DE4401937C1 - Input and/or output device for a control unit - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Ein- und/oder Ausgabegerät für eine Steuereinheit.The invention relates to an input and / or output device for a control unit.
Durch die DE 41 40 780 A1 ist eine Einrichtung zur manuellen Steuerung eines Gerätes bekannt. Bei dieser Einrichtung ist ein Eingabegerät vorgesehen, das matrixartig angeordnete Be dienelemente aufweist. Den Bedienelementen sind von dem Gerät gesteuerte Elemente zugeordnet, durch die eine zusätzliche Informationsausgabe in Form von taktil wahrnehmbaren Posi tionsveränderungen der Bedienelemente erfolgt. Die Eingabe funktion der Bedienelemente bleibt dabei erhalten.DE 41 40 780 A1 is a device for manual Control of a device known. With this facility is an input device is provided, the Be arranged in a matrix has controls. The controls are from the device controlled elements assigned by an additional Information output in the form of tactile perceptible posi tion changes to the controls. The input Function of the controls remains intact.
In dem im IEEE Spectrum, August 1985, S. 46-52 erschienenen Bericht "Tactile sensors and the gripping challenge" wird ein Sen sorgerät beschrieben, bei dem durch Krafteinwirkung verstell baren Stößeln Lichtschranken zugeordnet sind. Wird ein Stößel durch entsprechende Krafteinwirkung verstellt, so gelangt dieser in die Lichtstrecke der Lichtschranke und löst damit ein entsprechendes Steuersignal aus. Es wird somit lediglich eine Aussage über eine Betätigung oder eine Nichtbetätigung des Stößels geliefert.In the report published in IEEE Spectrum, August 1985, pp. 46-52 "Tactile sensors and the gripping challenge" will be a sen described Sorsgerät in which adjusted by force tappets are assigned to light barriers. Becomes a pestle adjusted by the application of appropriate force this into the light path of the light barrier and thus triggers a corresponding control signal. It just becomes a statement about an operation or a non-operation of the plunger delivered.
Durch die US 39 19 691 ist ein System zur Steuerung eines Computers bekannt, bei dem ein in X, Y und Z-Richtung beweg licher Arm vorgesehen ist. Der Arm kann einerseits von Hand in beliebiger Richtung bewegt werden, wobei die Bewegungen mittels mit dem Arm gekoppelter Potentiometer in elektrische Signale umgewandelt werden. Diese Signale werden dann einem Computer zugeführt. Andererseits kann der Arm auch durch von dem Computer gesteuerte Motoren verstellt und somit in eine bestimmte Raumposition gebracht werden. By US 39 19 691 is a system for controlling a Computers known in which one moves in the X, Y and Z directions Licher arm is provided. The arm can be done by hand be moved in any direction, the movements into electrical by means of potentiometers coupled to the arm Signals are converted. These signals are then one Computer fed. On the other hand, the arm can also be from motors controlled by the computer and thus in one certain room position are brought.
Insbesondere in der Modellierungstechnik werden mit einer Steuereinheit zusammenwirkende Ein- und Ausgabegeräte be nötigt, mit denen es möglich ist, die Gestalt von modellier ten Freiformflächen der Steuereinheit zu übermitteln und/oder von der Steuereinheit durchgeführte Modellierungsvorgänge an Freiformflächen räumlich darzustellen. Derartige Modellie rungsarbeiten sind mit den bekannten Geräten und Systemen nicht durchführbar.Especially in modeling technology, with a Control unit interacting input and output devices be with which it is possible to model the shape of to transmit th free-form surfaces to the control unit and / or modeling operations performed by the control unit To represent free-form surfaces spatially. Such a model Work with the known devices and systems not feasible.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ein- und/oder Ausgabegerät für eine Steuereinheit zu schaffen, mit dem der Raumform einer Freiformfläche entsprechende Steuersignale in die Steuereinheit eingegeben bzw. von der Steuereinheit ge lieferte Signale in der einer Freiformfläche entsprechenden Raumform dargestellt werden können.The invention has for its object an input and / or To provide output device for a control unit with which the Control signals corresponding to the spatial shape of a freeform surface entered the control unit or ge from the control unit delivered signals in the area corresponding to a free-form surface Spatial shape can be displayed.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt mittels eines Gerä tes, das eine Vielzahl von flächenmäßig in einem Traggestell angeordnet er und durch Krafteinwirkung verstellbarer Elemente aufweist, denen jeweils ein die jeweilige Lage der Elemente an die Steuereinheit übermittelnder Lageerkennungssensor und/oder ein durch die Steuereinheit steuerbarer und die Ele ment verstellender Antrieb zugeordnet ist.The task is solved by means of a device tes that a variety of area in a support frame he arranged and adjustable elements by force each of which has the respective position of the elements position detection sensor transmitting to the control unit and / or a controllable by the control unit and the Ele ment adjusting drive is assigned.
Aufgrund der Verstellbarkeit der flächenmäßig angeordneten Elemente können mittels des Gerätes dreidimensionale Formen dargestellt werden. Es besteht somit die Möglichkeit beispielsweise die Elemente von Hand zu verstellen und somit von Hand eine gewünschte Form oder einen Formverlauf vorzugeben. Durch die Lageerkennungssensoren der Elemente wird die jeweilige Lage des betreffenden Elementes der Steuereinheit übermittelt, so daß damit letztendlich der Steuereinheit die am Gerät eingestellte Form bzw. der eingestellte Formverlauf eingegeben wird. Umgekehrt können durch die Steuereinheit die Antriebe der Elemente gesteuert und die Elemente somit in eine bestimmte Lage gebracht werden, so daß durch die Steuereinheit ein Formenverlauf an dem Gerät eingestellt und nach außen vermittelt werden kann. Das beschriebene Gerät eignet sich insbesondere zum Modellieren von Freiformflächen.Due to the adjustability of the area Elements can have three-dimensional shapes using the device being represented. So there is a possibility for example to adjust the elements by hand and thus a desired shape or shape by hand to specify. Through the position detection sensors of the elements the respective position of the element in question Control unit transmitted, so that ultimately the Control unit the shape set on the device or set shape is entered. Conversely, you can the drives of the elements are controlled by the control unit and thus brought the elements into a certain position be, so that a shape course by the control unit the device and can be communicated to the outside. The device described is particularly suitable for Modeling free-form surfaces.
Von besonderem Vorteil ist eine matrixartige Anordnung der Elemente, da dann eine homogene Darstellung einer Freiformfläche möglich ist.A matrix-like arrangement of the is particularly advantageous Elements, because then a homogeneous representation of a Freeform surface is possible.
Wird das Gerät nur als Eingabegerät benutzt, so kann die Verstellung der Elemente durch die Schwerkraft erfolgen. Die Elemente legen sich bei einem solchen Gerät unter dem Einfluß der Schwerkraft an die abzutastende Freiformfläche an. Es entfällt dann ein gesonderter Antrieb für die Elemente.If the device is only used as an input device, the The elements are adjusted by gravity. In such a device, the elements contact the free-form surface to be scanned under the influence of gravity. There is then no need for a separate drive for the elements.
Das Modellieren von Freiformflächen läßt sich besonders vorteilhaft durchführen, wenn als Steuereinheit ein Rechner vorgesehen ist, dem die Signale der Lageerkennungssensoren zugeführt und/oder durch den die Antriebe der Elemente gesteuert sind. Es können somit infolge der Rückkoppelung mit dem Rechner optimale Formen schnell und einfach erzeugt werden.Modeling free-form surfaces is particularly easy perform advantageously if a computer as a control unit is provided, the signals of the position detection sensors fed and / or through which the drives of the elements are controlled. It can therefore be due to the feedback the computer creates optimal shapes quickly and easily become.
Bestehen die Elemente bei dem Gerät aus lichtdurchlässigem Material, z. B. Glasfaserstäben, dann ist es möglich per Licht farbige Flächendarstellungen vorzunehmen. Dies kann zum Feststellen der optischen Wirkung von Farbflächen oder auch zum Darstellen von mechanischen Belastungs- und Spannungszuständen in bestimmten Bereichen der modellierten Fläche genutzt werden.Are the elements of the device made of translucent Material, e.g. B. glass fiber rods, then it is possible by Light colored area representations. This can lead to Determine the optical effect of colored areas or to represent mechanical load and Stress states in certain areas of the modeled Area can be used.
An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung nachfolgend näher beschrieben. Using one shown in the drawing Exemplary embodiment, the invention is closer below described.
Mit 1 ist ein Ein- und/oder Ausgabegerät bezeichnet, das eine Vielzahl in einem entsprechenden Traggestell 2 flächenmäßig angeordneter Elemente 3 aufweist. Die Elemente 3 können nadel- oder stabförmig ausgebildet sein. Sie sind in entsprechenden Führungen 4 des Traggestelles 2 axial verstellbar angeordnet. Jedem Element 3 ist ein entsprechender Antrieb, beispielsweise ein pneumatischer Antrieb 5 zugeordnet. Dieser pneumatische Antrieb 5 weist einen in der Führung 4 eingebauten Kolben 6 auf. In jeder Führung 4 ist ein durch Querwände 7 begrenzter Kolbenraum 8 gebildet, in dem der Kolben 6 durch Zufuhr eines Antriebsmittels, z. B. Druckluft oder einer Flüssigkeit, auf der entsprechenden Kolbenseite verschoben werden kann. Mittels eines Lageerkennungssensors 9 kann die jeweilige axiale Stellung und damit die Höhenlage des betreffenden Elementes 3 festgestellt werden. Über eine Schnittstelle 10 können die von den Lageerkennungssensoren 9 ausgehenden Signale einem Rechner 11 zugeführt werden. 1 designates an input and / or output device which has a large number of elements 3 arranged areally in a corresponding support frame 2 . The elements 3 can be needle-shaped or rod-shaped. They are axially adjustable in corresponding guides 4 of the support frame 2 . A corresponding drive, for example a pneumatic drive 5, is assigned to each element 3 . This pneumatic drive 5 has a piston 6 installed in the guide 4 . In each guide 4 , a piston chamber 8 is defined by transverse walls 7 , in which the piston 6 by supplying a drive means, for. B. compressed air or a liquid can be moved on the corresponding piston side. The respective axial position and thus the height of the element 3 in question can be determined by means of a position detection sensor 9 . The signals emanating from the position detection sensors 9 can be fed to a computer 11 via an interface 10 .
Das Gerät kann zunächst als Eingabegerät 1 für den Rechner 11 genutzt werden, indem durch mechanische Verstellung der Elemente 3 ein bestimmter Formverlauf vorgegeben wird. Durch den Rechner 11 kann dieser Formverlauf unter verschiedenen Vorgaben überprüft werden. Es besteht nunmehr die Möglichkeit durch den Rechner 11 die Antriebe 5 zu steuern und damit die Elemente 3 entsprechend den vom Rechner 11 ermittelten Daten zu verstellen und so den vorgegebenen Formverlauf unter bestimmten Gesichtspunkten zu optimieren. Der so ermittelte Formverlauf kann von dem Gerät abgegriffen und auf ein zu formendes Bauteil übertragen werden.The device can initially be used as an input device 1 for the computer 11 , in that a certain shape is specified by mechanical adjustment of the elements 3 . This shape profile can be checked by the computer 11 under various specifications. It is now possible to control the drives 5 by the computer 11 and thus to adjust the elements 3 in accordance with the data determined by the computer 11 and thus to optimize the predetermined shape course from certain points of view. The shape profile determined in this way can be picked up by the device and transferred to a component to be molded.
Vom Rechner 11 kann eine ermittelte Bauform auch auf einem Bildschirm dargestellt werden.A determined design can also be displayed on a screen by the computer 11 .
Es besteht auch die Möglichkeit, in einer am Gerät vorgegebenen Form bestehende Belastungs- und Spannungszustände anzuzeigen. Dies kann einerseits an einem Bildschirm des Rechners 11 geschehen oder durch farbige Lichtdarstellung am Gerät selbst erfolgen. Dies ist möglich, wenn die Elemente 3 des Gerätes 1 aus lichtdurchlässigem Material bestehen und diesen Elementen 3 dann farblich steuerbare Lichtquellen zugeordnet sind. Die Farbsteuerung der Lichtquellen erfolgt durch den Rechner 11.It is also possible to display existing load and voltage conditions in a form specified on the device. This can be done on the one hand on a screen of the computer 11 or by means of colored light on the device itself. This is possible if the elements 3 of the device 1 are made of translucent material and these elements 3 are then assigned color-controllable light sources. The color control of the light sources is carried out by the computer 11 .
Claims (5)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE19613025A1 (en) * | 1996-03-19 | 1997-09-25 | Peter Klose | Computer input equipment with connection |
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| US3919691A (en) * | 1971-05-26 | 1975-11-11 | Bell Telephone Labor Inc | Tactile man-machine communication system |
| DE4140780A1 (en) * | 1991-12-06 | 1992-09-10 | Matthias Dipl Ing Goebel | Computer input mouse with tactile feedback - is built into push-button keys having EM element providing feedback to fingers |
-
1994
- 1994-01-24 DE DE19944401937 patent/DE4401937C1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US3919691A (en) * | 1971-05-26 | 1975-11-11 | Bell Telephone Labor Inc | Tactile man-machine communication system |
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| DE ROSSI, D.: Tactile sensors and the gripping challenge. In: IEEE Spectrum, August 1985, S. 46-52 * |
| US-Z.: DARIO, P. * |
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