DE3825614A1 - Steuerknueppel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Steuerknüppel, der ein um mehrere Achsen schwenkbar gelagertes bewegliches Teil aufweist, zu dem ein Handgriff gehört.

Derartige Steuerknüppel, deren bewegliches Teil im allgemeinen um zwei rechtswinklig zueinander angeordnete Achsen relativ zu einem festen Teil schwenkbar ist, sind beispielsweise Bestand­ teile von Fernsteuerungen und werden unter anderem zum Steuern von Baumaschinen und ähnlichen Geräten verwendet. Die Schwenk­ bewegungen des Steuerknüppels um die genannten Achsen werden in geeigneter Weise erfaßt und für Steuerungszwecke ausgewertet. Es besteht mitunter das Bedürfnis, am Steuerknüppel selbst, der von einer Hand umfaßt wird, Betätigungselemente anzuordnen, beispielsweise Druckknöpfe, die das Abgeben weiterer Signale ermöglichen. Die von diesen Betätigungselementen ausgehenden Signale müssen trotz der beweglichen Lagerung des Steuerknüppels sicher zu einem relativ zum Steuerhebel unbeweglichen Geräteteil übertragen werden. Eine Möglichkeit hierfür besteht darin, mit dem Steuerknüppel ein bewegliches Kabel zu verbinden, das die genannten Signale überträgt. Derartige Kabel sind jedoch wegen der Schwenkbewegungen des Steuerknüppels und unter Umständen auch wegen Erschütterungen der Maschine, auf der der Steuerknüp­ pel eingesetzt ist, störanfällig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steuerknüppel der eingangs geschilderten Art zu schaffen, bei dem die genann­ ten Störungsmöglichkeiten verringert sind. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß am Handgriff mindestens ein vom Benutzer betätigbarer Geber vorgesehen ist, daß im beweglichen Teil eine elektronische Schaltung vorgesehen ist, die die Stellung des Gebers bzw. der Geber auswertet und in Abhängigkeit von der Auswertung einem lichterzeugenden Element Ansteuersignale zuführt, daß im beweglichen Teil ein Lichtleiter vorgesehen ist, der das von dem lichterzeugenden Element erzeug­ te Licht transportiert und daß ein feststehender Teil des Steu­ erknüppels, relativ zu dem der bewegliche Teil beweglich ist, eine Einrichtung aufweist, um das vom Lichtleiter transpor­ tierte Licht zu empfangen und auszuwerten.

Bei der Erfindung ist von Vorteil, daß ein Kabel zur Übertragung von Signalen von dem Steuerknüppel zu einem ortsfesten Teil vollständig entfällt. Stattdessen wird eine Übertragung der Signale mit sichtbarem oder unsichtbarem Licht vorgenommen, wobei das Licht dabei die Lücke zwischen zwei Geräteteilen überwindet. In dieser Lücke befindet sich zweckmäßigerweise Luft; es ist aber auch denkbar, diese Lücke mit einer das Licht leitenden Flüssigkeit auszufüllen. Zweckmäßigerweise wird durch eine geeignete Abdeckung dafür gesorgt, daß in die Lücke keine die Übertragung des Lichts störenden Verschmutzungen eindringen können. Weiter ist von Vorteil, daß die das Licht erzeugenden Elemente im Inneren des Handgriffs des Steuerknüppels, in dem ausreichend Platz vorhanden ist, untergebracht werden können.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorausgesehen, daß der Handgriff relativ zur Schwenklagerung des beweglichen Teils drehbar ist, und daß ein die Drehstellung des Handgriffs erfas­ sender Geber vorgesehen ist. Ein Vorteil liegt darin, daß durch die Drehbarkeit des Handgriffs des Steuerknüppels relativ zu der Schwenklagerung des Steuerknüppels eine weitere Möglichkeit zur Eingabe von Befehlen mittels des Steuerknüppels besteht; auch die diesen Befehlen entsprechenden Signale werden in der oben geschilderten Weise optisch übertragen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung, die erfindungswesentliche Ein­ zelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kom­ bination bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein. Die einzige Figur zeigt schematisch eine Darstellung eines Steuerknüppels.

Der insgesamt mit den Bezugszeichen 1 bezeichnete Steuerknüppel weist einen feststehenden Teil 2 auf, relativ zu dem ein beweg­ licher Teil 4 schwenkbar gelagert ist. Zur Erleichterung der nachfolgenden Beschreibung soll angenommen werden, daß sich die Längsrichtung des beweglichen Teils 4 in vertikaler Richtung erstreckt. Die Schwenkachsen 6 und 7, um die der bewegliche Teil 4 schwenkbar ist, verlaufen dann in einer waagrechten Ebene und rechtwinklig zueinander. In der Zeichnung sind diese Schwenkachsen in perspektivischer Ansicht dargestellt, um sie besser sichtbar zu machen. Die Realisierung der Schwenklagerung um die Achsen 6 und 7 kann nach Art einer kardanischen Aufhän­ gung erfolgen, bei der der bewegliche Teil 4 mittels eines Achsbolzens, der der Achse 6 entspricht, in einem Ring schwenk­ bar gelagert ist, wobei der Ring selbst um eine der Achse 7 entsprechenden Achse schwenkbar an dem ortsfesten Teil 2 gelagert ist. Bei einer derartigen Schwenklagerung, die für die Erfindung bevorzugt wird, ist somit der mit der Achse 6 verbundene Be­ standteil des beweglichen Teils 4 relativ zu der vertikal ver­ laufenden Längsachse drehfest angeordnet. Der bewegliche Teil 4 weist in seinem unteren Abschnitt ein kräftiges Metallrohr 10 auf, das sich bis zum untersten Ende des beweglichen Teils 4 erstreckt und zum besseren Sichtbarmachen anderer Teile teil­ weise abgebrochen dargestellt ist. Am Rohr 10 greift die der Achse 6 entsprechende Schwenklagerung an. Im Inneren des Rohrs 10 verläuft ein Lichtleiter 12, bei dem es sich um ein Glasfa­ serkabel oder um einen starren Lichtleitstab handeln kann. Bei Verwendung eines Glasfaserkabels wird von dessen Flexibilität hier nicht Gebrauch gemacht.

Am oberen Ende des Rohrs 10 ist eine Verbreiterung 14 angeord­ net, an die sich oberhalb ein Handgriff 16 des Steuerknüppels 1 anschließt. Der Handgriff 16 weist mehrere Druckknöpfe 8 an seiner Seitenfläche auf, außerdem einen Kippschalter 20 an seiner Oberseite, der vom Daumen des Benutzers betätigbar ist. Schließ­ lich ist der Handgriff 16 um die vertikale Längsrichtung der Anordnung drehbar, wobei er sich relativ zu dem Teil 14 dreht. Diese Drehung, die um einen begrenzten Winkel möglich ist, der kleiner als 360° ist, ist durch einen Pfeil 22 angedeutet.

Im Inneren des Handgriffs 16 befindet sich eine elektronische Schaltung 30, die von einer Batterie 32 gespeist wird. Die elektronische Schaltung 30 steht in nicht gezeigter Weise mit den Druckknöpfen 18, dem Kippschalter 20 und einem Aufnehmer in Verbindung, der die Drehbewegung des Handgriffs 16 relativ zum Teil 14 erfaßt; bei einem derartigen Aufnehmer kann es sich insbesondere um ein Potentiometer handeln, das eine analoge Ausgangsgröße liefert, oder um eine beispielsweise optisch abtastbare Inkrementscheibe, die ein digitales Ausgangssignal liefert. Die elektronische Schaltung 30 bewirkt, daß eine Leuchtdiode 34 Licht mit einer codierten Impulsfolge aussendet, das dem oberen Ende des Lichtleiters 12 zugeführt wird, und von diesem zu dessen unterem Ende 40 geleitet wird. Das untere Ende des Lichtleiters 12 befindet sich am unteren Ende des Rohrs 10 und bildet gleichzeitig das untere Ende des beweglichen Teils 4. Das unterste Ende des Lichtleiters 12 ist so gestaltet, daß es zur Abstrahlung des von ihm geleiteten Lichts geeignet ist. Im Beispiel ist das unterste Ende etwas verbreitert und seine nach unten weisende Fläche ist konvex gekrümmt.

An dem feststehenden Teil 2 des Steuerknüppels 1 ist ein opti­ sches Gegenstück 50 für das unterste Ende 40 des Lichtleiters 12 vorgesehen. Das optische Gegenstück 50 nimmt die vom Licht­ leiter 12 transportierten Lichtimpulse unabhängig von der jewei­ ligen Schwenkstellung des Handgriffs 16 auf, führt sie zu einem im Inneren des feststehenden Teils 2 angeordneten Lichtempfän­ ger, und dessen elektrische Ausgangssignale werden einem Decoder zugeführt, der die Signale decodiert.

Im Beispiel weist das optische Gegenstück 50 eine Vielzahl von Lichtleitern auf, wobei mindestens einige jeweils das von dem Lichtleiter 12 transportierte Licht aufnehmen und zu einem zentralen Lichtempfänger leiten. Entsprechend der konvexen Form des untersten Endes 40 des Lichtleiters 12 ist die Oberseite des optischen Gegenstücks 50 konkav gewölbt. Der Krümmungsmit­ telpunkt der konvexen und konkaven Krümmung stimmt mit dem Schnittpunkt der Achsen 6 und 7 überein. Der Luftspalt zwischen dem untersten Ende 40 und dem optischen Gegenstück 50 ist durch eine nicht dargestellte elastische Abdeckung gegen das Eindrin­ gen von Staub oder anderen Verschmutzungen geschützt.

Bei Bedarf wird die Batterie 32 im Inneren des Handgriffs 16 ausgewechselt. Am Handgriff 16 oder an einer mit dem orstsfesten Teil 2 zusammenwirkenden Auswerteeinheit kann eine Anzeigevor­ richtung vorgesehen sein, die dem Benutzer mitteilt, wann ein Batteriewechsel erforderlich ist. Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Stromversorgung der elektronischen Schal­ tung 30 von außen her durch ein flexibles Kabel erfolgen. Das flexible Kabel kann auch durch bewegliche Berylium-Spiralfedern ersetzt werden, wobei über jede Spiralfeder eine Spannungs­ zuführung für die Stromversorgung der Elektronik im Handgriff erfolgt.

Die jeweilige Schwenkstellung des Handgriffs 16 um die Achsen 6 und 7 wird in herkömmlicher Weise erfaßt; der Lichtleiter 12 transportiert somit im Ausführungsbeispiel keine Signale, die mit dieser Schwenkstellung zusammenhängen.

Claims (3)

1. Steuerknüppel, der ein um mehrere Achsen schwenkbar gelagertes bewegliches Teil (4) aufweist, zu dem ein Handgriff (16) gehört, dadurch gekennzeichnet, daß am Handgriff (16) mindestens ein vom Benutzer betätig­ barer Geber vorgesehen ist, daß im beweglichen Teil (4) eine elektronische Schaltung (30) vorgesehen ist, die die Stellung des Gebers bzw. der Geber aus­ wertet und in Abhängigkeit von der Auswertung einem lichterzeugenden Element (34) Ansteuersignale zuführt, daß im beweglichen Teil (4) ein Lichtleiter (12) vorgesehen ist, der das von dem lichterzeugenden Element erzeugte Licht transportiert und daß ein feststehender Teil (2) des Steuerknüppels (1), relativ zu dem der bewegliche Teil (4) beweglich ist, eine Einrichtung aufweist, um das vom Lichtleiter (12) transportierte Licht zu empfangen und auszuwerten.

2. Steuerknüppel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Handgriff (16) relativ zur Schwenklagerung des beweglichen Teils (4) drehbar ist, und daß ein die Drehstellung des Handgriffs erfassender Geber vorgesehen ist.

3. Steuerknüppel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Einrichtung zum Empfangen des Lichts und dem dieser Einrichtung zugewandten Ende des Lichtleiters (12) ein Zwischen­ raum besteht, der durch eine elastische Abdeckung gegen das Eindringen von Verschmutzungen geschützt ist.