DE2302913A1

DE2302913A1 - Fernsteuereinrichtung

Info

Publication number: DE2302913A1
Application number: DE19732302913
Authority: DE
Inventors: Daniel Charles Clark; Patrick Maurice Dark; Thomas George Mcgoldrick
Original assignee: Moog Inc
Current assignee: Moog Inc
Priority date: 1972-01-28
Filing date: 1973-01-22
Publication date: 1973-08-02
Also published as: GB1418652A; JPS5724608U; JPS4885984A; DE2302913C2; US3793636A

Description

DIPL-ING. A. GRÜNECKER DR.-ING. H. KINKELDEY DR.-ING. W. STOCKMAIR. Ae. E.

PATENTANWÄLTE

SCOJ MDNCHEN 22 MaximiliarstrofSe 43

Tetegramme Monopol München Tetex 05-28380

P 5687 - 3M/We

KOOG INC.

Proner Airport, East Aurora, County of Erie, State of New York, U.S.A.

Fernsteuereinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fernsteuereinrichtung zur im wesentlichen proportionalen Steuerung an einer Ansprechstelle, die mit einer entfernten Befehlsstelle drahtlos verbunden ist, sowie auf eine Servosteuereinrichtung, die eine drahtlose Fernsteuerung ermöglicht.

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Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue Fernsteuereinriehtung der genannten Art zu schaffen,.die bei relativ geringem Schaltungsaufwand zuverlässig und besonders gegenüber tibertragungsfehlern gesichert arbeitet.

Bei einer Fernsteuereinrichtung der genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst durch einen einen digitalen Kodierer und einen Stations-Eodierer aufweisenden Sender, durch einen einen Stations-Kode-Identifizierer und eine Datenverarbeitungseinrichtung, die einen Batendekodierer und einen Signaldämpfer umfaßt, aufweisenden Batenempf anger und durch eine auf die Datenverarbeitongseinrichtung ansprechende Betätigungseinrichtung.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird eine Servosteuereinrichtung geschaffen, die gekennzeichnet ist durch mehrere Ausgangsglieder zur Einstellung der Werte bestimmter; Variabler, durch zugeordnete und entfernt angeordnete Bateneingabeeinrichtungen zum Voreinstellen entsprechender gewünschter Werte dieser Variablen, durch einen Kommutator zum aufeinanderfolgenden Auslesen der Voreinstellungen der Dateneingabeeinrichtungen, durch einen Umformer zum Umformen, der voreingestellten analogen Werte in entsprechende digitale Steuerwerte, durch eine digitale Stations-Kode erzeugende Einrichtung, von denen jeder einer bestimmten der Bateneingabeeinrichtungen zugeordnet ist, durch einen Multiplexer zum aufeinanderfolgenden Zusammenfassen eines Jeden Stations-Kodes mit einem entsprechenden digitalen Wert zur Erzeugung entsprechender Steuersignale und zum seriellen Zusammenfassen der Steuersignale, durch einen

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Sender zur drahtlosen Übertragung der zusammengefaßten Steuersignale, durch einen auf die drahtlos empfangenen, zusammengefaßten Signale ansprechenden Kommutator, um diese auf getrennte Kanäle aufzuteilen, durch eine den Stations-Kode jedes Steuersignals identifizierende Schaltung, durch einen den digitalen Steuerwert jedes Steuersignals in analoge Form umwandelnden Umformer, durch eine jeden analogen Steuerwert an ein entsprechendes Ausgangsglied gebende Schaltung, um die entsprechende von diesem gesteuerte Variable einzustellen, und durch eine Sperrschaltung, mit der jeder analoger Steuerwert von seinem zugehörigen Ausgangsglied gesperrt wird, wenn die den dem zugehörigen digitalen Steuerwert zugeordneten Stations-Kode identifizierende Schaltung einen Fehler angibt.

Vorzugsweise wird die drahtlose Übertragung mit Hilfe einer mchrkanaligen Frequenzmodulation durchgeführt.

Die Erfindung wird an Hand in der Zeichnung näher dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. Λ ein Blockschaltbild eines Datensenders der Fernsteuereinrichtung, die mit analogen Steuersignalgebern zusammenarbeitet,

Fig. 2 ein einen vollständigen Zyklus des Übertragungssignals angebendes Impulsdiagramm für den in Fig. 1 gezeigten Datensender,

Fig. 3 ein Impulsdiagramm des die Stationsidentifizierung vornehmenden Teils des übertragenen Signals im Ver-

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hältnis zu einem Taktintervall, einschließlich Synchronisation und Paritätsprüfung, für den in 1 gezeigten Datensender,

Pig. 4- ein Impuls diagramm für die Steuerdaten im Verhältnis zu einem Taktintervall für den Datensender,

Pig. 5 die Signalform der Taktimpulse,

Pig. 6 die Signalform eines Stations-Kodes, der von dem in Pig. 1 dargestellten Stations-Kodegenerator erzeugt wird,

Pig. 7 die Signalform der Steuerdaten,

Pig. 8 die Signalform des Ausgangssignals des synchronen Hauptkommutators oder -multiplexers der Pemsteuereinrichtung,

Pig. 9 die Signalform des Ausgangssignals des in Pig. 1 dargestellten KRTZ-Umformers der Pig. 1,

Pig. 10 ein Blockschaltbild des Datenempfängers der erfindungsgemäßen Pernsteuereinrichtung, der die Daten vom in Pig. 1 dargestellten Datensender her empfängt, wobei mit diesem verbundene elektrohydraulische Servoventile dargestellt sind,

Pig.. 11 die Signalform des Ausgangssignals des in Pig. 10 dargestellten Punkempfängers, wobei Steuerdaten dargestellt sind,

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Pig. 12 die Signalform der im Empfänger benutzten phasenverriegelt en Taktsignale,

Fig. 13 äie Signalform der wiedergewonnenen digitalen Daten, die Steuerdatenbefehle als Ausgangs signal des RTZ-Ümformers der Fig. 10 darstellen,

Fig. 14 die Signalform eines Synchronisations-Steuersignals als Ausgangssignal des in Pig. 10 dargestellten Synchronisations-Detektors,

Pig. 15 die Signalform eines gespeicherten Steuersignals, das eines der Ausgangssignale des synchronen Kommutators oder Multiplexers der I¹Ig. 10 ist,

Pig. 16 parallele Verbindungen für die Steuerinformation, die an die Speicherschaltungen der Fig. 10 gegeben werden und weitere Ausgangssignale des synchronen Kommutators oder Multiplexers darstellen,

Pig. 17 den am Ausgang eines Kanals von einem der Digital-Analog-Wandler der Fig. 10 auftretenden Gleichströme ,

Pig. 18 eine Darstellung des Gleichstromes am Ausgang eines anderen Kanals eines anderen Digital-Analog-Wandlers der Fig. 10,

Fig. 19 eine Darstellung der Gleichstrom-Ausgangssignale über der Richtung und Größe der Steuerbewegungen,

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Fig. 20 eine weitere Signalform der phasenverriegelten iEaktsignale bzw. untergeordneten Taktsignale, wie sie in Fig. 10 auftreten,

Jig. 21 eine Signalxorm, die ein typisches Stations-Kodesignal zusammen mit einem Fehler in diesem ■ darstellt, wie es an den Stations-Ebdevergleicher der Fig. 10 als weiteres Ausgangssignal des synchronen Kommutators oder Multiplexers gegeben wird,

Fig. 22 eine weitere Signalform, die Spei eher Steuerimpulse zeigt, die von dem synchronen Kommutator oder Multiplexer stammen, '

Fig. 25 eine Signalform, die auf Q zurückgehende Impulse im Falle eines Fehlers zeigt, die ein Ausgangssignal des Stations-Kodevergleichers der Fig. ist,

Fig. 24- den Gleichstrom als Ausgangs signal des Kanals

(1) entsprechend dem in den Fig. 11, I3, 16 und 17 gezeigten Befehl 5»

Fig. 25 de^L Gleichstrom als Ausgangssignal des Kanals (2), das dem in den Fig. 11, I3, 16 und 18 gezeigten Befehl 6 entspricht und das die Wirkung des Rücksetzsignals der Fig. 23 auf den Strompegel zeigt, und

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Fig. 26 eine Darstellung paralleler Leitungen für die Steuerinformation, die die Wirkung des Rücksetzsignals der Fig. 23 auf Signale angibt, wie sie z.B. in Fig. 16 gezeigt sind.

Die dargestellte Fernsteuereinrichtung ermöglicht eine im wesentlichen proportionale Steuerung an einer Ansprechstelle, die drahtlos mit einer davon entfernten Befehlsstelle verbunden ist. Eine solche Fernsteuereinrichtung weist einen in Fig. 1 dargestellten Datensender, mit dem an verschiedenen Stellen innerhalb dieses Senders die in den Fig. 2 bis 9 dargestellten Signalformen herstellbar sind, und außerdem einen in Fig. 10 gezeigten Datenempfänger auf, mit dem die an verschiedenen Stellen innerhalb des Empfängers und in den Fig. 11 bis 18 und 20 bis 26 gezeigten Signalformen erzeugbar sind. Mit dieser Anordnung collen in jedem einer Reihe von Kanälen irgendeiner von verschiedenen in Fig. 19 gezeigten Strompegeln erzeugt werden, der im wesentlichen proportional dem Eingangsbefehl ist und zur Speisung eines Schaltmotors eines elektrohydraulisehen Servoventils benutzt wird, das die Flüssigkeitszufuhr zu einem hydraulischen Betätigungsglied steuert.

Der in Fig. 1 dargestellte Datensender 20 ist als FM-Sender ausgeführt, der von Einstellgliedern analoge und Steuerstellungen entsprechende Eingangssignale erhält. Dabei kann ein batteriebetriebener FM-Sender benutzt werden, der klein genug ist, um als herkömmliches Rucksack-Funkgerät benutzt zu werden. Die Einstellglieder können in beliebiger geeigneter Weise ausgebildet sein, wie z.B. von Hand betätigte Potentiometer, die einen schwenkbaren Steuerhebel oder aber einen

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drehbaren Steuerknopf haben, und können in jeder beliebigen Anzahl von 1 bis η vorgesehen sein, obwohl 8 dieser Steuerglieder zur Errichtung von 8 Kanälen bevorzugt werden. In Fig. 1 ist das Einstellglied für den Kanal 1 mit 21, das für den Kanal 2 mit 21' und das für den Kanal η mit 21" bezeichnet.

Der Datensender 20 weist einen synchronen Auswahlkommutator oder -multiplexer 22 auf, der über eine Leitung 36 mit einem Analog-Digital-Wandler 23 verbunden ist. Der letztere speist einen Hauptsynchron-Kommutator oder -multiplexer 24' über eine Leitung 38 sowie einen Stations-Ko de generator 25 und einen Paritäts-Generator 26, die mit dem Hauptmultiplexer 24 über Leitungen 39 und 41 verbunden sind. Ein Synchronisations-Kodegenerator 28 ist über eine Leitung 40 mit dem Hauptmultiplexer 24 verbunden. Ein Zeittaktgeber 29 mit einer Frequenz f, die 2kHz oder 2000 bit pro Sekunde sein kann, steuert- den Hauptmultipi exer 24 über eine Leitung 44. Außerdem speist er einen NETZ-wandler 30, der ein nicht auf Nullpotential zurückkehrendes Signal erzeugt, (Non-return to zero) über eine Leitung 45, wobei dieser Wandler 30 mit dem Hauptmultiplexer 24 über eine Leitung 46 verbunden ist. Der Wandler 30 speist einea Frequenz-Schiebemodulator y\ über eine Leitung 48, der wiederum über eine Leitung 49 die Signale eines Hochfrequenzoszillators 32 empfängt. Das Ausgangssignal des Modulators 31 gelangt an einen Punkverstärker 33 über eine Leitung 50, "der seinerseits über eine Leitung 51 eine Antenne 34- speist.

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Die Signalform für einen vollständigen Zyklus ist in Pig. 2 dargestellt, wobei ein digitales Wort 12 Befehle oder bit-Gruppen aufweist, von denen die ersten 4 der Stations-Identifizierung und die letzten 8 den Steuerdaten zugeteilt sind und damit die 8 Datenkanäle "bilden. Jedes Wort hat daher 96 bit mit etwa 20,8 Worten pro Sekunde. Jedes bit hat eine Dauer von etwa 1/2 Millisekunde und jede bit-Gruppe eine Dauer von etwa 4 Millisekunden.

Das Stations-Identifizierungssignal ist relativ zu einem Taktgeberintervall in I?ig. 3 dargestellt. Wie dort gezeigt, sind für jeden Identifizierungs-Befehl die ersten 2 bit der Synchronisation, das dritte bit der Paritätsprüfung und die übrigen 5 bit der Identifizierung zugeteilt, wobei die letzteren entsprechend eines binären Kodes vorgesehen sind. So sind im Befehl 1 die 5 Stations-Identifizierungs-bit mit 2°, 2¹, 2², 2^, 2^ und die gleichen bit für den Befehl 2 mit 2⁵, 2⁶, 2⁷, 2⁸, 2⁹ usw. für die Befehle 3 und 4 bezeichnet. Auf diese Weise werden 20 binärkodierte bit vorgesehen, mit denen mehr als 1 Million Stations-Kode-Identifizierungen möglich sind.

Die Steuerdatenform ist relativ zu einem Taktintervall in I"ig. 4 dargestellt. Wie dort gezeigt, sind für jeden Steuerdatenbefehl die ersten zwei bit der Synchronisation, das dritte bit der Paritätsprüfung, das vierte bit dem Vorzeichen und die übrigen 4 bit den Steuerdaten oder dem Ausgangsstrom zugeteilt, wobei der letztere mit 2^, 2 ,

1 O

2 und 2 für jedes dieser bit bezeichnet ist. Dieses ermöglicht die Angabe eines maximalen Strompegels von 15-

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.Wie zuvor angegeben, ist jedem Kanal ein Steuerdatenbefehl zugeteilt.

Die Steuerdatenbefehle für jeden Kanal (die Befehle 5 bis 12) weisen ein binäres digitales Signal auf, das ein analoges Signal in der Größenordnung von O bis 15 Inkrementen darstellt, neben dem das Vorzeichen öder die Polarität, die Synchronisation und die Paritätsprüfung angegeben wird. Der Paritätsteil ist ein 1- oder 0-Impuls, damit sich eine gerade Anzahl von bit ergibt. Das Vorzeichen oder die Polarität wird ebenfalls durch ein 1- oder O-Impuls für die Richtung der empfohlenen Bewegung dargestellt, wobei 4 binär bestimmte Impulse verbleiben, um die Größe des analogen Signals anzugeben. So kann z.B. ein Analogsignal von 5 Volt durch einen Impuls an der Stelle 2 , was 1 darstellt, und einen Impuls an der Stelle 2 , was 2 darstellt, angegeben werden, so daß die Summe dieser beiden Impulse 3 ergibt. Wird als weiteres Beispiel ein Analogsignal von 12 Volt befohlen, so erscheint ein Impuls an der Stelle 2 , was 4 bedeutet, und an der Stelle 2^, was 8 bedeutet, so daß sich als Summe wiederum 12 ergibt.

Die Zyklusgeschwindigkeit oder das Taktintervall des Zeittaktgebers 29 ist in Pig. 5 dargestellt. Diese Taktintervalle werden über Leitungen 44 und 45 gesendet.

Ein Teil eines bestimmten Stations-Kode ist in Pig. 6 dargestellt, wobei der Befehl 1 drei von fünf Impulsen für den Stations-Kode, zwei Impulse für die Synchronisation und einen Impuls für die Paritätsprüfung benutzt. Der Befehl 2 benutzt nur zwei von fünf Impulsen für den Stations-Kode, und zwei Impulse für die Synchronisation. Dieser Be-

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fehl benutzt keinen Impuls für die Paritätsprüfung, da er bereits eine gerade Anzahl von bit aufweist. Der Stations-Kode wird über eine Leitung 39 übertragen.

Typische Steuerdaten für zwei Befehle, die Befehle 5 und 6, sind in Fig. 7 dargestellt. Beim Befehl 5 wird angenommen, daß für den durch diesen Befehl gegebenen Kanal ein Steuersignal von O gegeben wird und damit auch ein Strom von O erzeugt wird. Da zwei Impulse für die Synchronisation erscheinen und diese eine gerade Anzahl angeben, gibt es keinen Paritätsimpuls. Beim Befehl 6 erscheinen für die letzten drei bit, die 2², 2 und 2° oder die Werte 4-, 2 und 1 oder die Summe 7 oder. 7/15 oder einen Steuerbefehl, der etwa 47 % des maximalen Gleichstroms erzeugt, darstellen, jeweils ein Impuls. Dieses Signal wird über die Leitung 38 übertragen.

Der synchrone Hauptkommutator 24 oder -multiplexer faßt den Stations-Kode, die digitalen Befehle sowie die für die Paritätsprüfung und die Synchronisation erforderlichen Signale zu einem zusammengefaßten Signal der in den Fig. 2, 3 und 4- gezeigten Form zusammen, wobei das Ausgangs signal in Fig. 8 gezeigt ist. Eine digitale "1" der Fig. 6 und 7 ist in Fig. 8 durch einen hohen Spannungspegel während des gesamten Taktintervalls dargestellt. In ähnlicher Weise wird eine digitale "O" durch einen Spannungspegel von 0 dargestellt. Fig. 8 zeigt daher hohe Spannungspegel während der ersten zwei Taktintervalle, die damit zweimal digitales 1-Signal angeben, das während der ersten zwei Taktintervalle des Datenbefehls 5 auftritt.

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Das Ausgangssignal des Hauptkomrnutators 24 auf der Leitung 46 wird mit dem Ausgangssignal des Taktgebers auf der Leitung 45 in dem NRTZ-Wandler 30 zusammengefaßt. Der Grund dafür ist einmal die Verminderung der Anzahl der Signalübergänge während der Übertragung der digitalen Information und zum anderen, daß die Signalübergänge innerhalb der Taktimpulse und nicht an· deren Anfang stattfinden. Das Ausgangssignal des HRTZ-Wandlers auf der Leitung 48 ist in I*ig. 9 dargestellt. Diese Signalform zeigt eine Zustandsänderung bzw. einen Signalübergang jeweils an der abfallenden Kante eines jeden Taktimpulses, wenn das Aus gangs signal des Hauptkommutators einen hohen Spannungspegei hat. Dieser Signalübergang stellt eine digitale 1 dar. Hat das Signal auf der Leitung 46 einen niedrigen Spannungspegel, so ergibt sich keine Änderung im Ausgangssignal des Wandlers 30. Eine digitale 1 wird daher durch eine Änderung des Signalzustande im Ausgangssignal des Wandlers 30 und eine digitale 0 durch keine Änderung des Signalzustandes während eines Taktgeberimpulses dargestellt. Das auf der Leitung 48 erscheinende und in Fig· 9 gezeigte Signal wird zur Speisung eines Frequenz-Schiebemodulators 31 und zur Änderung der Trägerfrequenz benutzt, um ein im Verstärker 33 verstärktes ΙΊί-Signal zu erzeugen, das über eine Antenne 34 abgestrahlt wird.

Der in Fig. 10 dargestellte Datenempfänger 60 ist als S¹M-Empfanger ausgebildet, der digitale Steuersignale empfängt und.diese in im wesentlichen proportionale Gleichstrompegel für jeden Kanal umformt. I¹Ur jeden Kanal werden diese Gleichströme zur Speisung der Spule eines Elektromotors eines proportionalen und die Hydraulikflüssigkeit steuernden elektro-

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hydraulischen. Servoventils 61 benutzt, das die an ein hydraulisches Betätigungsglied 62 gegebene Hydraulikflüssigkeit steuert, das eine durch die gestrichelte Linie 63 schematisch dargestellte Ausgangsbeweguig erzeugt. Ein elektrohydraulisches Servoventil ist für jeden Kanal, die mit 1, 2 ... η bezeichnet sind, vorgesehen und kann in jeder geeigneten Art ausgebildet sein, wie z.B. in der US-PS 3 023 782 beschrieben. In gleicher Weise kann auch das hydraulische Betätigungsglied 62 für jedes Servoventil in beliebiger geeigneter Weise ausgebildet sein, wie z.B. ein aus Kolben und Zylinder bestehender Stellmotor, wie er schematisch dargestellt und dem genannten Servoventil zugeordnet ist. Die Ausgangsbewegung 63 eines solchen Betätigungsglieds 62 kann eine Lineare oder Drehbewegung oder dergleichen in Abhängigkeit der besonderen Art des Betätigungsgliedes sein. Die betriebsmäßige Zuordnung zwischen dem Servoventil 61 und seinem zugeordneten Betätigungsglied 62 ist durch ein Paar von Hydraulikleitungen 64 und 65 dargestellt.

den Kanal 2 ist das Servoventil mit- 61 ·, das hydraulische Betätigungsglied mit 62', die Hydraulikleitungen mit 64· und 65' und die axiale Bewegung für diesen Kanal mit 63' bezeichnet. Pur den Kanal η ist das Servoventil mit 61", das hydraulische Betätigungsglied mit 62", die Hydraulikleitungen mit 64" und 65" und die axiale Bewegung für diesen Kanal mit 63" bezeichnet.

Der in Pig. 10 dargestellte Empfänger kann eine kleine und in geeigneter Weise befestigte Einheit sein, die von einem Pahrzeug oder einem mobilen elektrischen Speisesystem ge-

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speist ist.

Die mit Pfeilen versehenen und die verschiedenen Baugruppen 66 bis 79 verbindenden Linien geben den Signalfluß an. Ein Jhinkempfanger 68, der über eine Leitung 80 mit einer Antenne 66 verbunden ist, und ein Frequenz-Schiebedetektor 69»der über eine Leitung 81 mit diesen verbunden ist, bilden zusammen einen !Funkempfänger, dessen Ausgangssignal über eine Leitung 82 an einen RTZ-Wandler 70 gelangt, mit dem ein jeweils auf 0 zurückgehendes Signal erzeugbar ist.

Dieses Ausgangssignal gelangt außerdem über eine Zweigleitung 83 an einen phasenverriegelten Zeittaktgeber oder eine Untereinrichtung' 72, der- eine Taktfrequenz mit der Frequenz f von 2 kHz in dem hier betrachteten Beispiel erzeugt. Das laktsignal gelangt über eine Leitung 84 an den RTZ-Wandler 70, über eine Zweigleitung 85 an einen Synchronisationsdetektor 73 und über eine weitere Zweigleitung 86 an einen synchronen Kommutator oder Multiplexer 71.

Da& Ausgangssignal des RTZ-Wandlers 70 gelangt über eine Leitung 88 an den Kommutator oder Multiplexer 7I und- außerdem über eine Zweigleitung 89 an den Synchronisationsdetektor 73· Das Ausgangssignal dieses Detektors gelangt über eine Leitung 90 an den synchronen Kommutator oder Multiplexer 71 ·

Die Steuerinformation wird vom Kommutator oder Multiplexer 71 parallel in jeweils einen der Haltekreise 74-, 74-¹, 7^" über Leitungen 91 ν 91' und 91" gegeben. Ein Steuersignal für die Haltekreise kann vom gleichen Multiplexer über entsprechende Leitungen 92, 92', 92" an die Haltekreise 74, 74« und 74" gegeben werden.

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Jedes Signal vom Haltekreis 74- gelangt über eine Leitung 93 an einen zugeordneten Digital-Analog-Wandler und Stromverstärker 75- Das Ausgangssignal von diesem Wandler und Verstärker gelangt über eine Leitung 94- an zugeordnete Schaltungen 76, die den Strom auf O dämpfen können, und das Ausgangssignal von dieser Schaltung gelangt über eine Leitung 95 an die Spule eines zugeordneten elektrohydraulischen Servoventils 61. Die entsprechenden Signalleitungen für die Kanäle 2 und η sind mit 93', 94-', 95' und 93", 94", 95" jeweils bezeichnet. Die Digital-Analog-Wandler und Stromverstärker für die Kanäle 2 und η sind mit 75' und 75" jeweils bezeichnet. Die Schaltungen für die Stromdämpfung für die Kanäle 2 und η sind mit 76' und 76" jeweils bezeichnet.

Das Ausgangssignal des synchronen Kommutators oder Multiplexers 7"l gelangt über eine Leitung 96 an einen Paritätsprüfvergleicher 79 "und außerdem über eine Zweigleitung 98 an den Stations-Kodevergleicher 78· Jedes Ausgangssignal in lOrm eines auf O zurückgesetzten Signals auf der Leitung

99 vom Stations-Kodevergleicher 78 kann über eine Leitung

100 in den Haltekreis 74- "und außerdem über eine Leitung in die Stromdämpfungsschaltung 76 gegeben werden. Zweigleitungen, wie die Leitungen 100' und 100" von der Leitung können das gleiche Signal in die Haltekreise 74-' und 74·" für die anderen Kanäle geben. In gleicher Weise können Zweigleitungen, wie 101' und 101", von der Leitung 101 das gleiche Signal in die Stromdämpfungsschaltungen 76' und 76" für die anderen Kanäle geben.

Jedes Ausgangssignal vom Paritätsprüfvergleicher 79 in Form eines auf 0 zurückgesetzten Signals wird über eine Leitung

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102 an die Leitungen 100, 100', 100" und an die Leitungen 101, 101', 101" und anschließend in die Haltekreise 74, 7²I-¹ und 74-" "und die Stromdämpfungsschaltungen 76, 76' und 76" gegeben.

Fig. 11 zeigt die Signalform des Ausgangssignals des Frequenz-Schiebedetektors 69- Es ist das gleiche Signal wie das auf der Leitung 48 des Senders, das in Fig. 9 gezeigt ist.

Fig. 12 zeigt das,Taktsignal des phasenverriegelten Taktgebers 72 auf der Ausgangsleitung 84-, das die gleiche Signalform wie die des Zeitgebers 29 hat, das in Fig. 5 gezeigt ist und gleiche Frequenz hat.

Fig. 13 zeigt die Signalform der wiedergewonnenen digitalen Daten auf der Leitung 88, die an den synchronen Kommutator oder Multiplexer 71 mit der gleichen Signalform, wie die in Fig. 7 gezeigte gelangen.

Fig. 14 zeigt die Signalform auf der Ausgangsleitung 90 des Synchronisationsdetektors 73· Diese Signalform hat einen Impuls jeweils am Beginn eines jeden Befehls.

Fig. 15 zeigt die Signalform des Steuersignals für die Haltekreise auf jeder der Leitungen 92, 92' und 92". Dieses Steuersignal ist ein Impuls, der nahe des Endes jedes.Befehls erzeugt wird, einen· Zeitpunkt angibt und die Eingabe und Speicherung der über die Leitungen 91 -» 91' und 91" für die verschiedenen Kanäle ankommenden digitalen Information steuert.

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Die digitale Information wird über fünf parallele Signalleitungen für die Steuerdatenbefehle nacheinander gegeben. Dieses ist in Pig. 16 für die Befehle 5 uncL 6 gezeigt, die in den Pig. 11 und 13 dargestellt sind. Wie aus ELg. 16 zu erkennen ist, geben die vier obersten der fünf gezeigten Leitungen binärkodierte Steuerdaten für jeden Befehl nacheinander an, die im einzelnen mit 2 , 2 , 2 , 2? bezeichnet sind, während die fünfbe Leitung das Vorzeichen des jeweiligen Befehls angibt.

Die in Fig. 16 gezeigte Wirkung des Steuersignals für die Haltekreise für die fünfte Leitung bezieht sich auch auf die in Fig. 15 gezeigten Steuersignale. Auf diese Weise gibt die linke Hälfte der Pig. 16 den in den Pig. 11 und 13 gezeigten Befehl 5 und die rechte Hälfte der Pig. 16 den in den Pig. 11 und I3 gezeigten Befehl 6 an. Das heißt im einzelnen, daß der Befehl 5 als Steuerdatennull und damit keine Impulse auf den einzelnen Leitungen in der linken Hälfte der Pig.16 angibt, während in der rechten Hälfte die

2 1 O

Steuerdaten durch die Impulse 2,2 und 2 der Pig. 13 gegeben sind und durch entsprechende Impulse auf den zugeordneten Leitungen der Pig. 16 dargestellt sind. Die Steuerdaten für jeden der Befehle 5 bis 12, die im einzelnen die acht Kanäle darstellen, werden daher nacheinander längs der parallelen und in Pig. 16 gezeigten Leitungen zugeführt, solang ein in Pig. 14 gezeigter Synchronisationsimpuls und ein in Pig. 15 gezeigter Steuerimpuls für die Haltekreise für jeden der Steuerdatenbefehle erzeugt werden.

Die Digital-Analog-Wandler und Stromverstärker 75» 75' 75" für die verschiedenen Kanäle wandeln und verstärken

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die oewedJ-igen -und über Leitungen 95? 93' und 93" empfangenen Signale für jeden Kanal und geben diese über entsprechende Ausgangsleitungen 94-» 94-' und 94·" weiter. Das Gleichstromausgangssignal ist im wesentlichen proportional den binärkodierten Steuerdaten. Dieses ist in Fig. 17 für den Kanal 1 gezeigt, bei dem das Gleichstromausgangssignal für den Befehl 5 gleich KuIl ist. Für den Befehl 6, der dem Kanal 2 entspricht, ist das Gleichstromausgangssignal etwa 4-7 % des maximalen Wertes _γ wie es in Fig. 18 gezeigt ist.

Fig. 19 zeigt die Bewegung in Vorwärtsrichtung eines jeden der in Fig. 1 gezeigten Einstellglieder 21, 21', 21", die -sich nach rechts über eine vertikale Ordinate erstreckt und in 15 Schritte unterteilt ist. Die Bewegung dieser Einstellglieder in der entgegengesetzten Richtung ist nach links über diese Ordinate aufgetragen und ebenfalls in 15 Schritte unterteilt. In Fig. 19 ist der Spulenstrom für die Servoventile längs der vertikalen Ordinate aufgetragen, der über der horizontalen Ordinate eine positive und unterhalb dieser Ordinate eine negative Polarität aufweist.

Wird angenommen, daß die Stromdämpf ungs schaltungen 76, 76' und 76" in diesem Augenblick nicht wirksam sind, so werden die Gleichstromaus gang s signale auf den Leitungen 94-, 94-' und 94-" über Leitungen 95 ν 95* und 95" an die zugeordneten Spulen der elektrohydraulisehen Servoventile 61, 61' und 61" als elektrische Steuerbefehle für diese gegeben. Die Anordnung gibt daher außer Null 30 Strompegel ab, die 30 Bewegtmgsgeschwindigkeiten entsprechen. ~

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Die Wirkung eines erfaßten Kodefehlers ist in den Fig. 20 bis 26 dargestellt.

In Pig. 20 ist erneut das Taktsignal des phasenverriegelten Taktgebers wie in Pig. 12 dargestellt.

Pig. 21 seigt einen typischen Stations-Eode auf der Leitung 98, wie er für die in Pig. 6 gezeigten Befehle 1 und 2 angegeben ist, mit der Ausnahme, daß in Pig. 21 im Befehl 2 ein Kodefehler auftritt. Die Wirkung dieses Kodefehlers soll nun verfolgt werden.

Pig. 22 zeigt das Steuersignal für die Haltekreise, das nahe dem Eude eines jeden Befehls 1 und 2 erzeugt wird und ein ähnlich dem in Pig. 15 gezeigtes Impulssignal ist.

Pig. 23 zeigt das auf ITuIl zurückgesetzte Signal auf der Ausgangsleitung 99 des Stations-Kodevergleichers 78. Wenn dieser Vergleicher den Befehl 1 vergleicht, so erzeugt er keinen auf Null zurückgehenden Impuls, wie dieses in der linken Hälfte der Pig. 22 für den Befehl 1 dargestellt ist, erzeugt jedoch einen Impuls, wenn er einen Kodefehler entdeckt. Ein solcher Impuls ist der auf Null zurückgehende Impuls, der in Pig. 23 für den Befehl 2 dargestellt ist. Dieser Impuls wird über die Leitungen 100, 100¹, 100" in die Haltekreise 74, 74' und 74" und über die Leitungen 101, 101', 101" in die Stromdampfungsschaltungen 76, 76', 76" gegeben.

Pig. 24 zeigt das GIeichstromausgangssignal für den Kanal 1 auf der Leitung 94 oder 95» dessen Strompegel gleich Null ist.

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S¹Ig. 25 zeigt das Gleichstromausgangssignal für den Kanal 2 auf der Leitung 9^', das zuvor in Fig. 18 mit einem Pegel von etwa 4-7 % des maximalen Pegels dargestellt wurde, bis der in Fig. 22 gezeigte und auf Null zurückgehende Impuls wirksam wird, um den auf der Leitung °A auftretenden Strom mit Hilfe der Schaltung 76' über einen kurzen Zeitraum auf Hull zu dämpfen, um damit ein Steuersignal für das Servoventil 61' auf der Leitung 95* zu beseitigen.

Fig.· 26 zeigt die Wirkung des auf Hull zurückgehenden Signals auf die angenommene Steuerinformation, ingenommen,

O 1

es sind auf den in Fig. 26 dargestellten Leitungen 2 , 2

und 2 Impulse vorhanden, die Steuerdaten angeben, so bewirkt der in Fig. 22 gezeigte auf KuIl zurückgehende Impuls die Beendigung dieser Impulse zu dem Zeitpunkt, zu dem der auf Null zurückgehende Impuls auftritt.

Obwohl die Wirkungsweise eines auf Null zurückgehenden Signals auf der Leitung 99 des Stations-Kodevergleichers 78 gezeigt und beschrieben wurde, tritt eine gleiche Wirkung immer dann auf, wenn der Paritätsprüfvergleicher 79 auf der Leitung 102 einen auf Null zurückgehenden Impuls erzeugt.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird klar, daß eine irgendeines der Einstellglieder 21, 21', 21" betätigende Bedienungsperson ein analoges Stellungsgebersteuersignal für jeden Kanal erzeugt, das zyklisch etwa 20 mal pro Sekunde ausgelesen, in ein digitales Signal umgewandelt und mit einer Stations-Identifizierung und einem Paritätsprüfungssignal kodiert wird, von der jeweiligen Befehlsstelle über eine FM-Funkverbindung an eine entfernte Ansprechstelle übertragen wird, an der das Funksignal zeitlich bemessen,

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synchronisiert, auf die Stations-Identifizierung und Parität geprüft, aus der digitalen in eine analoge Form umgewandelt und von Schaltungen überwacht wird, die entweder einen Kanal offenhalten oder, im Falle eines erfaßten Fehlers in der Stations-Identifizierung oder der Parität, einen Strom in dem jeweiligen Kanal auf Null herabsetzen, um damit schließlich im wesentlichen proportionale Gleichstrompegel zu erzeugen, die als Befehle für elektrohydraulische Servoventile benutzt werden. Diese steuern Betätigungsglieder, die damit an entfernten Orten proportional auf die an der Sendestelle eingegebenen Steuerbefehle ansprechen. Die Fernsteuereinrichtung ermöglicht damit eine drahtlose Datenübertragung, die gegen ungewollte Interferenzen zwischen den Steuerbefehlen und dem Ansprechen auf die Steuerbefehle gesichert ist.

Die verschiedenen elektrischen und elektronischen Bauteile, die zuvor angegeben und beschrieben wurden, gehören zum Stand der Technik und erfordern daher keine weitere Beschreibung.

Obwohl eine FM-Funkübertragung bevorzugt wird, können selbstverständlich auch andere geeignete Datensender und Datenempfänger benutzt werden, wie z.B. andere Funk-, Licht- oder akustische Wellen.

{typische Anwendungen, bei denen eine sichere drahtlose Steuerung erforderlich ist, können Wartungsfahrzeuge, Starkstromleitungen herstellende und reparierende Fahrzeuge, eine Gerätebetätigung in gefährlichen Umweltbedingungen, industrielle Fahrzeuge, Aufzüge, Förderanlagen und ähnliches, beladende und entladende Fahrzeuge, automatisch Materialien handhabende Geräte, Kräne für das Ent- und Beladen von Schiffen und mobile Geräte sein, die mit verringertem Bedienungspersonal arbeiten.

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Claims

Patentansprüche

(1·) Fernsteuereinrichtung zur im wesentlichen proportionalen ^""^ Steuerung an einer Ansprechstelle, die mit einer entfernten Befehlsstelle drahtlos verbunden ist, gekennzeichnet durch einen einen digitalen Kodierer und einen Stations-Kodierer aufweisenden Sender, durch einen einen Stations-Kodeidentifizierer und eine Datenverarbeitungseinrichtung, die einen Datendekodierer und einen Signaldämpfer umfaßt, aufweisenden Datenempfänger und durch eine auf die Datenverarbeitungseinrichtung ansprechende Betätigungseinrichtung.
2. Fernsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Datensender aufeinanderfolgend einen Stations-Kode mit digital kodierten Daten durchsetzt und daß er zusätzlich einen Taktgeber für die zeitliche Steuerung des Sendens aufweist.
J. Fernsteuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die digital kodierten Daten Serienbit aufweisen.
4-. Fernst euer einrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e kennz eichnet , daß der Datenempfänger einen freilaufenden Taktgeber aufweist, der mit dem Taktgeber des Senders synchronisiert ist.

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5. Fernst euer einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der digitale Kodierer Daten für mindestens zwei individuelle Punktionen erzeugt.
6. Fernsteuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz eich· net , daß der Datensender ein Funksender und der Datenempfänger ein Funkempfänger ist.
7. Fernsteuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Funksignal binär moduliert ist.
8. Fernsteuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der digitale Kodierer einen Analog-Digital-Wandler aufweist.
9· Servosteuereinrichtung, gekennzeichnet durch mehrere Ausgangsglieder zur Einstellung der Werte bestimmter Variabler, durch zugeordnete und entfernt angeordnete Dateneingabeeinrichtungen zum Voreinstellen entsprechender gewünschter Werte dieser Variablen, durch einen Kommutator zum aufeinanderfolgenden Auslesen der Voreinstellungen der Däteneingabeeinrichtungen, durch einen Umformer zum Umformen der voreingestellten analogen Werte in entsprechende digitale Steuerwerte, durch eine digitale Stations-Kode erzeugende Einrichtung, von denen jeder einer bestimmten der Dateneingabeeinrichtun-

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gen zugeordnet ist, durch einen Multiplexer zum aufeinanderfolgenden Zusammenfassen eines jeden Stations-Kodes mit einem entsprechenden digitalen Wert zur Erzeugung entsprechender Steuersignale und zum seriellen Zusammenfassen der Steuersignale, durch einen Sender zur drahtlosen Übertragung der zusammengefaßten Steuersignale, durch einen auf die drahtlos empfangenen, zusammengefaßten Signale ansprechenden Kommutator, um diese auf getrennte Kanäle aufzuteilen, durch eine den Stations-Kode jedes Steuersignals identifizierende Schaltung, durch einen den digitalen Steuerwert jedes Steuersignals in analoge Form umwandelnden Umformer, durch eine jeden analogen Steuerwex-t an ein entsprechendes Ausgangsglied gebende Schaltung, um die entsprechende von diesem gesteuerte Variable einzustellen, und durch eine Sperrschaltung, mit der jeder analoger Steuerwert von seinem zugehörigen Ausgangsglied gesperrt wird, wenn die den dem zugehörigen digitalen Steuerwert zugeordneten Stations-Kode identifizierende Schaltung einen Fehler angibt.
10'.' Servo st euer einrichtung nach Anspruch 9₅ gekennzeichnet durch eine Pari täts schal tung zum Hinzufügen einer erforderlichen Paritätsziffer zu jedem Steuersignal, um die Anzahl der Ziffern auf eine vorbestimmte Größe zu bringen, und durch eine Paritätsprüfschal tung zum Prüfen der Parität jedes empfangenen Steuersignals und zur· Einschaltung der Sperrschaltung für jeden analogen Steuerwert, wenn die Paritätsprüfung für das zugehörige digitale Steuersignal einen Fehler angibt.

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11. Servosteuereinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, g e . 3έ e η η ζ eichnet durch eine auf die zusammengefaßten Steuersignale ansprechende NRTZ-Schaltung, bevor diese drahtlos übertragen werden, um die Steuersignale in eine Form umzuwandeln, in der ein digitaler Wert des einen Pegels in den Steuersignalen durch eine Pegeländerung dargestellt ist, während der digitale Wert des anderen Pegels in den Steuersignalen durch das Auftreten keiner Pegeländerung dargestellt ist, und durch eine ETZ-Schaltung, die auf die drahtlos empfangenen Signale anspricht, um diese Signale zurück in ihre ursprüngliche Signalform umzuwandeln.
12. Servosteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 9 11, gekennzeichnet durch einen auf die zusammengefaßten Steuersignale ansprechenden Frequenzmodulator zu deren drahtloser Übertragung als frequenzmodulierte Signale.

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