DE7838914U1 - Handgriff fuer segelflugzeuge und motorsegler - Google Patents

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eineof Handgriff für Segelflugzeuge und Motorsegler. ^^?

Bei den heutigen Sollfahrt-Anzeigesystemen erhält der Pilot im- Segelflugzeug die Information,ob er die den meteorologischen Bedingungen entsprechende Sollfahrt fliegt,durch akustische oder optische Signale des Sollfahrtvariometars. Sowohl die Sicht- als auch die akustische Anzeige sind für diesen Zweck mit Nachteilen verbunden.Die Sichtanzeige muß vom Piloten nahezu ständig beobachtet werden,um die Geschwindigkeit des Segelflugzeuges entsprechend variieren zu können.Die wesentlich wichtigere Beobachtung des Luftraumes und des Uettergeschehens werden dadurch beeinträchtigt, Bei der akustischen Anzeige,beispielsweise dem Dopoeltongenerator,treten diese Nachteile nicht auf,allerdings muß sich der Pilot dauernd einen kontinuierlichen oder unterbrochenen Ton anhören.Um auch bei entsprechenden Funkverkehr,geöffneter Lüftung oder bei höheren Geschwindigkeiten den Ton noch deutlich wahrnehmen zu können,ist es meist notwendig^den Tongenerator auf volle Lautstärke einzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist es,ein für den praktischen Gebrauch in Segelflugzeugen und Motorseglern verwendbares Informationsübermittlungssystem für Sollfahrtsignal- und Steig- bzw. Sinkgeschwindigkeitsanzeige zu schaffen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,daß an wenigstens zwei Stellen des äußeren Umfangs des Handgriffs taktile Geber angeordnet sind,die mit den elektrischen Meßinstrumenten des Flugzeus,nämlich dem Sollfahrtgeber bzw. dem Variometer,in Verbindung stehen. Hierdurch wird erreicht,daß beim Umfassen des Griffs mit der Hand automatisch eine Verbindung vom Geber zum Piloten entsteht.Desweiteren können die Geber so am Griff angeordnet werden,daß auch bei unterschiedlichen Umfassen ein Kontakt mit der Hand gegeben istjUnd daß sie unter die Gebiete der Hand zu liegen kommen,an denen die Haut

empfindlich für Tastreiza ist.

Dies hat den Vorteil,daß der Energieverbrauch dt Anordnung gering gehalten werden kann,da die Geber nur wenig Leistung übertragen müssen.

Der Vorteil der Informationsübermittlung durch den Handgriff liegt weiterhin darin,daG die Reaktionszeit des Tastsinns kürzer als die visuelle Reaktionszeit ist. Es ist möglich den Handgriff als Steuerknüppelgriff zu verwenden; somit ist während des Fluges eine dauernde Infcrmationsübertragung gegeben,da der Griff vom Piloten fast immer umfasst wird.3edem taktilem Gebersignal kann eine Handlungsvorschrift für den Piloten zugeordnet uerden.

In weiterer zweckmäßiger Ausbildung dar Erfindung ist vorgesehen,daß die Geber aus Elementen bestehen,die in Abhängigkeit von dem Signal der Meßinstrumente in Schwingungen versetzt werden und im Takt der Schwingungen aus dem Umfang heraustreten.Hierdurch wird erreicht,daß Schwingungen auf die Hautoberfläche der Hand des Piloten übertragen werden,und dadurch der Pilot^registriert, welcher Geber aktiviert ist.Der Energieverbrauch der schwingenden Elemente kann sehr gering gehalten werden, da zur Informationsübermittlung nur kleine Schwingungsamplituden notwendig sind und die auf die Haut übertragenen Kräfte klein bleiben.

Die Geber können so ausgebildet werden,daß ihr Platzbedarf in seitlicher Richtung sehr gering ist.Dadurch kann der Griff so gestaltet werden,daß der Innenraum frei bleibt für die Aufnahme eines entsprechenden Betätigungsrohrs. Die Griffabmessungen entsprechen dann denen eines normalerweise in der Praxis verwendeten Griffs.Der Griff läßt sich vorteilhafterweise einfach durch Aufschieben auf ein entsprechendes Betätigungsrohr im Flugzeugcockpit einbauen.

Uas die Verbindung zwischen den Gebern und den Instrumenten betrifft,so kann man in weiterer Ausbildung der Erfindung so vorgehen,daß zwischen den taktilen Gebern bzw. den. die

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Geber antreibenden Motoren und den Meßinstrumenten ein Signalumformer angeordnet ist.Hierdurch uird erreicht, daß die Ausgangsgröße,Spannung oder Strom der elektrischen Heßinstrumente^so umgewandelt uird,daß die Geberinformationen dieser Ausgangsgröße entsprechen.Es lassen sich durch den Signalwandler unterschiedliche Arten von taktilen Signalen in Abhängigkeit von der Instrumentenausgangsgrößs erzeugen. So kann zum Beispiel die Schwingfrequenz proportional zur Eingangsgröße gewählt werden.Oder die Schwinger können so angesteuert werden,daß sie nur während einer Impulsdauer T schwingen,und die Anzahl der entstehenden Pulse pro Zeiteinheit proportional zur Eingangsgröße ist.

Es ist zwar schon bekannt geworden,daß taktile Anzeigen zur Informationsübermittlung benutzt werden können,aber die bis jetzt geschaffenen Anordnungen sind für den oraktischen Einsatz im Segelflugzeug und Motorsegler ungeeignet. Die im US Patent 2.972.140 von 3. Hirsch beschriebene Anordnung foEdert won dem Benutzer,daQ er zur Informationsübermittlung seine Hand in einer bestimmten Art und Weise auf ein Feld von mehreren taktilen Gebern legt.Dies hat den Nachteil,daß der Pilot in seiner Bewegungsfreiheit eingeengt wird.Weiterhin können bei langen Flügen,so,uie sie mit Segelflugzeugen häufig durchgeführt werden,Ermüdungserscheinungen der Hand_;durch die vorgeschriebene Haltung auftreten.

In Grundlagenversuchen über die Verwendbarkeit von taktilen Anzeigen werden verschiedene Geber und ihre Anordnung in Bezug auf den Benutzer beschrieben.Dia in dem Artikal von 3. Hirsch und I. Kadushin ("Experiments in Tactile Control of Flying Vehicles",Department of Aeronautical Engineering, Technion-Israel Institute of Technologie,Haifa,Israel) beschriebene Anordnung hat den Nachteil,daß ihr Platzbedarf recht groß ist,und der Anwender nur durch eine spezielle Handhaltung mit den taktilen Gebern in Kontakt kommt.

Ein aus einem modifiziertem Lautsprecher hergestellter Geber wird in dem Artikel von 3. Hirsch,3.H. Shafer,A. Eitan ("Experiments in tactile communication",presented at the 6th annu. Conf. Aviation and Astronautics,Haifa,Israel,1964) beschrieben.Anordnungen dieser Bauart sind_/aufgrund ihrar Größe,ungeeignet um an einen Handgriff angeordnet zu werden.

Es ist weiterhin bekannt,daß taktile Geber durch Anordnung von Elektroden auf einem abgegrenzten Feld realisiert werden können ( 3.C. Bliss,Ed.,"Special issue on Tactile Displays Conference", IEEE Transactions on man machine systems, vol. NHS-11,Plar. 1970: R.M. Strong und D.E. Troxel,"An Electrotactile Display").Nachteilig für den Benutzer einer solchen Konstruktion ist die Tatsache,daß sich der Hautwiderstand in Abhängigkeit von der Hautfeuchtigkeit ändert. Somit empfindet der Anwender je nach Hautfeuchtigkeit die taktilen Signale mit unterschiedlicher Intensität.

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zsigen:

Figur 1 einen Handgriff mit Gebern in Form von schwingenden Drähten oder dergleichen

Figur 2 einen Schnitt durch die Ausführungsform der Figur 1 nach Linie X~X

Figur 3 einen Handgriff mit Gebern in Form von eistischen Schläuchen

Figur 4 einen Schnitt durch die Ausführungsform der Figur 3 nach Linia JH-TL

Figur 5 einen Handgriff mit Gebern in Form von Hembranen

Figur 6 einen Schnitt durch die Ausführungsform der Figur 5 nach Linie £-Y

In Figur 1 ist auf dem Rohr 1G der Griff 9 aufgesteckt. In den Nuten 7 und 8^Nsind die Drähte 5und 6 ,die über die Federn 12 bzu. 11 am Griff 9 befestigt sind, beweglich angeordnet. An der UeIla 2 des ,im oberen Teil des Griffs be « · festigten Motors 1, ist ein Spindeltrieb 3 mit einer quadratischen Scheibe 4 befestigt. Der Motor 1 uird über einen Verstärker 14 und die Drehzahlregelung 13 von der Eingangsgröße Xe angesteuert.

Die Anordnung erfüllt folgende Funktion! Der riotor 1 dreht die quadratische Scheibe 4, die über die Federn 12 bzu. 11 Stöße auf die Drähte 5 bzu. 6 überträgt- und diese dadurch in schuingförmige Belegung versetzt. Die Scheibe 4 uird über den Spindeltrieb 3,jeueils abhängig von der'Drehrichtung des riotors^nach oben oder unten gefahren und berührt daher entweder inur die Feder 12 oder 11. Durch diese Anordnung ist es möglich, gesteuert über Rechtslauf oder Linkslauf des Motors entweder den Draht 5 bzw. 6 in Schuingung zu versetzen.

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Beim Umfassen des Griffs mit der Hand^erden die Schwingungen auf die Hautoberfläche übertragen. Da die Drähte 5 und 6 schützend in den zwbi Nuten 7 und B untergebracht sind, kann die Anordnung nicht durch feste Umklammerung mit der Hand in ihrer Funktionsweise gestört werden.

Figur 2 zeigt, wie die Hand 17 des Piloten den Griff 9 umfasst. Die Fingerkuppen 15 liegen über der Nut 7. Die Nut B wird von dem Handballen 16 überdeckt.Die Drähte 5 bzw. 6 können in Pfeilrichtung, senkrecht zur Griffkontur, in Schingung versetzt werden und stoßen dabei auf die reichlich mit Nerven ausgestatteten Gebiete der Fingerkuppen und des Handballens.

In Figur 3 sind in den Vertiefungen 19 und 20 im Griff 18 die elastischen Schläuche 34 und 35, die von den ovalen Verschlußstücken 21 und 22 abgegrenzt sind, angeordnet.Über die Anschlußstücke 23 und die Schlauchleitungen '24jsind die Schläuche 34 und 35 mit den Druckdosen 26 und 27 verbunden.Die Membranen 36 sind über die Hebel 2B mit den Kurbeln 29, die auf den üellen der Elektromotoren 30 angebracht sind, beweglich verbunden.Die Druckdosen stehen über die Kapilaren 25 mit der Außenluft in Verbindung.

Die Anordnung hat folgende Funktionsweise"!

Jeweils einer der Motoren 30 dreht eine Kurbel 29,welche dann über den Hebel 28 die zugehörige Membrane 36 wechselweise dehnt. Der in der Druckdose 26 beziehungsweise 27 erzeugte Druckwechsel wird über die Leitung 24 auf den elastischen Schlauch 34 bzw. 35 übertragen. Er folgt in seiner Ausdehnung der wechselweisen Druckänderung und wird in Schwingung versetzt. Die Kappillaren 25 dienen zum Druckausgleich,um ein Aufblähen des gesamten Systems bei Höhenänderung zu vermeiden »Zur Erzeugung des Uech-= ' | seldrucks_/kann als pneumatischer Umformer auch ein Zylinder- I Kolbensystem verwendet werden. |

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Figur 4 zeigt, uie die Schläuche 34 bzw. 35 am Umfang des Griffs 18 angeordnet sind. Die gestrichelten Linien geben an, uie sich der Schlauch bei Druckerhöhung aus der Griffoberfläche herausbeuiegb,..

Figur 5 zeigteinen Griff 31 mit den Kammern 32 ,die mit den Membranen 33 verschlossen sind. Über die Stutzen 34 können die Kammern mit einem pneumatischen Aggregat , so uie in Figur 3 dargestellt, verbunden werden.

In Figur 6 ist der Abschluß der Kammern 32 durch die Membranen 33 gezeichnet. Diese Anordnung bewirkt, da6 die Griffoberfläche nach außen abgeschlossen ist.und somit der Griff eine kompakte und störunanfällige Einheit darstellt.

Claims (8)

1. Il f ' ' 9

   Schutzansprüche

   i)Handgriff für Segelflugzeuge und Motorsegler dadurch gekennzeichnet, daGder Handgriff aus einem Formkörper und wenigstens zwei,am äußeren Umfang des Körpers angeorrine ten taktilen Gebern besteht.
2. 2)Handgriff nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, da3 der Griffkörper mit wenigstens zwei in die Griffoberfläche eingelassenen Vertiefungen in Form won Nuten oder ähnr- ' -.. lichem aufgebaut ist.
3. 3)Handgriff nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnst, daß die jeueilige Vertiefung an dar Griffoberfläche mit einer elastischen Membran verschlossen ist,
4. 4)Handgriff nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß in den Vertiefungen jeweils einseitig verschlossene elastische Schläuche befestigt sind.
5. 5)Handgriffnach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnungskörper, bostehend aus den Membranen . ·· oder den Schläuchen, mit wenigstens zwei Stutzen über Leitungen, ausgeführt durch eine Bohrung im Griffkör?er oder ein Rohr, verbunden sind*
6. 6)Handgriff nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Stutzen über pneumatische Leitungen, bestehend aus Schläuchen oder ähnlichen, an einem Zylinder in dem sich ein Kolben befindet oder eine Druckdose, angeschlossen r sind, wobei der Kolben oder die Druckdose über einen Kurbeltrieb mit der Uelle eines Elektromotors verbunden ist.

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7. 7)Handgriff nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzaichnct, daß im Oberteil des Griffkörners ein elakt.romechanir.cher Wandler* bestehend aus einem Elektromotor, einem SpinrJaltrieb., einer Kurvenscheibe und mindestens zuei Federn^ angeordnet ist.
8. 8)Handgriff nach Ansoruch 1 , 2 und 7 dadurch gekennzeichnet, daß in den Vertiefungen jeweils ein Draht oder dergleichen beweglich angeordnet iat, welcher fest verbunden ist mit jeweils einer Feder, die im Oberteil des Griffkörpers befestigt ist.