EP3924586A1 - Assembly and method - Google Patents

Assembly and method

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Publication number
EP3924586A1
EP3924586A1 EP20707573.0A EP20707573A EP3924586A1 EP 3924586 A1 EP3924586 A1 EP 3924586A1 EP 20707573 A EP20707573 A EP 20707573A EP 3924586 A1 EP3924586 A1 EP 3924586A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drive motor
component
assembly
sensor
current
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.)
Pending
Application number
EP20707573.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Battlogg
Mathias Brandl
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.)
Inventus Engineering GmbH
Original Assignee
Inventus Engineering 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 Inventus Engineering GmbH filed Critical Inventus Engineering GmbH
Publication of EP3924586A1 publication Critical patent/EP3924586A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • E05Y2900/00Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/50Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
    • E05Y2900/53Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles characterised by the type of wing
    • E05Y2900/531Doors

Definitions

  • the invention relates to an assembly and a method for
  • a brake e.g. B. the magnetorheological brake unit, can the motor during braking or blocking in an end position
  • the entire force for moving a component of an assembly such as the door of a motor vehicle must be applied by the user.
  • An electric motor if available at all, does not help, nor does it consume any electricity.
  • a method according to the invention is used for (guided) movement or displacement and z. B. in particular pivoting a
  • Position sensor a position measure for a position
  • the default voltage is increased in particular when the current intensity flowing through the drive motor is less than the electric default current intensity.
  • the preset voltage is reduced in particular when the current intensity flowing through the drive motor is greater than that
  • the invention has many advantages.
  • a significant advantage is that the user has control over the component at all times. Moving the component can be "feather-light" practically at any time. The user only feels a very low weight (low moving masses). The component moves almost by itself. Nevertheless, he is always in control and does not have to, for example, slow down Service servomotor The user specifies the speed.
  • the invention enables a simple, improved and
  • the first position can e.g. B. be a closed position or a further closed position.
  • the second position can be an open position or a more open position.
  • first position is a pivoted or pivoted position and the second position is a less pivoted position.
  • the "guided mode” differs from the two previously described operating modes (passive; active) from the prior art in that a motor supports the movement desired by the user and thus reduces the effort required by the user. Ideally, the user moves (guides) the relocatable component only with very little force or, for example, with the fingertips and the Combination of drive unit and brake try to keep the necessary leadership / movement force of the user at a constantly low level.
  • Such a configuration is z. B. possible if the assembly comprises an external support structure such as an exoskeleton or is designed as such an external support structure. Then a user can move, carry or relocate a considerably larger load with very little forces, in particular move, carry or relocate in a controlled manner.
  • a light finger pressure can be enough for control if the outer support structure is a kind of exoskeleton for e.g. B. forms one finger or all fingers of a hand.
  • the outer support structure on the arm or z. B. be used on a knee joint or the foot, etc.
  • the component can be a
  • connection for a movable part or a movable component can be formed.
  • the term component also includes only a holder or a connection for a movable one
  • the actually moving part does not have to be part of the component.
  • the current intensity flowing through the drive motor can also be referred to as the motor current intensity.
  • the drive motor is preferably arranged in an H-bridge.
  • the preset voltage is regulated via a proportional-integral regulator.
  • a position sensor or a location sensor can be used for this purpose.
  • An at least partially vertical movement in space requires greater forces than a purely horizontal movement. The forces can be very different, depending on whether the movement is (also) going up or down. In the case of an inclined position, a pivoting movement or a linear movement is depending on
  • At least one value for the spatial position of the assembly is preferably obtained with a position sensor.
  • a position sensor In particular, with a
  • Current sensor determines a value for the current strength of the drive device.
  • Correction values are taken into account when determining the electrical default current intensity and / or an electrical default voltage.
  • a sensor with satellite support such as GPS (Global Positioning System / Position Determination System) or Glosnass etc. is preferably used and map material and
  • Image recognition is a sub-area of pattern recognition and image processing. In image recognition, one tries to segment objects in an image. A symbolic description is assigned to these, but connections between the objects are not necessarily searched for, as is usual in pattern analysis. For this purpose, the existing or Additionally, built-in camera systems can be used.
  • a wind sensor can also be used to determine the wind strength.
  • Movement resistance is determined. As a result, the required support forces for normal cases can be recorded on the level, which are then compensated. Other influences such as the temperature are preferably used in addition in order to adjust the force appropriately.
  • hand recognition is carried out and the drive device is only activated when a user's hand is in the immediate vicinity of the displaceable component or touches it.
  • a (first) speed index is determined.
  • a (first) electrical default current strength for the electric drive motor and an associated (first) default voltage are then determined.
  • the (first) default voltage is set. Then the (first) current intensity flowing through the drive motor becomes the (first) electrical
  • a (second) specified voltage is preferably changed accordingly.
  • the (second) default voltage is set higher, when the (first) current flowing through the drive motor is smaller and the (second) preset voltage is set smaller when the flowing (first) current is greater. This enables the speed to be continuously adjusted.
  • a new (second) speed index is determined periodically (at the same or also variable time intervals). It then becomes a (second) electrical one
  • the preset voltage is preferably set according to a time function.
  • the time function is in each case preferably continuous up to the respective default voltage.
  • the course can be linear.
  • the course can also be one
  • a cycle for measuring and setting the preset voltage differs from the interval between the measurement of the current intensity flowing through the drive motor.
  • An entire period can contain different numbers of measurements of the current intensity and settings of the default voltage and
  • a drive device with an electric drive motor is used
  • At least one electrical variable of the electric drive motor is detected and taken into account when controlling the electric drive motor, so that, for. B. in the case of an at least partially dog-like and / or changed pivoting of the door leaf, the electrical variable induced in the drive motor is detected and then the drive motor is activated accordingly.
  • Another inventive method for pivoting a component of an assembly is carried out with a drive device with an electric drive motor to a
  • Swiveling of the component by a user possibly by a user's hand, at least partially to influence between a first position and a second position.
  • a position value for a position of the component is recorded with a position sensor and at least one value for the spatial position of the component is recorded with a position sensor and a value for the current intensity of the drive device is determined with a current sensor.
  • a stored table contains correction values. When the component is pivoted, a control device controls the drive device with the measured values and the correction values stored in the table.
  • Such an operating menu can preferably be a vehicle menu.
  • the drive device is fast by a switching braking device supplements and is in interaction with this via the control device.
  • Such a method is used to pivot a movable component of an assembly.
  • a drive device with an electric drive motor is used for the drive in order to influence a pivoting of the component by a user, possibly by a user's hand, at least partially between a first position and a second position.
  • Position of the component recorded With a position sensor, at least one value for one or the spatial position of the component or the assembly is recorded.
  • a current sensor is used to determine a value for the current strength of the drive device.
  • a stored table contains correction values, in particular for the spatial position and / or a position value.
  • a device comprises in particular a component for an assembly with a drive device with an electric drive motor and two connection units which can be moved relative to one another and which can be adjusted relative to one another by means of the drive motor.
  • One of the two connection units is equipped with a basic component (or also a first component) and the other of the two connection units with a movable component (or also a second component) connectable in order to influence a movement of the second or movable component at least partially between a first position and a second position.
  • the first position can be a closed position and the second position can be an open position.
  • a position sensor is included, with which a position measure for a position of the two
  • Speed index for a speed of movement of the two connection units can be detected relative to one another.
  • At least one sensor device is assigned to the electric drive motor, with which at least one current intensity flowing through the drive motor can be detected.
  • the control device is designed and set up for this purpose when the movable component (or second component) is pivoted with the
  • Speed index to determine an electrical default current strength for the electric drive motor and to set an associated default voltage.
  • the control device is designed and set up to use the sensor device to determine the current intensity flowing through the drive motor at the specified voltage.
  • a comparison device is included which is designed and set up for this purpose, which is determined by the
  • the control device is designed and set up to increase the preset voltage when the current intensity flowing through the drive motor is less than that
  • Amperage is greater than the electrical default amperage.
  • the assembly can be for a vehicle and preferably a
  • the assembly can also be used on trucks, buses, autonomous vehicles, self-driving taxis, or on off-highway vehicles.
  • An image recognition system is preferably included, with which the near field of the assembly or of the movable component
  • the coupling profile is articulated on both sides and its shape is so designed that, despite the changing kinematic conditions when moving the component due to the mutually spaced connection points or door leaf pivot points and the attachment points of the
  • the position sensor (position sensor) and the sensor device are preferably read out periodically and in particular the data are recorded periodically.
  • a frequency of data acquisition is in particular> 10 Hz and preferably> 100 Hz and particularly preferably greater than> 1 kHz and can be 10 kHz or
  • the motor current intensity is preferably detected when the position measure for the angular position of the component changes (by a predetermined amount). It is also possible that
  • control device is preferably assigned at least one storage device.
  • At least one table is stored in the memory device. Correction values for different environmental conditions can be found in the table or tables
  • Interpolation of the data in a table It is also possible to store parameters of a function in the table so that a function or different functions can be used for adaptation can be.
  • a table with position data (inclination in longitudinal and transverse directions) is preferably available or calculation rules for inclination angles are stored.
  • a braking device is preferably included.
  • Braking device is particularly active at least in the end positions or at angular speeds that exceed a predetermined value.
  • At least one position sensor is preferably included.
  • at least one angle sensor for detecting an inclination about the longitudinal axis and / or the transverse axis.
  • Drive device supports the manual force of the user (torque) in the direction of rotation.
  • a failsafe function is preferably integrated and the
  • a maximum speed of the component when opening can be limited. It may be possible that movement of the component is stopped when e.g. B. hand contact with the component is no longer present in a gust of wind.
  • a controllable braking device is preferably included.
  • the braking device is designed as a magnetorheological transmission device and comprises at least one electrical coil.
  • a hand sensor is preferably included, with which a Touching the component by z.
  • the hand sensor includes a
  • the user gives a stationary and movable component a start (start) and movement impulse, whereupon the
  • the movable component should move at the same speed as the guiding hand of the
  • the user does not notice any difference in the speed that the user specifies with his movement and the speed at which the motor rotates the movable component or the spindle in a supporting manner.
  • the damping unit can be designed in different variants. It can e.g. B. be a damper, which is designed as a cylinder. The cylinder is divided into two chambers by a piston, which by a
  • Damping valve are connected to each other and contains a magnetorheological fluid as the working medium (patent application).
  • the drive device can comprise any desired electric motor which can apply sufficient force to move the two connection units against one another.
  • Figure la is a highly schematic plan view of an assembly on a motor vehicle with a device with a drivable door as a component with a
  • Figure lb a highly schematic view of an assembly for a
  • Figure 2 shows a device with a drive device
  • FIG. 3 shows an enlarged schematic detail for devices according to FIG. 2;
  • FIG. 4 shows a perspective view of the device according to FIG.
  • FIG. 2 in a middle position
  • FIG. 5 shows a plan view of the device according to FIG. 2 in an extended position
  • FIG. 6 shows a plan view of the device according to FIG. 2 in a retracted position
  • FIG. 7 a sectioned schematic diagram
  • FIG. 8 shows the force profile of a device according to FIG. 7
  • FIG. 9 shows a control scheme
  • FIG. 10 shows a basic diagram with influences recorded by sensors that can be taken into account
  • FIG. 11 shows a circuit diagram for operating the drive motor
  • Figure 12 shows the course of the current intensity of the drive motor over the
  • FIG. 13 shows the course of the preset voltage over time.
  • Figure la shows the application of the assembly 100 according to the invention on a motor vehicle 200 and here on a passenger car.
  • the motor vehicle 200 is shown in a schematic plan view from above.
  • Two movable components 100 designed as doors, each with a door device 154, are provided on motor vehicle 200.
  • the door device 154 is designed here as a door leaf 104.
  • the doors are both in the second position, which is an open position 103 here, here at an angle 61.
  • a door is shown hatched in the first position 102, which here is a
  • the assemblies 100 each include a controllable braking device 1, which acts as a rotary brake or
  • Rotary damper or the like is formed.
  • the components each include connection units 151 and 152, one of which is connected to a basic structure or support structure of the motor vehicle 200 such as the body, while the other is connected to the movable component 104 (here the door leaf 104) so that when an opening or Closing movement of the component 104, a relative movement of the connection units 151 and 152 takes place.
  • the connector units 151 and 152 move linearly. There is a conversion into a rotary movement which is braked or damped in a controlled manner by the rotary damper 1 of the assembly 100 or is blocked.
  • the assembly 100 comprises the braking device 1 and the
  • Connection units 151 and 152 is used for the guided movement of the movable components and here the doors and thus for targeted acceleration and targeted damping or damping.
  • the assembly or the motor vehicle 200 has sensors 160 for scanning the surroundings or for recognizing the surroundings. Is on or in the motor vehicle 200 or on or in the assembly 100
  • the assembly 100 comprises at least one GPS sensor 63 and / or one position sensor 62. It is possible that only one central GPS and / or position sensor 62 is present. It may also be possible to determine the current position of the assembly 100 or of the motor vehicle 200. Using the map material present in the assembly 100 or in the motor vehicle or using a central one
  • Inclination information in the horizontal longitudinal and transverse directions can also be recorded directly via an inclination sensor 64 or the position sensor 62. In any case, it can preferably be determined whether the assembly 100 is oriented obliquely or whether the car is on a slope and in which direction which inclination
  • a control device 55 is used to control the assembly 100 with the movable component or the door leaf 104.
  • Control can also be from a central control of the
  • Assemblies 100 (and possibly further control tasks) can be provided in a central control in the motor vehicle 200.
  • the control device 55 here comprises a proportional-integral controller 53, a comparison device 56, a memory device 57 with z. B. stored therein tables 58 or data.
  • the control device 55 can comprise a position sensor 62, a GPS sensor 63 (or any other satellite-based location or positioning system), an inclination sensor 64 and at least one hand sensor 59. Or at least one of the named sensors is assigned to the control device 55 or the control device 55 obtains measurement data from them
  • a current sensor 65 of the sensor arrangement detects the current flowing through drive motor 75 and controls the position-dependent with the correction data stored in table 58
  • a hand sensor 59 can be used, for example, to detect whether a user is touching or grasping motor vehicle 200 or, in particular, a door. Or it can be detected with the hand sensor 59 whether the hand is in the immediate vicinity of the door leaf 104. This can also be done through image recognition. It is possible for a motor-assisted movement only
  • Control of movement occurs when a hand is 90 in short distance from z. B. less than 10 cm or preferably less than 5 cm or 2 cm from the
  • Door leaf 104 is located.
  • Such a hand sensor can be in the
  • Door leaves 104 or other components of the motor vehicle 200 can be integrated.
  • a position sensor 19 can directly detect the angle of the door. Or the position sensor 19 detects a position that is representative of the angle of the door. In any case, an angular position of the door can be derived from the position dimension 20 (see FIG. 9). From the change in the angular position of the door or the position dimension 20 over time, an angle
  • Sensor devices 60 derive a position measure 20.
  • FIG. 1b shows a highly schematic view of an assembly 100 for an exoskeleton 300 with here two components 104, 105 which can be moved relative to one another and which can be pivoted towards one another.
  • the assembly 100 can, for. B. an outer
  • Form a support structure for a finger of a hand (or also the hand itself, the arm, the back and / or a leg) and comprise two components 104, 105 which can be pivoted relative to one another.
  • the pivoting is detected by sensors and can be assisted with a drive device 70 and braked in a controlled manner with a braking device 1.
  • the assembly 100 comprises two components 104 and 105 which are movable relative to one another and which are connected to one another in an articulated manner here.
  • the assembly can, for. B. be designed as an outer support structure for a finger or several fingers of a hand of a user.
  • the two components 104, 105 are shown here at an angle 61 relative to one another, which here can be varied between approximately 0 ° and approximately 180 °.
  • the movement of the fingertip in the component 104 is controlled by the mechanics of Module 100 supported.
  • a joint mechanism is provided, the several levers 96, 97 and 98 and several
  • Swivel joints 91 to 95 includes. Also the body portions of the components 104, 105 between the pivot joints 91 and 92
  • joint mechanism represents a lever mechanism with an integrated drive device 70 and an integrated one
  • Braking device 1 available, with which movement forces of the finger picked up can be increased and also decelerated.
  • the controller can (physiologically) specifically slow down or prevent impermissible movements in order to, for. B. a
  • braking braking force / torque
  • the virtual pressing (pulling) of a trigger of a rifle can be supported by first braking the finger with increasing force when bending, then the braking is greatly reduced when the trigger is dynamically pushed through to the stop after triggering and then the finger is returned to the original position with the assistance of motor power.
  • the latter simulates the return spring of the trigger. For example, if the virtual attacking and pressing of an object such as guided by a rubber ball
  • a control device 55 is again provided, which can be provided centrally or can also be integrated into the assembly 100.
  • a proportional-integral controller 53 may be included, as well as a controller with artificial, depending on the configuration
  • a comparison device 56, a storage device 57 with tables 58 or data stored therein is also present.
  • the control device 55 can include a position sensor 62 and can also include a GPS sensor 63, an acceleration sensor, an image recognition system and an inclination sensor 64 and other sensors (data glasses such as Google Glass; virtual reality device ). The listed and other sensors can also be assigned to the control device 55.
  • a current sensor 65 of the sensor arrangement detects the current flowing through the drive motor 75 and controls the motor current and the braking device 1 as a function of the sensor values.
  • the other figures show assemblies 100 and devices which can be used in particular on the exoskeleton 300 according to FIG. 1b and also on the motor vehicle 200 according to FIG. La.
  • the assembly 100 can also be used in other applications.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment in section, a movement influencing device 50 being provided here for an assembly 100 or a movable component 104.
  • the assembly 100 or the movement influencing device 50 comprises connection units 151 and 152 for mounting on further parts or a structural unit. For example on a motor vehicle.
  • the assembly 100 z. B. is part of a prosthesis or an exoskeleton and is attached to support or control movements.
  • the first coupling unit 32 can here, for example, be permanently connected to a movable component. At the first
  • Coupling unit 32 is a rotary mount 3, designed here as a coupling rod 3.
  • the second coupling unit 33 is rotatably mounted on the rotary mount 3, the second coupling unit 33 comprising a threaded spindle 4 on the outside and being designed as a spindle unit 4.
  • a third coupling unit 34 is provided, which is designed as a spindle unit 5.
  • the third coupling unit 34 is coupled to the second coupling unit 33.
  • the spindle unit 5 comprises a spindle nut 5 with an internal thread which meshes with the external thread of the spindle unit 4 of the second coupling unit 33.
  • About the mutually engaged spindle units 4 and 5 is an axial movement of the two
  • Connection units 151 and 152 relative to one another in a
  • a controllable braking device 1 is located inside the second coupling unit 33 in order to brake the rotary movement
  • the braking device 1 is designed as a controllable rotary brake in order to at least partially dampen a movement of a movable component 104 between a closed position 102 and an open position 103 in a controlled manner. To the controlled
  • the drive device 70 with the drive motor 75 serves to move.
  • the coupling profile 153 is on the third coupling unit 34
  • the pivot axis 34a can, for. B. as a bolt or stub axle on the third
  • Coupling unit 34 can be designed and pivotably accommodate an eye of the coupling profile 153.
  • the pivot axis 34a lies transversely and here perpendicular to the rotation axis 33a of the second coupling unit 33.
  • the particularly rod-shaped coupling profile 153 is connected to the second connection unit 152 at the second end so as to be pivotable about the pivot axis 152a.
  • the pivot axis 152a can, for. B. can also be designed as a bolt or axle stub on the second connection unit 152 and an eye of the coupling profile 153
  • the coupling profile 153 is pivotably connected at a first end to the third coupling unit 34 and at a second end to the second connection unit 152.
  • the second connection unit 152 can e.g. B. be attached or formed on the A-pillar or the B-pillar of the motor vehicle or on a part of the exoskeleton.
  • the component is the drive device 70 in the second
  • the drive housing 71 is rotatably mounted on a drive receptacle 73.
  • the drive motor 75 and the first coupling unit 32 can be canceled by the actuator 80, which here comprises a drive 86.
  • the drive 86 can be moved in the vertical direction and thus cancel a rotationally fixed connection of the drive housing with the first coupling unit 32 or create it again.
  • the actuator 80 is only provided as an option and, if installed, enables an undisturbed and simple pivoting of the movable ones
  • Component z. B a motor vehicle or an exoskeleton in a "manual mode" without motor assistance.
  • the actuator 80 is not included and the embodiments
  • the first spindle unit 4 is formed on the second coupling unit 33. Furthermore, the second spindle unit 5 is formed on a third coupling unit 34.
  • connection units 151 and 152 which is in engagement with the threaded nut 5 of the third coupling unit 34, an axial displacement of the connection units 151 and 152 with respect to one another is thus effected via the motor.
  • the drive unit does not necessarily have to be coaxial to the
  • Braking device 1 can be arranged. This can also be arranged parallel or offset to it.
  • the torque transmission can for example be via a V-belt, toothed belt,
  • Toothed belt pulley are attached.
  • the coupling unit 33 can have a toothed belt profile at the outer end, which is then connected to the toothed belt wheel by means of a toothed belt
  • Movement influencing device 50 or the drive unit 70 is operatively connected.
  • FIG. 3 shows an enlarged detail of the
  • the first coupling unit 32 with z. B. is connected to a part of the exoskeleton or a body of a motor vehicle 200, and the second coupling unit 33 is connected or coupled to the movable component 104.
  • the second coupling unit 33 is rotatably mounted via the rotary mount 3, which is designed here as an axle unit. Between the axle unit 3, which is also called
  • Coupling rod can be called, and the second
  • Coupling unit 33 bearings 7 are arranged. Between the bearings 7 electrical coils 9 are arranged, each of which is adjacent to the rotating body 2 in the axial direction. With the electrical coils 9, a magnetic field source 8 is made available. If a magnetic field is generated with the electrical coils 9, this leads to a braking torque between the two coupling units 32 and 33. Via the braking device 1, a strong braking torque can be applied in any position or angular position so that an unintentional change in the position of the
  • the magnetic field generated by the electric coil 9 as a magnetic field source 8 runs through a section of the magnetically
  • conductive sleeve 17 and passes through a rotating body 2 arranged adjacent to the electrical coil and enters the coupling rod or rotary mount 3, which is also made of a ferromagnetic material, and runs axially back to the next rotating body 2, where the magnetic field lines again radially through a rotating body 2 pass through and into the sleeve 17 and are closed there.
  • Two separate rotating bodies 2 are preferably provided between two axially adjacent coils.
  • Several magnetic circuits can be provided, which are axially spaced from one another. Each magnetic circuit can, for example, comprise two rows of rotating bodies 2, which are each arranged to the right and left of an electrical coil 9 distributed around the circumference. The rule here is the more
  • Magnetic circuits / rotating body units are executed, the higher the maximum braking torque.
  • rotating bodies elongated in the axial direction it is also possible for rotating bodies elongated in the axial direction to be provided, so that one end of a long
  • a channel 21 can be formed, which includes, for example, branching channels that run, for example, to the individual electrical coils 9 in order to supply the individual electrical coils 9 with current in a targeted manner.
  • the coupling rod or rotary receptacle 3 is in particular firmly connected to the first coupling unit 32 and can optionally be formed in one piece with it or also screwed or welded to it.
  • Rotary bodies 2 are each provided intermediate rings 18 to separate the individual magnetic circuits from one another.
  • Threaded spindle 4 which is in engagement with the internal thread 15 of the spindle nut 5.
  • the sleeve 17 is rotatably connected to the threaded spindle 4 as a second coupling unit 33 and, for example, glued.
  • the use of a sleeve 17 made of a ferromagnetic material enables the threaded spindle 4 per se, for example from a
  • a seal 13 is arranged adjacent to the roller bearing 7, which seal comprises, for example, a shaft sealing ring and is in
  • the rotary mount 3 preferably made of a ferromagnetic material and
  • a relatively soft steel is made
  • a race 28 made of a hardened material in the area of the seal 13 is applied to the rotary mount 3 in order to prevent wear.
  • a plurality of rotating bodies or rolling bodies 2, through which the magnetic field of the magnetic circuit is closed, are preferably accommodated on each axial side adjacent to the electrical coils 9. For example, in an axial position for
  • Movement influencing device 50 according to Figure 2.
  • Figure 4 shows the movement influencing device 50 in a central position in which the spindle nut 5 is in a
  • the coupling profile 153 which can be seen here in perspective and is designed to be elongated, extends a middle path section through the cutout 32b on the sheet metal or guide sheet 32b.
  • the guide plate 32b is firmly connected to the first coupling unit 32 and, in particular, is formed in one piece thereon.
  • the cutout 32b is only slightly wider than the coupling profile 153.
  • the structure shown enables a very narrow construction in which the clear width can be smaller than twice the width of the
  • Coupling profile 153 perpendicular to its longitudinal extent. This is achieved in that the coupling profile 153 is articulated on both sides and is designed in its shape so that it is spaced apart from one another despite the changing kinematic conditions when moving the movable component
  • the first coupling unit 32 can consist to a large extent of a bent or folded sheet metal and directly connected to a movable component 104 via z. B. screws 151a are screwed.
  • the device can be inside the assembly 100 and e.g. B. be mounted inside a door structure of a door leaf. External attachment is also possible, e.g. B. at one
  • FIG. 5 shows a top view of a fully extended coupling profile 153. The device is located in FIG.
  • the coupling profile 153 extends maximally through the cutout 32b.
  • the coupling profile 153 has several and here two curvatures 153d and 153e, which here run in opposite directions.
  • the ends of the coupling profile 153 extend parallel to one another and are arranged offset by less than a width transversely to the longitudinal extension.
  • the exact profile shape depends on the installation situation. In any case, a narrow structure is achieved here, which, even in operation, only requires a small amount of space when installed in the interior of a
  • Figure 6 shows a plan view of the
  • Movement influencing device 50 according to Figure 2 in a largely retracted position.
  • the coupling profile 153 is largely retracted and does not extend laterally over the Diameter of the second coupling unit 33 or the third
  • FIGS. 4, 5 and 6 show, on the first coupling unit 32 there is a guide plate 32a for attachment to a movable one
  • the guide plate 32a comprises a cutout 32b through which the coupling profile 153 is passed.
  • the coupling profile 153 is pivotably coupled to the third coupling unit 34 and the second connection unit 152 and is elongated and curved.
  • FIG. 7 shows a schematic basic sketch of the mode of operation of the magnetorheological transmission device 40 with the basic principle of the rotary damper or the braking device 1. This figure is basically also shown in WO 2017/001696 A1. The relevant description and the entire content of WO 2017/001696 A1 is therefore included in the disclosure of the present invention.
  • Figure 7 shows two coupling units 32 and 33, whose
  • Relative movement is to be damped or specifically influenced by the transmission device 40.
  • a plurality of rotating bodies 2, which are embedded in a magnetorheological fluid 6, are arranged in a gap 35 between the coupling units 32 and 33.
  • the rotating body 2 are separate parts 36 and act as magnetic field concentrators, which is when applied
  • the free distance 39 between the rotating body 2 and the surface of the coupling units 32 and 33 is basically greater than a typical, average or maximum
  • the rotary dampers or braking device shown here in the exemplary embodiments in FIG. 1 preferably all function according to this "MRF wedge effect".
  • the high static force can effectively be used as a holding force and can be used advantageously, as Figure 8 shows, in which the force curve of the braking force of the magnetorheological transmission device 40 or the braking device 1 is shown over the number of revolutions of the rotating body (and analogously also the rotating spindle unit) is. It turns out that with
  • This effect means that, in principle, a high holding force is generated in any angular position
  • the locking function can be supported by a motor so that only light forces have to be applied at all times.
  • the drive device can be regulated.
  • An essential aspect lies in the regulation of the
  • the control of the drive motor 75 takes place via the set current.
  • the control sequence is shown in FIG.
  • the movable component is e.g. B. closed or when open: braked / blocked. Will the movable
  • a first current is induced in the drive motor and this is measured.
  • the control device 55 (regulation) then actively increases the current in the opposite direction until the induced current is compensated and then outputs a small offset current over it.
  • the drive motor moves the movable component 104 or the
  • Connection units 151, 152 with little additional force, as long as the movable component is moved by the user.
  • the induced current also changes and the proportional-integral controller 53 also regulates the current to the drive motor 75 accordingly. This will increase the force (torque) that the
  • Drive motor expends adapted to the change in speed of the user. If the user brakes the movement, the offset current of the drive motor 75 becomes too large and the controller 53 regulates it back.
  • the control device 55 controls the assembly 100 and the movable component 104.
  • a position sensor 19 is used to detect a position measure 20 for an angular position of the movable component 104 and a speed index 22 for an angular speed 23 of the movable component 104. The values can be recorded periodically. Will be a
  • the table 58 stored in the storage device 57 determines an electrical default current intensity 24 for the electrical drive motor 75.
  • the associated preset voltage is then 25
  • the associated default voltage 25 is determined from empirical values. For example, in a horizontal position without external loads, basic values for the friction can be determined, which are then taken into account in order to achieve practically force-free guidance of the movable component
  • Amperage 26 measured or determined.
  • the current intensity 26 actually flowing is compared with the specified electrical current intensity 24 (for the speed index 22).
  • the default voltage 25 is increased when the through the
  • the default voltage 25 is reduced when the through the
  • the temperatures of the movable component and / or the surroundings can also be taken into account. Different resistance forces and moments occur when the assembly is exposed to solar radiation in summer and when the assembly is used outside in winter.
  • the drive motor 75 is preferably operated via an H-bridge 52 (FIG. 11). This circuit is used when a drive motor 75 is to be operated in both directions. If a current is induced in the drive motor 75 against the operating direction, this current flows via the shunt resistor 27 and is measured there via the voltage drop.
  • FIG. 11 shows a circuit for operating a direct current motor as drive motor 75 in both directions.
  • Free-wheeling diodes control the possible current direction (and the sign of the voltage) via the so-called bridge arm to which the DC motor is connected.
  • the current can be measured at the shunt resistor 27 via the voltage drop. Depending on which Mosfet current lets through and in which direction, the current flows in a different direction.
  • the voltage is measured across resistor 27.
  • FIGS. 12 and 13 show the course of the voltage over time (FIG. 13) and the current intensity over the motor angle (FIG. 12).
  • the end of the diagram shows the state in the second position, the z. B. can be a fully open state.
  • the user pushes the movable component out of the first position (e.g. a closed state or retracted position).
  • a current is induced in the drive motor 75 by the forced movement.
  • the control device recognizes that the movable component 104 is to be moved (opened) and readjusts the preset voltage 25 so that the current intensity 26 corresponds to the preset current intensity 24.
  • the second position e.g. complete opening or extended position
  • the system recognizes this immediately and brakes practically immediately. There is an extremely rapid drop in time. The system reacts very quickly to changes.
  • the tension is increased as the motor rotates (pushing the movable component). The tension is increased linearly and not suddenly. When the movable component is no longer accelerated by the user, the tension is reduced again.
  • the controller regulates the voltage and a current begins to flow in a positive direction, thus driving the motor.
  • FIG. 12 shows the current curve when the movable component is moved, e.g. B. opening a door or extending or pivoting part of an exoskeleton.
  • a current of slightly less than -1A is induced (the motor generates current, the current flows in the opposite direction than in load operation).
  • the controller detects the current and increases it
  • a current then flows in the positive direction and the drive motor 75 actively rotates with it until the movable component is no longer pushed by the user.
  • the induced current is about 1/3 (but negative) of the current that the motor consumes during active assistance.
  • An angle sensor is also used in the engine or in the drive train or on the movable component.
  • PI controller 53 proportional-integral controller
  • the PI controller 53 can be implemented on any computer unit, e.g. B. on a microcontroller, on an on-board computer of the assembly, etc.
  • This control device 55 (control unit) gives a control signal for the drive and braking unit of the depending on sensor data and a calculation algorithm
  • the magnetorheological braking device 1 can support the drive motor 75 in braking the movable component 104.
  • the drive motor 75 then does not stop itself, but is actively braked.
  • the braking device 1 brakes in order to prevent the movable component from moving unintentionally (opening or closing).
  • Exit aid can be realized in that the movable component is held in one position by the braking device 1 or MRF brake.
  • a person can hold onto a door as a movable component and pull it out of a motor vehicle (exit aid). Or a person supports himself. This can be very beneficial in tight spaces.
  • an additional braking device 1 to the motor 75 is the low power consumption. If an electric motor is used for braking, it needs more electricity than an MRF brake. If the drive motor 75 is used for holding (blocking), high currents flow, causing it to heat up and, because of the resulting increase in resistance in the windings, the current continues to rise. Very high currents then flow.
  • the assembly or the braking device is preferably equipped with at least one position sensor 19 in order to be able to determine the position and the speed of the movement of the movable component 104.
  • the movement of the movable component 104 is recorded in high resolution so that the braking device 1 can be switched / released quickly. This is necessary if the movable component is braked heavily in front of an obstacle and is then to be moved in the other direction. If the braking does not decrease immediately, the movable component cannot be immediately moved again in the opposite direction. In the case of relatively heavy moving components, an abrupt braking process immediately leads to load peaks and vibrations, which are then difficult to control. A gentle (harmonious) braking is usually desired, which is possible with the rapidly and continuously switching MRF braking device 1.
  • the braking of the movable component preferably follows a square root function. The closer the movable component comes to the desired position (e.g. closed), the more the brakes are applied. The movable component is not braked abruptly, but "gently", which results in a better haptic feeling for the user. For this, it is necessary to be able to measure the exact position of the movable component in order to implement this function well.
  • the signal from the sensors (position sensor, angle sensor,
  • Displacement sensor acceleration sensor in the assembly
  • a filter for example with a Kalman filter
  • a resolution of lpm can thus be achieved with a displacement sensor.
  • the spindle used moves by 30mm per revolution
  • the resolution for the revolution of the drive motor 75 is thus 0.012 °.
  • the displacement sensor sits here z. B. on the spindle unit.
  • a resolution of 1 micrometer in the axial direction of the spindle results in a resolution of approx. 0.012 ° angle of the Drive motor 75.
  • 1 ° rotation of the drive motor 75 corresponds to a 0.065 ° pivoting of the movable component.
  • 1 ° pivoting of the movable component corresponds with the spindle used to an angle of 15.38 ° for the drive motor 75.
  • the accuracy of the angular determination of the pivoting of the movable component results in ⁇ 0.1 ° and the pivoting of the movable component results thus an angular resolution of ⁇ 0.1 °, corresponding to the
  • Displacement sensor Due to the play of the spindle units and the drive motor 75, the resolution is higher.
  • a position sensor or acceleration sensor in the movable component or on another area of the assembly or an area assigned to the assembly measures the direction of the
  • the movable component can also be equipped with touch sensors (hand sensor 59) (resistance sensor or capacitive sensor) so that the control of the braking device recognizes when a person touches and guides the movable component. So it can be excluded that the movable touch sensors (hand sensor 59) (resistance sensor or capacitive sensor) so that the control of the braking device recognizes when a person touches and guides the movable component. So it can be excluded that the movable
  • Component z. B. is moved by the wind and the control interprets this as a user hand 90 and additionally supports the movement of the movable component by the wind.
  • an unintentional opening is prevented when the movable component 104 is moved downwards.
  • a detection of whether the wind or the user is guiding the movable component 104 can also take place by the near-field sensor system (including with image recognition, among other things). This recognizes whether a user is standing by the movable component or not. What is wanted can also be recognized from the movement pattern.
  • the user opens z. B. a door and usually closes it again. This is a continuous process that takes just a few seconds and is clearly guided by the user. However, is z. If, for example, the door is left open for a long time, wind influences can be decisive.
  • Networking the control unit with a weather app and / or GPS (position data) also helps to increase the control quality.
  • the power assistance can also be varied intelligently. At night, that is, time-dependent (and / or position-dependent), the movable component can always be guided more slowly and quietly into a closed position around the family and
  • the assembly 100 also has
  • Sensors 160 distance sensors are equipped (e.g.
  • Ultrasonic sensor optical sensors, inductive sensors,
  • control can force braking to prevent damage to foreign objects.
  • Sensors between the movable component and the assembly can detect when something is in between (e.g. hand, finger, etc.) and the controller gives the braking device a signal to stop the movable component.
  • Swinging the movable component directly again to use it to move in the opposite direction When opening, the movable component is stopped in an open end position and oscillates due to the play or softness of the parts after braking. The user wants to close the movable component again immediately.
  • the sensors detect when the movable component swings in the closing direction and release it
  • the spindle unit can be pretensioned with the drive motor 75, i. That is, the motor is operated with a low current (a few mA), as a result of which it tries to rotate the spindle unit against the braking device 75.
  • the braking device 1 is released and the drive motor 75 rotates with it immediately.
  • the required start time of the drive motor 75 is shortened and the user does not feel any dead time in supporting the motor.
  • the movable component can be fixed (braked) in the position desired (guided there) by the user by means of a movement pattern (e.g. fast opening / closing of the movable component in the desired position) or a button. This can hold on to a movable component designed as a door when getting in or out (getting in / out aid).
  • a movement pattern e.g. fast opening / closing of the movable component in the desired position
  • a button e.g. fast opening / closing of the movable component in the desired position
  • This can hold on to a movable component designed as a door when getting in or out (getting in / out aid).
  • the movable component can be moved easily (without being too large
  • Position is the vehicle assembly (horizontal, inclined, %)
  • the braking device 1 is preferably in a holding or holding position during oscillating movements of the movable component 104
  • control device 55 recognizes whether a
  • Control of the movable component by voice input is preferably possible.
  • a voice input is preferably possible.
  • Speech recognition can be performed.
  • Orders can be given by voice. Possible are e.g. B. Commands like:
  • an exit aid for a door or another movable component can have or need its own button for activation.
  • This can be disadvantageous (where should it be placed, cable connection, etc.). This is easy and inexpensive with a voice command.
  • a microphone is preferably installed.
  • Components moves actively at the push of a button or by another control command, driven by an electric motor, and is braked by means of a brake. All of this without outside interference. Sensors recognize necessary
  • Component is moved by the user and is itself passive (and is braked to the maximum).
  • sensors can be
  • Passive "active" movable component The electric motor etc. is disengaged and the otherwise active movable component can be moved passively with little and in any case reasonable effort.
  • the semi-active movable component described here is a new option:
  • the movable component is controlled by the user as with
  • the movable component z. B. can be moved with one finger. As long as the finger (hand) guides the movable component, the movable component follows the hand movement or the user's specification with minimal counterforce. The force with which the finger (hand) guides the movable component, the movable component follows the hand movement or the user's specification with minimal counterforce. The force with which the finger (hand) guides the movable component, the movable component follows the hand movement or the user's specification with minimal counterforce. The force with which the
  • movable component follows, can be preset (e.g. in the vehicle settings menu; or in the ignition key; in an app. etc.)
  • the movable component can also be gently pushed and then moves very slowly, only to be stopped with a finger Humans "guide” the movable component, the movable component does (preferably) nothing (or almost nothing) independently.
  • the art here is to guess what the user wants (sensor %) and to regulate the motor so that the movable component does not move makes that are "unnatural” (jerking, excessive deceleration, too stiff; changes in direction of rotation are critical ).
  • the electric motor then compensates for the changing forces (otherwise the movable component would be easier in one direction and more difficult in the other).
  • the movable component always moves in the same "elegant" manner or virtually free of gravity.
  • Movable components are fixed (braked) in the position desired by the user (guided there).
  • Another advantage of this solution is that disengagement can be dispensed with. This is a great advantage in terms of cost, weight and installation space. It is advantageous if a user can passively close a movable component. This is particularly advantageous when a low closing force is required.
  • the movable component then does not open "by itself", but is guided with minimal effort.
  • the drive motor provides the support and the braking device brakes, if necessary, so that minimal force is required at all times.
  • the electric motor including the gearbox should be relatively strong, as the forces and travel speeds are high (one force of an aid to getting out of a car door: up to 2,000N; actuating force up to 1,000N). It is therefore possible that you can hear the engine and gearbox (as with the electric tailgate), which is undesirable. Gearboxes with plastic gears and encapsulation in the form of sound insulation only provide a limited remedy.
  • the drive motor 75 can also be a synchronous motor, asynchronous motor, disc armature, ultrasonic motor, piezo motor or axial gap motor, with or without a gear 74, without being restricted thereto.
  • the drive motor can in particular be operated with 12, 24 or 48 volts.
  • the transmission 74 can be a planetary gear, conventional gear, harmonic drive (harmonic drive), CVT, without being limited thereto.
  • the transmission elements (such as the gearwheel) can be made of steel, plastic,
  • fiber-reinforced materials non-ferrous metals or the like.

Abstract

A method and an assembly (100) for pivoting a movable component (104) with a drive device (70) having an electric drive motor (75) in order to influence a pivoting of the component (104) between a first position (102) and a second position (103). A position sensor (19) is used to detect a position measurement (20) for a position of the component (104) and a speed characteristic (22) for a displacement speed (23) of the component (104). In the event of a displacement of the component (104), the speed characteristic (22) is used to determine an electrical setpoint current strength (24) for the electric drive motor (75) and to set an associated setpoint voltage (25). The current strength (26) flowing through the drive motor (75) is then determined. The setpoint voltage (25) is increased if the current strength (26) flowing through the drive motor (75) is lower than the electrical setpoint current strength (24) and the setpoint voltage (25) is reduced if the current strength (26) flowing through the drive motor (75) is higher than the electrical setpoint current strength (24).

Description

Baugruppe und Verfahren Assembly and procedure
Die Erfindung betrifft eine Baugruppe und ein Verfahren zum The invention relates to an assembly and a method for
Verlagern einer bewegbaren Komponente der Baugruppe mit einer Antriebseinrichtung mit einem elektrischen Antriebsmotor, um eine Verlagerung der Komponente wenigstens teilweise zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung zu beeinflussen. Displacement of a movable component of the assembly with a drive device with an electric drive motor in order to at least partially influence a displacement of the component between a first position and a second position.
Im Stand der Technik gibt es bei Kraftfahrzeugen z. B. die In the prior art there are in motor vehicles z. B. the
Türbewegung einer Autotür durch den Fahrer ohne Unterstützung (passiver Mode) und die aktive Tür, bei der ein Elektromotor die Tür selbstständig bewegt. Beim aktiven Modus wird die Tür über z. B. die Spindeleinheit der Dämpfungseinheit von einer Door movement of a car door by the driver without assistance (passive mode) and the active door, in which an electric motor moves the door independently. When the mode is active, the door is opened via e.g. B. the spindle unit of the damping unit from one
Antriebseinrichtung (Elektromotor) aktiv bewegt, es muss vom Benutzer keine zusätzliche Kraft aufgewendet werden. Nach dem Bewegungsbefehl vom Nutzer wir die Bewegung dann von der Drive device (electric motor) actively moved, no additional force has to be used by the user. After the movement command from the user, the movement is then controlled by the
Antriebseinrichtung gestartet und gestoppt, eine Bremse, z. B. die magnetorheologische Bremseinheit, kann dabei den Motor bei der Abbremsung oder beim Blockieren in einer Endstellung Drive device started and stopped, a brake, e.g. B. the magnetorheological brake unit, can the motor during braking or blocking in an end position
unterstützen . support.
Im passiven Modus muss die gesamte Kraft zur Bewegung einer Komponente einer Baugruppe wie z.B. der Tür eines Kraftfahrzeuges vom Benutzer aufgebracht werden. Ein E-Motor, soweit überhaupt vorhanden, hilft nicht mit, verbraucht dabei auch keinen Strom. Ein z. B. magnetorheologischer Drehdämpfer bremst bzw. hält die Tür in gewollter Position. In beiden Modi kann die Bremsvorrichtung mit Sensoren In the passive mode, the entire force for moving a component of an assembly such as the door of a motor vehicle must be applied by the user. An electric motor, if available at all, does not help, nor does it consume any electricity. A z. B. magnetorheological rotary damper brakes or holds the door in the desired position. In both modes, the braking device can be equipped with sensors
ausgestattet sein, um Position und Geschwindigkeit der beiden Anschlusseinheiten relativ zueinander zu messen und um be equipped to measure the position and speed of the two connection units relative to each other and around
Hindernisse vor einer bewegbaren Komponente zu erkennen und die Komponente abzubremsen, bevor es zu Kollisionen oder ungewollten Betriebszuständen kommen kann. Recognize obstacles in front of a movable component and brake the component before collisions or undesired operating states can occur.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, womit eine einfache, verbesserte und insbesondere eine komfortablere Verlagerung einer bewegbaren Komponente ermöglicht wird. It is the object of the present invention to provide a method and a device with which a simple, improved and, in particular, more comfortable displacement of a movable component is made possible.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist This object is achieved by the method with the features of claim 1. The device according to the invention is
Gegenstand von Anspruch 17. Bevorzugte Ausführungen und Subject matter of claim 17. Preferred embodiments and
Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche. Further developments are the subject of the subclaims. Further advantages and features are the subject of the subclaims.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum (geführten) Bewegen bzw. Verlagern und z. B. insbesondere Verschwenken eines A method according to the invention is used for (guided) movement or displacement and z. B. in particular pivoting a
bewegbaren Komponente einer Baugruppe mit einer movable component of an assembly with a
Antriebseinrichtung mit wenigstens einem elektrischen Drive device with at least one electric
Antriebsmotor, um eine Verlagerung der Komponente wenigstens teilweise zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Drive motor to displace the component at least partially between a first position and a second
Stellung zu beeinflussen, wobei mit wenigstens einem To influence position, with at least one
Positionssensor ein Positionsmaß für eine Stellung Position sensor a position measure for a position
(Relativstellung, Winkelstellung etc.) der Komponente und eine Geschwindigkeitskennzahl für eine Verlagerungsgeschwindigkeit der Komponente erfasst werden. Dabei wird bei einer Verlagerung der Komponente mit der Geschwindigkeitskennzahl eine elektrische Vorgabestromstärke für den elektrischen Antriebsmotor ermittelt und es wird eine zugehörige Vorgabespannung eingestellt. (Relative position, angular position, etc.) of the component and a speed index for a displacement speed of the component can be detected. In this case, when the component is shifted with the speed index, an electrical default current strength for the electric drive motor is determined and an associated default voltage is set.
Anschließend wird die durch den Antriebsmotor fließende Then the flowing through the drive motor
Stromstärke ermittelt. Die Vorgabespannung wird insbesondere erhöht, wenn die durch den Antriebsmotor fließende Stromstärke geringer ist als die elektrische Vorgabestromstärke. Die Vorgabespannung wird insbesondere verringert, wenn die durch den Antriebsmotor fließende Stromstärke größer ist als die Amperage determined. The default voltage is increased in particular when the current intensity flowing through the drive motor is less than the electric default current intensity. The The preset voltage is reduced in particular when the current intensity flowing through the drive motor is greater than that
elektrische Vorgabestromstärke. electrical default current.
Die Erfindung hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil ist, dass der Benutzer jederzeit die Kontrolle über die Komponente hat. Die Verlagerung der Komponente kann praktisch jederzeit „federleicht" sein. Der Benutzer verspürt nur ein sehr geringes Gewicht (gering bewegte Massen) . Die Komponente bewegt sich fast von selbst. Trotzdem hat er immer die Kontrolle und muss z. B. nicht auf einen langsamen Stellmotor warten. Der Benutzer gibt die Geschwindigkeit vor. The invention has many advantages. A significant advantage is that the user has control over the component at all times. Moving the component can be "feather-light" practically at any time. The user only feels a very low weight (low moving masses). The component moves almost by itself. Nevertheless, he is always in control and does not have to, for example, slow down Service servomotor The user specifies the speed.
Die Erfindung ermöglicht eine einfache, verbesserte und The invention enables a simple, improved and
insbesondere eine komfortablere Verlagerung einer Komponente mit insbesondere möglichst wenig kostentreibenden zusätzlichen in particular, a more comfortable relocation of a component with, in particular, as few additional costs as possible
Sensoren. Bevorzugt werden vorhandene Sensoren genutzt und durch möglichst kostengünstige Sensoren oder Messmethoden ergänzt, damit die Herstellkosten in Summe nicht zu hoch werden. Es wird insbesondere ermöglicht, auf einen kostenintensiven Drehmoment oder Kraftsensor im Antriebsstrang der Komponente zur Erfassung der Kräfte auf die Komponente zu verzichten. Sensors. Preference is given to using existing sensors and supplementing them with the most cost-effective sensors or measuring methods possible so that the total manufacturing costs do not become too high. In particular, it is made possible to dispense with an expensive torque or force sensor in the drive train of the component for recording the forces on the component.
Die erste Stellung kann z. B. eine Schließstellung oder eine weiter geschlossene Stellung sein. Die zweite Stellung kann eine Öffnungsstellung oder eine weiter geöffnete Stellung sein. The first position can e.g. B. be a closed position or a further closed position. The second position can be an open position or a more open position.
Möglich ist es auch, dass die erste Stellung eine eingeschwenkte oder verschwenkte Stellung und die zweite Stellung eine weniger verschwenkte Stellung ist. It is also possible that the first position is a pivoted or pivoted position and the second position is a less pivoted position.
Der „Geführte Modus" unterscheidet sich von den zwei zuvor beschriebenen Betriebsarten (Passiv; Aktiv) aus dem Stand der Technik dadurch, dass ein Motor die vom Nutzer gewollte Bewegung unterstützt und so den Kraftaufwand des Benutzers vermindert. Im Idealfall bewegt (führt) der Nutzer die verlagerbare Komponente nur mit sehr wenig Kraft oder z. B. mit den Fingerspitzen und die Kombination aus Antriebseinheit und Bremse versuchen die notwendige Führungs-/Bewegungskraft vom Nutzer auf einem konstant niederen Niveau zu halten. The "guided mode" differs from the two previously described operating modes (passive; active) from the prior art in that a motor supports the movement desired by the user and thus reduces the effort required by the user. Ideally, the user moves (guides) the relocatable component only with very little force or, for example, with the fingertips and the Combination of drive unit and brake try to keep the necessary leadership / movement force of the user at a constantly low level.
Eine solche Ausgestaltung ist z. B. möglich, wenn die Baugruppe eine äußere Stützstruktur wie ein Exoskelett umfasst oder als eine solche äußere Stützstruktur ausgebildet ist. Dann kann ein Benutzer mit sehr geringen Kräften eine erheblich größere Last bewegen, tragen oder verlagern, insbesondere kontrolliert bewegen, tragen oder verlagern. Zur Steuerung kann ein leichter Fingerdruck reichen, wenn die äußere Stützstruktur eine Art von Exoskelett für z. B. einen Finger oder alle Finger einer Hand bildet. Ebenso kann die äußere Stützstruktur auch am Arm oder z. B. an einem Kniegelenk oder dem Fuß etc. eingesetzt werden. Such a configuration is z. B. possible if the assembly comprises an external support structure such as an exoskeleton or is designed as such an external support structure. Then a user can move, carry or relocate a considerably larger load with very little forces, in particular move, carry or relocate in a controlled manner. A light finger pressure can be enough for control if the outer support structure is a kind of exoskeleton for e.g. B. forms one finger or all fingers of a hand. Likewise, the outer support structure on the arm or z. B. be used on a knee joint or the foot, etc.
Möglich ist der Einsatz auch bei anderen Einsatzzwecken, bei denen eine Baugruppe mit wenigstens einer bewegbaren Komponente ausgerüstet ist. It is also possible to use it for other purposes in which an assembly is equipped with at least one movable component.
Die Komponente kann in einfachen Ausgestaltungen eine The component can be a
verlagerbare Komponente einer Baugruppe sein sein bzw. als be a movable component of an assembly or as a
Anschluss für ein bewegbares Teil oder eine bewegbare Komponente ausgebildet sein. Insofern umfasst der Begriff Komponente auch nur eine Halterung oder einen Anschluss für eine bewegbare Connection for a movable part or a movable component can be formed. In this respect, the term component also includes only a holder or a connection for a movable one
Komponente. Das eigentlich bewegte Teil muss nicht Bestandteil der Komponente sein. Component. The actually moving part does not have to be part of the component.
Die durch den Antriebsmotor fließende Stromstärke kann auch als Motorstromstärke bezeichnet werden. The current intensity flowing through the drive motor can also be referred to as the motor current intensity.
Vorzugsweise wird die durch den Antriebsmotor fließende Preferably, the flowing through the drive motor
Stromstärke über einen in Reihe zu dem Antriebsmotor angeordneten Widerstand erfasst. Amperage detected via a resistor arranged in series with the drive motor.
Vorzugsweise ist der Antriebsmotor in einer H-Brücke angeordnet. Insbesondere erfolgt eine Regelung der Vorgabespannung über einen Proportional-Integral-Regler . The drive motor is preferably arranged in an H-bridge. In particular, the preset voltage is regulated via a proportional-integral regulator.
Vorzugsweise wird bei der Ermittlung der elektrischen When determining the electrical
Vorgabestromstärke für den elektrischen Antriebsmotor und/oder einer zugehörigen Vorgabespannung das Positionsmaß Default current for the electric drive motor and / or an associated default voltage the position measure
berücksichtigt . considered .
Insbesondere wird eine räumliche und z. B. horizontale In particular, a spatial and z. B. horizontal
Ausrichtung der Baugruppe berücksichtigt. Dazu kann insbesondere ein Lagesensor oder ein Ortssensor eingesetzt werden. Eine wenigstens teilweise vertikale Bewegung im Raum benötigt größere Kräfte als eine rein horizontale Bewegung. So können die Kräfte sehr stark unterschiedlich sein, je nachdem, ob die Bewegung (auch) nach oben oder unten geht. Bei einer Schräglage wird eine Schwenkbewegung oder eine Linearbewegung je nach Alignment of the assembly taken into account. In particular, a position sensor or a location sensor can be used for this purpose. An at least partially vertical movement in space requires greater forces than a purely horizontal movement. The forces can be very different, depending on whether the movement is (also) going up or down. In the case of an inclined position, a pivoting movement or a linear movement is depending on
Bewegungsrichtung unterschiedlichen Kräften ausgesetzt. Direction of movement exposed to different forces.
Vorzugsweise wird mit einem Lagesensor wenigstens ein Wert für die Raumlage der Baugruppe. Insbesondere wird mit einem At least one value for the spatial position of the assembly is preferably obtained with a position sensor. In particular, with a
Stromsensor ein Wert für die Stromstärke der Antriebeinrichtung ermittelt. Vorzugsweise enthält eine hinterlegte Tabelle Current sensor determines a value for the current strength of the drive device. Preferably contains a stored table
Korrekturwerte. Besonders bevorzugt wird bei der Ermittlung der elektrischen Vorgabestromstärke und/oder einer elektrischen Vorgabespannung das Positionsmaß berücksichtigt. Correction values. Particularly preferably, the position dimension is taken into account when determining the electrical default current intensity and / or an electrical default voltage.
Vorzugsweise wird ein Sensor mit Satellitenunterstützung wie GPS (Global Positioning System / Positionsbestimmungssystem) oder Glosnass etc. verwendet und es wird Kartenmaterial und A sensor with satellite support such as GPS (Global Positioning System / Position Determination System) or Glosnass etc. is preferably used and map material and
Onlineaufnahmen (Bilderkennung) berücksichtigt. Mit Bilderkennung ist ein Teilgebiet der Mustererkennung und der Bildverarbeitung gemeint. In der Bilderkennung versucht man, Objekte in einem Bild zu segmentieren. Diesen wird eine symbolische Beschreibung zugewiesen, aber es wird nicht unbedingt nach Zusammenhängen zwischen den Objekten gesucht, wie es in der Musteranalyse üblich ist. Hierfür können die an einer Baugruppe vorhandenen oder zusätzlich, verbaute Kamerasysteme genutzt werden. Online recordings (image recognition) taken into account. Image recognition is a sub-area of pattern recognition and image processing. In image recognition, one tries to segment objects in an image. A symbolic description is assigned to these, but connections between the objects are not necessarily searched for, as is usual in pattern analysis. For this purpose, the existing or Additionally, built-in camera systems can be used.
Es kann auch ein Windsensor zur Bestimmung der Windstärke verwendet werden. A wind sensor can also be used to determine the wind strength.
Es ist bevorzugt, dass auf Anforderung oder in periodischen Abständen automatisch ein Maß für einen internen It is preferred that on request or at periodic intervals automatically a measure for an internal
Bewegungswiderstand ermittelt wird. Dadurch können die benötigten Unterstützungskräfte für den Normalfall in der Ebene erfasst werden, die dann kompensiert werden. Weitere Einflüsse wie die Temperatur werden vorzugsweise ergänzend verwendet, um die Kraft passend einzustellen. Movement resistance is determined. As a result, the required support forces for normal cases can be recorded on the level, which are then compensated. Other influences such as the temperature are preferably used in addition in order to adjust the force appropriately.
Vorzugsweise wird mit dem Maß für den internen Preferably with the measure for the internal
Bewegungswiderstand eine Rekalibrierung durchgeführt. Movement resistance carried out a recalibration.
In bestimmten Anwendungen ist es vorteilhaft, wenn mittels eines Sensors oder durch Bilderkennung (Mustererkennung, In certain applications it is advantageous if a sensor or image recognition (pattern recognition,
Bildverarbeitung) oder eines Handsensors eine Handerkennung durchgeführt wird und die Antriebseinrichtung nur aktiviert wird, wenn sich eine Hand eines Benutzers in unmittelbarer Nähe der verlagerbaren Komponente befindet oder diese berührt. Image processing) or a hand sensor, hand recognition is carried out and the drive device is only activated when a user's hand is in the immediate vicinity of the displaceable component or touches it.
In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass bei einer z. B. hündisch eingeleiteten Verlagerung der Komponente nach Erkennung der Bewegung eine (erste) Geschwindigkeitskennzahl ermittelt wird. Es werden dann eine (erste) elektrische Vorgabestromstärke für den elektrischen Antriebsmotor und eine zugehörige (erste) Vorgabespannung ermittelt. Die (erste) Vorgabespannung wird eingestellt. Dann wird die durch den Antriebsmotor fließende (erste) Stromstärke mit der (ersten) elektrischen In all embodiments, it is preferred that in a z. B. dog-initiated relocation of the component after detection of the movement a (first) speed index is determined. A (first) electrical default current strength for the electric drive motor and an associated (first) default voltage are then determined. The (first) default voltage is set. Then the (first) current intensity flowing through the drive motor becomes the (first) electrical
Vorgabestromstärke verglichen. Set current compared.
Vorzugsweise wird, wenn Abweichungen (insbesondere größer 2% oder 5%) auftreten, eine (zweite) Vorgabespannung entsprechend verändert. Die (zweite) Vorgabespannung wird größer eingestellt, wenn die durch den Antriebsmotor fließende (erste) Stromstärke kleiner ist und die (zweite) Vorgabespannung wird kleiner eingestellt, wenn die fließende (erste) Stromstärke größer ist. Dadurch wird eine kontinuierliche Anpassung der Geschwindigkeit möglich . If deviations (in particular greater than 2% or 5%) occur, a (second) specified voltage is preferably changed accordingly. The (second) default voltage is set higher, when the (first) current flowing through the drive motor is smaller and the (second) preset voltage is set smaller when the flowing (first) current is greater. This enables the speed to be continuously adjusted.
Es wird insbesondere periodisch (in gleichen oder auch variablen Zeitabständen) eine neue (zweite) Geschwindigkeitskennzahl ermittelt. Es wird dann eine (zweite) elektrische In particular, a new (second) speed index is determined periodically (at the same or also variable time intervals). It then becomes a (second) electrical one
Vorgabestromstärke für den elektrischen Antriebsmotor und eine zugehörige (zweite) Vorgabespannung ermittelt. Die (zweite) Vorgabespannung wird eingestellt und in Abhängigkeit von der durch den Antriebsmotor fließenden (zweiten) Stromstärke Specified amperage for the electric drive motor and an associated (second) specified voltage determined. The (second) default voltage is set and dependent on the (second) current intensity flowing through the drive motor
gegebenenfalls angepasst. adjusted if necessary.
Die Vorgabespannung wird jeweils vorzugsweise gemäß einer zeitlichen Funktion eingestellt. Die zeitliche Funktion verläuft jeweils vorzugsweise stetig bis zur jeweiligen Vorgabespannung. Der Verlauf kann linear sein. Der Verlauf kann auch einer The preset voltage is preferably set according to a time function. The time function is in each case preferably continuous up to the respective default voltage. The course can be linear. The course can also be one
Potenzfunktion oder einer Sinusfunktion entsprechen oder dadurch angenähert werden. Bis die ermittelte Vorgabespannung erreicht wird, können mehrere Perioden bzw. Zyklen vergehen. Correspond to a power function or a sine function or be approximated thereby. Several periods or cycles can elapse before the determined specified voltage is reached.
Es ist möglich und bevorzugt, dass sich ein Zyklus zur Messung und Einstellung der Vorgabespannung von dem Abstand der Messung der durch den Antriebsmotor fließenden Stromstärke unterscheidet. Eine gesamte Periode kann unterschiedliche Anzahlen an Messungen der Stromstärke und Einstellungen der Vorgabespannung und It is possible and preferred that a cycle for measuring and setting the preset voltage differs from the interval between the measurement of the current intensity flowing through the drive motor. An entire period can contain different numbers of measurements of the current intensity and settings of the default voltage and
Messungen der durch den Antriebsmotor fließenden Stromstärke aufweisen . Have measurements of the amperage flowing through the drive motor.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird bei einem Verfahren zum Verschwenken einer bewegbaren Komponente einer Baugruppe eine Antriebseinrichtung mit einem elektrischen Antriebsmotor In a preferred embodiment, in a method for pivoting a movable component of an assembly, a drive device with an electric drive motor is used
eingesetzt, um eine Verschwenkung der Komponente wenigstens teilweise zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung zu beeinflussen. Dabei werden mit einem Positionssensor ein Positionsmaß für eine Stellung (z. B. Winkelstellung) der Komponente und eine Geschwindigkeitskennzahl für eine used to pivot the component at least partially between a first position and a second To influence position. A position measure for a position (e.g. angular position) of the component and a speed index for a
Bewegungsgeschwindigkeit der Komponente erfasst. Bei einer Movement speed of the component recorded. At a
Verschwenkung der Komponente mit einer Sensoreinrichtung wird wenigstens eine elektrische Größe des elektrischen Antriebsmotors erfasst und bei der Ansteuerung des elektrischen Antriebsmotors berücksichtigt, sodass z. B. bei einer wenigstens teilweise hündisch eingeleiteten und/oder veränderten Verschwenkung des Türflügels die in dem Antriebsmotor induzierte elektrische Größe erfasst wird und anschließend der Antriebsmotor entsprechend aktiv angesteuert wird. Pivoting the component with a sensor device, at least one electrical variable of the electric drive motor is detected and taken into account when controlling the electric drive motor, so that, for. B. in the case of an at least partially dog-like and / or changed pivoting of the door leaf, the electrical variable induced in the drive motor is detected and then the drive motor is activated accordingly.
Ein anderes erfindungsgemäßes Verfahren zum Verschwenken einer Komponente einer Baugruppe wird mit einer Antriebseinrichtung mit einem elektrischen Antriebsmotor durchgeführt, um eine Another inventive method for pivoting a component of an assembly is carried out with a drive device with an electric drive motor to a
Verschwenkung der Komponente durch einen Benutzer, möglicherweise durch eine Benutzerhand, wenigstens teilweise zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung zu beeinflussen. Swiveling of the component by a user, possibly by a user's hand, at least partially to influence between a first position and a second position.
Es wird mit einem Positionssensor ein Positionswert für eine Stellung der Komponente erfasst und es wird mit einem Lagesensor wenigstens ein Wert für die Raumlage der Komponente erfasst und mit einem Stromsensor wird ein Wert für die Stromstärke der Antriebeinrichtung ermittelt. Eine hinterlegte Tabelle enthält Korrekturwerte. Bei einer Verschwenkung der Komponente steuert eine Steuereinrichtung mit den gemessenen Werten und den in der Tabelle hinterlegten Korrekturwerten die Antriebseinrichtung. A position value for a position of the component is recorded with a position sensor and at least one value for the spatial position of the component is recorded with a position sensor and a value for the current intensity of the drive device is determined with a current sensor. A stored table contains correction values. When the component is pivoted, a control device controls the drive device with the measured values and the correction values stored in the table.
In einer bevorzugten Weiterbildung kann der Benutzer die In a preferred development, the user can
Bewegungskräfte in einem Auswahlregister, einer Toolbar und/oder einem Menü (englisch: Menu) wie z. B. einer Anzeige oder einem Bedienmenü vorauswählen. Ein solches Bedienmenü kann vorzugsweise ein Fahrzeugmenü sein. Movement forces in a selection register, a toolbar and / or a menu, such as B. preselect a display or an operating menu. Such an operating menu can preferably be a vehicle menu.
Vorzugsweise wird die Antriebeinrichtung durch eine schnell schaltende Bremseinrichtung ergänzt und steht mit dieser über die Steuereinrichtung in Interaktion. Preferably, the drive device is fast by a switching braking device supplements and is in interaction with this via the control device.
Die Anmelderin behält sich vor, für ein weiteres Verfahren Schutz zu beantragen. Ein solches Verfahren dient zum Verschwenken einer bewegbaren Komponente einer Baugruppe. Zum Antrieb dient eine Antriebseinrichtung mit einem elektrischen Antriebsmotor, um eine Verschwenkung der Komponente durch einen Benutzer, möglicherweise durch eine Benutzerhand, wenigstens teilweise zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung zu beeinflussen. Dabei wird mit einem Positionssensor ein Positionswert für eine The applicant reserves the right to apply for protection for a further procedure. Such a method is used to pivot a movable component of an assembly. A drive device with an electric drive motor is used for the drive in order to influence a pivoting of the component by a user, possibly by a user's hand, at least partially between a first position and a second position. A position value for a
Stellung der Komponente erfasst. Mit einem Lagesensor wird wenigstens ein Wert für eine bzw. die Raumlage der Komponente oder der Baugruppe erfasst. Mit einem Stromsensor wird ein Wert für die Stromstärke der Antriebeinrichtung ermittelt. Eine hinterlegten Tabelle enthält Korrekturwerte, insbesondere für die Raumlage und/oder einen Positionswert. Bei einer Verschwenkung der Komponente wird eine Steuereinrichtung verwendet und es wird aus diesen Werten (Raumlage und/oder Positionswert und evtl weitere Werte) die Bewegung der Komponente berechnet und es wird die Antriebseinrichtung durch Variation der Vorgabespannung gesteuert, insbesondere so gesteuert, dass die Komponente von dem Benutzer mit geringen Kräften bewegt werden kann. Insbesondere sind die Kräfte gering im Vergleich zu den maximal bei einer Verlagerung oder Verschwenkung auftretenden Kräften. Vorzugsweise sind die Kräfte in vielen Alltagssituationen gering. Position of the component recorded. With a position sensor, at least one value for one or the spatial position of the component or the assembly is recorded. A current sensor is used to determine a value for the current strength of the drive device. A stored table contains correction values, in particular for the spatial position and / or a position value. When the component is pivoted, a control device is used and the movement of the component is calculated from these values (spatial position and / or position value and possibly further values) and the drive device is controlled by varying the specified voltage, in particular controlled so that the component is the user can be moved with little force. In particular, the forces are small compared to the maximum forces that occur during displacement or pivoting. The forces are preferably low in many everyday situations.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst insbesondere eine Komponente für eine Baugruppe mit einer Antriebseinrichtung mit einem elektrischen Antriebsmotor und zwei relativ zueinander bewegbaren Anschlusseinheiten, welche mittels des Antriebsmotors relativ zueinander verstellbar sind. Dabei ist eine der beiden Anschlusseinheiten mit einer Grundkomponente (oder auch einer ersten Komponente) und die andere der beiden Anschlusseinheiten mit einer bewegbaren Komponente (oder auch zweite Komponente) verbindbar, um eine Bewegung der zweiten bzw. bewegbaren Komponente wenigstens teilweise zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung zu beeinflussen. Die erste Stellung kann eine Schließstellung und die zweite Stellung kann eine Öffnungsstellung sein. Es ist ein Positionssensor umfasst, mit welchem ein Positionsmaß für eine Stellung der beiden A device according to the invention comprises in particular a component for an assembly with a drive device with an electric drive motor and two connection units which can be moved relative to one another and which can be adjusted relative to one another by means of the drive motor. One of the two connection units is equipped with a basic component (or also a first component) and the other of the two connection units with a movable component (or also a second component) connectable in order to influence a movement of the second or movable component at least partially between a first position and a second position. The first position can be a closed position and the second position can be an open position. A position sensor is included, with which a position measure for a position of the two
Anschlusseinheiten relativ zueinander und eine Connection units relative to each other and one
Geschwindigkeitskennzahl für eine Bewegungsgeschwindigkeit der beiden Anschlusseinheiten relativ zueinander erfassbar ist. Dem elektrischen Antriebsmotor ist wenigstens eine Sensoreinrichtung zugeordnet, mit welcher wenigstens eine durch den Antriebsmotor fließende Stromstärke erfassbar ist. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet und eingerichtet, bei einer Verschwenkung der bewegbaren Komponente (bzw. zweiten Komponente) mit der Speed index for a speed of movement of the two connection units can be detected relative to one another. At least one sensor device is assigned to the electric drive motor, with which at least one current intensity flowing through the drive motor can be detected. The control device is designed and set up for this purpose when the movable component (or second component) is pivoted with the
Geschwindigkeitskennzahl eine elektrische Vorgabestromstärke für den elektrischen Antriebsmotor zu ermitteln und eine zugehörige Vorgabespannung einzustellen. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet und eingerichtet, mit der Sensoreinrichtung die bei der Vorgabespannung durch den Antriebsmotor fließende Stromstärke zu ermitteln. Es ist eine Vergleichseinrichtung umfasst, welche dazu ausgebildet und eingerichtet ist, die durch den Speed index to determine an electrical default current strength for the electric drive motor and to set an associated default voltage. The control device is designed and set up to use the sensor device to determine the current intensity flowing through the drive motor at the specified voltage. A comparison device is included which is designed and set up for this purpose, which is determined by the
Antriebsmotor fließende Stromstärke mit der Vorgabestromstärke zu vergleichen. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet und eingerichtet, die Vorgabespannung zu erhöhen, wenn die durch den Antriebsmotor fließende Stromstärke geringer ist als die Compare drive motor flowing amperage with the specified amperage. The control device is designed and set up to increase the preset voltage when the current intensity flowing through the drive motor is less than that
elektrische Vorgabestromstärke und die Vorgabespannung zu verringern, wenn die durch den Antriebsmotor fließende electrical default amperage and to reduce the default voltage if the flowing through the drive motor
Stromstärke größer ist als die elektrische Vorgabestromstärke. Amperage is greater than the electrical default amperage.
Die Baugruppe kann für ein Fahrzeug und vorzugsweise ein The assembly can be for a vehicle and preferably a
Kraftfahrzeug und insbesondere ein Personenkraftwagen (Pkw) sein. Die Baugruppe kann auch an Lastkraftwagen, Bussen, autonomen Fahrzeugen, selbstfahrenden Taxis oder an OFF-Highwayfahrzeugen eingesetzt werden. Vorzugsweise ist ein Bilderkennungssystem umfasst, mit welchem das Nahfeld der Baugruppe oder der bewegbaren Komponente Motor vehicle and in particular a passenger car (passenger car). The assembly can also be used on trucks, buses, autonomous vehicles, self-driving taxis, or on off-highway vehicles. An image recognition system is preferably included, with which the near field of the assembly or of the movable component
(dynamisch) detektierbar ist. is (dynamically) detectable.
Insbesondere ist das Koppelprofil beidseitig gelenkig gelagert und in seiner Form so ausgebildet, dass es trotz der sich ändernden kinematischen Gegebenheiten beim Bewegen der Komponente aufgrund der zueinander im Abstand stehenden Anschlusspunkte oder auch Türblattschwenkpunkte und den Befestigungspunkten der In particular, the coupling profile is articulated on both sides and its shape is so designed that, despite the changing kinematic conditions when moving the component due to the mutually spaced connection points or door leaf pivot points and the attachment points of the
Antriebseinheit immer (nahezu) mittig (insbesondere mit einer Abweichung kleiner +/-25% vorzugsweise kleiner +/-10%) im Drive unit always (almost) in the middle (in particular with a deviation of less than +/- 25%, preferably less than +/- 10%) in the
Ausschnitt liegt. Cutout lies.
Vorzugsweise werden der Positionssensor (Stellungssensor) und die Sensoreinrichtung periodisch ausgelesen und insbesondere werden die Daten periodisch erfasst. Eine Frequenz der Datenerfassung ist insbesondere > 10 Hz und vorzugsweise >100 Hz und besonders bevorzugt größer > 1kHz und kann 10 kHz betragen oder The position sensor (position sensor) and the sensor device are preferably read out periodically and in particular the data are recorded periodically. A frequency of data acquisition is in particular> 10 Hz and preferably> 100 Hz and particularly preferably greater than> 1 kHz and can be 10 kHz or
überschreiten . exceed .
Vorzugsweise wird die Motorstromstärke erfasst, wenn sich das Positionsmaß für die Winkelstellung der Komponente (um einen vorbestimmten Betrag) ändert. Möglich ist es auch, die The motor current intensity is preferably detected when the position measure for the angular position of the component changes (by a predetermined amount). It is also possible that
Motorstromstärke kontinuierlich periodisch zu erfassen. Motor current to be recorded continuously and periodically.
In allen Ausgestaltungen ist der Steuereinrichtung vorzugsweise wenigstens eine Speichereinrichtung zugeordnet. In all of the configurations, the control device is preferably assigned at least one storage device.
Insbesondere ist in der Speichereinrichtung wenigstens eine Tabelle hinterlegt ist. In der Tabelle bzw. den Tabellen können Korrekturwerte für unterschiedliche Umgebungsbedingungen In particular, at least one table is stored in the memory device. Correction values for different environmental conditions can be found in the table or tables
hinterlegt sein wie auch die Kinematikverhältnisse der Tür as well as the kinematics of the door
(Scharnierabstände, Anlenkpunkte...). Möglich ist einer (Hinge distances, articulation points ...). One is possible
Interpolation der Daten einer Tabelle. Möglich ist es auch, in der Tabelle Parameter einer Funktion zu hinterlegen, sodass eine Funktion oder unterschiedliche Funktionen zur Anpassung verwendet werden können. Interpolation of the data in a table. It is also possible to store parameters of a function in the table so that a function or different functions can be used for adaptation can be.
Vorzugsweise ist eine Tabelle mit Lagedaten (Neigung in Längs und Querrichtung) vorhanden oder es sind Berechnungsvorschriften für Neigungswinkel hinterlegt. A table with position data (inclination in longitudinal and transverse directions) is preferably available or calculation rules for inclination angles are stored.
Eine Bremseinrichtung ist vorzugsweise umfasst. Die A braking device is preferably included. The
Bremseinrichtung ist insbesondere wenigstens in den Endlagen oder bei Winkelgeschwindigkeiten aktiv, die einen vorgegebenen Wert übersteigen . Braking device is particularly active at least in the end positions or at angular speeds that exceed a predetermined value.
Vorzugsweise ist wenigstens ein Lagesensor umfasst. Insbesondere wenigstens ein Winkelsensor zur Erfassung eine Neigung um die Längsachse und/oder die Querachse. At least one position sensor is preferably included. In particular, at least one angle sensor for detecting an inclination about the longitudinal axis and / or the transverse axis.
In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass die In all configurations, it is preferred that the
Antriebseinrichtung die manuelle Kraft des Benutzers (Drehkraft) in die Drehrichtung unterstützt. Drive device supports the manual force of the user (torque) in the direction of rotation.
Vorzugsweise ist ein Failsafe-Funktion integriert und der A failsafe function is preferably integrated and the
Antriebsmotor wird bei einem Stromausfall oder Unfall Drive motor stops in the event of a power failure or accident
ausgekuppelt oder entkoppelt. Dann wird es z. B. Kindern leichter möglich, eine Türe im Notfall zu öffnen. disengaged or decoupled. Then it will z. B. It is easier for children to open a door in an emergency.
Eine Maximalgeschwindigkeit der Komponente beim Öffnen kann begrenzt werden. Es kann möglich sein, dass eine Bewegung der Komponente gestoppt wird, wenn z. B. bei einem Windstoß ein Handkontakt mit der Komponente nicht mehr vorliegt. A maximum speed of the component when opening can be limited. It may be possible that movement of the component is stopped when e.g. B. hand contact with the component is no longer present in a gust of wind.
Vorzugsweise ist eine steuerbare Bremseinrichtung umfasst. A controllable braking device is preferably included.
Insbesondere ist die Bremseinrichtung als magnetorheologische Übertragungsvorrichtung ausgebildet ist und umfasst wenigstens eine elektrische Spule. In particular, the braking device is designed as a magnetorheological transmission device and comprises at least one electrical coil.
Vorzugsweise ist ein Handsensor umfasst, mit welcher eine Berührung der Komponente durch z. B. eine Hand eines Benutzers detektierbar ist. Insbesondere umfasst der Handsensor einen A hand sensor is preferably included, with which a Touching the component by z. B. a hand of a user is detectable. In particular, the hand sensor includes a
Nahfeldsensor und/oder einen kapazitiven Sensor. Near field sensor and / or a capacitive sensor.
In allen Ausgestaltungen ist die Verwirklichung einiger oder aller der folgenden Merkmale möglich: In all configurations, some or all of the following features are possible:
Der Benutzer gibt einer stillstehenden und bewegbaren Komponente einen Anfangs- (Start)- und Bewegungsimpuls, worauf die The user gives a stationary and movable component a start (start) and movement impulse, whereupon the
Antriebseinheit (E-Motor) anläuft und die Bewegung mit Drive unit (electric motor) starts up and moves with it
unterstützt (Servowirkung) . Es soll sich dabei die bewegbare Komponente gleich schnell bewegen wie die Führungshand des supported (servo effect). The movable component should move at the same speed as the guiding hand of the
Benutzers. Vorzugsweise bemerkt der Benutzer keinen Unterschied in der Geschwindigkeit, die der Benutzer mit seiner Bewegung vorgibt und der Geschwindigkeit, mit der der Motor die bewegbare Komponente bzw. die Spindel unterstützend dreht. User. Preferably, the user does not notice any difference in the speed that the user specifies with his movement and the speed at which the motor rotates the movable component or the spindle in a supporting manner.
Steht die Baugruppe (z. B. montiert an einem Fahrzeug) in der horizontalen Position, so ist dies mit weniger Aufwand If the assembly (e.g. mounted on a vehicle) is in the horizontal position, this is done with less effort
auszuführen. Aktor- und regelungstechnisch aufwendig wird es, wenn die Baugruppe in seitlicher Schräglage steht, wodurch je nach Bewegungsrichtung sehr unterschiedliche Kräfte auftreten (z. B. die bewegbare Komponente fällt quasi von selber auf bzw. execute. It becomes complex in terms of actuator and control technology when the assembly is in a sideways inclined position, which means that very different forces occur depending on the direction of movement (e.g. the movable component falls on its own or falls on its own).
bewegt sich von selber, die Gegenbewegung bzw. das Schließen benötigt eine hohe Kraft und der Kunde wechselt schnell die Bewegungsrichtung) . moves by itself, the counter-movement or closing requires a lot of force and the customer quickly changes the direction of movement).
Die Dämpfungseinheit kann dabei in verschiedenen Varianten ausgeführt sein. Es kann sich z. B. um einen Dämpfer handeln, welcher als Zylinder ausgeführt wird. Der Zylinder ist durch einen Kolben in zwei Kammern geteilt, welche durch ein The damping unit can be designed in different variants. It can e.g. B. be a damper, which is designed as a cylinder. The cylinder is divided into two chambers by a piston, which by a
Dämpfungsventil miteinander verbunden sind und als Arbeitsmedium ein magnetorheologisches Fluid enthält (Patentanmeldung Damping valve are connected to each other and contains a magnetorheological fluid as the working medium (patent application
WO 2017/081280). Oder man verwendet einen magnetorheologischen Drehdämpfer, welcher mit einer Spindel eine Linearbewegung in z. B. eine Drehbewegung umwandelt und diese dämpft (Patentanmeldung DE 10 2017 111 032 Al). Die Antriebseinrichtung kann einen beliebigen Elektromotor umfassen, der genügend Kraft aufbringen kann, die beiden Anschlusseinheiten gegeneinander zu bewegen . WO 2017/081280). Or you can use a magnetorheological rotary damper, which with a spindle a linear movement in z. B. converts a rotary motion and dampens it (Patent application DE 10 2017 111 032 A1). The drive device can comprise any desired electric motor which can apply sufficient force to move the two connection units against one another.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, die im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden. Further advantages and features of the present invention emerge from the exemplary embodiments which are explained below with reference to the accompanying figures.
In den Figuren zeigen: In the figures show:
Figur la eine stark schematische Draufsicht auf ein Baugruppe an einem Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung mit einer antreibbaren Tür als Kommponente mit einer Figure la is a highly schematic plan view of an assembly on a motor vehicle with a device with a drivable door as a component with a
Bremseinrichtung; Braking device;
Figur lb eine stark schematische Ansicht einer Baugruppe für ein Figure lb a highly schematic view of an assembly for a
Exoskelett mit einer bewegbaren Komponente; Exoskeleton with a movable component;
Figur 2 eine Vorrichtung mit einer Antriebseinrichtung und Figure 2 shows a device with a drive device and
einer Bremseinrichtung in einem schematischen Schnitt; a braking device in a schematic section;
Figur 3 ein vergrößertes schematisches Detail für Vorrichtungen nach Figur 2; FIG. 3 shows an enlarged schematic detail for devices according to FIG. 2;
Figur 4 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung nach FIG. 4 shows a perspective view of the device according to FIG
Figur 2 in einer mittleren Stellung; FIG. 2 in a middle position;
Figur 5 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Figur 2 in einer ausgefahrenen Stellung; FIG. 5 shows a plan view of the device according to FIG. 2 in an extended position;
Figur 6 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Figur 2 in einer eingefahrenen Stellung; FIG. 6 shows a plan view of the device according to FIG. 2 in a retracted position;
Figur 7 eine geschnittene Prinzipskizze; FIG. 7 a sectioned schematic diagram;
Figur 8 den Kraftverlauf einer Vorrichtung nach Figur 7; FIG. 8 shows the force profile of a device according to FIG. 7;
Figur 9 ein Regelschema; Figur 10 ein Prinzipschema mit sensorisch erfassten Einflüssen, die berücksichtigt werden können; FIG. 9 shows a control scheme; FIG. 10 shows a basic diagram with influences recorded by sensors that can be taken into account;
Figur 11 ein Schaltungsschema zum Betreiben des Antriebsmotors; FIG. 11 shows a circuit diagram for operating the drive motor;
Figur 12 den Verlauf der Stromstärke des Antriebsmotors über der Figure 12 shows the course of the current intensity of the drive motor over the
Zeit; und Time; and
Figur 13 den Verlauf der Vorgabespannung über der Zeit. FIG. 13 shows the course of the preset voltage over time.
Figur la zeigt die Anwendung der erfindungsgemäßen Baugruppe 100 an einem Kraftfahrzeug 200 und hier an einem Personenkraftwagen. Das Kraftfahrzeug 200 ist in einer schematischen Draufsicht von oben dargestellt. An dem Kraftfahrzeug 200 sind hier zwei als Türen ausgeführte bewegbare Komponenten 100 mit jeweils einer Türeinrichtung 154 vorgesehen. Die Türeinrichtung 154 sind hier als Türflügel 104 ausgebildet. Die Türen befinden sich beide in der zweiten Stellung, welches hier eine geöffnete Stellung 103 ist, hier unter einem Winkel 61. Schraffiert eingezeichnet ist eine Tür in der ersten Stellung 102, welches hier eine Figure la shows the application of the assembly 100 according to the invention on a motor vehicle 200 and here on a passenger car. The motor vehicle 200 is shown in a schematic plan view from above. Two movable components 100 designed as doors, each with a door device 154, are provided on motor vehicle 200. The door device 154 is designed here as a door leaf 104. The doors are both in the second position, which is an open position 103 here, here at an angle 61. A door is shown hatched in the first position 102, which here is a
geschlossene Stellung 102 ist. closed position 102 is.
Zur gesteuerten Dämpfung der Schwenkbewegung bzw. zum Abbremsen der Schwenkbewegung der bewegbare Komponenten 104 (und hier Türen 104) bis hin zum Blockieren umfassen die Baugruppen 100 jeweils eine steuerbare Bremseinrichtung 1, die als Drehbremse oder For the controlled damping of the pivoting movement or for braking the pivoting movement of the movable components 104 (and here doors 104) through to blocking, the assemblies 100 each include a controllable braking device 1, which acts as a rotary brake or
Drehdämpfer oder dergleichen ausgebildet ist. Die komponenten umfassen jeweils Anschlusseinheiten 151 und 152, von denen eine an einer Grundstruktur bzw. Tragstruktur des Kraftfahrzeugs 200 wie der Karosserie angeschlossen ist, während die andere mit der bewegbaren Komponente 104 (hier der Türflügel 104) verbunden ist, sodass bei einer Öffnungs- oder Schließbewegung der Komponente 104 eine Relativbewegung der Anschlusseinheiten 151 und 152 erfolgt. Die Anschlusseinheiten 151 und 152 bewegen sich linear. Es erfolgt eine Umsetzung in eine Drehbewegung, die durch den Drehdämpfer 1 der Baugruppe 100 gesteuert gebremst bzw. gedämpft bzw. blockiert wird. Rotary damper or the like is formed. The components each include connection units 151 and 152, one of which is connected to a basic structure or support structure of the motor vehicle 200 such as the body, while the other is connected to the movable component 104 (here the door leaf 104) so that when an opening or Closing movement of the component 104, a relative movement of the connection units 151 and 152 takes place. The connector units 151 and 152 move linearly. There is a conversion into a rotary movement which is braked or damped in a controlled manner by the rotary damper 1 of the assembly 100 or is blocked.
Die Baugruppe 100 umfasst die Bremseinrichtung 1 und die The assembly 100 comprises the braking device 1 and the
Anschlusseinheiten 151 und 152 und dient zum geführten Bewegen der bewegbaren Komponenten und hier der Türen und damit zur gezielten Beschleunigung und zur gezielten Dämpfung bzw. Connection units 151 and 152 and is used for the guided movement of the movable components and here the doors and thus for targeted acceleration and targeted damping or damping.
Abbremsung der Drehbewegung der bewegbaren Komponenten bzw. Türen (und gegebenenfalls Klappen) an einem Kraftfahrzeug 200. Braking of the rotational movement of the movable components or doors (and possibly flaps) on a motor vehicle 200.
Die Baugruppe oder das Kraftfahrzeug 200 weist Sensoren 160 zur Umfeldabtastung oder zur Umfelderkennung auf. An oder in dem Kraftfahrzeug 200 oder an oder in der Baugruppe 100 ist The assembly or the motor vehicle 200 has sensors 160 for scanning the surroundings or for recognizing the surroundings. Is on or in the motor vehicle 200 or on or in the assembly 100
wenigstens ein GPS-Sensor 63 und/oder ein Lagesensor 62 umfasst. Es ist möglich, dass nur ein zentraler GPS- und/oder Lagesensor 62 vorhanden ist. Darüber kann es möglich sein, die aktuelle Position der Baugruppe 100 oder des Kraftfahrzeugs 200 zu bestimmen. Anhand in der Baugruppe 100 oder im Kraftfahrzeug vorhandenen Kartenmaterials oder anhand in einem zentralen comprises at least one GPS sensor 63 and / or one position sensor 62. It is possible that only one central GPS and / or position sensor 62 is present. It may also be possible to determine the current position of the assembly 100 or of the motor vehicle 200. Using the map material present in the assembly 100 or in the motor vehicle or using a central one
Speicher des Kraftfahrzeugs oder in z. B. der Speichereinrichtung 57 enthaltenen oder auch online abgerufenen Kartenmaterials kann der aktuelle Standort abgerufen werden. Es ist möglich, darüber aktuelle Lage- und Neigungsinformationen für die Baugruppe 100 oder das Kraftfahrzeug und die einzelnen Komponenten zu bestimmen oder mittels Bildererkennung das Umfeld zu erkennen oder die Erkennung zu optimieren. Memory of the motor vehicle or in z. B. the memory device 57 contained or online retrieved map material, the current location can be called up. It is possible to use this to determine current position and inclination information for the assembly 100 or the motor vehicle and the individual components or to recognize the surroundings by means of image recognition or to optimize the recognition.
Neigungsinformationen in horizontaler Längs- und Querrichtung können auch über einen Neigungssensor 64 oder den Lagesensor 62 direkt erfasst werden. Es kann vorzugsweise jedenfalls ermittelt werden, ob die Baugruppe 100 schräg ausgerichtet ist oder ob das Auto am Hang steht und in welche Richtung welche Neigung Inclination information in the horizontal longitudinal and transverse directions can also be recorded directly via an inclination sensor 64 or the position sensor 62. In any case, it can preferably be determined whether the assembly 100 is oriented obliquely or whether the car is on a slope and in which direction which inclination
vorliegt. Darüber kann abgeleitet werden, ob die bewegbaren Komponenten 104 (Türen) durch die Gewichtskraft in die present. It can also be deduced whether the movable components 104 (doors) are in the
geschlossene oder in eine geöffnete Stellung vorbelastet werden. An einer schiefen Ebene kann auch eine (z. B. die linke) closed or biased to an open position. On an inclined plane (e.g. the left one)
Seitentür in die geschlossene Stellung und die andere (z. B. die rechte) Seitentür in die geöffnete Stellung vorbelastet werden, abhängig von der Ausrichtung des Kraftfahrzeugs an der schiefen Ebene . Side door in the closed position and the other (e.g. the right) side door are preloaded into the open position, depending on the orientation of the motor vehicle on the inclined plane.
Eine Steuereinrichtung 55 dient zur Steuerung der Baugruppe 100 mit der bewegbaren Komponente bzw. dem Türflügel 104. Die A control device 55 is used to control the assembly 100 with the movable component or the door leaf 104. The
Steuerung kann auch von einer zentralen Steuerung des Control can also be from a central control of the
Kraftfahrzeugs 200 durchgeführt werden. Dann kann für alle Motor vehicle 200 are performed. Then can for everyone
Baugruppen 100 (und gegebenenfalls weitere Steuerungsaufgaben) eine zentrale Steuerung in dem Kraftfahrzeug 200 vorgesehen sein. Assemblies 100 (and possibly further control tasks) can be provided in a central control in the motor vehicle 200.
Die Steuereinrichtung 55 umfasst hier einen Proportional- Integral-Regler 53, eine Vergleichseinrichtung 56, eine Speicher einrichtung 57 mit z. B. darin hinterlegten Tabellen 58 oder Daten. Die Steuereinrichtung 55 kann einen Lagesensor 62, einen GPS-Sensor 63 (oder irgendein anderes auf Satelliten gestütztes Ortungs- oder Positioniersystem) , einen Neigungssensor 64 und wenigstens einen Handsensor 59 umfassen. Oder es ist wenigstens einer der genannten Sensoren der Steuereinrichtung 55 zugeordnet bzw. die Steuereinrichtung 55 bezieht Messdaten von solchen The control device 55 here comprises a proportional-integral controller 53, a comparison device 56, a memory device 57 with z. B. stored therein tables 58 or data. The control device 55 can comprise a position sensor 62, a GPS sensor 63 (or any other satellite-based location or positioning system), an inclination sensor 64 and at least one hand sensor 59. Or at least one of the named sensors is assigned to the control device 55 or the control device 55 obtains measurement data from them
Sensoren. Ein Stromsensor 65 der Sensoranordnung erfasst den durch Antriebsmotor 75 fließenden Strom und steuert lageabhängig mit den in der Tabelle 58 hinterlegten Korrekturdaten den Sensors. A current sensor 65 of the sensor arrangement detects the current flowing through drive motor 75 and controls the position-dependent with the correction data stored in table 58
Motorstrom. Motor current.
Mit einem Handsensor 59 kann beispielsweise erfasst werden, ob ein Benutzer das Kraftfahrzeug 200 oder insbesondere eine Tür berührt oder ergreift. Oder es kann mit dem Handsensor 59 erfasst werden, ob sich die Hand in unmittelbarer Nähe des Türflügels 104 befindet. Dies kann auch durch Bilderkennung gemacht werden. Es ist möglich, dass eine motorunterstützte Bewegung nur A hand sensor 59 can be used, for example, to detect whether a user is touching or grasping motor vehicle 200 or, in particular, a door. Or it can be detected with the hand sensor 59 whether the hand is in the immediate vicinity of the door leaf 104. This can also be done through image recognition. It is possible for a motor-assisted movement only
durchgeführt wird, wenn sich eine Hand 90 oder ein Körperteil des Benutzers in elektrisch leitender Verbindung mit dem Türflügel 104 oder der Karosserie befindet. Es ist auch möglich, dass z. B. eine kapazitive Messung durchgeführt wird und eine aktive is carried out when a hand 90 or a body part of the user is in electrically conductive connection with the door leaf 104 or the body. It is also possible that, for. B. a capacitive measurement is carried out and an active one
Steuerung der Bewegung erfolgt, wenn sich eine Hand 90 in geringer Entfernung von z. B. weniger als 10 cmm oder vorzugsweise weniger als 5 cm oder 2 cm Entfernung von dem Control of movement occurs when a hand is 90 in short distance from z. B. less than 10 cm or preferably less than 5 cm or 2 cm from the
Türflügel 104 befindet. Ein solcher Handsensor kann in den Door leaf 104 is located. Such a hand sensor can be in the
Türflügel 104 oder andere Komponenten des Kraftfahrzeugs 200 integriert sein. Door leaves 104 or other components of the motor vehicle 200 can be integrated.
Ein Positionssensor 19 kann unmittelbar den Winkel der Tür erfassen. Oder der Positionssensor 19 erfasst eine Position, die repräsentativ für den Winkel der Tür ist. Jedenfalls kann aus dem Positionsmaß 20 (vgl. Fig. 9) eine Winkelstellung der Tür abgeleitet werden. Aus der zeitlichen Änderung der Winkelstellung der Tür oder des Positionsmaßes 20 kann eine Winkel A position sensor 19 can directly detect the angle of the door. Or the position sensor 19 detects a position that is representative of the angle of the door. In any case, an angular position of the door can be derived from the position dimension 20 (see FIG. 9). From the change in the angular position of the door or the position dimension 20 over time, an angle
geschwindigkeit 23 und eine Geschwindigkeitskennzahl 22 speed 23 and a speed index 22
abgeleitet werden. Es ist auch möglich, über z. B. in den be derived. It is also possible to use z. Tie
Außenspiegel oder in der Karosserie integrierte Exterior mirrors or integrated in the body
Sensoreinrichtungen 60 ein Positionsmaß 20 abzuleiten. Sensor devices 60 derive a position measure 20.
Figur lb zeigt eine stark schematische Ansicht einer Baugruppe 100 für ein Exoskelett 300 mit hier zwei relativ zueinander bewegbaren Komponenten 104, 105, die gegeneinander verschwenkt werden können. Die Baugruppe 100 kann z. B. eine äußere FIG. 1b shows a highly schematic view of an assembly 100 for an exoskeleton 300 with here two components 104, 105 which can be moved relative to one another and which can be pivoted towards one another. The assembly 100 can, for. B. an outer
Stützstruktur für einen Finger einer Hand (oder auch die Hand selber, den Arm, den Rücken und/oder ein Bein) bilden und zwei relativ zueinander verschwenkbare Komponenten 104, 105 umfassen. Die Verschwenkung wird sensorisch erfasst und kann mit einer Antriebseinrichtung 70 unterstützt und mit einer Bremseinrichtung 1 gesteuert abgebremst werden. Form a support structure for a finger of a hand (or also the hand itself, the arm, the back and / or a leg) and comprise two components 104, 105 which can be pivoted relative to one another. The pivoting is detected by sensors and can be assisted with a drive device 70 and braked in a controlled manner with a braking device 1.
Die Baugruppe 100 umfasst zwei relativ zueinander bewegbare Komponenten 104 und 105, die hier gelenkig miteinander verbunden sind. Die Baugruppe kann z. B. als äußere Stützstruktur für einen Finger oder auch mehrere Finger einer Hand eines Benutzers ausgebildet sein. Die beiden Komponenten 104, 105 sind hier in einem Winkel 61 relativ zueinander abgebildet, der hier zwischen etwa 0° und etwa 180° variiert werden kann. Die Bewegung der Fingerkuppe in der Komponente 104 wird durch die Mechanik der Baugruppe 100 unterstützt. Dazu ist ein Gelenkmechanismus vorgesehen, der mehrere Hebel 96, 97 und 98 und mehrere The assembly 100 comprises two components 104 and 105 which are movable relative to one another and which are connected to one another in an articulated manner here. The assembly can, for. B. be designed as an outer support structure for a finger or several fingers of a hand of a user. The two components 104, 105 are shown here at an angle 61 relative to one another, which here can be varied between approximately 0 ° and approximately 180 °. The movement of the fingertip in the component 104 is controlled by the mechanics of Module 100 supported. For this purpose, a joint mechanism is provided, the several levers 96, 97 and 98 and several
Drehgelenke 91 bis 95 umfasst. Auch die Körperabschnitte der Komponenten 104, 105 zwischen den Drehgelenken 91 und 92 Swivel joints 91 to 95 includes. Also the body portions of the components 104, 105 between the pivot joints 91 and 92
einerseits und 91 und 95 können als Hebel angesehen werden. on the one hand, and 91 and 95 can be viewed as levers.
Insgesamt stellt der Gelenkmechanismus ein Hebelwerk mit einer integrierten Antriebseinrichtung 70 und einer integrierten Overall, the joint mechanism represents a lever mechanism with an integrated drive device 70 and an integrated one
Bremseinrichtung 1 zur Verfügung, womit Bewegungskräfte des aufgenommenen Fingers verstärkt und auch abgebremst werden können. Dabei kann die Steuerung (physiologisch) unzulässige Bewegungen gezielt abbremsen oder verhindern, um z. B. ein Braking device 1 available, with which movement forces of the finger picked up can be increased and also decelerated. The controller can (physiologically) specifically slow down or prevent impermissible movements in order to, for. B. a
Überstrecken des Fingergelenks sicher zu vermeiden. Auch die intelligente Vernetzung mehrere Finger ist vorzugsweise möglich. Gleichzeitig kann eine erhebliche Verstärkung der Fingerkraft erreicht werden. Die Steuerung erfolgt dabei praktisch von selbst. Der Benutzer muss zunächst etwas Kraft ausüben und es folgt direkt die Unterstützung durch die Antriebseinrichtung.Avoid overstretching the finger joint safely. The intelligent networking of several fingers is also preferably possible. At the same time, a considerable increase in finger strength can be achieved. The control takes place practically by itself. The user first has to exert some force and the support from the drive device follows directly.
Wenn der Benutzer mit dem Abbremsen beginnt, bremst die When the user starts braking, the brakes
Antriebseinrichtung automatisch passend mit. Dabei muss Drive device automatically fits with. It must
vorzugsweise das Bremsen (Bremskraft/-moment ) oder die preferably braking (braking force / torque) or the
Unterstützung (Antriebskraft/-moment ) nicht zwingend in gleichem Verhältnis (als Faktor) sein, dies kann auch variabel angepasst werden. Z.B. kann beim Gaming so das virtuelle Drücken (Ziehen) eines Abzuges eines Gewehres unterstützt werden, indem der Finger zuerst beim Einbeugen mit zunehmender Kraft gebremst, dann die Bremsung stark reduziert wird, wenn der Abzug nach dem Auslösen dynamisch zum Anschlag durchgedrückt wird und danach der Finger mittels Motorkraft unterstützt wieder in die Ursprungsposition zurückgeführt wird. Letzteres bildet die Rückstellfeder vom Abzug nach. Wird beispielsweise das virtuelle Angreifen und Drücken eines Gegenstandes wie z.B. eines Gummiballes geführt Support (driving force / torque) must not necessarily be in the same ratio (as a factor), this can also be adjusted variably. E.g. In gaming, the virtual pressing (pulling) of a trigger of a rifle can be supported by first braking the finger with increasing force when bending, then the braking is greatly reduced when the trigger is dynamically pushed through to the stop after triggering and then the finger is returned to the original position with the assistance of motor power. The latter simulates the return spring of the trigger. For example, if the virtual attacking and pressing of an object such as guided by a rubber ball
unterstützt, so wird vorzugsweise das Schließen der Hand (eine Faust wird gebildet, eingeschwenkt) durch erhöhte Momente an den Gelenken gebremst und so das Komprimieren des Gummiballes simuliert. Das Öffnen der Hand (das Ausschwenken) wird durch den Motor unterstützt, was das Rückfedern des Gummiballes simuliert. Bei all diesen Vorgängen gibt der Nutzer (Mensch/Hand) die supported, the closing of the hand (a fist is formed, swiveled in) is braked by increased moments at the joints and the compression of the rubber ball is simulated. Opening the hand (swinging it out) is controlled by the Motor supports what simulates the rebound of the rubber ball. In all of these processes, the user (human / hand) gives the
Bewegung immer vor, er führt die Finger. Always move forward, he leads his fingers.
Es ist wieder eine Steuereinrichtung 55 vorgesehen, die zentral vorgesehen sein kann oder auch in die Baugruppe 100 integriert sein kann. Ein Proportional-Integral-Regler 53 kann umfasst sein, ebenso je nach Ausgestaltung ein Regler mit Künstlicher A control device 55 is again provided, which can be provided centrally or can also be integrated into the assembly 100. A proportional-integral controller 53 may be included, as well as a controller with artificial, depending on the configuration
Intelligenz und/oder Maschinenlernen. Vorhanden ist hier auch eine Vergleichseinrichtung 56, eine Speichereinrichtung 57 mit darin hinterlegten Tabellen 58 oder Daten. Die Steuereinrichtung 55 kann einen Lagesensor 62 und kann auch einen GPS-Sensor 63, einen Beschleunigungssensor, ein Bilderkennungssystem und einen Neigungssensor 64 und weitere Sensoren umfassen (Datenbrille wie Google Glas; Virtuell Reality Device...) . Die angeführten und weitere Sensoren können auch der Steuereinrichtung 55 zugeordnet sein. Ein Stromsensor 65 der Sensoranordnung erfasst den durch Antriebsmotor 75 fließenden Strom und steuert in Abhängigkeit der Sensorwerte den Motorstrom und die Bremseinrichtung 1. Intelligence and / or machine learning. A comparison device 56, a storage device 57 with tables 58 or data stored therein is also present. The control device 55 can include a position sensor 62 and can also include a GPS sensor 63, an acceleration sensor, an image recognition system and an inclination sensor 64 and other sensors (data glasses such as Google Glass; virtual reality device ...). The listed and other sensors can also be assigned to the control device 55. A current sensor 65 of the sensor arrangement detects the current flowing through the drive motor 75 and controls the motor current and the braking device 1 as a function of the sensor values.
Die weiteren Figuren zeigen Baugruppen 100 und Vorrichtungen, die insbesondere an dem Exoskelett 300 nach Figur lb und auch an dem Kraftfahrzeug 200 nach Figur la eingesetzt werden können. Die Baugruppe 100 kann auch bei anderen Anwendungen eingesetzt werden . The other figures show assemblies 100 and devices which can be used in particular on the exoskeleton 300 according to FIG. 1b and also on the motor vehicle 200 according to FIG. La. The assembly 100 can also be used in other applications.
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel im Schnitt, wobei hier eine Bewegungsbeeinflußungseinrichtung 50 für eine Baugruppe 100 bzw. eine bewegbare Komponente 104 vorgesehen ist. FIG. 2 shows an exemplary embodiment in section, a movement influencing device 50 being provided here for an assembly 100 or a movable component 104.
Die Baugruppe 100 bzw. die Bewegungsbeeinflußungseinrichtung 50 umfasst Anschlusseinheiten 151 und 152 zur Montage an weiteren Teilen oder einer Baueinheit. Z. B. an einem Kraftfahrzeug. The assembly 100 or the movement influencing device 50 comprises connection units 151 and 152 for mounting on further parts or a structural unit. For example on a motor vehicle.
Möglich ist es aber auch, dass die Baugruppe 100 z. B. Teil einer Prothese oder eines Exoskelettes ist und daran befestigt ist, um Bewegungen zu unterstützen oder zu steuern. Die erste Koppeleinheit 32 kann hier beispielsweise fest mit einer bewegbaren Komponente verbunden sein. An der ersten But it is also possible that the assembly 100 z. B. is part of a prosthesis or an exoskeleton and is attached to support or control movements. The first coupling unit 32 can here, for example, be permanently connected to a movable component. At the first
Koppeleinheit 32 ist eine Drehaufnahme 3, hier als Koppelstange 3 ausgebildet, vorgesehen. Auf der Drehaufnahme 3 ist die zweite Koppeleinheit 33 drehbar gelagert, wobei die zweite Koppeleinheit 33 auf der Außenseite eine Gewindespindel 4 umfasst und insofern als Spindeleinheit 4 ausgebildet ist. Coupling unit 32 is a rotary mount 3, designed here as a coupling rod 3. The second coupling unit 33 is rotatably mounted on the rotary mount 3, the second coupling unit 33 comprising a threaded spindle 4 on the outside and being designed as a spindle unit 4.
Eine dritte Koppeleinheit 34 ist vorgesehen, die als Spindel einheit 5 ausgebildet ist. Die dritte Koppeleinheit 34 ist mit der zweiten Koppeleinheit 33 gekoppelt. Die Spindeleinheit 5 umfasst eine Spindelmutter 5 mit einem Innengewinde, welches mit dem Außengewinde der Spindeleinheit 4 der zweiten Koppeleinheit 33 kämmt. Über die miteinander im Eingriff stehenden Spindel einheiten 4 und 5 wird eine Axialbewegung der beiden A third coupling unit 34 is provided, which is designed as a spindle unit 5. The third coupling unit 34 is coupled to the second coupling unit 33. The spindle unit 5 comprises a spindle nut 5 with an internal thread which meshes with the external thread of the spindle unit 4 of the second coupling unit 33. About the mutually engaged spindle units 4 and 5 is an axial movement of the two
Anschlusseinheiten 151 und 152 relativ zueinander in eine Connection units 151 and 152 relative to one another in a
Drehbewegung umgewandelt. Turning motion converted.
Zur Abbremsung der Drehbewegung ist eine steuerbare Brems einrichtung 1 im Inneren der zweiten Koppeleinheit 33 A controllable braking device 1 is located inside the second coupling unit 33 in order to brake the rotary movement
ausgebildet. Die Bremseinrichtung 1 ist als steuerbare Drehbremse ausgebildet, um eine Bewegung einer bewegbaren Komponente 104 wenigstens teilweise zwischen einer Schließstellung 102 und einer Öffnungsstellung 103 gesteuert zu dämpfen. Zum gesteuerten educated. The braking device 1 is designed as a controllable rotary brake in order to at least partially dampen a movement of a movable component 104 between a closed position 102 and an open position 103 in a controlled manner. To the controlled
Bewegen dient die Antriebseinrichtung 70 mit dem Antriebsmotor 75. The drive device 70 with the drive motor 75 serves to move.
An der dritten Koppeleinheit 34 ist das Koppelprofil 153 The coupling profile 153 is on the third coupling unit 34
schwenkbar um die Schwenkachse 34a aufgenommen. Die Schwenkachse 34a kann z. B. als Bolzen oder Achsstummel an der dritten pivotally received about the pivot axis 34a. The pivot axis 34a can, for. B. as a bolt or stub axle on the third
Koppeleinheit 34 ausgebildet sein und ein Auge des Koppelprofils 153 schwenkbar aufnehmen. Die Schwenkachse 34a liegt dabei quer und hier senkrecht zu der Drehachse 33a der zweiten Koppeleinheit 33. Das insbesondere stabförmige Koppelprofil 153 ist an dem zweiten Ende schwenkbar um die Schwenkachse 152a mit der zweiten Anschlusseinheit 152 verbunden. Die Schwenkachse 152a kann z. B. auch als Bolzen oder Achsstummel an der zweiten Anschlusseinheit 152 ausgebildet sein und ein Auge des Koppelprofils 153 Coupling unit 34 can be designed and pivotably accommodate an eye of the coupling profile 153. The pivot axis 34a lies transversely and here perpendicular to the rotation axis 33a of the second coupling unit 33. The particularly rod-shaped coupling profile 153 is connected to the second connection unit 152 at the second end so as to be pivotable about the pivot axis 152a. The pivot axis 152a can, for. B. can also be designed as a bolt or axle stub on the second connection unit 152 and an eye of the coupling profile 153
schwenkbar aufnehmen. Das Koppelprofil 153 ist an einem ersten Ende mit der dritten Koppeleinheit 34 und an einem zweiten Ende mit der zweiten Anschlusseinheit 152 schwenkbar verbunden. Die zweite Anschlusseinheit 152 kann z. B. an der A-Säule oder der B- Säule des Kraftfahrzeugs oder an einem Teil des Exoskeletts angebracht oder ausgebildet sein. record pivotable. The coupling profile 153 is pivotably connected at a first end to the third coupling unit 34 and at a second end to the second connection unit 152. The second connection unit 152 can e.g. B. be attached or formed on the A-pillar or the B-pillar of the motor vehicle or on a part of the exoskeleton.
Zur aktiven Steuerung bzw. aktiven Führung der bewegbaren For active control or active guidance of the movable
Komponente ist die Antriebseinrichtung 70 in der zweiten The component is the drive device 70 in the second
Koppeleinheit 33 aufgenommen. Dabei ist das Antriebsgehäuse 71 drehbar an einer Antriebsaufnahme 73 gelagert. Eine standardmäßig drehfeste Verbindung zwischen dem Antriebsgehäuse 71 des Coupling unit 33 added. The drive housing 71 is rotatably mounted on a drive receptacle 73. A standard non-rotatable connection between the drive housing 71 of the
Antriebsmotors 75 und der ersten Koppeleinheit 32 kann durch den Aktor 80 aufgehoben werden, der hier einen Antrieb 86 umfasst.The drive motor 75 and the first coupling unit 32 can be canceled by the actuator 80, which here comprises a drive 86.
Der Antrieb 86 kann in vertikaler Richtung verfahren werden und somit eine drehfeste Verbindung des Antriebsgehäuses mit der ersten Koppeleinheit 32 aufheben bzw. wieder erzeugen. Der Aktor 80 ist nur optional vorgesehen und ermöglicht, wenn eingebaut, eine ungestörte und einfache Verschwenkung der bewegbaren The drive 86 can be moved in the vertical direction and thus cancel a rotationally fixed connection of the drive housing with the first coupling unit 32 or create it again. The actuator 80 is only provided as an option and, if installed, enables an undisturbed and simple pivoting of the movable ones
Komponente z. B. eines Kraftfahrzeugs oder eiines Exoskeletts in einem „manuellen Mode" ohne Motorunterstützung. In vielen Component z. B. a motor vehicle or an exoskeleton in a "manual mode" without motor assistance. In many
Ausgestaltungen ist der Aktor 80 nicht umfasst und der The actuator 80 is not included and the embodiments
Antriebsmotor 75 ist kontinuierlich im Eingriffszustand. Drive motor 75 is continuously engaged.
An der zweiten Koppeleinheit 33 ist die erste Spindeleinheit 4 ausgebildet. Des weiteren ist die zweite Spindeleinheit 5 an einer dritten Koppeleinheit 34 ausgebildet. Die Innenverzahnung der als Spindelmutter ausgebildeten Spindeleinheit 5 greift in die Außenverzahnung der als Gewindespindel ausgeführten The first spindle unit 4 is formed on the second coupling unit 33. Furthermore, the second spindle unit 5 is formed on a third coupling unit 34. The internal toothing of the spindle unit 5 designed as a spindle nut engages with the external toothing of the threaded spindle
Spindeleinheit 4 ein, sodass bei einer relativen Drehbewegung der zweiten Koppeleinheit relativ zur dritten Koppeleinheit eine axiale Verschiebung der Anschlusseinheiten 151 und 152 zueinander erfolgt . Ein Aktivieren des Antriebsmotors 75 bewirkt dann eine direkte Drehung der beiden Koppeleinheiten 32 und 33 relativ zueinander. Da an der zweiten Koppeleinheit 33 eine Gewindespindel 4 Spindle unit 4, so that when the second coupling unit rotates relative to the third coupling unit, there is an axial displacement of the connection units 151 and 152 with respect to one another. Activating the drive motor 75 then causes a direct rotation of the two coupling units 32 and 33 relative to one another. Since the second coupling unit 33 has a threaded spindle 4
ausgebildet ist, die in Eingriff mit der Gewindemutter 5 der dritten Koppeleinheit 34 steht, wird somit über den Motor eine Axialverschiebung der Anschlusseinheiten 151 und 152 zueinander bewirkt . which is in engagement with the threaded nut 5 of the third coupling unit 34, an axial displacement of the connection units 151 and 152 with respect to one another is thus effected via the motor.
In der entkoppelten Stellung, wenn der Aktor 80 nicht drehfest mit dem Antriebsgehäuse 71 gekoppelt ist, kann eine einfache und rein manuelle Verstellung der Winkelposition der Koppeleinheiten 33 und 32 zueinander bewirkt werden. In the decoupled position, when the actuator 80 is not rotatably coupled to the drive housing 71, a simple and purely manual adjustment of the angular position of the coupling units 33 and 32 to one another can be effected.
Die Antriebseinheit muss nicht zwingend koaxial zur The drive unit does not necessarily have to be coaxial to the
Bremsvorrichtung 1 angeordnet sein. Diese kann auch parallel oder versetzt dazu angeordnet werden. Die Drehmomentübertragung kann hierbei beispielsweise über einen Keilriemen, Zahnriemen, Braking device 1 can be arranged. This can also be arranged parallel or offset to it. The torque transmission can for example be via a V-belt, toothed belt,
Zahnräder, Kegelzahnräder, Kettenantrieb, Reibräder oder Gears, bevel gears, chain drives, friction wheels or
dergleichen erfolgen. Auf der Welle 72 kann z. B. ein the like take place. On the shaft 72, for. B. a
Zahnriemenrad angebracht werden. Die Koppeleinheit 33 kann am äußeren Ende ein Zahnriemenprofil haben, welches dann mittels eines Zahnriemens mit dem Zahnriemenrad der Toothed belt pulley are attached. The coupling unit 33 can have a toothed belt profile at the outer end, which is then connected to the toothed belt wheel by means of a toothed belt
Bewegungsbeeinflußungseinrichtung 50 bzw. der Antriebseinheit 70 wirkverbunden ist. Movement influencing device 50 or the drive unit 70 is operatively connected.
Figur 3 zeigt ein vergrößertes Detail der Figure 3 shows an enlarged detail of the
Bewegungsbeeinflußungseinrichtung 50 mit der Antriebseinrichtung 70 und der Bremseinrichtung 1. Von den drei Koppeleinheiten 32, Movement influencing device 50 with the drive device 70 and the braking device 1. Of the three coupling units 32,
33 und 34 ist die erste Koppeleinheit 32 mit z. B. einem Teil des Exoskeletts oder einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs 200 verbunden und die zweite Koppeleinheit 33 ist mit der bewegbaren Komponente 104 verbunden oder gekoppelt. Die zweite Koppeleinheit 33 ist über die hier als Achseinheit ausgebildete Drehaufnahme 3 drehbar gelagert. Zwischen der Achseinheit 3, die auch als 33 and 34 is the first coupling unit 32 with z. B. is connected to a part of the exoskeleton or a body of a motor vehicle 200, and the second coupling unit 33 is connected or coupled to the movable component 104. The second coupling unit 33 is rotatably mounted via the rotary mount 3, which is designed here as an axle unit. Between the axle unit 3, which is also called
Koppelstange bezeichnet werden kann, und der zweiten Coupling rod can be called, and the second
Koppeleinheit 33 sind Lager 7 angeordnet. Zwischen den Lagern 7 sind elektrische Spulen 9 angeordnet, an die in axialer Richtung jeweils Drehkörper 2 angrenzen. Mit den elektrischen Spulen 9 wird eine Magnetfeldquelle 8 zur Verfügung gestellt. Wenn mit den elektrischen Spulen 9 ein Magnetfeld erzeugt wird, führt dies zu einem Bremsmoment zwischen den beiden Koppeleinheiten 32 und 33. Über die Bremseinrichtung 1 kann in beliebigen Stellungen oder Winkelpositionen ein starkes Bremsmoment aufgebracht werden, sodass eine unbeabsichtigte Veränderung der Stellung der Coupling unit 33 bearings 7 are arranged. Between the bearings 7 electrical coils 9 are arranged, each of which is adjacent to the rotating body 2 in the axial direction. With the electrical coils 9, a magnetic field source 8 is made available. If a magnetic field is generated with the electrical coils 9, this leads to a braking torque between the two coupling units 32 and 33. Via the braking device 1, a strong braking torque can be applied in any position or angular position so that an unintentional change in the position of the
bewegbaren Komponente 104 (z. B. des Öffnungswinkels eines movable component 104 (z. B. the opening angle of a
Türflügels) verhindert wird. Door leaf) is prevented.
In Figur 3 ist auch der Verlauf des Magnetfeldes 10 bzw. es sind Feldlinien eines Magnetkreises beispielhaft eingezeichnet. In Figure 3, the course of the magnetic field 10 or field lines of a magnetic circuit are shown as an example.
Das von der elektrischen Spule 9 als Magnetfeldquelle 8 erzeugte Magnetfeld verläuft durch einen Abschnitt der magnetisch The magnetic field generated by the electric coil 9 as a magnetic field source 8 runs through a section of the magnetically
leitenden Hülse 17 und tritt durch einen benachbart von der elektrischen Spule angeordneten Drehkörper 2 hindurch und tritt in die aus einem ebenfalls ferromagnetischen Material bestehende Koppelstange bzw. Drehaufnahme 3 ein und verläuft axial zurück bis zum nächsten Drehkörper 2, wo die Magnetfeldlinien wieder radial durch einen Drehkörper 2 hindurch und in die Hülse 17 eintreten und dort geschlossen werden. Vorzugsweise sind zwischen zwei axial benachbarten Spulen jeweils zwei separate Drehkörper 2 vorgesehen. Es können mehrere Magnetkreise vorgesehen sein, die axial voneinander beabstandet sind. Jeder Magnetkreis kann zum Beispiel zwei Reihen von Drehkörpern 2 umfassen, die jeweils rechts und links von einer elektrischen Spule 9 auf dem Umfang verteilt angeordnet sind. Dabei gilt hier, je mehr conductive sleeve 17 and passes through a rotating body 2 arranged adjacent to the electrical coil and enters the coupling rod or rotary mount 3, which is also made of a ferromagnetic material, and runs axially back to the next rotating body 2, where the magnetic field lines again radially through a rotating body 2 pass through and into the sleeve 17 and are closed there. Two separate rotating bodies 2 are preferably provided between two axially adjacent coils. Several magnetic circuits can be provided, which are axially spaced from one another. Each magnetic circuit can, for example, comprise two rows of rotating bodies 2, which are each arranged to the right and left of an electrical coil 9 distributed around the circumference. The rule here is the more
Magnetkreise/Drehkörpereinheiten ausgeführt werden, desto höher ist das maximale Bremsmoment. Magnetic circuits / rotating body units are executed, the higher the maximum braking torque.
Möglich ist es auch, dass in axialer Richtung lang gestreckte Drehkörper vorgesehen sind, sodass ein Ende eines lang It is also possible for rotating bodies elongated in the axial direction to be provided, so that one end of a long
gestreckten zylindrischen Drehkörpers von dem Magnetfeld der auf einer axialen Seite benachbarten elektrischen Spule 9 durchflossen wird, während das andere Ende des zylindrischen Drehkörpers 2 von dem Magnetfeld der nächsten elektrischen Spule 9 durchflossen wird. elongated cylindrical rotating body from the magnetic field of the electrical coil 9 adjacent on one axial side is traversed, while the other end of the cylindrical rotating body 2 is traversed by the magnetic field of the next electrical coil 9.
Zentral im Inneren der Koppelstange 3 bzw. der Drehaufnahme 3 kann ein Kanal 21 ausgebildet sein, der zum Beispiel abzweigende Kanäle umfasst, die zum Beispiel zu den einzelnen elektrischen Spulen 9 verlaufen, um die einzelnen elektrischen Spulen 9 gezielt mit Strom zu versorgen. Centrally in the interior of the coupling rod 3 or the rotary mount 3, a channel 21 can be formed, which includes, for example, branching channels that run, for example, to the individual electrical coils 9 in order to supply the individual electrical coils 9 with current in a targeted manner.
Die Koppelstange bzw. Drehaufnahme 3 ist insbesondere fest mit der ersten Koppeleinheit 32 verbunden und kann gegebenenfalls einstückig daran ausgebildet sein oder auch damit verschraubt oder verschweißt sein. The coupling rod or rotary receptacle 3 is in particular firmly connected to the first coupling unit 32 and can optionally be formed in one piece with it or also screwed or welded to it.
Es ist möglich, dass zwischen den einzelnen Serien von It is possible that between the individual series of
Drehkörpern 2 jeweils Zwischenringe 18 vorgesehen sind, um die einzelnen Magnetkreise voneinander zu trennen. Rotary bodies 2 are each provided intermediate rings 18 to separate the individual magnetic circuits from one another.
Klar erkennbar ist in Figur 3 auch das Außengewinde 14 der The external thread 14 of the can also be clearly seen in FIG
Gewindespindel 4, welches im Eingriff mit dem Innengewinde 15 der Spindelmutter 5 steht. Threaded spindle 4, which is in engagement with the internal thread 15 of the spindle nut 5.
Die Hülse 17 ist drehfest mit der Gewindespindel 4 als zweiter Koppeleinheit 33 verbunden und zum Beispiel verklebt. Der Einsatz einer Hülse 17 aus einem ferromagnetischen Material ermöglicht es, die Gewindespindel 4 an sich beispielsweise aus einem The sleeve 17 is rotatably connected to the threaded spindle 4 as a second coupling unit 33 and, for example, glued. The use of a sleeve 17 made of a ferromagnetic material enables the threaded spindle 4 per se, for example from a
Kunststoff herzustellen, wobei hier die Verwendung von speziellen Kunststoffen vorteilhaft ist. Das führt zu einer erheblichen Gewichtsersparnis. Außerdem kann damit eine Selbstschmierung der ineinander eingreifenden Gewindebereiche der Spindeleinheiten 4 und 5 erzielt werden, sodass die bewegbare Komponente 104 bzw. die Baugruppe 100 wartungsfrei und reibungsarm betrieben werden kann . Manufacture plastic, the use of special plastics is advantageous here. This leads to a considerable saving in weight. In addition, self-lubrication of the interlocking threaded areas of the spindle units 4 and 5 can be achieved, so that the movable component 104 or the assembly 100 can be operated maintenance-free and with low friction.
Benachbart zu dem Wälzlager 7 ist eine Dichtung 13 angeordnet, die beispielsweise einen Wellendichtring umfasst und in A seal 13 is arranged adjacent to the roller bearing 7, which seal comprises, for example, a shaft sealing ring and is in
berührender Weise alle Spalte dichtet. Da die Drehaufnahme 3 vorzugsweise aus einem ferromagnetischen Material und touchingly seals all gaps. Since the rotary mount 3 preferably made of a ferromagnetic material and
beispielsweise einem relativ weichen Stahl besteht, wird for example, a relatively soft steel is made
vorzugsweise ein Laufring 28 aus einem gehärteten Material in dem Bereich der Dichtung 13 auf die Drehaufnahme 3 aufgebracht, um eine Abnutzung zu verhindern. preferably a race 28 made of a hardened material in the area of the seal 13 is applied to the rotary mount 3 in order to prevent wear.
Im Inneren ist in dem Hohlraum zwischen der Drehaufnahme 3 und der Hülse 17 (falls die Gewindespindel aus beispielsweise Inside is in the cavity between the rotary seat 3 and the sleeve 17 (if the threaded spindle is made for example
Kunststoff besteht) bzw. der inneren Wandung der Gewindespindel 4 (falls diese aus einem ferromagnetischen Material besteht und keine Hülse 17 vorhanden ist) und der Außenoberfläche der der Drehaufnahme 3 vorzugsweise eine Mehrzahl von Magnetkreisen untergebracht. Dabei werden in dem hohlzylindrischen Innenraum elektrische Spulen 9 entweder direkt auf die Drehaufnahme 3 gewickelt oder auf Spulenhalter 11 gewickelt, die anschließend auf die Koppelstange 3 aufgeschoben werden. Plastic) or the inner wall of the threaded spindle 4 (if it consists of a ferromagnetic material and no sleeve 17 is present) and the outer surface of the rotary mount 3, preferably accommodates a plurality of magnetic circuits. In this case, electrical coils 9 are either wound directly onto the rotary mount 3 in the hollow cylindrical interior or wound onto the coil holder 11, which is then pushed onto the coupling rod 3.
Benachbart zu den elektrischen Spulen 9 werden vorzugsweise auf jeder Axialseite eine Vielzahl von Drehkörpern oder Wälzkörpern 2 untergebracht, durch die sich das Magnetfeld des Magnetkreises schließt. Beispielsweise können in einer Axialposition zum A plurality of rotating bodies or rolling bodies 2, through which the magnetic field of the magnetic circuit is closed, are preferably accommodated on each axial side adjacent to the electrical coils 9. For example, in an axial position for
Beispiel 8 oder 10 Drehkörper 2 auf dem Umfang verteilt Example 8 or 10 rotating body 2 distributed on the circumference
angeordnet werden. to be ordered.
Figur 4 bis Figur 6 zeigen verschiedene Stellungen der Figure 4 to Figure 6 show different positions of the
Bewegungsbeeinflußungseinrichtung 50 nach Figur 2. Figur 4 zeigt die Bewegungsbeeinflußungseinrichtung 50 in einer mittleren Stellung, in der sich die Spindelmutter 5 in einer Movement influencing device 50 according to Figure 2. Figure 4 shows the movement influencing device 50 in a central position in which the spindle nut 5 is in a
Zwischenposition befindet. Das hier perspektivisch erkennbare und lang gestreckt ausgebildete Koppelprofil 153 erstreckt sich ein mittleres Wegstück durch den Ausschnitt 32b an dem Blech bzw. Führungsblech 32b. Das Führungsblech 32b ist fest mit der ersten Koppeleinheit 32 verbunden und insbesondere einstückig daran ausgebildet . Intermediate position. The coupling profile 153, which can be seen here in perspective and is designed to be elongated, extends a middle path section through the cutout 32b on the sheet metal or guide sheet 32b. The guide plate 32b is firmly connected to the first coupling unit 32 and, in particular, is formed in one piece thereon.
Es ist erkennbar, dass der Ausschnitt 32b nur wenig breiter ausgebildet ist als das Koppelprofil 153. Der dargestellte Aufbau ermöglicht eine sehr schmale Konstruktion, bei der die lichte Breite kleiner sein kann als die doppelte Breite des It can be seen that the cutout 32b is only slightly wider than the coupling profile 153. The structure shown enables a very narrow construction in which the clear width can be smaller than twice the width of the
Koppelprofils 153 senkrecht zu seiner Längserstreckung. Dies wird dadurch erreicht, dass das Koppelprofil 153 beidseitig gelenkig gelagert und in seiner Form so ausgebildet ist, dass es trotz der sich ändernden kinematischen Gegebenheiten beim Bewegen der bewegbaren Komponente aufgrund der zueinander im Abstand Coupling profile 153 perpendicular to its longitudinal extent. This is achieved in that the coupling profile 153 is articulated on both sides and is designed in its shape so that it is spaced apart from one another despite the changing kinematic conditions when moving the movable component
stehenden Anschlusspunkte bzw. Befestigungspunkte 152a der standing connection points or attachment points 152a of the
Antriebseinheit immer mittig im Ausschnitt 32b liegt. Drive unit is always centered in cutout 32b.
Die erste Koppeleinheit 32 kann zu wesentlichen Teilen aus einem gebogenen oder abgekanteten Blech bestehen und direkt mit einer bewegbaren Komponente 104 über z. B. Schrauben 151a verschraubt werden. Die Vorrichtung kann im Inneren der Baugruppe 100 und z. B. im Inneren eines Türaufbaus eines Türflügels montiert werden. Möglich ist auch eine externe Anbringung z. B. bei einem The first coupling unit 32 can consist to a large extent of a bent or folded sheet metal and directly connected to a movable component 104 via z. B. screws 151a are screwed. The device can be inside the assembly 100 and e.g. B. be mounted inside a door structure of a door leaf. External attachment is also possible, e.g. B. at one
Exoskelett . Exoskeleton.
Figur 5 zeigt eine Draufsicht auf ein vollständig ausgefahrenes Koppelprofil 153. Die Vorrichtung befindet sich in der FIG. 5 shows a top view of a fully extended coupling profile 153. The device is located in FIG
ausgefahrenen Endstellung und das Koppelprofil 153 erstreckt sich maximal durch den Ausschnitt 32b hindurch. In der Draufsicht nach Figur 6 ist gut zu erkennen, dass das Koppelprofil 153 mehrere und hier zwei Krümmungen 153d und 153e aufweist, die hier gegensinnig verlaufen. Dadurch erstrecken sich die Enden des Koppelprofils 153 parallel zueinander und sind um weniger als eine Breite quer zur Längserstreckung versetzt angeordnet. Die genaue Profilform hängt von der Einbausituation ab. Hier wird jedenfalls ein schmaler Aufbau erreicht, der auch im Betrieb nur einen geringen Raumbedarf beim Einbau in das Innere einer extended end position and the coupling profile 153 extends maximally through the cutout 32b. In the top view according to FIG. 6, it can be clearly seen that the coupling profile 153 has several and here two curvatures 153d and 153e, which here run in opposite directions. As a result, the ends of the coupling profile 153 extend parallel to one another and are arranged offset by less than a width transversely to the longitudinal extension. The exact profile shape depends on the installation situation. In any case, a narrow structure is achieved here, which, even in operation, only requires a small amount of space when installed in the interior of a
Baugruppe 100 benötigt. Assembly 100 required.
Figur 6 zeigt eine Draufsicht auf die Figure 6 shows a plan view of the
Bewegungsbeeinflußungseinrichtung 50 nach Figur 2 in einer weitgehend eingefahrenen Stellung. Das Koppelprofil 153 ist weitgehend eingefahren und erstreckt sich seitlich nicht über den Durchmesser der zweiten Koppeleinheit 33 oder der dritten Movement influencing device 50 according to Figure 2 in a largely retracted position. The coupling profile 153 is largely retracted and does not extend laterally over the Diameter of the second coupling unit 33 or the third
Koppeleinheit 34 hinaus. Coupling unit 34 addition.
Wie Figuren 4, 5 und 6 zeigen, ist an der ersten Koppeleinheit 32 ein Führungsblech 32a zur Befestigung an einer bewegbaren As FIGS. 4, 5 and 6 show, on the first coupling unit 32 there is a guide plate 32a for attachment to a movable one
Komponente 104 befestigt. Das Führungsblech 32a umfasst einen Ausschnitt 32b, durch den das Koppelprofil 153 durchgeführt ist. Das Koppelprofil 153 ist mit der dritten Koppeleinheit 34 und der zweiten Anschlusseinheit 152 schwenkbar gekoppelt und ist länglich und gekrümmt ausgebildet. Component 104 attached. The guide plate 32a comprises a cutout 32b through which the coupling profile 153 is passed. The coupling profile 153 is pivotably coupled to the third coupling unit 34 and the second connection unit 152 and is elongated and curved.
Figur 7 zeigt eine schematische Prinzipskizze der Funktionsweise der magnetorheologischen Übertragungsvorrichtung 40 mit dem Grundprinzip des Drehdämpfers bzw. der Bremseinrichtung 1. Diese Figur ist grundsätzlich auch schon in der WO 2017/001696 Al abgebildet. Die diesbezügliche Beschreibung und der gesamte Inhalt der WO 2017/001696 Al wird deshalb in die Offenbarung der vorliegenden Erfindung mit aufgenommen. FIG. 7 shows a schematic basic sketch of the mode of operation of the magnetorheological transmission device 40 with the basic principle of the rotary damper or the braking device 1. This figure is basically also shown in WO 2017/001696 A1. The relevant description and the entire content of WO 2017/001696 A1 is therefore included in the disclosure of the present invention.
Figur 7 zeigt zwei Koppeleinheiten 32 und 33, deren Figure 7 shows two coupling units 32 and 33, whose
Relativbewegung durch die Übertragungsvorrichtung 40 gedämpft werden bzw. gezielt beeinflusst werden soll. Dazu ist in einem Spalt 35 zwischen den Koppeleinheiten 32 und 33 eine Mehrzahl von Drehkörpern 2 angeordnet, die in ein magnetorheologisches Fluid 6 eingebettet sind. Die Drehkörper 2 sind separate Teile 36 und fungieren als Magnetfeldkonzentratoren, was bei angelegtem Relative movement is to be damped or specifically influenced by the transmission device 40. For this purpose, a plurality of rotating bodies 2, which are embedded in a magnetorheological fluid 6, are arranged in a gap 35 between the coupling units 32 and 33. The rotating body 2 are separate parts 36 and act as magnetic field concentrators, which is when applied
Magnetfeld und einer Relativbewegung der Koppeleinheiten 32 und 33 zueinander zu einem Keileffekt führt, wobei sich keilförmige Bereiche 46 ergeben, in denen sich die magnetorheologischen Partikel sammeln und über den Keileffekt eine Weiterdrehung der Drehkörper 2 und eine Relativbewegung der Koppeleinheiten 32 und 33 zueinander effektiv abbremsen. Magnetic field and a relative movement of the coupling units 32 and 33 to each other lead to a wedge effect, resulting in wedge-shaped areas 46 in which the magnetorheological particles collect and effectively brake further rotation of the rotating bodies 2 and a relative movement of the coupling units 32 and 33 to each other via the wedge effect.
Dabei ist der freie Abstand 39 zwischen dem Drehkörper 2 und der Oberfläche der Koppeleinheiten 32 und 33 grundsätzlich größer als ein typischer oder durchschnittlicher oder maximaler The free distance 39 between the rotating body 2 and the surface of the coupling units 32 and 33 is basically greater than a typical, average or maximum
Partikeldurchmesser eines magnetorheologischen Partikels in dem magnetorheologischen Fluid. Durch diesen „MRF-Keileffekt" wird eine erheblich stärkere Beeinflussung erzielt als zu erwarten wäre. Dies führt insbesondere zu einer hohen statischen Kraft, die als Haltekraft genutzt werden kann. Particle diameter of a magnetorheological particle in the magnetorheological fluid. This “MRF wedge effect” results in a considerably stronger influence than would be expected. This leads in particular to a high static force that can be used as a holding force.
Die hier in den Ausführungsbeispielen gezeigten Drehdämpfer bzw. Bremseinrichtung in 1 funktionieren vorzugsweise alle nach diesem „MRF-Keileffekt" . The rotary dampers or braking device shown here in the exemplary embodiments in FIG. 1 preferably all function according to this "MRF wedge effect".
Die hohe statische Kraft kann effektiv als Haltekraft genutzt werden und kann vorteilhaft ausgenutzt werden, wie Figur 8 zeigt, in der der Kraftverlauf der Bremskraft der magnetorheologischen Übertragungsvorrichtung 40 bzw. der Bremseinrichtung 1 über der Umdrehungszahl der Drehkörper (und analog auch der drehbaren Spindeleinheit) dargestellt ist. Es zeigt sich, dass bei The high static force can effectively be used as a holding force and can be used advantageously, as Figure 8 shows, in which the force curve of the braking force of the magnetorheological transmission device 40 or the braking device 1 is shown over the number of revolutions of the rotating body (and analogously also the rotating spindle unit) is. It turns out that with
Stillstand der Drehkörper 2 eine sehr hohe Bremskraft erzeugt wird. Überwindet der Benutzer die Bremskraft, die die bewegbare Komponente offenhält, so sinkt die Bremskraft auch bei immer noch anliegendem Magnetfeld mit zunehmender Geschwindigkeit erheblich ab, sodass der Benutzer die bewegbare Komponente auch bei anliegendem Magnetfeld nach Überwindung der ausreichenden Standstill of the rotating body 2 a very high braking force is generated. If the user overcomes the braking force that keeps the movable component open, the braking force drops considerably with increasing speed even if the magnetic field is still applied, so that the user can use the movable component even if the magnetic field is applied after overcoming the sufficient one
Haltekraft leicht schließen kann. Holding force can easily close.
Dieser Effekt führt dazu, dass grundsätzlich in jeder beliebigen Winkelposition eine hohe Haltekraft erzeugt wird, die der This effect means that, in principle, a high holding force is generated in any angular position
Benutzer aber recht einfach überwinden kann, um die bewegbare Komponente zu schließen. Dadurch wird eine sehr komfortable Funktion zur Verfügung gestellt. Die Schließfunktion kann motorisch unterstützt werden, sodass jederzeit nur leichte Kräfte aufgebracht werden müssen. However, users can quite easily overcome it to close the movable component. This provides a very convenient function. The locking function can be supported by a motor so that only light forces have to be applied at all times.
Mit der Erfindung kann die Antriebseinrichtung geregelt werden. Ein wesentlicher Aspekt liegt in der Regelung der With the invention, the drive device can be regulated. An essential aspect lies in the regulation of the
Antriebseinrichtung 70 und/oder der Bremseinrichtung 1 und in der Geschwindigkeit, mit der sich die Bremseinrichtung 1 steuern und bewegen bzw. abbremsen lässt. Insbesondere die Geschwindigkeit mit der sich die Richtung ändern lässt. Drive device 70 and / or the braking device 1 and at the speed at which the braking device 1 control and move or slow down. In particular the speed with which the direction can be changed.
Die Regelung des Antriebsmotors 75 erfolgt über den eingestellten Strom. Der Ablauf der Regelung ist in Figur 9 gezeigt. The control of the drive motor 75 takes place via the set current. The control sequence is shown in FIG.
Ausgangszustand: Die bewegbare Komponente ist z. B. geschlossen oder wenn geöffnet: gebremst/blockiert . Wird die bewegbare Initial state: The movable component is e.g. B. closed or when open: braked / blocked. Will the movable
Komponente von außen bewegt (also vom Benutzer) , wird die Component moved from the outside (i.e. by the user), the
Bremseinrichtung 1 gelöst, die Teile bewegen sich zueinander. Durch die dadurch erfolgte Bewegung des Antriebsmotors 75 (E-Brake device 1 released, the parts move towards each other. The movement of the drive motor 75 (E-
Motor) wird im Antriebsmotor ein erster Strom induziert und dieser wird gemessen. Die Steuereinrichtung 55 (Regelung) erhöht dann den Strom aktiv solange in die entgegengesetzte Richtung, bis der induzierte Strom ausgeglichen wird und gibt dann einen geringen Offsetstrom darüber aus. Durch den Offsetstrom bewegt der Antriebsmotor die bewegbare Komponente 104 bzw. die Motor) a first current is induced in the drive motor and this is measured. The control device 55 (regulation) then actively increases the current in the opposite direction until the induced current is compensated and then outputs a small offset current over it. The drive motor moves the movable component 104 or the
Anschlusseinheiten 151, 152 mit geringer zusätzlicher Kraft, solange die bewegbare Komponente vom Benutzer bewegt wird. Connection units 151, 152 with little additional force, as long as the movable component is moved by the user.
Verändert der Benutzer die Geschwindigkeit der Bewegung, If the user changes the speed of movement,
verändert sich auch der induzierte Strom und der Proportional- Integral-Regler 53 regelt auch den Strom zum Antriebsmotor 75 entsprechend. Dadurch wird die Kraft (Drehmoment), die der the induced current also changes and the proportional-integral controller 53 also regulates the current to the drive motor 75 accordingly. This will increase the force (torque) that the
Antriebsmotor aufwendet, der Änderung der Geschwindigkeit des Benutzers angepasst. Bremst der Benutzer die Bewegung ab, wird der Offset-Strom des Antriebsmotors 75 zu groß, und der Regler 53 regelt diesen zurück. Drive motor expends adapted to the change in speed of the user. If the user brakes the movement, the offset current of the drive motor 75 becomes too large and the controller 53 regulates it back.
Die Steuereinrichtung 55 steuert die Baugruppe 100 und die bewegbare Komponente 104. Es wird dabei mit einem Positionssensor 19 ein Positionsmaß 20 für eine Winkelstellung der bewegbaren Komponente 104 und eine Geschwindigkeitskennzahl 22 für eine Winkelgeschwindigkeit 23 der bewegbaren Komponente 104 erfasst. Die Werte können periodisch aufgenommen werden. Wird eine The control device 55 controls the assembly 100 and the movable component 104. A position sensor 19 is used to detect a position measure 20 for an angular position of the movable component 104 and a speed index 22 for an angular speed 23 of the movable component 104. The values can be recorded periodically. Will be a
Verlagerung (z. B. Verschwenkung) der bewegbaren Komponente 104 erkannt, so wird eine aus der Bewegungsgeschwindigkeit 23 eine Geschwindigkeitskennzahl 22 ermittelt (bzw. umgekehrt) . Mit der Geschwindigkeitskennzahl 22 wird aus der in der If displacement (e.g. pivoting) of the movable component 104 is detected, one of the movement speed 23 becomes one Speed index 22 is determined (or vice versa). With the speed index 22, the in the
Speichereinrichtung 57 hinterlegten Tabelle 58 eine elektrische Vorgabestromstärke 24 für den elektrischen Antriebsmotor 75 ermittelt. Danach wird die zugehörige Vorgabespannung 25 The table 58 stored in the storage device 57 determines an electrical default current intensity 24 for the electrical drive motor 75. The associated preset voltage is then 25
eingestellt . set.
Die zugehörige Vorgabespannung 25 wird über Erfahrungswerte bestimmt. Beispielsweise können in einer waagerechten Position ohne äußere Belastungen Grundwerte für die Reibung ermittelt werden, die dann berücksichtigt werden, um eine praktisch kraftfreie Führung der bewegbaren Komponente zu erreichen The associated default voltage 25 is determined from empirical values. For example, in a horizontal position without external loads, basic values for the friction can be determined, which are then taken into account in order to achieve practically force-free guidance of the movable component
(Berücksichtigung von Alterung oder Verschleiß). (Consideration of aging or wear).
Anschließend wird die durch den Antriebsmotor 75 fließende Then the flowing through the drive motor 75
Stromstärke 26 gemessen oder ermittelt. Die tatsächlich fließende Stromstärke 26 wird mit der elektrischen Vorgabestromstärke 24 (bei der Geschwindigkeitskennzahl 22) verglichen. Amperage 26 measured or determined. The current intensity 26 actually flowing is compared with the specified electrical current intensity 24 (for the speed index 22).
Die Vorgabespannung 25 wird erhöht, wenn die durch den The default voltage 25 is increased when the through the
Antriebsmotor 75 fließende Stromstärke 26 geringer ist als die elektrische Vorgabestromstärke 24. Dann wird davon ausgegangen, dass der Benutzer die bewegbare Komponente 104 beschleunigen möchte . Drive motor 75 current intensity 26 flowing is less than the electrical default current intensity 24. It is then assumed that the user wants to accelerate the movable component 104.
Die Vorgabespannung 25 wird verringert, wenn die durch den The default voltage 25 is reduced when the through the
Antriebsmotor 75 fließende Stromstärke 26 größer ist als die elektrische Vorgabestromstärke 24. Dann wird davon ausgegangen, dass der Benutzer die bewegbare Komponente 104 abbremsen möchte. Drive motor 75 current intensity 26 flowing is greater than the specified electrical current intensity 24. It is then assumed that the user would like to brake the movable component 104.
Berücksichtigt wird dabei insbesondere die räumliche Lage und Orientierung der zu bewegenden Komponente. Ein schiefe Lage, bei der die bewegbare Komponente gegen die Schwerkraft bewegt werden muss, wird entsprechend berücksichtigt und die draus In particular, the spatial position and orientation of the component to be moved is taken into account. An inclined position, in which the movable component has to be moved against gravity, is taken into account accordingly and that resulting from it
resultierenden Kräfte ausgeglichen. Die letzten Schritte werden iterativ fortgesetzt, um dem Benutzer immer das Gefühl des „kraftlosen Führens" zu geben. resulting forces balanced. The last steps are continued iteratively in order to always give the user the feeling of "powerless guidance".
Auch die Temperaturen der bewegbaren Komponente und/oder der Umgebung können berücksichtigt werden. Es treten unterschiedliche Widerstandskräfte und Momente auf, wenn die Baugruppe im Sommer der Sonnenstrahlung ausgesetzt ist und wenn die Baugruppe im Winter draußen eingesetzt wird. The temperatures of the movable component and / or the surroundings can also be taken into account. Different resistance forces and moments occur when the assembly is exposed to solar radiation in summer and when the assembly is used outside in winter.
Der Antriebsmotor 75 wird vorzugsweise über eine H-Brücke 52 betrieben (Figur 11) . Diese Schaltung wird verwendet, wenn ein Antriebsmotor 75 in beide Richtungen betrieben werden soll. Wird im Antriebsmotor 75 ein Strom entgegen der Betreibungsrichtung induziert, fließt dieser Strom über den Shunt-Widerstand 27 und wird dort über den Spannungsabfall gemessen. Figur 11 zeigt eine Schaltung zum Betreiben eines Gleichstrommotors als Antriebsmotor 75 in beide Richtungen. Die Mosfet-Transistoren mit The drive motor 75 is preferably operated via an H-bridge 52 (FIG. 11). This circuit is used when a drive motor 75 is to be operated in both directions. If a current is induced in the drive motor 75 against the operating direction, this current flows via the shunt resistor 27 and is measured there via the voltage drop. FIG. 11 shows a circuit for operating a direct current motor as drive motor 75 in both directions. The mosfet transistors with
Freilaufdioden steuern dabei die mögliche Stromrichtung (und das Vorzeichen der Spannung) über den sogenannten Brückenzweig, an dem der Gleichstrommotor angeschlossen ist. Am Shunt-Widerstand 27 kann über den Spannungsabfall der Strom gemessen werden. Je nachdem welcher Mosfet Strom durchlässt, und in welche Richtung, fließt der Strom in eine andere Richtung. Die Spannung wird über den Widerstand 27 gemessen. Free-wheeling diodes control the possible current direction (and the sign of the voltage) via the so-called bridge arm to which the DC motor is connected. The current can be measured at the shunt resistor 27 via the voltage drop. Depending on which Mosfet current lets through and in which direction, the current flows in a different direction. The voltage is measured across resistor 27.
Figuren 12 und 13 zeigen den Verlauf der Spannung über der Zeit (Figur 13) und der Stromstärke über dem Motorwinkel (Figur 12) . Das Ende des Diagramms zeigt den Zustand in der zweiten Stellung, die z. B. ein vollständig geöffneter Zustand sein kann. FIGS. 12 and 13 show the course of the voltage over time (FIG. 13) and the current intensity over the motor angle (FIG. 12). The end of the diagram shows the state in the second position, the z. B. can be a fully open state.
Es ist klar erkennbar, dass der Benutzer die bewegbare Komponente aus der ersten Stellung (z. B. ein geschlossener Zustand oder eingefahrene Stellung) anschiebt. Es wird durch die erzwungene Bewegung ein Strom in dem Antriebsmotor 75 induziert. Die It can be clearly seen that the user pushes the movable component out of the first position (e.g. a closed state or retracted position). A current is induced in the drive motor 75 by the forced movement. The
Spannung bleibt zunächst 0. Die Steuereinrichtung erkennt dann, dass die bewegbare Komponente 104 bewegt (geöffnet) werden soll und regelt die Vorgabespannung 25 so nach, dass die Stromstärke 26 der Vorgabestromstärke 24 entspricht. Beim Zeitpunkt 4,5 Sekunden ist die zweite Stellung (z. B. vollständige Öffnung oder ausgefahrene Stellung) erreicht und der Benutzer bremst die bewegbare Komponente geringfügig ab. Das System erkennt das sofort und bremst praktisch unmittelbar ab. Es findet ein zeitlich extrem schneller Abfall statt. Das System reagiert sehr schnell auf Änderungen. Die Spannung wird beim Drehen des Motors erhöht (Anschieben der bewegbare Komponente) . Die Spannung wird dabei hier linear erhöht und nicht sprunghaft. Wenn die bewegbare Komponente nicht mehr vom Benutzer beschleunigt wird, wird die Spannung wieder reduziert. The voltage initially remains 0. The control device then recognizes that the movable component 104 is to be moved (opened) and readjusts the preset voltage 25 so that the current intensity 26 corresponds to the preset current intensity 24. At the point in time 4.5 seconds, the second position (e.g. complete opening or extended position) is reached and the user brakes the movable component slightly. The system recognizes this immediately and brakes practically immediately. There is an extremely rapid drop in time. The system reacts very quickly to changes. The tension is increased as the motor rotates (pushing the movable component). The tension is increased linearly and not suddenly. When the movable component is no longer accelerated by the user, the tension is reduced again.
Der in Figur 12 dargestellte Verlauf des Motorstroms 26 beim Bewegen der bewegbaren Komponente in Abhängigkeit des Stellung (z. B. des Winkels) zeigt, dass zu Beginn der Bewegung ein negativer Strom fließt, der Motor erzeugt Strom. Der Regler regelt die Spannung und ein Strom beginnt in positive Richtung zu fließen und so den Motor anzutreiben. The course of the motor current 26 shown in FIG. 12 when the movable component is moved as a function of the position (e.g. the angle) shows that a negative current flows at the beginning of the movement, the motor generates current. The controller regulates the voltage and a current begins to flow in a positive direction, thus driving the motor.
Figur 12 zeigt den Stromverlauf beim Bewegen der bewegbaren Komponente, z. B. einem Öffnen einer Türe oder einem Ausfahren oder Schwenken eines Teils eines Exoskeletts. In der ersten Sekunde, bzw. die erste Umdrehung des Motors an der Spindel wird ein Strom von etwas weniger als -1A induziert (der Motor erzeugt Strom, der Strom fließt in die entgegengesetzte Richtung als im Lastbetrieb) . Der Regler erkennt den Strom und erhöht die FIG. 12 shows the current curve when the movable component is moved, e.g. B. opening a door or extending or pivoting part of an exoskeleton. In the first second or the first rotation of the motor on the spindle, a current of slightly less than -1A is induced (the motor generates current, the current flows in the opposite direction than in load operation). The controller detects the current and increases it
Spannung gemäß Figur 12. Es fließt dann ein Strom in positive Richtung und der Antriebsmotor 75 dreht aktiv mit, bis die bewegbare Komponente vom Benutzer nicht mehr angestoßen wird. Der induzierte Strom ist etwa 1/3 (aber negativ) des Stroms, den der Motor bei der aktiven Unterstützung verbraucht. Voltage according to FIG. 12. A current then flows in the positive direction and the drive motor 75 actively rotates with it until the movable component is no longer pushed by the user. The induced current is about 1/3 (but negative) of the current that the motor consumes during active assistance.
Es wird auch ein Winkelsensor im Motor oder im Antriebsstrang oder an der bewegbaren Komponente verwendet. Wenn eine An angle sensor is also used in the engine or in the drive train or on the movable component. When a
Winkeländerung gemessen wird, schaltet der Motor ein. In allen Fällen erfolgt die Regelung der Größen vorzugsweise über PI-Regler 53 ( Proportional-Integral-Regler ) . Die Implementierung des PI-Reglers 53 kann auf einer beliebigen Recheneinheit erfolgen, z. B. auf einem Mikrocontroller, auf einem Bordcomputer der Baugruppe, etc. Diese Steuereinrichtung 55 (Steuereinheit) gibt abhängig von Sensordaten und einem Berechnungsalgorithmus ein Steuersignal für die Antriebs- und Bremseinheit der If the angle change is measured, the motor switches on. In all cases, the variables are preferably controlled via PI controller 53 (proportional-integral controller). The PI controller 53 can be implemented on any computer unit, e.g. B. on a microcontroller, on an on-board computer of the assembly, etc. This control device 55 (control unit) gives a control signal for the drive and braking unit of the depending on sensor data and a calculation algorithm
bewegbaren Komponente aus . movable component.
Die magnetorheologische Bremseinrichtung 1 kann den Antriebsmotor 75 bei der Bremsung der bewegbaren Komponente 104 unterstützen. Der Antriebsmotor 75 läuft dann nicht selber aus, sondern wird aktiv abgebremst. Im Stillstand bremst die Bremseinrichtung 1, um ein ungewolltes Bewegen (Öffnen oder Schließen) der bewegbaren Komponente zu verhindern. Zusätzlich kann so eine Ein- bzw. The magnetorheological braking device 1 can support the drive motor 75 in braking the movable component 104. The drive motor 75 then does not stop itself, but is actively braked. At a standstill, the braking device 1 brakes in order to prevent the movable component from moving unintentionally (opening or closing). In addition, such an input or
Ausstiegshilfe realisiert werden, indem die bewegbare Komponente in einer Position durch die Bremseinrichtung 1 bzw. MRF-Bremse gehalten wird. Exit aid can be realized in that the movable component is held in one position by the braking device 1 or MRF brake.
Beispielsweise kann sich eine Person an einer Tür als bewegbarer Komponente festhalten und aus einem Kraftfahrzeug rausziehen (Ausstiegshilfe) . Oder eine Person stützt sich ab. Bei engen Gegebenheiten kann das sehr vorteilhaft sein. For example, a person can hold onto a door as a movable component and pull it out of a motor vehicle (exit aid). Or a person supports himself. This can be very beneficial in tight spaces.
Der Vorteil einer zusätzlichen Bremseinrichtung 1 zum Motor 75 ist der geringe Stromverbrauch. Wird ein Elektromotor zum Bremsen verwendet, braucht er mehr Strom als eine MRF-Bremse. Wird der Antriebsmotor 75 zum Halten (Blockieren) verwendet, fließen hohe Ströme, wodurch er erhitzt und wegen der daraus resultierenden Widerstandszunahme in den Wicklungen der Strom weiter steigt. Es fließen dann sehr hohe Ströme. The advantage of an additional braking device 1 to the motor 75 is the low power consumption. If an electric motor is used for braking, it needs more electricity than an MRF brake. If the drive motor 75 is used for holding (blocking), high currents flow, causing it to heat up and, because of the resulting increase in resistance in the windings, the current continues to rise. Very high currents then flow.
Die Baugruppe bzw. die Bremseinrichtung ist vorzugsweise mit mindestens einem Positionssensor 19 ausgestattet, um die Position und die Geschwindigkeit der Bewegung der bewegbaren Komponente 104 bestimmen zu können. Die Bewegung der bewegbaren Komponente 104 wird hochauflösend erfasst, sodass die Bremseinrichtung 1 schnell geschaltet/gelöst werden kann. Das ist notwendig, wenn die bewegbaren Komponente vor einem Hindernis stark gebremst wird und dann in die andere Richtung bewegt werden soll. Wenn die Bremsung nicht gleich nachlässt, kann die bewegbaren Komponente nicht sofort wieder in die entgegengesetzte Richtung bewegt werden. Ein abrupter Bremsvorgang führt bei relativ schweren bewegbaren Komponenten gleich zu Lastspitzen und Schwingungen, welche dann schwer beherrschbar sind. Gewünscht wird meist ein sanftes (harmonisches) Abbremsen, was mit der schnell und stufenlos schaltenden MRF Bremseinrichtung 1 möglich ist. The assembly or the braking device is preferably equipped with at least one position sensor 19 in order to be able to determine the position and the speed of the movement of the movable component 104. The movement of the movable component 104 is recorded in high resolution so that the braking device 1 can be switched / released quickly. This is necessary if the movable component is braked heavily in front of an obstacle and is then to be moved in the other direction. If the braking does not decrease immediately, the movable component cannot be immediately moved again in the opposite direction. In the case of relatively heavy moving components, an abrupt braking process immediately leads to load peaks and vibrations, which are then difficult to control. A gentle (harmonious) braking is usually desired, which is possible with the rapidly and continuously switching MRF braking device 1.
Weiters ist ein schnelles Schalten gefordert (im Fast switching is also required (in
Millisekundenbereich) , weil ein nacheilendes Schalten vom E-Motor und/oder der Bremseinrichtung 1 zum Aufschwingen der bewegbaren Komponente oder ungewollten Gegenbewegungen führen würde. Die Abbremsung der bewegbaren Komponente folgt dabei vorzugsweise einer Wurzelfunktion. Je näher die bewegbaren Komponente der gewünschten Stellung kommt (z. B. geschlossen), desto stärker wird abgebremst. Die bewegbare Komponente wird so nicht abrupt abgebremst, sondern „sanft", was ein besseres haptisches Gefühl für den Benutzer ergibt. Dazu ist es notwendig, die genaue Position der bewegbaren Komponente messen zu können, um diese Funktion gut zu implementieren. Millisecond range), because lagging switching of the electric motor and / or the braking device 1 would lead to the moving component oscillating or unwanted counter-movements. The braking of the movable component preferably follows a square root function. The closer the movable component comes to the desired position (e.g. closed), the more the brakes are applied. The movable component is not braked abruptly, but "gently", which results in a better haptic feeling for the user. For this, it is necessary to be able to measure the exact position of the movable component in order to implement this function well.
Das Signal der Sensoren (Positionssensor, Winkelsensor, The signal from the sensors (position sensor, angle sensor,
Wegsensor, Beschleunigungssensor in der Baugruppe ) wird mit einem Filter gefiltert (beispielsweise mit einem Kalmanfilter) , um Rauschen vom Sensor zu eliminieren. Damit kann bei einem Wegsensor eine Auflösung von lpm erreicht werden. Displacement sensor, acceleration sensor in the assembly) is filtered with a filter (for example with a Kalman filter) in order to eliminate noise from the sensor. A resolution of lpm can thus be achieved with a displacement sensor.
Die verwendete Spindel verfährt pro Umdrehung um 30mm, die The spindle used moves by 30mm per revolution, the
Auflösung des für die Umdrehung des Antriebsmotors 75 ist damit 0,012°. Der Wegsensor sitzt hier z. B. auf der Spindeleinheit.The resolution for the revolution of the drive motor 75 is thus 0.012 °. The displacement sensor sits here z. B. on the spindle unit.
Bei einer Auflösung von 1 Mikrometer in Axialrichtung der Spindel ergibt sich eine Auflösung von ca. 0,012° Winkel des Antriebsmotors 75. Damit liegen hier mehr als 1000 Signale pro 1° Winkeländerung einer verschwenkbaren Komponente vor. 1° Drehung des Antriebsmotors 75 entspricht 0,065° Verschwenkung der bewegbaren Komponente. 1° Verschwenkung der bewegbaren Komponente entspricht bei der verwendeten Spindel einem Winkel von 15,38° beim Antriebsmotor 75. Die Genauigkeit der Winkelbestimmung der Verschwenkung der bewegbaren Komponente ergibt sich dadurch zu << 0,1° und für die Verschwenkung der bewegbaren Komponente ergibt sich damit eine Winkelauflösung von <0,1°, entsprechend dem A resolution of 1 micrometer in the axial direction of the spindle results in a resolution of approx. 0.012 ° angle of the Drive motor 75. There are thus more than 1000 signals per 1 ° change in angle of a pivotable component. 1 ° rotation of the drive motor 75 corresponds to a 0.065 ° pivoting of the movable component. 1 ° pivoting of the movable component corresponds with the spindle used to an angle of 15.38 ° for the drive motor 75. The accuracy of the angular determination of the pivoting of the movable component results in << 0.1 ° and the pivoting of the movable component results thus an angular resolution of <0.1 °, corresponding to the
Wegsensor. Bedingt durch das Spiel der Spindeleinheiten und des Antriebsmotors 75 ist die Auflösung höher. Displacement sensor. Due to the play of the spindle units and the drive motor 75, the resolution is higher.
Ein Lagesensor oder Beschleunigungssensor in der bewegbaren Komponente oder an einem anderen Bereich der Baugruppe oder einem der Baugruppe zugeordneten Bereich misst die Richtung der A position sensor or acceleration sensor in the movable component or on another area of the assembly or an area assigned to the assembly measures the direction of the
Beschleunigung. Damit kann auf die Position der Baugruppe geschlossen werden. Wenn die Baugruppe in Schräglage steht, zeigt die Erdbeschleunigung in eine andere Richtung. Dadurch weiß die Steuereinrichtung 55, welche Kraft auf die bewegbare Komponente wirkt, wenn auch keine Benutzer die bewegbare Komponente bewegt. Acceleration. This allows conclusions to be drawn about the position of the assembly. If the assembly is inclined, the acceleration due to gravity points in a different direction. As a result, the control device 55 knows what force is acting on the movable component, even if no user is moving the movable component.
Die bewegbare Komponente kann zusätzlich mit Berührungssensoren (Handsensor 59) ausgestattet sein (Widerstandssensor oder kapazitiver Sensor) , damit die Regelung der Bremseinrichtung erkennt, wann eine Person die bewegbare Komponente berührt und führt. So kann ausgeschlossen werden, dass die bewegbare The movable component can also be equipped with touch sensors (hand sensor 59) (resistance sensor or capacitive sensor) so that the control of the braking device recognizes when a person touches and guides the movable component. So it can be excluded that the movable
Komponente z. B. von Wind bewegt wird und die Regelung dies als Benutzerhand 90 interpretiert und zusätzlich die Bewegung der bewegbaren Komponente durch den Wind unterstützt. Wird die Component z. B. is moved by the wind and the control interprets this as a user hand 90 and additionally supports the movement of the movable component by the wind. Will the
Baugruppe in Gefälle/Schräglage gebracht, und die bewegbare Komponente 104 aufwärts bewegt, kann dadurch ein ungewolltes Zurückbewegen der bewegbaren Komponente verhindert werden. If the assembly is brought into a downward slope / inclined position and the movable component 104 is moved upwards, this can prevent the movable component from moving back inadvertently.
Umgekehrt wird ein ungewolltes Öffnen (besonders in zu große Öffnungswinkel) verhindert, wenn die bewegbare Komponente 104 nach unten hin bewegt wird. Eine Erkennung, ob der Wind oder der Benutzer die bewegbaren Komponente 104 führt, kann auch durch die Nahfeldsensorik (u.a. auch mit Bilderkennung) erfolgen. Diese erkennt, ob ein Benutzer bei der bewegbaren Komponente steht oder nicht. Ebenfalls kann aus dem Bewegungsmuster erkannt werden, was gewollt ist. Conversely, an unintentional opening (particularly at an opening angle that is too large) is prevented when the movable component 104 is moved downwards. A detection of whether the wind or the user is guiding the movable component 104 can also take place by the near-field sensor system (including with image recognition, among other things). This recognizes whether a user is standing by the movable component or not. What is wanted can also be recognized from the movement pattern.
Der Benutzer öffnet z. B. eine Tür und schließt diese meist gleich wieder. Dies ist ein durchgehender Vorgang in wenigen Sekunden, der entsprechend vom Benutzer klar geführt wird. Ist jedoch z. B. die Tür längere Zeit offen, so können Windeinflüsse maßgebend sein. The user opens z. B. a door and usually closes it again. This is a continuous process that takes just a few seconds and is clearly guided by the user. However, is z. If, for example, the door is left open for a long time, wind influences can be decisive.
Ein Vernetzen des Steuergerätes mit einer Wetterapp oder/und dem GPS (Positionsdaten) hilft auch zur Erhöhung der Regelungsgüte.Networking the control unit with a weather app and / or GPS (position data) also helps to increase the control quality.
In einem Innenraum wird Wind unwahrscheinlicher als Störgröße sein als beim Mount Washington. Verwendet der Benutzer mit einem Auto immer denselben Parkplatz oder Garage, so kann die Regelung mit Deep Learning daraus lernen und sich selber optimieren, damit der Benutzer eine bessere Unterstützungs- und Türführungsqualität erhält. Dies gilt auch für den Benutzer selber (Links- /Rechtshänder ; Frau/Mann/Kind..) und den Gewohnheiten des In an interior, wind is less likely to be a disturbance than at Mount Washington. If the user always uses the same parking lot or garage with a car, the control can learn from this with deep learning and optimize itself so that the user receives better quality of support and door guidance. This also applies to the user himself (left / right-handed; woman / man / child ..) and the habits of the
Benutzers oder bei zunehmendem Spiel in den Komponenten oder bei Verschleiß . User or with increasing play in the components or with wear.
Die Servounterstützung kann auch intelligent variiert werden. In der Nacht, also zeitabhängig (oder/und positionsabhängig), kann die bewegbare Komponente so auch immer eher langsamer und leise in eine Schließstellung geführt werden um die Familie und The power assistance can also be varied intelligently. At night, that is, time-dependent (and / or position-dependent), the movable component can always be guided more slowly and quietly into a closed position around the family and
Nachbarn nicht zu stören oder aufzuwecken. Das Gleiche gilt, wenn Kinder die hinteren Türen eines Kraftfahrzeuges schließen, damit ein ungewolltes Fingereinklemmen möglichst geringe Schmerzen verursacht. Auch die anderen Führungskräfte und Wünsche von Kindern können so berücksichtigt werden. Hierbei könnte auch ein Sprachassistent zusätzliche Sicherheit schaffen. Der Benutzer kann zusätzlich verschieden starke Not to disturb or wake up neighbors. The same applies when children close the rear doors of a motor vehicle so that unintentional trapping of their fingers causes as little pain as possible. The other managers and the wishes of children can also be taken into account in this way. A voice assistant could also provide additional security. The user can also have different strengths
Unterstützungsstufen an der Baugruppe einstellen (Computer oder per App) . So kann jeder Benutzer die von ihm gewünschte Set the support levels on the assembly (computer or via app). So every user can get the one they want
Intensität der Unterstützung wählen. Choose the intensity of support.
Es ist vorteilhaft, wenn die Baugruppe 100 zusätzlich mit It is advantageous if the assembly 100 also has
Sensoren 160 Abstandssensoren ausgestattet ist (z. B. Sensors 160 distance sensors are equipped (e.g.
Ultraschallsensor, optische Sensoren, induktive Sensoren, Ultrasonic sensor, optical sensors, inductive sensors,
Lichtschranke, Kamerasystemen, Lidar, Radar etc.), um zu Light barrier, camera systems, lidar, radar etc.) in order to
erkennen, ob sich Hindernisse vor der bewegbaren Komponente befinden. Die Regelung kann so ein Bremsen erzwingen, um Schäden an fremden Gegenständen zu vermeiden. recognize whether there are any obstacles in front of the movable component. In this way, the control can force braking to prevent damage to foreign objects.
Sensoren zwischen der bewegbaren Komponente und der Baugruppe können erkennen, wenn sich etwas dazwischen befindet (z. B. Hand, Finger, etc.) und der Regler gibt der Bremseinrichtung ein Signal die bewegbare Komponente zu stoppen. Sensors between the movable component and the assembly can detect when something is in between (e.g. hand, finger, etc.) and the controller gives the braking device a signal to stop the movable component.
Durch die Trägheit der bewegbaren Komponente und dem Due to the inertia of the movable component and the
unvermeidlichen Spiel der einzelnen Teile der Bremseinrichtung 1 kommt es zu einem leichten Schwingen der bewegbaren Komponente nach einer gewollten Bewegung. In der vorliegenden Erfindung wird die schnelle Regelung (kHz) und Möglichkeit der schnell Unavoidable play of the individual parts of the braking device 1 results in a slight oscillation of the movable component after a desired movement. In the present invention, the fast regulation (kHz) and possibility of fast
schaltbaren Bremsung ausgenutzt, um die Trägheit bzw. das Switchable braking exploited to reduce the inertia or the
Schwingen der bewegbaren Komponente direkt wieder zur Bewegung in die entgegengesetzte Richtung zu nutzen. Die bewegbare Komponente wird beim Öffnen in einer Öffnungsendstellung gestoppt und schwingt aufgrund vom Spiel oder Weichheiten der Teile nach der Bremsung. Der Benutzer will die bewegbare Komponente gleich wieder schließen. Die Sensoren erkennen, wenn die bewegbare Komponente in Schließrichtung schwingt und lösen die Swinging the movable component directly again to use it to move in the opposite direction. When opening, the movable component is stopped in an open end position and oscillates due to the play or softness of the parts after braking. The user wants to close the movable component again immediately. The sensors detect when the movable component swings in the closing direction and release it
Bremseinrichtung 1 exakt dann und dies sehr schnell (einstelliger Millisekundenbereich) , wodurch der Schwingimpuls gleich zum Braking device 1 exactly then and very quickly (single-digit millisecond range), whereby the oscillation pulse is equal to the
Schließen der bewegbaren Komponente genutzt wird und damit auch der Anlaufstrom vom Antriebsmotor 75 (E-Motor) reduziert wird. Würde die Bremseinrichtung 1 zu langsam gelöst und die bewegbare Komponente schon wieder in Öffnungsrichtung schwingen, müsste der E-Motor dagegen arbeiten, was hohe Anlaufmomente-/ströme Closing the movable component is used and thus the starting current from the drive motor 75 (electric motor) is reduced. If the braking device 1 would be released too slowly and the movable one If the component is already swinging in the opening direction again, the electric motor would have to work against it, resulting in high starting torques / currents
benötigt. Nebst der erhöhten Stromaufnahme und Bauteilbelastung hätte dies auch ein unschönes haptisches und akustisches needed. In addition to the increased power consumption and component load, this would also have an unpleasant haptic and acoustic quality
Verhalten der bewegbaren Komponente zur Folge. Der Motor Behavior of the movable component result. The motor
„jammert" bei solchen Belastungen, was vom Nutzer als schlechtes Qualitätsmerkmal interpretiert wird. Bewegt der Benutzer die bewegbare Komponente nicht, wird sie durch die (MRF-) "Whines" at such loads, which is interpreted by the user as a poor quality feature. If the user does not move the movable component, it is detected by the (MRF-)
Bremseinrichtung 1 gehalten. Dabei kann die Spindeleinheit mit dem Antriebsmotor 75 vorgespannt werden, d. h., der Motor wird mit einem geringen Strom betrieben (wenige mA) , wodurch er die Spindeleinheit gegen die Bremseinrichtung 75 zu drehen versucht. Wenn der Benutzer die bewegbare Komponente bewegt, löst die Bremseinrichtung 1 und der Antriebsmotor 75 dreht sofort mit. Die benötigte Startzeit des Antriebsmotors 75 wird dadurch verkürzt und der Benutzer fühlt keine Totzeit in der Unterstützung des Motors . Braking device 1 held. The spindle unit can be pretensioned with the drive motor 75, i. That is, the motor is operated with a low current (a few mA), as a result of which it tries to rotate the spindle unit against the braking device 75. When the user moves the movable component, the braking device 1 is released and the drive motor 75 rotates with it immediately. The required start time of the drive motor 75 is shortened and the user does not feel any dead time in supporting the motor.
Mittels eines Bewegungsmusters (z. B. in der gewünschten Position schnelles auf/zu der bewegbaren Komponente) oder Knopfes kann die bewegbare Komponente in der vom Benutzer gewünschten (dorthin geführten) Position fixiert (gebremst) werden. An einer als Tür ausgeführten bewegbaren Komponente kann sich dieser beim Aus- /oder Einsteigen halten (Ausstiegs-/Einstiegshilfe ) . The movable component can be fixed (braked) in the position desired (guided there) by the user by means of a movement pattern (e.g. fast opening / closing of the movable component in the desired position) or a button. This can hold on to a movable component designed as a door when getting in or out (getting in / out aid).
Vorteile des geführten Modus: Advantages of the guided mode:
• Die bewegbare Komponente kann leicht (ohne zu großen • The movable component can be moved easily (without being too large
Kraftaufwand) bewegt geöffnet werden, egal, in welcher Effort) can be opened in motion, no matter in which
Position sich die Baugruppe Fahrzeug befindet (horizontal, schräg, ... ) Position is the vehicle assembly (horizontal, inclined, ...)
Einfache Handhabung, , keine Knöpfe, Gesten etc. notwendig. • Sicherheit: Benutzer muss die Bewegung immer vorgeben, die bewegbare Komponente wird nicht selbstständig bewwegt (z. B. geöffnet und geschlossen) . Sensoren verhindern Schäden durch Kollision; Einklemmen an der Baugruppe. Easy to use, no buttons, gestures, etc. necessary. • Safety: The user must always specify the movement, the movable component is not moved independently (e.g. opened and closed). Sensors prevent damage from collision; Pinching on the assembly.
• Solange der Benutzer die bewegbare Komponente führt, ist er für die Bewegung verantwortlich. Deshalb benötigt man hierfür weniger der teuren Sensortechnik (weniger • As long as the user guides the movable component, he is responsible for the movement. Therefore you need less of the expensive sensor technology (less
Nahfelderkennungssensoren) . Near field detection sensors).
Vorzugsweise wird die Bremseinrichtung 1 bei Schwingbewegungen der bewegbaren Komponente 104 in einer Halte- oder The braking device 1 is preferably in a holding or holding position during oscillating movements of the movable component 104
Drehrichtungsumkehrstellung so geöffnet, dass bei einer vom Direction of rotation reversal position opened so that with one of the
Benutzer geforderten Bewegung in eine Richtung niedere User requested movement in one direction lower
Antriebskräfte notwendig werden. Driving forces are necessary.
Insbesondere erkennt die Steuerungseinrichtung 55, ob ein In particular, the control device 55 recognizes whether a
Benutzer in der Nähe der bewegbaren Komponente ist. User is near the movable component.
In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass eine Steuerung über kabelgebundene oder kabellos angeschlossene oder In all configurations, it is preferred that a control via wired or wirelessly connected or
angekoppelte Bedienschalter oder Bedienflächen möglich ist. coupled control switches or control surfaces is possible.
Vorzugsweise ist eine Steuerung der bewegbaren Komponente durch Spracheingabe möglich. Dazu kann (lokal oder entfernt) eine Control of the movable component by voice input is preferably possible. For this purpose (locally or remotely) a
Spracherkennung durchgeführt werden. Die Übermittlung von Speech recognition can be performed. The transmission of
Befehlen kann per Stimme erfolgen. Möglich sind z. B. Befehle wie : Orders can be given by voice. Possible are e.g. B. Commands like:
„Bewegbare Komponente öffnen" oder auch „öffnen" "Open movable component" or "open"
„Bewegbare Komponente schließen" oder auch „schließen" „Bewegbare Komponente stopp" "Close movable component" or "close" "Stop movable component"
„Bewegbare Komponente blockieren" "Block movable component"
„Bewegbare Komponente leise schließen" "Quietly close movable components"
„Mehr Unterstützung" "More support"
Möglich ist es auch, eine konkrete bewegbare Komponente zu benennen : It is also possible to add a specific movable component to name :
„Bewegbare Komponente vorne links schließen" oder „öffnen" etc . "Close movable component front left" or "open" etc.
Besonders kann eine Ausstiegshilfe bei einer Tür oder einer anderen bewegbaren Komponente einen eigenen Knopf zum Aktivieren aufweisen oder benötigen. Das kann nachteilig sein (wo soll es platziert werden, Kabelanbindung, etc.). Mit einem Sprachbefehl ist das einfach und kostengünstig. In particular, an exit aid for a door or another movable component can have or need its own button for activation. This can be disadvantageous (where should it be placed, cable connection, etc.). This is easy and inexpensive with a voice command.
Es kann möglich und nötig sein, dass ein Sprachbefehl bestätigt werden muss, bevor er ausgeführt wird. Die Ausführung kann auch verweigert werden, z. B. bei der Fahrt. It may and may be necessary that a voice command must be confirmed before it is carried out. Execution can also be denied, e.g. B. when driving.
Vorzugsweise ist ein Mikrofon installiert. A microphone is preferably installed.
Ergänzend können folgende Möglichkeiten zur Ausführung von bewegbaren Komponenten realisiert werden: In addition, the following options for making movable components can be implemented:
1. Aktive bewegbare Komponenten. D. h. , die bewegbare 1. Active moving components. I.e. , the movable
Komponenten bewegt sich auf Knopfdruck oder durch einen anderen Steuerbefehl aktiv, angetrieben durch Elektro-Motor, und wird mittels einer Bremse gebremst. Dies alles ohne Fremdeinwirkung. Sensoren erkennen notwendige Components moves actively at the push of a button or by another control command, driven by an electric motor, and is braked by means of a brake. All of this without outside interference. Sensors recognize necessary
Stopppositionen . Stop positions.
2. Passiv ausgeführte bewegbare Komponenten. Die bewegbare 2. Passively executed movable components. The movable one
Komponente wird vom Benutzer bewegt und ist selber passiv (und wird maximal gebremst) . Mittels Sensoren kann Component is moved by the user and is itself passive (and is braked to the maximum). Using sensors can
intelligent gedämpft werden und z. B. vor einem Hindernis gestoppt werden. be intelligently damped and z. B. be stopped in front of an obstacle.
3. Passive „aktive" bewegbare Komponente: Der Elektro-Motor usw. wird ausgekuppelt und die ansonsten aktive bewegbare Komponente lässt sich passiv mit geringem und jedenfalls vertretbarem Kraftaufwand bewegen. Eine neue Möglichkeit ist die hier beschriebene semiaktive bewegbare Komponente: 3. Passive "active" movable component: The electric motor etc. is disengaged and the otherwise active movable component can be moved passively with little and in any case reasonable effort. The semi-active movable component described here is a new option:
Die bewegbare Komponente wird vom Benutzer wie beim The movable component is controlled by the user as with
vorherigen Mode 2 (passiv) bewegt, der Elektromotor in previous mode 2 (passive) moves, the electric motor in
Kombination mit der Bremse unterstützt die Bewegung jedoch. However, the combination with the brake supports the movement.
So kann die bewegbare Komponente z. B. mit einem Finger beliebig bewegt werden. Solange der Finger (Hand) die bewegbare Komponente führt, solange folgt die bewegbare Komponente mit minimalster Gegenkraft der Handbewegung bzw. der Vorgabe von Benutzer. Die Kraft, mit welcher die So the movable component z. B. can be moved with one finger. As long as the finger (hand) guides the movable component, the movable component follows the hand movement or the user's specification with minimal counterforce. The force with which the
bewegbare Komponente folgt, kann voreingestellt werden (z. B. im Fahrzeugeinstellmenü; oder im Zündschlüssel; in einer App. etc. Die bewegbare Komponente kann auch leicht angestoßen werden und bewegt sich dann ganz langsam, um mit einem Finger wieder gestoppt zu werden. Der Mensch „führt" die bewegbare Komponente, die bewegbare Komponente macht (vorzugsweise) nichts (oder fast nichts) selbstständig. Die Kunst hierbei ist den Benutzerwunsch zu erahnen (Sensor...) und den Motor so zu regeln, dass die bewegbare Komponente keine Bewegungen macht, die „unnatürlich" sind (Rucken, zu starkes Verzögern, zu schwergängig; Drehrichtungswechsel sind kritisch...) . movable component follows, can be preset (e.g. in the vehicle settings menu; or in the ignition key; in an app. etc.) The movable component can also be gently pushed and then moves very slowly, only to be stopped with a finger Humans "guide" the movable component, the movable component does (preferably) nothing (or almost nothing) independently. The art here is to guess what the user wants (sensor ...) and to regulate the motor so that the movable component does not move makes that are "unnatural" (jerking, excessive deceleration, too stiff; changes in direction of rotation are critical ...).
Dies ist auch in der Schräge möglich. Der Elektro-Motor kompensiert dann die sich ändernden Kräfte (sonst würde die bewegbare Komponente in eine Richtung leichter, in die andere schwerer gehen) . Die bewegbare Komponente bewegt immer gleich „elegant" bzw. quasi schwerkraftfrei. This is also possible in the slope. The electric motor then compensates for the changing forces (otherwise the movable component would be easier in one direction and more difficult in the other). The movable component always moves in the same "elegant" manner or virtually free of gravity.
Mittels eines Bewegungsmusters oder Knopfes kann die Using a movement pattern or button, the
bewegbare Komponente in der vom Benutzer gewünschten (dorthin geführten) Position fixiert (gebremst) werden. Movable components are fixed (braked) in the position desired by the user (guided there).
Ein Vorteil dieser Lösung ist zudem, dass auf das Auskuppeln verzichtet werden könnte. Das ist hinsichtlich der Kosten, des Gewichts und des Bauraums ein großer Vorteil. Es ist vorteilhaft, wenn ein Benutzer eine bewegbare Komponente passiv schließen kann. Das ist dann besonders vorteilhaft, wenn eine geringe Schließkraft benötigt wird. Another advantage of this solution is that disengagement can be dispensed with. This is a great advantage in terms of cost, weight and installation space. It is advantageous if a user can passively close a movable component. This is particularly advantageous when a low closing force is required.
Die bewegbare Komponente öffnet sich dann nicht "von selbst", sondern wird mit minimalem Kraftaufwand geführt. Der The movable component then does not open "by itself", but is guided with minimal effort. Of the
Antriebsmotor liefert die Unterstützung und die Bremseinrichtung bremst bei Bedarf angepasst, sodass jederzeit eine minimale Kraft benötigt wird. The drive motor provides the support and the braking device brakes, if necessary, so that minimal force is required at all times.
Der Elektromotor samt Getriebe sollte relativ stark sein, da die Kräfte und Verfahrgeschwindigkeiten hoch sind (Eine Kraft einer Ausstiegshilfe einer Autotür: bis 2.000N; Betätigungskraft bis 1.000N) . Deshalb ist es möglich, dass man den Motor samt Getriebe (wie bei der elektrischen Heckklappe) hört, was nicht gewünscht ist. Getriebe mit KunststoffZahnrädern und Kapselung in Form von Schallisolierung schaffen nur bedingt Abhilfe. The electric motor including the gearbox should be relatively strong, as the forces and travel speeds are high (one force of an aid to getting out of a car door: up to 2,000N; actuating force up to 1,000N). It is therefore possible that you can hear the engine and gearbox (as with the electric tailgate), which is undesirable. Gearboxes with plastic gears and encapsulation in the form of sound insulation only provide a limited remedy.
Bei den meisten Fahrzeugen ist in der Tür gleich auch ein Most vehicles have a door in the door
Lautsprecher angeordnet. Dieser liegt meist nur wenige Zentimeter vom aktiven Türversteller (=Antriebsmotor ) entfernt. Über den Lautsprecher kann nun Gegenschall ausgestrahlt werden, wenn der Türversteller aktiv ist. Das Geräusch vom Türversteller verändert sich im Frequenzspektrum nicht sehr. Zudem wird der Türversteller angesteuert, man weiß also, was er macht bzw. machen soll. Er ist keine Undefinierte Lärmquelle. Aufgrund der Sensorsignale kennt man die Last (z. B. Giersensor: Schräglage vom Fahrzeug) . Somit kann sehr effizient mit Gegenschall gearbeitet werden. Speakers arranged. This is usually only a few centimeters away from the active door adjuster (= drive motor). Counter-sound can now be emitted via the loudspeaker when the door adjuster is active. The noise from the door adjuster does not change much in the frequency spectrum. In addition, the door adjuster is activated, so you know what to do or what to do. It is not an undefined source of noise. The load is known from the sensor signals (e.g. yaw sensor: vehicle leaned). This means that counter-noise can be used very efficiently.
In allen Ausgestaltungen kann der Antriebsmotor 75 auch ein Synchronmotor, Asynchronmotor, Scheibenläufer, Ultraschallmotor, Piezomotor oder Axialspaltmotor sein, mit oder ohne Getriebe 74, ohne darauf beschränkt zu sein. In all of the configurations, the drive motor 75 can also be a synchronous motor, asynchronous motor, disc armature, ultrasonic motor, piezo motor or axial gap motor, with or without a gear 74, without being restricted thereto.
Der Antriebsmotor kann insbesondere mit 12, 24 oder 48 Volt betrieben werden. Das Getriebe 74 kann ein Planetengetriebe, konventionelles Getriebe, Harmoniedrivegetriebe (Wellgetriebe ), CVT sein, ohne darauf beschränkt zu sein. Die Übertragungselemente (wie z. B. das Zahnrad) können hierbei aus Stahl, Kunststoff, The drive motor can in particular be operated with 12, 24 or 48 volts. The transmission 74 can be a planetary gear, conventional gear, harmonic drive (harmonic drive), CVT, without being limited thereto. The transmission elements (such as the gearwheel) can be made of steel, plastic,
faserverstärkten Materialen, Buntmetallen oder Ähnlichem sein. fiber-reinforced materials, non-ferrous metals or the like.
Bezugszeichenliste : List of reference symbols:
1 Bremseinrichtung einrichtung, Vorrichtung 1 braking device device, device
2 Drehkörper, Wälzkörper 51 Wegsensor 2 rotating bodies, rolling bodies 51 displacement sensor
3 Drehaufnahme, Achseinheit, 52 H-Brücke 3 rotary mount, axis unit, 52 H-bridge
Koppelstange 53 PI-Regler Coupling rod 53 PI controller
4 Spindeleinheit, 54 induzierte elektrische 4 spindle unit, 54 induced electrical
Gewindespindel Größe Lead screw size
5 Spindeleinheit, 55 Steuereinrichtung 5 spindle unit, 55 control device
Spindelmutter 56 Vergleichseinrichtung Spindle nut 56 comparison device
6 magnetorheologisches Fluid 57 Speichereinrichtung6 magnetorheological fluid 57 storage device
7 Lager 58 Tabelle 7 Bearing 58 table
8 Magnetfeldquelle 59 Handsensor 8 Magnetic field source 59 Hand sensor
9 elektrische Spule 60 Sensoreinrichtung 9 electrical coil 60 sensor device
10 Magnetfeld 61 Winkel 10 magnetic field 61 angles
11 Spulenhalter 62 Lagesensor 11 Spool holder 62 Position sensor
12 Gewindemutter 63 GPS-Sensor 12 threaded nut 63 GPS sensor
13 Dichtung 64 Neigungssensor 13 Seal 64 Inclination sensor
14 Außengewinde 65 Stromsensor 14 external thread 65 current sensor
15 Innengewinde 70 Antriebseinrichtung 15 internal thread 70 drive device
16 Lochmutter 71 Antriebsgehäuse 16 perforated nut 71 drive housing
17 Hülse 72 Antriebswelle 17 Sleeve 72 drive shaft
18 Zwischenring 73 Antriebsaufnahme 18 intermediate ring 73 drive mount
19 Positionssensor, 74 Getriebe 19 position sensor, 74 gear
Stellungssensor 75 Antriebsmotor Position sensor 75 drive motor
20 Positionsmaß 76 Mitnehmer 20 Position dimension 76 driver
21 Kanal 80 Aktor 21 channel 80 actuator
22 Geschwindigkeitskennzahl 81 Vorbelastungseinheit 22 Speed code 81 preload unit
23 Winkelgeschwindigkeit, 86 Antrieb 23 angular velocity, 86 drive
Bewegungsgeschwindigkeit 90 Hand Movement speed 90 hand
24 Vorgabestromstärke 91-95 Drehgelenk 24 default current level 91-95 swivel joint
25 Vorgabespannung 96-98 Hebel 25 Default tension 96-98 lever
26 Stromstärke 100 Baugruppe 26 Amperage 100 assembly
27 Widerstand 102 erste Stellung 27 Resistance 102 first position
28 Laufring 103 zweite Stellung 28 race 103 second position
29 Kabel 104 Komponente 29 Cable 104 component
30 Kraftverlauf 105 Komponente 30 Force curve 105 component
32 Koppeleinheit 151 Anschlusseinheit 32 coupling unit 151 connection unit
32a Führungsblech 151a Schraube 32a guide plate 151a screw
32b Ausschnitt 152 Anschlusseinheit 32b Cutout 152 connection unit
33,34 Koppeleinheit 152a Schwenkachse 33,34 coupling unit 152a pivot axis
34a Schwenkachse 153 Koppelprofil 34a pivot axis 153 coupling profile
35 Spalt 153d Krümmung 35 gap 153d curvature
36 separates Teil 153e Krümmung 36 separate part 153e curvature
39 freier Abstand 154 Türeinrichtung 39 free space 154 door equipment
40 Übertragungsvorrichtung 160 Sensor 40 transmission device 160 sensor
42 Drehachse 200 Kraftfahrzeug 42 axis of rotation 200 motor vehicle
46 Keilform 300 Exoskelett 46 wedge shape 300 exoskeleton
50 Bewegungsbeeinflußungs- 50 movement influencing

Claims

Ansprüche : Expectations :
1. Verfahren zum Verschwenken einer bewegbaren Komponente (104) einer Baugruppe (100) mit einer Antriebseinrichtung (70) mit einem elektrischen Antriebsmotor (75), um eine Verlagerung der Komponente (104) wenigstens teilweise zwischen einer ersten Stellung (102) und einer zweiten Stellung (103) zu beeinflussen, 1. A method for pivoting a movable component (104) of an assembly (100) with a drive device (70) with an electric drive motor (75) in order to displace the component (104) at least partially between a first position (102) and a second To influence position (103),
wobei mit einem Positionssensor (19) ein Positionsmaß (20) für eine Stellung der Komponente (104) und eine wherein with a position sensor (19) a position measure (20) for a position of the component (104) and a
Geschwindigkeitskennzahl (22) für eine Speed index (22) for a
Verlagerungsgeschwindigkeit (23) der Komponente ( 104 ) erfasst werden, The displacement speed (23) of the component (104) is detected,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass bei einer Verlagerung der Komponente (104) mit der Geschwindigkeitskennzahl (22) eine elektrische that when the component (104) is moved with the speed index (22) an electrical
Vorgabestromstärke (24) für den elektrischen Antriebsmotor (75) ermittelt wird und dass eine zugehörige Vorgabespannung (25) eingestellt wird Preset current strength (24) for the electric drive motor (75) is determined and that an associated preset voltage (25) is set
und dass anschließend die durch den Antriebsmotor (75) fließende Stromstärke (26) ermittelt wird, and that then the current intensity (26) flowing through the drive motor (75) is determined,
und dass die Vorgabespannung (25) erhöht wird, wenn die durch den Antriebsmotor (75) fließende Stromstärke (26) geringer ist als die elektrische Vorgabestromstärke (24), and that the preset voltage (25) is increased when the current intensity (26) flowing through the drive motor (75) is less than the electrical preset current intensity (24),
und dass die Vorgabespannung (25) verringert wird, wenn die durch den Antriebsmotor (75) fließende Stromstärke (26) größer ist als die elektrische Vorgabestromstärke (24) . and that the preset voltage (25) is reduced when the current intensity (26) flowing through the drive motor (75) is greater than the electric preset current intensity (24).
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die durch den Antriebsmotor2. The method of claim 1, wherein the by the drive motor
(75) fließende Stromstärke (26) über einen in Reihe zu dem Antriebsmotor angeordneten Widerstand (27) erfasst wird. (75) flowing current strength (26) is detected via a resistor (27) arranged in series with the drive motor.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Antriebsmotor3. The method of claim 1 or 2, wherein the drive motor
(75) in einer H-Brücke (52) angeordnet ist. (75) is arranged in an H-bridge (52).
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Regelung der Vorgabespannung (25) über einen Proportional- Integral-Regler (53) erfolgt. 4. The method according to any one of the preceding claims, wherein a regulation of the default voltage (25) via a proportional Integral controller (53) takes place.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Positionsmaß (20) bei der Ermittlung der elektrischen 5. The method according to any one of the preceding claims, wherein the position measure (20) when determining the electrical
Vorgabestromstärke (24) und/oder einer elektrischen Preset current strength (24) and / or an electrical one
Vorgabespannung (25) berücksichtigt wird. Default voltage (25) is taken into account.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mit einem Lagesensor (62) wenigstens ein Wert für die Raumlage der Baugruppe (100) erfasst wird und wobei mit einem 6. The method according to any one of the preceding claims, wherein with a position sensor (62) at least one value for the spatial position of the assembly (100) is detected and with a
Stromsensor (65) ein Wert für die Stromstärke der Current sensor (65) a value for the current strength of the
Antriebeinrichtung (70) ermittelt wird und wobei eine hinterlegten Tabelle (58) Korrekturwerte enthält und wobei das Positionsmaß (20) bei der Ermittlung der elektrischen Vorgabestromstärke (24) und/oder einer elektrischen Drive device (70) is determined and wherein a stored table (58) contains correction values and wherein the position measure (20) when determining the electrical default current strength (24) and / or an electrical
Vorgabespannung (25) berücksichtigt wird. Default voltage (25) is taken into account.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Neigung der Baugruppe (100) zur Horizontalen berücksichtigt wird. 7. The method according to any one of the preceding claims, wherein an inclination of the assembly (100) to the horizontal is taken into account.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Signal eines GPS-Sensor berücksichtigt wird. 8. The method according to any one of the preceding claims, wherein a signal from a GPS sensor is taken into account.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Maß für einen internen Bewegungswiderstand ermittelt wird. 9. The method according to any one of the preceding claims, wherein a measure for an internal movement resistance is determined.
10. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei mit dem Maß für den internen Bewegungswiderstand eine Rekalibrierung durchgeführt wird. 10. The method according to the preceding claim, wherein a recalibration is carried out with the measure for the internal movement resistance.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei 11. The method according to any one of the preceding claims, wherein
mittels eines Handsensors eine Handerkennung durchgeführt wird und die Antriebseinrichtung nur aktiviert wird, wenn sich eine Hand eines Benutzers in unmittelbarer Nähe der Komponente befindet. a hand detection is carried out by means of a hand sensor and the drive device is only activated when a hand of a user is in the immediate vicinity of the component.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Baugruppe wenigstens zwei zueinander bewegbare Komponenten umfasst, die an einen Teil eines Körpers eines Lebewesens angepasst sind und wobei Bewegungen des Trägers unterstützt werden, indem zum Beispiel ein Gelenk des Exoskeletts durch wenigstens einen Antriebsmotor angetrieben wird. 12. The method according to any one of the preceding claims, wherein the The assembly comprises at least two mutually movable components which are adapted to a part of a body of a living being and wherein movements of the wearer are supported by, for example, a joint of the exoskeleton being driven by at least one drive motor.
13. Verfahren zum Verlagern wenigstens einer bewegbaren 13. Method for displacing at least one movable
Komponente (104) einer Baugruppe (100) mit einer Component (104) of an assembly (100) with a
Antriebseinrichtung (70) mit einem elektrischen Antriebsmotor Drive device (70) with an electric drive motor
(75), um eine Verlagerung der Komponente (104) durch einen Benutzer wenigstens teilweise zwischen einer ersten Stellung (102) und einer zweiten Stellung (103) zu beeinflussen,(75) in order to at least partially influence a displacement of the component (104) by a user between a first position (102) and a second position (103),
- wobei mit einem Positionssensor (19) ein Positionswert (20) für eine Stellung der Komponente (104) erfasst wird, - a position value (20) for a position of the component (104) being recorded with a position sensor (19),
- mit einem Lagesensor (62) wenigstens ein Wert für die Raumlage der Baugruppe (100) erfasst wird, - at least one value for the spatial position of the assembly (100) is detected with a position sensor (62),
- mit einem Stromsensor (65) ein Wert für die Stromstärke der Antriebeinrichtung (70) ermittelt wird, - a value for the current strength of the drive device (70) is determined with a current sensor (65),
- eine hinterlegten Tabelle (58) Korrekturwerte enthält, dadurch gekennzeichnet, - a stored table (58) contains correction values, characterized in that
dass bei einer Verlagerung der Komponente (104) eine that when the component (104) is moved a
Steuereinrichtung (55) mit den gemessenen Werten und den in der Tabelle (58) hinterlegten Korrekturwerten die Control device (55) with the measured values and the correction values stored in table (58)
Antriebseinrichtung steuert. Drive device controls.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebeinrichtung (70) durch eine schnell schaltende 14. The method according to any one of the preceding claims, wherein the drive device (70) by a fast switching
Bremseinrichtung (1) ergänzt wird und mit dieser über die Steuereinrichtung (55) in Interaktion steht. Braking device (1) is supplemented and is in interaction with this via the control device (55).
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Benutzer die Bewegungskräfte in einem Anzeigemenü 15. The method according to any one of the preceding claims, wherein the user the motive forces in a display menu
vorauswählen kann. can preselect.
16. Verfahren insbesondere nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei einer Verschwenkung der Komponente (104) mit einer Sensoreinrichtung (60) wenigstens eine elektrische Größe (26) des elektrischen Antriebsmotors (75) erfasst und bei der Ansteuerung des elektrischen Antriebsmotors (75) 16. The method in particular according to the preamble of claim 1 or according to one of the preceding claims, wherein when the component (104) is pivoted with a Sensor device (60) detects at least one electrical variable (26) of the electric drive motor (75) and when the electric drive motor (75) is activated
berücksichtigt wird, is taken into account,
sodass z. B. bei einer wenigstens teilweise hündisch so that z. B. at least partially doggy
eingeleiteten und/oder veränderten Verlagerung der Komponente (104) die in dem Antriebsmotor (75) induzierte elektrische Größe (54) erfasst wird und anschließend der Antriebsmotor (75) entsprechend aktiv angesteuert wird. initiated and / or changed displacement of the component (104), the electrical variable (54) induced in the drive motor (75) is detected and the drive motor (75) is then actively activated accordingly.
17. Baugruppe (100) mit einer Antriebseinrichtung (70) mit einem elektrischen Antriebsmotor (75) und zwei relativ zueinander bewegbaren Anschlusseinheiten (151, 152), welche mittels des Antriebsmotors (75) relativ zueinander verstellbar sind, wobei eine der beiden Anschlusseinheiten (151, 152) mit einer Tragkonstruktion und die andere der beiden Anschlusseinheiten (151, 152) mit einer verlagerbaren Komponente (104) 17. Assembly (100) with a drive device (70) with an electric drive motor (75) and two connection units (151, 152) which can be moved relative to one another and which can be adjusted relative to one another by means of the drive motor (75), one of the two connection units (151 , 152) with a supporting structure and the other of the two connection units (151, 152) with a movable component (104)
verbindbar ist, um eine Bewegung der Komponente (104) wenigstens teilweise zwischen einer ersten Stellung is connectable to a movement of the component (104) at least partially between a first position
Schließstellung (102) und einer zweiten Stellung (103) zu beeinflussen, To influence the closed position (102) and a second position (103),
wobei ein Positionssensor (19) umfasst ist, mit welchem ein Positionsmaß (20) für eine Stellung der beiden wherein a position sensor (19) is included, with which a position measure (20) for a position of the two
Anschlusseinheiten (151, 152) relativ zueinander und eine Geschwindigkeitskennzahl (22) für eine Connection units (151, 152) relative to one another and a speed code (22) for one
Bewegungsgeschwindigkeit (23) der beiden Anschlusseinheiten (151, 152) relativ zueinander erfassbar ist, Movement speed (23) of the two connection units (151, 152) relative to one another can be detected,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass dem elektrischen Antriebsmotor (75) wenigstens eine Sensoreinrichtung (60) zugeordnet ist, mit welcher wenigstens eine durch den Antriebsmotor (75) fließende Stromstärke (26) erfassbar ist, that the electric drive motor (75) is assigned at least one sensor device (60) with which at least one current intensity (26) flowing through the drive motor (75) can be detected,
und dass die Steuereinrichtung (55) dazu ausgebildet und eingerichtet ist, bei einer Verlagerung der Komponente (104) mit der Geschwindigkeitskennzahl (22) eine elektrische and that the control device (55) is designed and set up to generate an electrical speed indicator (22) when the component (104) is displaced
Vorgabestromstärke (24) für den elektrischen Antriebsmotor (75) zu ermitteln und eine zugehörige Vorgabespannung (25) einzustellen, Default current strength (24) for the electric drive motor (75) to determine and to set an associated default voltage (25),
und dass die Steuereinrichtung (55) dazu ausgebildet und eingerichtet ist, mit der Sensoreinrichtung (60) die bei der Vorgabespannung (25) durch den Antriebsmotor (75) fließende Stromstärke (26) zu ermitteln, and that the control device (55) is designed and set up to use the sensor device (60) to determine the current intensity (26) flowing through the drive motor (75) at the specified voltage (25),
und dass eine Vergleichseinrichtung (56) umfasst ist, welche dazu ausgebildet und eingerichtet ist, die durch den and that a comparison device (56) is included, which is designed and set up to be determined by the
Antriebsmotor (75) fließende Stromstärke (26) mit der Drive motor (75) flowing amperage (26) with the
Vorgabestromstärke (24) zu vergleichen, Compare the default current (24),
und dass die Steuereinrichtung (55) dazu ausgebildet und eingerichtet ist, die Vorgabespannung (25) zu erhöhen, wenn die durch den Antriebsmotor (75) fließende Stromstärke (26) geringer ist als die elektrische Vorgabestromstärke (24) und die Vorgabespannung (25) zu verringern, wenn die durch den Antriebsmotor (75) fließende Stromstärke (26) größer ist als die elektrische Vorgabestromstärke (24). and that the control device (55) is designed and set up to increase the preset voltage (25) when the current intensity (26) flowing through the drive motor (75) is less than the electrical preset current intensity (24) and the preset voltage (25) reduce when the current intensity (26) flowing through the drive motor (75) is greater than the electrical default current intensity (24).
18. Baugruppe (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Positionssensor (19) und die Sensoreinrichtung (60) 18. Assembly (100) according to the preceding claim, wherein the position sensor (19) and the sensor device (60)
periodisch ausgelesen werden. read out periodically.
19. Baugruppe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stromstärke (26) des Antriebsmotors (75) erfasst wird, wenn sich das Positionsmaß (20) für die Winkelstellung des Türflügels (104) ändert. 19. The assembly (100) according to any one of the preceding claims, wherein the current intensity (26) of the drive motor (75) is detected when the position dimension (20) for the angular position of the door leaf (104) changes.
20. Baugruppe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Steuereinrichtung (55) eine Speichereinrichtung (57) zugeordnet ist. 20. The assembly (100) according to one of the preceding claims, wherein the control device (55) is assigned a memory device (57).
21. Baugruppe (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei in der Speichereinrichtung (57) wenigstens eine Tabelle (58) hinterlegt ist. 21. Assembly (100) according to the preceding claim, wherein at least one table (58) is stored in the memory device (57).
22. Baugruppe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine steuerbare Bremseinrichtung (1) umfasst ist. 22. Assembly (100) according to one of the preceding claims, wherein a controllable braking device (1) is included.
23. Baugruppe (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Bremseinrichtung (1) als magnetorheologische 23. Assembly (100) according to the preceding claim, wherein the braking device (1) as a magnetorheological
Übertragungsvorrichtung (40) ausgebildet ist und wenigstens eine elektrische Spule (9) umfasst. Transmission device (40) is formed and comprises at least one electrical coil (9).
24. Baugruppe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 24. Assembly (100) according to one of the preceding claims,
wobei ein Handsensor (59) umfasst ist, mit welcher eine Berührung der Komponente (104) durch eine Hand eines wherein a hand sensor (59) is included, with which a touch of the component (104) by a hand of a
Benutzers detektierbar ist. User is detectable.
25. Baugruppe (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Handsensor (59) einen Nahfeldsensor und/oder einen 25. Assembly (100) according to the preceding claim, wherein the hand sensor (59) is a near-field sensor and / or one
kapazitiven Sensor umfasst. includes capacitive sensor.
26. Baugruppe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 26. Assembly (100) according to one of the preceding claims,
wobei ein Bilderkennungssystem (59) umfasst ist, mit welcher das Nahfeld/Umfeld der Baugruppe dynamisch detektierbar ist. wherein an image recognition system (59) is included, with which the near field / environment of the assembly can be dynamically detected.
27. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Koppelprofil (153) beidseitig gelenkig gelagert und in seiner Form so ausgebildet ist, dass es trotz der sich ändernden kinematischen Gegebenheiten beim Bewegen der Komponente aufgrund der zueinander im Abstand stehenden Anschlusspunkte (152a) der Antriebseinheit immer mittig im Ausschnitt (32b) liegt . 27. Assembly according to one of the preceding claims, wherein the coupling profile (153) is articulated on both sides and is designed in its shape so that it is despite the changing kinematic conditions when moving the component due to the mutually spaced connection points (152a) of the drive unit always lies in the middle of the cutout (32b).
28. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche eine äußere Stützstruktur für wenigstens eines Teils eines Organismus bildet und wenigstens relativ zueinander bewegbare Komponenten aufweist. 28. Assembly according to one of the preceding claims, which forms an outer support structure for at least a part of an organism and has at least components which can be moved relative to one another.
29. Baugruppe nach dem vorhergehenden Anspruch, welche eine 29. The assembly according to the preceding claim, which one
wenigstens einen Teil einer Orthese, einer Prothese und/oder eines Exoskelettes bildet. forms at least part of an orthosis, a prosthesis and / or an exoskeleton.
30. Baugruppe nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die beiden zueinander bewegbaren Komponenten an einen Teil eines Körpers eines Lebewesens angepasst sind und dazu geeignet ist, Bewegungen des Trägers zu unterstützen, indem zum Beispiel ein Gelenke des Exoskeletts durch wenigstens einen Antriebsmotor angetrieben wird. 30. Assembly according to one of the two preceding claims, wherein the two mutually movable components are adapted to a part of a body of a living being and for this purpose is suitable to support movements of the wearer, for example by driving a joint of the exoskeleton by at least one drive motor.
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