EP2017688A2 - Einrichtung zur Erzeugung von elektrisch auswertbaren Steuersignalen - Google Patents

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EP2017688A2
EP2017688A2 EP07011844A EP07011844A EP2017688A2 EP 2017688 A2 EP2017688 A2 EP 2017688A2 EP 07011844 A EP07011844 A EP 07011844A EP 07011844 A EP07011844 A EP 07011844A EP 2017688 A2 EP2017688 A2 EP 2017688A2
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EP
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joystick
evaluation unit
control
control signals
generated
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Detlef Beutler
Alfred Klein
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Rafi GmbH and Co KG
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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    • G05G5/005—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member for preventing unintentional use of a control mechanism
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/04—Controlling members for hand actuation by pivoting movement, e.g. levers
    • G05G1/06—Details of their grip parts
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • G05G2009/04774—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks with additional switches or sensors on the handle

Definitions

  • the invention relates to a device for generating electrically evaluable control signals according to the preamble of claim 1 and to an electrical circuit for generating electrical control signals according to the preamble of claim. 6
  • Such devices or such an electrical circuit usually consist of a manually operated control stick, which is inserted in a housing and can be deflected in different directions of movement.
  • the free end of the joystick is hereby grasped manually, whereby the movements of the joystick in the housing, for example by means of Hall sensors, are converted into electrical signals.
  • the electrical signals are evaluated by a printed circuit board on which a microprocessor or similar control circuits are provided, and thus the directions of movement of the joystick can be in electrical signals, for example for the deflection of a crane or other technical equipment or for the operation of a computer by control signals operated on the screen associated with various control symbols.
  • a button must be provided at the free end of the joystick, which must be kept pressed permanently to the deflection of the joystick ever release as directions of movement. This key is used to ensure the reliability of the joystick, so that when the joystick is unintentionally deflected, there is no movement of the systems to be driven and thus a malfunction is triggered.
  • the reliability of the device or the electrical circuit should be verifiable and ensured throughout the life.
  • one or more sensor switches are integrated, which are formed capacitively or optically, various control signals can be generated by the operation of the joystick is monitored, because the device is only enabled when the control signals present are.
  • the control signals are generated in the capacitive design of the sensor switch in that the palm of the User causes a change in capacitance of the metallic sensor switches, whereby the control signal is generated.
  • Each of the sensor switches is connected to an evaluation unit, which monitors whether a control signal is generated by the sensor circuit or not.
  • each of the sensor switches is covered by the palm of the hand.
  • the capacitive design of the sensor switch is thus caused by the embrace of the joystick, a capacitance change.
  • the sensor switch is designed as a light barrier, the user's hand reflects the emitted light, whereby there is also permanent monitoring of the grip area of the control stick by means of light sensors.
  • the evaluation unit can independently generate a signal by which it can be verified that the evaluation unit is functioning properly. As soon as the evaluation unit no longer works due to faults or other damage, this signal is not generated, so that a malfunction, due to the fact that the evaluation unit is damaged, is not given, because the device is only fully activated if both the control signal the respective sensor switch as well as the signal of the respective evaluation unit is present.
  • the signals thus generated are transmitted to the printed circuit board, which is integrated in the housing of the joystick, and evaluated, for example, by a mounted on the circuit board microprocessor or other control circuit.
  • FIGS. 1 and 2 is a device 1 can be seen, which consists of a housing 3 and a used in this and against the housing 3 deflectable joystick 4.
  • the device 1 is intended to be on the joystick. 4 to convert acting manual movements into electrically evaluable control signals to control by means of these control signals a crane system, a cursor on a computer screen or other machinery.
  • FIG. 1 It is shown that the joystick 4 is supported in a schematically designed bearing 10, so that the joystick 4 can be deflected both a rotational movement about the bearing 10 and two tilting movements in the X and Y direction, which together form a plane.
  • These movements of the joystick 4 are measured by commercially available Hall sensors 7, because the Hall sensors are constructed such that a first part of the respective Hall sensor 7 is fixedly connected to the joystick 4, whereas a second part of the Hall sensor 7 is firmly integrated in the housing 3 and thus the relative movement between the two parts of the Hall sensor 7, which correspond to the deflection of the joystick 4, are measurable.
  • the control signals thus generated by the Hall sensors 7 are forwarded to a microprocessor 6 which is electrically coupled to a printed circuit board 5.
  • the circuit board 5 and the microprocessor 6 are also firmly installed in the housing 3.
  • the movements of the Hall sensor 7 are accordingly converted into electrical control signals, by means of which, for example, a crane installation or a cursor on a computer screen can be moved in corresponding directions.
  • These control signals are transmitted via a plurality of lines 8, which are connected via an interface 9 with the circuit board 5, to the corresponding system.
  • the sensor switches 11 consist of a translucent or of a metallic plate which is integrated in the outer circumferential surface of the joystick 4 ,. If a metallic plate is used as the sensor switch 11, the measured capacitive changes, which result when the joystick 4 is grasped by the hand of a user. These capacitive changes are determined by an electrical evaluation unit, so that a control signal 13 is produced.
  • one or more light emitting diodes emit light waves that pass through the translucent panel of the sensor switch 11 and are reflected by the user's hand when it has gripped the joystick 4. These reflections can also be determined via evaluation electronics, and consequently the control signals 13 are generated.
  • control signals 13 respectively generated by the sensor switch 11 are electrically transmitted to an evaluation unit 12, which is installed in the joystick 4.
  • the evaluation unit 12 is measured whether all integrated in the joystick 4 sensor switch 11 provide a corresponding control signal 13 and only when the control signals 13 are detected by all built-in sensor switches 11 by the evaluation unit 12, through this the circuit board 5 and / or the microprocessor. 6 enabled, so that the transmitted from the joystick 4 movements are passed to the machinery.
  • the evaluation unit 12 does not release the printed circuit board 5 or the microprocessor 6, so that the deflections of the joystick 4 thus generated are not forwarded to the machine system become.
  • the machinery is only ready for operation when a corresponding control signal 13 has been detected by the evaluation unit 12. This means that the more sensor switches 11 installed in the joystick 4, the more higher accuracy and thus the error rate for inadvertent operation of the joystick 4 is avoided.
  • FIG. 2 is the in FIG. 1 explained device 1 technically further developed to prevent additional malfunction, which can be done for example by damage in the electronics of the evaluation unit 12.
  • a control signal 13 is transmitted from the respective sensor switches 11 to the evaluation unit 12, but each of the evaluation units 12 is assigned to a specific sensor switch 11 and electrically coupled thereto.
  • the respective evaluation unit 12 generates a measurement signal 14, which is also detected by a second evaluation unit 12.
  • the circuit diagram shown refers to an electrical circuit 2 which can be used for a total of 3 built in the joystick 4 sensor switch 11.
  • the functioning and the constructional structure correspond to those in FIG. 2 illustrated embodiment.
  • the first evaluation unit 12 thus detects the control signal 13 which is generated by the respective sensor switch 11 when the control stick 4 is properly gripped around.
  • the measuring signal 14 is generated by the first evaluation unit 12. Both signals are detected by the second evaluation unit 12 and when it has been determined by these that all control and measurement signals 13 and 14 are present, the circuit of the circuit 2 is enabled.
  • the joystick 4 is moved substantially in one plane from a central position and can optionally also be rotated about a fixed bearing point.
  • the joystick 4 'the FIG. 4b should in addition to the functions of the joystick 4 of the FIG. 4a can also be moved in the direction of the housing 3, for example, to signal an input confirmation of the control movements or to make a movement by entering a defined control command in the direction of the housing 3.
  • the in Figure 4c The control stick 4 "is designed to be spherical and has a total of three sensor switches 11 which are aligned perpendicular to one another.
  • the control stick 4" should not only be moved in one plane and about its bearing point, but should also be moved to other degrees of freedom, for example perpendicular relative to the housing 3, to be movable.

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Abstract

Bei einer Einrichtung (1) zur Erzeugung von elektrisch auswertbaren Steuersignalen, die durch die manuelle Betätigung eines in einem Gehäuse (3) der Einrichtung (1) eingesetzten und in unterschiedlichen Bewegungsrichtungen auslenkbaren Steuerknüppel (4) generierbar sind, wobei die Außenmantelfläche des Steuerknüppels (4) ein oder mehrere Sensorschalter (11) integriert ist bzw. sind, durch den oder durch die beim Umfassen des Steuerknüppels (4) jeweils ein Kontrollsignal (13) auslösbar ist, und dass durch das Kontrollsignal (13) oder durch die Kontrollsignale (13) die Einrichtung (1) aktivierbar ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erzeugung von elektrisch auswertbaren Steuersignalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie auf einen elektrischen Schaltkreis zur Erzeugung von elektrischen Steuersignalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 6.
  • Derartige Einrichtungen bzw. ein solcher elektrischer Schaltkreis bestehen dabei üblicherweise aus einem manuell zu betätigenden Steuerknüppel, der in einem Gehäuse eingesetzt ist und in unterschiedliche Bewegungsrichtungen ausgelenkt werden kann. Das freie Ende des Steuerknüppels wird hierbei manuell umgriffen, wodurch die Bewegungen des Steuerknüppels im Gehäuse, beispielsweise mittels Hallsensoren, in elektrische Signale umgewandelt werden. Die elektrischen Signale werden durch eine Leiterplatte, auf der ein Mikroprozessor oder ähnliche Steuerschaltungen vorgesehen sind, ausgewertet und die Bewegungsrichtungen des Steuerknüppels können folglich in elektrische Signale, beispielsweise zur Auslenkung eines Kranes oder sonstiger technischer Anlagen oder auch für den Betrieb eines Computers, der durch Steuersignale, die auf dem Bildschirm verschiedenen Steuersymbolen zugeordnet sind, betrieben werden.
  • Üblicherweise ist am freien Ende des Steuerknüppels eine Taste vorzusehen, die permanent gedrückt gehalten werden muß, um die Auslenkung des Steuerknüppels überhaupt als Bewegungsrichtungen freizugeben. Diese Taste dient der Betriebssicherheit des Steuerknüppels, damit beim unbeabsichtigten Auslenken des Steuerknüppels keine Bewegungen der anzutreibenden Anlagen erfolgen und damit eine Fehlfunktion ausgelöst wird.
  • Als nachteilig bei diesem Stand der Technik hat sich herausgestellt, dass durch die Taste, die permanent gedrückt gehalten werden muß, eine ergonomische Belastung auftritt, die beim Benutzer des Steuerknüppels nach einer bestimmten Zeitdauer zu Verspannungen führt, die sich negativ auf die Bewegungsabläufe und die Feinmotorik des Benutzers auswirken.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung der eingangs genannten Gattung bzw. einen elektrischen Schaltkreis der eingangs genannten Gattung bereitzustellen, durch die gewährleistet ist, dass ausschließlich beabsichtigte Steuerbewegungen von dem Steuerknüppel übertragen werden, ohne dass dabei eine physische Belastung für den Benutzer auftritt, wenn dieser den Steuerknüppel bedient. Zudem soll die Betriebssicherheit der Einrichtung bzw. des elektrischen Schaltkreises während der gesamten Lebensdauer überprüfbar und sichergestellt sein.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils der Patentansprüche 1 und 6 gelöst.
  • Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Dadurch, dass in die Außenmantelfläche des Steuerknüppels einer oder mehrere Sensorschalter integriert sind, die kapazitiv oder optisch ausgebildet sind, können diverse Kontrollsignale erzeugt werden, durch die die Funktionsweise des Steuerknüppels überwacht wird, denn die Einrichtung wird ausschließlich dann frei geschaltet, wenn die Kontrollsignale vorhanden sind. Die Kontrollsignale werden bei der kapazitiven Ausführung des Sensorschalters dadurch erzeugt, dass die Handfläche des Benutzers eine Kapazitätsänderung der metallischen Sensorschaltern bewirkt, wodurch das Kontrollsignal entsteht. Jeder der Sensorschalter ist mit einer Auswerteeinheit verbunden, durch die überwacht wird, ob ein Kontrollsignal von der Sensorschaltung generiert wird oder nicht. Kommt demnach ein Benutzer unbeabsichtigt an den Steuerknüppel und lenkt diesen aus, wird diese Auslenkung des Steuerknüppels nicht in eine Bewegung einer Anlage umgewandelt, denn die Auswerteeinheit empfängt kein Kontrollsignal, so dass die Einrichtung insgesamt nicht aktiviert ist.
  • Umgreift der Benutzer dagegen den Steuerknüppel ordnungsgemäß, so wird jeder der Sensorschalter durch die Handfläche abgedeckt. Bei der kapazitiven Ausführung der Sensorschalter wird demnach durch das Umgreifen des Steuerknüppels eine Kapazitätsänderung hervorgerufen. Wenn der Sensorschalter als Lichtschranke ausgebildet ist, reflektiert die Hand des Benutzers das emittierte Licht, wodurch ebenfalls mittels Lichtsensoren eine permanente Überwachung für den Griffbereich des Steuerknüppels vorliegt.
  • Darüber hinaus kann die Auswerteeinheit eigenständig ein Signal erzeugen, durch das überprüft werden kann, dass die Auswerteeinheit ordnungsgemäß funktioniert. Sobald die Auswerteeinheit durch Störungen oder sonstige Beschädigungen nicht mehr funktioniert, wird dieses Signal auch nicht erzeugt, so dass eine Fehlfunktion, dadurch bedingt, dass die Auswerteeinheit beschädigt ist, nicht gegeben ist, denn die Einrichtung wird nur dann vollständig aktiviert, wenn sowohl das Kontrollsignal der jeweiligen Sensorschalter als auch das Signal der jeweiligen Auswerteeinheit vorliegt. Die derart erzeugten Signale werden an die Leiterplatte, die im Gehäuse des Steuerknüppels integriert ist, übermittelt und beispielsweise durch einen auf der Leiterplatte angebrachten Mikroprozessor oder eine sonstige Steuerschaltung ausgewertet.
  • Zunächst wird daher überprüft, ob erstens eine gewünschte Bedienung des Steuerknüppels und ob zweitens die ordnungsgemäße Funktion der Auswerteeinheit vorliegt. Erst wenn sämtliche Signale vorhanden sind, wird die Einrichtung und damit die Belegungsmöglichkeit des Gerätes, das durch den Steuerknüppel bewegt werden soll, freigegeben.
  • In der Zeichnung sind zwei erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele sowie diverse Ausgestaltungsvarianten von Steuerknüppeln dargestellt, die nachfolgend erläutert werden. Im Einzelnen zeigt:
    • Figur 1
    ein erstes Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Erzeugung von elektrisch auswertbaren Steuersignalen, bestehend aus einem in einem Gehäuse auslenkbar eingesetzten Steuerknüppel sowie aus einer die Bewegungsrichtung des Steuerknüppels verarbeitenden Auswertelektronik, im Schnitt,
    Figur 2
    ein zweites Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Erzeugung von elektrisch auswertbaren Steuersignalen, bestehend aus einem in einem Gehäuse auslenkbar eingesetzten Steuerknüppel sowie aus einer die Bewegungsrichtung des Steuerknüppels verarbeitenden Auswertelektronik, im Schnitt,
    Figur 3
    eine elektrische Schaltung für die in Figur 2 abgebildeten Einrichtung,
    Figur 4
    eine erste Variante einer Ausgestaltung für einen Steuerknüppel,
    Figur 4b
    eine zweite Variante für die Ausgestaltung eines Steuerknüppels und
    Figur 4c
    eine dritte Variante für die Ausgestaltung eines Steuerknüppels, jeweils im Schnitt.
  • Den Figuren 1 und 2 ist eine Einrichtung 1 zu entnehmen, die aus einem Gehäuse 3 und einem in diesem eingesetzten und gegenüber dem Gehäuse 3 auslenkbaren Steuerknüppel 4 besteht. Die Einrichtung 1 soll dabei die auf den Steuerknüppel 4 einwirkenden manuellen Bewegungen in elektrisch auswertbare Steuersignale umwandeln, um mittels diesen Steuersignalen eine Krananlage, einen Cursor auf einem Computerbildschirm oder sonstige Maschinenanlagen zu steuern.
  • In Figur 1 ist gezeigt, dass der Steuerknüppel 4 in einem schematisch ausgestalteten Lager 10 abgestützt ist, so dass der Steuerknüppel 4 sowohl eine Drehbewegung um das Lager 10 als auch zwei Kippbewegungen in X- und Y-Richtung, die gemeinsam eine Ebene bilden, ausgelenkt werden kann. Diese Bewegungen des Steuerknüppels 4 werden von handelsüblichen Hallsensoren 7 gemessen, denn die Hallsensoren sind derart aufgebaut, dass ein erster Teil des jeweiligen Hallsensors 7 fest mit dem Steuerknüppel 4 verbunden ist, wohingegen ein zweiter Teil des Hallsensors 7 fest im Gehäuse 3 integriert ist und somit die Relativbewegung zwischen den beiden Teilen des Hallsensors 7, die der Auslenkung des Steuerknüppels 4 entsprechen, messbar sind. Die derart durch die Hallsensoren 7 erzeugten Steuersignale werden an einen Mikroprozessor 6, der mit einer Leiterplatte 5 elektrisch gekoppelt ist, weitergeleitet. Die Leiterplatte 5 und der Mikroprozessor 6 sind ebenfalls fest in dem Gehäuse 3 eingebaut. Durch die auf den Mikroprozessor 6 aufgespielten Auswerteprogramme werden demnach die Bewegungen des Hallsensors 7 in elektrische Steuersignale umgewandelt, durch die beispielsweise eine Krananlage oder ein Cursor auf einem Computerbildschirm in entsprechende Richtungen bewegt werden können. Diese Steuersignale werden über eine Vielzahl von Leitungen 8, die über eine Schnittstelle 9 mit der Leiterplatte 5 verbunden sind, an die entsprechende Anlage übertragen.
  • Um nunmehr Fehlfunktionen bei der Betätigung des Steuerknüppels 4 auszuschließen, die insbesondere bei einem unbeabsichtigten Anstoßens des Steuerknüppels 4 entstehen und die erhebliche Auswirkungen auf die Betriebssicherheit der mit dem Steuerknüppel 4 zu steuernden Maschinenanlage haben, sind in den Griffteil, also dem freien Ende des Steuerknüppels 4, zwei schematisch dargestellte Sensorschalter 11 vorgesehen. Die Sensorschalter 11 bestehen aus einer lichtdurchlässigen oder aus einer metallischen Platte, die in der Außenmantelfläche des Steuerknüppels 4 integriert ist,. Falls als Sensorschalter 11 eine metallische Platte verwendet wird, werden die kapazitiven Veränderungen gemessen, die sich ergeben, wenn der Steuerknüppel 4 von der Hand eines Benutzers umgriffen wird. Diese kapazitiven Veränderungen werden durch eine elektrische Auswerteeinheit ermittelt, so dass ein Kontrollsignal 13 entsteht.
  • Wenn es sich bei dem Sensorschalter 11 um eine lichtdurchlässige Platte handelt, emittiert eine oder mehrere Leuchtdioden Lichtwellen, die die lichtdurchlässige Platte des Sensorschalters 11 durchdringen und von der Hand des Benutzers, wenn dieser den Steuerknüppel 4 umgriffen hat, reflektiert werden. Diese Reflektionen können über eine Auswerteelektronik ebenfalls ermittelt werden, und es, werden folglich die Kontrollsignale 13 erzeugt.
  • In beiden Ausführungsvarianten ist gewährleistet, dass permanent überwacht wird, ob der Steuerknüppel 4 ordnungsgemäß manuell umschlossen ist, also ob eine definierte und gewünschte Auslenkung des Steuerknüppels 4 erfolgt. Die von dem Sensorschalter 11 jeweils erzeugten Kontrollsignale 13 werden elektrisch an eine Auswerteeinheit 12, die im Steuerknüppel 4 eingebaut ist, übertragen. Durch die Auswerteeinheit 12 wird gemessen, ob sämtliche im Steuerknüppel 4 integrierten Sensorschalter 11 ein entsprechendes Kontrollsignal 13 liefern und erst wenn die Kontrollsignale 13 von allen eingebauten Sensorschaltern 11 durch die Auswerteeinheit 12 erfasst sind, wird durch diese die Leiterplatte 5 und/oder der Mikroprozessor 6 frei geschaltet, so dass die vom Steuerknüppel 4 übertragenen Bewegungen an die Maschinenanlage weitergegeben werden.
  • Ist dagegen der Steuerknüppel 4 nicht ordnungsgemäß umgriffen, beispielsweise wenn lediglich ein Unterarm an einen der Sensorschalter 11 anstößt, gibt die Auswerteeinheit 12 die Leiterplatte 5 oder den Mikroprozessor 6 nicht frei, so dass auch die derart erzeugten Auslenkungen des Steuerknüppels 4 nicht an die Maschinenanlage weitergeleitet werden. Somit ist die Maschinenanlage erst dann betriebsbereit, wenn durch die Auswerteeinheit 12 ein entsprechendes Kontrollsignal 13 erfasst wurde. Dies bedeutet, je mehr Sensorschalter 11 in dem Steuerknüppel 4 eingebaut sind, desto höher ist die Genauigkeit und damit wird die Fehlerquote für eine unbeabsichtigte Bedienung des Steuerknüppels 4 vermieden.
  • In Figur 2 ist die in Figur 1 erläuterte Einrichtung 1 technisch weiter entwickelt, um zusätzliche Fehlfunktionen, die beispielsweise durch eine Beschädigung in der Elektronik der Auswerteeinheit 12 erfolgen können, zu verhindern. Zu diesem Zweck wird nicht nur ein Kontrollsignal 13 von den jeweiligen Sensorschaltern 11 an die Auswerteeinheit 12 übertragen, sondern jede der Auswerteeinheiten 12 wird einem bestimmten Sensorschalter 11 zugeordnet und elektrisch mit diesem gekoppelt. Gleichzeitig generiert die jeweilige Auswerteeinheit 12 ein Messsignal 14, das von einer zweiten Auswerteeinheit 12 ebenfalls erfasst wird. Wenn somit durch die zweite Auswerteeinheit 12 sowohl das Kontrollsignal 13 als auch das Messsignal 14 der ersten Auswerteeinheit 12 vorliegt, und zwar für sämtliche der im Steuerknüppel 4 integrierten ersten Auswerteeinheiten 12, dann wird die Leiterplatte 5 und/oder der Mikroprozessor 6 frei geschaltet, um die Auslenkungsbewegungen des Steuerknüppels 4 in elektrische Steuersignale umzuwandeln und diese an die Maschinenanlage über die Schnittstelle 9 zu übertragen.
  • Das in Figur 3 abgebildete Schaltbild bezieht sich auf einen elektrischen Schaltkreis 2, der für insgesamt 3 in dem Steuerknüppel 4 eingebauten Sensorschalter 11 Verwendung finden kann. Die Funktionsweise und der konstruktive Aufbau entspricht dem in Figur 2 erläuterten Ausführungsbeispiel. Die erste Auswerteeinheit 12 erfasst demnach das Kontrollsignal 13, das von dem jeweiligen Sensorschalter 11 beim ordnungsgemäßen Umgreifen des Steuerknüppels 4 generiert wird. Gleichzeitig wird durch die erste Auswerteeinheit 12 das Messsignal 14 erzeugt. Beide Signale werden von der zweiten Auswerteeinheit 12 erfasst und wenn durch diese bestimmt worden ist, dass sämtliche Kontroll- und Messsignale 13 bzw. 14 vorliegen, wird die Schaltung des Schaltkreises 2 frei geschaltet.
  • In den Figuren 4a, 4b und 4c sind verschiedene Ausführungsvarianten für die Formgestaltung des Steuerknüppels 4 in Abhängigkeit von dessen Funktion schematisch dargestellt. Dabei sollen die Funktionsweise und die beschriebene Sicherheitseinstellung für die Auslenkung des jeweiligen Steuerknüppels 4, 4' oder 4" identisch sein.
  • Der Steuerknüppel 4 wird im Wesentlichen in einer Ebene aus einer Mittelstellung bewegt und kann gegebenenfalls auch um einen festen Lagerpunkt verdreht werden.
  • Der Steuerknüppel 4' der Figur 4b soll zusätzlich zu den Funktionsweisen des Steuerknüppels 4 der Figur 4a auch in Richtung des Gehäuses 3 bewegt werden können, um beispielsweise eine Eingabebestätigung der Steuerbewegungen zu signalisieren bzw. um einen Bewegungsablauf durch Eingabe eines definierten Steuerbefehls in Richtung des Gehäuses 3 vorzunehmen.
  • Der in Figur 4c abgebildete Steuerknüppel 4" ist kugelförmig ausgebildet und weist insgesamt drei Sensorschalter 11 auf, die senkrecht bzw. fluchtend zueinander ausgerichtet sind. Der Steuerknüppel 4" soll nicht nur in einer Ebene und um dessen Lagerpunkt bewegt werden, sondern soll auch in andere Freiheitsgrade, beispielsweise senkrecht relativ zu dem Gehäuse 3, bewegbar sein.

Claims (6)

  1. Einrichtung (1) zur Erzeugung von elektrisch auswertbaren Steuersignalen, die durch die manuelle Betätigung eines in einem Gehäuse (3) der Einrichtung (1) eingesetzten und in unterschiedlichen Bewegungsrichtungen auslenkbaren Steuerknüppel (4, 4', 4") generierbar sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in die Außenmantelfläche des Steuerknüppels (4, 4', 4") ein oder mehrere Sensorschalter (11) integriert ist bzw. sind, durch den oder durch die beim Umfassen des Steuerknüppels (4, 4', 4") jeweils ein Kontrollsignal (13) auslösbar ist, und dass durch das Kontrollsignal (13) oder durch die Kontrollsignale (13) die Einrichtung (1) aktivierbar ist.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in dem Steuerknüppel (4, 4', 4") mindestens eine Auswerteeinheit (12) vorgesehen ist, die elektrisch mit dem jeweiligen Sensorschalter (11) verbunden ist und dass durch die Auswerteeinheit (12) die Einrichtung (1) aktivierbar ist in Abhängigkeit von dem oder von den Sensorschaltern (11) erzeugten Kontrollsignalen (13).
  3. Einrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die jeweilige Auswerteeinheit (12) mit einer Leiterplatte (5) und/oder einem Mikroprozessor (6) verbunden ist und dass durch die Auswerteeinheit (12) die Leiterplatte (5) und/oder der Mikroprozessor (6) derart ansteuerbar sind, dass bei Vorliegen eines Kontrollsignals (13) die Leiterplatte (5) und/oder der Mikroprozessor (6) frei geschaltet sind.
  4. Einrichtung nach einem oder mehreren
    der vorgenannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Sensorschalter (11) als kapazitive Metallplatten oder als lichtdurchlässige Platte mit Leuchtdioden und Lichtwellenempfängern ausgebildet sind.
  5. Einrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass durch jede der Auswerteeinheiten (12) ein Messsignal (14) erzeugbar ist und dass jedes Messsignal (14) an die Leiterplatte (5) und/oder den Mikroprozessor (6) zur Funktionsüberprüfung der Auswerteeinheit (12) übetragbar ist.
  6. Elektrischer Schaltkreis (2) zur Erzeugung von elektrischen Steuersignalen, die durch die manuelle Betätigung eines in einem Gehäuse (3) einer Einrichtung (1) eingesetzten und in unterschiedlichen Bewegungsrichtungen auslenkbaren Steuerknüppels (4, 4', 4") generierbar sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass dem Steuerknüppel (4, 4', 4") ein oder mehrere Sensorschalter (11) zugeordnet sind, die beim Umfassen des Steuerknüppels (4, 4', 4") jeweils ein Kontrollsignal (13) erzeugen, das an eine in dem Steuerknüppel (4, 4', 4") eingebaute Auswerteeinheit (12) weitergegeben ist und, dass durch die Auswerteeinheit (12) die Einrichtung (1) aktivierbar ist.
EP07011844A 2007-06-16 2007-06-16 Einrichtung zur Erzeugung von elektrisch auswertbaren Steuersignalen Active EP2017688B1 (de)

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EP07011844A EP2017688B1 (de) 2007-06-16 2007-06-16 Einrichtung zur Erzeugung von elektrisch auswertbaren Steuersignalen
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Publication Number Publication Date
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