DE102018001305B4 - Vorrichtung mit elektrischer Einschaltlogik - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung mit- einer elektrischen Einschaltlogik (101);- einer manuellen Handhabungsschnittstelle (102), wobei die Vorrichtung zum Gebrauch von einem Benutzer mit zumindest einer Hand an der Handhabungsschnittstelle mit einem vorgegebenen Soll-Griff gegriffen werden muss;- einem Sensorsystem (103), mit einem an einer Oberfläche der Handhabungsschnittstelle (102) angeordneten flächigen resisitiven Kraftsensor KS mit einer Vielzahl von arrayförmig angeordneten Kraftsensorelementen KSizur flächigen Erfassung lokaler Krafteinträge KEifür mehrere unterschiedliche Oberflächenbereiche OFBider Handhabungsschnittstelle (102), mit i = 1, 2, ..., I, und I ≥ 2, wobei der Kraftsensor KS aufweist: eine nichtleitende, elastisch verformbare erste Schicht mit einer ersten Oberfläche, eine nichtleitende elastisch verformbare zweite Schicht mit einer zweiten Oberfläche, wobei die erste und die zweite Oberfläche einander zugewandt und unmittelbar über zwischen der ersten und zweiten Oberfläche vereinzelt ausgebildeten und elastisch verformbaren Abstandshaltern voneinander beabstandet angeordnet und miteinander verbunden sind, eine oder mehrere elastisch verformbare, elektrisch leitende erste Leitungen, die auf oder an der ersten Oberfläche angeordnet sind, und elastisch verformbare, elektrisch leitende zweite Leitungen, die auf oder an der zweiten Oberfläche angeordnet sind, wobei sich die ersten und die zweiten Leitungen an Kreuzungsstellen kreuzen, wobei die ersten und die zweiten Leitungen an den Kreuzungsstellen in einem mechanisch unbelasteten Zustand des Sensorelements voneinander beabstandet sind; und wobei die Einschaltlogik (101) derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass sie ein operationelles Inbetriebnehmen der Vorrichtung nur dann erlaubt, wenn die für jeden der Oberflächenbereiche OFBierfassten Beträge der Krafteinträge KE; größer sind als für die jeweiligen Oberflächenbereiche OFBijeweils individuell vorgegebene Grenzwerte Gi: |KEi|> Gi.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer elektrischen Einschaltlogik und ein Verfahren zum Betrieb einer ebensolchen Vorrichtung.
- Im Stand der Technik sind zahlreiche Vorrichtungen bekannt, die eine Einschaltlogik aufweisen, welche eine Inbetriebnahme der jeweiligen Vorrichtung erst dann ermöglichen, wenn bestimmte Voraussetzungen vorliegen. Die Einschaltlogik ist vorteilhaft als elektrisches Bauteil ausgeführt, dass insbesondere mittels von Sensoren erfassten Messdaten das Vorliegen der jeweiligen Voraussetzungen ermittelt. Liegen die Voraussetzung für eine Inbetriebnahme der jeweiligen Vorrichtung vor, so wird durch die Einschaltlogik beispielsweise eine Leitung bzw. ein Schaltkreis freigeschaltet, der die Inbetriebnahme der Vorrichtung ermöglicht.
- So beschreibt beispielsweise die Druckschrift US 2018 / 0 004 310 A1 ein Verfahren sowie ein System mit Sensoren zur Erfassung von Hand- oder Fingerpositionen an einem Griff, wobei die erfassten Hand- oder Fingerpositionen zur Steuerung eine Vorrichtung genutzt werden.
- Die Druckschrift
DE 10 2007 018 246 A1 offenbart ein Fahrzeug mit einem Handsteuergerät zur Steuerung von Fahrfunktionen des Fahrzeugs, wobei das Handsteuergerät eine Basis und einen gegenüber der Basis beweglichen Griff aufweist, der zum Zwecke der Steuerung zumindest um eine im Wesentlichen horizontale Schwenkachse schwenkbar ausgebildet ist. Der Griff weist eine Berührzone zum Umfassen mit einer Handinnenfläche auf, wobei das Handsteuergerät mindestens einen Berührungssensor aufweist, der zur Ermittlung einer Berührung des Griffs durch einen Benutzer ausgebildet ist. - Die Druckschrift
DE 10 2014 214 989A1 offenbart ebenfalls eine Bedienanordnung für ein Fahrzeug, umfassend einen Bedienhebel, der ein Handstück zur manuellen Betätigung des Bedienhebels sowie eine das Handstück in einem Griffbereich überdeckende Sensormatrix mit einer Vielzahl berührungserfassender Sensorelemente aufweist. - Die Druckschrift US 2013 / 0 264 138 A1 eine Eingabeeinheit zur Steuerung von Vorrichtungen, wobei die Eingabeeinheit eine ersten und zweiten Sicherheitsschalter umfasst.
- Die Druckschrift
US 4 584 624 A offenbart einen Kapazitäten taktile Sensor. - Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung mit einer verbesserten Einschaltlogik vorzuschlagen, die es insbesondere erlaubt ein richtiges Greifen bzw. eine richtige Handhabung der Vorrichtung als eine Voraussetzung für die Inbetriebnahme zu berücksichtigen.
- Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
- Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer elektrischen Einschaltlogik; einer manuellen Handhabungsschnittstelle, wobei die Vorrichtung zum Gebrauch von einem Benutzer mit zumindest einer Hand an der Handhabungsschnittstelle mit einem vorgegebenen Soll-Griff gegriffen werden muss; einem Sensorsystem, mit zumindest einem an einer Oberfläche der Handhabungsschnittstelle angeordneten flächigen Kraftsensor KS mit einer Vielzahl von arrayförmig angeordneten Kraftsensorelementen zur flächigen Erfassung lokaler Krafteinträge KEi für mehrere unterschiedliche Oberflächenbereiche OFBi der Handhabungsschnittstelle, mit i = 1, 2, ..., I, und I ≥ 2, wobei die Oberflächenbereiche OFBi und damit die entsprechenden Kraftsensorelemente KSi des Kraftsensors KS derart angeordnet sind, dass aktive Kraftsensorelemente KSi innerhalb von Umrisslinien des Soll-Griffs liegen; wobei der Kraftsensor KS aufweist: eine nichtleitende, elastisch verformbare erste Schicht mit einer ersten Oberfläche, eine nichtleitende elastisch verformbare zweite Schicht mit einer zweiten Oberfläche, wobei die erste und die zweite Oberfläche einander zugewandt und unmittelbar über zwischen der ersten und zweiten Oberfläche vereinzelt ausgebildeten und elastisch verformbaren Abstandshaltern voneinander beabstandet angeordnet und miteinander verbunden sind, eine oder mehrere elastisch verformbare, elektrisch leitende erste Leitungen, die auf oder an der ersten Oberfläche angeordnet sind, und elastisch verformbare, elektrisch leitende zweite Leitungen, die auf oder an der zweiten Oberfläche angeordnet sind, wobei sich die ersten und die zweiten Leitungen an Kreuzungsstellen kreuzen, wobei die ersten und die zweiten Leitungen an den Kreuzungsstellen in einem mechanisch unbelasteten Zustand des Sensorelements voneinander beabstandet sind; und wobei die Einschaltlogik derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass sie ein operationelles Inbetriebnehmen der Vorrichtung nur dann erlaubt, wenn die für jeden der Oberflächenbereiche OFBi erfassten Beträge der Krafteinträge KEi größer sind als für die jeweiligen Oberflächenbereiche OFBi jeweils individuell vorgegebene Grenzwerte Gi und/oder Gn: |KEi| > Gi.
- Die Vorrichtung selbst kann grundsätzlich jede Vorrichtung sein, die zu ihrer Handhabung und Inbetriebnahme ein Ergreifen der Vorrichtung an einer hierfür vorgesehenen Handhabungsschnittstelle durch zumindest eine Hand eines Bedieners erfordert. Die Handhabung Schnittstelle ist vorteilhaft als ergonomischer Griff ausgebildet, der von einer Innenfläche einer menschlichen Hand umgegriffen werden kann. Weiterhin kann zur Inbetriebnahme der Vorrichtung vorgesehen sein, dass die Vorrichtung an der Handhabungsschnittstelle mit zwei Händen gegriffen wird.
- Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung ein Sensorsystem auf, dass in einer Variante zumindest einen an der Oberfläche der Handhabungsschnittstelle angeordneten flächigen Kraftsensor KS mit einer Vielzahl arrayförmig angeordneter Kraftsensorelementen aufweist. Vorteilhaft bildet die Oberfläche des Kraftsensors gleichzeitig die Oberfläche der Handhabungsschnittstelle. Vorteilhaft überdeckt der flächige Kraftsensor die gesamte Oberfläche der Handhabungsschnittstelle oder zumindest einen wesentlichen Teil davon. Der Kraftsensor KS ist dazu ausgebildet lokale, d.h. nahezu punktförmige Krafteinträge, zu erfassen, wobei eine jeweilige Koordinate des Krafteintrags (zunächst auf dem flächigen Kraftsensor) sowie ein Betrag des jeweiligen Krafteintrags erfasst wird. Der Kraftsensor KS ist insbesondere dazu ausgebildet und eingerichtet, mehrere eine zusammenhängende Teilfläche des Kraftsensors bildende Kraftsensorelemente zu definieren, wobei die Teilfläche des Kraftsensors identisch ist mit einem zugeordneten Oberflächenbereich OFBi, wobei die von diesen Kraftsensorelementen ermittelten Krafteinträge als dem Oberflächenbereich OFBi zugehörig ausgewertet werden. Vorteilhaft werden die Beträge der von diesen jeweiligen Kraftsensorelementen erfassten Krafteinträge gewichtet oder gemittelt und zu einem Krafteintrag KEi in den Oberflächenbereich OFBi.
- Der Kraftsensor KS weist zumindest zwei unterschiedliche Oberflächenbereiche OFBi der Handhabungsschnittstelle auf. Vorteilhaft sind diese zwei Oberflächenbereiche an gegenüberliegenden Seiten der Handhabung Schnittstelle angeordnet.
- Erfindungsgemäß ist die Einschaltlogik derart ausgeführt und eingerichtet, dass sie ein operationelles Inbetriebnehmen der Vorrichtung nur dann erlaubt, wenn die für jeden der Oberflächenbereiche OFBi erfassten Beträge der Krafteinträge KEi größer sind als für die jeweiligen Oberflächenbereiche OFB, jeweils individuell vorgegebene Grenzwerte Gi: |KEi| > Gi.
- Vorteilhaft kann das Sensorsystem zusätzlich einen oder mehrere an der Oberfläche der Handhabungsschnittstelle angeordnete Kraftsensoren KSn zur Erfassung lokaler Krafteinträge KEn aufweisen. Jeder dieser flächig ausgeführten Kraftsensoren KSn ermittelt den Krafteintrag jeweils nur für einen zugeordneten Oberflächenbereich OFBn der Handhabungsschnittstelle. Da die flächigen Kraftsensoren KSn an der Oberfläche der Handhabungsschnittstelle fest angeordnet sind, und die Oberfläche der Kraftsensoren KSn mit dem Oberflächenbereich OFBi vorteilhaft identisch ist, ist die Anzahl, die Anordnung und die Form der Oberflächenbereiche OFBn nicht veränderbar. Vorteilhaft ist in diesem Fall die Einschaltlogik derart ausgeführt und eingerichtet, dass sie ein operationelles Inbetriebnehmen der Vorrichtung nur dann erlaubt, wenn die für jeden der Oberflächenbereiche OFBi erfassten Beträge der Krafteinträge KEn größer sind als für die jeweiligen Oberflächenbereiche OFBn jeweils individuell vorgegebene Grenzwerte Gn: | KEn| > Gn
- Durch eine entsprechende Anordnung der Oberflächenbereiche OFBi und/oder OFBn kann durch das Sensorsystem ermittelt werden, auf welche Art und mit welcher Kraft die Handhabungsschnittstelle von einer oder mehreren Händen des Benutzers gegriffen wird. Dadurch dass ein operationelles Inbetriebnehmen der Vorrichtung nur dann erlaubt wird, wenn die vorstehenden Bedingungen erfüllt sind, kann bei entsprechender Festlegung Oberflächenbereiche OFB, und/oder OFBn sowie der erforderlichen Griffkräfte einerseits sichergestellt werden, dass die Vorrichtung mit einem vorgegebenen Soll-Griff gegriffen und gehandhabt wird, andererseits kann sichergestellt werden, dass die Vorrichtung beispielsweise nicht von unberechtigten, wie beispielsweise Kindern, in Betrieb genommen wird, da diese eine Griff-Kraft Signatur erzeugen würden, die mit entsprechend eingestellten Grenzwerten Gi und/oder Gn erkennbar sind.
- Die vorgeschlagene Vorrichtung ermöglicht daher eine sicherere Inbetriebnahme der Vorrichtung.
- Vorteilhaft ist die Vorrichtung derart ausgeführt und eingerichtet, dass bei Wegfall der für eine Inbetriebnahme der Vorrichtung erforderlichen, vorstehend geschilderten Voraussetzungen während des Betriebes, die Vorrichtung automatisch den Betrieb einstellt bzw. abgeschaltet wird.
- Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorgeschlagenen Vorrichtung sind die Oberflächenbereiche OFBi/OFBn, unterhalb eines Abdrucks eines Soll-Griffs einer Soll-Hand auf der Handhabungsschnittstelle angeordnet, wobei die Einschaltlogik die operationelle Inbetriebnahme der Vorrichtung nur erlaubt, wenn anhand der erfassten Krafteinträge ermittelt wird, dass der Benutzer die Vorrichtung gemäß dem vorgegebenen Soll-Griff an der Handhabungsschnittstelle greift. In dieser Weiterbildung wird somit ein Soll-Griff der Handhabungsschnittstelle mit einer Soll-Hand definiert. Wird die Handhabungsschnittstelle mit der Soll-Hand entsprechend gegriffen, so entsteht auf der Handhabungsschnittstelle zumindest ein virtueller ein Abdruck der Soll-Hand. Gemäß der vorgeschlagenen Weiterbildung werden die Oberflächenbereiche OFBi/OFBn und damit die entsprechenden Kraftsensorelemente des Kraftsensors KS bzw. die Kraftsensoren KSn derart angeordnet bzw. innerhalb eines Arrays von Kraftsensorelementen definiert, dass die aktiven Kraftsensorelemente innerhalb der Umrisslinien des Abdrucks der Soll-Hand liegen. Dabei müssen die aktiven Kraftsensorelemente (d.h. diejenigen Kraftsensorelemente mit denen der Krafteintrag für die Oberflächenbereiche OFBi/OFBn gemessen wird) nicht den gesamten flächigen Abdruck der Soll-Hand abdecken. Vielmehr reicht es aus, wenn ausgewählte Teilbereiche des Abdrucks sensorisch erfasst sind.
- Vorteilhaft ist das Sensorsystem dazu ausgeführt und eingerichtet, bei einer vorgegebenen Änderung einer Position und/oder einer Form und/oder einer Anzahl der Oberflächenbereiche OFBi entsprechend ausgewählte Kraftsensorelemente des flächigen arrayförmigen Kraftsensors KS zur Messung des lokalen Krafteintrags zu aktivieren. Der Kraftsensor KS ermöglicht somit vorteilhaft eine weitgehend freie Definition von aktiven Kraftsensorelementen, wobei mehrere der Kraftsensorelemente vorteilhaft einen flächigen Kraftsensorteilbereich ergeben, der einem entsprechenden Oberflächenbereich OFBi entspricht. Soll die Position und/oder die Form eines Oberflächenbereichs OFBi geändert werden, so ist dies vorteilhaft möglich, in dem das Sensorsystem entsprechend andere Kraftsensorelemente des Kraftsensors KS zu aktiven Erfassung von Krafteinträgen freischaltet.
- Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der vorgeschlagenen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung ein Mittel zum Aufbau einer Kommunikationsverbindung mit einer mobilen Einheit umfasst. Die Kommunikationsverbindung ist dabei vorteilhaft eine Funkverbindung (beispielsweise Bluetooth, WLAN, mobiles Internet, etc.). Die mobile Einheit ist vorteilhaft dazu ausgeführt und eingerichtet, durch Eingabe oder Auswahl eines Benutzers die Grenzwerte Gi und/oder Gn und/oder eine Position und/oder eine Form und/oder eine Anzahl I der von den Kraftsensoren KS/KSn zu erfassenden Oberflächenbereiche OFBi/OFBn vorzugeben und/oder die Erfassung von Krafteinträgen durch für einzelne Oberflächenbereiche OFBi zuzuschalten/abzuschalten, und diese Vorgaben an die Vorrichtung zur aktuellen Verwendung zu übermitteln. Dies eröffnet die Möglichkeit, die genannten Parameter über eine mobile Einheit (beispielsweise ein Smartphone) und einer dort installierten App, vorzugeben oder zu ändern. Die Kommunikationsverbindung ermöglicht vorteilhaft einen Datenaustausch in beiden Richtungen. So kann beispielsweise die Vorrichtung eine Information über eine Inbetriebnahme, oder eine versuchte aber erfolglose Inbetriebnahme oder die bei einem Betrieb auf die Handhabungsschnittstelle eingebrachte Griffkraft etc. an die mobile Einheit übermitteln. Die mobile Einheit kann dann weiterhin diese Informationen auswerten.
- Eine vorteilhafte weitere Ausführungsform der vorgeschlagenen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Sensorsystem zumindest einen an der Oberfläche der Handhabungsschnittstelle angeordneten kapazitiven Sensor CS aufweist, der zur Unterscheidung von aufliegendem menschlichem Gewebe und anderen Materialien eingerichtet ist, wobei die Einschaltlogik ein operationelles Inbetriebnehmen der Vorrichtung nur dann erlaubt, wenn ein auf dem Sensor CS aufliegendes menschliches Gewebe erkannt wird. Damit ist es möglich, zu erkennen, ob die auf die Handhabung Schnittstelle eingebrachten Kräfte von einer menschlichen Hand ausgeübt werden, oder von anderen Gegenständen. Vorteilhaft sind an der Oberfläche der Handhabung Schnittstelle mehrere Kapazitäten Sensoren CS angeordnet. Die Erkennung von menschlichem Gewebe wird daher zuverlässiger. Die Einschaltlogik ermöglicht ein Inbetriebnehmen der Vorrichtung vorliegend nur dann, wenn die Krafteinträge in die Oberflächenbereiche OFBi/OFBn gößer als die zugeordneten Grenzwerte Gi, Gn sind und positiv erkannt wurde, dass die Krafteinträge durch eine menschliche Hand (menschliches Gewebe) erzeugt werden.
- Erfindungsgemäß weist der flächige Kraftsensor KS auf: eine nichtleitende, elastisch verformbare erste Schicht mit einer ersten Oberfläche, eine nichtleitende elastisch verformbare zweite Schicht mit einer zweiten Oberfläche, wobei die erste und die zweite Oberfläche einander zugewandt und unmittelbar über zwischen der ersten und zweiten Oberfläche vereinzelt ausgebildeten und elastisch verformbaren Abstandshaltern voneinander beabstandet angeordnet und miteinander verbunden sind, eine oder mehrere elastisch verformbare, elektrisch leitende erste Leitungen, die auf oder an der ersten Oberfläche angeordnet sind, und elastisch verformbare, elektrisch leitende zweite Leitungen, die auf oder an der zweiten Oberfläche angeordnet sind, wobei sich die ersten und die zweiten Leitungen an Kreuzungsstellen kreuzen, wobei die ersten und die zweiten Leitungen an den Kreuzungsstellen in einem mechanisch unbelasteten Zustand des Sensorelements voneinander beabstandet sind.
- Ein derartiger Kraftsensor KS ermöglicht nicht nur eine lokale resistive Erfassung eines lokalen Krafteintrages in die Kraftsensorfläche, sondern auch bei entsprechender Auslesung und Ansteuerung die Ermittlung der Richtung des Krafteintrags.
- Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung mit einer elektrischen Einschaltlogik; einer manuellen Handhabungsschnittstelle, wobei die Vorrichtung zum Gebrauch von einem Benutzer mit zumindest einer Hand an der Handhabungsschnittstelle mit einem vorgegebenen Soll-Griff gegriffen werden muss; einem Sensorsystem, mit zumindest einem an einer Oberfläche der Handhabungsschnittstelle angeordneten flächigen Kraftsensor KS mit einer Vielzahl arrayförmig angeordneter Kraftsensorelementen zur flächigen Erfassung lokaler Krafteinträge KEi für mehrere unterschiedliche Oberflächenbereiche OFBi der Handhabungsschnittstelle, mit i = 1, 2, ..., I, und I ≥ 2, wobei die Oberflächenbereiche OFBi und damit die entsprechenden Kraftsensorelemente KSi des Kraftsensors KS derart angeordnet sind, dass aktive Kraftsensorelemente KSi innerhalb von Umrisslinien des Soll-Griffs liegen, und wobei der Kraftsensor KS aufweist: eine nichtleitende, elastisch verformbare erste Schicht mit einer ersten Oberfläche, eine nichtleitende elastisch verformbare zweite Schicht mit einer zweiten Oberfläche, wobei die erste und die zweite Oberfläche einander zugewandt und unmittelbar über zwischen der ersten und zweiten Oberfläche vereinzelt ausgebildeten und elastisch verformbaren Abstandshaltern voneinander beabstandet angeordnet und miteinander verbunden sind, eine oder mehrere elastisch verformbare, elektrisch leitende erste Leitungen, die auf oder an der ersten Oberfläche angeordnet sind, und elastisch verformbare, elektrisch leitende zweite Leitungen, die auf oder an der zweiten Oberfläche angeordnet sind, wobei sich die ersten und die zweiten Leitungen an Kreuzungsstellen kreuzen, wobei die ersten und die zweiten Leitungen an den Kreuzungsstellen in einem mechanisch unbelasteten Zustand des Sensorelements voneinander beabstandet sind, mit folgendem Schritt: ein operationelles Inbetriebnehmen der Vorrichtung durch die Einschaltlogik erfolgt nur dann, wenn die für jeden der Oberflächenbereiche OFBi erfassten Beträge der Krafteinträge KEi größer sind als für die jeweiligen Oberflächenbereiche OFBi jeweils individuell vorgegebene Grenzwerte Gi: |KEi| > Gi.
- Vorteile und vorteilhafte Weiterbildung des vorgeschlagenen Verfahrens ergeben sich durch eine analoge und sinngemäße Übertragung der zur vorgeschlagenen Vorrichtung gemachten Ausführungen.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
- Es zeigen:
-
1 eine stark schematisierte Darstellung einer vorgeschlagenen Vorrichtung. -
1 zeigt eine stark schematisierte Darstellung einer vorgeschlagenen Vorrichtung. Die umfasst eine elektrische Einschaltlogik101 ; eine manuelle Handhabungsschnittstelle102 , wobei die Vorrichtung zum Gebrauch von einem Benutzer mit zumindest einer Hand an der Handhabungsschnittstelle102 gegriffen werden muss; ein Sensorsystem103 , mit zumindest einem an einer Oberfläche der Handhabungsschnittstelle102 angeordneten flächigen Kraftsensor KS mit einer Vielzahl von arrayförmig angeordneten Kraftsensorelementen zur flächigen Erfassung lokaler Krafteinträge KEi für mehrere unterschiedliche Oberflächenbereiche OFBi der Handhabungsschnittstelle102 , mit i = 1, 2, ..., I, und I ≥ 2, und/oder mit mehreren an der Oberfläche der Handhabungsschnittstelle (102 ) angeordneten Kraftsensoren KSn zur Erfassung lokaler Krafteinträge KEn für jeweils nur einen zugeordneten Oberflächenbereich OFBi der Handhabungsschnittstelle102 , mit n = 1, 2, ..., N; wobei die Einschaltlogik101 derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass sie ein operationelles Inbetriebnehmen der Vorrichtung nur dann erlaubt, wenn die für jeden der Oberflächenbereiche OFBi und/oder OFBi erfassten Beträge der Krafteinträge KEi und/oder KEn größer sind als für die jeweiligen Oberflächenbereiche OFBi und/oder OFBi jeweils individuell vorgegebene Grenzwerte Gi und/oder Gn: |KEi|> G, und/oder |KEn| > Gn. - Zudem umfasst die Vorrichtung ein Mittel
104 zum Aufbau einer Kommunikationsverbindung mit einer mobilen Einheit105 , wobei die mobile Einheit105 dazu ausgeführt ist, durch Eingabe oder Auswahl eines Benutzers die Grenzwerte Gi und/ oder Gn und/oder eine Position und/oder eine Form und/oder eine Anzahl I der von den Kraftsensoren KS/KSn zu erfassenden Oberflächenbereiche OFBi/OFBn vorzugeben und/oder die Erfassung von Krafteinträgen durch für einzelne Oberflächenbereiche OFBi zuzuschalten/abzuschalten, und diese Vorgaben an die Vorrichtung zur aktuellen Verwendung zu übermitteln. - Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterung in der Beschreibung, definiert wird.
- Bezugszeichenliste
-
- 101
- Einschaltlogik
- 102
- Handhabungsschnittstelle
- 103
- Sensorsystem
- 104
- Mittel zum Aufbau einer Kommunikationsverbindung zwischen Vorrichtung und einer mobilen Einheit 105
- 105
- mobile Einheit (beispielsweise Smartphone)
Claims (6)
- Vorrichtung mit - einer elektrischen Einschaltlogik (101); - einer manuellen Handhabungsschnittstelle (102), wobei die Vorrichtung zum Gebrauch von einem Benutzer mit zumindest einer Hand an der Handhabungsschnittstelle mit einem vorgegebenen Soll-Griff gegriffen werden muss; - einem Sensorsystem (103), mit einem an einer Oberfläche der Handhabungsschnittstelle (102) angeordneten flächigen resisitiven Kraftsensor KS mit einer Vielzahl von arrayförmig angeordneten Kraftsensorelementen KSi zur flächigen Erfassung lokaler Krafteinträge KEi für mehrere unterschiedliche Oberflächenbereiche OFBi der Handhabungsschnittstelle (102), mit i = 1, 2, ..., I, und I ≥ 2, wobei der Kraftsensor KS aufweist: eine nichtleitende, elastisch verformbare erste Schicht mit einer ersten Oberfläche, eine nichtleitende elastisch verformbare zweite Schicht mit einer zweiten Oberfläche, wobei die erste und die zweite Oberfläche einander zugewandt und unmittelbar über zwischen der ersten und zweiten Oberfläche vereinzelt ausgebildeten und elastisch verformbaren Abstandshaltern voneinander beabstandet angeordnet und miteinander verbunden sind, eine oder mehrere elastisch verformbare, elektrisch leitende erste Leitungen, die auf oder an der ersten Oberfläche angeordnet sind, und elastisch verformbare, elektrisch leitende zweite Leitungen, die auf oder an der zweiten Oberfläche angeordnet sind, wobei sich die ersten und die zweiten Leitungen an Kreuzungsstellen kreuzen, wobei die ersten und die zweiten Leitungen an den Kreuzungsstellen in einem mechanisch unbelasteten Zustand des Sensorelements voneinander beabstandet sind; und wobei die Einschaltlogik (101) derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass sie ein operationelles Inbetriebnehmen der Vorrichtung nur dann erlaubt, wenn die für jeden der Oberflächenbereiche OFBi erfassten Beträge der Krafteinträge KE; größer sind als für die jeweiligen Oberflächenbereiche OFBi jeweils individuell vorgegebene Grenzwerte Gi: |KEi|> Gi.
- Vorrichtung nach
Anspruch 1 , bei der die Oberflächenbereiche OFBi, unterhalb eines Abdrucks eines Soll-Griffs einer Soll-Hand auf der Handhabungsschnittstelle (102) angeordnet sind, wobei die Einschaltlogik (101) die operationelle Inbetriebnahme der Vorrichtung nur erlaubt, wenn anhand der erfassten Krafteinträge ermittelt wird, dass der Benutzer die Vorrichtung gemäß dem vorgegebenen Soll-Griff an der Handhabungsschnittstelle (102) greift. - Vorrichtung nach
Anspruch 1 oder2 , bei der das Sensorsystem (103) dazu ausgeführt und eingerichtet ist, bei einer vorgegebenen Änderung einer Position und/oder einer Form und/oder einer Anzahl der Oberflächenbereiche OFBi entsprechend ausgewählte Kraftsensorelemente des flächigen arrayförmigen Kraftsensors KS zur Messung des lokalen Krafteintrags zu aktivieren. - Vorrichtung nach
Anspruch 3 , bei der die Vorrichtung ein Mittel (104) zum Aufbau einer Kommunikationsverbindung mit einem Smartphone (105) umfasst, wobei das Smartphone (105) dazu ausgeführt ist, durch Eingabe oder Auswahl eines Benutzers die Grenzwerte Gi und/oder eine Position und/oder eine Form und/oder eine Anzahl I der von dem Kraftsensor KS zu erfassenden Oberflächenbereiche OFBi vorzugeben und/oder die Erfassung von Krafteinträgen durch für einzelne Oberflächenbereiche OFBi zuzuschalten oder abzuschalten, und diese Vorgaben an die Vorrichtung zur aktuellen Verwendung zu übermitteln. - Vorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis3 , bei der das Sensorsystem (103) zumindest einen an der Oberfläche der Handhabungsschnittstelle (102) angeordneten kapazitiven Sensor CS aufweist, der zur Unterscheidung von aufliegendem menschlichem Gewebe und anderen Materialien eingerichtet ist, wobei die Einschaltlogik (101) ein operationelles Inbetriebnehmen der Vorrichtung nur dann erlaubt, wenn ein auf dem Sensor CS aufliegendes menschliches Gewebe erkannt wird. - Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung mit einer elektrischen Einschaltlogik; einer manuellen Handhabungsschnittstelle, wobei die Vorrichtung zum Gebrauch von einem Benutzer mit zumindest einer Hand an der Handhabungsschnittstelle mit einem vorgegebenen Soll-Griff gegriffen werden muss; einem Sensorsystem, mit einem an einer Oberfläche der Handhabungsschnittstelle angeordneten flächigen resisitiven Kraftsensor KS mit einer Vielzahl von arrayförmig angeordneten Kraftsensorelementen zur flächigen Erfassung lokaler Krafteinträge KEi für mehrere unterschiedliche Oberflächenbereiche OFBi der Handhabungsschnittstelle, mit i = 1, 2, ..., I, und I ≥ 2, wobei der Kraftsensor KS aufweist: eine nichtleitende, elastisch verformbare erste Schicht mit einer ersten Oberfläche, eine nichtleitende elastisch verformbare zweite Schicht mit einer zweiten Oberfläche, wobei die erste und die zweite Oberfläche einander zugewandt und unmittelbar über zwischen der ersten und zweiten Oberfläche vereinzelt ausgebildeten und elastisch verformbaren Abstandshaltern voneinander beabstandet angeordnet und miteinander verbunden sind, eine oder mehrere elastisch verformbare, elektrisch leitende erste Leitungen, die auf oder an der ersten Oberfläche angeordnet sind, und elastisch verformbare, elektrisch leitende zweite Leitungen, die auf oder an der zweiten Oberfläche angeordnet sind, wobei sich die ersten und die zweiten Leitungen an Kreuzungsstellen kreuzen, wobei die ersten und die zweiten Leitungen an den Kreuzungsstellen in einem mechanisch unbelasteten Zustand des Sensorelements voneinander beabstandet sind; mit folgendem Schritt: ein operationelles Inbetriebnehmen der Vorrichtung durch die Einschaltlogik erfolgt nur dann, wenn die für jeden der Oberflächenbereiche OFBi erfassten Beträge der Krafteinträge KEi größer sind als für die jeweiligen Oberflächenbereiche OFBi jeweils individuell vorgegebene Grenzwerte Gi: |KEi|> Gi.
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