线移动轨迹19移动至点D。如图3所示，物体沿着移动轨迹19的移动会从目标点B旁边经过。因此无法简单地通过对之前的移动轨迹19进行简单外推到达目标点B。为了到达目标点B，在该情况下必须改变移动方向。此外还为用户提供了多种附加的输入元件6，例如按键，在该输入元件上可以对不同的移动方向进行规定，如果旋转调节旋钮4，待控制的物体8或者末端执行机构14将沿上述移动方向进行移动。例如，通过控制第一个按键6，用户可以规定末端执行机构14沿Z-方向进行移动。通过控制另一个按键6，可以选择X-或者y-方向或者围绕上述其中一个轴进行旋转移动。在所述的示例中，用户首先选择Z-方向，以便末端执行机构14在调节旋钮4旋转时沿着移动轨迹22在Z-方向进行移动，接着在y_方向移动，并使得末端执行机构14沿着移动轨迹23移动至目标点B。
[0046]为了让末端执行机构14逆向于y_方向移动，用户可以逆时针旋转调节旋钮4。单个按键6的功能优选可以自由进行编程。例如可以针对每个自由度设定单独的按键6或者针对多个自由度仅设定唯一一个的按键6。
[0047]如上文所述，控制类型(即位置控制或者速度控制)和/或控制的灵敏度取决于被控制物体8，14的当前位置。根据本发明，例如可以规定一个空间区域16，该区域说明了3D-输入设备I不同操作类型的极限类型。在该情况下可以规定，在区域16外控制3D-输入元件3时以第一灵敏度进行速度控制，在区域16内控制时以第二灵敏度实施速度控制，此外，第二灵敏度优选小于第一灵敏度。控制头3的特定移动会导致被控制物体8，14在区域16内比区域16外以更低的速度移动。但3D-输入设备I在设计时也可以使得，在区域16外控制3D-输入元件3时实施速度控制，而在区域16外实施位置控制。当然，也可以选择分别以不同的灵敏度实施位置控制。相同的原因也适用于对调节旋钮4的控制。
[0048]区域16在选择时优先使得，一方面目标点B为区域16的中间点，另一方面被控制物体8，14在完整旋转调节旋钮4时由区域16的边缘移动至区域16的中间点B。也可以选择更加精细或者粗略的转换比。此外，比较有利的方法是，区域16可以自由进行编程。例如，区域16规定为一个具有可编程半径的球体，以便有经验的用户可以选择更大的半径，而经验较少的用户可以选择较小的半径。参数可以保存在控制器21中。
[0049]在控制和调节技术中，比较典型的做法是，在概念上对控制(=开放调节回路)和调节(=闭合调节回路)进行区分。在该文档中与之稍有不同，只要未作其他详细说明，对于上述两个概念以及其语法含义上的变体仅涉及控制或者控制器。也就是说，控制和调节的概念用法相同。对于专业人员而言显而易见的是，控制装置即为控制器或者调节装置。
【主权项】
1.用于控制物体(8，14)在空间内位置的3D-输入设备(1)，包含一个可手动控制的3D-输入元件(3)，在该输入元件上可以对六个自由度平移和/或旋转控制预设参数，即沿三个空间坐标或者围绕三个空间坐标的控制预设参数进行设定，一个附加的调节旋钮(4)，该调节旋钮在实施旋转控制时生成一个取决于旋转角度的输出信号，其特征在于控制单元(21)，该控制单元对调节旋钮(4)生成的输出信号进行处理，物体(8，14)根据调节旋钮(4)实施的旋转移动在空间内进行平移移动。2.根据权利要求1所述的3D-输入设备(I)，其特征在于，控制单元(21)根据调节旋钮(4)实施的旋转移动对物体(8，14)进行位置控制，对此，物体(8，14)移动的距离取决于调节旋钮(4)设定的旋转角度。3.根据权利要求1或2的3D-输入设备(I)，其特征在于，控制单元(21)确定之前的移动轨迹(18)的信息，物体⑶在旋转调节旋钮⑷时根据之前的移动轨迹(18)继续移动。4.根据上述权利要求其中一项的3D-输入设备(I)，其特征在于，设计一个或者多个其他的可手动控制的输入元件(6)用于对特定的移动方向进行规定，控制单元(21)根据对一个或者多个输入元件(6)的控制以及调节旋钮(4)实施的旋转移动沿特定方向移动物体⑶。5.根据上述权利要求其中一项的3D-输入设备(I)，其特征在于，控制单元(21)根据3D-输入元件(3)实施的控制设定实施物体(8)的速度控制。6.根据上述权利要求其中一项的3D-输入设备(I)，其特征在于，控制单元(21)在设计时使得，被控制的物体(8)在沿第一旋转方向旋转调节旋钮(4)时沿第一移动方向移动，在沿第二旋转方向旋转调节旋钮(4)时沿相反的移动方向移动。7.根据上述权利要求其中一项的3D-输入设备(I)，其特征在于，在控制3D-输入元件(3)和/或调节旋钮(4)时实施的控制类型和/或灵敏度取决于被控制物体(8)的位置。8.根据权利要求7所述的3D-输入设备(I)，其特征在于，控制单元(21)在规定的空间区域(16)内时实施第一种控制类型，例如位置控制，在规定的区域(16)外时控制单元实施第二种不同的控制类型，例如速度控制。9.根据权利要求7所述的3D-输入设备(I)，其特征在于，如果被控制的物体(8)位于规定的空间区域(16)内，3D-输入元件(3)和/或调节旋钮(4)的灵敏度小于被控制物体(8)位于区域(16)外的灵敏度。10.根据权利要求8或9所述的3D-输入设备(I)，其特征在于，在确定区域(16)时应使得物体⑶在调节旋钮⑷的特定旋转角度下由区域(16)的边缘移动至区域(16)的中间点(B)。11.根据权利要求10所述的3D-输入设备(I)，其特征在于，区域16的中间点为目标点⑶。12.借助3D-输入设备(I)在空间内控制物体(8)的方法，该输入设备包含一个可手动控制的3D-输入元件(3)，在该输入元件上可以对六个自由度平移和/或旋转控制预设参数，即沿三个空间坐标或者围绕三个空间坐标的控制预设参数进行设定，一个附加的调节旋钮(4)，其特征在于以下步骤: -对3D-输入元件(3)的反应:物体(8，14)在空间内根据控制预设参数进行移动；-对旋转调节旋钮(4)的反应:根据调节旋钮实施的旋转移动物体(8，14)实施平移移动。13.根据权利要求12的方法，其特征在于，物体(8，14)在旋转调节旋钮⑷时根据之前通过3D-输入元件(3)实施的移动轨迹(18)继续移动。14.根据上述权利要求其中一项的方法，其特征在于，物体(8，14)在旋转调节旋钮(4)时进行位置控制移动，在控制3D-输入元件(3)时进行速度控制移动。15.根据上述权利要求其中一项的方法，其特征在于，物体(8，14)在旋转调节旋钮(4)时与控制3D-输入元件(3)相比以更低的灵敏度进行移动。
【专利摘要】本发明涉及一种控制物体(8，14)在空间内位置的3D-输入设备(1)，包含一个可手动控制的3D-输入元件(3)，在该输入元件上可以输入沿三个空间坐标的空间预设参数，和一个调节旋钮(4)，该调节旋钮在进行旋转控制时生成取决于旋转角度的输出信号。根据本发明，3D-输入设备(1)包含一个控制单元(21)，该控制单元根据调节旋钮(4)实施的旋转移动在空间内移动物体(8，14)。
【IPC分类】G06F3/0338, G06F3/0346, G06F3/0354, G06F3/0362, G06F3/0484
【公开号】CN105190490
【申请号】CN201480016407
【发明人】贝恩德·贡贝尔
【申请人】高姆技术有限责任公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2014年3月11日
【公告号】DE102013004692A1, US20160062475, WO2014146929A1