DE1185357B - Elektrische Fernbedienungseinheit fuer kraftangetriebene Manipulatoren - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. KL: B 66 c

Deutsche Kl.: 35 b-7/08

Nummer: 1185 357

Aktenzeichen: G27960XI/35b

Anmeldetag: 15. September 1959

Auslegetag: 14. Januar 1965

Elektrische Fernbedienungseinheit für kraftangetriebene Manipulatoren

Anmelder:
General Mills Inc.,
Minneapolis, Minn. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Görtz, Patentanwalt, Frankfurt/M., Schneckenhofstr. 27

Als Erfinder benannt:
Robert James Sullivan,
Minneapolis, Minn. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 19. September 1958 (762117)

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Fernbedienungseinheit für kraftangetriebene Manipulatoren, mit mehreren, an einem Träger gruppierten Handschaltern, die aus einer mittleren Nullstellung auslenkbar sind.

Bei einer solchen bekannten elektrischen Fernbedienungseinheit für kraftangetriebene Manipulatoren besteht der Nachteil darin, daß sämtliche als Kippschalter ausgebildete Handschalter in einer Richtung, d. h. parallel zueinander zu betätigen sind. Eine Blindbedienung ist bei dieser Fernbedienungseinheit ohne Inkaufnahme von Fehlschaltungen praktisch nicht möglich. Weiterhin läßt sich diese Fernbedienungseinheit nicht mit den Fingern einer Hand schalten.

Aufgabe der Erfindung ist es deswegen, die der bekannten elektrischen Fernbedienungseinheit anhaftenden Nachteile zu vermeiden und sie so auszubilden, daß entsprechende Betätigungshandhaben der Schalter durch Fingerbewegungen sinnfällig bewegt werden können, um entsprechende Bewegung

des Manipulators zu steuern, wodurch Fehlbetäti-

gungen des Manipulators leichter vermieden werden. 2

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch

gelöst, daß auf einer Trägerplatte durch Finger- 25 werden kann, die je nach den zusätzlichen Bewegunbewegungen bedienbare Betätigungshandhaben der gen des Manipulators den einzelnen Schaltergruppen Schalter so bewegbar angeordnet sind, daß jeder der Fernbedienungseinheit zugeordnet werden, und Längsverschiebungsbewegung in einer Horizontal- daß die Fernbedienungseinheit mit den Fingern einer ebene bzw. einer Verschwenkungsbewegung des Hand auch blind bedient werden kann. Besonders betreffenden Manipulatorteiles jeweils eine in einer 30 vorteilhaft ist es weiterhin, daß die Fernbedienungsersten Richtung auf der Trägerplatte verschiebbare einheit besonders klein, leicht und handlich ist.
Betätigungshandhabe der Schalter, und der Drehung In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele einer

des betreffenden Manipulatorteiles parallel zur elektrischen Fernbedienungseinheit für kraftange-Tangente des Drehungskreises auf der Trägerplatte triebene Manipulatoren gemäß der Erfindung dareine in Querrichtung zur ersten Richtung verschieb- 35 gestellt. Es zeigt

bare Betätigungshandhabe der Schalter zugeordnet F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines durch

ist. Dabei ist die Nullstellung der Betätigungshand- eine Fernbedienungseinheit gemäß der Erfindung zu habe der Schalter vorteilhafterweise selbsttätig durch steuernden Manipulators,
Rückstellfedern festgelegt. F i g. 2 eine Draufsicht auf die Fernbedienungs-

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestal- 40 einheit,

tung der Erfindung sind alle in einer Richtung ver- F i g. 3 eine Draufsicht auf eine abgewandelte

schiebbaren Betätigungshandhaben der Schalter auf der Trägerplatte in getrennten Gruppen angeordnet. Die Betätigungshandhaben der Schalter bestehen aus als Bedienungskopf ausgestalteten Enden von an der Trägerplatte angebrachten Kippschaltern. Die Bedienungsköpfe sind vorzugsweise konkav ausgebildet.

Der Vorteil der Ausbildung gemäß der Erfindung

liegt weiter darin, daß die Fernbedienungseinheit 50 Hand 12, einen Unterarm 14, ein Ellbogengelenk 16, eindeutig Schalterbewegungen hat, daß sie weiterhin einen Oberarm 18, eine Schulter 19, ein Schulterohne Schwierigkeit durch weitere Schalter erweitert gelenk 20, eine ausfahrbare Schulterstütze 21 und

409 768/104

Fernbedienungseinheit,

F i g. 4 eine Vorderansicht der Fernbedienungseinheit nach Fig. 3,

F i g. 5 eine Seitenansicht der Fernbedienungseinheit nach F i g. 3 und

F i g. 6 eine Schnittansicht eines Schalters entlang der Linie 6-6 nach Fig. 3.

Ein kraftangetriebener Manipulator 10 weist eine

3 4

ein Schultereinstellglied 22 auf. Das Schultereinstell- gen sowie Schwenkbewegungen werden durch die

glied 22 ist auf Schienen 24 verschiebbar. Die An- obere Reihe der Schalter 27 bis 31 gesteuert, und

triebe der einzelnen Teile des Manipulators 10 er- zwar durch Bewegung dieser Schalter nach oben

folgen jeweils durch einzelne, nicht dargestellte An- und unten. Die Drehbewegungen werden durch die

triebsmotoren. 5 in der unteren Reihe liegenden Schalter 32 und 33

Der Manipulator nach F i g. 1 wird mittels einer gesteuert, und zwar durch Verschieben in horizon-

Fernbedienungseinheit 26 (F i g. 2) gesteuert. Diese taler Richtung. Alle Schalter sind somit den Teilen

weist Schalter 27, 28, 29, 30, 31, 32 und 33 auf, die des Manipulators bewegungsgerecht zugeordnet,

ähnlich ausgebildet sind wie ein in F i g. 6 im Schnitt Wenn der Schalter 198 (F i g. 6) vorwärts, d. h. in

dargestellter Schalter 198. Drei elektrische Leitun- io Richtung des Pfeiles 216 bewegt wird, schließt er

gen 208, 210 und 212 (F i g. 6) sind mit jedem der den Stromkreis zwischen den elektrischen Leitungen

Schalter 27 bis 33 verbunden. Diese Leitungen wer- 208 und 210. Wird der Schalter 198 dagegen nach

den als Kabel 34 zum Schultereinstellglied 22 ge- hinten in Richtung des Pfeiles 218 bewegt, wird der

führt und von dort an die einzelnen, nicht dargestell- Stromkreis zwischen den Leitungen 210 und 212 ge-

ten Elektromotoren zur Betätigung der Manipulator- 15 schlossen. In beiden Fällen wird ein Motor eines

teile 12 bis 22 verbunden. Elementes des Manipulators, jedoch einmal in einer

Die Elemente des Manipulators 10 lassen sich in und im anderen Fall in der entgegengesetzten Rich-Richtung von Pfeilen 42, 44, 44 a, 46, 47, 48, 49, tüng angetrieben. Wesentlich ist, daß der Schalter 50, 50 a, 51, 52, 53 und 54 bewegen. Diese Be- durch die Federkraft nach Loslassen sofort in seine wegungen werden durch die Schalter 27 bis 33 ge- 20 Mittelstellung zurückgeht, in welcher der zugeordnete steuert. Wenn der Schalter 27 in Richtung eines Motor stromlos wird. Wenn der Manipulator also Pfeils 56 in seine vordere Betätigungsstellung bewegt irgendwelche ungewollten Bewegungen ausführt, wird, wird der Handmotor in Gang gesetzt, um die braucht die Bedienungsperson nur die Hand von der Hand 12 in Richtung der Pfeile 42 zu öffnen. Wird Betätigungseinheit zurückzuziehen, wodurch alle der Schalter 27 in Richtung eines Pfeiles 58 in seine 25 Schalter augenblicklich in ihre Mittelstellung zurückrückwärtige Betätigungsstellung bewegt, so wird der gehen und der Manipulator in dieser momentanen Handmotor in umgekehrter Richtung in Gang ge- Stellung stehen bleibt,
setzt, um die Hand 12 zu schließen. F i g. 3 zeigt eine Fernbedienungseinheit 186, die

Eine Bewegung des Schalters 28 in Richtung des sich von der nach F i g. 2 dadurch unterscheidet, Pfeiles 56 in seine vordere Betätigungsstellung setzt 30 daß drei weitere Schalter vorgesehen sind. Schalter den Unterarmmotor in Gang, um den Unterarm 14 188, 190, 192, 194 und 196 der Einheit 186 entum das Ellbogengelenk 16 in Richtung des Pfeiles sprechen den Schaltern 27, 28, 29, 30 und 31 der 46 zu schwenken. Eine Bewegung des Schalters 28 Einheit 26 und dienen zur Steuerung von Linear-5n Richtung des Pfeiles 58 hat eine Verschwenkung und Schwenkbewegungen der Manipulatorelemente, des Unterarms 14 in Richtung des Pfeiles 47 zur 35 Horizontal verschiebbare Schalter 204 und 206 entFolge. Wenn der Schalter 29 in Richtung des Pfeiles sprechen den Schaltern 32 und 33. Drei zusätzliche 56 bewegt wird, verschwenkt der Oberarm 18 um Schalter 198, 200 und 202 sind drei Motoren des das Schultergelenk 20 in Richtung des Pfeiles 48. Manipulators für zusätzliche Bewegungen zugeord-Die entgegengesetzte Schwenkbewegung in Richtung net. Und zwar weist der entsprechende Manipulator des Pfeiles 49 führt der Oberarm aus, wenn der 40 an Stelle der horizontalen Verschiebbarkeit auf den Schalter 29 in Richtung des Pfeiles 58 bewegt wird. Schienen 24 (F i g. 1) ein Schwenkgelenk auf, das Der Schalter 30 steuert in entsprechender Weise die durch den Schalter 196 gesteuert wird. Das Schwenk-Linearbewegung der Schulter 19, und zwar in Rieh- gelenk ist an einem Auslegerarm befestigt, der beitung des Pfeiles 51, wenn der Schalter 30 nach oben spielsweise mittels einer Zahnstange linear, d. h. in in Richtung des Pfeiles 56 bewegt wird, und in der 45 Längsrichtung verschoben werden kann. Diese Verentgegengesetzten Richtung (Pfeil 52), wenn der Schiebebewegung bzw. das Ein- oder Ausfahren des Schalter 30 nach unten in Richtung 58 bewegt wird. Auslegerarmes wird durch den Schalter 198 gesteuert. Schalter 31 schließlich bewegt in seiner oberen Stel- Der Auslegerarm besitzt nun zusätzlich aber noch lung (Pfeil 56) das Schultereinstellglied 22 in Rieh- ein Drehgelenk, das eine Drehung des vorderen tung 53 und in seiner unteren Stellung (Pfeil 58) in 50 Manipulatorteiles einschließlich des Schwenkgelender entgegengesetzten Richtung 54. kes -um die Achse des Auslegerarmes ermöglicht.

Der Schalter 32 bewirkt in seiner linken Stellung „Diese Drehbewegung wird durch den Schalter 200 gemäß Pfeil 60, daß die Hand 12 im Gegenuhrzeiger- gesteuert. Schließlich ist der Auslegerarm mit dem sinn, längs des Arms in Richtung der Hand gesehen, vorderen Manipulatorteil um eine dazu senkrechte wie durch Pfeil 44 angezeigt, gedreht wird. In der 55 Achse drehbar. Diese Drehbewegung wird durch den rechten Stellung des Schalters 32 gemäß Pfeil 62 Schalter 202 gesteuert. Sämtliche Schalter 188 bis wird die Hand 12 im Uhrzeigerdrehsinn in Richtung 206 besitzen Vor- und Rücklaufstellungen sowie des Pfeils 44 α gedreht. Der Schalter 33 bewirkt in eine mittlere Außerbetriebs- oder Nullstellung. Wenn seiner linken Stellung eine Drehung der Schulter 19 der Schalter 198 nach vorn in Richtung eines Pfeiles im Uhrzeigergegendrehsinn entsprechend Pfeil 50 60 216 bewegt wird, wird der Auslegerarm linear aus- und in seiner rechten Stellung eine Drehung im gefahren. In der in F i g. 3 dargestellten Mittel-Gegenuhrzeigerdrehsinn in Richtung des Pfeils 50 a. stellung des Schalters 198 bleibt der Auslegerarm in

Die Fernbedienungseinheit besitzt somit sinnfällig Ruhe; bei einer Bewegung des Schalters 198 in Rich-

angeordnete Schalterbewegungen. Die Bewegungen tung eines Pfeiles 218 erfolgt ein Zurückziehen, d. h.

der Teile des Manipulators 10 sind dadurch leicht zu 65 Einfahren des Auslegerarmes. Entsprechend wird

unterscheiden und zu steuern. Alle in einer Ebene bei einer Bewegung des Schalters 202 nach links in

liegenden Bewegungen, nämlich Linearbewegungen, Richtung eines Pfeiles 242 eine Drehung des ge-

wie Ausdehnungs- und Zusammenfaltungsbewegun- samten Manipulators 10 um eine vertikale Achse im

Gegenuhrzeigerdrehsinn und bei einer Bewegung des Schalters 202 nach rechts in Richtung eines Pfeiles im Uhrzeigerdrehsinn bewirkt.

Mit der Fernbedienungseinheit gemäß der Erfindung ergeben sich besonders einfache und sinnfällige Wechselbeziehungen zwischen den Schalterbewegungen und den Bewegungen der Manipulatorteile. Alle Bewegungen der Manipulatorteile in Richtung zur Bedienungsperson bzw. von ihr weg werden durch Schaltbewegungen gesteuert, die ebenfalls in Richtung auf die Bedienungsperson zu oder von ihr weg gerichtet sind. Drehbewegungen der Manipulatorelemente im Uhrzeigersinn oder Uhrzeigergegendrehsinn werden durch entsprechende Bewegungen der Schalter nach rechts oder links gesteuert, die den entsprechenden Drehbewegungen analog sind.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektrische Fernbedienungseinheit für kraftangetriebene Manipulatoren, mit mehreren an einem Träger gruppierten Handschaltern, die aus einer mittleren Nullstellung auslenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Trägerplatte (Fernbedienungseinheit 26 bzw. 186) durch Fingerbewegungen bedienbare Betätigungshandhaben der Schalter (27 bis 33 bzw. 188 bis 206) so bewegbar angeordnet sind, daß jeder Längsverschiebungsbewegung in einer Horizontalebene bzw. einer Verschwenkungsbewegung des betreffenden Manipulatorteiles (12 bis 22) jeweils eine in einer ersten Richtung (Pfeile 56, 58 bzw. 216, 218) auf der Trägerplatte (Fernbedienungseinheit 26 bzw. 186) verschiebbare Betätigungshandhabe der Schalter (27 bis 31 bzw. 188, 198) und der Drehung des betreffenden Manipulatorteiles (12 bzw. 19) parallel zur Tangente des Drehungskreises auf der Trägerplatte (Fernbedienungseinheit 26 bzw. 186) eine in Querrichtung (Pfeile 60, 62 bzw. 242 bis 244) zur ersten Richtung (Pfeile 216, 218) verschiebbare Betätigungshandhabe der Schalter (32, 33 bzw. 200 bis 206) zugeordnet ist.

2. Elektrische Fernbedienungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nullstellung der Betätigungshandhaben der Schalter (27 bis 33 bzw. 188 bis 206) selbsttätig durch Rückteilfedern festgelegt ist.

3. Elektrische Fernbedienungseinheit nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle in einer Richtung verschiebbaren Betätigungshandhaben der Schalter (27 bis 33 bzw. 188 bis 206) auf der Trägerplatte (Fernbedienungseinheit 26 bzw. 186) in getrennten Gruppen angeordnet sind (Fig. 3).

4. Elektrische Fernbedienungseinheit nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungshandhaben der Schalter (27 bis 33 bzw. 188 bis 206) als Bedienungskopf ausgestaltete Enden von an der Trägerplatte (Fernbedienungseinheit 26 bzw. 186) angebrachten Kippschaltern sind (Fig. 6).

5. Elektrische Fernbedienungseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedienungsköpfe konkav ausgebildet sind (F i g. 4 und 5).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 026 942;
USA.-Patentschriften Nr. 2 522128, 2529 804, 567 883, 2 679 940, 2 808 476, 2 822 094;
Zeitschrift »GEC-Bulletin« der General Electric

Company vom April 1958, S. 46, 47.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 768/104 1. 65 © Bundesdruckerei Berlin