DE69836619T2

DE69836619T2 - Computersteuerknüppel-Anordnung

Info

Publication number: DE69836619T2
Application number: DE69836619T
Authority: DE
Inventors: Shu-Ming Hsi Chih Town Liu
Original assignee: Transpacific Plasma LLC; Transpacific Plasma Wilmington LLC
Current assignee: Transpacific Plasma LLC; Transpacific Plasma Wilmington LLC
Priority date: 1998-02-10
Filing date: 1998-02-10
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2018-02-11
Also published as: EP0936529B1; DE69836619D1; EP0936529A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Computersteuerknüppel der Art, wie sie im Oberbegriff von Anspruch 1 angegeben ist.
Computersteuerknüppel werden üblicherweise als zweidimensionale Zeigsteuersysteme verwendet, bei denen ein drehbarer Steuerknüppelgriff zum Einsatz kommt, um kontinuierlich zweidimensionale Vektorsignale zu erzeugen, die jeweils eine aktuelle Position des Steuerknüppelgriffs darstellen. Die von einem Steuerknüppel erzeugten Vektorsignale unterscheiden sich von den durch eine Maus erzeugten Wegsignalen, die das Maß und die Richtung jedes Wegs der Maus und nicht die Position der Maus angeben.
Ein herkömmlicher Computersteuerknüppel hat üblicherweise ein Gehäuse, einen Steuerknüppelgriff, der drehbar im Gehäuse eingebaut ist, um zwei drehbare Wellen im Gehäuse anzutreiben, zwei Positionsdetektoren, die aus veränderbaren Widerständen zur Erfassung von Drehungswinkeln der beiden Wellen bestehen, und eine mit den beiden Positionsdetektoren verbundene Steuerschaltung zur Erzeugung von Vektorsignalen, um die Drehungswinkel der beiden Wellen anzugeben, die die aktuelle Position des Steuerknüppelgriffs angeben, Ein großer Nachteil des herkömmlichen Computersteuerknüppels besteht darin, dass die beiden veränderbaren Widerstände leicht durch häufigen oder gewaltsamen Umgang mit dem Steuerknüppelgriff beschädigt werden. Wenn die beiden veränderbaren Widerstände durch darin ausgeübte Reibungskräfte beschädigt worden sind, können auch falsche Werte für die Drehungswinkel der beiden Wellen gemeldet werden.
Ein Computersteuerknüppel nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der U5-A-5 561 445 bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist wie beansprucht die Bereitstellung eines Computersteuerknüppels, der keiner Abnutzung unterliegt oder falsche Angaben zeigt, die auf Reibung oder Beschädigung durch gewaltsamen Umgang oder auf Fehler, die sich in gespeicherten Koordinaten angesammelt haben, zurückzuführen sind.
Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 1 so gelöst, dass es sich bei den Sensoren um optische Sensoren handelt, dass optisch lesbare Drehungsangabeelemente vorliegen, dass eine vorbestimmte Bezugsposition im Speicher gespeichert ist und dass ein Kalibrierknopf am Gehäuse installiert und mit dem Prozessor verdrahtet ist, um den Prozessor dazu zu veranlassen, die vorbestimmte Bezugsposition als die Startkoordinaten des Steuerknüppelgriffs einzustellen.
Im Weiteren wird die Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigen:
1 eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Computersteuerknüppels,
2 eine Schnittansicht entlang Linie 2-2 des in 1 gezeigten Computersteuerknüppels und
3 eine schematische Ansicht der Steuerschaltung und der beiden in 1 und 2 gezeigten optischen Sensoren des Steuerknüppels.
Der in 1 und 2 gezeigte Computersteuerknüppel 10 umfasst ein Gehäuse 12 mit einer Öffnung 16 an seinem Oberteil, einen Steuerknüppelgriff 14, der kippbar in der Öffnung 16 installiert ist und in einem Winkel 18 gekippt werden kann, und einen Kalibrierknopf 15 zum Kalibrieren der Angabe der Position des Steuerknüppelgriffs 14.
Wie in 2 und 3 gezeigt, weist ein im Gehäuse 12 ent- haltener Steuerknüppelmechanismus 20 zwei optische Sensoren 42 und 44 und eine Steuerschaltung 48 auf. Der Steuerknüppelmechanismus 20 umfasst zwei zueinander senkrechte Wellen 38 und 40, die drehbar im Gehäuse 12 eingebaut sind, zum Messen der Drehungen des Steuerknüppelgriffs 14 in der X- und der Y-Richtung, wobei der Steuerknüppelgriff 14 durch einen kugelförmigen Knopf 22 am Mittelteil des Steuerknüppelgriffs drehbar in der Öffnung 16 montiert ist, ein halbkugelförmiges Eingriffselement 24, das mit dem Boden des Steuerknüppelgriffs 14 verbunden ist, um die beiden Wellen 38 und 40 reibungsmäßig in Eingriff zu nehmen, und mehrere Schraubenfedern 32, die zwischen dem Eingriffselement 24 und dem Gehäuse 12 eingebaut sind, um den Steuerknüppelgriff 14 in einer aufrechten Position zu halten.
Die beiden optischen Sensoren 42 und 44 sind im Gehäuse 12 neben zwei perforierten Scheiben 41 und 43 eingebaut, die an der Welle 38 bzw. 40 montiert sind, um Drehungen der Wellen 38 und 40 zu erfassen und entsprechende Wegsignale zu erzeugen. Die Steuerschaltung 48 umfasst einen Speicher 50 zum Speichern von Koordinaten, die die Position des Steuerknüppelgriffs 14 angeben, und einen mit den beiden optischen Sensoren 42 und 44 verdrahteten Prozessor 54, um die Koordinaten gemäß den Wegsignalen so zu aktualisieren, dass die im Speicher 50 gespeicherten Koordinaten stets die aktuelle Position des Steuerknüppelgriffs 14 angeben. Der Prozessor 54 erzeugt ferner Vektorsignale gemäß den Koordinaten, um die aktuelle Position des Steuerknüppelgriffs 14 anzugeben, und sendet die Vektorsignale durch einen Ausgabeanschluss 52 an einen verbundenen (nicht gezeigten) Computer.
Wenn das obere Ende des Steuerknüppelgriffs 14 von Hand gekippt wird, bewirkt das halbkugelförmige Eingriffselement 24 entsprechende Drehungen der beiden Wellen 38 und 40, und die beiden optischen Sensoren 42 und 44 erzeugen entsprechende Wegsignale für die X- und die Y-Richtung. Daraus berechnet der Prozessor 54 die Wege ΔX und ΔY und aktualisiert die im Speicher 50 gespeicherten Koordinaten, so dass die aktuelle Position des Steuerknüppelgriffs 14 beibehalten werden kann. In der Zwischenzeit liefert der Prozessor 54 weiter Vektorsignale an den Ausgabeanschluss 52 gemäß der im Speicher 50 gespeicherten Position des Steuerknüppelgriffs 14.
Treten während des Aktualisierungsvorgangs aufgrund fehlerhafter Signale oder aus irgendwelchen anderen Gründen Fehler auf, würden sich diese Fehler in den gespeicherten Koordinaten ansammeln. Daher kann die Koordinatenspeicherung im Speicher 50 kalibriert werden. Außerdem sollte der Steuerknüppel 10 beim Einschalten kalibriert werden, um Ausgangskoordinaten im Speicher 50 einzustellen.
Ein Verfahren zur Kalibrierung der Koordinatenspeicherung des Steuerknüppelgriffs 14 im Speicher 50 besteht darin, die Koordinatenspeicherung auf eine Ausgangsposition wie (0, 0) einzustellen, wenn der Steuerknüppelgriff 14 in einer aufrechten Position ist, ohne eine auf ihn einwirkende äußere Kraft, und dann auf den Kalibrierungsknopf 15 zu drücken, wonach der Prozessor 54 die Koordinatenspeicherung sofort auf (0, 0) einstellt.

Claims

Computersteuerknüppel (10; 60), der ein Gehäuse (12) mit einer Öffnung (16) an seiner Oberseite, und einen Steuerknüppelmechanismus (20) umfasst, der zwei zueinander senkrechte Wellen (38, 40), die drehbar im Gehäuse (12) eingebaut sind, einen kippbar in der Öffnung (16) montierten Steuerknüppelgriff (14), ein am Boden des Steuerknüppelgriffs montiertes Eingreifelement (24), um die beiden Wellen (38, 40) reibungsmäßig in Eingriff zu nehmen, und einen jeder der Wellen zugeordneten Signalgenerator zur Bereitstellung von den Drehungswinkeln der Wellen entsprechenden elektrischen Wegsignalen aufweist, wobei die Signalgeneratoren Sensoren umfassen, die im Gehäuse (12) in der Nähe entsprechender Angabeelemente an den beiden Wellen (38, 40) eingebaut und mit einer Steuerschaltung (48) verdrahtet sind, die einen Speicher (50) mit gespeicherten Koordinaten, die die Positionen des Steuerknüppelgriffs (14) angeben, und einen Prozessor (54) aufweist, der die Koordinatenspeicherung in dem Speicher gemäß den Wegsignalen von den beiden Sensoren (42, 44) aktualisiert und Vektorsignale gemäß den gespeicherten Koordinaten erzeugt, um die aktuelle Position des Steuerknüppelgriffs (14) anzugeben, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Sensoren um optische Sensoren (42, 44) handelt, optisch lesbare Drehungsangabeelemente (41, 43) vorliegen, eine vorbestimmte Bezugsposition im Speicher (50) gespeichert ist und ein Kalibrierknopf (15) am Gehäuse (12) installiert und mit dem Prozessor (54) verdrahtet ist, um den Prozessor (54) dazu zu veranlassen, die vorbestimmte Bezugsposition als die Startkoordinaten des Steuerknüppelgriffs (14) einzustellen.