DE102015217396B4

DE102015217396B4 - System, insbesondere System zur Eingabesteuerung für eine Arbeitshilfe

Info

Publication number: DE102015217396B4
Application number: DE102015217396.8A
Authority: DE
Inventors: Olaf Poenicke; Klaus Richter
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2014-09-11
Filing date: 2015-09-11
Publication date: 2018-07-26
Anticipated expiration: 2035-09-12
Also published as: DE102015217396A1

Abstract

System (1; 60; 100; 300), insbesondere zur Eingabesteuerung für eine Arbeitshilfe (52; 220; 330), welcheseine Haltevorrichtung (13; 60, 103) mit einer Haltefläche und ein Kopplungsmittel (5; 65; 75; 85; 105) zur Kopplung der Haltevorrichtung mit der Arbeitshilfe umfasst, wobei die Haltefläche mit einem ortsauflösenden berührungsempfindlichen Sensor (7; 7'; 7"; 107) ausgestattet ist, so dass eine Berührung der Haltefläche durch den Sensor erfassbar ist,wobei,das System mindestens einen Abstandssensor (9; 109) aufweist, welcher zur Erfassung eines Abstands (122) der Haltevorrichtung von einem dritten Objekt (121) oder einer vom Abstand abgeleiteten Größe ausgebildet ist, wobei die Haltevorrichtung und der Abstandssensor physisch an der Arbeitshilfe angeordnet sind.

Description

Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist ein System, insbesondere zur Eingabesteuerung für eine Arbeitshilfe, welches eine Haltevorrichtung mit einer Haltefläche und ein Kopplungsmittel zur Kopplung der Haltevorrichtung mit der Arbeitshilfe umfasst, wobei die Haltefläche einen berührungsempfindlichen Sensor aufweist, so dass eine Berührung der Haltefläche durch den Sensor erfassbar ist.
Arbeitshilfen oder Arbeitsmaschinen werden in vielen Branchen mit mechanischen oder mechatronischen Systemen zur körperlichen Assistenz ausgestattet. So widmet sich eine Vielzahl von technischen Assistenzlösungen in der Intralogistik der Aufgabe, Güter und Behälter bereitzustellen oder abzugeben. Arbeitshilfen können beispielsweise von Menschen gesteuerte Hilfsmittel wie Manipulatoren, Flurförderzeuge bzw. Mitgänger-Flurförderzeuge, fahrerlose Transportfahrzeuge oder Manual Picking Aids (MPA) sein. Den Arbeitshilfen ist dabei in zahlreichen Ausführungsbeispielen die Aufgabe gemein die Aufnahme, den Transport und/oder die Abgabe von Objekten zu gewährleisten. Der Bediener beeinflusst zum Erfüllen der Aufgabenstellung die Position und Lage einer fördertechnischen Vorrichtung bzw. der Arbeitshilfe.
Aus dem Dokument US 2015 / 0 081 099 A1 ist ein Roboterarm bekannt, der vorübergehend anhält, wenn ein Kontaktdetektor einen Kontakt detektiert. Eine Haltebewegungsauswahleinheit wählt dann aus durchgehend angehaltener Bewegung, direktional eingeschränkter Bewegung und direktional uneingeschränkter Bewegung aus, basierend auf einer Distanz zwischen dem Roboterarm und einem kontaktierten Objekt und/oder auf einer Kraft, die durch eine Person auf den Roboterarm ausgeübt wird.
Aus der DE 10 2009 012 219 A1 ist eine Vorrichtung zum Bewegen eines Bauteiles mittels einer Maschine bekannt. Die Vorrichtung umfasst ein Handsteuerelement, welches zumindest eine Erfassungseinheit zum Ermitteln zumindest einer durch einen menschlichen Operator auf das Handsteuerelement wirkenden Kraft aufweist. Die Erfassungseinheit ermittelt Werte der wirkenden Kraft und/oder Werte einer Bewegung des Handsteuerelements, wobei die ermittelten Werte einer Steuereinheit der stationären oder mobilen Maschine zuführbar sind und die stationäre oder mobile Maschine anhand der Werte steuerbar ist.
Aus der DE 10 2011 004 963 A1 ist ein Konzept zum Bewegen eines Objekt bekannt, bei dem ein Griff an dem zu bewegenden Objekt angebracht werden kann. Der Griff weist einen Sensor auf, um eine auf den Griff ausgeübte Kraft zu detektieren und ansprechend darauf ein Sensorausgangssignal bereitzustellen. Eine mit dem Sensor des Griffs koppelbare bzw. gekoppelte motorisierte Objektantriebseinrichtung ist ausgebildet, um, basierend auf dem Sensorausgangssignal, das Objekt in Richtung der auf den Griff ausgeübten Kraft zu bewegen.
In der Industrie besteht die Forderung nach einfach zu bedienenden Mensch-Maschine-Interfaces (HMI) zur Bewegungssteuerung für den Transport und Umschlag von Gegenständen in Logistik und Produktion. Bisherige HMIs zur Ansteuerung von Arbeitshilfen auf Basis von Tastendisplays oder Joysticks bilden nicht die eigentlich durch die Arbeitshilfe durchzuführende Bewegung oder das Halten ab. So ist, zum Beispiel um ein Heben der Fracht auszulösen, der Druck einer Taste notwendig. Insbesondere in Stresssituationen sind deshalb Fehlinterpretationen durch das HMI wahrscheinlich und führen so zu Unfällen.
In vielen Lebensbereichen (so auch in der Intralogistik) werden zum Ergreifen, Halten oder Bedienen von Gegenständen Haltevorrichtungen wie zum Beispiel Griffe, Haltestangen, Druckflächen, Schlaufen, Seile oder ähnliche Hilfsmittel verwendet. Griffe und Haltestangen lassen aufgrund der biegesteifen Ausführung ihrer Grundkörper gegenüber biegeschlaffen Seilen und Schlaufen auch die Übertragung von Druckkräften und Kraftmomenten zu. Die Griffe sind in ihrer Form ergonomisch so gestaltet, dass sie die notwendige Kraft auf das Objekt ausüben können, um eine Bewegung oder eine stabile Lage/Position des Gegenstands zu erreichen oder diese zu halten. Vielfach sind die aufzubringenden Kräfte zum Erreichen der gewünschten Lage oder Lageveränderung der Arbeitshilfe aber so groß, dass sie nur mit großem Aufwand und bei guter körperlicher Kondition des Bedieners einmalig oder nur wenige Male hintereinander erreicht werden können. Im Falle von Mitgänger-Flurförderzeugen wird beispielsweise die Steuerung mittels einer Deichselsteuerung, welche einen Griff umfasst, durchgeführt. Im Deichselkopf sind in der Regel die Steuerelemente untergebracht. Am Griff oder in der Nähe der Lenkachse befindet sich eine Bedienmöglichkeit für das Hydraulikventil. Elektrohubwagen folgen durch weitere Schaltgriffe dem Bediener. So kann beispielsweise ein Antrieb betätigt werden, so dass das Mitgängerfahrzeug in Bewegung versetzt wird.
Der vorliegenden Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde Systeme, insbesondere zur Eingabesteuerung für eine Arbeitshilfe, zu schaffen, welche eine verbesserte Mensch-Maschine-Schnittstelle aufweisen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein System nach den Merkmalen des Anspruchs 1, vorteilhaftge Weiterbildungen stellen die Unteransprüche dar.
Ein System gemäß dieser Anmeldung umfasst eine Haltevorrichtung mit einer Haltefläche und ein Kopplungsmittel zur Kopplung der Haltevorrichtung an die Arbeitshilfe. Die Haltefläche ist dabei derart konfiguriert, dass ein Bediener die Haltevorrichtung beispielsweise durch einen Teil der Hand oder des Fußes oder anderer Körperteile berührbar ist bzw. gehalten werden kann. Wie bereits eingangs erwähnt kann es sich hierbei um beispielsweise Griffe, Haltestangen, Druckflächen, Schlaufenseile oder ähnliche Gegenstände handeln.
Bei dem Kopplungsmittel zur Kopplung der Haltevorrichtung mit der Arbeitshilfe kann es sich beispielsweise um mechanische Kopplungsmittel wie beispielsweise Schrauben, Klemmen, Rastverschlüsse zur mechanischen Kopplung der Haltevorrichtung an die Arbeitshilfe handeln. Auch alternative Kopplungsmittel wie beispielsweise Saugknöpfe oder ähnliches sind möglich.
Um Berührungen der Haltefläche zu ermitteln, kann die Haltefläche mit einem ersten exterozeptiven Sensor wie beispielsweise einem berührungsempfindlichen Sensor ausgestattet werden. Mit Hilfe des berührungsempfindlichen Sensors kann eine Berührung der Haltefläche durch den Benutzer über den Sensor erfasst werden.
Der berührungsempfindliche Sensor ist, aus dem Referenzsystem des Griffes heraus betrachte, also ein Sensor, welcher die Außenwelt wahrnimmt. Im Falle eines berührungsempfindlichen Sensors nimmt der Griff eine Berührung desselbigen durch einen Benutzer wahr.
Als berührungsempfindlicher Sensor kann beispielsweise ein flächig auf der ebenen oder beliebig dreidimensional gekrümmten Haltefläche angeordnetes Sensorsystem verwendet werden. Unter dem Begriff „flächig“ ist hierbei zu verstehen, dass der Sensor gegebenenfalls eine Vielzahl von Sensorzellen umfasst, welche über die Haltefläche verteilt sind. In alternativen Ausführungsformen kann der Sensor jedoch auch die Haltefläche flächig überdecken.
Mittels des berührungsempfindlichen Sensors kann eine Berührung des Griffes detektiert werden. Die Detektion der Berührung kann wiederum dazu verwendet werden, eine Arbeitshilfe anzusteuern. So kann beispielsweise durch das Berühren des Sensors bzw. das Erfassen einer Berührung durch den Sensor eine Arbeitshilfe aktiviert werden. In einer Variante kann der berührungsempfindliche Sensor beispielsweise ein kapazitiver Sensor sein. Der kapazitive Sensor ist hierbei in der Lage eine Berührung auch über die Haltefläche ortsaufgelöst darzustellen. In einigen Varianten ist der Sensor auch dazu ausgebildet, Gesten, welche der Bediener auf dem Sensor ausführt, zu erkennen und in entsprechende Steuerbefehle umzusetzen.
In einer weiteren Ausführungsform ist es möglich, als berührungsempfindlichen Sensor einen Taktilsensor einzusetzen, welcher nicht nur eine Berührung qualitativ erfassen kann, sondern auch eine auf den Sensor aufgebrachte Kraft ermitteln kann. Dabei kann die durch die Berührung aufgebrachte Kraft beispielsweise in ein Steuersignal für die Arbeitshilfe umgewandelt werden. Beispielsweise ist es möglich bei Berührung des Sensors eine Aktivierung der Arbeitshilfe zu bewirken und/oder eine Bewegung der Arbeitshilfe bzw. eines Teils der Arbeitshilfe mittels der auf den Sensor aufgebrachten Kraft zu steuern.
Das System umfasst in einigen Ausführungen neben dem ersten exterozeptiven Sensor, einen weiteren zweiten exterozeptiven Sensor, welcher beispielsweise als Abstandssensor ausgebildet sein kann. Der Abstandssensor ist derart konfiguriert, dass dieser zur Erfassung eines Abstandes der Haltevorrichtung von einem dritten Objekt oder zur Erfassung einer vom Abstand abgeleiteten Größe verwendet wird. Eine vom Abstand abgeleitete Größe kann beispielsweise ein Abstand zwischen dem dritten Objekt und dem Abstandssensor sein, wobei der Abstandssensor in einer festen räumlichen Relation zur Haltevorrichtung angeordnet ist, d. h. der Abstand zwischen Abstandssensor und Haltevorrichtung ist-sofern die Haltevorrichtung physisch mit der Arbeitshilfe gekoppelt ist - im Wesentlichen konstant, sofern es sich bei der Arbeitshilfe beispielsweise um ein Flurförderzeug oder en fahrerloses Transportfahrzeug handelt. Im Falle eines Manipulators, wie beispielsweise einem Roboterarm ist dies nicht zwangsläufig gegeben. In anderen Ausführungsformen wird ein Abstand zwischen der Haltevorrichtung und dem Abstandssensor gemessen, wobei auch hier die Haltevorrichtung und der Abstandssensor physisch an der Arbeitshilfe angeordnet sind. D.h., dass der Abstandssensor und die Haltevorrichtung im Wesentlichen beide physisch an der Arbeitshilfe angeordnet oder integriert sind.
Die Haltevorrichtung bzw. das System ist also derart ausgebildet, dass nicht nur eine Berührung der Haltevorrichtung erfasst werden kann, sondern auch der das System umgebende Raum durch den zweiten exterozeptiven Sensor überwacht werden kann. Mittels eines Abstandssensors ist es beispielsweise möglich die Entfernung zwischen einem fremden Objekt und dem Abstandssensor zu ermitteln.
Dadurch, dass das System zum einen eine Berührung der Haltevorrichtung erfassen kann und zum anderen einen Abstand des Abstandssensors von dritten, d.h. nicht mit dem Abstandssensor oder der Arbeitshilfe gekoppelten Objekten, überwachen kann, können Gefahrensituationen bei der Bedienung der Arbeitshilfe vermieden werden. So ist es beispielsweise möglich, dass durch die Berührung erzeugte Signal zur Steuerung der Arbeitshilfe zu verwenden und dass durch den Abstandssensor generierte Signal ebenfalls auszuwerten, um beispielsweise zu verhindern, dass die Arbeitshilfe in ein drittes Objekt gesteuert werden kann. Es ist jedoch auch möglich zu erkennen, ob sich ein mit Hilfe der Arbeitshilfe transportiertes Gut von der Arbeitshilfe gelöst hat.
Das Kopplungsmittel zur Kopplung der Haltevorrichtung mit der Arbeitshilfe kann beispielsweise eine mechanische Kupplung sein. Dabei kann die Kopplung derart ausgebildet sein, dass diese lösbar oder nicht lösbar mit der Arbeitshilfe verbunden ist. Unter einer lösbaren Verbindung wird hierbei verstanden, dass die mechanische Kupplung wiederholt dazu verwendet werden kann die Haltevorrichtung mit der Arbeitshilfe zu verbinden. Hierbei können beispielsweise Rastverbindungen, Bajonettverschlüsse oder ähnliches verwendet werden. Unter einer nichtlösbaren mechanischen Kupplung wird beispielsweise eine Nietung oder Schraubung verstanden. Obgleich die Schrauben auch lösbar sind, bedarf es hier jedoch weiterer Werkzeuge um eine Loslösung vorzusehen. In einer weiteren Ausführungsform ist die mechanische Kupplung derart ausgebildet, dass diese Signale, wie Daten des Sensors oder einer Auswertevorrichtung, drahtgebunden an die Arbeitshilfe weiterleitet. Die mechanische Kupplung kann beispielsweise eine Steckverbindung umfassen, welche eine kraftschlüssige oder formschlüssige Verbindung zur Arbeitshilfe und eine Schnittstelle zum Austausch von Daten umfasst.
Die mechanische Kupplung mit der Arbeitshilfe kann dabei der Gestalt sein, dass diese eine starre Verbindung zwischen der Haltevorrichtung und der Arbeitshilfe bewirkt. Jedoch kann die mechanische Kupplung auch ein Gelenk umfassen, welche eine Bewegung der Haltevorrichtung gegenüber der Arbeitshilfe zulässt.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Haltevorrichtung als biegesteife Haltevorrichtung beispielsweise als ein Griff ausgebildet. Alternativ hierzu kann die Haltevorrichtung eine biegeschlaffe Haltevorrichtung wie beispielsweise ein Seil sein.
In einer weiteren Ausführungsform kann neben dem ersten und zweiten exterozeptiven Sensor auch ein weiterer Sensor vorhanden sein, welche eine Position und/oder eine Orientierung der Haltevorrichtung gegenüber einem Referenzsystem erfasst. Hierbei kann das Referenzsystem beispielsweise durch die Arbeitshilfe gebildet sein. Die Lage und/oder Orientierung der Haltevorrichtung gegenüber der Arbeitshilfe kann beispielsweise mittels eines Gyroskops oder eines anderen Beschleunigungsmessers erfasst werden. Hierdurch kann die Lage des Griffes im Raum gegenüber der Arbeitshilfe bestimmt werden und diese Information beispielsweise zur Steuerung der Arbeitshilfe herangezogen werden. Weitere Referenzsysteme können beispielsweise durch die kartesischen Raumachsen X, Y, Z aufgespannt sein.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Haltevorrichtung weiterhin einen Aktor, welcher dem Bediener des Systems eine Rückkopplung gibt. Hierbei können beispielsweise Leuchtmittel wie LEDs, Lautsprecher zur Erzeugung eines Tones oder beispielsweise ein mechanischer Aktor zum Erzeugen einer Vibration verwendet werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Abstandssensor ein optischer Abstandssensor wie beispielsweise eine Tiefenbildkamera oder einer Stereokamera oder ein akustischer Abstandssensor wie beispielsweise ein Ultraschallsensor. Ein optischer Abstandssensor kann beispielsweise auch mittels Laser den Abstand des Abstandssensors selbst zu einem dritten Objekt vermessen. Bei der Verwendung einer Kamera wie beispielsweise einer Stereo- oder Tiefenbildkamera, werden die vorhandenen Bilddaten zur Ermittlung des Abstandes herangezogen.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Abstandssensor in die Haltevorrichtung integriert, bzw. direkt an der Haltevorrichtung angeordnet. Durch die Integration des Abstandssensors in die Haltevorrichtung, umfasst die Haltevorrichtung sowohl den ersten als auch den zweiten exterozeptiven Sensor. Insbesondere wenn die Haltevorrichtung physisch mit der Arbeitshilfe gekoppelt wird, kann durch die in die Haltevorrichtung integrierte bzw. an dieser angeordnete Abstandssensoren zur Bestimmung des Abstandes der Arbeitshilfe von einem dritten Objekt verwendet werden. Alternativ ist der Abstandssensor direkt mit der Arbeitshilfe gekoppelt bzw. in diese integriert. D.h. der Abstandssensor und die Haltevorrichtung sind physisch mit der Arbeitshilfe gekoppelt, jedoch nicht zwangsläufig ineinander integriert. In dieser Ausführungsform kann der Abstand zwischen der Haltevorrichtung und dem Abstandssensor bestimmt werden, d.h. der Abstand zwischen der Haltevorrichtung und einem dritten Objekt kann über eine von diesem Abstand abgeleitete Größe bestimmt werden.
Die vom Abstandssensor gemessenen Signale können in einer weiteren Ausführungsform von der gleichen Auswertevorrichtung ausgewertet werden wie die Signale des berührungsempfindlichen Sensors. Die Auswertevorrichtung kann dabei per Funk oder drahtgebunden mit der Haltevorrichtung, dem Abstandssensor oder beiden, der Haltevorrichtung und dem Abstandssensor verbunden sein. Die Auswertevorrichtung kann in einigen Ausführungsbeispielen Teil des beanspruchten Systems sein. Die Auswertevorrichtung kann dabei die Signale des Abstandssensors und des berührungsempfindlichen Sensors der Haltevorrichtung zeitgleich auswerten und im Falle einer zu starken Annäherung an ein drittes Objekt, die Signale des Abstandssensors zum Anhalten einer Arbeitshilfe verwenden, unabhängig von den Signalen des berührungsempfindlichen Sensors der Haltevorrichtung.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Abstandssensor physisch an die Arbeitshilfe gekoppelt, die Haltevorrichtung jedoch entfernt von der Arbeitshilfe angeordnet. Durch eine virtuelle Kopplung, d.h. durch eine Kopplung der durch die Haltevorrichtung erfassten Signale mit den durch den Abstandssensor erfassten Signalen kann eine Steuerung der Arbeitshilfe bewirkt werden. Hierbei werden beispielsweise die durch die von der Arbeitshilfe physisch entfernte Haltevorrichtung bzw. die Signale der exterozeptiven Sensoren zur Fernsteuerung der Arbeitshilfe verwendet.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der berührungsempfindliche Sensor ortsauflösend, d.h. dieser kann Signale welcher an verschiedenen Orten des Sensors erzeugt wurden, getrennt voneinander auflösen. Als Beispiel für einen derartigen Sensor sei auf den in der WO 2008/ 138 647 A2 beschriebenen Taktilsensor und die im Stand der Technik jener Anmeldung beschriebenen Sensoren verwiesen.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das System ferner eine Auswerte- bzw. Signalverarbeitungsvorrichtung, welche derart konfiguriert ist, dass durch den berührungsempfindlichen Sensor erfasste Berührungssignale und den Abstandssensor erfasste Abstandssignale verarbeitbar sind und diese optional als Steuerungssignale für die Arbeitshilfe verwendet werden können.
Hierzu ist in einigen Ausführungsbeispielen vorgesehen, dass die Auswerteeinrichtung beispielsweise einen Mikroprozessor, ein feldprogrammierbares Array oder ein Mikrocontroller umfasst, und/oder die Auswerteeinrichtung bzw. Signalverarbeitungseinrichtung beispielsweise eine Speichereinheit die einen Flashspeicher, einen SSD (Solid State Disc)-Speicher sowie andere volatile oder nicht-volatile Speichermedien, eine digitale Kommunikationsschnittstelle, welche beispielsweise zur digitalen Übertragung von Daten zwischen dem System und der Arbeitshilfe drahtlos oder drahtgebunden verwendet werden kann, eine Energieschnittstelle zur Energieversorgung des Systems beispielsweise durch eine Energieversorgung der Arbeitshilfe, und/oder einen Energiespeicher wie beispielsweise einer Batteriezelle oder ähnliches umfasst.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Auswerteeinrichtung derart konfiguriert, dass die Abstandssignale zu einer Überstimmung von Instruktionen verwendet werden, wobei die Instruktionen durch die Berührungssignale initiiert sind. In diesem Überstimmungsmodus (Override Modus) werden die Abstandssignale dazu herangezogen den aufgrund der Berührungssignale initiierte Betriebsmodus der Arbeitshilfe zu überstimmen und eine auf den entsprechenden Abstandssignalen basierenden Betriebsmodus herbeizuführen. In einem Beispiel kann dies bedeuten, dass durch die Berührungssignale eine Bewegung der Arbeitshilfe initiiert wird und durch die Abstandssignale ein Notaus bzw. ein Abschalten des Antriebs der Arbeitshilfe initiiert wird.
Weitere Ausführungsformen sind in den weiteren abhängigen Ansprüchen aufgeführt und werden anhand der nachfolgenden Figuren erläutert. Es zeigen:

1 A bis D verschiedene Varianten eines Systems zur Eingabesteuerung für eine Arbeitshilfe;
2 eine Ausführungsform einer Auswertevorrichtung;
3 System in Verbindung mit einer Arbeitshilfe;
4 A bis C verschiedene Ausführungen von Kopplungsmitteln zur Kopplung der Haltevorrichtung mit der Arbeitshilfe;
5 A bis C weitere Ausführungsformen eines Systems;
6 eine Illustration einer Ausführungsform einer Verwendung des Systems;
7 weitere Ausführungsform eines Systems und
8 eine Illustration eines Verfahren zum Betrieb des Systems.

Die 1 zeigen ein System 1 bzw. einzelne Teilaspekte oder Ausschnitte des Systems. Die 1 A zeigt das System 1, welches eine Haltevorrichtung 3 in Form eines Griffes umfasst. An zwei Enden der Haltevorrichtung 3 befindet sich jeweils Kopplungsmittel 5, mit welchen die Haltevorrichtung an einer Arbeitshilfe, wie beispielsweise einem Flurförderzeug oder einem Manipulator oder einem zu transportierenden Gegenstand, angeordnet werden kann. Die Haltevorrichtung 3 weist zwischen den Kopplungsmitteln 5 eine Haltefläche auf, welche mit einem berührungsempfindlichen Sensor 7 belegt ist. Der berührungsempfindliche Sensor 7 umfasst dabei eine Vielzahl von Sensorzellen bzw. eine Vielzahl von Sensoren 7.1, 7.2, 7.3 und 7.4, welche jeweils unabhängig voneinander eine Berührung detektieren können. Neben dem berührungsempfindlichen Sensor 7 umfasst das System 1 einen Abstandssensor 9, welcher beispielsweise zwei Ultraschalltransceiver umfassen kann, welche zum einen zum Aussenden von Ultraschall und zum anderen zum Empfangen von Ultraschall ausgebildet sind.
Die mittels des berührungsempfindlichen Sensors 7 erzeugten Signale sowie die mittels des Abstandssensors 9 erzeugten Signale werden in der Auswerteeinrichtung 11 zusammengeführt und ausgewertet.
Der in der 1A dargestellte Sensor 7 kann aufgrund der Vielzahl der Sensorzellen 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 nach Orten getrennt Signale erzeugen. Somit können die auf der jeweiligen Sensorzelle aufgebrachten Kräfte getrennt zur Auswerteeinrichtung 11 gesendet werden und dort entsprechend verarbeitet werden. So ist es beispielsweise in einigen Ausführungsbeispielen vorgesehen, dass die Summe der auf den einzelnen Sensorzellen aufgebrachten Kräfte in der Auswerteeinrichtung 11 ermittelt wird. Es kann jedoch auch festgestellt werden, ob unterschiedliche Sensorzellen mit einer Kraft oder Berührung beaufschlagt sind, um so festzustellen, ob es sich bei der Berührung lediglich um eine punktuelle oder um eine flächige Berührung handelt.
In den 1 B und 1 C sind zwei Ausführungsformen eines berührungsempfindlichen Sensors im Querschnitt dargestellt. Bei dem in der 1 B gezeigten Sensor 7' handelt es sich um einen kapazitiven Sensor. Die dargestellte Haltevorrichtung 13 hat einen runden Querschnitt und ist beispielsweise aus Metall und somit biegesteif. Über einen Teilabschnitt der Haltevorrichtung erstreckt sich die Haltefläche 15, welche mit dem kapazitiven Sensor 17 beschichtet ist. Der kapazitive Sensor 17 wird dabei beispielsweise durch schichtweises Aufbringen im Stande der Technik bekannter kapazitiver Sensoren erzeugt. Um Signale vom kapazitiven Sensor 17 zur Auswerteeinrichtung 11 zu übertragen, ist die Auswerteeinrichtung 11 über Kontakte mit dem Sensor verbunden. Der Sensor 7' erstreckt sich dabei über eine Fläche von beispielsweise mehr als 5, mehr als 10 oder mehr als 20 cm² auf der Haltevorrichtung 3. Der kapazitive Sensor 7' ist dabei derart konfiguriert, dass dieser im Wesentlichen erfassen kann, ob eine Berührung erfolgt ist oder nicht. Umfasst der kapazitive Sensor 17 eine Vielzahl von Sensorzellen, kann zudem festgestellt werden an welchen Stelle der Haltevorrichtung eine Berührung erfolgt ist. Es kann somit festgestellt werden, ob lediglich eine punktuelle Berührung erfolgt ist, oder beispielsweise die Hand das biegesteife Rohr umschließt.
In der 1C ist eine weitere Ausführungsform eines berührungsempfindlichen Sensors dargestellt. Auch hier handelt es sich bei der Haltevorrichtung um ein biegesteifes Rohr 13 mit einer Haltefläche 15. Der berührungsempfindliche Sensor 7" ist dabei ein druckempfindlicher Sensor, welcher im Umfang drei Sensorzellen 19, 21 und 23 umfasst. Die durch die Sensorzellen 19, 21 und 23 erzeugten Signale können unabhängig voneinander durch die Auswerteeinrichtung 11 verarbeitet werden. Der druckempfindliche Sensor 7" kann beispielsweise einen leitfähigen Schaumstoff oder eine leitfähige kompressible Folie umfassen. In einigen Ausführungsbeispielen sind jedoch auch kraftempfindliche harte Schichten wie diamantähnliche Karbonschichten als druckempfindliche Sensoren einsetzbar.
Der in der 1 C dargestellte Sensor 7" ist in der 1 D vom Rohr 13 abgerollt und in seiner Fläche dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die Auswerteeinrichtung 11 mit neun getrennt voneinander ansteuerbaren Sensorzellen (von denen drei Sensorzellen durch die Sensorzellen 19, 21 und 23 gebildet werden) aufgebaut ist. Jede dieser Sensorzellen kann getrennt von den übrigen Sensorzellen eine Kraft erfassen und als Signal an die Auswerteeinrichtung weiterleiten. Durch einen druckempfindlichen Sensor ist es möglich, nicht nur qualitativ festzustellen, ob eine Berührung erfolgt ist, sondern auch die auf den Sensor aufgebrachte Kraft zur Steuerung der Arbeitshilfe einzusetzen. Hier ist es beispielsweise möglich, die qualitative Berührung bzw. das durch eine Berührung generierte Signal in der Auswerteeinrichtung derart zu verarbeiten, dass ein Steuersignal an die Arbeitshilfe gesendet wird, dass diese in einen aktiven Betriebszustand gesetzt wird. Mittels der aufgebrachten Kraft bzw. der durch die aufgebrachte Kraft erzeugten Signale kann in Abhängigkeit von der Kraft beispielsweise eine Aktion der Arbeitshilfe initiiert werden, wie beispielsweise ein Richtungswechsel der Arbeitshilfe oder eine Geschwindigkeit der Arbeitshilfe gesteuert werden.
In der 2 ist eine Ausführungsform einer Auswerteeinrichtung wie beispielsweise der Auswerteeinrichtung 11 gezeigt. Die in der 2 gezeigte Auswerteeinrichtung 30 ist beispielsweise auf einem Printed Circuit Board (PCB) angeordnet und umfasst einen Mikroprozessor 31, beispielsweise auf Siliziumbasis. Der Mikroprozessor 31 ist derart konfiguriert, dass dieser eingehende Signale verarbeiten und mittels Operationen zu Ausgangssignalen bearbeiten kann. Hierzu ist der Mikroprozessor 31 beispielsweise mit einer Speichereinheit 33 verbunden, in welcher Instruktionen oder Befehlsequenzen zur Verarbeitung eingehender Signale abgelegt sind. Ferner können eingehende Signale beispielsweise zwischengespeichert oder dauerhaft gespeichert werden. Im vorliegenden Beispiel etwa kann die Speichereinheit 33 als Flashspeicher oder EEPROM ausgebildet sein.
Ferner ist der Mikroprozessor mit einem Energiespeicher 35, wie beispielsweise einer Batterie oder einem Akkumulator verbunden. Diese Batterie kann beispielsweise nicht nur die auf der Auswerteeinrichtung 30 angeordneten Komponenten, sondern auch die im System vorhandenen Sensoren mit Energie versorgen. So kann beispielsweise der berührungsempfindliche Sensor mittels des Energiespeichers 35 betrieben werden. Selbiges gilt für den Abstandssensor.
Zum Laden des Energiespeichers 35 bzw. zur externen Energieversorgung der Komponenten des Systems kann eine Energieschnittstelle 37 vorhanden sein, welche beispielsweise an ein Energiesystem einer Arbeitshilfe koppelbar ist. Auf diese Weise kann die einer Arbeitshilfe zur Verfügung stehende Energie auch für das System zur Eingabesteuerung verwendet werden.
Der Mikroprozessor 31 ist zudem mit einer Schnittstelle 39 für den Sensor 7 (bzw. 7' oder 7") verbunden. Diese Schnittstelle kann beispielsweise einen Analog-Digitalwandler und andere Signalverarbeitungskomponenten umfassen. Ferner kann beispielsweise die Sensorsteuerung ebenfalls Teil der Komponente 39 sein. So kann diese beispielsweise eine Multiplexerschaltung zum Ansteuern verschiedener Sensorzellen des Sensors 7 umfassen.
Die Schnittstelle 41 ist derart konfiguriert, dass diese Eingangssignale des Abstandssensors 9 empfangen und an den Mikroprozessor 31 weiterleiten kann.
Ferner kann die Komponente 41 auch derart ausgebildet sein, dass die Steuerung des Abstandssensors in dieser Komponente durchgeführt wird. Alternativ können jedoch auch die Steuerungen, beispielsweise des Sensors 7 oder des Sensors 9 durch den Mikroprozessor 31 und die dazu gehörigen Instruktionen in der Speichereinheit 33 durchgeführt werden.
Die durch den Mikroprozessor verarbeiteten Daten der Sensoren 7 und 9 können beispielsweise an eine Schnittstelle 43 übertragen werden, welche die Steuersignale an die Arbeitshilfe überträgt. Der Mikroprozessor kann dabei zunächst Signale bereitstellen, welche dann in der Schnittstelle 43 auf das für die Arbeitshilfe notwendige Datenformat aufbereitet werden. Die Schnittstelle 43 kann dabei beispielsweise eine draht- oder leitungsgebundene Schnittstelle sein, derart, dass diese physisch mit einer Schnittstelle der Arbeitshilfe verbunden werden muss. Alternative kann die Schnittstelle 43 auch ein Sende- und Empfangsmodul aufweisen mit Hilfe dessen die durch den Mikroprozessor 31 aufbereiteten Signale drahtlos und funkbasiert an die Arbeitshilfe übertragen werden. Als Übertragungsprotokolle kommen hierbei beispielsweise gängige drahtlose Protokolle wie Bluetooth, WiFi, GSM oder andere Mobilfunkverfahren in Frage. Auch optische Übertragungsverfahren beispielsweise im Infrarotbereich können angewandt werden.
Weiterhin umfasst die Auswertevorrichtung in manchen Ausführungsbeispielen ein Modul 45 zur Ansteuerung eines Aktors, wie beispielsweise dem Aktor 25 der 1 C. Das Modul empfängt Signale des Mikroprozessors und steuert ausgehend von den Signalen den Aktor an, so dass dieser im Falles des vibrierenden Aktors 25 ein Vibrationssignal als Rückkopplung für den Bediener ausgibt.
Die Auswerteeinrichtung kann derart konfiguriert sein, dass die Sensorsignale weiter verarbeitet werden. Hierbei kann beispielsweise aus einem vom berührungsempfindlichen Sensor empfangenes Signal ein Steuersignal für die Arbeitshilfe generiert werden, so dass der Betrieb der Arbeitshilfe nach dem Berühren des Sensors möglich ist. Jedoch ist es auch möglich das Steuersignal in Abhängigkeit von der Berührung zu generieren, d.h. nur solange der berührungsempfindliche Sensor eine Berührung detektiert, ist die Arbeitshilfe im Betriebsmodus. In einer weiteren Ausführungsform ist die Auswerteeinrichtung 30 derart konfiguriert, dass die durch den Abstandssensor bestimmten Signale verarbeitet werden und im Falle einer anstehenden Kollision, beispielsweise mit einem dritten Objekt, welches nicht direkt mit der Arbeitshilfe in Verbindung steht, ein Notstopp durch den Mikroprozessor 31 initiiert und an die Arbeitshilfe übermittelt werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist es möglich, dass neben einer ersten Haltevorrichtung mit einer berührungsempfindlichen Sensorik eine weitere Haltevorrichtung vorhanden ist, welche ebenfalls einen berührungsempfindlichen Sensor umfasst. Dabei kann die Auswerteeinrichtung derart konfiguriert sein, dass die durch die verschiedenen Sensoren empfangenen Signale In einem Mikroprozessor verarbeitet werden.
Der Mikroprozessor 31 kann auch derart ausgebildet sein, dass der in der 1 C dargestellte Aktor 25 das biegesteife Rohr 13 mit leichten Vibrationen beaufschlagt, für den Fall, dass ein Steuersignal an die Arbeitshilfe gesendet wurde, dass diese in dem Betriebszustand gesetzt wurde oder für den Fall, dass die Berührung bereits eine vordefinierte Zeit lang andauert oder dass der Abstand zu einem dritten Objekt unter ein vorbestimmtes Maß gesunken ist.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Auswerteeinrichtung derart konfiguriert sein, dass in Abhängigkeit von einer auf beispielsweise einem druckempfindlichen Sensor aufgebrachten Kraft, die Bewegung der Arbeitshilfe gesteuert werden kann, beispielsweise dass die Geschwindigkeit einer Komponente der Arbeitshilfe oder eines Antriebs der Arbeitshilfe in Abhängigkeit von der aufgebrachten Kraft geregelt wird. Ferner kann die Auswerteeinrichtung 30 derart ausgebildet sein, das beispielsweise eine Richtungsänderung der Arbeitshilfe ebenfalls durch die auf verschiedenen Sensorzellen wirkende Kraft initiiert wird. So kann beispielsweise bei der in der 1A dargestellten Konfiguration des Sensors eine Kraft, welche auf der Komponente 7.1 stärker als auf der Komponente 7.4 wirkt dahingehend interpretiert werden, das ein Bediener der Haltevorrichtung, diese in der Richtung abnehmender Kraft ändern möchte. Der Mikroprozessor kann die unterschiedlichen Kraftsignale auswerten und die Arbeitshilfe ausgehend von der aufgebrachten Kraftverteilung nun in die entsprechende Richtung bewegen.
Ferner kann die Auswerteeinrichtung eine Kommunikationsschnittstelle zu einer Leitstelle in der Umgebung der Haltevorrichtung umfassen.
Im Falle eines druckempfindlichen Sensors kann die auf den Sensor aufgebrachte Kraft auch dahingehend ausgewertet werden, ob diese über die Zeit nachlässt und somit eine Erschöpfung des Bedieners erkennbar ist. So kann beispielsweise nach einer vorbestimmten Zeit und einer entsprechend nachlassenden Kraft ein Vibrationssignal oder ein optisches Signal an den Bediener gesendet werden, welches diesen dazu auffordert beispielsweise eine Arbeitspause einzulegen. Hierdurch kann der Bediener vor Überlastung oder einem Unfall geschützt werden.
Wird als Abstandssensor beispielsweise eine Kamera bzw. Tiefenbildkamera eingesetzt, kann diese beispielsweise dazu herangezogen werden die Emotionen des Bedieners auszuwerten und zu erkennen. Auch eine Pose oder Posenveränderung des Bedieners, welche beispielsweise auf eine körperliche Erschöpfung hindeuten, kann erfasst werden und durch die Auswerteeinrichtung verarbeitet werden. Auch hier können beispielsweise dem Bediener Warnsignale übermittelt werden, welche eine erforderliche Arbeitspause anzeigen. Sollte der Benutzer jedoch weiterhin die Arbeitshilfe bzw. die Haltevorrichtung festhalten, könnte auch eine Notfallabschaltung aufgrund einer dauerhaften Erschöpfungspose initiiert werden. Von daher kann ein optisch basierter Kamerabild auswertender Abstandssensor auch zur Bewertung der Arbeitshaltung des Bedieners herangezogen werden.
Neben den bereits erwähnten berührungsempfindlichen und Abstandssensoren kann das System ferner einen Temperatursensor zum Erfassen einer Körpertemperatur, oder einen Feuchtigkeitssensor zum Erfassen der Schweißintensität des Bedieners, oder ähnliches umfassen.
In der 3 ist ein System 50 illustriert, welches eine Arbeitshilfe 52 mit einer eigenständigen Steuereinheit 54 sowie einem durch Räder dargestellten Antrieb 56 aufweist. Die Arbeitshilfe umfasst ferner eine Kopplungseinheit 58. an welcher mittels Kopplungsmittels 5 eine Haltevorrichtung, wie beispielsweise die Haltevorrichtung 3 der 1 A, angebracht werden kann. Die in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Operationen wie Erfassen der Kraft, Erfassen einer Berührung, Erfassen des Abstandes durch die Haltevorrichtung 60 können nun dazu verwendet werden, die Arbeitshilfe 52, welche im vorliegenden Beispiel ein Flurförderzeug ist, zu bedienen, zu steuern oder ähnliches. So kann beispielsweise bei Berührung der Haltevorrichtung die in der Haltevorrichtung 60 angeordnete Auswerteeinrichtung 30 ein Steuersignal initiieren, welches über ein entsprechendes Interface an die Steuereinheit 54 der Arbeitshilfe übermittelt wird und somit der Antrieb 56 in einen aktiven Betriebszustand gesetzt wird. Aufgrund der auf einem Sensor der Haltevorrichtung 60 aufgebrachten Kraft kann nunmehr die Geschwindigkeit oder die Richtung der Arbeitshilfe aktiv beeinflusst werden. Ferner überwacht der Abstandssensor der Haltevorrichtung 60 die Abstände der Haltevorrichtung zu weiteren Objekten im Raum und kann so eine Kollision der Arbeitshilfe mit diesen weiteren Objekten verhindern in dem bei einer zu starken Annäherung beispielsweise zunächst ein Vibrationsalarm an den Bediener ausgegeben wird und bei einer noch näheren Annäherung ein Steuersignal initiiert wird, welches eine Abschaltung des Antriebs 56 bewirkt. Bei dem in der 3 dargestellten Beispiel der Haltevorrichtung ist diese beispielsweise lösbar an der Arbeitshilfe 52 angeordnet. Beispiele von lösbaren Kopplungsmitteln sind beispielsweise in den 4 A bis C dargestellt.
Alternativ kann der Abstandssensor auch nicht in die Haltevorrichtung 60 integriert sein, jedoch beispielsweise an einer der Haltevorrichtung 60 abgewandten Seite der Steuereinheit 54 angeordnet sein. Der Abstandssensor erfasst dann den Abstand der Arbeitshilfe zu einem dritten Objekt. Da die Bereiche, an welchen die Haltevorrichtung 60 bzw. der Abstandssensor angeordnet sind, zueinander in fester räumlicher Anordnung stehen, kann in dieser Ausführungsform indirekt auch ein Abstand zwischen der Haltevorrichtung und dem Abstandssensor erfasst werden.
In der 4 A umfasst die Haltevorrichtung 60 ein Kopplungsmittel 65, welches unter anderen einen Saugnapf 71 umfasst, dieser kann beispielsweise an einer glatt polierten Stelle der Arbeitshilfe angebracht und mit Unterdruck an dieser gehalten werden. Dabei muss die Haltekraft des Saugnapfs größer sein als die durch Zug in Richtung X aufgebrachte Kraft F auf den Griff der Haltevorrichtung 60. Ein Vorteil des Saugnapfes ist, dass die Arbeitshilfe kein spezielles, physisches Interface zum Anbringen der Haltevorrichtung aufweisen muss. Im Falle des Ausführungsbeispiels der 4 A ist beispielsweise keine drahtgebundene Vorrichtung zum Übertragen der Steuersignale vorgesehen, sondern die Auswerteeinrichtung, welche in der 4 A nicht gezeigt ist, verfügt über ein drahtloses Interface zur Ansteuerung einer Steuereinheit der Arbeitshilfe.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kopplungsmittels ist in der 4 B gezeigt. Eine Kopplungsstelle 58 an der Arbeitshilfe umfasst beispielsweise Vertiefungen 59 in welche Stifte 77 eines Kopplungsmittels 75 einer exemplarischen Haltevorrichtung 73 eingreifen können. Die Stifte 77 können dabei beispielsweise in die Ausnehmungen 59 mittels Rastnasen einrasten. Es sind jedoch beispielsweise auch Bajonettverschlüsse möglich.
In der 4 C ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kopplungsmittels dargestellt. Das Kopplungselement 58 der Arbeitshilfe umfasst dabei unter anderen einen elektrischen Stecker. Die Haltevorrichtung 80 umfasst ein Auswerteeinrichtung 81, welche mittels einer Leitung 83 mit einem im Kopplungsmittel 85 angeordneten Stecker 87 verbunden ist. Der Stecker 87 ist dabei derart konfiguriert, dass dieser in den Stecker 89 des Kopplungselements 58 elektrisch und kraftschlüssig koppelnd eingreift. Somit werden die durch die Auswerteeinrichtung 81 ermittelten Steuersignale drahtgebunden an einer Steuereinheit 93 der Arbeitshilfe übermittelt.
In den 5 A bis 5 C ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Systems mit Haltevorrichtung und Abstandsensor dargestellt. Das System 100 umfasst eine Haltevorrichtung 103, welche mittels eines Kopplungsmittels 105 an einer Arbeitshilfe befestigbar ist. Auf einer Haltefläche der Haltevorrichtung 103 ist ein berührungsempfindlicher Sensor 107 angeordnet, welcher beispielsweise als druckempfindlicher Sensor ausgebildet sein kann. Die Haltevorrichtung 103 umfasst ein biegesteifes Element mit einem Hohlraum in welchem eine Auswerteeinrichtung vergleichbar mit den Auswerteeinrichtungen 11 oder 30 vorhanden ist. Ferner umfasst das System eine Tiefenbildkamera 109, welche anhand zweier voneinander beabstandeten Elemente einen Abstand zu dritten Objekten bestimmen kann. Die Haltevorrichtung 103 bzw. das biegesteife Element 113 wird mittels eines Gelenks 115 im Kopplungsmittel 105 gehalten. Das Gelenk kann beispielsweise ein Kugelgelenk sein, welches eine dreidimensionale Bewegung der Haltevorrichtung gegenüber dem Kopplungsmittel ermöglicht. Allerdings sind auch Drehgelenke, welche lediglich eine ein- oder zweidimensionale Bewegung längs einer Gerade bzw. innerhalb einer Ebene ermöglichen in anderen Ausführungsformen vorhanden. Ferner umfasst das System einen Beschleunigungssensor 117, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser Lageveränderungen entlang der Richtung 119 erfassen kann. Die durch den Beschleunigungssensor 117 registrierten Signale werden in der Auswerteeinrichtung 111 ausgewertet und eine Lage der Haltevorrichtung gegenüber dem Kopplungsmittel 105 bestimmt. Aus der Lage der Haltevorrichtung kann beispielsweise eine Steuerung, d.h. eine Richtungssteuerung einer Arbeitshilfe initiiert werden. Im Falle eines dreidimensionalen Gelenks kann wie beispielsweise in der 5 B dargestellt, neben der Bewegungsrichtung 119 (siehe 5 A) auch eine Bewegung in der Richtung 120 erfasst werden. Da aufgrund der Signale durch den Beschleunigungssensor 117 die Lage der Haltevorrichtung gegenüber dem Kopplungselement 105 bekannt ist, sind auch die Positionen der beiden Sensoren 109, zu jedem Zeitpunkt bekannt. Hierdurch lassen sich wiederum Aussagen über den Abstand der Haltevorrichtung zu dritten Objekten ermitteln.
In der 5 C ist beispielsweise eine exemplarische Abstandsmessung des Systems 100 zu einem dritten Objekt 121, wie beispielsweise einer Wand, dargestellt. Der Abstand 122 wird durch die Kamera 109 an jedem Punkt der Wand 121 erfasst und der geringste Abstand in der Auswerteeinrichtung 111 ermittelt. Ist der Abstand 122 klein, beispielsweise kleiner als 0,5 m, wird ein Warnsignal an den Bediener übermittelt, dass eine Kollision möglich ist.
Diese Situation wird anhand der 6 nochmals näher erläutert. In einem Raum 200 befinden sich drei Regale 210, 212 und 214. Eine Arbeitshilfe 220 mit einem System 230 wie in der 1 A dargestellt, wird nun mittels eines nicht dargestellten Bedieners vom rechten Rand des Raumes zum linken Rand des Raumes geführt. Die in dem System 230 vorhandene Tiefenbildkamera erfasst dabei einen Abstand 232 zum Regal 210 und einen Abstand 234 zum Regal 214. Unterschreitet der Abstand 232 eine Distanz von weniger als beispielsweise drei Metern (bei einer Größe der Arbeitshilfe von einem Meter), wird der Bediener darauf hingewiesen, dass eine Richtungskorrektur vonnöten ist. Wird nun die Arbeitshilfe durch den Bediener derart geführt, dass diese in Richtung 236 bewegt wird, wird nunmehr der Abstand 234 zur Bewertung der Kollisionsmöglichkeit herangezogen. Es kann jedoch ebenfalls vorgesehen sein, dass auch ein seitlicher Abstand gemessen wird.
In der 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Systems gemäß dieser Anmeldung dargestellt. Das System 300 umfasst einen Leitstellencomputer 310 sowie eine Arbeitshilfe 320. Die Arbeitshilfe 320 ist ein Flurförderzeug 330, welches eine Steuereinheit 332 und einem mit der Steuereinheit verbundenen Abstandssensor 334 umfasst. Der Leitstellencomputer 310 umfasst eine Haltevorrichtung 340, welche mit einem berührungsempfindlichen Sensor 345, 347 und 349 beaufschlagt ist. Ferner ist eine nicht näher dargestellte Auswerteeinrichtung vorhanden, welche die durch die Sensoren 345 bis 349 erzeugten Signalen an die Steuereinheit 332 weiterleitet. Wird nun eine Kraft auf die Haltevorrichtung 340 aufgebracht, wird diese beispielsweise in eine Bewegung der Arbeitshilfe umgesetzt. So kann beispielsweise ein Antrieb der Arbeitshilfe derart gesteuert sein, dass bei zunehmender, auf den Griff aufgebrachter Kraft die Geschwindigkeit des Flurförderzeugs erhöht wird. Durch eine Druckverschiebung zwischen den Sensoren 345, 347 und 349 kann ferner eine Richtungsänderung der Arbeitshilfe initiiert wird. In weiteren Ausführungsbeispielen können eine Richtungsänderung auch durch das gleichzeitige Bedienen mehrerer Haltevorrichtungen initiiert werden. Der an der Arbeitshilfe angeordnete Abstandssensor 334 überwacht nun den Abstand zu dritten Objekten im Raum. Das Referenzsystem ist hierbei die Arbeitshilfe. Wird nun trotz aufgebrachter Kraft auf die Haltevorrichtung ein Abstand zu einem dritten Objekt unterschritten, werden die durch den Abstandssensor 334 generierten Signale von der Steuereinheit 332 verwendet, um eine Bewegung der Arbeitshilfe 320 zu stoppen. Zugleich werden die Überstimmungssignale auch an den Leitstellencomputer 310 übermittelt und ein Feedback an den Bediener der Haltevorrichtung 340 übermittelt.
Der Überstimmungsmodus wird anhand der 8 nochmals näher erläutert. In einem ersten Verfahrensschritt 400 wird ermittelt, ob eine Berührung der Haltevorrichtung vorliegt. Diese Ermittlung 410 wird beispielsweise durch eine Auswerteeinrichtung in Verbindung mit dem berührungsempfindlichen Sensor durchgeführt. Ist eine Berührung erfolgt, wird im Verfahrensschritt 420 ein Abstand zu dritten Objekten ermittelt. Dieser Arbeitsschritt kann entfallen, wenn keine Berührung der Haltevorrichtung vorliegt. Liegt nun eine Berührung vor, wird im Verfahrensschritt 430 überprüft, ob bei der Berührung eine bestimmte Kraft überschritten wird oder ob die Berührung dauerhaft vorliegt. Dies wird im Verfahrensschritt 440 ermittelt. Unabhängig davon wird im Verfahrensschritt 450 weiterhin der Abstand ermittelt. Ist der Abstand zu dritten Objekten ausreichend groß und befinden sich die aufgebrachte Kraft bzw. die Dauer der Berührung in einem vorgegebenen Intervall, kann die Arbeitshilfe weiterhin bedient werden. Für den Fall jedoch, dass der Abstand zu einem dritten Objekt zu gering ist oder dass die Berührung eine zulässige Kraft überschreitet oder eine zulässige Zeitdauer überschreitet, wird im Verfahrensschritt 460 ein Notaus der Arbeitshilfe initiiert. So kann beispielsweise trotz weiterer Berührung der Haltevorrichtung bei zu geringem Abstand ein Notaus der Arbeitshilfe initiiert werden.
Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich für den Fachmann aus den vorliegenden Ausführungsbeispielen in naheliegender Weise.
Die Beschreibung umfasst ferner die nachfolgenden Aspekte:

1. System (1; 60; 100; 300), insbesondere zur Eingabesteuerung für eine Arbeitshilfe (52; 220; 330), welches eine Haltevorrichtung (13; 60, 103) mit einer Haltefläche und ein Kopplungsmittel (5; 65; 75; 85; 105) zur Kopplung der Haltevorrichtung mit der Arbeitshilfe umfasst, wobei die Haltefläche mit einem berührungsempfindlichen Sensor (7; 7'; 7"; 107) ausgestattet ist, so dass eine Berührung der Haltefläche durch den Sensor erfassbar ist, wobei, das System mindestens einen Abstandssensor (9; 109) aufweist, welcher zur Erfassung eines Abstands (127) der Haltevorrichtung von einem dritten Objekt (121) oder einer vom Abstand abgeleiteten Größe ausgebildet ist.
2. System nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei der Abstandssensor einen optischer oder akustischer Abstandssensor umfasst.
3. System nach Aspekt 2, wobei der Abstandssensor eine Stereokamera umfasst.
4. System nach einem der vorhergehenden Aspekt, wobei mindestens ein weiterer Sensor (117) vorhanden ist, welcher eine Position und/oder eine Orientierung der Haltevorrichtung gegenüber einem Referenzsystem erfasst.
5. System nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei der Abstandssensor in die Haltevorrichtung integriert oder direkt an der Haltevorrichtung angeordnet ist.
6. System nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Haltevorrichtung eine biegesteife Haltevorrichtung (13), insbesondere ein Griff, ist.
7. System nach einem der Aspekte 1 bis 5, wobei die Haltevorrichtung eine biegeschlaffe Haltevorrichtung, insbesondere ein Seil, ist.
8. System nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Arbeitshilfe ein Flurförderzeug, ein fahrerloses Transportfahrzeug oder ein Manipulator ist.
9. System nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei der berührungsempfindliche Sensor ein druckempfindlicher, ein kapazitiver oder ein induktiver Sensor ist.
10. System nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei der berührungsempfindliche Sensor ortsauflösend ist.
11. System nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei das Kopplungsmittel eine mechanische Kupplung umfasst.
12. System nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei das Kopplungsmittel eine virtuelle Kupplung umfasst.
13. System nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei mindestens eine Auswertevorrichtung (11; 30; 81; 332) vorhanden ist, welche derart konfiguriert ist, dass durch den berührungsempfindlichen Sensor erfasste Berührungssignale und/oder durch den Abstandssensor erfasste Abstandssignale verarbeitbar sind.
14. System nach Aspekt 12, wobei die Auswerteeinrichtung mindestens eine der folgenden Komponenten umfasst: eine Speichereinheit (33), einen Mikroprozessor (31), eine digitale Kommunikationsschnittstelle (43), eine Energieschnittstelle (37) oder einen Energiespeicher (35).
15. System nach einem der Aspekte 12 oder 13, wobei die Auswertevorrichtung derart konfiguriert ist, dass die Abstandssignale zu einer Überstimmung von Instruktionen verwendet werden, wobei die Instruktionen durch die Berührungssignale initiiert sind.
16. System nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Haltevorrichtung und der Abstandssensor physisch an der Arbeitshilfe angeordnet sind.
17. System zur Eingabesteuerung für eine Arbeitshilfe, und das System eine Haltevorrichtung mit einer Haltefläche und ein Kopplungsmittel zur Kopplung der Haltevorrichtung an die Arbeitshilfe umfasst, wobei die Haltefläche mit einem ersten exterorezeptiven Sensor ausgestattet ist, so dass eine Interaktion eines Benutzers mit der Haltefläche erfassbar ist, wobei, das System mindestens einen zweiten exterorezeptiven Sensor aufweist, welcher zur Erfassung einer Umgebung der Haltevorrichtung ausgebildet ist.

Claims

System (1; 60; 100; 300), insbesondere zur Eingabesteuerung für eine Arbeitshilfe (52; 220; 330), welches eine Haltevorrichtung (13; 60, 103) mit einer Haltefläche und ein Kopplungsmittel (5; 65; 75; 85; 105) zur Kopplung der Haltevorrichtung mit der Arbeitshilfe umfasst, wobei die Haltefläche mit einem ortsauflösenden berührungsempfindlichen Sensor (7; 7'; 7"; 107) ausgestattet ist, so dass eine Berührung der Haltefläche durch den Sensor erfassbar ist, wobei, das System mindestens einen Abstandssensor (9; 109) aufweist, welcher zur Erfassung eines Abstands (122) der Haltevorrichtung von einem dritten Objekt (121) oder einer vom Abstand abgeleiteten Größe ausgebildet ist, wobei die Haltevorrichtung und der Abstandssensor physisch an der Arbeitshilfe angeordnet sind.
System nach Anspruch 1, wobei der Abstandssensor in die Haltevorrichtung integriert oder direkt an der Haltevorrichtung angeordnet ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abstandssensor einen optischer oder akustischer Abstandssensor umfasst.
System nach Anspruch 3, wobei der Abstandssensor eine Stereokamera umfasst.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein weiterer Sensor (117) vorhanden ist, welcher eine Position und/oder eine Orientierung der Haltevorrichtung gegenüber einem Referenzsystem erfasst.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Haltevorrichtung eine biegesteife Haltevorrichtung (13), insbesondere ein Griff, ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Haltevorrichtung eine biegeschlaffe Haltevorrichtung, insbesondere ein Seil, ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Arbeitshilfe ein Flurförderzeug, ein fahrerloses Transportfahrzeug oder ein Manipulator ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der berührungsempfindliche Sensor ein druckempfindlicher, ein kapazitiver oder ein induktiver Sensor ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kopplungsmittel eine mechanische Kupplung umfasst.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Auswertevorrichtung (11; 30; 81; 332) vorhanden ist, welche derart konfiguriert ist, dass durch den berührungsempfindlichen Sensor erfasste Berührungssignale und/oder durch den Abstandssensor erfasste Abstandssignale verarbeitbar sind.
System nach Anspruch 11, wobei die Auswerteeinrichtung mindestens eine der folgenden Komponenten umfasst: eine Speichereinheit (33), einen Mikroprozessor (31), eine digitale Kommunikationsschnittstelle (43), eine Energieschnittstelle (37) oder einen Energiespeicher (35).
System nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei die Auswertevorrichtung derart konfiguriert ist, dass die Abstandssignale zu einer Überstimmung von Instruktionen verwendet werden, wobei die Instruktionen durch die Berührungssignale initiiert sind.