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    EinBedienereingabegerätumfasst einen Bedienerschnittstellenmechanismus, der durch einenBediener bedienbar ist, einen Positionssensor, eine Bremssteuerungund einen Widerstandsbetätiger.Der Bedienerschnittstellenmechanismus ist in mindestens ersten undzweiten Richtungen entlang einer Achse bewegbar. Der Positionssensorist mit dem Bedienerschnittstellenmechanismus gekoppelt, um einBedienerschnittstellenmechanismuspositionssignal als eine Funktionder Position des Bedienerschnittstellenmechanismus zu übermitteln. DieBremssteuerung ist mit dem Positionssensor gekoppelt, um das Bedienerschnittstellenmechanismuspositionssignalzu empfangen, und darauf ansprechend ein Bremssignal zu übermitteln.Der Widerstandsbetätigerist mit der Bremssteuerung und dem Bedienerschnittstellenmechanismusgekoppelt und empfängtdas Bremssignal und wendet darauf ansprechend eine Widerstandskraftauf den Bedienerschnittstellenmechanismus an.
    公开号:DE102004017148A1
    申请号:DE102004017148
    申请日:2004-04-07
    公开日:2005-01-05
    发明作者:Sabri Oak Park Cetinkunt；Xiaodong Peoria Huang；John James Dunlap Krone；Sairam Gopalan Chicago Velamakanni
    申请人:Caterpillar Inc；University of Illinois；
    IPC主号:B60K20-00
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft generell ein Bedienereingabegerät, und insbesondereein Bedienereingabegerätmit fühlbarerRückmeldung.
    [0002] MechanischeGerätewerden normalerweise gesteuert von Bedienern durch mechanische Eingabegeräte wie Hebel,Pedale oder Knöpfe.Zum Beispiel kann die Einspritzung von Treibstoff in einen Motordurch ein Pedal gesteuert werden, welches durch den Fuß des Bedienersbetätigtwird. Außerdemkann die Betätigungeines hydraulischen Betätigerseiner Arbeitsmaschine durch einen Steuerungshebel bedient werden.Aufgrund der mechanischen Eigenschaft dieser Geräte und zugehörigen Verbindungenzu dem gesteuerten Gerät,gibt es normalerweise ein fühlbaresGespürund/oder eine Rückmeldung,verbunden mit dem Eingabegerät.
    [0003] DieseBauarten an mechanischen Geräten können jedochzwei fundamentale Mängelhaben. Zum einen könnensie, wie bei allen mechanischen Geräten, regelmäßige Schmierung erfordern,oder ansonsten übermäßige Abnutzungerfahren, schließlichkomplett ausfallen. Zum anderen liefert die mechanische Art derGeräte „festgelegte" fühlbare Rückmeldungbzw. Rückkopplung.Mit anderen Worten ist die Rückmeldungdefiniert durch das Gerät und/oderdas System in welchem es benutzt wird.
    [0004] Dievorliegende Erfindung ist auf eines oder mehrere der oben identifiziertenProbleme gerichtet.
    [0005] Gemäß einemersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bedienereingabegerät mit einemBedienerschnittstellenmechanismus, der durch einen Bediener bedientwerden kann, einem Positionssensor, einer Bremssteuerung und einem Widerstandsbetätiger bereitgestellt.Der Bedienerschnittstellenmechanismus ist in mindestens einer ersten undeiner zweiten Richtung entlang einer Achse beweglich. Der Positionssensorist verbunden mit dem Bedienerschnittstellenmechanismus zur Übermittlungeines Bedienerschnittstellenmechanismuspositionssignals als eineFunktion der Position des Bedienerschnittstellenmechanismus. DieBremssteuerung ist gekuppelt bzw. gekoppelt mit dem Positionssensor,um das Bedienerschnittstellenmechanismuspositionssignal zu empfangenund darauf ansprechend ein Bremssignal zu übermitteln.
    [0006] DerWiderstandsbetätigerist mit der Bremssteuerung und dem Bedienerschnittstellenmechanismusverbunden und empfängtdas Bremssignal, und legt darauf ansprechend eine Widerstandskraftan den Bedienerschnittstellenmechanismus an. Die Widerstandskraftwirkt der Kraft entgegen, die der Bediener auf den Bedienerschnittstellenmechanismus ausübt. DieWiderstandskraft liefert eine Rastfunktion und eine Rastvorfühlfunktionzu dem Bedienerschnittstellenmechanismus. Gemäß einem zweiten Aspekt dervorliegenden Erfindung wird ein Bedienereingabegerät mit einemBedienerschnittstellenmechanismus, einem Positionssensor, einerBremssteuerung und einem Widerstandsbetätiger bereitgestellt. Der Bedienerschnittstellenmechanismusist durch einen Bediener bedienbar und ist in mindestens ersten undzweiten Richtungen entlang einer Achse beweglich. Der Positionssensorist gekoppelt mit einem Bedienereingabemechanismus, um das Bedienerschnittstellenmechanismuspositionssignal alsFunktion der Position des Bedienerschnittstellenmechanismus zu senden.Die Bremssteuerung ist mit dem Positionssensor gekoppelt, um das Bedienerschnittstellenmechanismuspositionssignal zuempfangen und um ansprechend darauf ein Bremssignal zu übermitteln.Der Widerstandsbetätigerist verbunden mit der Bremssteuerung und dem Bedienerschnittstellenmechanismus,um das Bremssignal zu empfangen und darauf ansprechend eine Widerstandskraftan den Bedienerschnittstellenmechanismus anzulegen. Die Widerstandskraftwirkt der Kraft entgegen, die der Bediener auf den Bedienerschnittstellenmechanismusausübt.Die Widerstandskraft liefert mindestens zwei Rastfunktionen in einer derersten und zweiten Richtungen.
    [0007] Gemäß einemdritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bedienereingabegerät mit einemBedienerschnittstellenmechanismus, einem Positionssensor, einerBremssteuerung, einem Bedienereingabemechanismus und einem Wi derstandsbetätiger bereitgestellt.Der Bedienerschnittstellenmechanismus ist bedienbar durch einenBediener und in mindestens einer ersten und zweiten Richtung entlangeiner Achse bewegbar. Der Positionssensor ist mit dem Bedienerschnittstellenmechanismusverbunden, um ein Bedienerschnittstellenmechanismuspositionssignalals Funktion der Position des Bedienerschnittstellenmechanismuszu liefern. Die Bremssteuerung ist verbunden mit dem Positionssensor, umdas Bedienerschnittstellenmechanismuspositionssignal zu empfangenund darauf ansprechend ein Bremssignal zu senden. Der Bedienereingabemechanismusist mit der Bremssteuerung verbunden, um ein Eingangssignal an dieBremssteuerung zu liefern, ansprechend auf Betätigung durch den Bediener.Der Widerstandsbetätigerist verbunden mit der Bremssteuerung und dem Bedienerschnittstellenmechanismus,um das Bremssignal zu empfangen und darauf ansprechend eine Widerstandskraftan den Bedienerschnittstellenmechanismus anzulegen. Die Widerstandskraftwirkt der Kraft entgegen, die der Bediener auf den Bedienerschnittstellenmechanismusausübtund liefert eine Rastfunktion zu dem Bedienerschnittstellenmechanismus.Die Rastfunktion ist definiert mit Bezug auf eine programmierbarePosition des Bedienerschnittstellenmechanismus. Die Bremssteuerungempfängtdas Eingangssignal und setzt darauf ansprechend die programmierbarePosition bzw. stellt diese ein.
    [0008] Gemäß einemvierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bedienereingabegerät mit einemBedienerschnittstellenmechanismus, einem Positionssensor, einemVorspannglied, einer Bremssteuerung und einem Widerstandsbetätiger bereitgestellt.Der Bedienerschnittstellenmechanismus ist durch den Bediener bedienbarund in mindestens einer ersten und einer zweiten Richtung entlangeiner Achse bewegbar. Der Positionssensor ist mit dem Bedienerschnittstellenmechanismusverbunden, um ein Bedienerschnittstellenmechanismuspositionssignalals Funktion der Position des Bedienerschnittstellenmechanismuszu senden.
    [0009] DasVorspannglied ist mit dem Bedienerschnittstellenmechanismus verbunden,um die Bedienerschnittstelle in Richtung einer Neutralposition vorzuspannen.Die Bremssteuerung ist mit dem Positionssensor verbunden, um das Bedienerschnittstellenmechanismuspositionssignal zuempfangen und darauf ansprechend ein Bremssignal zu übermitteln.Der Widerstandsbetätigerist mit der Bremssteuerung und dem Bedienerschnittstellenmechanismusverbunden, um das Bremssignal zu empfangen und darauf ansprechendeine Widerstandskraft an den Bedienerschnittstellenmechanismus anzulegen.Die Widerstandskraft wirkt der Kraft entgegen, die der Bedienerauf den Bedienerschnittstellenmechanismus ausübt, und liefert eine Rastfunktion.Die Bremssteuerung detektiert bzw. erfasst eine Rückkehr zuneutralem Zustand und legt darauf ansprechend eine Überschuss-Eliminationskraftan.
    [0010] Gemäß einemfünftenAspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bedienereingabegerät mit einemBedienerschnittstellenmechanismus, einem Positionssensor, einemAbfühlgerät, einerBremssteuerung und einem Widerstandsbetätiger bereitgestellt. Der Bedienerschnittstellenmechanismusist durch einen Bediener bedienbar, und ist in mindestens ersten undzweiten Richtungen entlang einer Achse bewegbar. Der Positionssensorist mit dem Bedienerschnittstellenmechanismus verbunden, um ein Bedienerschnittstellenmechanismuspositionssignal alsFunktion der Position des Bedienerschnittstellenmechanismus zu übermitteln.Das Abfühlgerät ist mit derMaschine verbunden, um einen Parameter der Maschine zu bestimmenund ein Parametersignal zu liefern. Die Bremssteuerung ist mit demPositionssensor und mit dem Abfühlgerät verbundenbzw. gekoppelt, um das Bedienerschnittstellenmechanismuspositionssignalund das Parametersignal zu empfangen und darauf ansprechend einBremssignal, als Funktion davon, zu übermitteln. Der Widerstandsbetätiger istmit der Bremssteuerung und dem Bedienerschnittstellenmechanismusverbunden, um das Bremssignal zu empfangen und darauf ansprechendeine Widerstandskraft an den Bedienerschnittstellenmechanismus anzulegen.Die Widerstandskraft wirkt der Kraft entgegen, die der Bedienerauf den Bedienerschnittstellenmechanismus ausübt.
    [0011] 1 ist eine isometrischeAnsicht und ein funktionales Blockdiagramm eines Bedienereingabegeräts, entsprechendeinem Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0012] 2 ist ein Graf einer Bremskraftabhängig vonder Wellenposition eines Bedienereingabegeräts, entsprechend einem Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0013] 3 ist ein Graf der Bremskraftabhängig vonder Verschiebung fürein Bedienereingabegerät, daseine Rastfunktion mit einem gerasteten Vorgefühl zeigt, entsprechend einemAusführungsbeispiel dervorliegenden Erfindung;
    [0014] 4 ist ein Graf der Bremskraftabhängig vonder Verschiebung fürein Bedienereingabegerät, daseine mehrfache Rastfunktion zeigt, entsprechend einem Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0015] 5 ist ein Graf der Bremskraftabhängig vonder Verschiebung fürein Bedienereingabegerät, dasansteigende Bremskraft zeigt wenn das Bedienereingabegerät sich inRichtung einer Neutralposition bewegt, und zwar entsprechend einemAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0016] 6 ist ein Graf der Bremskraftabhängig vonder Verschiebung fürein Bedienereingabegerät, dasansteigende Bremskraft vor der Bewegung eines Betätigers zeigt,entsprechend einem Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0017] 7 ist ein Graf der Bremskraftabhängig vonder Geschwindigkeit eines Bedienereingabegeräts, entsprechend einem Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0018] 8 ist eine Grafische Darstellungder Bremskraft abhängigvon der Betätigerverschiebung, entsprechendeinem Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0019] 9 ist eine Grafische Darstellungder Bremskraft abhängigvon der Betätigerlast,entsprechend einem Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0020] 10 ist eine Grafische Darstellungder Bremskraft abhängigvon der Maschinengrundgeschwindigkeit, entsprechend einem Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0021] 11 ist eine Grafische Darstellungder Bremskraft abhängigvon der Beschleunigung, entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegendenErfindung;
    [0022] 12 ist eine aufgeschnitteneAnsicht und ein funktionales Blockdiagramm eines Joysticks, entsprechendeinem Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung; und
    [0023] 13 ist eine Veranschaulichungeiner Arbeitsmaschine, welche ein Bedienerschnittstellengerät entsprechendeinem Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung benutzt.
    [0024] MitBezug auf die Zeichnungen und in Betrieb, sieht die vorliegendeErfindung ein Bedienereingabegerätvor, generell bezeichnet durch das Bezugszeichen 10, welcheseine fühlbareRückmeldung aneinen Bediener (nicht gezeigt) bereitstellt. Das Bedienereingabegerät 10 umfassteinen Bedienerschnittstellenmechanismus 12. Gemäß einemAusführungsbeispielkann der Bedienerschnittstellenmechanismus 12 eine ersteWelle 14 umfassen. Die erste Welle 14 kann bedientwerden, um sich in einer vorbestimmten Art und Weise zu bewegen,beispielsweise in Form einer Rotation. Es soll erwähnt werden dassdie erste Welle 14 sich auch in einer anderen Art und Weisebewegen kann, beispielsweise linear entlang einer Achse. Ein ersterPositionssensor 16, beispielsweise ein Rotationspositionssensor,ist mit dem Bedienerschnittstellenmechanismus 12 verbunden bzw.gekuppelt oder gekoppelt. Der erste Positionssensor 16 kanndie Position des Bedienerschnittstellenmechanismus 12 bestimmenund ein erstes Wellenpositionssignal (POS1) als eine Funktion derPosition übermitteln.In dem erläutertenAusführungsbeispielbestimmt der erste Rotationspositionssensor 16 die Rotationspositionder ersten Welle 14 und sendet das erste Wellenpositionssignal(POS1) als eine Funktion der Rotationsposition.
    [0025] Einverarbeitendes Gerät,wie eine Bremsen- oder Viskositätssteuerung 18,kann mit dem Positionssensor 16 verbunden bzw. gekoppeltwerden um ein Wellenpositionssignal POS zu erhalten. Die Bremssteuerung 18 bestimmtund sendet das erste Bremssignal BRAKE1 als eine Funktion von mindestenseinem Wellenpositionssignal.
    [0026] DieBremssteuerung 18 kann auch andere Steuerungs- oder Sensorsignalevon anderen Gerätenempfangen (siehe unten). Das erste Bremssignal kann als eine Funktiondes Positionssignals und/oder einem oder mehreren dieser anderenSteuerungssignale bestimmt werden.
    [0027] EinWiderstandsbetätiger 20,beispielsweise eine lineare oder Rotationsbremse, kann mit der erstenWelle 14 und der Bremssteuerung 18 verbunden werden.Eine geeignete Art an Bremse kann ein Strömungsmittel oder ein Strömungsmittelswiderstandsgerät sein.Die Bremse 20 empfängtdas erste Bremssignal von der Bremssteuerung 18. Gemäß einemAusführungsbeispielkann die Strömungsmit telbremse 20 einemagneto-rheologische oder elektro-rheologische Strömungsmittelbremsesein. Andere Arten an Bremsen oder Rotationsbremsen können auchbenutzt werden. Die Bremse 20 legt eine Brems- oder Widerstandskraftan die erste Welle 14 an, und zwar ansprechend auf daserste Bremssignal (BRAKE1), wobei sie die Bewegung der ersten Welle 14 einschränkt oderverhindert.
    [0028] DieBremssteuerung 18 kann mit einer Karte programmiert werden,um eine Rastfunktion oder virtuelle Rastfunktion zu liefern, welchedas Bremsenpositionssignal mit dem Positionssignal und/oder den anderenSensorsignalen in Beziehung setzt. Die Rastfunktion liefert fühlbare Rückmeldungan den Bediener des Eingabegeräts,dass eine vorbestimmte Position des Bedienereingabegeräts 10 angenähert und/odererreicht wurde. Dies ist in 2 erklärt. Beginnendvon Punkt A, bleibt die Bremskraft von der Strömungsmittelbremse 19 konstant,wenn sich die erste Welle 14 auf eine gewünschte Rastung (Soll-Rastung)zubewegt. Am Punkt B hat sie die erste Welle 14 beinaheerreicht, die gewünschtegerastete Kraft beginnt zu steigen. Am Punkt C ist die erste Welle 14 inder Rastposition. Gemäß einemAusführungsbeispielkann die erste Welle 14 durch die Bremskraft in der Rastpositiongehalten werden, d.h. der Bediener könnte sie nicht über dieRastposition hinausbewegen. Gemäß einemanderen Ausführungsbeispielkann die erste Welle 14 über die Rastposition hinausbewegtwerden. Wenn sich die erste Welle 14 über die Rastposition bewegt,steigt die Bremskraft an, wobei sie sich der Bewegung der erstenWelle 14 weg von der Rastposition widersetzt. Typischerweisewird die Größe der Bremskraftsignifikant größer seinals die Bremskraft am Punkt A, obwohl es nicht so sein muss. Dievorbestimmte Position, bei welcher die Rastfunktion definiert ist,ist programmierbar und kann innerhalb der Steuerung 18 verändert werden.
    [0029] Gemäß einemAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung kann die Bremssteuerung 18 mit einerKarte (map) programmiert werden, wodurch das erste Bremssignal,BRAKE1, mit einer oder mehreren Eingangsgrößen, z.B. dem Wellenpositionssignal(POS), korreliert wird. Diese Karte (map) kann in einer Computer-Nachschlagtabelleimplementiert werden.
    [0030] MitBezug auf 12, gemäß einemAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung, kann das Bedienereingabegerät 10 miteiner Drossel, einer Schaltung, Klinke, Hebel, oder (wie gezeigt)einem Joystick 22 implementiert werden. Der Joystick 22 umfasstein bewegliches Glied, wie einen Hebelarm 24, der mit derersten Welle 14 gekuppelt ist. Das Bedienereingabegerät 10 arbeitetetmit Bezug auf die erste Welle 14 wie oben beschrieben.
    [0031] DerHebelarm 24 ist auch mit einer zweiten Welle 26 über eineKardanvorrichtung 28 verbunden. Die Kardanvorrichtung 28 erlaubtdem Hebelarm 24, in einer Vielzahl von Richtungen bewegtzu werden. Die Verwendung der Kardanvorrichtung 28 istdem Fachmann bekannt und wird deshalb nicht weiter erklärt. AndereTypen an Kupplungsgerätenkönnen auchbenutzt werden.
    [0032] DerJoystick 22 umfasst einen zweiten Positionssensor 28 undeine zweite Bremse 30, gekuppelt mit der zweiten Welle 26.Die Bremssteuerung 18 kann auch mit dem zweiten Positionssensor 30 und derzweiten Bremse 32 gekuppelt werden, obwohl eine zweiteBremssteuerung benutzt werden kann. Die Bremssteuerung 18,der zweite Positionssensor 30 und die zweite Bremse 32 können verwendetwerden, um fühlbareRückmeldungan den Bediener zu liefern, in der gleichen Art und Weise wie obenmit Bezug auf die erste Welle 14 beschrieben.
    [0033] DerJoystick 22 umfasst weiterhin ein Gehäuse 34. Typischerweiseerstreckt sich mindestens ein Teil des Hebelarms 24 einenvorbestimmten Abstand weit von dem Gehäuse 32.
    [0034] Wiegezeigt, ist der Hebel 24 entlang einer Mittenachse 36 zentriert,währender in einer Neutralposition ist. Gemäß einem Ausführungsbeispielkann der Hebel 24 in ersten und zweiten Richtungen beweglichsein entlang mindestens einer einer ersten Achse 38 undeiner zweiten Achse 40. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispielkann der Hebel 24 in ersten und zweiten Richtungen entlangsowohl der ersten Achse 38 wie auch der zweiten Achse 40 beweglichsein. Gemäß einemweiteren Ausführungsbeispielkann der Hebel 24 in einer unendlichen Zahl an Richtungenvon der Neutralposition aus beweglich sein. Bewegung des Hebels 24 inirgendeiner Richtung wird in Rotationsbewegung von einer oder beidender ersten und zweiten Welle 12, 26 übersetzt.
    [0035] DerHebel 24 kann in die Neutralposition vorgespannt sein durchein oder mehrere Vorspannglieder 62, wie einer Torsionsfeder.
    [0036] ImBetrieb bewegt der Bediener den Hebelarm 24 in einer gewünschtenRichtung. Bewegung des Hebelarms 24 wird über dieKardanvorrichtung 28 in Rotation der Welle 14 und/oderder zweiten Welle 26 übersetzt.Der Positionssensor 16 über trägt das Wellenpositionssignal(POS) wie oben beschrieben. Der zweite Positionssensor 30 überträgt ein zweitesPositionssignal (POS2) in einer ähnlichenArt und Weise. Wie unten diskutiert kann das Bedienereingabegerät 10 programmiertwerden, dass es fühlbareRückmeldungan den Bediener unter anderen Bedingungen liefert, zusätzlich dazudass es eine virtuelle Rastung liefert.
    [0037] Gemäß einemersten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Bedienereingabegerät 10 programmiertwerden, um eine Rastvorfühlfunktion zuliefern, welche dem Bediener fühlbareRückmeldungeiner Annäherungan eine Rastung gibt. Dies ist in dem Beispielgraf 36 von 3 illustriert. Der Graf zeigtdie Verschiebung des Bedienerschnittstellenmechanismus 12 abhängig vonder Widerstandskraft, die durch die ersten oder zweiten Bremsenangelegt ist. Wie gezeigt kann eine minimale Kraft an den Bedienerschnittstellenmechanismus 12 angelegt werden,wenn er in der Neutralposition ist. Die obere Hälfte des Grafen, Spur 38,repräsentiertdie Widerstandskraft wenn der Bedienerschnittstellenmechanismus 12 sichin einer Richtung weg von der Neutralposition bewegt. Die untereHälftedes Grafen, Spur 40, repräsentiert die Widerstandskraftwenn der Bedienerschnittstellenmechanismus 12 sich in Richtungder Neutralposition bewegt. Wie in dem illustrierten Ausführungsbeispielgezeigt, kann das Bedienereingabegerät 10 mit einer einzelnenRastung 42A, 42B programmiert werden, welche benachbartzu jedem Ende seiner Bewegung liegt. Eine Rastvorfühlfunktion 44A, 44B kannvor (wenn sich der Bedienerschnittstellenmechanismus weg von derNeutralposition bewegt) und benachbart zu der entsprechenden Rastung 42A, 42B gelegensein. Die fühlbareVorfühlfunktion 44A, 44B kanneinen ersten Rampenteil 46A, 46B (eine ansteigendeKraft) haben, gefolgt von einem zweiten Rampenteil 48A, 48B (eineabnehmende Kraft), wie gezeigt. Jedoch können auch andere Formen verwendetwerden.
    [0038] Gemäß einemAusführungsbeispielist eine maximale Rastvorfühlkraftassoziiert mit der fühlbarenVorfühlfunktionkleiner als die maximale fühlbare Kraft,assoziiert mit der Rastung.
    [0039] Gemäß einemzweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Bedienereingabegerät 10 programmiertwerden, um wenigstens zwei Rastfunktionen in einer der ersten undzweiten Richtungen zu liefern. Mit anderen Worten können mehrfacheRastungen geliefert werden, wenn der Bedienereingabemechanismus 12 in dergleichen Richtung bewegt wird. Dies ist in dem Beispielgraf 48 von 2 illustriert. Der Grafzeigt die Verschiebung des Bedienerschnittstellenmechanismus 12 abhängig vonder Widerstandskraft, die von der ersten oder zweiten Bremse angelegtwird. Wie gezeigt kann eine minimale Kraft an den Bedienerschnittstellenmechanismus 12 angelegtwerden, wenn er in der Neutralposition ist. Die obere Hälfte desGrafen, Spur 38B, repräsentiertdie Widerstandskraft wenn sich der Bedienerschnittstellenmechanismus 12 ineiner Richtung weg von der Neutralposition bewegt. Die untere Hälfte desGrafen, Spur 40B, repräsentiertdie Widerstandskraft wenn der Bedienerschnittstellenmechanismus 12 sichzur Neutralposition hin bewegt. Wie gezeigt können Mehrfachrastungen vorgesehenwerden (d.h. programmiert in das Bedienereingabegerät 10),wenn sich der Bedienerschnittstellenmechanismus 12 in einebeliebige Richtung bewegt. In dem illustrierten Ausführungsbeispielwerden drei Rastungen 52A, 52B, 52C vorgesehen,wenn sich der Bedienerschnittstellenmechanismus 12 in dieerste Richtung von der Neutralposition (nach rechts in 4) bewegt. Wenn der Bedienerschnittstellenmechanismus 12 zurückkehrtzu der Neutralposition, könnenzwei Rastungen 54A, 54B vorgesehen werden. Wennder Bedienerschnittstellenmechanismus 12 in die zweiteRichtung aus der Neutralposition (nach links in 4) bewegt wird, werden drei Rastungen 56A, 56B, 56C vorgesehen.Wenn der Bedienerschnittstellenmechanismus 12 zu der Neutralpositionzurückkehrt,könnenzwei Rastungen 58A, 58B vorgesehen werden. Obwohlder Graf 50 als symmetrisch gezeigt ist, d.h. drei Rastungenaufwärtsund zwei Rastungen abwärtsauf jeder Seite, soll es erwähntwerden dass jede Anzahl, einschließlich Null, an Rastungen, injeder Richtung und auf jeder Seite der Neutralposition vorgesehenwerden kann. Weiterhin, wie gezeigt, können eine oder mehrere der Rastungen 52A, 52C, 52C, 54A, 54B, 56A, 56B, 56C, 58A, 58B einezugehörigegefühlteVorfühlfunktionhaben.
    [0040] Gemäß einemdritten Aspekt der vorliegenden Erfindung erlaubt das Bedienereingabegerät 10 demBediener, eine Rastung zu definieren. Das Bedienereingabegerät 10 kanneinen Bedienereingabemechanismus 60 umfassen, beispielsweiseeinen Knopf, der innerhalb des Gehäuses 34 angeordnet unddurch den Bediener erreichbar ist. Um eine Rastung zu programmieren,betätigtder Bediener den Bedienerschnittstellenmechanismus 12 bisdie gewünschtePosition erreicht ist. Der Bediener setzt dann das Bedienereingabegerät 10 ineinen Programmiermodus, zum Beispiel kann der Eingabemechanismus 60 ineinem betätigtenStatus füreine vorbestimmte Zeit gehalten werden. Nachdem in den Programmiermoduseingetreten wurde und der Bedienerschnittstellenmechanismus 12 inder gewünschtenPosition platziert wurde, kann der Bediener dann den Eingabemechanismus 60 betätigen, umdie Rastung zu programmieren.
    [0041] Wieoben beschrieben kann das Bedienereingabegerät 10 mit einem Vorspannglied 62 ausgerüstet sein,das gekoppelt ist zu dem Bedienerschnittstellenmechanismus 12 umden Bedienerschnittstellenmechanismus 12 in Richtung derNeutralposition vorzuspannen. Währendbestimmter Situationen kann das Vorspannglied 62 den Bedienerschnittstellenmechanismusdazu veranlassen, in die Neutralposition überzuschießen. Mit Bezug auf 5 kann das Bedienereingabegerät 10 soprogrammiert werden, dass es eine Rückkehr zum Neutralzustand erkennt unddarauf ansprechend eine Überschuss-Eliminationskraftanlegt. Die Rückkehrzum Neutralzustand kann durch das Positionssignal POS1, POS2 erkannt werden.Dies ist in dem Graf 64 von 5 illustriert. DerGraf 64 zeigt die Verschiebung des Bedienerschnittstellenmechanismus 12 abhängig vonder Widerstandskraft, die durch die erste oder zweite Bremsen 30, 32 angelegtwird. Wie gezeigt kann eine minimale Kraft durch die Bremse 20, 32 anden Bedienerschnittstellenmechanismus angelegt werden wenn er inder Neutralposition ist. Die obere Hälfte des Grafen, Spur 38C,repräsentiertdie Wiederstandskraft wenn der Bedienerschnittstellenmechanismus 12 sichin einer Richtung weg von der Neutralposition bewegt. Die untereHälftedes Grafen, Spur 40C, repräsentiert die Widerstandskraftwenn sich der Bedienerschnittstellenmechanismus 12 in Richtungder Neutralposition bewegt. Wie gezeigt, wenn der Bedienerschnittstellenmechanismusin Richtung der Neutralposition bewegt wird, durch den Bedieneroder durch das Vorspannglied 62, kann eine Überschuss-Eliminationsfunktion 66A, 66B vorgesehenwerden (auf einer oder beiden Seiten der Neutralposition).
    [0042] MitBezug auf 12 kann dasBedienereingabegerät 10 ineiner Arbeitsmaschine 68 verwendet werden, was als hydraulischerBagger illustriert ist. Es ist wichtig anzumerken, dass die Erfindungnicht auf den Einsatz mit hydraulischen Baggern eingeschränkt ist.Die vorliegende Erfindung ist nur aus exemplarischen Gründen mitBezug auf den hydraulischen Bagger beschrieben.
    [0043] DieArbeitsmaschine 68 umfasst ein Arbeitsgerät 70 mitbeweglichen Gliedern, welche in eine Vielzahl von Positionen beweglichsind um verschiedene Arbeitsfunktionen und Bewegungsmittel 72 , wieeine Kette, auszuführen.Gemäß dem illustrierten Ausführungsbeispielumfasst das Arbeitsgerät 70 ein Auslegergestänge (oderAusleger) 74, ein Stielgestänge (oder Stiel) 76,und eine Arbeitsvorrichtung 78, gezeigt als Löffel. DasArbeitsgerät 70 wirddurch einen Maschinenkörperteil 82 gehalten,der einen Motor beinhaltet (nicht gezeigt) und ein Bedienerabteil 84 trägt. EinBedienpult 86 ist innerhalb des Bedienerabteils 84 positioniert,so dass der Bediener eines oder mehrere Bedienereingabegeräte 88 manipulierenkann, um das Arbeitsgerät 70 durcheine Serie von Positionen zu bewegen, um die gewünschten Arbeitsfunktionen auszuführen.
    [0044] DasArbeitsgerät 70 wirdunter Verwendung von einem oder mehreren Betätigern bewegt. Der Ausleger 74 wirdrelativ zu dem Maschinenkörperteil 82 durcheinen ersten Hydraulikzylinder 90 bewegt, welcher normalerweisedurch Bewegung von einem der Bedienereingabegeräte 88 bewegt wird.Entsprechend wird der Stiel 76 relativ zu dem Ausleger 76 durcheinen zweiten Hydraulikzylinder 92 bewegt, und der Löffel 78 wirdrelativ zu dem Stiel durch einen dritten Hydraulikzylinder 94 bewegt.Jeder Zylinder 90, 92, 94 umfasst einbewegbares Mittel oder Kolben 90A, 92A, 94A.Wie oben erwähntkönnender Ausleger, Stiel und Löffel 76, 78, 80 durchein oder mehrere Bedienereingabegeräte gesteuert werden, welchejede geeignete Zusammenstellung von Stielen, Joysticks, oder anderenEingabegerätenumfassen können.FühlbareRückmeldungkann dem Bediener auf oben oder unten erwähnte Art und Weise geliefertwerden.
    [0045] Gemäß einemfünftenAspekt der vorliegenden Erfindung kann das Bedienereingabegerät 10 einAbfühlgerät 96 umfassen,um einen Parameter der Arbeitsmaschine 78 abzufühlen, unddas Bedienereingabegerät 10 kannprogrammiert werden, um fühlbareRückmeldungals eine Funktion des abgefühltenParameters zu liefern.
    [0046] Gemäß einemAusführungsbeispielliefert die fühlbareRückmeldungals eine Funktion des abgefühltenParameters eine Anzeige wenn der Betätiger 90, 92, 94 oderArbeitsgerät 70 dabeiist, sich zu bewegen, d.h. die Anzeige der Bewegung des Arbeitsgeräts 70.In dem illustrierten Ausführungsbeispielkann dies durch Abfühlender Einleitung der Bewegung von einem der drei Kolben 90A, 92A, 94A in mindestenseinem der Hydraulikzylinder 90, 92, 94 getanwerden. Zum Beispiel kann das Abfühlgerät 96 ein Betätigerpositionssensor 98 sein,angeordnet innerhalb eines der Hydraulikzylinder 90, 92, 94 und angepasst,um die Position des Kolbens 90A, 92A, 94A innerhalbdes Hydraulikzylinders 90, 92, 94 zu erkennen.Eine Geschwindigkeit, verbunden mit dem Betätigen 90, 92, 94 kannunter Verwendung der Positionsinformation von dem Sensor in konventioneller Artund Weise bestimmt werden. Dies ist in dem Beispielgraf 100 von 6 illustriert, welcher dieBetätigergeschwindigkeitabhängigvon der Widerstandskraft, angelegt durch eine der Bremsen 20, 32 zeigt. Wiegezeigt kann eine minimale Kraft an den Bedienerschnittstellenmechanismus 12 angelegtwerden, wenn der Betätigeroder Zylinder 90, 92, 94 Nullgeschwindigkeithat. Die obere Hälftedes Grafen, Spur 38D, repräsentiert die Widerstandskraftals die Größe des Geschwindigkeitszuwachsesund die untere Hälftedes Grafen, Spur 40D, repräsentiert die Widerstandskraftals die Größe der Geschwindigkeitsabnahme.Wie gezeigt, wenn die Größe der Geschwindigkeitanwächstund einen vorbestimmten Wert erreicht, kann eine Betätigerbewegungsanzeigefunktion 102A, 102B angewandtwerden. Es soll erwähnt werdendass die Betätigerbewegungsanzeigefunktion 102A, 102B unabhängig vonder Position des Bedienerschnittstellenmechanismus 12 oderder Welle 14 ist.
    [0047] Gemäß einemweiteren Ausführungsbeispiel dervorliegenden Erfindung ist die fühlbareRückmeldung,geliefert als Funktion des abgefühltenParameters, vorgesehen um Überaktionauf das Teil durch den Bediener zu verhindern. Mit anderen Worten,die fühlbareRückmeldungerhöhtdie Widerstandskraft um erhöhtenAufwand zu reflektieren. Zum Beispiel kann das Abfühlgerät 90 denPositionssensor 16 umfassen, und der abgefühlte Parameterist die Geschwindigkeit des Bedienerschnittstellenmechanismus 12,d.h. der Welle 14 in dem illustrierten Ausführungsbeispiel.Gemäß einemAusführungsbeispiel bestimmtdie Bremssteuerung 18 die Rotationsgeschwindigkeit derWelle 14 als eine Funktion des Rotationspositionssignalsin einer konventionellen Art und Weise. Dies ist im Beispielgraf 104 von 7 illustriert, welcher dieRotationsgeschwindigkeit der Welle 14 abhängig vonder Widerstandskraft, angelegt durch eine der Bremsen 20, 32 zeigt.Wie gezeigt kann eine minimale Kraft an den Bedienerschnittstellenmechanismus 12 angelegtwerden, wenn die Welle Nullgeschwindigkeit hat. Die obere Hälfte desGra fen, Spur 38E, repräsentiertdie Widerstandskraft als eine Funktion der Geschwindigkeit der Welle 14,der weg von der Neutralposition bewegt wird. Die untere Hälfte desGrafen, Spur 40E, repräsentiertdie Widerstandskraft als eine Funktion der Geschwindigkeit, wenndie Welle 14 in Richtung einer Neutralposition bewegt wird.Wie gezeigt, wenn sich die Größe der Geschwindigkeiterhöht(Spur 38E), erhöhtsich die Widerstandskraft um erhöhtenAufwand zu reflektieren. Wenn der Bedienerschnittstellenmechanismus 12 zuder Neutralposition zurückkehrt(Spur 40E), wird die Widerstandskraft kleiner und gleichmäßiger. Gemäß einemalternativen Ausführungsbeispielkann der abgefühlteParameter eine Beschleunigung des Bedienerschnittstellenmechanismus 14 sein,welche von der Positionsinformation abgeleitet werden kann.
    [0048] Gemäß einemweiteren Ausführungsbeispiel gibtdie fühlbareRückmeldung,geliefert als eine Funktion eines Parameters der Arbeitsmaschine 68 demBediener eine Anzeige der Position von einem oder mehreren Betätigern 90, 92, 94.Zum Beispiel, wenn das Arbeitsgerät 70 oder einer derBetätiger 90, 92, 94 seinemaximale oder minimale Verschiebung erreicht, kann die Wiederstandskraftgraduell erhöht werden.
    [0049] Zusätzlich kanndie Widerstandskraft erhöht werdenum eine Anzeige, dass eine spezielle Position oder Orientierungdes Arbeitsgeräts 70 zueiner externen Struktur, beispielsweise einer Wasserleitung, erreichtwird. Zum Beispiel kann die Orientierung des Arbeitsgeräts 70 inBezug auf die Position von jedem der Hydraulikzylinder 90, 92, 94 definiert sein.Die Position oder Orientierung des Arbeitsgeräts 70 kann durch denBediener durch Benutzung des Bedienereingabemechanismus 60 programmiert werden.Ein beispielhafter Graf 106 ist in 8 gezeigt. Die obere Hälfte desGrafen, Spur 38F, repräsentiertdie Widerstandskraft wenn sich die Position des Arbeitsgeräts 70 oderHydraulikzylinders 90, 92, 94 der gewünschtenbzw. bezeichneten Position nähert.Die untere Hälftedes Grafen, Spur 40F, repräsentiert die Widerstandskraftwenn sich das Arbeitsgerät 70 oderHydraulikzylinder 90, 92, 94 weg von dergewünschtenPosition bewegt. Wie gezeigt, wenn sich das Arbeitsgerät 70 oderHydraulikzylinder 90, 92, 94 weg vonder gewünschtenPosition bewegt, kann die Widerstandskraft kleiner und gleichmäßiger sein.
    [0050] Gemäß einemweiteren Ausführungsbeispiel dervorliegenden Erfindung gibt die gefühlte Rückmeldung, geliefert als eineFunktion des Parameters der Arbeitsmaschine 68 dem Bedienereine Anzeige der Arbeitsbelastung auf dem Arbeitsgerät 70.Zum Beispiel kann, wenn die Arbeitsbelastung auf dem Arbeitsgerät 70 zunimmt,die Widerstandskraft erhöht werden.Dies ist in dem Beispielgraf 108 von 9 gezeigt. Die obere Hälfte desGrafen, Spur 38G, repräsentiertdie Widerstandskraft wenn die Arbeitsbelastung des Arbeitsgeräts 70 oderHydraulikzylinders 90, 92, 94 zunimmt.Die untere Hälftedes Grafen, Spur 40F, repräsentiert die Widerstandskraftwenn das Arbeitsgerät 70 oderder Hydraulikzylinder 90, 92, 94 abnimmt.Wie gezeigt, wenn die Arbeitsbelastung abnimmt, kann die Widerstandskraftkleiner und gleichmäßiger sein.Gemäß einemAusführungsbeispielfühlt dasAbfühlgerät 96 dieBelastung auf dem Arbeitsgerät 70 ab.Dies kann erreicht werden, beispielsweise durch Abfühlen deshydraulischen Drucks mit einem oder mehreren der Hydraulikzylinder 90, 92, 94.
    [0051] Gemäß einemweiteren Ausführungsbeispiel gibtdie gefühlteRückmeldung,geliefert als eine Funktion eines Parameters der Arbeitsmaschine 68, demBediener eine Anzeige fürdie Grundgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine 68. Die fühlbare Rückmeldungminimiert weiterhin das Risiko dass eine zufällige Unebenheit, während sichdie Arbeitsmaschine 68 bewegt, zu einer versehentlichenBewegung des Bedienereingabegeräts 10 führt. DasAbfühlgerät 96 kanneinen Grundgeschwindigkeitssensor umfassen und der Parameter derArbeitsmaschine 68 ist Grundgeschwindigkeit. Dies ist indem Beispielgraf 110 von 10 gezeigt,welcher die Widerstandskraft abhängigvon der Grundgeschwindigkeit zeigt.
    [0052] Gemäß einemweiteren Ausführungsbeispiel gibtdie fühlbareRückmeldung,geliefert als eine Funktion eines Parameters der Arbeitsmaschine 68, demBediener eine Anzeige fürVor-Rück-Beschleunigungder Arbeitsmaschine 68. Die gefühlte Rückmeldung erhöht weiterhindie Stabilitätdes Bedienereingabegeräts,währenddie Arbeitsmaschine 68 Vor-Zurück-Beschleunigung erfährt. DasAbfühlgerät 96 kanneinen Beschleunigungssensor, beispielsweise einen Beschleunigungsmesserumfassen, und der Parameter der Arbeitsmaschine 68 istVor-Rück-Beschleunigung. Dieist in dem Beispielgraf 112 der 11 gezeigt, welcher die Widerstandskraftabhängigvon der Vor-Zurück-Beschleunigungzeigt.
    [0053] AndereAspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich auseinem Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der angefügte Ansprüche.
    [0054] DasBedienereingabegerät 100 kannin verschiedenen Anwendungen wie Drosseln, Joysticks oder einerVielzahl von Hebeln oder Fußpedalenverwendet werden. Wie oben diskutiert, bietet die vorliegende ErfindungfühlbareRückmeldungan den Bediener des Eingabegeräts 10,um mechanische Strukturelemente beispielsweise Rastungen zu simulieren,und/oder um zusätzlichefühlbareRückmeldungan den Bediener zu liefern.
    [0055] Essoll erwähntwerden, dass jeder der oben diskutierten Beispielgrafen verwendetwird, um das entsprechende Element zu erklären. Jedoch ist die vorliegendeErfindung nicht eingeschränktauf die Form der Grafen. Weiterhin soll es erwähnt werden dass eine oder mehrerefühlbareRückmeldefunktionenkombiniert werden können,und gleichzeitig oder auf dem gleichen Bedienereingabegerät 10 geliefert werdenkönnen.
    [0056] Ausdem Vorhergehenden ist ersichtlich, dass, obwohl spezielle Ausführungsbeispieleder Erfindung hier beschrieben wurden zum Zweck der Illustration,verschiedene Modifikationen ohne Abweichung vom Geist und Rahmender vorliegenden Erfindung gemacht werden können. Dementsprechend wirddie Erfindung nicht eingeschränkt,außerdurch die angefügtenAnsprüche.
    权利要求:
    Claims (41)
    [1] Ein Bedienereingabegerät (10), welches folgendesaufweist: einen Bedienerschnittstellenmechanismus (12),bedienbar durch einen Bediener, wobei der Bedienerschnittstellenmechanismus(12) in mindestens einer ersten und zweiten Richtung entlangeiner Achse (38) beweglich ist; einen Positionssensor(16), verbunden mit dem Bedienerschnittstellenmechanismus(12), zur Übertragungeines Bedienerschnittstellenmechanismuspositionssignals als eineFunktion der Position des Bedienerschnittstellenmechanismus (12); eineBremssteuerung (18), verbunden bzw. gekoppelt mit dem Positionssensor(16) zum Empfang des Bedienerschnittstellenmechanismuspositionssignals unddarauf ansprechenden Übermittelnbzw. Senden eines Bremssignals; und einen Widerstandsbetätiger (20),verbunden bzw. gekoppelt mit der Bremssteuerung (18) unddem Bedienerschnittstellenmechanismus (12) zum Empfang desBremssignals und darauf ansprechenden Anlegung einer Widerstandskraftan den Bedienerschnittstellenmechanismus (12), wobei dieWiderstandskraft der Kraft entgegenwirkt, die der Bediener auf denBedienerschnittstellenmechanismus (12) ausübt, undwobei die Widerstandskraft eine Rastfunktion und eine Rastvorfühlfunktionfür denBedienerschnittstellenmechanismus (12) vorsieht.
    [2] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch 1,wobei die Rastfunktion mit Bezug auf eine programmierbare Positiondes Bedienerschnittstellenmechanismus (12) definiert ist.
    [3] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch 2,wobei die Rastvorfühlfunktiondefiniert ist durch eine ansteigende Widerstandskraft, gefolgt voneiner abfallenden Widerstandskraft.
    [4] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch 1,wobei eine maximale Rastvorfühlkraft,assoziiert mit der Rastvorfühlfunktion,kleiner als die maximale Rastkraft, assoziiert mit der Rastung,ist.
    [5] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch 1,wobei der Bedienerschnittstellenmechanismus (12) einenGriff (24) und eine rotierende Welle (14), gekuppeltmit dem Griff (24), aufweist.
    [6] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch 5,wobei der Widerstandsbetätiger(20) entweder eine liner (lineare) Bremse oder eine Rotationsbremseist.
    [7] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch 1,wobei der Widerstandsbetätiger(20) bedienbar ist, um eine Vielzahl von Widerstandskräften für den Bedienerschnittstellenmechanismus(12) vorzusehen.
    [8] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch 1,wobei der Bedienerschnittstellenmechanismus (12) einesder folgenden Elemente aufweist: eine Drossel, eine Getriebeschaltung,einen Griff, einen Hebel und einen Joystick.
    [9] Ein Bedienereingabegerät (10), das folgendes aufweist: einenBedienerschnittstellenmechanismus (12), bedienbar durcheinen Bediener, wobei der Bedienerschnittstellenmechanismus(12) in mindestens einer ersten und zweiten Richtung entlangeiner Achse (38) beweglich ist; einen Positionssensor(16), verbunden mit dem Bedienerschnittstellenmechanismus(12), zur Übertragungeines Bedienerschnittstellenmechanismuspositionssignals als eineFunktion der Position der Bedienerschnittstellenmechanismus (12); eineBremssteuerung (18), verbunden bzw. gekoppelt mit dem Positionssensor(16) zum Empfang des Bedienerschnittstellenmechanismuspositionssignals unddarauf ansprechendem Übermittelnbzw. Senden eines Bremssignals; und, einen Widerstandsbetätiger (20),verbunden bzw. gekoppelt mit der Bremssteuerung (18) unddem Bedienerschnittstellenmechanismus (12), zum Empfang desBremssignals und darauf ansprechenden Anlegung einer Widerstandskraftan den Bedienerschnittstellenmechanismus (12), wobei dieWiderstandskraft der Kraft entgegenwirkt, die durch den Bediener aufden Bedienerschnittstellenmechanismus (12) ausgeübt wird,und wobei die Widerstandskraft mindestens zwei Rastfunktionen inmindestens der ersten und/oder zweiten Richtung liefert.
    [10] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch9, wobei der Bedienerschnittstellenmechanismus (12) einenGriff (24) und eine rotierende Welle (14), gekuppeltmit dem Griff (24), aufweist.
    [11] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch10, wobei der Widerstandsbetätiger(20) entweder eine lineare Bremse oder eine Rotationsbremseist.
    [12] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch9, wobei der Widerstandsbetätiger(20) bedienbar ist, um eine Vielzahl von Widerstandskräften für den Bedienerschnittstellenmechanismus(12) vorzusehen.
    [13] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch9, wobei der Bedienerschnittstellenmechanismus (12) einesder folgenden Elemente aufweist: eine Drossel, eine Getriebeschaltung,einen Griff, einen Hebel und einen Joystick.
    [14] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch9, wobei die Widerstandskraft mindestens zwei Rastfunktionen insowohl der ersten und zweiten Richtung aufweist.
    [15] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch9, wobei mindestens eine der Rastfunktionen ein Rastvorgefühl ausweist.
    [16] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch9, wobei die Rastfunktion mit Bezug auf eine programmierbare Positiondes Bedienerschnittstellenmechanismus (12) definiert ist.
    [17] Ein Bedienereingabegerät (10), das folgendesaufweist: einen Bedienerschnittstellenmechanismus (12),bedienbar durch einen Bediener, wobei der Bedienerschnittstellenmechanismus(12) in mindestens einer ersten und zweiten Richtung entlangeiner Achse (30) beweglich ist; einen Positionssensor(16), verbunden mit dem Bedienerschnittstellenmechanismus(12), zur Übertragungeines Bedienerschnittstellenmechanismuspositionssignals als eineFunktion der Position des Bedienerschnittstellenmechanismus (12); eineBremssteuerung (18), verbunden mit dem Positionssensor(16) zum Empfang des Bedienerschnittstellenmechanismuspositionssignals unddarauf ansprechendem Übermittelnbzw. Senden eines Bremssignals; einen Bedienereingabemechanismus(60), verbunden mit der Bremssteuerung (18), umein Eingangssignal zu der Bremssteuerung (18) zu liefern,und zwar ansprechend auf Betätigungdurch den Bediener; und einen Widerstandsbetätiger (20),verbunden mit der Bremssteuerung (18) und dem Bedienerschnittstellenmechanismus(12), zum Empfang des Bremssignals und darauf ansprechendenAnlegung einer Widerstandskraft an den Bedienerschnittstellenmechanismus(12), wobei die Widerstandskraft der Kraft entgegenwirkt,die durch den Bediener auf den Bedienerschnittstellenmechanismus(12) ausgeübt wird,und wobei die Widerstandskraft eine Rastfunktion für den Bedienerschnittstellenmechanismus(12) vorsieht, die Rastfunktion definiert ist mit Bezugauf eine programmierbare Position des Bedienerschnittstellenmechanismus(12), wobei die Bremssteuerung (18) das Eingangssignalempfängtund darauf ansprechend die programmierbare Position setzt.
    [18] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch17, wobei die Widerstandskraft mindestens zwei Rastfunktionen ineiner der ersten und zweiten Richtungen liefert.
    [19] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch17, wobei der Bedienerschnittstellenmechanismus (12) einenGriff (24) und eine rotierende Welle (14), gekuppeltmit dem Griff (24) aufweist, und der Widerstandsbetätiger (20)eine Rotationsbremse ist.
    [20] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch17, wobei der Widerstandsbetätiger(20) bedienbar ist, um eine Vielzahl an Widerstandskräften für den Bedienerschnittstellenmechanismus(12) zu vorzusehen.
    [21] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch17, wobei jede der Rastfunktionen ein Rastvorgefühl aufweist.
    [22] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch17, wobei der Bedienerschnittstellenmechanismus (12) einesder folgenden Elemente aufweist: eine Drossel, eine Getriebeschaltung,einen Griff, einen Hebel und einen Joystick.
    [23] Ein Bedienereingabegerät (10), das folgendesaufweist: einen Bedienerschnittstellenmechanismus (12),bedienbar durch einen Bediener, wobei der Bedienerschnittstellenmechanismus(12) in mindestens einer ersten und zweiten Richtung entlangeiner Achse (38) beweglich ist; einen Positionssensor (16),verbunden mit dem Bedienerschnittstellenmechanismus (12),zur Übertragungeines Bedienerschnittstellenmechanismuspositionssignals als eineFunktion der Position der Bedienerschnittstellenmechanismus (12); einVorspannglied (62), verbunden mit dem Bedienerschnittstellenmechanismus(12) zum Vorspannen des Bedienerschnittstellenmechanismus(12) in Richtung einer Neutralposition; eine Bremssteuerung(18), verbunden mit dem Positionssensor (16) zumEmpfang des Bedienerschnittstellenmechanismuspositionssignals unddarauf ansprechenden Übermittlungeines Bremssignals; und, einen Widerstandsbetätiger (20),verbunden mit der Bremssteuerung (18) und dem Bedienerschnittstellenmechanismus(12), zum Empfang des Bremssignals und darauf ansprechendenAnlegung einer Widerstandskraft an den Bedienerschnittstellenmechanismus(12), wobei die Widerstandskraft der Kraft entgegenwirkt,die durch den Bediener auf den Bedienerschnittstellenmechanismus(12) ausgeübt wird,und wobei die Widerstandskraft eine Rastfunktion vorsieht, wobeiferner die Bremssteuerung (18) einen Rückgang zum neutralen Zustanddetektiert und darauf ansprechend eine Überschusseliminationskraftanlegt.
    [24] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch23, wobei die Widerstandskraft mindestens zwei Rastfunktionen ineiner der ersten und zweiten Richtungen liefert.
    [25] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch23, wobei die Widerstandskraft eine Rastvorfühlfunktion liefert.
    [26] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch23, wobei der Bedienerschnittstellenmechanismus (12) einenGriff (24) und eine rotierende Welle (14), gekuppeltmit dem Griff (24) aufweist, und der Widerstandsbetätiger (20)eine Rotationsbremse ist.
    [27] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch23, wobei der Bedienerschnittstellenmechanismus (12) einesder folgenden Elemente aufweist: eine Drossel, eine Getriebeschaltung,einen Griff, einen Hebel und einen Joystick.
    [28] Ein Bedienereingabegerät (10) zur Steuerungeines Aspekts einer Maschine, welches folgendes aufweist: einenBedienerschnittstellenmechanismus (12), bedienbar durchden Bediener, wobei der Bedienerschnittstellenmechanismus (12) inmindestens einer ersten und zweiten Richtung entlang einer Achse(38) beweglich ist; einen Positionssensor (16),verbunden mit dem Bedienerschnittstellenmechanismus (12)zur Übermittlungeines Bedienerschnittstellenmechanismuspositionssignals als eineFunktion der Position des Bedienerschnittstellenmechanismus (12); einAbfühlgerät (96),verbunden mit der Maschine, zur Bestimmung eines Parameters derMaschine und Lieferung eines Parametersignals; eine Bremssteuerung(18), verbunden mit dem Positionssensor (16) undmit dem Abfühlgerät (96),zum Empfang des Bedienerschnittstellenmechanismuspositionssignalsund des Parametersignals, und darauf ansprechenden Übermittlungeines Bremssignals als eine Funktion davon; und einen Widerstandsbetätiger (20),verbunden mit der Bremssteuerung (18) und dem Bedienerschnittstellenmechanismus(12), zum Empfang des Bremssignals und darauf ansprechendenAnlegung einer Widerstandskraft an den Bedienerschnittstellenmechanismus(12), wobei die Widerstandskraft der Kraft entgegenwirkt,die durch den Bediener auf den Bedienerschnittstellenmechanismus(12) ausgeübt wird.
    [29] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch28, wobei das Bedienereingabegerät(10) einen Betätiger(90, 92, 94) mit einem beweglichen Elementsteuert, wobei der Parameter die Auslösung der Bewegung des beweglichenElements ist.
    [30] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch29, wobei das Abfühlgerät (98)ein zweiter Positionssensor ist, verbunden mit dem Betätiger (90, 92, 94),und die Auslösungder Bewegung des beweglichen Elements definiert ist durch eine Geschwindigkeitdes beweglichen Elements.
    [31] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch30, wobei die Auslösungder Bewegung erkannt wird, wenn die Geschwindigkeit des beweglichenElements größer istals ein vorbestimmter Wert.
    [32] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch28, wobei das Abfühlgerät den Positionssensor(98) umfasst, und der Parameter ist entweder Geschwindigkeitoder Beschleunigung, verbunden mit dem Bedienerschnittstellenmechanismus(12), wobei die Bremssteuerung (18) diejenigeder Geschwindigkeit und der Beschleunigung als eine Funktion des Bedienerschnittstellenmechanismuspositionssignals bestimmt.
    [33] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch32, wobei die Widerstandskraft ansteigt so wie diejenige der Geschwindigkeitund Beschleunigung ansteigt.
    [34] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch28, wobei das Bedienereingabegerät(10) einen Betätiger(90, 92, 94) mit einem beweglichen Elementsteuert, wobei der Parameter die Position des beweglichen Elementsist.
    [35] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch34, wobei das Abfühlgerät (96)ein zweiter Positionssensor ist, verbunden mit dem Betätiger (90, 92, 94),und wobei die Widerstandskraft, die an den Bedienerschnittstellenmechanismus(12) angelegt wird, größer istwenn das beweglichen Element sich einer vorbestimmten Position nähert.
    [36] Ein Bedienreingabegerät (10) nach Anspruch 35,wobei die vorbestimmte Position eine von minimaler Verschiebungund maximaler Verschiebung ist.
    [37] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch35, wobei die vorbestimmte Position durch den Bediener programmierbarist.
    [38] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch28, wobei das Bedienereingabegerät(10) einen Betätiger(90, 92, 94) mit einem beweglichen Elementsteuert, und das Abfühlgerät (96)eine Last, die auf den Betätigerangewandt wird, abfühlt.
    [39] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch38, wobei die Widerstandskraft ansteigt, wenn die Last, die aufden Betätiger(90, 92, 94) ausgeübt wird, ansteigt.
    [40] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch28, wobei die Maschine eine mobile Maschine ist, das Abfühlgerät eine Geschwindigkeitassoziiert mit der mobilen Maschine abfühlt, und wobei die Widerstandskraftansteigt wenn die Geschwindigkeit ansteigt.
    [41] Ein Bedienereingabegerät (10) nach Anspruch28, wobei das Abfühlgerät (96)eine Beschleunigung, verbunden mit der Maschine, abfühlt, undwobei das Abfühlgerät (96)einen Beschleunigungsmesser aufweist, um eine Beschleunigung verbundenmit der Maschine abzufühlen,und wobei die Widerstandskraft ansteigt, wenn die Beschleunigung ansteigt.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US6917867B2|2005-07-12|
    US20040204811A1|2004-10-14|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
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    2018-02-22| R016| Response to examination communication|
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