EP0000735A1 - Einrichtung zur Steuerung eines motorisch verstellbaren zahnärztlichen Behandlungsstuhles - Google Patents

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EP0000735A1
EP0000735A1 EP7878100514A EP78100514A EP0000735A1 EP 0000735 A1 EP0000735 A1 EP 0000735A1 EP 7878100514 A EP7878100514 A EP 7878100514A EP 78100514 A EP78100514 A EP 78100514A EP 0000735 A1 EP0000735 A1 EP 0000735A1
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adjusted
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drive motor
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G15/00—Operating chairs; Dental chairs; Accessories specially adapted therefor, e.g. work stands
    • A61G15/02—Chairs with means to adjust position of patient; Controls therefor
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G05B19/40—Open loop systems, e.g. using stepping motor

Definitions

  • the invention relates to a control device for a dental device, or of which parts thereof can be adjusted in several positions by motor, using actual and setpoint transmitters to form electrical signals which embody the actual or setpoint value of the object to be adjusted. wherein for the object to be adjusted there are several setpoint transmitters embodying the adjustable positions.
  • electromechanical sensors in the form of potentiometers are provided as setpoint and actual value sensors (DE-OS 19 23 262 and DE-OS 22 51 737).
  • setpoint and actual value sensors DE-OS 19 23 262 and DE-OS 22 51 737.
  • the setting and adjustment of the potentiometers and the programming of the setpoint device is relatively complex.
  • the electromechanical feedback devices also tend to malfunction.
  • the positions of the objects to be adjusted are determined by punch cards, which are entered into a transmission device if necessary. Apart from the fact that the handling of such punch cards is relatively cumbersome because the desired card has to be fetched from an archive, such cards are subject to wear and tear.
  • the transmission device for scanning the respective punch card also represents an interference factor.
  • the invention has for its object to provide a control device of the type mentioned, in which no punch cards or the like. are required, and which contains no parts that are difficult to adjust and prone to failure.
  • the object is achieved according to the invention in that the actual value of the object to be adjusted is formed by a clock generator coupled to the associated drive motor, which emits pulses which are picked up by a counter, counted and added or subtracted depending on the direction of rotation of the drive motor, that electronic read-only memories are provided as setpoint transmitters and that a comparator is provided on the one hand with the output of the counter and on the other hand with the read-only memory, which compares the counter reading of the counter with that of the read-only memory, such that the drive motor via a switching amplifier in the presence of a difference each switched on according to the sign of the difference in one or the other direction of rotation and switched off at the same counter reading.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a dental chair seen from the side.
  • the chair essentially consists of a base part 1, to which a parallelogram support arm 2 is articulated, the free end of which is mounted in a support 3 for a seat 4 and a backrest 5.
  • Seat 4 and backrest 5 together form the upper part of the chair, which can be adjusted in height by means of the parallelogram support arm 2 in the two positions I and II indicated by dashed lines.
  • An electric motor-driven spindle drive 6 with a spindle arranged diagonally between two articulation points of the parallelogram arm 2 is provided as the adjusting device.
  • the associated drive motor 7 is arranged outside the parallelogram support arm 2 in a housing of the base part 1. The torque of the motor 7 is transmitted to the spindle via V-belts (not shown) and an intermediate shaft.
  • the parallelogram support arm 2 contains two link arms 8 and 9.
  • a switch 9 attached, which is switched by means of a switching lug 11 arranged on the upper link arm 10 at a certain angular position of the parallelogram arm and thus at a certain height of the seat 4.
  • the switch 9 is used to trigger a correction process.
  • an emergency stop switch arranged on the base part is designated, which is switched either when actuated by the foot of an operator or when the carrier 3 is placed on it.
  • FIG. 13 denotes a program control, which is explained in more detail in FIG. 2 and contains the electronic components required for storage and retrieval.
  • the switch 14 with a toggle switch is designated, with which the drive motor 7 can be switched on in one or the other direction of rotation depending on the toggle position of the switch and thus an upward or downward movement of the seat can be initiated.
  • the switch 14 has a defined rest position in both switching directions, i.e. after releasing the actuator, the switch always returns to its rest position. In this position, the circuit of the drive motor is then interrupted.
  • 15 and 16 denote program switches with which two different, fixed positions for the seat height can be called up. Programs are entered via switch 17.
  • the actual value of the object to be adjusted (here the seat 4) is formed from the switch-on time and the direction of rotation of the drive motor 7.
  • the switch-on time is obtained from the mains voltage applied to the switched-on motor 7.
  • a clock generator 20 outputs corresponding to the mains frequency of the.
  • a correction element 22 which corrects the counter reading of the counter element 21 when the correction switch 9 is switched on .
  • the switch 9 is, as shown in Fig. 1, between the lowest and the uppermost position of the chair fixed to the object to be adjusted. When a certain point is passed, it is closed. As a result, the correction element 21 receives a switching pulse, which causes the count of the counter element 21 to be compared with that of the correction element 22. If the counter reading deviates, the counter member 21 is brought to the counter reading of the correction member 22.
  • an electronic read-only memory 23 for example an EA-PROM memory, is used.
  • 24 denotes a comparator which compares the actual values from the counter 21 with the target values of the memory 23.
  • the coincidence element 25 is a logic logic circuit (coincidence element) which, when the switch 14 or one of the switches 15 or 16, with which the stored programs can be called up, checks whether this switching or control command is correct. For example, if there are opposing commands for this working group, which can happen, for example, by switching on the two switches 15 and 16, that is to say the simultaneous switching on of two different programs, then the coincidence element 25 refuses to pass on a command. If, on the other hand, the control command is clear, it is passed on to the drive motor 7 via a switching amplifier 26. At the same time, the clock generator 20 and the counter 21 are asked to form the actual value. The counter 21 thus runs as long as the motor 7 is switched on.
  • the comparator 24 first checks whether there is a difference between the count of the counter 21 and the count of the memory 23. If there is one, depending on the sign of the difference, the switching amplifier 26 switches on the motor in the required direction of rotation. If the counter reading, that is to say the actual and target values, matches, the comparator 24 triggers the shutdown of the motor 7. The engine 7 is also switched off when the emergency stop button 12 is actuated.
  • the chair To save a program, the chair must first be moved to the desired position by hand. This is done by actuating the hand switch 14. By actuating the program input key 17, the program memory 23 is now prepared via the comparator 24 for receiving the position values. If one of the program keys 15 or 16 to which the desired program is to be assigned is then pressed, the memory element 23 takes over the present actual value from the counter element 21. In the same way, the other program can be stored, which is called up via the switch 16.
  • control device For the sake of simplicity, the principle of the control device is only described for the seat height adjustment of the chair. Control of the backrest inclination can be carried out in the same way.

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Abstract

Steuereinrichtung für ein zahnärztliches Gerät, das oder von dem Teile davon motorisch in mehrere Positionen verstellbar sind, unter Verwendung von Ist- und Sollwertgebern zur Bildung elektrischer Signale, die den Ist- bzw. Sollwert des zu verstellenden Objekts verkörpern, wobei für das zu verstellende Objekt mehrere die einstellbaren Positionen verkörpernde Sollwertgeber vorhanden sind. Erfindungsgemäss ist der Istwert des zu verstellenden Objekts durch einen mit dem zugehörigen Antriebsmotor (7) gekuppelten Taktgeber (20) gebildet, der Impulse abgibt, die von einem Zählglied (21) aufgenommen, gezählt und je nach Drehrichtung des Antriebsmotors addiert oder subtrahiert werden. Als Sollwertgeber sind elektronische Festwertspeicher (23) vorgesehen. Ferner ist ein einerseits mit dem Ausgang des Zählgliedes (21) und andererseits mit dem Festwertspeicher (23) verbundener Komparator (24) vorgesehen, der den Zählerstand des Zählgliedes (21) mit dem des Festwertspeichers (23) vergleicht, derart, dass der Antriebsmotor (7) über einen Schaltverstärker (26) bei Vorhandensein einer Differenz je nach Vorzeichen der Differenz in der einen oder anderen Drehrichtung eingeschaltet und bei gleichem Zählerstand abgeschaltet wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für ein zahnärztliches Gerät, das oder von dem Teile davon motorisch in mehrere Positionen verstellbar sind, unter Verwendung von Ist- und Sollwertgebern zur Bildung elektrischer Signale, die den Ist- bzw. Sollwert des zu verstellenden Objekts verkörpern, wobei für das zu verstellende Objekt mehrere, die einstellbaren Positionen verkörpernde Sollwertgeber vorhanden sind.
  • Bei einer bekannten Steuereinrichtung, die zur Steue- rung eines zahnärztlichen Behandlungsstuhles vorgesehen ist, sind als Soll- und Istwertgeber elektromechanische Geber in Form von Potentiometern vorhanden (DE-OS 19 23 262 bzw. DE-OS 22 51 737). Das Einstellen und Justieren der Potentiometer sowie die Programmierung der Sollwertgeber ist relativ aufwendig. Die elektromechanischen Istwertgeber neigen außerdem leicht zu Störungen.
  • Bei einer anderen bekannten Steuereinrichtung (DE-OS -21 19 837) sind die Positionen der zu verstellenden Objekte (Rückenlehne, Stuhlsitz) durch Lochkarten festgelegt, die bei Bedarf in eine Übertragungseinrichtung eingegeben werden. Abgesehen davon, daß die Handhabung solcher Lochkarten verhältnismäßig umständlich ist, weil die jeweils gewünschte Karte erst aus einem Archiv geholt werden muß, sind solche Karten einem Verschleiß unterworfen. Die Übertragungseinrichtung zur Abtastung der jeweiligen Lochkarte stellt außerdem einen Störfaktor dar.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Gattung anzugeben, bei der keine Lochkarten od.dgl. erforderlich sind, und die keine schwer zu justierenden und störanfälligen Teile enthält.
  • Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Istwert des zu verstellenden Objekts durch einen mit dem zugehörigen Antriebsmotor gekuppelten Taktgeber gebildet ist, der Impulse abgibt, die von einem Zählglied aufgenommen, gezählt und je nach Drehrichtung des Antriebsmotors addiert oder subtrahiert werden, daß als Sollwertgeber elektronische Festwertspeicher vorgesehen sind und daß ein einerseits mit dem Ausgang des Zählgliedes und andererseits mit dem Festwertspeicher verbundener Komparator vorgesehen ist, der den Zählerstand des Zählgliedes mit dem des Festwertspeichers vergleicht, derart, daß der Antriebsmotor über einen Schaltverstärker bei Vorhandensein einer Differenz je nach Vorzeichen der Differenz in der einen oder anderen Drehrichtung eingeschaltet und bei gleichem Zählerstand abgeschaltet wird.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 einen zahnärztlichen Behandlungsstuhl in schematischer Darstellung von der Seite,
    • Fig. 2 ein Prinzipschaltbild der Steuereinrich-. tung zur Verstellung der Sitzhöhe des in Fig. 1 gezeigten Stuhles.
  • Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen zahnärztlichen Behandlungsstuhl von der Seite gesehen. Der Stuhl besteht im wesentlichen aus einem Basisteil 1, an dem ein Parallelogrammtragarm 2 angelenkt ist, dessen freies Ende in einem Träger 3 für einen Sitz 4 und eine Rückenlehne 5 gelagert ist. Sitz 4 und Rückenlehne 5 bilden zusammen das Stuhloberteil, welches mittels des Parallelogrammtragarmes 2 in der Höhe in die beiden gestrichelt angedeuteten Positionen I und II verstellt werden kann. Als Verstellvorrichtung ist ein elektromotorisch angetriebener Spindeltrieb 6 mit diagonal zwischen zwei Gelenkpunkten des Parallelogrammarmes 2 angeordneter Spindel vorgesehen. Der zugehörige Antriebsmotor 7 ist außerhalb des Parallelogrammtragarmes 2 in einem Gehäuse des Basisteils 1 angeordnet. Das Drehmoment des Motors 7 wird auf die Spindel über nicht näher bezeichnete Keilriemen und eine Zwischenwelle übertragen.
  • Der Parallelogrammtragarm 2 enthält zwei Gestängearme 8 und 9. Am unteren Gestängearm 8 ist ein Schalter 9 befestigt, der mittels einer am oberen Gestängearm 10 angeordneten Schaltnase 11 bei einer bestimmten Winkelstellung des Parallelogrammarmes und damit einer bestimmten Höhenlage des Sitzes 4 geschaltet wird. Der Schalter 9 dient, wie später noch einmal erläutert wird, zum Auslösen eines Korrekturvorganges. Mit 12 ist ein am Basisteil angeordneter Notstoppschalter bezeichnet, der entweder bei Betätigung mit dem Fuß einer Bedienungsperson oder bei Auflage des Trägers 3 geschaltet wird.
  • Mit 13 ist eine in Fig. 2 näher erläuterte Programmsteuerung bezeichnet, welche die zur Speicherung sowie zum Abruf erforderlichen elektronischen Bauteile enthält.
  • Mit 14 ist ein Kippschalter bezeichnet, mit dem der Antriebsmotor 7 je nach Kipplage des Schalters in der einen oder anderen Drehrichtung eingeschaltet und damit eine Auf- oder Abwärtsbewegung des Sitzes eingeleitet werden kann. Der Schalter 14 hat in beiden Schaltrichtungen eine definierte Ruhelage, d.h. nach Loslassen des Betätigungselements geht der Schalter stets in seine Ruhestellung zurück. In dieser Stellung ist der Schaltkreis des Antriebsmotors dann unterbrochen. Mit 15 und 16 sind Programmschalter bezeichnet, mit denen zwei verschiedene, fest eingestellte Positionen für die Sitzhöhe abgerufen werden können. Eine Programmeingabe erfolgt über den Schalter 17.
  • Die Fig. 2 zeigt das Prinzip der Programmsteuerung für einen Arbeitskreis, im vorliegenden Fall für die Höhenverstellung des Sitzes 4.
  • Der Istwert des zu verstellenden Objekts (hier also der Sitz 4) wird gebildet aus der Einschaltzeit und der Drehrichtung des Antriebsmotors 7. Die Einschaltzeit wird aus der am eingeschalteten Motor 7 anliegenden Netzspannung gewonnen. Ein Taktgeber 20 gibt entsprechend der Netzfrequenz des. Motors Impulse an ein Zählglied 21, das, je nachdem, ob der Motor in der einen oder anderen Drehrichtung läuft und somit der Sitz ange-hoben oder gesenkt wird, die erhaltenen Impulse addiert oder subtrahiert. Wird beispielsweise der Motor in dem Drehsinn eingeschaltet, der ein Anheben des Sitzes bewirkt, so werden die Netzperioden addiert; umgekehrt werden beim Absenken des Stuhles die Netzperioden subtrahiert.
  • Nachdem sich beispielsweise durch Nachlauf oder Schlupf des Antriebsmotors durch unterschiedliche Belastungen usw. am Zählglied 21 Abweichungen einstellen können, die mit zunehmender Fahrzeit zu nicht zu vernachlässigbaren Fehlern führen können, ist ein Korrekturglied 22 vorgesehen, welches bei eingeschaltetem Korrekturschalter 9 den Zählerstand des Zählgliedes 21 korrigiert. Der Schalter 9 ist, wie in Fig. 1 dargestellt, zwischen der untersten und der obersten Stellung des Stuhles ortsfest an dem zu verstellenden Objekt angeordnet. Beim Überfahren eines bestimmten Punktes wird dieser geschlossen. Dadurch bekommt das Korrekturglied 21 einen Schaltimpuls, wodurch veranlaßt wird, daß der Zählerstand des Zählgliedes 21 mit dem des Korrekturgliedes 22 verglichen wird. Bei einem Abweichen des Zählerstandes wird das Zählglied 21 auf den Zählerstand des Korrekturgliedes 22 gebracht.
  • Zur Speicherung der verschiedenen Programme, die den verschiedenen Positionen der Sitzhöhe entsprechen(Sollwerte), ist ein elektronischer Festspeicher 23, z.B. ein EA-PROM-Speicher,verwendet. Mit 24 ist ein Komparator bezeichnet, der die Istwerte aus dem Zähler 21 mit den Sollwerten des Speichers 23 vergleicht.
  • Mit 25 ist eine logische Verknüpfungsschaltung bezeichnet (Koinzidenzglied), welche bei Betätigung des Schalters 14 oder einer der Schalter 15 oder 16, mit denen die gespeicherten Programme abgerufen werden können, prüft, ob dieser Schalt- bzw. Steuerbefehl richtig ist. Liegen beispielsweise gegensätzliche Befehle für diesen Arbeitskreis vor, was beispielsweise durch das Einschalten der beiden Schalter 15 und 16, also das gleichzeitige Einschalten zweier unterschiedlicher Programme geschehen kann, dann verweigert das Koinzidenzglied 25 eine Befehlsweitergabe. Ist der Steuerbefehl hingegen eindeutig, so wird er über einen Schaltverstärker 26 an den Antriebsmotor 7 weitergegeben. Gleichzeitig wird der Taktgeber 20 und das Zählglied 21 aufgefordert, den Istwert zu bilden. Das Zählglied 21 läuft also so lange mit, wie der Motor 7 eingeschaltet ist.
  • Wird ein durch den Programmspeicher 23 festgelegtes Programm abgerufen, beispielsweise durch Betätigung des Schalters 15, so prüft zunächst der Komparator 24, ob zwischen dem Zählerstand des Zählgliedes 21 und dem Zählerstand des Speichergliedes 23 eine Differenz besteht. Ist eine solche vorhanden, erfolgt je nach Vorzeichen der Differenz über den Schaltverstärker 26 das Einschaltet des Motors in der jeweils erforderlichen Drehrichtung. Stimmt der Zählerstand, also Ist- und Sollwerte, überein, so löst der Komparator 24 das Abschalten des Motors 7 aus. Das Abschalten des Motors 7 erfolgt auch, wenn die Notstopptaste 12 betätigt wird.
  • Zur Einspeicherung eines Programmes muß der Stuhl zunächst durch Handbedienung in die gewünschte Position gebracht werden. Dies geschieht durch Betätigen des Handschalters 14. Durch Betätigen der Programmeingebertaste 17 wird nunmehr der Programmspeicher 23 über den Komparator 24 zur Aufnahme der Positionswerte vorbereitet. Wird danach eine der Programmtasten 15 oder 16 gedrückt, der das gewünschte Programm zugeordnet sein soll, übernimmt das Speicherglied 23 den vorliegenden Istwert aus dem Zählglied 21. In gleicher Weise kann das andere Programm eingespeichert werden, welches über den Schalter 16 abgerufen wird.
  • Der Einfachheit halber ist das Prinzip der Steuereinrichtung nur für die Sitzhöhenverstellung des Stuhles beschrieben. In gleicher Weise ist die Steuerung der Rückenlehnenneigung durchführbar.

Claims (7)

1. Steuereinrichtung für ein zahnärztliches Gerät, das oder von dem Teile davon motorisch in mehrere Positionen verstellbar sind, unter Verwendung von Ist- und Sollwertgebern zur Bildung elektrischer-Signale, die den Ist- bzw. Sollwert des zu verstellenden Objekts verkörpern, wobei für das zu verstellende Objekt mehrere die einstellbaren Positionen verkörpernde Sollwertgeber vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet , daß der Istwert des zu verstellenden Objekts (4) durch einen mit dem zugehörigen Antriebsmotor (7) gekuppelten Taktgeber (20) gebildet ist, der Impulse abgibt, die von einem Zählglied (21) aufgenommen, gezählt und je nach Drehrichtung des Antriebsmotors addiert oder subtrahiert werden, daß als Sollwertgeber elektronische Festwertspeicher (23) vorgesehen sind und daß ein einerseits mit dem Ausgang des Zählgliedes (21) und andererseits mit dem Festwertspeicher (23) verbundener Komparator (24) vorgesehen ist, der den Zählerstand des Zählgliedes (21) mit dem des Festwertspeichers (23) vergleicht, derart, daß der Antriebsmotor (7) über einen Schaltverstärker (26) bei Vorhandensein einer Differenz je nach Vorzeichen der Differenz in der einen oder anderen Drehrichtung eingeschaltet und bei gleichem Zählerstand abgeschaltet wird.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein Zählerstandskorrekturglied (22) vorhanden ist, welches an einer definierten Stelle des zu verstellenden Objekts den dieser Lage entsprechenden Zählerstand mit dem des Zählgliedes (21) vergleicht und gegebenenfalls den zuletzt genannten Zählerstand korrigiert.
3. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Ausgang des Komparators (24) mit einem Koinzidenzglied (25) verbunden ist, welches bei ungleichen Steuersignalen den Ausgang sperrt und bei gleichen Steuersignalen ein Steuersignal abgibt.
4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Anwendung bei einem zahnärztlichen Behandlungsstuhl zur Steuerung zumindest der Hubhöhe des Sitzes (4) und ge-gebenenfalls der Neigungslage der Rückenlehne (5).
5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß ein die Relativbewegung eines Verstellobjektes (4, 5) gegenüber einem festen Bezugspunkt des Stuhles erfassendes Schaltglied (9) vorhanden ist, welches bei Erreichen des Schaltpunktes dem Zählerstandskorrekturglied (22) ein Signal gibt.
6. Steuereinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß ein Programmschalter (15) für den Festwertspeicher (23) sowie gegebenenfalls vorhandene Hand- oder Fußschalter (14) für eine manuelle Verstellung des Stuhles über das Koinzidenzglied (25) geführt sind.
7. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Taktgeberfrequenz die Netzfrequenz des Antriebsmotors (7) verwendet ist.
EP78100514A 1977-08-11 1978-07-26 Einrichtung zur Steuerung eines motorisch verstellbaren zahnärztlichen Behandlungsstuhles Expired EP0000735B1 (de)

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DE2736276 1977-08-11

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EP0000735B1 EP0000735B1 (de) 1981-03-18

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