DE19901330A1 - Grip element - Google Patents
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- G05G2009/04755—Magnetic sensor, e.g. hall generator, pick-up coil
Abstract
Ein Griffelement (2) ist für eine Vorrichtung (1) vorgesehen, die zur Umsetzung einer Schwenkbewegung in ein elektrisches Signal dient und ein ortsfest angeordnetes Vorrichtungsteil (3) aufweist. An dem Vorrichtungsteil (3) ist das mit Mitteln zur Signalerzeugung (16 bis 19) verbundene Griffelement (2) in X-, Y- und Z-Richtung schwenkbar gelagert. Aus diesem Grund kann lediglich eine aus dem Handgelenk des Anwenders heraus erzeugbare Schwenkbewegung des Griffelements (2) in ein elektrisches Signal umgesetzt werden.A handle element (2) is provided for a device (1) which is used to convert a pivoting movement into an electrical signal and has a device part (3) arranged in a fixed position. The handle element (2), which is connected to means for signal generation (16 to 19), is pivotably mounted on the device part (3) in the X, Y and Z directions. For this reason, only a swiveling movement of the grip element (2) that can be generated from the user's wrist can be converted into an electrical signal.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Griffelement einer Vorrichtung zur Umsetzung einer Schwenkbewegung in ein elektrisches Signal. The present invention relates to a handle element a device for converting a pivoting movement into a electrical signal.
Eine derartige Vorrichtung ist durch die industrielle Joy stickanwendung bei Schaltgeräten und Steuerständen bekannt geworden.Such a device is by the industrial Joy Embroidery application in switchgear and control stands known become.
Zentrales Element des Aufbaus der Vorrichtung nach dem Stand der Technik ist eine bewegliche Stange, an deren freiem Stangenende ein Griffelement ortsfest angeordnet ist. Ande renends ist die Stange schwenkbar gelagert. Die Schwenkbewe gung der Stange in X-, Y- und Z-Richtung wird in elektrische Signale umgesetzt, die dann zur Steuerung von Krananlagen, Hebezeugen oder dergleichen Geräten eingesetzt werden kön nen. Die schwenkbare Lagerung der Stange führt dazu, daß zur Signalerzeugung stets eine mehr oder minder lange Stange ausgelenkt werden muß, und der Anwender hierzu seinen gesam ten Arm bewegen muß. Aus diesem Grund kann es vorkommen, daß der Anwender bei längerem Betrieb der Vorrichtung Schmerzen im Handgelenk oder Unterarm verspürt.Central element of the structure of the device according to the state technology is a movable rod, on the free Rod end a handle element is arranged stationary. Ande The rod is pivotally mounted at the end. The swivel movement The rod in the X, Y and Z directions becomes electrical Signals implemented, which are then used to control crane systems, Hoists or similar devices can be used nen. The pivotable mounting of the rod leads to that Signal generation always a more or less long rod must be deflected, and the user for this his entire must move his arm. For this reason it can happen that The user experiences pain when the device is operated for a long time felt in the wrist or forearm.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung derart weiterzubilden, daß eine le diglich aus dem Handgelenk des Anwenders heraus erzeugbare Schwenkbewegung in ein elektrisches Signal umgesetzt wird.The present invention is therefore based on the object to further develop the known device such that a le diglich from the wrist of the user Swivel movement is converted into an electrical signal.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Griffelement einer Vorrichtung der Eingangs genannten Art gelöst, das in X-, Y- und Z-Richtung an einem ortsfest angeordneten Vor richtungsteil schwenkbar gelagert und mit Mitteln zur Si gnalerzeugung verbunden ist.This object is achieved by a handle element a device of the type mentioned solved in X, Y and Z directions on a fixed front directional part pivoted and with means for Si signal generation is connected.
Durch die schwenkbare Lagerung des Griffelements wird ver mieden, daß ein Vorrichtungsteil, beispielsweise eine Stan ge, bewegt werden muß. Der Drehpunkt des beweglichen Teils der Vorrichtung wird so weit nach oben in Richtung der Hand fläche des Anwenders gelegt, daß nur noch eine aus dem Hand gelenk entstehende Schwenkbewegung erzeugt werden muß. Das bewegliche Griffelement besitzt idealerweise seine Schwenk achse in seinem Zentrum. Die Schwenkachse kann jedoch auch weiter nach außen in Richtung des Randes des Griffelements gelegt werden, so daß der Auslenkwinkel des Griffelements mit seiner zugehörigen Schwenkachse auf die jeweilige Anwen dung und den jeweiligen Anwender abgestimmt werden kann.The pivotable mounting of the handle element ver avoided that a device part, for example a Stan ge, must be moved. The pivot point of the moving part the device will go as far up towards the hand user area that only one from the hand articulated swivel movement must be generated. The movable handle element ideally has its swivel axis in its center. However, the pivot axis can also further out towards the edge of the grip element be placed so that the deflection angle of the handle element with its associated swivel axis to the respective application and the respective user.
Durch die Art der Anordnung kann das bewegliche Griffelement zusätzlich als Halte- oder Abstützgriff verwendet werden, weil durch eine Druckbeaufschlagung des Griffelements in Richtung der Schwenkachse keine Schwenkbewegung zustande kommt. Eine Auslenkung des Griffelements kann nur durch Ver lagerung des Schwerpunktes der Hand außerhalb der Schwenk achse erfolgen.Due to the type of arrangement, the movable handle element can also be used as a holding or support handle, because by pressurizing the grip element in No swivel movement occurs in the direction of the swivel axis is coming. A deflection of the handle element can only by Ver storing the center of gravity of the hand outside of the swivel axis.
Das ortsfest angeordnete Vorrichtungsteil kann beispielswei se eine Gehäuseoberfläche oder eine Gehäuseecke sein, bevor zugt ist es aber, daß das Vorrichtungsteil eine einenends ortsfest fixierte Stange ist, an deren freiem Ende das Griffelement angeordnet ist. Die Stange hat den Vorteil, daß das bewegliche Griffelement mit einem platzsparend anorden baren Vorrichtungsteil verbunden ist. Die Stange kann an der Karosserie eines Steuerstandes befestigt werden, um das Griffelement im Bereich der Position des Anwenders anzuord nen. Es wird kein Einbauraum in der Maschine unterhalb der Einbauebene benötigt, wodurch wesentlich Freiraum für ergo nomische Gestaltung ermöglicht wird.The stationary device part can, for example se a housing surface or a housing corner before but it is that the device part one ends fixed rod, at the free end of which Handle element is arranged. The rod has the advantage that arrange the movable handle element with a space-saving The device part is connected. The rod can on the Body of a steering position to be attached to the Arrange handle element in the area of the position of the user nen. There is no installation space in the machine below the Installation level required, which means considerable freedom for ergo nomic design is made possible.
Die Schwenkbewegung des Griffelements kann dadurch reali siert werden, daß der Vorrichtungsteil mit dem Griffelement über ein Kugelgelenk verbunden ist. Die unter Federspannung in einer Pfanne gehaltene Kugel ermöglicht es, daß das Griff element stets in seine Ausgangslage zurückkehrt.The pivotal movement of the handle element can reali Siert that the device part with the handle element is connected via a ball joint. The under spring tension ball held in a pan allows the handle element always returns to its starting position.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Stange unterhalb ihres freien Stangenendes einen die Stange umgebenden, in einer Lagerschale des Griffelements gehalte nen Wulst mit einer kugelförmigen Wulstfläche auf, und das Griffelement ist mit zwei orthogonal zueinander angeordneten schwenkbaren Bügeln verbunden, die Längsschlitze zur Hin durchführung des freien Stangenendes besitzen. Die Bügel ge währleisten, daß das Griffelement in X-, Y- und Z-Richtung bewegt werden kann. Bei Verschiebung der Bügel in X- und Y- Richtung wird der Wulst zwangsweise in seiner Lagerschale angehoben, so daß eine Bewegung in Z-Richtung zustande kommt.In a particularly preferred embodiment, the Bar below its free bar end one the bar surrounding, held in a bearing shell of the grip element a bead with a spherical bead surface, and that Handle element is arranged with two orthogonal to each other pivotable brackets connected, the longitudinal slots to the back own passage of the free rod end. The bracket ge ensure that the handle element in the X, Y and Z directions can be moved. When moving the bracket in X- and Y- The bead is forced in the direction of its bearing shell raised so that movement in the Z direction occurs is coming.
Die Mittel zur Signalerzeugung können durch mindestens einen Schleifkontakte aufweisenden Codeträger und durch mindestens einen mit den Schleifkontakten in Verbindung bringbaren Schleifer ausgebildet sein. Auf diese Weise erfolgt eine Um setzung der Schwenkbewegung des Griffelements in ein elek trisches Signal. Dabei kommt der Schleifer mit den Schleif kontakten in Verbindung, so daß ein elektrischer Stromkreis geschlossen wird. Durch die Anzahl der Impulse, die jedesmal dann erzeugt werden, wenn der Schleifer mit einem der Schleifkontakte in Verbindung gebracht wird, kann die Schwenkbewegung des Griffelements ermittelt werden.The means for signal generation can by at least one Code carrier having sliding contacts and by at least one that can be connected to the sliding contacts Be designed grinder. In this way there is an order setting the pivoting movement of the grip element in an elek trical signal. The grinder comes with the grinding contacts in connection, so that an electrical circuit is closed. By the number of pulses each time then be generated when the grinder with one of the Sliding contacts are connected, the Pivotal movement of the grip element can be determined.
Bei alternativen Ausführungsformen der Mittel zur Signaler zeugung können beispielsweise induktive oder kapazitive Mit tel zur Signalerzeugung vorgesehen sein. Die Mittel zur Si gnalerzeugung können auch optische Sensoren oder Hallsenso ren zur Erfassung der Schwenkbewegung des Griffelements um fassen. Ebenso können Mittel zur potentiometrischen Signal erzeugung vorgesehen sein.In alternative embodiments of the means for signaling Generation can be, for example, inductive or capacitive tel be provided for signal generation. The means of Si Signal generation can also be optical sensors or Hall sensors ren to detect the pivoting movement of the handle member grasp. Likewise, means for potentiometric signal generation be provided.
Zur Minimierung der Anzahl an nach unten zuführenden Kabeln können die erzeugten Signale im Multiplexverfahren (2 Draht- oder Buskopplung) übertragen werden.To minimize the number of cables leading downwards the signals generated can be multiplexed (2 wire or bus coupling) are transmitted.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand einer schematischen Zeichnung erläutert, deren Figuren zei gen:Other features and advantages of the invention will become apparent from a schematic drawing explained, the figures zei gene:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Um setzung einer Schwenkbewegung in ein elektrisches Signal; Figure 1 is a longitudinal section through a device for setting a pivoting movement in an electrical signal.
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Schwenkmechanismus der Vorrichtung nach Fig. 1. FIG. 2 shows a top view of the swivel mechanism of the device according to FIG. 1.
Aus dem Längsschnitt gemäß Fig. 1 ist ersichtlich, in wel cher Weise eine Vorrichtung 1 zur Umsetzung einer per Hand ausführbaren Schwenkbewegung in ein elektrisches Signal auf gebaut ist. Die Vorrichtung 1 umfaßt ein beweglich gelager tes Vorrichtungsteil, ein Griffelement 2, und ein ortsfest angebrachtes Vorrichtungsteil, eine Stange 3a und eine die Stange 3a umgebende Hülse 3b, die an einem in der Figur nicht gezeigten Steuerstand montiert sind. An der Stange 3 ist das Griffelement 2 mittels einer Art Kugelgelenk schwenkbar gelagert. Das Griffelement 2 ist in seiner Form derart ausgebildet, daß es in der Handfläche eines Anwenders zur Betätigung Platz finden kann. An der Innenseite 4 des Griffelements 2 ist ein Halter 5 vorgesehen; der eine zen trale Lagerschale 6 besitzt. In der Lagerschale 6 ist ein die Stange 3 verdickender kugelförmiger Wulst 7 beweglich gelagert und gegen ein Herausrutschen fixiert, so daß das Griffelement 2 in X-, Y- und Z-Richtung ausgelenkt werden kann. Der Wulst 7 und die Lagerschale 6 sind komplementär zueinander ausgebildet. Zwischen dem Wulst 7 und einem an der Stange 3 fest angebrachten Stützring 8 ist eine Spannfe der 9 angeordnet, die sich an den auf der Stange 3 ver schieblichen Abschnitten 10 und 11 abstützt. Aus diesem Grund wird der Wulst 7 stets in seine Ruhelage in der Lager schale 6 zurückgezogen.From the longitudinal section according to FIG. 1 it can be seen in what manner a device 1 for implementing a manually executable pivoting movement into an electrical signal is built on. The device 1 comprises a movably mounted device part, a handle element 2 , and a stationary device part, a rod 3 a and a rod 3 a surrounding sleeve 3 b, which are mounted on a control station, not shown in the figure. The handle element 2 is pivotably mounted on the rod 3 by means of a type of ball joint. The shape of the grip element 2 is such that it can be placed in the palm of a user's hand for actuation. A holder 5 is provided on the inside 4 of the grip element 2 ; who has a central bearing shell 6 . In the bearing shell 6 , the rod 3 thickening spherical bead 7 is movably mounted and fixed against slipping out, so that the grip element 2 can be deflected in the X, Y and Z directions. The bead 7 and the bearing shell 6 are designed to be complementary to one another. Between the bead 7 and a fixed to the rod 3 support ring 8 is a Spannfe 9 is arranged, which is supported on the rod 3 ver sliding sections 10 and 11 . For this reason, the bead 7 is always withdrawn into its rest position in the bearing shell 6 .
Wenn nun das Griffelement 2 aus der Zeichnungsebene der Fig. 1 herausbewegt wird, wird ein erster Bügel 12 ver schwenkt, der beidseitig an Achsen 14a und 14b drehbar gela gert ist. Im Randbereich 15a des Bügels 12 ist ein Schleifer 16 befestigt, der zusammen mit dem ersten Bügel 12 ausge lenkt wird. An dem Schleifer 16 zur elektrischen Kontaktie rung vorgesehene Kabel 17 können über die mit einer zentra len, in Richtung der Längsachse verlaufenden Bohrung ausge bildete Stange 3 aus dem Griffelement 2 nach außen herausge führt werden. Der Schleifer 16 weist kammartige Finger 18 auf, die Schleifkontakte an einem Codeträger 19 abtasten können. Wenn die Finger 18 mit den Schleifkontakten des Co deträgers 19 in Verbindung kommen, wird ein elektrischer Stromkreis geschlossen. Die Anzahl der dadurch erzeugten elektrischen Impulse entspricht der Drehbewegung des ersten Bügels 12. Eine Schwenkbewegung des ersten Bügels 12 aus der Zeichnungsebene heraus kann somit erfaßt werden. Die Schwenkbewegung des Griffselements 2 wird begrenzt, weil die Hülse 3b als Abdeckung der Stange 3a und als Anschlag für das Griffelement 2 dient.If the handle element 2 is moved out of the drawing plane of FIG. 1, a first bracket 12 is pivoted ver, which is rotatably gela on both sides on axes 14 a and 14 b. In the edge region 15 a of the bracket 12 , a grinder 16 is attached, which is deflected out together with the first bracket 12 . On the grinder 16 for electrical Kontaktie tion provided cable 17 can be formed with a zentra len, extending in the direction of the longitudinal axis bore rod 3 out of the handle element 2 outwards. The grinder 16 has comb-like fingers 18 which can scan sliding contacts on a code carrier 19 . When the fingers 18 come into contact with the sliding contacts of the carrier 19 , an electrical circuit is closed. The number of electrical pulses generated in this way corresponds to the rotational movement of the first bracket 12 . A pivoting movement of the first bracket 12 out of the plane of the drawing can thus be detected. The pivoting movement of the grip element 2 is limited because the sleeve 3 b serves as a cover for the rod 3 a and as a stop for the grip element 2 .
Zur Umsetzung der Schwenkbewegung des Griffelements 2 inner halb der Zeichnungsebene gemäß Fig. 1 ist ein zweiter Bügel 20 ausgebildet, der analog zum Bügel 12 ausgebildet ist und ebenfalls mit einem in der Fig. 1 nicht gezeigten Schleifer verbunden ist. Dieser Schleifer wird mit dem zweiten Bügel 20 mitbewegt, so daß eine Abtastung eines weiteren in der Figur nicht sichtbaren Codeträgers zustande kommt.To implement the pivoting movement of the grip element 2 within half the plane of the drawing according to FIG. 1, a second bracket 20 is formed, which is designed analogously to the bracket 12 and is also connected to a grinder, not shown in FIG. 1. This grinder is moved along with the second bracket 20 , so that a scanning of a further code carrier not visible in the figure takes place.
Zwei Drucktaster 21 und x-dahinterliegende ermöglichen es, daß der Anwender zusätzlich ein weiteres elektrisches oder mechanisches Signal hervorrufen kann.Two pushbuttons 21 and x behind it enable the user to additionally generate another electrical or mechanical signal.
Weitere Drucktaster bzw. Schalter können griffgünstig z. B. im Daumenbereich als Schiebeschalter für vorwärts-rückwärts Fahrt angeordnet werden.More pushbuttons or switches can be conveniently z. B. in the thumb area as a slide switch for forward-backward Ride can be arranged.
Die vereinfachte Draufsicht - der Übersichtlichkeit halber sind weitere Gehäuseteile des Griffelements 2 weggelassen - veranschaulicht die Anordnung des ersten und zweiten Bügels 12 und 20 gemäß Fig. 2. Der erste Bügel 12 ist in seinen Randbereichen 15a und 15b drehbar gelagert. Der zweite Bügel 20 ist in seinen Randbereichen 21a und 21b ebenfalls schwenkbar gelagert. Das Griffelement 2 gemäß Fig. 1 kann deshalb in X-, Y- und Z-Richtung bewegt werden, weil sowohl der erste Bügel 12 als auch der zweite Bügel 20 Längsschlit ze 22 und 23 besitzen, durch die das freie Ende 24 der Stan ge 3 hindurchgeführt ist. Die Bügel 12 und 20 sind relativ zum Stangenende 24 mittels der Längsschlitze 22 und 23 ver schieblich. Mit den Bügeln 12 und 20 jeweils fest verbunden sind die Schleifer 16 und 25. Kabel 17 und 26 können über die zentrale Bohrung in der Stange 3 aus dem Griffelement 2 herausgeführt werden.The simplified top view - for the sake of clarity, further housing parts of the grip element 2 are omitted - illustrates the arrangement of the first and second bracket 12 and 20 according to FIG. 2. The first bracket 12 is rotatably supported in its edge regions 15 a and 15 b. The second bracket 20 is also pivotally mounted in its edge regions 21 a and 21 b. The grip member 2 of FIG. 1 can therefore in X-, Y- and Z-direction to be moved because both the first bracket 12 and second bracket 20 ze Längsschlit 22 and 23 have, by GE, the free end 24 of the Stan 3 is passed. The bracket 12 and 20 are relatively slidable to the rod end 24 by means of the longitudinal slots 22 and 23 . The grinders 16 and 25 are firmly connected to the brackets 12 and 20 . Cables 17 and 26 can be led out of the grip element 2 via the central bore in the rod 3 .
Ein Griffelement 2 ist für eine Vorrichtung 1 vorgesehen, die zur Umsetzung einer Schwenkbewegung in ein elektrisches Signal dient und ein ortsfest angeordnetes Vorrichtungsteil 3 aufweist. An dem Vorrichtungsteil 3 ist das mit Mitteln zur Signalerzeugung 16 bis 19 verbundene Griffelement 2 in X-, Y- und Z-Richtung schwenkbar gelagert. Aus diesem Grund kann lediglich eine aus dem Handgelenk des Anwenders heraus erzeugbare Schwenkbewegung des Griffelements 2 in ein elek trisches Signal umgesetzt werden. A grip element 2 is provided for a device 1 , which is used to convert a pivoting movement into an electrical signal and has a device part 3 arranged in a stationary manner. On the device part 3 , the handle element 2 connected to means for signal generation 16 to 19 is pivotally mounted in the X, Y and Z directions. For this reason, only a pivoting movement of the grip element 2 that can be generated from the user's wrist can be converted into an electrical signal.
11
Vorrichtung
contraption
22nd
Griffelement
Grip element
33rd
a Stange
a rod
33rd
b Hülse
b sleeve
44th
Innenseite
inside
55
Halter
holder
66
Lagerschale
Bearing shell
77
Wulst
bead
88th
Stützring
Support ring
99
Spannfeder
Tension spring
1010th
Abschnitt
section
1111
Abschnitt
section
1212th
Erster Bügel
First bracket
1414
a Drehachse
a axis of rotation
1414
b Drehachse
b axis of rotation
1515
a Randbereich
a border area
1515
b Randbereich
b edge area
1616
Schleifer
grinder
1717th
Kabel
electric wire
1818th
Finger
finger
1919th
Codeträger
Code carrier
2020th
Zweiter Bügel
Second bracket
2121
a Randbereich
a border area
2121
b Randbereich
b edge area
2222
Längsschlitz
Longitudinal slot
2323
Längsschlitz
Longitudinal slot
2424th
Stangenende
Rod end
2525th
Schleifer
grinder
2626
Kabel
electric wire
Claims (10)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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|---|---|---|---|
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