(57)【要約】本発明は、機械コンポーネント用の制御される運動駆動装置（１３）を有する産業機械用の制御装置（２、２'）に関する。少なくとも１つの機械コンポーネントの変位運動を手動で調節し、又は設定するための少なくとも１つの操作要素（１６）を有する人間・機械・インターフェース（６）が設けられている。少なくとも１つの操作要素（１６）は、回転軸（２２）を中心に回転可能に軸承された作動器（１８）を有する回転操作要素（１７）として形成されている。作動器（１８）又はその回転軸（２２）は、制御されて変化する回転抵抗発生手段（２３）と機械的に相互作用する。電子的な評価及び制御ユニット（２０）が、回転抵抗発生手段（２３）の回転抵抗を可変に調節するように形成されている。評価及び制御ユニット（２０）は、少なくとも１つのトグル切替駆動モードを提供するように用意されており、そのトグル切替駆動モードにおいて、回転抵抗発生手段（２３）は評価及び制御装置（２０）によって次のように、すなわち作動器（１８）が予め定められた回転角移動した後に、回転抵抗発生手段（２３）が制動又はブロックモーメントを構築し、又は発生させ、その制動又はブロックモーメントが作動器（１８）のそれ以上の回転可能性を阻止し、著しく阻止し、又は禁止するように、駆動可能である。
2020529677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械コンポーネント用の制御される運動駆動装置（１３）を有する産業機械用の制御装置（２、２'）であって、
少なくとも１つの機械コンポーネントの変位運動を手動で調節又は設定するための少なくとも１つの操作要素（１６）を備えた人間・機械・インターフェース（６）を有し、前記少なくとも１つの操作要素（１６）は、回転軸（２２）を中心に回転可能に軸承された作動器（１８）を有する回転操作要素（１７）として形成され、前記作動器（１８）は操作者の操作モーメント（ＭB）を適用することによって回転可能である、制御装置において、
前記作動器（１８）又は該作動器（１８）の回転軸（２２）は、制御されて変化する回転抵抗発生手段（２３）と機械的に相互作用し、又は回転抵抗発生手段（２３）と移動結合され、電子的な評価及び制御装置（２０）は前記回転抵抗発生手段（２３）の回転抵抗を可変に調節するように形成され、かつ
前記評価及び制御装置（２０）が、少なくとも１つのトグル切替駆動モードを提供するように用意され、該トグル切替駆動モードにおいて前記回転抵抗発生手段（２３）は前記評価及び制御装置（２０）によって次のように、すなわち前記回転抵抗発生手段（２３）は、前記作動器（１８）の予め定められた回転角（α１）の移動後に制動又はブロックモーメント（ＭBR、ＭBL）を構築し、又は発生させるように駆動可能であり、前記制動又はブロックモーメント（ＭBR、ＭBL）は前記作動器（１８）のそれ以上の回転可能性を阻止し、より強く阻止し、又は禁止し、前記制動又はブロックモーメント（ＭBR、ＭBL）に抗して作用する操作者の操作モーメント（ＭU）はブロックモーメント（ＭB）であり、又はブロックモーメント（ＭB）に相当し、又は比較的低い非能動化しきい値（ＭD）を上回っている間、前記回転抵抗発生手段（２３）の切替状態が能動化され、又は能動化されていると見なされ、かつ
操作者によって適用された前記操作モーメント（ＭU）は非能動化しきい値（ＭD）を下回り、又はゼロである場合に、前記回転操作要素（１７）の切替状態が非能動的であり、又は非活性化されているとみなされる、
ことを特徴とする産業機械用の制御装置。
【請求項２】
前記回転抵抗発生手段（２３）が電子流体力学又は磁気流体力学的液体を有し、液体の粘性が電場又は電磁場の形式の電気エネルギの作用によって調節可能である、ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記操作要素（１８）が予め定められた前記回転角（α1）に達することにより、前記回転抵抗発生手段（２３）によって、少なくとも予め定められた能動化しきい値（ＭA）の高さの制動モーメント（ＭBR）が構築され、前記制動モーメント（ＭBR）がその最大のブロックモーメント（ＭBL）よりも低く、、操作者によって適用される前記操作モーメント（ＭＵ）が予め定められた能動化しきい値（ＭＡ）又は予め定められた非能動化しきい値（ＭＤ）を上回っている間、かつその限りにおいて、前記回転操作要素（１７）の切替状態が能動化されており、又は能動化されているとみなされる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記作動器（１８）に対して操作者によって適用される前記操作モーメント（ＭU）が、前記作動器（１８）の前記回転角（α1）に関連してそれぞれ必要とされる、又はもたらすべき制動モーメント（ＭBR）を発生させることができるようにするために、費やすべき、又はもたらすべき電気エネルギ量又は出力の測定又は計算によって検出され、又は求められ、前記制動モーメントが、前記評価及び制御装置（２０）によって予め定められた、前記作動器（１８）の制動又はブロックモーメント推移に従って必要であり、又は前記回転抵抗発生手段（２３）によって調達される、ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の制御装置。
【請求項５】
予め定められた前記回転角（α1）が、前記作動器（１８）の初期角度位置に関係なく定められている絶対的な回転角である、ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の制御装置。
【請求項６】
前記作動器（１８）は、操作者によって適用された前記操作モーメント（ＭU）がなくなった場合に、この時点で占めている角度位置を維持する、ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の制御装置。
【請求項７】
操作者によって適用された前記操作モーメント（ＭU）がなくなった後に最後に占めていた角度位置が、その後にシミュレートされたトグル切り替えとして使用するための初期位置又はバーチャル的なゼロ位置を定める、ことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の制御装置。
【請求項８】
前記評価及び制御装置（２０）が、第１のトグル切替駆動モードを提供するように用意され、前記第１のトグル切替駆動モードにおいて前記作動器（１８）の回転操作が１つの回転方向においてのみ許可されている、ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の制御装置。
【請求項９】
前記評価及び制御装置（２０）が、第２のトグル切替駆動モードを提供するように定められており、前記第２のトグル切替駆動モードにおいて前記作動器（１８）の回転操作が２つの回転方向において許されている、ことを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記評価及び制御装置（２０）は、前記回転抵抗発生手段（２３）を制御するように、用意され、それによって前記作動器（１８）が予め定められた前記回転角（α１）が移動し、又は角度位置が存在するようにし、回転操作要素（１７）が能動的な切替状態の信号を送信するか、能動的な切替状態をとり、前記回転抵抗発生手段（２３）の制動モーメント（ＭBR）がドリフト範囲（２４）内に、又はドリフトしきい値に保持され、前記ドリフトしきい値が、前記回転抵抗発生手段（２３）の制動モーメント（ＭBR）に抗して前記作動器（１８）が比較的低速で、又はのろのろとさらに回転することを許し、又は可能にする、ことを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の制御装置。
【請求項１１】
ドリフト値範囲（２４）又はドリフトしきい値が、５°／ｓ（秒あたりの角度）より小さい、好ましくは１°／ｓより小さい回転速度を有する前記作動器（１８）のさらなる回転が可能であるように、選択されている、ことを特徴とする請求項１０に記載の制御装置。
【請求項１２】
評価及び制御装置（２０）は、前記回転抵抗発生手段（２３）を制御するように用意され、それによって、前記作動器（１８）は予め定められた前記回転角（α１）及び角度位置の関連付けられた存在に達する前又はその途上で、前記回転操作要素（１７）は能動的な切替状態の信号を送信し、又は能動的な切替状態となり、前記回転抵抗発生手段（２３）の制動モーメント（ＭBR）は１０°（角度）までの回転角の範囲に関して低下し、又は非能動化されて、それに続いて、前記作動器（１８）のブロッキング又は比較的低速の回転可能性を可能にする値に高められる、ことを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載の制御装置。
【請求項１３】
前記回転抵抗発生手段（２３）によってブロックモーメント（ＭBL）が発生されない場合に、前記作動器（１８）が機械的にストッパなしで支承され、かつエンドレスに回転可能である、ことを特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載の制御装置。
【請求項１４】
機械コンポーネントのための制御される運動駆動装置（１３）を有する産業機械のための電子制御装置（２、２'）を駆動する方法であって、
少なくとも１つの機械コンポーネントの変位運動を手動で調節し、又は設定するための少なくとも１つの操作要素（１６）を有する人間・機械・インターフェース（６）が設けられ、かつ前記少なくとも１つの操作要素（１６）が、回転軸（２２）を中心に回転可能に軸承された作動器（１８）を有する回転操作要素（１７）として形成され、前記作動器（１８）が操作者によって操作モーメント（ＭU）を適用することにより回転可能である、産業機械のための電子制御装置（２、２'）を駆動する方法において、
前記作動器（１８）又はその回転軸（２２）が、制御されて変化する回転抵抗発生手段（２３）と機械的に相互作用し、又はそれと移動結合され、
電子的な評価及び制御装置（２０）は少なくとも１つのトグル切替駆動モードを提供するように用意され、
前記トグル切替駆動モードにおいて、前記回転抵抗発生手段（２３）は前記評価及び制御装置（２０）によって駆動され、それによって前記回転抵抗発生手段（２３）は、前記作動器（１８）が予め定められた回転角（α1）を移動した後に、制動又はブロックモーメント（ＭBR、ＭBL）を構築し、又は発生させ、前記制動又はブロックモーメントが、前記作動器（１８）のそれ以上の回転可能性を阻止し、著しく阻止し、又は禁止し、制動又はブロックモーメント（ＭBR、ＭBL）に抗して作用する操作者の操作モーメント（ＭU）がブロックモーメント（ＭB）であり、又はブロックモーメント（ＭB）に相当し、又は比較的低い非能動化しきい値（ＭD）を上回っている間、前記回転操作要素（１７）の切替状態が能動化され、又は活性化されているとみなされ、かつ
操作者によって適用される前記操作モーメント（ＭU）が非能動化しきい値（ＭD）を下回り、又はゼロである場合に、前記回転操作要素（１７）の切替状態が非能動化され、又は非活性化されているとみなされる、
ことを特徴とする産業機械のための電子制御装置を駆動する方法。
【請求項１５】
請求項２〜１３に記載の方法的手段を含む、ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１及び１４に記載されるような、機械コンポーネント用の、特に制御されて移動可能な機械軸のための、制御される運動駆動装置を有する産業機械のための制御装置及び制御される運動駆動装置を有する産業機械のための電子制御装置を駆動する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
運動駆動装置を手動で操作又は制御するための多数の回転操作要素が知られている。特に電気機械的なトグル切り替えが使用され、それは２つ又は３つの予め定められた切替え機能を有することができる。ゼロ位置又は非作動位置が設けられており、それは非能動化位置と称することもできる。トグル切り替えの作動器を機械的なストッパまで、所定の回転角だけ、第１の回転方向に、たとえば右へ、回転操作した場合に、第１の能動化状態又は切替状態が作動され、又は認識される。この機械的なストッパから出て、物理的に予め定められたゼロ位置又は非作動位置へ作動器を復帰させることは、復帰ばねによってもたらされる。３段階のトグル切り替えの場合には、予め定められたゼロ位置又は非作動位置から出て、逆方向の、又は第２の回転位置への、特に左へも、回転操作も可能であって、そのようにして第２の能動化又は切替状態を手動で導入することができる。作動器は、操作者の操作力によって、それぞれの切替状態又はそれによって駆動される運動駆動装置の能動化が望まれる間、第１又は第２のストッパに対して圧接される。作動器から手をはなすと、その作動器は永続的に有効な付勢力又はばね力によって自動的にゼロ位置又は非作動位置へ復帰する。
【０００３】
特許文献１からは、電子的な操作システムが知られており、それは、自動車内のドライバーインフォメーションシステムの一部として設けられている。さらに、この操作システムは、たとえば産業用製造において、機械の制御に関連して、表示及び操作装置として利用することができる。この操作システムは、計算器ユニットを備えた電子制御ユニット、グラフィック表示を視覚化するのに適した表示ユニット及び操作ユニットを有しており、その操作ユニットによってそれぞれのシステムの機能性に関する手動の介入を行うことができる。システムのパラメータを変化させるために、表示ユニットの表示面を介してカーソルの形式の表示マークが移動され、それによって提供される機能が選択される。表示マークのカーソルを移動させることによって、所望の機能を適切に選択した後に、他の操作要素が操作されて、それによってパラメータを変化させることができる。この第２の操作要素は、たとえば、その前に第１の操作要素を介して選択されている機能と組み合わせてパラメータ値の変化を可能にする。この印刷物に記述されている措置は、運動駆動装置を有する機械の調節又は操作のために、条件づきでのみ、適している。記述される措置は、むしろ、自動車のドライバーインフォメーションシステム内で行われるような、比較的重要でない機能と組み合わせて適用するのに適している。運動駆動装置を有する産業機械の操作は、この既知の形態によっては、条件つきでしか満足できるものではない。
【０００４】
特許文献２は、マルチ機能操作装置を駆動する方法を記述しており、そのマルチ機能操作装置も同様に自動車と組み合わせて効果的に使用できる。このマルチ機能操作装置においては、メニュー及び／又は操作機能が表示ユニット上に示され、かつそのメニュー及び／又は機能がタッチ部材および少なくとも１つの回転操作要素を介して操作される。この回転操作要素の少なくとも１つは、その回転方向と回転位置及び／又は係止位置及び／又は操作ストッパに関して、自由にプログラミング可能である。この自由なプログラミングは、それぞれ読み出されるメニュー又は機能に対応づけられた、回転操作路内の触覚的なフィードバックが発生されるように、行われる。各操作機能には、触覚的データのセットが対応づけられており、それらは機能変化に動的に適合される。したがって直覚的な操作が可能であって、それによれば操作者に触覚的なフィードバックが与えられ、それらはそれぞれのメニュー又は機能に従って自動的に適合される。しかし、運動駆動装置を有する産業機械の操作は、示された装置によっては条件つきでのみ、実際的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許第１４０３６１９（Ｂ１）号明細書
【特許文献２】欧州特許第１０７５９７９（Ｂ１）号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、従来技術の欠点を克服して、ユーザーが運動駆動装置を有する産業機械のできる限り実際的な操作を行うことができる、装置と方法を提供することである。
【０００７】
特に本発明の課題は、制御されて走行可能なコンポーネント又は能動的に変位可能な機械軸を有する機械の操作又はプログラミングの可能性を改良することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この設定課題は、請求項に記載の装置と方法によって解決される。
【０００９】
それによれば、機械コンポーネントのための制御される運動駆動装置を有する産業機械のための制御装置が設けられており、その制御装置は少なくとも１つの人間・機械・インターフェース、特に制御技術的な入力及び出力手段を有している。少なくとも１つの操作要素が、たとえば制御されて変位可能な機械軸の形式の、少なくとも１つの機械コンポーネントの変位運動を手動で調節又は設定するように、形成されている。この操作要素の少なくとも１つは、回転軸を中心に回転可能に軸承された作動器を有する回転操作要素として形成されており、その作動器は、操作者が操作モーメントを適用することによって回転可能である。
【００１０】
このような制御装置は、作動器又はその回転軸が、制御されて変化する回転抵抗発生手段と機械的に作業結合されており、又はそれと移動結合されており、電子的な評価及び制御装置が、回転抵抗発生手段の回転抵抗を可変に調節するように形成されていることを、特徴としている。評価及び制御装置は、少なくとも１つのトグル切替駆動モードを提供するように調節されており、そのトグル切替駆動モードにおいて回転抵抗発生手段が評価及び制御装置によって駆動可能であって、それによって回転抵抗発生手段は、作動器が予め定められた回転角移動した後に制動又はブロックモーメントを構築し、又は発生させ、それが作動器のそれ以上の回転可能性を阻止し、強化して阻止し、又は禁止する。
【００１１】
制動又はブロックモーメントに抗して作用する操作者の操作モーメントがブロックモーメントであり、又はブロックモーメントに相当し、又は比較的低い非能動化しきい値を上回っている間、回転操作要素の切替状態は、能動化されており、又は能動化されているとみなされる。それに対して、操作者によって適用される操作モーメントが非能動化しきい値を下回り、又はゼロである場合には、回転操作要素の切替状態は非能動的であり、又は非活性化されているとみなされる。
【００１２】
記載される措置によって、運動駆動装置の、又はそれによって移動される機械コンポーネントの、改良された手動の操作又はコントロールが可能である。特にそれによって、操作者のために、走行可能な機械コンポーネントの、特にいわゆる機械軸の、迅速に変化する、又は直覚的な操作を可能にする、操作システマティクスが形成される。このような取扱い操作は、比較的快適かつ同時にエラーを回避して実施することができる。一義的な取扱い操作によって、又はそれに伴う運動制御指令の意識的な出力によって、制御される機械に対する損傷リスクを減少させ、対人安全性を向上させることができる。特に、意図されない、又は望まれない制御指令を回避し、又は妨げることができるので、手動で駆動される機械に由来する危険を減少させることができる。
【００１３】
この好ましい作用は、特に機械的な観点において簡略化されたトグル切り替えが形成されることによって、得ることができる。特に作動器のための別体の復帰ばね又は能動的な復帰手段を省くことができ、それによって、それに由来する技術的欠陥又は不具合のリスクが減少される。さらに記載の措置によって、特に比較的大きい個数とむすびつく、構造コストを比較的小さく抑えることができる。必要とされる組み込み空間又はスペース需要も、記載の措置によって比較的小さく抑えることができる。したがって評価及び制御装置と組み合わせた、制御可能な回転抵抗発生手段は、効率的なやり方で、トグル切替操作挙動又はトグル切替機能性の模擬を可能にする。さらにそれによって、回転操作要素が変化する機能を満たし、かつそれによって中央の、又はマルチ機能の操作又は入力部材としても機能する。特にそれによって、それぞれの状況に比較的フレキシブルに適合可能な、シーケンスに関する、又はプログラム制御される操作又は制御特性が実現可能である。
【００１４】
請求項２に記載の措置も、効果的である。というのは、比較的高いダイナミクスによって制御される可変の回転抵抗を発生させることができるからである。特にそれによって比較的短い時間で、又は比較的高い瞬発性をもって、作動器に対する回転抵抗を構築し、かつ再び減少させ、又は無効にすることができる。評価及び制御装置に基づくプログラム技術的又はソフトウェア技術的な制御可能性が、操作者のために形成可能な、回転操作要素の操作の経過における触覚的フィードバックに関する高い柔軟性又は高い変形範囲を開拓する。
【００１５】
請求項３に示す措置によって、好ましいやり方で、作動器に対する操作者のモーメント推移又は操作力の推移が評価されて、トグル切替機能性の模擬に利用される。特に操作者は、制御されて導入される制動モーメントの上昇によって、能動化しきい値に達したこと、およびそれに伴って所望の切替え又は運動機能が作動されることを、触覚的に知らされる。したがって操作者にとっては、作動器を視認して、それぞれ回転角を観察し、又は考慮することも、不要である。さらに、操作力又はしかるべき操作モーメントのそれ以降の推移が評価されて、予め定められたモーメントしきい値を下回っている場合には、それが一義的なオフ又は非能動化判断基準として認識され、又は利用される。
【００１６】
操作者によってそれぞれ適用される操作力を定めるため、又は作動器へそれぞれ導入された時間又は回転数に依存して変化する操作モーメントを求めるための実際的な措置が、請求項４に記載されている。それによって特に、力又は回転モーメントを定めるための別体のセンサを設けることは、不要になり、それによって全体構造をできる限り簡単かつ好ましいコストに抑えることができる。
【００１７】
請求項５に記載の措置も、効果的である。というのは、それによって作動器のための予め定められた初期位置又は非作動位置、したがって作動器のための固定のゼロ位置が不要だからである。特にそれによって作動器の各回転角が、記載のトグル切替機能のための初期位置又はゼロ位置として機能することができる。
【００１８】
請求項６に記載の形態も、実際的である。それによって作動器のための各復帰手段、たとえば付勢されたばね又は動力による駆動装置を省くことができる。それにもかかわらずトグル切替機能性の具現化は、確実なやり方で可能である。
【００１９】
請求項７に記載の措置も効果的である。というのはそれによって回転操作要素の効率的又は時間をとらない、かつ快適でもある操作が可能になるからである。特に、制御指令の実施後、たとえば運動制御指令の出力後に、回転操作要素を手動で予め定められた初期位置又はゼロ位置へ復帰させることは、不要である。
【００２０】
２段階のトグル切り替えの実際的な具現化又は模擬が、請求項８に記載されている。
【００２１】
請求項９に記載の措置によって、３段階のトグル切り替えの具現化又は模擬が可能である。
【００２２】
請求項１０に記載の措置によって、操作者に能動化切替状態に達したこと及びその存在について一義的な触覚的フィードバックを与えることができる。作動器の能動化切替状態の間、作動器の回転可能性に関する低速のドリフトが、それぞれ適用された操作モーメントを測定すること、又は求めること、又はそれに抗して作用する制動モーメントを定めることも、支援する。
【００２３】
請求項１１に記載の措置によって、能動化切替状態が存在する間の比較的低速の回転速度が許され、それによって制御指令又は切替え指令が長く続く場合でも、作動器に再作用すること、又は操作者の側からつかむことは、必ずしも必要とされない。
【００２４】
作動器に対する制動モーメントの実際的な、時間又は回転数に依存する推移が、請求項１０に記載されており、その推移は回転抵抗発生手段により、かつ評価及び制御装置によって明確に定義可能であり、かつ良好に具現化することができる。特にそれによって、操作者には、能動化しきい値に達成したこと、又はそれが存在することに関して特に一義的な、触覚的フィードバックを与えることができる。それによってある程度、係止挙動を模擬することができ、それが操作者に明確かつ誤解することがないように、作動器が予め定められた回転角を移動したこと、及びそれに伴って今能動化切替状態が発生し、又は存在していることが、知らされる。
【００２５】
請求項１３に示す措置によって、ハードウェア技術的又は機械的な構造をさらに簡略化することができ、それによって製造コスト又は実装コストを低く抑えることができる。さらにそれによって、誤操作の危険とそれによってもたらされる回転操作要素の破壊が減少される。特に予め定められた機械的な終端ストッパを回避することによって、特に中実の回転軸受又はその他の機械的コンポーネントを設けることが不要になる。
【００２６】
本発明の課題は、請求項１４及び１５に定義される措置によって解決される。それによって得られる技術的効果と好ましい作用は、上述し、かつ後述する説明部分から読み取ることができる。
【００２７】
本発明をさらによく理解するために、以下の図を用いて本発明を詳細に説明する。  図は、それぞれ著しく簡略化された、図式的な表示である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】複数の機械、特に産業ロボットから形成される機械設備とその場合に使用される電子制御システムを示しており、その電子制御システムは複数の制御装置及び持ち運びできるハンド操作器具の形式の人間・機械・インターフェースを有している。
【図２】製造機械、特に射出成形機械であって、電子制御装置とそれに結合された、固定の操作パネルの形式の人間・機械・インターフェースを有している。
【図３】図２の製造機械の操作パネルを示している。
【図４】運動駆動装置の操作又は調節に用いられる、回転操作要素を有する産業機械用の制御装置を示している。
【図５】作動器に対する阻止及びブロック挙動を有する回転操作要素の操作機能の操作モーメントと回動角度に関する第１の特性曲線推移を示している。
【図６】作動器に対する阻止及びブロック挙動を有する回転操作要素の操作機能の操作モーメントと回動角度に関する第２の特性曲線推移を示している。
【図７】作動器に対する阻止挙動、ブロック挙動及び組み合わされた阻止及びブロック挙動を有する、回転操作要素の作動器の操作モーメントと回動角度に関する第３の特性曲線推移を示している。
【図８】トグル切替機能を模擬するために設けられ、かつバーチャルの復帰機能を有する、回転操作要素の作動器を図式的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
最初に記録しておくが、異なるように記載される実施形態において、同一の部分には同一の参照符号ないし同一の構成部分名称が設けられており、説明全体に含まれる開示は、同一の参照符号ないし同一の構成部分名称を有する同一の部分へ意味に従って移し替えることができる。また、説明内で選択される、たとえば上、下、側方などのような位置記載は、直接説明され、かつ示される図に関するものであって、この位置記載は位置が変化した場合には意味に従って新しい位置へ移し替えられる。
【００３０】
図１から３には、産業設備の自動化又は制御のために使用することができる、電子機械的又は電子的な制御システム１の実施例が示されている。この種の産業設備又はその制御システム１は、少なくとも１つの電子的な制御装置２、２’を有し、又は分配して配置された多数の制御装置２、２’を設けることもできる。このような設備は、少なくとも１つの機械３、又は、場合によっては互いに反応し合う多数の機械３又は機械コンポーネントを有している。少なくとも１つの電子的な制御装置２、２’は、好ましくはソフトウェア制御で形成され、かつ第一に、それぞれの産業機械３のそれぞれの制御機能を変換し、又は機械３のシーケンスを監視し、調節し、及び／又ははプログラミングできるようにするために、用いられる。
【００３１】
図１の形態に従って、この種の産業機械３は少なくとも１つの産業ロボット４によって形成されている。この種の産業ロボット４は、組み立て設備又は製造設備の構成要素とすることができる。それぞれの制御装置２、２’をデータ技術的にネットワーク化することによって、産業ロボット４が制御技術的に互いに反応することができる。複数の産業ロボット４の間のこの種のデータ技術的又は制御技術的なネットワークは、中央のマスターコンピュータ５を有することもできる。中央の、分散した、階層的な、又は他のように構築された制御アーキテクチャとネットワークに関して、多様な実施形態が考えられ、それらはそれぞれの要請に応じて選択することができる。
【００３２】
少なくとも１つの機械３内の少なくとも１つの制御装置２’には、少なくとも１つの人間・機械・インターフェース６（ＨＭＩ）が対応づけられており、又は対応づけ可能である。この人間・機械・インターフェース６によって、操作者７とそれぞれの機械３との間で制御的に重要な相互作用が可能である。
【００３３】
図１に示す実施例において、制御技術的な人間・機械・インターフェース６は、モバイルの、又は持ち運びできるハンド操作器具８によって形成されている。図２に示す実施例においては、人間・機械・インターフェース６は、固定の操作パネル９によって定められている。したがってそれぞれの人間・機械・インターフェース６は、操作者インターフェースと称することもできる。
【００３４】
種概念に基づくハンド操作器具８又は操作パネル９は、たとえば接触を感知するスクリーン１１、入力キー１２、スイッチのような、少なくとも１つの入力装置１０、又はその他の電気的又は電気機械的な入力手段を有している。さらに、視覚的及び／又は音響的に検出可能な出力手段を有することができる。種概念に基づくハンド操作器具８又は操作パネル９において、上述した接触を感知するスクリーン１１及び、特にシステム上重要なデータ又は状態を表示するための発光部材又は信号ランプを設けることができる。それぞれの入力装置又はそれぞれの出力装置の機能範囲と実施形態は、それぞれの適用に、特に制御すべき機械３又は設備の技術的複雑性に著しく依存する。重要なことは、操作者７が入力装置１０及び適切な出力装置を用いて、特に上述した接触を感知するスクリーン１１を用いて、必要とされる制御技術的なシーケンスを管理し、又は監視し、調節し、及び／又ははプログラミングできることである。
【００３５】
人間・機械・インターフェース６内で、とくにハンド操作器具８内又は操作パネル９内で形成される制御装置２と機械３に対応づけられた制御装置２’は、ケーブル接続された、及び／又ははワイヤレスで形成される通信インターフェースを介してデータ技術的又は制御技術的に相互作用する。
【００３６】
それ自体知られているように、それぞれの機械３を自動化するために、制御可能な、特に能動化及び非能動化可能な運動駆動装置１３が設けられており、それらはそれぞれの制御装置２’と導線接続されている。しばしばこの種の運動駆動装置１３は、その駆動速度及び／又は駆動出力又は駆動力に関しても、必要に応じて調節可能又は可変である。この種の運動駆動装置１３は、図２又は図４に示すように、モータ１４によって、油圧シリンダによって、比例磁気弁１５によって、又は機械コンポーネントを能動化し、又は制御可能に移動させるための、その他の部材によって、形成することができる。このような運動駆動装置１３は、アクターと考えることもでき、そのアクターによって機械コンポーネントの変位運動を発生させ、又は導入することができる。この種の運動駆動装置１３とそれぞれの機械コンポーネントは、機械軸と称することもできる。制御可能な機械コンポーネント又は機械軸は、たとえば産業ロボット４のリンクアーム、送りユニット、工作機械の加工アグリゲート、製造機械の操作駆動装置などと考えることができる。この種の機械制御装置２’には、一般的に知られており、かつ図４に例示されるように、典型的に多数のセンサ、終端スイッチ及び／又はエンコーダを接続することができる。それによってそれぞれの機械の運動シーケンス又は機能シーケンスを全自動で、又は少なくとも部分自動で実施することができ、又は自動的に監視することができる。
【００３７】
それぞれの運動駆動装置１３又は機械コンポーネントを手動で調節し、又はプログラミングするために、それぞれの人間・機械・インターフェース６に、機械コンポーネント又は機械軸の少なくとも１つの変位運動を手動で調節し、又は設定するために、少なくとも１つの操作要素１６が設けられている。操作者７による変位運動のこの手動の調節又は設定は、好ましくは、駆動すべき、又は選択的に駆動可能な運動駆動装置１３の速度変化及び／又は出力変化の可能性を有している。さらに操作要素、とくに接触部材又は切替え部材を形成することができ、それらは、選択された、又は駆動可能な運動駆動装置１３を能動化し、かつ非能動化するために設けられている。
【００３８】
人間・機械・インターフェース６に設けられた操作要素１６の少なくとも１つは、エンドレス又はストッパレスに回転可能な作動器１８を有する回転操作要素１７として形成されている。エンドレスに回転可能というのは、回転操作要素１７又はその作動器１８が、作動器１８の回転運動可能性に関して機械的な終端ストッパ又は永続的な限界が存在しないように、形成されていることである。これは、典型的なポテンショメータ又は調節可能なオーム抵抗に対する差異であって、それにおいては通常約２７０°の回転範囲又は調節範囲が与えられている。請求項に記載の回転操作要素１７は、むしろ、いわゆるオーバーライドポテンショメータと比較可能であり、又は回転操作要素１７は、エンドレスに回転運動可能なインクリメンタルエンコーダとして形成することができる。、回転操作要素１７がたとえばディスク形状又はホィール形状のその作動器１８のエンドレスの回転可能性、又はそれに伴うセンサパルス又はインクリメントの制限されない出力を可能にすると、効果的である。
【００３９】
選択的に、作動器１８は少なくとも１つのマーキング１９を有することができ、そのマーキングによって操作者７に作動器１８のそれぞれの回転位置を表示することができる。しかし、好ましくはエンドレスに回転可能又はストッパなしで回転可能な作動器１８におけるこの種のマーキング１９は、必ずしも設ける必要はない。
【００４０】
回転操作要素１７は、電子的な評価及び制御装置２０と接続されており、又はこの種の評価及び制御装置２０は回転操作要素１７の構成要素とすることができる。特に回転操作要素１７の信号又は操作状態が、評価及び制御装置２０によって検出可能及び評価可能である。
【００４１】
評価及び制御装置２０は、自立したユニット又は別体のユニットとして形成することができるが、制御装置２、２’によって具現化することもできる。とくに制御装置２、２’は、評価及び制御装置２０の少なくとも部分課題を引き受けることができる。これは特に、評価及び制御装置２０の機能性が主としてソフトウェア技術的又はプログラム技術的に実現可能であり、したがって簡単なやり方で制御装置２、２’の機能範囲を表すことができるからである。したがって評価及び制御装置２０を具現化するために、組合せ論的な協働も可能である。しかし、評価及び制御装置２０は、−上述したように−回転操作要素１７の内蔵の構成要素とすることもできる。
【００４２】
回転操作要素は、作動器１８に対して操作者７がそれぞれ行った回転操作を求めるために、少なくとも１つのセンサ技術的な検出手段２１を有している。特に、センサ技術的な検出手段２１を介して作動器１８の少なくとも回転角、したがって角度変化と回転方向を検出することが、可能である。センサ技術的な検出手段２１として適しているのは、好ましくはインクリメンタルエンコーダ又は絶対値エンコーダであって、それが評価及び制御装置２０と導線接続されており、そのようにしてその後の処理又は評価のためのセンサ信号又は値を提供する。特に、評価及び制御装置２０を介して、作動器１８に対して操作者７が行った操作挙動を求めることができる。操作挙動は、回転方向、回転角、回転速度、操作推移又は回転推移、角加速度などのような、パラメータを有している。それに基づいて、操作者７が作動器１８において、又はその回転軸２２に対して実施した回転運動が電子的な評価及び制御装置２０によって評価され、それに基づいて、駆動される機械３又は機械コンポのための制御指令が導き出される。
【００４３】
作動器１８又はその回転軸２２は、制御されて変化する回転抵抗発生手段２３と機械的に相互作用し、又は回転抵抗発生手段２３が作動器１８の回転軸２２と移動結合されている。評価及び制御装置２０は、回転抵抗発生手段２３と導線接続されており、かつ回転抵抗発生手段２３の回転抵抗を制御して可変に調節するために形成されている。回転抵抗発生手段２３は、電子流体力学的又は磁気流体力学的な液体を有することができ、その粘性は、電場又は電磁場の形式の電気エネルギの作用によって調節可能である。それによって操作者７は、作動器１８の操作に関連して、制御技術的に簡単かつ確実なやり方で変形例豊富かつ状況に合わせて適合可能な触覚的フィードバックを得ることができる。この種のフィードバックは、係止段及び／又は制御されて変化する操作抵抗又は回転抵抗を有することができる。
【００４４】
少なくとも部分的にソフトウェア技術で具現化される評価及び制御装置２０は、特に回転操作要素１７又は制御装置２、２’のトグル切替駆動モードを提供するように用意されている。このトグル切替駆動モードにおける回転操作要素１７の例としての挙動が、図５から７に図式的に示されている。回転操作要素１７は、図示される構造及びソフトウェアベースの評価及び制御装置２０によって具現化されるが、他のような駆動モードを有し、又は具現化することもできる。たとえば、示される回転操作要素１７は、後述するトグル切替駆動モードと、運動駆動装置１３又は機械コンポーネントを比例制御又は手動で速度制御及び／又は位置調整するための駆動モードとの間で、−及び逆に−切り替えることができる。様々な駆動モードの間の、この手動又は自動で行われる切替えは、操作者によって手動で制御すべき、又はコントロールすべき運動駆動装置１３又はアクターの種類に依存している。それぞれコントロールすべき運動駆動装置１３の種類に応じて、又はそれぞれ実施すべき技術的プロセスに応じて、回転操作要素１７のそれぞれの駆動モードの、制御装置２、２’によって自動化される選択及び準備も、行うことができる。
【００４５】
少なくとも１つのトグル切替駆動モードを提供することができる、例としての回転操作要素１７の図式的な表示が、図８に示されている。ハンド操作器具８（図１）又は操作パネル９（図３）に設けられた、この種の回転操作要素１７は、以下で詳細に示すトグル切替駆動モードにおいて、駆動すべき運動駆動装置１３に対する切替え機能及び／又は触知機能を有することができる。
【００４６】
したがって回転操作要素１７の切替え機能は、係止−切替え機能として、及び／又は触知−切替え機能として変換することができる。さらに評価及び制御装置２０は、第１のトグル切替駆動モードを提供するように用意されており、それにおいては作動器１８の回転操作又は回転可能性は、１つの方向においてのみ許可される。これは、バーチャルのゼロ位置又は非能動化位置とそれに対して回転角＋α1又は−α1だけ離隔した切替え位置又は能動化位置とを有する２段階のトグル切り替えの模擬に相当する。
【００４７】
その代わりに、又はそれと組み合わせて、評価及び制御装置２０は、第２のトグル切替駆動モードを提供するように用意することができ、それにおいては、図８に示唆されるように、作動器１８の回転操作は２つの回転方向に許可され、又は可能である。これは、バーチャルのゼロ位置又は非能動化位置と、操作者がそれぞれ作動器１８を左又は右に回動させることによって選択又は能動化可能な、２つの切替え位置又は能動化位置とを有する、３段階のトグル切り替えの模擬に相当する。この種の３段階のトグル切替駆動モードは、たとえば２方向に駆動可能な運動駆動装置１３のために利用することができる。しかしまた、回転操作要素１７によって準備される、バーチャルのゼロ位置又は非能動化位置を有するほぼ３段階のトグル切替駆動モードが、触知機能も係止切替え機能も有し、又は具現化することができることも、可能である。たとえば作動器１８を右へ回転させた場合には係止切替え機能を作動させることができ、作動器１８を左へ回転させた場合には触知切替え機能を具現化することができ、又はその逆とすることができる。
【００４８】
重要なことは、操作要素１８に対して操作者によって適用された操作モーメントＭUがなくなった後に最後に占めた回転位置が、後続のトグル切替駆動モードのための、又は操作者による次のトグル切替操作のための、新しい初期位置又はバーチャルのゼロ位置を定めることである。したがって記載される回転操作要素１７においては、予め定められた非作動位置又はゼロ位置への作動器１８の物理的復帰は行われない。特に、手動の回転操作が行われた後に、作動器１８のばね復帰も、動力的又はその他の復帰も行われない。むしろ作動器１８は、常に、操作者が回転操作によって能動的に形成し、又はもたらした、その角度位置に留まる。したがって本発明に係る回転操作要素１７又はその作動器は、固定的に定められた初期位置又はゼロ位置を有しておらず、多数のバーチャル的に、又は制御技術的に定められた初期位置又はゼロ位置を有しており、それらは、作動器１８の様々な、又は可変の角度位置によって定義されている。多数のバーチャル的な初期位置又は可変の初期位置の例及び回転角＋α1又は−α1を介して能動化可能な切替え位置又は能動化位置、又はそれに対して離れた切替え位置又は作動位置の例が、図８に方向矢印によって図式的に示されている。
【００４９】
特に、制御技術的に定められた回転角＋α1又は−α1に達した後に、回転抵抗発生手段２３が作動器１８又はその回転軸２２のそれ以上の回転可能性をブロックする場合に、回転操作要素１８の一時的に作用する能動化位置又は切替え位置は、以下において次の操作処理のため、又はそれに連続する操作のため、又は操作者の側からの回転操作要素１７の他の能動化のための、新しい初期位置又はバーチャルのゼロ位置となることができる。
【００５０】
原則的に、回転抵抗発生２３は評価及び制御装置２０によって次のように、すなわち作動器１８が予め定められた回転角＋α1又は−α1だけ移動した後、又は移動し終わる直前に、回転抵抗発生手段２３が、図５から７に例として示されるように、制動モーメント及び／又はブロックモーメントＭBR、ＭBLを発生させるように、駆動することができる。移動した回転距離又は回転角＋α1又は−α1に依存するこの制動モーメント及び／又はブロックモーメントＭBR、ＭBLは、作動器１８の回転可能性又はそれ以上の回転可能性に関して所定の阻止、増強され、又は増大する阻止、又はブロックをもたらす。
【００５１】
回転角＋α1又は−α1は、好ましくは予め定められており、かつ１０°と９０°の間の角度範囲内の値を有することができる。実際的な形態によれば、回転操作要素１７のできる限り快適又は直覚的な操作を可能にするために、予め定められた回転角＋α1又は−α1は、約３０°と約６０°の間の範囲内、たとえば約４５°である。制御技術的に予め定められた回転角＋α1又は−α1は、たとえば評価及び制御装置２０内に格納することができ、かつセンサ技術的な検出手段２１を用いて、たとえば適切なインクリメンタルエンコーダを介して、評価及び制御装置２０によって検出し、又はコントロールすることができる。
【００５２】
作動器１８の回転又は回転角変化をもたらすことができるようにするために、操作者によって操作モーメントＭUが構築され、その操作モーメントが回転抵抗発生手段２３によって生成された、又は制御して生成可能な制動モーメント及び／又はブロックモーメントＭBR、ＭBLに対抗し、又はそれぞれ作用する制動モーメントＭBRを克服する。期間に関して、又は時間的に変化する回転角αに関して変化する、変化する操作モーメントＭUの例が、図５から７に図式的に、又は著しく簡略化して、示されている。
【００５３】
操作者によって適用される、又は適用されるべき操作モーメントＭU又はその回転角に依存する推移が、図５から７に実線で示されている。回転抵抗発生手段２３によってもたらされた、又はもたらすべき、操作モーメントＭUに対抗作用する制動モーメントＭBR又は場合によって発生するブロックモーメントＭBLが、点線で示されている。作動器１８の回転とそれに伴って回転角＋α1又は−α1の変化又は調節をもたらすことができるようにするために、操作者の操作モーメントＭUは、回転抵抗発生手段２３によってそれぞれ発生される、制御技術的に管理された、又は変化する制動モーメントＭBRよりも、少なくともわずかに大きくなければならない。操作モーメントＭUと、評価及び制御装置２０によって定められた、又は回転抵抗発生手段２３によって生成された制動モーメントＭBRとの間の差異又はオーバーハングが大きいほど、それだけ速く作動器１８が回転することができ、かつそれだけ速く予め定められた回転角＋α1又は−α1が達成され、又は到達される。
【００５４】
評価及び制御装置２０によって、場合によっては定められ、又は促され、かつ回転抵抗発生手段２３によって生成されたブロックモーメントＭBLは、好ましくは操作者が、作動器１８のそれ以上の回転可能性が存在しない、又は回転可能性が阻止されたとみなすくらい、はっきりと認識できる高さである。もちろん、制御可能な回転抵抗発生手段２３が有限又は制限されたブロックモーメントＭBLしか発生又は提供できないことが、考慮される。しかし、作動器１８に対する回転抵抗発生手段２３のブロックモーメントＭBLは、操作者が操作の途上ではっきりと知覚可能又は一義的に感じることができるような高さである。
【００５５】
例としての図５から７の回転角推移に対する操作モーメントＭu（Ｎｍ）／α（°、度）から読み取れるように、回転抵抗発生手段２３の制動モーメント又はブロックモーメントＭBR、ＭBLに対して作用する、作動器１８に対する操作者の操作モーメントＭUが、ブロックモーメントＭBであり、又はブロックモーメントＭＢに相当し、又は比較的低い、予め定められた非作動しきい値ＭDを上回っている間は、回転操作要素１７の切替状態は能動的であり、又はその切替状態は能動化されているとみなされる。それとは異なり、操作者によって適用される操作モーメントＭUが予め定められた非能動化しきい値ＭDを下回り、又はゼロである場合には、回転操作要素１７の切替状態は能動的でなく、又はその切替状態は非能動化されている。操作者によって回転力が作動器１８にもたらされない場合には、操作モーメントＭUは、ゼロである。操作者が作動器１８に対して比較的小さいトルクを加えた場合には、操作モーメントＭUは低下する。というのは、たとえば駆動される運動駆動装置１３が停止され、又は減速されるからである。
【００５６】
したがって非能動化しきい値ＭDは、ゼロと最大可能な、又はもたらすことのできるブロックモーメントＭBLよりも小さい値との間の値範囲内にあることができる。好ましくは非能動化しきい値ＭDは、最大もたらすことのできるブロックモーメントＭBLの１０％と９０％の間、好ましくは１０％と６０％の間の値範囲内にある。
【００５７】
上述したように、予め定められた回転角＋α1又は−α1は、好ましくは１０°と９０°の間、好ましくは２０°と６０°の間、特に好ましくは３０°と５０°の間の値である。それによって作動器１８のできる限り人間工学的な操作が得られる。
【００５８】
予め定められた回転角＋α1又は−α1を得るため、又は得るまで、回転抵抗発生手段２３によって定められた回転抵抗、すなわち定められたカウンターモーメント又は制動モーメントＭBRが構築されると、効果的であって、これは図５から７において読み取ることができる。特に、作動器１８の完全に自由な回転運動可能性が存在しないと、効果的であり得る。それによって操作者は、能動的な操作挙動又は切替え挙動を仲介され、それによって操作の直覚性又は人間工学を改良することができる。予め定められた、絶対的に測定された回転角＋α1又は−α1が達成されるまでのこの初期の制動モーメントＭBRは、少なくともほぼ線形に上昇するように形成することができ、階段状又はランプ形状に定めることができ（図５）、又は定められたカーブ形状に従って徐々に上昇するように形成することができる（図６、７）。予め定められた回転角＋α1又は−α1が達成され、又は移動された後に、定められた能動化しきい値ＭAが存在し、その抵抗モーメント又は制動モーメントＭBRは、操作者によって良好に知覚可能である。この定められた能動化しきい値ＭAは、予め定められた回転角＋α1又は−α1に達する直前又は直後に構築することもできる。
【００５９】
図５に示す実施例において、回転操作要素１７の能動化しきい値ＭAは、その非能動化しきい値ＭDよりも低く定められている。図６に示す実施例においては、能動化しきい値ＭAと非能動化しきい値ＭDは等しいか、又は少なくともほぼ等しく定められている。それに対して図７に示す実施例においては、回転操作要素１７の能動化しきい値ＭAは、非能動化しきい値ＭDよりも高く定められている。
【００６０】
図５から７からさらに読み取ることができるように、操作要素１８の予め定められた回転角＋α1又は−α1を達成する過程で、又は達成した際に、回転抵抗発生手段２３によって少なくともこの予め定められた能動化しきい値ＭAの高さの制動モーメントＭBRが構築されると、効果的であって、その制動モーメントＭBRはその最大の、又は最大可能なブロックモーメントＭBLよりも低い。、操作者によって適用される操作モーメントＭUが予め定められた能動化しきい値ＭA又は予め定められた非能動化しきい値ＭDを上回っている間、かつその限りにおいて、回転操作要素１７の切替状態は能動化されており、又は能動化されているとみなされる。したがって操作者によって、作動器１８により予め定められた絶対的な回転角＋α1又は−α1が移動され、かつそのために必要な操作モーメントＭUが少なくとも予め定められた能動化しきい値ＭAの高さにおいてもたらされた場合に、回転操作要素１７が能動的な切替状態へ移行し、又はそれに続いて回転操作要素１７が制御装置２、２’（図１から４）に、能動化された、又は能動的に操作された切り替え状態を伝達する。
【００６１】
図５から７に、様々な操作モーメント−及び制動モーメント−特性曲線ＭUとＭBR（α）の右側の下降する側面によって示されるように、操作モーメントＭUがなくなり、又は著しく下降した場合に、定められた非能動化しきい値ＭDに達し、又はそれを下回り、それに続いて回転操作要素１７が非能動的な切替状態へ移行し、又はその後に回転操作要素１７が上位に配置された制御装置２、２'（図１から４）に非能動化又は非活性化された切替状態を伝達し、それに続いて駆動される運動駆動装置が停止され、又は少なくともオフにされて、したがって運動停止が生じる。
【００６２】
重要なことは、操作者によって適用される操作モーメントＭUがなくなった場合に、作動器１８がそれぞれの箇所に留まり、すなわちその回転角を変化させず、維持することである。特に、たとえばばね作用による、又はモータによる自動的な復帰は行われず、作動器１８は、その前に予め定められた回転角＋α1又は−α1を移動した後に、すなわちそのために必要な操作力又は操作エネルギが操作者によって適用された後に、最後に有効であった能動的位置又は切替え位置に留まる。特に、操作者によって適用された操作モーメントＭUがなくなった後に最後に占められた角度位置が、シミュレートされたトグル切り替えとしての後続の使用のため、又はそれに続く、あらたに模擬されたトグル切替駆動モードのための初期位置又はバーチャル的なゼロ位置を定め、これが図８に例として示されている。したがって能動的な切替え位置を得るため、又はもたらすために、制御技術的に予め定められた回転角＋α1又は−α1は、絶対的に測定され、又は定められた作動器１８の回転角であり、したがって作動器１８の所定の初期角度位置に関係なく定められた回転角である。したがって示される回転操作要素１７において、固定的に定められたゼロ位置又は作動器１８のための固定の非作動角度位置又は初期角度位置は存在せず、又は記載の回転操作要素１７においては、この種の参照点は不要である。
【００６３】
実際的な措置によれば、作動器１８に対して操作者によって適用される操作モーメントＭUは、作動器１８の回転角＋α1又は−α1に関連してそれぞれ必要とされる、又はもたらすべき制動モーメントＭBRを発生させることができるようにするために、費やし、又はもたらすべき電気的エネルギ又は出力の測定又は計算によって検出し、又は求めることができる。特に評価及び制御装置２０によって予め定められる制動モーメント又はブロックモーメントの推移は、図５から７に例として示されるように、作動器１８を定められたように制動し、又はブロックするために必要とされる、必要な電気エネルギ又は出力の尺度であって、したがって評価及び制御装置２０によって駆動され、又はコントロールされる回転抵抗発生手段２３の電気的なエネルギ消費の尺度である。
【００６４】
図５から７からさらに読み取ることができるように、評価及び制御装置２０は、回転抵抗発生手段２３を制御するように用意され、それによって作動器１８が予め定められた回転角＋α1又は−α1移動した後に、及び、それに伴って角度位置の関連付けられた存在の後に、回転操作要素１７が能動的な切替状態の信号を送り、又はその状態をとり、回転抵抗発生手段２３の制動モーメントＭBRはドリフト値範囲２４内に、又はドリフトしきい値範囲に維持され、そのドリフト値範囲は回転抵抗発生手段２３の支配的な制動モーメントＭBRに抗して作動器１８が比較的低速で、又はのろのろとさらに回転することを許し、又は可能にする。このドリフト値範囲２４は、図５から７からも明らかなように、非能動化しいきい値ＭDとブロックモーメントＭBLの間の値範囲内にある。
【００６５】
特に図６と７からそれぞれ点線で示す特性曲線推移を用いてよみとることができるように、回転操作要素１７又はその回転抵抗発生手段２３が、予め定められた回転角回転角＋α1又は−α1に達した場合、又は予め定められた回転角＋α1又は−α1に達する途中で、又は予め定められた回転角＋α1又は−α1に達した直後に、最大の制動モーメント、特にブロックモーメントＭBLを構築し、それが作動器１８のそれ以上の回転を回避し、又は阻止することも、可能である。操作者が、適用した操作力又はそれに応じた操作モーメントＭUを充分に低下させ、又は操作要素１８から手を離すことによって操作モーメントＭUがゼロに降下するとすぐに、定められたオフしきい値ＭDに達し、又は下回り、それに続いて非能動的な、又は非能動化された切替状態が認識されて、信号伝達され、又は提供される。このシーケンス又は技術的措置は、図６と７内の点線で示される、パルス形状又はニードル形状の２つの特性曲線セクションから読み取ることができる。図７に破線で示されるように、ドリフト値範囲２４の内部のドリフトする制動モーメントＭBR、ブロックモーメントＭBLの到達及びそれに続くゼロへの操作モーメントＭUの下降からなる組合せを示す、操作モーメント対回転角推移ＭU／α（ｔ）も可能である。
【００６６】
ドリフト値範囲２４又はドリフトしきい値は、５°／ｓ（秒あたりの角度）より小さい、好ましくは１°／ｓより小さい回転速度を有する作動器１８のさらなる回転が可能であり、又は制御技術的に許されるように、選択することができる。
【００６７】
図６の特性曲線推移からもっともよく読み取ることができるように、評価及び制御装置２０は、回転抵抗発生手段２３が駆動されて、それによって作動器１８が予め定められた回転角＋α1又は−α1に達する直前、又は予め定められた回転角＋α1又は−α1に達する途中に、回転抵抗発生手段２３の制動モーメントＭBRが約１０°（角度）までの回転角範囲内で、少なくとも低下し、又は無効にされ、又は非能動化されるように、整えることもでき、又はプログラミングすることもできる。さらに、回転抵抗発生手段２３の制動モーメントＭBRが直接それに続いて、特に比較的パルス形状に、ブロッキングを生じさせ、又は比較的強い阻止をもたらす、すなわち作動器１８の比較的低速又はのろのろとした回転可能性を可能にする、値に上昇することができる。操作モーメントＭUに対抗作用する制動モーメントＭBRのこのパルス形状の低下と上昇が、係止又は係止段をシミュレートし、それによって操作者に能動的な切替状態に達したこと、又はそれをとったことに関して一義的な直覚的フィードバックを提供することができる。
【００６８】
実施例は、可能な実施変形例を示しており、ここで指摘しておくが、本発明は具体的に示されたその実施変形例に限定されるものではなく、むしろ個々の実施変形例を互いに様々に組み合わせることも可能であって、これらの変形可能性は、具体的な発明による技術的に取り扱うための教示に基づいて、この分野で活動する当業者の裁量の範囲内にある。
【００６９】
保護範囲は、請求項によって定められている。しかし明細書と図面は、請求項を解釈するために利用すべきである。図示されかつ説明された様々な実施例に由来する個別特徴又は特徴の組合せは、それ自体自立した進歩的解決を表すことができる。自立した進歩的解決の基礎となる課題は、明細書から読みとることができる。
【００７０】
具体的な説明内の値範囲についてのすべての記載は、その任意の部分範囲とすべての部分範囲を共に含むものであって、たとえば記載１から１０は、下限の１と上限の１０から始まるすべての部分範囲、すなわち下限の１またはそれ以上で始まり、上限の１０またはそれ以下で終了する、たとえば１から１．７、または３．２から８．１、又は５．５から１０のすべての部分範囲、を一緒に含んでいるものとする。
【００７１】
最後に形式的に指摘しておくが、構造を理解しやすくするために、部材は一部縮尺どおりではなく、拡大及び／又は縮小して示されている。
【符号の説明】
【００７２】
１    制御システム
２、２’    制御装置
３    機械
４    産業ロボット
５    マスターコンピュータ
６    人間・機械・インターフェース
７    操作者
８    ハンド操作器具
９    操作パネル
１０    入力装置
１１    接触を感知するスクリーン
１２    入力キー
１３    運動駆動装置
１４    モータ
１５    磁気弁
１６    操作要素
１７    回転操作要素
１８    作動器（操作機構）
１９    マーキング
２０    評価及び制御装置
２１    検出手段
２２    回転軸
２３    回転抵抗発生手段
２４    ドリフト値領域
α１    回転角度
ＭＵ    操作モーメント
ＭＢＲ    制動モーメント
ＭＢＬ    ブロックモーメント
ＭＡ    能動化しきい値
ＭＤ    非能動化しきい値
【図１】
2020529677.tif 000003
【図２】
2020529677.tif 000004
【図３】
2020529677.tif 000005
【図４】
2020529677.tif 000006
【図５】
2020529677.tif 000007
【図６】
2020529677.tif 000008
【図７】
2020529677.tif 000009
【図８】
2020529677.tif 000010
【国際調査報告】
2020529677.tif 000011
2020529677.tif 000012
2020529677.tif 000013
2020529677.tif 000014