用于远程控制器的控制单元 |
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| 申请号 | CN201910837001.4 | 申请日 | 2019-09-05 | 公开(公告)号 | CN110879632A | 公开(公告)日 | 2020-03-13 |
| 申请人 | 布兰德尔控股有限责任两合公司; | 发明人 | 约亨·安特斯; 弗里德里克·布兰德尔; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及用于远程 控制器 的控制单元，远程控制器用于控制机器，控制单元包括：处理器装置；用于控制至少一个机器功能的设置在控制单元上的至少一个可手动操作的操作元件，其能够由处理器装置在激活状态和停用状态之间切换；分配给操作元件的激活 传感器 ，其包括有效传感器范围，适于检测由操作者对有效传感器范围的限定的接近，处理器装置适配成如果激活传感器检测到对有效传感器范围的限定的接近则将操作元件切换到激活状态，如果在预设的时间段期间没有检测到限定的接近则将操作元件切换到停用状态，控制单元适配成使得只要操作元件处于停用状态操作元件的操作就不会引起机器功能的激活，控制单元上的有效传感器范围的 位置 和/或尺寸是可变的。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于远程控制器的控制单元(10)，所述远程控制器用于控制机器，所述控制单元优选地用于无线电远程控制器，所述控制单元包括： |
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| 说明书全文 | 用于远程控制器的控制单元技术领域[0001] 本发明涉及一种用于远程控制器的控制元件，所述远程控制器用于控制机器，优选地是无线电远程控制器。 背景技术[0002] 这种通用控制元件包括：处理器装置；用于控制至少一个机器功能的至少一个可手动操作的操作元件，所述操作元件可以由处理器装置在激活状态和停用状态之间切换；以及被分配给操作元件的激活传感器，所述激活传感器包括有效传感器范围并且被布置成检测由操作者的身体部分(优选地由至少一个手指或一只手)对有效传感器范围的限定的接近。 [0003] 处理器装置被适配成：如果激活传感器检测到对有效传感器范围的限定的接近，则将操作元件切换到激活状态；当激活传感器在预设的时间段期间没有检测到对有效传感器范围的限定的接近时，则将操作元件切换到停用状态。 [0004] 通用控制元件以这样的方式配置：只要操作元件处于停用状态，操作操作元件就不控制机器功能。 [0005] 这是为了防止由于疏忽或不正确操作而意外启动机器功能，这在控制关键机器功能(例如起重机系统的移动功能)或与在受控机器紧邻附近工作的人员一起工作时尤其必要。因此，用于操作元件的上述启动或释放机制增加了机器的安全性。 [0007] 当通过远程控制器操作机器时，已知按钮或开关激活操作元件，所述按钮或开关可以作为远程控制器的控制元件上的独立元件提供，或者例如直接集成在翻转保护杆(roll bar)中的或用于激活主开关命令的主开关中。 [0008] (无线电)控制系统的集成和反应以及用于激活机器功能的结果选项通常是可自由编程的，并且可以适应不同的应用。 [0009] 然而，特别是在长时间操作的情况下，通过永久按压用于此目的的按钮或开关来激活关键机器功能不符合人体工程学并且可能导致疲劳和/或降低机器操作者的效率。 [0010] 为了改善人体工程学，已知使用激活传感器来检测对有效传感器范围的限定的接近，而不必对其施加任何明显的压力或没有机械致动。通常发现使用这种激活传感器来工作更舒适并且不那么累人。 [0012] 释放或激活操作元件以控制机器功能基于检测在由操作者的身体部分接近或触摸时传感器场的电容改变。这是可能的，因为人体具有单独的电容。 [0014] 因此，为了保证机器的安全性，必须确保尽可能地排除无意激活，即使在通过基本上无压力的触摸或无触摸的接近为操作者提供更舒适的解决方案的情况下。 [0015] 必要时，必须在控制元件上的各个操作元件之间选择非常大的距离。替代地，传感器必须以这样的方式设计：使得只有非常小的有效传感器表面被检测为被触摸，与具有机械按钮或开关的变型相比，这反过来提供了不显著的人体工程学改进。 发明内容[0016] 在此背景下，本发明的目的是进一步开发现有技术中已知的控制元件，使得可以改善在人体工程学和职业安全方面的折衷。 [0017] 根据本发明，建议可以改变控制元件上的有效传感器范围的位置和/或尺寸。 [0018] 通常，这使得可以根据操作者的需要和偏好以及工作和机器安全性来使用于激活操作元件的有效传感器范围适应个体情况的要求。 [0019] 特别地，可以规定，在远程控制器的操作期间可以改变有效传感器范围的位置和/或尺寸。 [0020] 为了进一步改善上述折衷，可能特别优选的是，有效传感器范围的关于其在控制元件上的位置和/或尺寸的配置可以由处理器装置在基本配置和工作配置之间切换，所述基本配置被分配给操作元件的停用状态，所述工作配置与基本配置不同，被分配给操作元件的激活状态。 [0021] 为此目的，进一步设计处理器装置，例如，通过适当的编程，以在将操作元件切换到激活状态和停用状态中的一状态期间或之后，将有效传感器范围的配置切换到基本配置和工作配置中的被分配给该状态的配置。 [0022] 术语切换应以这样的方式理解：如果相应的元件尚未处于一状态或配置中，则元件仅在改变的意义上切换到该状态或该配置。 [0023] 因此，只要操作元件被停用，有效传感器范围就处于其基本配置，其中，可以选择有效传感器范围的位置和/或尺寸，使得可以最大程度地避免无意激活，而在操作元件的激活期间或之后，有效传感器范围的尺寸和/或位置可以在当时有效的工作配置中设置，使得可以进行特别符合人体工程学的工作，例如通过扩展有效传感器范围到操作者在正常操作期间总是触摸的控制元件的范围。 [0024] 应当注意，即使操作元件处于激活状态，如果需要，操作元件的操作是否实际上触发所分配的机器功能也可以与一个或多个附加条件相关联。如果提供多个可激活的操作元件，则这种附加条件可以包括，例如，所有这些操作元件同时处于激活状态。 [0025] 激活传感器优选地是电容传感器，其有效传感器范围可以通过一个或多个传感器表面的相应PCB布局以及传感器或处理器装置的以可变方式的控制或编程来改变，并且特别优选地也可以在传感器的操作期间改变。 [0026] 然而，原则上，不应排除使用其他传感器类型用于激活传感器，只要这些传感器类型允许关于在控制元件上的尺寸和位置改变有效传感器范围。 [0028] 替代地，也可以使用合适的激活传感器来检测作为对其限定的接近的对三维有效传感器范围的穿透进入。 [0029] 通过至少部分地、优选地完全地将基本配置的有效传感器范围包括在工作配置的有效传感器范围中，或者通过在从基本配置切换到工作配置时增加有效传感器范围，可以以简单的方式实现操作安全性的改进。 [0030] 根据优选的示例性实施例，规定，操作元件具有操纵部分，所述操纵部分具有远侧覆盖表面和相对于操纵部分的纵向轴线的周边表面，其中，基本配置的有效传感器范围由远侧覆盖表面或其部分区域形成，而工作配置的传感器范围包括周边表面的至少一个区域，并且优选地由远侧覆盖表面和周边表面形成。 [0031] 该解决方案对于旋转或操纵杆开关形式的操作元件特别有利。利用这种操作元件，可以通过有目的地触摸远侧覆盖表面来进行激活或释放，而通过转动旋转开关或致动操纵杆来进行的操作元件的正常操作自动地使得能够通过触摸周边表面来保持激活状态。 [0032] 替代地或另外地，可以规定，控制元件包括适于在操作期间由操作者保持或触摸的把手，其中，处于工作配置的有效传感器范围包括把手的至少一个区域，使得可以进行符合人体工程学的工作。例如，这种把手可以设计成翻转保护杆或/和用于运输控制元件的携带把手。 [0033] 如果激活传感器在预设的时间段期间没有检测到对有效传感器范围的限定的接近，则停用操作元件，并且有效传感器范围返回到基本配置。为了在操作元件的初始激活之后允许舒适地到达操作者手指的通常操作位置，可以规定，预设的时间段在0和5秒之间，包括端点，优选地在1和3秒之间，包括端点。 [0035] 特别地，可以规定，有效传感器范围的工作配置可以由操作者设置或修改。 [0036] 例如，可能的是，在单独的学习过程中，操作者可以在一段时间内在控制元件上执行典型的操作移动，并且记录当前操作者通常触摸控制元件的哪些区域。然后可以相应地设置或修改用于该操作者的有效传感器范围的工作配置。 [0037] 为了通知操作者有效传感器范围的改变，可以规定，控制元件还被设计成在改变或切换有效传感器范围的配置时向操作者输出信号。例如，振动信号是合适的。 [0038] 为了控制多个机器功能，可以规定，控制单元包括多个控制元件，每个控制元件与具有如结合通用控制元件所描述的有效传感器范围的激活传感器相关联。优选地，可以关于在控制元件上的位置和/或尺寸改变至少两个、几个或所有激活传感器的有效传感器范围。 [0039] 如结合本申请所描述的，特别优选的是，通过处理器装置可在基本配置和工作配置之间切换至少两个、几个或所有激活传感器的有效传感器范围的关于其在控制元件上的位置和/或尺寸的配置，所述基本配置被分配给相应控制元件的停用状态，所述工作状态与基本配置不同，并且被分配给相应操作元件的激活状态。 [0040] 在这里，可以优选地规定，控制单元以这样的方式适配：如果所有控制元件同时处于激活状态，则任何操作元件的操作仅激活相应的机器功能。这确保了例如如果出于安全原因需要用双手操作，则控制单元始终用双手操作。附图说明 [0042] 图1：在部分图示a)和b)中示出了根据本发明的第一示例性实施例的控制元件，在每种情况下示出在三个视图中，即从顶部到底部在正视图(a1)、b1))，俯视图(a2)，b2))和侧视图(a3)，b3))中，其中，部分图示a)在每种情况下示出处于停用状态的控制单元和处于基本配置的有效传感器范围，而部分图示b)在每种情况下示出处于激活状态的操作元件和处于工作配置的有效传感器范围，以及 [0043] 图2：在部分图示a)和b)中示出了根据本发明的第二示例性实施例的控制单元，其中，各个图示在每种情况下对应于图1的那些图示。 [0044] 应该注意的是，附图是高度简化的和示意性的表示，主要用于说明本发明的原理。为了不使附图过载，并非每个单独附图中的所有特征都提供有附图标记，但基本上只有那些对于理解附图描述必要或有帮助的特征有附图标记。如果表示几个相似的元素，这首先适用。 具体实施方式[0045] 图1示出了根据第一示例性实施例的远程控制器的控制面板10，所述远程控制器用于在这里未更详细示出的机器，其可以是例如建筑机械、起重机或工业装备。 [0047] 当然，可以根据相应的要求在控制单元上提供另外的操作和/或显示元件，为了简化起见，其在这里未示出。 [0048] 如果控制单元是无线电远程控制器的控制单元，则壳体11包含无线电发射器或通信装置，其在这里未示出并且适于将控制信号或命令发送到安装在机器上的接收装置，并且如有必要，也可以从此装置接收它们。 [0049] 由于该示例中的操作元件14具有相同的结构，因此下面将更详细地描述操作元件14中的仅一个。 [0050] 每个操作元件14包括杆部分16，所述杆部分可以围绕两个轴线转动，这两个轴线彼此垂直地延伸并且每个轴线平行于用户接口13延伸，并且所述杆部分还安装在壳体11上以便可围绕其点划线的纵向轴线14z旋转。因此它是3轴操纵杆开关。用于控制工业装备或建筑机械的这种开关也称为主开关。 [0052] 操纵部分18形成在杆部分16的远侧端部处，其具有远侧覆盖表面18d和相对于其纵向轴线18z的周边表面18u。 [0053] 此外，控制单元10包括两个侧向安装且向上突出的把手状把手15，这些把手在这里也被设计为翻转保护杆，以防止当控制单元10落到地板上时操作元件14的无意偏转。 [0054] 在该示例中，控制单元10的上述部件的形状和尺寸优选地选择为使得两个操作元件14可以各自用一只手的拇指和食指操作，并且如果需要，可以用中指操作，而把手15可以各自用另外的手指保持，或者拇指球可以搁置在把手15的上覆盖表面上，例如当控制单元10以在身体前面的承载带上的供应商托盘的方式载送时，这里没有进一步示出。 [0055] 壳体11包含处理器装置30，这里仅示意性地示出，除了其他方面外，所述处理器装置可用于将操作元件14的移动或偏转转换成用于控制各种机器功能的控制信号。 [0056] 处理器装置30通过数据传输连接到控制元件14，并且如果需要，以已知但这里未示出的方式连接到无线电传输或通信装置。例如，它可以设计为微控制器。 [0057] 为了最小化无意激活机器功能的风险，操作元件14可以各自由处理器装置30在停用状态(部分图示a)和激活状态(部分图示b)之间切换，其中，控制单元10，特别是处理器装置30以这样的方式设置：使得只要操作元件14处于停用状态，操作元件14的操作就不会导致相关的机器功能被激活。 [0058] 为此目的，激活传感器20被分配给每个操作元件14，激活传感器20包括有效传感器范围22，其在每种情况下在附图中用阴影线表示并且适于检测由例如操作者的手指或手对有效传感器范围22的限定的接近。 [0060] 在每个激活传感器20或其传感器电子器件21与处理器装置30之间存在通信或数据传输连接，所述传感器电子器件在这里仅被表示为块，所述通信或数据传输连接在附图中由虚线指示。 [0062] 如果在操作元件14处于停用状态的同时检测到限定的接近，则处理器装置30使控制元件14切换到激活状态。 [0063] 只要限定的接近继续，操作元件14就保持在激活状态，并且只有在预设的时间段内没有检测到限定的接近时，操作元件14才切换回停用状态，其中，机器功能的控制被阻止。 [0064] 根据本发明，可以改变控制单元10上的有效传感器范围22的位置和/或尺寸，如部分图示a)和b)中的阴影区域的比较所示。 [0065] 更确切地说，部分图示a)示出了处于停用状态的操作元件和处于基本配置的有效传感器范围，部分图示b)处于激活状态的操作元件和处于工作配置的有效传感器范围。 [0066] 在第一示例性实施例中，有效传感器范围22在基本配置中仅由操纵部分18的远侧覆盖表面18d形成，而在工作配置中由远侧覆盖表面18d和周边表面18u形成。 [0067] 由于必须触摸相对小的覆盖表面18d以便从停用状态激活操作元件14、所述覆盖表面还仅在一个方向(向上)定向的事实，降低了无意激活的风险。 [0068] 然而，在控制操作元件14的同时将一个手指始终保持在覆盖表面18d上在长久上将是不舒服的并且乏味的。因此，在通过触摸覆盖表面18d激活操作元件14时或之后，相关联的激活传感器20的有效传感器范围22被切换到工作配置，使得只要在覆盖表面18d和周边表面18e的任何点处触摸操纵部分18，操作元件14就保持在激活状态。 [0069] 只有当在预设的时间段内没有检测到对处于工作配置的有效传感器范围22的接近时，处理器装置30才使操作元件14被设置为停用状态并且有效传感器范围22被设置回到基本配置。 [0070] 图2示出了略微修改的第二示例性实施例，其中，第二示例性实施例的与第一示例性实施例的特征相对应的特征各自具有与第一示例性实施例的对应特征相同的附图标记。 [0071] 第二示例性实施例也仅在与第一示例性实施例不同的程度上进行描述，否则参考对第一示例性实施例的以上描述。 [0072] 图2中的控制单元10与图1中的控制单元的不同之处仅在于，对于每个操作元件14，有效传感器范围22在工作配置中(如部分图示(b)所示)由把手15的外表面形成，而在基本配置中(部分图示(a))，如在第一示例性实施例中那样，它由相关联的操作元件14的操纵部分18的远侧覆盖表面18d形成。 [0073] 以这种方式确保了在运输期间，通过在把手15上携带控制单元不会无意地激活机器功能，但是在初始激活之后可以进行永久的符合人体工程学的操作。 [0074] 假设激活传感器20的相应传感器元件设置在把手15和周边表面18d两者中，则操作者也可以针对给定控制单元设置应该在工作配置中使用根据图1还是图2的有效传感器范围。 [0075] 应该补充的是，如果需要，可以计划在每个示例性实施例中对处理器装置30进行编程，使得如果两个操作元件14同时处于激活状态，则两个操作元件14中的每一个的操作仅激活相应的机器功能，从而确保控制单元10总是用双手操作。 [0076] 这里描述的本发明允许同时实现高度的人体工程学和高水平的安全性以防止无意的操作，尤其是在使用电容式传感器时。 [0077] 附图标记 [0078] 控制单元 10 [0079] 壳体 11 [0080] 用户接口 13 [0081] 操作元件 14 [0082] (操作元件的)纵向轴线 14z [0083] 把手 15 [0084] (操作元件的)杆部分 16 [0085] (操作元件的)操纵部分 18 [0086] 远侧覆盖表面 18d [0087] 周边表面 18u [0088] (操纵部分的)纵向轴线 18z [0089] 波纹管 19 [0090] 激活传感器 20 [0091] 传感器电子器件 21 [0092] 有效传感器范围 22 [0093] 处理器装置 30 |
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