DE20100584U1 - Control element for a manipulator - Google Patents
Control element for a manipulatorInfo
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-
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Description
2020
Anmelder: Landert-Motoren AG Unterweg 14 CH-8180 Bülach, SchweizApplicant: Landert-Motoren AG Unterweg 14 CH-8180 Bülach, Switzerland
Die Erfindung betrifft ein Bedienelement zu einem Manipulator, wie bspw. ein Seilhebezeug nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruches 1.The invention relates to an operating element for a manipulator, such as a rope hoist according to the preamble of independent claim 1.
Derartige Manipulatoren (bedienergeführte Handhabungsgeräte) sind zahlreich aus dem Stand der Technik bekannt und dienen insbesondere zum Bewegen von schweren und gefährdenden Lasten. Der Bewegungsablauf der Manipulatoren wird durch die Hand eines Bedieners gesteuert und geführt, wobei die Last selbst nicht durch den Bediener gehoben bzw. bewegt werden muss. Auch sind derartige Manipulatoren als Teleoperatoren bekannt, welche Handhabungsvorgänge in gefährlichen Räumen femgesteuert bewirken. Auch diese Teleoperatoren sollen von der vorliegenden Erfindung vollumfänglich erfasst sein, wobei im folgenden nur noch auf Manipulatoren bezug genommen wird, welche durch einen Bediener im gleichen Raum gesteuert werden.Such manipulators (operator-controlled handling devices) are known in large numbers from the state of the art and are used in particular for moving heavy and dangerous loads. The movement sequence of the manipulators is controlled and guided by the hand of an operator, whereby the load itself does not have to be lifted or moved by the operator. Such manipulators are also known as teleoperators, which carry out handling processes in dangerous rooms by remote control. These teleoperators are also intended to be fully covered by the present invention, whereby reference is made below only to manipulators which are controlled by an operator in the same room.
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Nachteil der Manipulatoren bzw. Teleoperatoren des Standes der Technik ist, dass diese mittels einer Bedieneinheit mit z.B. Joysticks gesteuert werden, welche vom lastaufnehmenden Teil getrennt ist, und damit ein geeigneter Bewegungsablauf der zu bewegenden schweren Last nicht geeignet möglich ist.The disadvantage of state-of-the-art manipulators or teleoperators is that they are controlled by means of an operating unit with, for example, joysticks, which is separate from the load-bearing part, and thus a suitable movement sequence of the heavy load to be moved is not possible.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Manipulator bzw. Teleoperator des beschriebenen Standes der Technik bereit zu stellen, welcher die Vorteile beibehält, jedoch einen angenehmen, natürlichen Bewegungsablauf der zu bewegenden Last auf einfache Art und Weise ermöglicht.The object of the invention is to provide a manipulator or teleoperator of the described prior art, which retains the advantages but enables a pleasant, natural movement sequence of the load to be moved in a simple manner.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient die technische Lehre des unabhängigen Anspruches 1.The technical teaching of independent claim 1 serves to solve this problem.
Wesentliches Merkmal hierbei ist, dass das Bedienelement für den Manipulator mindestens eine Einrichtung zur Erfassung der Höhe der Kraft im Halteseil und optional mindestens eine Einrichtung zur Erfassung der Höhe der Finger-/Handkraft des Bedieners beinhaltet, mittels welchen Kräften eine elektronische Steuerungseinheit die Bewegung des Manipulators und damit der Last steuert.An essential feature here is that the control element for the manipulator includes at least one device for detecting the level of force in the holding rope and optionally at least one device for detecting the level of finger/hand force of the operator, by means of which forces an electronic control unit controls the movement of the manipulator and thus of the load.
Vorteil des erfindungsgemäßen Bedienelements für Manipulatoren ist, dass durch einfaches Drücken auf die Einrichtung zur Erfassung der Höhe und Richtung der Finger-/Handkraft des Bedienelements durch den Bediener es nun erstmals möglich ist, eine zu bewegende Last durch einen angenehmen, natürlichen Bewegungsablauf auf einfache Art und Weise zu bewegen.The advantage of the control element for manipulators according to the invention is that by simply pressing on the device for detecting the height and direction of the finger/hand force of the control element by the operator, it is now possible for the first time to move a load to be moved in a simple manner using a pleasant, natural movement sequence.
Hierbei kann bevorzugt auch die Richtung der Finger-/Handkraft des Bedieners erfasst werden , welche mittels einer separaten Einrichtung und/oder mittels der Einrichtung zur Erfassung der Höhe der Finger-/Handkraft des Bedieners ermittelt wird.In this case, the direction of the operator's finger/hand force can preferably also be detected, which is determined by means of a separate device and/or by means of the device for detecting the level of the operator's finger/hand force.
Das beschriebene System dient z.B. als Bedienelement zu einem Manipulator-System, wie z.B. zum Seilhebezeug VITAX SmarLif. Über einen Ring oberhalb eines Handgriffes wird die aufgebrachte Finger-/Handkraft gemessen. Die Gewichtskraft der Last wird direkt im Laststrang gemessen. Als Messelemente werden piezoresistive (nicht zu verwechseln mit piezoelektrischen) Drucksensoren bevorzugt eingesetzt.The system described serves, for example, as a control element for a manipulator system, such as the VITAX SmarLif rope hoist. The finger/hand force applied is measured via a ring above a handle. The weight of the load is measured directly in the load line. Piezoresistive (not to be confused with piezoelectric) pressure sensors are preferably used as measuring elements.
Die Signale der Finger-/Handkraftmessung werden ausgewertet und mittels Manipulator in eine Hubbewegung oder eine beliebige andere Bewegung im Raum umgesetzt. Eine Kraft nach unten bedeutet auch eine Bewegung nach unten. Analog bedeutet eine Kraft nach oben auch eine Bewegung nach oben. Diese Kraftvektoren können sich auch überlagern, so dass eine räumliche Bewegung möglich wird. Je größer die Kraft ist, desto höher ist die Geschwindigkeit der Bewegung.The signals from the finger/hand force measurement are evaluated and converted into a lifting movement or any other movement in space using a manipulator. A downward force also means a downward movement. Similarly, an upward force also means an upward movement. These force vectors can also overlap, making spatial movement possible. The greater the force, the higher the speed of the movement.
Die Beziehung zwischen Finger-/Handkraft und (Hub-) Bewegung soll so ausgelegt sein, dass ein angenehmer, natürlicher Bewegungsablauf entsteht. Da „angenehm" und „natürlich" subjektive Kriterien sind, kann zwischen mehreren Charakteristiken gewählt werden.The relationship between finger/hand strength and (lifting) movement should be designed in such a way that a pleasant, natural movement sequence is created. Since "pleasant" and "natural" are subjective criteria, you can choose between several characteristics.
Ist die Last einmal vom Untergrund abgehoben, so wird durch die Gewichtskraftmessung das Lastgewicht erfasst. Wird nun eine Handkraft direkt auf die Last gebracht, so bedeutet dieser Kraftunterschied (durch die Handkraft hervorgerufen) die gleiche Umsetzung in eine Hubbewegung, wie wenn die Kraft direkt am Ring detektiert wird.Once the load has been lifted off the ground, the weight of the load is recorded by the weight force measurement. If a hand force is then applied directly to the load, this difference in force (caused by the hand force) means the same conversion into a lifting movement as if the force was detected directly on the ring.
Diese Steuerung über die Gewichtskraftänderung wird üblicherweise als „Balancersteuerung" bezeichnet (das Hebezeug balanciert die Gewichtskraft der Last aus).This control via the change in weight is usually referred to as "balancer control" (the hoist balances the weight of the load).
Liegt ein Signal am Ring an, so hat dieses aus Sicherheitsgründen Priorität gegenüber der Gewichtskraftmessung.If a signal is present on the ring, this has priority over the weight force measurement for safety reasons.
Alle Logikfunktionen werden von einem programmierten Micro-Controller verwaltet.All logic functions are managed by a programmed micro-controller.
Die Charakteristika der Funktionen können über 2 Taster auf die Bedürfnisse des Anwenders eingestellt werden. Dabei wird man durch die Anzeigen am LCD in der gewählten Sprache angeleitet.
15The characteristics of the functions can be adjusted to the user's needs using two buttons. The user is guided through the LCD displays in the selected language.
15
Die obigen Funktionen sind die wichtigsten und auch markantesten dieser Lösung. Aufgrund der Anordnung der Elemente können aber auch folgende zusätzlichen Funktionen realisiert werden:The above functions are the most important and striking of this solution. However, due to the arrangement of the elements, the following additional functions can also be implemented:
Ausgang Last/keineLastOutput load/no load
Wird ein einstellbarer Schwellwert der Seilkraft unterschritten, so zieht ein Ausgangsrelais an, welches für die Freigabe des Greiferöffnens benutzt werden kann. Der Schaltzustand wird mit einer LED angezeigt. Der Schwellwert über die Taster mit entsprechender Menüführung ist am LCD zu sehen.If the rope force falls below an adjustable threshold, an output relay is activated, which can be used to enable the gripper to open. The switching status is displayed with an LED. The threshold value can be seen on the LCD using the buttons with the corresponding menu navigation.
Übersteigt die Seilkraft einen eingestellten Vergleichswert, so ist nur noch Senken möglich. Der Zustand wird angezeigt. Eingabe Schwellwert wie "Ausgang Last/keine Last".If the rope force exceeds a set comparison value, only lowering is possible. The status is displayed. Input threshold value as "Output load/no load".
Gemeint ist, dass die Ausrüstung mit weiteren Bedienteilen nachgerüstet werden kann, wobei nur eines gleichzeitig aktiv sein kann.What this means is that the equipment can be retrofitted with additional control units, although only one can be active at a time.
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WägeeinrichtunqWeighing device
Die gemessene Last wird im Display angezeigt und/oder über eine Schnittstelle ausgegeben.The measured load is shown on the display and/or output via an interface.
Im Prinzip ist es möglich, die geleistete Arbeit (Kraft &khgr; Hub), Anzahl Lastspiele, etc. zu erfassen. Aufgrund dieser Daten können die erforderlichen Wartungsarbeiten angezeigt werden, wie z.B. Hubseil austauschen.In principle, it is possible to record the work performed (force x stroke), number of load cycles, etc. Based on this data, the required maintenance work can be indicated, such as replacing the hoist rope.
Die Erfindung betrifft also die Verwendung von piezoresistiven Messzellen als Sensoren für intelligente Bedien- und Steuereinheiten für Manipulatoren, Balancer und Hebezeuge.The invention therefore relates to the use of piezoresistive measuring cells as sensors for intelligent operating and control units for manipulators, balancers and lifting devices.
Sie funktioniert nicht nur als eine proportionale Auf/Ab-Steuerung, sondern auch als Balanciersteuerung. Weitgehende Sicherheitsfunktionen machen es zu einer optimalen Bedien- und Steuereinheit für verschiedene Hubgeräte, Balancer und Manipulatoren mit einem typischen Lastbereich bis zu etwa 120 kg.It functions not only as a proportional up/down control, but also as a balancing control. Extensive safety functions make it an optimal operating and control unit for various lifting devices, balancers and manipulators with a typical load range of up to around 120 kg.
Durch die Kombination von intelligenter Prozessor-Steuerung, preisgünstiger und dennoch leistungsfähiger Messtechnik, sowie ergonomisch richtiger Anordnung der Elemente entsteht ein aussergewöhnliches Preis-/Leistungsverhältnis.The combination of intelligent processor control, inexpensive yet powerful measuring technology, as well as ergonomically correct arrangement of the elements creates an exceptional price/performance ratio.
Sobald eine Last angehoben wird, wird sie vom Bedienelement automatisch tariert und ausbalanciert. Sie kann nun mit geringer Kraftaufwendung direkt durch die Bedienerhand gehoben und gesenkt werden. Die Last „schwebt" quasi. Über zwei Drucktaster können verschiedene Einstellungen vorgenommen werden, so zum Beispie! die Begrenzung der Hubkraft oder der maximalen Geschwindigkeit. Dabei wird man über das Display in der gewählten Sprache durch das Menü geführt, was wesentlich zur einfachen Bedienung bei umfassender Funktionalität beiträgt.As soon as a load is lifted, it is automatically tared and balanced by the control element. It can now be raised and lowered directly by the operator's hand with little effort. The load "floats", so to speak. Various settings can be made using two push buttons, for example limiting the lifting force or the maximum speed. The display guides you through the menu in the selected language, which makes it easy to use and offers comprehensive functionality.
,.- 5 Die verschiedenen Einstellmöglichkeiten erlauben eine optimale Anpassung an unterschiedlichste Einsatzfälle. ,.- 5 The various setting options allow optimal adaptation to a wide variety of applications.
Mittels Daumen und Zeigefinger wird der Sensorring oberhalb des Handgriffes ohne Kraftaufwendung sanft nach oben bzw. nach unten gedrückt. Je stärker der Sensorring nach oben bzw. nach unten gedrückt wird, desto höher ist die Hubbzw. Senkgeschwindigkeit.Using your thumb and index finger, gently push the sensor ring above the handle up or down without applying any force. The harder you push the sensor ring up or down, the faster the lifting or lowering speed will be.
Die Umschaltung zwischen Auf/Ab-Steuerung und Balanciersteuerung erfolgt automatisch. Wird im Balanciermodus der Sensorring berührt, schaltet Das Bedienelement automatisch um auf Auf/Ab-Steuerung. Das automatische Umschalten in den Balanciermodus kann bei Bedarf durch den Benutzer unterdrückt werden.Switching between up/down control and balancing control is automatic. If the sensor ring is touched in balancing mode, the control element automatically switches to up/down control. The automatic switching to balancing mode can be suppressed by the user if required.
Tragfähigkeit: max. 120 kg Eigengewicht: 3 kg Betriebsspannung: 20 - 50 V DC, 300 mA Ausgangssignal: PWM Pulsweiten-Modulation (andere auf Anfrage) Schaltvermögen potentialfreier Kontakt: 24 V AC, 1 A bzw. 24 V DC, 0.5 A (bei induktiven Lasten muss ein geeigneter Kontaktschutz vorgesehen werden).Load capacity: max. 120 kg Weight: 3 kg Operating voltage: 20 - 50 V DC, 300 mA Output signal: PWM pulse width modulation (others on request) Switching capacity of potential-free contact: 24 V AC, 1 A or 24 V DC, 0.5 A (suitable contact protection must be provided for inductive loads).
Das Bedienelement erkennt, ob eine Last anliegt. Für die Steuerung des Greifmittels steht ein potentialfreier Kontakt zur Verfügung. Damit kann verhindert werden, dass das Greifmittel bei angehobener Last geöffnet wird. Der Schwellenwert kann durch den Benutzer eingestellt werden.The control element detects whether a load is present. A potential-free contact is available to control the gripping device. This can prevent the gripping device from being opened when the load is raised. The threshold value can be set by the user.
Die Hubkraft und die maximale Geschwindigkeit können durch den Benutzer reduziert werden.The lifting capacity and maximum speed can be reduced by the user.
Das Ansprechverhalten kann von „sanft" bis „aggressiv" eingestellt werden. 10The response can be adjusted from "soft" to "aggressive". 10
AnzeigenShow
Betriebsmodus, Einstellwerte und Fehler (z. B. Überlast) werden mittels dreier Leuchtdioden bzw. an einem Display in der gewählten Sprache angezeigt.Operating mode, setting values and errors (e.g. overload) are indicated by three LEDs or on a display in the selected language.
SicherheitSecurity
Die vielfältigen Funktionen, gepaart mit diversen steuerungsinternen Sicherheitsschaltungen erfüllen höchste Sicherheitsanforderungen. So werden beispielsweise Überlast, Kabelbruch und ein Schlaffwerden des Tragseiles detektiert und das Hubgerät wird angehalten.The diverse functions, coupled with various internal safety circuits, meet the highest safety requirements. For example, overload, cable breakage and slack in the support cable are detected and the lifting device is stopped.
Im folgenden wird die Neuerung anhand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere Merkmale und Vorteile der Neuerung hervor.The innovation is explained in more detail below using drawings showing several implementation options. The drawings and their descriptions reveal further features and advantages of the innovation.
Es zeigen:Show it:
Figur 1: Eine perspektivische Ansicht des Manipulators mit erfindungsgemäßem Bedienelement und Darstellung der Griffposition des Bedieners;Figure 1: A perspective view of the manipulator with the operating element according to the invention and representation of the grip position of the operator;
Figur 2: Eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Bedienelements ohne den Manipulator selbst;Figure 2: A perspective view of the control element according to the invention without the manipulator itself;
Figur 3: Eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Bedienelements in Längsrichtung entlang der Linie Ill-Ill in Figur 4;Figure 3: A sectional view of the operating element according to the invention in the longitudinal direction along the line III-III in Figure 4;
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Figur 4:Eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Bedienelements in Längsrichtung entlang der Linie IV-IV in Figur 5;Figure 4: A sectional view of the control element according to the invention in the longitudinal direction along the line IV-IV in Figure 5;
Figur 5:Die Draufsicht auf das erfindungsgemäße Bedienelement nach den Figuren 2 bis 4.Figure 5: The top view of the control element according to the invention according to Figures 2 to 4.
In Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht des Manipulators 1 mit erfindungsgemäßem Bedienelement 2 zu sehen, welcher Manipulator 1 einen Greifer 19 zum Klemmen der Last 23 und einen motorbetriebenen Seilhebezug 24 beinhaltet. Die auf dem Boden 26 befindliche Last 23 wird also durch den Greifer 19 des Manipulators 1 ergriffen und in Abhängigkeit des Bedieners 20 nach oben Richtung Decke 25 mittels des Seils 18 gezogen, welches in den Seilhebezug 24 gerollt wird.Figure 1 shows a perspective view of the manipulator 1 with the operating element 2 according to the invention, which manipulator 1 includes a gripper 19 for clamping the load 23 and a motor-driven cable hoist 24. The load 23 located on the floor 26 is thus grasped by the gripper 19 of the manipulator 1 and, depending on the operator 20, pulled upwards towards the ceiling 25 by means of the cable 18, which is rolled into the cable hoist 24.
Das Bedienelement 2 ist über eine Lasche 4 nach oben hin mit dem Seil 18 des Seilhebezuges 24 verbunden und nach unten hin mit dem Anbauflansch 5 mit dem Lastaufnahmemittel in Form des Greifers 19.The operating element 2 is connected via a tab 4 at the top to the cable 18 of the cable hoist 24 and at the bottom to the mounting flange 5 with the load-carrying device in the form of the gripper 19.
Die Griffposition des Bedieners 20 am Bedienelement 2 ist hier besonders gut zu sehen. Die Hand 21 des Bedieners 20 umgreift den Handgriff 3 des Bedienelementes 2 derart, dass mindestens der Daumen 22, bevorzugt jedoch auch der Zeigefinger des Bedieners 20 auf dem Ring 11 zur Auflage kommt.The grip position of the operator 20 on the control element 2 can be seen particularly well here. The hand 21 of the operator 20 grasps the handle 3 of the control element 2 in such a way that at least the thumb 22, but preferably also the index finger of the operator 20 comes to rest on the ring 11.
Wird nun mittels des Daumens 22 der Ring 11 nach oben geschoben, so hebt sich die Last 23 in Richtung Decke 25, wird hingegen der Ring 11 mit Hilfe des Daumens 22 nach unten geschoben, so senkt sich die Last 23 in Richtung Boden 26. Dies gilt natürlich nur für den Betriebsmodus des Bewegens. Für den Betriebsmodus des Balancierens wird kein Ring 11 benötigt, da lediglich dieIf the ring 11 is pushed upwards using the thumb 22, the load 23 is raised towards the ceiling 25, but if the ring 11 is pushed downwards using the thumb 22, the load 23 is lowered towards the floor 26. This of course only applies to the moving operating mode. For the balancing operating mode, no ring 11 is required, since only the
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Messzelle für die Ermittlung der Seilkraft erforderlich ist, über welche mit Hilfe der elektronischen Steuereinheit 13 dann die äußere Kraft (Handkraft) ermittelt wird, welche wiederum analog zur Bedienung über den Ring 11 als Stellsignal für die Hub- bzw. Senkbewegung verwendet wird.A measuring cell is required to determine the rope force, via which the external force (manual force) is then determined with the aid of the electronic control unit 13, which in turn is used as a control signal for the lifting or lowering movement, analogous to the operation via the ring 11.
Nähere Einzelheiten des Bedienelementes 2 sind den Figuren 2-5 und deren Beschreibung zu entnehmen.Further details of the control element 2 can be found in Figures 2-5 and their description.
In Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Bedienelements 2 ohne den Manipulator 1 selbst zu sehen. Am unteren freien Ende des Handgriffes 3 ist der Anbauflansch 5 angeordnet für die Kopplung zum Greifer 19.Figure 2 shows a perspective view of the operating element 2 according to the invention without the manipulator 1 itself. The mounting flange 5 is arranged at the lower free end of the handle 3 for coupling to the gripper 19.
Oberhalb des Handgriffes 3 liegt der Ring 11, welcher hier nicht zu sehen ist, oberhalb dessen dann die beiden Gehäuse 6 für die Messeinrichtung und 7 für die Steuerung bzw. die Anzeige angeordnet ist.Above the handle 3 is the ring 11, which is not visible here, above which the two housings 6 for the measuring device and 7 for the control or display are arranged.
Oberhalb des Gehäuses 6 für die Messeinrichtung ist die Lasche 4 zu sehen, in welche das Seil 18 der Seilwinde 24 eingehängt wird.Above the housing 6 for the measuring device, the tab 4 can be seen, into which the cable 18 of the cable winch 24 is hooked.
Am Gehäuse 7 für die Steuerung bzw. die Anzeige sind im hinteren Bereich der Eingang und der Ausgang 15 der Versorgungsleitungen 17 für den Datenaustausch und die Energiezufuhr vorgesehen.The input and output 15 of the supply lines 17 for data exchange and energy supply are provided in the rear area of the housing 7 for the control or display.
Auf der Vorderseite des Gehäuse 7 sind Anzeigeeinrichtungen 14 angeordnet in
Form von LEDs 14b und einer LCD-Anzeige 14a, welche beispielsweise dasOn the front of the housing 7, display devices 14 are arranged in
Form of LEDs 14b and an LCD display 14a, which for example the
Gewicht der Last und/oder Empfindlichkeiten und/oder Schwellwerte und/oder den Betriebsmodus (Bewegen oder Balancieren) und/oder die Einstellwerte und/oder
Fehler des Bedienelementes anzeigen.Weight of the load and/or sensitivities and/or thresholds and/or the operating mode (moving or balancing) and/or the setting values and/or
Display control element errors.
Unterhalb dieser Anzeigeeinrichtungen 14 sind zwei Taster 12 vorhanden,-über
welche die Einstellwerte beispielsweise in Form von Empfindlichkeiten und/oder
Schwellwerten und/oder des Betriebsmodus (Bewegen oder Balancieren)
eingegeben werden können.Below these display devices 14 there are two buttons 12,
which the setting values, for example in the form of sensitivities and/or
Thresholds and/or operating mode (moving or balancing)
can be entered.
Mit dem Bezugszeichen 16 ist ein Not-Aus-Schalter bezeichnet.
In Figur 3 ist eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Bedienelements 2 in Längsrichtung entlang der Linie Ill-Ill in Figur 4 dargestellt und in Figur 4 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Bedienelements 2 in Längsrichtung entlang der Linie IV-IV in Figur 5.The reference number 16 designates an emergency stop switch.
Figure 3 shows a sectional view of the operating element 2 according to the invention in the longitudinal direction along the line III-III in Figure 4 and Figure 4 shows a sectional view of the operating element 2 according to the invention in the longitudinal direction along the line IV-IV in Figure 5.
Hier ist zu sehen, dass die symmetrisch auf der Längsachse des Bedienelements 2 im oberen Bereich liegende Lasche 4 zur Einleitung der Seilkraft, hervorgerufen durch das Gewicht der Last 23, direkt auf die Messzelle 8 zur Erfassung der Seilkraft wirkt, welche Messzelle 8 sich innerhalb des Gehäuses 6 des Bedienelements 2 befindet.Here it can be seen that the tab 4, which is located symmetrically on the longitudinal axis of the control element 2 in the upper area and is used to introduce the rope force caused by the weight of the load 23, acts directly on the measuring cell 8 for detecting the rope force, which measuring cell 8 is located inside the housing 6 of the control element 2.
Im unteren Bereich innerhalb des Gehäuses 6 des Bedienelements 2 befindet sich ebenfalls symmetrisch auf der Längsachse die Messzelle 9 zur Erfassung der Kraft des Fingers 22 der Hand 21 des Bedieners 20.In the lower area within the housing 6 of the control element 2, the measuring cell 9 for detecting the force of the finger 22 of the hand 21 of the operator 20 is also located symmetrically on the longitudinal axis.
Beide Messzellen 8 und 9 besitzen hierbei mindestens einen piezoresistiven Drucksensor, welcher bei der Messzelle 8 zur Erfassung der Seilkraft mit einer Druckspannung beaufschlagt wird und bei der Messzelle 9 zur Erfassung der Kraft des Fingers 22 mit einer Druckspannung oder Zugspannung beaufschlagt wird.Both measuring cells 8 and 9 have at least one piezoresistive pressure sensor, which is subjected to a compressive stress in the measuring cell 8 to detect the rope force and is subjected to a compressive stress or tensile stress in the measuring cell 9 to detect the force of the finger 22.
Die Beaufschlagung des Drucksensors der Messzelle 9 zur Erfassung der Kraft des Fingers 22 wird hier mittels des hülsenförmigen Ringes 11 erzielt, welcher federbelastet (Feder 10) unterhalb des Drucksensors und teilweise außerhalb des Gehäuses 6 angeordnet ist.The pressure sensor of the measuring cell 9 is actuated to detect the force of the finger 22 by means of the sleeve-shaped ring 11, which is spring-loaded (spring 10) and arranged below the pressure sensor and partially outside the housing 6.
In Figur 5 ist die Draufsicht auf das erfindungsgemäße Bedienelement nach den Figuren 2 bis 4 gezeigt, wobei zu erkennen ist, dass das Gehäuse 6 für die Messeinrichtung und das Gehäuse 7 für die Steuerung bzw. die Anzeige etwa horizontal hintereinander liegend angeordnet sind.Figure 5 shows a top view of the control element according to the invention according to Figures 2 to 4, wherein it can be seen that the housing 6 for the measuring device and the housing 7 for the control or display are arranged approximately horizontally one behind the other.
Die Erfindung sieht also ein Bedienelement zu einem Manipulator vor, wie bspw. ein Seilhebezeug, wobei das Bedienelement mindestens eine Einrichtung zur Erfassung der Höhe der Kraft im Halteseil und optional mindestens eine Einrichtung zur Erfassung der Höhe und Richtung der Finger-/Handkraft des Bedieners beinhaltet, mittels welchen Kräften eine elektronische Steuerungseinheit die Bewegung des Manipulators und damit der Last steuert.The invention therefore provides an operating element for a manipulator, such as a rope hoist, wherein the operating element includes at least one device for detecting the level of force in the holding rope and optionally at least one device for detecting the level and direction of the finger/hand force of the operator, by means of which forces an electronic control unit controls the movement of the manipulator and thus of the load.
Vorteil hierbei ist, dass durch einfache Beaufschlagung mit Druck- oder Zugspannung der Einrichtung zur Erfassung der Höhe und Richtung der Finger-/Handkraft durch den Bediener es möglich ist, einer zu bewegenden Last einen angenehmen, natürlichen Bewegungsablauf auf einfache Art und Weise zu ermöglichen.The advantage here is that by simply applying compressive or tensile stress to the device for detecting the level and direction of the finger/hand force by the operator, it is possible to enable a load to be moved to move in a pleasant, natural manner in a simple manner.
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5 Zeichnungslegende 5 Drawing legend
1 Manipulator1 manipulators
2 Bedienelement2 Control element
3 Handgriff3 Handle
4 Lasche zur Einleitung der Seilkraft4 Tab for introducing the rope force
* 5 Anbauflansch für das Lastaufnahmemittel* 5 Mounting flange for the load handling device
6 Messgehäuse6 Measuring housing
7 Steuerungs-/Anzeigengehäuse7 Control/display housing
8 Messzelle zur Erfassung der Seilkraft8 Measuring cell for measuring the rope force
15 9 Messzelle zur Erfassung der Fingerkraft am Ring15 9 Measuring cell for measuring the finger force on the ring
10 Feder zur Vorspannung der Messzelle10 Spring for preloading the measuring cell
11 Ring zur Aufnahme der Fingerkraft11 Ring to absorb finger force
12 Taster12 buttons
13 Steuerungskarte mit Mikro-Controller 20 14 LCD-Anzeige13 Control card with micro-controller 20 14 LCD display
15 Eingang und Ausgang Daten-/Energieleitungen15 Input and output data/power lines
16 Not-Aus-Schalter16 Emergency stop switch
17 Daten-/Energieleitungen17 data/power lines
18 Seil 19 Greifer18 Rope 19 Gripper
20 Bediener20 operators
21 Bediener-Hand21 Operator hand
22 Bediener-Finger22 operator fingers
23 Last23 Load
24 Seilhebezeug24 Rope hoist
25 Decke25 Ceiling
26 Boden26 Floor
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