SE466720B - Manoeveranordning - Google Patents

Description

466 720 och arbetsverktygens rörelseriktningar. Vidare leder skötandet av sådan utrustning till ergonomiskt skadliga arbestställningar och därför möjligtvis till arbetsskador.

Avsikten med denna uppfinning är att frambringa en manövrerings- anordning som är kapabel att anpassa sig till manövreringsrörel- serna, som är baserade på de mänskliga lemmarnas naturliga rörelse- banor. Uppfinningen är baserad på en uppfattning om att en manöver- anordning är avsedd att fungera som en deltagande part av en lem på ett sätt, där länkorgan i en manöveranordning är placerade så nära lederna på en lem som möjligt, t. ex. en hand, speciellt då en hand- led och en armbåge och möjligtvis också en axelled. Huvudsärdragen enligt uppfinningen framgår av den kännetecknande delen i patent- krav l.

En manöveranordning enligt uppfinningen är försedd med viloytor e. dyl. för åtminstone två delar av en lem, t. ex. en hand, såsom handflatan och underarmen och/eller underarmen och överarmen etc.

Dessa två lemdelar är bägge stödda mot sina respektive viloytor.

Mellan viloytorna finns ett länksystem som väsentligen motsvarar led- en mellan de ovan nämnda delarna. Vidare är länksystemet utrustat med åtminstone en förförstärkare, såsom en elektronisk sensor, av- sedd att alstra en manöversignal till en manöverorganskontrollerande kraftförstärkare, såsom en ventil, om nödvändigt genom en lämplig växelriktare. Manöversignalen erhålls på basis av det relativa läget av viloytorna.

Ovanstående konstruktion erbjuder fördelen att förförstärkare kan förenas med ett länksystem på så sätt, att den relativa rörelsen av lemdelar resulterar i rörelsen av ett manövreringsorgan i en mot- svarande riktning. Detta är en väsentlig fördel med tanke på flera praktiska tillämpningar, såsom grävmaskiner, kranar, manipulatorer etc., vilkas manövrering kan "imiteras" med hjälp av en manöveran- ordning i enlighet med uppfinningen. ¥/ 3/ 3 466 720 I fallet av en t. ex. en schaktmaskin kan operatören genom vridning av handleden i ett vertikalt plan sålunda åstadkomma manöverspakrör- elser motsvarande schaktrörelserna av en skopa och vidare, genom lyf- tande och rörelse av underarmen i sidled, lyft och rörelse i sidled och liknande av en skopbalk.

Andra kännetecken för uppfinningen framgår av underkraven, som ut- visar nâgra föredragna utföranden av uppfinningen.

En manöveranordning i enlighet med uppfinningen kommer nu att i de- talj beskrivas med referens till bifogade ritningar. I dessa före- ställer: fig. l en planvy av en manöveranordning i enlighet med upp- finningen, fig. 2 en sidovy av densamma i partiell genomskärning, fig. 3 en perspektivvy av ett alternativt utförande av dis- positionen av länksystemet och förförstärkarna i en manöveranordning i enlighet med uppfinningen och fig. 4-6 några få möjliga rörelsebanor för manöveranordningen.

Utförandet enligt ritninggâna är avsett för en mänsklig hand. Man- överanordningen omfattarfförsta viloyta l för handflatan, en andra viloyta 2 för underarmen och vidare en tredje viloyta 3, i detta fall ett säte , i vilket operatören sitter vid skötandet av en sådan man- överanordning. Mellan viloytorna l och 2 såväl som mellan viloytorna 2 och 3 är länksystem skyddade av eftergivliga hopvikbara skydd.

Emedan operatören sitter i sätet tillhandahållande sagda tredje vilo- yta, vilar hans eller hennes armbåge inom området av ett bakre länk- system 5 och hans eller hennes hndérarm vilar på den ándra2vï1oytan^2 öch hans eller hennes handled ligger på den första viloytan 1 med fingrarna böjda nedanför viloytan l. Fig. l illustrerar möjligheterna 466 720 4 till en horisontell vinkeljustering av en manöveranordning dels kring länksystemet 4 och dels kring länksystemet 5. Dessa för- klaras i detalj senare i samband med fig. 5.

Speciellt fig. 3 visar en perspektivvy av ett länksystem 4 med tillhörande förförstärkare. I utförandet enligt fig. 3 innefattar länksystemet en kulled 6, vars husdel 6a är fäst till en lådbalk Za, som utgör den andra viloytan, med hjälp av sneda stödstag 7.

De senare är fästa vid dels balken Za och dels husdelenfat. ex. genom svetsning. En kuldel 8 av kulleden, som är inpassad i en kulformig muff i husdelen, är i sin tur fäst med hjälp av en stång 9 vid en låddel bildande sagda första viloyta 1. Med avsikt att begränsa en kulleds rörelser för att åstadkomma rörelsebanorna en- ligt fig. 4-6 kan kulleden förses med lämplig manöverbegränsare (ej visade i fig. 3). Inuti en balk 2a, som bildar sagda andra viloyta 2 är inpassade två sensorer 10 och 11. Hos detta utförande är sensorerna elektroniska och de avger ett elektriskt meddelande proportionellt till läget av en indikator 12, som är fäst vid kul- delen 8 av länksystemet, och sagda meddelande passerar genom led- ningar 10a och lla till en växelriktare eller direkt till en kraft- förstärkare.

Hos detta utförande är sagda stång 9 fäst vid ett lådelement la via en mekanisk anordning, såsom en gasfjäder 13. Denna gasfjäder åstadkommer en parallellrörelse mellan viloytorna 1 och 2, vilket inte förändrar den erhållna vinkeln däremellan med hjälp av en kulled. Sålunda är det fråga om en parallellförskjutning utmed den ena flanken på en vinkel mellan elementen 1 och 2 definierad av kulleden vid godtyckliga tidpunkter. Denna parallellförskjutning kan användas till att förse kraftförstärkaren med ett instruktions- meddelande, med vilken förstärkare en elektronisk sensor 14 tjän- ande som en förförstärkare är kopplad. Denna sensor 14 är anordnad q på insidan av lådelementet la, som bildar sagda viloyta 1, och är fäst vid dess kropp. Stången 9 kan förses med t. ex. en bussning 15 4 för att bestämma ett meddelande, som ska mätas mellan spårhuvudena på en elektronisk sensor 14 och proportionellt till den relativa positionen av elementen 1 och 2. s 466 720 Med speciell referens till figurerna 3 och 4, innefattar appara- turen ett antal brytare, vars detaljerade konstruktion inte för- klaras i detta sammanhang på grund av att de flesta faktiskt inte är delar av uppfinningen. Den andra viloytan 2 kan vidare förses med en speciell urtagsdel l6 bildad av två sidflänsar 17, som reser sig från viloytans 2 plan. Syftet med detta urtag 16 är att under- lätta operatörens rörelser som sker omkring det andra länksystemet, speciellt då i horisontell riktning. Flänsar l7 kan företrädesvis utrustas med ett elektriskt öga för låsning av operationerna, om operatörens hand lämnar sagda viloyta 2. Dessutom kan lådelemen- tet tillhandahållande sagda första viloyta l förses med en manöver- panel 18, innehållande t. ex. en huvudströmbrytare för anordningen, en rörelselåsningsbrytare, och en automatisk sekvensupprepnings- brytare. En justerare l9 kan användas att justera längden på vilo- ytan l. Dessutom är lådstrukturen formande sagda andra viloyta för- sedd med en manöverknapp 20 för fjädersläppning och justering av en underarmssektion samt med en justerknapp Zl för längden av un- derarmssektionen. Vad som åstadkoms med denna typ av justeringar är att en manöveranordning kan anpassas till operatörens individ- uella mått, så att hand- och armbågsleden i vertikal riktning är samorienterade med länksystemen 4 och 5.

Det andra länksystemet 5 överensstämmer väsentligen med det första, som visas i figur 3 med sitt förförstärkaraggregat, men som inne- håller dessutom en möjlighet att göra en vridning runt längsrikt- ningen på underarmen, så som visas i figur 6.

Figur 4 illustrerar de vertikala rörelsebanor som kan åstadkommas med hjälp av den nuvarande utföringsformen av en manöveranordning i enlighet med uppfinningen. Den första viloytan 1 kan svängas från en horisontell position uppåt 300 och nedåt 400 genom an- vändning av en kulled 6. För de extrema positionerna av denna rör- else är sagda kulled försedd med begränsningsorgan. Denna rörelse överföres genom en indikator l2 till en förförstärkare 10, som producerar ett elektriskt meddelande proportionellt till den rela- tiva positionen av viloytorna l och 2. Denna möjliga rörelse är benämnd i figur 4 med referensnummer Ll. En liknande rörelsebana 466 720 6 är också möjlig att åstadkomma med hjälp av det andra länksystemet 5 åstadkommande en rörelsebana L2 indikerad i figur 4. Genom att använda det andra länksystemet är det dessutom möjligt att röra sig 900 vertikalt uppåt från det horisontella planet och 300 ned- åt också från det horisontella planet. Länksystemet 5 är försett med ett sensoraggregat liknande det ovan diskuterade för att pro- ducera ett manövermeddelande proportionellt till vinkelpositionen mellan andra viloytan 2 och tredje viloytan 3.

Figur 5 illustrerar horisontella rörelsebanor omkring länksystemen 4 och 5. Omkring länksystemet 6, som visas i figur 3, är det möj- ligt att i endera riktningen förflytta sig 400 i det horisontella planet. Denna rörelse överföres till en förförstärkare ll. Denna rörelsebana är betecknad i figur 5 med referensnummer L3. Vidare kan viloytan 2 svängas omkring länksystemet 5 relativt kroppen 3 med 300 till höger och 900 till vänster ( gentemot ett säte i ut- förandet som visas i ritningarna). Denna rörelsebana är betecknad i figur 5 med referensnummer L4.

Figur 6 illustrerar en parallellförskjutning åstadkommen medhjälp av en parallellförskjutning visad i utförandet enligt fig. 3 mel- lan elementen la och 2a genom användande av t. ex. en gasfjäder 13.

En anordning, såsom en gasfjäder, gör det möjligt att i samband med ett länksystem 5 svänga eller vrida lådstrukturen Za, som ut- göres av den andra viloytan, kring lådstrukturens längdaxel. Ele- menten la och Za kan vridas runt länksystemet 5 från den hori- sontella positionen av viloytan 2 åt höger 900 och 450 åt vänster (när anordningen manövreras med höger hand). Denna rörelsebana betecknas i figur 6 med referensnummer LS. Möjligheten av en para- llellförskjutning är indikerad med referensnummer L6.

Speciellt rörelsebanorna enligt figurerna 4-6 är ergonomiskt maxi- Q mala rörelsebanor av den mänskliga armen.

Det är uppenbart, att hos utförandena såsom visade i ritningarna sagda länksystem 4 och 5 kan fås att motsvara lederna hos en män- sklig arm. Sett från sidan finns emellertid ett visst avstånd i 7 466 720 vertikalled mellan länksystemen 4 och 5 på samma sätt sonW¥ddârna av en mänsklig arm, speciellt mellan hand- och armbågsleden. Detta avstånd kan dock göras så litet som möjligt. Konstruktionsmässigt är det möjligt att placera vridningaxeln för relativsvängningen av viloytorna speciellt i vertikal riktning för att låta den exakt motsvara knutpunkten av en handled och/eller en armbågsled, t. ex. med hjälp av ett tvärlänksystem. Detta kan åstadkommas t. ex. genom montering av ett länksystem utförande en vertikal rotationsrörelse på utsprång som är upphöjda från viloytornas plan. Manöversättet kan vara relativt eller absolut. Manöverarbetet kan utföras med minimum muskelstyrka genom användning av fjädervågar och länksys- temavlastare i en manöveranordningskonstruktion. Manöveranordningen kan utrustas med en uppvärmande eller nedkylande apparatur för att bibehålla en behaglig kontakttemperatur hos viloytorna. Det är också tänkbart att överdra viloytorna med ett skydd för att för- hindra en värmeöverföring bort från viloytorna för att bibehålla deras temperatur behaglig för operatören. Förförstärkarna kan vara antingen elektriska ( arbetande enligt en kapacitiv, induktiv, fotoelektrisk eller motståndskraftig princip), hydrauliska eller pneumatiska förmanöverventiler.

Claims (11)

10 15 20 25 466 720 g Patentkrav:

1. l. Manöveranordning, som innefattar - en första viloyta (l) för en handflata och en andra viloyta (2) för underarmen, - ett första länksystem (4) mellan viloytorna (l, 2) positionerat väsentligen vid hand- leden, och - åtminstone en förförstärkare monterad i samband med det första länksystemet (4), vilken förförstärkare är anordnad att sända ett instruktionsmeddelande på basis av den relativa positionen mellan den första och den andra viloytan (l, 2), k ä n n e t e c k n a d därav, att den andra viloytan (2), som är avsedd för underarmen, (5) vid en fast eller rörlig tredje viloyta (3) och att vid det andra länksystemet befinner sig åtminstone en förförstärka- re, som är anordnad att sända ett instruktionsmedde- lande på basis av den relativa positionen mellan den andra och den tredje viloytan (2, 3). är fäst med hjälp av ett andra länksystem

2. Manöveranordning enligt patentkravet l,'k ä n- n e t e c k n a d därav, att den tredje viloytan (3) är stationär, t.ex. ett säte, i vilket manöveran- ordningens operatör sitter under tiden en manöveran- ordning manövreras.

3. Manöveranordning enligt patentkraven l och 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att länksystemet 10 15 20 25 30 9 4-66 720 I (4, 5) inkluderar medel för vändning och/eller vrid- ning av sagda genom länksystem ihopkopplade viloytor (1, 2; 2, 3) och/eller för- skjutning av dem, emedan deras riktning (9, 13) bibe- hålles. relativt varandra (6)

4. Manöveranordning enligt patentkravet l, k ä n- n e t e c k n a d därav, att den första viloytan (l) utgöres av en lådbalk (la) med åtminstone en för- förstärkare (14) och att en länkdel (9) av sagda länksystem (4) är fäst vid sagda förförstärkare inuti, och att den andra viloytan (2) utgöres av en lådbalk (2a), vilken är försedd med motlänkdelar (6a, 7) av åtminstone ett länksystem (4).

5. Manöveranordning enligt patentkraven 4, k ä n- n e t e c k n a d därav, att på insidan av låd- balken (2a) är anordnad åtminstone en förförstärkare (10, ll), som är avsedd att mottaga en ett manöver- meddelande producerande signal via en del (12), som är ihopkopplad med motelementet av länksystemet (4), vilket är ihopkopplat med lådelementet (la).

6. Manöveranordning enligt patentkravet l, k ä n- n e t e c k n a d därav, att länksystemet (4, 5) inkluderar en gasfjäder (13) eller liknande, och att länksystemen (4, 5) är försedda med en förförstärkare (14), vars meddelande är producerat på basis av sagda gasfjäders rörelse eller liknande.

7. Manöveranordning enligt patentkravet l, k ä n- n e t e c k n a d därav, att åtminstone ett länk- system (4, 5) har åtminstone två släppningsgrader (Ll, L3, L6; L2, L4, L5), och att ett motsvarande an- tal förförstärkare är anordnade i samband med länk- systemen. 10 15 20 25 466 720 A9

8. Manöveranordning enligt patentkraven l och 7, k ä n n e t e c k n a d därav, att den första viloytan (l), som är associerad med det första länk- systemet (4), vilket är koordinerat med handlede, är avsedd att vara rörlig relativt den andra viloytan genom parallellförskjutning, t.ex. med hjälp av en gasfjäder, som är anordnad i samband med länksystem (4) och att den andra viloytan (2), som är associerad med ett länksystem (5), vilket är koordinerat næd armbågsleden, är avsedd att vara roterbar runt längd- axeln av den andra viloytan (2).

9. Manöveranordning enligt patentkravet l, k ä n- n e t e c k n a d därav, att första och andra viloytorna (l, 2) är arrangerade på så sätt, att handflata och underarm kan placeras på respektive viloytor, åtminstone det första länksystemet (4) placerar sig självt nedanför sagda delar av en mänsklig arm.

10. Manöveranordning enligt patentkraven 7 och 9, k ä n n e t e c k n a d därav, att vid det första länksystemet (4) är arrangerad en möjlighet av rela- tivrörelse av den första och den andra viloytan (l,2) runt en väsentligen vertikal axel.

11. ll. Manöveranordning enligt patentkraven 7 och 9, k ä n n e t e c k n a d därav, att den andra vi- loytan (2) är arrangerad på så sätt, att det andra länksystemet (5) som associerat därtill, placerar sig självt nedför armbågsleden. V! I)