NO329473B1 - Fotbetjent styringsanordning - Google Patents

Description

Introduksjon

Den foreliggende oppfinnelsen omhandler en fotbetjent styringsanordning for et brukergrensesnitt til en datamaskin eller andre elektriske eller elektroniske innretninger, som for eksempel dataspillkonsoller, MIDI-instrumenter, kirurgiske instrumenter, utstyr for funksjonshemmede, eller lignende, og som omfatter sensorer tilkoblet på programmerbart vis, eller ved hjelp av elektroniske kretser til innretningen som skal styres. Fortrinnsvis omfatter den et flertall svitsjer eller sensorer som er tilpasset for å registrere kombinasjoner av funksjonelt uavhengige, vertikale og/eller laterale bevegelser av en fot.

Bakgrunn for oppfinnelsen

Pedalbetjente brytere og brukergrensesnitt som kan forbindes til en datamaskin, er allment tilgjengelig. Imidlertid krever mange av disse vertikale bevegelser av foten for å kunne opereres, og er konstruert for bruk med en fot eller med begge føtter samtidig.

Et unntak er "Wii balance board".

Pedalanordningen beskrevet i DE-4336153 omfatter et basispanel plassert på gulvet, som er utbetjent med et andre panel som er lateralt bevegelig langs en føringsskinne tilveiebrakt i basispanelet. Det andre panelet er videre tilveiebrakt med en vertikalt orientert føringsskinne som en pedal kan bevege langs.

En markøroperasjon oppnås ved å manipulere pedalen ved en kombinasjon av laterale og vertikale bevegelser med en fot som hviler på pedalen.

Ulike typer av fotbetjente pedaler er beskrevet i WO-97/35277, og den EP-0480709.

US-5334997 fremlegger en styringsenhet for operering med to føtter, omfattende en kontrollerball under begge føtter, som blir betjent ved bruk av fotsålen. Hver fot er videre tilveiebrakt med lateralt styrbare brytere ved siden av foten og med fremover rettede brytere som kan styres med tærne.

Kjente løsninger omtalt i publikasjonene US-5334997 og DE-4336153, fremlegger brytere som aktiveres lateralt og som blir operert med én fot på innretningen, og som har følgende ulemper: a): antall brytere som kan opereres samtidig med én fot er typisk begrenset til to, og b): en stor del av operatørens kroppsvekt - typisk mer enn cirka tretti prosent - må føres vekk fra foten for å gjøre operatøren i stand til å samhandle med sensorene.

Betydningen av disse ulempene varierer i henhold til om operatøren er i stående eller sittende stilling, eller i henhold til hvor mye fysisk støtte som er tilveiebrakt for operatørens kroppsvekt.

Den generelle hensikten med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe et brukergrensesnitt som er ergonomisk, har en enkel utførelse, er enkelt å operere og er bærbart. Oppfinnelsen har mange bruksområder og gjør det mulig for den enkelte bruker å programmere hvordan sensorene vil utløse ulike kombinasjoner av registreringer. Anordningen kan brukes til å supplere eller erstatte andre tilgjengelige fotbetjente innretninger.

En hensikt med en innretning i henhold til den foreliggende oppfinnelsen, er å forbedre ergonomi og manøvrerbarhet for hender og føtter i styring av datamaskiner eller lignende utstyr. Kombinasjoner av uavhengige bevegelser med føttene kan kodes ved hjelp av programvare for å multiplisere det totale antall registreringer og følgelig parametere som skal styres.

En operatør kan stå oppreist og fritt uten fysisk støtte av kroppen. I denne stillingen er det kun mulig å flytte en fot av gangen i vertikal retning, noe som i vesentlig grad begrenser antall samtidige registreringer. Registreringer med vanlige pedaler krever en sekvens av flere mindre bevegelser. Denne sekvensen begynner med at operatørens kroppsvekt flyttes over til den ene foten, den andre foten løftes, deretter flyttes foten horisontalt til en posisjon rett over sensoren og til slutt presses foten ned og på sensoren. Fordi foten normalt også vil bli flyttet tilbake til utgangsposisjonen, med en påfølgende forskyvning av kroppsvekt, er det påkrevet med i alt åtte mindre bevegelser i denne sekvensen. Den totale summen av energi og tid som trengs for å fremskaffe én registrering er tilsvarende stor. Denne metoden er med andre ord ikke særlig økonomisk i form av innsats og energi.

Forskyvning av kroppsvekt for å kunne løfte en fot representerer et problem fordi det påvirker evnen til å arbeide presist med overkroppen, armer, hender og fingre. En optimal stabilitet i kroppen er påkrevet for den typen arbeid som utføres av kirurger, musikkinstrumentalister, fremtidens dataspillere og andre. Brukergrensesnitt med vertikalt fungerende pedaler imøtekommer ikke de krav til stabilitet som disse operatørene har i sitt arbeid. Samtidig som de utfører flere samtidige registreringer, vil de ha behov for å kunne stå støtt i en fri og oppreist stilling.

En operatør kan forbedre stabiliteten i kroppen ved å lene seg på en stol eller en høy krakk, og derved opprettholde en halvt stående, halvt sittende stilling. Denne stillingen vil i mange tilfeller bedre økonomi av bevegelser og presisjon i overkroppen, men ikke alltid. Musikere og kirurger vil normalt ha behov for en større total manøvrerbarhet enn en slik posisjon tillater. En halvt stående, halvt sittende stilling gir normalt ulemper som trøtthet og muskelstress i ben og ankler.

I helt sittende stilling, påvirkes operatøren muligens ikke av de nevnte ulempene i samme grad. Gjentakelse av vertikale bevegelser kan imidlertid være utmattende for føtter og ben og noen ganger gi smerter i hælen. Ved anvendelse av en pedal i sittende stilling vil bena normalt måtte strekkes fremover. Overkroppen må samtidig lenes fremover for å oppnå balanse og stabilitet. Dette kan føre til muskulært stress og spenninger i øvre og nedre rygg, skuldre og armer.

Vertikale pedalbevegelser er anvendelige uten problemer i enkelte situasjoner, for eksempel ved bilkjøring eller i bruken av andre typer tyngre maskineri. I disse situasjonene trenger ikke presisjon ved pedalbruk være like høy som for eksempel under kirurgi, musikkutøvelse, eller i noen dataspill. Det kan også hevdes at den kompleksitet i registreringer som er påkrevet under bilkjøring eller i styring av tunge maskiner er lavere enn det som kan tenkes i de arbeidsområdene som er nevnt ovenfor.

Innretning i henhold til oppfinnelsen gir forbedringer hva angår de fleste momenter som er nevnt ovenfor. Antallet registreringer som kan gjøres samtidig er høyere og den muskulære belastningen er lavere enn for andre tilgjengelige pedaler. Sammenliknet med pedaler som aktiveres vertikalt, vil operatørene oppnå en bedre fysisk balanse og stabilitet.

Den generelle hensikten med den foreliggende oppfinnelsen å fremskaffe en innretning for et brukergrensesnitt som er strukturelt enkelt, operativt pålitelig og bærbart. Innretningen har mange bruksområder og gjør det mulig for den enkelte bruker å kode og programmere hvordan sensorene vil utløse ulike kombinasjoner av registreringer. Anordningen kan brukes til å supplere eller erstatte andre tilgjengelige fotbetjente innretninger.

En hensikt med oppfinnelsen å øke antall registreringer som kan gjøres samtidig, og å unngå de tilsvarende begrensningene ved andre anordninger.

Det er videre en hensikt med oppfinnelsen å øke operativ effekt gjennom å redusere tidsbruk og muskelaktivitet under registreringer som gjøres med foten.

Vertikale trykk brytere, som er mest vanlig i de fotbetjente styringsanordningene som hittil er kjent, medfører at operatøren flytter hele foten eller deler av foten - heretter kalt kroppsdelen - i to sammenhengende bevegelser som følger to kurvede linjer - her kalt 10 kurve og kurve 20, for å foreta en registrering. Kurve 10 består av følgende deler: løfte av kroppsdelen - her kalt bevegelse 11, bevege kroppsdelen lateralt eller fremover til en posisjon over bryteren - her kalt bevegelse 12, presse kroppsdel og bryter ned - her kalt bevegelse 13, løfte kroppsdel - her kalt bevegelse 21, føre kroppsdelen lateralt eller bakover - her kalt bevegelse 22, senke kroppsdelen ned og tilbake til startposisjon - her kalt bevegelse 23.

De fotbetjente styringsinnretningene som er godt kjent har løsninger med brytere, som krever bevegelser tilsvarende de bevegelsene som ovenfor er identifisert som bevegelse 11, 12,13 21, 22, og 23.

Gitt at det tredimensjonale sensoriske nervesystemet (det proprioseptoriske nervesystemet) i menneskets fot ved bruk av slike innretninger ikke kan oppnå en presisjon horisontalt på mindre enn 10-15 med mer - vil den samlede lengden av kurve 10 og 20 bestå av komponenter nummerert som angitt ovenfor, med minimums distanse som følger: bevegelighet komponent 11 > lOmm, bevegelse komponent 12 > 15mm, bevegelse komponent 13 > 5mm, bevegelse komponent 21 > 15mm, bevegelse komponent 22 > 15 mm, og bevegelse komponent 23 > 10, sammenlagt totalt >65 mm for én registrering (<*>). Gitt lik hastighet for vertikale og laterale bevegelser av kroppsdelen, vil dessuten den tid som kreves for å gjøre én registrering med horisontalt opererbare sensorer, bli redusert. Lengder av bevegelser 11 og 12 kan bli kortere, og bevegelser 13 og 21 eliminert. Registreringen kan derfor gjøres raskere. ;Å flytte en kroppsdel over en lengre avstand krever mer energi enn å flytte kroppsdelen over en kortere distanse. Å endre bevegelsesretning av en kroppsdel, tar energi og innebærer muskelspenninger. Bruk av vertikale brytere krever derfor mer muskulær energi enn laterale brytere. Med vertikale brytere, vil foten beveges minimum sekstifem millimeter og endre bevegelsesretning seks ganger: opp, sidelengs, ned, opp, sidelengs og ned. Med anordninger for horisontale registreringer, blir bevegelsesdistansen kortere, to av retningsendringene fra bevegelse 12 til 13 blir eliminert, med påfølgende reduksjon av muskulær innsats. ;Sammenlignet med kjente løsninger for fot betjente styringsanordninger, vil den foreliggende oppfinnelsen kreve kortere total bevegelsesdistanse per registrering. De horisontale bevegelsene (jamfør bevegelser 13 og 23) blir kortere fordi bryterne aktiveres med fotens sider. I tillegg er to av de vertikale bevegelsene som tidligere har vært påkrevet ikke nødvendig (jamfør bevegelser 13 og 21) og de to andre bevegelsene (jamfør bevegelser 13 og 23) kan reduseres til bare 3-5 mm, som gir en total minimum av obligatoriske bevegelseslengde på ca 40 mm. Siden bevegelseslengde korrelerer med tid, er det åpenbart at denne måten å gjøre registreringer på er raskere og krever mindre ressurser enn hva som kreves av de kjente innretninger som er nevnt ovenfor. ;Oppfinnelsen har til formål å redusere muskulær ytelse og ytterligere forbedre den operative effektiviteten ved å gjøre det mulig å opprettholde en basisposisjon for føttene mens man bruker anordningen. ;Mange av de kjente styringsanordningene som betjenes med føtter forutsetter at den ene foten flyttes vertikalt og horisontalt over en avstand som er mye lengre enn det som er nevnt som minimum ovenfor. De kjente innretningene fremlagt i US5334997 og DE4336153, vil for eksempel være svært vanskelig å operere uten at operatøren til enhver tid har den ene foten hvilende mot gulvet eller mot en separat stabil base, mens den andre foten føres over til anordningen. Nesten halvparten av all kroppsvekt må overføres til den stabile foten slik at den andre foten kan frigjøres, løftes opp og flyttes til overflaten på kontrollenheten. I tillegg til lange bevegelser og lang varighet, vil vektoverføringen kreve ekstra muskelbruk fra operatørens side. ;Oppfinnelsen har til formål å kunne brukes når man står fritt uten fysisk støtte for kroppen, som for eksempel en stol eller krakk. ;God kroppstabilitet for en operatør av en fotbetjent styringsanordning, lar seg tilveiebringe ved å lene seg på en høy stol eller krakk. Operatøren vil da være i en sittende stilling, eller i en halv stående, halvt sittende stilling. Disse stillingene vil i mange tilfeller forbedre effektiviteten i bevegelser og øke presisjonen i aktiviteter utført med overkroppen men ikke alltid. Musikere og kirurger vil normalt foretrekke en større manøvrerbarhet enn denne støttestillingen tillater. En halvt stående, halvt sittende stilling, gir dessuten ulemper som trøtthet og muskel stress i ben og ankler. For en operatør i normal sitteposisjon, vil de samme ulempene ikke forekomme i samme grad som for en stående person. Men, gjentatte vertikale bevegelser kan lett bli anstrengende for føtter og ben og noen ganger også gi smerte i hælen. Når man bruker en pedal i sittende stilling vil bena normalt strekkes fremover. For å oppnå balanse og stabilitet vil overkroppen beveges lenes seg fremover. Dette kan medføre stress og spenninger i øvre og nedre del av ryggen, og i skuldre og armer. ;Oppfinnelsen har til formål å gi brukeren en god overordnet kroppsbalanse for derved, og over tid, kunne øke den potensielle arbeidspresisjonen i andre kroppsdeler mens vedkommende foretar simultane eller sekvensielle registreringer. ;Som nevnt ovenfor, er det nødvendig for operatøren å gjøre en overføring av kroppsvekt under bruk av en fotpedal med vertikalt betjente brytere. Operatøren vil måtte skifte kroppsvekten sideveis og bort fra den aktive foten. Mengden av kroppsvekt som må flyttes for å gjøre en registrering korrelerer med den vertikale og laterale avstanden som foten må bevege seg. Mer kroppsvekt vil måtte flyttes når lange og omfattende bevegelser er påkrevet. ;Kroppsvekt kan flyttes a) helt, b) delvis mye, eller c) delvis lite. I tilfelle av "a) helt", er det bare en - 1 - en fot som bærer den totale kroppsvekten, noe som gjør det mulig for den andre foten å løftes helt opp fra gulvet. (Tilsvarer bevegelse 10.) Brytere kan da betjenes ved hjelp av foten som er frigjort. (Tilsvarer bevegelse 20.) I tilfelle av "b) delvis mye forskjøvet", vil lite av gjenværende kroppsvekt hvile på den aktive foten. Den aktive foten vil for alle kjente løsninger forskyve gjenværende vekt til hælen. Ved å løfte fronten på sålen av foten, og rotere den sideveis innover eller utover med hælens posisjonert uforandret, kan den fremre del av foten trykke inn en trykknapp som er plassert lateralt til fotens opprinnelige plassering. Mengden av kroppsvekt som må flyttes for å gjøre en registrering korrelerer med den vertikale og laterale avstanden som foten må beveges. Mer kroppsvekt vil måtte flyttes når lange og omfattende bevegelser er nødvendig. ;Ett av formålene med oppfinnelsen er derfor å unngå overføring av kroppsvekt. En operatør som står på utelukkende på en fot, vil ikke kunne opprettholde stabil oppreist stilling i mer enn omtrent seksti sekunder. Seksti sekunder er den estimerte tiden som en person kan 1): balansere den totale kroppsvekten på en fot uten å berøre gulvet med den andre foten, eller 2): operere innretningen og samtidig opprettholde en delvis forskyvning på mer enn 50% av den totale kroppsbalansen. Ved bruk av andre kjente løsninger, vil registreringene åpenbart kreve en forskyvning av mellom 50 og 100% av kroppsvekten. ;Det er velkjent at stabiliteten i overkroppen vil påvirkes når man forskyver kroppsvekt - særlig gjelder dette i stående stilling. En redusert stabilitet i overkroppen vil som konsekvens måtte påvirke den operative presisjonen i armer og hender. For kirurger, musikere og fremtidige brukere av dataspill er dette et problem. ;Innretningen i henhold til oppfinnelsen har til formål å unngå lengre bevegelser av foten, helst mindre enn 20 mm i én retning. ;Oppfinnelsen har til formål å redusere synlige bevegelser av kroppen. ;Med en forbedret stabilitet i kroppen, og kortere bevegelser av operatørens føtter, vil det være færre kroppsbevegelser som publikum kan observere. Fordelen er særlig tydelig i forestillinger av elektronisk musikk eller andre typer teatralske show, for fremtidige enmanns dokumentarproduksjoner eller i kirurgi. ;Oppfinnelsen har til formål å tilveiebringe brytere, slik som illustrert med eksempler i vedlagte figurer 1,2, og 3, detaljer som kan bli identifisert ved henvisning til tall 110, 120, 130, 140, 150 og 110 \ 120\ 130 \ 140\ 150 \ slik som illustrert ved spakene i figur 1,2, og 3, detaljer som kan bli identifisert ved henvisning til tall 410, 420, 430, 440, 450 og 410\ 420 \ 430 \ 440\ 450 \ og som illustreres i topp panelet på figur 1, detaljen identifisert ved henvisning til tall 600, på en slik måte at de kan justeres lateralt og vertikalt etter ulike størrelser på operatørens føtter. ;Oppfinnelsen har til formål å gi taktil sensorisk informasjon til operatøren slik at operatøren kan navigere føttene hensiktsmessig uten å måtte se på innretningen. De senkede ovale seksjonene, illustrert i figur 1, 2, 3, og 4, og med detaljer identifisert ved henvisning tall 200, 200 ' i figurene, gjør dette mulig. ;Oppfinnelsen har til formål å passe til en sko som er spesielt designet for å brukes med anordningen. Skoen vil med fordel ha en såle av syntetisk materiale, som er avtakbart og beskyttende for den indre sålen og sidene av skoen. Den indre såle og loddrette sider vil bli tilveiebrakt av tynt og fleksibelt skinn. Denne utførelsen vil gi bedre taktil sensitivitet under og rundt foten, og likeledes for fotens samhandling med basispanelet, og med bryterne. ;Kort beskrivelse av oppfinnelsen. ;Den foreliggende oppfinnelsen omhandler en fotbetjent styringsanordning til å styre en elektronisk eller en elektrisk anordning,karakterisert vedde trekk som er gjengitt i det medfølgende selvstendige patentkrav 1. ;Ytterligere fordelaktige trekk ved den fotbetjente styringsanordningen i henhold til oppfinnelsen fremkommer i de tilhørende avhengige patentkrav 1-13. ;Oppfinnelsen består i det minste av et basispanel, fortrinnsvis utformet for å kunne plasseres horisontalt på gulvet, tilveiebrakt med brytere eller med sensorer som gir bryterfunksjoner. Brytere eller sensorer er festet, fortrinnsvis på basispanelet, eller alternativt på toppanelet, eller i en kombinasjon av de før nevnte måtene å tilveiebringe en bryterinnretning i den anordning som oppfinnelsen omhandler, i en posisjon relativt til et definert fotstøtteområde, og på en slik måte at en operatør kan samhandle med og betjene hver av bryterne eller sensorene enkeltvis eller i par, eller i andre kombinasjoner, med fotbevegelser som i det vesentlige er lateralt fremover, vesentlig lateralt bakover eller som i det vesentlige er horisontalt sideveis på panelet, relativt til fotstøtteområdet, og følgelig i forhold til bryterne eller sensorene på den fotbetjente styringsanordningen i henhold til oppfinnelsen. I en styringsinnretning som er tilkoblet den fotbetjente styringsanordningen omfattet av denne oppfinnelsen, vil disse bevegelsene utvirke registreringer som derved (ved elektroniske tilkoblinger og a/d konvertering) kan anvendes for å styre utstyr som kirurgiske instrumenter, instrumenter for funksjonshemmede, kameraer, dataspill, hjemmeunderholdning og programvare av ulike slag. ;Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen. ;I det følgende vil oppfinnelsen bli beskrevet ved hjelp av eksempler, og med henvisning til vedleggene hvor: Fig 1. er en skjematisk illustrasjon sett ovenfra av en første utførelse av en fotbetjent styringsanordning i henhold til den foreliggende oppfinnelsen, der figur 1 også omfatter to tverrsnitt i plan indikert med brutte linjer og merket A-A og B-B. Den første utførelsen viser således et basispanel med brytere og senket oval for identifisering av føttenes posisjon når de ikke foretar registreringer; Fig 2. er en skjematisk illustrasjon sett ovenfra av en andre utførelse av en fotbetjent styringsanordning i henhold til den foreliggende oppfinnelsen, der figur 1 også omfatter to tverrsnitt i plan indikert med brutte linjer og merket A-A og B-B. Den andre utførelsen viser således et basispanel med brytere og senket oval for identifisering av føttenes posisjon når de ikke foretar registreringer, og i tillegg fleksible eller dreibare spaker eller lister som omgir hvert fotstøtteområde; Fig 3. er en perspektivskisse som illustrerer den andre utførelsen av en fotbetjent styringsanordning sett ovenfra i figur 2. For å beskytte brytere og spaker og for å forbedre det alminnelige utseendet av anordningen har denne et toppanel med åpninger, der figur 3 således også omfatter to tverrsnitt sett i plan indikert med brutte linjer og merket A-A og B-B; Fig 4. er en perspektivskisse sett ovenfra av en tredje utførelse av en fotbetjent styringsanordning, som illustrert i figur 3, og som har tilveiebrakt trykknapper og pedaler på topp-panelet. Figur 4 omfatter også to tverrsnitt sett i plan indikert med brutte linjer og merket A-A og B-B; Fig 5. er en perspektivskisse som illustrerer den andre utførelsen av en fotbetjent styringsanordning som illustrert i figur 2; Fig 6. er en perspektivskisse som illustrerer den tredje utførelsen av en fotbetjent styringsanordning som illustrert i figur 4; Fig 7 er en perspektivskisse sett ovenfra av en fjerde utførelse av en fotbetjent styringsanordning som illustrert i figur 3, med optiske sensorer som er tilveiebrakt på toppanelet, der figur 4 også omfatter to tverrsnitt i plan indikert med brutte linjer og merket E-E og F-F, henholdsvis; Fig 8. er en perspektivskisse av en fjerde utførelse av en fotbetjent styringsanordning som illustrert i figur 7; Fig 9. er en fotografisk illustrasjon tatt ovenfra av en variant av den første utførelsen med toppanelet fjernet for å vise innsiden av en fotbetjent styringsanordning i henhold til den foreliggende oppfinnelsen; ;fig 10. er den første fotografiske illustrasjon tatt ovenfra av en variant av den første utførelsen med topp-panelet fjernet, for å vise innsiden av en fotbetjent styringsanordning i henhold til den foreliggende oppfinnelsen som vist i figur 9, og fig 11. er den andre fotografiske illustrasjonen tatt ovenfra av en variant av den første utførelsen med toppanelet fjernet for å vise innsiden av en fotbetjent styringsanordning i henhold til den foreliggende oppfinnelsen som vist i figur 9. ;Som vist i figur 1 av en fotbetjent styringsanordning i henhold til oppfinnelsen som er tilveiebrakt for en operatørs bruk med begge føtter, omfatter oppfinnelsen et basispanel 300, der det er tilveiebrakt et gitt antall brytere eller sensorer 110, 120, 130, 140, 150, 160, 110', 120', 130', 140', 150' og 160', i en gitt figurasjon. Bryterne er elektronisk koblet sammen 111, 121, 131, 141, 151, 161, 111', 121', 131', 141', 151', 161', til en utgangsenhet 001, som distribuerer registreringene til en maskin eller en annen type av programmerbar enhet som for eksempel en datamaskin. Basis panelet har to fordelaktige lavere eller forsenkede ovale eller rektangulære deler 200, 200', heretter kalt fotstøtteområder. ;En videre fordelaktig utførelse av oppfinnelsen illustrert i fig. 2 omfatter åtte fleksible spaker eller horisontale pedaler, heretter kalt spaker 410, 420, 430, 440, 410', 420', 430 ', 440', med en definert langsgående stivhet med en form som gir et horisontalt fjæringsmoment. Spakene har fester 411, 421, 431, 441, 411', 421', 431', 441' til basispanelet og er plassert langs kanten av de to forsenkede områdene 200, 200'. Spakene er spesifikt plassert med det formål å påvirke bryterne eller sensorene når de blir beveget av operatørens fot. Spakene har et fjæringsmoment som bringer dem tilbake til normal posisjon som angitt. ;Oppfinnelsen omfatter med fordel et toppanel 600, som vist i figur 3. Dette dekker også de vertikale ytre sidene mellom panelene. Toppanelet har to ovale eller rektangulære åpninger 500, 500', fortrinnsvis formet som en fot, i en spesifisert figurasjon og størrelse. ;I en videre fordelaktig utførelse av oppfinnelsen (ikke illustrert) er det mulig å justere bryterne og spakenes posisjoner. For tilpassning til ulike fotstørrelser er disse posisjonene justerbare med festemekanismer, ;I enda en fordelaktig utførelse av oppfinnelsen (ikke illustrert) vil toppanelet være delt i overlappende seksjoner for å kunne passe til ulike justeringer av spakene og bryternes posisjoner. ;I en videre fordelaktig utførelse av oppfinnelsen illustrert i figur 4, er det tilveiebrakt et spesifikt antall trykknapp brytere 910, 920, 910 ', 920' på toppanelet. Det er dessuten to åpninger med plass til to standard vertikalt opererbare tiltepedalbrytere 810, 820, som hver er koplet til bryter eller sensor 800 av, 800'. ;I en videre fordelaktig utførelse av oppfinnelsen, illustrert i figur 7, er det tilveiebrakt et forhåndsbestemt antall optiske sensorer 950, 960, 950', 960' på toppanelet. ;I den fotbetjente styringsanordningen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen, innbefatter undersiden midler, slik som anti-skli belegg eller overflatebehandling anvendt på eller integrert med alle eller en del av den nedre siden, for å holde anordningen i en stabil posisjon på gulvet. ;I en fordelaktig utførelse av den fotbetjente styringsinnretningen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen er topp-panelet arrangert på, og separert fra basis-panelet med et mellomrom, hvor toppanelet har en åpning med periferi formet og koordinert med formen til fotstøtteområdet. ;I en fordelaktig utførelse av den fotbetjente styringsinnretningen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen hvor toppanelet er arrangert på, og separert fra basispanelet med et mellomrom, der en bevegelses sensor er tilveiebrakt på nevnte sted, langs nevnte periferi og tilliggende til hældelen omkrets og festet til i det minste et av nevnte base- eller toppanel. ;I en fordelaktig utførelse av den fotbetjente styringsinnretningen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen der bryter- eller sensorene innebefatter en spake som er fleksibel eller dreibar om et punkt lokalisert fortrinnsvis omtrent ved midtpunkt mellom en tådelen og hældelen til fotstøtteområdet. Det er forutsett at spaken har en fritt bevegbar ende på nivå omtrent en hælengde til hældelen til fotstøtteområdet, og en elektrisk bryter eller sensor som kan la seg berøre av spaken. Bryter eller sensor bør være tilveiebrakt på et punkt langs spaken i en viss avstand fra den fritt bevegelige enden, omtrent en tredjedel av spaklengden fra den frie enden. Spaken er fortrinnsvis formet for å følge i det minste en del av en kontur av fotstøtteområdet. ;I en utførelse av den fotbetjente styringsanordningen som ved forsøk har vist utmerket ytelse, er den fleksible eller dreibare spaken tilveiebrakt av en del med en halvstiv gummislange festet til basispanelet ved omtrent nevnte punkt lokalisert ved omtrent midtpunktet mellom tådelen og hældelen til fotstøtteområdet. ;En videreført utførelse av den fotbetjente styringsanordningen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen omfatter i en lokasjon foran en tående til tådelen til fotstøtteområdet, en elektrisk tiltepedalbryter eller sensorinnretning tilpasset til å bli operert av en tående til en fot posisjonert i nevnte fotstøtteområdet. ;En ytterligere fordelaktig utførelse av den fotbetjente styringsanordningen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen, omfatter venstre og høyre typer av nevnte fotstøtteområde posisjonert tilliggende til hverandre og i henhold til en naturlig fotstilling til et menneske når det hviler like deler av kroppsvekt på hver av de nevnte to føttene posisjonert til å hvile på de respektive av nevnte venstre og høyre fotstøtteområder. ;Under anvendelsen av den ovenfor nevnte utførelse av oppfinnelsen som er tilveiebrakt med nevnte høyre og venstre fotstøtteområder, vil operatøren plassere sine to føtter i respektive av de ovale eller rektangulært formede åpninger i toppanelet som er tilveiebrakt på basepanelet. Ved å bevege føttene lateralt, fremover eller bakover, eller i en kombinasjon av disse bevegelsene, vil operatøren samhandle med en eller flere av spakene som følgelig aktiverer bryterne eller sensorene. Fotens hvileposisjoner kan være forsenket i vertikal retning, for å gi en fordypning som er tilpasset formen på en fot, eller formen på en sko, for således å gi operatøren ikke-visuell posisjonell informasjon om fotbevegelser. Således, ved å bevege foten sideveis, delvis inn eller ut fra den forsenkede delen og samtidig delvis med foten hvilende i fotstøtteområdet vil operatøren føle en forskjell i høyde innen eller ved en kant av fotstøtteområdet, og på denne måten oppnå posisjonsinformasjon om sin fot og avstanden til spaken eller bryteren. ;Operatøren vil også kunne bruke sensorene som er tilveiebrakt på toppanelet. ;Den totale mengden av registreringer oppnås ved å operere flere brytere eller sensorer samtidig, i ulike kombinasjoner. ;Det unike med oppfinnelsen erkarakterisert vedkombinasjonen og utførelsen av base- og toppanelet, figurasjonen og fikseringen av det nevnte antall sensorer mellom de to panelene, seksjonene med fleksible spaker i kombinasjon med sensorer, og den elektroniske tilkoblingen av hver sensor som gir rom for kombinasjoner av registreringer. Det unike med oppfinnelsen erkarakterisert veden kombinasjon av utførelsen av base- og topp panel, den forsenkede delen i basepanelet og fiksering av det gitte antall brytere mellom de to panelene, seksjonene med fleksible spaker i kombinasjon med hver av bryterne Den totale høyden vil det være mulig å regulere. ;De nedre delene i basispanelet, illustrert i figur 1,2, og 3, med detaljer tilegnet referansetall 200', 200, kan justeres vertikalt ved å fjerne eller tilveiebringe en eller flere tynne foringsplater. ;For dette formålet er de fleksible spakene og bryterne festet til topp-panelet. Topp-panelet er følgelig fordelaktig tilveiebrakt på basispanelet med vertikalt justerbare skruer. Spakene er utskiftbare for å kunne erstattes med spaker med større dimensjon i høyden. ;I tillegg kan puter av et materiale med gitt mykhet, tykkelse og størrelse festes på undersiden av basispanelet nærmere forklart i det følgende. ;Med fordel kan de ytre panelene være tilvirket av materiale som er motstandsdyktig mot støt. Vekten vil bli tilpasset slik at oppfinnelsen er stabil i de fleste situasjoner. Belegget på fotstøtteområdene i basepanelet for hver fot, har tilveiebrakt en tilpasset friksjonsevne for derved å gi en optimal grad av statisk friksjon for registreringsbevegelser. ;I en utførelse som særlig er egnet til bruk i kirurgi, er anordningen tilvirket av materialer som tåler alle vanlige metoder for steril desinfeksjon, som for eksempel i form av et jevnt og vanntett belegg. Det er også antatt at den fotstyrte anordningen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen, skal være laget av komponenter som tåler oppvarming til en temperatur som er tilstrekkelig høy til å oppnå et akseptabelt desinfeksjonsnivå. ;Oppfinnelsen består av et panel som skal plasseres horisontalt på gulvet med sensorer. Sensorer er tilvirket på panelet på en slik måte at operatøren kan samhandle med sensorene og bryterne enkeltvis eller parvis ved å bevege føttene horisontalt, forover, baklengs eller lateralt på panelet. Disse handlingene vil fremstille registreringer, fortrinnsvis også inkludert A/D-konvertering. Følgelig vil bevegelsene være egnet for å styre innretninger som kirurgiske instrumenter, instrumenter for funksjonshemmede, kameraer, hjemmeunderholdning og programvare av ulike slag. ;Følgende eksempler illustrerer fire typiske situasjoner der den foreliggende fotbetjente styringsanordningen i henhold til oppfinnelsen er anvendelig og godt egnet, nemlig tilpasset og brukt i kirurgi, av funksjonshemmede, i kringkasting og i kombinasjon med musikkinstrumenter. ;I et stort antall bruksområder for oppfinnelsen vil den være koblet til en A-D omformer, en programvarebasert signaldistributør og programmeringsenhet med skjerm. Programmeringsenheten vil formidle registreringer i digital form videre til operative verktøy eller innretninger, som til slutt blir styrt ved hjelp av den nye fotstyrte kontrollenheten i henhold til den foreliggende oppfinnelsen. ;Oppfinnelsen vil kunne brukes i forhold til det medisinske utstyr som kirurgen håndterer direkte og uten samtidig assistanse av annet personell i løpet av hele kirurgiske operasjoner eller i spesielle kortere og krevende faser. Slikt operativt utstyr kan være operasjonsbord, håndtering av skjermer og kameraer, lamper, pumper, arm- og håndstøtter og ulike sensoriske innretninger som kan plasseres på pasienten. Siden kirurgen bare i korte intervaller vil kunne ha bruk for en fotstyrt kontrollenhet, vil anordningen være lett og enkel å ta unna. For de kirurger som søker å oppnå høy presisjon ved bruk av den fotbetjente styringsanordningen i foreliggende oppfinnelse, er det antatt at en spesielt utformet sko kan være egnet. Ved bruk av oppfinnelsen innenfor kirurgi består den særlige fordelen av at man kan oppnå eller tilrettelegge for en høyere grad av kompleksitet i registreringene, og fysisk stabilitet. Horisontale bevegelser av føttene under bruk gjør at kirurgen kan stå i en stabil og fleksibel balanse ved utføring av kirurgi som krever ekstrem stabilitet armer og hender. ;I aktiviteter av en kompleks natur som for eksempel å styre datamaskiner, kontroll av forskjellige type roboter eller kjøretøy, kan funksjonshemmede med svekkelser i hender og armer bruke oppfinnelsen til supplement eller erstatning for hender og fingre. Funksjonshemmede som bruker oppfinnelsen i sittende stilling, vil bevege bena bare fra kneet og ned. Knær og ankler vil være i en tilnærmet 90 graders vinkel. Registreringene kan gjøres med en høy grad av ergonomisk økonomi og lite muskelinnsats fordi en del av foten, for eksempel hælen, kan hvile mot basis-panelet, mens andre deler, i dette tilfellet høyre eller venstre side av foten, kan beveges sidelengs. En funksjonshemmet bruker vil kunne tilveiebringe oppfinnelsen på andre typer utstyr som for eksempel rullestol eller ulike former for støtteapparater. I bruk av funksjonshemmede kan oppfinnelsen med fordel kobles til en innretning som har trådløs overføring til en programmerbar enhet. For å oppnå høy presisjon når det foretas registreringer med oppfinnelsen kan det være fordelaktig med en spesiell sko som er utformet tilsvarende formen på fotstøtteområdene. For å øke anvendbarheten for funksjonshemmede antas det at dette er også gjelder posisjoneringen av brytere og sensorer. ;For funksjonshemmede er den samlede nytte av oppfinnelsenkarakterisert vedat den tilrettelegger for å utføre komplekse, og ergonomisk enkle, registreringer og at styringsanordningen kun krever et minimum av muskulær innsats. ;Til bruk for musikere, som for funksjonshemmede, kan den fotbetjente styringsanordningen bli anvendt på mange ulike måter fordi datamaskiner og programvare nå brukes på mange forskjellige måter av ulike individer. Programvare for musikk har mange programmerbare parametre, og kan tilpasses adskillige bruksvarianter og individuelle tilpasninger. Registreringsignaler som gjøres av musikere eller lydteknisk personale ved hjelp av den fotbetjente styringsanordningen i henhold til denne oppfinnelsen, vil derfor bli programmert og fordelt i henhold til deres individuelle behov og kunstneriske preferanser i bruken av programvare. De mulighetene som en fotbetjent styringsanordning lik denne oppfinnelsen gir, til å foreta registreringer med horisontale fotbevegelser er særlig ønskelige for instrumentalister som står oppreist under fremføring av elektronica eller annen dataassistert musikk. Horisontale fotbevegelser gjør det lettere å opprettholde en god kroppsbalanse når man står oppreist under fremførelsene. ;Musikeren kan imidlertid foretrekke å bruke den fotbetjente styringsanordningen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen, sammen med typiske, kjente fotsvitsjer eller pedaler. I så fall og for korte perioder vil musikeren flytte en fot bort fra fotstøtteområdet og sideveis opp fra den ovale åpningen i topp-panelet og over til en eller flere trykkbrytere eller tiltpedaler som er tilveiebrakt på topp-panelet av den fotbetjente styringsanordningen. ;I likhet med andre musikkinstrumenter, kan oppfinnelsen mestres på ulike ekspertnivåer. I kombinasjon med musikalske programvare vil oppfinnelsen normalt ha en innarbeidet innretning for trådløs tilkobling til datamaskin. ;Det antas at programmeringen av en datamaskin som brukes tilkoblet oppfinnelsen vil bli gjort via en plug-in som er integrert i selve programvaren. Det overliggende panelet i denne oppfinnelsen kan med fordel inkludere fire trykknapper eller elektromagnetiske sensorer, eller en eller flere expression- eller volum pedaler. Materialer og utførelse bør være av en tyngre, robust og støtsikker type. ;Den samlede nytte av oppfinnelsen for anvendelse i musikk, erkarakterisert vedgraden av kompleksitet ved flere samtidige registreringer, potensialet for personlig artisteri og uttrykksmuligheter som utøvere på ulike ekspertnivåer vil kunne utvikle, samt forbedret kroppstabilitet for operatøren. ;Oppfinnelsen er også anvendelig som styringsanordning for hjemmeunderholdning eller dataspill. Den kan brukes alene, i kombinasjon med et datamaskintastatur eller med andre typer styringsanordninger eller konsoller. For bruk med hjemmeunderholdning eller dataspill, vil utførelse og materialbruk være mindre solid og vektmessig lettere enn de andre versjonene av oppfinnelsen. Den visuelle utførelsen vil ha en karakter tilsvarende annet utstyr for hjemmeunderholdning. ;En samlet fordel av oppfinnelsen i forbindelse med dataspill, er mulighetene for flere komplekse og samtidige registreringer, samt mulighetene for anvendelse og konkurranse på mange perfeksjonsnivåer. Hva gjelder hjemmeunderholdning er det en fordel at oppfinnelsen kan fungere som et alternativ eller som en supplerende enhet sammen med andre typer styringsanordninger. ;Oppfinnelsen kan brukes som et verktøy i produksjon av dokumentarfilm, TV-reportasjer eller "Podcast". Tilkoblet via en programmerbar enhet til kameraer, monitor skjermer, data, programvare for filmredigering, lyd miksere, mikrofoner og lamper, kan den enkelte journalist eller film produsent lage film presentasjoner uten annen bemanning. Det er en fordel i disse situasjonene at bevegelsene som kreves for å drive oppfinnelsen er minimale. En journalist kan gjøre filmopptak med seg selv i bilderammen og samtidig betjene kameraer, kamera bevegelser, zoom, og lydnivå med så godt som usynlige kroppsbevegelser. Utførelsen av oppfinnelsen for denne bruken vil ha en mindre synlig form og en solid, støtsikker konstruksjon med lette materialer. Utførelsen av oppfinnelsen trenger ikke være tilveiebrakt med sensorer på toppanelet for anvendelse i ;Den samlede fordel av oppfinnelsen brukt i filmproduksjon, erkarakterisert vedmulighetene for flere komplekse og samtidige registreringer, usynliggjøring av registreringene, enkel betjening i felten og i studio, og endelig, potensialet for reduksjon av personalkostnader. ;Kommersielt tilgjengelig utførelser av den fremlagte fotbetjente styringsanordning i henhold til oppfinnelsen kan leveres i forskjellige størrelser, med justerbare posisjoner av brytere eller sensorer, med supplerende brytere og pedaler på det overliggende panelet, eller på tåspiss eller hæl partiet rundt fotens hvileposisjon. ;Kravet omfatter figurasjonen av sensorer på basispanelet, de valgfrie justeringsmekanismene for å plassere sensorene, de fleksible spakene i seksjoner som overfører fotens bevegelser til sensor innretninger, og den totale kombinasjonen av delene. *

Claims (14)

1. Fotoperert styringsanordning for å styre en elektronisk eller elektrisk innretning, hvor den fotopererte styringsanordning erkarakterisert vedat den omfatter et basispanel som har en øvre overflate med et fotstøtteområde tilpasset til formen til en menneskefot eller sko til en menneskefot, og nedre overflate som tilveiebringer et grensesnitt til gulvet, og en fotbetjent elektrisk bryterinnretning arrangert på den øvre overflaten, tilliggende til en hældel til fotstøtteområdet.

2. Fotoperert styringsanordning i henhold til krav 1, hvor den nedre overflaten innbefatter midler for å holde styringsanordningen i en stabil posisjon når den er plassert på gulvet.

3. Fotoperert styringsanordning i henhold til krav 1 eller 2, omfattende et toppanel arrangert på, og separert fra basispanelet med et mellomrom, hvor toppanelet har en åpning med en periferi formet og koordinert med formen til fotstøtteområdet.

4. Fotoperert styringsanordning i henhold til krav 3, omfattende en bevegelsesregistreringssensor arrangert i det nevnte mellomrommet, langs nevnte periferi og tilliggende til hældelen, og festet til i det minste en av nevnte basispanel og toppanel.

5. Fotoperert styringsanordning i henhold til ethvert av kravene 1, 2, 3 og 4, hvor bryterinnretningen innbefatter en spake som er fleksibel eller dreibar om et punkt lokalisert ved omtrent midtpunktet mellom tådelen og hældelen til fotstøtteområdet.

6. Fotoperert styringsanordning i henhold til krav 5, hvor spaken har en fritt bevegbar ende på nivå med omtrent en hælende til hældelen til fotstøtteområdet, og en elektrisk bryter arrangert til å bli operert av spaken.

7. Fotoperert styringsanordning i henhold til krav 6, hvor den elektriske bryteren er lokalisert ved et punkt langs spaken ved en avstand på omtrent en tredjedel av spakelengden fra den frie enden.

8. Fotoperert styringsanordning i henhold til ethvert av kravene 5, 6 og 7, hvor spaken er formet for å følge i det minste en del av en kontur av fotstøtteområdet.

9. Fotoperert styringsanordning i henhold til ethvert av kravene 5, 6, 7, og 8, hvor den fleksible eller dreibare spaken er tilveiebrakt av en del med en halvstiv gummislange festet til basispanelet ved omtrent nevnte punkt lokalisert ved omtrent midtpunktet mellom tådelen og hældelen til fotstøtteområdet.

10. Fotoperert styringsanordning i henhold til ethvert av de foregående kravene, omfattende i en lokasjon foran en tående til tådelen til fotstøtteområdet, en elektrisk tiltepedalbryter eller sensorinnretning tilpasset til å bli operert av en tående til en fot posisjonert i nevnte fotstøtteområdet.

11. Fotoperert styringsanordning i henhold til ethvert av de foregående kravene, omfattende elektrisk tiltepedalbryter eller sensorinnretning lokalisert tilliggende og til en side av nevnte fotstøtteområde, ved omtrent midtpunktet mellom tådelen og hældelen til fotstøtteområdet.

12. Fotoperert styringsanordning i henhold til ethvert av de foregående kravene, omfattende venstre og høyre typer av nevnte fotstøtteområde posisjonert tilliggende til hverandre og i henhold til en naturlig fotstilling til et menneske når det hviler like deler av kroppsvekt på hver av de nevnte to føttene posisjonert til å hvile på de respektive av nevnte venstre og høyre fotstøtteområder.

13. Fotoperert styringsanordning i henhold til ethvert av de foregående kravene, hvor nevnte fotstøtteområde innbefatter en eller flere forsenkede deler med en ovalliknende form, en rektangulær form, en form som en del av en menneskelig fot, eller en form som en fot, hvor en operatør ved å bevege foten delvis inn eller ut fra det forsenkede delen og samtidig delvis hviler foten på fotstøtteområdet vil føle en forskjell i høyde innen eller ved en kant av fotstøtteområdet, og på denne måten oppnå posisjonsinformasjon om sin fot og avstanden til spaken eller bryteren.

14. Fotoperert styringsanordning i henhold til ethvert av de foregående kravene, innbefattende et forhåndsbestemt antall optiske sensorbrytere (950, 960, 950', 960') festet til toppanelet.