DE202012006199U1 - Joystick - Google Patents

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Abstract

Joystick (2) mit einer zwischen einer Basis (8) und einem Steuerelement (6) vorgesehenen Schwenklagerung, über die eine Längsachse (LA) des Steuerelementes (6) gegenüber der Basis (8) zur Generierung eines Steuerungssignals mit einer Schwenkbewegung (SB) um einen Schwenkpunkt (SP) beaufschlagbar ist, und mit einer Sensoreinrichtung (10) mittels der eine Stellung des Steuerelementes (6) gegenüber der Basis (8) unabhängig von einer leitungsmäßigen Koppelung zwischen beiden Elementen bestimmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Schwenklagerung eine Zusatzlagerung vorgesehen ist, die neben der Schwenkbewegung (SB) um den Schwenkpunkt (SP) eine Zusatzbewegung des Steuerelementes (6) ermöglicht, die mittels der Sensoreinrichtung (10) detektierbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Joystick, beispielsweise für die Verwendung in einer Fernsteuerungseinheit zur ferngesteuerten Bedienung von Industrieanlagen, Hub- und/oder Transportgeräten oder Fahrzeugen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Dieser Joystick weist eine zwischen einer Basis und einem Steuerelement vorgesehene Schwenklagerung auf, über die eine Längsachse des Steuerelementes gegenüber der Basis zur Generierung eines Steuerungssignals beziehungsweise einer Steuersignaländerung mit einer Schwenkbewegung um einen Schwenkpunkt beaufschlagbar ist. Zudem weist der Joystick eine Sensoreinrichtung auf, mittels der eine Stellung des Steuerelementes gegenüber der Basis bestimmt werden kann, wobei die Bestimmung beziehungsweise der hierfür erforderliche Signal-/Datenaustausch unabhängig von einer physischen Koppelung durch eine Leitung zwischen der Basis und dem Steuerelement erfolgt.
  • Aus DE 10 2008 013 280 A1 ist ein Joystick mit einer Sensoreinrichtung zur kontaktlosen Bestimmung einer Schwenkposition eines beweglichen Teils gegenüber einem stationären Teil bekannt. Hierfür ist an den beiden Teilen eine Anordnung aus Magneten und ein Detektor zur Bestimmung eines magnetischen Flusses vorgesehen. Zur besseren Detektierbarkeit von Änderungen der Schwenkposition des beweglichen Teils und des jeweils entsprechenden magnetischen Flusses weisen die Magnete eine gekrümmte Form auf.
  • Nachteilig an einem derartigen Joystick ist, dass die von diesem ausführbaren Steuerungsfunktionen und somit auch die Einsatzbereiche für den Joystick relativ beschränkt sind.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem gattungsgemäßen Joystick die genannten Nachteile zu vermeiden und einen variableren und vielseitigeren Einsatzbereich zu ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Joystick mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist neben der Schwenklagerung eine Zusatzlagerung vorgesehen, die neben der Schwenkbewegung um den Schwenkpunkt eine Zusatzbewegung des Steuerelementes ermöglicht, die mittels der Sensoreinrichtung detektierbar ist. Auf diese Weise kann die Sensoreinrichtung neben der Erfassung der Schwenkposition des Joysticks zusätzlich dazu benutzt werden weitere Steuerungsbewegungen beziehungsweise -positionierungen zu detektieren und für die Fernsteuerung einer Vorrichtung zu nutzten. Hierdurch kann der Joystick weitere Steuerungsfunktionen der Fernsteuerungseinheit übernehmen, wodurch diese vielseitiger einsetzbar ist.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist die Sensoreinrichtung Sensormittel auf, mittels denen sowohl die Schwenkbewegung als auch die Zusatzbewegung detektierbar ist. Hierdurch kann zur Erfassung der Zusatzbewegung auf zusätzliche Sensormittel verzichtet werden, wodurch die für die weitere Steuerungsfunktion benötigten zusätzlichen Herstellungskosten minimiert werden können.
  • Dabei ist es günstig, wenn die Sensormittel durch eine Magnetanordnung und wenigstens einen magnetischen Detektor gebildet sind, wodurch eine kostengünstige und relativ genaue Bestimmung der Position beziehungsweise einer Positionsänderung des Steuerelementes gegenüber der Basis möglich ist, um daraus sowohl das Steuerungssignal als auch gegebenenfalls das zusätzliche Steuerungssignal generieren zu können.
  • Alternativ hierzu können die Sensormittel in einer vorteilhaften Ausführungsform wenigstens einen basisseitigen Bewegungssensor aufweisen, der mit einem mit dem Steuerelement gekoppelten Abtastbereich zusammen wirkt, um die jeweilige Position des Steuerelements gegenüber der Basis zu erfassen. Der Bewegungssensor kann dabei die Position am Abtastbereich in jeder bekannten oder geeigneten Weise erfasse, wie beispielsweise mechanisch oder optisch. Hierzu kann der Abtastbereich beispielsweise eine gewisse Konturierung aufweisen, die der Bewegungssensor ertasten kann oder die eine exakte optische Positionsbestimmung erlaubt.
  • Darüber hinaus kann die Sensoreinrichtung vorteilhafterweise eine Kombination aus wenigstens zwei unterschiedlichen Sensormitteln, wie beispielsweise magnetische, optische, mechanische oder kapazitive Sensormittel aufweisen. Durch diese Kombination von nach unterschiedlichen Prizipien arbeitenden Sensormitteln ist eine besonders genaue Ermittlung der Steuerungsbewegung beziehungsweise – position einschließlich der Zusatzbewegung möglich.
  • Vorteilhafterweise weist die Zusatzlagerung ein Drehlager auf, mittels dem das Steuerelement um die Längsachse herum verdrehbar ist. Dies ermöglicht eine Zusatzbewegung, die vom Benutzer einfach auszuführen und von der Sensoreinrichtung gut zu detektieren ist.
  • Zudem ist es günstig, wenn die Schwenklagerung und das Drehlager durch ein Kugelgelenk gebildet sind, wodurch der Joystick wenigstens drei Freiheitsgrade aufweist. Das Kugellager ermöglicht dabei eine besonders einfache Ausbildung der kombinierten Schwenk- und Drehlagerung.
  • Vorteilhafterweise sind zudem Rückstellmittel vorgesehen, mittels denen das Steuerelement nach einer Betätigung selbsttätig in eine Ausgangsdrehstellung rückstellbar ist, wodurch die Zusatzbewegung in Form der Drehbewegung um die Längsachse des Steuerelementes für den Benutzer in komfortabler Weise ausführbar ist.
  • Ferner ist es günstig, wenn die Zusatzlagerung ein Stelllager für ein am Steuerelement mitgeführtes und gegenüber diesem verstellbares Stellglied aufweist, wodurch unabhängig vom eigentlichen Steuerelement eine relativ frei wählbare Zusatzbewegung ausführbar ist, die dadurch besonders gut auf die bestehende Sensoreinrichtung abgestimmt werden kann.
  • Ferner ist es günstig, wenn das Stellglied durch ein parallel zur Längsachse verlagerbares Element gebildet ist, wodurch eine durch die Sensoreinrichtung besonders leicht detektierbare Linearbewegung erzeugt werden kann, die für eine zusätzliche Steuerungsfunktion genutzt werden kann.
  • In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform ist an der Basis eine von mehreren Ausführungsformen der Zusatzlagerung anbringbar. Zudem ist die Sensoreinrichtung baukastenartig erweiterbar. Auf diese Weise kann ein Baukastensystem mit einer bestimmten Anzahl unterschiedlicher Einzelkomponenten zur Verfügung gestellt werden, aus denen unterschiedliche Ausführungsformen des Joysticks zusammen gesetzt werden können. Diese können dabei jeweils für bestimmte Anwendungsarten vorgesehen sein, die eine unterschiedliche Anzahl an Steuerungsfunktionen beziehungsweise Zusatzbewegungen benötigen. Durch das Baukastensystem sind die unterschiedlichen Ausführungsformen des Joysticks dabei in besonders kostengünstiger Weise herstellbar.
  • In den Figuren ist eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
  • Es zeigen:
  • 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Joysticks,
  • 2 eine perspektivische Ansicht des Joysticks gemäß 1
  • 3 einen Schnitt durch den Joystick in Ebene III-III aus 1 und
  • 4 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Joysticks.
  • 1 und 2 zeigen einen Joystick 2 einer Fernsteuerungseinheit 4 zur ferngesteuerten Bedienung von Hub- und/oder Transportgeräten (nicht dargestellt). Der Joystick 2 weist hierfür ein Steuerelement 6 auf, das sich entlang einer Längsachse LA erstreckt und das um einen Schwenkpunt SP herum gegenüber einer Basis 8 des Joysticks 2 verschwenkbar gelagert ist. Auf diese Weise kann das Steuerelement 6 Schwenkbewegungungen SB gegenüber der Basis 8 ausführen, wobei die Schwenkbewegungen SB und/oder die jeweils aktuelle Position des Steuerelementes 6 gegenüber der Basis 8 von einer Sensoreinrichtung 10 ermittelt werden können. Die Sensoreinrichtung 10 ist wiederum mit einer Elektronik 12 verbunden, die aus der ermittelten Schwenkbewegung SB oder Position des Steuerelementes 6 Steuerungssignale generiert, die dann an das zu steuernde Hub- und/oder Transportgerät gesendet werden.
  • Wie aus den 3 und 4 zu entnehmen ist, ist das Steuerelement 6 durch einen Steuerknüppel 14 gebildet, über den sich ein Schutzgummi 16 erstreckt, das den Steuerknüppel 14 über einen Faltenbalg 18 mit der Basis 8 elastisch verbindet.
  • Der Steuerknüppel 14 ist dabei über ein Kugelgelenk 20 an der Basis 8 gelagert, das somit eine Schwenklagerung bildet, die die Schwenkbewegung SB des Steuerknüpples 14 um den Schwenkpunkt SP herum ermöglicht. Ferner bildet das Kugelgelenk 20 eine Zusatzlagerung, die eine Verdrehbewegung DB des Steuerelementes 6 um die Längsachse LA herum ermöglicht, wie insbesondere aus 3 zu entnehmen ist.
  • Zusätzlich oder alternativ zu der dargestellten Zusatzlagerung in Form eines Drehlagers ist es auch möglich, einen Teil des Steuerknüppels 14 als Stellglied 22 auszubilden, das an einem zweiten Teil des Steuerknüppels 14 verlagerbar gehalten ist. Dabei ist das Stellglied 22 beispielsweise als verschiebbares Element ausgebildet, das durch eine Druckbeaufschlagung D am freien Endes des Steuerelementes 6 in Richtung der Basis 8 liear verlagerbar ist, um eine detektierbare Zusatzbewegung in Form einer Linearbewegung LB auszuführen. Der zweite Teil des Steuerknüppels fungiert dabei als lineares Stelllager 24, wie in 3 durch strichpunktierte Linien dargestellt.
  • In jedem Fall sind Rückstellmittel 26, wie beispielsweise in Form von Schraubenfedern, vorgesehen, mittels denen das Steuerelement 6 nach einer Betätigung des Stellelementes 6 um die Längsachse LA herum oder entlang derselben wieder selbsttätig in eine Ausgangsstellung bringbar ist.
  • Zudem weist die Sensoreinrichtung 10 Sensormittel auf, mittels denen neben der Schwenkbewegung SB auch die wenigstens eine Zusatzbewegung des Steuerknüppels 14 detektiert werden kann. Beispielsweise können die Sensormittel hierzu eine Magnetanordnung 28 an dem Steuerelement 6 und einen entsprechenden Detektor 30 für das Ermitteln von Magnetfeldern an der Basis 8 aufweisen oder umgekehrt. Hierbei kann der Detektor 30 eine Hallsensorik aufweisen, die auf die Position einzelner Magnetelemente der Magnetanordnung 28 reagiert.
  • Alternativ zu der dargestellten Sensoreinrichtung 10 mit der Magnetanordnung 28 und dem Detektor 30 sind auch alle sonstigen bekannten und geeigneten Sensoreinrichtungen 10 verwendbar. Beispielsweise könnten die Sensormittel auch wenigstens einen basisseitigen Bewegungssensor aufweisen, der mit einem mit dem Steuerelement gekoppelten Abtastbereich zusammen wirkt (nicht dargestellt), wobei der Bewegungssensor beispielsweise für eine optische oder haptische Positionsbestimmung des Abtastbereiches gegenüber der Basis ausgelegt sein kann. Zudem kann die Sensoreinrichtung 10 auch eine Kombination von unterschiedlichen Sensormitteln, wie magnetische, optische, mechanische oder kapazitive Sensormittel aufweisen.
  • Des Weiteren ist vorgesehen, dass an dem Joystick 2 wenigsten eine von mehreren Ausführungsformen der Zusatzlagerung anbringbar ist und der Steuerknüppel 14 und/oder die Sensoreinrichtung 10 baukastenartig erweiterbar beziehungsweise austauschbar ist, um mit geringem Aufwand eine größere Serie von unterschiedlichen Ausführungsformen des Joysticks 2 herstellen zu können, die jeweils an eine bestimmte vorgesehene Anwendungsart angepasst sind.
  • In jedem Fall können durch die Ausübung der durch die Sensoreinrichtung 10 ermittelbaren Zusatzbewegungen in Form der Verdrehbewegung DB und/oder der Linearbewegung LB von dem Benutzer der Fernsteuerungseinheit 4 über den Joystick 2 zusätzlich zu den über die Schwenkbewegung SB generierbaren Steuersignalen weitere Steuersignale über die Elektronik 12 generiert werden, um weitere Steuerungsfunktionen an dem betreffenden Hub- und/oder Transportgerät ausführen zu können.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102008013280 A1 [0002]

Claims (11)

  1. Joystick (2) mit einer zwischen einer Basis (8) und einem Steuerelement (6) vorgesehenen Schwenklagerung, über die eine Längsachse (LA) des Steuerelementes (6) gegenüber der Basis (8) zur Generierung eines Steuerungssignals mit einer Schwenkbewegung (SB) um einen Schwenkpunkt (SP) beaufschlagbar ist, und mit einer Sensoreinrichtung (10) mittels der eine Stellung des Steuerelementes (6) gegenüber der Basis (8) unabhängig von einer leitungsmäßigen Koppelung zwischen beiden Elementen bestimmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Schwenklagerung eine Zusatzlagerung vorgesehen ist, die neben der Schwenkbewegung (SB) um den Schwenkpunkt (SP) eine Zusatzbewegung des Steuerelementes (6) ermöglicht, die mittels der Sensoreinrichtung (10) detektierbar ist.
  2. Joystick nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (10) Sensormittel aufweist, mittels denen sowohl die Schwenkbewegung (SB) als auch die Zusatzbewegung detektierbar ist.
  3. Joystick nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormittel durch eine Magnetanordnung (28) und wenigstens einen magnetischen Detektor (30) gebildet sind.
  4. Joystick nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormittel wenigstens einen basisseitigen Bewegungssensor aufweisen, der mit einem mit dem Steuerelement gekoppelten Abtastbereich zusammen wirkt.
  5. Joystick nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (10) eine Kombination aus wenigstens zwei unterschiedlichen Sensormitteln aufweist.
  6. Joystick nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzlagerung ein Drehlager aufweist, mittels dem der Steuerelement (6) um die Längsachse (LA) herum verdrehbar ist.
  7. Joystick nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenklagerung und das Drehlager durch ein Kugelgelenk (20) gebildet sind.
  8. Joystick nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass Rückstellmittel (26) vorgesehen sind, mittels denen das Steuerelement (6) nach einer Betätigung selbsttätig in eine Ausgangsdrehstellung rückstellbar ist.
  9. Joystick nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzlagerung ein Stelllager (24) für ein am Steuerelement (6) mitgeführtes und gegenüber diesem verstellbares Stellglied (22) aufweist.
  10. Joystick nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (22) durch ein entlang der Längsachse (LA) verlagerbares Element gebildet ist.
  11. Joystick nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an der Basis (8) wenigsten eine von mehreren Ausführungsformen der Zusatzlagerung anbringbar ist und die Sensoreinrichtung (10) baukastenartig erweiterbar ist.
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