WO2019175107A1 - Operating device - Google Patents

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WO2019175107A1
WO2019175107A1 PCT/EP2019/056026 EP2019056026W WO2019175107A1 WO 2019175107 A1 WO2019175107 A1 WO 2019175107A1 EP 2019056026 W EP2019056026 W EP 2019056026W WO 2019175107 A1 WO2019175107 A1 WO 2019175107A1
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WO
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bottom plate
force
operating device
movement
sensor
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/056026
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German (de)
French (fr)
Inventor
Boris Zils
Original Assignee
Moba Mobile Automation Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Moba Mobile Automation Ag filed Critical Moba Mobile Automation Ag
Publication of WO2019175107A1 publication Critical patent/WO2019175107A1/en

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/2004Control mechanisms, e.g. control levers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66FHOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F11/00Lifting devices specially adapted for particular uses not otherwise provided for
    • B66F11/04Lifting devices specially adapted for particular uses not otherwise provided for for movable platforms or cabins, e.g. on vehicles, permitting workmen to place themselves in any desired position for carrying out required operations
    • B66F11/044Working platforms suspended from booms
    • B66F11/046Working platforms suspended from booms of the telescoping type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66FHOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F17/00Safety devices, e.g. for limiting or indicating lifting force
    • B66F17/006Safety devices, e.g. for limiting or indicating lifting force for working platforms

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to an operating device for a construction machine and to a corresponding method and to a construction machine such.
  • B a working platform with a corresponding operating device.
  • embodiments of the present invention relate to the field of joysticks (manual control transmitters) in control units for controlling aerial work platforms.
  • joysticks or hand control generally serve to a construction machine, such.
  • these hand control transmitters are located on the platform so that the operator can control the aerial work platform on which he is standing.
  • a danger is that the operator is trapped in the control or in the movement of the Huburss- by the same and thus may no longer operate the controller properly.
  • the problem is addressed here.
  • EP 2 794 460 A1 describes a hydraulic work platform with a control station, wherein the work platform has a control console with two semis, which each have at least one lever or a knob for manual control of the work platform. The semi-desks are arranged side of an operator, so that no control lever or knob is in front of the operator.
  • a manual control transmitter with a separate operation and evaluation which consists essentially of a mechanical part and an electrical part. Between the mechanical part and the electrical part is provided as a separating layer and as a fixing layer for the mechanical parts, a magnetically permeable plate, such as a printed circuit board.
  • the electrical or electronic part of the manual control transmitter is formed by one or more sensors arranged on the underside of the plate, for example magnetic field sensors.
  • the mechanical part is formed by a lever mechanism which is detachably arranged on the upper side of the carrier plate and has a magnet arranged thereon, which can be exchanged as a unit in case of repair.
  • EP 3 086 094 A1 discloses a manual control transmitter for a control and operating unit of an aerial work platform, working machine or construction machine.
  • the manual control transmitter comprises at least one actuating unit, which comprises an actuating element which has at least one magnetic position element, and an evaluation unit, which comprises at least one magnetic field sensor unit.
  • the evaluation unit is designed to detect a position and / or movement of the actuating element in a plane of motion based on a sensor signal from the magnetic field sensor unit.
  • the actuating element is movable relative to the sensor unit along a further movement direction perpendicular to the movement plane, and the evaluation unit is designed to detect a movement of the actuating element along the further direction of travel based on a sensor signal from the magnetic field sensor unit.
  • DE 10 2014 105 177 A1 describes an operating element with an elastically deformable actuating part and a force sensor matrix.
  • An operating element has an actuating part that is elastically deformable at least in certain areas when actuated under force to return to an unactuated position, and a matrix of force sensors for measuring a force application matrix that is assigned to the action of force on the actuating part; and an evaluation unit for comparing the measured force application matrix with a predetermined force application matrix in order to assign an electrical switching function to the operating element at a minimum match of the measured force action matrix with the predetermined force action matrix.
  • the object of the present invention is to provide a concept for an operating unit, which offers an improved compromise of operability, safety and safe installation.
  • Embodiments of the present invention provide an operating device for a construction machine having a base plate, a manual control transmitter, a motion sensor (e.g., a Hall sensor), and at least one force sensor.
  • the hand control transmitter or else called a joystick is arranged at an angle to the bottom plate and at least one-dimensional or two-dimensionally movable relative to the bottom plate.
  • the position and / or movement of the joystick / manual control transmitter can be determined with the motion sensor, which outputs a so-called motion signal as a function of the determined position and / or the specific movement.
  • the at least one force sensor is designed to determine a force acting on the manual control element or a force transmitted from the manual control transmitter to the base plate and to output a force signal as a function of the determined force.
  • Embodiments of the present invention are based on the finding that in the collision scenarios described above (corresponding to which the operator can be trapped or squeezed between the basket or, in particular, the joystick and a part of the building during extension of the telescopic arm of the aerial work platform), the joystick frequently occurs jamming or timely zeroing to stop movement of the machine's telescopic arm.
  • the body of the operator is often clamped in the area of the control element, so that the body of the operator presses against the joystick, whereby the movement of the telescopic arm of the machine would be continued and the operator would be further squeezed and trapped.
  • the operating device (manual control transmitter / joystick) is provided with an additional protective function by which overloading of the joystick itself can be detected.
  • the overload is relevant if the manual control transmitter is actuated beyond the maximum range of motion since such overloads frequently occur in the case of collision scenarios explained above.
  • the manual control transmitter is at least one force sensor, for. B. expanded in the form of a strain gauge (DMS).
  • DMS strain gauge
  • This additional protective function or the additional protective element which is integrated in the joystick module of the operating unit or arranged therein, can not be damaged from the outside or the like, for example, environmental influences such as moisture or dust.
  • the mounting location of the operating unit is not limited.
  • At least one strain gage may additionally be applied as force sensors in the area of motion sensors (Hall sensors), which are e.g. Measure or detect a deformation of the printed circuit board when force is applied to the joystick.
  • An optional evaluation unit evaluates the signals from the Hall sensors and the strain gauge sensors and can use the signals of the strain gauge sensors to detect an overload on the joystick and thus any danger to the operator.
  • the force sensors / strain gauges considered here are inexpensive elements and can, for. B. by simply sticking on a joystick component such.
  • As a circuit board, integrated or arranged thereon and so are connected to the evaluation unit.
  • the operating unit comprises an evaluation unit which, in particular, receives the force signal of the at least one force sensor in order to detect an overload.
  • This externality feature can be integrated into the evaluation electronics of the joystick that are already present.
  • the evaluation electronics are designed, for example, to stop a movement of the construction machine or a movement speed of components of the construction machine, such as, for example, an extension of the telescopic arm, at the specific overload.
  • a countermovement in an overload of the joystick, that is, when it is operated beyond the maximum range of motion, for example, a movement of the telescopic arm of the machine stopped and triggered according to other embodiments, a countermovement, through which the operator can later free himself from the trapped situation .
  • a countermovement is a movement in a preferred manner opposite direction of movement, in general case but different directions of movement relative to the current movement.
  • a movement speed of the construction machine or a speed of movement of components of the construction machine, such as extension of the telescope arm can be reduced at a low overload.
  • various functions can be realized. For example, a speed of movement of the telescopic arm of the machine can be halved from a first threshold and then set to zero when a second threshold is exceeded, d. H. stopping the machine or the telescopic arm, in order then also to trigger a counter-movement in a further step.
  • These thresholds are adjustable according to embodiments.
  • an alarm signal is output at a certain overload.
  • a warning for example, on the operator's display
  • a countermovement as mentioned above can be initiated, because then it can be assumed that the machine operator can no longer operate the joystick (for example, because the operator is trapped).
  • the "threshold" for a warning signal in case of overload is also adjustable, for example by input element of the operating unit. It would also be conceivable here that the temporal component, that is to say a specific period of non-reaction to the alarm signal, is taken into account in the evaluation.
  • an alarm signal may also be output when the joystick is in a partially disabled state, for example, and yet is attempting to move in either direction.
  • This force can be detected by the evaluation electronics with the aid of the at least one force sensor, so that the operator then receives an appropriate message to unlock / unlock the joystick on the display or can generally be output.
  • the evaluation is designed to store the force signal or the force signals (for multiple force sensors) and / or to store a maximum value for the force signal or the force signals.
  • This has the meaning that a so-called "overload control" is achieved.
  • the joystick is designed for a maximum force of 300 N (30 kg). Higher forces can permanently damage the joystick or the joystick mechanism.
  • the evaluation unit in the joystick module constantly measures the loads applied to the joystick and stores the highest values. The manufacturer of the machine can interrogate these values in the event of service or repair and replace the joystick mechanism if necessary preventively.
  • the mechanics and electronics of the joystick are separated, so that a separate exchange is possible.
  • the external electronics are integrated, for example, on a printed circuit board or arranged on a printed circuit board.
  • the evaluation can be designed to calibrate the force / strain gauge sensors in the neutral position of the joystick by the Hall sensor, since the strain gage sensors usually have a temperature and age-related drift and it can be assumed that In the zero position of the joystick, no force should act on the force sensors.
  • These force / strain gauge sensors can be monitored by the evaluation unit such that a defect in the protective function or the protective elements is displayed. In this case, a corresponding warning signal can then be output to the machine operator.
  • a type of emergency operation can be implemented by the additional force sensors, even if the motion sensor (eg hall sensor) is defective, since by means of the force sensors (strain gauge sensors) also an operator diensignal can be evaluated.
  • the transmitter could then interpret the force signal of the force sensor as a motion signal.
  • the joystick can continue to be operated until the replacement of the defective module during the next maintenance or repair.
  • the evaluation electronics can be configured to move a position of the joystick / manual control transmitter with the motion sensor and to determine a movement of the joystick / hand control with the force sensor, although the motion sensor has no defect.
  • the motion signal output by the force sensor could be continuously compared with the motion signal of the motion sensor by the evaluation electronics and thus checked for plausibility.
  • the evaluation electronics and the sensors are preferably implemented on a printed circuit board.
  • the strain gauge sensor elements are glued to the circuit board.
  • a printed circuit board layout may also be provided in which the strain gauge sensors are integrated directly into the printed circuit board.
  • a deformation of the bottom plate or the printed circuit board or the component is determined, for example, and a force signal is output on the basis of the determined deformation.
  • the motion sensor is arranged in the solder root point of the joystick or in the area of the solder root point, while the one or more force sensors may be provided around this solder root point.
  • Another embodiment relates to a construction machine, such. B. a lifting platform with a corresponding expansion element.
  • Another embodiment relates to a method of operation with hardware components explained above, the method comprising the following steps:
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an operating device according to a base embodiment
  • FIGS. 2a-c a schematic illustration of an aerial work platform during the movement, to illustrate how the safety problems solved by means of embodiments of the present invention can occur;
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of a further operating device according to an extended exemplary embodiment
  • FIG. 4 shows a schematic representation of an operating device together with an operator for illustration of the possibly arising dangerous situation, starting from the operating device from FIG. 3;
  • 5a-5b are schematic representations of an operating device, in particular one
  • FIGS. 5a to 5b are schematic representations of the manual control transmitter from FIGS. 5a to 5b, wherein the determination of the force resulting from the overload is illustrated here;
  • FIG. 7a-7b are schematic representations for illustrating the deformation of components of the operating device according to embodiments.
  • FIG. 1 shows an operating unit 150 with a manual control transmitter 300, which can also be referred to as a joystick.
  • This manual control transmitter 300 is arranged angled relative to a base plate or printed circuit board 430 and designed to be movable.
  • the manual control transmitter 300 perpendicular to the bottom plate 430 and at least one-axis (eg front-rear, see arrow X) or biaxial (plus left-right, see arrow Y) or even three-axis (plus push-pull, see arrow Z ) movable.
  • the movement is by means of a part of the circumference of the operating device 150 associated movement sensor 400, such. B. a Hall sensor, in the X, Y and / or Z direction monitored.
  • This movement sensor 400 detects one, two or three axes of the movement of the joystick 300 relative to the bottom plate 430 or the printed circuit board 430 and emits therefrom a so-called motion signal 401.
  • This movement signal is received and evaluated by the optional evaluation unit 500.
  • the operating device 150 still has a force sensor 410, such. B. on a strain gauge. This can z. B. be arranged on the joystick 300. Alternatively, an arrangement of the force sensor in the base plate or printed circuit board 430 would also be conceivable, as illustrated here by the component marked with the reference numeral 410 '.
  • the force sensor 410 (410 ') outputs a force signal 411, which is also received by the evaluation device 500, for example.
  • the force signal 411 depends, for example, on the deformation of the joystick 300 or on the deformation of the bottom plate or printed circuit board 430. If the force signal 411 has a predetermined value, such as, for example, B. exceeds 300 Newton accordingly, the evaluation device 500 can detect a so-called overload. These 300 Newton are only examples and may vary depending on the application, eg. B. in the range between 10 Newton and 1000 Newton.
  • Fig. 2a shows an aerial work platform 10, which consists essentially of a chassis 11 and a crane mechanism 12 arranged thereon.
  • the crane mechanism 12 is rotatably arranged relative to the chassis 11 and changeable by the lifting cylinder 16 in its angle of attack.
  • the crane mechanism 12 includes a retractable telescopic boom 13, at the end of a basket 14 is arranged. In the basket 14, a person 1 as shown, or even working materials are transported benefits.
  • an operating unit 15 is arranged in the basket 14.
  • This operating unit 15 essentially comprises operating lever / manual control transmitter (or so-called joysticks 30) and, optionally, key elements 21, as shown in more detail in FIG.
  • An operating position could, for example, be a stem 6 mounted on a building wall 5, such as, for example, a balcony shown in FIG. 2a. It is usual for an operating unit 15 to be arranged in the basket 14 in the direction of the working platform 10, and thus for the operator 1 to look in the basket 14 in the direction of the machine 10.
  • the operator 1 moves during extension of the telescopic boom 13 with his back to the appropriate working position.
  • the arrangement of the operating unit 15 in the basket 14 allows the operator 1 to work easier and better at the working position, since no work-related parts such as the operating unit 15 are then in the way.
  • a disadvantage of the arrangement of the operating unit 15 in the basket 14 is that when approaching the working position an obstacle, such as a building porch 6, the operator 1 can be easily overlooked and it may possibly lead to a collision of the operator 1 with the building porch 6. Since the telescopic boom 13 moves further in a movement direction B in the event of a collision between the operator 1 and the building porch 6, the operator 1 is pressed with his upper body 2 directly onto the operating unit 15. The operator 1 is then no longer able to bring the operating lever or joystick 30 into a zero position and thus to stop further extension of the telescopic drawer 13. Such a collision situation is shown in FIGS. 2b and 2c. Accordingly, such accidents lead to pinching of the operator 1 between the building porch 6 and the operating unit 15.
  • FIGS. 2a-2c shows by way of example an operating unit 15 for controlling the construction machine or the system 10 shown in FIGS. 2a-2c comprising crane mechanism 12 and / or telescopic boom 13 and / or basket 14 of the work platform 10 (or a component of the system).
  • the individual movements of the basket 14 can be changed, for example, the telescopic boom 13 and extend or change the angle of attack of the crane mechanism 12 by the lifting cylinder 16.
  • These joysticks 30 are each arranged on a module 20a and 20b, which can be easily replaced, for example in the event of a defect, without the entire operating unit 15 having to be replaced.
  • a keyboard module 21 and a display 22 for displaying machine-relevant data and parameters are arranged for further functionalities.
  • FIG. 4 shows how the operator 1, in the event of a collision with a building porch 6 (see FIG. 2c), is pressed with his upper body 2 directly onto the knob 31 of the operating lever or joystick 30 of the operating unit 15 and a force F, FOL on the knob 31 exercises. In this situation, the operator 1 would no longer be able to bring the operating lever or joystick 30 into a zero position and thus to stop further extension of the telescopic jib 13.
  • FIGS. 5a and 5b show a side view of a joystick module 20a / b.
  • the mechanical components of the joystick 30 are arranged on a printed circuit board 43, preferably screwed thereto.
  • the joystick lever 30 consists essentially of a knob 31, which serves the operator 1 to operate the joystick 30 in different directions. Directly below the knob 31 is a latch 33, which must be pulled up before each actuation of the joystick. This prevents an unconscious or unwanted operation of the joystick 30 and thus an unconscious or unwanted movement of the crane mechanism 12, the telescopic boom 13 and / or the basket 14 of the platform 10. This can happen when the operator 1, for example, in the basket 14 turn around must and with the elbow accidentally comes against the joystick lever 30.
  • a so-called bellows 32 is arranged in the lower part, which consists of a movable material.
  • the bellows 32 In a lateral movement of the joystick 30, as shown in Fig. 5b, the bellows 32 is compressed on one side and on the pulled apart on the other side.
  • the required electronics for detecting and evaluating the joystick movements are ideally located below the printed circuit board 43 and essentially consists of a Hall sensor 40.
  • Joystick movements are detected by a magnet attached to the mechanism, not shown here.
  • the joystick module 20a / b is preferably releasably secured in the outer edge regions of the printed circuit board 43 to holders 35a / b by means of fastening means 36.
  • a force F acting on the knob 31 of the operating lever or joystick 30 of the operating unit 15 a force is thus also exerted on the printed circuit board 43, which leads to mechanical tension or mechanical deformations of the printed circuit board 43.
  • Such mechanical stresses can be measured with the present invention by means of at least one strain gage sensor 41 and / or 42 arranged on the printed circuit board 43.
  • overloading i. H. a beyond the maximum allowable load limit force acting on the joystick lever 30, as shown schematically in Figs. 6a and 6b, are detected with the at least one arranged on the circuit board 43 DMS sensor 41 and / or 42.
  • the overloading of the joystick lever 30 is indicated schematically by the dashed line 44, which shows that joystick 30 was actuated with a stronger force FOL compared to the illustration in FIG. 5b.
  • FOL force
  • FIGS. 7a to 7b illustrate, by hatching, the voltage states in the bottom plate / circuit board 43 when the joystick 30 is deflected out of the position indicated by the dashed line.
  • the rest position is indicated by dashed lines, wherein the deflection or the force leading to the deflection is marked F.
  • this is a two-dimensional joystick, which, for. B. can protrude vertically from the bottom plate / circuit board, it should be noted at this point that it is also another movable element, the z. B. is angled at a different angle, can act.
  • the operating device is suitable not only for the above-explained embodiments working platforms, but also for other construction machines.
  • the motion sensor can be realized for example by an inductive element or a capacitive element.
  • the force sensor does not necessarily have to be realized as a strain gauge, but can also be designed differently.
  • Further exemplary embodiments relate to a method for operating the lifting work platform.
  • the method includes the steps of monitoring the motion / position of the joystick and outputting a corresponding motion signal, monitoring a force applied to the joystick, and outputting a corresponding force signal, as well as controlling the construction machine in response to the two monitored quantities.
  • aspects have been described in the context of a device, it should be understood that these aspects also constitute a description of the corresponding method, so that a block or device of a device is also to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step , Similarly, aspects described in connection with or as a method step also represent a description of a corresponding block or detail or feature of a corresponding device.
  • Some or all of the method steps may be performed by a hardware device (or using a hardware device).
  • a hardware apparatus such as a microprocessor, a programmable computer, or an electronic circuit. In some embodiments, some or more of the most important method steps may be performed by such an apparatus.
  • embodiments of the invention may be implemented in hardware or in software.
  • the implementation may be performed using a digital storage medium, such as a floppy disk, a DVD, a Blu-ray Disc, a CD, a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM or FLASH memory, a hard disk, or other magnetics - or optical memory are stored on the electronically readable control signals, which can cooperate with a programmable computer system or cooperating, that the respective method is performed. Therefore, the digital storage medium can be computer readable.
  • some embodiments according to the invention include a data carrier having electronically readable control signals capable of interacting with a programmable computer system such that one of the methods described herein is performed.
  • embodiments of the present invention may be implemented as a computer program product having a program code, wherein the program code is operable to perform one of the methods when the computer program product runs on a computer.
  • the program code can also be stored, for example, on a machine-readable carrier.
  • inventions include the computer program for performing any of the methods described herein, wherein the co-preprocess is stored on a machine-readable carrier.
  • an embodiment of the method according to the invention is thus a computer program which has a program code for performing one of the methods described hereinbefore when the computer program is running on a computer.
  • a further exemplary embodiment of the method according to the invention is thus a data carrier (or a digital storage medium or a computer-readable medium) on which the computer program for performing one of the methods described herein is recorded.
  • the data carrier, the digital storage medium or the computer-readable medium are typically representational and / or non-transitory or non-transient.
  • a further exemplary embodiment of the method according to the invention is thus a data stream or a sequence of signals which represents or represents the computer program for performing one of the methods described herein.
  • the data stream or the sequence of signals may be configured, for example, to be transferred via a data communication connection, for example via the Internet.
  • Another embodiment includes a processing device, such as a computer or a programmable logic device, that is configured or adapted to perform any of the methods described herein.
  • a processing device such as a computer or a programmable logic device, that is configured or adapted to perform any of the methods described herein.
  • Another embodiment includes a computer on which the computer program is installed to perform one of the methods described herein.
  • Another embodiment according to the invention comprises a device or system adapted to transmit a computer program for performing at least one of the methods described herein to a receiver.
  • the transmission can be done for example electronically or optically.
  • the receiver may be, for example, a computer, a mobile device, a storage device or a similar device.
  • the device or system may, for example, comprise a file server for transmitting the computer programmer to the receiver.
  • a programmable logic device eg, a field programmable gate array, an FPGA
  • a field programmable gate array may cooperate with a microprocessor to perform any of the methods described herein.
  • the methods are performed by a any hardware device performed. This may be a universal hardware such as a computer processor (CPU) or hardware specific to the process, such as an ASIC.
  • the devices described herein may be implemented, for example, using a hardware device, or using a computer, or using a combination of a hardware device and a computer.
  • the devices described herein, or any components of the devices described herein, may be implemented at least partially in hardware and / or software (computer program).
  • the methods described herein may be implemented using a hardware device, or using a computer, or using a combination of a hardware device and a computer.

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Abstract

The invention relates to an operating device for a construction machine, comprising a base, a manual controller, a movement sensor, and a force sensor. The manual controller is arranged at an angle to the base and can be moved in at least one dimension relative to the base. The movement sensor is designed to determine the position and/or the movement of the manual controller relative to the base and to output a movement signal depending on the determined position and/or the determined movement. The force sensor is designed to determine a force acting on the manual controller and to output a force signal depending on the determined force.

Description

Bedienvorrichtung  operating device
Beschreibung description
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf eine Bedienvorrich- tung für eine Baumaschine sowie auf ein entsprechendes Verfahren sowie auf eine Bau- maschine, wie z. B. eine Arbeitsbühne mit einer entsprechenden Bedienvorrichtung. Im Allgemeinen liegt die Erfindung bzw. bevorzugte Ausführungsbeispiele derselben auf dem Gebiet von Hubarbeitsbühnen, z. B. hydraulischen Hubarbeitsbühnen, die über einen te- leskopierbaren Kranmechanismus an einem LKW oder einem selbstfahrenden Chassis befestigt sind. Insbesondere beziehen sich Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfin- dung auf das Gebiet von Joysticks (Handsteuergeber) in Bedieneinheiten zur Steuerung von Hubarbeitsbühnen. Embodiments of the present invention relate to an operating device for a construction machine and to a corresponding method and to a construction machine such. B. a working platform with a corresponding operating device. In general, the invention or preferred embodiments thereof in the field of aerial work platforms, z. As hydraulic aerial work platforms, which are attached via a telescopic telescopic crane mechanism to a truck or a self-propelled chassis. In particular, embodiments of the present invention relate to the field of joysticks (manual control transmitters) in control units for controlling aerial work platforms.
Joysticks oder allgemein Handsteuergeber dienen dazu, um eine Baumaschine, wie z. B. eine Hubarbeitsbühne oder insbesondere dessen Ausleger zu steuern. Bei Hubarbeitsbühnen sind diese Handsteuergeber beispielsweise auf der Plattform angeordnet, so dass der Bediener die Hubarbeitsbühne, auf welcher er steht, steuern kann. Eine Gefahr besteht darin, dass der Bediener in der Steuerung bzw. in der Bewegung der Hubarbeits- bühne von selbiger eingeklemmt wird und so die Steuerung gegebenenfalls nicht mehr korrekt betätigen kann. Bereits in dem Stand der Technik ist hier das Problem adressiert. Joysticks or hand control generally serve to a construction machine, such. As an aerial work platform or in particular to control its boom. For example, in aerial work platforms, these hand control transmitters are located on the platform so that the operator can control the aerial work platform on which he is standing. A danger is that the operator is trapped in the control or in the movement of the Hubarbeits- by the same and thus may no longer operate the controller properly. Already in the prior art, the problem is addressed here.
Bekannt ist aus dem Stand der Technik das in den europäischen Patenten 2 462 048 und 2 462 049 beschriebene Steuersystem einer Bedienkabine mit erhöhter Sicherheit. Darin ist im Wesentlichen ein Schutz- bzw. Lastschalter beschrieben, der an einem beweglichen Bedienpult angeordnet ist. Gerät der Maschinenbediener in eine wie eingangs beschrie- bene Situation, so wird der Lastschalter durch die Bewegung des Bedienpultes ausgelöst. Weiterhin beschreibt die EP 2 794 460 A1 eine hydraulische Arbeitsbühne mit einem Leit- stand, wobei die Arbeitsbühne ein Steuerpult mit zwei Halbpulten aufweist, die jeweils mindestens einen Hebel oder einen Knopf zur manuellen Steuerung der Arbeitsbühne aufweisen. Dabei sind die Halbpulte seitlich einer Bedienperson angeordnet, sodass vor der Bedienperson kein Steuerhebel oder -knöpf liegt. Known from the prior art is the control system described in European Patents 2 462 048 and 2 462 049 of a control cabin with increased safety. Therein, a protective or load switch is essentially described, which is arranged on a movable control panel. If the machine operator is in a situation as described above, the load switch is triggered by the movement of the control panel. Furthermore, EP 2 794 460 A1 describes a hydraulic work platform with a control station, wherein the work platform has a control console with two semis, which each have at least one lever or a knob for manual control of the work platform. The semi-desks are arranged side of an operator, so that no control lever or knob is in front of the operator.
Die DE 20 2010 004 128 U1 beschreibt einen Handsteuergeber mit einer getrennten Betätigung und Auswertung, der sich im Wesentlichen aus einem mechanischen Teil und einem elektrischen Teil zusammensetzt. Zwischen dem mechanischen Teil und dem elektrischen Teil ist als Trennschicht und als Befestigungsschicht für die mechanischen Teile eine magnetisch durchlässige Platte vorgesehen, beispielsweise eine Leiterplatte. Der elektrische bzw. elektronische Teil des Handsteuergebers wird durch einen oder meh rere auf der Unterseite der Platte angeordnete Sensoren, beispielsweise Magnetfeldsensoren, gebildet. Den mechanischen Teil bildet ein auf der Oberseite der T rägerplatte lösbar angeordneter Hebelmechanismus mit einem daran angeordneten Magneten, wel- cher als Einheit im Reparaturfall ausgewechselt werden kann. DE 20 2010 004 128 U1 describes a manual control transmitter with a separate operation and evaluation, which consists essentially of a mechanical part and an electrical part. Between the mechanical part and the electrical part is provided as a separating layer and as a fixing layer for the mechanical parts, a magnetically permeable plate, such as a printed circuit board. The electrical or electronic part of the manual control transmitter is formed by one or more sensors arranged on the underside of the plate, for example magnetic field sensors. The mechanical part is formed by a lever mechanism which is detachably arranged on the upper side of the carrier plate and has a magnet arranged thereon, which can be exchanged as a unit in case of repair.
Ferner offenbart die EP 3 086 094 A1 einen Handsteuergeber für eine Steuer- und Bedie neinheit einer Hubarbeitsbühne, Arbeitsmaschine oder Baumaschine. Der Handsteuerge- ber umfasst zumindest eine Betätigungseinheit, die ein Betätigungselement umfasst, das zumindest ein magnetisches Positionselement aufweist, und eine Auswerteeinheit, die zumindest eine Magnetfeld-Sensoreinheit umfasst. Die Auswerteeinheit ist ausgebildet, um basierend auf einem Sensorsignal von der Magnetfeld-Sensoreinheit eine Position und/oder Bewegung des Betätigungselements in einer Bewegungsebene zu detektieren. Das Betätigungselement ist in Bezug zu der Sensoreinheit entlang einer weiteren Bewegungsrichtung senkrecht zu der Bewegungsebene bewegbar, und die Auswerteeinheit ist ausgebildet, um eine Bewegung des Betätigungselements entlang der weiteren Bewe gungsrichtung basierend auf einem Sensorsignal von der Magnetfeld-Sensoreinheit zu detektieren. Furthermore, EP 3 086 094 A1 discloses a manual control transmitter for a control and operating unit of an aerial work platform, working machine or construction machine. The manual control transmitter comprises at least one actuating unit, which comprises an actuating element which has at least one magnetic position element, and an evaluation unit, which comprises at least one magnetic field sensor unit. The evaluation unit is designed to detect a position and / or movement of the actuating element in a plane of motion based on a sensor signal from the magnetic field sensor unit. The actuating element is movable relative to the sensor unit along a further movement direction perpendicular to the movement plane, and the evaluation unit is designed to detect a movement of the actuating element along the further direction of travel based on a sensor signal from the magnetic field sensor unit.
Weiterhin beschreibt die DE 10 2014 105 177 A1 ein Bedienelement mit einem elastisch verformbaren Betätigungsteil und einer Kraftsensorenmatrix. Ein Bedienelement weist ein bei Betätigung unter Krafteinwirkung zur Rückstellung in eine unbetätigte Stellung wenigstens bereichsweise elastisch verformbares Betätigungsteil und eine Matrix von Kraftsensoren zur Messung einer Krafteinwirkungsmatrix auf, die der Krafteinwirkung auf das Betätigungsteil zugeordnet ist; und eine Auswerteinheit zum Vergleich der gemessenen Krafteinwirkungsmatrix mit einer vorgegebenen Krafteinwirkungsmatrix, um bei einer Min- destübereinstimmung der gemessenen Krafteinwirkungsmatrix mit der vorgegebenen Krafteinwirkungsmatrix dem Bedienelement eine elektrische Schaltfunktion zuzuordnen. Furthermore, DE 10 2014 105 177 A1 describes an operating element with an elastically deformable actuating part and a force sensor matrix. An operating element has an actuating part that is elastically deformable at least in certain areas when actuated under force to return to an unactuated position, and a matrix of force sensors for measuring a force application matrix that is assigned to the action of force on the actuating part; and an evaluation unit for comparing the measured force application matrix with a predetermined force application matrix in order to assign an electrical switching function to the operating element at a minimum match of the measured force action matrix with the predetermined force action matrix.
Keine der aus dem Stand der Technik bekannten Druckschriften beschäftigt sich jedoch mit einer Schutzfunktion bei Überlast des Joysticks, ausgelöst durch ein Einquet- schen/Einklemmen einer Person beim Ausfahren eines Teleskoparms einer Hubarbeits- bühne. In der Praxis kommen solche Unfälle häufiger vor und es hat sich gezeigt, dass Personen im Korb in einer solchen Paniksituation hektisch versuchen, die Joystickhebel hin und her zu bewegen, sofern dies noch möglich ist. Hier setzt die vorliegende Erfindung an. Deshalb besteht der Bedarf nach einem verbesserten Ansatz. However, none of the documents known from the prior art deals with a protective function in the event of overloading of the joystick, triggered by crushing / pinching of a person during extension of a telescopic arm of a lifting workbench. In practice, such accidents occur more frequently and it has been shown that People in the basket in such a panic situation frantically try to move the joystick lever back and forth, if this is still possible. This is where the present invention begins. Therefore, there is a need for an improved approach.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Konzept für eine Bedieneinheit zu schaffen, das einen verbesserten Kompromiss aus Bedienbarkeit, Sicherheit und sichere Montage bietet. The object of the present invention is to provide a concept for an operating unit, which offers an improved compromise of operability, safety and safe installation.
Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. The object is solved by the independent claims.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen eine Bedienvorrichtung für eine Baumaschine mit einer Bodenplatte, einem Handsteuergeber, einem Bewegungs- sensor (z.B. Hallsensor) sowie zumindest einem Kraftsensor. Der Handsteuergeber oder auch Joystick genannt ist gewinkelt zu der Bodenplatte angeordnet und zumindest eindimensional oder auch zweidimensional gegenüber der Bodenplatte bewegbar. Die Position und/oder Bewegung des Joysticks / Handsteuergebers kann mit dem Bewegungssensor bestimmt werden, der in Abhängigkeit von der bestimmten Position und/oder der be- stimmten Bewegung ein sog. Bewegungssignal ausgibt. Der zumindest eine Kraftsensor ist ausgebildet, um eine auf das Handsteuerelement einwirkende Kraft oder eine von dem Handsteuergeber auf die Bodenplatte übertragene Kraft zu bestimmen und in Abhängig- keit von der bestimmten Kraft ein Kraftsignal auszugeben. Embodiments of the present invention provide an operating device for a construction machine having a base plate, a manual control transmitter, a motion sensor (e.g., a Hall sensor), and at least one force sensor. The hand control transmitter or else called a joystick is arranged at an angle to the bottom plate and at least one-dimensional or two-dimensionally movable relative to the bottom plate. The position and / or movement of the joystick / manual control transmitter can be determined with the motion sensor, which outputs a so-called motion signal as a function of the determined position and / or the specific movement. The at least one force sensor is designed to determine a force acting on the manual control element or a force transmitted from the manual control transmitter to the base plate and to output a force signal as a function of the determined force.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung liegen der Erkenntnis zugrunde, dass es bei oben beschriebenen Kollisionsszenarien (entsprechend welchen beim Ausfahren des Teleskoparms der Hubarbeitsbühne der Bediener zwischen dem Korb bzw. insbesondere Joystick und einem Gebäudeteil eingeklemmt oder eingequetscht werden kann) häufig dazu kommt, dass der Joystick aufgrund des Einklemmens nicht mehr bedient oder rechtzeitig in Nullstellung gebracht werden kann, um eine Bewegung des Teleskoparms der Maschine zu stoppen. Hierbei ist der Körper des Bedieners häufig im Bereich des Bedienelements eingeklemmt, so dass der Körper des Bedieners gegen den Joystick drückt, wodurch die Bewegung des Teleskoparms der Maschine fortgesetzt werden würde und der Bediener immer weiter eingequetscht und eingeklemmt werden würde. Um hier Abhilfe zu schaffen, werden nicht externe Sicherheitsmechanismen (Notausknopf) imple- mentiert, sondern gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung die Bedien- vorrichtung (Handsteuergeber / Joystick) mit einer zusätzlichen Schutzfunktion ausgestattet, durch die eine Überlast des Joysticks selber erkannt werden kann. Hierbei ist insbe- sondere die Überlast relevant, wenn der Handsteuergeber über dem maximalen Bewegungsbereich hinaus betätigt wird, da solche Überlasten bei oben erläuterten Kollisions- szenarien häufig auftreten. Um diese Erkennung zu realisieren, ist der Handsteuergeber um mindestens einen Kraftsensor, z. B. in Form eines Dehnungsmessstreifens (DMS) erweitert. Diese zusätzliche Schutzfunktion bzw. das zusätzliche Schutzelement, das in das Joystickmodul der Bedieneinheit integriert bzw. darin angeordnet ist, kann von außen keine Beschädigung oder Ähnliches, beispielsweise auch Umwelteinflüsse wie Feuchtig- keit oder Staub, erfahren. Auch wird der Anbringungsort der Bedieneinheit nicht einge- schränkt. Embodiments of the present invention are based on the finding that in the collision scenarios described above (corresponding to which the operator can be trapped or squeezed between the basket or, in particular, the joystick and a part of the building during extension of the telescopic arm of the aerial work platform), the joystick frequently occurs jamming or timely zeroing to stop movement of the machine's telescopic arm. Here, the body of the operator is often clamped in the area of the control element, so that the body of the operator presses against the joystick, whereby the movement of the telescopic arm of the machine would be continued and the operator would be further squeezed and trapped. In order to remedy this, external safety mechanisms (emergency stop button) are not implemented, but according to embodiments of the present invention, the operating device (manual control transmitter / joystick) is provided with an additional protective function by which overloading of the joystick itself can be detected. Here, in particular In particular, the overload is relevant if the manual control transmitter is actuated beyond the maximum range of motion since such overloads frequently occur in the case of collision scenarios explained above. To realize this recognition, the manual control transmitter is at least one force sensor, for. B. expanded in the form of a strain gauge (DMS). This additional protective function or the additional protective element, which is integrated in the joystick module of the operating unit or arranged therein, can not be damaged from the outside or the like, for example, environmental influences such as moisture or dust. Also, the mounting location of the operating unit is not limited.
Gemäß Ausführungsbeispielen kann zur Realisierung der Schutzfunktion auf der Leiter- platte des Joystickmoduls zusätzlich mindestens ein Dehnungsmessstreifen (DMS- Sensoren) als Kraftsensoren ) im Bereich der Bewegungssensorik (Hall-Sensorik) aufge- bracht sein, die z.B. eine Verformung der Leiterplatte bei Krafteinwirkung auf den Joystick messen bzw. detektieren. Eine optionale Auswerteeinheit wertet die Signale der Hall- Sensorik sowie der DMS-Sensoren aus und kann anhand der Signale der DMS-Sensoren eine Überlast des Joysticks und somit eine etwaige Gefahrensituation des Bedieners er- kennen. Die hier angedachten Kraftsensoren / Dehnungsmesstreifen sind kostengünstige Elemente und können, z. B. durch einfaches Aufkleben auf einer Joystick-Komponente, wie z. B. einer Leiterplatte, integriert bzw. darauf angeordnet werden und so mit der Aus- werteeinheit verbunden werden. In accordance with exemplary embodiments, in order to realize the protective function on the printed circuit board of the joystick module, at least one strain gage (strain gage sensors) may additionally be applied as force sensors in the area of motion sensors (Hall sensors), which are e.g. Measure or detect a deformation of the printed circuit board when force is applied to the joystick. An optional evaluation unit evaluates the signals from the Hall sensors and the strain gauge sensors and can use the signals of the strain gauge sensors to detect an overload on the joystick and thus any danger to the operator. The force sensors / strain gauges considered here are inexpensive elements and can, for. B. by simply sticking on a joystick component such. As a circuit board, integrated or arranged thereon and so are connected to the evaluation unit.
Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen umfasst die Bedieneinheit eine Auswer- teeinheit, die vor allem das Kraftsignal des zumindest einen Kraftsensors empfängt, um eine Überlast zu erkennen. Diese Au swe rtef u n ktiona I ität kann dabei in die bereits vorhan- dene Auswerteelektronik des Joysticks integriert sein. According to further exemplary embodiments, the operating unit comprises an evaluation unit which, in particular, receives the force signal of the at least one force sensor in order to detect an overload. This externality feature can be integrated into the evaluation electronics of the joystick that are already present.
Entsprechend Ausführungsbeispielen ist die Auswerteelektronik beispielsweise dazu aus- gebildet, um bei der bestimmten Überlast eine Bewegung der Baumaschine bzw. eine Bewegungsgeschwindigkeit von Komponenten der Baumaschine, wie beispielsweise ein Ausfahren des Teleskoparms, zu stoppen. Insofern wird bei einer Überlast des Joysticks, das heißt, wenn dieser über den maximalen Bewegungsbereich hinaus betätigt wird, bei spielsweise eine Bewegung des Teleskoparms der Maschine gestoppt und entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen eine Gegenbewegung ausgelöst, durch die der Bediener sich später aus der eingeklemmten Situation befreien kann. Hierbei ist eine Gegenbewegung eine Bewegung in bevorzugter Weise entgegengesetzter Bewegungsrichtung, im allgemeinen Fall aber unterschiedlichen Bewegungsrichtungen gegenüber der aktuellen Bewegung. According to exemplary embodiments, the evaluation electronics are designed, for example, to stop a movement of the construction machine or a movement speed of components of the construction machine, such as, for example, an extension of the telescopic arm, at the specific overload. In this respect, in an overload of the joystick, that is, when it is operated beyond the maximum range of motion, for example, a movement of the telescopic arm of the machine stopped and triggered according to other embodiments, a countermovement, through which the operator can later free himself from the trapped situation , Here, a countermovement is a movement in a preferred manner opposite direction of movement, in general case but different directions of movement relative to the current movement.
Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen kann bei einer geringen Überlast erst ein- mal eine Bewegungsgeschwindigkeit der Baumaschine bzw. eine Bewegungsgeschwin- digkeit von Komponenten der Baumaschine, wie beispielsweise ein Ausfahren des Tele- skoparms, reduziert werden. Insofern kann je nach Einwirken der Kraft auf den Joystick verschiedene Funktionen realisiert werden. Beispielsweise kann eine Bewegungsgeschwindigkeit des Teleskoparms der Maschine ab einer ersten Schwelle halbiert und bei Überschreiten einer zweiten Schwelle dann auf null gesetzt werden, d. h. ein Stoppen der Maschine bzw. des Teleskoparms, um dann in einem weiteren Schritt ebenfalls eine Gegenbewegung auszulösen. Diese Schwellen sind entsprechend Ausführungsbeispielen einstellbar. According to further embodiments, a movement speed of the construction machine or a speed of movement of components of the construction machine, such as extension of the telescope arm, can be reduced at a low overload. In this respect, depending on the action of the force on the joystick various functions can be realized. For example, a speed of movement of the telescopic arm of the machine can be halved from a first threshold and then set to zero when a second threshold is exceeded, d. H. stopping the machine or the telescopic arm, in order then also to trigger a counter-movement in a further step. These thresholds are adjustable according to embodiments.
Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen wäre es denkbar, dass bei einer bestimm- ten Überlast ein Alarmsignal ausgegeben wird. Hinterher ergibt sich dann beispielsweise folgendes Szenario. Wenn der Joystick ausgelenkt wird, wird zunächst eine Warnung (beispielsweise auf dem Display der Bediener) ausgegeben. Wenn die einwirkende Kraft auf den Joystick zunimmt, kann eine wie zuvor genannte Gegenbewegung eingeleitet werden, da dann davon ausgegangen werden kann, dass der Maschinenbediener den Joystick nicht mehr bedienen kann (beispielsweise, weil der Bediener eingeklemmt ist). Die„Schwelle“ für ein Warnsignal bei Überlast ist ebenfalls einstellbar, beispielsweise per Eingabeelement der Bedieneinheit. Auch wäre es hierbei denkbar, dass die zeitliche Komponente, also eine bestimmte Zeitdauer des Nichtreagierens auf das Alarmsignal mit bei der Auswertung berücksichtigt wird. According to further embodiments, it would be conceivable that an alarm signal is output at a certain overload. Afterwards, for example, the following scenario results. When the joystick is deflected, a warning (for example, on the operator's display) is displayed. If the force acting on the joystick increases, a countermovement as mentioned above can be initiated, because then it can be assumed that the machine operator can no longer operate the joystick (for example, because the operator is trapped). The "threshold" for a warning signal in case of overload is also adjustable, for example by input element of the operating unit. It would also be conceivable here that the temporal component, that is to say a specific period of non-reaction to the alarm signal, is taken into account in the evaluation.
Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen kann auch ein Alarmsignal ausgegeben werden, wenn sich der Joystick beispielsweise in einem g es pe rrte n/ve rrieg e I te n Zustand befindet und dennoch in eine der genannten Richtungen versucht wird, zu bewegen. Die- se Kraft kann unter Zuhilfenahme des mindestens einen Kraftsensors durch die Auswer- teelektronik erkannt werden, so dass dem Bediener dann eine entsprechende Meldung, den Joystick zu entsperren/zu entriegeln, auf dem Display angezeigt wird bzw. allgemein ausgegeben werden kann. According to further embodiments, an alarm signal may also be output when the joystick is in a partially disabled state, for example, and yet is attempting to move in either direction. This force can be detected by the evaluation electronics with the aid of the at least one force sensor, so that the operator then receives an appropriate message to unlock / unlock the joystick on the display or can generally be output.
Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen ist die Auswerteelektronik ausgebildet, um das Kraftsignal bzw. die Kraftsignale (bei mehreren Kraftsensoren) zu speichern und/oder einen Höchstwert für das Kraftsignal bzw. die Kraftsignale zu speichern. Dies hat den Sinn, dass eine sogenannte„Overload-Control“ erzielt wird. Der Joystick ist beispielswei- se für eine Kraft von maximal 300 N (30 kg) ausgelegt. Höhere Kräfte können zu einer permanenten Beschädigung des Joysticks bzw. der Joystickmechanik führen. Die Aus- werteeinheit im Joystick-Modul misst ständig die auf den Joystick einwirkenden Lasten und speichert die höchsten Werte ab. Der Hersteller der Maschine kann diese Werte im Service- bzw. Reparaturfall abfragen und die Joystick-Mechanik gegebenenfalls präventiv ersetzen. Hierbei wäre es in bevorzugter Weise möglich, dass Mechanik und Elektronik des Joysticks getrennt sind, so dass ein separater Austausch möglich ist. Bezüglich die- ser Trennung von Mechanik und Elektronik ist auch allgemein angemerkt, dass entspre chend bevorzugten Ausführungsbeispielen die Au swe rtee I e ktro n i k beispielsweise auf ei- ner Leiterplatte integriert bzw. auf einer Leiterplatte angeordnet ist. According to further embodiments, the evaluation is designed to store the force signal or the force signals (for multiple force sensors) and / or to store a maximum value for the force signal or the force signals. This has the meaning that a so-called "overload control" is achieved. For example, the joystick is designed for a maximum force of 300 N (30 kg). Higher forces can permanently damage the joystick or the joystick mechanism. The evaluation unit in the joystick module constantly measures the loads applied to the joystick and stores the highest values. The manufacturer of the machine can interrogate these values in the event of service or repair and replace the joystick mechanism if necessary preventively. In this case, it would be possible in a preferred manner that the mechanics and electronics of the joystick are separated, so that a separate exchange is possible. With regard to this separation of mechanics and electronics, it is also generally noted that, according to preferred exemplary embodiments, the external electronics are integrated, for example, on a printed circuit board or arranged on a printed circuit board.
Auf derselben Leiterplatte bzw. allgemein auf einer Komponente der Bodenplatte kann der Bewegungssensor und/oder auch der Kraftsensor realisiert sein. Durch das Austauschen dieser Leiterplatte oder allgemein durch das Austauschen des Joystick-Moduls können bestehende Maschinen mit der neuen Funktionalität nachgerüstet werden. On the same circuit board or generally on a component of the bottom plate of the motion sensor and / or the force sensor can be realized. By replacing this circuit board or generally by replacing the joystick module existing machines can be retrofitted with the new functionality.
Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen kann die Auswerteelektronik ausgebildet sein, um in Nullstellung des Joysticks die Kraft-/DMS-Sensoren durch die Hall-Sensorik zu kalibrieren, da die Dehnungsmesssensoren in der Regel eine temperatur- und alterungs- bedingte Drift aufweisen und davon auszugehen ist, dass in der Nullstellung des Joysticks keine Kraft auf die Kraftsensoren wirken sollte. Diese Kraft-/DMS-Sensoren können durch die Auswerteeinheit derart überwacht werden, dass ein Defekt der Schutzfunktion bzw. der Schutzelemente angezeigt wird. Hierbei kann dann ein entsprechendes Warnsignal an den Maschinenbediener ausgegeben werden. According to further embodiments, the evaluation can be designed to calibrate the force / strain gauge sensors in the neutral position of the joystick by the Hall sensor, since the strain gage sensors usually have a temperature and age-related drift and it can be assumed that In the zero position of the joystick, no force should act on the force sensors. These force / strain gauge sensors can be monitored by the evaluation unit such that a defect in the protective function or the protective elements is displayed. In this case, a corresponding warning signal can then be output to the machine operator.
An dieser Stelle sei auch angemerkt, dass durch die zusätzlichen Kraftsensoren eine Art Notbetrieb realisiert sein kann, auch wenn der Bewegungssensor (z. B. Hall-Sensorik) defekt ist, da mittels der Kraftsensoren (DMS-Sensoren) auch eine Bedienkraft als Be- diensignal ausgewertet werden kann. Die Auswerteelektronik könnte dann das Kraftsignal des Kraftsensors als Bewegungssignal interpretieren. Somit ist der Joystick bis zum Aus- tausch des defekten Moduls bei der nächsten Wartung bzw. Reparatur weiter bedienbar. At this point it should also be noted that a type of emergency operation can be implemented by the additional force sensors, even if the motion sensor (eg hall sensor) is defective, since by means of the force sensors (strain gauge sensors) also an operator diensignal can be evaluated. The transmitter could then interpret the force signal of the force sensor as a motion signal. Thus, the joystick can continue to be operated until the replacement of the defective module during the next maintenance or repair.
In diesem Zusammenhang wäre es jedoch auch denkbar, dass die Auswerteelektronik dazu ausgebildet sein kann, eine Position des Joysticks / Handsteuergebers mit dem Be- wegungssensor zu bestimmen und eine Bewegung des Joysticks / Handsteuergebers mit dem Kraftsensor zu bestimmen, obwohl der Bewegungssensor keinen Defekt aufweist. Ferner könnte das vom Kraftsensor ausgegebene Bewegungssignal mit dem Bewe- gungssignal des Bewegungssensors durch die Auswerteelektronik kontinuierlich vergli- chen werden und somit auf Plausibilität überprüft werden. In this context, however, it would also be conceivable that the evaluation electronics can be configured to move a position of the joystick / manual control transmitter with the motion sensor and to determine a movement of the joystick / hand control with the force sensor, although the motion sensor has no defect. Furthermore, the motion signal output by the force sensor could be continuously compared with the motion signal of the motion sensor by the evaluation electronics and thus checked for plausibility.
Wie oben bereits erläutert, so ist in bevorzugter Weise die Auswerteelektronik sowie die Sensorik (Bewegungssensor und ein oder mehrere Kraftsensoren (DMS-Sensoren)) auf einer Leiterplatte ausgeführt. Üblicherweise werden die DMS-Sensorelemente auf der Leiterplatte aufgeklebt. Es kann aber auch entsprechend einem anderen Layout ein Lei- terplattenlayout vorgesehen sein, bei welchem die DMS-Sensoren direkt in die Leiterplatte integriert sind. As already explained above, the evaluation electronics and the sensors (motion sensor and one or more force sensors (strain gauge sensors)) are preferably implemented on a printed circuit board. Usually, the strain gauge sensor elements are glued to the circuit board. However, according to another layout, a printed circuit board layout may also be provided in which the strain gauge sensors are integrated directly into the printed circuit board.
Bei den auf der Leiterplatte bzw. allgemein der Bodenplatte oder einer Komponente der Bodenplatte integrierten Kraftsensoren wird beispielsweise eine Verformung der Boden- platte bzw. der Leiterplatte bzw. der Komponente ermittelt und ausgehend von der ermit telten Verformung ein Kraftsignal ausgegeben. Bezüglich des Layouts sei auch ange- merkt, dass entsprechend Ausführungsbeispielen im Lotfußpunkt des Joysticks bzw. im Bereich des Lotfußpunkts der Bewegungssensor angeordnet ist, während um diesen Lot- fußpunkt herum die ein oder mehreren Kraftsensoren vorgesehen sein können. In the case of the force sensors integrated on the printed circuit board or generally the bottom plate or a component of the bottom plate, a deformation of the bottom plate or the printed circuit board or the component is determined, for example, and a force signal is output on the basis of the determined deformation. With regard to the layout, it should also be noted that, according to embodiments, the motion sensor is arranged in the solder root point of the joystick or in the area of the solder root point, while the one or more force sensors may be provided around this solder root point.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine Baumaschine, wie z. B. eine Hub- arbeitsbühne mit einem entsprechenden Dehnelement. Another embodiment relates to a construction machine, such. B. a lifting platform with a corresponding expansion element.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Verfahren zur Bedienung mit oben erläuterter Hardware-Komponenten, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Another embodiment relates to a method of operation with hardware components explained above, the method comprising the following steps:
Bestimmen einer Position und/oder ein Bewegen des Joysticks gegenüber der Bodenplatte und Ausgeben eines von der bestimmten Position und/oder der be- stimmten Bewegung abhängigen Bewegungssignals; Determining a position and / or moving the joystick relative to the bottom plate and outputting a motion signal dependent on the determined position and / or motion;
Bestimmen einer auf dem Joystick vorherrschenden Kraft, um ein Überlastsignal zu detektieren, und Ausgeben eines von der bestimmten Kraft abhängigen Kraft- signals; und  Determining a force prevailing on the joystick to detect an overload signal and outputting a force signal dependent on the determined force; and
Beeinflussung der Bewegung der Baumaschine oder von Komponenten der Bau- maschine, wie beispielsweise eines Teleskoparms, in Abhängigkeit des Bewegungssignals und in Abhängigkeit des Kraftsignals. Weiterbildungen sind unten entsprechend definiert. Ausführungsbeispiele der vorliegen- den Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert: Influencing the movement of the construction machine or components of the construction machine, such as a telescopic arm, depending on the movement signal and in dependence of the force signal. Further developments are defined below accordingly. Exemplary embodiments of the present invention are explained below with reference to the accompanying drawings:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Bedienvorrichtung gemäß einem Ba- sisausführungsbeispiel; 1 shows a schematic representation of an operating device according to a base embodiment;
Fig. 2a-c eine schematische Darstellung einer Hubarbeitsbühne bei der Bewegung, zur Illustration, wie es zu den mittels Ausführungsbeispielen der vorliegen- den Erfindung gelösten Sicherheitsproblemen kommen kann; FIGS. 2a-c a schematic illustration of an aerial work platform during the movement, to illustrate how the safety problems solved by means of embodiments of the present invention can occur;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer weiteren Bedienvorrichtung gemäß einem erweiterten Ausführungsbeispiel; 3 shows a schematic illustration of a further operating device according to an extended exemplary embodiment;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Bedienvorrichtung zusammen mit einem Bediener zur Illustration der möglicherweise entstehenden Gefahrensituation, ausgehend von der Bedienvorrichtung aus Fig. 3; 4 shows a schematic representation of an operating device together with an operator for illustration of the possibly arising dangerous situation, starting from the operating device from FIG. 3;
Fig. 5a-5b schematische Darstellungen einer Bedienvorrichtung, insbesondere eines 5a-5b are schematic representations of an operating device, in particular one
Handsteuergebers gemäß erweiterten Ausführungsbeispielen;  Manual control transmitter according to extended embodiments;
Fig. 6a-6b schematische Darstellungen des Handsteuergebers aus den Fig. 5a bis 5b, wobei hier die Ermittlung der bei der Überlast entstehenden Kraft illustriert ist; und 6a-6b are schematic representations of the manual control transmitter from FIGS. 5a to 5b, wherein the determination of the force resulting from the overload is illustrated here; and
Fig. 7a-7b schematische Darstellungen zur Illustration der Verformung von Kompo- nenten der Bedienvorrichtung gemäß Ausführungsbeispielen. 7a-7b are schematic representations for illustrating the deformation of components of the operating device according to embodiments.
Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beilie- genden Zeichnungen im Detail erläutert werden, sei darauf hingewiesen, dass gleichwir kende Elemente und Strukturen mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die Beschreibung derer aufeinander anwendbar bzw. austauschbar ist. Before embodiments of the present invention will be explained in detail with reference to the accompanying drawings, it should be noted that like elements and structures are given the same reference numerals, so that the description of which is mutually applicable or interchangeable.
Fig. 1 zeigt eine Bedieneinheit 150 mit einem Handsteuergeber 300, der auch als Joystick bezeichnet werden kann. Dieser Handsteuergeber 300 ist gegenüber einer Bodenplatte bzw. Leiterplatte 430 gewinkelt angeordnet und bewegbar ausgelegt. Beispielsweise ist der Handsteuergeber 300 senkrecht gegenüber der Bodenplatte 430 und zumindest ein- achsig (z.B. vorne-hinten, vgl. Pfeil X) oder zweiachsig (plus links-rechts, vgl. Pfeil Y) oder sogar dreiachsig (plus drücken-ziehen, vgl. Pfeil Z) bewegbar. 1 shows an operating unit 150 with a manual control transmitter 300, which can also be referred to as a joystick. This manual control transmitter 300 is arranged angled relative to a base plate or printed circuit board 430 and designed to be movable. For example the manual control transmitter 300 perpendicular to the bottom plate 430 and at least one-axis (eg front-rear, see arrow X) or biaxial (plus left-right, see arrow Y) or even three-axis (plus push-pull, see arrow Z ) movable.
Die Bewegung wird mittels eines zum Umfang der Bedienvorrichtung 150 gehörenden Bewegungssensor 400, wie z. B. einem Hall-Sensor, in X-, Y- und/oder Z-Richtung über- wacht. Dieser Bewegungssensor 400 ermittelt ein,- zwei- oder dreiachsig die Bewegung des Joysticks 300 gegenüber der Bodenplatte 430 bzw. der Leiterplatte 430 und gibt aus- gehend hiervon ein sogenanntes Bewegungssignal 401 aus. Dieses Bewegungssignal wird von der optionalen Auswerteeinheit 500 empfangen und ausgewertet. The movement is by means of a part of the circumference of the operating device 150 associated movement sensor 400, such. B. a Hall sensor, in the X, Y and / or Z direction monitored. This movement sensor 400 detects one, two or three axes of the movement of the joystick 300 relative to the bottom plate 430 or the printed circuit board 430 and emits therefrom a so-called motion signal 401. This movement signal is received and evaluated by the optional evaluation unit 500.
Zusätzlich weist die Bedienvorrichtung 150 noch einen Kraftsensor 410, wie z. B. einen Dehnungsmesssensor auf. Dieser kann z. B. an dem Joystick 300 angeordnet sein. Alter- nativ wäre auch eine Anordnung des Kraftsensors in der Bodenplatte bzw. Leiterplatte 430 denkbar, wie hier durch die Komponente, markiert mit dem Bezugszeichen 410‘, illus- triert ist. Der Kraftsensor 410 (410') gibt ein Kraftsignal 411 aus, das beispielsweise auch von der Auswerteeinrichtung 500 empfangen wird. In addition, the operating device 150 still has a force sensor 410, such. B. on a strain gauge. This can z. B. be arranged on the joystick 300. Alternatively, an arrangement of the force sensor in the base plate or printed circuit board 430 would also be conceivable, as illustrated here by the component marked with the reference numeral 410 '. The force sensor 410 (410 ') outputs a force signal 411, which is also received by the evaluation device 500, for example.
Das Kraftsignal 411 ist beispielsweise abhängig von der Verformung des Joysticks 300 oder abhängig von der Verformung der Bodenplatte bzw. Leiterplatte 430. Wenn das Kraftsignal 411 einen vorbestimmten Wert, wie z. B. 300 Newton entsprechend überschreitet, kann die Auswerteeinrichtung 500 eine sogenannte Überlast detektieren. Diese 300 Newton sind nur exemplarisch und können auch je nach Anwendungsfall variieren, z. B. im Bereich zwischen 10 Newton und 1000 Newton. The force signal 411 depends, for example, on the deformation of the joystick 300 or on the deformation of the bottom plate or printed circuit board 430. If the force signal 411 has a predetermined value, such as, for example, B. exceeds 300 Newton accordingly, the evaluation device 500 can detect a so-called overload. These 300 Newton are only examples and may vary depending on the application, eg. B. in the range between 10 Newton and 1000 Newton.
Sobald eine Überlast erkannt wird, kann entsprechend Ausführungsbeispielen in die Steuerung der Hubarbeitsbühne eingegriffen werden. Wenn man beispielsweise davon ausgeht, dass der Joystick 300 in Richtung A nach vorne bewegt wird, so dass die Hub- arbeitsbühne hierbei beispielsweise ausgefahren wird, so kann bei Vorliegen einer Überlast resultierend aus einer Bewegung in Richtung A das entsprechende Steuersignal von der Auswerteeinheit 500 nicht mehr weitergegeben werden, sondern die Bewegung des Auslegers gestoppt werden. Alternativ wäre es auch denkbar, dass die Bewegung umge kehrt wird, als ob der Joystick 300 in entgegengesetzter Richtung bewegt wird, um im oben skizzierten Schadenfall den Bediener wieder von der Einklemmsituation zu befreien. Nachfolgend wird die Struktur der Bedienvorrichtung im Detail und insbesondere exemplarische Einbausituationen desselben in eine Hubarbeitsbühne erläutert. As soon as an overload is detected, it is possible to intervene in the control of the aerial work platform in accordance with exemplary embodiments. If, for example, it is assumed that the joystick 300 is moved forwards in the direction A so that the lifting platform is extended in this case, for example, then in the event of an overload resulting from a movement in the direction A, the corresponding control signal from the evaluation unit 500 can not More will be passed, but the movement of the jib will be stopped. Alternatively, it would also be conceivable that the movement is reversed, as if the joystick 300 is moved in the opposite direction in order to free the operator from the entrapment situation in the case of damage outlined above. Hereinafter, the structure of the operating device will be explained in detail and in particular exemplary installation situations thereof in an aerial work platform.
Fig. 2a zeigt eine Hubarbeitsbühne 10, welche im Wesentlichen aus einem Chassis 11 und einem daran angeordneten Kranmechanismus 12 besteht. Der Kranmechanismus 12 ist dabei gegenüber dem Chassis 11 drehbar angeordnet sowie durch den Hubzylinder 16 in seinem Anstellwinkel veränderbar. Der Kranmechanismus 12 umfasst einen ein- und ausfahrbaren Teleskopausleger 13, an dessen Ende ein Korb 14 angeordnet ist. In dem Korb 14 kann eine Person 1 wie dargestellt, oder aber auch Arbeitsmaterialien transpor tiert werden. Fig. 2a shows an aerial work platform 10, which consists essentially of a chassis 11 and a crane mechanism 12 arranged thereon. The crane mechanism 12 is rotatably arranged relative to the chassis 11 and changeable by the lifting cylinder 16 in its angle of attack. The crane mechanism 12 includes a retractable telescopic boom 13, at the end of a basket 14 is arranged. In the basket 14, a person 1 as shown, or even working materials are transported benefits.
Um den Kranmechanismus 12, den Teleskopausleger 13 und/oder Korb 14 der Arbeits- bühne 10 zu steuern, d. h. den Korb 14 beispielsweise an eine erforderliche Arbeitspositi- on zu bewegen, ist in dem Korb 14 eine Bedieneinheit 15 angeordnet. Diese Bedienein- heit 15 umfasst im Wesentlichen Bedienhebel / Handsteuergeber (bzw. sogenannte Joy- sticks 30) und optional auch T astaturelementen 21 , wie in Fig. 3 näher gezeigt. Eine Ar- beitsposition könnte beispielsweise ein an einer Gebäudewand 5 angebauter Vorbau 6 sein, wie zum Beispiel in Fig. 2a dargestellt ein Balkon. Es ist üblich, dass eine Bedien- einheit 15 in dem Korb 14 in Richtung der Hubarbeitsbühne 10 angeordnet ist und somit der Bediener 1 in dem Korb 14 in Blickrichtung der Maschine 10 schaut. Folglich bewegt sich der Bediener 1 beim Ausfahren des Teleskopauslegers 13 mit dem Rücken zur entsprechenden Arbeitsposition. Die Anordnung der Bedieneinheit 15 im Korb 14 ermöglicht es, dass der Bediener 1 an der Arbeitsposition einfacher und besser arbeiten kann, da ihm dann keine für die Arbeit hinderlichen Teile, wie beispielsweise die Bedieneinheit 15, im Weg sind. In order to control the crane mechanism 12, the telescopic boom 13 and / or basket 14 of the work platform 10, d. H. For example, to move the basket 14 to a required working position, an operating unit 15 is arranged in the basket 14. This operating unit 15 essentially comprises operating lever / manual control transmitter (or so-called joysticks 30) and, optionally, key elements 21, as shown in more detail in FIG. An operating position could, for example, be a stem 6 mounted on a building wall 5, such as, for example, a balcony shown in FIG. 2a. It is usual for an operating unit 15 to be arranged in the basket 14 in the direction of the working platform 10, and thus for the operator 1 to look in the basket 14 in the direction of the machine 10. Consequently, the operator 1 moves during extension of the telescopic boom 13 with his back to the appropriate working position. The arrangement of the operating unit 15 in the basket 14 allows the operator 1 to work easier and better at the working position, since no work-related parts such as the operating unit 15 are then in the way.
Nachteilig an der Anordnung der Bedieneinheit 15 im Korb 14 ist, dass beim Anfahren der Arbeitsposition ein Hindernis, wie beispielsweise ein Gebäudevorbau 6, vom Bediener 1 leicht übersehen werden kann und es gegebenenfalls zu einer Kollision des Bedieners 1 mit dem Gebäudevorbau 6 kommen kann. Da der Teleskopausleger 13 bei einer Kollision des Bedieners 1 mit dem Gebäudevorbau 6 weiter in einer Bewegungsrichtung B aus- fährt, wird der Bediener 1 mit seinem Oberkörper 2 unmittelbar auf die Bedieneinheit 15 gedrückt. Der Bediener 1 ist dann nicht mehr in der Lage, den Bedienhebel bzw. Joystick 30 in eine Nullstellung zu bringen und somit ein weiteres Ausfahren des Teleskopausle- gers 13 zu stoppen. Eine solche Kollisionssituation ist in den Fig. 2b und 2c dargestellt. Derartige Unfälle führen demnach zu einem Einklemmen des Bedieners 1 zwischen dem Gebäudevorbau 6 und der Bedieneinheit 15. A disadvantage of the arrangement of the operating unit 15 in the basket 14 is that when approaching the working position an obstacle, such as a building porch 6, the operator 1 can be easily overlooked and it may possibly lead to a collision of the operator 1 with the building porch 6. Since the telescopic boom 13 moves further in a movement direction B in the event of a collision between the operator 1 and the building porch 6, the operator 1 is pressed with his upper body 2 directly onto the operating unit 15. The operator 1 is then no longer able to bring the operating lever or joystick 30 into a zero position and thus to stop further extension of the telescopic drawer 13. Such a collision situation is shown in FIGS. 2b and 2c. Accordingly, such accidents lead to pinching of the operator 1 between the building porch 6 and the operating unit 15.
Fig. 3 zeigt beispielhaft eine Bedieneinheit 15 zur Steuerung der Baumaschine bzw. des in Fig. 2a-2c dargestellten Systems 10 umfassend Kranmechanismus 12 und/oder Teleskopausleger 13 und/oder Korb 14 der Arbeitsbühne 10 (bzw. einer Komponente des Sys- tems). Mithilfe der Joysticks 30 können die einzelnen Bewegungen des Korbs 14 verän- dert werden, beispielsweise den Teleskopausleger 13 ein- und ausfahren oder aber den Anstellwinkel des Kranmechanismus 12 durch den Hubzylinder 16 verändern. Diese Joy- sticks 30 sind jeweils auf einem Modul 20a und 20b angeordnet, welche beispielsweise bei einem Defekt einfach ausgewechselt werden kann, ohne dass die ganze Bedienein- heit 15 ausgetauscht werden muss. In der Bedieneinheit 15 sind für weitere Funktionalitä- ten ein Tastaturmodul 21 sowie ein Display 22 zum Anzeigen von maschinenrelevanten Daten und Parametern angeordnet. 3 shows by way of example an operating unit 15 for controlling the construction machine or the system 10 shown in FIGS. 2a-2c comprising crane mechanism 12 and / or telescopic boom 13 and / or basket 14 of the work platform 10 (or a component of the system). , By means of the joysticks 30, the individual movements of the basket 14 can be changed, for example, the telescopic boom 13 and extend or change the angle of attack of the crane mechanism 12 by the lifting cylinder 16. These joysticks 30 are each arranged on a module 20a and 20b, which can be easily replaced, for example in the event of a defect, without the entire operating unit 15 having to be replaced. In the operating unit 15, a keyboard module 21 and a display 22 for displaying machine-relevant data and parameters are arranged for further functionalities.
Fig. 4 zeigt, wie der Bediener 1 bei einer Kollision mit einem Gebäudevorbau 6 (siehe Fig. 2c) mit seinem Oberkörper 2 unmittelbar auf den Knauf 31 des Bedienhebels bzw. Joy- sticks 30 der Bedieneinheit 15 gedrückt wird und eine Kraft F, FOL auf den Knauf 31 aus- übt. Der Bediener 1 wäre in dieser Situation nicht mehr in der Lage, den Bedienhebel bzw. Joystick 30 in eine Nullstellung zu bringen und somit ein weiteres Ausfahren des Teleskopauslegers 13 zu stoppen. FIG. 4 shows how the operator 1, in the event of a collision with a building porch 6 (see FIG. 2c), is pressed with his upper body 2 directly onto the knob 31 of the operating lever or joystick 30 of the operating unit 15 and a force F, FOL on the knob 31 exercises. In this situation, the operator 1 would no longer be able to bring the operating lever or joystick 30 into a zero position and thus to stop further extension of the telescopic jib 13.
Die Fig. 5a und 5b zeigen ein Joystickmodul 20a/b in seitlicher Ansicht. Die mechani- schen Komponenten des Joysticks 30 sind dabei auf einer Leiterplatte 43 angeordnet, vorzugsweise daran angeschraubt. Der Joystickhebel 30 besteht im Wesentlichen aus einem Knauf 31 , welcher dem Bediener 1 zum Betätigen des Joysticks 30 in verschiedene Richtungen dient. Direkt unterhalb des Knaufs 31 befindet sich eine Verriegelung 33, die vor jedem Betätigen des Joysticks nach oben gezogen werden muss. Dies verhindert eine unbewusste bzw. ungewollte Betätigung des Joysticks 30 und somit eine unbewusste bzw. ungewollte Bewegung des Kranmechanismus 12, des Teleskopauslegers 13 und/oder des Korbs 14 der Arbeitsbühne 10. Dies kann passieren, wenn der Bediener 1 sich beispielsweise im Korb 14 umdrehen muss und mit dem Ellbogen versehentlich ge- gen den Joystickhebel 30 kommt. Zum Schutz der im Inneren des Joysticks 30 liegenden Mechanik ist ein sogenannter Faltenbalg 32 im unteren Teil angeordnet, der aus einem beweglichen Material besteht. Bei einer seitlichen Bewegung des Joysticks 30, wie in Fig. 5b gezeigt, wird der Faltenbalg 32 auf der einen Seite zusammengestaucht und auf der anderen Seite auseinandergezogen. Die erforderliche Elektronik zum Erkennen und Aus- werten der Joystickbewegungen befindet sich idealerweise unterhalb der Leiterplatte 43 und besteht im Wesentlichen aus einem Hall-Sensor 40. Joystickbewegungen werden durch ein an der Mechanik angebrachten Magneten erkannt, hier nicht dargestellt. FIGS. 5a and 5b show a side view of a joystick module 20a / b. The mechanical components of the joystick 30 are arranged on a printed circuit board 43, preferably screwed thereto. The joystick lever 30 consists essentially of a knob 31, which serves the operator 1 to operate the joystick 30 in different directions. Directly below the knob 31 is a latch 33, which must be pulled up before each actuation of the joystick. This prevents an unconscious or unwanted operation of the joystick 30 and thus an unconscious or unwanted movement of the crane mechanism 12, the telescopic boom 13 and / or the basket 14 of the platform 10. This can happen when the operator 1, for example, in the basket 14 turn around must and with the elbow accidentally comes against the joystick lever 30. To protect the mechanism located inside the joystick 30, a so-called bellows 32 is arranged in the lower part, which consists of a movable material. In a lateral movement of the joystick 30, as shown in Fig. 5b, the bellows 32 is compressed on one side and on the pulled apart on the other side. The required electronics for detecting and evaluating the joystick movements are ideally located below the printed circuit board 43 and essentially consists of a Hall sensor 40. Joystick movements are detected by a magnet attached to the mechanism, not shown here.
Das Joystickmodul 20a/b ist in den äußeren Randbereichen der Leiterplatte 43 an Halte- rungen 35a/b mittels Befestigungsmitteln 36 vorzugsweise lösbar befestigt. Bei einer auf den Knauf 31 des Bedienhebels bzw. Joysticks 30 der Bedieneinheit 15 einwirkenden Kraft F wird somit auch eine Kraft auf die Leiterplatte 43 ausgeübt, die zu mechanischen Verspannungen bzw. mechanischen Verformungen der Leiterplatte 43 führt. Derartige mechanische Verspannungen können mit der vorliegenden Erfindung mittels mindestens einem an der Leiterplatte 43 angeordneten DMS-Sensor 41 und/oder 42 gemessen wer- den. The joystick module 20a / b is preferably releasably secured in the outer edge regions of the printed circuit board 43 to holders 35a / b by means of fastening means 36. In a force F acting on the knob 31 of the operating lever or joystick 30 of the operating unit 15, a force is thus also exerted on the printed circuit board 43, which leads to mechanical tension or mechanical deformations of the printed circuit board 43. Such mechanical stresses can be measured with the present invention by means of at least one strain gage sensor 41 and / or 42 arranged on the printed circuit board 43.
Auch kann eine Überbelastung, d. h. eine über die maximal zulässige Belastungsgrenze hinausgehende Krafteinwirkung auf den Joystickhebel 30, wie schematisch in den Fig. 6a und 6b dargestellt, mit dem mindestens einen an der Leiterplatte 43 angeordneten DMS- Sensor 41 und/oder 42 erfasst werden. Die Überbelastung des Joystickhebels 30 ist schematisch durch die gestrichelte Linie 44 angedeutet, die aufzeigt, dass Joystick 30 im Vergleich zu der Darstellung in Fig. 5b mit einer stärkeren Kraft FOL betätigt wurde. Bei einer derartigen Überbelastung des Joysticks gibt es stärkere mechanische Verspannun- gen und auch deutliche Deformationen der Leiterplatte 43. In denen mit den Bezugszei- chen 45a und 45b bezeichneten Bereichen senkt sich die Leiterplatte 43 bei einer Über- belastung ab bzw. hebt sich an. Dies soll auch durch die beiden Pfeile FD und FU deutlich gemacht werden, die eine Bewegungsrichtung der Leiterplattenbereiche 45a und 45b nach oben und unten zeigen. Derartige mechanische Überbeanspruchungen können ebenfalls mit der vorliegenden Erfindung mittels der an der Leiterplatte 43 angeordneten DMS-Sensoren 41 und/oder 42 gemessen werden. Wird eine solche Überbeanspruchung bzw. Überbelastung durch eine Auswerteeinheit erfasst (siehe Fig. 1 ), so kann beispiels- weise eine wie oben beschriebene Kollisionssituation vorliegen, d. h. der Bediener könnte zwischen dem Gebäudevorbau 6 und der Bedieneinheit 15 eingeklemmt sein, wobei der Oberkörper 2 des Bedieners 1 dann mit einer über die maximal zulässige Belastungs- grenze hinausgehenden Kraft FOL auf den Joystickhebel 30 drückt. Also, overloading, i. H. a beyond the maximum allowable load limit force acting on the joystick lever 30, as shown schematically in Figs. 6a and 6b, are detected with the at least one arranged on the circuit board 43 DMS sensor 41 and / or 42. The overloading of the joystick lever 30 is indicated schematically by the dashed line 44, which shows that joystick 30 was actuated with a stronger force FOL compared to the illustration in FIG. 5b. In the case of such overloading of the joystick, there are stronger mechanical stresses and also clear deformations of the printed circuit board 43. In those regions denoted by reference numerals 45a and 45b, the printed circuit board 43 lowers or lifts when overloaded. This should also be made clear by the two arrows FD and FU, which show a direction of movement of the printed circuit board areas 45a and 45b up and down. Such mechanical overstresses can also be measured with the present invention by means of the DMS sensors 41 and / or 42 arranged on the printed circuit board 43. If such an overstress or overload is detected by an evaluation unit (see FIG. 1), then, for example, a collision situation as described above may exist, ie. H. the operator could be clamped between the building porch 6 and the operating unit 15, wherein the upper body 2 of the operator 1 then presses the joystick lever 30 with a force FOL exceeding the maximum permissible load limit.
Bei obigen Ausführungsbeispielen wurde insbesondere davon ausgegangen, dass die Kraftsensoren/Dehnungsmesssensoren im Bereich der Bodenplatte oder in einer Leiter- platte, die auf der Bodenplatte angeordnet ist, vorgesehen sind. Die Fig. 7a bis 7b illustrie ren, durch Schraffierung gekennzeichnet, die Spannungszustände in der Bodenplat te/Leiterplatte 43, wenn der Joystick 30 aus der mit gestrichelter Linie gezeichneten Ruhe lage ausgelenkt wird. Die Ruhelage ist mit gestrichelten Linien gekennzeichnet, wobei die Auslenkung bzw. die zu der Auslenkung führende Kraft mit F gekennzeichnet ist. In the above exemplary embodiments, it has been assumed in particular that the force sensors / strain sensors are located in the region of the base plate or in a conductor plate. plate, which is arranged on the bottom plate, are provided. FIGS. 7a to 7b illustrate, by hatching, the voltage states in the bottom plate / circuit board 43 when the joystick 30 is deflected out of the position indicated by the dashed line. The rest position is indicated by dashed lines, wherein the deflection or the force leading to the deflection is marked F.
Auch wenn bei dem obigen Ausführungsbeispiel insbesondere davon ausgegangen wur- de, dass es sich hierbei um einen zweidimensionalen Joystick handelt, der z. B. senkrecht aus der Bodenplatte/Leiterplatte hinausragen kann, sei an dieser Stelle angemerkt, dass es sich auch um ein anderes bewegbares Element, das z. B. mit einem anderen Winkel vorgewinkelt ist, handeln kann. Even though in the above exemplary embodiment, in particular, it was assumed that this is a two-dimensional joystick, which, for. B. can protrude vertically from the bottom plate / circuit board, it should be noted at this point that it is also another movable element, the z. B. is angled at a different angle, can act.
Darüber hinaus sei auch darauf hingewiesen, dass die Bedienvorrichtung nicht nur für die bei obigen Ausführungsbeispielen erläuterten Arbeitsbühnen, sondern auch für andere Baumaschinen geeignet ist. In addition, it should also be noted that the operating device is suitable not only for the above-explained embodiments working platforms, but also for other construction machines.
Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen ist der Bewegungssensor beispielsweise durch ein induktives Element oder ein kapazitives Element realisierbar. Auch der Krafts- ensor muss nicht zwingend als Dehnungsmessstreifen realisiert sein, sondern kann auch anders ausgeführt sein. According to further embodiments, the motion sensor can be realized for example by an inductive element or a capacitive element. The force sensor does not necessarily have to be realized as a strain gauge, but can also be designed differently.
Weitere Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Verfahren zur Bedienung der Hubar- beitsbühne. Das Verfahren umfasst die Schritte des Überwachens der Bewegung/Position des Joysticks und Ausgeben eines entsprechenden Bewegungssignals, des Überwa- chens einer auf den Joystick einwirkenden Kraft und Ausgeben eines entsprechenden Kraftsignals, sowie des Steuerns der Baumaschine in Abhängigkeit von den zwei überwachten Größen. Further exemplary embodiments relate to a method for operating the lifting work platform. The method includes the steps of monitoring the motion / position of the joystick and outputting a corresponding motion signal, monitoring a force applied to the joystick, and outputting a corresponding force signal, as well as controlling the construction machine in response to the two monitored quantities.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Ver fahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu ver stehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfahrensschritte können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwen- düng eines Hardware-Apparats), wie zum Beispiel einen Mikroprozessor, einen program mierbaren Computer oder eine elektronische Schaltung ausgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden. Although some aspects have been described in the context of a device, it should be understood that these aspects also constitute a description of the corresponding method, so that a block or device of a device is also to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step , Similarly, aspects described in connection with or as a method step also represent a description of a corresponding block or detail or feature of a corresponding device. Some or all of the method steps may be performed by a hardware device (or using a hardware device). a hardware apparatus), such as a microprocessor, a programmable computer, or an electronic circuit. In some embodiments, some or more of the most important method steps may be performed by such an apparatus.
Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magneti- schen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart Zusammenwirken können oder Zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Deshalb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein. Depending on particular implementation requirements, embodiments of the invention may be implemented in hardware or in software. The implementation may be performed using a digital storage medium, such as a floppy disk, a DVD, a Blu-ray Disc, a CD, a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM or FLASH memory, a hard disk, or other magnetics - or optical memory are stored on the electronically readable control signals, which can cooperate with a programmable computer system or cooperating, that the respective method is performed. Therefore, the digital storage medium can be computer readable.
Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem pro- grammierbaren Computersystem derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin be- schriebenen Verfahren durchgeführt wird. Thus, some embodiments according to the invention include a data carrier having electronically readable control signals capable of interacting with a programmable computer system such that one of the methods described herein is performed.
Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Computerpro- grammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode dahingehend wirksam ist, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Computerpro- grammprodukt auf einem Computer abläuft. In general, embodiments of the present invention may be implemented as a computer program product having a program code, wherein the program code is operable to perform one of the methods when the computer program product runs on a computer.
Der Programmcode kann beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein. The program code can also be stored, for example, on a machine-readable carrier.
Andere Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wobei das Co m p ute rprog ra m m auf einem maschi- nenlesbaren Träger gespeichert ist. Other embodiments include the computer program for performing any of the methods described herein, wherein the co-preprocess is stored on a machine-readable carrier.
Mit anderen Worten ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens somit ein Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen eines der hierin be schriebenen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ab läuft. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren ist somit ein Daten- träger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren auf- gezeichnet ist. Der Datenträger, das digitale Speichermedium oder das computerlesbare Medium sind typischerweise gegenständlich und/oder nicht-vergänglich bzw. nicht- vorübergehend. In other words, an embodiment of the method according to the invention is thus a computer program which has a program code for performing one of the methods described hereinbefore when the computer program is running on a computer. A further exemplary embodiment of the method according to the invention is thus a data carrier (or a digital storage medium or a computer-readable medium) on which the computer program for performing one of the methods described herein is recorded. The data carrier, the digital storage medium or the computer-readable medium are typically representational and / or non-transitory or non-transient.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit ein Da- tenstrom oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Da- ten ström oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahingehend konfiguriert sein, über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet, transferiert zu werden. A further exemplary embodiment of the method according to the invention is thus a data stream or a sequence of signals which represents or represents the computer program for performing one of the methods described herein. The data stream or the sequence of signals may be configured, for example, to be transferred via a data communication connection, for example via the Internet.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Computer oder ein programmierbares Logikbauelement, die dahingehend konfigu- riert oder angepasst ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Another embodiment includes a processing device, such as a computer or a programmable logic device, that is configured or adapted to perform any of the methods described herein.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Computerpro- gramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist. Another embodiment includes a computer on which the computer program is installed to perform one of the methods described herein.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung umfasst eine Vorrichtung oder ein System, die bzw. das ausgelegt ist, um ein Computerprogramm zur Durchführung zumin- dest eines der hierin beschriebenen Verfahren zu einem Empfänger zu übertragen. Die Übertragung kann beispielsweise elektronisch oder optisch erfolgen. Der Empfänger kann beispielsweise ein Computer, ein Mobilgerät, ein Speichergerät oder eine ähnliche Vor- richtung sein. Die Vorrichtung oder das System kann beispielsweise einen Datei-Server zur Übertragung des Com puterprog ra m m s zu dem Empfänger umfassen. Another embodiment according to the invention comprises a device or system adapted to transmit a computer program for performing at least one of the methods described herein to a receiver. The transmission can be done for example electronically or optically. The receiver may be, for example, a computer, a mobile device, a storage device or a similar device. The device or system may, for example, comprise a file server for transmitting the computer programmer to the receiver.
Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein programmierbares Logikbauelement (bei- spielsweise ein feldprogrammierbares Gatterarray, ein FPGA) dazu verwendet werden, manche oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor Zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzu- führen. Allgemein werden die Verfahren bei einigen Ausführungsbeispielen seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung durchgeführt. Diese kann eine universell einsetzbare Hardware wie ein Computerprozessor (CPU) sein oder für das Verfahren spezifische Hardware, wie beispielsweise ein ASIC. Die hierin beschriebenen Vorrichtungen können beispielsweise unter Verwendung eines Hardware-Apparats, oder unter Verwendung eines Computers, oder unter Verwendung einer Kombination eines Hardware-Apparats und eines Computers implementiert werden. In some embodiments, a programmable logic device (eg, a field programmable gate array, an FPGA) may be used to perform some or all of the functionality of the methods described herein. In some embodiments, a field programmable gate array may cooperate with a microprocessor to perform any of the methods described herein. Generally, in some embodiments, the methods are performed by a any hardware device performed. This may be a universal hardware such as a computer processor (CPU) or hardware specific to the process, such as an ASIC. The devices described herein may be implemented, for example, using a hardware device, or using a computer, or using a combination of a hardware device and a computer.
Die hierin beschriebenen Vorrichtungen, oder jedwede Komponenten der hierin beschrie- benen Vorrichtungen können zumindest teilweise in Hardware und/oder in Software (Computerprogramm) implementiert sein. The devices described herein, or any components of the devices described herein, may be implemented at least partially in hardware and / or software (computer program).
Die hierin beschriebenen Verfahren können beispielsweise unter Verwendung eines Hardware-Apparats, oder unter Verwendung eines Computers, oder unter Verwendung einer Kombination eines Hardware-Apparats und eines Computers implementiert werden. For example, the methods described herein may be implemented using a hardware device, or using a computer, or using a combination of a hardware device and a computer.
Die hierin beschriebenen Verfahren, oder jedwede Komponenten der hierin beschriebe- nen Verfahren können zumindest teilweise durch Hardware und/oder durch Software aus- geführt werden. The methods described herein, or any components of the methods described herein, may be implemented at least in part by hardware and / or by software.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Ein- zelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei. The embodiments described above are merely illustrative of the principles of the present invention. It will be understood that modifications and variations of the arrangements and details described herein will be apparent to others of ordinary skill in the art. Therefore, it is intended that the invention be limited only by the scope of the appended claims and not by the specific details presented with the description and explanation of the embodiments herein.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Person / Bediener 1 person / operator
2 Oberkörper von Person / Bediener  2 upper body of person / operator
5 Gebäudewand  5 building wall
6 . Gebäudeanbau/-vorbau (beispielsweise Balkon) 6. Building / extension (for example balcony)
10 Hubarbeitsbühne 10 aerial work platform
11 Fahrzeugchassis  11 vehicle chassis
12 Kranmechanismus  12 crane mechanism
13 Teleskopausleger  13 telescopic boom
14 Korb  14 basket
15 Bedieneinheit  15 operating unit
16 Hubzylinder  16 lifting cylinders
20a/b Joystickmodul  20a / b joystick module
21 Tastaturmodul  21 keyboard module
22 Display  22 display
30 Joystick  30 joystick
31 Joystickknauf  31 joystick knob
32 Faltenbalg  32 bellows
33 Verriegelung  33 locking
35a/b Halterung  35a / b bracket
36 Befestigungsmittel  36 fasteners
40 Hall-Sensor  40 Hall sensor
41 DMS-Sensor  41 strain gauge sensor
42 DMS-Sensor  42 strain gauge sensor
43 Leiterplatte  43 circuit board
44 Grenzlinie zur Überlast  44 Limit to overload
45a/b Leiterplattenbereiche  45a / b board areas
B Bewegungsrichtung Teleskopausleger  B Movement direction telescopic boom
Fd, FU Kräfte Leiterplatte F d , F U forces PCB
F, F0L Kräfte auf Joystickknauf F, F 0L forces on joystick knob
C,U,Z Bewegungsrichtungen Joystick / Handsteuergeber 150 Bedieneinheit / Bedienvorrichtung  C, U, Z Movement directions Joystick / hand control transmitter 150 Control unit / operating device
300 Handsteuergeber / Joystick  300 hand control transmitter / joystick
301 Lotfußpunkt  301 lotus point
401 Kraftsignal Bewegungssignal,410“ Kraftsensor 401 force signal Motion signal, 410 "force sensor
Bodenplatte / Leiterplatte Auswerteeinheit  Base plate / circuit board evaluation unit

Claims

Patentansprüche claims
1. Bedienvorrichtung (150, 15) für eine Baumaschine, mit folgenden Merkmalen: einer Bodenplatte (430, 43); einen Handsteuergeber (30, 300), der gewinkelt zu der Bodenplatte (430, 43) angeordnet ist und zumindest eindimensional gegenüber der Bodenplatte (430, 43) bewegbar ist; und einen Bewegungssensor (40, 400), der ausgebildet ist, eine Position und/oder eine Bewegung des Handsteuergebers (30, 300) gegenüber der Bodenplatte (430, 43) zu bestimmen und in Abhängigkeit von der bestimmten Position und/oder der be stimmten Bewegung ein Bewegungssignal auszugeben; und einen Kraftsensor (410, 410‘, 41 , 42), der in der Bodenplatte (430, 43) oder in ei- ner mit der Bodenplatte (430, 43) verbundenen Komponente (43) angeordnet ist und der ausgebildet ist, um eine auf den Handsteuergeber (30, 300) einwirkende und von dem Handsteuergeber (30, 300) auf die Bodenplatte (430, 43) übertrage- ne Kraft zu bestimmen und in Abhängigkeit von der bestimmten Kraft ein Kraftsig- nal (401 ) auszugeben. An operating device (150, 15) for a construction machine, comprising: a bottom plate (430, 43); a manual control transmitter (30, 300) disposed at an angle to the bottom plate (430, 43) and movable at least one-dimensionally with respect to the bottom plate (430, 43); and a motion sensor (40, 400) configured to determine a position and / or a movement of the manual control transmitter (30, 300) relative to the bottom plate (430, 43) and depending on the particular position and / or the particular Movement to output a motion signal; and a force sensor (410, 410 ', 41, 42) which is arranged in the bottom plate (430, 43) or in a component (43) connected to the bottom plate (430, 43) and which is formed around a on the manual control transmitter (30, 300) acting and by the manual control transmitter (30, 300) on the bottom plate (430, 43) transmitted ne force to be determined and output depending on the determined force a Kraftig- nal (401).
2. Bedienvorrichtung (150, 15) gemäß Anspruch 1 , die ferner eine Auswerteelektro- nik (500) aufweist, bei der die Auswerteelektronik (500) ausgebildet ist, um das Kraftsignal (401 ) zu empfangen und bei Überschreitung eines vorbestimmten Schwellwerts eine Überlast zu bestimmen. Second operating device (150, 15) according to claim 1, further comprising an evaluation electronics (500), wherein the evaluation electronics (500) is adapted to receive the force signal (401) and on exceeding a predetermined threshold to overload determine.
3. Bedienvorrichtung (150, 15) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kraftsensor (410, 410', 41 , 42) mittels Dehnungsmessstreifen realisiert ist. 3. Operating device (150, 15) according to one of the preceding claims, wherein the force sensor (410, 410 ', 41, 42) is realized by means of strain gauges.
4. Bedienvorrichtung (150, 15) gemäß Anspruch 3, wobei der Kraftsensor (410, 410‘, 4. operating device (150, 15) according to claim 3, wherein the force sensor (410, 410 ',
41 , 42) oder der als Dehnungsmessstreifen ausgebildete Kraftsensor (410, 410‘, 41 , 42) ausgebildet ist, um eine Verformung der Bodenplatte (430, 43) oder der mit der Bodenplatte (430, 43) verbundenen Komponente (43) zu bestimmen und in Abhängigkeit von der Verformung ein Kraftsignal (401 ) auszugeben. 41, 42) or the strain gauge formed force sensor (410, 410 ', 41, 42) is adapted to determine a deformation of the bottom plate (430, 43) or the bottom plate (430, 43) connected component (43) and output a force signal (401) in response to the deformation.
5 Bedienvorrichtung (150, 15) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Bedienvorrichtung neben dem Kraftsensor (410, 410‘, 41 , 42) einen weiteren Kraftsensor (410, 410', 41 , 42) umfasst und der Kraftsensor (410, 410', 41 , 42) sowie der weitere Kraftsensor (410, 410', 41 , 42) in der Bodenplatte (430, 43) oder in einer mit der Bodenplatte (430, 43) verbundenen Komponente (43) derart inte- griert sind, dass diese um einen Lotfußpunkt (301 ) von dem Handsteuergeber (30, 300) auf die Bodenplatte (430, 43) oder die mit der Bodenplatte (430, 43) verbun dene Komponente (43) herum angeordnet sind. 5 operating device (150, 15) according to one of the preceding claims, wherein the operating device in addition to the force sensor (410, 410 ', 41, 42) comprises a further force sensor (410, 410', 41, 42) and the force sensor (410, 410 ', 41, 42) and the further force sensor (410, 410', 41, 42) are integrated in the bottom plate (430, 43) or in a component (43) connected to the bottom plate (430, 43), that these are arranged around a Lotfußpunkt (301) of the manual control transmitter (30, 300) on the bottom plate (430, 43) or with the bottom plate (430, 43) verbun dene component (43) around.
6. Bedienvorrichtung (150, 15) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Bewegungssensor (40, 400) in der Bodenplatte (430, 43) oder in eine mit der Bo- denplatte (430, 43) verbundene Komponente (43) integriert ist; und/oder wobei der Bewegungssensor (40, 400) in einem Lotfußpunkt (301 ) des Handsteu- ergebers (30, 300) auf die Bodenplatte (430, 43) oder die mit der Bodenplatte (430, 43) verbundenen Komponente (43) angeordnet ist. 6. Operating device (150, 15) according to one of the preceding claims, wherein the motion sensor (40, 400) in the bottom plate (430, 43) or in a with the bottom plate (430, 43) connected component (43) is integrated ; and / or wherein the motion sensor (40, 400) in a Lotfußpunkt (301) of the Handsteu- ergebers (30, 300) on the bottom plate (430, 43) or with the bottom plate (430, 43) connected component (43) is.
7. Bedienvorrichtung (150, 15) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Bewegungssensor (40, 400) ein Hall-Sensor (40) ist. 7. Operating device (150, 15) according to one of the preceding claims, wherein the motion sensor (40, 400) is a Hall sensor (40).
8. Bedienvorrichtung (150, 15) gemäß den Ansprüchen 3, 4, 5, 6 oder 7, wobei die mit der Bodenplatte (430, 43) verbundene Komponente (43) eine Leiterplatte um- fasst, in welche der Kraftsensor (410, 410‘, 41 , 42) und/oder der Bewegungs- sensor (40, 400) integriert sind. 8. Operating device (150, 15) according to claims 3, 4, 5, 6 or 7, wherein the component (43) connected to the bottom plate (430, 43) comprises a printed circuit board into which the force sensor (410, 410 ', 41, 42) and / or the motion sensor (40, 400) are integrated.
9. Bedienvorrichtung (150, 15) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die Aus- werteelektronik (500) ausgebildet ist, um bei der bestimmten Überlast eine Bewegung der Baumaschine (10) zu stoppen und/oder bei einer geringen Überlast eine Bewegungsgeschwindigkeit der Baumaschine (10) zu reduzieren. 9. Operating device (150, 15) according to one of claims 2 to 8, wherein the evaluation electronics (500) is designed to stop at the specific overload movement of the construction machine (10) and / or at a low overload, a movement speed to reduce the construction machine (10).
10. Bedienvorrichtung (150, 15) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei die Aus- werteelektronik (500) ausgebildet ist, um bei Überlast eine Gegenbewegung aus zulösen, wobei die Gegenbewegung eine Bewegung unterschiedlich von einer ak tuellen Bewegung der Baumaschine (10) ist. 10. operating device (150, 15) according to any one of claims 2 to 9, wherein the evaluation electronic (500) is designed to solve in case of overload countermovement, wherein the countermovement movement different from an ac tual movement of the construction machine (10 ).
1 1. Bedienvorrichtung (150, 15) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei die1 1. Operating device (150, 15) according to one of claims 2 to 10, wherein the
Auswerteelektronik (500) ausgebildet ist, um bei Vorliegen einer Überlast und beiTransmitter (500) is designed to be in the presence of an overload and at
Vorliegen eines gesperrten Handsteuergebers (30, 300) einen Hinweis zum Entsperren des Handsteuergebers (30, 300) auszugeben und/oder um bei Vorliegen einer Überlast einen Hinweis bezüglich der Überlast auszugeben. Presence of a locked manual control transmitter (30, 300) to issue an indication to unlock the manual control transmitter (30, 300) and / or to issue an indication regarding the overload in the presence of an overload.
12. Bedienvorrichtung (150, 15) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 11 , wobei die Auswerteelektronik (500) ausgebildet ist, um das Kraftsignal (401 ) zu speichern und/oder einen Höchstwert für das Kraftsignal (401 ) zu speichern. 12. Operating device (150, 15) according to one of claims 2 to 11, wherein the evaluation electronics (500) is designed to store the force signal (401) and / or to store a maximum value for the force signal (401).
13. Bedienvorrichtung (150, 15) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 12, wobei die13. Operating device (150, 15) according to one of claims 2 to 12, wherein the
Auswerteelektronik (500) ausgebildet ist, um eine Drift des Kraftsensors (410, 410‘,Evaluation electronics (500) is designed to detect a drift of the force sensor (410, 410 ',
41 , 42) und/oder eine Drift des Bewegungssensors (40, 400) zu detektieren. 41, 42) and / or a drift of the motion sensor (40, 400) to detect.
14. Baumaschine (10) oder Hubarbeitsbühne mit einer Bedienvorrichtung (150, 15) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche. 14. construction machine (10) or aerial work platform with an operating device (150, 15) according to one of the preceding claims.
15. Verfahren zur Bedienung einer Baumaschine (10) unter Verwendung einer Bedi- envorrichtung (150, 15) mit einer Bodenplatte (430, 43); einem Handsteuergeber (30, 300), der gewinkelt zu der Bodenplatte (430, 43) angeordnet ist und zumin- dest eindimensional gegenüber der Bodenplatte (430, 43) bewegbar ist; einem Bewegungssensor (40, 400); und einem Kraftsensor (410, 410‘, 41 , 42), der in der Bodenplatte (430, 43) oder in einer mit der Bodenplatte (430, 43) verbundenen Komponente (43) angeordnet ist und der , wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: 15. A method for operating a construction machine (10) using an operating device (150, 15) with a bottom plate (430, 43); a manual control transmitter (30, 300) disposed at an angle to the bottom plate (430, 43) and movable at least one-dimensionally relative to the bottom plate (430, 43); a motion sensor (40, 400); and a force sensor (410, 410 ', 41, 42) disposed in the bottom plate (430, 43) or in a component (43) connected to the bottom plate (430, 43), the method comprising the steps of :
Bestimmen einer Position und/oder einer Bewegung des Handsteuergebers (30, 300) gegenüber der Bodenplatte (430, 43) und Ausgeben eines von der bestimm- ten Position und/oder der bestimmten Bewegung abhängigen Bewegungssignals (41 1 ); Determining a position and / or movement of the manual control transmitter (30, 300) relative to the bottom plate (430, 43) and outputting a motion signal (41 1) dependent on the determined position and / or motion;
Bestimmen einer auf dem Handsteuergeber (30, 300) vorherrschenden Kraft mit- tels des Kraftsensors (410, 410‘, 41 , 42), um eine Überlast zu detektieren, und Ausgeben eines von der bestimmten Kraft abhängigen Kraftsignals (401 ); und Beeinflussen der Bewegung der Baumaschine (10) oder von Komponenten (12, 13, 16) der Baumaschine (10) in Abhängigkeit des Bewegungssignals (411 ) und in Abhängigkeit des Kraftsignals (401 ). Determining a force prevailing on the manual control transmitter (30, 300) by means of the force sensor (410, 410 ', 41, 42) to detect an overload and outputting a force signal (401) dependent on the determined force; and Influencing the movement of the construction machine (10) or components (12, 13, 16) of the construction machine (10) in dependence of the movement signal (411) and in dependence of the force signal (401).
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