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Title:
OPERATING DEVICE HAVING A LIGHT DETECTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/008310
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an operating device which is provided for operating an appliance and which comprises a hand-actuated operating part (1) on which at least one light detector (2) is provided in the gripping area of the hand. The light detector (2) and an evaluating circuit (3) make it possible to detect when a hand is approaching the guide handle (1) or when the hand is gripping the same. The evaluating circuit (3) accordingly activates a control device (4) which optionally places the appliance in operation.

Inventors:
Steffen, Michael (Kreuzweg 32 Stockdorf, D-82131, DE)
Application Number:
PCT/EP2000/006959
Publication Date:
February 01, 2001
Filing Date:
July 20, 2000
Export Citation:
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Assignee:
WACKER-WERKE GMBH & CO. KG. (Preußenstrasse 41 München, D-80809, DE)
Steffen, Michael (Kreuzweg 32 Stockdorf, D-82131, DE)
International Classes:
H03K17/78; E02D3/046; F16P3/14; G05G9/047; H03K17/78; E02D3/00; F16P3/00; G05G9/00; (IPC1-7): H03K17/96
Attorney, Agent or Firm:
Hoffmann, Jörg Peter (Müller & Hoffmann Innere Wiener Strasse 17 München, D-81667, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Bedienungsvorrichtung zum Bedienen eines Gerãts, mit einem von Hand zu betätigenden Bedienteil (1) ; und mit wenigstens einem an dem Bedienteil (1) im Griffbereich der Hand vor gesehenen und ein Helligkeitssignal abgebenden Lichtdetektor (2) ; wobei der Lichtdetektor (2) mit einer Auswerteschaltung (3) gekoppelt ist, in der das Helligkeitssignal derart auswertbar ist, daß bei Unteroder Überschrei ten einer vorgegebenen Helligkeitsschwelle ein Steuersignal an eine Steuerein richtung (4) des Gerats abgegeben wird.
2. Bedienungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Lichtdetektor (2) an dem Bedienteil (1) kein lichtabgebendes Element zugeordnet ist.
3. Bedienungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Helligkeitsschwelle von der Auswerteschaltung (3) in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen variabel einstellbar ist.
4. Bedienungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bestimmen der Umgebungsbedingungen ein mit der Auswerteschal tung (3) gekoppelter Umgebungslichtdetektor (5) vorgesehen ist.
5. Bedienungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtdetektor (2) eine Photodiode, einen Photo transistor oder einen lichtempfindlichen Widerstand (LDR, LightDependent Resistor) umfaßt.
6. Bedienungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Bedienteil (1) mehrere Lichtdetektoren (2) an wenigstens zwei im Griffbereich beider Hände liegenden Stellen vorgesehen sind.
7. Bodenverdichtungsvorrichtung mit einer Bedienungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, daß das Be dienteil (1) ein Fuhrungsbugel der Bodenverdichtungsvorrichtung ist.
Description:
Bedienungsvorrichtung mit Lichtdetektor Die Erfindung betrifft eine Bedienungsvorrichtung zum Bedienen eines Geräts.

Zum Bedienen bzw. Steuern von Arbeitsmaschinen kommen Fuhrungsbugel, Steuerhebel, Sicherheitsbugel, Schalter, Taster usw. in vielfältiger Form zum Einsatz. Den meisten dieser Bedienelemente gemeinsam ist, daB der Bediener mit seiner Hand durch Krafteinleitung auf ein Steuersystem eine gewunschte Aktion auslöst. Gegebenenfalls werden dazu noch vom Bediener zu betätigende Sicherheitselemente wie Druckbügel o. ã. vorgesehen, um sicherzustellen, daß der Bediener die Arbeitsmaschine festhält und somit eine Gefährdung durch die Arbeitsmaschine bei Fehlfunktion oder Fehlbedienung auszuschlieBen.

Darüber hinaus sind auch taktile, kapazitive, Ultraschall-und Infrarot-Senso- ren bekannt, die das Vorhandensein bzw. Annähern der Hand an das Bedienelement feststellen.

Die verschiedenen Bedienungsvorrichtungen dieser Art weisen unterschiedliche Nachteile auf : Bei Sicherheitsbügeln, Schaltern oder Tastern ist ein Halten ei- nes beweglichen Stellgliedes durch die Hand erforderlich, was auf Dauer zur Ermudung der Hand fuhrt. Weiterhin kann durch das meist erforderliche feste Zugreifen der Hand ein Einleiten von Vibrationen in Hand und Arm des Bedieners begunstigt werden. Die Sensoren sind teilweise störempfindlich oder bei Handschuh-Bedienung unbrauchbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bedienungsvorrichtung anzu- geben, mit der das Vorhandensein einer Hand an einem Bedienteil zuverlässig festgestellt werden kann, ohne daß von der Hand nennenswerte Kräfte auf- gewendet werden müssen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemãß durch eine Bedienungsvorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind den abhängigen Anspruchen zu entnehmen. Dauber hinaus findet die Bedienungsvorrichtung besonders vorteilhaft bei einer Boden- verdichtungsvorrichtung Anwendung.

Eine erfindungsgemãße Bedienungsvorrichtung zum Bedienen eines Geräts weist ein von Hand zu betätigendes Bedienteil und wenigstens einen an dem

Bedienteil im Griffbereich der Hand vorgesehenen und ein Helligkeitssignal abgebenden Lichtdetektor auf. Der Lichtdetektor ist mit einer Auswerte- schaltung gekoppelt, in der das Helligkeitssignal derart auswertbar ist, daß bei Unter-oder Uberschreiten einer vorgegebenen Helligkeitsschwelle ein Steuer- signal an eine Steuereinrichtung des Gerats abgegeben wird.

Diese Anordnung ermöglicht es, daß nur durch Annähern der Hand des Bedieners an das Bedienteil die auf den Lichtdetektor einfallende Lichtmenge verändert wird, was von diesem erkannt und an die Auswerteschaltung gemel- det wird. Wenn der Bediener das Bedienteil mit der Hand ubergreift, wird der Lichtdetektor abgedunkelt und weitgehend von der durch die Sonne oder eine kunstliche Arbeitsbeleuchtung gegebene AuJ3enhelligkeit getrennt. Durch das Abdunkeln des Lichtdetektors und die dadurch hervorgerufene Anderung des Helligkeitssignals kann zuverlässig bestimmt werden, daß sich eine Hand dem Bedienteil angenähert hat.

Der Lichtdetektor arbeitet vorzugsweise nach photoelektrischem oder photo- resistivem Prinzip, so daß das Helligkeitssignal bei Lichteinfall seine Stärke än- dert.

Dem Lichtdetektor ist dabei vorteilhafterweise kein Licht abgebendes Element, also keine zusätzliche Lichtquelle, an dem Bedienteil zugeordnet, was die Störungsunempfindlichkeit erheblich begünstigt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Helligkeitsschwelle von der Auswerte- schaltung in Abhängigkeit von Umgebungbedingungen variabel einstellbar ist.

Zu diesem Zweck kann die Auswerteschaltung mit einem zusätzlichen Umgebungslichtdetektor gekoppelt sein, der die Umgebungshelligkeit absolut erfaßt. Wenn dann die vom Lichtdetektor am Bedienteil bestimmte Helligkeit eine in Abhängigkeit von dem absoluten Helligkeitswert bestimmte Helligkeits- schwelle unterschreitet, kann dies von der Auswerteschaltung als Annäherung einer Hand an das Bedienteil interpretiert werden. Dadurch werden Einflusse durch die Umgebungshelligkeit ausgeschlossen, da diese stark variieren kann (Dãmmerlicht, direkter Sonneneinfall).

Bei einer besonders vorteilhaften Ausfuhrungsform der Erfindung sind an dem Bedienteil mehrere Lichtdetektoren an wenigstens zwei im Griffbereich beider

Hände liegenden Stellen vorgesehen. Dadurch ist die mit den Lichtdetektoren gekoppelte Auswerteschaltung in der Lage festzustellen, daß beide Hände am Bedienteil anliegen, was aus Sicherheitsgrinden bei bestimmten Arbeits- maschinen Vorschrift ist.

Die Bedienungsvorrichtung kann besonders vorteilhaft bei einer Boden- verdichtungsvorrichtung, wie einem Stampfer, einer Vibrationsplatte oder einer Vibrationswalze eingesetzt werden. Bodenverdichtungsvorrichtungen werden im rauhen Baustellenbetrieb starken Beanspruchungen ausgesetzt, wodurch zahlreiche bekannte Bedienungsvorrichtungen schnell versagen oder erhebli- chen konstruktiven Aufwand erfordern. Die erfindungsgemãß vorgeschlagenen Lichtdetektoren lassen sich jedoch gut von der Umgebung abkoppeln und vor Verschmutzung oder Zerstörung schutzen, wenn sie z. B. in das Bedienteil integriert werden.

Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Beispiels unter Zuhilfenahme der Figur näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt schematisch in Draufsicht auf einen als Bedienteil dienenden Fuhrungsbügel 1, der an nicht gezeigter Stelle mit einer als zu bedienendes Gerät dienenden Bodenverdichtungsvorrichtung gekoppelt ist.

An dem Fuhrungsbugel 1 sind mehrere Lichtdetektoren 2 an Stellen ange- bracht, an denen der Bediener ublicherweise den Fuhrungsbügel 1 mit beiden Händen hãlt. Als Lichtdetektoren 2 eignen sich lichtempfindliche Elemente, wie Photodioden, Phototransistoren, lichtempfindliche Widerstände (LDR, Light-De- pendent-Resistor) und ãhnliche, durch optischen Reiz elektrisch veränderbare Systeme.

Die Lichtdetektoren 2 werden von einer Auswerteschaltung 3 gespeist, die auch die von den Lichtdetektoren 2 abgegebenen Helligkeissignale auswertet. In der Auswerteschaltung 3 werden die Helligkeitssignale mit einer Helligkeitsschwel- le verglichen. In Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleiches, d. h. bei Un- ter-oder Überschreiten der vorgegebenen Helligkeitsschwelle, wird ein ent- sprechendes Steuersignal an eine Steuereinrichtung 4 der Bodenverdichtungs- vorrichtung gegeben. Dieses Steuersignal entspricht z. B. dem Signal, das beim Festhalten eines konventionellen Sicherheitsbugels erzeugt wird.

Stellt z. B. die Auswerteschaltung 3 fest, daß die Mehrheit der Lichtdetektoren 2 eine nur geringe Helligkeit erkennt, wird daraus geschlossen, daß die Licht- detektoren 2 durch die Hände des Bedieners abgedeckt und daher abgedunkelt sind. Daraus wird auch geschlossen, daß sich die Hande des Bedieners am Fuhrungsbugel 1 befinden.

Die Lichtdetektoren 2 mussen möglichst zuverlässig feststellen, daß die Hand des Bedieners tatsächlich am Fuhrungsbugel anliegt oder ihn umgreift. Dazu ist es zweckmäßig die Lichtdetektoren 2 an der Ober-und Unterseite des Fuhrungsbugels 1 anzuordnen, so daß sie sowohl vom Handballen als auch von den Fingern der Hand des Bedieners abgedeckt werden mussen. Ein einfa- ches Handanlegen genügt dann nicht mehr, um den gewunschten Steuerim- puls auszulösen. Selbstverständlich sind auch andere Anordnungen der Licht- detektoren 2 möglich, die sich aufgrund von ergonomischen oder Sicherheits- anforderungen ergeben.

Die Auswerteschaltung 3 gibt daraufhin ein Signal an die Steuereinrichtung 4, daß die Bodenverdichtungsvorrichtung in Betrieb genommen werden darf.

Die Helligkeitsschwelle in der Auswerteschaltung 3 kann fest eingespeichert sein. Aufgrund der unterschiedlichen Umgebungsbedingungen, in denen die Maschine zum Einsatz kommen kann, ist es jedoch zweckmäßig, die Hellig- keitsschwelle in Abhängigkeit von der Umgebungshelligkeit variabel einzustel- len. Dazu ist ein zusätzlicher Umgebungslichtdetektor 5 mit der Auswerte- schaltung gekoppelt, der nicht von der Hand des Bedieners übergriffen werden soll. Der Umgebungslichtdetektor 5 kann z. B. an der Oberseite der Bodenver- dichtungsvorrichtung angebracht sein. Je nach Umgebungshelligkeit, d. h. abhängig von Sonnenschein und Dãmmerung, liefert der Umgebungslichtde- tektor 5 ein Grundsignal, auf dessen Basis die Auswerteschaltung 3 die Hellig- keitsschwelle für die restlichen Lichtdetektoren 2 festlegt.

Der Umgebungslichtdetektor 5 hat den weiteren Vorteil, daß durch ihn auch eine Verschmutzung der anderen Lichtdetektoren 2 erkannt werden kann.

Wenn nämlich schon im Ausgangszustand die Lichtdetektoren 2 eine niedrigere Helligkeit anzeigen als der Umgebungslichtdetektor 5, oder wenn sämtliche Lichtdetektoren 2,5 unabhängig davon, ob die Hand am Fuhrungsbugel 1 an- liegt oder nicht, stets ähnliche Helligkeitswerte detektieren, erkennt die Aus-

werteschaltung, daß zumindest ein Teil der Detektoren 2,5 verschmutzt sein muß.

Eine Beeinträchtigung der Funktion durch Verschmutzung ist im ubrigen eher unwahrscheinlich, da die Lichtdetektoren 2 im Betrieb der Arbeitsmaschine von der Hand umgriffen werden, wodurch Staub oder Schlammreste abgerieben werden.




 
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