EP4622780A1 - Manipulationsschutz für ein handgerät - Google Patents

Manipulationsschutz für ein handgerät

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Publication number
EP4622780A1
EP4622780A1 EP23793798.2A EP23793798A EP4622780A1 EP 4622780 A1 EP4622780 A1 EP 4622780A1 EP 23793798 A EP23793798 A EP 23793798A EP 4622780 A1 EP4622780 A1 EP 4622780A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
manipulation
hand
robot
housing
sliding
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
EP23793798.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sergiy Ostrovski
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.)
KUKA Deutschland GmbH
Original Assignee
KUKA Deutschland 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 KUKA Deutschland GmbH filed Critical KUKA Deutschland GmbH
Publication of EP4622780A1 publication Critical patent/EP4622780A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/02—Hand grip control means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/06—Control stands, e.g. consoles, switchboards
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/70—Protecting specific internal or peripheral components, in which the protection of a component leads to protection of the entire computer
    • G06F21/86—Secure or tamper-resistant housings

Definitions

  • the present invention relates to a handheld device, a system for operating a robot and a method for producing or operating the handheld device.
  • the object of the present invention is to improve protection against manipulation.
  • Claims 7 - 9 protect a system for operating a robot with a hand-held device described here or a method for producing or operating a hand-held device described here.
  • the subclaims relate to advantageous further developments.
  • a handheld device in particular a device that can be carried with one hand, has a housing, a sensor device arranged on, in particular partially or completely in, the housing with one or more sensors, with the aid of which a manipulation of the handheld device, in particular the housing, is or can be detected, in particular physical or mechanical, or which is/are set up or used for this purpose, and an evaluation device arranged on, in particular partially or completely in, the housing, which initiates a manipulation reaction as a result of a manipulation of the handheld device, in particular the housing, detected by means of the sensor device, in particular physical or mechanical, or in a further development carries out a manipulation reaction, or is set up or used for this purpose.
  • the handheld device has a control device which, in a further development, is arranged on, in particular partially or completely in, the housing and/or is integrally formed with the evaluation device, in a further development the evaluation device or is identical to the evaluation device. In one embodiment, this allows a more compact structure to be achieved. In another embodiment, the control device and evaluation device are formed separately. In one embodiment, this allows safety to be increased and/or retrofitting and/or maintenance to be improved.
  • the housing is made up of two or more parts. Manipulation detected or detectable by the sensor device can include, in particular, opening the housing, in particular at least partially separating at least two of its parts from one another. By detecting such manipulation and a corresponding manipulation reaction, in one embodiment, undesirable consequences of unauthorized access to, in particular, electronic, components in the housing, such as in particular the control device, in particular maintenance by personnel not authorized to do so, can be avoided or reduced.
  • the handheld device is a handheld operating device that is used or is set up to operate a robot, in a further development in terms of hardware and/or software, in one embodiment by at least one emergency stop, in particular at least one emergency stop input device, and/or a (correspondingly) safe embodiment and/or an input interface for entering user inputs for operating the robot.
  • the robot has at least three, in particular at least six, in one embodiment at least seven, actuated joints or (movement) axes, in particular rotary joints or rotary axes, in one embodiment a robot arm with at least three, in particular at least six, in one embodiment at least seven, actuated joints or (movement) axes, in particular rotary joints or rotary axes.
  • it has a communication interface for communication, in one embodiment wireless or wired, with the robot and/or a robot controller for controlling the robot.
  • the handheld (operating) device in a further development the control device, outputs signals for operating the robot as a result of user inputs, in an embodiment of user inputs entered via an input interface, in an embodiment via the communication interface and/or wirelessly or wired and/or to the robot and/or the robot controller.
  • a system for operating the robot with a handheld (operating) device described here for operating the robot is protected, wherein the system in one embodiment comprises the robot and/or the robot controller for controlling the robot.
  • This aspect is based in particular on the idea of preventing or making it more difficult for non-authorised personnel to carry out maintenance on a robot handheld control device and/or of avoiding or reducing undesirable consequences of such maintenance during subsequent operation of the (robot with the) handheld control device(s), which may sometimes only occur some time after maintenance by non-authorised personnel.
  • the handheld device has at least one energy storage device, in particular a voltage buffer, arranged on, in particular partially or completely in, the housing, in one embodiment one or more Li-ion cells, one or more capacitive storage cells or the like, which supplies the evaluation device with electrical energy at least temporarily, in one embodiment at least when the handheld device or control device is switched off, or is configured to do so.
  • energy storage device in particular a voltage buffer
  • Li-ion cells in particular Li-ion cells, one or more capacitive storage cells or the like
  • security can be increased and/or energy-autonomous monitoring of the handheld device for manipulation can be realized or improved, in particular when the handheld device is disconnected from an external power supply and/or the control device, in particular the handheld device, is switched off.
  • the sensor device is also supplied with electrical energy at least temporarily by the at least one energy storage device.
  • the sensor device can also have its own energy supply arranged on, in particular partially or completely in, the housing and/or, in particular by manipulation, generate energy itself and/or be supplied with electrical energy by a power supply of the handheld device.
  • the handheld device in particular its evaluation device and, in a further development, its sensor device, are designed in such a way ((energy) self-sufficient) that despite switching off the Control device, in particular of the handheld device, and/or disconnecting the control device, in particular of the handheld device, from an external power supply with the aid of the sensor device, a manipulation of the handheld device, in particular of the housing, is detected and the manipulation reaction is initiated, in particular carried out, by the evaluation device, in one embodiment already when the control device, in particular of the handheld device, is still switched off and/or still disconnected from an external power supply, in one embodiment only after the control device, in particular of the handheld device, has been (re)switched on or (re)connected to an external power supply.
  • the handheld device is a handheld operating device for operating a robot, but is not limited to this.
  • the detection and triggering of a manipulation reaction when the control device or handheld device is switched off and/or disconnected from an external power supply can be particularly advantageously combined with an activation of the evaluation device from a rest state, as explained below, which is preferably supplied with electrical energy by the energy storage device or voltage buffer.
  • the detection and triggering of a manipulation reaction when the control device or handheld device is switched off and/or disconnected from an external power supply can be particularly advantageously combined with a grinding arrangement aspect, as explained below, which provides a sensor that is irreversibly adjusted or actuated as a result of manipulation even when there is no power, which can indicate a corresponding manipulation and trigger a manipulation reaction even after the control device, in particular the handheld device, is switched on or connected to an external power supply.
  • the evaluation device compares a value of the electrical characteristic value that is detected and determined by the position, in particular of this sliding contact or this sliding track, of this grinding arrangement with the stored value of the electrical characteristic value of this grinding arrangement and detects a manipulation if a deviation between the detected and stored value of the electrical characteristic value fulfills a deviation condition, in one embodiment exceeds a predetermined tolerance or the like.
  • an electrical characteristic in the sense of the present invention or its value depends on an electrical resistance of the (corresponding) sliding arrangement, can in particular have the electrical resistance, in particular be this.
  • the grinding arrangement is arranged in such a way that) this position is lost as a result of a manipulation, preferably irreversibly, a deviation between a value of the electrical characteristic value detected after the manipulation and the value stored (before the manipulation) satisfies a deviation condition, so that a manipulation can be detected more reliably and/or easily.
  • the sliding contact electrically connects at least two tracks of the sliding track or electrically short-circuits them, so that the resistance between connections of these tracks or this sliding track changes according to the position.
  • This aspect can be combined with the aspect that the handheld device is a handheld operating device for operating a robot and/or with the aspect that the evaluation device is at least temporarily supplied with electrical energy by at least one energy storage device arranged on the housing, wherein the combination with the aspect that the handheld device is a handheld operating device for operating a robot is particularly preferred, but the grinding arrangement aspect is not limited to a combination with one or more other aspects.
  • the position of the sliding arrangement in particular of the sliding contact or the sliding track, can be variably adjusted in a compact and/or simple manner.
  • the sliding contact can contact the sliding track, which is in particular not ring-like but for example at least partially linear, in a random and factory-set translational position, which is lost as a result of manipulation, in particular due to the resulting loss of a frictional connection between the sliding contact and the sliding track.
  • the position of the sliding arrangement, in particular of the sliding contact or the sliding track is adjusted, in particular fixed, by means of a preferably tensioned spring device and/or frictionally engaged, in one embodiment by frictionally pressing the sliding contact or rotor with the sliding contact arranged thereon onto the sliding track or the sliding track or the rotor with the sliding track arranged thereon onto the sliding contact by means of the spring device, in particular tensioning the spring device or the sliding contact against the sliding track or the sliding track against the sliding contact by means of the spring device, in one embodiment by (screwing in) a retaining screw, wherein preferably the retaining screw and the sliding contact (tensioned by this) or the retaining screw and the sliding track (tensioned by this) are not tied to one another or connected to one another.
  • this makes it possible to easily and/or reliably ensure that a set position of the sliding arrangement, in particular of the sliding contact or the sliding track, is lost as a result of manipulation.
  • the frictional engagement between the sliding contact and the sliding track, preferably the sliding track and the sliding contact, in particular their bearing and/or the spring device is designed in such a way that a frictionally adjusted or fixed position of the sliding arrangement, in particular the sliding contact and the sliding track relative to one another, in one embodiment of the sliding contact relative to or on the sliding track or the sliding track relative to or on the sliding contact, is lost as a result of manipulation of the hand-held device, in particular the housing.
  • the sliding contact is or is movable in one or more degrees of freedom, preferably freely, wherein the position by which the value of the electrical characteristic of the sliding arrangement is or is determined is a position in this or these degrees of freedom, or the sliding arrangement is designed in such a way, in particular arranged on, preferably completely or partially in, the housing, in a further development the sliding contact is mounted accordingly.
  • the sliding track is or is movable in one or more degrees of freedom, preferably freely, after the frictional engagement and/or pressing against the sliding contact by the spring device has ceased, wherein the position by which the value of the electrical characteristic of the sliding arrangement is or is determined is a position in this or these degrees of freedom, or the sliding arrangement is designed in such a way, in particular arranged on, preferably completely or partially in, the housing, in a further development the sliding track is mounted accordingly.
  • this makes it possible to reduce power consumption, increase security and/or implement or improve energy-autonomous monitoring of the handset for manipulation, particularly when the handset is disconnected from an external power supply and/or switched off.
  • the manipulation reaction comprises, in one embodiment, issuing a warning, in a further embodiment an optical and/or acoustic warning and/or to an operating personnel and/or (in the form of an electronic entry) in an electronic logbook.
  • this can prevent unintentional operation of or with the manipulated handset and/or, if necessary, detect unauthorized manipulation.
  • the evaluation device is or can be activated or activated from a rest state by a signal from the sensor device as a result of manipulation detected by the sensor device, in particular can be activated again or reactivated or can be reactivated again or reactivated, or the evaluation device and/or sensor device is set up for this purpose.
  • a rest state is a sleep or hibernation mode or operating state in which energy consumption, a range of functions and/or a timing of the evaluation device are reduced compared to a (re-)activated (operating) state, in particular one or more functions of the evaluation device are switched off or stopped.
  • the evaluation device in one embodiment communicates in encrypted form with the control device and/or the register or these are configured for this purpose.
  • the evaluation device, the register and/or the stored value of the electrical parameter is changed, in one embodiment reset or redefined as a result of a preferably encrypted communication, preferably with an authority authorized by the manufacturer of the handheld device, or the handheld device is set up for this purpose.
  • Resetting the register can in particular include deleting entries that indicate manipulation, re-defining the stored value of the electrical parameter, in particular saving or overwriting the value with a current value, preferably measured during the reset.
  • the change and/or communication takes place with or through the control device of the handheld device.
  • the or one or more of the sensors of the sensor device in particular several sensors of the sensor device coupled by means of an OR operation, (each) have at least one mechanical or capacitive switch which, in a further development, is actuated by manipulation of the handset, in an embodiment of the housing, in particular opening of the housing, or conversely is no longer actuated as a result of manipulation of the handset, in an embodiment of the housing, in particular opening of the housing, and can in particular (each) be such a switch.
  • a capacitive switch makes it more difficult to mechanically bypass a mechanical switch and can thus (further) increase safety.
  • the evaluation device is paired with the control device and/or put into a standby state.
  • pairing of the evaluation device and control device comprises creating a crypto key for the encrypted communication between the evaluation device and control device and storing this key in the evaluation device and control device.
  • the evaluation device and/or the control device has at least one, in particular digital, processing unit, in particular microprocessor unit (CPU), graphics card (GPU) or the like, preferably data- or signal-connected to a memory and/or bus system, and/or one or more programs or program modules.
  • the processing unit can be designed to process commands that are implemented as a program stored in a memory system, to detect input signals from a data bus and/or to output output signals to a data bus.
  • a memory system can have one or more, in particular different, storage media, in particular optical, magnetic, solid-state and/or other non-volatile media.
  • the program (module) can be designed in such a way that it embodies or is capable of executing the methods described here, so that the processing unit can execute the steps of such methods.
  • operating includes programming, controlling and/or monitoring, and can in particular be programming, controlling and/or monitoring.
  • a self-sufficient manipulation monitoring system is to be provided which, due to the high safety requirements, complexity and/or maintenance costs, is particularly suitable for handheld devices for operating robots.
  • Fig. 1 a system for operating a robot with a handheld control device according to an embodiment of the present invention
  • Fig. 2 a handheld device according to an embodiment of the present invention
  • Fig. 3 a handheld device according to a further embodiment of the present invention.
  • Fig. 4 a grinding arrangement of the hand-held device of Fig. 3;
  • Fig. 6 a method for operating the handset of Fig. 3 according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 1 shows a system for operating a robot 10 with a handheld control device, which communicates with a robot controller 11 for this purpose.
  • the switching elements or sensors 2A, 2B are connected via an OR link 6 to an evaluation device with an ultra-low-power crypto processor 1, which is put into a rest or sleep mode after the initial, factory programming.
  • the communication between a control device 4 with a (main) CPU and the crypto processor is encrypted.
  • the key is created once in production and pre-programmed on both controllers.
  • the crypto processor is woken up and a lock flag is set in the locking register 5.
  • the main CPU of the handheld (operating) device sends an encrypted query of the locking register after each boot process. If an active lock flag is returned, the normal boot process is aborted.
  • the locking register can be reset by an authorized programming host 300 via encrypted communication with the crypto processor. If no active flag is returned, the boot process continues and communication with the robot controller 11 is established via a communication interface 15.
  • step S12 If the query results in at least one active flag (S12: "Y"), the boot process is interrupted and a reset routine is started (step S13).
  • the control device or (main) CPU sends a request to an authorized instance (step S14). As soon as it receives approval from the authorized instance (step S15), it resets register 5 or deletes the active flag(s) (step S16). The boot process can then be carried out or continued (step S17).
  • step S20 the evaluation device or the cryptoprocessor is initially programmed and initialized, in particular paired with the control device or (main) CPU.
  • any active flags in register 5 are reset.
  • the evaluation device or the cryptoprocessor is then put into a sleep state (step S22). As long as none of the sensors 2A, 2B is activated (S23: "N"), this sleep state is maintained.
  • Fig. 3 shows a hand-held device 200 according to a further embodiment of the present invention in a side section, which can also be the hand-held device of the system of Fig. 1
  • Fig. 6 shows a method for operating this hand-held device according to an embodiment of the present invention
  • Fig. 4 shows a grinding arrangement of the Handheld control device in a schematic plan view.
  • this version implements manipulation monitoring without additional power supply.
  • the sensor has the following structure: Two parallel tracks of a ring-like sliding track 20 (see Fig. 4) are integrated on a circuit board in the handheld device (not shown).
  • the sensor value is defined by the electrical resistance that is measured between the two tracks or their connections indicated by circles in Fig. 4.
  • the rotary position of a sliding contact 21 arranged on a rotor 22 determines the value.
  • the sliding contact 21 takes on a random position. It is rotatably mounted with the help of a spring 23 firmly mounted on the rotor 22 and is held in position by friction.
  • the spring 23 is tensioned with the help of a retaining screw 24 that is screwed into the upper housing shell 210.
  • the spring 23 is not tied to the screw 24.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Handgerät (100; 200), das ein Gehäuse, eine an dem Gehäuse angeordnete Sensoreinrichtung mit wenigstens einem Sensor zum Erfassen einer Manipulation des Handgeräts, und eine an dem Gehäuse angeordneten Auswerteeinrichtung zum Einleiten einer Manipulationsreaktion infolge einer mithilfe der Sensoreinrichtung erfassten Manipulation aufweist, wobei das Handgerät ein Handbediengerät zum Bedienen eines Roboters (10) ist und/oder das Handgerät wenigstens einen an dem Gehäuse angeordneten Energiespeicher zur Versorgung der Auswerteeinrichtung mit elektrischer Energie aufweist und/oder der Sensor eine Schleifanordnung mit wenigstens einer Schleifbahn und wenigstens einen Schleifkontakt zum Herstellen eines elektrischen Kontakts mit dieser Schleifbahn in einer variabel einstellbaren Position aufweist, wobei ein durch die Position bestimmter Wert einer elektrischen Kenngröße der Schleifanordnung abgespeichert ist und/oder die Schleifanordnung derart ausgebildet ist, dass diese Position infolge einer Manipulation verlorengeht. Die Erfindung betrifft außerdem ein System mit dem Handgerät und ein Verfahren zum Herstellen oder Betreiben des Handgeräts.

Description

Beschreibung
Manipulationsschutz für ein Handgerät
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Handgerät, ein System zum Bedienen eines Roboters sowie ein Verfahren zum Herstellen bzw. Betreiben des Handgeräts.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Manipulationsschutz zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein Handgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ansprüche 7 - 9 stellen ein System zum Bedienen eines Roboters mit einem hier beschriebenen Handgerät bzw. ein Verfahren zum Herstellen bzw. Betreiben eines hier beschriebenen Handgeräts unter Schutz. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist ein Handgerät, insbesondere ein mit einer Hand tragbares Gerät, ein Gehäuse, eine an, insbesondere teilweise oder vollständig in, dem Gehäuse angeordnete Sensoreinrichtung mit einem oder mehreren Sensoren, mit dessen bzw. deren Hilfe eine, insbesondere physische bzw. mechanische, Manipulation des Handgeräts, insbesondere des Gehäuses, erfasst wird bzw. erfassbar ist bzw. der bzw. die hierzu eingerichtet ist/sind bzw. verwendet wird/werden, und eine an, insbesondere teilweise oder vollständig in, dem Gehäuse angeordnete Auswerteeinrichtung auf, die infolge einer mithilfe der Sensoreinrichtung erfassten, insbesondere physischen bzw. mechanischen, Manipulation des Handgeräts, insbesondere des Gehäuses, eine Manipulationsreaktion einleitet, in einer Weiterbildung ausführt, bzw. hierzu eingerichtet ist bzw. verwendet wird.
In einer Ausführung weist das Handgerät eine Steuereinrichtung auf, die in einer Weiterbildung an, insbesondere teilweise oder vollständig in, dem Gehäuse angeordnet und/oder integral mit der Auswerteeinrichtung ausgebildet, in einer Weiterbildung die Auswerteeinrichtung bzw. mit der Auswerteeinrichtung identisch ist. Hierdurch kann in einer Ausführung ein kompakter(er) Aufbau realisiert werden. In einer anderen Ausführung sind Steuereinrichtung und Auswerteeinrichtung separat ausgebildet. Hierdurch kann in einer Ausführung eine Sicherheit erhöht und/oder eine Nachrüstbarkeit und/oder Wartung verbessert werden. Das Gehäuse ist in einer Ausführung zwei- oder mehrteilig. Eine durch die Sensoreinrichtung erfasste bzw. erfassbare Manipulation kann insbesondere ein Öffnen des Gehäuses, insbesondere wenigstens teilweises Trennen wenigstens zweier seiner Teile voneinander, umfassen, insbesondere sein. Durch das Erfassen einer solchen Manipulation und eine entsprechende Manipulationsreaktion können in einer Ausführung unerwünschte Folgen eines unerlaubten Zugriffs auf, insbesondere elektronische, Komponenten in dem Gehäuse wie insbesondere die Steuereinrichtung, insbesondere eine Wartung durch nicht hierzu zugelassenes Personal, vermieden oder reduziert werden.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Handgerät ein Handbediengerät, das zum Bedienen eines Roboters verwendet wird bzw. eingerichtet ist, in einer Weiterbildung hard- und/oder softwaretechnisch, in einer Ausführung durch wenigstens einen Notstopp, insbesondere wenigstens eine Notstoppeingabevorrichtung, und/oder eine (entsprechend) sichere Ausführung und/oder eine Eingabeschnittstelle zum Eingeben von Benutzereingaben zum Bedienen des Roboters. Der Roboter weist in einer Ausführung wenigstens drei, insbesondere wenigstens sechs, in einer Ausführung wenigstens sieben, aktuierte Gelenke bzw. (Bewegungs)Achsen, insbesondere Drehgelenke bzw. Drehachsen, auf, in einer Ausführung einen Roboterarm mit wenigstens drei, insbesondere wenigstens sechs, in einer Ausführung wenigstens sieben, aktuierten Gelenken bzw. (Bewegungs)Achsen, insbesondere Drehgelenken bzw. Drehachsen.
Entsprechend weist es in einer Ausführung eine Kommunikationsschnittstelle zur, in einer Ausführung drahtlosen oder leitungsgebundenen, Kommunikation mit dem Roboter und/oder einer Robotersteuerung zum Steuern des Roboters auf.
Nach einer Ausführung dieses Aspekts der vorliegenden Erfindung gibt das Hand(bedien)gerät, in einer Weitebildung die Steuereinrichtung, infolge von Benutzereingaben, in einer Ausführung von über eine Eingabeschnittstelle eingegebenen Benutzereingaben, Signale zum Bedienen des Roboters aus, in einer Ausführung über die Kommunikationsschnittstelle und/oder drahtlos oder leitungsgebunden und/oder an den Roboter und/oder die Robotersteuerung. Nach einer Ausführung dieses Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein System zum Bedienen des Roboters mit einem hier beschriebenen Hand(bedien)gerät zum Bedienen des Roboters unter Schutz gestellt, wobei das System in einer Ausführung den Roboter und/oder die Robotersteuerung zum Steuern des Roboters aufweist.
Diesem Aspekt liegt insbesondere die Idee zugrunde, eine Wartung eines Roboter- Handbediengeräts durch nicht hierzu zugelassenes Personal zu unterbinden oder zu erschweren und/oder unerwünschte Folgen einer solchen Wartung bei einem anschließenden Betreiben des (Roboters mit dem) Handbediengerät(s), die zum Teil erst geraume Zeit nach der Wartung durch nicht zugelassenes Personal auftreten können, zu vermeiden bzw. reduzieren.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Handgerät wenigstens einen an, insbesondere teilweise oder vollständig in, dem Gehäuse angeordneten Energiespeicher, insbesondere Spannungspuffer, in einer Ausführung eine oder mehrere Li-Ion-Zel len, eine oder mehrere kapazitive Speicherzellen oder dergleichen, auf, die die Auswerteeinrichtung wenigstens zeitweise, in einer Ausführung wenigstens bei abgeschaltetem Handgerät bzw. abgeschalteter Steuereinrichtung, mit elektrischer Energie versorgt bzw. hierzu eingerichtet ist.
Hierdurch kann in einer Ausführung eine Sicherheit erhöht und/oder eine energieautarke Überwachung des Handgeräts auf Manipulationen, insbesondere auch bei T rennung des Handgeräts von einer externen Stromversorgung und/oder Abschalten der Steuereinrichtung, insbesondere des Handgeräts, realisiert bzw. verbessert werden.
In einer Ausführung wird auch die Sensoreinrichtung wenigstens zeitweise durch den wenigstens einen Energiespeicher mit elektrischer Energie versorgt. Gleichermaßen kann die Sensoreinrichtung in einer Ausführung auch eine eigene, an, insbesondere teilweise oder vollständig in, dem Gehäuse angeordnete Energieversorgung aufweisen und/oder, insbesondere durch eine Manipulation, selbst Energie erzeugen und/oder durch eine Stromversorgung des Handgeräts mit elektrischer Energie versorgt werden. Allgemein ist in einer bevorzugten Ausführung das Handgerät, insbesondere seine Auswerteeinrichtung und in einer Weiterbildung auch seine Sensoreinrichtung derart ((energie)autark) ausgebildet, dass trotz Abschalten der Steuereinrichtung, insbesondere des Handgeräts, und/oder Trennen der Steuereinrichtung, insbesondere des Handgeräts, von einer externen Stromversorgung mithilfe der Sensoreinrichtung eine Manipulation des Handgeräts, insbesondere Gehäuses, erfasst und durch die Auswerteeinrichtung die Manipulationsreaktion eingeleitet, insbesondere ausgeführt, wird, in einer Ausführung bereits bei noch abgeschalteterAm und/oder noch von einer externen Stromversorgung getrennter/-m Steuereinrichtung, insbesondere Handgerät, in einer Ausführung erst nach (Wieder)Anschalten bzw. (Wieder)Verbinden der Steuereinrichtung, insbesondere des Handgeräts, mit einer externen Stromversorgung.
Dieser Aspekt kann besonders vorteilhaft mit dem Aspekt, dass das Handgerät ein Handbediengerät zum Bedienen eines Roboters ist, kombiniert sein, ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Das Erfassen und Auslösen einer Manipulationsreaktion bei abgeschalteterAm und/oder von einer externen Stromversorgung getrennterAm Steuereinrichtung bzw. Handgerät kann besonders vorteilhaft mit einem nachfolgend erläuterten Aktivieren der Auswerteeinrichtung aus einem Ruhezustand kombiniert sein, die vorzugsweise durch den Energiespeicher bzw. Spannungspuffer mit elektrischer Energie versorgt wird. Das Erfassen und Auslösen einer Manipulationsreaktion bei abgeschalteterAm und/oder von einer externen Stromversorgung getrennterAm Steuereinrichtung bzw. Handgerät kann besonders vorteilhaft mit einem nachfolgend erläuterten Schleifanordnungs-Aspekt kombiniert sein, der einen auch stromlos infolge einer Manipulation irreversibel verstellten bzw. betätigten Sensor zur Verfügung stellt, welcher auch nach dem (Wieder)Anschalten bzw. (Wieder)Verbinden der Steuereinrichtung, insbesondere des Handgeräts, mit einer externen Stromversorgung eine entsprechende Manipulation anzeigen und eine Manipulationsreaktion auslösen kann.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der bzw. einer oder mehrere der Sensor(en) der Sensoreinrichtung, (jeweils) eine Schleifanordnung auf, wobei die bzw. eine oder mehrere Schleifanordnung(en jeweils) wenigstens eine, vorzugsweise wenigstens zweispurige, Schleifbahn, vorzugsweise mit wenigstens zwei parallelen Spuren, und wenigstens einen Schleifkontakt aufweist bzw. aufweisen, wobei dieser Schleifkontakt der (jeweiligen) Schleifanordnung einen elektrischen Kontakt mit dieser Schleifbahn dieser Schleifanordnung, vorzugsweise ihren wenigstens zwei, in einer Ausführung parallelen, Spuren, in einer Position (des Schleifkontakts und der Schleifbahn relativ zueinander, insbesondere des Schleifkontakts relativ zur bzw. an der Schleifbahn oder der Schleifbahn relativ zu bzw. an dem Schleifkontakt), herstellt, wobei diese Position (jeweils) variabel einstellbar bzw. eingestellt ist, wobei a) ein durch diese Position bestimmter Wert einer elektrischen Kenngröße der (jeweiligen) Schleifanordnung, vorzugsweise ihrer Schleifbahn, abgespeichert ist bzw. wird, wobei dieser Wert der elektrischen Kenngröße in einer Ausführung ein nicht manipuliertes Handgerät kennzeichnet und/oder in der Auswerte- oder Steuereinrichtung abgespeichert ist bzw. wird; und/oder b) die Schleifanordnung, in einer Ausführung der Schleifkontakt und/oder die Schleifbahn, derart ausgebildet ist, dass diese Position infolge einer Manipulation (des Handgeräts bzw. Gehäuses) verlorengeht; bzw. ist/sind bzw. wird/werden die Sensoreinrichtung, ihr(e) Sensoren bzw. die Schleifanordnung(en) bzw. ihre Schleifbahn(en) und/oder Schleifkontakt(e) hierzu eingerichtet bzw. verwendet.
Entsprechend wird nach einer Ausführung dieses Aspekts zum Herstellen des Handgeräts die Position der wenigstens einen Schleifanordnung, insbesondere des wenigstens einen Schleifkontakts bzw. der wenigstens einen Schleifbahn, besonders bevorzugt zufallsbasiert, eingestellt und/oder ein durch diese Position bestimmter Wert einer elektrischen Kenngröße dieser Schleifanordnung (des nicht manipulierten Handgeräts), vorzugsweise in der Auswerte- oder Steuereinrichtung, abgespeichert.
Zusätzlich oder alternativ vergleicht nach einer Ausführung dieses Aspekts die Auswerteeinrichtung bei einem Verfahren zum Betreiben des Handgeräts einen erfassten und durch die Position, insbesondere dieses Schleifkontakts bzw. dieser Schleifbahn, dieser Schleifanordnung bestimmten Wert der elektrischen Kenngröße mit dem abgespeicherten Wert der elektrischen Kenngröße dieser Schleifanordnung und erfasst eine Manipulation, falls eine Abweichung zwischen erfasstem und abgespeichertem Wert der elektrischen Kenngröße eine Abweichungsbedingung erfüllt, in einer Ausführung eine vorgegebene Toleranz überschreitet oder dergleichen.
Durch die Position eines Schleifkontakts und einer Schleifbahn einer Schleifanordnung relativ zueinander, in einer Weiterbildung eines Schleifkontakts relativ zu bzw. an einer Schleifbahn einer Schleifanordnung oder einer Schleifbahn relativ zu bzw. an einem Schleifkontakt einer Schleifanordnung, wird (ein Wert) eine(r) elektrische(n) Kenngröße, insbesondere ein elektrischer Widerstand oder dergleichen, dieser Schleifanordnung bestimmt. Entsprechend hängt in einer Ausführung eine elektrische Kenngröße im Sinne der vorliegenden Erfindung bzw. deren Wert von einem elektrischen Wderstand der (entsprechenden) Schleifanordnung ab, kann insbesondere den elektrischen Widerstand aufweisen, insbesondere dieser sein.
Indem (die Schleifanordnung derart eingerichtet ist, dass) diese Position infolge einer Manipulation, vorzugsweise irreversibel, verlorengeht, erfüllt eine Abweichung zwischen einem nach der Manipulation erfassten und dem (vor der Manipulation) abgespeicherten Wert der elektrischen Kenngröße eine Abweichungsbedingung, so dass eine Manipulation zuverlässig(er) und/oder einfach(er) erfasst werden kann.
Indem die Position, insbesondere durch einen Hersteller oder zugelassenes Personal, variabel, insbesondere zufallsbasiert, einstellbar bzw. eingestellt ist bzw. wird, kann die Wahrscheinlichkeit, dass durch Repositionierung des Schleifkontakts bzw. der Schleifbahn nach einer unzulässigen Manipulation wieder der gleiche Wert der elektrischen Kenngröße erreicht wird, reduziert bzw. minimiert werden. In einer Ausführung verbindet der Schleifkontakt wenigstens zwei Spuren der Schleifbahn elektrisch bzw. schließt diese elektrisch kurz, so dass sich der Wderstand zwischen Anschlüssen dieser Spuren bzw. dieser Schleifbahn entsprechend der Position ändert.
Dieser Aspekt kann mit dem Aspekt, dass das Handgerät ein Handbediengerät zum Bedienen eines Roboters ist, und/oder mit dem Aspekt, dass die Auswerteeinrichtung wenigstens zeitweise durch wenigstens einen an dem Gehäuse angeordneten Energiespeicher mit elektrischer Energie versorgt wird, kombiniert sein, wobei die Kombination mit dem Aspekt, dass das Handgerät ein Handbediengerät zum Bedienen eines Roboters ist, besonders bevorzugt, der Schleifanordnungs-Aspekt jedoch nicht auf eine Kombination mit einem oder mehreren anderen Aspekten beschränkt ist.
In einer Ausführung des Schleifanordnungs-Aspekts ist die Schleifbahn ringartig und/oder der Schleifkontakt, insbesondere relativ zu der Schleifbahn, beweglich, in einer Weiterbildung drehbar, gelagert, in einer Ausführung an einem (relativ zu der Schleifbahn) drehbar gelagerten Rotor angeordnet und/oder die Schleifbahn, insbesondere relativ zu dem Schleifkontakt, beweglich, in einer Weiterbildung drehbar, gelagert, in einer Ausführung an einem (relativ zu dem Schleifkontakt) drehbar gelagerten Rotor angeordnet. Entsprechend umfasst in einer Ausführung die variabel einstellbare bzw. eingestellte Position der Schleifanordnung, insbesondere des Schleifkontakts bzw. der Schleifbahn, die den Wert der elektrischen Kenngröße der Schleifanordnung bestimmt, eine Position, in einer Weiterbildung Drehposition bzw. Wnkellage, des Schleifkontakts bzw. Rotors mit daran angeordnetem Schleifkontakt relativ zu der Schleifbahn oder der Schleifbahn bzw. des Rotors mit daran angeordneter Schleifbahn relativ zu dem Schleifkontakt.
Dadurch kann in einer Ausführung die Position der Schleifanordnung, insbesondere des Schleifkontakts bzw. der Schleifbahn, in kompakter und/oder einfacher Weise variabel eingestellt werden. In einer Ausführung kann der Schleifkontakt die, insbesondere nicht ringartige, sondern beispielsweise wenigstens teilweise lineare, Schleifbahn in einer zufälligen und werksseitig eingestellten translatorischen Position kontaktieren, die infolge einer Manipulation, insbesondere durch einen hierdurch bedingten Wegfall eines Reibschlusses zwischen Schleifkontakt und Schleifbahn, verloren geht.
Zusätzlich oder alternativ ist bzw. wird in einer Ausführung die Position der Schleifanordnung, insbesondere des Schleifkontakts bzw. der Schleifbahn, mittels einer, vorzugsweise gespannten, Federeinrichtung und/oder reibschlüssig eingestellt, insbesondere festgelegt, in einer Ausführung durch reibschlüssiges Anpressen des Schleifkontakts bzw. Rotors mit daran angeordnetem Schleifkontakt, an die Schleifbahn oder der Schleifbahn bzw. des Rotors mit daran angeordneter Schleifbahn an den Schleifkontakt durch die Federeinrichtung, insbesondere Spannen der Federeinrichtung bzw. des Schleifkontakts gegen die Schleifbahn bzw. der Schleifbahn gegen den Schleifkontakt mittels der Federeinrichtung, in einer Ausführung durch (Einschrauben) eine(r) Halteschraube, wobei vorzugsweise Halteschraube und (durch diese gespannter) Schleifkontakt oder Halteschraube und (durch diese gespannte) Schleifbahn nicht aneinander gefesselt bzw. miteinander verbunden sind.
Dadurch kann in einer Ausführung einfach und/oder zuverlässig bewirkt werden, dass eine eingestellte Position der Schleifanordnung, insbesondere des Schleifkontakts bzw. der Schleifbahn, infolge einer Manipulation verlorengeht. Entsprechend ist in einer Ausführung der Reibschluss zwischen Schleifkontakt und Schleifbahn, vorzugsweise die Schleifbahn und der Schleifkontakt, insbesondere deren bzw. dessen Lagerung und/oder die Federeinrichtung, derart ausgebildet, dass eine reibschlüssig eingestellte bzw. festgelegte Position der Schleifanordnung, insbesondere des Schleifkontakts und der Schleifbahn relativ zueinander, in einer Ausführung des Schleifkontakts relativ zu bzw. an der Schleifbahn oder der Schleifbahn relativ zu bzw. an dem Schleifkontakt, infolge einer Manipulation des Handgeräts, insbesondere des Gehäuses, verlorengeht. In einer Ausführung wird bzw. ist der Schleifkontakt nach Wegfall des Reibschlusses und/oder eines Anpressens an die Schleifbahn durch die Federeinrichtung in einem oder mehreren Freiheitsgraden, vorzugsweise frei, beweglich, wobei die Position, durch die der Wert der elektrischen Kenngröße der Schleifanordnung bestimmt wird bzw. ist, eine Position in diesem bzw. diesen Freiheitsgrad(en) ist, bzw. ist die Schleifanordnung derart ausgebildet, insbesondere an, vorzugsweise ganz oder teilweise in, dem Gehäuse angeordnet, in einer Weiterbildung der Schleifkontakt entsprechend gelagert. In einer Ausführung wird bzw. ist die Schleifbahn nach Wegfall des Reibschlusses und/oder eines Anpressens an den Schleifkontakt durch die Federeinrichtung in einem oder mehreren Freiheitsgraden, vorzugsweise frei, beweglich, wobei die Position, durch die der Wert der elektrischen Kenngröße der Schleifanordnung bestimmt wird bzw. ist, eine Position in diesem bzw. diesen Freiheitsgrad(en) ist, bzw. ist die Schleifanordnung derart ausgebildet, insbesondere an, vorzugsweise ganz oder teilweise in, dem Gehäuse angeordnet, in einer Weiterbildung die Schleifbahn entsprechend gelagert.
In einer Ausführung ist bzw. wird der Schleifkontakt, in einer Weiterbildung der Rotor mit daran angeordnetem Schleifkontakt, mit der Federeinrichtung verbunden und/oder durch die Federeinrichtung beweglich, in einer Ausführung drehbar, gelagert. In einer Ausführung ist bzw. wird die Schleifbahn, in einer Weiterbildung der Rotor mit daran angeordneter Schleifbahn, mit der Federeinrichtung verbunden und/oder durch die Federeinrichtung beweglich, in einer Ausführung drehbar, gelagert. Dadurch kann in einer Ausführung die Schleifanordnung in kompakter und/oder einfacher Weise realisiert werden.
In einer Ausführung ist die Schleifbahn mit einem Teil des Gehäuses verbunden, in einer Weiterbildung auf einer mit diesem Teil verbundenen Leiterplatte, vorzugsweise der Auswerte- und/oder Steuereinrichtung, angeordnet, und der Schleifkontakt mit einem anderen Teil des Gehäuses verbunden, vorzugsweise beweglich, insbesondere drehbar, an diesem gelagert. In einer Ausführung ist der Schleifkontakt mit einem Teil des Gehäuses verbunden, in einer Weiterbildung auf einer mit diesem Teil verbundenen Leiterplatte, vorzugsweise der Auswerte- und/oder Steuereinrichtung, angeordnet, und die Schleifbahn mit einem anderen Teil des Gehäuses verbunden, vorzugsweise beweglich, insbesondere drehbar, an diesem gelagert. Hierdurch kann in einer Ausführung eine wenigstens teilweise Trennung dieser beiden Gehäuseteile einfach und/oder zuverlässig erfasst werden, wobei die Anordnung auf der Leiterplatte eine besonders kompakte Bauform erlaubt.
Wie erläutert, kann gleichermaßen der Schleifkontakt und/oder die Schleifbahn beweglich, insbesondere drehbar, gelagert sein. Besonders bevorzugt ist dabei eine bewegliche, insbesondere drehbare, Lagerung des Schleifkontakts bzw. Rotors mit daran angeordnetem Schleifkontakt an dem Gehäuse, da dies in einer Ausführung ein Ermitteln des Wertes der elektrischen Kenngröße, insbesondere ein Abgreifen an der Schleifbahn, erleichtert. Entsprechend ist eine hier genannte Position, durch die ein Wert einer elektrischen Kenngröße der Schleifanordnung bestimmt ist bzw. wird, besonders bevorzugt eine Position des beweglich, in einer Ausführung drehbar, an einem Teil des Gehäuses gelagerten Schleifkontakts relativ zu der an einem anderen Teil des Gehäuses angeordneten bzw. befestigten Schleifbahn, ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt ist.
In einer Ausführung umfasst die Manipulationsreaktion ein Einschränken, in einer Weiterbildung Sperren, einer Funktionalität einer bzw. der Steuereinrichtung des Handgeräts, in einer Ausführung eines Bootvorgangs der Steuereinrichtung und/oder eines Bedienens des Roboters mithilfe der Steuereinrichtung.
Dadurch kann in einer Ausführung ein Betrieb des bzw. mit dem manipulierten Handgerät verhindert werden.
Zusätzlich oder alternativ umfasst die Manipulationsreaktion in einer Ausführung eine Eintragung in einem Register, auf das eine bzw. die Steuereinrichtung des Handgeräts zugreifen kann bzw. zugreift, wobei in einer Weiterbildung diese Steuereinrichtung, vorzugsweise im Rahmen eines Boot- bzw. Startvorgangs, das Register ausliest bzw. abfragt und eine Manipulationsreaktion, insbesondere ein Einschränken, insbesondere Sperren oder Abbrechen, einer Funktionalität, insbesondere eines Bootvorgangs (der Steuereinrichtung) und/oder Bedienen des Roboters, einleitet, insbesondere ausführt, falls sie in dem Register wenigstens einen Eintrag findet, der eine (erfasste) Manipulation anzeigt, bzw. sind Register und Steuereinrichtung hierzu eingerichtet.
Dadurch kann in einer Ausführung ein Stromverbrauch reduziert, eine Sicherheit erhöht und/oder eine energieautarke Überwachung des Handgeräts auf Manipulationen, insbesondere auch bei Trennung des Handgeräts von einer externen Stromversorgung und/oder Abschalten des Handgeräts, realisiert bzw. verbessert werden.
Zusätzlich oder alternativ umfasst die Manipulationsreaktion in einer Ausführung ein Ausgeben einer Warnung, in einer Weiterbildung einer optischen und/oder akustischen Warnung und/oder an ein Bedienpersonal und/oder (in Form eines elektronischen Eintrags) in einem elektronischen Logbuch.
Dadurch kann in einer Ausführung ein ungewollter Betrieb des bzw. mit dem manipulierten Handgerät verhindert und/oder gegebenenfalls eine unerlaubte Manipulation nachgewiesen werden.
In einer Ausführung wird bzw. ist die Auswerteeinrichtung durch ein Signal von der Sensoreinrichtung infolge einer mithilfe der Sensoreinrichtung erfassten Manipulation aus einem Ruhezustand aktiviert bzw. aktivierbar, insbesondere wieder bzw. reaktiviert bzw. wieder bzw. re-aktivierbar, bzw. die Auswerteeinrichtung und/oder Sensoreinrichtung hierzu eingerichtet. Ein Ruhezustand ist in einer Ausführung ein Schlaf- bzw. Hybernatemodus bzw. Betriebszustand, in dem ein Energieverbrauch, ein Funktionsumfang und/oder eine Taktung der Auswerteeinrichtung gegenüber einem (re-)aktivierten (Betriebs)Zustand reduziert, insbesondere eine oder mehrere Funktionen der Auswerteeinrichtung abgeschaltet bzw. stillgesetzt sind.
Dadurch kann in einer Ausführung der Stromverbrauch der für das Ausführen einer Manipulationsreaktion infolge einer mithilfe der Sensoreinrichtung erfassten Manipulation zuständigen bzw. eingerichteten bzw. verwendeten Auswerteeinrichtung reduziert und diese so in einer besonders bevorzugten Weiterbildung mithilfe einer gepufferten Spannungsversorgung betrieben werden.
Zusätzlich oder alternativ weist die Auswerteeinrichtung in einer Ausführung wenigstens einen Kryptoprozessor, vorzugsweise einen Low-Power- bzw. Low- Voltage-Kryptoprozessor, besonders bevorzugt einen Ultra-Low- Power- bzw. Ultra-Low-Voltage-Kryptoprozessor, auf.
Zusätzlich oder alternativ kommuniziert die Auswerteeinrichtung in einer Ausführung verschlüsselt mit der Steuereinrichtung und/oder dem Register bzw. ist/sind diese hierzu eingerichtet.
Dadurch kann in einer Ausführung die Sicherheit (weiter) erhöht werden.
In einer Ausführung wird nach einer Manipulation, insbesondere einer Manipulation durch eine, in einer Ausführung vom Hersteller des Handgeräts, autorisierte Instanz, beispielsweise einem zugelassenen Wartungspersonal oder dergleichen, die Auswerteeinrichtung, das Register und/oder der abgespeicherte Wert der elektrischen Kenngröße infolge einer, vorzugsweise verschlüsselten, Kommunikation, vorzugsweise mit einer bzw. der, in einer Ausführung vom Hersteller des Handgeräts, autorisierten Instanz, verändert, in einer Ausführung zurückgesetzt oder neu festgelegt, bzw. ist das Handgerät hierzu eingerichtet. Das Zurücksetzen des Registers kann insbesondere ein Löschen von Einträgen, die eine Manipulation anzeigen, umfassen, das Neu-Festlegen des abgespeicherten Wertes der elektrischen Kenngröße insbesondere ein neues Abspeichern bzw. Überschreiben des Wertes mit einem aktuellen, vorzugsweise beim Zurücksetzen gemessenen Wert. In einer Ausführung erfolgt das Verändern und/oder die Kommunikation mit der bzw. durch die Steuereinrichtung des Handgeräts.
Hierdurch kann in einer Ausführung das Handgerät durch zugelassenes Personal gewartet und anschließend wieder in einen Betriebszustand versetzt werden, in dem es in hier beschriebener Weise auf Manipulationen überwacht wird, wobei eine von dem zugelassenen Personal zur Wartung durchgeführte Öffnung des Gehäuses nicht zu einer Manipulationsreaktion der Auswerteeinrichtung führt, nachdem diese bzw. das Register bzw. der Wert der elektrischen Kenngröße (nach einem Wiederverschließen des Gehäuses) infolge der Kommunikation (mit der autorisierten Instanz) zurückgesetzt bzw. neu festgelegt bzw. abgespeichert worden ist.
In einer Ausführung umfasst die Kommunikation ein Absenden einer Anfrage an eine autorisierte Instanz durch das Handgerät, vorzugsweise dessen Steuereinrichtung, und/oder ein, insbesondere anschließendes, Erhalten einer Freigabe durch eine bzw. die autorisierte Instanz, wobei in einer Ausführung die Auswerteeinrichtung, das Register und/oder der abgespeicherte Wert der elektrischen Kenngröße der Schleifanordnung durch die Steuereinrichtung und/oder infolge der erhaltenen Freigabe verändert, insbesondere zurückgesetzt oder neu festgelegt.
In einer Ausführung weist die Sensoreinrichtung mehrere Sensoren auf, die mittels ODER-Verknüpfung gekoppelt bzw. miteinander verODERt sind, insbesondere signalisiert diese Sensoreinrichtung eine Manipulation, wenn wenigstens einer ihrer mehreren mittels ODER-Verknüpfung gekoppelten Sensoren eine Manipulation erfasst.
Hierdurch kann in einer Ausführung eine Sicherheit (weiter) erhöht werden.
Zusätzlich oder alternativ weisen der bzw. einer oder mehrere der Sensor(en) der Sensoreinrichtung, insbesondere mehrere mittels ODER-Verknüpfung gekoppelte Sensoren der Sensoreinrichtung, (jeweils) wenigstens einen mechanischen oder kapazitiven Schalter, der in einer Weiterbildung durch eine Manipulation des Handgeräts, in einer Ausführung des Gehäuses, insbesondere ein Öffnen des Gehäuses, betätigt wird oder umgekehrt infolge einer Manipulation des Handgeräts, in einer Ausführung des Gehäuses, insbesondere eines Öffnen des Gehäuses, nicht mehr betätigt wird, auf, können insbesondere (jeweils) ein solcher Schalter sein.
Hierdurch kann in einer Ausführung eine Sicherheit (weiter) erhöht werden. Insbesondere erschwert ein kapazitiver Schalter eine mechanische Überbrückung eines mechanischen Schalters und kann so die Sicherheit (weiter) erhöhen.
In einer Ausführung wird beim bzw. zum Herstellen des Handgeräts und/oder nach einer Manipulation, insbesondere einer Manipulation durch eine, in einer Ausführung vom Hersteller des Handgeräts, autorisierte Instanz, beispielsweise einem zugelassenen Wartungspersonal oder dergleichen, die Auswerteeinrichtung mit der Steuereinrichtung gepaart und/oder in einen Ruhezustand versetzt. Ein Paaren von Auswerteeinrichtung und Steuereinrichtung umfasst in einer Ausführung ein Erstellen eines Kryptoschlüssels für die verschlüsselte Kommunikation zwischen Auswerteeinrichtung und Steuereinrichtung und ein Abspeichern dieses Schlüssels in der Auswerteeinrichtung und Steuereinrichtung.
Die Auswerteeinrichtung und/oder die Steuereinrichtung weist in einer Ausführung wenigstens eine, vorzugsweise mit einem Speicher- und/oder Bussystem daten- bzw. signalverbundene, insbesondere digitale, Verarbeitungs-, insbesondere Mikroprozessoreinheit (CPU), Graphikkarte (GPU) oder dergleichen, und/oder ein oder mehrere Programme oder Programmmodule auf. Die Verarbeitungseinheit kann dazu ausgebildet sein, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abzuarbeiten, Eingangssignale von einem Datenbus zu erfassen und/oder Ausgangssignale an einen Datenbus abzugeben. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Speichermedien, insbesondere optische, magnetische, Festkörper- und/oder andere nicht-flüchtige Medien aufweisen. Das Programm(modul) kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, sodass die Verarbeitungseinheit die Schritte solcher Verfahren ausführen kann.
Ein Bedienen umfasst in einer Ausführung ein Programmieren, Steuern und/oder Überwachen, kann insbesondere ein Programmieren, Steuern und/oder Überwachen sein.
In einer Ausführung sind ein oder mehrere, insbesondere alle, Schritte des Verfahrens vollständig oder teilweise computerimplementiert bzw. werden ein oder mehrere, insbesondere alle, Schritte des Verfahrens vollständig oder teilweise automatisiert durchgeführt, insbesondere durch das Handgerät bzw. seine Einrichtungen.
Sowohl durch den Aspekt des Energiespeichers, insbesondere in Verbindung mit dem Aktivieren der Auswerteeinrichtung aus einem Ruhezustand, als auch dem Aspekt der Schleifanordnung, die in einer Ausführung auch im stromlosen Zustand durch eine Manipulation irreversibel verändert wird, so dass eine Manipulation auch nach einem zeitweise stromlosen Zustand des Handgeräts erfassbar ist, kann in einer Ausführung eine autarke Manipulationsüberwachung zur Verfügung gestellt werden, die, insbesondere aufgrund der hohen Sicherheitsanforderungen, Komplexität und/oder Wartungskosten, ganz besonders für Handbediengeräte zum Bedienen von Robotern geeignet ist.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
Fig. 1 : ein System zum Bedienen eines Roboters mit einem Handbediengerät nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2: ein Handgerät nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3: ein Handgerät nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4: eine Schleifanordnung des Handgeräts der Fig. 3;
Fig. 5: ein Verfahren zum Betreiben des Handgeräts der Fig. 2 nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 6: ein Verfahren zum Betreiben des Handgeräts der Fig. 3 nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 1 zeigt ein System zum Bedienen eines Roboters 10 mit einem Handbediengerät, das hierzu mit einer Robotersteuerung 11 kommuniziert.
Fig. 2 zeigt ein Handgerät 100 nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung, welches das Handbediengerät des Systems der Fig. 1 sein kann, Fig. 5 ein Verfahren zum Betreiben dieses Handgeräts nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Bei dieser Ausführung sind mehrere Sensoren (in Fig. 2 exemplarisch 2A, 2B) im mehrteiligen Gehäuse (in Fig. 2 exemplarisch miteinander verbundene Gehäuseteile 110, 111) des Hand(bedien)gerätes 100 integriert. Die Art der Sensoren kann auf unterschiedliche Weise gewählt werden. Diese können in einem einfachen Fall mechanische Schaltelemente, insbesondere Taster, sein. Allerdings könnte das System mit entsprechend hohem Aufwand manipuliert werden, indem man die Schaltelemente nacheinander mit Spezialwerkzeug vorbetätigt und mit einem dafür vorbereitetem Halterahmen in Position hält. Um aber auch dieses Risiko zu umgehen, können vorteilhaft Schalter in kapazitiver Technik verwendet werden. Der Aufwand einer Manipulation und die Wahrscheinlichkeit einer unbeabsichtigten Auslösung des Warnsystems steigt in diesem Fall signifikant.
Die Schaltelemente bzw. Sensoren 2A, 2B sind über eine Oder-Verknüpfung 6 an eine Auswerteeinrichtung mit einem Ultra-Low-power Kryptoprozessor 1 angebunden, die bzw. der nach der initialen, werkseitigen Programmierung in einen Ruhe- bzw. Schlafmodus versetzt wird. Die Kommunikation zwischen einer Steuereinrichtung 4 mit einer (Haupt-)CPU und dem Kryptoprozessor wird verschlüsselt. Der Schlüssel wird einmalig in der Produktion erstellt und auf beiden Controllern vorprogrammiert. Beim Auslösen eines der Schaltelemente 2A, 2B wird der Kryptoprozessor geweckt und es wird ein Lock Flag im Locking Register 5 gesetzt. Die Haupt-CPU des Hand(bedien)gerätes schickt nach jedem Bootvorgang eine verschlüsselte Abfrage des Locking Registers. Kommt ein aktives Lock Flag zurück, wird der normale Bootvorgang abgebrochen. Über eine verschlüsselte Kommunikation mit dem Kryptoprozesser lässt sich das Locking Register von einem autorisierten Programmier-Host 300 zurücksetzen. Wenn kein aktives Flag zurückkommt, wird der Bootvorgang fortgesetzt und die Kommunikation mit der Robotersteuerung 11 über eine Kommunikationsschnittstelle 15 aufgebaut.
Der Kryptoprozessor 1 wird im stromlosen Zustand von einem Energiespeicher in Form einer zusätzlichen Puffer-Spannungsquelle bzw. Pufferbatterie 3 versorgt. Diese kann insbesondere eine Li-Ion Zelle oder kapazitive Speicherzelle aufweisen oder auch in einer anderen Technik ausgeführt sein.
Fig. 5 a) zeigt von bzw. mit der Steuereinrichtung 4 bzw. deren (Haupt-)CPU durchgeführte Verfahrensschritte, Fig. 5 b) von bzw. mit der Auswerteeinrichtung 1 bzw. deren Kryptoprozessor. In Schritt S10 wird die Steuereinrichtung bzw. (Haupt-)CPU initial programmiert, insbesondere mit der Auswerteeinrichtung bzw. dem Kryptoprozessor gepaart, und die Sensoren 2A, 2B aktiviert.
In einem Schritt S11 wird ein Bootvorgang gestartet. In einem Schritt S12 fragt die Steuereinrichtung bzw. deren (Haupt-)CPU das Register 5 ab, ob ein aktives Flag gesetzt ist. Ist dies nicht der Fall (S12: „N“), wird der Bootvorgang durchgeführt bzw. fortgesetzt (Schritt S17).
Ergibt die Abfrage wenigstens ein aktives Flag (S12: „Y“), wird der Bootvorgang unterbrochen und eine Rücksetzroutine gestartet (Schritt S13). Die Steuereinrichtung bzw. (Haupt-)CPU sendet eine Anfrage an eine autorisierte Instanz (Schritt S14). Sobald sie eine Freigabe durch die autorisierte Instanz erhält (Schritt S15), setzt sie das Register 5 zurück bzw. löscht den bzw. die aktiven Flag(s) (Schritt S16). Anschließend kann der Bootvorgang durchgeführt bzw. fortgesetzt werden (Schritt S17).
Entsprechend wird in Schritt S20 die Auswerteeinrichtung bzw. der Kryptoprozessor initial programmiert und initialisiert, insbesondere mit der Steuereinrichtung bzw. (Haupt-)CPU gepaart.
In einem Schritt S21 werden gegebenenfalls aktive Flags im Register 5 zurückgesetzt.
Anschließend wird die Auswerteeinrichtung bzw. der Kryptoprozessor in einen Ruhezustand versetzt (Schritt S22). Solange keiner der Sensoren 2A, 2B aktiviert wird (S23: „N“), wird dieser Ruhezustand beibehalten.
Wird die Auswerteeinrichtung bzw. der Kryptoprozessor durch wenigstens einen der verODERten Sensoren 2A, 2B (re-)aktiviert bzw. getriggert (S23: „Y“), setzt sie in dem Register 5 einen aktiven Flag (Schritt S24).
Fig. 3 zeigt ein Handgerät 200 nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung in einem seitlichen Schnitt, welches ebenfalls das Handbediengerät des Systems der Fig. 1 sein kann, Fig. 6 ein Verfahren zum Betreiben dieses Handgeräts nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung, Fig. 4 eine Schleifanordnung des Handbediengeräts in einer schematischen Draufsicht. Diese Ausführung realisiert im Unterschied zur vorstehenden, mit Bezug auf Fig. 2, 5 erläuterten Ausführung mit gepufferter Spannungsversorgung eine Manipulationsüberwachung ohne zusätzliche Spannungsversorgung.
Diese Ausführung verwendet einen sich irreversibel verändernden Sensor in Form einer Schleifanordnung, der bei einer Manipulation am Gerät auslöst.
Der Sensor besitzt folgenden Aufbau: Auf einer sich im Handgerät befindenden Leiterplatte (nicht dargestellt) sind zwei parallele Spuren einer ringartigen Schleifbahn 20 (vgl. Fig. 4) integriert. Der Sensorwert ist über den elektrischen Widerstand definiert, der zwischen den beiden Spuren bzw. deren in Fig. 4 durch Kreise angedeuteten Anschlüssen gemessen wird. Die rotatorische Position eines an einem Rotor 22 angeordneten Schleifkontakts 21 legt den Wert fest. Bei der werkseitigen Montage des Gerätes nimmt der Schleifkontakt 21 eine zufällige Position ein. Mit Hilfe einer am Rotor 22 fest montierten Feder 23 ist er drehbar gelagert und wird reibschlüssig in Position gehalten. Die Feder 23 wird mit Hilfe einer Halteschraube 24 gespannt, die in der oberen Gehäuseschale 210 eingeschraubt wird. Dabei weist die Feder 23 keine Fesselung an die Schraube 24 auf. Nach der erfolgten Montage der oberen und unteren Gehäuseschalen 210, 211 wird der aktuelle Widerstandswert zwischen den Schleifspuren der Schleifbahn 20 gemessen und verschlüsselt initial vorprogrammiert (Fig. 6: Schritt S30). Eine Manipulation am Gerätegehäuse, insbesondere ein Aufschrauben der Gehäuseschalen 210, 211 , führt zum Verlust der Federspannung und somit zum Verlust bzw. einer Veränderung der Position des Schleifkontakts 21 , da der Rotor 22 sich verdrehen kann und der Schleifkontakt 21 bei einem erneuten Zusammensetzen der Gehäuseschalen 210,211 entsprechend die Schleifbahn 20 in einer anderen Position kontaktiert, wodurch sich ein geänderter Widerstandswert ergibt.
Der Wert des Sensors wird bei jedem Bootvorgang von einer Auswerteeinrichtung 14, die in die Haupt-CPU des Hand(bedien)gerätes integriert oder mit dieser identisch sein kann, ausgelesen (Schritt S31) und mit dem vorprogrammierten Wert verglichen (Schritt S32). Wenn die Werte übereinstimmen (S32: „Y“), wird der Bootvorgang fortgesetzt und die Kommunikation mit der Robotersteuerung 11 über eine Kommunikationsschnittstelle 15 aufgebaut (Schritt S37).
Stimmen die Werte nicht überein (S32: „N“), wird der normale Bootvorgang abgebrochen (Schritt S33). Über eine verschlüsselte Kommunikation zum Programmier-Host lässt sich der aktuelle Wert des Sensors auslesen und vorprogrammieren. Wie vorstehend mit Bezug auf Fig. 5 a) erläutert, wird eine Anfrage an eine autorisierte Instanz in Form des Programmier-Hosts gesendet (Schritt S34). Sobald sie eine Freigabe durch die autorisierte Instanz erhält (Schritt S35), wird der aktuelle Wderstandswert zwischen den Schleifspuren der Schleifbahn 20 gemessen und als neuer Wert der durch die Position des Schleifkontakts 21 bestimmten elektrischen Kenngröße der Schleifanordnung abgespeichert (Schritt S36). Anschließend kann der Bootvorgang durchgeführt bzw. fortgesetzt werden (Schritt S37).
Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist.
So kann beispielsweise in einer Abwandlung das Absenden der Anfrage (Schritt S14 bzw. S34) entfallen und nur auf eine Freigabe reagiert werden.
Gleichermaßen kann auch umgekehrt zu der Konstruktion der Fig. 3, 4 die Schleifbahn an einem Rotor drehbar gelagert und durch eine Federeinrichtung gegen den Schleifkontakt gespannt bzw. gepresst werden. Die in Fig. 3, 4 dargestellte Anordnung weist jedoch den Vorteil auf, dass der Wderstandswert an der Schleifbahn 20 auf der (nicht dargestellten) Leiterplatte einfach(er) und/oder zuverlässiger ermittelt bzw. gemessen werden kann.
Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.
Bezuqszeichenliste
I Auswerteeinrichtung (Kryptoprozessor)
2A, 2B Sensor
3 Pufferbatterie (Energiespeicher)
4 (Haupt-)CPU (Steuereinrichtung)
5 Register
6 ODER-Kopplung
10 Roboter
I I Robotersteuerung
14 Auswerte- und Steuereinrichtung
15 Kommunikationsschnittstelle
20 Schleifbahn mit zwei parallelen Spuren
21 Schleifkontakt
22 Rotor
23 Feder(einrichtung)
24 Halteschraube
100 Hand(bedien)gerät
110, 111 GehäuseschalenAteile
200 Hand(bedien)gerät
210, 211 GehäuseschalenAteile
300 Programmier-Host (autorisierte Instanz)

Claims
Patentansprüche Handgerät (100; 200) mit einem Gehäuse (110, 111 ; 210, 211), einer an dem Gehäuse angeordneten Sensoreinrichtung mit wenigstens einem Sensor (2A, 2B; 20, 21) zum Erfassen einer Manipulation des Handgeräts, insbesondere des Gehäuses, und einer an dem Gehäuse angeordneten Auswerteeinrichtung (1 ; 14) zum Einleiten, insbesondere Ausführen, einer Manipulationsreaktion infolge einer mithilfe der Sensoreinrichtung erfassten Manipulation, wobei das Handgerät ein Handbediengerät zum Bedienen eines Roboters (10) ist und/oder das Handgerät wenigstens einen an dem Gehäuse angeordneten Energiespeicher
(3) zur Versorgung der Auswerteeinrichtung mit elektrischer Energie aufweist und/oder der Sensor eine Schleifanordnung mit wenigstens einer Schleifbahn (20) und wenigstens einen Schleifkontakt (21) zum Herstellen eines elektrischen Kontakts mit dieser Schleifbahn in einer variabel einstellbaren Position aufweist, wobei ein durch diese Position bestimmter Wert einer elektrischen Kenngröße der Schleifanordnung abgespeichert ist und/oder die Schleifanordnung derart ausgebildet ist, dass diese Position infolge einer Manipulation verlorengeht. Handgerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Manipulationsreaktion ein Einschränken, insbesondere Sperren, einer Funktionalität, insbesondere eines Bootvorgangs und/oder eines Bedienens des Roboters, einer Steuereinrichtung (4; 14) des Handgeräts, eine Eintragung in einem Register (5), auf das eine Steuereinrichtung (4) des Handgeräts zugreifen kann, und/oder ein Ausgeben einer Warnung umfasst. Handgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung durch ein Signal von der Sensoreinrichtung infolge einer mithilfe der Sensoreinrichtung erfassten Manipulation aus einem Ruhezustand aktivierbar ist und/oder wenigstens einen Kryptoprozessor (1) aufweist und/oder zur verschlüsselten Kommunikation mit der Steuereinrichtung und/oder dem Register eingerichtet ist und/oder nach einer Manipulation die Auswerteeinrichtung, das Register und/oder der abgespeicherte Wert der elektrischen Kenngröße infolge einer, insbesondere verschlüsselten, Kommunikation veränderbar ist, insbesondere zurückgesetzt oder neu festgelegt werden kann.
4. Handgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung mehrere mittels ODER-Verknüpfung (6) gekoppelte Sensoren zum Erfassen einer Manipulation des Handgeräts, insbesondere des Gehäuses, aufweist und/oder wenigstens ein Sensor der Sensoreinrichtung zum Erfassen einer Manipulation des Handgeräts, insbesondere des Gehäuses, wenigstens einen mechanischen oder kapazitiven Schalter aufweist.
5. Handgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifbahn ringartig und/oder die Position der Schleifanordnung mittels einer Federeinrichtung (23) und/oder reibschlüssig eingestellt und/oder der Schleifkontakt und/oder die Schleifbahn beweglich, insbesondere drehbar, gelagert, insbesondere an einem drehbar gelagerten Rotor (22) angeordnet, ist.
6. Handgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es nach einem Verfahren nach Anspruch 8 hergestellt ist und/oder nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 9-13 betreibar ist, insbesondere betrieben wird.
7. System zum Bedienen eines Roboters (10), mit einem Handbediengerät (100; 200) zum Bedienen des Roboters nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das eine Kommunikationsschnittstelle (15) zur Kommunikation mit dem Roboter und/oder eine Robotersteuerung (11) zum Steuern des Roboters aufweist.
8. Verfahren zum Herstellen eines Handgeräts (100; 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinrichtung mit der Steuereinrichtung gepaart (S10, S20) und/oder in einen Ruhezustand (S22) versetzt und/oder die Position der Schleifanordnung, insbesondere zufallsbasiert, eingestellt und/oder der durch diese Position bestimmte Wert der elektrischen Kenngröße der Schleifanordnung abgespeichert wird (S30).
9. Verfahren zum Betreiben eines Handgeräts (100; 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Handgerät infolge von Benutzereingaben Signale zum Bedienen des Roboters (10) ausgibt und/oder die Auswerteeinrichtung durch den Energiespeicher (3) mit elektrischer Energie versorgt und/oder durch ein Signal von der Sensoreinrichtung infolge einer mithilfe der Sensoreinrichtung erfassten Manipulation aus einem Ruhezustand aktiviert wird (S23) und/oder die Steuereinrichtung das Register abfragt (S12) und bei wenigstens einem Eintrag, der eine Manipulation anzeigt, eine Manipulationsreaktion, insbesondere ein Einschränken, insbesondere Sperren oder Abbrechen, einer Funktionalität, insbesondere eines Bootvorgangs und/oder Bedienen des Roboters, einleitet, insbesondere ausführt, und/oder die Auswerteeinrichtung einen erfassten Wert der elektrischen Kenngröße der Schleifanordnung mit dem abgespeicherten Wert der elektrischen Kenngröße vergleicht (S32) und eine Manipulation erfasst, falls eine Abweichung zwischen erfasstem und abgespeichertem Wert der elektrischen Kenngröße eine Abweichungsbedingung erfüllt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung infolge einer mithilfe der Sensoreinrichtung erfassten Manipulation eine Manipulationsreaktion einleitet, insbesondere ausführt, insbesondere ein Einschränken, insbesondere Sperren, einer Funktionalität, insbesondere eines Bootvorgangs und/oder Bedienen des Roboters, einer Steuereinrichtung des Handgeräts, eine Eintragung in einem Register, auf das eine Steuereinrichtung des Handgeräts zugreift, und/oder ein Ausgeben einer Warnung.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9-10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (1) verschlüsselt mit der Steuereinrichtung (4) und/oder dem Register (5) kommuniziert.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9-11 , dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Manipulation die Auswerteeinrichtung (1 ; 14), das Register (5) und/oder der abgespeicherte Wert der elektrischen Kenngröße der Schleifanordnung (20, 21) infolge einer, insbesondere verschlüsselten, Kommunikation verändert, insbesondere zurückgesetzt oder neu festgelegt wird (S16; S36).
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikation ein Absenden (S14; S34) einer Anfrage an eine autorisierte Instanz (300) durch das Handgerät und/oder ein Erhalten einer Freigabe (S15; S35) durch die autorisierte Instanz umfasst.
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