MXPA03010226A

MXPA03010226A - Metodo y aparato de ingreso para sistemas de control.

Info

Publication number: MXPA03010226A
Application number: MXPA03010226A
Authority: MX
Inventors: W Caldwell David
Original assignee: Touchsensor Tech Llc
Priority date: 2001-05-07
Filing date: 2002-05-06
Publication date: 2005-07-01
Also published as: AU2002309694B2; CN1593007A; WO2002091575A1; WO2002091575A8; US6944018B2; EP1393444A2; US20030075427A1; BR0209493A; CA2446742C; WO2002091575A3; JP4065412B2; JP2004526265A; CN1278489C; CA2446742A1

Abstract

Se describe una interfaz de sistema de control que integra un mecanismo de interrupcion o deteccion electronico con un panel de equipo funcional o decorativo existente o fabricado a la medida. El mecanismo de interrupcion o deteccion electronico se localiza sobre la superficie posterior del panel de equipo y una superficie de toque correspondiente esta definida sobre la superficie frontal del panel de equipo. El mecanismo de interrupcion o deteccion electronico responde a un estimulo en la proximidad de la superficie de toque, y proporciona una senal de control a un sistema de control cuando este detecta el estimulo.

Description

MÉTODO Y APARATO DE INGRESO PARA SISTEMAS DE CONTROL REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama prioridad de la Solicitud de Patente Provisional de Estados Unidos No. de serie 60/289,225 presentada el 7 de mayo de 2001.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1. Campo técnico La presente invención se refiere generalmente a aparatos de ingreso para sistemas de control y a métodos para hacer los mismos. Más particularmente, la presente invención se refiere a la integración de interruptores o sensores de toque electrónico con paneles configurados, tales como tableros decorativos y similares. 2. Técnica anterior Los paneles de control eléctricos convencionales típicamente comprenden uno o más interruptores mecánicos o de membrana instalados sobre paneles planos o aplanados que tienen grosor y/o corte transversal sustancialmente uniforme. Un tipo conocido de panel de control incluye uno o más interruptores mecánicos montados sobre un panel plano que tiene una o más aberturas para acomodar el uno o más interruptores mecánicos. Estos paneles de control se usan comúnmente en relación con una amplia variedad de equipos, incluyendo máquinas industriales, tableros de instrumentos de automóviles y todo tipo de productos de consumo. Otro tipo conocido de panel de control incluye uno o más interruptores de membrana montados sobre un substrato sustancialmente plano y cubiertos con un revestimiento platico delgado y flexible. El revestimiento ayuda a proteger los interruptores y circuitos subyacentes contra salpicaduras y humedad. El revestimiento también puede incorporar un diseño decorativo, tal como una imitación de la disposición de interruptores, sobre el mismo. Estos paneles de control se usan comúnmente en relación con equipo para ejercicio (tal como máquinas de remo y caminadoras), bombas de gas, y todo tipo de otros aparatos. Algunas desventajas son inherentes en los tipos anteriores de paneles de control. Por ejemplo, las aberturas inherentes a paneles de interruptores mecánicos proporcionan una trayectoria para que los fluidos y contaminantes entren en la porción trasera del panel de control, incrementando el potencial para cortos circuitos y daño a los componentes dentro del panel. Además, los propios interruptores mecánicos son típicamente ensambles de varias partes individuales que son sujetos a humedad o intrusión de fluido. De esta forma, los paneles de interruptores mecánicos son menos que ideales para su uso en ambientes agresivos, a menos que se proporcionen fundas protectoras periféricas. Estas fundas son costosas, poco atractivas y hacen al panel de interruptores inconveniente de usar. Los paneles de interruptores que usan interruptores de membrana ofrecen alguna protección contra los elementos por medio del revestimiento flexible. Sin embargo, estos revestimientos típicamente no proporcionan una barrera completa a la humedad y fluidos. Igualmente, son propensos a daños que resulten del uso y limpieza normales.

Además, se pueden volver quebradizos con los años, particularmente si se usan en ambientes agresivos. Los revestimientos pueden desarrollar grietas, llevando a la falla de la barrera contra humedad. Los interruptores mecánicos generalmente son dispositivos sustancialmente rígidos muy adecuados para montarse sobre una superficie o substrato plano. Aunque el mecanismo de contacto en un interruptor de membrana es inherentemente algo flexible, todo el paquete de interruptores es sustancialmente rígido y muy adecuado para ser montado sobre una superficie o substrato plano. Ni los interruptores mecánicos ni los de membrana son particularmente muy adecuados para usarse con cualquier forma de panel que no sea la plana. Aunque se han hecho intentos para usar estos interruptores convencionales en relación con paneles configurados, tales como paneles curvos, esos intentos típicamente no han logrado soluciones elegantes. Sería deseable proporcionar un panel de interruptores que tuviera un diseño de forma libre y cuyos contornos no estuvieran limitados a superficies planas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un aparato de ingreso para sistemas de control nuevo y un método para hacer el mismo al integrar interruptores y/o sensores de toque electrónicos (estos términos se usan de manera intercambiable en la presente) con paneles, tales como tableros decorativos y/o funcionales, que tengan superficies planas, curvas o complejas. En una modalidad preferida, uno o más interruptores de toque son empalmados con la superficie posterior de un panel funcional y/o decorativo de un aparato que reciba ingresos de sistemas de control desde estos interruptores de toque. Una superficie de toque correspondiente está definida sobre la superficie frontal del panel opuesta a cada uno de estos: interruptores de toque. Para accionar uno de los interruptores de toque, un usuario simplemente introduce un estimulo, tal como un dedo o mano, en la cercanía de la superficie de toque correspondiente. Un aparato de ingreso para sistemas de control, o panel de control de acuerdo con la presente invención puede tener casi cualquier forma. Por ejemplo, puede tener cualquier número de superficies convexas o cóncavas, o puede ser un panel sustancialmente plano que tenga porciones elevadas y/o depresiones, es decir, un corte transversal o grosor no uniforme, para hacer posible que un usuario localice más fácilmente un interruptor de toque particular. La presente invención es muy adecuada para proporcionar paneles de control para usarse con equipo de ejercicio de aparatos controlados y para integrar paneles de control en tableros decorativos de productos tales como máquinas expendedoras y despachadores de bebidas del tipo comúnmente encontrado en centros de venta de comida rápida, salas de cine y similares. Un panel de control de acuerdo con la presente invención incorpora de preferencia interruptores o sensores de toque que incorporan tecnología cubierta por las patentes de Estados Unidos No. 5,594,222, No. 6,310,611 y/o No. 6,320,282, cuyas descripciones se incorporan en la presente a manera de referencia. Estos interruptores de toque están disponibles de TouchSensor Technologies de Wheaton, Illinois. Un interruptor de toque de acuerdo con las referencias anteriores puede fabricarse sobre una amplia variedad de substratos. Por ejemplo, este interruptor de toque se puede fabricar sobre una lámina flexible, así como sobre un substrato rígido.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una vista en planta de una interfaz de usuario para una pieza de equipo de ejercicio que incorpora la presente invención; La figura 2 es una vista en elevación transversal de un panel de equipo de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención. La figura 3 es una vista en elevación transversal de un panel de equipo de acuerdo con otra modalidad preferida de la presente invención. La figura 4 es una vista en elevación transversal de un panel de interruptores electrónicos integrado con un panel de equipo de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención. La figura 5 es una vista en elevación transversal de un panel de interruptores electrónicos integrado con un panel de equipo de acuerdo con otra modalidad preferida de la presente invención y La figura 6 es una vista en elevación transversal de un panel de interruptores electrónicos integrado con un panel de equipo de acuerdo con una modalidad preferida más de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA MODALIDAD PREFERIDA La figura 1 ilustra una interfaz de usuario 10 de una pieza de equipo de ejercicio, llámese, una caminadora (no mostrada), que incorpora la presente invención. La interfaz de usuario 10 incluye un presentador visual 12 y un panel de control 14. El panel de control 14 es un substrato que incluye una pluralidad de superficies de toque, tales como superficies de toque de control de presentador visual 16 que controlan varias funciones del presentador visual 12, superficies de toque 18 para ingreso numérico, superficie de toque 20 para reiniciar los controles de la caminadora, superficies de toque 22 para ajustar la inclinación de la superficie de corrida de la caminadora, superficie de toque 24 para iniciar el funcionamiento de la caminadora, superficies de toque 26 para ajustar la resistencia de la caminadora y superficie de toque 28 para indicar que se van a ingresar datos al sistema de control de la caminadora. El panel de control 14, como el mostrado en la figura 1, es generalmente plano. En otras modalidades, el panel de control 14 puede tener cualquier forma curva o angular que se desee. Por ejemplo, el panel de control 14 puede incluir elementos convexos, cóncavos y/o angulares. La superficie frontal 30 del panel de control 14 se conforma generalmente al contorno del panel de control 14. Es decir, en la modalidad de la figura 1, el panel de control 14 es generalmente plano y la superficie frontal 30 del mismo también es generalmente plana. Las superficies de toque 18 son generalmente co-planares con la superficie frontal 30. Sin embargo, porciones del panel de control 14, a saber, superficies de toque 16, 20, 22, 26 y 28 están hundidas desde la superficie frontal 30. Otra porción del panel de control 14, por ejemplo, la superficie de toque 24, está elevada sobre la superficie frontal 30. Estas características, las cuales se observan más fácilmente con referencia a las figuras 2 y 3, hacen más fácil que un usuario localice una superficie de toque particular a través de medios táctiles, además de o en lugar de medios visuales. Más aún, los interruptores o sensores (descritos mejor abajo) asociados con superficies de toque elevadas, tales como la superficie de toque 24, son menos propensos a ser afectados adversamente por contaminantes (especialmente contaminantes líquidos) porque es difícil, si no es que imposible, que los contaminantes se acumulen o sedimenten sobre una superficie elevada. Las porciones elevadas y hundidas de la superficie frontal 30 se pueden lograr de varias formas. Por ejemplo, la figura 2 muestra una modalidad en la que el panel de control 14 tiene varios grosores. En esta modalidad, el panel de control 14 tiene generalmente un primer grosor 34 entre la superficie frontal 30 y la superficie posterior 36 (el cual es generalmente plano). El panel de control 14 tiene también un segundo grosor reducido 32 en las regiones que corresponden a, por ejemplo, las superficies de toque 20, 22, 26 y 28. El panel de control 14 tiene además un tercer grosor más grande 33 en la región que corresponde a la superficie de toque 24. La figura 3 muestra una modalidad alternativa en la que el panel de control 14 tiene un grosor sustancialmente uniforme 38, y en donde la superficie posterior 36 se conforma generalmente a la superficie frontal 30. Otras modalidades pueden usar cualquier combinación de las técnicas anteriores o cualquier otra técnica adecuada. La figura 4 un panel sensor 50 unido a la modalidad de panel de control 14 ilustrada en la figura 2. El panel sensor 50 incluye interruptores de toque 40, 42, 44, 46 y 48 formados sobre el substrato 52. Cada interruptor de toque 40, 42, 44, 46 y 48 está conectado a un sistema de control, interfaz de control o circuito lógico de control (no mostrados). El substrato 52 es generalmente plano y se conforma generalmente a la superficie posterior 36 del panel de control 14. En modalidades alternativas, el substrato 52 puede ser convexo, cóncavo o tener otras formas que lo hagan ser sustancialmente conformable a la superficie posterior 36. El substrato 52 está colocado en relación al panel de control 14 para que los interruptores de toque 40, 42, 44, 46 y 48 sean alineados con superficies de toque 20, 22, 24, 26 y 28 correspondientes. En la modalidad de la figura 4, el substrato 52 alineado adecuadamente es unido a la superficie posterior 36 del panel de control 14 usando un adhesivo adecuado. En otras modalidades, el substrato 52 puede ser conectado a la superficie posterior 36 del panel de control 14 mediante cualquier otro medio adecuado, tal como sujetadores mecánicos. Sin embargo, se prefiere que el mecanismo de fijación no requiera la perforación del panel de control 14. La figura 5 ilustra el panel sensor 50 unido a la modalidad de panel de control 14 ilustrada en la figura 3. En esta modalidad, el substrato 52 se conforma generalmente a las porciones de la superficie posterior 36 adyacentes a las superficies de toque 20, 22, 26 y 28, es decir, los "puntos altos" de la superficie posterior 36. Como en la modalidad de la figura 4, el substrato 52 está colocado en relación al panel de control 14 para que los interruptores de toque 40, 42, 44, 46 y 48 sean alineados con superficies de toque 20, 22, 24, 26 y 28 correspondientes. El substrato alineado adecuadamente 52 es unido de preferencia a la superficie posterior 36 del panel de control 14 usando un adhesivo adecuado. En otras modalidades, el substrato 52 puede ser conectado a la superficie posterior 36 del panel de control 14 mediante cualquier otro medio adecuado, tal como sujetadores mecánicos. Sin embargo, se prefiere que el mecanismo de fijación no requiera la perforación del panel de control 14. La figura 6 muestra una vista transversal de un panel de control curvo 100 que incorpora la presente invención. El panel de control 100 incluye un número de superficies de toque 102. Un panel de interruptores 106 que incluye un número de interruptores de toque 104 sobre un substrato 108 es unido al panel de control 100 usando un adhesivo 110 adecuado. El panel de control 100 tiene generalmente un primer grosor 112, y tiene un segundo grosor reducido 114 en las regiones adyacentes a las superficies de toque 102. Como alternativa, una o más regiones del panel de control 100 que corresponden a una o más superficies de toque elevadas (no mostradas) pueden tener grosor incrementado (no mostrado). En operación, cada interruptor de toque, por ejemplo, el interruptor de toque 40, establece un campo eléctrico 60 en la proximidad del mismo. La introducción de un estímulo, por ejemplo, el dedo de un usuario (no mostrado), en la proximidad del campo eléctrico, ocasiona que el interruptor de toque 40 cambie de estado fimcionalmente y proporcione un ingreso correspondiente a un sistema de control, interfaz de control o circuito lógico de control asociado (no mostrados). Este fenómeno se describe más detalladamente en las patentes de E.U.A. mencionadas anteriormente e incorporadas en la presente a manera de referencia. Por ejemplo, si un usuario deseara iniciar el funcionamiento de la caminadora cuyo panel de control se muestra en la figura 1, el usuario tocaría o pondría su dedo cerca de la superficie de toque 24. Esta acción alteraría el campo eléctrico establecido por el interruptor de toque 44 correspondiente. En respuesta, el interruptor de toque 44 proporcionaría una señal de salida al circuito lógico de control de la caminadora (no mostrado), el cual a su vez causaría que la caminadora iniciara su funcionamiento. La presente invención permite la integración de un mecanismo de interrupción eléctrico en un panel funcional y/o decorativo existente o fabricado a la medida, sin la necesidad de perforar el panel, como sería el caso si se usaran interruptores mecánicos y/o de membrana convencionales. Por ejemplo, el panel frontal decorativo de una máquina expendedora o despachador de bebidas (no mostrados) se puede adaptar para usarse como un panel de control definiendo simplemente superficies de toque en cualquier lugar deseado sobre el frente del panel decorativo y proporcionando interruptores de toque asociados en lugares correspondientes sobre la parte posterior del panel decorativo, como se describió arriba. Esto permite que una solución nueva y elegante del problema de proporcionar dispositivos de ingreso para sistemas de control estéticos y ergonómicos para todo tipo de equipos. La presente invención ha sido descrita entonces en términos de ciertas modalidades preferidas. Estas modalidades no deben considerarse como limitativas de la presente invención, cuyo alcance es definido por las reivindicaciones anexas a la misma.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una interfaz de sistema de control, caracterizada porque comprende: un panel, al menos una porción del cual tiene una superficie frontal sustancialmente continua y una superficie posterior sustancialmente continua; un primer interruptor de toque asociado con la superficie posterior del panel; una primera superficie de toque asociada con la superficie frontal del panel, la primera superficie de toque corresponde al primer interruptor de toque; en donde el primer interruptor de toque responde a la presencia de un estímulo cercano a la primera superficie de toque.

2. La interfaz de sistema de control de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el panel es sustancialmente rígido.

3. La interfaz de sistema de control de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el panel tiene un grosor sustancialmente no uniforme.

4. La interfaz de sistema de control de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el panel tiene un grosor sustancialmente uniforme.

5. La interfaz de sistema de control de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque al menos una porción del panel tiene una superficie no plana.

6. La interfaz de sistema de control de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el primer interruptor de toque está montado sobre un substrato.

7. La interfaz de sistema de control de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque el substrato es rígido.

8. La interfaz de sistema de control de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque el substrato es flexible.

9. La interfaz de sistema de control de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque el substrato es integral con el panel.

10. La interfaz de sistema de control de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque el substrato está unido al panel.

11. La interfaz de sistema de control de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada porque el panel comprende al menos una porción de un aparato controlado por el primer interruptor de toque.

12. Un método para proporcionar un ingreso de control a un sistema de control de un aparato, caracterizado porque comprende las etapas de: definir una superficie de toque sobre una superficie frontal de un panel del aparato y fijar un interruptor de toque a una superficie posterior correspondiente del aparato.

13. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque comprende además la etapa de proporcionar una interfaz de sistema de control entre el interruptor de toque y el sistema de control.