 aufgebracht oder integriert.
Dazu können beispielsweise in der Oberfläche des Stabs 2 Vertiefungen vorgesehen sein, welche die Drucksensoren 8a, 8b aufnehmen. Die Vertiefungen sind in ihrer Höhe beispielsweise an die Dimensionen der Drucksensoren 8a, 8b, insbesondere im komprimierten Zustand, angepasst.
Wenn der Stab 2 leitfähig ist, kann er wiederum als Sensorelektrode eines kapazitiven Berührungssensors verwendet werden, um einen Berührungswert zu erfassen.
In den 4 und 5 ist jeweils der Montagekörper 5 mit der Tischplatte 1 verbunden. Das Griffelement 6 ist jeweils in sich elastisch und beinhaltet ein elastisches Element 7 und einen darauf aufgebrachten Kraftsensor 4, der die Verformung des elastischen Elements 7 aufgrund der Verformung des Griffelements 6 misst. Wenn das elastische Element 7 ein leitfähiges Element ist, kann es als Sensorelektrode eines kapazitiven Berührungssensors verwendet werden.
Abweichend von 4 ist in 5 ein als Drucksensor 8 ausgeführter Berührungssensor vorgesehen, der eine Berührung des Griffkörpers 6 beziehungsweise des Handbedienelements 100 erfasst.
Das elastische Griffelement 6 ist z.B. aus einem elastischen Kunststoff herstellbar. In diesem Fall ist im Griffelement ein elastisches Element 7 als Biegekörper mit Sensor 4 eingelassen. Wird das Griffelement 6 verformt, dann verformt sich auch der darin befindliche Biegekörper. Griffelement 6 und Biegekörper 7 zusammen besitzen genügend Elastizität um nach Ende der Krafteinwirkung in eine definierte Ruheposition zurückzukehren. In diesem Fall ist das Griffelement 6 starr mit dem Montagekörper 5 verbunden. Das Griffelement 6 kann z.B. eine Ausnehmung besitzen, in die Biegekörper 7 und Sensor 4 eingeschoben und vergossen oder eingeklebt sind.
In den 6 und 7 ist das Griffelement 6 starr ausgebildet und elastisch mit dem Montagekörper 5 verbunden. Insbesondere beinhaltet das biegesteife Griffelement 6 ein elastisches Element 7, mit dem es im Montagekörper 5 verankert ist. Zusätzlich kann das Griffelement mit dem Montagekörper 5 über ein nicht dargestelltes Gelenk verbunden sein. Am elastischen Element 7 ist im Bereich des Montagekörpers 5 ein Kraftsensor 4, insbesondere ein DMS-Sensor, montiert, um die Biegung des elastischen Elements 7 zu messen.
Wenn das elastische Element 7 ein leitfähiges Element ist, kann es als Sensorelektrode eines kapazitiven Berührungssensors verwendet werden.
In Analogie zu dem Unterschied zwischen 4 und 5 unterscheidet sich die 7 von der 6 durch einen zusätzlichen Drucksensor 8 am Griffelement 6, welcher als Berührungssensor wirkt. Durch das Vorsehen des Drucksensors 8 in den 5 und 7 kann auf eine kapazitive Messung einer Berührung verzichtet werden. Das elastische Element 7 muss dann nicht zwangsläufig leitend sein, um als Elektrode des kapazitiven Sensors zu wirken.
In der Ausführungsform der 8 umfasst das Handbedienelement 100 einen starren Stab 9, der in dem Montagekörper 5 an einer Drehachse 10 gelagert ist. An einem der Achse 10 abgewandten Ende ist der Verbindungskörper 9 starr oder im Wesentlichen starr mit dem Griffelement 6 verbunden. Im Inneren des Montagekörpers 5 ist der Verbindungskörper 9 elastisch mit dem Montagekörper 5 gekoppelt. Die elastische Kopplung stellt einen Rückstellmechanismus dar, an dem zur Messung der Auslenkung ein Dehnungsmessstreifen oder vergleichbarer Sensor 4 angebracht ist. Wenn das Griffelement 6 gezogen oder gedrückt wird, dann dreht sich der starre Stab 9 um die Drehachse 10. Das elastische Element, welches den Stab 9 mit dem Montagekörper 5 koppelt und an dem der Kraftsensor 4 angebracht ist, bildet den Rückstellmechanismus.
Wenn der Stab 9 leitfähig ist, kann er wiederum als Sensorelektrode eines kapazitiven Berührungssensors verwende werden. Alternativ oder zusätzlich kann wiederum der Einsatz eines Drucksensors als Berührungssensor in Erwägung gezogen werden, wie bereits in den 5 und 7 dargestellt.
9 zeigt eine Abwandlung des in 8 dargestellten Prinzips. Dementsprechend weist das Handbedienelement 100 wiederum ein starres Element 9 auf, das um eine Drehachse 10 drehbar ist und somit eine Art Wippe darstellt. Wiederum ist die Wippe mit einem Rückstellmechanismus, zum Beispiel einer Feder, versehen, die die Wippe in horizontaler Lage hält, wenn keine Kraft einwirkt. Der Rückstellmechanismus bildet das elastische Element, an dem eine Dehnung oder Stauchung mittels eines DMS-Sensors 4 oder eines aktiven Polymers gemessen werden kann. Der über die Tischplatte hinausstehende Teil des starren Elements 9 bildet in dieser Ausführungsform das Griffelement 6.
Die Drehachse 10 ist in den 8 und 9 jeweils mit dem Montagekörper 5 mechanisch verbunden.
Die 10A und 10B zeigen eine Ausführungsform eines Handbedienelements 100, bei dem das Griffelement 6 mit dem elastischen Element ein integrales Element bildet und zwei parallele oder im Wesentlichen parallele Griffelemente 11a aufweist, die jeweils mit dem Montagekörper 5 verbunden sind. An der dem Montagekörper 5 abgewandten Seite ist eine vertikale Komponente 11b vorgesehen, die die beiden parallelen Komponenten 11a mechanisch koppelt. Die Komponenten 11a und 11b können auch einstückig ausgeführt sein. Zusammen mit dem Montagekörper 5 umgreifen die parallelen Griffelementteile 11a die Tischplatte 1 klammerartig. Die parallelen Griffelementteile 11a sind elastisch verformbar.
In der 10A ist das Handbedienelement 100 unbetätigt, die Griffelementteile 11a sind nicht verformt und horizontal.
Im Betrieb drückt bzw. zieht man an dem Griffelement 6 und erzeugt damit eine Verformung der beiden parallelen Griffelementteile 11a. Durch den zumindest einen Sensor 4, der an zumindest einem der beiden parallelen Griffelementteile 11a angebracht ist, kann diese Verformung gemessen werden.
In der 10B ist das Handbedienelement 100 im betätigten Zustand dargestellt, wobei insbesondere eine Kraft nach oben ausgeübt wird, wodurch die parallelen Griffelementteile 11a S-förmig verbogen sind. Die Verformung ist übertrieben stark dargestellt, um das Prinzip besser zu verdeutlichen. Der senkrechte Teil 11b bleibt im Wesentlichen senkrecht und verformt sich nicht. Eine Verformung der parallelen Griffelementteile 11a wird wiederum über einen DMS-Sensor oder ein elektroaktives Polymer als Kraftsensor 4 gemessen.
Wenn die Griffelementteile elektrisch leitfähig sind, sind sie wiederum als Sensorelektrode eines kapazitiven Berührungssensors verwendbar. Alternativ verbleibt wieder der Einsatz eines separaten Berührungssensors.
Das Handbedienteil 100 kann, unabhängig von den in den 2 bis 9 sowie 10a und 10b gezeigten Ausprägungen, zusätzlich zum Griffelement auch ein Bedienfeld aufweisen. Dies ist schematisch in 11 dargestellt. Die Darstellung ist allgemein gehalten und beschränkt sich nicht auf einzelne spezielle Implementierungen.
Das Bedienfeld 12 umfasst beispielsweise zwei Bedienelemente M1, M2, welche beispielsweise mit herkömmlichen Tasten gebildet sind. Die Bedienelemente M1, M2 dienen etwa um zum Beispiel Memopositionen zu speichern und/oder auszuwählen. Memopositionen können bestimmte Einstellungen des Möbels, etwa eine bestimmte Höhe oder einen bestimmten Neigungswinkel o.ä. repräsentieren.
Das Bedienfeld 12 ist zum Beispiel an einer starren Stelle des Handbedienteils, etwa am Montagekörper 5, angebracht. Dadurch wird verhindert, dass das Betätigen einer Taste versehentlich eine Verstellung auslöst.
Alternativ kann das Bedienfeld aber zumindest teilweise auch auf oder in einer Oberfläche des Griffelements 6 selbst liegen. Bei einer solchen Anordnung ist es möglich, eine Taste für eine Memoposition zu halten, während man die Verstellung mit dem Griffelement durchführt. In diesem Fall führt das System die Verstellung beispielsweise solange durch, bis die gespeicherte Memoposition erreicht ist. Diese Alternative Ausführungsformen ist in 11 gestrichelt dargestellt.
Grundsätzlich können Tasten des Bedienfelds z.B. an der oberen Seite des Griffelements 6, an einer vorderen, beispielsweise senkrechten Seite des Griffelements 6 oder an einer starren Fläche des Handbedienteils, etwa dem Montagekörper 5 angebracht sein.
Ein Steuerungssystem zur Bedienung eines elektrisch verstellbaren Möbelstücks ist beispielsweise durch ein Handbedienelement 100 gemäß einer der beschriebenen Ausführungsformen und die Steuerung 200 wie in 1A dargestellt gebildet. Dabei besteht eine Kommunikationsverbindung zwischen der Steuerung 200 und dem Handbedienelement 100, sodass die Steuerung basierend auf dem Kraftwert und dem Berührungswert ein Ansteuersignal für den Verstellantrieb 300 erzeugen kann.
Somit ist es möglich, dass die Steuerung mit dem Ansteuersignal eine Verstellung des Verstellantriebs in Abhängigkeit des Berührungswerts initiiert und/oder aufrechterhält und eine Verstellgeschwindigkeit des Verstellantriebs in Abhängigkeit des Kraftwerts einstellt.
In der einfachsten Ausbaustufe wird dabei lediglich die Kraft in eine Richtung, zum Beispiel in vertikale Richtung, gemessen und als Auslöser für eine Verstellung in entsprechender Richtung benutzt, wobei die Geschwindigkeit der Verstellung konstant ist. Eine konstante Geschwindigkeit ist aber oft nicht der jeweiligen Verstellsituation angepasst. Je nach persönlicher Vorliebe eines Benutzers beziehungsweise einer Beladung des Tisches sollte die Geschwindigkeit vom Benutzer wählbar sein.
Beispielsweise möchte der Benutzer einen leeren Tisch schneller bewegen als einen Tisch mit empfindlichen Gegenständen, die umfallen könnten. Eine konstant hohe Verstellgeschwindigkeit würde es schwierig machen, eine bestimmte Position genau zu erreichen. Mit einer konstanten geringen Verstellgeschwindigkeit hingegen ist das genaue Erreichen einer bestimmten Position zwar leicht möglich, aber eine Verstellung zwischen extremen Positionen, zum Beispiel von einer Sitzposition zu einer Stehposition an einem höhenverstellbaren Tisch, wäre entsprechend langsam. Bei Verstellung mit konstanter Geschwindigkeit wird somit nur eine Eigenschaft der Kraft genutzt, die der Benutzer ausübt, nämlich die Richtung der Kraft.
Wenn man die Kraft als Wert mit Vorzeichen und Betrag darstellt, wird klar, dass das Vorzeichen der Richtung der Kraft entspricht. Zum Beispiel entspricht ein negatives Vorzeichen einer Abwärtsbewegung und ein positives Vorzeichen entspricht einer Aufwärtsbewegung. Der Betrag hingegen entspricht der Kraft, die der Benutzer auf das Griffelement ausübt. Ein höherer Betrag entspricht einer höheren Kraft, was vom System berücksichtigt werden kann.
Beispielsweise kann die Steuerung 200 den Stellantrieb 300 so ansteuern, dass eine Verstellung desto schneller erfolgt je höher der Betrag der Kraft ist, die der Benutzer ausübt, und vice versa. Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn man in die Wahl der Geschwindigkeit der Verstellung auch die Zeit der Kraftausübung einbezieht. Beispielsweise kann berücksichtigt werden, wie lange eine konstante Kraft ausgeübt wird, wobei eine längere Ausübung eine schnellere Bewegung beziehungsweise Verstellung bewirkt. Die Richtung der Kraft und der Betrag F der Kraft lassen sich aus dem richtungsabhängigen Kraftwert des Kraftsensors ermitteln.
Somit ergibt sich zum Beispiel die gewünschte Soll-Drehzahl n eines Aktuators, der zur Verstellung des Möbelsystems genutzt wird, aus folgender Gleichung: $n = K_{1} \times F + K_{2} \times \int F d t$
Die Soll-Drehzahl n berechnet sich aus dem Betrag der Kraft F multipliziert mit einer Konstante K₁ und dem Zeitintegral des Betrags der Kraft multipliziert mit einer Konstante K₂ . Die beiden Konstanten K₁ und K₂ sind voneinander unabhängig.
In einer anderen Ausprägung können die Konstanten von der Kraft abhängig sein. Es ist denkbar, dass für verschiedene Kraftbereiche leicht unterschiedliche Konstanten verwendet werden.
In einigen Ausgestaltungen ist die Steuerung auch eingerichtet, mit dem Ansteuersignal die Verstellgeschwindigkeit des Verstellantriebs 300 ferner in Abhängigkeit einer Dauer einer auf das Griffelement 6 einwirkenden Kraft und/oder einer Dauer einer Berührung des Griffelements 6 einzustellen.
Ein entsprechender Ablauf ist beispielsweise in 12 dargestellt. Nach dem Start in Block B0 wartet das System im Block B1 solange, bis das Griffelement berührt wird. Dies wird z.B. kapazitiv, durch Kraftschwellwert oder Piezo-Sensor am Griffelement festgestellt.
Danach berechnet das System im Block B2 die Soll-Drehzahl aus der Kraft, die der Benutzer auf das Griffelement ausübt und/oder ausgeübt hat. Zu beachten ist, dass in manchen Ausführungsformen nicht nur die aktuelle, momentane Kraft, sondern auch der Kraftverlauf in der Vergangenheit berücksichtigt wird. Diese Soll-Drehzahl wird in weiterer Folge an die Steuerung/Regelung des Systems vorgegeben, die dann die entsprechenden Signale für die Motoren der Aktuatoren bestimmt.
Die Berechnung und Vorgabe wird wiederholt, solange der Benutzer das Griffelement berührt, dargestellt in Block B3.
Sobald der Benutzer das Griffelement nicht mehr berührt, berechnet das System in Block B4 die Soll-Drehzahl nicht mehr auf Basis der Kraft, sondern auf Basis einer konfigurierbaren Bremsrampe und reduziert, sofern der Benutzer das Griffelement weiterhin nicht berührt, die Soll-Drehzahl auf Null, siehe Block B5.
Sobald die Soll-Drehzahl Null erreicht, beginnt die Auswertung wieder bei Block B1.
Eine Implementierung der Berechnung der Soll-Drehzahl n auf Blockschaltbildebene ist in 13 dargestellt. Dabei stellen INT_IN den Eingangswert des Integrals und INT OUT dessen Ausgangswert dar.
In dem Ablauf gemäß 12 ist die Soll-Drehzahl grundsätzlich eine Funktion aus der Kraft zum aktuellen Zeitpunkt t0 und weiteren Kraftwerten zu früheren Zeitpunkten. $n_{s o l l} = f (F_{t 0}, F_{t 1}, F_{t 2}, \dots)$
In zwei Varianten von möglichen Ausprägungen wird neben der momentanen Kraft zusätzlich der zeitliche Verlauf der Krafteinwirkung berücksichtigt, um die unvermeidlichen Schwankungen in der Krafteinwirkung durch den Benutzer nur gedämpft in der Soll-Drehzahl wiederzufinden und dadurch eine gleichmäßigere Verstellung zu ermöglichen.
Für die konkrete Implementierung des Integrals, wie oben in der Formel dargestellt, gibt es dabei folgende Ausprägungen: $O u t p u t = O u t p u t + \frac{I n p u t}{x}$
In diesem Fall wird die aktuelle Krafteinwirkung gewichtet mit einem Faktor x zum bisherigen Output addiert. $O u t p u t = O u t p u t + \frac{I n p u t}{x} - \frac{O u t p u t}{y}$
In diesem Fall wird nicht nur der „Zufluss“ der Kraft, sondern auch ein „Abfluss“ der Kraft eingerechnet, gewichtet mit einem Faktor y.
Die 14 und 15 zeigen beispielhafte Signal-Zeit Diagramme für die Integralberechnung nach den beiden Varianten.
Die mit Rauten markierte Linie zeigt jeweils einen beispielhaften Kraftverlauf, den der Benutzer ausübt, entsprechend dem übermittelten Kraftwert. Die Richtung, in der der Benutzer die Kraft ausübt, entspricht dem Vorzeichen, z.B. positiv entspricht nach oben; negativ entspricht nach unten.
Die mit Quadraten markierte Linie zeigt den daraus resultierenden Drehzahlverlauf, berechnet mit den obigen beiden Formeln für Output.
Die beiden Bilder der 15 zeigen eine Besonderheit der Variante 2. Hier lässt der Benutzer das Griffelement zum Beispiel im Zeitpunkt 22 los. Die Kraft ist 0. Durch die Formel ergibt sich eine Bremswirkung, die einer Bremsrampe ähnlich ist, zu erkennen als ein exponentieller Verlauf der Ausgangslinie von Zeitpunkt 22 bis 30. Es ist also theoretisch möglich, die Bremsrampe im Flussdiagramm wegzulassen.
Bezugszeichenliste

100: Handbedienelement
200: Steuerung
300: Verstellantrieb
1: Tischplatte
2: Körper
3: Fräsung
4: Kraftsensor
5: Montagekörper
6: Griffelement
7: elastisches Element
8: Drucksensor
8a, 8b: Kraftsensor
9: Verbindungskörper
10: Drehachse
11a: parallele Griffelementteile
11b: vertikales Griffelementteil
12: Bedienfeld
K: Kommunikationseinheit
M1, M2: Bedienelement, Taste

Claims

Handbedienelement (100) zur Bedienung eines elektrisch verstellbaren Möbelstücks, das Handbedienelement (100) umfassend - einen Griffkörper, der einen Montagekörper (5), ein mit dem Montagekörper verbundenes Griffelement (6) und ein in Wirkverbindung mit dem Griffelement (6) stehendes elastisches Element umfasst, wobei der Montagekörper zur Befestigung an einer Komponente des Möbelstücks eingerichtet ist, und wobei das Griffelement zum Greifen durch einen Benutzer eingerichtet ist; - einen Kraftsensor (4, 8a, 8b) zur Erfassung eines richtungsabhängigen Kraftwerts entsprechend einer auf das Griffelement (6) einwirkenden Kraft, wobei der Kraftsensor in Wirkverbindung mit dem elastisches Element steht; - einen Berührungssensor zur Erfassung eines Berührungswerts in Abhängigkeit einer Berührung des Griffelements (6) durch den Benutzer; und - eine Kommunikationseinheit (K), die zur Übertragung des Kraftwerts und des Berührungswerts und/oder eines Signals, das aus dem Kraftwert und dem Berührungswert abgeleitet ist, an eine Steuerung des Möbelstücks eingerichtet ist.
Handbedienelement (100) nach Anspruch 1, bei dem der Berührungssensor wenigstens eines der Folgenden umfasst: - einen kapazitiven Sensor; - einen Mikroschalter; - einen Piezoschalter; - einen auf aktiven Materialen, insbesondere aktiven Polymeren, basierender Sensor.
Handbedienelement (100) nach Anspruch 1, bei dem der Berührungssensor einen kapazitiven Sensor umfasst, wobei das Griffelement (2, 6) und/oder das elastische Element mit einem leitfähigen Material gebildet sind und eine Elektrode des kapazitiven Sensors bilden.
Handbedienelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Kraftsensor (4) einen Dehnungsmessstreifen und/oder ein elektroaktives Polymer umfasst, die auf das elastische Element aufgebracht sind.
Handbedienelement (100) nach Anspruch 4, bei dem das elastische Element durch einen massiven Körper (2) gebildet ist, der wenigstens einen unter einer Außenfläche des Griffkörpers angeordneten Hohlraum (3) aufweist, wobei der Kraftsensor (4) im Bereich des Hohlraums (3) an dem massiven Körper (2) angebracht ist.
Handbedienelement (100) nach Anspruch 4, bei dem das Griffelement (6) elastisch ausgebildet ist und das elastische Element (7, 11a) beinhaltet, insbesondere vollständig beinhaltet, wobei der Kraftsensor (4) an dem elastischen Element (7, 11a) angebracht ist.
Handbedienelement (100) nach Anspruch 6, bei dem das Griffelement (6) mit dem elastischen Element ein integrales Element bildet und zwei parallele oder im Wesentlichen parallele Griffelementteile (11a) aufweist, die jeweils mit dem Montagekörper (5) verbunden sind und eingerichtet sind, zusammen mit dem Montagekörper (5) die Komponente des Möbelstücks klammerartig zu umgreifen.
Handbedienelement (100) nach Anspruch 4, bei dem das Griffelement (6) starr ausgebildet ist und elastisch mit dem Montagekörper (5) verbunden ist, wobei sich das elastische Element (7) zwischen dem Griffelement (6) und dem Montagekörper (5) erstreckt und von diesen beinhaltet wird, wobei der Kraftsensor (4) an dem elastischen Element (7) angebracht ist.
Handbedienelement (100) nach Anspruch 8, bei dem der Kraftsensor (4) überwiegend oder vollständig innerhalb des Montagekörpers (5) angeordnet ist.
Handbedienelement (100) nach Anspruch 4, bei dem der Montagekörper (5) und das Griffelement (6) über einen länglichen, starren Verbindungskörper (9) miteinander verbunden sind, wobei der Verbindungskörper (9) einerseits starr oder im Wesentlichen starr mit dem Griffelement (6) verbunden und andererseits an einem festen Drehpunkt drehbar in dem Montagekörper (5) gelagert ist, und wobei das elastische Element den Verbindungskörper (9) elastisch mit dem Montagekörper (5) koppelt.
Handbedienelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Kraftsensor wenigstens einen Drucksensor (8a, 8b, insbesondere einen piezobasierten Drucksensor, umfasst, der auf oder in einer Außenseite oder Oberfläche des Griffelements (6) aufgebracht oder integriert ist.
Handbedienelement (100) nach Anspruch 11, bei dem der Griffkörper mit einem starren Teil gebildet ist, das den Montagekörper (5) und das Griffelement (6) umfasst, und das elastische Element durch einen Körper des Drucksensors (8a, 8b) gebildet ist.
Handbedienelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner umfassend ein Bedienfeld (12) mit wenigstens einem Bedienelement (M1, M2), insbesondere wenigstens einer Taste.
Handbedienelement (100) nach Anspruch 13, bei dem das Bedienfeld (12) an einer starren Stelle des Handbedienteils, insbesondere am Montagekörper (5), oder an oder in dem Griffelement (6) angebracht ist.
Steuerungssystem zur Bedienung eines elektrisch verstellbaren Möbelstücks, das Steuerungssystem umfassend ein Handbedienelement (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche und die Steuerung (200), die eine Kommunikationsverbindung zu dem Handbedienelement (100) aufweist und eingerichtet ist, basierend auf dem Kraftwert und dem Berührungswert ein Ansteuersignal für wenigstens einen Verstellantrieb (300) des Möbelstücks zu erzeugen.
Steuerungssystem nach Anspruch 15, bei dem die Steuerung (200) eingerichtet ist, mit dem Ansteuersignal eine Verstellung des Verstellantriebs (300) in Abhängigkeit des Berührungswerts zu inititieren und/ oder aufrecht zu erhalten und eine Verstellgeschwindigkeit des Verstellantriebs (300) in Abhängigkeit des Kraftwerts einzustellen.
Steuerungssystem nach Anspruch 16, bei dem die Steuerung (200) eingerichtet ist, mit dem Ansteuersignal die Verstellgeschwindigkeit des Verstellantriebs (300) ferner in Abhängigkeit einer Dauer einer auf das Griffelement (6) einwirkenden Kraft und/oder einer Dauer einer Berührung des Griffelements (6) einzustellen.
Steuerungssystem nach Anspruch 16 oder 17, bei dem die Steuerung (200) eingerichtet ist, mit dem Ansteuersignal die Verstellgeschwindigkeit des Verstellantriebs (300) in Abhängigkeit des mit einem ersten Faktor (K1) gewichteten Kraftwerts und eines mit einem zweiten Faktor (K2) gewichteten Kraftintegralwerts einzustellen, der auf einem zeitlichen Integral des Kraftwerts basiert.
Steuerungssystem nach Anspruch 18, bei dem die Steuerung (200) eingerichtet ist, den Kraftintegralwert basierend auf einem zeitlichen Verlauf des Kraftwerts und auf wenigstens einem vorhergehenden Kraftintegralwert zu bestimmen.
Elektrisch verstellbares Möbelstück mit einem Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 19, ferner umfassend den wenigstens einen Verstellantrieb (300).
Möbelstück nach Anspruch 20, wobei das Möbelstück ein Tisch, ein Bett, ein Sitzmöbel oder ein Liegemöbel ist.
Verfahren zur Bedienung eines elektrisch verstellbaren Möbelstücks mit einem Handbedienelement (100), das einen Kraftsensor (4, 8a, 8b) zur Erfassung eines richtungsabhängigen Kraftwerts entsprechend einer einwirkenden Kraft und einen Berührungssensor zur Erfassung eines Berührungswerts in Abhängigkeit einer Berührung des Handbedienelements (100) durch einen Benutzer aufweist, das Verfahren umfassend: - Übertragen des Kraftwerts und des Berührungswerts an eine Steuerung des Möbelstücks; und - Erzeugen, in der Steuerung, eines Ansteuersignals für wenigstens einen Verstellantrieb (300) des Möbelstücks basierend auf dem Kraftwert und dem Berührungswert.
Verfahren nach Anspruch 22, ferner umfassend, - Inititieren und/oder aufrecht erhalten einer Verstellung des Verstellantriebs (300) mit dem Ansteuersignal in Abhängigkeit des Berührungswerts; und - Einstellen einer Verstellgeschwindigkeit des Verstellantriebs (300) mit dem Ansteuersignal in Abhängigkeit des Kraftwerts.
Verfahren nach Anspruch 23, bei dem mit dem Ansteuersignal die Verstellgeschwindigkeit des Verstellantriebs (300) ferner in Abhängigkeit einer Dauer einer auf das Griffelement (6) einwirkenden Kraft und/oder einer Dauer einer Berührung des Griffelements (6) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, bei dem mit dem Ansteuersignal die Verstellgeschwindigkeit des Verstellantriebs (300) in Abhängigkeit des mit einem ersten Faktor (K1) gewichteten Kraftwerts und eines mit einem zweiten Faktor (K2) gewichteten Kraftintegralwerts eingestellt wird, der auf einem zeitlichen Integral des Kraftwerts basiert.
Verfahren nach Anspruch 25, bei dem der Kraftintegralwert basierend auf einem zeitlichen Verlauf des Kraftwerts und auf wenigstens einem vorhergehenden Kraftintegralwert bestimmt wird.