DE8816730U1

DE8816730U1 - Steuerknüppel

Info

Publication number: DE8816730U1
Application number: DE8816730U
Authority: DE
Original assignee: W Gessmann 7105 Leingarten De GmbH
Current assignee: W Gessmann 7105 Leingarten De GmbH
Priority date: 1988-07-28
Filing date: 1988-07-28
Publication date: 1990-08-23
Anticipated expiration: 1998-07-29
Also published as: DE3825614A1; DE3825614C2

Description

Kohler - S_hwindling - Späth
Patentanwälte
Hohentv»ielstraße 41
7000 Stuttgart i

Steuerknüppel

Die Erfindung betrifft einen Steuerknüppel, der ein um mehrere Achsen schwenkbar gelagertem bewegliches Teil aufweist, zu dem ein Handgriff gehört, an dem mindestens ein vom Benutzer betätigbarer Geber vorgesehen ist, und der ein feststehendes
Teil aufweist, relativ zu dem das bewegliche Teil beweglich ist

Derartige Steuerknüppel, deren bewegliches Teil im allgemeinen um zwei rechtwinklig zueinander angeordnete Achsen relativ zu
einem festen Teil schwenkbar ist, sind beispielsweise Bestandteile von Fernsteuerungen und werden unter anderem zum Steuern von Baumaschinen und ähnlichen Geräten verwendet. Di° Schwenkbewegungen des Steuerknüppels um die genannten Achsen werden
in geeigneter Weise erfaßt und für Steuerungszwecke ausgewertet Ein solcher bekannter Steuerknüppel (IBM Technical Disclosure

öulletin. Vol. 28, No. 8, Januar 1986, Seite 3309-3311! ist nach Art eines Joysticks ausgebildet und weist einen um einen Schwenkpunkt verschwenkbaren beweglichen Teil mit einem Handgriff auf, an dem Geber, wie Druck- oder Kippschalter oder dergleichen, vorgesehen sind, mit denen Steuersignale erzeugt werden können. In der Regel sind diese Geber mittels eines beweglichen oder flexiblen Kabels mit einer Steuerschaltung, die sich im feststehenden Teil befindet, verbunden, so daß die Signale über diese Kabel an die Steuerschaltung weitergeleitet werden können. Derartige Kabel sind jedoch störanfällig.

Die DE-OS 35 43 783 zeigt einen Steuerknüppel mit einem an einem Gehäuse schwenkbar festgelegten beweglichen Handgriff, an dessen unterem Ende ein Fluoresssenzlichtleiter befestigt ist, dessen eines Ende mit einem Photodetektor bestückt ist. Wird der Handgriff in eine Schwenklage gebracht, so schwenkt der am Handgriff festgelegte Fluoreszenzlichtleiter entsprechend aus, und nähert sich Lichtquellen, die den Fluoreszenzlichtleiter entsprechend anstrahlen, der das aufgenommene Licht an den Photodetektor abgibt. Die optische Einrichtung dieses bekannten Steuerknüppels dient demnach zur Feststellung der Schwenklage des Handgriffs. Es können nicht z.B. mittels eines Gebers, der im Handgriff angeordnet ist, ausgelöste Signale vom beweglichen Teil auf den feststehenden Teil ohne Zuhilfenahme von Kabeln oder einer anderen festen oder flexiblen Verbindung übertragen werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Steuerknüppel der eingangs geschilderten Art zu schaffen, bei dem die genannten Störungsmöglichkeiten verringert sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemlß dadurch gelost, daß im beweglichen Teil eine elektronische Schaltung vorgesehen ist,

die die Stellung des Gebers auswertet und in Abhängigkeit von der Auswertung einem lichterzeugenden Element Ansteueruriyssignale zuführt, daß im beweglichen Teil ein Lichtleiter vorgesehen ist, der das von dem lichterzeugenden Element erzeugte Licht transportiert, und daß das feststehende Teil eine Einrichtung aufweist, um das vom Lichtleiter transportierte Licht zu propfangen und auszuwerten, wobei die Einrichtung und das dieser Einrichtung zugewandte Ende des Lichtleiters im Bereich des Schwenkpunktes des beweglichen Teils liegen.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Steuerknüppels ist der bewegliche Teil, der den Handgriff mit dan vom Benutzer betätigbaren Gebern aufweist, galvanisch vom feststehenden Teil abgetrennt, so daß Kabel oder dergleichen, die Störungsquellen sein können, nicht mehr zur Übertragung der Signale benötigt werden. Außerdem können die mit deir. Geber erzeugten Signale unabhängig von der Stellung des Steuerknüppels mittels der Einrichtung zum Empfangen des Lichts erfaßt werden.

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 zweckm.äßigerweise Luft; es ist aber auch denkbar, diese Lücke mit einer das Licht leitenden Flüssigkeit auszufüllen, Zweckmäßigerwsise wird durch eine geeignete Abdeckung dafür gesorgt, daß in die Lücks 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 Handgiiffs erfassender Geber vorgesehen ist. Ein Vorteil liegt darin, daß durch die Drehbarkeit des Handgriffs des Stevterknüppels 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 AusfUhrungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination 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 beweglicher 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 Aufhängung erfolgen, bei der der bewegliche Teil 4 mittels eines

Achsbolzens, der der Achse 6 entspricht, in einem Ring schwenkbar gelagert ist, wobei der Ring selbst um eine der Achse 7 entsprechende 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 Bestandteil des beweglichen Teils 4 relativ zu dsr vertikal ■erlaufenden 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 teilweise 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 Glasfaserkabel 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 angeordnet, an die sich oberhalb ein Handgriff 16 des Steuerknüppels 1 anschließt. Der Handgriff 16 weist mehrere Druckknöpfe 8 an seine Seitenfläche auf, außerdem einen Kippschalter 20 an seiner Oberseite, der vom Daumen des Benutzers betätigbar ist. Schließlich 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 Inkre-^ntscheibe, die ein digitales Ausgangssignal liefert. Die elektronische Schaltung 30 bewirkt, daß eine Leuchtdiode 34 Licht mit Rinpr 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 untfre 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 .". des Steuerknüppels 1 ist ein optisches Gegenstück 50 für das unterste Ende 40 des Lichtleiters 12 vorgesehen. Das optische Gegenstück 50 .-.immt die vom Lichtleiter 12 transportierten Lichtimpulse unabhängig von der javreiligen Schwenkstellung des Handgriffs 16 auf, führt sie ze einem im Inneren des feststehenden Teils 2 angeordneten Lichtempfänger, 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 derr, 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 Krümmungsmittelpunkt 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 Eindringen von Staub oder anderen Verschmutzungen geschützt.

Bei Bedarf wird die Batterie 32 im Inneren des Handgriffs 16 ausgewechselt. A~ Handgriff 16 oder an einer mit dem orstsfestei Teil 2 zusammenwirkenden Auswerteeinheit kann eine Anzeigevorrichtung vorgesehen sein, die dem Benutzer mitteilt, wann ein Batteriewechsel erforderlich ist. Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Stromversorgung der elektronischen Schaltung 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 Spannungszuführung 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

■ I · · Schutzansprüche

1. Steuerknüppel, der ein um mehrere Achsen schwenkbar gelagertes bewegliches Teil (4) aufweist, zu dem ein Handgriff (16) gehört, an dem mindestens ein vom Benutzer betätigbarer Geber (18, 20) vorgesehen ist, und der ein feststehendes Teil (2) aufweist, relativ zu dem das bewegliche Teil (4) beweglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß ir« beweglichen Teil (4) eine elektronische Schaltung (30) vorgesehen ist, die die Stellung des Gebers (18, 20} auswertet 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 (34) erzeugte Licht transportiert, und daß das feststehende Teil (2) eine Einrichtung aufweist, um das vom Lichtleiter (12) transportierte Licht zu empfangen und auszuwerten, wobei die Einrichtung und das dieser Einrichtung zugewandte Ende des Lichtleiters (12) im Bereich des Schwenkpunkts des beweglichen Teils (4) liegen.

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

Ston<?rkn"innoi. n^rh »in*»™ der vorher7°henden Ansprüchp, dadurch gekennzeichnet . daß ^wischen der Einrichtung zum Empfangen des Lichts und d*>™ dieser Einrichtung zunow^ndiren Ende des Lichtleiters« (12) ein Zwischenraum bost-ohf, der durch eine elastische Abdeckung gegen das Eindringen von Verschmutzungen ges ist.