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Steuerung zur Auswahl und Betätigung eines gewünschten Steuerkreises
aus einer Mehrzahl von Steuerkreisen durch gelähmte oder teilgelähmte Personen Die
Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung zur Auswahl und Betätigung eines gewünschten
Steuerkreises aus einer Mehrzahl von Steuerkreisen durch gelähmte oder teilgelähmte
Personen mit Hilfe mindestens eines elektrischen Schalters, der mit einem elektrischen
Wähler verbunden ist.
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Mit einer bekannten Steuerung dieser Art können durch Betätigung
des Schaltglieds in bestimmter Aufeinanderfolge mehrere unterschiedliche Befehle,
z. B. das Schließen, Anhalten und Öffnen einer Handprothese, gegeben werden. Bei
jeder Betätigung des Schaltglieds wird ein Schrittschaltwerk, das über einen Umschalter
den einzigen Steuerkreis öffnet oder in der einen oder anderen Richtung schließt,
jeweils nur um einen Schritt weitergeschaltet. Eine derartige Anordnung ist jedoch
nur zur Steuerung bestimmter, stets gleich ablaufender Vorgänge geeignet, da das
Schrittschaltwerk nur ein durch die Schalterbetätigung ausgelöstes Weiterschalten
in einem vorher festgelegten Befehlszyklus zuläßt. Damit scheidet aber die bekannte
Steuerung für alle Anwendungsgebiete aus, bei denen eine beliebige Anzahl von Befehlen
in jeder gewünschten Reihenfolge ausgelöst werden muß.
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Aus der Fernsteuertechnik ist es ferner allgemein bekannt, unter
Verwendung weniger Leitungen eine Vielzahl von Befehlen zu übermitteln, indem Impulse
verschiedener zeitlicher Länge nacheinander über diese Leitungen übertragen werden
(Impulstelegramme). Es hat sich jedoch gezeigt, daß die in der Fernsteuertechnik
zur Befehlsgabe verwendeten Steuerungen ihrer Art nach und nach ihren für einzelne
Befehle benötigten Befehlszeiten zur Betätigung einer Vielzahl von Steuerkreisen
durch gelähmte oder teilgelähmte Personen nicht ausreichen. Auch ist die Auswahl
und die differenzierte Auslösung unterschiedlicher, aufeinanderfolgender Befehle
in der Fernsteuertechnik noch nicht so gelöst, daß die dort getroffenen Anordnungen
hierfür übernommen werden könnten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung zu schaffen,
die von gelähmten oder teilgelähmten Personen bedient werden kann und eine schnelle
Auswahl und Betätigung einer Vielzahl von Steuerkreisen in beliebiger Aufeinanderfolge
ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Steuerung der eingangs bezeichneten
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stellung des Wählers zumindest teilweise
durch die Betätigungsdauer des Schalters bestimmt ist, wobei eine erste Betätigung
des Schalters den zu steuernden Steuerkreis anwählt und eine weitere Betätigung
des Schalters den gewünschten Befehl auslöst.
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Die erfindungsgemäße Steuerung zeichnet sich dadurch besonders aus,
daß eine erhebliche Anzahl von Steuerkreisen, die zum Auslösen bestimmter Befehle
dienen, binnen sehr kurzer Zeit einzeln anwählbar und erregbar sind, wobei eine
gute Differenziezierung zwischen den aufeinanderfolgenden Einzelbefehlen gewährleistet
ist.
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Die in den Unteransprüchen gekennzeichneten zweckmäßigen Weiterbildungen
der Erfindung sind auf möglichst schnelle und einfache Bedienung der erfindungsgemäßen
Steuerung gerichtet.
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Die Erfindung soll im folgenden mit zwei die Steuerung in einer elektrischen
Schreibmaschine betreffenden Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung erläutert
werden. In dieser zeigt Fig. 1 ein Diagramm einer Matrixanordnung für eine Schreibmaschinensteuerung
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, F i g. 2 ein schematisches
Blockdiagramm der Steuerung des ersten Ausführungsbeispiels, Fig. 3 ein Diagramm
einer Matrix anordnung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung und
F
i g. 4 ein schematisches Blockdiagramm einer Steuerung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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In Fig. 1 sind verschiedene Schreibvorgänge bei einer Schreibmaschine
in einer Matrix angeordnet.
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Jeder einzelne Schreibvorgang einer Schreibmaschine wird dadurch bestimmt,
daß zuerst die Spalte der Matrix und dann die gewünschte Zeile in der gewählten
Spalte ausgewählt wird. So wird der Buchstabe»d« gewählt, indem zuerst die Spalte2
und dann die vierte Zeile dieser Spalte gewählt wird. Obwohl achtundvierzig Matrixstellen
vorgesehen sind, sind nur siebenundvierzig Solenoide (Elektromagnete) zum Auslösen
der Schreibvorgänge vorhanden.
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Der mit »Tran« bezeichnete Matrixraum in der achten Reihe der sechsten
Spalte ist vorgesehen, damit der Benutzer gegebenenfalls vom Schreibmaschinensteuerkreis
zu einem Hilfssteuerkreis, der in den Figuren nicht dargestellt ist, überwechseln
kann.
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In F i g. 2 ist das Schaltglied in Form zweier Eingangsschaltungen
10 und 11, die hier als Unterdruck-und Oberdruckschalter vorgesehen sind, dargestellt.
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Die Bedienungsperson betätigt die Steuerung über ein Mundstück, das
über ein gegabeltes Rohrstück mit dem Schaltglied in Verbindung steht, und zwar
in der Weise, daß der eine Arm des gegabelten Rohrstücks an den Unterdruckschalter
und der andere Arm an den Oberdruckschalter angeschlossen ist.
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Die beiden Schalter sind mit der Eingangsfolgesteuerung 12 verbunden.
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Die Eingangsfolgesteuerung 12 ist über Wähler mit dem Block 13 verbunden,
der die achtundvierzig Matrixstellen gemäß F i g. 1 darstellt. Block 14 veranschaulicht
die siebenundvierzig Solenoide, die den siebenundvierzig Schreibvorgängen bzw. -befehlen
zugeordnet sind.
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Die Eingangsfolgesteuerung 12 wählt über eine aus einem Impulsgenerator
15 und Wählern 16 und 17 bestehende Wählschaltung, die durch die geeignete Betätigungsfolge
der Schalter 10 und 11 bestimmte Matrixstelle an. Eine offenbar unrichtige Betätigungsfolge
der Schalter 10 und 11 wird von der Eingangsfolgesteuerung 12 nicht weiterverarbeitet.
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Nachdem die gewünschte Matrixstelle angewählt worden ist, gibt die
Eingangsfolgesteuerung 12 einen Auslöseimpuls an die angewählte Matrixstelle, um
den dieser zugeordneten Schreibmaschinensolenoid zu erregen. Block 18 stellt den
Auslöseimpulsgeber dar, der bei Erregung durch die Eingangsfolgesteuerung 12 den
Auslöseimpuls an die gewählte Matrixstelle liefert.
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Kurzzeitig nach der Erregung des Schreibmaschinensolenoids, der der
gewählten Matrixstelle zugeordnet ist, steuert die Eingangsfolgesteuerung 12 über
eine Rückstellschaltung 20 den Impulsgenerator 15 an und stellt die Gesamtsteuerung
dadurch auf den Nullpunkt der Matrix zurück.
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Die Funktion der Gesamtsteuerung soll im folgenden noch genauer beschrieben
werden: Ein Schließen der Kontakte des Schalters 10 bewirkt die Erregung des Impulsgenerators
15, der den Wähler 16 über die sechs Matrixspalten gemäß F i g. 1 fortlaufend weiterschaltet.
Die gewünschte Matrixspalte wird durch die Betätigungsdauer des Schalters 10 angewählt.
Sobald der SchalterlO offen ist, wird der Impulsgenerator 15 entregt, während die
gewählte Matrixspalte weiterhin angesteuert bleibt. Eine Betätigung des zweiten
Schalters 11 nach Öffnen des Schalters 10 hat eine
Widerregung des Impulsgenerators
15 zur Folge, wodurch der Wähler 17 angesteuert wird. Der Wähler 17 wird über die
in der gewählten Matrixspalte vorhandenen acht Reihen fortlaufend weitergeschaltet,
bis die zweite Schalterbetätigung der vorgesehenen Matrixstelle in der Reihe beendet
wird. Sobald der Schalter 11 geöffnet wird, wird der Impulsgenerator wiederum entregt,
und der Geber 18 liefert einen Auslöseimpuls an das Solenoid, so daß allein dasjenige
Solenoid, das der nach Spalte und Reihe angesteuerten Matrixstelle zugeordnet ist,
erregt wird und den vorgesehenen Schreibvorgang auslöst. Kurz danach wird die Steuerung
mittels der Rückstellschaltung 20 auf Null zurückgesetzt.
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Während die Matrixspalten und -reihen fortlaufend angewählt werden,
wird eine Folge von Tönen unterschiedlicher Frequenz von einer hier nicht gezeigten
Lautsprecherschaltung hörbar gemacht; diese Töne helfen der Bedienungsperson fortlaufend,
die momentane Spalte oder Reihe, die jeweils angewählt werden, zu identifizieren.
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Als weitere Unterscheidungshilfe für den Benutzer ist vorgesehen,
daß die hörbar gemachten Töne beim Abtasten der Matrixspalten eine Oktave niedriger
liegen als diejenigen, welche beim Abtasten der Matrixreihen in einer vorgegebenen
Spalte zu hören sind. Die Frequenzänderung um eine Oktave wird durch Einschalten
eines Kondensators in die Lautsprecherschaltung erreicht, wenn der Schalter 10 geschlossen
ist.
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An Stelle der oben beschriebenen akustischen Anzeige zum Erkennen
der momentanen Schaltstellung bzw. des jeweiligen Schaltvorgangs kann ein Benutzer
auch optische Anzeigevorrichtungen oder andere Anhaltspunkte verwenden.
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Wenn die im oberen Teil des Matrixfeldes angegebenen Vorgänge gewählt
werden sollen, so löst der Benutzer zunächst die in der ersten Spalte, dritte Reihe
der Matrix gemäß F i g. 1 mit »Shift« bezeichnete Schreibmaschinentaste aus. Sobald
der »Shift«-Vorgang ausgeführt worden ist, beziehen sich alle folgenden Vorgänge
der Schreibmaschine auf die im oberen Teil des Feldes angegebenen Vorgänge.
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»Shift« kann nur durch erneute Betätigung desselben Matrixfeldes gelöscht
werden.
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In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3 sind die verschiedenen Schreibvorgänge
bzw. -befehle in vier Hauptmatrizen P1, P2, Si und 82 angeordnet.
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Jede dieser Hauptmatrizen ist in drei Untermatrizen unterteilt, z.
B. in die Hauptmatrix Pi, in die Untermatrizen P11S1, Po/52 und P1/P2. Es ergibt
sich aus Fig. 3, daß jede Untermatrix sechs Stellen bzw.
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Felder hat, so daß sie sechs Schreibvorgängen zugeordnet sein kann;
da jedoch nur siebenundvierzig Schreibvorgänge und ein von der Schreibmaschine unabhängiger
Vorgang gesteuert werden sollen, ist jede Untermatrix nur vier Schreibvorgängen
zugeordnet, während die restlichen zwei Stellen oder Räume in jeder Untermatrix
gemäß F i g. 3 freibleiben.
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Der »Tran«-Vorgang der Untermatrix P21P1 der Hauptmatrix P2 ist ebenso
wie der entsprechende gemäß F i g. 1 einem hier nicht gezeigten Hilfsrelais zugeordnet.
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Das Anwählen eines bestimmten Schreibvorgangs erfolgt, indem zunächst
ein Steuerschalter betätigt wird, welcher eine der vier Hauptmatrizen anwählt.
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Zur besseren Erläuterung soll hier angenommen werden, daß die Hauptmatrix
P2 angewählt worden ist.
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Wenn die Steuerschaltung die Hauptmatrix P1 anwählt, werden automatisch
und gleichzeitig die entsprechenden Stellen 210, 211 und 212 der UntermatrizenP1/S1,
Po152 und Pl/Po belegt. Wird die Betätigung des Steuerschalters fortgesetzt, so
werden die Stellen 213 und 214 der Untermatrizen P11S1 und die entsprechenden Felder
bzw. Stellen der Untermatrizen P1152 und P1/P gleichzeitig angesteuert.
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Wird die Betätigung des Steuerschalters nach dem Anwählen der Stelle
210 und vor dem Anwählen der Stelle 213 beendigt, so schaltet der Steuerkreis automatisch
auf die Stellen 215 und 216 der Untermatrix Pl/Sl und auf die entsprechenden Stellen
der Untermatrizen P1IS. und P1/P.2 fort. In entsprechender Weise wählt die Steuerschaltung
automatisch die Stelle 217 der Untermatrix P1181 und die entsprechende Stelle der
Untermatrix P11S2 und P,IP, an, wenn die Betätigung des Steuerschalters nach dem
Anwählen der Stelle 213, aber vor dem Anwählen der Stelle 214 beendet wird.
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Sobald die gewünschte Matrixstelle angesteuert worden ist, wird der
dieser zugeordnete Schreibvorgang durch einen weiteren Steuerschalter, wie nachstehend
beschrieben, ausgelöst. Zur Auswahl und zum Schreiben des die untere Matrixstelle
des Raums 210 der Untermatrix Pl/Sl belegenden Buchstabens »o« wird ein erster Steuerschalter
betätigt, der die Hauptmatrix P1 anwählt und dabei gleichzeitig die Räume 210, 211
und 212 der Untermatrizen P11S1, P1152 und P1IP2 ansteuert. Bevor die hier als Steuerschaltung
bezeichnete Wähleinrichtung auf den Raum 213 der UntermatrixPl/Sl und die entsprechenden
Räume der Untermatrizen Pl/Si, und P1 /P.2 fortgeschaltet wird, wird der erste Steuerschalter
geöffnet. Bevor schließlich die Steuerschaltung auf den Raum 215 der Untermatrix
Pl/Sl und die entsprechenden Räume der Untermatrizen P11S2 und P1/P2 fortschaltet,
wird ein zweiter Steuerschalter, und zwar Si, betätigt, um den Buchstaben »o« der
Untermatrix Pl/Sr anzuwählen und auszulösen. Fig. 4 sind vier In der Steuerschaltung
gemäß Fig.4 sind vier Steuerschalter 30, 31, 32 und 33 vorgesehen. Diese Schalter
können als getrennte, mechanisch betätigte Schalter ausgebildet sein, die zu einem
einzigen mechanisch betätigten Vierwegeschalter zusammengefaßt sind. Vorzugsweise
sind die Schalter, wie auch im vorliegenden Ausführungsbeispiel, Unterdruck-und
Überdruckschalter, die auf niedrige, in der Größenordnung des menschlichen Atemdrucks
liegende Drücke ansprechen. Die Schalter 30 und 31 sind Druckschalter, wobei der
Schalter 30 auf einen niedrigen Überdruck P1 und der Schalter 31 auf einen hohen
Überdruck P2 anspricht. Die Schalter 32 und 33 sind Unterdruckschalter, wobei der
Schalter 32 auf einen niedrigen UnterdruckS, und der Schalter 33 auf einen hohen
Unterdruck 8. anspricht. Die Schalter 30, 31, 32 und 33 bilden das Schaltglied und
damit die Eingangsschaltungen der Steuerung.
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Die Bezugszeichen 34, 35, 36 und 37 der F i g. 4 beziehen sich auf
den Hauptmatrizen Pl, P2, St bzw.
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8.2 zugeordnete Relaisgruppen. Die Bezugszeichen 38, 40, 41 und 42
bezeichnen Relaisuntergruppen, die den schon vorher erwähnten Untermatrizen entsprechen.
Die siebenundvierzig Schreibmaschinensolenoide, welche die einzelnen Schreibvorgänge
auslösen, sind insgesamt mit 43 bezeichnet.
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Eine Eingangsfolgesteuerung 44 gewährleistet die richtige Anwahl
der gewünschten Hauptmatrix und
der vorgesehenen Untermatrix bei Betätigung von zwei
Steuerschaltern.
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Ein Impulsgenerator 45 sorgt für die Weiterschaltung der Relais.
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Sobald ein Schreibvorgang eines bestimmten Untermatrixraums angewählt
worden ist, ist ein durchgehender Schaltkreis zum Schreibmaschinensolenoid, der
dem gewünschten Schreibvorgang zugeordnet ist, geschlossen. Nun wird selbsttätig
ein Auslöseimpuls zum Solenoid gegeben und der Schreibvorgang ausgelöst. Der Auslöseimpulsgeber
ist bei 46 gezeigt. Nach kurzer Pause wird die Steuerung mittels einer Rückstellschaltung
47 in ihre Ausgangs- oder Nullstellung zurückgesetzt.
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Wenn die Steuerung in Gebrauch, aber nicht tatsächlich in Betrieb
ist, wird ein Mittelton niedriger Frequenz von einem Lautsprecherkreis, der in F
i g. 4 nicht dargestellt ist, abgegeben. Der Mittelton wird durch einen oder mehrere
Kondensatoren, die in den Lautsprecherabstimmkreis eingeschaltet sind, gesteuert.
Die Betätigung eines der Steuerschalter bewirkt eine Höhenänderung des abgegebenen
Tones.
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Diese Tonänderungen ermöglichen eine leichte Kennzeichnung des betätigten
Steuerschalters. Mittels eines ebenfalls nicht gezeigten Verstärkerkreises wird
der Ton für die Dauer eines jeden vom Impulsgenerator 45 erzeugten Impulses verstärkt.
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Ähnlich wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist zur Bedienung der
Steuerung ein an einem Ende mit einem Mundstück versehenes Rohrstück vorgesehen,
das mit seinem anderen Ende an das Schaltglied angeschlossen ist und mit diesem
zusammen die Eingangsschaltungen bildet. Das an das Schaltglied angeschlossene Ende
des Rohrstücks ist in vier Arme gegabelt, von denen zwei an die Druckschalter 30,
31 und die restlichen zwei an die Unterdruckschalter 32 und 33 angeschlossen sind.
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Wenn die oberen Stellen der Schreibvorgänge ausgelöst werden sollen,
so muß die Bedienungsperson zunächst den mit »Caps« bezeichneten Schreibvorgang
im Matrixraum 212 der Untermatrix P,IP, der Hauptmatrix P1 anwählen. Sobald der
Schreibvorgang »Caps« ausgelöst worden ist, werden bei allen nachfolgenden Schreibvorgängen
die oberen Matrixstellen angewählt. Der »Caps«-Befehl kann nur durch Wiederwahl
und Auslösung desselben Befehls gelöscht werden.
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Eine zusätzliche Erleichterung bei der Handhabung der Steuerung ist
durch eine hier nicht gezeigte automatische Löschschaltung vorgesehen.
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Alle Schreibbefehle werden nach drei oder weniger Impulsen des Impulsgenerators
45 ausgelöst. Wenn der Impulsgenerator 45 über vier Impulse erregt bleibt, so wird
die Steuerung in die Ausgangsstellung zurückgesetzt und ist für eine weitere Betätigung
frei.
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Neben oder an Stelle der vorstehend beschriebenen Atemdruckschalter
können, falls der Bedienungsperson noch eine leichte Beweglichkeit ihrer Finger
oder Zehen geblieben ist, auch Schalter Verwendung finden, welche auf andere Weise
betätigbar sind.