DE3408895A1 - Einrichtung zum ansteuern eines elektrisch betriebenen apparates - Google Patents

Einrichtung zum ansteuern eines elektrisch betriebenen apparates

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DE3408895A1
DE3408895A1 DE19843408895 DE3408895A DE3408895A1 DE 3408895 A1 DE3408895 A1 DE 3408895A1 DE 19843408895 DE19843408895 DE 19843408895 DE 3408895 A DE3408895 A DE 3408895A DE 3408895 A1 DE3408895 A1 DE 3408895A1
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Germany
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mouthpiece
rail
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evaluation circuit
sensors
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Walter Binningen Müller
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INCAP Ltd
INCAP Ltd
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/52—Controlling members specially adapted for actuation by other parts of the human body than hand or foot
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F4/00—Methods or devices enabling patients or disabled persons to operate an apparatus or a device not forming part of the body 
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/02—Hand grip control means

Description

Patentanwälte '; ; ; - : : -."-".--'_:.:. 3 A 0889 5
■ DIPLOMINGEMEi UiE . :.*.." '..''.-" " - -' :
F.W.MOLL-H. Ql. IiITTERICH - 5 -LANDAU IN DER PFALZ POSTFACH 2080
Incap Limited, c/o Lovegrove + Durant, Windsor, SL4 IJF
Einrichtung zum Ansteuern eines elektrisch betriebenen Apparates
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Ansteuern eines elektrisch betriebenen Apparates gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Solche Einrichtungen sind namentlich, jedoch nicht ausschliesslich als Hilfsmittel für körperlich schwer behinderte Personen bekannt. Siehe beispielsweise "Paraplegie", offizielles Organ der schweizerischen Paraplegiker-Stiftung, 4055 Basel, 7. Jahrgang, Nr. 25, März 1983, Seite 16, unteres Bild und zugehörige Legende. Die bekannten Einrichtungen dienen also lediglich dazu, beispielsweise über ein die Anpassungsschaltung bildendes Relais einen Lichtschalter zu betätigen oder einen Schwesternruf auszulösen. Die bekannten Einrichtungen üben somit lediglich die Funktion eines einfachen, ferngesteuerten "Ein- Aus"-Schalters oder bestenfalls eines Umschalters aus.
Die Erfindung bezweckt nun die Schaffung einer Ein-.20 richtung der eingangs genannten Art, die lediglich der Betätigung durch den Mund der Bedienungsperson bedarf, jedoch wesentlich komplexere, elektrisch betriebene Apparate als einen Schalter oder dergleichen anzusteuern vermag. Dabei kann die Bedienungsperson - wie eingangs erwähnt - eine körperlich schwer behinderte
Person sein, z.B. ein armloser oder ein querschnittgelähmter Patient oder aber eine Person, die ihre Tätigkeit nicht oder nicht vollständig nur unter Zuhilfenahme der beiden eigenen Hände zu verrichten imstande
ist. Als anzusteuernde elektrisch betriebene Apparate seien rein beispielsweise und ohne Anspruch auf Vollständigkeit aufgezählt: Elektrisch angetriebene und gelenkte Fahrzeuge, einschliesslich Rollstühle, mit Elektroantrieb ausgerüstete künstliche Gliedmassen, ferngesteuerte Manipulatoren einschliesslich Industrierobotern,, Schreibmaschinen, Rechenanlagen einschliesslich Elektronenrechnern und interaktive EDV-Systeme. Zu diesem Zweck weist die vorgeschlagene Einrichtung die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale auf.
Dabei kann das Koordinatensystem ein orthogonales sein, dessen Axen parallel zur Bewegung des Mundes der Bedienungsperson sind, die diese bei einer Schwenkbewegung und bei einer Nickbewegung des Kopfes ausführt. Angenommen, bei der Schwenkbewegung des Kopfes vermöge der Mund einen Bogen von 20 cm Länge und bei der Nickbewegung einen solchen von 7 cm Länge zu beschreiben und angenommen ferner, dass die Positionsgeber ein Auflösungsvermögen von je 0,5 cm Bogenlänge aufweisen und dass ein Staudruckwandler vorhanden sei, der nur ein Signal bei Saug- und nur eines bei Blasströmung abgibt, vermag die Einrichtung bereits über tausend verschiedenartige Signalkombinationen abzugeben. Weist das Mundstück zwei benachbarte und je zu einem Staudruckwandler der genannten Art führende Oeffnungen auf, die wahlweise mit der Zunge der Bedienungsperson verschliessbar und freigebbar sind, und wenn die Positionsgeber das zuvor angenommene Auflösungsvermögen aufweisen, verdreifacht sich die Anzahl der möglichen S ignalkombinationen,
Vorteilhafte Ausführungsformen der vorgeschlagenen Ein-
_ 7 —
richtung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Nachstehend sind anhand der Zeichnung einige Ausführungsbeispiele der vorgeschlagenen Einrichtung näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht einer
ersten Ausfuhrungsform jenes Teiles der Einrichtung, der unmittelbar durch die Bedienungsperson zu be
tätigen ist,
Fig. 2 eine schematische Draufsicht einer
zweiten Ausführungsform jenes Teiles der Einrichtung, der unmittelbar
durch die Bedienungsperson zu betätigen ist,
Fig. 3 eine Seitenansicht der Fig. 2,
Fig. 4 in vergrössertem Massstab einen
Horizontalschnitt jener Bestandteile der Fig. 1, die mit dem Mundstück zusammenwirken, mit verschiedenen Varianten eines Positionsgebers,
Fig. 5 eine Ansicht, teilsweise im Schnitt,
in Richtung des Pfeiles V der Fig. 4,
30
Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie
VI - VI der Fig. 4,
Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie
VlI - VlI bei aus der Ruhelage nach oben bewegtem Mundstück und mit anderen Ausführungsforraen der beiden Positionsgeber, und 5
Fig» 8 ein vereinfachtes Blockschema einer
Auswerteschaltung.
Vorerst sei bemerkt, dass das noch zu beschreibende Mundstück Beilegungen des Mundes und mithin des Kopfes der das Mundstück bedienenen Person mitmacht. Die Schwenkbewegung (seitliche Hin-= und Herbewegung) des Kopfes dieser Person sei nachstehend als Bewegung in x-=Richtung und die momentane Schwenkstellung als ^-Koordinate bezeichnet, während die Nickbewegung (Auf- und Abbewegung) als Bewegung in y-Richtung und die momentane Mickstellung als y~Koordinate bezeichnet sei«
In Fig= 1 erkennt man von oben den Kopf 10 einer Person» Mit 11 ist die rechtwinklig zur Zeichenebene stehende Axe bezeichnet, um die der Kopf 10 sich verdrehen, d.h. verschwenken kann. Ein ortsfest angeordneter, vertikalachsiger Antriebsmotor 12, der mittels eines Schalters 13 ein- und ausschaltbar sowie bezüglich "Drehrichtung umschaltbar ist, trägt einen in einer Horizontalebene verschwenkbaren Schwenkarm 14, an dem eine Halterung 15 mit einer bogenförmigen Führungsschiene 16 befestigt ist. Längs dieser Führungsschiene 16 ist ein Schlitten verschiebbar wie mit den Pfeilen 18 angegeben« Im bzw. am Schlitten 17 ist - wie noch zu beschreiben sein wird - ein Mundstück ein- bzw, angebaut? das die Person mit dem Mund längs der Schiene 16, die einen Bogen um die Axe Il be-
schreibt, also in x-Richtung bewegen kann. Betätigt die Person z.B. mit der Wange oder der Schläfe den Schalter 13, nachdem sie das Mundstück freigegeben hat, schwenkt der durch den Motor 12 angetriebene Arm 14 im Uhrzeigersinn (Pfeil 19) die Halterung 15 mit dem Schlitten 17 in die gestrichelt eingezeichnete Ausserbetriebstellung und gibt damit das Gesicht der Person frei. Eine nochmalige Betätigung des Schalters 13 führt die Halterung 15 mit dem Schlitten 17 wieder die in Fig. 1 ausgezogen dargestellte Betriebsstellung. Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform ist nicht unbedingt an einem ortsfesten Teil, beispielsweise an einem Sitzmöbel, auf dem die Bedienungsperson Platz zu nehmen hat, montiert, sondern kann auch am Körper der Person befestigt sein. Die Halterung 15 könnte dementsprechend an einem am Rumpf der Person festzumachenden Gestell montiert sein.
Die Ausführungsform der Fig. 2 und 3 ist tatsächlich am Körper der Person verankert und bewegt sich somit mit deren Rumpf. Zu diesem Zweck ist ein den Nacken und die Schultern der Person umgreifendes, dem Träger anatomisch angepasstes Gestell 20 vorgesehen. Dieses Gestell 20 ist zweckmässig mit nicht dargestellten Bändern am Oberkörper der Person festgezurrt. An den die Schultern übergreifenden Teilen des Gestells 20 sind, um je ein Kugelgelenk 21, 22 verschwenkbar, die Endglieder 23, 24 eines ersten Parallelogrammgestänges 25 angelenkt, an deren mittlerem Glied 26 ein Mundstück 27 befestigt ist.
In diesem ist hier ein vorerst nur schematisch angegebener Staudruckwandler 28 eingebaut. Die vertikale Schwenkachse 22 des Endgliedes 24 ist zugleich die Axe eines Winkelgebers 29, z.B. eines Potentiometers oder eines Winkelkodierers, der somit ein dem Verschwenkwinkel des Parallelogrammgestänges 25 in der Horizontal-
ebene entsprechendes,, elektrisches Signal abgibt. Eines der Endglieder des Parallelogrammgestänges 25, z.B. das Endglied 23, ist seinerseits, wie d3r Fig. 3 zu entnehmen ist, als in einer Vertikalebene verschwenkbares Parallelogrammgestänge ausgebildet, dessen oberer Stab •einen weiteren Winkelgeber 30 betätigt, der seinerseits ein dem Verschwenkwinkel des Gestänges 23 in der Vertikalebene entsprechendes Signal abgibto Die Länge der Stäbe der Gestänge 23 und 25 sind so gewählt, dass das vom Mund der Person bewegte Mundstück 27, das ausserdern mit einem Beisskontakt 31 versehen sein kann, nur Bögen beschreiben kann, die um die Axe Il und um die Axe 32 (Axe der Nickbewegung des Kopfes 10) verlaufen.
Ausser den durch den Staudruckwandler 28 und allenfalls durch den Beisskontakt 31 abgegebenen Signale, geben somit die Winkelgeber 29 und 30 je ein für die χ- bzw. die y=Richtung charakteristisches Signal ab, wobei alle diese Signale mit einem nur schematisch angegebenen Leitungsstrang 33 weitergeleitet werden.
Anhand der Fig. 4 bis 7 ist das Mundstück namentlich in seiner Einbauweise im Schlitten 17 der Fig. 1 näher beschrieben. Das Mundstück 27 der Fig«, 2 bis 3 im engeren Sinne kann ähnlich ausgebildet sein wie das in den Fig. 4 bis 7 dargestellte Mundstück.
Das dargestellte Mundstück 27 weist zwei in der Art einer Mundmaske anatomisch geformte, seitliche Lappen 34, 35 auf, die dazu bestimmt sind, satt an den an die Mundwinkel der Person anschliessenden Partien der Wangen anzuliegen. Im mittleren Bereich zwischen den Lappen 24, 35 sind hier zwei Blas- bzw. Saugöffnungen
36, 37 vorhanden, die je in eine Kammer 38 bzw. 39 münden. Von den Kammern 38 und 39 geht je eine ins Freie führende Entlüftungsleitung 40, 41 mit einem gedrosselten, vorzugsweise einstellbaren Durchlassvermögen aus,sowie je ein Anschlussnippel 42 bzw. 43. Die Anschlussnippel 42, 43 verbinden die Kammern 38, 39 mit der einen Seite je eines Staudruckwandlers 44, 45 (beispielsweise Fabrikat Micro Switch Corporation, Nr. 140 PC, Type D), deren andere Seite über eine Druckausgleichsöffnung 46 bzw. 47 mit der Umgebung in Verbindung steht. Die Staudruckwandler 44, 45 erzeugen ein nach Wert und Vorzeichen für die Druckdifferenz zwischen den Kammern 38 bzw. 39 und der Umgebung charakteristisches Signal.
Wie insbesondere den Fig. 5 und 7 zu entnehmen ist, ist das Mundstück 27 über zwei Paare übereinander angeordneter Blattfedern 48, 49, beispielsweise aus Kunststoff, mit dem Schlitten 17 verbunden, der seinerseits entlang der bogenförmigen Führungsschiene 16 verschiebbar ist. Die oberen und die unteren Blattfedern 48 bzw. 49 sind einerends am Schlitten 17, andernends an den freien Endbereichen der seitlichen Lappen 34 bzw. 35 befestigt und ermöglichen somit, dass das Mundstück 27 quer zum Verlauf der Führungsschiene 16 und gegen die Wirkung der Blattfedern, d.h. in y-Richtung verschoben oder ausgelenkt werden kann. Wie diese Bewegung erfasst wird, ist nachstehend noch zu beschreiben.
Der Schlitten 17 hintergreift mit einem bogenförmigen, im Querschnitt "T"-förmigen Fortsatz 50 zwei gegeneinander gerichtete Flansche 51, 52, die an der Führungsschiene 16 ausgebildet sind. Am Fortsatz 50 ist eine praktisch punktförmige Lichtquelle 53, z.B. eine Licht
emittierende Diode (LSD) befestigt. Ihr gegenüber sind auf einem an der Halterung befestigten und somit in bezug auf die Führungsschiene 16 ortsfesten Support 54 lichtempfindliche Elemente 55 (z„B, Fototransistoren) in einer zum Bogen der Führungsschiene konzentrischen Reihe angeordnet« Die Lichtquelle 53 bildet somit mit der Reihe der lichtempfindlichen Elemente 55 den Positionsgeber für die x-Riehtung insofern, als die Lichtquelle 53 jeweils nur eines der Elemente 55 zu aktivieren vermag, welches seinerseits die Momentanlage des Schlittens 17 in »-»Richtung angibt.
Wie der Fig. 7 zu entnehmen ist, kann dieser Positionsgeber für die x-Richtung auch durch einen parallel zum Bogen der Schiene 16 verlaufenden Widerstandsbelag 56 gebildet sein, der von einem am Fortsatz 50 befestigten Schleifkontakt 57 bestrichen wird. Der Schleifkontakt 57 bestreicht auch ein zum Widerstandsbelag 56 paralleles, von diesem jedoch isoliertes Schleifringsegment 50, so dass der Widerstandswert zwischen dem einen Ende des Widerstandsbelages 56 und dem Schleifringsegment 58 von der Momentanlage der x-Richtung des Schlittens 17 und damit des Mundstückes 27 abhängig ist» Der Belag 56, der Schleifkontakt 57 und das Schleifringsegment 58 bilden somit ebenfalls einen Positionsgeber für die x-Richtung, der in diesem Falle ein für die x-Lage charakteristisches, analoges Signal abgibt.
Es wurde bereits gesagt, dass das Mundstück 27 sich in bezug auf den Schlitten und gegen die Wirkung der Blattfedern 48, 49 nach oben und nach unten, also quer zum Verlauf der Schiene 16 bewegen bzw. auslenken lässt. Die Richtung dieser Bewegung ist die y-Richtung
X':.:. 3 4 O 88 9 5
Fig. 7 ist das Mundstück 27 maximal nach oben ausgelenkt) . Um diese Bewegung bzw. Auslenkung y-Richtung zu erfassen, ist in Fig. 5 am Schlitten 17 ein Winkelkodierer 59 befestigt, der über einen gegabelten Arm 60 betätigbar ist, der seinerseits einen seitlich am Mundstück 27 befestigten Stift 61 umgreift. Der Winkelkodierer 59 bildet somit den Positionsgeber für die y-Richtung.
Gemäss Fig. 7 kann der Positionsgeber für die x-Richtung auch ein Potentiometer sein, das aus einem am Schlitten 17 befestigten Widerstandsbelag 62 besteht, der von einem am Mundstück 27 angeordneten Schleifkontakt 63 bestrichen wird. Der Widerstandswert zwischen einem Ende des Widerstandsbelages 62 und dem Schleifkontakt 63 bzw. der darüber entstehende Spannungsabfall ergibt ein analoges, für die Momentanlage des Mundstückes 27 in y-Richtung charakteristisches Signal.
Der Einfachheit halber ist in Fig. 7 (und auch in Fig. 1) noch eine weitere Ausführungsform eines Positionsgebers für die y-Richtung gezeigt. Wenn das Mundstück 27 quer zur Führungsschiene 16 bewegt bzw. ausgelenkt wird, verbiegen sich die Blattfedern 48, 49, wie in Fig. 7 gezeigt, in der Form eines "S". Diese Verbiegung hat für einen Teil der Oberfläche jeder Blattfeder eine Dehnung und für einen anderen Teil derselben Oberfläche eine Stauchung zur Folge, wobei das Ausmass der Dehnung und / oder der Stauchung ebenfalls ein Mass für die Auslenkung des Mundstückes 27 in y-Richtung ist. Daher sind bei der in Fig. 7 (und Fig. 1) dargestellten Ausführungsform an einer der unteren Blattfedern 49 zwei Dehnungsmessstreifen 65, 66 fixiert, die somit
ihrerseits auch einen Positionsgeber für die y-Richtung darstellen, die ein analoges Ausgangssignal liefern.
Damit sind die in der Nähe des Mundes der Bedienungsperson befindlichen Elemente beschrieben, die folgende Signale liefern?
Staudruckwandler 28 bzw 44, 45; Druckdifferenz in einer bzw„ zwei voneinander getrennten Kammern gegenüber der Umgebung (erzeugt durch Blasen bzw. Saugen durch die Oeffnungen 36 und / oder 37),
- Winkelgeber 29 (Fig- 2) oder LED 53 und Fototransistoren 55 (Fig. 4) oder Potentiometer 56, 57, 58 (Fig. 7)s Momentanlage des Mundstückes in x-Richtung,
■=■ Winkelgeber 30 (Fig« 3) oder Winkelkodierer 59 (Fig. 5) oder Potentiometer 62, 63 (Fig. 7) oder Dehnungsmessstreifen 65, 66 (Fig, 1, 7); Momentanlage des Mundstückes 27 in y-Richtung,
- Beisskontakt 31 (Fig. 3 und 6): Zusätzliches Schaltsignal ο
Dass diese verschiedenartigen Signale in Daten aufzubereiten sindι die geeignet sind den anzusteuernden Apparat tatsächlich in Funktion zu bringen, versteht sich. Ebenso ist einzusehen, dass die zu diesem Zwecke erforderliche Auswerteschaltung nicht nur an die Art der Staudruckwandler bzw. Druckmessdosen und der Positionsgeber, sondern auch an die Art des anzusteuernden Apparates und schliesslich auch an die eventuell beeinträchtigten Fähigkeiten der Bedienungsperson anzupassen ist, die die Einrichtung zu bedienen
hat.
Ein Ausführungsbeispiel einer solchen denkbaren Auswerteschaltung ist sehr schematisch und rein beispielsweise in Fig. 8 dargestellt und mit 64 bezeichnet.
Gewissermassen die Eingangsstufe der Auswerteschaltung 64 bildet ein Mikroprozessor 67 (z.B. Fabrikat Motorola, Type MC 6805, oder Fabrikat Intel, Type 8048), in dem zusätzlich zu einer Znetraleinheit (CPU) ein Arbeitsspeicher (RAM), ein Festprogrammspeicher (ROM) und einige Analog / Digital- sowie Digital / Analog-Wandler mit den zugehörigen Ein- und Ausgängen integriert sind. Eingangsseitig sind an den Mikroprozessor angeschlossen: Die Staudruckwandler 44, 45 (bzw. 28), die Positionsgeber für die x- und y-Richtung (hier mit x-Pos und mit y-Pos bezeichnet), sowie
- sofern vorhanden - der Beisskontakt 31.
Das im Festprogrammspeicher vorhandene Programm übernimmt im dargestellten Beispiel folgende Aufgaben:
- Aufnahme der von den Gebern allenfalls anfallenden digitalen und analogen Signale,
Digitalisieren der analogen Signale,
- Auswerten und Aufbereiten der digitalisierten Signale in Daten nach Massgabe der Bedürfnisse des anzusteuernden Apparates und Ausgabe dieser Daten in seriell kodierter Form.
An den Mikroprozessor 67 kann eine interaktive Standard-Schnittstelle 68 (Interface) der Type RS 232 (in Fig.
gestrichelt umrahmt) anschliessen, oder für beide Richtungen des Datenflusses je ein Treiberbaustein (z.B. Motorola MC 1488) und je ein an einen Treiberbaustein gekoppelter Empfängerbaustein 70 (z.B. Motorola MC 1489), wobei die Art der Kopplung zwischen dem Treiber·=* und Empfängerbausteinen über einen Leiter führen oder auch drahtlos sein kann.
An die Schnittstelle 68 bzw. an die Bausteine 69, 70 schliesst ein Mikrocomputer 71 an, der einerseits über eine weitere Schnittstelle 72 den anzusteuernden Apparat 73 steuert und andererseits an ein Peripheriegerät, ζ.Bο in Form eines Bildschirmgerätes 74 angeschlossen ist. Dieses Bildschirmgerät 74 ist direkt oder über eine Projektionseinrichtung in Sichtweite der die Einrichtung bedienenden Person aufgestellt. Auf dem Bildschirmgerät 74 können beispielsweise die vom Apparat 73 auszuführenden Punktionen in Form von Texten oder Symbolen erscheinen sowie eine Markierung (Cursor), welche die momentane Lage des Mundstückes 27 im x-, y-Koordinatensystem angibt. Wird nun die Markierung zur Deckung mit einem Funktionstext bzw. einem Funktionssymbol gebracht, kann beispielsweise durch Balsen und / oder Saugen die entsprechende Funktion im Apparat 73 ausgelöst werden, wobei dann die .Beendigung der Funktion wieder auf dem Bildschirmgerät angezeigt wird.
Wenn z.B. der Apparat eine Schreibmaschine oder eine EDV-Anlage ist, dann würde beispielsweise auf dem Bildschirmgerät die entsprechende Eingabetastatur erscheinen und gegebenenfalls (zu allfälligen Korrekturzwecken) eine bestimmte Anzahl der zuvor eingegebenen Daten.
Wie bereits erwähnt, ist die Auswerteschaltung 64 an die Art der eingabeseitig verwendeten Geber, an die Art des anzusteuernden Apparates anzupassen, wobei das Festprogramm des Mikroprozessors 67 und gegebenenfalls das Programm des Mikrocomputers 71 auch an die Fähigkeiten der Bedienungsperson angepasst werden kann. Der Aufbau der Auswerteschaltung 64 kann somit je nach anzusteuerndem Apparat sehr verschieden sein. Wichtig ist bei der beschriebenen Vorrichtung, dass mit dem bzw. den Staudruckwandlern und den mittelbar oder unmittelbar an das Mundstück gekoppelten Positionsgebern eine sozusagen unbegrenzte Anzahl von Signalkombinationen erzeugbar ist, die sich zu Daten aufbereiten lassen, die zur Steuerung komplexer Apparate erforderlich und geeignet sind.
Die beschriebene Einrichtung kann somit als wertvolles Hilfsmittel zur vollen Wiedereingliederung und Befähigung körperlich schwerbehinderter Personen angesehen werden und / oder auch als Beitrag zur Erleichterung bzw. Vereinfachung der Durchführung komplexer Steuervorgänge.

Claims (1)

  1. Patentanwälte ~ ."- .".-"": .".: q / η Q O Q C
    Landau, Langstr. 5 Incap Limited/ c/o tovegrovc* V -Dursnt, : Windsor, SL4 IJF (GB
    "Einrichtung zum Ansteuern eines elektrisch betriebenen Apparates"
    PATENTANSPRUECHE
    IJ Einrichtung zum Ansteuern eines elektrisch betriebenen Apparates (73), mit wenigstens einem auf menschlichen Blas- und/oder Saugstrom ansprechenden, ein entsprechendes Signal abgebenden und an ein Mundstück (27) angeschlossenen Betätigungselement (28; 44, 45), das über eine Auswerteschaltung (64) an den anzusteuernden Apparat (73) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass an weitere Eingänge der wenigstens einen Mikroprozessor (67) aufweisenden Auswerteschaltung zwei Positionsgeber (29; 53, 55. 56, 57, 58; 59. 62, 63; 65, 66) gekoppelt sind, die bei benutztem Mundstück (27) je ein für dessen Lage in einem Koordinatensystem charakteristisches Koordinatensignal abgegeben, wobei der Mikroprozessor (67) dazu eingerichtet ist, die Signale des als Staudruckwandler (28; 44, 45) ausgebildeten Betätigungselementes und die Koordinatensignale der Positionsgeber in Steuerdaten für den Apparat (73) aufzuarbeiten.
    2. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn-
    zeichnet, dass das Mundstück (27) mit einer Halterung (15; 20) verbunden ist, die in eine feste Bezugslage zum Körper einer Bedienungsperson bringbar ist, und dass das Mundstück (27) in bezug auf die Halterung (15; 20) in zwei, je durch die Positionsgeber erfassten Koordinatenrichtungen bewegbar ist.
    3. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (15) eine Schiene (16) und einen längs derselben verschiebbaren Schlitten (27) aufweist, in welchem das Mundstück (27) in einer quer zur
    Schiene (16) verlaufenden Richtung bewegbar montiert ist.
    7.4.1983 / A 4654 CH
    4. Einrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass längs der Schiene (16) eine Reihe von Positionssensoren (55) montiert ist, die durch ein am Schlitten (17) montiertes Element (53) aktivierbar sind, wobei diese Sensoren und das Element zusammen den einen Positionsgeber bilden, ·
    5. Einrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der andere Positionsgeber die Querbewegung des Mundstückes (27) in bezug auf die Schiene (16) erfasst und als Winkelkodierer (59) oder als Potentiometer (62, 63) ausgebildet ist.
    6- Einrichtung nach den Patentansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mundstück (27) über wenigstens ein quer zum Verlauf der Schiene (16) deformierbares Federelement (48, 49) am Schlitten (17) montiert ist, wobei der andere Positionsgeber wenigstens einen mit dem Federelement (49) verbundenen Dehnungsmessstreifen (65, 66) aufweist.
    7. Einrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Schiene (16) montierten Positionssensoren lichtempfindliche Elemente (55), zum Beispiel Fototransistoren sind, die durch eine am Schlitten (17) montierte Lichtquelle (53) aktivierbar sind.
    8= Einrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Schiene (16) ein Widerstand (56) angeordnet ist, der mit einem am Schlitten (17) montierten Schleifkontakt (57) zusammenwirkt und mit diesem ein den einen Positionsgeber darstellendes Potentiometer bildet.
    9. Einrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (20) ein erstes, in einer ersten Ebene verschwenkbares Parallelogramgestänge (25) aufweist, dessen Endglieder (23, 24) am Körper der Person verankerbar sind, wobei wenigstens eines dieser Endglieder (23) durch ein zweites, in einer zur ersten Ebene rechtwinklig stehenden Ebene verschwenkbares Parallelogramgestänge gebildet ist, wobei das Mundstück (27) am mittleren Glied (26) des ersten Parallelogramgestänges (25) befesstigt ist, während die Positionsgeber Winkelgeber (29, 30) sind, die den VerSchwenkwinkel des einen und des anderen Parallelogramgestänges (25, 23) erfasst.
    10. Einrichtung nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelgeber (29, 30) als Winkelkodierer oder als Potentiometer ausgebildet sind.
    11. Einrichtung nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mundstück (27) mit einem Beisskontakt (31) versehen ist, der ebenfalls an die Auswerteschaltung gekoppelt ist.
    12. Einrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiene (16) mittels eines Schwenkarmes (14) von einer Arbeits- in eine Ruhelage und zurück verschwenkbar ist.
    13. Einrichtung nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkarm (14) mittels eines Motors
    (12) von der Arbeits- in die Ruhelage verschwenkbar ist, wobei der Motor (12) mittels eines durch den Kopf (10) der Bedienungsperson betätigbaren Schalters (13) ein- und ausschaltbar ist.
    14. Einrichtung nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an die Auswerteschaltung (64) eine Anzeigevorrichtung (74) gekoppelt ist, die nebst den zu steuernden Funktionen des Apparates (73) einen Markierpunkt anzeigt, der seinerseits die momentane Lage des Mundstückes (27) im Koordinatensystem anzeigt.
    15. Einrichtung nach einem der Patentansprüche.1 - 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Mundstück (27) mehrere, insbesondere zwei unmittelbar benachbarte Blasöffnungen (36, 37) aufweist, die je an einen Staudruckwandler (44, 45) angeschlossen sind, deren Ausgänge je an einen Eingang der Auswerteschaltung (67) geführt sind.
DE19843408895 1983-04-12 1984-03-10 Einrichtung zum ansteuern eines elektrisch betriebenen apparates Ceased DE3408895A1 (de)

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