DE19810125A1 - Vorrichtung zur Sichtbarmachung von in Datenform vorliegenden Körpern und/oder Formen sowie zur Darstellung von Körpern und/oder Formen in Datenform - Google Patents

Abstract

Bei einer Vorrichtung zur Sichtbarmachung von in Datenform vorliegenden Körpern und/oder Formen sind in einem Feld eine Vielzahl von Nadeln parallel zueinander gelagert und verfahrbar. Parallel und benachbart zum Feld sitzen den Nadeln zugeordnete Aktuatoren, die mit den Daten entsprechenden Signalen beaufschlagt sind und die die Nadeln entsprechend den Daten relativ zueinander einstellen. Bei der Vorrichtung zur Darstellung von Körpern und/oder Formen in Datenform sind die Körper und/oder Formen in einem Feld mit einer Vielzahl von parallel zueinander gelagerten und verfahrbaren Nadeln dargestellt, den Nadeln sind Wegaufnehmer zugeordnet und die Ausgangssignale der Wegaufnehmer sind auf eine Verarbeitungseinheit geführt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Sichtbarmachung von in Daten­ form vorliegenden Körpern und/oder Formen sowie zur Darstellung von Körpern und/oder Formen in Datenform.

Vorrichtungen zur Sichtbarmachung von in Datenform vorliegenden Körpern und/oder Formen sind in vielfältiger Form bekannt. So existieren beispielsweise Vor­ richtungen mit der allgemeinen Bezeichnung Rapid Prototyping, die dazu dienen, die Daten in die gewünschten Formen oder Flächen umzusetzen. Hierzu zählen bei­ spielsweise eine NC-gesteuerte Fräse ebenso wie Einrichtungen zur Stereolithogra­ phie, bei der beispielsweise mit Hilfe eines hochenergetischen Laserstrahls schicht­ weise Formen aufgebaut werden.

Sämtliche bekannten Vorrichtungen erfordern einen erheblichen apparativen Auf­ wand und lassen die Stellung der gewünschten Formen oder Flächen nur mit erheb­ lichem Zeitaufwand zu. Auch sind nachträgliche Änderungen der geschaffenen Form, wenn überhaupt, nur mit erheblichem Aufwand möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der es schnell und problemlos möglich ist, die gewünschten Formen bzw. Flächen zu konkretisieren, manuell zu ändern und/oder als Daten zu­ rückzuführen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe für eine Vorrichtung zur Sichtbarmachung von in Datenform vorliegenden Körpern und/oder Formen durch die Merkmale des Patent­ anspruchs 1, für eine Vorrichtung zur Darstellung von Körpern und/oder Formen in Datenform durch die Merkmale des Patentanspruchs 8.

Der Grundgedanke der Erfindung ist mit einem Gegenstand verknüpft, der bei­ spielsweise im Wohnbereich unter der Bezeichnung Nadelkissen bekannt ist. Dort werden Negativformen von bereits vorhandenen Körpern oder Flächen erzeugt, in­ dem diese in das Nadelkissen eingedrückt werden und die Nadeln in ihrer Lage re­ lativ zueinander eingestellt werden. Das bekannte Nadelkissen aber ist zur Ausfüh­ rung der Erfindung nur beschränkt tauglich. Zum einen wird damit, wie bereits er­ wähnt, nur eine Negativ- und nicht die gewünschte Positivform erzeugt. Zum ande­ ren ist die Fixierung der Nadeln labil. Auch kleine Erschütterungen verändern deren Stellungen und führen zu einer mehr oder weniger großen Ungenauigkeit in der Darstellung.

Ein Ziel der Erfindung ist es, quasi erstmalig die gewünschte Form zu erzeugen bzw. zu konkretisieren. Dies wird durch die Aktuatoren erreicht, die mit den Signalen ent­ sprechend den Körper- oder Formdaten beaufschlagt werden. Es ist ohne weiteres zu erkennen, daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowohl die gewünschten Formen schnell als auch jederzeit veränderlich geschaffen werden können. Hierzu ist es lediglich erforderlich, die Signale für einige der Nadeln oder aber auch für sämtliche Nadeln entsprechend zu verändern.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, Körper oder Formen in Datenform wiederzu­ geben. Hierzu werden die Stellungen der einzelnen Nadeln mit entsprechenden Stellungsgebern erfaßt und zu einer Verarbeitungseinheit zurückgeführt. Die Stel­ lungsgeber können beispielsweise induktive Weggeber oder auch sog. Ripple- Counter (vgl. EP 0459435 B) sein, die ein Stellungssignal auf der Basis der Kom­ mutatorrückwirkungen von elektrischen Aktuatoren liefern. Das Nadelkissen liefert quasi die Urform des Körpers oder der gewünschten Form. Aus der Existenz der Form des bekannten Nadelkissens werden dann die Daten gewonnen.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß neben der Visuali­ sierung des Körpers bzw. der Form auch eine Möglichkeit geboten wird, Körper oder Form taktil zu erfassen. Durch die Aktuatoren werden die Nadeln in ihrer Lage fixiert. Damit kann die Form mit der Hand abgegriffen werden bzw. als Daten zurückgeführt werden.

Zwar ist es prinzipiell möglich, mit Hilfe der Nadeln auch Oberflächen darzustellen. Demgegenüber ergibt sich eine Verbesserung für diesen Anwendungsfall, wenn die Nadeln eine Folie, die beispielsweise auf der dem Betrachter zugewandten Seite vorgespannt ist, dreidimensional verformen. Damit wird die punktuelle bzw. raster­ förmige Darstellung der Fläche in eine Darstellungsform abgewandelt, die der kon­ kreten darzustellenden Fläche nahezu vollständig entspricht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Patentansprüche. Sie werden anhand der Zeichnung weiter erläutert.

Anhand der Zeichnung ist die Erfindung weiter erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Konkretisierung von als Daten vor­ liegenden Körpern und/oder Formen im Querschnitt,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung und

Fig. 3 eine Vorrichtung zur Umwandlung von Körpern/Formen in Daten, ebenfalls im Querschnitt.

Der in Fig. 1 gezeigte Querschnitt zeigt schematisch und in vergrößerter Darstellung die grundsätzlichen Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung. In einem Rah­ men 1 sitzen parallel zueinander Nadeln 2, denen an ihrem einen Ende individuelle Aktuatoren 3 zugeordnet sind. Der Einfachheit halber sind die Aktuatoren 3 zu ei­ nem Block zusammengefaßt. Sie können pneumatisch, magnetisch, hydraulisch oder elektrisch angetrieben sein. Bei einem elektrischen Antrieb kann es sich bei­ spielsweise um Schrittmotoren mit einem Lineargetriebe handeln, wobei für jede Nadel 2 ein derartiger Antrieb vorgesehen ist. Die Nadeln 2 wirken an ihrem ande­ ren Ende auf eine Membran 4, die an ihrem Rand in einem Rahmen (nicht darge­ stellt) gehalten ist und bewegen diese axial mit jeder Nadel.

Die Antriebe der Nadeln 2 sind mit Daten bzw. diesen Daten entsprechenden Si­ gnalen beaufschlagt, die entsprechend den punktuellen Daten die Nadeln 2 in ihrer relativen Lage zueinander verstellen und in der vorgesehene Stellung fixieren. Durch eine entsprechende individuelle Ansteuerung der Antriebe 3 wird es damit möglich, eine gewünschte Form oder Fläche optisch sichtbar zu machen, indem die Nadeln in der beschriebenen Weise eingestellt werden und die Folie sich an die Endlagen der Nadeln 2 anschmiegt.

Dadurch ergibt sich beispielsweise eine Form, die in Fig. 2 gezeigt ist. Es handelt sich dabei um die Form einer Aluminiumfelge. Dabei wird die Folie 4 weggelassen. Je nach der Form des Körpers bzw. der Fläche ist es sinnvoll bzw. ergeben sich deutlichere Darstellungsmöglichkeiten, wenn die Folie 4 entfernt ist. Die Form bzw. der Körper wird dann allein durch die Nadeln und insbesondere durch die Lage ihrer Enden bestimmt. Die Enden können, wie in Fig. 2 andeutungsweise zu erkennen, auch verdickt sein. Dadurch ergibt sich in der Grundform, in der die Antriebe 3 nicht mit Signalen beaufschlagt sind, eine ebene Fläche, in der die Enden der Nadeln praktisch berührungslos nebeneinander liegen und eine zusammenhängende Flä­ che bilden. Damit wird es möglich, schnell und jederzeit änderbar Daten körperlich oder als Form darzustellen.

Mit der Vorrichtung von Fig. 3 sollen konkrete Körper und/oder Formen digital erfaßt werden. Hierzu werden die Nadeln 2 z. B. manuell in die gewünschte Lage relativ zu­ einander gebracht. Die schematisiert wiedergegebene Hand 5 soll dies andeuten. Die Aktuatoren 3 können, wie auch beim vorangegangenen Ausführungsbeispiel, als Servoantriebe ausgebildet sein. Der dann vorhanden Weggeber (nicht dargestellt) für jeden Aktuator liefert ein wegproportionales Signal. Dieses wird auf eine Erfas­ sungseinheit 6 rückgeführt. Die dort vorliegenden Stellungssignale der Nadeln 2 entsprechen einem digitalen oder analogen Abbild des/der eingestellten Kör­ pers/Form. Damit läßt sich auch die Umkehrung der in Fig. 1 und 2 gezeigten Vor­ richtung erreichen, nämlich eine Vorrichtung, mit der schnell und unkompliziert Kör­ per/Formen als Daten dargestellt werden können.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Sichtbarmachung von in Datenform vorliegenden Körpern und/oder Formen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Feld eine Vielzahl von Nadeln parallel zueinander gelagert und verfahrbar sind und daß parallel und benachbart zum Feld den Nadeln zugeordnete Aktuatoren sitzen, die mit den Daten entsprechenden Signalen beaufschlagt sind und die die Nadeln entspre­ chend den Daten relativ zueinander einstellen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadeln eine Folie dreidimensional verformen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadeln auf der dem Betrachter abgewandten Seite der Folie sitzen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Na­ deln dieselbe Länge besitzen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Aktuator gerade eine Nadel zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ak­ tuatoren und Nadeln fest miteinander verbunden sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ak­ tuatoren in einem Rahmen zusammen mit den Nadeln gehalten sind.

8. Vorrichtung zur Darstellung von Körpern und/oder Formen in Datenform, da­ durch gekennzeichnet, daß die Körper und/oder Formen in einem Feld mit einer Vielzahl von parallel zueinander gelagerten und verfahrbaren Nadeln dar­ gestellt sind, daß den Nadeln Wegaufnehmer zugeordnet sind und daß die Aus­ gangssignale der Wegaufnehmer auf eine Verarbeitungseinheit geführt sind.