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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Vorrichtung
zur Steuerung einer Maschine und insbesondere auf eine Vorrichtung
und auf ein Verfahren zur Steuerung einer Maschine unter Verwendung
eines bewegbaren Schnittstellenmoduls.
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Hintergrund
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Eine
Vielzahl von Maschinen weisen Bedienerschnittstellenmodule auf,
die mit verschiedenen Betätigungsvorrichtungen
versehen sind, um es einem Maschinenbediener zu ermöglichen,
verschiedene Elemente der Maschine einzuschalten und auszuschalten.
Beispielsweise weisen Industriearbeitsmaschinen, wie beispielsweise
Hydraulikbagger, typischerweise Anordnungen von Schaltern, Anzeigen und
anderen Vorrichtungen auf, die zur bequemen Anwendung durch einen
Bediener positioniert sind, um die verschiedenen Funktionen zu steuern,
die mit dem Bagger assoziiert sind. Ziemlich oft sind solche Schnittstellenmodule
in einer Armablage integriert, die mit einem Bedienersitz assoziiert
ist. Eine solche Anordnung erleichtert einen leichten Zugriff durch den
Bediener in funktionell effizienter Weise.
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Ein
Beispiel einer Maschine mit einer solchen Bedienerschnittstelle
ist zu sehen in
US 5
938 282 A . Dieses Patent offenbart eine Steuervorrichtung
zur Anwendung bei einem Fahrzeug. Die Steuervorrichtung ist an und
nahe der Vorderseite der Armablage eines Bedienersitzes gelegen
und weist Steuerglieder auf, um verschiedene Funktionen des Fahrzeugs
zu steuern. Ähnliche
Bedienerschnittstellenmodule können
bei anderen Maschinen und Fahrzeugen verwendet werden, die einen
Bedienersitz aufweisen, beispielsweise Ackerbautraktoren, verschiedene
Bauarten von Erdbewegungsmaschinen, Flugzeuge, Hublastwägen und
motorisierte Personenfahrzeuge, wie beispielsweise Rollstühle und Golfwägen.
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Weil
diese Bedienerschnittstellenmodule an einer Armablage montiert sind
und damit assoziiert sind, die typischerweise ein Teil des Bedienersitzes ist
oder benachbart dazu montiert ist, sind sie in bequemer Weise zur
komfortablen und effizienten Anwendung durch den Bediener positioniert.
Jedoch können
sie auch unter gewissen Umständen
dem Bediener oder dem Instandhaltungspersonal im Weg sein. Weil
diese Schnittstellenmodule sich in verschiedenen Richtungen von
der Bedienerarmablage erstrecken können, können sie genauso einen Schaden
zu den Zeiten erleiden, wenn sie nicht verwendet werden, um die
Maschine zu steuern.
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US 6 065 560 A offenbart
ein verschiebbares Eingabemodul, welches zu einer verstauten Position bewegt
werden kann, wo es einem Fahrzeugbediener nicht im Weg ist. Dies
gestattet, dass der Bediener sich leicht in der Kabine des Fahrzeugs
herum bewegen kann. Das Modul trägt
auch die Geschwindigkeitssteuerungs- bzw. Tempomatknöpfe, so
dass sie leicht zugänglich
sind. Insbesondere wird eine Fahrzeugkabine offenbart, die folgendes
aufweist: einen Fahrzeugsitz; ein Schalteingabemodul zur Anforderung
von Umschaltungen eines Getriebes, welches an einem Fahrzeug befestigt
ist; und eine Armablage, die an dem Fahrzeugsitz angebracht ist,
wobei das Modul in einer Betriebsposition positioniert ist, wo es
für einen
Bediener zugänglich
ist, und wobei das Modul zu einer verstauten Position bewegbar ist,
wo es weniger zugänglich
ist, wobei das Modul unabhängig
von der Armablage bewegbar ist, wobei das Modul mit einer oberen
Plattform und einem Handgriff versehen ist, wobei der Handgriff
bewegbar ist, um Schaltvorgänge
anzufordern, und wobei der Handgriff geringfügig vor der oberen Plattform
positioniert ist, wobei die obere Plattform zum Tragen eines Unterarms
eines Bedieners vorgesehen ist, wobei die Armablage an einer ungefähr gleichen
vertikalen Position wie bei der oberen Plattform ist.
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EP 0 911 548 A2 offenbart
eine Getriebeschaltbetätigungsvorrichtung
für Automobile
zur Auswahl von einzelnen Getriebeübersetzungen eines Fahrzeuggetriebes.
Darin ist der Schalthebel nicht mechanisch mit dem Fahrzeug verbunden
sondern schaltet elektrische Kontakte. Die so erzeugten Schalt signale
werden durch eine elektronische Getriebesteuerung bewertet. Die
Getriebeschaltbetätigungsvorrichtung
kann von einer Anwendungsposition zur Auswahl von Getriebeübersetzungen
in eine Ruheposition verschoben werden. In der Ruheposition kann
dies die nicht autorisierte Anwendung verhindern.
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Die
vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der
oben dargelegten Probleme zu überwinden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur
Steuerung von ausgewählten
Funktionen einer Maschine vorgesehen. Die Maschine weist einen Sitz
mit mindestens einer Armablage auf, die unterstützend benachbart zum Sitz positionierbar
ist. Ein Schnittstellenmodul hat einen Verbindungsteil, der mit
der Armablage zu verbinden ist und geeignet ist, um einen Arbeitsteil seitlich
zwischen zurückgezogenen
und ausgefahrenen Positionen zu verschieben.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren vorgesehen,
um steuerbar mit einer Maschine mit einem Sitz und mit mindestens
einer Armablage in Gegenwirkung zu treten, die unterstützend benachbart
zum Sitz zu positionieren ist. Das Verfahren weist die Schritte
auf, ein Schnittstellenmodul mit einem Verbindungsteil und einem
Arbeitsteil vorzusehen, wobei der Verbindungsteil mit der Armablage
verbunden ist. Das Verfahren weist weiter die Schritte auf, einen
verstauten bzw. aufgenommenen Betriebszustand des Schnittstellenmodularbeitsteils
auszuwählen,
und zwar durch Bewegung des Schnittstellenmodularbeitsteils seitlich
zur Armablage hin, bis der Arbeitsteil zumindest teilweise durch
die Armablage verdeckt ist, und die Auswahl eines Arbeitsbetriebszustandes
des Schnittstellenmodularbeitsteils durch Bewegung des Schnittstellenmodularbeitsteils
seitlich weg von der Armablage, bis der Arbeitsteil im wesentlichen
frei von Einschränkungen
durch die Armablage ist.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Ansicht einer Maschine, die zur Anwendung bei einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung geeignet ist;
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2 ist
eine Draufsicht eines beispielhaften Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung;
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3 ist
eine detaillierte Draufsicht des in 2 veranschaulichten
Ausführungsbeispiels;
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4 ist
eine Seitenansicht eines speziellen beispielhaften Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung;
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5 ist
eine Seitenansicht eines weiteren beispielhaften Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung;
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6 bis 8 sind
Draufsichten von drei beispielhaften Ausführungsbeispielen der vorliegenden
Erfindung.
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Detaillierte
Beschreibung
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Ein
beispielhaftes Ausführungsbeispiel
einer Maschine 10 ist in 1 veranschaulicht,
wobei die Maschine 10, beispielsweise eine Erdbewegungsmaschine,
wie beispielsweise ein Hydraulikbagger, eine Bedienerstation 11 aufweist.
Die Bedienerstation 11 weist einen Sitz 14 auf,
der angeordnet ist, wie es für den
Kunden günstig
ist, um einen Bediener in geeigneter Weise zur Steuerung der Maschine 10 zu
positionieren.
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Wie
in 2 veranschaulicht, ist der Sitz 14 mit
Armablagen 16, 18 versehen, die tragend benachbart
zum Sitz 14 positionierbar sind. Die Armablagen weisen
Oberseitenteile 20 und Unterseitenteile 22 auf.
Die Armablagen 16, 18 sind typischerweise integral
mit dem Sitz 14, können
jedoch bei einigen Konfigurationen vom Sitz 14 getrennt
sein. Auf jeden Fall sind die Armablagen 16, 18 an
einer solchen Stelle und in einer solchen Orientierung positio niert, dass
sie eine bequeme Unterstützung
für die
Arme eines Bedieners bieten.
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Wie
ebenfalls in 2 gezeigt ist, ist eine Vorrichtung 12 zur
Steuerung von ausgewählten Funktionen
der Maschine 10 in kooperativer Anordnung mit mindestens
einer der Armablagen 16, 18 vorgesehen. In dem
gezeigten beispielhaften Ausführungsbeispiel
weist die Vorrichtung 12 ein Schnittstellenmodul 24 mit
einem Verbindungsteil 26 und einem Arbeitsteil 28 auf.
Der Verbindungsteil 26 ist mit mindestens einer der Armablagen 16, 18 in
einer Weise zu verbinden, die ausreicht, um zu gestatten, dass der
Arbeitsteil 28 sich seitlich zwischen einer zurückgezogenen
Position 30 und einer ausgefahrenen Position 32 relativ
zur jeweiligen Armablage 16, 18 schwenkt.
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Das
Schnittstellenmodul 24 kann eine Vielzahl von Betätigungsvorrichtungen 42 aufweisen,
die mit jeweiligen Maschinenfunktionen assoziiert sein können. Die
Betätigungsvorrichtungen 42 können irgendwelche
erwünschten
Kombinationen von Schaltern aufweisen, beispielsweise einen Druckknopf,
einen Hebel oder Drehschalter und Messvorrichtungen oder Anzeigelichter.
Die Schalter oder Anzeigen können
mit verschiedenen Elementen der Maschine 10 assoziiert
sein, so dass ein Bediener die jeweiligen Funktionen der Maschine 10 steuern
kann.
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Der
Arbeitsteil 28 des Schnittstellenmoduls 24 kann
eine nach oben gerichtete konvexe im allgemeinen ovale Oberfläche 44 aufweisen,
und die Betätigungsvorrichtungen 42 können auf
der Oberfläche 44 an
jeweiligen Stellen angeordnet sein, die ausgewählt sind, um eine manuelle
Betätigung
der Betätigungsvorrichtungen 42 durch
einen Bediener zu erleichtern. Dieses beispielhafte Ausführungsbeispiel
ist ausgewählt,
um eine ergonomisch komfortable Anordnung vorzusehen, so dass die
Hand eines Bedieners komfortabel auf die ovale Oberfläche 44 passen
kann, während
der Arm des Bedieners durch eine Armablage 16, 18 getragen
wird. An dieser Position sind die Finger des Bedieners zur leichten
Betätigung
der Betätigungsvorrichtungen 42 positioniert.
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Wie
in 3 veranschaulicht, ist der Schnittstellenmodularbeitsteil 28,
wenn er in der zurückgezogenen
oder verstauten Position 30 ist, zumindest teilweise durch
die Armablage 16, 18 abgedeckt, und in der ausgefahrenen
Position oder Arbeitsposition 32 ist der Schnittstellenmodularbeitsteil 28 im
wesentlichen frei von Einschränkungen
durch die Armablage 16, 18.
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4 veranschaulicht
ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel
der Vorrichtung 12, wo der Arbeitsteil 28 sich
seitlich zwischen zurückgezogenen und
ausgefahrenen Positionen 30, 32 entlang einer ersten
Ebene 34 bewegen kann oder schwenken kann, die sich im
allgemeinen horizontal unter den Unterseitenteil 22 der
Armablage erstreckt. Die erste Ebene 34 ist an einer Höhenposition
gelegen, die ausreichend ist, dass der Arbeitsteil 28 zumindest teilweise
unter dem Unterseitenteil 22 der Armablage gelegen ist,
wenn der Arbeitsteil 28 in der zurückgezogenen Position 30 ist.
Der Unterseitenteil 22 der Armablage kann vorteilhafterweise
einen Blockierungsteil 36 aufweisen. Der Blockierungsteil 36 kann sich
nach außen
vom Unterseitenteil 22 an einer Stelle erstrecken, die
ausreicht, um das Zurückziehen des
Schnittstellenmoduls 24 um eine vorbestimmte Größe zu beschränken, so
dass ein Teil des Schnittstellenmodularbeitsteils 28 frei
von Einschränkungen durch
die Armablage 16, 18 bleibt, auch wenn der Arbeitsteil 28 in
der zurückgezogenen
Position 30 ist. In dem speziellen gezeigten Ausführungsbeispiel
erstreckt sich der Blockierungsteil 36 im wesentlichen senkrecht
nach außen
(nach unten) von dem Unterseitenteil 22, obwohl irgend
eine Konfiguration, die ausreicht, um die seitliche Bewegung des
Schnittstellenmoduls 24 an einer vorgewählten zurückgezogenen Position zu unterbrechen,
leicht eingesetzt werden könnte.
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Ein
modifiziertes Ausführungsbeispiel
der Vorrichtung 12 ist in 5 veranschaulicht,
wo die Armablage 16, 18 modifiziert ist, um eine
hohle Region 38 aufzuweisen, die zwischen den Ober- und
Unterseitenteilen 20, 22 gelegen ist. In diesem
Ausführungsbeispiel
kann das Schnittstellenmodul 24 sich seitlich zwischen
den zurückgezogenen
und ausgefahrenen Positionen 30, 32 entlang einer
zweiten Ebene 40 bewegen oder seitlich schwenken, die sich im
allgemeinen horizontal durch die hohle Region 38 erstreckt,
und zwar an einer Höhenposition,
die ausreicht, dass der Schnittstellenmodularbeitsteil 28 zumindest
teilweise in der hohlen Region 38 gelegen ist, wenn der
Arbeitsteil 28 in der zurückgezogenen Position 30 ist.
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Der
Schnittstellenmodulverbindungsteil 26 weist einen Verbindungsmechanismus 46 auf,
der geeignet ist, um schwenkbar den Verbindungsteil 26 und
die Armablage 16, 18 zu verbinden. Der Verbindungsmechanismus 46 kann
verschiedene Formen annehmen, wobei einige davon in den 6-8 veranschaulicht
sind. Jede dieser Figuren veranschaulicht eine spezielle strukturelle
Anordnung eines Verbindungsmechanismus 46, obwohl andere zufriedenstellende
Anordnungen eingesetzt werden können,
wie dem Fachmann für
solche Vorrichtungen klar sein wird. Beispielsweise könnte das
Schnittstellenmodul 24 verschiebbar auf Schienen oder Stiften getragen
werden, so dass es seitlich zwischen zurückgezogenen und ausgefahrenen
Positionen 30, 32 verschoben werden könnte, und
zwar ohne eine Schwenkbewegung.
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Wie
in 6 veranschaulicht, kann der Verbindungsmechanismus 46 einen
Schwenkstift 48 aufweisen, der verbindungsmäßig mit
dem Schnittstellenmodulverbindungsteil 26 und der Armablage 16, 18 entlang
einer Drehachse 50 in Eingriff zu bringen ist, die im wesentlichen
senkrecht zum jeweiligen Armablagenoberflächenteil 20, 22 ist.
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Wie
in 7 veranschaulicht, kann der Schnittstellenmodulverbindungsmechanismus 46 eine
Verbindung 52 mit einem ersten Endteil 54 aufweisen,
der mit dem Schnittstellenmodulverbindungsteil 26 zu verbinden
ist, und einen zweiten Endteil 56, der mit der Armablage 16, 18 zu
verbinden ist.
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Die
Verbindung 52 kann mindestens erste und zweite Verbindungsarme 58, 60 aufweisen.
In dem veranschaulichenden Ausführungsbeispiel
sind sowohl die ersten als auch die zweiten Verbindungsarme 58, 60 voneinander beabstandet
und haben erste Endteile 62, 63, die schwenkbar
mit dem Schnittstellenmodulverbindungsteil 26 zu verbinden sind,
und zweite Endteile 64, 65, die schwenkbar mit der
Armablage 16, 18 zu verbinden sind. Das in 7 veranschaulichte
Ausführungsbeispiel
zeigt die ersten und zweiten Verbindungsarme 58, 60 mit einer
Schwenkverbindung, die zwischen den jeweiligen Endteilen 62, 63, 64, 65 positioniert
sind, während
das in 8 veranschaulichte Ausführungsbeispiel die ersten und
zweiten Verbindungsarme 58, 60 als feste Verbindungen
zeigt.
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Ungeachtet
der speziellen strukturellen Konfiguration sind alle veranschaulichten
Ausführungsbeispiele
des Verbindungsmechanismus 46 ausreichend, um schwenkbar
den Schnittstellenmodulverbindungsteil 26 und eine jeweilige
Armablage 16, 18 zu verbinden. Wie der Fachmann
sofort erkennen wird, ist es eine einfache Frage der Auswahl von
entsprechend konfigurierten Schnittstellenmodulen 24, um
Konfigurationen entweder für
die rechte Hand oder für
die linke Hand vorzusehen, die mit einer Armablage 16, 18 für entweder
eine rechte Hand oder eine linke Hand assoziiert sein können, wie
es für
eine spezielle Konfiguration der Maschine 10 wünschenswert
sein kann.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Die
Vorrichtung 12 kann vorteilhafterweise zur Steuerung von
ausgewählten
Funktionen einer Maschine 10 eingesetzt werden, in der
ein Bediener typischerweise in einer Bedienerstation 11 sitzt.
Es ist wünschenswert,
dass der Bediener eine komfortable und effiziente Arbeitsumgebung
hat, und dass er die Vorrichtungen, die zur Steuerung der Maschine 10 nötig sind,
bequem zur Hand hat.
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Wenn
der Bediener sitzt und der Arm des Bedieners entlang des Oberseitenteils 20 der
Armablage positioniert ist, kann das Schnittstellenmodul 24 in einen
Arbeitsbetriebszustand gebracht werden, in dem es in die ausgefahrene
Position 32 bewegt oder in diese geschwenkt wird. In dieser
Position wird die Hand des Bedieners natürlich und komfortabel von der
ovalen Oberfläche 44 des
Arbeitsteils 28 getragen werden, und die Betätigungsvorrichtungen 42 werden
in bequemer Weise zur Betätigung
durch den Bediener positioniert sein.
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Zu
jenen Zeiten, wenn der Bediener nicht auf die Betätigungsvorrichtungen 42 zugreifen
muss, kann das Schnittstellenmodul 24 leicht in einem verstauten
Betriebszustand angeordnet werden, und zwar durch Bewegung oder
Schwenkbewegung davon in die zurückgezogene
Position 30, in der es zumindest teilweise unterhalb oder
innerhalb der Armablage 16, 18 ist. Der Blockierungsteil 36 kann
konstruiert und positioniert sein, um das Zurückziehen des Schnittstellenmoduls 24 zu
beschränken,
und zwar in welchem Ausmaß auch
immer dies für
die spezielle Maschine 10 erwünscht sein kann. In der zurückgezogenen
Position 30 ist das Schnittstellenmodul 24 sowohl
aus dem Weg des Bedieners als auch des Service- und Instandhaltungspersonals
und wird vor zufälligem
Schaden geschützt.
In dieser Weise ist die Bedienerstation gut organisiert, und der Raum
wird effizient verwendet. Zur gleichen Zeit kann das Schnittstellenmodul 24 schnell
zu der ausgefahrenen Position geschwenkt werden, wenn es wieder
erwünscht
ist, Zugriff auf die Betätigungsvorrichtungen 42 zu
haben.
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Wie
aus der vorangegangenen Beschreibung offensichtlich ist, sehen die
veranschaulichten Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung eine bequeme, ergonomische und effiziente
Vorrichtung 12 zur Steuerung von ausgewählten Funktionen einer Maschine 10 vor.
Obwohl die veranschaulichte Maschine 10 eine Erdbewegungsmaschine
ist, wie beispielsweise ein Hydraulikbagger, kann die beschriebene
Vorrichtung 12 erfolgreich auf irgend eine Maschine angewandt
werden, die eine Bedienerstation hat, beispielsweise ein Personentransportfahrzeug,
wie beispielsweise ein Automobil, ein Golfwagen, ein elektrischer
Rollstuhl und andere Maschinen, wie beispielsweise Flugzeuge und
militärische Fahrzeuge.