EP4698970A1 - Modular erweiterbare mobile arbeitsstation - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine modular erweiterbare mobile Arbeitsstation (1) bereit, die ein Touch-Display (3) und ein Computersystem (100), einen Fuß (6) mit zumindest einem Akku (6') zur mobilen Energieversorgung des Touch-Displays (3) und eine Säule (4) aufweist, die das Displaygehäuse (2) und den Fuß (6) verbindet. Die Arbeitsstation (1) weist eine Aufnahmeschnittstelle (10') zur reversibel lösbaren Verbindung mit einem Peripheriemodul (11, 11') auf, das aus unterschiedlichen Peripheriemodulen (11, 11') auswählbar ist. Jedes Peripheriemodul (11, 11') hat eine Verbindungsschnittstelle (10), die mit zumindest einem Formelement (13, 16) ausgebildet ist und Kontaktelemente (15) aufweist. Die Aufnahmeschnittstelle (10') der Arbeitsstation (1) hat zumindest ein Gegenformelement (13', 16'), das zum lösbaren Eingriff mit dem Formelement (13, 16) der Verbindungsschnittstelle (10) ausgebildet ist, und Gegenkontaktelemente (15'), die in einer Verbindungsanordnung des Peripheriemoduls (11, 11') und der Arbeitsstation (1), in der das Formelement (13, 16) mit dem Gegenformelement (13', 16') in Eingriff steht, die Kontaktelemente (15) der Verbindungsschnittstelle (10) kontaktieren. Dabei weist das Computersystem (100) der Arbeitsstation (1) ein Bussystem (24) auf, das mit den Gegenkontaktelemente (15') der Aufnahmeschnittstelle (10') verbunden ist, sodass das Peripheriemodul (11, 11') in der Verbindungsanordnung über das Bussystem (24) mit dem Computersystem (100) verbunden ist.

Description

MODULAR ERWEITERBARE MOBILE ARBEITSSTATION

Die Erfindung betrifft eine modular erweiterbare mobile Arbeitsstation.

Aus dem Stand der Technik sind insbesondere in der produzierenden Industrie mobile Arbeitsstationen bekannt. Bei diesen Stationen ist ein Computer in einem Gehäuse untergebracht, das fahrbar gelagert ist. Bekannt ist, auf einer Säule einen Bildschirm zu montieren und darunter in einer vorbestimmten Höhe im Gehäuse eine integrierte Tastatur vorzusehen, ggf. auch weitere Computerperipherie. Solche Arbeitsstationen sind aufgrund ihrer Größe oft schwer, unhandlich und wenig ergonomisch. Da die Elektronik mit Energie versorgt werden muss, werden die Stationen oft mittels eines Kabels mit Strom versorgt, wodurch der Bewegungsradius wesentlich eingeschränkt ist. Zwar sind auch Lösungen mit Akku bekannt, jedoch halten die Akkus nur einige Stunden und müssen dementsprechend oft mittels Ladestation über eine Stromquelle neu geladen werden. Gerade in Laborarbeitsräumen oder Reinräumen können Arbeitsstationen nur beschränkt eingesetzt werden, da die einzelnen Komponenten nicht staub- oder spritzwassergeschützt (IP65) sowie nicht passend zu reinigen sind; hinzu kommt, dass komplexe Geräte oder auch Drucker nicht GMP-konform (Good Manufacturing Practices) oder u. a. den EHEDG (European Hygienic Engineering and Design Group) Hygienevorschriften nicht genügen.

Eine mobile Arbeitsstation, die die Anforderungen an oben genannte Hygiene- oder Reinraumvorschriften erfüllen kann, dabei leicht zu bewegen und komfortabel in der Verwendung ist, wird in DE 20 2014 001 840 U1 beschrieben. Dort umfasst die mobile Arbeitsstation einen Monitor mit Multitouch-Display und Computersystem, wobei der Monitor über eine Säule mit einem Fuß verbunden ist, in dem einer oder mehrere Akku(s) zur mobilen Energieversorgung des Monitors vorliegen und die Arbeitsstation könnte mit einer oder mehreren Schnittstellen zur modularen Erweiterung mit elektronischen Komponenten ausgestattet sein.

Aus US 2022 0 225 764 A1 ist ebenfalls eine Arbeitsstation bekannt, die mit Peripheriemodulen erweiterbar ist. Als Peripheriemodul wird ein Schubladengehäuse beschrieben, das eine Verbindungsanordnung aufweist, die ein Schubladensteuergerät mit zumindest einem Sensor umfasst. Dieser dient zur Detektion eines Sensoroperators z. B. an einem Riegel, mit dem in das Schubladengehäuse einsetzbare Schubladen verriegelt werden können. Die Verbindungsanordnung weist mechanische Verbinder zur Aufnahme in Aussparungen eines Staufachs der Arbeitsstation und einen elektrischen Verbinder auf, der nicht näher beschrieben ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mobile Arbeitsstation zu schaffen, die unter Einhaltung der oben genannten Hygieneoder Reinraumvorschriften modular mit einem oder mehreren Peripheriemodulen für unterschiedliche Anwendungszwecke erweitert werden kann, ohne dass die Beweglichkeit und die komfortable Verwendbarkeit der mobilen Arbeitsstation beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Arbeitsstation mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen bzw. bevorzugte Ausführungsformen der Arbeitsstation sind in den Unteransprüchen ausgeführt.

Gemäß einer ersten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße modular erweiterbare mobile Arbeitsstation ein von einem Displaygehäuse gehaltenes Touch-Display und ein Computersystem, einen Fuß, der zumindest einen Akku zur mobilen Energieversorgung des Touch-Displays aufweist, und eine Säule auf, die das Displaygehäuse und den Fuß verbindet. Erfindungsgemäß weist die Arbeitsstation zumindest eine Aufnahmeschnittstelle zur reversibel lösbaren Verbindung mit einem elektronischen Peripheriemodul auf, das aus einer Mehrzahl unterschiedlicher elektronischer Peripheriemodule auswählbar ist. Dabei weist jedes elektronische Peripheriemodul eine Verbindungsschnittstelle auf, die mit zumindest einem Formelement ausgebildet ist und elektrische und/oder elektronische Kontaktelementen aufweist. Die zumindest eine Aufnahmeschnittstelle der Arbeitsstation weist zumindest ein Gegenformelement auf, das zum lösbaren Eingriff mit dem zumindest einen Formelement der Verbindungsschnittstelle korrespondierend dazu ausgebildet ist. Entsprechend weist die zumindest eine Aufnahmeschnittstelle der Arbeitsstation elektri- sche/elektronische Gegenkontaktelemente auf, die in einer Verbindungsanordnung des elektronischen Peripheriemoduls und der Arbeitsstation, in der das zumindest eine Formelement mit dem zumindest einen Gegenformelement in Eingriff steht, die elektrischen und/oder elektronischen Kontaktelemente der Verbindungsschnittstelle kontaktieren. Das Computersystem der Arbeitsstation weist dabei ein Bussystem auf, das mit den elektri- schen/elektronischen Gegenkontaktelementen oder der Aufnahmeschnittstelle(n) verbunden ist. Auf diese Weise ist das elektronische Peripheriemodul in der Verbindungsanordnung über das Bussystem operativ mit dem Computersystem verbunden. Dabei ist vorgesehen, dass das zumindest eine Formelement der Verbindungsschnittstelle einen Verbindungszylinder aufweist und das zumindest eine Gegenformelement der Aufnahmeschnittstelle eine Zylinderausnehmung aufweist, in der der Verbindungszylinder aufnehmbar ist, sodass das Anschließen eines Peripheriemoduls durch einen einfachen Steckvorgang erfolgen kann. Ferner ist vorteilhaft an einer Außenfläche des Verbindungszylinders zumindest ein weiteres Formelement und einer Innenfläche der Zylinderausnehmung zumindest ein weiteres Gegenformelement ausgebildet, die zur Sicherung der Steckverbindung dienen und eine korrekte Positionierung für die Kontaktierung der Kontaktelemente und der Gegenkontaktelemente sicherstellen. Dazu weist das weitere Formelement an der Außenfläche des Verbindungszylinders zwei oder drei umfänglich verteilt angeordnete Bajonettnocken auf, und das weitere Gegenformelement hat an der Innenfläche der Zylinderausnehmung entsprechend der Anzahl und Anordnung der Bajonettnocken zwei oder drei umfänglich verteilt angeordnete, gewundene oder abgewinkelte Nockennuten. Dabei sind die Bajonettnocken und Nockennuten für eine eindeutige Positio- nierbarkeit nicht-rotationssymmetrisch am Umfang des Verbindungszylinders bzw. der Zylinderausnehmung verteilt und/oder unterschiedlich groß ausgebildet.

Als operative Verbindung, die in der Verbindungsanordnung durch den Kontakt der Kontaktelemente und Gegenkontaktelemente hergestellt wird, wird entsprechend eine elektrische (zur Stromversorgung) oder elektronische (zur Datenkommunikation) oder vorzugsweise eine elektrische und elektronische Verbindung verstanden.

Die Anzahl der Aufnahmeschnittstellen einer mobilen Arbeitsstation ist hierbei nicht beschränkt, wobei jede Aufnahmeschnittstelle erfindungsgemäß ausgeführt ist, sodass jedes Peripheriemodul, das eine entsprechende Verbindungsschnittstelle aufweist, an jeder Aufnahmeschnittstelle mit der mobilen Arbeitsstation verbunden werden kann. Vorteilhaft wird hierbei gleichzeitig nicht nur die mechanische Befestigung, sondern auch die elektri- sche/elektronische Kopplung hergestellt, sodass jedes Peripheriemodul mit der mechanischen Befestigung an der Arbeitsstation auch kommunikativ und/oder zur Stromversorgung an die Arbeitsstation angeschlossen wird.

Außerdem kann in einer Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Verbindung des Displaygehäuses des Touch-Displays an der Säule ebenfalls als reversibel lösbare elektromechanische Verbindung zum schnellen Wechsel des Touch-Displays ausgebildet ist. Dazu weisen die Säule und das Displaygehäuse Aufnahme- und Verbindungsschnittstellen auf, die den vorbeschriebenen Schnittstellen mit Form- bzw. Gegenformelementen für die mechanische Befestigung sowie Kontakt- bzw. Gegenkontaktelementen für die elektri- sche/elektronische Kopplung entsprechen.

Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Arbeitsstation sieht dabei vor, dass der Verbindungszylinder hohlzylindrisch ausgebildet ist und koaxial ein Steckbauteil umgibt, an dem die elektrischen und/oder elektronischen Kontaktelemente der Verbindungsschnittstelle vorliegen. Die Anordnung der Gegenkontaktelemente in der Zylinderausnehmung richtet sich dann nach der relativen Baulage der Kontaktelemente an dem Steckbauteil in Bezug auf den Verbindungszylinder.

Weitere Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Arbeitsstation beziehen sich darauf, dass die Aufnahmeschnittstelle(n) der Arbeitsstation an dem Displaygehäuse oder der Säule ausgebildet ist, und dass die Verbindungsschnittstelle des elektronischen Peripheriemoduls an einem Gehäuseelement ausgebildet ist, das mit einem Gehäuse des elektronischen Peripheriemoduls direkt oder über eine Verbindungsstruktur verbunden ist.

Weist die Arbeitsstation mehrere Aufnahmeschnittstellen auf, ist es auch möglich, dass sowohl an dem Displaygehäuse als auch an der Säule jeweils eine oder mehrere Aufnahmeschnittstellen ausgebildet sind. Ein direkt mit dem Gehäuse des Peripheriemoduls verbundenes Gehäuseelement (auch Anschlussgehäuseelement) umfasst auch einstückig gefertigte und unlösbar verbundene Ausführungen. Auch eine Verbindungsstruktur kann einteilig mit einem Anschlussgehäuseelement gefertigt sein, allerdings kann eine zweiteilige Ausführung bevorzugt sein, um die Befestigung des Peripheriegehäuses an der Verbindungsstruktur und den Anschluss des Peripheriemoduls an den Kontaktelementen zu erleichtern.

Deshalb kann die Verbindungsstruktur in einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Arbeitsstation passend zur Form des Gehäuses des elektronischen Peripheriemoduls ausgebildet sein, und insbesondere eine Verbindungsplatte umfassen, die Befestigungsstrukturen für das Gehäuse des elektronischen Peripheriemoduls und eine Kabeltülle zur Durchführung eines Anschlusskabels aufweist, das sich von den Kontaktelementen durch die Verbindungsplatte in das Gehäuse des elektronischen Peripheriemoduls erstreckt. Nach weiteren Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Arbeitsstation zum Schutz vor Staub und Spitzwasser kann das elektronische Peripheriemodul an der Verbindungsschnittstelle und/oder die Arbeitsstation an der Aufnahmeschnittstelle eine Dichtung aufweisen, und/oder die Arbeitsstation kann - je nach Anzahl der Aufnahmeschnittstellen - zumindest ein Deckelelement aufweisen, das zum abdichtenden reversiblen Verschluss der zumindest einen Aufnahmeschnittstelle ausgebildet ist, um in einer Nichtverbindungsanordnung, wenn kein elektronisches Peripheriemodul angeschlossen werden soll, die Aufnahmeschnittstelle abdichtend zu verschließen.

Ferner kann eine erfindungsgemäße Arbeitsstation nach einer weiteren Ausführungsform vorsehen, dass das Computersystem zumindest einen Mikrocontroller - vorzugsweise mehrere Microcontroller zur Bearbeitung unterschiedlicher Themenkreise - und ein Kommunikationsmodul aufweist, die in dem Displaygehäuse angeordnet sind. Der bzw. die Mikrocontroller ist/sind einerseits über eine USB-Verbindung mit dem Kommunikationsmodul und andererseits mit dem Bussystem verbunden, das sich zu der zumindest einen Aufnahmeschnittstelle und dem Akku erstreckt. So können in der Verbindungsanordnung Informationen des elektronischen Peripheriemoduls und/oder des Akkus über das Bussystem von dem oder den Mikrocontroller(n) gesammelt und an das Kommunikationsmodul kommuniziert und auf dem Display angezeigt werden, das über eine elektronische Verbindung mit dem Kommunikationsmodul verbunden ist.

Nach weiteren Ausführungsformen kann die erfindungsgemäße Arbeitsstation zur Standortlokalisierung ferner ein UWB-Tag aufweisen, und/oder das Kommunikationsmodul kann über eine drahtlose Verbindung mit der Cloud verbindbar sein, um Daten an die Cloud zu senden oder von dieser Mehrwertdienste zu empfangen.

Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Arbeitsstation sehen dabei vor, dass das elektronische Peripheriemodul ein Speichermodul aufweist, in dem die Informationen des elektronischen Peripheriemoduls gespeichert sind und das mit den elektrischen/elektroni- schen Kontaktelementen der Verbindungsschnittstelle verbundenen ist, und/oder der Akku zur Verbindung mit dem Bussystem ein Speichermodul aufweist, in dem die Informationen des Akkus gespeichert sind, und/oder die Arbeitsstation an der Oberseite des Fußes eine Anzeige, insbesondere eine elnk-Anzeige aufweist, die mit dem Bussystem zur Anzeige der Informationen des Akkus und/oder des elektronischen Peripheriemoduls verbunden ist. Der Fuß der erfindungsgemäßen Arbeitsstation kann nach einer weiteren Ausführungsform zumindest drei, bevorzugt fünf Ausleger aufweisen, die fahrbar gelagert sind, insbesondere auf Rollen.

Weitere Ausführungsformen können ferner vorsehen, dass die Lagerung der Ausleger auf Rollen mit oder ohne Feststellbremse ausgeführt ist. Die Rollen können Reinraumrollen sein, die den besonderen Vorschriften für Reinräume oder Labore mit hohen Reinheits- bzw. Hygieneanforderungen genügen. Sie weisen dazu antistatische Laufflächen auf und können mit einem Edelstahlgehäuse umhüllt sein.

Noch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Arbeitsstation kann vorsehen, dass die Arbeitsstation zumindest eine Zusatzschnittstelle zur reversibel lösbaren Verbindung mit einem passiven Ergänzungsmodul aufweist, das aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Ergänzungsmodule auswählbar ist, wobei jedes Ergänzungsmodul eine Anbindungsschnittstelle aufweist, die mit zumindest einem Formelement ausgebildet ist, das dem vorbeschriebenen Formelement einer Verbindungsschnittstelle entsprechen kann. Entsprechend weist die zumindest eine Zusatzschnittstelle der Arbeitsstation zumindest ein Gegenformelement auf, das zum lösbaren Eingriff mit dem zumindest einen Formelement der Anbindungsschnittstelle korrespondierend dazu ausgebildet ist, und dem vorbeschriebenen Gegenformelement der Aufnahmeschnittstelle entsprechen kann.

Unter Ergänzungsmodulen werden hier beispielsweise Ausstattungskomponenten verstanden, die im Wesentlichen keine elektronischen Systeme aufweisen, wie beispielsweise Desinfektionsspender oder Aufbewahrungs-, Vorrats- oder Halterungsvorrichtungen für z. B. Petrischalen oder andere Laboreinrichtungsgegenstände, die somit dem Nutzer bei der Arbeit im Reinraum in bequemer Reichweite bereitgestellt werden können.

In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Arbeitsstation kann das Ergänzungsmodul ein passives Chipelement und die Arbeitsstation ein Chiperkennungselement aufweisen, das über das Bussystem mit dem Computersystem verbunden ist, sodass in einer Verbindungsanordnung des Ergänzungsmoduls und der Arbeitsstation, in der das zumindest eine Formelement mit dem zumindest einen Gegenformelement in Eingriff steht, das Chipelement des verbundenen Ergänzungsmoduls durch das Chiperkennungselement des Computersystems erkennbar ist. Dabei kann das Chiperkennungselement nach einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Arbeitsstation ein Speichermodul umfassen, in dem Informationen zu dem Ergänzungsmodul hinterlegt sind, sodass in der Verbindungsanordnung des Ergänzungsmoduls und der Arbeitsstation mit der Erkennung des Chipelements des verbundenen Ergänzungsmoduls durch das Chiperkennungselement des Computersystems die Informationen zu dem Ergänzungsmodul durch den Mikrocontroller von dem Speichermodul abrufbar und an das Kommunikationsmodul kommunizierbar und auf dem Display anzeigbar sind.

In einer Weiterbildung ist dabei ferner denkbar, dass ein Ergänzungsmodul, das einen Verbrauchsartikel bevorratet und bereitstellt, eine Vorrichtung zur Erfassung eines Füllstands des Verbrauchsartikels aufweisen kann. Diese Erfassungsvorrichtung kann dann mit einem Modul zur drahtlosen Kommunikation ausgestattet sein, das in der Verbindungsanordnung des Ergänzungsmoduls mit der Arbeitsstation mit dem Computersystem kommunizieren kann, um eine Information über den Füllstand des Verbrauchsartikels und ggf. eine Meldung zum Nachfüllen auf dem Display anzuzeigen.

Die Arbeitsstation kann eine Höhe haben, die in einem Bereich von 50 cm bis 180 cm liegt, sodass das Touchdisplay der Arbeitsstation und die damit verbindbaren Peripheriemodule und Ergänzungsmodule in einer Arbeitshöhe gelagert werden können, die eine ergonomische Bedienung durch einen durchschnittlichen Benutzer gestattet. Die geeignete Arbeitshöhe zur ergonomischen Bedienung des Touchdisplays hängt dabei auch davon ab, ob der Benutzer sitzt oder steht. Für eine ergonomische Arbeitshöhe der Peripheriemodule/Ergänzungsmodule kann zudem die Art des jeweiligen Moduls bzw. dessen Nutzungsweise berücksichtig werden:

So kann zur Ergänzung der Arbeitsstation mit einem Peripheriemodul, das ein weiterer Bildschirm, ein Scanner, ein Drucker, jede Art von Sensoranordnungen oder auch ein Eingabegerät wie eine Tastatur oder Joystick sein kann, eine Aufnahmeschnittstelle auf passender Arbeitshöhe gewählt werden. Beispielsweise kann zusätzlich zu dem Touchdisplay, das sich z. B. in Hüfthöhe befinden kann, ein weiterer Bildschirm an der Arbeitsstation angeordnet werden, der beispielsweise oberhalb des Touchdisplays etwa in Gesichtshöhe oder neben dem Touchdisplay mit der Arbeitsstation verbunden werden kann. Die Säule kann demzufolge entsprechende Ausleger aufweisen oder damit verbunden werden, um die denkbaren Anordnungsvarianten der Peripheriemodule zu ermöglichen. Entsprechend können zur Anordnung unterschiedlicher Ergänzungsmodule Zusatzschnittstellen auf passender Arbeitshöhe gewählt werden.

Da die Orientierung der Module an der Arbeitsstation durch die Ausführung der Form- und Gegenformelemente festgelegt ist, kann die Neigung einer Benutzeroberfläche der Module in Bezug auf die Arbeitsstation bzw. in Bezug auf das Touchdisplay durch die Ausrichtung der Verbindungs- bzw. Anbindungsschnittstelle am Gehäuse des jeweiligen Moduls festgelegt werden. Alternativ kann die Verbindungsschnittstelle des Peripheriemoduls bzw. Anbindungsschnittstelle des Ergänzungsmoduls eine integrierte Gelenkfunktion aufweisen, und vorzugsweise mit Reibelement als Drehmomentgelenk ausgebildet sein, sodass die Neigung des jeweiligen Moduls in Bezug auf die Arbeitsstation bzw. in Bezug auf das Touchdisplay einstellbar ist, dessen Displaygehäuse ggf. ebenfalls gelenkig, insbesondere durch ein reversibel trennbares Drehmomentgelenk mit der Säule verbunden sein kann.

Um die Höhe der Arbeitsstation einfach und schnell zu verstellen, kann die Säule höhenverstellbar sein, bevorzugt mittels eines Gasdruckdämpfers. Dieser kann eine Gasdruckfeder aufweisen, die über einen geeigneten Mechanismus ausgelöst und festgestellt werden kann. Die betroffenen Leitungen des Bussystems können sich mit einer entsprechenden Längenreserve durch die Säule erstrecken.

Es kann vorgesehen sein, dass die Arbeitsstation eine Kommunikationseinrichtung zur drahtlosen Kommunikation mit anderen Arbeitsstationen oder mit weiteren Datenverarbeitungseinheiten aufweist, wobei W-LAN oder der drahtlose Kommunikationsstandard Bluetooth verwendet werden kann, um einfach und zweckmäßig Daten auszutauschen. Durch die mobile Ausführung mit kabelloser Stromversorgung durch den integrierten Akku hat die Arbeitsstation eine große Kommunikationsreichweite.

Ferner kann vorgesehen sein, dass die Arbeitsstation über eine Sprach- oder auch Gestensteuerung mit entsprechender Haptik bedient werden kann und dazu Multimediatechnik, wie insbesondere Mikrofone und Kameras eingesetzt werden können.

Weitere Ausführungsformen sowie einige der Vorteile, die mit diesen und weiteren Ausführungsformen verbunden sind, werden durch die nachfolgende ausführliche Beschrei- bung unter Bezug auf die begleitenden Figuren deutlich und besser verständlich. Gegenstände oder Teile derselben, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.

Dabei zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer mobilen Arbeitsstation nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform mit zwei Peripheriemodulen,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Peripheriemoduls in Verbindungsanordnung an einer Säule der mobilen Arbeitsstation,

Fig. 3 eine Detailansicht auf die Verbindungsschnittstelle des Peripheriemoduls aus Fig. 2,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des Peripheriemoduls entsprechend Fig. 2 in einer Nichtverbindungsanordnung mit der Säule der mobilen Arbeitsstation,

Fig. 5 eine schematische Frontansicht eines alternativen Peripheriemoduls mit der Verbindungsschnittstelle an einer Verbindungsplatte, und

Fig. 6 eine schematische Ansicht einer internen Vernetzung der Peripheriemodule mit der mobilen Arbeitsstation.

In Fig. 1 ist eine mobile Arbeitsstation 1 gezeigt, die ein Displaygehäuse 2 aufweist, das auf einer Säule 4 mit geeigneten Befestigungsmitteln befestigt ist. Das Displaygehäuse 2 haust ein Touchdisplay 3 in dem eine Datenverarbeitungseinheit eingebaut ist.

Die Säule 4 ist mit ihrem unteren Ende über ein flanschförmiges Verbindungsstück 5 mit dem Fuß 6 verbunden. Der Fuß 6 weist hier fünf sternförmig angeordnete Ausleger 7 auf, damit die Arbeitsstation 1 stabil steht und die Gefahr des Umkippens klein ist. An einer Unterseite des Fußes 6 zum Boden gerichtet, ist hier jeder Ausleger 7 auf einer Rolle 8 gelagert, wodurch die Arbeitsstation 1 beliebig verfahren werden kann. Die Rolle kann auch „Rad“ heißen und die Rolle kann mehrteilig sein. Natürlich sind generell auch andere Fußausgestaltungen möglich; so kann der Fuß vier oder auch sechs oder mehr Ausleger haben; oder etwa eine runde, ovale oder polygonale Grundfläche aufweisen, die auf einer entsprechend geeigneten Anzahl von Rollen gelagert ist.

Innerhalb des Fußes 6 ist ein Akku 6‘ angeordnet (in Fig. 1 gestrichelt), wie auch Fig. 5 schematisch zeigt. Der Akku 6‘ kann über eine Kopplungsvorrichtung induktiv mit einer Induktionsladestation gekoppelt werden und bei Bedarf aufgeladen werden. Auf einer Oberseite eines der Ausleger 7 ist eine Anzeige 9, bevorzugt eine elnk-Anzeige, angeordnet, die dazu genutzt werden kann, den Ladezustand des Akkus 6‘ anzuzeigen. Diese Anzeige kann optional an einer anderen geeigneten Stelle des Fußes oder auch an der Säule angeordnet sein.

In Fig. 2, 3 und 4 ist ein Peripheriemodul 1 1 , hier umfassend einen RFID-Leser 11 ‘ dargestellt, der eine Benutzerschnittstelle für eine drahtlose Identifikation bereitstellt. Der RFID-Leser 11 ‘ ist in der Verbindungsanordnung (Fig. 2) über die Verbindungsschnittstelle 10 an der Säule 4 der mobilen Arbeitsstation 1 befestigt, die dafür eine entsprechende Aufnahmeschnittstelle 10‘ aufweist. Alle Peripheriemodule sind in Edelstahlgehäuse eingebettet und für die Reinraum-Spezifikation IP65 geeignet.

Die Verbindungsschnittstelle 10 ist an einem zylindrischen Anschlussgehäuseelement 17 ausgebildet, das mit dem Gehäuse 17‘ des RFID-Lesers 1 T einstückig ausgebildet ist. Das Anschlussgehäuseelement 17 weist umfänglich einen Dichtungsring 12 auf, der in der Verbindungsanordnung für die erforderliche Abdichtung der Verbindung zwischen der Arbeitsstation 1 und dem Peripheriemodul 11 an den Schnittstellen 10, 10‘ sorgt. Der Dichtungsring 12 umgibt einen Bajonett-Verbindungszylinder 13, der sich koaxial von dem Anschlussgehäuseelement 17 erstreckt und über den Dichtungsring 12 hinausragt. Der Verbindungszylinder 13 weist an seiner Mantelfläche drei Bajonettnocken 16 auf, die über den Umfang verteilt, hier in einem 120° Winkel zueinander angeordnet sind. Innerhalb des hohl ausgeführten Verbindungszylinders 13 ist ein Steckbauteil 14 mit integrierten Kontaktelementen 15 vorgesehen, die zum elektrischen und elektronischen Anschluss des Peripheriemoduls 1 1 dienen.

An der Säule 4 ist, wie in der Nichtverbindungsanordnung in Fig. 4 zu sehen, eine zu der Verbindungsschnittstelle 10 korrespondierende Aufnahmeschnittstelle 10‘ mit einer Zylinderausnehmung 13‘ und Nockennuten 16‘ für den Verbindungszylinder 13 mit den Bajonett-Nocken 16 vorgesehen, so dass das jeweils einzusetzende Peripheriemodul 1 1 einfach durch eine Drehbewegung hier im Uhrzeigersinn anzufügen ist. Unterschiedlich große Bajonett-Nocken 16 und entsprechend unterschiedlich große Nockennuten 16‘ stellen für die Verbindungsanordnung eine korrekte Positionierung zur Ausrichtung des Peripheriemoduls 1 1 und insbesondere zur Kontaktierung der Kontaktelemente 15 und der Gegenkontaktelemente 15‘ sicher, die sich am Grund der Zylinderausnehmung 13‘ befinden und mit dem Bus-System 24 der Arbeitsstation 1 verbunden sind.

Ferner ist in Fig. 4 ein Deckelelement 14‘ abgebildet, das zur Montage des Peripheriemoduls 11 von der Aufnahmeschnittstelle 10‘ entfernt wurde, ansonsten aber in jeder Nichtverbindungsanordnung die Aufnahmeschnittstelle 10‘ abdichtend verschließt. Das Deckelelement 14‘ ist hier über ein Scharnierelement mit der Säule verbunden, sodass das Deckelelement 14‘ beim Entfernen des Peripheriemoduls 11 direkt zur Hand ist, um die Aufnahmeschnittstelle 10‘ zu verschließen. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass ein Deckelelement, das in einer Nichtverbindungsanordnung die Aufnahmeschnittstelle abdichtend verschließt, nicht mit der Arbeitsstation verbunden ist. In einer Verbindungsanordnung, in der das lose Deckelelement von der Aufnahmeschnittstelle entfernt ist, kann das lose Deckelelement in einer Aufbewahrungseinrichtung gelagert werden, die dafür an der Arbeitsstation als weiteres Ausstattungselement ausgebildet oder als Ergänzungsmodul befestigt ist.

Fig. 5 zeigt eine plattenförmige Verbindungsstruktur 11“, an der unterschiedliche Peripheriemodule 11 angeschlossen und befestigt werden können, wofür die Verbindungsplatte 11“ eine Mehrzahl Bohrungen 19 aufweist, die die Befestigung des jeweiligen Peripheriemoduls z. B. mittels Schrauben gestatten. Einige Bohrungen dienen zur lösbaren Verbindung der Verbindungsplatte 11‘ mit dem Anschlussgehäuseelement 17, das die Verbindungsschnittstelle 10 aufweist. Zur Befestigung des Peripheriemoduls 11 mit seinem Gehäuse 17‘ an der Verbindungsplatte 11“ kann die Verbindungsplatte 11“ von dem Anschlussgehäuseelement 17‘ gelöst werden, sodass Leitungen bzw. Kabel 18‘ mittels einer Kabeltülle 18 durch die Verbindungsplatte 11“ hindurchgeführt werden können. Mit Kabel 18‘ werden die Kontaktelemente 15 an der Stirnseite des Steckbauteils 14 mit dem Peripheriemodul 11 verbunden. Das Steckbauteil 14 mit den Kontaktelementen 15 ist wiederum in dem Verbindungszylinder 13 angeordnet, dessen Mantelfläche die Bajonett- Nocken 16 aufweist. Eine Öffnung 17“ in dem Anschlussgehäuseelement 17 nimmt nach erfolgter Montage des an der Verbindungsplatte 11 ‘ befestigten Peripheriemoduls 11 an der Arbeitsstation 1 an einer Aufnahmeschnittstelle 10‘ der Aufnahme einer Schraube, um zu vermeiden, dass das Peripheriemodul 11 bei Belastung lockert. Sämtliche Bohrungen am Anschlussgehäuseelement 17 und der Verbindungsplatte 11“ können zum Schluss mit Schutzaufklebern abgeklebt werden, um eine optimale Dichtigkeit zu erreichen. In Fig. 6 umfasst ein Verbindungskonzept aller Komponenten des Computersystems 100 der modularen Arbeitsstation 1 in derselben einen Mikrocontroller 23, ein Bus-System 24 zur Kommunikation, ein Kommunikationsmodul 25, sowie Verbindungen zu einem externen Cloudspeicher-System 20. Mikrocontroller 23, Bus-System 24, und Kommunikationsmodul 25 sind in dem Gehäuse 2 angeordnet und bilden mit weiteren dafür notwendigen elektronischen Bauteilen, wie z. B. einem oder mehreren Speichermodulen, eine Datenverarbeitungseinheit oder können mit einer solchen operativ gekoppelt sein. Die Komponenten Akku 6‘, Display 3 und Peripheriemodule 1 1 sind untereinander mit dem Mikrocontroller 23, dem Bus-System 24 und der Softwareanwendung 25 operativ verbunden. Ferner ist ein UWB-Tag 27 vorgesehen, womit die Arbeitsstation 1 an ihrem derzeitigen Standort jederzeit lokalisiert werden kann.

Das Bus-System 24 kann erweitert werden, so dass mehrere Peripheriemodule angehängt werden können, die über die Speichermodule 26 mit dem Bus-System 24 operativ gekoppelt sind, also dazu ausgebildet sind mit dem Mikrocontroller 23 elektronisch kommunizieren zu können und ihre Daten bzw. Informationen bereitstellen können.

Jedes Peripheriemodul 11 , das angeschlossen werden kann, weist ein Speichermodul 26 auf, über das elektronische Daten der Peripheriemodule 1 1 sowie des Akkus 6‘ an das Bus-System 24 gesendet werden können. Der Mikrocontroller 23 sammelt über das Bus- System 24 alle Daten der Komponenten und gibt sie über einen USB-Anschluss 28 an das Kommunikationsmodul 25 weiter. Das Kommunikationsmodul 25 gibt über eine elektronische Verbindung 29 sogenannte Benutzerinformationen zur Anzeige frei, wobei die Benutzerinformationen auf den von den Peripheriemodulen 1 1 und dem Akku 9 gesammelten Daten basiert. So z. B. Alarme bei Grenzwertüber- oder -unterschreitungen oder auch den Ladezustand des Akkus 6‘. Das Kommunikationsmodul 25 kann über drahtlose Verbindungen 21 , 22 Gerätedaten an die Cloud 20 senden oder von dieser Mehrwertdienste bereitgestellt bekommen.

Die erfindungsgemäße mobile Arbeitsstation soll ein modulares Arbeitsgerät bereitstellen, das für vielerlei Einsatz Felder genutzt und mit vielen Anbaukomponenten den jeweiligen Bedürfnissen angepasst werden kann. Die erfindungsgemäßen Verbindungs- und Aufnahmeschnittstellen können sowohl an der Säule, an dem Displaygehäuse als auch an dem Fuß vorliegen. Hierdurch wird ein modulares Verbindungskonzept bereitgestellt, das die größtmögliche Flexibilität bietet. Peripheriemodule können jede Art von elektroni- schem Gerät sein, das die Arbeit mit der Arbeitsstation ergänzt, so u. a. Scanner, Drucker, jede Art von Sensoranordnungen oder auch Eingabegeräte, wie Tastaturen oder Joysticks.

Das Computersystem der Arbeitsstation ist so ausgebildet, dass bei Verbinden eines Peripheriemoduls dieses nicht nur elektrisch verbunden wird und mit Strom versorgt wird, sondern elektronisch gekoppelt wird. Sobald die Verbindungsschnittstelle fest mit der Aufnahmeschnittstelle verbunden ist, tritt das Peripheriemodul direkt mit dem Bus-System und dem Mikrocontroller in Kommunikation und der Mikrocontroller startet ein Programmablauf zur Erkennung des Peripheriemoduls. Das Peripheriemodul wird erkannt und die davon erzeugten Daten können von dem Computersystem abgerufen werden. Daten der Peripheriemodule können auf dem Touch-Display und gleichzeitig auch auf der elnk- Anzeige des Fußes angezeigt werden, so können bspw. der Ladezustand der Batterie oder Fehlermeldungen der Peripheriemodule abgebildet werden und so für den Benutzer schneller sichtbar sein.

Der in der Arbeitsstation eingebaute UWB-Tag realisiert eine Lokalisierung der Arbeitsstation, so dass die Arbeitsstation in Bezug auf Ihren Ort und geeigneten Einsatz mit regulatorischer Sicht überwacht werden kann. Weiter kann mit dem Computersystem der aktuelle technische Zustand der Peripheriemodule und mögliche Messparameter in Bezug auf Instandhaltung oder Wartung überwacht und weitergegeben werden. Gleichzeitig kann über das Kommunikationsmodul alles auch lokal verarbeitet werden und die Daten können an die Cloud weitergegeben werden.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Arbeitsstation

2 Displaygehäuse

3 Touch-Display

4 Säule

5 Flanschförmiges Verbindungsstück

6 Fuß

6‘ Akku

7 Ausleger

8 Rolle

9 Anzeige

10 Verbindungsschnittstelle

10‘ Aufnahmeschnittstelle

11 Peripheriemodul

1 T RFID-Gerät

11“ Verbindungsstruktur

12 Dichtung

13 Formelement/Verbindungszylinder

13‘ Gegenformelement/Zylinderausnehmung

14 Steckbauteil

14‘ Deckelelement

15 Kontaktelement

15‘ Gegenkontaktelement

16 Formelement

16‘ Gegenformelement

17 Gehäuseelement

17‘ Gehäuse

18 Kabeltülle

18‘ Kabel

19 Bohrung

20 Cloud

21 Drahtlose Verbindung

22 Drahtlose Verbindung

23 Mikrocontroller Bus-System Kommunikationsmodul Speichermodul UWB-Tag USB-Anschluss Elektronische Verbindung Computersystem

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 . Modular erweiterbare mobile Arbeitsstation (1 ), die

- ein von einem Displaygehäuse (2) gehaltenes Touch-Display (3) und ein Computersystem (100),

- einen Fuß (6), der zumindest einen Akku (6‘) zur mobilen Energieversorgung des Touch-Displays (3) aufweist, und

- eine Säule (4), die das Displaygehäuse (2) und den Fuß (6) verbindet, aufweist dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsstation (1 ) zumindest eine Aufnahmeschnittstelle (10‘) zur reversibel lösbaren Verbindung mit einem elektronischen Peripheriemodul (11 , 1 T) aufweist, das aus einer Mehrzahl unterschiedlicher elektronischer Peripheriemodule (11 , 1 T) auswählbar ist, wobei jedes elektronische Peripheriemodul (11 , 1 T) eine Verbindungsschnittstelle (10) aufweist, die mit zumindest einem Formelement (13, 16) ausgebildet ist und elektrische und/oder elektronische Kontaktelemente (15) aufweist, und wobei die zumindest eine Aufnahmeschnittstelle (10‘) der Arbeitsstation (1) zumindest ein Gegenformelement ( 13‘, 16‘), das zum lösbaren Eingriff mit dem zumindest einen Formelement (13, 16) der Verbindungsschnittstelle (10) korrespondierend dazu ausgebildet ist, und elektrische und/oder elektronische Gegenkontaktelemente (15‘) aufweist, die in einer Verbindungsanordnung des elektronischen Peripheriemoduls (11 , 1 T) und der Arbeitsstation (1), in der das zumindest eine Formelement (13, 16) mit dem zumindest einen Gegenformelement (13‘, 16‘) in Eingriff steht, die elektrischen und/oder elektronischen Kontaktelemente (15) der Verbindungsschnittstelle (10) kontaktieren, und wobei das Computersystem (100) der Arbeitsstation (1 ) ein Bussystem (24) aufweist, das mit den elektrischen/elektronischen Gegenkontaktelementen (15‘) der zumindest einen Aufnahmeschnittstelle (10‘) verbunden ist, sodass das elektronische Peripheriemodul (11 , 1 T) in der Verbindungsanordnung über das Bussystem (24) operativ mit dem Computersystem (100) verbunden ist, wobei das zumindest eine Formelement (13, 16) der Verbindungsschnittstelle (10) einen Verbindungszylinder (13) aufweist und das zumindest eine Gegenformelement (13‘, 16‘) der Aufnahmeschnittstelle (10‘) eine Zylinderausnehmung (13‘) aufweist, in der der Verbindungszylinder (13) aufnehmbar ist, und an einer Außenfläche des Verbindungszylinders (13) zumindest ein weiteres Form- element (16) und an einer Innenfläche der Zylinderausnehmung (13‘) zumindest ein weiteres Gegenformelement (16‘) ausgebildet ist, wobei

- das weitere Formelement (16) zwei oder drei umfänglich verteilt angeordnete Bajonettnocken (16) aufweist, die für eine eindeutige Positionierbarkeit nicht rotationssymmetrisch verteilt und/oder unterschiedlich groß ausgebildet sind, und

- das weitere Gegenformelement (16‘) entsprechend der Anzahl und Anordnung der Bajonettnocken (16) zwei oder drei umfänglich verteilt angeordnete Nockennuten

(16‘) aufweist, die für eine eindeutige Positionierbarkeit nicht rotationssymmetrisch verteilt und/oder unterschiedlich groß ausgebildet sind.

2. Arbeitsstation (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungszylinder (13) hohlzylindrisch ausgebildet ist und koaxial ein Steckbauteil (14) umgibt, an dem die elektrischen und/oder elektronischen Kontaktelemente (15) der Verbindungsschnittstelle (10) vorliegen.

3. Arbeitsstation (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Aufnahmeschnittstelle (10‘) der Arbeitsstation (1 ) an dem Displaygehäuse (2) oder der Säule (4) ausgebildet ist, und die Verbindungsschnittstelle (10) des elektronischen Peripheriemoduls (11 , 1 T) an einem Gehäuseelement (17) ausgebildet ist, das mit einem Gehäuse (17‘) des elektronischen Peripheriemoduls (11 , 1 T) direkt oder über eine Verbindungsstruktur (11“) verbunden ist.

4. Arbeitsstation (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstruktur (11“) passend zur Form des Gehäuses (17‘) des elektronischen Peripheriemoduls (11 , 1 T) ausgebildet ist und insbesondere eine Verbindungsplatte (11“) umfassen, die Befestigungsstrukturen (19) für das Gehäuse (17‘) des elektronischen Peripheriemoduls (11 , 11 ‘) und eine Kabeltülle (18) zur Durchführung eines Anschlusskabels (18‘) aufweist, das sich von den Kontaktelementen (15) in das Gehäuse (17‘) des elektronischen Peripheriemoduls (11 , 1 T) erstreckt.

5. Arbeitsstation (1 ) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Peripheriemodul (11, 1 T) an der Verbindungsschnittstelle (10) und/oder die Arbeitsstation (1) an der Aufnahmeschnittstelle (10‘) eine Dichtung (12) aufweist, und/oder die Arbeitsstation (1 ) zumindest ein Deckelelement (14‘) aufweist, das zum abdichtenden reversiblen Verschluss der zumindest eine Aufnahmeschnittstelle (10‘) ausgebildet ist, um in einer Nichtverbindungsanordnung des elektronischen Peripheriemoduls (11, 11 ‘) die Aufnahmeschnittstelle (10‘) abdichtend zu verschließen.

6. Arbeitsstation (1 ) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Computersystem (100) zumindest einen Mikrocontroller (23) und ein Kommunikationsmodul (25) aufweist, die in dem Displaygehäuse (2) angeordnet sind, wobei der Mikrocontroller (23) einerseits über eine USB-Verbindung (28) mit dem Kommunikationsmodul (25) und andererseits mit dem Bussystem (24) verbunden ist, das sich zu der zumindest einen Aufnahmeschnittstelle (10‘) und dem Akku (6‘) erstreckt, sodass in der Verbindungsanordnung Informationen des elektronischen Peripheriemoduls (11,1 T) und/oder des Akkus (6‘) über das Bussystem (24) von dem Mikrocontroller (23) sammelbar und an das Kommunikationsmodul (25) kommunizierbar und auf dem Display (3) anzeigbar sind, das über eine elektronische Verbindung (29) mit dem Kommunikationsmodul (25) verbunden ist.

7. Arbeitsstation (1 ) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsstation (1 ) zur Standortlokalisierung ein UWB-Tag (27) aufweist, und/oder das Kommunikationsmodul (25) über eine drahtlose Verbindung (21 , 22) mit der Cloud (20) verbindbar ist, um Daten an die Cloud (20) zu senden oder von dieser Mehrwertdienste zu empfangen.

8. Arbeitsstation (1 ) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Peripheriemodul (11 ,11‘) ein Speichermodul (26) aufweist, in dem die Informationen des elektronischen Peripheriemoduls (11 ,11 ‘) gespeichert sind und das mit den elektrischen/elektronischen Kontaktelementen (15) der Verbin- dungsschnittstelle (10) verbundenen ist, und/oder der Akku (6‘) zur Verbindung mit dem Bussystem (24) ein Speichermodul (26) aufweist, in dem die Informationen des Akkus (6‘) gespeichert sind, und/oder die Arbeitsstation (1 ) an der Oberseite des Fußes (6) eine Anzeige (9), insbesondere eine elnk-Anzeige (9) aufweist, die mit dem Bussystem (24) zur Anzeige der Informationen des Akkus (6‘) und/oder des elektronischen Peripheriemoduls (11 ,1 T) verbunden ist.

9. Arbeitsstation (1 ) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Fuß (6) zumindest drei, bevorzugt fünf Ausleger (7) aufweist, die fahrbar gelagert sind, insbesondere auf Rollen (8).

10. Arbeitsstation (1 ) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsstation (1 ) zumindest eine Zusatzschnittstelle zur reversibel lösbaren Verbindung mit einem passiven Ergänzungsmodul aufweist, das aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Ergänzungsmodule auswählbar ist, wobei jedes Ergänzungsmodul eine Anbindungsschnittstelle aufweist, die mit zumindest einem Formelement ausgebildet ist, und wobei die zumindest eine Zusatzschnittstelle der Arbeitsstation zumindest ein Gegenformelement aufweist, das zum lösbaren Eingriff mit dem zumindest einen Formelement der Anbindungsschnittstelle korrespondierend dazu ausgebildet ist.

11 . Arbeitsstation (1 ) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ergänzungsmodul ein passives Chipelement und die Arbeitsstation (1 ) ein Chiperkennungselement aufweist, das über das Bussystem (24) mit dem Computersystem (100) verbunden ist, sodass in einer Verbindungsanordnung des Ergänzungsmoduls und der Arbeitsstation (1 ), in der das zumindest eine Formelement mit dem zumindest einen Gegenformelement in Eingriff steht, das Chipelement des verbundenen Ergänzungsmoduls durch das Chiperkennungselement des Computersystems (100) erkennbar ist.

12. Arbeitsstation (1 ) nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Chiperkennungselement ein Speichermodul umfasst, in dem Informationen zu dem Ergänzungsmodul hinterlegt sind, sodass in der Verbindungsanordnung des Ergänzungsmoduls und der Arbeitsstation (1 ) mit der Erkennung des Chipelements des verbundenen Ergänzungsmoduls durch das Chiperkennungselement des Computersystems (100) die Informationen zu dem Ergänzungsmodul durch den Mikrocontroller (23) von dem Speichermodul abrufbar und an das Kommunikationsmodul (25) kommunizierbar und auf dem Display (3) anzeigbar sind.