EP3444790A1 - Einrichtung und verfahren zum entfernten bedienen einer vorrichtung - Google Patents

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Publication number
EP3444790A1
EP3444790A1 EP18189460.1A EP18189460A EP3444790A1 EP 3444790 A1 EP3444790 A1 EP 3444790A1 EP 18189460 A EP18189460 A EP 18189460A EP 3444790 A1 EP3444790 A1 EP 3444790A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
remote control
distance
controller
radio
radio remote
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18189460.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Viktor Riediger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mei-Sys GmbH
Original Assignee
Mei-Sys GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mei-Sys GmbH filed Critical Mei-Sys GmbH
Publication of EP3444790A1 publication Critical patent/EP3444790A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C2201/00—Transmission systems of control signals via wireless link
    • G08C2201/90—Additional features
    • G08C2201/91—Remote control based on location and proximity

Definitions

  • the present invention relates to a device for remote operation of a device.
  • a user or operator of a facility may be at risk, it is necessary for the user to maintain a safe distance to the facility or to a potentially hazardous area.
  • Such an area may be defined by moving machine parts, e.g. Be given boom. Spatially moving loads can also be dangerous.
  • the present invention has the object to increase the safety of a user or operator of a device.
  • the device for remote operation of a device comprises a radio remote control, which has a first radio transceiver, and a control which can be assigned to the device, which has a second radio transceiver. Furthermore, a distance monitoring is provided, which is set up and suitable for determining a distance D between the radio remote control and the controller.
  • the first radio transceiver and the second radio transceiver are communicatively connectable to each other and adapted to communicate with each other via radio signals in a connected state.
  • the distance monitor and at least the radio remote control or the controller are communicatively connected and configured to transmit the distance D or a signal D corresponding to the distance D from the distance monitor to at least the radio remote control or the controller.
  • the controller or the radio remote control is for deriving an enable signal for a safety-relevant operation from the distance D transmitted by the radio remote control or the distance monitoring to the control or the radio remote control or a signal D corresponding to the distance D and a predetermined safety distance D min as well set up in accordance with a transmission of the enable signal to the controller.
  • the controller is set up to initiate a safety-related operation based on a concern of a user-initiated start signal and the enable signal on the controller.
  • the device may be, for example, a stairlift or lifting devices.
  • the device may be part of a complex system.
  • the device may be part of a workstation.
  • the processes or processes to be carried out in the workstation are controlled in such a way that they can only be carried out in a defined area, for example a defined radius, also in the spatial sense.
  • the device according to the invention for remote operation of the device increases the protection of a user of the device.
  • the control of the device preferably has its own power supply. However, there is also the possibility that the control of the device via the device is supplied with electrical energy.
  • the device may have a power supply such as a battery, an accumulator or a power supply connected to a power supply.
  • the controller can be connected as a separate module with a device. This opens up the possibility of equipping existing devices with the device according to the invention.
  • the controller is an integral part of a device.
  • the control is preferably configured such that a safety-relevant operation can only be triggered if enough electrical energy is available to carry out a complete safety-relevant operation ,
  • the radio remote control is preferably powered by its own energy source such as a battery with electrical energy.
  • the electrical energy can be provided with a voltage of 5 V [volts].
  • the radio remote control and / or the controller may comprise an integrated circuit for signal processing.
  • the integrated circuit may be a microcontroller ( ⁇ C) or an application-specific-integrated circuit (ASIC) or an application specific standard product (ASSP) or a field programmable logic gate array (field programmable gate array, FPGA) or the like.
  • the integrated circuit may include volatile or non-volatile memory.
  • the volatile memory may be a Random Access Memory (RAM).
  • the non-volatile memory can be a secondary storage such.
  • the radio remote control As soon as the radio remote control is communicatively connected to the controller via the first radio transceiver via the second radio transceiver, the user can initiate the safety-relevant procedure. For this purpose, it must first trigger the start signal by making a corresponding input to the radio remote control or the controller. In order for the safety-relevant process to be triggered by the controller, the distance D must also be at least equal to the predetermined safety distance D min or greater. Only when this condition is met, the controller gives the enable signal off. The safety-relevant process is always triggered by the controller only if both the start signal, which was triggered by the user, and the release signal, which is based on the distance D, are present. Instead of a predefined minimum safety distance D min , a maximum safety distance D max can also be defined. This forces a task to be triggered only if the user is within a security area. This would be the case, for example, when the user uses a wheelchair assistance.
  • the distance monitoring can be an integral part of the control or alternatively the radio remote control.
  • the distance D between the radio remote control and the controller can either be determined by the controller (by distance monitoring) and used directly in the control for the derivation of the enable signal or determined by the radio remote control (by distance monitoring) and via the first radio transceiver to the second radio transceiver be sent to the controller for the derivation of the enable signal.
  • the distance monitoring is integrated in the controller, this has the advantage that the distance D does not first have to be sent to the controller, but is present directly for deriving the enable signal in the controller.
  • the derivation of the enable signal from the current distance D between the radio remote control and the controller and the predetermined safety distance D min can be done with a period of 1 kHz [kilohertz] in the controller.
  • the derivative of the enable signal in the radio remote control takes place and the enable signal is sent to the controller to trigger the safety-related operation.
  • the first radio transceiver and the second radio transceiver may be operated in an ISM band (Industrial, Scientific and Medical Band) preferably in a frequency band between approximately 2.4 GHz [GHz] - 5 GHz and communicate with each other.
  • ISM band International, Scientific and Medical Band
  • An exchange of information between the radio remote control and the controller or the first radio transceiver and the second radio transceiver can take place at defined time intervals, preferably at time intervals of 0.5 s [seconds].
  • the information exchange is preferably encrypted.
  • the minimum distance D min can be set in a setup and adapted to different specifications for different safety-relevant processes and / or situations. It can also be provided to provide a choice between a safety-relevant mode and a normal mode, so that, depending on the current task and / or situation, a safety-relevant procedure or a normal procedure can be carried out.
  • the device for remote operation of the device provides more secure active monitoring of the distance between the user and the device.
  • the safety for the user is significantly increased by the device according to the invention, since a direct distance measurement takes place and the safety-relevant process is only triggered and carried out when the safety distance is maintained.
  • the distance monitoring is set up and determined for measuring field strengths of the radio signals between the first radio transceiver and the second radio transceiver and deriving the distance D from the measured field strengths.
  • the radio remote control and the controller send information or data via the radio transceivers.
  • This data can also serve only the purpose of determining the distance D between the radio remote control and the controller and thus the device.
  • the field strength P of the radio signals between the first radio transceiver and the second radio transceiver is substantially inversely proportional to the distance D between source and measuring point in cubic: P ⁇ 1 / D 3
  • the first radio transceiver and the second radio transceiver can serve as a source and / or as a measuring point.
  • the distance D between the transmitting transceiver and the receiving transceiver can be determined via the above relationship.
  • the determination of the distance D over the field strength provides an accurate and robust way to ensure the distance D and thus compliance with the predetermined safety distance D min .
  • the distance monitoring is for calculating distances of the radio remote control based on measured values of at least one spatial movement unit, in particular acceleration values of an accelerometer arranged on the radio remote control and deriving the distance D from the calculated distances or from the measured field strengths and set up and determined the calculated distances.
  • the spatial movement unit is preferably formed by an inertial measurement unit.
  • the inertial measuring unit preferably comprises a spatial combination of several inertial sensors such as acceleration sensors, rotary knives, rotation sensors, torque sensors, gyroscopes, electronic compass.
  • the inertial measuring unit may preferably each comprise an acceleration sensor for three mutually perpendicular directions. From the acceleration values, the distance traveled in each of the three directions can be determined by summing or integration over time. Based on these distances, the distance D can be derived from a starting point and the current position of the radio remote control and thus the user.
  • a horizontal distance can be derived, thus ensuring compliance with the safety distance in a substantially horizontal plane.
  • the derivative of the distance D can be carried out both from the measured field strength and from the calculated distances in order to increase the precision, or to be able to carry out a plausibility check of the respectively determined distances.
  • the radio remote control has an input device which is communicatively connected to the first radio transceiver. Furthermore, the radio remote control is set up to send the start signal via the first radio transceiver to an input by means of the input device. Further, the controller is arranged to receive the start signal via the second radio transceiver.
  • the user can trigger the start signal via the radio remote control. This offers various possibilities for triggering the safety-relevant process.
  • the user can first trigger the start signal on the radio remote control and then move away from the device, so that the safety-relevant process is triggered only when he has reached the predetermined safety distance D min .
  • the user may also first remove by the safety distance D min or more and then settle the start signal via the remote control.
  • it is not possible to trigger the security-relevant process if the user is initially far enough away and then moves back into an area, having a distance D which is less than the safety distance D min .
  • the release signal would be present first, since the safety margin has been maintained, but the release signal falls away immediately, if the user is not far enough away so that even if he triggers the star signal, the safety-relevant operation is not triggered. This would only happen if the user again far enough away and the safety distance D min is reached and gives a start signal again. If the safety distance falls below a warning signal can be generated.
  • This provides a more variable workflow design for the user without jeopardizing the safety of the user since compliance with the safety margin when triggering the safety-related operation is always ensured.
  • the radio remote control may be configured to send a reset signal to the controller upon input by the user. This reset signal causes the controller to perform a reset operation to come to a home position.
  • the radio remote control and control each have a unique address.
  • the radio remote control and the controller are clearly coupled to each other.
  • the radio remote control and / or the controller When paired, the radio remote control and / or the controller resemble a stored unique address (known from the teach-in process) with the Address of each other. If the stored and the address of the communication partner agree, the connection between the radio remote control and the controller is established and maintained.
  • the device includes a fall guard that is configured to detect the presence of a fall.
  • the lintel monitoring is arranged to derive the presence of a lintel based on the acceleration values of the accelerometer or based on angular acceleration values of an angular accelerometer arranged on the radio remote control.
  • the controller or the radio remote control for deriving the release signal is additionally set in consideration of the presence of a fall.
  • the angular accelerometer may include angular acceleration sensors for three rotations that are perpendicular to each other to determine angular acceleration values in the three perpendicular directions of rotation.
  • angular acceleration values for example, a fall of a user can be detected, since particularly high acceleration values and angular acceleration values are present.
  • the triggering of the safety-related operation can be prevented.
  • the derivation of the enable signal takes into account whether there is a fall. If so, the safety-relevant process is not started even if the safety distance has been maintained, or no enable signal is generated. Higher acceleration values and / or angular acceleration values may be present even when the radio remote control is dropped or thrown.
  • the radio remote control has at least one display device, preferably at least one light-emitting diode or a graphic display as a display device, and particularly preferably at least one status LED and an activity LED and a graphic display as a display device.
  • the user is provided via the display device of the radio remote control information in connection with the device and / or the security-relevant process.
  • the current status of the device can be displayed to the user by means of the status LED.
  • the activity LED By means of the activity LED, the user can be notified of the connection status of the radio connection between the radio remote control and the control.
  • the user can achieve that the predetermined safety distance D min on the graphical display or other LEDs are displayed.
  • the handling for the user is made easier and more comfortable.
  • the input device of the radio remote control can be formed by push buttons, knobs, switches and the like.
  • a touch-sensitive display can be used as a combined input and display device in the radio remote control.
  • the radio remote control is configured to display the distance transmitted by the distance monitor or the controller to the radio remote control by the display device.
  • the current distance D can be displayed to the user, for example via the graphical display.
  • the user can trigger the security-related process even faster because he sees at a glance when he has reached the required safety distance.
  • the controller has at least one display device, preferably at least one light-emitting diode or one graphic display Display as a display device, and more preferably at least one status LED or a graphical display as a display device.
  • the user is provided with information about the device and / or the security-relevant process via the display device of the controller.
  • the status of the device can be displayed to the user by means of the status LED.
  • the status LED of the radio remote control can reflect the status LED of the controller, so that both status LEDs always provide the same display and thus inform in the same way about the current state of the device.
  • the activity LED the user can be notified of the connection status of the radio connection between the radio remote control and the control.
  • the handling is made easier and more comfortable for the user.
  • the controller is connected to at least one sensor of the device and set up for reading out a progress value of the safety-relevant process.
  • the controller and the radio remote control are set up to transmit the progress value from the controller to the radio remote control. Further, the radio remote control is set to display the progress value by the display device.
  • the sensor may be, for example, a position sensor, a position sensor and / or a pressure or force sensor whose sensor value provides information about the progress of the safety-relevant process. From the sensor value, a progress value is derived to the safety-relevant process and transmitted by means of radio signals from the second transceiver of the controller to the first transceiver of the radio remote control. The progress value, for example via a progress bar on the graphic display of the display device, is displayed on the radio remote control.
  • the present invention further relates to a device with a device for remote operation of the device.
  • the device comprises a radio remote control having a first radio transceiver and a controller arranged on the device comprising a second radio transceiver. Furthermore, a distance monitor, which is set up for determining a distance D between the radio remote control and the controller, is provided.
  • the first radio transceiver and the second radio transceiver are communicatively connectable with each other and set up and designated for mutual data exchange via radio signals in a connected state.
  • the distance monitoring and at least the radio remote control or the controller are communicatively connected and configured to transmit the distance D from the distance monitoring according to at least the radio remote control or the controller.
  • the controller or the radio remote control is for deriving a release signal for a safety-relevant operation from the distance D and a predetermined safety distance D min respectively transmitted by the radio remote control or the distance monitoring to the control or the radio remote control and corresponding to a transmission of the release signal to the Control set up.
  • the controller is set to start the safety-related operation based on a concern of a user-induced start signal and the enable signal to the controller.
  • the controller can be connected to a controller of the device directly or via an adapter. Alternatively, the controller may be an integral part of the control of the device.
  • the device has the device for remote operation of the device according to one of the previously described embodiments.
  • step a) it is determined how far away the radio remote control and thus the user is from a security-relevant area of the device. As soon as the distance D is at least equal to the predetermined safety distance D min , an enable signal is output. Only when the enable signal and a user-induced star signal are present, the safety-relevant process is started.
  • the direct monitoring of the distance D significantly increases the safety of devices since the safety-relevant process can only be started if the safety distance is at least maintained.
  • the determination of the distance D over the field strength provides an accurate and robust way to ensure the distance D and thus compliance with the predetermined safety distance D min .
  • the distance traveled in each of the three directions can be calculated by summing over time. Based on these distances, the distance D can be derived from a starting point, here the device and the current position of the radio remote control and thus of the user.
  • the derivation of the distance D can be carried out both from the measured field strength and from the calculated distances. This increases the accuracy of the derived distance. In addition, a plausibility check of the distances determined on the two types can take place. This further increases the security of the process.
  • step c) a transmission of the start signal from the radio remote control to the controller is made in response to an input by means of an input device of the radio remote control.
  • the user can trigger the start signal via the radio remote control. This offers various possibilities to start the security-relevant process.
  • the user can first trigger the start signal on the radio remote control and then move away from the device, so that the safety-relevant operation is only started when it has reached the predetermined safety distance D min .
  • the user may also first remove by the safety distance D min or more and then settle the start signal via the remote control.
  • the radio remote control Before the procedure can start a safety-related process, the radio remote control must be connected to the controller.
  • initial coupling can take place.
  • the radio remote control and / or the controller compensate a stored unique address with the address of the other one. If the stored and the address of the communication partner agree, the connection between the radio remote control and the controller is established and maintained.
  • the addresses uniquely assigned to each of the first radio transceiver and the second radio transceiver are respectively announced to one another in a learning process.
  • the first radio transceiver is part of the radio remote control.
  • the second radio transceiver is a component of a controller.
  • the controller and the radio remote control are made known to each other before using the device in the teach-in process.
  • the controller and / or the radio remote control store a corresponding unique address of the other and communicate from now on only with this one communication partner.
  • the controller and the radio remote control are clearly coupled together. The coupling of the same controller with the same radio remote control can be done again and again without re-learning.
  • the teach-in process always gives only one valid pairing of radio remote control and control. This increases the security of the method, since no connection between an unknown radio remote control and a controller can be established.
  • the angular accelerometer may include angular acceleration sensors for three rotations that are perpendicular to each other to determine angular acceleration values in the three perpendicular directions of rotation.
  • angular acceleration sensors for three rotations that are perpendicular to each other to determine angular acceleration values in the three perpendicular directions of rotation.
  • a fall can be detected, since particularly high acceleration values and angular acceleration values are present.
  • the triggering of the safety-related operation can be prevented.
  • the derivation of the enable signal takes into account whether there is a fall. If so, the safety-relevant process is not started even if the safety distance has been maintained, or no enable signal is generated.
  • the instantaneous distance D can be transmitted to the radio remote control directly or via the controller by the situation monitor and can be displayed to the user via a graphic display, for example.
  • the user can initiate the safety-relevant process even faster, because he sees at a glance when he has reached the required safety distance.
  • a progress value on the safety-relevant process can be derived and transmitted to the radio remote control.
  • the progress value for example via a progress bar on the graphic display of the display device, is displayed on the radio remote control.
  • the presentation of the progress value of the safety-relevant process leads to increased comfort and increased safety for the user since he can follow live how the safety-relevant process proceeds and when it has finally been completed and the safe distance can again be safely exceeded.
  • the distance D can be continuously recorded and stored so that the movement of the radio remote control and thus the user can be checked.
  • the integration of automatic system verification mechanisms further increases the security of the process.
  • the plausibility check also includes the operator input signals.
  • Fig. 1 schematically shows a device 1 for remote operation of a device. 2
  • a radio remote control 3 of the device 1 comprises an input device 4 and a first radio transceiver 5.
  • a controller 6 of the device 1 comprises a second radio transceiver 7.
  • the control 6 is arranged on the device 2 and connected to the device 2 via an adapter (not shown).
  • the first radio transceiver 5 and the second radio transceiver 7 are communicatively connected.
  • a distance monitoring 8 is integrated in the controller 6 and connected to this communicatively. Alternatively, the distance monitoring 8 could also be integrated in the radio remote control 3 and be communicatively connected to it (dashed arrow).
  • the distance monitoring 8 continuously determines a decency D between the radio remote control 3 and the controller 6.
  • a decency D between the radio remote control 3 and the controller 6.
  • distances in a horizontal x-direction and a vertical y-direction perpendicular thereto from acceleration values of the radio remote control are calculated by time summation or integration, and the distances also determine the distance D 2 in the horizontal xy plane.
  • the two distances D 1 and D 2 are combined to a distance D.
  • the controller 6 As soon as the distance D is greater than or equal to a predetermined safety distance D min , the controller 6 generates an enable signal. The user can trigger a start signal via the input device 4. As soon as the release signal and the start signal are present, the safety-relevant process is started by the controller 6. The controller 6 is signal technically connected to the system control of the device 2. If the enable signal and the start signal of the controller 6 are present, this generates a signal to the system controller so that the system controller can trigger a safety-related operation of the device.
  • Fig. 2 shows the radio remote control 3 with the input device 4 and the first radio transceiver 5.
  • the radio remote control 3 comprises an accelerometer 9 and an angular accelerometer 10.
  • the accelerometer includes three accelerometers, one each measuring the acceleration in the x, y, and z directions. From the acceleration values in the three directions, the distances in the x-direction and in the y-direction are calculated.
  • the angular accelerometer 10 includes three angular acceleration sensors, one each measuring the angular acceleration about the x-direction, the y-direction, and the z-direction.
  • the distance D2 in the xy plane can be determined with high precision even if the radio remote control 3 is not kept stable in position but is tipped or tilted back and forth during movement away from the device.
  • a fall detection (not explicitly shown) can also be used to derive a fall. If a fall has been detected by the fall monitoring, the safety-relevant process is not triggered, or the release signal is not generated, even if the safety distance D min is reached.
  • a distance measurement via an optical method, wherein a marker 11 is attached to the radio remote control 3. On the controller 6 to a marker is also attached (not shown).
  • the position of the radio remote control 3 relative to the controller 6 can be determined via an optical 3D camera (eg in the infrared range) and a distance D 3 can be determined therefrom.
  • a display device 12 of the radio remote control 3 consists of a status LED 13, an activity LED 14 and a graphic display 15.
  • the status LED 13 indicates the current state of the device 2.
  • the activity LED 14 indicates whether the radio remote control 3 is connected to the controller 6.
  • the graphical display 15 may display the distance D and / or progress of the safety-related operation.
  • Fig. 3 schematically shows a method for remote operation of a device 2 according to Fig. 1 .
  • a radio connection is established between the first radio transceiver 5 of the radio remote control 3 and the second radio transceiver 7 of the control 6.
  • Data is transmitted by radio, the communication being carried out according to a standardized protocol (eg Bluetooth, WLAN / WiFi, ZigBee, etc.).
  • a standardized protocol eg Bluetooth, WLAN / WiFi, ZigBee, etc.
  • an unambiguous coupling of the radio remote control 3 and the controller 6 or the first radio transceiver 5 and the second radio transceiver 7 takes place in an initialization step i2).
  • the radio remote control 3 and / or the controller 6 send their unique addresses to the radio remote control each other.
  • the radio remote control 3 and / or the controller 6 compare the sent address of the communication partner each with a stored address that has been stored in a teach-in process. If the sent and the stored address match, the communication partner is accepted and the radio remote control 3 and the controller 6 are clearly coupled together.
  • a distance D between the radio remote control 3 and the controller 6 is determined.
  • field strengths P of radio signals between the first radio transceiver 5 and the second radio transceiver 6 are measured in a step a1.1.
  • distances of the radio remote control 3 are calculated based on acceleration values from the accelerometer 9.
  • the distance D is derived from the measured field strengths P via the relationship P -1 / D 3 and the calculated distances by temporal integration of the acceleration values in the xy plane.
  • the presence of a fall is derived based on the acceleration values of the accelerometer 9 or on angular acceleration values of the angular acceleration meter 10.
  • step b) the safety-relevant operation release signal is derived from the determined distance D and the predetermined safety distance D min , wherein the derivation of the enable signal is additionally based on the presence of the fall, so that if a fall was detected, the safety-relevant operation is not started or the release signal is not generated.
  • step c) the safety-relevant process is started based on a request of a user-induced start signal and the release signal at the controller 6, the start signal being sent from the radio remote control 3 to the controller 6 upon an input by means of the input device 4.
  • the release signal is only valid for a single security-relevant process.
  • a progress value of the safety-relevant process which is determined from sensor values of a position sensor and / or a pressure sensor, is sent to the radio remote control 3 and displayed on the graphic display 15.
  • the distance D is transmitted to the radio remote control 3, wherein the distance D is displayed on the graphic display 15.
  • a continuous checking of a volatile memory of the controller 6 takes place, preferably by means of checksum methods.
  • a non-volatile memory of the controller 6 is checked continuously, preferably by means of checksum methods.
  • a continuous checking of an operating voltage and of a processor of the controller 6 takes place, preferably by means of a watchdog.
  • an integrated circuit of the controller 6 is checked continuously, preferably by means of a plausibility checking method.
  • Fig. 4 schematically shows a possible temporal sequence of the individual steps of the method Fig. 3 .
  • the distance D between the radio remote control 3 and the controller 6 is determined continuously in step a).
  • the field strength P is determined in step a1.1) and the distances in the xy plane from the acceleration values of the accelerometer 9 are determined in step a2.1).
  • step a2.2 the distance D is then derived from the field strength P and the distances.
  • the determination takes place in step d) a fall over the acceleration values and the angular acceleration values of the angular accelerometer 10.
  • step b) the release signal is then derived based on the distance D and the predetermined safety distance D min taking into account the presence of a fall. Furthermore, in step g), the movement sequence of the radio remote control 3 is recorded and checked continuously. Furthermore, in step e), the distance D is continuously transmitted to the radio remote control 3, so that the distance D can be displayed to the user via the graphic display 15 of the display device 12. In step c), the safety-relevant process is started as soon as the release signal and the start signal, which is given by the user via the input device 4 of the radio remote control 3, abut the controller 6. In step f), the progress of the safety-related operation based on the sensor value of the device 2 is continuously displayed to the user by means of the graphic display 15 of the display device 12.
  • checking steps p1) to p4) can be performed directly after switching on the controller 6 and the radio remote control 3 and / or after the initialization steps i1) and i2) and / or at predetermined times during operation.
  • Fig. 5 schematically shows a mobile device 16 with a device 1 for remote operation of the device 16.
  • the device 16 may be, for example, a crane.
  • the mobile device 16 has a controller 6 of the device 1.
  • the controller 6 is preferably a component of a control, not shown, of the device 16.
  • a radio remote control 3 of the device 1 comprises an input device 4 and a first radio transceiver 5.
  • a controller 6 of the device 1 comprises a second radio transceiver 7.
  • the first radio transceiver 5 and the second radio transceiver 7 are communicatively connected.
  • a distance monitoring 8 is integrated in the controller 6 and connected to this communicatively. Alternatively, the distance monitoring 8 could also be integrated in the radio remote control 3 and be communicatively connected to it (dashed arrow).
  • the distance monitoring 8 continuously determines a decency D between the radio remote control 3 and the controller 6.
  • a decency D between the radio remote control 3 and the controller 6.
  • distances in a horizontal x-direction and a vertical y-direction perpendicular thereto from acceleration values of the radio remote control are calculated by time summation or integration, and the distances also determine the distance D 2 in the horizontal xy plane.
  • the two distances D 1 and D 2 are combined to a distance D. It can also be a direct derivative of the distance D from the measured field strengths and the calculated routes.
  • the controller 6 As soon as the distance D is greater than or equal to a predetermined safety distance D min , the controller 6 generates an enable signal. The user can trigger a start signal via the input device 4. As soon as the enable signal and the start signal are present, a safety-relevant process can be started. The controller 6 is signal technically connected to the system control of the device 16. If the enable signal and the start signal of the controller 6 are present, this generates a signal to the system controller so that the system controller can trigger a safety-related operation of the device.

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Abstract

Es wird eine Einrichtung (1) und ein Verfahren zum Bedienen einer Vorrichtung (2) offenbart. Die erfindungsgemäße Einrichtung (1) zum entfernten Bedienen umfasst eine Funkfernbedienung (3) und eine der Vorrichtung zuordenbare Steuerung (6). Des Weiteren ist eine Abstandsüberwachung (8) vorgesehen, die zu einem Ermitteln eines Abstands D zwischen der Funkfernbedienung (3) und der Steuerung (6) eingerichtet und geeignet ist. Die Abstandsüberwachung (8) und zumindest die Funkfernbedienung (3) oder die Steuerung (6) sind kommunikativ verbunden und zu einem Übertragen des Abstands D oder eines dem Abstand D entsprechenden Signals von der Abstandsüberwachung (8) an zumindest die Funkfernbedienung (3) oder die Steuerung (6) eingerichtet. Ferner ist die Steuerung (6) oder die Funkfernbedienung (3) zu einem Ableiten eines Freigabesignals für einen Sicherheitsrelevanter Vorgang aus dem entsprechend von der Funkfernbedienung (3) oder der Abstandsüberwachung (8) an die Steuerung (6) bzw. die Funkfernbedienung (3) übertragenen Abstand D oder eines dem Abstand D entsprechenden Signals und einem vorbestimmten Sicherheitsabstand D min sowie entsprechend zu einem Übertragen des Freigabesignals an die Steuerung (6) eingerichtet. Zudem ist die Steuerung (6) zu einem Auslösen eines sicherheitsrelevanten Vorgangs basierend auf einem Anliegen eines benutzerinduzierten Startsignals und des Freigabesignals an der Steuerung (6) eingerichtet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum entfernten Bedienen einer Vorrichtung.
  • Bei Vorgängen bei denen ein Benutzer oder Bediener einer Einrichtung einer Gefahr ausgesetzt sein kann, ist es notwendig, dass der Benutzer einen Sicherheitsabstand zu der Einrichtung oder zu einem gefahrenpotential aufweisenden Bereich einhält. Ein solcher Bereich kann durch bewegte Maschinenteile, wie z.B. Ausleger gegeben sein. Auch räumlich bewegte Ladungen können ein gefahrenpotential darstellen.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit eines Benutzers oder Bedieners einer Einrichtung zu erhöhen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Einrichtung zum entfernten Bedienen einer Vorrichtung, eine Vorrichtung mit einer Einrichtung zum entfernten Bedienen und ein Verfahren zum entfernten Bedienen einer Einrichtung gemäß den jeweiligen unabhängigen Ansprüchen. Die jeweiligen abhängigen Ansprüche sind auf vorteilhafte Ausgestaltungen gerichtet. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise, miteinander kombiniert werden können und weitere Ausführungsformen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
  • Die erfindungsgemäße Einrichtung zum entfernten Bedienen einer Vorrichtung umfasst eine Funkfernbedienung, die einen ersten Funktransceiver aufweist, und eine der Vorrichtung zuordenbare Steuerung, die einen zweiten Funktransceiver aufweist. Des Weiteren ist eine Abstandsüberwachung vorgesehen, die zu einem Ermitteln eines Abstands D zwischen der Funkfernbedienung und der Steuerung eingerichtet und geeignet ist.
  • Der erste Funktransceiver und der zweite Funktransceiver sind miteinander kommunikativ verbindbar und zu einem gegenseitigen Datenaustausch über Funksignale in einem verbundenen Zustand eingerichtet. Die Abstandsüberwachung und zumindest die Funkfernbedienung oder die Steuerung sind kommunikativ verbunden und zu einem Übertragen des Abstands D oder eines dem Abstand D entsprechenden Signals von der Abstandsüberwachung an zumindest die Funkfernbedienung oder die Steuerung eingerichtet.
  • Des Weiteren ist die Steuerung oder die Funkfernbedienung zu einem Ableiten eines Freigabesignals für einen sicherheitsrelevanten Vorgang aus dem entsprechend von der Funkfernbedienung oder der Abstandsüberwachung an die Steuerung bzw. die Funkfernbedienung übertragenen Abstand D oder eines dem Abstand D entsprechenden Signals und einem vorbestimmten Sicherheitsabstand Dmin sowie entsprechend zu einem Übertragen des Freigabesignals an die Steuerung eingerichtet. Zudem ist die Steuerung zu einem Auslösen eines sicherheitsrelevanten Vorgangs basierend auf einem Anliegen eines benutzerinduzierten Startsignals und des Freigabesignals an der Steuerung eingerichtet.
  • Bei der Vorrichtung kann es sich beispielsweise um einen Treppenlift oder Hebeeinrichtungen handeln. Die Vorrichtung kann beispielsweise ein Teil eines komplexen Systems sein. So kann es sich bei der Vorrichtung beispielsweise um ein Teil einer Arbeitsstation handeln. Die in der Arbeitsstation durchzuführenden Vorgänge oder Abläufe werden so gesteuert, dass diese lediglich in einem definierten Bereich, beispielsweise einen definierten Umkreis, auch im räumlichen Sinne, durchgeführt werden können. Durch die erfindungsgemäße Einrichtung zum entfernten Bedienen der Vorrichtung wird der Schutz eines Benutzers der Vorrichtung erhöht.
  • Die Steuerung der Einrichtung weist vorzugsweise eine eigene Energieversorgung auf. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die Steuerung der Einrichtung über die Vorrichtung mit elektrischer Energie versorgt wird. Dabei kann die Vorrichtung eine Energieversorgung wie eine Batterie, einen Akkumulator oder ein mit einem Stromnetz verbundenes Netzteil aufweisen. Die Steuerung kann als separates Modul mit einer Vorrichtung verbunden werden. Dies eröffnet die Möglichkeit bereits vorhandene Vorrichtungen mit der erfindungsgemäßen Einrichtung auszustatten. Vorzugsweise ist die Steuerung ein integraler Bestandteil einer Vorrichtung.
  • Weist die Vorrichtung ein elektrisch betriebenes Bauteil auf, deren Energieversorgung mittels einer Batterie oder eines Akkumulators erfolgt, so ist die Steuerung vorzugsweise derart ausgestaltet, dass ein sicherheitsrelevanter Vorgang nur dann ausgelöst werden kann, wenn genug elektrische Energie für die Durchführung eines vollständigen sicherheitsrelevanten Vorgang vorhanden ist.
  • Die Funkfernbedienung wird vorzugsweise durch eine eigene Energiequelle wie eine Batterie mit elektrischer Energie versorgt. Die elektrische Energie kann mit einer Spannung von 5 V [Volt] bereitgestellt werden.
  • Die Funkfernbedienung und/oder die Steuerung können eine integrierte Schaltung zur Signalverarbeitung umfassen. Die integrierte Schaltung kann ein Mikrokontroller (µC) oder eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (application-specific-integrated circuit, ASIC) oder ein anwendungsspezifisches Standardprodukt (application specific standard product, ASSP) oder eine im Feld programmierbare Logik-Gatter-Anordnung (field programmable gate array, FPGA) oder dergleichen sein. Die integrierte Schaltung kann einen flüchtigen oder einen nicht-flüchtigen Speicher umfassen. Der flüchtige Speicher kann ein Speicher mit wahlfreiem/direktem Zugriff (Random Access Memory, RAM) sein. Der nicht-flüchtige Speicher kann ein Sekundärspeicher wie z. B. eine Festplatte, eine CD, eine DVD, eine Diskette oder ein Halbleiterspeicher (z. B. EPROM oder Flash-Speicher oder dergleichen) sein.
  • Sobald die Funkfernbedienung über den ersten Funktransceiver mit der Steuerung über den zweiten Funktransceiver kommunikativ verbunden ist, kann der Benutzer den sicherheitsrelevanten Vorgang auslösen. Dazu muss er zum einen das Startsignal auslösen, indem er eine entsprechende Eingabe an der Funkfernbedienung oder der Steuerung vornimmt. Damit der sicherheitsrelevante Vorgang von der Steuerung ausgelöst wird, muss zudem der Abstand D mindestens gleich dem vorgegebenen Sicherheitsabstand Dmin oder größer sein. Erst wenn diese Bedingung erfüllt ist, gibt die Steuerung das Freigabesignal aus. Der sicherheitsrelevante Vorgang wird dabei von der Steuerung immer nur dann ausgelöst, wenn sowohl das Startsignal, das durch den Benutzer ausgelöst wurde, und das Freigabesignal, das auf dem Abstand D basiert, vorliegen. Statt eines vordefinierten minderst Sicherheitsabstand Dmin kann auch ein maximaler Sicherheitsabstand Dmax definiert werden. Hierdurch wird erzwungen, dass ein Vorgang nur dann Ausgelöst werden kann, wenn der Benutzer sich innerhalb eines Sicherheitsbereichs befindet. Dies wäre beispielsweise dann der Fall, wenn der Benutzer eine Rollstuhlhilfe benutz.
  • Die Abstandsüberwachung kann integraler Bestandteil der Steuerung oder alternativ der Funkfernbedienung sein. So kann der Abstand D zwischen Funkfernbedienung und Steuerung entweder von der Steuerung (mittels der Abstandsüberwachung) bestimmt und direkt in der Steuerung für die Ableitung des Freigabesignals verwendet werden oder von der Funkfernbedienung (mittels der Abstandsüberwachung) bestimmt und über den ersten Funktransceiver an den zweiten Funktransceiver der Steuerung für die Ableitung des Freigabesignals gesendet werden.
  • Ist die Abstandsüberwachung in die Steuerung integriert, so hat dies den Vorteil, dass der Abstand D nicht erst an die Steuerung gesendet werden muss, sondern direkt zur Ableitung des Freigabesignals in der Steuerung vorliegt. Die Ableitung des Freigabesignals aus dem aktuellen Abstand D zwischen der Funkfernbedienung und der Steuerung sowie dem vorgegebenen Sicherheitsabstand Dmin kann mit einer Periode von 1 kHz [Kilohertz] in der Steuerung erfolgen. Es wäre alternativ auch denkbar, dass die Ableitung des Freigabesignals in der Funkfernbedienung erfolgt und das Freigabesignal an die Steuerung gesendet wird, um den Sicherheitsrelevanter Vorgang auszulösen.
  • Der erste Funktransceiver und der zweite Funktransceiver können in einem ISM-Band (Industrial, Scientific and Medical Band) vorzugsweise in einem Frequenzband zwischen ungefähr 2,4 GHz [Gigahertz] - 5 GHz betrieben werden und miteinander kommunizieren. Ein Informationsaustausch zwischen der Funkfernbedienung und der Steuerung bzw. dem ersten Funktransceiver und dem zweiten Funktransceiver kann in definierten Zeitintervallen, bevorzugt in Zeitintervallen von 0.5 s [Sekunden] erfolgen. Der Informationsaustausch erfolgt vorzugsweise verschlüsselt.
  • Sollte während eines bereits laufenden sicherheitsrelevanten Vorgangs der vorgegebene Sicherheitsabstand Dmin unterschritten werden, so kann ein akustisches und/oder optisches Warnsignal für den Benutzer ausgegeben werden. Der Mindestabstand Dmin kann in einem Setup eingestellt werden und so an verschiedene Vorgaben für unterschiedliche sicherheitsrelevante Vorgänge und/oder Situationen angepasst werden. Es kann auch vorgesehen werden, eine Wahlmöglichkeit zwischen einem sicherheitsrelevanten Modus und einem normalen Modus bereitzustellen, sodass je nach aktueller Aufgabe und/oder Situation ein sicherheitsrelevanter Vorgang oder ein normaler Vorgang durchgeführt werden kann.
  • Die Einrichtung zum entfernten Bedienen der Vorrichtung bietet eine sicherere aktive Überwachung des Abstands zwischen Benutzer und Vorrichtung. Die Sicherheit für den Benutzer wird durch die erfindungsgemäße Einrichtung deutlich erhöht, da eine direkte Abstandsmessung erfolgt und der sicherheitsrelevanten Vorgang nur dann ausgelöst und durchgeführt wird, wenn der Sicherheitsabstand eingehalten ist. Zudem kann bei Vorrichtungen mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung zum Entfernten Bedienen auf eine drahtgebunden Bedienung mit einer Länge entsprechend des Sicherheitsabstands Dmin verzichtet werden, da der Sicherheitsabstand Dmin zwischen dem Benutzer und der Vorrichtung durch die Einrichtung zum entfernten Bedienen sichergestellt wird.
  • Gemäß einem weiteren vorteilhaften Aspekt ist die Abstandsüberwachung zu einem Messen von Feldstärken der Funksignale zwischen dem ersten Funktransceiver und dem zweiten Funktransceiver und einem Ableiten des Abstands D aus den gemessenen Feldstärken eingerichtet und bestimmt.
  • Die Funkfernbedienung und die Steuerung senden über die Funktransceiver Informationen bzw. Daten. Diese Daten können auch nur dem Zweck dienen, den Abstand D zwischen der Funkfernbedienung und der Steuerung und somit der Einrichtung zu ermitteln. Die Feldstärke P der Funksignale zwischen dem ersten Funktransceiver und dem zweiten Funktransceiver ist im Wesentlichen umgekehrt proportional zu dem Abstand D zwischen Quelle und Messpunkt im Kubik: P ∼ 1 / D 3
    Figure imgb0001
  • Hier können der erste Funktransceiver und der zweite Funktransceiver als Quelle und/oder als Messpunkt dienen. Über eine Amplitude der Funksignale am empfangenden Transceiver, die der Feldstärke P entspricht, kann, wenn die ursprüngliche Amplitude (Sendeleistung) bekannt ist, der Abstand D zwischen dem sendenden Transceiver und dem empfangenden Transceiver über die obenstehende Beziehung ermittelt werden.
  • Die Ermittlung des Abstands D über die Feldstärke bietet eine genaue und robuste Möglichkeit, den Abstand D und somit die Einhaltung des vorgegebenen Sicherheitsabstands Dmin zu gewährleisten.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt ist die Abstandsüberwachung zu einem Berechnen von Wegstrecken der Funkfernbedienung basierend auf Messwerten wenigstens einer räumlichen Bewegungseinheit, insbesondere auf Beschleunigungswerten eines Beschleunigungsmessers , der an der Funkfernbedienung angeordnet ist und einem Ableiten des Abstands D aus den berechneten Wegstrecken oder aus den gemessenen Feldstärken und den berechneten Wegstrecken eingerichtet und bestimmt.
  • Die räumliche Bewegungseinheit ist vorzugsweise durch eine inertiale Messeinheit gebildet. Die inertiale Messeinheit, umfasst vorzugsweise eine räumliche Kombination mehrerer Inertialsensoren wie Beschleunigungssensoren, Rotationsmesser, Rotationsfühler, Drehmomentgeber, Gyroskopen, elektronischer Kompass.
  • Die inertiale Messeinheit kann vorzugsweise für drei senkrecht zueinander stehende Richtungen je einen Beschleunigungssensor umfassen. Aus den Beschleunigungswerten kann durch Aufsummieren bzw. Integration über die Zeit die zurückgelegte Wegstrecke in jede der drei Richtungen ermittelt werden. Basierend auf diesen Wegstrecken kann der Abstand D von einem Startpunkt und der aktuellen Position der Funkfernbedienung und somit des Benutzers abgeleitet werden.
  • Durch die Ableitung des Abstands aus den Wegstrecken kann beispielsweise ein horizontaler Abstand abgeleitet werden und somit die Einhaltung des Sicherheitsabstands in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene sichergestellt werden.
  • Ferner kann die Ableitung des Abstands D sowohl aus der gemessenen Feldstärke als auch aus den berechneten Wegstrecken erfolgen, um die Präzision zu erhöhen, bzw. um eine Plausibilitätsüberprüfung der jeweils ermittelten Abstände durchführen zu können.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt weist die Funkfernbedienung eine Eingabeeinrichtung auf, die mit dem ersten Funktransceiver kommunikativ verbunden ist. Weiterhin ist die Funkfernbedienung zu einem Senden des Startsignals über den ersten Funktransceiver auf eine Eingabe mittels der Eingabeeinrichtung hin eingerichtet. Ferner ist die Steuerung zu einem Empfangen des Startsignals über den zweiten Funktransceiver eingerichtet.
  • Der Benutzer kann über die Funkfernbedienung das Startsignal auslösen. Dies bietet verschiedene Möglichkeiten den sicherheitsrelevanten Vorgang auszulösen. Der Benutzer kann zuerst das Startsignal an der Funkfernbedienung auslösen und sich dann von der Vorrichtung entfernen, sodass der sicherheitsrelevanter Vorgang erst dann ausgelöst wird, wenn er den vorgegebenen Sicherheitsabstand Dmin erreicht hat. Alternativ kann sich der Benutzer auch erst um den Sicherheitsabstand Dmin oder mehr entfernen und dann das Startsignal über die Fernbedienung absetzen. Es ist jedoch nicht möglich, den sicherheitsrelevanten Vorgang auszulösen, wenn der Benutzer zunächst weit genug entfernt ist und sich dann wieder in einen Bereich begibt, der einen Abstand D aufweist, der geringer als der Sicherheitsabstand Dmin ist. Denn dann würde zwar zunächst das Freigabesignal vorliegen, da der Sicherheitsabstand eingehalten wurde, jedoch fällt das Freigabesignal sofort weg, wenn sich der Benutzer nichtmehr weit genug entfernt aufhält, sodass auch wenn er das Starsignal auslöst, der sicherheitsrelevanter Vorgang nicht ausgelöst wird. Dies würde erst geschehen, wenn sich der Benutzer wieder weit genug entfernt und der Sicherheitsabstand Dmin erreicht ist und ein Startsignal erneut abgibt. Bei einem Unterschreiten des Sicherheitsabstandes kann auch ein Warnsignal erzeugt werden.
  • Dies bietet eine variablere Gestaltung des Arbeitsablaufs für den Benutzer, ohne dabei die Sicherheit des Benutzers zu gefährden, da die Einhaltung des Sicherheitsabstands beim Auslösen des sicherheitsrelevanten Vorgangs immer gewährleistet ist.
  • Die Funkfernbedienung kann eingerichtet sein, um auf eine Eingabe durch den Benutzer hin ein Rückstellsignal an die Steuerung zu senden. Dieses Rückstellsignal veranlasst die Steuerung einen Rückstellvorgang durchzuführen, um in eine Ausgangsposition zu kommen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt weisen die Funkfernbedienung und Steuerung jeweils eine eindeutige Adresse auf. Mittels der eindeutigen Adressen sind die Funkfernbedienung und die Steuerung eindeutig miteinander koppelbar.
  • Beim Koppeln gleichen die Funkfernbedienung und/oder die Steuerung eine gespeicherte eindeutige Adresse (aus Einlernvorgang bekannt) mit der Adresse des jeweils anderen ab. Stimmen die gespeicherte und die Adresse des Kommunikationspartners überein, wird die Verbindung zwischen Funkfernbedienung und Steuerung aufgebaut und aufrechterhalten.
  • Die eindeutige Kopplung von Funkfernbedienung und Steuerung erhöht die Sicherheit der Vorrichtung, da es nicht zu falschen Datenübertragungen und somit ungewollten Eingaben oder falschen Abstandsableitungen durch andere Funkgeräte kommen kann.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst die Einrichtung eine Sturzüberwachung, die zu einem Ermitteln eines Vorliegens eines Sturzes eingerichtet ist. Dabei ist die Sturzüberwachung zu einem Ableiten des Vorliegens eines Sturzes basierend auf den Beschleunigungswerten des Beschleunigungsmessers oder basierend auf Winkelbeschleunigungswerten eines Winkelbeschleunigungsmessers, der an der Funkfernbedienung angeordnet ist, eingerichtet. Ferner ist die Steuerung oder die Funkfernbedienung zum Ableiten des Freigabesignals zusätzlich unter Berücksichtigung des Vorliegens eines Sturzes eingerichtet.
  • Der Winkelbeschleunigungsmesser kann Winkelbeschleunigungssensoren für drei Drehungen umfassen, die senkrecht zueinander stehen, um Winkelbeschleunigungswerte in den drei senkrechten Drehrichtungen zu ermitteln. Durch die Überwachung der Beschleunigungswerte und/oder der Winkelbeschleunigungswerte kann beispielsweise ein Sturz eines Benutzers erkannt werden, da dabei besonders hohe Beschleunigungswerte und Winkelbeschleunigungswerte vorliegen. Basierend auf der Erkennung eines Sturzes kann die Auslösung des sicherheitsrelevanten Vorgangs verhindert werden. Dazu wird bei der Ableitung des Freigabesignals mitberücksichtigt, ob ein Sturz vorliegt. Falls dem so ist, wird der sicherheitsrelevante Vorgang auch wenn der Sicherheitsabstand eingehalten wurde nicht gestartet bzw. kein Freigabesignal erzeugt. Höhere Beschleunigungswerte und/oder Winkelbeschleunigungswerte können auch dann vorliegen, wenn die Funkfernbedienung fallengelassen oder geworfen wird.
  • Durch die Sturzüberwachung wird die Sicherheit bei der Benutzung der Vorrichtung noch weiter gesteigert, da über die Bereitschaft des Benutzers indirekt mitüberwacht wird. Liegen höhere Beschleunigungswerte und/oder Winkelbeschleunigungswerte vor, so können diese ein Indiz für eine unsachgemäße Handhabung im Zusammenhang mit der Vorrichtung stehen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt weist die Funkfernbedienung zumindest eine Anzeigeeinrichtung, bevorzugt zumindest eine Leuchtdiode oder eine graphische Anzeige als Anzeigeeinrichtung, und besonders bevorzugt zumindest eine Status-LED und eine Aktivitäts-LED und ein graphisches Display als Anzeigeeinrichtung auf.
  • Dem Benutzer werden über die Anzeigeeinrichtung der Funkfernbedienung Informationen im Zusammenhang mit der Vorrichtung und/oder dem sicherheitsrelevanten Vorgang bereitgestellt. So kann dem Benutzer beispielsweise mittels der Status-LED der momentane Status der Vorrichtung angezeigt werden. Mittels der Aktivitäts-LED kann dem Benutzer der Verbindungsstatus der Funkverbindung zwischen der Funkfernbedienung und der Steuerung angezeigt werden. Zudem kann dem Benutzer das Erreichen des vorbestimmten Sicherheitsabstands Dmin über das grafische Display oder weitere LEDs angezeigt werden.
  • Durch die Bereitstellung von Informationen zu der Vorrichtung und/oder dem sicherheitsrelevanten Vorgang an der Funkfernbedienung wird die Handhabung für den Benutzer erleichtert und komfortabler.
  • Die Eingabeeinrichtung der Funkfernbedienung kann durch Druckknöpfe, Drehknöpfe, Schalter und dergleichen gebildet werden. Bevorzugt kann ein berührungsempfindliches Display als kombinierte Eingabe- und Anzeigeeinrichtung bei der Funkfernbedienung Verwendung finden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt ist die Funkfernbedienung zu einem Anzeigen des von der Abstandsüberwachung oder der Steuerung an die Funkfernbedienung übertragenen Abstands durch die Anzeigeeinrichtung eingerichtet.
  • Der momentane Abstand D kann beispielsweise über das grafische Display dem Benutzer angezeigt werden.
  • Durch die Bereitstellung des momentanen Abstands kann der Benutzer noch schneller den sicherheitsrelevanten Vorgang auslösen, da er mit einem Blick sieht, wann er den benötigten Sicherheitsabstand erreicht hat.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt weist die Steuerung zumindest eine Anzeigeeinrichtung, bevorzugt zumindest eine Leuchtdiode oder eine graphische Anzeige als Anzeigeeinrichtung, und besonders bevorzugt zumindest eine Status-LED oder ein graphisches Display als Anzeigeeinrichtung auf.
  • Dem Benutzer werden über die Anzeigeeinrichtung der Steuerung Informationen zu der Einrichtung und/oder dem sicherheitsrelevanten Vorgang bereitgestellt. So kann dem Benutzer beispielsweise mittels der Status-LED der momentane Status der Einrichtung angezeigt werden. Dabei kann die Status-LED der Funkfernbedienung die Status-LED der Steuerung wiederspiegeln, sodass beide Status-LEDs immer die gleiche Anzeige liefern und damit in gleicher Weise über den momentanen Zustand der Einrichtung informieren. Mittels der Aktivitäts-LED kann dem Benutzer der Verbindungsstatus der Funkverbindung zwischen der Funkfernbedienung und der Steuerung angezeigt werden.
  • Durch die Bereitstellung von Informationen zu der Einrichtung und/oder dem sicherheitsrelevanten Vorgang an der Steuerung wird die Handhabung für den Benutzer erleichtert und komfortabler.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt ist die Steuerung mit zumindest einem Sensor der Vorrichtung verbunden und zu einem Auslesen eines Fortschrittswerts des sicherheitsrelevanten Vorgangs eingerichtet. Dabei sind die Steuerung und die Funkfernbedienung zu einem Übertragen des Fortschrittswerts von der Steuerung an die Funkfernbedienung eingerichtet. Ferner ist die Funkfernbedienung zu einem Anzeigen des Fortschrittswerts durch die Anzeigeeinrichtung eingerichtet.
  • Der Sensor kann beispielsweise ein Positions-, ein Lagesensor und/oder ein Druck- bzw. Kraftsensor sein, dessen Sensorwert Auskunft über den Fortschritt des sicherheitsrelevanten Vorgangs gibt. Aus dem Sensorwert wird ein Fortschrittswert zu dem sicherheitsrelevanten Vorgang abgeleitet und mittels Funksignalen von dem zweiten Transceiver der Steuerung an den ersten Transceiver der Funkfernbedienung übertragen. An der Funkfernbedienung wird der Fortschrittswert, beispielsweise über einen Fortschrittsbalken auf dem grafischen Display der Anzeigeeinrichtung, dargestellt.
  • Die Bereitstellung von Informationen über den Fortschritt des sicherheitsrelevantes Vorgangs, führt zu einem erhöhten Komfort und einer erhöhten Sicherheit für den Benutzer, da er mitverfolgen kann wie der sicherheitsrelevanter Vorgang verläuft und wann dieser endgültig abgeschlossen ist und gefahrlos der Sicherheitsabstand wieder unterschritten werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung mit einer Einrichtung zum entfernten Bedienen der Vorrichtung. Die Einrichtung umfasst eine Funkfernbedienung, die einen ersten Funktransceiver aufweist, und eine an der Vorrichtung angeordnet Steuerung, die einen zweiten Funktransceiver aufweist. Des Weiteren ist eine Abstandsüberwachung, die zu einem Ermitteln eines Abstands D zwischen der Funkfernbedienung und der Steuerung eingerichtet ist, vorgesehen.
  • Der erste Funktransceiver und der zweite Funktransceiver sind miteinander kommunikativ verbindbar und zu einem gegenseitigen Datenaustausch über Funksignale in einem verbundenen Zustand eingerichtet und bestimmt.
  • Weiterhin sind die Abstandsüberwachung und zumindest die Funkfernbedienung oder die Steuerung kommunikativ verbunden und zu einem Übertragen des Abstands D von der Abstandsüberwachung entsprechend an zumindest die Funkfernbedienung oder die Steuerung eingerichtet. Ferner ist die Steuerung oder die Funkfernbedienung zu einem Ableiten eines Freigabesignals für einen Sicherheitsrelevanter Vorgang aus dem entsprechend von der Funkfernbedienung oder der Abstandsüberwachung an die Steuerung bzw. die Funkfernbedienung übertragenen Abstand D und einem vorbestimmten Sicherheitsabstand Dmin sowie entsprechend zu einem übertragen des Freigabesignals an die Steuerung eingerichtet. Zudem ist die Steuerung zu einem Starten des sicherheitsrelevantes Vorgangs basierend auf einem Anliegen eines benutzerinduzierten Startsignals und des Freigabesignals an der Steuerung eingerichtet.
  • Die Steuerung kann an eine Steuerung der Vorrichtung direkt oder über einen Adapter angeschlossen werden. Alternativ, kann die Steuerung integraler Bestandteil der Steuerung der Vorrichtung sein.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt ist bei der Vorrichtung die Einrichtung zum entfernten Bedienen der Vorrichtung gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen ausgeführt.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum entfernten Bedienen einer Vorrichtung. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
    1. a) Ermitteln eines Abstands D zwischen einer Funkfernbedienung und einem zweiten Funktransceiver, der einem sicherheitsrelevanten Bereich der Vorrichtung zugeordnet ist.
    2. b) Ableiten eines Freigabesignals für einen Sicherheitsrelevanten Vorgang aus dem ermittelten Abstand D und einem vorbestimmten Sicherheitsabstand Dmin.
    3. c) Starten des sicherheitsrelevantes Vorgangs basierend auf einem Anliegen eines benutzerinduzierten Startsignals und des Freigabesignals an der Steuerung.
  • In Schritt a) wird ermittelt, wie weit die Funkfernbedienung und damit der Benutzer einem sicherheitsrelevanten Bereich der Vorrichtung entfernt ist. Sobald der Abstand D mindestens gleich dem vorgegebenen Sicherheitsabstand Dmin ist, wird ein Freigabesignal ausgegeben. Erst wenn das Freigabesignal und ein vom Benutzer induziertes Starsignal vorliegen, wird der sicherheitsrelevante Vorgang gestartet.
  • Durch die direkte Überwachung des Abstands D wird die Sicherheit von Vorrichtungen signifikant erhöht, da der sicherheitsrelevante Vorgang erst gestartet werden kann, wenn mindestens der Sicherheitsabstand eingehalten ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst das Ermitteln des Abstands D die folgenden Schritte:
    • a1.1) Messen von Feldstärken von Funksignalen zwischen einem ersten Funktransceiver der Funkfernbedienung und einem zweiten Funktransceiver
    • a1.2) Ableiten des Abstands D aus den gemessenen Feldstärken.
  • Über die Beziehung P ∼ 1 / D 3
    Figure imgb0002
     kann eine Amplitude der Funksignale am empfangenden Transceiver, die der Feldstärke P entspricht, wenn die ursprüngliche Amplitude (Sendeleistung) bekannt ist, der Abstand D zwischen dem sendenden Transceiver und dem empfangenden Transceiver und somit zwischen Funkfernbedienung und Steuerung oder umgekehrt ermittelt werden.
  • Die Ermittlung des Abstands D über die Feldstärke bietet eine genaue und robuste Möglichkeit, den Abstand D und somit die Einhaltung des vorgegebenen Sicherheitsabstands Dmin zu gewährleisten.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst das Ermitteln des Abstands D die folgenden Schritte umfasst:
    • a2.1) Berechnen von Wegstrecken der Funkfernbedienung basierend auf Beschleunigungswerten aus einem Beschleunigungsmesser, der an der Funkfernbedienung angeordnet ist.
    • a2.2) Ableiten des Abstands D aus den berechneten Wegstrecken oder aus den gemessenen Feldstärken und den berechneten Wegstrecken.
  • Aus den Beschleunigungswerten, die in drei zueinander senkrechten Richtungen ermittelt werden, kann durch Aufsummieren bzw. Integration über die Zeit die zurückgelegte Wegstrecke in jede der drei Richtungen berechnet werden. Basierend auf diesen Wegstrecken kann der Abstand D von einem Startpunkt, hier der Vorrichtung und der aktuellen Position der Funkfernbedienung und somit des Benutzers abgeleitet werden.
  • Da der Sicherheitsabstand in vielen Fällen in einer horizontalen Ebenen eingehalten werden muss, kann durch die Ableitung des Abstands aus den Wegstrecken ein rein horizontaler Abstand abgeleitet werden und somit die Einhaltung des Sicherheitsabstands in der horizontalen Ebene sichergestellt werden.
  • Ferner kann das Ableiten des Abstands D sowohl aus der gemessenen Feldstärke als auch aus den berechneten Wegstrecken erfolgen. Dies erhöht die Genauigkeit des abgeleiteten Abstands. Zudem kann eine Plausibilitätsüberprüfung der auf die beiden Arten ermittelten Abstände erfolgen. Dies erhöht die Sicherheit des Verfahrens noch weiter.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt erfolgt in Schritt c) ein Senden des Startsignals von der Funkfernbedienung an die Steuerung auf eine Eingabe mittels einer Eingabeeinrichtung der Funkfernbedienung hin.
  • Der Benutzer kann über die Funkfernbedienung das Startsignal auslösen. Dies bietet verschiedene Möglichkeiten den Sicherheitsrelevanter Vorgang zu starten. Der Benutzer kann zuerst das Startsignal an der Funkfernbedienung auslösen und sich dann von der Vorrichtung entfernen, sodass der sicherheitsrelevanter Vorgang erst dann gestartet wird, wenn er den vorgegebenen Sicherheitsabstand Dmin erreicht hat. Alternativ kann sich der Benutzer auch erst um den Sicherheitsabstand Dmin oder mehr entfernen und dann das Startsignal über die Fernbedienung absetzen.
  • Dies bietet eine variablere Gestaltung des Arbeitsablaufs für den Benutzer, ohne dabei dessen Sicherheit zu gefährden, da die Einhaltung des Sicherheitsabstands beim Starten des sicherheitsrelevanten Vorgangs immer gewährleistet ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst das Verfahren zumindest einen der folgenden Initialisierungsschritte vor Schritt a):
    • i1) Aufbauen einer Funkverbindung zwischen dem ersten Funktransceiver der Funkfernbedienung und dem zweiten Funktransceiver der Steuerung.
    • i2) Eindeutiges Koppeln der Funkfernbedienung und der Steuerung über jeweils der Funkfernbedienung und der Steuerung zugeordnete eindeutige Adressen.
  • Bevor mit dem Verfahren ein Sicherheitsrelevanter Vorgang gestartet werden kann, muss die Funkfernbedienung mit der Steuerung verbunden werden.
  • Zudem oder alternativ kann initial das Koppeln erfolgen. Dabei gleichen die Funkfernbedienung und/oder die Steuerung eine gespeicherte eindeutige Adresse mit der Adresse des jeweils anderen ab. Stimmen die gespeicherte und die Adresse des Kommunikationspartners überein, wird die Verbindung zwischen Funkfernbedienung und Steuerung aufgebaut und aufrechterhalten.
  • Das eindeutige Koppeln des ersten Funktransceivers und des zweiten Funktransceivers über jeweils dem ersten Funktransceiver und dem zweiten Funktransceiver eindeutig zugeordnete Adressen. erhöht die Sicherheit der Vorrichtung, da es nicht zu falschen Datenübertragungen und somit ungewollten Eingaben oder falschen Abstandsableitungen durch andere Funkgeräte kommen kann.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt werden die jeweils dem ersten Funktransceiver und dem zweiten Funktransceivers eindeutig zugeordnete Adressen entsprechend gegenseitig in einem Einlernvorgang bekanntgemacht. Der erste Funktransceiver ist ein Bestandteil der Funkfernbedienung. Der zweite Funktransceiver ist ein Bauelement einer Steuerung. Die Steuerung und die Funkfernbedienung werden vor der Benutzung der Einrichtung in dem Einlernvorgang miteinander bekannt gemacht. Die Steuerung und/oder die Funkfernbedienung speichern dabei eine entsprechende eindeutige Adresse des anderen ab und kommunizieren fortan nur mit diesem einen Kommunikationspartner. Somit sind die Steuerung und die Funkfernbedienung eindeutig miteinander gekoppelt. Dabei kann die Kopplung der gleichen Steuerung mit der gleichen Funkfernbedienung immer wieder ohne erneuten Einlernvorgang erfolgen.
  • Durch den Einlernvorgang gibt es immer nur eine gültige Paarung von Funkfernbedienung und Steuerung. dies erhöht die Sicherheit des Verfahrens, da keine Verbindung zwischen einer unbekannten Funkfernbedienung und einer Steuerung aufgebaut werden kann.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst das Verfahren ferner zumindest einen der folgenden Schritte:
    • d) Ableiten eines Vorliegens eines Sturzes basierend auf den Beschleunigungswerten des Beschleunigungsmessers oder auf Winkelbeschleunigungswerten eines Winkelbeschleunigungsmessers, der an der Funkfernbedienung angeordnet ist, wobei in Schritt b) das Ableiten des Freigabesignals zusätzlich auf dem Vorliegen eines Sturzes basiert;
    • e) Übermitteln des Abstands D an die Funkfernbedienung und Darstellen des Abstands D auf einer grafischen Anzeige der Funkfernbedienung;
    • f) Übermitteln eines Fortschrittswerts des sicherheitsrelevantes Vorgangs an die Funkfernbedienung und Darstellen des Fortschrittswerts auf der grafischen Anzeige der Funkfernbedienung;
    • g) kontinuierliches Aufzeichnen und Überprüfen eines Bewegungsablaufs der Funkfernbedienung.
  • Der Winkelbeschleunigungsmesser kann Winkelbeschleunigungssensoren für drei Drehungen umfassen, die senkrecht zueinander stehen, um Winkelbeschleunigungswerte in den drei senkrechten Drehrichtungen zu ermitteln. Durch Überwachen der Beschleunigungswerte und/oder der Winkelbeschleunigungswerte kann ein Sturz erkannt werden, da dabei besonders hohe Beschleunigungswerte und Winkelbeschleunigungswerte vorliegen. Basierend auf der Erkennung eines Sturzes kann die Auslösung des sicherheitsrelevanten Vorgangs verhindert werden. Dazu wird bei der Ableitung des Freigabesignals mitberücksichtigt, ob ein Sturz vorliegt. Falls dem so ist, wird der sicherheitsrelevante Vorgang auch wenn der Sicherheitsabstand eingehalten wurde nicht gestartet bzw. kein Freigabesignal erzeugt.
  • Durch die Sturzüberwachung wird die Sicherheit bei der Benutzung der Vorrichtung weiter gesteigert, da über die Bereitschaft des Benutzers indirekt mitüberwacht wird.
  • Der momentane Abstand D kann von der Anstandsüberwachung direkt oder über die Steuerung an die Funkfernbedienung übertragen und beispielsweise über ein grafisches Display dem Benutzer angezeigt werden.
  • Durch die Bereitstellung des momentanen Abstands kann der Benutzer noch schneller den Sicherheitsrelevanter Vorgang auslösen, da er mit einem Blick sieht, wann er den benötigten Sicherheitsabstand erreicht hat.
  • Aus dem Sensorwert z.B. eines Positions-, eines Lagesensor und/oder eines Druck- bzw. Kraftsensor Drucksensors der Vorrichtung kann ein Fortschrittswert über den sicherheitsrelevanten Vorgang abgeleitet und an die Funkfernbedienung übertragen werden. An der Funkfernbedienung wird der Fortschrittswert, beispielsweise über einen Fortschrittsbalken auf dem grafischen Display der Anzeigeeinrichtung, dargestellt.
  • Das Darstellen des Fortschrittswerts des sicherheitsrelevantes Vorgangs, führt zu einem erhöhten Komfort und einer erhöhten Sicherheit für den Benutzer, da er live mitverfolgen kann wie der sicherheitsrelevanter Vorgang verläuft und wann dieser endgültig abgeschlossen ist und gefahrlos der Sicherheitsabstand wieder unterschritten werden kann.
  • Der Abstand D kann fortlaufend aufgezeichnet und abgespeichert werden, sodass der Bewegungsablauf der Funkfernbedienung und somit des Benutzers überprüft werden kann.
  • Dies kann bei der Diagnose von Fehlern oder bei der Rekonstruktion von Unfällen hilfreich sein.
  • Durch die Beschränkung der Gültigkeit des Freigabesignals wird beispielsweise ein ungewolltes erneutes Starten eines Sicherheitsrelevanter Vorgangs vermieden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst das Verfahren ferner zumindest einen der folgenden Überprüfungsschritte:
    • p1) kontinuierliches Überprüfen eines flüchtigen Speichers der Steuerung, bevorzugt mittels Prüfsummenverfahren;
    • p2) kontinuierliches Überprüfen eines nicht-flüchtigen Speichers der Steuerung, bevorzugt mittels Prüfsummenverfahren;
    • p3) kontinuierliches Überprüfen einer Betriebsspannung und eines Prozessors der Steuerung, bevorzugt mittels eines Watchdog;
    • p4) kontinuierliches Überprüfen einer integrierten Schaltung der Steuerung, bevorzugt mittels Plausibilitätsüberprüfungsverfahren.
  • Durch die Integration von automatischen Systemprüfungsmechanismen wird die Sicherheit des Verfahrens zusätzlich erhöht. Vorzugsweise umfasst die Plausibilitätsüberprüfung auch die Bedieneingabesignale.
  • Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Einrichtung zum entfernten Bedienen einer Vorrichtung;
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung einer Funkfernbedienung der Einrichtung aus Fig. 1;
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum entfernten Bedienen einer Einrichtung;
    Fig. 4
    ein beispielhaftes Ablaufdiagramm des Verfahrens aus Fig. 3;
    Fig. 5
    eine schematische Darstellung einer mobilen Vorrichtung.
  • Fig. 1 zeigt schematisch eine Einrichtung 1 zum entfernten Bedienen einer Vorrichtung 2.
  • Eine Funkfernbedienung 3 der Einrichtung 1 umfasst eine Eingabeeinrichtung 4 und einen ersten Funktransceiver 5. Eine Steuerung 6 der Einrichtung 1 umfasst einen zweiten Funktransceiver 7. Die Steuerung 6 ist an der Vorrichtung 2 angeordnet und über einen Adapter (nicht dargestellt) mit dieser verbunden. Der erste Funktransceiver 5 und der zweite Funktransceiver 7 sind kommunikativ verbunden. Eine Abstandsüberwachung 8 ist in der Steuerung 6 integriert und mit dieser Kommunikativ verbunden. Alternativ könnte die Abstandsüberwachung 8 auch in der Funkfernbedienung 3 integriert und mit dieser kommunikativ verbunden sein (gestrichelter Pfeil).
  • Die Abstandsüberwachung 8 ermittelt kontinuierlich einen Anstand D zwischen der Funkfernbedienung 3 und der Steuerung 6. Dazu wird zum einen die Feldstärke P bzw. die Amplitude von Funksignalen, die von der Funkfernbedienung 3 an die Steuerung 6 gesendet werden analysiert und daraus zusammen mit einer bekannten Sendeleistung der Funkfernbedienung 3 ein erster Abstand D1 ermittelt. Zum anderen werden Wegstrecken in eine horizontale x- Richtung und eine dazu senkrechte horizontale y-Richtung aus Beschleunigungswerten der Funkfernbedienung durch zeitliche Summation bzw. Integration berechnet und aus den Wegstrecken ebenfalls der Abstand D2 in der horizontalen x-y-Ebene ermittelt. Die beiden Abstände D1 und D2 werden zu einem Abstand D kombiniert. Es kann auch eine direkte Ableitung des Abstands D aus den gemessenen Feldstärken und den berechneten Wegstrecken erfolgen. Sobald der Abstand D größer oder gleich einem vorgegebenen Sicherheitsabstand Dmin ist, wird von der Steuerung 6 ein Freigabesignal erzeugt. Der Benutzer kann über die Eingabeeinrichtung 4 ein Startsignal auslösen. Sobald das Freigabesignal und das Startsignal vorliegen, wird der sicherheitsrelevante Vorgang von der Steuerung 6 gestartet. Die Steuerung 6 ist signaltechnisch mit der Anlagensteuerung der Vorrichtung 2 verbunden. Liegen Freigabesignal und Startsignal der Steuerung 6 vor, so generiert diese ein Signal an die Anlagensteuerung, sodass die Anlagensteuerung einen sicherheitsrelevanten Vorgang der Vorrichtung auslösen kann.
  • Fig. 2 zeigt die Funkfernbedienung 3 mit der Eingabeeinrichtung 4 und dem ersten Funktransceiver 5. Ferner umfasst die Funkfernbedienung 3 einen Beschleunigungsmesser 9 und einen Winkelbeschleunigungsmesser 10. Der Beschleunigungsmesser umfasst drei Beschleunigungssensoren, von denen je einer in die x-Richtung, in die y-Richtung und in eine dazu senkrechte z-Richtung die Beschleunigung misst. Aus den Beschleunigungswerten in die drei Richtungen werden die Wegstrecken in die x-Richtung und in die y-Richtung berechnet. In ähnlicher Weise umfasst der Winkelbeschleunigungsmesser 10 drei Winkelbeschleunigungssensoren, von denen je einer die Winkelbeschleunigung um die x-Richtung, um die y-richtung und um die z-Richtung misst. Mithilfe der Beschleunigungswerte und der Winkelbeschleunigungswerte, kann der Abstand D2 in der x-y-Ebene auch dann mit hoher Präzision bestimmt werden, wenn die Funkfernbedienung 3 nicht lagestabil gehalten wird, sondern bei der Bewegung von der Vorrichtung weg kippt bzw. hin und her gekippt wird. Aus den Beschleunigungswerten und den Winkelbeschleunigungswerten kann durch eine Sturzüberwachung (nicht explizit dargestellt) auch ein Sturz abgeleitet werden. Sollte ein Sturz von der Sturzüberwachung erkannt worden sein, wird der sicherheitsrelevanter Vorgang nicht ausgelöst, bzw. das Freigabesignal nicht erzeugt, auch wenn der Sicherheitsabstand Dmin erreicht ist.
  • Es kann optional auch eine Abstandsmessung über ein optisches Verfahren erfolgen, wobei an der Funkfernsteuerung 3 ein Marker 11 angebracht ist. An der Steuerung 6 ist dazu ebenfalls ein Marker angebracht (nicht dargestellt). Über eine optische 3D-Kamera (z. B. im Infrarotbereich) kann die Position der Funkfernbedienung 3 relativ zu der Steuerung 6 ermittelt und daraus ein Abstand D3 bestimmt werden.
  • Eine Anzeigeeinrichtung 12 der Funkfernbedienung 3 besteht aus einer Status-LED 13, einer Aktivitäts-LED 14 und einem graphischen Display 15.
  • Die Status-LED 13 zeigt den momentanen Zustand der Vorrichtung 2 an. Die Aktivitäts-LED 14 zeigt an, ob die Funkfernbedienung 3 mit der Steuerung 6 verbunden ist. Das grafische Display 15 kann den Abstand D und/oder einen Fortschritt des sicherheitsrelevanten Vorgangs anzeigen.
  • Fig. 3 zeigt schematisch ein Verfahren zum entfernten Bedienen einer Vorrichtung 2 gemäß Fig. 1. In einem Initialisierungsschritt i1) erfolgt ein Aufbauen einer Funkverbindung zwischen dem ersten Funktransceiver 5 der Funkfernbedienung 3 und dem zweiten Funktransceiver 7 der Steuerung 6. Dabei werden Daten per Funk übermittelt, wobei die Kommunikation nach einem standardisierten Protokoll (z. B. Bluetooth, WLAN/WiFi, ZigBee, usw.) ablaufen kann. Sobald die Funkverbindung aufgebaut ist, erfolgt in einem Initialisierungsschritt i2) ein eindeutiges Koppeln der Funkfernbedienung 3 und der Steuerung 6 bzw. des ersten Funktransceivers 5 und des zweiten Funktransceivers 7. Dazu senden die Funkfernbedienung 3 und/oder die Steuerung 6 ihre eindeutigen Adressen an den jeweils anderen. Die Funkfernbedienung 3 und/oder die Steuerung 6 vergleichen die gesendete Adresse des Kommunikationspartners mit jeweils einer gespeicherten Adresse, die in einem Einlernvorgang abgespeichert wurde. Stimmen die gesendete und die gespeicherte Adresse überein, wird der Kommunikationspartner akzeptiert und die Funkfernbedienung 3 und die Steuerung 6 sind eindeutig miteinander gekoppelt.
  • In einem Schritt a) erfolgt ein Ermitteln eines Abstands D zwischen der Funkfernbedienung 3 und der Steuerung 6. Dazu werden in einem Schritt a1.1) Feldstärken P von Funksignalen zwischen dem ersten Funktransceiver 5 und dem zweiten Funktransceiver 6 gemessen. in einem Schritt a2.1) werden Wegstrecken der Funkfernbedienung 3 basierend auf Beschleunigungswerten aus der Beschleunigungsmesser 9 berechnet. Anschließend erfolgt in einem Schritt a2.2) ein Ableiten des Abstands D aus den gemessenen Feldstärken P über die Beziehung P ∼ 1/D3 und den berechneten Wegstrecken durch zeitliche Integration der Beschleunigungswerte in der x-y-Ebene. In einem Schritt d) erfolgt ein Ableiten eines Vorliegens eines Sturzes basierend auf den Beschleunigungswerten des Beschleunigungsmessers 9 oder auf Winkelbeschleunigungswerten des Winkelbeschleunigungsmessers 10. Anschließend wird in Schritt b) das Freigabesignal für einen sicherheitsrelevanten Vorgang aus dem ermittelten Abstand D und dem vorbestimmten Sicherheitsabstand Dmin abgeleitet, wobei das Ableiten des Freigabesignals zusätzlich auf dem Vorliegen des Sturzes basiert, sodass wenn ein Sturz erkannt wurde, der sicherheitsrelevante Vorgang nicht gestartet bzw. das Freigabesignal nicht erzeugt wird. In Schritt c) wird schließlich der sicherheitsrelevante Vorgang basierend auf einem Anliegen eines benutzerinduzierten Startsignals und des Freigabesignals an der Steuerung 6 gestartet, wobei das Startsignal von der Funkfernbedienung 3 an die Steuerung 6 auf eine Eingabe mittels der Eingabeeinrichtung 4 hin gesendet wird. Das Freigabesignal ist dabei jeweils nur für einen einzigen Sicherheitsrelevanter Vorgang gültig. Zusätzlich wird in einem Schritt f) ein Fortschrittswert des sicherheitsrelevanten Vorgangs, der aus Sensorwerten eines Lagesensors und/oder eines Drucksensors ermittelt wird, an die Funkfernbedienung 3 gesendet und auf dem grafischen Display 15 dargestellt.
  • Weiterhin erfolgt in einem Schritt e) ein Übermitteln des Abstands D an die Funkfernbedienung 3, wobei der Abstand D auf dem grafischen Display 15 angezeigt wird. Zudem wird in einem Schritt g) kontinuierlich ein Bewegungsablauf der Funkfernbedienung basierend auf den Wegstrecken aufgezeichnet und überprüft.
  • Durch verschiedene Überprüfungsschritte wird die Einrichtung 1, auf der das Verfahren ausgeführt wird, kontinuierlich auf ihre Funktionsbereitschaft hin überprüft. Diese Überprüfungen sind optional, tragen jedoch zu einer erhöhten Sicherheit für den Benutzer bei. Dazu erfolgt in einem Überprüfungsschritt p1) ein kontinuierliches Überprüfen eines flüchtigen Speichers der Steuerung 6, bevorzugt mittels Prüfsummenverfahren. Weiterhin wird in einem Überprüfungsschritt p2) kontinuierlich ein nicht-flüchtiger Speicher der Steuerung 6, bevorzugt mittels Prüfsummenverfahren, überprüft. Ferner erfolgt in einem Überprüfungsschritt p3) ein kontinuierliches Überprüfen einer Betriebsspannung und eines Prozessors der Steuerung 6, bevorzugt mittels eines Watchdog. Zudem wird in einem Überprüfungsschritt p4) kontinuierlich eine integrierte Schaltung der Steuerung 6, bevorzugt mittels Plausibilitätsüberprüfungsverfahren, überprüft.
  • Fig. 4 zeigt schematisch eine mögliche zeitliche Abfolge der einzelnen Schritte des Verfahrens aus Fig. 3. Nach dem initialen Aufbau der Funkverbindung zwischen Steuerung 6 und Funkfernbedienung 3 in Initialisierungsschritt i1) und der eindeutigen Kopplung in Initialisierungsschritt i2) wird in Schritt a) kontinuierlich der Abstand D zwischen der Funkfernbedienung 3 und der Steuerung 6 ermittelt. Dazu wird in Schritt a1.1) die Feldstärke P und in Schritt a2.1) die Wegstrecken in der x-y-Ebene aus den Beschleunigungswerten des Beschleunigungsmessers 9 ermittelt. in Schritt a2.2) wird anschließend aus der Feldstärke P und den Wegstrecken der Abstand D abgeleitet. Parallel zu Schritt a) erfolgt in Schritt d) die Ermittlung eines Sturzes über die Beschleunigungswerte und die Winkelbeschleunigungswerte des Winkelbeschleunigungsmessers 10. In Schritt b) wird dann basierend auf dem Abstand D und dem vorgegebenen Sicherheitsabstand Dmin das Freigabesignal unter Berücksichtigung des Vorliegens eines Sturzes abgeleitet. Weiterhin wird in Schritt g) kontinuierlich der Bewegungsablauf der Funkfernbedienung 3 aufgezeichnet und überprüft. Ferner wird in Schritt e) kontinuierlich der Abstand D an die Funkfernbedienung 3 übermittelt, sodass der Abstand D über das grafische Display 15 der Anzeigeeinrichtung 12 dem Benutzer angezeigt werden kann. In Schritt c) wird der sicherheitsrelevanter Vorgang gestartet, sobald das Freigabesignal und das Startsignal, das durch den Benutzer über die Eingabeeinrichtung 4 der Funkfernbedienung 3 gegeben wird, an der Steuerung 6 anliegen. In Schritt f) wird kontinuierlich der Fortschritt des sicherheitsrelevanten Vorgangs basierend auf dem Sensorwert der Vorrichtung 2 dem Benutzer mittels des grafischen Displays 15 der Anzeigeeinrichtung 12 angezeigt.
  • Die in Fig. 4 nicht dargestellten Überprüfungsschritte p1) bis p4) können direkt nach den Einschalten der Steuerung 6 bzw. der Funkfernbedienung 3 und/oder nach den Initialisierungsschritten i1) und i2) und/oder zu vorbestimmten Zeitpunkten während des Betriebs durchgeführt werden.
  • Fig. 5 zeigt schematisch eine mobile Vorrichtung 16 mit einer Einrichtung 1 zum entfernten Bedienen der Vorrichtung 16. Bei der Vorrichtung 16 kann es sich beispielsweise um einen Kran handeln.
  • Die mobile Vorrichtung 16 weist eine Steuerung 6 der Einrichtung 1 auf. Die Steuerung 6 ist vorzugsweise ein Bestandteil einer nicht dargestellten Steuerung der Vorrichtung 16.
  • Eine Funkfernbedienung 3 der Einrichtung 1 umfasst eine Eingabeeinrichtung 4 und einen ersten Funktransceiver 5. Eine Steuerung 6 der Einrichtung 1 umfasst einen zweiten Funktransceiver 7. Der erste Funktransceiver 5 und der zweite Funktransceiver 7 sind kommunikativ verbunden. Eine Abstandsüberwachung 8 ist in der Steuerung 6 integriert und mit dieser Kommunikativ verbunden. Alternativ könnte die Abstandsüberwachung 8 auch in der Funkfernbedienung 3 integriert und mit dieser kommunikativ verbunden sein (gestrichelter Pfeil).
  • Die Abstandsüberwachung 8 ermittelt kontinuierlich einen Anstand D zwischen der Funkfernbedienung 3 und der Steuerung 6. Dazu wird zum einen die Feldstärke P bzw. die Amplitude von Funksignalen, die von der Funkfernbedienung 3 an die Steuerung 6 gesendet werden analysiert und daraus zusammen mit einer bekannten Sendeleistung der Funkfernbedienung 3 ein erster Abstand D1 ermittelt. Zum anderen werden Wegstrecken in eine horizontale x- Richtung und eine dazu senkrechte horizontale y-Richtung aus Beschleunigungswerten der Funkfernbedienung durch zeitliche Summation bzw. Integration berechnet und aus den Wegstrecken ebenfalls der Abstand D2 in der horizontalen x-y-Ebene ermittelt. Die beiden Abstände D1 und D2 werden zu einem Abstand D kombiniert. Es kann auch eine direkte Ableitung des Abstands D aus den gemessenen Feldstärken und den berechneten Wegstrecken erfolgen. Sobald der Abstand D größer oder gleich einem vorgegebenen Sicherheitsabstand Dmin ist, wird von der Steuerung 6 ein Freigabesignal erzeugt. Der Benutzer kann über die Eingabeeinrichtung 4 ein Startsignal auslösen. Sobald das Freigabesignal und das Startsignal vorliegen, kann ein sicherheitsrelevante Vorgang gestartet. Die Steuerung 6 ist signaltechnisch mit der Anlagensteuerung der Vorrichtung 16 verbunden. Liegen Freigabesignal und Startsignal der Steuerung 6 vor, so generiert diese ein Signal an die Anlagensteuerung, sodass die Anlagensteuerung einen sicherheitsrelevanten Vorgang der Vorrichtung auslösen kann.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Einrichtung zum entfernten Bedienen
    2
    Vorrichtung
    3
    Funkfernbedienung
    4
    Eingabeeinrichtung
    5
    erster Funktransceiver
    6
    Steuerung
    7
    zweiter Funktransceiver
    8
    Abstandsüberwachung
    9
    Beschleunigungsmesser
    10
    Winkelbeschleunigungsmesser
    11
    Marker
    12
    Anzeigeeinrichtung
    13
    Status-LED
    14
    Aktivitäts-LED
    15
    graphisches Display
    16
    Mobile Vorrichtung

Claims (17)

  1. Einrichtung (1) zum entfernten Bedienen einer Vorrichtung (2) umfassend:
    eine Funkfernbedienung (3), die einen ersten Funktransceiver (5) aufweist;
    eine der Vorrichtung (2) zuordenbare Steuerung (6), die einen zweiten Funktransceiver (7) aufweist; und
    eine Abstandsüberwachung (8), die zu einem Ermitteln eines Abstands D zwischen der Funkfernbedienung (3) und der Steuerung (6) eingerichtet ist,
    wobei der erste Funktransceiver (5) und der zweite Funktransceiver (7) miteinander kommunikativ verbindbar sind und zu einem gegenseitigen Datenaustausch über Funksignale in einem verbundenen Zustand eingerichtet sind,
    wobei die Abstandsüberwachung (8) und zumindest die Funkfernbedienung (3) oder die Steuerung (6) kommunikativ verbunden sind und zu einem Übertragen eines dem Abstand D oder eines dem Abstand D entsprechenden Signals von der Abstandsüberwachung (8) entsprechend an zumindest die Funkfernbedienung (3) oder die Steuerung (6) eingerichtet sind und
    wobei die Steuerung (6) oder die Funkfernbedienung (3) zu einem Ableiten eines Freigabesignals für einen Sicherheitsrelevanter Vorgang aus dem entsprechend von der Funkfernbedienung (3) oder der Abstandsüberwachung (8) an die Steuerung (6) bzw. die Funkfernbedienung (3) übertragenen Abstand D oder eines dem Abstand D entsprechenden Signals und einem vorbestimmten Sicherheitsabstand Dmin sowie entsprechend zu einem übertragen des Freigabesignals an die Steuerung (6) eingerichtet,
    wobei die Steuerung zu einem Aktivieren der Vorrichtung basierend auf einem Anliegen eines benutzerinduzierten Startsignals und des Freigabesignals an der Steuerung (6) eingerichtet ist.
  2. Einrichtung (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Abstandsüberwachung (8) eingerichtet ist zu:
    einem Messen von Feldstärken der Funksignale zwischen dem ersten Funktransceiver (5) und dem zweiten Funktransceiver (7) und
    einem Ableiten des Abstands D aus den gemessenen Feldstärken.
  3. Einrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Abstandsüberwachung (8) eingerichtet ist zu:
    einem Berechnen von Wegstrecken der Funkfernbedienung (3) basierend auf Beschleunigungswerten eines Beschleunigungsmessers (9), der an der Funkfernbedienung (3) angeordnet ist und
    einem Ableiten des Abstands D den berechneten Wegstrecken oder aus den gemessenen Feldstärken und den berechneten Wegstrecken.
  4. Einrichtung (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Funkfernbedienung (3) eine Eingabeeinrichtung (4) aufweist, die mit dem ersten Funktransceiver (5) kommunikativ verbunden ist, und zu einem Senden des Startsignals über den ersten Funktransceiver (5) auf eine Eingabe mittels der Eingabeeinrichtung (4) hin eingerichtet ist und wobei die Steuerung (6) zu einem Empfangen des Startsignals über den zweiten Funktransceiver (7) eingerichtet ist.
  5. Einrichtung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Funkfernbedienung (3) und Steuerung (6) jeweils eine eindeutige Adresse aufweisen und mittels der eindeutigen Adressen eindeutig miteinander koppelbar sind.
  6. Einrichtung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, umfassend eine Sturzüberwachung, die zu einem Ermitteln eines Vorliegens eines Sturzes eingerichtet ist,
    wobei die Sturzüberwachung zu einem Ableiten des Vorliegens eines Sturzes basierend auf den Beschleunigungswerten des Beschleunigungsmessers oder auf Winkelbeschleunigungswerten eines Winkelbeschleunigungsmessers (10), der an der Funkfernbedienung (3) angeordnet ist, eingerichtet ist, und
    wobei die Steuerung (6) oder die Funkfernbedienung (3) zum Ableiten des Freigabesignals zusätzlich unter Berücksichtigung des Vorliegens eines Sturzes eingerichtet ist.
  7. Einrichtung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Steuerung (6) mit zumindest einem Sensor der Vorrichtung (2) verbindbar ist und zu einem Auslesen eines Fortschrittswerts eines sicherheitsrelevanten Vorgangs eingerichtet ist,
    wobei die Steuerung (6) und die Funkfernbedienung (3) zu einem übertragen des Fortschrittswerts von der Steuerung (6) an die Funkfernbedienung (3) eingerichtet sind, und
    wobei die Funkfernbedienung (3) zu einem Anzeigen des Fortschrittswerts durch die Anzeigeeinrichtung (12) eingerichtet ist.
  8. Vorrichtung (2), insbesondere bewegte mobile Transport- und Hebevorrichtungen mit einer Einrichtung (1) zum entfernten Bedienen der Vorrichtung (2) umfassend:
    eine Funkfernbedienung (3), die einen ersten Funktransceiver (5) aufweist;
    eine Steuerung (6), die einen zweiten Funktransceiver (7) aufweist, wobei die Steuerung (6) an der Vorrichtung (2) angeordnet ist; und
    eine Abstandsüberwachung (8), die zu einem Ermitteln eines Abstands D zwischen der Funkfernbedienung (3) und der Steuerung (6) eingerichtet ist,
    wobei der erste Funktransceiver (5) und der zweite Funktransceiver (7) miteinander kommunikativ verbindbar sind und zu einem gegenseitigen Datenaustausch über Funksignale in einem verbundenen Zustand eingerichtet sind,
    wobei die Abstandsüberwachung (8) und zumindest die Funkfernbedienung (3) oder die Steuerung (6) kommunikativ verbunden sind und zu einem Übertragen des Abstands D oder eines dem Abstand D entsprechenden Signals von der Abstandsüberwachung (8) entsprechend an zumindest die Funkfernbedienung (3) oder die Steuerung (6) eingerichtet sind und
    wobei die Steuerung (6) oder die Funkfernbedienung (3) zu einem Ableiten eines Freigabesignals für einen sicherheitsrelevanten Vorgang aus dem entsprechend von der Funkfernbedienung (3) oder der Abstandsüberwachung (8) an die Steuerung (6) bzw. die Funkfernbedienung (3) übertragenen Abstand D oder eines dem Abstand D entsprechenden Signals und einem vorbestimmten Sicherheitsabstand Dmin sowie entsprechend zu einem übertragen des Freigabesignals an die Steuerung (6) eingerichtet,
    wobei die Steuerung zu einem Starten des sicherheitsrelevanten Vorgangs basierend auf einem Anliegen eines benutzerinduzierten Startsignals und des Freigabesignals an der Steuerung (6) eingerichtet ist.
  9. Vorrichtung (2) nach Anspruch 8, wobei die Einrichtung (1) zum entfernten Bedienen der Vorrichtung (2) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7 ausgeführt ist.
  10. Verfahren zum entfernten Bedienen einer Vorrichtung (2) umfassend die folgenden Schritte:
    a) Ermitteln eines Abstands D zwischen einer zwischen einem ersten Funktransceiver (5) einer Funkfernbedienung (3) und einem zweiten Funktransceiver (7) einem sicherheitsrelevanten Bereich der Vorrichtung (2) zugeordnet ist;
    b) Ableiten eines Freigabesignals für einen sicherheitsrelevanten Vorgang aus dem ermittelten Abstand D und einem vorbestimmten Sicherheitsabstand Dmin;
    c) Starten des sicherheitsrelevanten Vorgangs basierend auf einem Anliegen eines benutzerinduzierten Startsignals und des Freigabesignals an einer Steuerung (6).
  11. Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das Ermitteln des Abstands D die folgenden Schritte umfasst:
    a1.1) Messen von Feldstärken von Funksignalen zwischen dem ersten Funktransceiver (5) der Funkfernbedienung (3) und dem zweiten Funktransceiver (7) und
    a1.2) Ableiten des Abstands D aus den gemessenen Feldstärken.
  12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei das Ermitteln des Abstands D die folgenden Schritte umfasst:
    a2.1) Berechnen von Wegstrecken der Funkfernbedienung (3) basierend auf Beschleunigungswerten aus einem Beschleunigungsmesser (9), der an der Funkfernbedienung (3) angeordnet ist, und
    a2.2) Ableiten des Abstands D aus den berechneten Wegstrecken oder aus den gemessenen Feldstärken und den berechneten Wegstrecken.
  13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10, 11 oder 12, wobei in Schritt c) ein Senden des Startsignals von der Funkfernbedienung (3) an eine Steuerung (6) der Vorrichtung (2) auf eine Eingabe mittels einer Eingabeeinrichtung (4) der Funkfernbedienung (3) hin erfolgt.
  14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, ferner umfassend zumindest einen der folgenden Initialisierungsschritte vor Schritt a):
    i1) Aufbauen einer Funkverbindung zwischen dem ersten Funktransceiver (5) der Funkfernbedienung (3) und dem zweiten Funktransceiver (7) sowie
    i2) eindeutiges Koppeln des ersten Funktransceivers (5) und des zweiten Funktransceivers (7) über jeweils dem ersten Funktransceiver (5) und dem zweiten Funktransceiver (7) eindeutig zugeordnete Adressen.
  15. Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei die jeweils dem ersten Funktransceiver (5) und dem zweiten Funktransceiver (7) zugeordnete eindeutige Adressen entsprechend gegenseitig in einem Einlernvorgang bekanntgemacht werden.
  16. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 15, ferner umfassend zumindest einen der folgenden Schritte:
    d) Ableiten eines Vorliegens eines Sturzes basierend auf den Beschleunigungswerten des Beschleunigungsmessers (9) oder auf Winkelbeschleunigungswerten eines Winkelbeschleunigungsmessers (10), der an der Funkfernbedienung (3) angeordnet ist, wobei in Schritt b) das Ableiten des Freigabesignals zusätzlich auf dem Vorliegen eines Sturzes basiert;
    e) Übermitteln des Abstands D an die Funkfernbedienung (6) und Darstellen des Abstands D auf einer grafischen Anzeige (15) der Funkfernbedienung (3);
    f) Übermitteln eines Fortschrittswerts des sicherheitsrelevanten Vorgangs an die Funkfernbedienung (3) und Darstellen des Fortschrittswerts auf der grafischen Anzeige (15) der Funkfernbedienung (3);
    g) kontinuierliches Aufzeichnen und Überprüfen eines Bewegungsablaufs der Funkfernbedienung (3).
  17. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 16, ferner umfassend zumindest einen der folgenden Überprüfungsschritte:
    p1) kontinuierliches Überprüfen eines flüchtigen Speichers einer Steuerung (6), bevorzugt mittels Prüfsummenverfahren;
    p2) kontinuierliches Überprüfen eines nicht-flüchtigen Speichers einer Steuerung (6), bevorzugt mittels Prüfsummenverfahren;
    p3) kontinuierliches Überprüfen einer Betriebsspannung und eines Prozessors einer Steuerung (6), bevorzugt mittels eines Watchdog;
    p4) kontinuierliches Überprüfen einer integrierten Schaltung einer Steuerung (6), bevorzugt mittels Plausibilitätsüberprüfungsverfahren.
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