DE4207914A1 - Mehrachsige steuerhebeleinrichtung - Google Patents
Mehrachsige steuerhebeleinrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerhebeleinrichtung und ins
besondere eine mehrachsige Steuerhebeleinrichtung gemäß dem Ober
begriff des Anspruches 1 die mit einer großen Anzahl von Funktions
achsen arbeitet, um eine hochentwickelte Steueroperation für ein Gerät
mit vielen Funktionsachsen wie etwa einen Manipulator zu erleichtern.
Eine herkömmliche Steuerhebeleinrichtung umfaßt einen Betätigungs
hebel, der durch ein Kugellager oder dergleichen gehalten wird, so daß
der Hebel geschwenkt oder gedreht werden kann. Die Drehungs- oder
Verschiebungsbewegungen des Hebels werden entlang zweier zueinan
der senkrechter Koordinatenachsen ausgeführt. Jede der Drehungs- oder
Verschiebungsbewegungen wird durch den Betrag der Drehung
um die entsprechende Achse mittels eines Potentiometers oder derglei
chen erfaßt. Die Erfassungssignale werden proportional an ein zu steu
erndes Gerät ausgegeben. Somit wird das zu steuernde Gerät durch
Betätigung des Steuerhebels in einer Ebene in einer gewünschten
Richtung bewegt.
Da in den meisten herkömmlichen Steuerhebeleinrichtungen die Bewe
gung des Betätigungshebels durch den Betrag der Drehung um jede der
beiden rechtwinkligen Koordinatenachsen erfaßt wird, können die Be
wegungen des zu steuernden Geräts nur in eine Ebene gesteuert wer
den. Daher wird zur Steuerung des zu steuernden Gerätes im dreidi
mensionalen Raum eine Bewegungsebene beispielsweise durch die Be
tätigung eines Schalters häufig verschoben. Bei einer solchen Technik
bestehen die Probleme, daß der Schaltvorgang zur Verschiebung der
Ebene schwierig ist und daß aufgrund der Tatsache, daß die
Richtungen der Hebelbetätigungen nicht den Richtungen der Bewegung
des zu steuernden Gerätes entsprechen, die Funktionsfähigkeit
wesentlich herabgesetzt wird. Diese Probleme erhalten insbesondere
dann Bedeutung, wenn ein herkömmlicher Steuerhebel für die manuelle
Steuerung einer mehrachsigen Maschine wie etwa eines Manipulators
verwendet wird.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuerhe
beleinrichtung zu schaffen, in der die Anzahl der Achsen erhöht wer
den kann, um verschiedene Bewegungen des zu steuernden Gerätes zu
erfassen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mehrach
sige Steuerhebeleinrichtung zu schaffen, in der die Richtungen der Be
tätigungen des Steuerhebels den Richtungen eines dreidimensionalen
rechtwinkligen Koordinatensystems entsprechen, so daß Daten erzeugt
werden können, die sich auf die Position und die Orientierung des zu
steuernden Gerätes im dreidimensionalen Raum beziehen.
Diese Aufgaben werden bei einer Steuerhebeleinrichtung der gattungs
gemäßen Art erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale im kenn
zeichnenden Teil des Anspruches 1.
In einer Ausführungsform besitzt die erfindungsgemäße Steuerhebelein
richtung fünf Freiheitsgrade. Wenn bei einem solchen Aufbau die Be
dienungsperson ihren Arm auf den Arm der Einrichtung legt und die
Hand den Handgriff der Einrichtung ergreift, werden die Schwenkbe
wegung des Arms der Bedienungsperson um den Ellbogen und die Be
wegungen der Hand als Steuersignale an das zu steuernde Gerät über
tragen. Da der Handgriff mit dem Arm der Einrichtung mittels einer
vorderen Gelenkgabel mit zwei zueinander senkrechten Achsen ver
bunden ist, kann die Bedienungsperson durch eine entsprechende Be
wegung des Handgelenks den Handgriff nach oben, nach unten, nach
links oder nach rechts drehen. Da der Arm der Einrichtung mittels ei
ner Sockelgelenkgabel mit zwei zueinander senkrechten Achsen mit
dem Sockel verbunden ist, kann die Bedienungsperson diesen Arm
durch ein entsprechendes Schwenken ihres Arms um den Ellbogen in
einer horizontalen oder einer vertikalen Ebene schwenken. Da der Arm
außerdem ausziehbar ist, kann die Bedienungsperson durch Vorwärts-
oder Rückwärtsbewegung ihres Arms bei gleichzeitigem Ergreifen des
Handgriffs den Arm der Einrichtung einziehen oder ausziehen, um so
Daten bezüglich der Verschiebung und der Geschwindigkeit zu erzeu
gen. Entsprechend dem Drehwinkel oder der Verschiebung eines jeden
Elementes, die von einem entsprechenden Sensor erfaßt werden, wer
den Positions- und/oder Geschwindigkeitssignale für das zu steuernde
Gerät erhalten. Auf diese Weise können die Position und die Orientie
rung des zu steuernden Geräts im dreidimensionalen Raum gesteuert
werden.
Alternativ kann zu dem obigen Aufbau eine weitere Achse hinzugefügt
werden, um so eine Steuerhebeleinrichtung mit sechs Freiheitsgraden
zu schaffen. In diesem Fall ist die vordere Gelenkgabel mit einer
zweiten vorderen Gelenkgabel verbunden, die eine Welle aufweist, de
ren Längsachse sich im wesentlichen durch den Schnittpunkt der zwei
Längsachsen der zueinander senkrechten Wellen der ersten Gelenkga
bel erstreckt. Außerdem können die zueinander senkrechten Wellen der
vorderen Gelenkgabel so angeordnet sein, daß der Schnittpunkt der
Längsachsen der Wellen mit dem Mittelpunkt des auf die Einrichtung
gelegten Handgelenks der Bedienungsperson im wesentlichen überein
stimmt, um die Bedienbarkeit bzw. Funktionsfähigkeit der Einrichtung
zu erhöhen.
Wenn die Anzahl der Drehachsen wie oben beschrieben erhöht wird,
kann entsprechend die Anzahl der Erfassungsachsen erhöht werden,
um die Bewegung des Arms und der Hand der Bedienungsperson zu
erfassen. Wenn der Schnittpunkt der drei zueinander senkrechten
Wellenachsen mit dem Mittelpunkt des Handgelenks der Bedienungs
person im wesentlichen übereinstimmt, kann die Bewegung des
Handgelenkbereichs genauer erfaßt werden; die translatorische
Bewegung des Handgelenkbereichs wird von einem der Sensoren
erfaßt, die für die drei Achsen an der Sockelseite des Arms vorgesehen
sind; die Drehbewegung des Handgelenkbereichs (Hand) wird durch
Sensoren erfaßt, die für die drei Achsen an der Vorderseite des Arms
vorgesehen sind. Am Handgriff kann ein Rückwärtsschalter vorgesehen
werden, um die Betriebsarten der Elemente, beispielsweise vorwärts
und rückwärts, bequem umzuschalten, während die Einrichtung benutzt
wird.
Die Einrichtung kann an einem Stuhl als Armlehne vorgesehen werden,
so daß die Bedienungsperson während des Betriebs auf dem Stuhl be
quem und fest sitzen kann. Auf diese Weise wird die Arbeitseffizienz
erhöht.
Wie oben beschrieben, kann erfindungsgemäß die Anzahl der in einer
mehrachsigen Steuerhebeleinrichtung verwendeten Erfassungsachsen
auf sechs Achsen erhöht werden, so daß die Anzahl der Betätigungs
richtungen des Handgriffs im wesentlichen gleich der Anzahl der
Richtungen in einem dreidimensionalen, rechtwinkligen Koordinatensy
stem ist. Somit können Daten für die Steuerung der Position und der
Orientierung eines zu steuernden Geräts erzeugt werden.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den
Unteransprüchen, die sich auf bevorzugte Ausführungsformen der vor
liegenden Erfindung beziehen, angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungs
formen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer mehrachsigen
Steuerhebeleinrichtung gemäß einer ersten Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Prinzipansicht der in Fig. 1 gezeigten
mehrachsigen Steuerhebeleinrichtung;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften,
erfindungsgemäßen mehrachsigen Steuerhebelein
richtung, die an einem Stuhl an der Armposition
angebracht ist;
Fig. 4 eine perspektivische Teilansicht einer mehrachsigen
Steuerhebeleinrichtung gemäß einer zweiten Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 5(1), 5(2) eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht einer
mehrachsigen Steuerhebeleinrichtung gemäß einer
dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfin
dung.
In den Fig. 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße mehrachsige Steuerhe
beleinrichtung 10 in einer ersten Ausführungsform gezeigt, die einen
Arm 12 besitzt, der im wesentlichen die Länge eines menschlichen
Arms besitzt, so daß er z. B. den Arm einer Bedienungsperson unter
stützen kann. Der Arm 12 der Einrichtung umfaßt einen Hauptarm 12A
und einen Nebenarm 12B, die verschiebbar miteinander verbunden
sind. Daher ist der Arm 12 ausziehbar. In dieser Ausführungsform ist
der Arm 12 in Längsrichtung mittels einer Führungseinrichtung, bei
spielsweise mittels eines Schwalbenschwanzes und einer Schwalben
schwanznut, ausziehbar. Der Hauptarm 12A befindet sich unter dem
Nebenarm 12B, so daß der Hauptarm 12A den Auszieh- oder Einzieh
vorgang, der von dem auf dem Arm 12 der Einrichtung gelegten Arm
der Bedienungsperson ausgeführt wird, nicht behindert. Anstelle der
obenerwähnten Führungseinrichtung kann auch eine zylindrische Ein
richtung oder ein anderer Typ von Führungseinrichtung verwendet
werden.
Der ausziehbare Arm 12 ist an einem Sockelendbereich des Hauptarms
12A mittels einer Sockel-Gelenkgabel 16 an einem festen Sockel 14 be
festigt. Die Sockel-Gelenkgabel 16 umfaßt zwei zueinander senkrechte
Drehachsen, um die sich der Hauptarm 12A in horizontaler und in ver
tikaler Richtung drehen kann. Genauer wird die Sockel-Gelenkgabel 16
einteilig aus einer vertikalen Welle 16A und einem im wesentlichen
U-förmigen Gelenkgabelbereich 16B, der sich vom oberen Ende der ver
tikalen Welle 16A nach oben erstreckt, gebildet. Die Sockel-Gelenkga
bel 16 wird durch Einstecken der vertikalen Welle 16A in eine zylin
drische Buchse 18, deren Längsachse zur Oberfläche des Sockels 14
senkrecht orientiert ist, am Sockel 14 angebracht, so daß die Sockel-
Gelenkgabel 16 (insbesondere der U-förmige Gelenkgabelbereich 16B)
um die Längsachse der vertikalen Welle 16A in der horizontalen Ebene
gedreht werden kann. Der Sockel-Endbereich des Hauptarms 12A ist
zwischen die zwei schenkelförmigen Vorsprünge des U-förmigen Ge
lenkgabelbereichs 16B eingepaßt. Sowohl durch den U-förmigen Ge
lenkgabelbereich 16B als auch durch den Sockel-Endbereich des
Hauptarms 12A wird eine horizontale Welle 20 eingesteckt. Die einge
steckte horizontale Welle 20 ist zur Längsrichtung des Arms 12 im we
sentlichen senkrecht orientiert. Somit ist der Hauptarm 12A um die ho
rizontale Welle 20 in einer vertikalen Ebene drehbar. Durch diesen
Aufbau kann der Arm 12 um die Verbindung zwischen dem Arm 12
und dem Sockel 14 sowohl horizontale als auch vertikale Drehungen
ausführen.
Mit einem vorderen Endbereich des verschiebbaren Nebenarms 12B ist
mittels einer vorderen Gelenkgabel 24, die im wesentlichen den glei
chen Aufbau wie die Sockel-Gelenkgabel 16 besitzt, ein Handgriff 22
verbunden. Die Gelenkgabel 24 wird einteilig von einer vertikalen
Welle 24A und einem im wesentlichen U-förmigen Gelenkgabelbereich
24B, der sich vom oberen Ende der vertikalen Welle 24A nach oben
erstreckt, gebildet. Im vorderen Endbereich des Nebenarms 12B ist ein
zylindrischer Buchsenbereich 26 ausgebildet, dessen Längsachse zur
Achse des Nebenarms 12B im wesentlichen senkrecht orientiert ist. Die
vertikale Welle 24A der vorderen Gelenkgabel 24 ist in den zylindri
schen Buchsenbereich 26 eingesteckt, so daß sich die vordere Gelenk
gabel 24 um die Längsachse der vertikalen Welle 24A, die zur
Längsachse des Arms im wesentlichen senkrecht orientiert ist, drehen
kann. Der U-förmige Gelenkgabelbereich 24B nimmt den Handgriff 22
auf, indem die beiden Seitenflächen des Handgriffs am Gelenkgabelbe
reich 24B angebracht werden. Sowohl durch den U-förmigen Gelenk
gabelbereich 24B als auch durch den Handgriff 22 wird eine horizon
tale Welle 28 gesteckt, so daß der Handgriff 22 in einer vertikalen
Ebene geschwenkt werden kann. Auf diese Weise kann der Handgriff
22 um das vordere Ende des Arms 12 sowohl horizontale als auch ver
tikale Drehungen ausführen.
Der Handgriff 22 ist als flache Platte mit einer bestimmten Dicke aus
gebildet. Zum Halten des Handgriffs 22 legt die Bedienungsperson ihre
Handfläche auf die horizontale Oberseite desselben und die Fingerspit
zen um die Vorderseite des Griffs. Um ein Halten des Handgriffs 22
während des Betriebs sicherzustellen, ist ein bogenförmiges Element
30, das den Handrücken unterstützt, fest am Handgriff 22 befestigt.
Am vorderen Endbereich des Handgriffs 22 sind Schalter 32 vorgese
hen, so daß die Bedienungsperson während des Betriebs von der Vor
wärts- zur Rückwärtsrichtung einer jeden Betriebsart oder umgekehrt
umschalten kann.
Die Steuerhebeleinrichtung 10 mit Kugelgelenken und einem Füh
rungsgelenk weist eine Einrichtung auf, mit der jedes bewegliche Ele
ment automatisch in seine neutrale Position zurückgestellt werden
kann, die auf jeder Bewegungsbahn definiert ist. Eine solche Einrich
tung umfaßt Schraubenfedern oder dergleichen, die an jeder der
Drehachsen 16A, 20, 24A und 28 vorgesehen sind, um die Drehung
derselben zu begrenzen, und eine Druck- oder Zugfeder oder derglei
chen, die am Führungsgelenkbereich des Arms 12 vorgesehen ist. An
einem Gewichtsaufnahmebereich wie etwa dem Sockel-Endbereich des
Arms 12 kann eine Gewichtsausgleichseinrichtung vorgesehen werden.
Wenn in diesem Fall ein bewegliches Element der Einrichtung keine
durch die Hand oder den Arm der Bedienungsperson hervorgerufene
Kraft aufnimmt, wird dieses bewegliche Element automatisch in die de
finierte neutrale Position zurückgestellt. Jeder bewegliche Bereich ist
mit einem Sensor zur Erfassung einer Verschiebung des entsprechen
den beweglichen Elementes aus der neutralen Position versehen. Die
Kugelgelenke sind mit Drehsensoren wie etwa Potentiometern oder
Rotationskodierern versehen, während der Führungsbereich mit einem
linearen Sensor wie etwa einem linearen Potentiometer oder einem Ul
traschall-Abstandserfasser versehen ist.
Für die Bedienung der mehrachsigen Steuerhebeleinrichtung 10 legt
eine Bedienungsperson ihren Arm auf den Arm 12 der Einrichtung und
schiebt ihre Hand zwischen den Handgriff 22 und das bogenförmige
Element 30, um den Handgriff zu halten. Die Bedienungsperson
schwenkt ihren Arm zusammen mit dem Arm 12 der Einrichtung um
den Ellbogen, d. h. um die Sockel-Gelenkgabel 16, in eine gewünschte
Position. Wenn sie ihren Arm vorwärts oder rückwärts bewegt, gleitet
der Nebenarm 12B vorwärts oder rückwärts, so daß der Arm 12 aus
gezogen bzw. eingezogen wird. Zur Einstellung der Position des vor
deren Endes des Arms 12 durch diese Operation verwendet die Bedie
nungsperson ihr Handgelenk, um den Handgriff 22 in einer horizonta
len oder in einer vertikalen Ebene zu drehen. Daher kann der Hand
griff 22 im wesentlichen auf die gleiche Weise wie eine herkömmliche
Steuerhebeleinrichtung betätigt werden. Die Bewegung eines jeden be
weglichen Elementes wird durch den entsprechenden Sensor erfaßt, so
daß beispielsweise ein (nicht gezeigter) Computer die Bewegungssi
gnale von den Sensoren empfangen und die Bewegung des zu steuern
den Gerätes steuern kann. Während der Betätigung der mehrachsigen
Steuerhebeleinrichtung 10 sendet der Computer an das zu steuernde
Gerät auf der Grundlage eines bestimmten Verhältnisses zur Verschie
bung aus den neutralen Positionen einen die Geschwindigkeit betreffen
den Befehl, wobei die Geschwindigkeit in dem funktionalen Koordina
tensystem des zu steuernden Gerätes dargestellt wird. Auf diese Weise
wird die Position und die Orientierung des Steuerpunktes der zu steu
ernden Einrichtung gesteuert.
In Fig. 3 ist der Betriebszustand der obenbeschriebenen mehrachsigen
Steuerhebeleinrichtung, die an einen Stuhl an der Position einer Arm
lehne angebaut ist, gezeigt. Der Sockel 14 ist an einer Seitenfläche des
Stuhls 34 an einer geeigneten Höhe befestigt, so daß der Arm 12 als
Armlehne dienen kann. Bei einem solchen Aufbau kann die Bedie
nungsperson während des Betriebs auf dem Stuhl 34 sitzen.
In Fig. 4 ist der Hauptteil einer mehrachsigen Steuerhebeleinrichtung
gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ge
zeigt. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist ein Handgriff 36 anstatt als Platte als
Stab ausgebildet. Am vorderen Ende des Arms 12 sind zwei Gelenkga
beln 38 und 40 vorgesehen, die Drehungen um drei zueinander senk
rechte Achsen ermöglichen. Genauer wird durch eine im vorderen Be
reich des Nebenarms 12B ausgebildete zylindrische Buchse 26 eine
vertikale Welle 42 einer im wesentlichen L-förmigen ersten Gelenkga
bel 38 gesteckt, so daß sich die erste Gelenkgabel 38 um die
Längsachse der vertikalen Welle 42 in einer horizontalen Ebene drehen
kann. Eine erste horizontale Welle 44, die zur vertikalen Welle 42 im
wesentlichen senkrecht ist, ist mit einem vertikalen Plattenbereich der
ersten Gelenkgabel 28 verbunden. Eine zweite Gelenkgabel 40, die im
wesentlichen L-förmig beschaffen ist, ist mit einem ihrer Endbereiche
mit der ersten horizontalen Welle 44 verbunden, so daß die L-förmige
zweite Gelenkgabel 40 in einer horizontalen Ebene liegt, wobei sich ihr
anderer Endbereich vor dem Arm 12 durch die Längsachse desselben
erstreckt. Somit kann die zweite Gelenkgabel 40 vor dem Arm 12 in
einer vertikalen Ebene geschwenkt werden. Eine zweite horizontale
Welle 46 ist mit dem anderen Endbereich der zweiten Gelenkgabel 40
verbunden, derart, daß sie sich durch die Längsachse des Arms 12 er
streckt. Der Stabhandgriff 36 ist mit der zweiten horizontalen Welle 46
so verbunden, daß er in einer zur Längsachse des Arms 12 senkrechten
Ebene drehbar ist.
Daher kann in der zweiten Ausführungsform der Handgriff 36 vor dem
Arm 12 um drei anstatt um zwei zueinander senkrechte Achsen wie in
der ersten Ausführungsform gedreht werden. Auf diese Weise erzeugt
die erfindungsgemäße Steuerhebeleinrichtung gemäß der zweiten Aus
führungsform sechs Arten von Daten (sechs Dimensionen) bezüglich
der Position und der Orientierung des Steuerpunktes des zu steuernden
Geräts im dreidimensionalen Funktionsraum.
Für die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die
obenbeschriebene zweite Ausführungsform folgendermaßen abgewan
delt: Die Drehwellen des Handgriffs werden so angeordnet, daß der
Schnittpunkt der drei zueinander senkrechten Drehachsen mit dem
Mittelpunkt des auf die Steuerhebeleinrichtung gelegten Handgelenks
der Bedienungsperson im wesentlichen übereinstimmt. Wie in den Fig.
5(1) und 5(2) gezeigt, ist der Arm 12 der Einrichtung, auf den der Arm
50 einer Bedienungsperson gelegt wird, mittels einer linearen Führung
52 ausziehbar. Der gesamte Arm 12 ist mittels dreier Wellen 54, 56
und 58, die senkrecht zueinander am Sockel-Endbereich des Arms 12
vorgesehen sind, in drei Dimensionen beweglich. Der Handgriff 36 ist
vor dem Arm 12 um drei zueinander senkrechte Wellen 42, 44 und 46
in drei Dimensionen beweglich. Die Drehwellen 42, 44 und 46 des
Handgriffs 35 sind so angeordnet, daß der Schnittpunkt der Drehachsen
der Wellen 42, 44 und 46 mit dem Handgelenk 60 der Bedienungsper
son im wesentlichen übereinstimmt. Ein Band 60 ist dazu vorgesehen,
den Arm 50 der Bedienungsperson am Arm 12 der Einrichtung zu be
festigen.
Mit einem solchen erfindungsgemäßen Aufbau können sowohl die li
nearen Bewegungen als auch die Drehbewegungen des Handgelenkbe
reichs der Bedienungsperson an die Steuerhebeleinrichtung genau
übertragen werden.
Claims (6)
1. Mehrachsige Steuerhebeleinrichtung zur Fernsteuerung eines
zu steuernden mehrachsigen Geräts,
gekennzeichnet durch
einen ausziehbaren Arm (12), auf den der Arm (50) einer Be dienungsperson gelegt wird;
eine Sockel-Gelenkgabel (16), die einen Endbereich des aus ziehbaren Arms (12) mit einem Sockel (14) verbindet und die zwei zu einander senkrechte Drehwellen (16A, 20) aufweist;
einen Handgriff (22), der am vorderen Endbereich des aus ziehbaren Arms (12) vorgesehen ist;
eine vordere Gelenkgabel (24), die den Handgriff (22) mit dem Arm (12) verbindet und zwei zueinander senkrechte Drehwellen (24A, 28) aufweist;
Einrichtungen zur Rückstellung in die jeweiligen neutralen Positionen der beweglichen Elemente, die an den Kugelgelenken bzw. an einem Führungsgelenk zwischen den beweglichen Elementen vorge sehen sind; und
Sensoren, die an den Kugelgelenken bzw. am Führungsgelenk zwischen den beweglichen Elementen vorgesehen sind und die Verschiebungen der beweglichen Elemente erfassen.
einen ausziehbaren Arm (12), auf den der Arm (50) einer Be dienungsperson gelegt wird;
eine Sockel-Gelenkgabel (16), die einen Endbereich des aus ziehbaren Arms (12) mit einem Sockel (14) verbindet und die zwei zu einander senkrechte Drehwellen (16A, 20) aufweist;
einen Handgriff (22), der am vorderen Endbereich des aus ziehbaren Arms (12) vorgesehen ist;
eine vordere Gelenkgabel (24), die den Handgriff (22) mit dem Arm (12) verbindet und zwei zueinander senkrechte Drehwellen (24A, 28) aufweist;
Einrichtungen zur Rückstellung in die jeweiligen neutralen Positionen der beweglichen Elemente, die an den Kugelgelenken bzw. an einem Führungsgelenk zwischen den beweglichen Elementen vorge sehen sind; und
Sensoren, die an den Kugelgelenken bzw. am Führungsgelenk zwischen den beweglichen Elementen vorgesehen sind und die Verschiebungen der beweglichen Elemente erfassen.
2. Mehrachsige Steuerhebeleinrichtung gemäß Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß
eine weitere vordere Gelenkgabel (40) vorgesehen ist, die mit der vorderen Gelenkgabel (38) so verbunden ist, daß sich die Längsachse einer Drehwelle (46) der weiteren Gelenkgabel (40) im we sentlichen durch den Schnittpunkt der Längsachsen der zueinander senkrechten Wellen (42, 44) der vorderen Gelenkgabel (38) erstreckt;
und
der Handgriff (36) mit der weiteren vorderen Gelenkgabel (40) drehbar verbunden ist.
eine weitere vordere Gelenkgabel (40) vorgesehen ist, die mit der vorderen Gelenkgabel (38) so verbunden ist, daß sich die Längsachse einer Drehwelle (46) der weiteren Gelenkgabel (40) im we sentlichen durch den Schnittpunkt der Längsachsen der zueinander senkrechten Wellen (42, 44) der vorderen Gelenkgabel (38) erstreckt;
und
der Handgriff (36) mit der weiteren vorderen Gelenkgabel (40) drehbar verbunden ist.
3. Mehrachsige Steuerhebeleinrichtung gemäß Anspruch 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehwellen (24A, 28; 42, 44) der
vorderen Gelenkgabel (24; 38) so angeordnet sind, daß der Schnitt
punkt der Längsachsen der Drehwellen (24A, 28; 42, 44) im wesentli
chen mit dem Mittelpunkt des auf die Einrichtung (10) gelegten Hand
gelenks der Bedienungsperson übereinstimmt.
4. Mehrachsige Steuerhebeleinrichtung zur Fernsteuerung eines
zu steuernden mehrachsigen Geräts,
gekennzeichnet durch
einen Hauptarm (12A), auf den der Arm (50) einer Bedie nungsperson gelegt wird;
einen Nebenarm (12B), der mit dem Hauptarm (12A) ver schiebbar verbunden ist;
eine Sockel-Gelenkgabel (16), die zwei zueinander senkrechte Drehwellen (16A, 20) aufweist und die einen Endbereich des Haupt arms (12A) mit einem Sockel (14) verbindet, so daß der Hauptarm (12A) horizontal und vertikal geschwenkt werden kann;
einen Handgriff (22), der zwei zueinander senkrechte Dreh wellen (24A, 28) aufweist und mit einem vorderen Endbereich des Ne benarms (12B) verbunden ist, so daß der Handgriff (22) horizontal und vertikal geschwenkt werden kann;
Rückstellmittel, die die beweglichen Elemente in ihre jeweili gen neutralen Positionen zurückstellen und die an den Kugelgelenken und am Führungsgelenk zwischen den beweglichen Elementen vorge sehen sind; und
Sensoren, die die Drehbewegungen und die translatorischen Bewegungen der beweglichen Elemente erfassen und an den Kugelge lenken und am Führungsgelenk zwischen den beweglichen Elementen vorgesehen sind.
einen Hauptarm (12A), auf den der Arm (50) einer Bedie nungsperson gelegt wird;
einen Nebenarm (12B), der mit dem Hauptarm (12A) ver schiebbar verbunden ist;
eine Sockel-Gelenkgabel (16), die zwei zueinander senkrechte Drehwellen (16A, 20) aufweist und die einen Endbereich des Haupt arms (12A) mit einem Sockel (14) verbindet, so daß der Hauptarm (12A) horizontal und vertikal geschwenkt werden kann;
einen Handgriff (22), der zwei zueinander senkrechte Dreh wellen (24A, 28) aufweist und mit einem vorderen Endbereich des Ne benarms (12B) verbunden ist, so daß der Handgriff (22) horizontal und vertikal geschwenkt werden kann;
Rückstellmittel, die die beweglichen Elemente in ihre jeweili gen neutralen Positionen zurückstellen und die an den Kugelgelenken und am Führungsgelenk zwischen den beweglichen Elementen vorge sehen sind; und
Sensoren, die die Drehbewegungen und die translatorischen Bewegungen der beweglichen Elemente erfassen und an den Kugelge lenken und am Führungsgelenk zwischen den beweglichen Elementen vorgesehen sind.
5. Mehrachsige Steuerhebeleinrichtung zur Fernsteuerung eines
zu steuernden mehrachsigen Geräts,
gekennzeichnet durch
einen Hauptarm (12A), auf den der Arm (50) einer Bedie nungsperson gelegt wird;
einen Nebenarm (12B), der mit dem Hauptarm (12A) ver schiebbar verbunden ist;
eine Sockel-Gelenkgabel (16), die zwei zueinander senkrechte Drehwellen (16A, 20) aufweist und einen Endbereich des Hauptarms (12A) mit einem Sockel (14) verbindet, so daß der Hauptarm (12A) ho rizontal und vertikal geschwenkt werden kann;
einen Handgriff (36), der drei zueinander senkrechte Dreh wellen (42, 44, 46) aufweist und mit einem vorderen Endbereich des Nebenarms (12B) verbunden ist, so daß der Handgriff (36) horizontal, vertikal und um eine zur Längsachse des Arms (12A, 12B) im wesent lichen parallele Achse geschwenkt werden kann;
Rückstellmittel, die die beweglichen Elemente in ihre jewei lige neutrale Position zurückstellen und an den Kugelgelenken und am Führungsgelenk zwischen den beweglichen Elementen vorgesehen sind;
und
Sensoren, die die Drehbewegungen und die translatorischen Bewegungen der beweglichen Elemente erfassen und an den Kugelge lenken und am Führungsgelenk zwischen den beweglichen Elementen vorgesehen sind.
einen Hauptarm (12A), auf den der Arm (50) einer Bedie nungsperson gelegt wird;
einen Nebenarm (12B), der mit dem Hauptarm (12A) ver schiebbar verbunden ist;
eine Sockel-Gelenkgabel (16), die zwei zueinander senkrechte Drehwellen (16A, 20) aufweist und einen Endbereich des Hauptarms (12A) mit einem Sockel (14) verbindet, so daß der Hauptarm (12A) ho rizontal und vertikal geschwenkt werden kann;
einen Handgriff (36), der drei zueinander senkrechte Dreh wellen (42, 44, 46) aufweist und mit einem vorderen Endbereich des Nebenarms (12B) verbunden ist, so daß der Handgriff (36) horizontal, vertikal und um eine zur Längsachse des Arms (12A, 12B) im wesent lichen parallele Achse geschwenkt werden kann;
Rückstellmittel, die die beweglichen Elemente in ihre jewei lige neutrale Position zurückstellen und an den Kugelgelenken und am Führungsgelenk zwischen den beweglichen Elementen vorgesehen sind;
und
Sensoren, die die Drehbewegungen und die translatorischen Bewegungen der beweglichen Elemente erfassen und an den Kugelge lenken und am Führungsgelenk zwischen den beweglichen Elementen vorgesehen sind.
6. Mehrachsige Steuerhebeleinrichtung gemäß Anspruch 4 oder
5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel (14) als Element eines
Stuhls (34) ausgebildet ist und die Steuerhebeleinrichtung an einer
Armlehnenposition des Stuhls (34) angeordnet ist.
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