DE19901038A1 - Bedienungs-Einrichtung für operative Schalt-und-Regel-Steuerung - Google Patents
Bedienungs-Einrichtung für operative Schalt-und-Regel-SteuerungInfo
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Description
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung gehört zu dem
gesamten Bereich der Schalt- und Regelungstechnik und
ist geeignet zur elektrischen, elektronischen, pneumatischen
und hydraulischen Steuerung von Geräten, Maschinen,
Vorgängen und Anlagen.
Bekannt sind vielfältige Schalt- und Regel-Einrichtungen für
elektronische, hydraulische und pneumatische Anlagen etc.
mit Handsteuerung:
dabei sind auf einem Tableau einzelne separate Potentiometer und/oder Ein-/Aus-Schalter mit jeweils einer Funktion und einem Freiheits-Grad angeordnet;
mit Fußsteuerung:
dabei sind auf einem relativ großen Gehäuse ein bis mehrere Pedale nebeneinander montiert, die unabhängig voneinander Schalt- oder Regelungs-Funktion in jeweils einem Freiheits- Grad (in nachfolgendem FG genannt) ermöglichen.
dabei sind auf einem Tableau einzelne separate Potentiometer und/oder Ein-/Aus-Schalter mit jeweils einer Funktion und einem Freiheits-Grad angeordnet;
mit Fußsteuerung:
dabei sind auf einem relativ großen Gehäuse ein bis mehrere Pedale nebeneinander montiert, die unabhängig voneinander Schalt- oder Regelungs-Funktion in jeweils einem Freiheits- Grad (in nachfolgendem FG genannt) ermöglichen.
Die Nachteile der bestehenden, obengenannten Schalt-
und Regel-Einrichtungen (in nachfolgendem S-u-R-Een)
sind in nachfolgenden Benutzungsfällen dargestellt.
Der Operator hat während des Betriebes und Bedienung
von Anlagen mit nicht vorhersehbaren bzw nicht
automatisierbaren Steuerungs-Vorgängen stets Bedarf,
notwendige Modulationen bzw unzählige technische
Parameter spontan und schnell nach momentanem Bedarf
zu regeln und zu verändern.
Die in diesem Bereich bestehenden S-u-R-Een sind für
solchen Bedarf ergonomisch nicht geeignet, denn ihre
technisch-ergonomischen Parameter erlauben nicht die
notwendigen Steuerungen und Regelungen während des
Betriebes spontan, schnell und fließend, ohne negative Folgen
auf den Betriebs-Ablauf durchzuführen, da die bestehenden
Steuerungsmittel zu hohe (inkl. optische) Aufmerksamkeit
und zu hohen Bedienungsaufwand erfordern und damit nur
begrenzte Anwendungs- und Regelungs-Freiheit ermöglichen.
Damit werden die potentiell notwendigen Steuerungen und
Regelungen nicht realisiert und die erforderliche gesamte
Einheitlichkeit von Vorgängen und Abläufen reduziert oder
nicht erreicht.
Die Pedal-Steuergeräte sind bei gleichem Steuerungsbedarf
bzw. Umfang noch größer, als manuelle Bedien-Tableaus,
denn sie brauchen mehr Oberfläche für die gleiche Anzahl
von Schalt-Einheiten.
Die gefundene technische Lösung bietet dem Operator
eine kleine, kompakte und universale BE, die keine optische
Aufmerksamkeit und keine freien Hände zur Bedienung
erfordert und dazu mit erhöhtem ergonomischen Potential
eine noch wesentlich schnellere, vielzähligere, zuverlässigere
und sicherere Bedienung der Ziel-Einrichtungen bzw S-u-R-
Steuerung ermöglicht.
Für die komplette Lösung der genannten Anforderungen wird
eine Einrichtung mit bestimmten konstruktiven Merkmalen
verwendet. Erfindungsgemäß wird eine BE mit mehreren
FGen und mit nach FGen angeordneten S-u-R-Elementen
mit einem oder mehreren Kontakt-Geber (in nachfolgendem
KG genannt) ausgestattet, der/die die Bedienung von
S-u-R-Elementen durch verschiedene Extremitäten
und/oder Extremitäts-Glieder ermöglicht/en,
wobei der KG als selbstrückstellend vorgesehen ist und somit
bei Freilassung nach Betätigung selbsttätig in die Ausgangs-
Stellung bzw in die neutrale Position zurückkehren kann.
Eine erfindungsgemäße BE weist folgende Vorteile auf:
weil die Bedienung des KGs durch geführte und durch Muskel-Gefühl eindeutig kontrollierbare extremale Bewegungen erfolgt, kann der Bediener ohne optische Aufmerksamkeit eine riesige Anzahl von S-u-R-Steuerungen verwirklichen und damit eine Vielzahl von Ziel-Einrichtungen bedienen.
weil die Bedienung des KGs durch geführte und durch Muskel-Gefühl eindeutig kontrollierbare extremale Bewegungen erfolgt, kann der Bediener ohne optische Aufmerksamkeit eine riesige Anzahl von S-u-R-Steuerungen verwirklichen und damit eine Vielzahl von Ziel-Einrichtungen bedienen.
In Fig. 1 ist beispielsweise eine prinzipielle BE ohne S-u-R-
Elemente, ohne Rückstell-Einrichtung, mit höchstmöglicher Zahl
(sechs) von FGen und mit einem KG dargestellt.
Der KG 1 ist mit Bedienungs-Auflage 2 und mit Kupplung 3
versehen. Die bewegliche Lagerung der Bedienungs-Glieder
4 und 5 ermöglicht im dargestellten Beispiel zwei FG-e:
einen Linearen- und einen Rotations-FG. Wobei der KG 1 zur Bedienung der BE über das beweglichste Glied 4 und für ein Extremitäts-Glied des Operators (z. B. Arm oder Bein) vorgesehen ist.
einen Linearen- und einen Rotations-FG. Wobei der KG 1 zur Bedienung der BE über das beweglichste Glied 4 und für ein Extremitäts-Glied des Operators (z. B. Arm oder Bein) vorgesehen ist.
Claims (23)
1. Bedienungs-Einrichtung für operative Schalt- und Regel-
Steuerung (in nachfolgendem BE genannt) mit mehreren
Freiheits-Graden (in nachfolgendem FG genannt) zur
Bedienung von nach FGen nachgeordneten Schalt- und
Regel-Elementen, dadurch gekennzeichnet, daß sie
einen oder mehrere Kontakt-Geber (in nachfolgendem KG
genannt) wie z. B. Fußpedal, Bein-, Arm-, Hand-, Kopf-,
Mund- oder Finger-Schale bzw -Tülle, -Ring etc. aufweist,
durch den/die die nach FGen geordneten Schalt- und Regel-
Elemente (in nachfolgendem S-u-R-Elemente genannt)
betätigbar sind, wobei der/die KG aus der/den jeweiligen
Bedien-Position/en selbstrückstellend ist/sind,
dabei weist ihre Konstruktion eine Rückstell-Einrichtung
auf wie z. B. Feder, Gummi, Pneumatik, Magnet etc.
durch die der/die KG und/oder das/die S-u-R-
Element/e bei Freilassung nach Betätigung selbsttätig
in die Ausgangs-Stellung bzw in die neutrale Position
zurückkehrt/en.
2. BE nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihre
Rückstell-Einrichtung ausschaltbar bzw ausschließbar ist.
3. BE nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch
gekennzeichnet, daß ihre Konstruktion Ein-/Ausschalt-
Mittel für jeweilige/n FG/e und/oder Bedienungs-
Richtung/en, und/oder -Funktion/en, und/oder S-u-R-
Element/e aufweist.
4. BE nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß ihr/e jeweilige/s Bedienungs-Glieder,
das/die jeweilige/n FG/e ermöglicht/en, modular aufgebaut
bzw abtrennbar ist/sind, wobei ihr/e KG mit jeweils
nächstem/n bzw beweglichstem/n Bedienungs-Glied/e
kuppelbar ist/sind.
5. BE nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß ihr/e KG austauschbar ist/sind
und/oder Kupplung/en aufweist/en.
6. BE nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bedienungs-Auflage des KGs
d. h. seine Bedienungs-Fläche aus kontakt-förderndem
und/oder rutschsicherem Material wie z. B. Schaumstoff
gestaltet ist.
7. BE nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bedienungs-Auflage des KGs
Verformbarkeit und/oder regulierbare Härte und/oder
Elastizität aufweist, wobei deren Regulierung auf
verschiedene Art verwirklicht werden kann; u. a. durch:
- a) Magnet-Feld, z. B. mit kleinen magnetisierbaren Kügelchen und/oder Pulver und/oder Feststoffpartikeln,
- b) elektrostatisches Feld, z. B. mit elektrostatisch- abhängiger Stoff-Eigenschaft,
- c) Temperatur, z. B. mit Temperatur-abhängiger Stoff/Suspension etc.
8. Kontakt-Geber zur Bedienung für verschiedene Zwecke,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bedienungs-Auflage
des KGs d. h. seine Bedienungs-Fläche Verformbarkeit
und/oder regulierbare Härte und/oder Elastizität aufweist,
wobei deren Regulierung auf verschiedene Art verwirklicht
werden kann; u. a. durch:
- a) Magnet-Feld, z. B. mit kleinen magnetisierbaren Kügelchen und/oder Pulver und/oder Feststoffpartikeln,
- b) elektrostatisches Feld, z. B. mit elektrostatisch- abhängiger Stoff-Eigenschaft,
- c) Temperatur, z. B. mit Temperatur-abhängiger Stoff/ Suspension etc.
9. BE nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bedienung des KGs durch in
jedem FG geführte und durch Muskel-Gefühl eindeutig
kontrollierbare extremale Bewegung/en erfolgt.
10. BE nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß ihre Konstruktion Regelelement/e
für die jeweilige/n Bedien-/ Bewegungs-Charakteristik/en
(z. B. dynamische, Amplituden-Charakteristik) des/r KG/s
für die jeweilige Bedienungs-Richtung/en und/oder FG/e,
und/oder S-u-R-Elemente aufweist.
11. BE nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß ihre Konstruktion Regelelemente
für die Ausgangsstellung bzw neutrale Position
des/der KG/s aufweist.
12. BE nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß mehrere BEen in ergonomisch
geeigneten und/oder regulierbaren Positionen bzw
Konstruktion bzw zu gleichzeitiger und/oder unabhängiger
Bedienung durch jeweilige/n Extremität/en und/oder
jeweilige/n Extremitäts-Glied/ern (wie Hand, Arm, Fuß etc.)
des Operators angeordnet sind.
13. BE nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die ergonomische Positionierung
bzw Konstruktion von mehreren BEen nach dem Prinzip
der relativen Unbeweglichkeit aufgebaut wird:
d. h. jede BE, die zu jeweils vom Körper weiterliegendem
bzw nachfolgendem Extremitäts-Glied gehört, wird bzw.
bleibt unbeweglich relativ des bedienten KGs ihrer
vorliegender BE.
14. Ergonomische Positionierung und/oder Verbindung
von mehreren BEen zu Bedienung durch mehrere
Extremitäts-Glieder, dadurch gekennzeichnet, daß sie
nach dem Prinzip der relativen Unbeweglichkeit
aufgebaut wird:
d. h. jede BE, die zu jeweils vom Körper weiterliegendem
bzw nachfolgendem Extremitäts-Glied gehört, wird bzw.
bleibt unbeweglich relativ des bedienten KGs ihrer
vorliegender BE.
15. BE nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß mehrere BEen mit mehreren
Ziel-Einrichtungen in untereinander verschiedenen
Kombinationen kommunizieren.
16. BE nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß sie eine Kontroll- und/oder
Datenverarbeitungs-Einrichtung (in nachfolgendem EDV-E
genannt) für die Bedienungs- bzw Bewegungs-Daten,
wie z. B. Bedienungs-Position, -Richtung, -Ziel, -Amplitude,
-Dynamik, und/oder Steuerungs-Daten, wie z. B.
Steuerungs-Zustand, -Richtung bzw. -Ziel aufweist.
17. BE nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß sie eine optische und/oder
akustische Anzeige für Bedienungs- und/oder Steuerungs-
Daten aufweist.
18. BE nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß sie EDV-E zur Darstellung
der Bedienungs- und/oder Steuerungs-Daten der BE
als Information an dem Bildschirm und/oder als Hinter-
und/oder Vordergrund-Information an anderweitig
gesteuertem Bildschirm aufweist.
19. EDV-E zur Darstellung der Bedienungs- und/oder
Steuerungs-Daten der BE an dem Bildschirm, dadurch
gekennzeichnet, daß die Daten werden als Information
an dem Bildschirm und/oder als Hinter- und/oder
Vordergrund-Information an anderweitig gesteuertem
Bildschirm dargestellt.
20. BE nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß sie Sensoren für Kontroll-
Einrichtung u/o EDV-E aufweist.
21. BE nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß sie EDV-E zur Darstellung
und 1 oder Übergabe direkt oder nach der Verarbeitung
von Bedienungs- und/oder Steuerungs-Daten in/aus
BE/en aufweist.
22. BE nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß das/die jeweilige angesteuerte
S-u-R-Element/e bzw -Ziel/e und/oder dessen Funktionen
bzw Belegungen während bzw im Laufe der Bedienung
bzw Bewegung des/der KG/s mittels S-u-R-Elementen
und/oder Sensoren der BE voreingestellt und durch
optische und/oder akustische Anzeige angezeigt wird.
23. Kontrolle der Steuerungs- und/oder Bedienungs-Daten
bzw -Ziel/e der BE, dadurch gekennzeichnet, daß das/
die jeweilige angesteuerte S-u-R-Elemente bzw -Ziele
und/oder dessen Funktion/en bzw Belegung/en während
bzw im Laufe der Bedienung bzw Bewegung des/der KG/s
mittels S-u-R-Elementen und/oder Sensoren der BE
voreingestellt und durch optische und/oder akustische
Anzeige dargestellt wird/werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999101038 DE19901038A1 (de) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | Bedienungs-Einrichtung für operative Schalt-und-Regel-Steuerung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999101038 DE19901038A1 (de) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | Bedienungs-Einrichtung für operative Schalt-und-Regel-Steuerung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19901038A1 true DE19901038A1 (de) | 2000-11-23 |
Family
ID=7894141
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999101038 Ceased DE19901038A1 (de) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | Bedienungs-Einrichtung für operative Schalt-und-Regel-Steuerung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19901038A1 (de) |
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- 1999-01-14 DE DE1999101038 patent/DE19901038A1/de not_active Ceased
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Legal Events
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8131 | Rejection |