DE3633051A1 - Kartengeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kartengerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1

Aus der DE-OS 26 46 534 ist ein Kartengerät bekannt, bei dem zur Anzeige eines Standortes eine Markierung über die plan ausgebreitete Karte bewegt wird. Die Markierung ist vom Schnittpunkt zweier kreuzender Drähte gebildet, die zwischen Gewindemuttern gespannt sind, die ihrerseits durch an gegenüberliegenden Rändern des Kartengehäuses gelagerte Gewindestangen längsverschieblich sind. Die Dre­ hung der Gewindestangen erfolgt mittels Schrittmotoren, die mit Impulsen angesteuert werden. Wie man sich diese Ansteuerung mit Impulsen vorzustellen hat, ist nicht näher ausgeführt. Ungünstig ist an dem bekannten Kartengerät die Einstellung der Markierung über Gewindestangen, die nur relativ langsame Einstellbewegungen zulassen. Die Aus­ bildung der Markierung durch zwei einander kreuzende Drähte erfordert vier Gewindestangen mit 4 Schrittmotoren, wodurch der Bauaufwand relativ groß wird.

Ein weiteres Kartengerät, nämlich ein Leuchtglobus, ist aus der DE-AS 23 37 640 bekannt. Dieser Leuchtglobus besitzt in seinem Innern einen Punktstrahler zur Erzeugung eines Lichtflecks auf der Globuswand. Der Punktstrahler ist durch eine von außerhalb des Globus betätigbare Me­ chanik um eine Achse in der Aquatorialebene schwenkbar. Durch Einstellung der Schwenklage des Punktstrahlers und Verdrehen des Globus kann der Lichtfleck an einen ge­ wünschten geographischen Ort gebracht werden, wobei Skalen­ ringe erlauben, ausgehend von den bekannten Breiten- und Längenkoordinaten eines geographischen Ortes den Lichtfleck auf den entsprechenden Ort am Globus zu bringen. Der Nutz­ effekt eines solchen Ortsanzeigers ist jedoch gering, weil das Verschwenken des Punktstrahlers und Verdrehen des Glo­ bus mit Hilfe der Skalenringe aufgrund der aus einer Ta­ belle herausgelesenen Koordinatenwerte eines gesuchten Ortes kaum schneller geht als das direkte Aufsuchen des Ortes auf der Globusoberfläche mittels dieser Koordinaten­ werte. Die Einstellmechanik des Punktstrahlers verwendet einen Schnurtrieb mit einer etwas komplizierten Schnurfüh­ rung, um Schlupf bei der Bewegungsübertragung zu verhin­ dern. Nichtsdestotrotz ist Schlupf unvermeidlich und von Zeit zu Zeit ist eine Neujustierung des Skalenrings erfor­ derlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kar­ tengerät zu schaffen, mit dessen Hilfe ein gewünschter geographischer Ort schnell und zuverlässig gefunden werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Karten­ gerät gelöst, wie es durch den Anspruch 1 gekennzeichnet ist. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprü­ chen beschrieben.

Das Kartengerät nach der Erfindung besitzt einen Microcomputer, in den die Ortsparameter einer Vielzahl geographischer Orte eingespeichert sind. Solche geographi­ schen Orte sind bei einer Straßenkarte beispielsweise Stra­ ßennamen, Sehenswürdigkeiten, Theater, Kinos oder dgl. und bei einem Globus Städte, Seen, Flüsse, Gebirge oder dgl. Die Eingabe des gesuchten geographischen Ortes in den Microcomputer erfolgt zweckmäßig durch Eintippen des Namens des betreffenden geographischen Ortes auf einer Eingabetastatur. Durch entsprechende Programmierung kann dabei erreicht werden, daß nur so viele Buchstaben des jeweiligen geographischen Namens eingetippt werden müssen, wie zur eindeutigen Identifizierung notwendig sind. Ebenso kann erreicht werden, daß man bei fehlerhafter Eingabe einzelner Buchstaben die restlichen richtigen Buchstaben, soweit sie zur eindeutigen Identifizierung ausreichen, als Eingabe genügen läßt. Solche Programme liegen wie der Aufbau des Microcomputers im Rahmen des üblichen und brau­ chen hier nicht näher erläutert zu werden.

Auf eine Eingabe hin steuert der Microcomputer Schrittmotoren eines Antriebs- und Steuermechanismus' mit Impulsen entsprechend den der Eingabe zugehörigen einge­ speicherten Ortsparametern an, um einen Ortsanzeiger wie beispielsweise einen Lichtfleck an den gewünschten geogra­ phischen Ort hinzuführen.

Es bestünde die Möglichkeit, vor jeder neuen Eingabe den Ortsanzeiger auf einen Ausgangs-, Bezugs- oder Null­ punkt zurückzuführen, um ausgehend hiervon den geographi­ schen Ort entsprechend der neuen Eingabe anzufahren. Ele­ ganter und schneller ist jedoch eine Lösung mit einer dem Microcomputer zugeordneten Rechnereinheit zur Berücksichti­ gung der Ortsparameter des Ausgangsorts des Ortsanzeigers bei der Neuaktivierung des Antriebs- und Steuermechanis­ mus'. D.h. mit anderen Worten, die Ortsparameter des Aus­ gangsorts des Ortsanzeigers werden von den Ortsparametern des neu eingegebenen geographischen Orts abgezogen, um die Schrittmotoren mit einer entsprechend verminderten oder vergrößerten Impulszahl zu beaufschlagen.

Erfolgt innerhalb des Antriebs- und Steuermechanis­ mus' die Bewegungsübertragung von den Schrittmotoren auf den Ortsanzeiger nicht mittels formschlüssig ineinander­ greifernder Kraftübertragungsglieder, sondern mittels wegen ihres geringeren Bauaufwands bevorzugter, schlupfunter­ worfener Kraftübertragungsglieder wie Schnurtrieben, Reib­ rädern und dgl., so werden sich nach einer gewissen Anzahl von Bewegungsabläufen unvermeidlich Abweichungen zwischen dem Soll- und dem Ist-Standort des Ortsanzeigers einstel­ len. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist deshalb dem Kartengerät eine Korrektureinrichtung in Form zumindest eines festen Bezugspunktes auf der Karte zur Standortbestimmung- oder -überprüfung des Ortsanzei­ gers zugeordnet. Ein solcher Bezugspunkt kann beispiels­ weise der erwähnte Ausgangs- oder Nullpunkt des Ortsan­ zeigers sein, zu dem der Ortsanzeiger bei Ausschalten oder Neueinschalten des Geräts selbsttätig zurückkehrt. Ein oder mehrere Bezugspunkte können aber auch im Bewegungsbe­ reich von Trägern des Ortsanzeigers an der Karte derart verteilt sein, daß bei normaler Benutzung des Geräts ge­ legentlich einer oder mehrere der Bezugspunkte erreicht werden.

Die Bezugspunkte sind beispielsweise elektrische oder optische Kontaktgeber, denen im Microcomputer fest eingespeicherte Ortsparameter zugeordnet sind. Bei Errei­ chen eines Bezugspunkts wird in der Rechnereinheit nach Vergleich dieser fest eingespeicherten Ortsparameter mit den zu diesem Zeitpunkt errechneten Ortsparametern des Ortsanzeigers die erforderliche Korrektur-Impulszahl er­ rechnet, mit der dann die Schrittmotoren beaufschlagt wer­ den.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfol­ gend anhand beigefügter Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein Kartengerät mit einer auf der Deckseite eines Gehäuserahmens plan ausgespannten Karte in Drauf­ sicht;

Fig. 2 und 3 eine Detailansicht des oberen Horizontal­ schlittens des Kartengeräts von Fig. 1 in Drauf­ sicht bzw. im Querschnitt;

Fig. 4 und 5 eine Detailansicht des unteren Horizontal­ schlittens des Kartengeräts von Fig. 1 in Drauf­ sicht bzw. im Querschnitt;

Fig. 6 und 7 eine Detailansicht des Vertikalschlittens des Kartengeräts von Fig. 1 in Draufsicht und in Seitenansicht;

Fig. 8 ein Steuerungsschema für das Kartengerät von Fig. 1; und

Fig. 9 und 10 in um 90° zueinander gedrehten Seitenansich­ ten einen Antriebs- und Steuermechanismus zur Mon­ tage in einen Globus.

Das Kartengerät gemäß Fig. 1 besitzt einen recht­ eckigen Gehäuserahmen 1, auf dessen (in der Zeichnung abge­ nommener) durchsichtiger Deckseite eine Karte plan ausge­ breitet ist. Das Kartengerät wird vorzugsweise hochkant aufgestellt, beispielsweise an einer Wand aufgehängt.

Im Gehäuserahmen 1 sind eine obere und eine untere horizontale Laufschiene 5 angeordnet, auf denen ein oberer Horizontalschlitten 13 und ein unterer Horizontalschlitten 14, die durch Laufschienen 5 miteinander verbunden sind mittels leichtgängig gelagerter Laufrollen 6 horizontal verschiebbar gelagert sind. Indem am oberen Horizontal­ schlitten 13 eine Laufrolle 6 und am unteren Horizontal­ schlitten 14 zwei Laufrollen 6 gelagert sind, ist eine stabile Dreipunktauflage erzielt. Der obere und der untere Horizontalschlitten 13 und 14 sind über Befestigungspunkte 19 und Zugfedern 12 an Schnurtriebe angehängt, die neben den Schnüren 11 an der rechten Seite des Gehäuserahmens 1 eine vertikale Antriebswelle 7 und auf der linken Seite des Gehäuserahmens Umlenkrollen 4 aufweisen. Die Schnüre 11 sind in mehreren Windungen um die Antriebswelle 7 ge­ wickelt, um im wesentlichen schlupffreie Kraftübertragung von der Antriebswelle 7 auf die Schnüre 11 zu erhalten. Zum selben Zweck einer im wesentlichen schlupffreien Kraft­ übertragung werden als Schnüre 11 geflochtene Kunststoff­ schnüre z.B. aus Polyamid benutzt und sind die Laufgebiete 10, auf denen die Windungen bei der Horizontalverschiebung der Schlitten 13 und 14 wandern, aufgerauht. Die Antriebs­ welle 7, die leichtgängig in Kugellagern 8 gelagert ist, wird über eine Kupplung 9 durch einen ersten Schrittmotor 2 angetrieben.

Auf den den oberen und den unteren Horizontalschlit­ ten 13 und 14 verbindenden Laufschienen 5 läuft ein Verti­ kalschlitten 15, der ebenfalls durch einen Schnurtrieb angetrieben wird. Dieser Schnurtrieb umfaßt neben den Schnüren 11, die wiederum über Zugfedern 12 an Befesti­ gungspunkten 19 des Vertikalschlittens 15 angreifen, am oberen Horizontalschlitten 13 eine Umlenkrolle 4 und am unteren Horizontalschlitten 14 ein Antriebsrad 20, das auf der Abtriebswelle eines zweiten Schrittmotors 3 sitzt.

Der Vertikalschlitten 15 besitzt zwischen zwei Gleithülsen 22, die auf den vertikalen Laufschienen 5 ver­ schieblich sind, ein Lampengehäuse 24 mit einer Pfeilblende 23 auf seiner Oberseite. In dem Lampengehäuse 24 ist eine Lampe montiert, die über ein Spiralkabel 17 und eine Kabel­ halterung 18 an eine externe Stromversorgung angeschlossen ist.

Sensoren bzw. Mocroschalter 16, die einerseits am Bewegungsende der Horizontalschlitten 13 und 14 am Gehäu­ serahmen 1 und andererseits am Bewegungsende des Vertikal­ schlittens 15 am unteren Horizontalschlitten 14 angeordnet sind, wirken mit Fahnen 25 am Horizontal- bzw. Vertikal­ schlitten zusammen, um Koordinatennullpunkte festzulegen.

Der am unteren Horizontalschlitten 14 montierte zweite Schrittmotor 3 und der Microschalter 16 sind durch ein Spiralkabel 21 und eine Kabelhalterung 18 an den (in Fig. 1 nicht dargestellten) Computer angeschlossen. Ebenso ist der erste Schrittmotor 2 an den Computer angeschlossen.

Das Schaltschema des beschriebenen Kartengeräts ist in Fig. 8 dargestellt. Demnach ist der Computer 26 mit Speicher- und Rechnereinheit einerseits mit der Einga­ betastatur 27 und andererseits mit den Schrittmotoren 2 und 3 sowie den Sensoren 16 verbunden. Wie in Fig. 8 dar­ gestellt, ist ein weiterer Sensor 28 vorgesehen, der z.B. in einer Mittelposition des Horizontalschlittens 13 und 14 angeordnet sein kann. Ein an den Computer 26 angeschlos­ sener Lautsprecher 29 gibt beispielsweise eine akustische Anzeige für Tastendruck, Löschung, Nichtauffinden des Be­ griffes.

Die Funktion des beschriebenen Kartengeräts ist wie folgt:

• - nach dem Einschalten des Geräts fahren die Schlitten 13, 14 und 15 auf Nul/Null-Position durch Abtasten der Sensoren 16;
• - Eingabe des geographischen Begriffs in die Eingabe­ tastatur;
• - Heraussuchen der gespeicherten Ortskoordinaten des eingegebenen geographischen Begriffs im Computer;
• - Berechnung der Art und Anzahl von Impulsen an die Schrittmotoren 2 und 3;
• - Ansteuern der Schrittmotoren 2 und 3.

Schlupfkorrektur:
passiert der Teil des Antriebs- und Steuermechanismus, welcher schlupfgefährdet ist, eine bestimmte Mittelpositi­ on, so spricht der Sensor 28 an. Dies wird vom Computer registriert, wobei eine evtl. Abweichung der zu diesem Zeitpunkt vom Rechner festgestellten Ortskoordinaten von dieser Mittelposition zur Bildung eines Korrekturwerts führt, der dem betreffenden Schrittmotor zugeleitet wird.

Eine mögliche Konstruktion eines Antriebs- und Steuer­ machanismus' zur Anordnung im Innern eines Globus ist in den Fig. 9 und 10 dargestellt. Der Mechanismus ist auf einem beliebigen Globusdurchmesser drehbar um Befestigungs­ stücke 30 gelagert, die an die Innenwand des (nicht darge­ stellten) Globus festgeklebt sind. Die Anklebeorte sind zweckmäßig so gewählt, daß möglichst keine im Computer eingespeicherten geographischen Orte bedeckt werden.

Einer von zwei Schrittmotoren 31 ist für die Drehung des Mechanismus' um die Befestigungsstücke 30 verantwort­ lich. Dazu treibt der Schrittmotor 31 über eine Kreuzge­ lenkkupplung 32 und zwei mit Zahnrädern 33 verbundene Wel­ len 34 ein leichtgängig gelagertes, gummiertes Antriebsrad 35 an. Um stets einen guten Kontakt des Antriebsrads 35 mit der Innenwand des Globus zu gewährleisten, ist die ganze Anordnung auf einer durch ein Scharnier 36 mit dem Träger 37 verbundenen seitlichen Platte 38 montiert und durch ein elastisches Zugband 39 gegen die Globusinnenwand gedrückt. Somit wird durch die Bewegung des Antriebsrades 35 der gesamte Mechanismus im Innern des Globus gedreht. Um der Ungleichverteilung des Gewichts entgegenzuwirken, ist auf der gegenüberliegenden Seite ein Gegengewicht 40 angebracht.

Ein zweiter Schrittmotor 41 übernimmt die Drehung eines Punktstrahlers 42 um eine Achse 43, die im wesentli­ chen senkrecht zu der durch die Befestigungsstücke 30 fest­ gelegte ersten Drehachse verläuft. Der Punktstrahler 42 ist auf einer länglichen Stange 44 befestigt, die zusammen mit einem Antriebsrad 45 auf der drehbaren Achse 43 mon­ tiert ist. Um diese Anordnung von Antriebsrad, Stange und Punktstrahler in Drehung zu versetzen, ist der Schrittmo­ tor 41 über eine Kreuzgelenkkupplung 46 mit einer Welle 47 verbunden, die ihrerseits über ein aus Kegelzahnrädern 48 bestehendes Winkelgetriebe eine im Träger 37 gelagerte Antriebswelle 49 antreibt. Die Verbindung zwischen der Antriebswelle 49 und dem Antriebsrad 45 erfolgt über eine Schnur 50, die, da der Punktstrahler 42 maximal eine 180°- Schwenkbewegung durchführen muß, einerseits punktförmig am Antriebsrad 45 und andererseits mit ihren beiden Enden an der Antriebswelle 49 festgelegt sein kann. Die Bewe­ gungsübertragung erfolgt dadurch im wesentlichen schlupf­ frei.

Durch Impulsansteuerung der Schrittmotoren 31 und 41 kann der Punktstrahler 42 an jedem gewünschten Ort des Globus einen Lichtfleck erzeugen. Die Impulsansteuerung erfolgt in gleicher Weise wie zuvor in Verbindung mit dem Kartengerät nach Fig. 1 bis 8 beschrieben. Bei der Einspei­ cherung der geographischen Orte in den Computer ist selbst­ verständlich der gewählte Anbringungsort der Befestigungs­ stücke 30 zu berücksichtigen. Indem an der Globusinnenwand Sensoren angebracht werden, deren Ortsparameter im Compu­ ter fest eingespeichert sind, kann im Betrieb ständig eine Standortbestimmung einschließlich einer Schlupfkor­ rektur erfolgen.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurden die Dreh- und Schwenkbewegungen von dem Antriebs- und Steuermechanismus selbst durchgeführt. Der Vorteil ist, daß dabei der Globus von außen wie üblich beispielsweise um eine Nord-Süd-Achse gedreht werden kann, und zwar ohne Beeinflussung des Antriebs- und Steuermechanismus'. Eine Drehung des Globus ist dabei selbstverständlich nur so weit möglich, wie es durch die Stromzuführung für die Schritt­ motoren und den Punktstrahler zugelassen wird, welche Stromzuführung über das Globuslager am Südpol erfolgt.

Mit dem beschriebenen Antriebs- und Steuermechanis­ mus ist eine zweite Ausführungsform realisierbar, wenn der Träger 37 stationär in der Nord-Süd-Achse des Globus angeordnet wird. In diesem Fall wird durch das Antriebsrad 35 nicht der Antriebs- und Steuermechanismus selbst, son­ dern der Globus gedreht. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist eine leichtere Stromzuführung zu den Schrittmotoren und dem Punktstrahler.

Claims (12)

1. Kartengerät mit Ortsanzeiger und mit einem An­ triebs- und Steuermechanismus mit Eingabeteil zum Hinfüh­ ren des Ortsanzeigers an den einer Eingabe entsprechenden geographischen Ort, gekennzeichnet durch einen Microcomputer (26) mit fest eingespeicherten Orts­ parametern einer Vielzahl geographischer Orte und durch ein Eingabeteil (27) des Microcomputers zum Aktivieren des Antriebs- und Steuermechanismus', entsprechend den fest eingespeicherten Ortsparametern des jeweils eingegebenen geographischen Ortes.

2. Kartengerät nach Anspruch 1, gekenn­ zeichnet durch eine Eingabetastatur (27) zum Ein­ tippen des Namens des gewünschten geographischen Ortes.

3. Kartengerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Microcomputer (26) eine Rechnereinheit besitzt zur Berücksichtigung der Orts­ parameter des Ausgangsortes des Ortsanzeigers bei der Neu­ aktivierung des Antriebs- und Steuermechanismus'.

4. Kartengerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch zumindest einen festen Bezugspunkt (Sensor 16) auf der Karte zur Standortbestim­ mung des Ortsanzeigers.

5. Kartengerät nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Bezugspunkt (Sensor 16) eine Null­ lage des Ortsanzeigers bestimmt, in die der Ortsanzeiger bei Ausschalten oder bei Neueinschalten des Geräts selbst­ tätig zurückkehrt.

6. Kartengerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Bezugs­ punkte (Sensor 29) im Bewegungsbereich von Trägern (13, 14, 15, 37) des Ortsanzeigers an der Karte derart verteilt sind, daß bei normaler Benutzung des Geräts gelegentlich einer oder mehrere der Bezugspunkte erreicht werden.

7. Kartengerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Bezugspunkte Kontaktgeber (Sensoren 16, 29) angeordnet sind.

8. Kartengerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebs­ und Steuermechanismus in an sich bekannter Weise Schritt­ motoren (2, 3; 31, 41) aufweist, die vom Microcomputer im­ pulsgesteuert sind.

9. Kartengerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einer auf der Deckseite eines Gehäuserahmens plan aus­ gespannten Karte, auf oder unter welcher der Ortsanzeiger durch Schlitten in zwei im wesentlichen senkrecht zuein­ ander verlaufenden Richtungen bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitten (13, 14, 15) über Schnurtriebe (11) bewegbar sind, wobei zur im wesent­ lichen schlupffreien Kraftübertragung von Antriebswellen oder- rädern (7, 20) geflochtene Kunststoffschnüre (Polyamid) verwendet sind.

10. Kartengerät, nämlich Globus, nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Antriebs- und Steuermechanis­ mus mit Ortsanzeiger in Form eines Punktstrahlers im Glo­ businnern angeordnet ist, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Träger (37) auf einem Globusdurchmesser angeordnet ist, an welchem Träger ein elastisch gegen die Globusinnenwand angedrücktes Antriebsrad (35) gelagert ist, und daß in einer zur Laufebene des Antriebsrads im wesentlichen senkrechten Ebene am Träger (37) ein Punkt­ strahler (42) drehbar angetrieben gelagert ist.

11. Kartengerät nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Träger stationär in der Nord-Süd- Achse des Globus angeordnet ist und der Globus um diese Nord-Süd-Achse drehbar gelagert ist.

12. Kartengerät nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Träger um mit der Gehäuseinnen­ wand verbundene Lager (30) drehbar angeordnet ist.