DE202004002409U1

DE202004002409U1 - Medical positioning device or actuator, e.g. a command pedal for a dentist's operating area, has moving foot pedal and housing that are designed to prevent liquid ingress in the area of the foot pedal

Info

Publication number: DE202004002409U1
Application number: DE200420002409
Authority: DE
Original assignee: Steute Schaltgeraete GmbH and Co KG
Current assignee: Steute Technologies GmbH and Co KG
Priority date: 2004-02-17
Filing date: 2004-02-17
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2014-02-18

Abstract

Foot activated medical positioning device has a pedal that moves through a defined path, so that its movement is sensed by a path sensor that comprises a permanent magnetic linear sensor and a permanent magnet that moves relative to it. The position device (1) has a housing (2) that is designed to prevent liquid ingress in the movement area of the pedal (6).

Description

Die Neuerung betrifft eine Stelleinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. einen Zahnarzt-Arbeitsplatz nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4.The change concerns an adjusting device the preamble of claim 1 or a dentist's workplace according to the preamble of claim 4.

Aus der Praxis sind derartige fußbetätigte medizinische Stelleinrichtungen bekannt. Sie weisen erstens Schalter mit lediglich zwei Positionen zum Ein- und Ausschalten bestimmter Funktionen auf. Die Schalter können über entsprechend flüssigkeitsdichte Abdeckkappen abgedichtet sein, so dass die fußbetätigte Stelleinrichtung mit einer hohen Schutzart ausgestaltet werden kann und ein entsprechend hohes Maß an Schutz vor eindringenden Flüssigkeiten gewährt. Diese Schutzarten sind einerseits aus hygienischen Gründen vorgesehen, andererseits auch um die Funktionssicherheit der Stelleinrichtung zu gewährleisten.Such foot-operated medical devices are used in practice Actuators known. First, they only have switches two positions for switching certain functions on and off. The switches can be adjusted accordingly liquid-tight Cover caps must be sealed, so that the foot-operated actuating device with a high degree of protection can be designed and a corresponding high level of Protection against ingress of liquids granted. This Protection types are provided on the one hand for hygienic reasons, on the other hand also to ensure the functional safety of the control device.

Im Rahmen des vorliegenden Vorschlags werden vereinfachend sämtliche Betätigungselemente als „Schalter" bezeichnet, unabhängig davon, ob es sich dabei im technischen Sinne um Schalter oder um Taster handelt.Within the scope of this proposal simplifying all actuators referred to as a "switch" regardless of whether in the technical sense, it is a switch or a button.

Zweitens sind jedoch besonders feinfühlige Einstellungen erforderlich, beispielsweise im Bereich von Zahnärzten die Drehzahlregelung des als „Zahnarztbohrer" bezeichneten Werkzeugs. Aufgrund des für diese Feinfühligkeit wünschenswerten, großen Verstellwegs des zugehörigen Pedals kann die erforderliche bzw. gewünschte Abdichtung zur Erzielung einer entsprechend hohen Schutzart der gesamten Stelleinrichtung nur mit einem erheblichen Aufwand verwirklicht werden.Second, however, are particularly sensitive settings necessary, for example in the area of dentists speed control of the tool referred to as the "dentist drill". Because of the for this sensitivity desirable, large adjustment range the associated Pedals can provide the required or desired seal to achieve a correspondingly high degree of protection of the entire control device only with a considerable effort.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Stelleinrichtung dahingehend zu verbessern, dass diese mit besonders geringem Aufwand einen besonders hohen Schutz gegen eindringende Feuchtigkeit aufweist.The innovation is based on the task, one generic actuating device to improve in that this with particularly little effort has a particularly high protection against penetrating moisture.

Diese Aufgabe wird durch eine Stelleinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Gemäß Anspruch 4 kann ein Zahnarzt-Arbeitsplatz besonders vorteilhaft mit einer derartigen Stelleinrichtung ausgestattet sein.This task is performed by an actuator solved with the features of claim 1. According to claim 4, a dentist's workplace particularly advantageously equipped with such an adjusting device his.

Die Neuerung schlägt mit anderen Worten vor, eine berührungslose Wegaufnahme des Pedals vorzusehen, welches die besonders feinfühlige gewünschte Regelung bzw. Steuerung ermöglicht, beispielsweise die Drehzahlregelung des Zahnarztbohrers. Aufgrund dieser berührungslosen Ausgestaltung des Wegaufnehmers kann das Gehäuse der Stelleinrichtung im Bewegungsbereich dieses Pedals gegen das Eindringen von Flüssigkeiten abgedichtet sein. Da die Bewegungsaufnahme des Pedals berührungslos erfolgt, ist lediglich eine mechanische Lagerung des Pedals erforderlich, die den gewünschten Bewegungsbereich des Pedals ermöglicht. Ein Gehäusedurchbruch ins Gehäuseinnere der Stelleinrichtung ist jedoch nicht erforderlich, so dass ein zuverlässiger und vollständiger Schutz gegen eindringende Feuchtigkeiten verwirklicht werden kann. Beispielsweise kann das Pedal in einem Bereich des Gehäuses vorgesehen sein, wo das Gehäuse keine Trennfuge aufweist, die ggf. zwischen einer Oberschale und einer Unterschale des Gehäuses vorgesehen ist.In other words, the innovation suggests a non-contact Provide path recording of the pedal, which the particularly sensitive desired regulation or control enables for example the speed control of the dentist drill. by virtue of this non-contact Design of the displacement sensor, the housing of the actuator in Range of movement of this pedal against the ingress of liquids be sealed. Since the movement recording of the pedal is contactless only a mechanical bearing of the pedal is required, the desired range of motion of the pedal. A housing breakthrough inside the housing the actuating device is not required, however, so that a reliable and more complete Protection against penetrating moisture can be realized. For example, the pedal can be provided in an area of the housing be where the housing has no parting line, possibly between an upper shell and a lower shell of the housing is provided.

Vorschlagsgemäß besteht der vorgeschlagene berührungslose Wegaufnehmer aus einem permanentmagnetischen Linearsensor, der durch einen relativ zu diesem Linearsensor beweglichen Dauermagneten bedämpft wird, so dass, vergleichbar in etwa mit einem Potentiometer, an den beiden Enden des Linearsensors durch entsprechende Auswertespulen die Länge zweier Teilbereiche des Linearsensors in Abhängigkeit von der Position des Magneten ermittelt werden kann. Durch eine an sich bekannte und handelsübliche elektronische Schaltung kann ein von der Stellung des Magneten abhängiges Signal generiert werden, zum Beispiel ein Strom von 4 bis 20 mA, oder eine Spannung von 0 bis 5 V oder von 0 bis 10 V. Dieses jeweilige Ausgangssignal kann zur Drehzahlregelung, zur Helligkeitssteuerung, oder zu einer ähnlichen Beeinflussung des nachgeschalteten Verbrauchers in an sich bekannter Weise genutzt werden, wobei insbesondere im ärztlichen Bereich beispielsweise auch die Intensität eines Lasers oder eines HF-Chirurgiegerätes hierdurch gesteuert werden kann.According to the proposal, the proposed one exists contactless Displacement sensor from a permanent magnetic linear sensor a permanent magnet that is movable relative to this linear sensor is damped, so that, comparable to a potentiometer, on the two Ends of the linear sensor by appropriate evaluation coils the length of two Subareas of the linear sensor depending on the position of the Magnet can be determined. Through a known and commercial electronic circuit can be a signal dependent on the position of the magnet generated, for example a current of 4 to 20 mA, or a Voltage from 0 to 5 V or from 0 to 10 V. This particular output signal can for speed control, for brightness control, or a similar Influencing the downstream consumer in a known manner Ways can be used, especially in the medical field, for example also the intensity a laser or an HF surgical device can be controlled.

Vorteilhaft ist der Linearsensor im Gehäuse der Stelleinrichtung angeordnet, während der Dauermagnet gemeinsam mit dem Pedal beweglich ist. Aufgrund des größeren erforderlichen Bauraums für den Linearsensor kann dieser problemlos im Gehäuse angeordnet sein, während für den Konstrukteur eine erheblich größere Gestaltungsfreiheit bei der Ausgestaltung des Pedals ermöglicht wird, wenn am oder im Pedal lediglich der vergleichsweise kleine Dauermagnet angeordnet werden soll. Auch die Verbindung mit der zugehörigen, vorerwähnten elektronischen Schaltung ist innerhalb des Gehäuses problemlos. Grundsätzlich jedoch ist auch eine umgekehrte Anordnung denkbar, mit am oder im Pedal befindlichem Linearsensor und im Gehäuse befindlichem Dauermagneten.The linear sensor is advantageous in the housing of the Actuator arranged while the permanent magnet can be moved together with the pedal. by virtue of of the larger required Space for the Linear sensor, this can be easily arranged in the housing, while for the designer considerably greater freedom of design is made possible in the design of the pedal when on or in Pedal only the comparatively small permanent magnet arranged shall be. Also the connection with the associated, aforementioned electronic Circuit is inside the case problems. in principle however, an inverted arrangement is also conceivable, with on or in Pedal linear sensor and permanent magnet in the housing.

Vorzugsweise kann das Pedal im Wesentlichen horizontal beweglich sein. Dies ist beispielsweise im Bereich der Drehzahlregelungen für Zahnarztbohrer aus der Praxis bekannt, so dass für den Anwender ein bekannter Bewegungsablauf auch bei Verwendung der vorschlagsgemäßen Stelleinrichtung beibehalten werden kann. Zudem ergibt sich durch die horizontale Beweglichkeit des Pedals die Möglichkeit eines besonders großen Verstellweges, der ergonomisch problemlos nutzbar ist. Mit „im Wesentlichen" ist dabei bezeichnet, dass die Bewegungsrichtung des Pedals auch leicht schräg stehend ausgestaltet sein kann. Weiterhin ist mit „im Wesentlichen" bezeichnet, dass zusätzlich zu dem vergleichsweise großen horizontalen Verschiebeweg des Pedals auch ein demgegenüber kleinerer vertikaler Bewegungsbereich des Pedals vorgesehen sein kann. So kann beispielsweise das Ein- und Ausschalten des Zahnarztbohrers durch vertikale Betätigungen des Pedals erfolgen, während die Drehzahlregelung durch die horizontale Pedalbewegung geregelt wird.The pedal can preferably be essentially horizontally movable. This is known from practice, for example, in the field of speed controls for dentist drills, so that a known movement sequence can be maintained for the user even when using the proposed adjusting device. In addition, the horizontal mobility of the pedal offers the possibility of a particularly large adjustment path that can be used ergonomically without any problems. "Essentially" means that the direction of movement of the pedal can also be designed to be slightly oblique. Furthermore, "Essentially" means that, in addition to the comparatively large horizontal displacement path of the pedal, a smaller verti cal range of movement of the pedal can be provided. For example, the dentist drill can be switched on and off by vertical actuation of the pedal, while the speed control is regulated by the horizontal pedal movement.

Es ist möglich, die Linearsensoren gerade oder gebogen auszugestalten, oder – je nach Bauweise – denselben Sensor wahlweise gerade oder gekrümmt einzubauen. Auf diese Weise ergibt sich die Möglichkeit, eine besonders gute Anpassung der Stellvorrichtung an die Ergonomie zu ermöglichen, indem beispielsweise der Linearsensor gekrümmt eingebaut wird und das Pedal in einem entsprechenden Bogen beweglich ist, so dass beispielsweise die Ferse des Benutzers auf einem Untergrund aufstehen kann, während der Benutzer das Pedal betätigt. Dabei beschreibt die Fußspitze des Benutzers einen Kreisbogen und entsprechend diesem Bogenverlauf kann das Pedal beweglich sein. Bei entsprechend hoher Sensibilität des Sensors kann vorgesehen sein, diesen Sensor geradlinig einzubauen, während dennoch das Pedal entlang einer Kurvenbahn beweglich ist, so dass sich der Abstand zwischen Pedal und Linearsensor während der Bewegung des Pedals verändert. Eine besonders zuverlässige Signalaufnahme und ein entsprechend preisgünstiger, weil mit weniger Anforderungen an die Sensitivität herzustellender Linearsensor wird ermöglicht, wenn der Verlauf des Sensors und der Bogenverlauf, in dem das Pedal beweglich ist, etwa gleich sind.It is possible to use the linear sensors straight or to design curved, or - each by construction - the same Install the sensor either straight or curved. In this way there is the possibility a particularly good adaptation of the adjusting device to the ergonomics to enable by for example, the linear sensor is installed curved and that Pedal is movable in a corresponding arc, so that for example the user's heel can stand on a surface during the User pressed the pedal. there describes the tip of the foot the user can use an arc and this arc the pedal must be movable. With a correspondingly high sensitivity of the sensor can be provided to install this sensor in a straight line while still the pedal is movable along a curved path, so that the Distance between pedal and linear sensor while the pedal is moving changed. A particularly reliable one Signal recording and a correspondingly inexpensive, because with fewer requirements of sensitivity Linear sensor to be produced is made possible if the course of the Sensor and the course of the arc in which the pedal is movable, for example are the same.

Die Auswertung der vom Sensor abgegebenen Signale kann in der Stelleinrichtung mittels einer Auswertungsschaltung vorgenommen werden, die zwischen den beiden Endpositionen des Pedals einen kontinuierlichen Anstieg des Ausgangssignals von einem Minimalwert zu einem Maximalwert bewirkt. Auf diese Weise ist eine besonders feinfühlige Steuerung möglich, weil der gesamte Verstellweg für die Einstellung einer bestimmten Stellgröße genutzt werden kann. Alternativ kann jedoch vorgesehen sein, von einer Zwischen- oder Mittelstellung ausgehend, die einen Minimalwert darstellt, nach rechts und nach links zu den beiden Endpositionen des Pedals Ausgangswerte mit unterschiedlichen Vorzeichen zu erzeugen. Diese beiden unterschiedlich ausgerichteten Stellgrößen können beispielsweise genutzt werden, um einen Zahnarztbohrer von Rechtslauf auf Linkslauf umzuschalten, so dass bei bestimmten Anwendungsfällen, wie beispielsweise der Kieferchirurgie, ein festgegangener Bohrer durch Drehzahlumkehr möglichst schnell und für den Patienten schonend wieder freigängig werden kann.The evaluation of the output from the sensor Signals can be sent to the actuator by means of an evaluation circuit be made between the two end positions of the pedal a continuous rise in the output signal from a minimum value to a maximum value. That way, one is special sensitive control possible, because the entire adjustment range for the Setting a certain manipulated variable can be used. alternative can however be provided from an intermediate or middle position starting, which represents a minimum value, to the right and to the right Output values with different values to the left of the two end positions of the pedal Generate sign. These two are different For example, manipulated variables used to turn a dentist drill from clockwise to counterclockwise switch, so that in certain applications, such as jaw surgery, a stuck drill by reversing the speed as quickly as possible and for the patient gently free again can be.

Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird nachfolgend anhand der rein schematischen Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigtAn embodiment of the innovation will be explained in more detail with reference to the purely schematic drawings. there shows

1 eine perspektivische Ansicht auf eine Stelleinrichtung, und 1 a perspective view of an actuator, and

2 eine ausschnittsweise und im Vergleich zu 1 in größerem Maßstab dargestellte Ansicht in das Gehäuse der Stelleinrichtung hinein, im Bereich des beweglichen Pedals. 2 a fragmentary and compared to 1 View shown on a larger scale into the housing of the actuating device, in the region of the movable pedal.

In 1 ist mit 1 insgesamt eine medizinische fußbetätigte Stelleinrichtung bezeichnet, die für einen Zahnarzt-Arbeitsplatz vorgesehen ist. Die Stelleinrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 auf und einen Tragbügel 3.In 1 is with 1 altogether denotes a medical foot-operated actuating device which is intended for a dentist's workplace. The actuator 1 has a housing 2 on and a bracket 3 ,

Mittig auf der Oberseite der Stelleinrichtung 1 ist ein Vier-Wege-Schalter 4 angeordnet, beispielsweise zum Anheben und zur Neigungsverstellung eines Behandlungsstuhls. An zwei sich gegenüberliegenden Seiten am Rand des Gehäuses sind zwei weitere Schalter 5 vorgesehen, beispielsweise zum Ein- und Ausschalten einer Beleuchtung und zum An- und Abschalten des Wasserzuflusses einer Mundspülung.Centered on the top of the actuator 1 is a four way switch 4 arranged, for example for lifting and tilt adjustment of a dental chair. On two opposite sides on the edge of the housing are two further switches 5 provided, for example for switching on and off a lighting and for switching on and off the water inflow of a mouthwash.

Im vorderen, dem Benutzer zugewendeten Bereich der Stelleinrichtung 1 ist ein Pedal 6 vorgesehen, welches horizontal beweglich ist und einen geringen vertikalen Hub aufweist. Über den vertikalen Hub kann ein Schalter betätigt und ein angeschlossener Zahnarztbohrer ein- und ausgeschaltet werden, während über die horizontale Verstellbarkeit des Pedals 6 die Drehzahlregelung dieses Bohrers erfolgt.In the front area of the actuator facing the user 1 is a pedal 6 provided which is horizontally movable and has a small vertical stroke. A switch can be actuated via the vertical stroke and a connected dentist drill can be switched on and off, while the horizontal adjustability of the pedal 6 the speed control of this drill takes place.

2 zeigt, dass innerhalb des Gehäuses 2 ein permanentmagnetischer Linearsensor 7 angeordnet ist, und dass im Pedal 6 ein Dauermagnet 8 vorgesehen ist. Das Gehäuse 2 weist im Bewegungsbereich des Pedals 6 keine Durchbrüche auf, sondern ist geschlossen ausgestaltet. Zur mechanischen Führung des Pedals 6 können Rippen vorgesehen sein, entlang derer das Pedal verschiebbar ist, oder es können Nuten vorgesehen sein, beispielsweise zur Aufnahme von Gleitlagern, Linearkugellagern oder dergleichen, wobei eine derartige Nut lediglich eine Vertiefung im Gehäusse, jedoch keinen flüssigkeitsdurchlässigen Gehäusedurchbruch darstellt. 2 shows that inside the case 2 a permanent magnetic linear sensor 7 is arranged, and that in the pedal 6 a permanent magnet 8th is provided. The housing 2 points in the range of movement of the pedal 6 no breakthroughs, but is designed to be closed. For mechanical guidance of the pedal 6 Ribs can be provided, along which the pedal is displaceable, or grooves can be provided, for example for receiving slide bearings, linear ball bearings or the like, such a groove merely representing a depression in the housing, but not a liquid-permeable housing opening.

Claims

Foot-operated medical actuating device, with a pedal that can be moved over a certain distance, characterized by a non-contact displacement sensor that has a permanent magnetic linear sensor ( 7 ) and a permanent magnet that is movable relative to this ( 8th ), the actuating device ( 1 ) a housing ( 2 ), which is in the range of movement of the pedal ( 6 ) is sealed against penetrating liquids.

Actuating device according to claim 1, characterized in that the linear sensor ( 7 ) in the housing ( 2 ) is arranged and the permanent magnet ( 8th ) together with the pedal ( 6 ) is mobile.

Actuating device according to claim 1 or 2, characterized in that the pedal ( 6 ) is essentially horizontally movable.

Actuating device according to one of the preceding claims, characterized in that the linear sensor ( 7 ) is curved and the pedal ( 6 ) is movable along a correspondingly curved trajectory.

Actuating device according to one of the preceding claims, characterized by an evaluation circuit which extends over the adjustment range of the pedal ( 6 ) the signals from the linear sensor ( 7 ) assigns an output signal that increases from a minimum to a maximum value.

Actuating device according to one of claims 1 to 4, characterized by an evaluation circuit which runs along the adjustment range of the pedal ( 6 ) the signals from the linear sensor ( 7 ) assigns an output signal which drops from a positive maximum value to a minimum value and then rises to a negative maximum value.

Actuating device according to claim 6, characterized in that the minimum value of the central position of the pedal ( 6 ) assigned.

Actuator ( 1 ) for a dentist workstation, characterized by an actuator ( 1 ) according to one of the preceding claims for speed control of the dentist drill.