EP4309021A1 - Bedieneinrichtung mit wenigstens einem schwenkbaren bedienhebel - Google Patents

Bedieneinrichtung mit wenigstens einem schwenkbaren bedienhebel

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Publication number
EP4309021A1
EP4309021A1 EP22715035.6A EP22715035A EP4309021A1 EP 4309021 A1 EP4309021 A1 EP 4309021A1 EP 22715035 A EP22715035 A EP 22715035A EP 4309021 A1 EP4309021 A1 EP 4309021A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
operating lever
brake
operating
axis
pivot axis
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
EP22715035.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Battlogg
Benjamin BÜRKLE
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 EP4309021A1 publication Critical patent/EP4309021A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
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    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • G05G2009/04703—Mounting of controlling member
    • G05G2009/04714—Mounting of controlling member with orthogonal axes
    • G05G2009/04718—Mounting of controlling member with orthogonal axes with cardan or gimbal type joint
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
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    • G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • G05G2009/04766—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks providing feel, e.g. indexing means, means to create counterforce
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G2505/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member

Definitions

  • the present invention relates to an operating device with at least one operating lever and at least one carrying device.
  • the operating lever is mounted on the support device so that it can pivot about at least one first pivot axis by means of at least one first pivot bearing device.
  • the operating device comprises at least one controllable braking device with at least one first braking unit for setting a movement resistance for the movability of the operating lever about the first pivot axis.
  • the object of the present invention to provide an improved operating device.
  • the operating device should have a particularly compact design or require little installation space and at the same time be inexpensive to produce.
  • the operating device comprises at least one operating lever and at least one carrying device.
  • the operating lever is mounted on the support device so that it can pivot about at least one first pivot axis by means of at least one first pivot bearing device.
  • the operating device comprises at least one controllable braking device with at least one first braking unit for setting a movement resistance for the movability of the operating lever about the first pivot axis.
  • the operating lever can preferably only be pivoted together with the first brake unit.
  • the operating lever and the brake unit are firmly connected to one another.
  • the first brake unit is always moved as well.
  • the operating lever can be pivoted both about the first pivot axis and also about a second pivot axis only together with the first brake unit.
  • the control lever and the brake unit are connected to each other in such a way that the The brake unit must always follow the movement of the control lever.
  • the operating lever and the brake unit remain stationary relative to one another when the operating lever is pivoted.
  • the position of the brake unit relative to the control lever remains unchanged when the control lever is pivoted.
  • At least the first brake unit is preferably arranged at least partially within the control lever. Alternatively or additionally, at least the first brake unit is at least partially arranged on an imaginary axial extension of the operating lever.
  • the applicant reserves the right to claim an operating device according to the preamble of claim 1, in which at least the first brake unit is arranged at least partially within the operating lever and/or at least partially on an imaginary axial extension of the operating lever.
  • the operating device according to the invention offers many advantages.
  • the special coupling of the brake unit and operating lever offers a significant advantage, so that they can only be swiveled together.
  • the brake unit must always follow this movement and is always pivoted at the same time as the operating lever.
  • This enables the brake unit to be accommodated in a particularly advantageous and compact manner in relation to the operating lever.
  • the arrangement of the brake unit within the operating lever also offers a considerable advantage.
  • the brake unit can use the installation space required by the operating lever anyway. This is particularly advantageous when the operating device is to be used for a gamepad or another correspondingly flat or compact device.
  • the arrangement of the brake unit on an imaginary axial extension of the operating lever is also particularly advantageous.
  • the first brake unit and the operating lever are preferably arranged in parallel with respect to their longitudinal axes. It is also preferred that the first brake unit and the operating lever are arranged on a common longitudinal axis or congruently with respect to their longitudinal axes. In particular, the longitudinal axes of the first brake unit and the operating lever do not intersect.
  • the first braking unit is preferably arranged over more than half of its longitudinal extent within the operating lever.
  • the first brake unit is surrounded radially and preferably coaxially by the operating lever over more than half of its longitudinal extent.
  • the first brake unit can also be arranged completely outside of the operating lever.
  • the operating lever encloses a radial outside of the first brake unit in the manner of a ring.
  • the first brake unit is completely surrounded by the operating lever.
  • the first brake unit is preferably surrounded by the operating lever over its entire axial length. It is also possible for the first brake unit to be surrounded by the operating lever in this way only over part of its axial extent.
  • the first brake unit and the operating lever are particularly preferably arranged coaxially to one another.
  • the operating lever encloses the first brake unit coaxially.
  • the first brake unit is of essentially cylindrical design.
  • the operating lever has on the inside a receiving space which corresponds to an outer contour of the first brake unit and in which the first brake unit is arranged.
  • a pivoting movement of the operating lever about the first pivoting axis (in particular by means of a transmission device) can be converted into a rotary movement.
  • the rotary movement can be braked in particular by means of the first brake unit.
  • Adjustable torque for the rotary movement which is generated by the pivoting movement of the operating lever.
  • the rotational movement preferably takes place about an axis of rotation which runs transversely and in particular at right angles to the first pivot axis.
  • the first brake unit comprises at least two brake components which can be rotated relative to one another about a common axis of rotation.
  • the axis of rotation of the first brake unit preferably runs at least partially within the operating lever.
  • the brake axis of the first brake unit runs transversely and in particular at right angles to the first pivot axis of the operating lever.
  • the axis of rotation of the first brake unit runs in the longitudinal direction of the operating lever and preferably congruently with a longitudinal axis of the operating lever.
  • the operating lever coaxially surrounds the axis of rotation of the first brake unit.
  • the movement resistance for the movability of the operating lever can be adjusted in particular in that a torque for the relative rotatability of the brake components can be adjusted or is adjusted in relation to one another.
  • a power transmission between the brake components can be influenced in a targeted manner and particularly preferably can be influenced by a magnetorheological medium.
  • one of the brake components is designed as a stationary brake component.
  • the stationary brake component is coupled to the support device and/or the operating lever in a rotationally fixed manner.
  • the stationary brake component is preferably fastened to the operating lever in a rotationally fixed manner and is also connected to the carrying device in a rotationally fixed manner via a rotationally fixed connection of the operating lever to the carrying device.
  • the other of the at least two brake components is designed as a rotatable brake component.
  • the rotatable braking component can be rotated relative to the operating lever and/or to the carrying device.
  • the braking components (of the first braking unit) are in particular arranged coaxially to one another.
  • the stationary brake component is arranged on the inside.
  • the outer brake component is arranged relative to the operating lever, in particular the rotatable brake component is arranged on the outside.
  • a brake unit is also possible in which the fixed brake component is arranged on the outside and the rotatable brake component is arranged on the inside.
  • the rotatable brake component of the first brake unit can preferably be rotated relative to the stationary brake component (and in particular also relative to the support device and/or relative to the operating lever) when and particularly preferably only then when the operating lever pivots about the first pivot axis.
  • the rotatable brake component of the first brake unit is coupled to the support device with a non-positive fit (in particular a friction fit) and/or a positive fit.
  • the rotatable brake component is preferably set in a rotary motion when it is pivoted along the support device (in the event of a pivoting movement of the operating lever about the first pivot axis).
  • the support device can also be provided by a second pivot bearing device, which enables a pivoting movement of the operating lever about a second pivot axis.
  • the rotatable braking component of the first braking unit is coupled to at least one transmission device.
  • the transmission device is suitable and designed to convert a pivoting movement of the operating lever about the first pivoting axis into a rotary movement and in particular to transmit the rotary movement to the rotatable brake component.
  • the rotatable brake component rotates in particular about its axis of rotation when the operating lever is pivoted about the first pivot axis.
  • the transmission device comprises at least one bevel gear or is designed as such.
  • the rotatable brake component has, in particular, an axis of rotation which runs transversely to the first pivot axis and in the direction of a longitudinal axis of the operating lever.
  • the bevel gear is suitable and designed to transmit a relative movement, which occurs transversely to the axis of rotation of the rotatable brake component, to the rotatable brake component as a rotational movement.
  • the bevel gear includes at least one bevel gear and/or a friction gear or is designed as such.
  • the transmission device comprises at least one drive part and at least one abutment part.
  • the drive part is fastened (in particular non-rotatably) to the rotatable brake component.
  • the abutment part is attached to the support device (particularly stationary). This results in particular in that the abutment part does not move with a pivoting movement of the operating lever about the first pivot axis.
  • the drive part and the abutment part are coupled to one another in a non-positive (in particular frictional) and/or form-fitting manner. This preferably causes the drive part to rotate as it moves along the abutment part.
  • the drive part and the abutment part can preferably be rotated relative to each other about their own axis of rotation.
  • the drive part is arranged at a distance from (e.g. above or below) an intersection point at which the axis of rotation of the drive part intersects the first pivot axis.
  • the drive part when the operating lever pivots about the first pivot axis, the drive part not only performs a rotational movement, but also a pivoting movement.
  • the drive part is rotated and pivoted at the same time.
  • the drive part and the abutment part preferably complete a pivoting movement of the operating lever about the first Pivot axis relative to each other. The relative movement is due in particular to the pivoting movement of the operating lever about the first pivot axis.
  • the drive part and the abutment part at least partially provide the bevel gear.
  • the drive part rotates about an axis of rotation, which is arranged transversely to an axis of the relative movement between the drive part and the abutment part.
  • the drive part preferably comprises at least one bevel gear wheel or is designed as such.
  • the abutment part preferably comprises at least one tooth section which corresponds to and in particular engages with the bevel gear or is designed as such.
  • the tooth section is curved.
  • the curvature of the tooth section follows a pivoting path of the drive part about the first pivot axis.
  • the tooth portion may correspond to a segment of a gear.
  • the tooth portion can also be provided by a gear.
  • the drive part can include at least one friction wheel.
  • the abutment part then comprises at least one rolling section which corresponds to the friction wheel and on which the friction wheel can be rolled.
  • the rolling section follows a pivoting path of the drive part about the first pivoting axis.
  • Other types of gearing are also possible for transmitting the pivoting movement about the first pivot axis to the rotatable brake component.
  • the transmission device is suitable and designed to rotate the rotatable brake component through an angle that is greater than an angle of the pivoting movement of the operating lever about the first pivot axis. This enables the speed of the first braking unit to be increased, so that braking torques are effective even with very small braking units can be achieved.
  • a radius of the bevel gear is larger than a radius of curvature of the tooth portion.
  • the first brake unit is suitable and designed to adapt a braking torque for the relative rotatability of the brake components to one another and thereby set a movement resistance for the movability of the operating lever.
  • the second brake unit is also designed in this way.
  • At least one magnetorheological medium is arranged between the brake components.
  • the first braking unit comprises at least one field generating device for generating a magnetic field.
  • the second brake unit is also designed in this way.
  • the operating device includes at least one second pivot bearing device. by means of the second
  • the operating lever is pivotally mounted on the support device about at least a second pivot axis.
  • the first brake unit is arranged, with respect to its longitudinal axis, transversely to a plane which extends parallel to the first and second pivot axis.
  • the operating lever is also arranged transversely to this plane in relation to its longitudinal axis.
  • the first and second pivot axes are arranged transversely to one another.
  • the first and second pivot axes each lie in one plane or in a common plane.
  • the two pivot axes intersect. It is also possible that the pivot axes do not intersect.
  • the first pivot axis extends along an x-axis and the second pivot axis along a y-axis, and the operating lever and the first brake unit and its axis of rotation along a z-axis.
  • the operating lever is arranged transversely to the first and second pivoting axis (and in particular also to the plane which extends parallel to the first and second pivoting axis) with respect to its longitudinal axis.
  • the first brake unit is arranged on the same side of the first and second pivot axes as the operating lever. It is also possible that the operating lever and the first brake unit are arranged on opposite sides of the first and second pivot axis.
  • the first braking unit is arranged transversely and preferably vertically to the first and second pivot axis.
  • first brake unit and the operating lever are arranged on the same side or on opposite sides of the plane extending parallel to the first and second pivot axes.
  • the first pivot bearing device is mounted (indirectly) on the support device, in particular via the second pivot bearing device, so that when the operating lever is pivoted about the first pivot axis, the second pivot bearing device can remain stationary, and when the operating lever is pivoted about the second pivot axis, the first pivot bearing device can remain stationary together with the operating lever is also pivoted about the second pivot axis or is pivotable.
  • the first pivot axis is pivoted about the second pivot axis.
  • the first pivot bearing device and the second pivot axis are pivotably mounted on the support device.
  • the first brake unit is preferably also pivoted about the second pivot axis.
  • the braking device comprises at least one second braking unit, by means of which a movement resistance for the movability of the operating lever about the second pivot axis can be set.
  • the second brake unit at least two brake components rotatable relative to one another about a common axis of rotation.
  • the axis of rotation of the second brake unit runs parallel or congruently to the second pivot axis.
  • the operating lever can be pivoted about the second pivot axis independently of the first pivot axis and about the first pivot axis independently of the second pivot axis.
  • a movement resistance can be set independently of one another for the first and second braking unit.
  • the axis of rotation of the second brake unit extends parallel to the plane which extends parallel to the first and second pivot axes.
  • the axis of rotation of the second brake unit particularly preferably extends in this plane.
  • at least one transmission is interposed.
  • the second brake unit is arranged outside of the operating lever.
  • the second brake unit has a longitudinal axis and/or axis of rotation, which runs transversely to the longitudinal axis of the operating lever.
  • the axis of rotation of the second brake unit preferably runs through an intersection at which the first and second pivot axes intersect.
  • the rotatable brake component of the second brake unit is arranged around the intersection of the two pivot axes.
  • the axis of rotation of the second brake unit preferably runs transversely to the axis of rotation of the first brake unit.
  • a longitudinal axis of the operating lever intersects the second brake unit and preferably the axis of rotation of the second brake unit.
  • the longitudinal axis of the operating lever also intersects the first and second pivot axes.
  • an imaginary extension of the longitudinal axis of the operating lever meant.
  • the control lever itself does not intersect with these components.
  • one of the brake components of the second brake unit is designed as a stationary brake component which is coupled in a rotationally fixed manner to the support device and/or the operating lever.
  • another of the at least two brake components of the second brake unit is designed as a rotatable brake component.
  • the rotatable brake component is coupled to the second pivot axis in particular by means of at least one gear unit.
  • the transmission unit includes a gear ratio adapted to the transmission device, so that the pivoting movement of the operating lever can be braked equally for both pivot axes.
  • the axis of rotation of the first brake unit is arranged transversely to a plane which extends parallel to the first and second pivot axes.
  • the operating lever comprises at least one accommodation space for the first brake unit.
  • the receiving space is in particular surrounded at least partially (radially) by a wall of the operating lever.
  • the operating lever can be pivoted manually.
  • the operating lever can be pivoted by means of at least one finger and, for example, a thumb or forefinger.
  • the operating lever can also be referred to as a thumb lever.
  • the operating lever by pivoting the operating lever about the first pivot axis and the second pivot axis, an operation and, for example, an input into a device or a machine takes place.
  • the operating lever is designed to be pivotable about the first and second pivot axis at the same time.
  • the operating lever has at least one body for placing at least one finger during operation.
  • the first braking unit is arranged at least partially and preferably entirely within the body.
  • the body encloses the brake at least partially and in particular completely radially.
  • the operating lever includes a blind hole in which the first brake unit is housed.
  • the operating lever can be pivoted at least partially by a motor.
  • the braking device it is possible for the braking device to be designed as a motorized drive and, for example, as an electric motor. It is possible that the movement resistance for the movability of the operating lever is generated in that the motor drive counteracts a manual movement.
  • the applicant reserves the right to claim a gamepad with at least one and preferably at least two operating devices.
  • FIG. 1 shows a purely schematic representation of an operating device according to the invention in a sectional perspective view
  • FIG. 5 shows the operating device from FIG. 1 in a perspective view
  • FIG. 6 shows a purely schematic representation of a further operating device according to the invention in a perspective view
  • FIG. 7 shows the operating device from FIG. 6 in a perspective sectional view
  • FIG. 8-9 perspective sectional detail views of the operating device of Fig. 6.
  • FIG. 1 shows an operating device 701 according to the invention, which can be used, for example, for a Ga epad or a particularly compact joystick.
  • the operating device 701 can be used, for example, for a Ga epad or a particularly compact joystick.
  • the 701 comprises an operating lever 702, which is mounted on a support device 703 so that it can pivot about a first pivot axis 714 by means of a first pivot bearing device 704 and about a second pivot axis 724 by means of a second pivot bearing device 740.
  • the operating lever 702 is pivoted here, for example, by placing a thumb on the front side or by laterally using one or two fingers.
  • the movement resistance for the mobility of the operating lever 702 can be adjusted in a targeted manner, so that haptic feedback can be output, for example.
  • the braking device 705 comprises a first braking unit 715 for setting the resistance to movement for movements about the first pivot axis 714 and a second braking unit 725 for setting the resistance to movement for movements about the second pivot axis 724.
  • the braking units 715, 725 here each comprise two relative to one another about a common one Axis of rotation rotatable brake components 735, 745, 755, 765.
  • the first brake unit 715 is here inside the control lever
  • the operating lever 702 arranged.
  • the installation space that is required for the operating lever 702 in any case can be used to accommodate the brake unit 715 .
  • the operating device can be designed to be particularly compact and, for example, particularly flat.
  • the operating lever 702 can only be pivoted together with the brake unit 715 .
  • the The pivoting movement of the operating lever 702 about the first pivot axis 714 is converted here into a rotary movement by means of a transmission device 706 .
  • the rotary movement is then braked or released by the first brake unit 715 as required.
  • one of the brake components 735, 745 is designed as a fixed brake component 735 and is connected to the operating lever 702 in a rotationally fixed manner.
  • the other brake component 745 is designed as a rotatable brake component 745 and can rotate relative to the fixed brake component 735 within the operating lever 702 .
  • the rotatable brake component 745 is operatively connected to the support 703 as described in more detail below. It should be mentioned that both the stationary braking component 735 and the rotatable braking component 745 also move when the operating lever 702 is pivoted and follow the pivoting movements of the operating lever 702 .
  • a drive part 726 embodied as a bevel gear 746 is fastened here to the rotatable brake component 745 .
  • the drive part 726 meshes with an abutment part 736, which is designed here as a curved toothed section 756.
  • the abutment part 736 is attached to the support device 703 and does not move with the pivoting movement of the operating lever 702 about the first pivot axis 714 .
  • the drive part 726 and the abutment part 736 serve here as an angular gear 716, with which the pivoting movement of the operating lever 702 about the first pivot axis 714 is converted into a rotary movement of the brake component 745.
  • a magnetorheological medium which is located between the braking components 735, 745, is influenced by the field-generating device. Depending on the strength of the magnetic field, a certain torque results for the relative rotatability of the brake components 735, 745 to one another.
  • the movement resistance for the pivoting movement about the second pivot axis 724 is adjusted here with the second brake unit 725.
  • the brake unit 725 functions here essentially as it was previously described for the first brake unit 715.
  • the second brake unit 725 is arranged transversely to the first brake unit 715 .
  • the axis of rotation of the rotatable brake component 765 of the second brake unit 725 extends in an overlapping or congruent manner with the second pivot axis 724.
  • the second brake unit 725 is arranged here at the crossing point of the two pivot axes 714, 724.
  • rotatable brake component 765 is set in motion, which can then be subjected to a targeted torque, as described above for first brake unit 715, using a magnetorheological medium and a field-generating device.
  • the fixed brake component 755 is fixed here on the support device 703 in a rotationally fixed manner and is in particular fastened in a rotationally fixed manner.
  • the second pivot bearing device 740 is mounted directly on the support device 703 here.
  • the first pivot bearing device 704 on the other hand, is mounted indirectly on the support device 703 via the second pivot bearing device 740.
  • the second pivot bearing device 740 thus remains stationary in relation to the support device 703 when the operating lever 702 is moved about the first pivot axis 714 . If the operating lever 702 is moved about the second pivot axis 724, the first pivot bearing device 704 together with the first brake unit 715 is also pivoted.
  • the bevel gear 716 is geared here in such a way that the same gear ratio for the first and second brake unit 715, 725 results for a given swivel angle.
  • an embodiment of the operating device 701 is shown, in which for the second brake unit 725 a gear unit 707 with a defined translation is provided.
  • the radius of the bevel gear wheel 746 in relation to the radius of curvature of the tooth section 756 is selected here in such a way that a transmission ratio for a defined speed increase of the rotatable brake component 745 of the first brake unit 715 results.
  • the translations of the transmission unit 707 of the second brake unit 725 and the transmission device 706 of the first brake unit 715 are matched to one another, so that the same resistance to movement can be felt for both pivot axes 714, 724 on the operating lever.

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Abstract

Bedieneinrichtung (701) mit einem Bedienhebel (702) und mit einer Trageinrichtung (703), an welcher der Bedienhebel (702) mittels einer ersten Schwenklagereinrichtung (704) um wenigstens eine erste Schwenkachse (714) schwenkbar gelagert ist. Die Bedieneinrichtung (701) umfasst eine steuerbare Bremseinrichtung (705) mit wenigstens einer ersten Bremseinheit (715) zur Einstellung eines Bewegungswiderstands für die Bewegbarkeit des Bedienhebels (702) um die erste Schwenkachse (714). Dabei ist der Bedienhebel (702) nur zusammen mit der ersten Bremseinheit (715) verschwenkbar.

Description

Bedieneinrichtung mit wenigstens einem schwenkbaren Bedienhebel
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bedieneinrichtung mit wenigstens einem Bedienhebel und wenigstens einer Trageinrichtung. An der Trageinrichtung ist der Bedienhebel mittels wenigstens einer ersten Schwenklagereinrichtung um wenigstens eine erste Schwenkachse schwenkbar gelagert. Die Bedieneinrichtung umfasst wenigstens eine steuerbare Bremseinrichtung mit wenigstens einer ersten Bremseinheit zur Einstellung eines Bewegungswiderstands für die Bewegbarkeit des Bedienhebels um die erste Schwenkachse.
Im Stand der Technik werden solche Bedieneinrichtung beispielsweise für Joysticks oder dergleichen eingesetzt. Dabei sind Bedieneinrichtungen bekannt geworden, welche haptische Rückmeldungen (Force-Feedback) an den Benutzer ausgeben können. Dazu beschreibt beispielsweise die DE 102020104 810 Al den Einsatz von magnetorheologischen Bremsen, mit denen sehr kurzfristig einstellbare Momenten- bzw. Krafterhöhungen für die Bewegbarkeit des Bedienhebels erzeugt werden können.
Allerdings steht bei vielen Verwendungen für solche Bedieneinrichtungen nur sehr wenig Bauraum zur Verfügung. Das ist besonders bei Gamepads (Spielecontroller) der Fall, welche meist mit beiden Händen gehalten werden und zwei Bedienhebel aufweisen, welche mit jeweils einem Daumen bedient werden. Bei einer so großen Dimensionierung könnten die Bedienhebel nicht mehr mit den Daumen erreicht werden. Auch bei anderen Anwendungen und z. B. bei Joysticks zur Fahrzeug- oder Maschinensteuerung ist der Bauraum oft sehr beschränkt.
Zudem soll eine entsprechend hohe Betätigungskraft für den Bedienhebel erzeugen werden, um das Gefühl so realistisch wie möglich zu gestalten und auch um Blockierungen oder Raster simulieren zu können. In Kombination mit dem begrenzten Bauraum ist es daher sehr schwierig bzw. aufwendig, das notwendige hohe Drehmoment mit hoher Qualität (wenig Wechselspiel, geräuscharm, schnellem Ansprechen, stufenlos steuerbar) zu erzeugen.
Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Bedieneinrichtung zur Verfügung zu stellen. Dabei soll die Bedieneinrichtung besonders kompakt aufgebaut sein bzw. wenig Bauraum benötigen und zugleich unaufwendig bzw. kostengünstig herstellbar sein.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Eingabegerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele.
Die erfindungsgemäße Bedieneinrichtung umfasst wenigstens einen Bedienhebel und wenigstens eine Trageinrichtung. An der Trageinrichtung ist der Bedienhebel mittels wenigstens einer ersten Schwenklagereinrichtung um wenigstens eine erste Schwenkachse schwenkbar gelagert. Die Bedieneinrichtung umfasst wenigstens eine steuerbare Bremseinrichtung mit wenigstens einer ersten Bremseinheit zur Einstellung eines Bewegungswiderstands für die Bewegbarkeit des Bedienhebels um die erste Schwenkachse. Dabei ist der Bedienhebel vorzugsweise nur zusammen mit der ersten Bremseinheit verschwenkbar.
Insbesondere sind der Bedienhebel und die Bremseinheit fest miteinander verbunden. Insbesondere wird bei einem Verschwenken des Bedienhebels stets die erste Bremseinheit mitbewegt. Insbesondere ist der Bedienhebel sowohl um die erste Schwenkachse als auch um eine zweite Schwenkachse nur zusammen mit der ersten Bremseinheit verschwenkbar. Insbesondere sind der Bedienhebel und die Bremseinheit derart miteinander verbunden, dass die Bremseinheit stets der Bewegung des Bedienhebels folgen muss. Insbesondere verbleiben der Bedienhebel und die Bremseinheit bei einem Verschwenken des Bedienhebels ortsfest zueinander. Insbesondere bleibt die Position der Bremseinheit zum Bedienhebel unverändert, wenn der Bedienhebel verschwenkt wird.
Vorzugsweise ist wenigstens die erste Bremseinheit wenigstens teilweise innerhalb des Bedienhebels angeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist wenigstens die erste Bremseinheit wenigstens teilweise auf einer gedachten axialen Verlängerung des Bedienhebels angeordnet. Die Anmelderin behält sich vor, eine Bedieneinrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu beanspruchen, bei der wenigstens die erste Bremseinheit wenigstens teilweise innerhalb des Bedienhebels und/oder wenigstens teilweise auf einer gedachten axialen Verlängerung des Bedienhebels angeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Bedieneinrichtung bietet viele Vorteile. Einen erheblichen Vorteil bietet die besondere Kopplung von Bremseinheit und Bedienhebel, sodass diese nur gemeinsam verschwenkt werden können. Mit anderen Worten, wenn der Bedienhebel bei der Anwendung der Bedieneinrichtung verschwenkt wird, muss die Bremseinheit dieser Bewegung immer folgen und wird stets zugleich mit dem Bedienhebel verschwenkt. Das ermöglicht eine besonders vorteilhafte und kompakte Unterbringung der Bremseinheit in Bezug zum Bedienhebel. Einen erheblichen Vorteil bietet auch die Anordnung der Bremseinheit innerhalb des Bedienhebels. Dadurch kann die Bremseinheit den ohnehin vom Bedienhebel benötigten Bauraum nutzen. Das ist besonders dann von Vorteil, wenn die Bedieneinrichtung für ein Gamepad oder ein anderes entsprechend flaches bzw. kompaktes Gerät eingesetzt werden soll. Besonders vorteilhaft ist auch die Anordnung der Bremseinheit auf einer gedachten axialen Verlängerung des Bedienhebels. Das bietet einen erheblichen Bauraumvorteil gegenüber der sonst oft üblichen Anordnung der Bremseinheit rechts oder links vom Bedienhebel. Vorzugsweise sind die erste Bremseinheit und der Bedienhebel in Bezug auf ihre Längsachsen parallel angeordnet. Bevorzugt ist auch, dass die erste Bremseinheit und der Bedienhebel auf einer gemeinsamen Längsachse bzw. in Bezug auf ihre Längsachsen kongruent angeordnet sind. Insbesondere schneiden sich die Längsachsen der ersten Bremseinheit und des Bedienhebels nicht.
Die erste Bremseinheit ist vorzugsweise über mehr als die Hälfte ihrer Längsausdehnung innerhalb des Bedienhebels angeordnet. Insbesondere ist die erste Bremseinheit über mehr als die Hälfte ihrer Längsausdehnung von dem Bedienhebel radial und vorzugsweise koaxial umschlossen. Die erste Bremseinheit kann auch vollständig außerhalb des Bedienhebels angeordnet sein.
Es ist bevorzugt und vorteilhaft, dass der Bedienhebel eine radiale Außenseite der ersten Bremseinheit ringartig umschließt. Insbesondere ist die erste Bremseinheit vollumfänglich von dem Bedienhebel umschlossen. Vorzugsweise ist die erste Bremseinheit dabei über ihre gesamte axiale Länge derartig vom Bedienhebel umschlossen. Möglich ist auch, dass die erste Bremseinheit nur über einen Teil ihrer axialen Ausdehnung derartig vom Bedienhebel umschlossen ist.
Besonders bevorzugt sind die erste Bremseinheit und der Bedienhebel koaxial zueinander angeordnet. Insbesondere umschließt der Bedienhebel die erste Bremseinheit koaxial. Insbesondere ist die erste Bremseinheit im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Insbesondere weist der Bedienhebel im Inneren einen mit einer Außenkontur der ersten Bremseinheit korrespondierenden Aufnahmeraum auf, in welchem die erste Bremseeinheit angeordnet ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Schwenkbewegung des Bedienhebels um die erste Schwenkachse (insbesondere mittels einer Getriebeeinrichtung) in eine Drehbewegung umsetzbar. Dabei ist die Drehbewegung insbesondere mittels der ersten Bremseinheit bremsbar. Insbesondere ist mittels der ersten Bremseinheit ein Drehmoment für die Drehbewegung, welche durch die Schwenkbewegung des Bedienhebels erzeugt wird, einstellbar. Vorzugsweise erfolgt die Drehbewegung um eine Drehachse, welche quer und insbesondere rechtwinklig zur ersten Schwenkachse verläuft.
In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt und vorteilhaft, dass die erste Bremseinheit wenigstens zwei relativ zueinander um eine gemeinsame Drehachse drehbare Bremskomponenten umfasst. Dabei verläuft die Drehachse der ersten Bremseinheit vorzugsweise wenigstens teilweise innerhalb des Bedienhebels. Insbesondere verläuft die Bremsachse der ersten Bremseinheit quer und insbesondere rechtwinklig zur ersten Schwenkachse des Bedienhebels. Insbesondere verläuft die Drehachse der ersten Bremseinheit in Längsrichtung des Bedienhebels und vorzugsweise kongruent zu einer Längsachse des Bedienhebels. Insbesondere umgibt der Bedienhebel koaxial die Drehachse der ersten Bremseinheit.
Der Bewegungswiderstand für die Bewegbarkeit des Bedienhebels ist insbesondere dadurch einstellbar, dass ein Drehmoment für die relative Drehbarkeit der Bremskomponenten zueinander einstellbar ist bzw. eingestellt wird. Insbesondere ist eine Kraftübertragung zwischen den Bremskomponenten gezielt beeinflussbar und besonders bevorzugt durch ein magnetorheologisches Medium beeinflussbar.
Insbesondere ist eine der Bremskomponenten als eine feststehende Bremskomponente ausgebildet. Insbesondere ist die feststehende Bremskomponente drehfest mit der Trageinrichtung und/oder dem Bedienhebel gekoppelt. Vorzugsweise ist die feststehende Bremskomponente drehfest am Bedienhebel befestigt und über eine drehfeste Anbindung des Bedienhebels an der Trageinrichtung auch an dieser drehfest angebunden. Insbesondere ist die andere der wenigstens zwei Bremskomponenten als eine drehbare Bremskomponente ausgebildet. Insbesondere ist die drehbare Bremskomponente relativ zum Bedienhebel und/oder zur Trageinrichtung drehbar. Die Bremskomponenten (der ersten Bremseinheit) sind insbesondere koaxial zueinander angeordnet. Insbesondere ist die feststehende Bremskomponente dabei innen angeordnet. Insbesondere ist die äußere Bremskomponente relativ zum Bedienhebel insbesondere ist die drehbare Bremskomponente außen angeordnet. Möglich ist auch eine Bremseinheit, bei welcher die feststehende Bremskomponente außen und die drehbare Bremskomponente innen angeordnet sind.
Die drehbare Bremskomponente der ersten Bremseinheit ist vorzugsweise dann und besonders bevorzugt nur dann relativ zur feststehenden Bremskomponente (und insbesondere auch relativ zur Trageinrichtung und/oder relativ zum Bedienhebel) drehbar, wenn eine Schwenkbewegung des Bedienhebels um die erste Schwenkachse erfolgt.
In einer bevorzugten und vorteilhaften Weiterbildung ist die drehbare Bremskomponente der ersten Bremseinheit kraftschlüssig (insbesondere reibschlüssig) und/oder formschlüssig an die Trageinrichtung gekoppelt. Dadurch wird die drehbare Bremskomponente vorzugsweise in eine Drehbewegung versetzt, wenn sie (bei einer Schwenkbewegung des Bedienhebels um die erste Schwenkachse) an der Trageinrichtung entlang geschwenkt wird. Dabei kann in diesem Fall die Trageinrichtung auch durch eine zweite Schwenklagereinrichtung bereitgestellt werden, welche eine Schwenkbewegung des Bedienhebels um eine zweite Schwenkachse ermöglicht.
Es ist möglich und vorteilhaft, dass die drehbare Bremskomponente der ersten Bremseinheit an wenigstens eine Getriebeeinrichtung gekoppelt ist. Insbesondere ist die Getriebeeinrichtung dazu geeignet und ausgebildet, eine Schwenkbewegung des Bedienhebels um die erste Schwenkachse in eine Drehbewegung umzusetzen und insbesondere die Drehbewegung an die drehbare Bremskomponente weiterzugeben. Dadurch dreht sich die drehbare Bremskomponente insbesondere um ihre Drehachse, wenn der Bedienhebel um die erste Schwenkachse verschwenkt wird. In einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Getriebeeinrichtung wenigstens ein Winkelgetriebe oder ist als ein solches ausgebildet. Dabei weist die drehbare Bremskomponente insbesondere eine Drehachse auf, welche quer zur ersten Schwenkachse und in Richtung einer Längsachse des Bedienhebels verläuft. Insbesondere ist das Winkelgetriebe dazu geeignet und ausgebildet, eine Relativbewegung, welche quer zur Drehachse der drehbaren Bremskomponente erfolgt, auf die drehbare Bremskomponente als Drehbewegung zu übertragen. Beispielsweise umfasst das Winkelgetriebe wenigstens ein Kegelradgetriebe und/oder ein Reibradgetriebe oder ist als ein solches ausgebildet.
Die Getriebeeinrichtung umfasst insbesondere wenigstens ein Antriebsteil und wenigstens ein Widerlagerteil. Insbesondere ist das Antriebsteil (insbesondere drehfest) an der drehbaren Bremskomponente befestigt. Insbesondere ist das Widerlagerteil an der Trageinrichtung (insbesondere ortsfest) befestigt. Dadurch ergibt sich insbesondere, dass sich das Widerlagerteil bei einer Schwenkbewegung des Bedienhebels um die erste Schwenkachse nicht mitbewegt. Insbesondere sind das Antriebsteil und das Widerlagerteil kraftschlüssig (insbesondere reibschlüssig) und/oder formschlüssig aneinandergekoppelt. Vorzugsweise wird dadurch das Antriebsteil in eine Drehbewegung versetzt, wenn es sich an den Widerlagerteil entlang bewegt. Vorzugsweise sind das Antriebsteil und das Widerlagerteil relativ zueinander um jeweils eine eigene Drehachse drehbar.
Insbesondere ist das Antriebsteil beabstandet zu (beispielsweise über oder unter) einem Schnittpunkt angeordnet, in welchem die Drehachse des Antriebsteils die erste Schwenkachse schneidet. Insbesondere vollzieht das Antriebsteil bei einer Schwenkbewegung des Bedienhebels um die erste Schwenkachse nicht nur eine Drehbewegung, sondern auch eine Schwenkbewegung. Insbesondere wird das Antriebsteil zeitgleich gedreht und verschwenkt. Vorzugsweise vollziehen das Antriebsteil und das Widerlagerteil bei einer Schwenkbewegung des Bedienhebels um die erste Schwenkachse eine Relativbewegung zueinander. Die Relativbewegung ist insbesondere durch die Schwenkbewegung des Bedienhebels um die erste Schwenkachse bedingt.
Insbesondere stellen das Antriebsteil und das Widerlagerteil wenigstens teilweise das Winkelgetriebe bereit. Dabei dreht sich das Antriebsteil um eine Drehachse, welche quer zu einer Achse die Relativbewegung zwischen dem Antriebsteil und dem Widerlagerteil angeordnet ist.
Vorzugsweise umfasst das Antriebsteil wenigstens ein Kegelzahnrad oder ist als ein solches ausgebildet. Vorzugsweise umfasst das Widerlagerteil wenigstens einen mit dem Kegelzahnrad korrespondierenden und insbesondere in Eingriff stehenden Zahnabschnitt oder ist als ein solcher ausgebildet. Insbesondere ist der Zahnabschnitt gekrümmt ausgebildet. Insbesondere folgt die Krümmung des Zahnabschnitts einer Schwenkbahn des Antriebsteils um die erste Schwenkachse. Der Zahnabschnitt kann einem Segment eines Zahnrads entsprechen. Der Zahnabschnitt kann auch durch ein Zahnrad bereitgestellt werden.
In einer Ausgestaltung kann das Antriebsteil wenigstens ein Reibrad umfassen. Insbesondere umfasst das Widerlagerteil dann wenigstens einen mit dem Reibrad korrespondierenden Rollabschnitt, auf welchem das Reibrad abrollbar ist. Der Rollabschnitt folgt insbesondere einer Schwenkbahn des Antriebsteils um die erste Schwenkachse. Möglich sind auch andere Getriebearten zur Übertragung der Schwenkbewegung um die erste Schwenkachse auf die drehbare Bremskomponente.
Es ist möglich und vorteilhaft, dass die Getriebeeinrichtung eine Übersetzung aufweist. Insbesondere ist die Getriebeeinrichtung dazu geeignet und ausgebildet, die drehbare Bremskomponente um einen Winkel zu verdrehen, welcher größer als ein Winkel der Schwenkbewegung des Bedienhebels um die erste Schwenkachse ist. Das ermöglicht eine Drehzahlerhöhung für die erste Bremseinheit, sodass auch mit sehr kleinen Bremseinheiten wirksame Bremsmomente erzielt werden können. Insbesondere ist ein Radius des Kegelzahnrads größer als ein Radius einer Krümmung des Zahnabschnitts.
Insbesondere ist die erste Bremseinheit dazu geeignet und ausgebildet, ein Bremsmoment für die relative Drehbarkeit der Bremskomponenten zueinander anzupassen und dadurch ein Bewegungswiderstand für die Bewegbarkeit des Bedienhebels einzustellen. Insbesondere ist die zweite Bremseinheit auch derart ausgebildet.
Insbesondere ist zwischen den Bremskomponenten wenigstens ein magnetorheologisches Medium angeordnet. Insbesondere umfasst die erste Bremseinheit wenigstens eine Felderzeugungseinrichtung zu Erzeugung eines Magnetfeldes. Insbesondere ist die zweite Bremseinheit auch derart ausgebildet.
In einer besonders bevorzugten und vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Bedieneinrichtung wenigstens eine zweite Schwenklagereinrichtung. Mittels der zweiten
Schwenklagereinrichtung ist der Bedienhebel um wenigstens eine zweite Schwenkachse schwenkbar der Trageinrichtung gelagert. Insbesondere ist die erste Bremseinheit in Bezug auf ihre Längsachse quer zu einer Ebene angeordnet, welche sich parallel zur ersten und zweiten Schwenkachse erstreckt. Insbesondere ist auch der Bedienhebel in Bezug auf seine Längsachse quer zu dieser Ebene angeordnet. Insbesondere sind die erste und zweite Schwenkachse quer zueinander angeordnet. Insbesondere liegen die erste und zweite Schwenkachse in jeweils einer Ebene oder in einer gemeinsamen Ebene. Insbesondere schneiden sich die beiden Schwenkachsen. Möglich ist auch, dass sich die Schwenkachsen nicht schneiden. Insbesondere erstreckt sich die erste Schwenkachse entlang einer x-Achse und die zweite Schwenkachse entlang einer y-Achse und der Bedienhebel sowie die erste Bremseinheit und deren Drehachse entlang einer z-Achse. Insbesondere ist der Bedienhebel in Bezug auf seiner Längsachse quer zur ersten und zweiten Schwenkachse (und insbesondere auch zur Ebene, welche sich parallel zur ersten und zweiten Schwenkachse erstreckt) angeordnet. Insbesondere ist die erste Bremseinheit auf der gleichen Seite von der ersten und zweiten Schwenkachse wie der Bedienhebel angeordnet. Möglich ist auch, dass der Bedienhebel und die erste Bremseinheit auf gegenüberliegenden Seiten von der ersten und zweiten Schwenkachse angeordnet sind. Insbesondere ist die erste Bremseinheit quer und vorzugsweise vertikal zur ersten und zweiten Schwenkachse angeordnet.
Insbesondere sind die erste Bremseinheit und der Bedienhebel auf der gleichen Seite oder auf gegenüberliegenden Seiten von der Ebene, welche sich parallel zur ersten und zweiten Schwenkachse erstreckt, angeordnet.
Die erste Schwenklagereinrichtung ist insbesondere über die zweite Schwenklagereinrichtung (mittelbar) an der Trageinrichtung gelagert, sodass bei einem Verschwenken des Bedienhebels um die erste Schwenkachse die zweite Schwenklagereinrichtung ortsfest verbleiben kann und bei einem Verschwenken des Bedienhebels um die zweite Schwenkachse die erste Schwenklagereinrichtung zusammen mit dem Bedienhebel ebenfalls um die zweite Schwenkachse verschwenkt wird bzw. verschwenkbar ist. Insbesondere wird die erste Schwenkachse dabei um die zweite Schwenkachse verschwenkt. Insbesondere ist die erste Schwenklagereinrichtung und die zweite Schwenkachse schwenkbar an der Trageinrichtung gelagert.
Vorzugsweise wird bei einem Verschwenken des Bedienhebels um die zweite Schwenkachse auch die erste Bremseinheit um die zweite Schwenkachse verschwenkt.
In allen Ausgestaltungen ist bevorzugt, dass die Bremseinrichtung wenigstens eine zweite Bremseinheit umfasst, mittels welcher ein Bewegungswiderstand für die Bewegbarkeit des Bedienhebels um die zweite Schwenkachse einstellbar ist. Insbesondere umfasst die zweite Bremseinheit wenigstens zwei relativ zueinander um eine gemeinsame Drehachse drehbare Bremskomponenten. Insbesondere verläuft die Drehachse der zweiten Bremseinheit parallel oder kongruent zur zweiten Schwenkachse. Insbesondere ist der Bedienhebel unabhängig von der ersten Schwenkachse um die zweite Schwenkachse und unabhängig von der zweiten Schwenkachse um die erste Schwenkachse schwenkbar. Insbesondere ist für die erste und zweite Bremseinheit unabhängig voneinander ein Bewegungswiderstand einstellbar.
Insbesondere erstreckt sich die Drehachse der zweiten Bremseinheit parallel zur Ebene, welche sich parallel zur ersten und zweiten Schwenkachse erstreckt. Besonders bevorzugt erstreckt sich die Drehachse der zweiten Bremseinheit in dieser Ebene. Möglich ist aber auch, dass die Drehachse der zweiten Bremseinheit quer zur zweiten Schwenkachse verläuft. Dann ist insbesondere wenigstens ein Getriebe zwischengeschaltet. Insbesondere ist die zweite Bremseinheit außerhalb des Bedienhebels angeordnet. Insbesondere weist die zweite Bremseinheit eine Längsachse und/oder Drehachse auf, welche quer zur Längsachse des Bedienhebels verläuft.
Vorzugsweise verläuft die Drehachse der zweiten Bremseinheit durch einen Schnittpunkt, in welchem sich die erste und zweite Schwenkachse schneiden. Insbesondere ist die drehbare Bremskomponente der zweiten Bremseinheit um den Schnittpunkt der beiden Schwenkachsen herum angeordnet.
Vorzugsweise verläuft die Drehachse der zweiten Bremseinheit quer zur Drehachse der ersten Bremseinheit.
Insbesondere schneidet eine Längsachse des Bedienhebels die zweite Bremseinheit und vorzugsweise die Drehachse der zweiten Bremseinheit. Die Längsachse des Bedienhebels schneidet insbesondere auch die erste und zweite Schwenkachse. Dabei ist insbesondere eine gedachte Verlängerung der Längsachse des Bedienhebels gemeint. Der Bedienhebel selbst schneidet diese Komponenten insbesondere nicht.
Insbesondere ist eine der Bremskomponenten der zweiten Bremseinheit als eine feststehende Bremskomponente ausgebildet, welche drehfest mit der Trageinrichtung und/oder dem Bedienhebel gekoppelt ist. Insbesondere ist eine andere der wenigstens zwei Bremskomponenten der zweiten Bremseinheit als eine drehbare Bremskomponente ausgebildet. Die drehbare Bremskomponente ist insbesondere mittels wenigstens einer Getriebeeinheit an die zweite Schwenkachse gekoppelt. Insbesondere umfasst die Getriebeeinheit eine an die Getriebeeinrichtung angepasste Übersetzung, sodass die Schwenkbewegung des Bedienhebels für beide Schwenkachsen gleich bremsbar ist.
Insbesondere ist die Drehachse der ersten Bremseinheit quer zu einer Ebene angeordnet, welche sich parallel zur ersten und zweiten Schwenkachse erstreckt.
Insbesondere umfasst der Bedienhebel wenigstens einen Aufnahmeraum für die erste Bremseinheit. Der Aufnahmeraum ist insbesondere von einer Wandung des Bedienhebels wenigstens teilweise (radial) umgeben. Insbesondere ist der Bedienhebel manuell schwenkbar. Insbesondere ist der Bedienhebel mittels wenigstens eines Fingers und beispielsweise eines Daumens oder Zeigefingers schwenkbar. Der Bedienhebel kann auch als Daumenhebel bezeichnet werden. Insbesondere erfolgt durch ein Verschwenken des Bedienhebels um die erste Schwenkachse und die zweite Schwenkachse eine Bedienung und beispielsweise eine Eingabe in ein Gerät bzw. eine Maschine. Insbesondere ist der Bedienhebel zeitgleich um die erste und zweite Schwenkachse verschwenkbar ausgebildet.
Der Bedienhebel hat insbesondere wenigstens einen Körper zum Anlegen wenigstens eines Fingers beim Bedienen. Insbesondere ist die erste Bremseinheit wenigstens teilweise und vorzugsweise vollständig innerhalb des Körpers angeordnet. Insbesondere umschließt der Körper die Bremse wenigstens teilweise und insbesondere vollumfänglich radial. Beispielsweise umfasst der Bedienhebel ein Sackloch, in welchem die erste Bremseinheit untergebracht ist.
Es ist möglich, dass der Bedienhebel wenigstens teilweise motorisch schwenkbar ist. In allen Ausgestaltungen ist es möglich, dass die Bremseinrichtung als ein motorischer Antrieb und beispielsweise als ein Elektromotor ausgeführt ist. Dabei ist möglich, dass der Bewegungswiderstand für die Bewegbarkeit des Bedienhebels dadurch erzeugt wird, dass der motorische Antrieb einer manuellen Bewegung entgegenwirkt.
Die Anmelderin behält sich vor, ein Gamepad mit wenigstens einer und vorzugsweise wenigstens zwei Bedieneinrichtungen zu beanspruchen.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.
In den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine rein schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung in einer geschnittenen perspektivischen Ansicht;
Fig. 2-4 die Bedieneinrichtung der Fig. 1 mit einem Bedienhebel in verschiedenen Stellungen;
Fig. 5 die Bedieneinrichtung der Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 6 eine rein schematische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung in einer perspektivischen Ansicht; Fig. 7 die Bedieneinrichtung der Fig. 6 in einer perspektivischen geschnittenen Ansicht; und
Fig. 8-9 perspektivische geschnittene Detailansichten der Bedieneinrichtung der Fig. 6.
Die Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Bedieneinrichtung 701, welche sie beispielsweise für ein Ga epad oder einen besonders kompakten Joystick eingesetzt werden kann. Die Bedieneinrichtung
701 umfasst einen Bedienhebel 702, welcher mittels einer ersten Schwenklagereinrichtung 704 um eine erste Schwenkachse 714 und mittels einer zweiten Schwenklagereinrichtung 740 um eine zweite Schwenkachse 724 schwenkbar an einer Trageinrichtung 703 gelagert ist. Das Verschwenken des Bedienhebels 702 erfolgt hier beispielsweise durch einen stirnseitig aufgelegten Daumen oder durch seitlich mit einem oder zwei Fingern.
Mit einer steuerbaren Bremseinrichtung 705 kann der Bewegungswiderstand für die Bewegbarkeit des Bedienhebels 702 gezielt angepasst werden, sodass beispielsweise haptische Rückmeldungen ausgegeben werden können. Die Bremseinrichtung 705 umfasst eine erste Bremseinheit 715 zur Einstellung des Bewegungswiderstands für Bewegungen um die erste Schwenkachse 714 und eine zweite Bremseinheit 725 zur Einstellung des Bewegungswiderstands für Bewegungen um die zweite Schwenkachse 724. Die Bremseinheiten 715, 725 umfassen hier jeweils zwei relativ zueinander um eine gemeinsame Drehachse drehbare Bremskomponenten 735, 745, 755, 765.
Die erste Bremseinheit 715 ist hier innerhalb des Bedienhebels
702 angeordnet. Dadurch kann zur Unterbringung der Bremseinheit 715 der Bauraum genutzt werden, welcher ohnehin für den Bedienhebel 702 benötigt wird. So kann die Bedieneinrichtung hier besonders kompakt und beispielsweise besonders flach ausgeführt werden. Der Bedienhebel 702 kann nur zusammen mit der Bremseinheit 715 verschwenkt werden.
Um den Bewegungswiderstand anpassen zu können, wird die Schwenkbewegung des Bedienhebels 702 um die erste Schwenkachse 714 hier mittels einer Getriebeeinrichtung 706 in eine Drehbewegung umgesetzt. Die Drehbewegung wird dann von der ersten Bremseinheit 715 je nach Bedarf gebremst oder freigegeben.
Dazu ist hier eine der Bremskomponenten 735, 745 als eine feststehende Bremskomponente 735 ausgebildet und drehfest am Bedienhebel 702 angebunden. Die andere Bremskomponente 745 ist als drehbare Bremskomponente 745 ausgebildet und kann sich relativ zur feststehenden Bremskomponente 735 innerhalb des Bedienhebels 702 drehen. Die drehbare Bremskomponente 745 ist, wie nachfolgend näher beschrieben, mit der Trageinrichtung 703 wirkverbunden. Es sei erwähnt, dass sich sowohl die feststehende Bremskomponente 735 als auch die drehbare Bremskomponente 745 beim Verschwenken des Bedienhebels 702 mitbewegen und den Schwenkbewegungen des Bedienhebels 702 folgen.
An der drehbaren Bremskomponente 745 ist hier ein als Kegelzahnrad 746 ausgebildetes Antriebsteil 726 befestigt. Bei einer Schwenkbewegung des Bedienhebels 702 um die erste Schwenkachse 714 kämmt das Antriebsteil 726 in einem Widerlagerteil 736, welches hier als gekrümmter Zahnabschnitt 756 ausgebildet ist. Das Widerlagerteil 736 ist an der Trageinrichtung 703 befestigt und bewegt sich bei der Schwenkbewegung des Bedienhebels 702 um die erste Schwenkachse 714 nicht mit. So dienen das Antriebsteil 726 und das Widerlagerteil 736 hier als ein Winkelgetriebe 716, mit dem die Schwenkbewegung des Bedienhebels 702 um die erste Schwenkachse 714 in eine Drehbewegung der Bremskomponente 745 umgesetzt wird.
Mittels einer hier nicht näher dargestellten
Felderzeugungseinrichtung wird ein magnetorheologisches Medium beeinflusst, welches sich zwischen den Bremskomponenten 735, 745 befindet. Je nach Magnetfeldstärke ergibt sich ein bestimmtes Drehmoment für die relative Drehbarkeit der Bremskomponenten 735, 745 zueinander. Die Anpassung des Bewegungswiderstands für die Schwenkbewegung um die zweite Schwenkachse 724 erfolgt hier mit der zweiten Bremseinheit 725. Die Bremseinheit 725 funktioniert hier im Wesentlichen so, wie es zuvor für die erste Bremseinheit 715 beschrieben wurde.
Dabei ist hier die zweite Bremseinheit 725 quer zur ersten Bremseinheit 715 angeordnet. Zudem erstreckt sich die Drehachse der drehbaren Bremskomponente 765 der zweiten Bremseinheit 725 überlappend bzw. kongruent zur zweiten Schwenkachse 724. Dazu ist die zweite Bremseinheit 725 hier im Kreuzungspunkt der beiden Schwenkachsen 714, 724 angeordnet. So wird die drehbare Bremskomponente 765 bei einem Verschwenken des Bedienhebels 702 um die zweite Schwenkachse 724 in eine Drehbewegung versetzt, welche dann wie zuvor für die erste Bremseinheit 715 beschrieben mit einem magnetorheologischen Medium und einer Felderzeugungseinrichtung gezielt mit einem Drehmoment beaufschlagt werden kann. Die feststehende Bremskomponente 755 ist hier an der Trageinrichtung 703 verdrehfest fixiert und insbesondere verdrehfest befestigt.
Die zweite Schwenklagereinrichtung 740 ist hier direkt an der Trageinrichtung 703 gelagert. Die erste Schwenklagereinrichtung 704 hingegen ist über die zweite Schwenklagereinrichtung 740 mittelbar an der Trageinrichtung 703 gelagert. So verbleibt die zweite Schwenklagereinrichtung 740 ortsfest zur Trageinrichtung 703, wenn der Bedienhebel 702 um die erste Schwenkachse 714 bewegt wird. Wird der Bedienhebel 702 um die zweite Schwenkachse 724 bewegt, wird die erste Schwenklagereinrichtung 704 mitsamt der ersten Bremseinheit 715 mit verschwenkt. Dabei ist das Winkelgetriebe 716 hier so übersetzt, dass sich bei einem gegebenen Schwenkwinkel das gleiche Übersetzungsverhältnis für die erste und zweite Bremseinheit 715, 725 ergibt.
In den Figuren 6 bis 9 ist eine Ausgestaltung der Bedieneinrichtung 701 gezeigt, bei welcher für die zweite Bremseinheit 725 eine Getriebeeinheit 707 mit einer definierten Übersetzung vorgesehen ist. Zudem ist hier der Radius des Kegelzahnrads 746 in Bezug zum Radius der Krümmung des Zahnabschnitts 756 so gewählt, dass sich eine Übersetzung für eine definierte Drehzahlerhöhung der drehbaren Bremskomponente 745 der ersten Bremseinheit 715 ergibt. Dabei sind die Übersetzungen der Getriebeeinheit 707 der zweiten Bremseinheit 725 und der Getriebeeinrichtung 706 der ersten Bremseinheit 715 aufeinander abgestimmt, sodass der gleiche Bewegungswiderstand für beide Schwenkachsen 714, 724 am Bedienhebel spürbar ist.
Bezugszeichenliste :
701 Bedieneinrichtung
702 Bedienhebel
703 Trageinrichtung
704 Schwenklagereinrichtung
705 Bremseinrichtung
706 Getriebeeinrichtung
707 Getriebeeinheit
714 Schwenkachse
715 Bremseinheit
716 Winkelgetriebe
717 Stirnzahnrad
724 Schwenkachse
725 Bremseinheit
726 Antriebsteil
735 Bremskomponente
736 Widerlagerteil
740 Schwenklagereinrichtung
745 Bremskomponente
746 Kegeizahnrad
755 Bremskomponente
756 Zahnabschnitt 765 Bremskomponente

Claims

Ansprüche :
1. Bedieneinrichtung (701), insbesondere für ein Gamepad, mit wenigstens einem Bedienhebel (702) und mit wenigstens einer Trageinrichtung (703), an welcher der Bedienhebel (702) mittels einer ersten Schwenklagereinrichtung (704) um wenigstens eine erste Schwenkachse (714) schwenkbar gelagert ist, und mit wenigstens einer steuerbaren Bremseinrichtung (705) mit wenigstens einer ersten Bremseinheit (715) zur Einstellung eines Bewegungswiderstands für die Bewegbarkeit des Bedienhebels (702) um die erste Schwenkachse (714), dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienhebel (702) nur zusammen mit der ersten Bremseinheit (715) verschwenkbar ist.
2. Bedieneinrichtung (701) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die erste Bremseinheit (715) wenigstens teilweise innerhalb des Bedienhebels (702) und/oder wenigstens teilweise auf einer gedachten axialen Verlängerung des Bedienhebels (702) angeordnet ist.
3. Bedieneinrichtung (701) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Bremseinheit (715) und der Bedienhebel (702) in Bezug auf ihre Längsachsen parallel oder auf einer gemeinsamen Längsachse angeordnet sind.
4. Bedieneinrichtung (701) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Bremseinheit (715) über mehr als die Hälfte ihrer Längsausdehnung innerhalb des Bedienhebels (702) angeordnet ist.
5. Bedieneinrichtung (701) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Bedienhebel (702) eine radiale Außenseite der ersten Bremseinheit (715) ringartig umschließt.
6. Bedieneinrichtung (701) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Bremseinheit (715) und der Bedienhebel (702) koaxial zueinander angeordnet sind.
7. Bedieneinrichtung (701) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Schwenkbewegung des Bedienhebels (702) um die erste Schwenkachse (714) in eine Drehbewegung umsetzbar ist und wobei die Drehbewegung mittels der ersten Bremseinheit (715) bremsbar ist.
8. Bedieneinrichtung (701) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Bremseinheit (715) zwei relativ zueinander um eine gemeinsame Drehachse drehbare Bremskomponenten (735, 745) umfasst und wobei die Drehachse innerhalb des Bedienhebels (702) und quer zur ersten Schwenkachse des Bedienhebels (702) verläuft.
9. Bedieneinrichtung (701) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei eine der Bremskomponenten (735, 745) als eine feststehende Bremskomponente (735) ausgebildet ist, welche drehfest mit der Trageinrichtung (703) und/oder dem Bedienhebel (702) gekoppelt ist und wobei die andere der Bremskomponenten (735, 745) als eine drehbare Bremskomponente (745) ausgebildet ist.
10. Bedieneinrichtung (701) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Bremskomponenten (735, 745) koaxial zueinander angeordnet sind und wobei die feststehende Bremskomponente (735) dabei innen angeordnet ist.
11. Bedieneinrichtung (701) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die drehbare Bremskomponente (745) dann relativ zur feststehenden Bremskomponente (735) drehbar ist, wenn eine Schwenkbewegung des Bedienhebels (702) um die erste Schwenkachse (714) erfolgt.
12. Bedieneinrichtung (701) nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, wobei die drehbare Bremskomponente (745) kraftschlüssig (insb. reibschlüssig) und/oder formschlüssig an die Trageinrichtung (703) gekoppelt ist, sodass die drehbare Bremskomponente (745) in eine Drehbewegung versetzt wird, wenn sie an der Trageinrichtung (703) entlang geschwenkt wird.
13. Bedieneinrichtung (701) nach einem der vier vorhergehenden Ansprüche, wobei die drehbare Bremskomponente (745) an wenigstens eine Getriebeeinrichtung (706) gekoppelt ist und wobei die Getriebeeinrichtung (706) dazu geeignet und ausgebildet ist, eine Schwenkbewegung des Bedienhebels (702) um die erste Schwenkachse (714) in eine Drehbewegung umzusetzen und die Drehbewegung an die drehbare Bremskomponente (745) weiterzugeben, sodass sich die drehbare Bremskomponente (745) um ihre Drehachse dreht, wenn der Bedienhebel (702) um die erste Schwenkachse (714) verschwenkt wird.
14. Bedieneinrichtung (701) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Getriebeeinrichtung (706) wenigstens ein Winkelgetriebe (716) umfasst und dass die drehbare Bremskomponente (745) dabei eine Drehachse aufweist, welche quer zur ersten Schwenkachse (714) und in Richtung einer Längsachse des Bedienhebels (702) verläuft.
15. Bedieneinrichtung (701) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Getriebeeinrichtung (706) wenigstens ein Antriebsteil (726) und wenigstens ein Widerlagerteil (736) umfasst und wobei das Antriebsteil (726) an der drehbaren Bremskomponente (745) befestigt ist und wobei das Widerlagerteil (736) an der Trageinrichtung (703) befestigt ist, sodass sich das Widerlagerteil (736) bei einer Schwenkbewegung des Bedienhebels (702) um die erste Schwenkachse (714) nicht mitbewegt und wobei das Antriebsteil (726) und das Widerlagerteil (736) kraftschlüssig und/oder formschlüssig aneinander gekoppelt sind, sodass das Antriebsteil (726) in eine Drehbewegung versetzt wird, wenn es sich an dem Widerlagerteil (736) entlang bewegt.
16. Bedieneinrichtung (701) nach den beiden vorhergehenden Ansprüchen, wobei das Antriebsteil (726) und das Widerlagerteil (736) das Winkelgetriebe (716) wenigstens teilweise bereitstellen.
17. Bedieneinrichtung (701) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei das Antriebsteil (726) wenigstens ein Kegelzahnrad (746) umfasst und wobei das Widerlagerteil (736) wenigstens einen mit dem Kegelzahnrad (746) korrespondieren Zahnabschnitt (756) umfasst und wobei der Zahnabschnitt (756) gekrümmt ausgebildet ist, sodass er einer Schwenkbahn des Antriebsteils (726) um die erste Schwenkachse (714) wenigstens abschnittsweise folgt.
18. Bedieneinrichtung (701) nach einem der fünf vorhergehenden Ansprüche, wobei die Getriebeeinrichtung (706) eine Übersetzung aufweist und dazu geeignet und ausgebildet ist, die drehbare Bremskomponente (745) um einen Winkel zu verdrehen, welcher größer als ein Winkel der Schwenkbewegung des Bedienhebels (702) um die erste Schwenkachse (714) ist.
19. Bedieneinrichtung (701) nach Anspruch 9, wobei die erste Bremseinheit (715) dazu geeignet und ausgebildet ist, ein Drehmoment für die relative Drehbarkeit der Bremskomponenten (735, 745) zueinander anzupassen und dadurch einen Bewegungswiderstand für die Bewegbarkeit des Bedienhebels (702) einzustellen.
20. Bedieneinrichtung (701) nach Anspruch 9, wobei zwischen den Bremskomponenten (735, 745) wenigstens ein magnetorheologisches Medium angeordnet ist und wobei die erste Bremseinheit (715) wenigstens eine
Felderzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines Magnetfelds umfasst.
21. Bedieneinrichtung (701) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend wenigstens eine zweite Schwenklagereinrichtung (740), mittels welcher der Bedienhebel (702) um wenigstens eine zweite Schwenkachse (724) an der Trageinrichtung (703) schwenkbar gelagert ist und wobei die erste Bremseinheit (715) in Bezug auf ihre Längsachse quer zu einer Ebene angeordnet ist, welche sich parallel zur ersten (714) und zweiten Schwenkachse (724) erstreckt.
22. Bedieneinrichtung (701) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Bedienhebel (702) in Bezug auf seine Längsachse quer zur ersten (714) und zweiten Schwenkachse (724) angeordnet ist und wobei die erste Bremseinheit (715) auf der gleichen Seite von der ersten (714) und zweiten Schwenkachse (724) wie der Bedienhebel (702) angeordnet ist oder wobei der Bedienhebel (702) und die erste Bremseinheit (715) auf gegenüberliegenden Seiten von der ersten (714) und zweiten Schwenkachse (724) angeordnet sind.
23. Bedieneinrichtung (701) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Schwenklagereinrichtung (704) über die zweite Schwenklagereinrichtung (740) an der Trageinrichtung (703) gelagert ist, sodass bei einem Verschwenken des Bedienhebels (702) um die erste Schwenkachse
(714) die zweite Schwenklagereinrichtung (740) ortfest verbleiben kann und bei einem Verschwenken des Bedienhebels (702) um die zweite Schwenkachse (724) die erste Schwenklagereinrichtung zusammen mit dem Bedienhebel (702) ebenfalls um die zweite Schwenkachse (724) verschwenkt wird.
24. Bedieneinrichtung (701) nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, wobei bei einem Verschwenken des Bedienhebels (702) um die zweite Schwenkachse (724) auch die erste Bremseinheit (715) um die zweite Schwenkachse (724) verschwenkt wird.
25. Bedieneinrichtung (701) nach einem der vier vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bremseinrichtung (705) wenigstens eine zweite Bremseinheit (725) umfasst, mittels welcher ein Bewegungswiderstand für die Bewegbarkeit des Bedienhebels (702) um die zweite Schwenkachse (724) einstellbar ist und wobei die zweite Bremseinheit (725) zwei relativ zueinander um eine gemeinsame Drehachse drehbare Bremskomponenten (755, 765) umfasst und wobei diese Drehachse parallel oder kongruent zur zweiten Schwenkachse (724) verläuft.
26. Bedieneinrichtung (701) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Drehachse der zweiten Bremseinheit (725) durch einen Schnittpunkt der beiden Schwenkachsen (714, 724) verläuft.
27. Bedieneinrichtung (701) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Drehachse der zweiten Bremseinheit (725) quer zur Drehachse der ersten Bremseinheit (715) verläuft.
28. Bedieneinrichtung (701) nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Längsachse des Bedienhebels (702) die zweite Bremseinheit (725) und vorzugsweise die Drehachse der zweiten Bremseinheit (725) schneidet.
29. Bedieneinrichtung (701) nach einem der vier vorhergehenden Ansprüche, wobei eine der Bremskomponenten (755, 765) der zweiten Bremseinheit (725) als eine feststehende Bremskomponente (755) ausgebildet ist, welche drehfest mit der Trageinrichtung (703) und/oder dem Bedienhebel (702) gekoppelt ist und wobei die andere der Bremskomponenten (755, 765) als eine drehbare Bremskomponente (765) ausgebildet ist und wobei die drehbare Bremskomponente (765) mittels wenigstens einer Getriebeeinheit (707) an die zweite Schwenkachse (724) gekoppelt ist und wobei die Getriebeeinheit (707) eine an die Getriebeeinrichtung (706) angepasste Übersetzung aufweist, sodass die Schwenkbewegung des Bedienhebels (702) für beide Schwenkachsen (714, 724) gleich bremsbar ist.
30. Bedieneinrichtung (701) nach einem der fünf vorhergehenden Ansprüche, wobei die Drehachse der ersten Bremseinheit (715) quer zu einer Ebene angeordnet ist, welche sich parallel zur ersten (714) und zweiten Schwenkachse (724) erstreckt.
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