EP1528449B1 - Vorrichtung zum Steuern einer Einrichtung - Google Patents

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EP1528449B1
EP1528449B1 EP05002529A EP05002529A EP1528449B1 EP 1528449 B1 EP1528449 B1 EP 1528449B1 EP 05002529 A EP05002529 A EP 05002529A EP 05002529 A EP05002529 A EP 05002529A EP 1528449 B1 EP1528449 B1 EP 1528449B1
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EP
European Patent Office
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axis
guide element
supported
holding arm
elements
Prior art date
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EP05002529A
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English (en)
French (fr)
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EP1528449A1 (de
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Keneth Smith
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Wittenstein SE
Original Assignee
Wittenstein SE
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1528449A1 publication Critical patent/EP1528449A1/de
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Publication of EP1528449B1 publication Critical patent/EP1528449B1/de
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • G05G2009/04703—Mounting of controlling member
    • G05G2009/04714—Mounting of controlling member with orthogonal axes
    • G05G2009/04718—Mounting of controlling member with orthogonal axes with cardan or gimbal type joint
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/20—Control lever and linkage systems
    • Y10T74/20012—Multiple controlled elements
    • Y10T74/20018—Transmission control
    • Y10T74/2003—Electrical actuator
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/20—Control lever and linkage systems
    • Y10T74/20012—Multiple controlled elements
    • Y10T74/20201—Control moves in two planes

Definitions

  • the present invention relates to a device for controlling a device, such as. Airplane, aircraft simulator, robot od. Like., With a handle which is movable about two mutually perpendicular axes.
  • Such devices are known in many forms and designs in the market and in use. They serve primarily to control an aircraft, flight simulator, robot od. Like. Element.
  • a handle is substantially pivotable about two axes to make a control of a corresponding device.
  • a disadvantage of conventional devices is that they are extremely large and complex, if this For example, are equipped with drive motors for the corresponding two axes of motion to track a movement of the handle and / or to control.
  • these facilities are far too complex and expensive, so that they find only limited use and application.
  • a device for controlling liquid transport devices is described.
  • This device has a joystick, which is movable about two mutually offset axes.
  • US 4,520,355 describes a joystick provided with a plurality of potentiometers in the respective axes to generate a signal through a corresponding angle of rotation.
  • EP 0 151 479 describes a joystick associated with strain gauges. When the joystick is moved, the movement name stripes generate signals that can be displayed on a screen.
  • US 4,772,836 discloses a motorized electrically-described control device for stabilized weapons in a tank, in particular for moving pipes of machine guns of tanks. In this case, a movement of a joystick is braked via externally connected motors.
  • the present invention has for its object to provide a device of the type mentioned, which eliminates the disadvantages mentioned and with which a simple and inexpensive way a device for the exact control of facilities of all kinds is possible.
  • a holding arm adjoins a guide element, on which, perpendicular to the axis, another guide element, on which the handle is seated, is mounted rotatably about the axis.
  • the two guide elements can contain drive motors within drive elements which support the movement of the handle and, if necessary, are computer-controlled and positively guided, so that a corresponding movement is not carried out too quickly.
  • Corresponding force sensors connected to the handle and / or to the guide element can influence the movement of the guide elements.
  • a rotational movement is assisted by the corresponding drive device for controlling the device by means of the drive motor.
  • a corresponding movement of the handle can be displayed and driven along by means of the drive devices.
  • Such a device offers many uses, especially in aerospace.
  • the invention should not be limited to this application.
  • a device according to the invention to any devices, flight simulators, Robot od. Like. Use.
  • a robot eg. As a surgical aid possible.
  • Such a device should also be used for fun parks, games, with a corresponding power or torque feedback as well as in the field of telemanipulation.
  • the invention is not limited here.
  • corresponding stop elements arranged separately for each rotational movement about the respective axis ensure freedom of movement of the two axes independently of each other.
  • an apparatus R 1 has a housing 1 in which a first guide element 3.1 is arranged so as to be rotatable about an axis A on an end wall 2.
  • the guide element 3.1 is connected to a drive device 4.1, in particular a preferably electrically operated drive motor 5.1 and a subsequent transmission 6.1 in combination, as shown in more detail in Figures 3 and 4.
  • the guide element 3.1 in the preferred embodiment, a holding arm 7, which runs out of the axis A approximately at right angles by means of a holding plate 8 and forms a right angle with a thereto approximately at a right angle receiving plate 9.
  • the receiving plate 9 extends approximately parallel to the axis A.
  • a second guide element 3.2 is preferably mounted at right angles to the axis A, which is rotatably supported about the axis B via a second drive means 4.2, in particular drive motor 5.2.
  • intersection S between the two axes A and B is preferably the fulcrum P of a handle 10, which approximately perpendicular to the second guide member 3.2 rests perpendicular projecting upwards.
  • At least one force sensor 11.1, 11.2 can be associated with the handle 10 and / or the guide element 3.2, as shown in particular in FIGS. 1 to 3.
  • the force sensor 11.1. 11.2 has the task of manually moving the handle 10 to detect a force and a direction of movement to a forced guidance or a supported movement of the handle 10 in the respective desired direction by corresponding rotation of the guide elements 3.1, 3.2 by means of the drive 4.1 To allow 4.2.
  • FIG 5 shows that the guide element 3.1 is mounted on one side via bearing elements 13 relative to the housing 1.
  • bearing elements 13 can be used, so that the guide element 3.1 one side about the axis A rotatable relative to the housing 1 can be stored.
  • the bearing elements 13 can absorb large forces.
  • the guide element 3.1 includes as its part of the support arm 7 at an angle.
  • the holding plate 8 is seated on which off-center to the axis A and approximately parallel to the axis A, the receiving plate 9 connects.
  • bearing elements 14 are arranged, which store the guide member 3.2 rotatable and pivotable about the axis B.
  • a device R 2 is shown in which essentially all the components described above are included according to FIGS. 1 to 5. It is different that the guide element 3.2 with integrated drive device 4.2 at both ends is rotatably mounted relative to the support arm 7 via additional bearing elements 14 about the axis B. A two-sided storage is realized here. For this purpose, another receiving plate 9 adjoins the holding plate 8 at the other end.
  • a device R 3 is shown, in which according to the embodiment according to Figure 6, although the guide elements 3.2 are mounted on both sides about the axis B, but the support arm 7 not only at one end on the bearing elements 13 but also at the other end via further bearing elements 13, as schematically indicated here about the axis A is rotatably mounted. At a two-sided storage is thought here.
  • a device R 4 is shown, in which the guide element 3.2 according to the embodiment of the device R 1 according to Figure 5 is mounted on one side about the axis B rotatable.
  • a device R 5 which essentially corresponds to its construction of the device according to FIGS. 1 to 4,
  • a stop element 15.1 is arranged on the holding plate 8, which limits a rotational movement of the guide element 3.2 with respect to its end positions.
  • Corresponding Stopperlemente 16.1, 16.2 can limit the movement of the guide element 3.1, 3.2. These close the front side of the guide element 3.2.
  • stop element 15.1 and stopper element 16.1, 16.2 are arranged approximately near the axis A within the holding plate 8 of the holding arm 7.
  • another stop element 15.2 is preferably fixed to the end wall 2 of the housing 1, with the two radially on the holding plate 8 of the holding arm 7 rear side stopper elements 16.3, 16.4 a direction of movement of the guide element 3.1 about the axis A. to restrict.
  • An advantage of the present invention is that each direction of movement of the guide elements 3.1, 3.2 is independent either about the axis A or about the axis B and the two stop elements 15.1, 15.2 are not coupled together.
  • the operation of the device R 5 is shown schematically as a plan view.
  • the movement of the guide element 3.1, about the axis A by the stop element 15.2 which end side of the holding plate 8 and / or the receiving plate 9 is disposed opposite to two arranged on the end wall 2 of the housing 1 stopper elements 16.3, 16.4, as well as in Figure 12th shown limited.
  • the stopper elements 16.1 to 16.4 can have corresponding adjusting devices in order to limit an exact stop accordingly.
  • the stopper elements 16.1 to 16.4 and also the stop elements 15.1, 15.2 may be made of nylon, metal or the like. Materials may also be made in combination. It is also contemplated to attenuate the respective SLopper electrode 16.1 to 16.4 to attenuate an impact on a stop.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern einer Einrichtung, wie bspw. Flugzeug, Flugzeugsimulator, Roboter od. dgl., mit einem Handgriff, welcher um zwei senkrecht zueinander stehenden Achsen bewegbar ist.
  • Derartige Vorrichtungen sind in vielfältigster Form und Ausführung auf dem Markt bekannt und gebräuchlich. Sie dienen in erster Linie zur Steuerung eines Flugzeuges, Flugsimulators, Roboters od. dgl. Element.
  • Dabei ist ein Handgriff im wesentlichem um zwei Achsen verschwenkbar um eine Steuerung einer entsprechenden Einrichtung vorzunehmen.
  • Nachteilig bei herkömmlichen Vorrichtungen ist, dass diese äusserst gross und komplex ausgebildet sind, wenn diese bspw. mit Antriebsmotoren für die entsprechenden beiden Bewegungsachsen bestückt sind, um eine Bewegung des Handgriffes nachzuführen und/oder zu steuern. Zudem sind diese Einrichtungen viel zu komplex und teuer aufgebaut, so dass diese nur begrenzten Einsatz und Anwendung finden.
  • Nach der WO 81/02208 ist eine Vorrichtung zum Steuern von Flüssigkeitstransporteinrichtungen beschrieben. Diese Vorrichtung weist einen Steuerknüppel auf, welcher um zwei versetzt zueinander liegende Achsen bewegbar ist.
  • Die US 4,520,355 beschreibt einen Joystick, welcher mit einer Mehrzahl von Potentiometer in den jeweiligen Achsen versehen ist, um über einen entsprechenden Verdrehwinkel ein Signal zu erzeugen. Die EP 0 151 479 beschreibt einen Joystick, welchem Dehnungsmessstreifen zugeordnet sind. Wird der Joystick bewegt, so erzeugen die Bewegungamesestreifen Signale, welche auf einem Bildschirm darstellbar sind.
  • Die US 4,772,836 offenbart eine motorisierte elektrisch beschriebene Steuerungseinrichtung für stabilisierte Waffen in einem Panzer, insbesondere zur Bewegung von Rohren von Maschinenkanonen von Panzern. Dabei wird eine Bewegung eines Steuerknüppels über extern anschliessende Motoren gebremst.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die genannten Nachteile beseitigt und mit welcher auf einfache und kostengünstige Weise eine vorrichtung zum exakten Steuern von Einrichtungen aller Art möglich ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe führen die Merkmale des Patentanspruches 1.
  • Bei der vorliegenden Erfindung ist von Bedeutung, dass ein Handgriff zur Steuerung der Einrichtung um zwei Achsen, die senkrecht zueinanderstehen jederzeit möglich ist. Dabei soll eine exakte Steuerung und Bewegung des Handgriffes möglich sein.
  • Es hat sich als besonders günstig erwiesen, den Drehpunkt des Handgriffes in den Schnittpunkt der beiden Achsen zu legen, um eine exakte Bewegung des Handgriffes gegenüber den Achsen zu gewährleisten.
  • Um die Einbaugrösse der entsprechenden Vorrichtung zu reduzieren schliesst an ein Führungselement ein Haltearm an, an welchen senkrecht zur Achse ein weiteres Führungselement, auf welchem auch der Haltegriff sitzt, drehbar um die Achse lagert.
  • Die beiden Führungselemente können innerhalb Antriebselemente, Antriebsmotoren beinhalten, welche die Bewegung des Haltegriffes unterstützen und ggf. rechnergesteuert und zwangsgeführt sind, damit eine entsprechende Bewegung nicht zu schnell ausgeführt wird.
  • Diese zwangsgeführte Bewegung, übertragen durch die Antriebseinrichtungen, die ggf. mit den Führungselementen jeweils separat in Verbindung stehen, gewährleisten dem Bediener eine exakte Führung.
  • Entsprechende mit dem Haltegriff und/oder mit dem Führungselement verbundene Kraftsensoren können Einfluss auf die Bewegung der Führungselemente nehmen.
  • Wird eine Kraft in einer bestimmten Richtung gemessen, so wird eine Drehbewegung durch die entsprechende Antriebseinrichtung zur Steuerung der Einrichtung mittels des Antriebsmotors unterstützt.
  • Ferner kann bspw. im Betrieb eines Autopiloten eines Flugzeuges eine entsprechende Bewegung des Handgriffes angezeigt und mittels der Antriebseinrichtungen mitgefahren werden.
  • Eine derartige Vorrichtung bietet vielerlei Einsatzmöglichkeiten, insbesondere in der Luft- und Raumfahrt. Die Erfindung soll allerdings nicht auf diese Anwendung beschränkt sein.
  • Es soll ferner auch möglich sein, eine erfindungsgemässe Vorrichtung an beliebige Einrichtungen, Flugsimulatoren, Roboter od. dgl. einzusetzen. Bspw. auch in der Medizintechnik ist hier eine exakte Führung und Steuerung eines Roboters bspw. als Operationshilfe möglich.
  • Ferner soll eine derartige Einrichtung auch für Fun-Parks, Spiele, mit einer entsprechenden Kraft- oder Drehmomentenrückführung sowie auch auf dem Gebiet der Telemanipulation eingesetzt werden können. Der Erfindung sei hier keine Grenze gesetzt.
  • Ferner gewährleisten entsprechende separat je Drehbewegung um die jeweilige Achse angeordnete Anschlagelemente sowie Stopperelemente eine Bewegungsfreiheit der beiden Achsen unabhängig voneinander.
  • Keine Bewegungsfreiheit der Anschläge der einen Achse beeinträchtigt die Bewegungsfreiheit der anderen Achse. Hier sind separate Anschlagelement sowie Stopperelemente vorgesehen.
  • Ferner ist von Vorteil, dass hierdurch eine kompakte, leichte Bauweise mit den Bauteilen des Antriebsmotors, des Getriebes sowie der Führungselemente gewährleistet ist, die insgesamt ein sehr geringes Gewicht hat.
  • Ferner können grosse Kippmomente der Führungselemente aufgenommen werden, auch bei einer einseitigen Lagerung der Führungselemente. Dies hat insbesondere Vorteile beim Einbau, wo es auf das Einbaugewicht und insbesondere die Einbaugrösse ankommt.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
    • Figur 1 eine perspektivisch dargestellte Draufsicht auf eine erfindungsgemässe vorrichtung zum Steuern einer Einrichtung in einer Ruhelage;
    • Figur 2 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf die Vorrichtung zum Steuern einer Einrichtung gemäss Figur 1;
    • Figur 3 einen schematisch dargestellten Teillängsschnitt durch die Vorrichtung gemäss Figur 1;
    • Figur 4 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf die Vorrichtung gemäss Figur 1;
    • Figur 5 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf die Vorrichtung gemäss Figur 1;
    • Figur 6 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf die Vorrichtung gemäss Figur 5 als weiteres Ausführungsbeispiel;
    • Figur 7 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf die Vorrichtung gemäss Figur 5 als weiteres Ausführungsbeispiel;
    • Figur 8 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf ein noch weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäss den Figuren 5 bis 7;
    • Figur 9 eine schematisch dargestellte Seitenansicht der Vorrichtung gemäss Figur 1 mit einem Anschlagelement;
    • Figur 10 eine schematisch dargestellte Draufsicht der Vorrichtung gemäss Figur 9 mit Anschlagelement;
    • Figur 11 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf die Funktionsweise der Anschlagelemente gegenüber zwei verdrehbaren Achsen;
    • Figur 12 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf die Funktionsweise der Anschlagelemente und Stopperelemente auf den beiden verdrehachsen.
  • Gemäss Figur 1 weist eine erfindungsgemässe Vorrichtung R1 ein Gehäuse 1 auf, in welchem an einer Stirnwand 2 ein erstes Führungselement 3.1 um eine Achse A verdrehbar angeordnet ist.
  • Das Führungselement 3.1 steht mit einer Antriebseinrichtung 4.1, insbesondere einem vorzugsweise elektrisch betrieben Antriebsmotor 5.1 und einem anschliessenden Getriebe 6.1 in Verbindung, wie es näher in den Figuren 3 und 4 aufgezeigt ist.
  • Das Führungselement 3.1 weist im bevorzugten Ausführungsbeispiel einen Haltearm 7 auf, welcher aus der Achse A in etwa rechtwinklig mittels einer Halteplatte 8 herausläuft und mit einer daran in etwa rechtwinklig anschliessenden Aufnahmeplatte 9 einen rechten Winkel bildet. Die Aufnahmeplatte 9 verläuft in etwa parallel zur Achse A.
  • An der Aufnahmeplatte 9 ist vorzugsweise rechtwinklig zur Achse A ein zweites Führungselement 3.2 gelagert, welches über eine zweite Antriebseinrichtung 4.2, insbesondere Antriebsmotor 5.2 drehbar um die Achse B gelagert ist.
  • In einem Schnittpunkt S, zwischen den beiden Achsen A und B befindet sich bevorzugt der Drehpunkt P eines Handgriffes 10, welcher in etwa mittig dem zweiten Führungselement 3.2 senkrecht nach oben abragend aufsitzt.
  • Dem Handgriff 10 und/oder dem Führungselement 3.2 kann zumindest ein Kraftsensor 11.1, 11,2 zugeordnet sein, wie es insbesondere in den Figuren 1 bis 3 dargestellt ist.
  • Der Kraftsensor 11.1. 11.2 hat die Aufgabe bei einem manuellen Bewegen des Handgriffes 10 eine Kraft- und eine Bewegungsrichtung zu erkennen, um eine zwangsweise Führung bzw. auch eine unterstützte Bewegung des Handgriffes 10 in die jeweilige gewünschte Richtung durch entsprechendes verdrehen der Führungselemente 3.1, 3.2 mittels der Antriebseinrichtungen 4.1, 4.2 zuzulassen.
  • Zu diesem Zweck sind Kraftsensor 11.1, 11.2 sowie die Antriebseinrichtungen 4.1, 4.2 mit einer Steuerung 12, wie sic in Figur 1 angedeutet ist, verbunden.
  • Insbesondere zeigt das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäss Figur 5, dass das Führungselement 3.1 über Lagerelemente 13 gegenüber dem Gehäuse 1 einseitig gelagert ist.
  • Von Vorteil ist, dass sehr grosse Lagerelemente 13 eingesetzt werden können, damit das Führungselement 3.1 einseitig um die Achse A verdrehbar gegenüber dem Gehäuse 1 gelagert werden kann. Die Lagerelemente 13 können grosse Kräfte aufnehmen.
  • An das Führungselement 3.1 schliesst als dessen Bestandteil der Haltearm 7 winkelig an. Dabei sitzt dem Führungselement 3.1 die Halteplatte 8 auf, an welche aussermittig zur Achse A und in etwa parallel zur Achse A die Aufnahmeplatte 9 anschliesst. Dort sind Lagerelemente 14 angeordnet, die das Führungselement 3.2 drehbar und verschwenkbar um die Achse B lagern.
  • In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäss Figur 6 ist eine Vorrichtung R2 aufgezeigt, bei welcher im wesentlichen alle oben beschriebenen Bauteile entsprechend den Figuren 1 bis 5 beinhaltet sind. Unterschiedlich ist, dass das Führungselement 3.2 mit integrierter Antriebseinrichtung 4.2 beiderends gegenüber dem Haltearm 7 über zusätzliche Lagerelemente 14 um die Achse B drehbar gelagert ist. Eine zweiseitige Lagerung ist hier realisiert. Hierzu schliesst eine weitere Aufnahmeplatte 9 andernends an die Halteplatte 8 an.
  • Im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäss Figur 7 ist eine Vorrichtung R3 aufgezeigt, bei welcher entsprechend dem Ausführungsbeispiel gemäss Figur 6 zwar die Führungselemente 3.2, beideseitig um die Achse B gelagert sind, jedoch der Haltearm 7 nicht nur einends über die Lagerelemente 13 sondern auch andernends über weitere Lagerelemente 13, wie hier schematisch angedeutet um die Achse A drehbar gelagert ist. An eine zweiseitige Lagerung ist hier gedacht.
  • In dem Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäss Figur 8 ist eine Vorrichtung R4 aufgezeigt, bei welcher das Führungselement 3.2 entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung R1 gemäss Figur 5 einseitig um die Achse B verdrehbar gelagert ist.
  • Im Anschluss an das Führungselement 3.1 ist der Haltearm 7 beidseitig verdrehbar um die Achse A, wie schematisch angedeutet, über die weiteren Lagerelemente 13 gelagert. Auch diese Art der Lagerung soll vom vorliegenden Erfindungsgedanken umfasst sein.
  • In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäss Figur 9 ist eine Vorrichtung R5 aufgezeigt, die im wesentlichen von ihrem Aufbau der Vorrichtung gemäss den Figuren 1 bis 4 entspricht,
  • Dort ist an der Halteplatte 8 ein Anschlagelement 15.1 angeordnet, welches eine Drehbewegung des Führungselementes 3.2 bezüglich seiner Endlagen begrenzt. Entsprechende Stopperlemente 16.1, 16.2 können die Bewegung des Führungselementes 3.1, 3.2 begrenzen. Diese schliessen stirnseitig an das Führungselement 3.2 an.
  • In der entsprechenden Draufsicht sind Anschlagelement 15.1 und Stopperelement 16.1, 16.2 in etwa nahe der Achse A innerhalb der Halteplatte 8 des Haltearmes 7 angeordnet.
  • Ferner ist ein weiteres Anschlagelement 15.2 vorzugsweise an der Stirnwand 2 des Gehäuses 1 festgelegt, um mit den beiden radial an der Halteplatte 8 des Haltearmes 7 rückseitig angeordneten Stopperelementen 16.3, 16.4 eine Bewegungsrichtung des Führungselementes 3.1 um die Achse A zu beschränken. Von Vorteil bei der vorliegenden Erfindung ist, dass jede Bewegungsrichtung der Führungselemente 3.1, 3.2 entweder um die Achse A oder um die Achse B unabhängig ist und die beiden Anschlagelemente 15.1, 15.2 miteinander nicht gekoppelt sind.
  • In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäss Figur 11 ist schematisch die Funktionsweise der Vorrichtung R5 als Draufsicht dargestellt. Dort ist die Bewegung des Führungselementes 3.1, um die Achse A durch das Anschlagelement 15.2 welches endseits der Halteplatte 8 und/oder deren Aufnahmeplatte 9 angeordnet ist, gegenüber zwei an der Stirnwand 2 des Gehäuses 1 angeordneten Stopperelementen 16.3, 16.4, wie auch in Figur 12 dargestellt begrenzbar.
  • Dabei können die Stopperelemente 16.1 bis 16.4 entsprechende Justiereinrichtungen aufweisen, um einen genauen Anschlag entsprechend zu begrenzen.
  • Die Stopperelemente 16.1 bis 16.4 sowie auch die Anschlagelemente 15.1, 15.2 können aus Nylon, Metall od. dgl. Materialien auch in Kombination hergestellt sein. Es ist auch daran gedacht, die entsprechenden SLopperelemente 16.1 bis 16.4 zu dämpfen, um ein Auftreffen auf einen Anschlag zu dämpfen.
  • Ebenfalls ist aus den Figuren 11 und 12 ersichtlich, wie die entsprechenden Stopperelemente 16.1, 16.2 gegenüber dem Anschlagelement 15.1 die Drehbewegung um die Achse B entsprechend beschränken.
  • Wichtig ist allerdings, dass die Drehbewegungen der Führungselemente 3.1, 3.2 um die jeweiligen beiden Achsen A, B unabhängig voneinander durch die entsprechenden Stopperelemente 16.1 bis 16.4 gegenüber den Anschlagelementen 15.1, 15.2 möglich sind.
  • Dies gewährleistet einen universellen Einsatz der Vorrichtung R5, so dass bspw. bei Anliegen an einem Anschlagelement des einen Führungselementes das andere Führungselement in seinem Drehbereich bzw. Schwenkbereich uneingeschränkt betätigt werden kann. Dies soll vom vorliegenden Erfindungsgedanken umfasst sein.
    • Positionszahlenliste
  • 1 Gehäuse 34 67
    2 Stirnwand 35 68
    3 Führungselement 36 69
    4 Antriebseinrichtung 37 70
    5 Antriebsmotor 38 71
    6 Getriebe 39 72
    7 Haltearm 40 73
    8 Halteplatte 41 74
    9 Aufnahmeplatte 42 75
    10 Handgriff 43 76
    11 Kraftsensor 44 77
    12 Steuerung 45 78
    13 Lagerelement 46 79
    11 Lagerelement 47
    15 Anschlagelement 48
    16 Stopperelement 49
    17 50 R1 Vorrichtung
    18 51 R2 Vorrichtung
    19 52 R3 Vorrichtung
    20 53 R4 Vorrichtung
    21 54 R5 Vorrichtung
    22 55
    23 56 A Achse
    24 57 B Achse
    25 58
    26 59 P Drehpunkt
    27 60
    28 61 S Schnittpunkt
    29 62
    30 63
    31 64
    32 65
    33 66

Claims (11)

  1. Vorrichtung zum Steuern einer Einrichtung wie bspw. Flugzeug, Flugsimulator, Roboter od. dgl., mit einem Handgriff (10) welcher um zwei senkrecht zueinander stehenden Achsen (A, B) bewegbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass dem Handgriff (10) zumindest ein Kraftsensor (11.1, 11.2) zur Steuerung und/oder Regelung einer Bewegung von Führungselementen (3.1, 3.2) auf den Achsen (A, B) zugeordnet ist und die in den Achsen (A, B) gelagerten Führungselemente (3.1, 3.2) separat über jeweils eine in diesen integrierte Antriebseinrichtung (4.1, 4.2) antreibbar sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Handgriff (10) um einen Drehpunkt (P) gelagert ist, welcher einem Schnittpunkt (S) der Achsen (A, B) entspricht, wobei ein Führungselement (3.1) in einem Gehäuse (1) gelagert ist, und ausserhalb des Gehäuses (1) ein winkelig angeordneter Haltearm (7) mit einem Schenkel aussermittig zur Achse (A) vorgesehen ist, an welchen senkrecht zur Achse (A) das zweite Führungselement (3.2) drehbar um die Achse (B) anschliesst, und das erste Führungselement (3.1) über Lagerelemente (13) gegenüber dem Gehäuse (1) einseitig um die Achse (A) verdrehbar gelagert ist.
  3. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 order 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (4.1, 4.2) einen Antriebsmotor (5.1, 5.2) und ggf. ein Getriebe (6.1, 6.2) aufweist.
  4. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtungen (4.1, 4.2), Antriebsmotoren (5.1, 5.2), Getriebe (6.1, 6.2) sowie der zumindest eine Kraftsensor (11.1, 11.2) mit einer Steuerung (12) verbunden sind.
  5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Führungselement (3.2) senkrecht zum ersten Führungselement (3.1) gegenüber dessen Haltearm (7) über weitere Lagerelemente (14) gelagert ist.
  6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Führungselement (3.2) einseilig am Haltearm (7) aussermittig der Achse (A) um die Achse (B) verdrehbar gelagert ist.
  7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltearm (7) beidseitig um die Achse (A) gelagert ist.
  8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltearm (7) u-förmig ausgebildet ist, zwischen welchem beidseitig das zweite Führungselement (3.2) aussermittig der Achse (A) um die Achse (B) verdrehbar gelagert ist.
  9. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltearm (7) beidseitig um die Achse (A) und an diesem beidseitig das zweite Führungselement (3.2) um die Achse (B) verdrehbar gelagert ist.
  10. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Führungselement (3.1) mit einem Anschlagelement (15.2) gegenüber zumindest einem Stopperelement (16.3, 16.4) um die Achse (A) begrenzt verschwenkbar ist und/oder das zweite Führungselement (3.2) gegenüber zumindest einem Anschlagelement (15.1) mit zumindest einem Stopperelement (16.1, 16.2) um die Achse (B) begrenzt verschwenkbar ist, ohne dass jeweils die Bewegungsfreiheit der anderen Achse (A oder B) begrenzt oder beeinträchtigt und zur Begrenzung der Bewegung des Führungselementes (3.1) um die Achse (A) an einer Aufnahmeplatte (9) des Haltearmes (7) angeordnet ist, wobei zumindest ein entsprechendes Stopperelement (16.3, 16.4) einer Seitenwand (2) des Gehäuses (1) zugeordnet ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stopperelemente (16.1 bis 16.4) einen Weg der Anschlagelemente (15.1, 15.2) einstellbar begrenzen und ggf. zur Feineinstellung der Endlagen mit einer Justiereinrichtung versehen sind.
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