DE19832512A1

DE19832512A1 - Bausatz zur telemetrischen Steuerübertragung mittels Zehbewegung oder Fersendruck

Info

Publication number: DE19832512A1
Application number: DE1998132512
Authority: DE
Inventors: Hans Schreiber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-07-20
Filing date: 1998-07-20
Publication date: 2000-01-27

Abstract

Vorgestellt wird eine neue Form der telemetrischen Steuerung von Arbeitsgeräten (13), hier speziell in der Zahnmedizin und in der Medizin, indem Steuerbefehle wie Anlassen und Stoppen, Intensitätseinstellungen und dgl. über mindestens ein Piezoelement (5) der jeweiligen Schuhe (1) ausgehen, die über die bevorzugten Großzehendphalangen cranial oder caudal bzw. die Fersen unter Kompression gesetzt werden. Mit einer nachfolgenden Elektronik mit Antenne (10) wird ein Empfangsgerät (4) angesteuert (11), das eine Schnittstelle (12) zum Arbeitsgerät (13) aufweist. Die Einzelelemente sind bevorzugt genormt.

Description

In vielen Bereichen der Technik ist es Stand der Technik, daß z. B. ein Ma schinenbefehl über einen Schaltmechanismus o. dgl. im angesteuerten Gerät umgesetzt wird. Hierzu ist meist eine Hand erforderlich oder ein Fuß wird zum Maschinenstart durch einen modifizierten Schaltmechanismus genutzt, was oftmals blind erfolgt und z. B. einen Stromschluß induziert oder zum Abstellen der Maschine bzw. zur Ausführung bestimmter Arbeitsschritte genutzt wird.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, die Telemetrie zu nutzen und die Steuerbefehle für das End- oder für mindestens eine Zwischenstation zum Endgerät mittels Empfangseinheit durch eine bevorzugte Zehbewegung, ins besondere in Form von Dorsal- und/oder Plantarflexion der bevorzugten Großzehe oder durch Fersendruck auf einen Druckaufnehmer in der jeweili gen Frequenz zu übermitteln, um so den Schaltermechanismus in seiner Position frei zu orientieren, womit Fehler oder aber auch Gefahrenquellen bei blinder Schalterbetätigung durch die untere Extremität vermieden wer den. Als weiterer Sicherheitsfaktor ist angedacht daß jede Sensorbetätigung im Sinne der Elektrostriktion über eine bevorzugte Piezofolie gemeldet wird, so daß die Möglichkeit besteht, über einen bevorzugten Korrekturbefehl die Ausführung über ein Arbeitsgerät o. dgl. zu unterbinden.

Als Druckaufnehmer in der bevorzugten Ausführungsform finden polarisier bare Kunststoffe wie Polyvinylidenefluorid Verwendung, die subsumiert als Piezopolymerfolien bezeichnet werden. Es ist wichtig, darauf hinzuweisen, daß sie nur einen transversalen Piezoeffekt aufweisen, weshalb es sinnvoll ist, sie bevorzugt mit einem Elastomeren mit gerichteter Druck ausdehnung zu verbinden.

Ein bevorzugtes Anwendungsbeispiel findet sich in der Zahnmedizin. Hier wird die Einheit, d. h. die Antriebselemente für Turbine, Mikromoto ren, Ultraschall, für das Elektrotom u. a. m. über einen Fußschalter betätigt, d. h., ein- und ausgeschaltet, u. a. die Drehzahl der rotierenden Instrumente reguliert oder die Intensität der Ultraschalleinheit für die Zahnsteinentfer nung geregelt.

Der Fußschalter hat ein beträchtliches Gewicht, ist nicht fixiert, was bei den unterschiedlichsten Arbeitsstellungen bisher auch nicht anders zu realisieren war, so daß der Zahnarzt oder die entsprechend ausgebildete Helferin für bestimmte Behandlungsverfahren bei bestimmter Stellung zum Anlasser noch immer genötigt ist, im Blinden nach dem Anlasserhebel mit dem Fuß zu tasten.

Man ist geneigt, den Anlasser in das jeweilige Handinstrument zu verlegen. Viele Anwender sehen darin jedoch den Nachteil, daß sie in extremer In strumentenposition den Zugang zur Anlassertaste verlieren.

Wird die Bedienung jedoch im Fußbereich belassen und hier speziell in den Schuh verlegt, ist der Anwender von der Stellung des Fußes völlig unab hängig, da er die Anlasserbetätigung in jeder Fußstellung durchzuführen in der Lage ist. Der Bausatz wird nun anhand der Ansprüche 1-36 und der Fig. 1-3 schematisiert beschrieben.

Dabei zeigt

Fig. 1 in schematisierter Darstellung einen Schuh in der Aufsicht,

Fig. 2 in schematisierter Darstellung einen geteilten Schuh mit bevor zugter Darstellung nur der Kappen- und Fersenregion in teilper spektivischer Ansicht,

Fig. 3 in schematisierter Darstellung das Zusammenwirken von Sen der, Empfänger und Arbeitsgerät, die nur symbolischen Charak ter haben.

Fig. 1 zeigt in schematisierter Darstellung einen Schuh (1) in der Aufsicht. Wir erkennen im frontalen Kappenbereich zwei bevorzugte Piezomembra nen (5', 5'') die hier zum besseren Verständnis überlappend dargestellt wur den. Im Fersenbereich (14) ist Piezomembran (5''') zur Ansicht gebracht. Auf den gerichtet ausdehnenden Elastomeren bei Druck und auf dessen Verbindung mit der Piezomembran wurde bereits hingewiesen.

Gleichzeitig ist in der Fersenregion (14) im bevorzugten Ausführungsbei spiel Dipolantenne (10) mit dem Sender (2) dargestellt, der die Sendeelek tronik wie Oszillator, Modulator und Verstärker im Signalgeber (3) enthält und seine Energie aus mindestens einer Batterie (9), bevorzugt ausgelegt als Longlife-Batterie, oder mindestens einem Akkumulator (9) bezieht. Weitere Elektronikelemente wurden nicht zur Darstellung gebracht, zumal sie als bekannter Stand der Technik vorausgesetzt werden.

Fig. 2 zeigt in schematisierter, teilperspektivischer Darstellung einen geteil ten Schuh (1) mit detaillierter Darstellung der Kappen (7) und Fersenregion (14). Die bevorzugten Piezomembranen (5') und (5'') kommen caudal (5') und cranial (5'') nur andeutungsweise zur Darstellung und sind mit Stromlei tungen (16) verbunden, die in Überlänge jeweils die entsprechenden Ports von Prozessor oder IC (6) in der Sendeelektronik (2) des Signalgebers (3) besetzen.

Im Fersenbereich ist Piezoelement (5''') mit Prozessor oder IC (6) verbun den, wobei auch hier Elektronikelemente wie z. B. Verstärker, bevorzugt in Form von Transistoren in Kombination mit mindestens einem Oszillator oder Schwingquarz, die den jeweiligen Frequenzbereich zur Funkabstrahlung festlegen bzw. so festgelegt sind und über die bevorzugte Dipolantenne (10) die Abstrahlung auf Phalangen- oder Fersendruck initiieren. Auf die anderen erkennbaren Elemente wurde bei der Kappenbeschreibung bereits eingegan gen.

Fig. 3 zeigt in schematisierter Darstellung den Gesamtbausatz angedeutet.

Der Signalgeber (3) aktiviert nach Kompression mindestens einer Piezo membran (5) mindestens über eine entsprechende Senderelektronik eine Funkwelle (8) timergesteuert zum Empfangsgerät (4) mit Empfangsantenne (11), wo diese (8) als Befehl erkannt und bis zur Abarbeitung gespeichert wird. Dabei ist in (4) ein Frequenzverstärker, ein Demodulator bzw. bei Frequenzmodulation ein Diskriminator erforderlich. Über die Schnittstelle (12) wird das End- oder Arbeitsgerät (13) angesprochen und z. B. gestartet.

Es sollte angestrebt werden, die Empfangsgeräte (13) und die Schnittstellen (12) durch Normierung in der Fertigung und im Verkauf zu verbilligen, um den großen Nutzen des Bausatzes voll auszuschöpfen.

Claims

1. Bausatz zur telemetrischen Steuerübertragung mittels Zehbewegung oder Fersendruck, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schuh (1) mindestens einen Sensor enthält, dessen empfange ne Informationen als Steuerbefehle geeignet sind, telemetrisch einer Empfangseinheit zur Weiterverarbeitung übermittelt zu werden.

2. Bausatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schuh (1) bevorzugt mindestens einen Sensor (5) eines Si gnalgebers (3) enthält, der bevorzugt wiederum Bestandteil eines Schuhsenders (2, 10) darstellt, wobei dieser (3) bevorzugt mittels de finierter Bewegung mindestens einer Fußendphalange und/oder über Fersendruck in der Lage ist, mindestens ein Steuersignal (8) auf ein Empfangsgerät (4) zu übertragen, von wo diese/s (8) geeignet ist/sind, in eine Funktionssteuerung und/oder den Funktionsablauf eines Ar beitsgerätes (13) umgesetzt zu werden.

3. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der An sprüche 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Schuh (1) an bevorzugten Stellen jeweils eine bevorzugte Piezofolie (5) so eingebracht ist, daß sie bei bevorzugter Großzeh cranialflexion und/oder Großzehplantarflexion und/oder Fersendruck o. dgl. geeignet sind, über den bevorzugt erzeugten transversalen Pie zoeffekt mindestens einen Prozessor bzw. IC (6) so anzuregen, daß er geeignet ist, bevorzugt mittels Oszillator jeweils mindestens eine ver stärkte und modulierte Funkwelle über eine Antenne (10) auszusen den, die in der Lage ist, nach Empfang über eine Antenne (11) nach Selektion und Demodulation das Arbeitsgerät (13) über dessen Emp fangsteil (4) entweder nur ein- bzw. auszuschalten bzw. in seiner Funktion steuerbar zu machen, wobei bevorzugt ein mit der Piezofolie (5) verbundener Elastomer mit gerichteter Druckausdehnung geeignet ist, den optimalen transversalen Piezoeffekt zu erzielen.

4. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines optimalen Piezoeffektes bevorzugt ein oder mindestens zwei in Reihe geschaltete Dickenschwinger geeignet ist/sind.

5. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerbefehle bei mehreren im optimierten Wellenbereich sendenden (2) Signalgebern (3) geeignet sind, korrekt mit ihren Emp fangsteilen (4) zu korrespondieren.

6. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß bevorzugt Speicherelemente des/der Prozessor/s/en oder IC's (6, . . .) geeignet sind, den letzten Steuerbefehl bis zum nächsten Ar beitsschritt aufrechtzuerhalten.

7. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schuhe (1) mit eigener Stromversorgung (9) zu arbeiten ge eignet sind.

8. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß als Stromversorgung (9) bevorzugt mindestens pro Schuh (1) ein Akkumulator und/oder eine Batterie dient.

9. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schuhe (1) nach orthopädischen Gesichtspunkten geformt sind.

10. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß in den jeweiligen Schuh (1) bevorzugt mindestens eine Dipol-An tenne (10) eingearbeitet ist.

11. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß der/die bevorzugte/n Sende-IC/IC's (6) bevorzugt geeignet sind, über mindestens einen Oszillator verstärkt die bevorzugt modulierte Signalübertragung zu bewirken.

12. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß bevorzugt jeder Schuh (1) mit mindestens einer eigenen, jeweils modulierten und verstärkten Sendefrequenz betreibbar ist, wobei be vorzugt die Frequenzmodulation nutzbar ist, was die Verwen dung eines Diskriminators (Demodulator) in der Empfangseinheit (4) notwendig macht.

13. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß bevorzugt jedes Schuhpaar mit eigenen, andere Schuhe (1) nicht störenden Sendefrequenzen bzw. Sendemodulationen betreibbar ist, was im Empfangsfilter der Empfangseinheit seinen Niederschlag fin det.

14. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß jedes korrespondierende Empfangsteil (4) bevorzugt nur auf den/die entsprechenden Schuh/e (1) mit seiner Empfangsantenne (11) ansprechbar ist und den/die programmierte/n Befehl/e direkt oder über das jeweilige Arbeitsgerät (13) geeignet ist, auszuführen.

15. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangsteil (4) bevorzugt eine einfach zu schaffende Schnittstelle (12) zum Arbeitsgerät (13) ermöglicht

16. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinheit (4) geeignet ist, ihre Energie bevorzugt aus dem Arbeitsgerät (13) zu entnehmen.

17. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-16, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinheit (4) bevorzugt eine eigene Stromversorgung besitzt.

18. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der

Ansprüche 1-17, dadurch gekennzeichnet, daß der/die Schuhsender (2) und die Empfänger (4) bevorzugt durch den Benutzer aufeinander abstimmbar sind.

19. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-18, dadurch gekennzeichnet, daß der/die Schuhsender (2) und die Empfänger (4) bevorzugt durch den jeweiligen Hersteller genormt aufeinander abgestimmt sind.

20. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-19, dadurch gekennzeichnet, daß die Rest-Stromkapazität anzeigbar ist.

21. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-20, dadurch gekennzeichnet, daß bei verwendeten Akkumulatoren (9) diese jeweils bevorzugt über geeignete Transformatoren geeignet sind, bevorzugt schuhinnenseitig aufgeladen zu werden.

22. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-21, dadurch gekennzeichnet, daß bevorzugt jede Sensorbetätigung durch eine bevorzugte Piezo membran im Sinne einer Elektrostriktion geeignet ist gemeldet zu werden, damit bei falscher Sensorbetätigung die Möglichkeit geschaf fen ist, ggf. den Ausführungsbefehl rückgängig zu machen.

23. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-22, dadurch gekennzeichnet, daß bevorzugt die wesentlichen Schuh-Sendeelemente (2, . . .) in Form von Modulen auswechselbar sind.

24. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-23, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Schuhe (1) als Damen- und Herrenschuhe zur Verfügung stehen.

25. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-24, dadurch gekennzeichnet, daß die Schuhe (1) in den verschiedensten Größen und Ausführungen zur Verfügung stehen.

26. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-25, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstellen (12) zu den Arbeitsgeräten (13) möglichst gleichartig gestaltet sind.

27. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-26, dadurch gekennzeichnet, daß durch mindestens einen geeigneten Verstärker die jeweilige Pha lange sicher fähig ist, einen definierten Kraftaufwand aufzubringen.

28. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-27, dadurch gekennzeichnet, daß z. B. durch einen Phalangendruckbefehl o. dgl. die Phalange im Dauereinsatz entlastbar ist und durch eine definierte Bewegung geeig net ist, den übermittelten Arbeitsbefehl abzuschalten.

29. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-28, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Bestandteile (2, . . .) der Schuhe (1) schockgesi chert sind.

30. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-29, dadurch gekennzeichnet, daß die Schuhe (1) vor Nässe geschützt sind.

31. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-30, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Schuh (1) im Sendebereich (2, . . .) versteift ist.

32. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der An sprüche 1-31, dadurch gekennzeichnet, daß der Sendebereich (2, . . .) und die Stromversorgung bevorzugt im Bereich des Absatzes (15) des Schuhs (1) bzw. im Fersenbereich (14) untergebracht sind.

33. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-32, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromleitung/en (16) infolge der Schuhverwindung beim Ge hen bevorzugt in Überlänge verlegt ist/sind.

34. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-33, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Piezoelement (6) mit transversalen Piezoeffekt be vorzugt aus einer Piezomembran wie z. B. Polyvinylidenefluorid o. dgl. besteht, die im Bereich der Schuhkappe (7) bevorzugt cranial und caudal angebracht bzw. zusätzlich im Bereich der Ferse (14) op timiert plaziert ist, wobei ein bevorzugter Elastomer mit gerichteter Druckausdehnung in Kombination mit der Piezomembran (6), deren Piezoeffekt geeignet ist, zu verstärken.

35. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-34, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (4) über ein bevorzugt induktiv transformiertes Signal geeignet ist, über einen bevorzugten Reed-Schalter o. dgl. Stromschluß zum Arbeitsgerät (13) herzustellen.

36. Telemetrische Steuerübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-35, dadurch gekennzeichnet, daß der/die Processor/en oder der/die IC/'s (6) bevorzugt mindestens einen Timer besitz/t/en, der/die in der Lage ist/sind bevorzugt als Zeitmesser mit dein Schwingquarz in der Lage zu sein, dem Oszillator zur Funkübertragung zu dienen.