DE19801565A1 - Steuergerät für Computer- und andere Spiele, Anlagen, Maschinen und Geräte - Google Patents

Description

Steuergeräte für Computer- und andere Spiele sind üblicherweise als "Joystick" be­ kannt. Ebenso bekannt sind Steuergeräte für Anlagen, Maschinen, Geräte, Kräne, Fahr- und Flugzeuge.

Derlei Steuergeräte dienen als Mensch-Maschine-Schnittstelle dazu Befehle an die Maschine zu übermitteln. Es werden die Bewegungen der menschlichen Hand über ein Griffstück in elektrische Signale umgewandelt und über eine Schnittstelle der Ma­ schinensteuerung übermittelt. Dort erfolgt die weitere Verarbeitung und Umsetzung der Signale.

Als digitale Signalgeber werden z. B. elektrische Kontakte genutzt, die über eine Noc­ kenwelle betätigt werden. Eine analoge Signalgebung erfolgt z. B. über. Potentiome­ ter. Andere Verfahren sind denkbar, wie magnetische, induktive, kapazitive und opti­ sche Signalgeber. Die Signalgeber sind mit einem zu betätigenden Handgriff mecha­ nisch verbunden. Diese Verbindungen sind mit aufwendigen Kardangelenken ausge­ stattet.

Besonders dann, wenn analoge Signalgeber, wie z. B. ein Potentiometer, zum Ein­ satz kommen muß die lineare Bewegung des Handgriffes in eine Drehung umgesetzt werden. Zur einwandfreien Funktion sind viele Einzelteile nötig. Ferner sind überwiegend nur Bewegungen auf einer Ebene möglich. Ein Wechsel auf eine andere Ebene erfordert zusätzliche Aufwand an Mechanik. Der Wechsel selber kann nur nach der Rückkehr in die Zentralstellung des Handgriffes erfolgen. Im virtuellen Raum eines Computerspiels sind nicht alle Freiheitsgrade möglich.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt eine Steuergerät für Computer- und ande­ re Spiele, Anlagen, Maschinen und Geräte zu schaffen, daß die vorgenannten Nachteile nicht hat, daß außer dem Betätigungsgriff ohne beweglichen Teile aus­ kommt und weitere, neue Möglichkeiten zum Einfluß auf Computer- und andere Spiele, Anlagen, Maschinen und Geräte zuläßt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Bewegungsrichtung ei­ nes Griffstückes mittels Kraftsensoren erfaßt wird. Hierzu wird das Griffstück z. B. auf eine Platte beliebiger Form starr oder halbstarr befestigt. Diese Platte ist beispielsweise auf drei Kraftsensoren oder Wägezellen ge­ lagert, die wiederum mit der Grundplatte verbunden sind. Jede Auslenkung - wobei jeder Freiheitsgrad gegeben ist - des Griffstückes bewirkt ein Anstieg der auf einen Sensor wirkenden Kraft und eine Abnahme der Kraft bei einem oder den zwei ande­ ren Kraftsensoren.

Diese richtungsproportionalen Kraftänderungen werden mit den Kraftsensoren elek­ trisch gemessen, von einer elektronischen Schaltung verstärkt und so aufbereitet, daß sie von einem Rechnerprogramm weiterverarbeitet werden können. Da die Kraftsensoren lediglich einige zehntel Millimeter Auslenkung benötigen, kann von einem Steuergerät oder "Joystick" ohne bewegliche Teile gesprochen werden.

Wird Verstärkung der Signale verändert, kann die Betätigungskraft ebenfalls verän­ dert werden. Diese Maßnahme erlaubt - je nach Aufgabe - mit geringem Kraftaufwand hohe Wirkungen zu erzielen und ermüdungsfrei zu arbeiten oder zu spielen.

Bezugszeichenliste

1

Kraftaufnehmer, Wägezelle

2

Grundplatte

3

Druckaufnahmeplatte

4

Krafteinleitung in den Kraftaufnehmer oder Wägezelle (

1

)

5

Starre, halbstarre oder flexible Verbindung

6

7

8

9

Griffstück, z. B. als Kugel ausgebildet

10

Befestigungsbohrung für starre, halbstarre oder flexible Verbindung (

5

)

Claims (5)

1. Steuergerät für Computer- und andere Spiele, Anlagen, Maschinen und Geräte, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bewegungen der menschlichen Hände über ein Griffstück in ein auf Kraftaufnehmern gelagertes oder mit Kraftaufnehmern versehenes Formstück beliebiger geometrischer Form geleitet werden. Die Kraft­ aufnehmer wandeln die je nach Druckhöhe und Bewegungsrichtung sich ändern­ den Kräfte, die der Bediener auf das Griffstück ausübt in druck- und zeitproportio­ nale elektrische Signale um, die in bekannter Weise aufbereitet und einem Rech­ nerprogramm zur Weiterverarbeitung und Nutzung zur Verfügung gestellt werden.

2. Steuergerät für Computer- und andere Spiele, Anlagen, Maschinen und Geräte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erfaßbare Bewegungs­ richtung keiner Einschränkung unterliegt und somit Bewegungen der zu steuern­ den Computer- und andere Spiele, Anlagen, Maschinen und Geräte im dreidi­ mensionalen Raum erfolgen.

3. Steuergerät für Computer- und andere Spiele, Anlagen, Maschinen und Geräte nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindig­ keit der Bewegungen der menschlichen Hand erfaßt und zur Steuerung der Com­ puter- und andere Spiele, Anlagen, Maschinen und Geräte nutzbar sind.

4. Steuergerät für Computer- und andere Spiele, Anlagen, Maschinen und Geräte nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkung der Betätigungskraft, die zur Bewegung des Griffstückes erforderlich ist, über die elektronische Verstärkung der Signale der Kraftaufnehmer justierbar ist.

5. Steuergerät für Computer- und andere Spiele, Anlagen, Maschinen und Geräte nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Bedie­ nungselemente, wie z. B. Drucktasten, im Griffstück angeordnet sind.