[go: up one dir, main page]

WO2012069125A1 - Actuator for converting a control signal to a mechanical movement - Google Patents

Actuator for converting a control signal to a mechanical movement Download PDF

Info

Publication number
WO2012069125A1
WO2012069125A1 PCT/EP2011/005435 EP2011005435W WO2012069125A1 WO 2012069125 A1 WO2012069125 A1 WO 2012069125A1 EP 2011005435 W EP2011005435 W EP 2011005435W WO 2012069125 A1 WO2012069125 A1 WO 2012069125A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
movement
lever
force
actuator
control signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2011/005435
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Stadlbauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carrera Toys GmbH
Original Assignee
Stadlbauer Marketing und Vertrieb GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stadlbauer Marketing und Vertrieb GmbH filed Critical Stadlbauer Marketing und Vertrieb GmbH
Priority to DE112011103912T priority Critical patent/DE112011103912A5/en
Publication of WO2012069125A1 publication Critical patent/WO2012069125A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63HTOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H17/00Toy vehicles, e.g. with self-drive; ; Cranes, winches or the like; Accessories therefor
    • A63H17/26Details; Accessories
    • A63H17/36Steering-mechanisms for toy vehicles
    • A63H17/395Steering-mechanisms for toy vehicles steered by program
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63HTOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H17/00Toy vehicles, e.g. with self-drive; ; Cranes, winches or the like; Accessories therefor
    • A63H17/26Details; Accessories
    • A63H17/36Steering-mechanisms for toy vehicles
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63HTOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H29/00Drive mechanisms for toys in general
    • A63H29/22Electric drives
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63HTOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H30/00Remote-control arrangements specially adapted for toys, e.g. for toy vehicles
    • A63H30/02Electrical arrangements
    • A63H30/04Electrical arrangements using wireless transmission

Definitions

  • the present invention relates to an actuator for performing a function, in particular a steering function, in particular a remote-controlled object, in particular a toy, toy vehicle, boat or aircraft, with an input which is adapted to receive a control signal, in particular an electrical control signal, and with a mechanically movable output member, which converts the control signal into a mechanical movement with at least one movement parameter, wherein the actuator is designed such that the output member mechanically moves with an output force in response to the control signal and thereby at least one movement parameter of the output member changes a counter-force device is to proceed, which is arranged and designed such that it exerts on the output member a counter to the movement of the output member opposing force, which is greater, the larger the changing is at least one movement parameter of the output member, so that the changing motion parameter of the output member assumes a steady state when the output force is equal to the opposing force, According to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a method for operating an actuator, which is controlled with a control signal, in particular with an electrical control signal, and the control signal in a mechanical movement of an output member having at least one due to the movement-changing motion parameter and an output force, according to the preamble of claim 7.
  • the invention is based on the object, an actuator of o.g. Art to improve that the execution of control functions is improved with this actuator.
  • the mechanically movable output member comprises a lever, wherein the at least one changing parameter is a pivot angle of the lever and the output force is a torque of a pivotal movement of the lever, wherein the counter-force device has two relative to each other about a common pivot axis pivotable leg in which the lever strikes during a pivoting movement and pivoted depending on its pivoting direction of one of the two legs relative to the other leg, wherein the legs are connected to each other by means of a spring means such that each of the lever pivoted leg exerts the counterforce on the lever , wherein a stopper is provided between the two legs, against which the respective leg which is not pivoted by the lever strikes.
  • a simple adjustability of the steering function in a basic position for driving straight ahead is achieved in a simple manner in that the stopper is designed to be adjustable in its position relative to the legs.
  • control signal is an electrical signal with pulse width modulation (PWM) with a duty cycle, wherein the duty cycle determines the output force.
  • PWM pulse width modulation
  • a counterforce is exerted against the mechanical movement of the output member depending on a magnitude of the motion parameter on the output member, wherein a magnitude of the counterforce increases with increasing value for the motion parameter until the motion parameter stationary state in which a further increase in the value of the movement parameter is stopped when the output force is equal to the counterforce.
  • exemplary embodiment of a radio remote control comprises a transmitter 10 with two encoders 12 and 14 and a transmitting antenna 16.
  • the encoders 12, 14 are each used to encode a position of an operator manually operable by an operator control element 18, 20.
  • the actuator 18 is used to control a steering function and the actuator 20 for controlling a driving speed of a driving toy otherwise not shown.
  • the encoders 12, 14 detect the respective position of the associated control element 18, 20 and encode this position in a corresponding manner.
  • the coded positions are transmitted via a radio link 22 from the transmitter 10 to a receiver 24 with receiving antenna 26.
  • the receiver 24 evaluates the received radio signals and extracts the position of the actuating elements 18, 20 transmitted in the radio signals.
  • the receiver 24 is arranged in the toy vehicle and generates from the received positions of the adjusting elements 18, 20 corresponding control signals 32, 34 for a first actuator 28, which serves for operating steered wheels of the toy vehicle, and a second actuator 30 for driving drive wheels of the toy vehicle.
  • the positions of the control elements 18, 20 are represented by a duty cycle of electrical control signals 32, 34 with pulse width modulation (PWM), ie the duty cycle of the respective electrical control signal 32, 34 corresponds to the position of the respective control elements 18, 20.
  • PWM pulse width modulation
  • the pulse width modulation (PWM) also called undershoot) is a type of modulation in which a technical quantity (eg electric current) alternates between two values.
  • the duty cycle of the signal is modulated, ie the width (not the width) of a pulse.
  • the English term for the method is pulse-width modulation (PWM).
  • PWM pulse-width modulation
  • a PWM signal is generally demodulated via a low pass.
  • the resulting demodulated technical quantity corresponds to the arithmetic mean and thus the mean size of the area under the modulated size, mathematically determined from the integral over an integral number of periods divided by the duration of the integration.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • PDM Pulse Width Modulation
  • the electrical control signals 32, 34 are supplied to the actuators 28, 30 via respective amplifiers 36, 38.
  • the actuators 28, 30 convert the control signals 32, 34 into a respective mechanical movement of an output element with a corresponding output force.
  • the output member preferably has an electric motor which rotates with a respective torque as the output force, which corresponds to the duty cycle of the corresponding PWM control signal 32, 34.
  • a torque of the electric motors of the actuators 28 and 30 is controlled.
  • the actuators 28, 30 convert the respective PWM control signal 32, 34 into a mechanical rotary or pivoting movement, depending on which control function is to be fulfilled by the respective actuator, as will be explained in more detail below.
  • Fig. 2 illustrates the first actuator 28 in more detail.
  • the first actuator 28 converts the control signal 32 into a mechanical movement in the form of a pivoting movement with a torque as an output force, wherein a movement parameter of the mechanical movement is a swivel angle.
  • a shaft 40 of an electric motor 42 is rotatably connected to a lever 44, so that a movement or rotation of the shaft 40 leads to a pivoting of the lever 44.
  • the lever 44 acts on a handlebar 46 which moves steerable wheels of the toy vehicle in a known, not shown manner.
  • an extension 48 of the lever 44 is arranged on the handlebar 46 between two legs 50, 52 of a counter-force device 54.
  • the counter-force device 54 is additionally shown in FIG.
  • the legs 50, 52 of the counter-force device 54 are pivotable about a common pivot axis 56 and connected to each other via a spring means 58, wherein the spring means 58 is formed such that it exerts a restoring force on the legs 50, 52 when they are pivoted away from each other , as indicated by dashed legs 52 indicated.
  • An arrow 60 illustrates the pivoting movement of the shaft 40 of the electric motor 42 and arrows 62 illustrate possible movements of the lever 44 and the steering rod 46 and the extension 48.
  • a fixed stop 64 is provided, on which the legs 50, 52 strike under the action of the restoring force of the spring device 58.
  • the spring device 58 is shown simplified in Fig. 3 for the sake of clarity.
  • the spring device 58 is stretched for the illustrated with dashed lines pivoted legs 52, resulting in a corresponding change in length or extension of the spring means 58, and mechanically connected at an end remote from the leg 52 with the other leg 50.
  • The is prevented from pivoting with the leg 52 due to the stop on the stop 64, so that this leads to the tensioning of the spring means 58 due to the deflection or pivoting of the leg 52.
  • the actuator 28 receives the control signal 32 via an input 66 and converts this into a pivotal movement of the shaft 40 of the electric motor 42 with a torque corresponding to the duty cycle of the PWM control signal 32 as a mechanical movement.
  • the leg 52, the extension 48, the handlebar 46, the lever 44 and the shaft 40 move back into the Starting position, as shown in Fig. 2 by solid lines, which is a straight-ahead driving the toy vehicle should correspond.
  • the stop 64 is adjustable in the directions 62.
  • the "semi-digital proportional" control is described with reference to an actuator 28 for steering a toy vehicle.
  • This type of simulation or mechanical simulation of a digital proportional control can also be used for any other type of implementation of a control signal from an actuator into a mechanical movement.
  • the counter-force device 54 is mechanically formed in a corresponding manner, so that it generates a dependent of the essential movement parameter of the mechanical movement of the output member of the actuator counter force against the direction of movement of the output member.
  • the equilibrium of forces between the output force (in this case, for example, torque) and the opposing force at a certain value for the motion parameter (here pivot angle) can be set, so that a movement of the output member is stopped and the value of Movement parameter is maintained as long as the predetermined by the duty cycle of the control signal output power does not change.
  • a method which the actuator according to the invention carries out, for example, is as follows: method for operating an actuator 28; 30, which is controlled by a control signal 32, 34, in particular with an electrical control signal, and the control signal 32, 34 in a mechanical movement of an output member 44; with at least one movement parameter changing due to the movement and an output force, characterized in that depending on a size of the motion parameter on the output member 40; a counterforce 68 against the mechanical movement of the output member 40; is applied, wherein a magnitude of the counterforce 68 increases with increasing value for the motion parameter until the motion parameter assumes a steady state in which a further increase in the value of the motion parameter is stopped when the output force is equal to the counterforce 68.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

The invention relates to an actuator for carrying out a function, especially a steering function, especially of a remote-controlled object, especially of a toy, toy vehicle, boat or aircraft. Said actuator comprises an input which is designed to receive a control signal, especially an electrical control signal, and a mechanically mobile output element which converts the control signal to a mechanical movement having at least one movement parameter. The actuator is designed such that the output element mechanically moves with an output force depending on the control signal, thereby changing at least one movement parameter of the output element, a counter-force device being provided which is mounted and designed such as to exert on the output element a counter-force counter to the movement of the output element, which counter-force is the higher the higher the value of the changing at least one movement parameter of the output element is so that the changing movement parameter of the output element turns stationary when the output force equals the counter-force. The mechanically movable output element comprises a lever, the at least one changing parameter being a pivot angle of the lever and the output force being a torque of a pivot movement of the lever. The counter-force device comprises two limbs that can be pivoted relative each other about a common pivot axis, the lever abutting on the limbs during a pivot movement and pivoting one of the limbs relative to the other limb depending on its direction of pivot. The limbs are interconnected by means of a spring element such that the limb pivoted by the lever exerts the counter-force onto the lever, a stopper being provided between the two limbs on which stopper the limb not pivoted by the lever abuts.

Description

Aktor zum Umsetzten eines Steuersignals in eine mechanische Bewegung  Actuator for converting a control signal into a mechanical movement

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aktor zum Ausführen einer Funktion, insbesondere einer Lenkfunktion, insbesondere eines ferngelenkten Objektes, insbesondere eines Spielzeugs, Fahrspielzeuges, Bootes oder Flugzeugs, mit einem Eingang, welcher zum Empfangen eines Steuersignals, insbesondere eines elektrischen Steuersignals, ausgebildet ist, und mit einem mechanisch bewegbaren Ausgangsglied, welches das Steuersignal in eine mechanische Bewegung mit mindestens einem Bewegungsparameter umsetzt, wobei der Aktor derart ausgebildet ist, dass sich das Ausgangsglied mit einer Ausgangskraft in Abhängigkeit von dem Steuersignal mechanisch bewegt und sich dadurch mindestens ein Bewegungsparameter des Ausgangsgliedes verändert, wobei eine Gegenkrafteinrichtung vorgehen ist, welche derart angeordnet und ausgebildet ist, dass diese auf das Ausgangsglied eine der Bewegung des Ausgangsgliedes entgegen gerichtete Gegenkraft ausübt, welche umso größer ist, je größer der sich verändernde mindestens eine Bewegungsparameter des Ausgangsgliedes ist, so dass der sich verändernde Bewegungsparameter des Ausgangsgliedes einen stationären Zustand einnimmt, wenn die Ausgangskraft gleich der Gegenkraft ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines Aktors, wobei dieser mit einem Steuersignal, insbesondere mit einem elektrischen Steuersignal, angesteuert wird und das Steuersignal in eine mechanische Bewegung eines Ausgangsgliedes mit mindestens einem sich aufgrund der Bewegung ändernden Bewegungsparameter und einer Ausgangkraft umsetzt, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7. The present invention relates to an actuator for performing a function, in particular a steering function, in particular a remote-controlled object, in particular a toy, toy vehicle, boat or aircraft, with an input which is adapted to receive a control signal, in particular an electrical control signal, and with a mechanically movable output member, which converts the control signal into a mechanical movement with at least one movement parameter, wherein the actuator is designed such that the output member mechanically moves with an output force in response to the control signal and thereby at least one movement parameter of the output member changes a counter-force device is to proceed, which is arranged and designed such that it exerts on the output member a counter to the movement of the output member opposing force, which is greater, the larger the changing is at least one movement parameter of the output member, so that the changing motion parameter of the output member assumes a steady state when the output force is equal to the opposing force, According to the preamble of claim 1. The invention further relates to a method for operating an actuator, which is controlled with a control signal, in particular with an electrical control signal, and the control signal in a mechanical movement of an output member having at least one due to the movement-changing motion parameter and an output force, according to the preamble of claim 7.

Zum ferngelenkten Steuern von Fahrspielzeugen sind so genannte digitalproportionale Fernsteuerungen bekannt, bei denen es möglich ist, beispielsweise einen Lenkeinschlag von gelenkten Rädern und/oder eine Fahrgeschwindigkeit proportional zu einer Auslenkung bzw. Position eines entsprechenden Betätigungselementes an der Fernsteuerung, wie beispielsweise Steuerknüppel oder Stellelement, einzustellen. Hierzu sind als Aktoren entsprechende Servomotoren im Fahrspielzeug vorhanden, die mit einem eigenen Regelkreis eine bestimmte Stellung beispielsweise des Lenkeinschlags entsprechend einer Position eines Steuerknüppels an der Fernsteuerung einnehmen und halten, so lange auch der Steuerknüppel an der Fernsteuerung diese entsprechende Position aufweist. Im Gegensatz dazu ist es bei einfachen Fernsteuerungen nur möglich, mit den durch einen Benutzer per Hand bedienten Betätigungselementen einen vorbestimmten Einschlagwinkel bzw. eine vorbestimmte Fahrgeschwindigkeit zu wählen oder nicht. Zwischenstellungen sind nicht möglich. Trotz dieser enormen Vorteile von digitalproportionalen Fernsteuerungen, sind diese gegenüber einfachen Fernsteuerungen derart kostenintensiv, dass es auch heute noch ferngelenkte Fahrspielzeuge mit einer einfachen Fernsteuerung ohne so genannte Servomotoren mit proportionaler Steuerung von Steuerfunktionen, wie Lenkfunktion bzw. Fahrfunktion, gibt. For remote control of toy vehicles so-called digitally proportional remote controls are known in which it is possible, for example, a steering angle of steered wheels and / or a driving speed proportional to a deflection or position of a corresponding actuator on the remote control, such as control stick or actuator set , For this purpose, as actuators corresponding servomotors are present in the toy vehicle, which occupy a certain position, for example, the steering angle corresponding to a position of a joystick on the remote control and hold with its own control loop, as long as the joystick on the remote control has this corresponding position. In contrast, with simple remote controls, it is only possible to select a predetermined turning angle or a predetermined running speed with the operating elements operated by a user by hand or not. Intermediate positions are not possible. Despite these enormous advantages of digitally proportional remote controls, these are so expensive compared to simple remote controls that even today there are remote controlled toy vehicles with a simple remote control without so-called servomotors with proportional control of control functions, such as steering function or driving function.

Aus der DE 1 992 440 ist eine Steuereinrichtung für Spielzeuge mit magnetisch betätigtem Ausgangsglied bekannt, welches die Bewegung auf einen Zapfen überträgt. Zur Erzeugung eines mittelbar oder unmittelbar auf ein Steuerorgan wirkenden Drehmomentes bilden die beiden Pole bzw. die Achsen zweier gegensinnig erregbaren Drehspulen S1 und S1 eines Ankers in der Null-Stellung des Ankers mit den Magnetpolen eines Stators einen Winkel zwischen 0° und 90°. Der Anker ist mittels mechanischer Rückstellkräfte in seiner Null-Stellung gehalten. Spulen S1 und S2 werden entweder erregt oder nicht erregt. From DE 1 992 440 a control device for toys with magnetically actuated output member is known, which transmits the movement to a pin. To generate a torque which acts indirectly or directly on a control element, the two poles or the axes of two oppositely-energized rotating coils S1 and S1 of an armature in the zero position of the armature form an angle between 0 ° and 90 ° with the magnetic poles of a stator. Of the Anchor is held in its zero position by means of mechanical restoring forces. Coils S1 and S2 are either energized or not energized.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Aktor der o.g. Art dahingehend zu verbessern, dass die Ausführung von Steuerfunktionen mit diesem Aktor verbessert ist. The invention is based on the object, an actuator of o.g. Art to improve that the execution of control functions is improved with this actuator.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Aktor der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen und durch ein Verfahren der o.g. Art mit den in Anspruch 7 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben. This object is achieved by an actor of o.g. Art having the features characterized in claim 1 and by a method of o.g. Art solved with the features characterized in claim 7. Advantageous embodiments of the invention are described in the further claims.

Bei einem Aktor der o.g. Art ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das mechanisch bewegbare Ausgangsglied einen Hebel aufweist, wobei der mindestens eine sich verändernde Parameter ein Schwenkwinkel des Hebels und die Ausgangskraft ein Drehmoment einer Schwenkbewegung des Hebels ist, wobei die Gegenkrafteinrichtung zwei relativ zueinander um eine gemeinsame Schwenkachse verschwenkbare Schenkel aufweist, an denen der Hebel bei einer Schwenkbewegung anschlägt und in Abhängigkeit von seiner Schwenkrichtung einen der beiden Schenkel relativ zum anderen Schenkel verschwenkt, wobei die Schenkel mittels einer Federeinrichtung miteinander derart verbunden sind, dass der von dem Hebel jeweils verschwenkte Schenkel die Gegenkraft auf den Hebel ausübt, wobei ein Stopper zwischen den beiden Schenkeln vorgesehen ist, an dem der jeweils nicht von dem Hebel verschwenkte Schenkel anschlägt. For an actor of the o.g. It is inventively provided that the mechanically movable output member comprises a lever, wherein the at least one changing parameter is a pivot angle of the lever and the output force is a torque of a pivotal movement of the lever, wherein the counter-force device has two relative to each other about a common pivot axis pivotable leg in which the lever strikes during a pivoting movement and pivoted depending on its pivoting direction of one of the two legs relative to the other leg, wherein the legs are connected to each other by means of a spring means such that each of the lever pivoted leg exerts the counterforce on the lever , wherein a stopper is provided between the two legs, against which the respective leg which is not pivoted by the lever strikes.

Dies hat den Vorteil, dass mit einer einfachen Variation der Ausgangskraft mittels des Steuersignals eine digital-proportionale Steuerung des Aktors mit einem einfachen Elektromotor nachgebildet werden kann, ohne dass hierfür ein kostenintensiver Servomotor als mechanisch bewegbares Ausgangsglied erforderlich ist. Einen besonders kostengünstigen, funktionssicheren und wenig Bauraum erfordernden Aktor erzielt man dadurch, dass das mechanisch bewegbare Ausgangsglied einen Elektromotor aufweist. Eine quasi direkt-proportionale Funktion des Aktors erzielt man dadurch, dass eine Höhe der Gegenkraft proportional zur Größe des mindestens einen sich verändernden Bewegungsparameters ist. This has the advantage that with a simple variation of the output force by means of the control signal, a digital-proportional control of the actuator can be simulated with a simple electric motor, without requiring a costly servomotor as a mechanically movable output member. A particularly cost-effective, functionally reliable and little space-requiring actuator is achieved by the fact that the mechanically movable output member has an electric motor. A quasi-direct-proportional function of the actuator is achieved in that a height of the counterforce is proportional to the size of the at least one changing motion parameter.

Eine einfache Justierbarkeit der Lenkfunktion in eine Grundstellung für eine Geradeausfahrt erzielt man auf einfache Weise dadurch, dass der Stopper in seiner Position relativ zu den Schenkeln verstellbar ausgebildet ist. A simple adjustability of the steering function in a basic position for driving straight ahead is achieved in a simple manner in that the stopper is designed to be adjustable in its position relative to the legs.

Ein automatisches Zurückstellen des Hebels in eine Mittelstellung, wenn der Aktor kein Steuersignal erhält, erzielt man dadurch, dass die Federeinrichtung derart ausgebildet ist, dass diese über die Schenkel den Hebel in Richtung einer Grundstellung bzw. Mittelstellung mit einer rückstellenden Kraft beaufschlagt. An automatic reset of the lever in a middle position, when the actuator receives no control signal, achieved by the fact that the spring device is designed such that it acts on the legs of the lever in the direction of a basic position or center position with a restoring force.

Eine besonders einfache und funktionssichere Ansteuerung des Aktors erzielt man dadurch, dass das Steuersignal ein elektrisches Signal mit Pulsweitenmodulation (PWM) mit einem Tastverhältnis ist, wobei das Tastverhältnis die Ausgangskraft bestimmt. A particularly simple and reliable control of the actuator is achieved in that the control signal is an electrical signal with pulse width modulation (PWM) with a duty cycle, wherein the duty cycle determines the output force.

Bei einem Verfahren der o.g. Art ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass in Abhängigkeit von einer Größe des Bewegungsparameters auf das Ausgangsglied eine Gegenkraft entgegen der mechanischen Bewegung des Ausgangsgliedes ausgeübt wird, wobei eine Größe der Gegenkraft mit zunehmendem Wert für den Bewegungsparameter zunimmt, bis der Bewegungsparameter einen stationären Zustand einnimmt, bei dem eine weitere Erhöhung des Wertes des Bewegungsparameters gestoppt ist, wenn die Ausgangskraft gleich der Gegenkraft ist. Dies hat den Vorteil, dass mit einer einfachen Variation der Ausgangskraft mittels des Steuersignals eine digital-proportionale Steuerung des Aktors mit einem einfachen Elektromotor nachgebildet werden kann, ohne dass hierfür ein kostenintensiver Servomotor als mechanisch bewegbares Ausgangsglied erforderlich ist. In a method of the aforementioned type, it is provided according to the invention that a counterforce is exerted against the mechanical movement of the output member depending on a magnitude of the motion parameter on the output member, wherein a magnitude of the counterforce increases with increasing value for the motion parameter until the motion parameter stationary state in which a further increase in the value of the movement parameter is stopped when the output force is equal to the counterforce. This has the advantage that with a simple variation of the output force by means of the control signal, a digital-proportional control of the actuator can be simulated with a simple electric motor, without requiring a costly servomotor as a mechanically movable output member.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in: eine beispielhafte Ausführungsform einer Funkfernsteuerung für ein Fahrspielzeug mit zwei erfindungsgemäßen Aktoren für eine Lenkfunktion und eine Antriebsfunktion in schematischer Blockschaltbilddarstellung, eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aktors mit einer Gegenkrafteinrichtung in schematischer Darstellung und die Gegenkrafteinrichtung des Aktors gemäß Fig. 2 in vergrößerter schematischer Darstellung. The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. This shows in: an exemplary embodiment of a radio remote control for a toy vehicle with two actuators according to the invention for a steering function and a drive function in a schematic block diagram representation, a preferred embodiment of an actuator according to the invention with a counter-force device in a schematic representation and the counter-force device of the actuator of FIG. 2 in an enlarged schematic Presentation.

Die in Fig. 1 dargestellte, beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Funkfernsteuerung umfasst einen Sender 10 mit zwei Kodiereinrichtungen 12 und 14 sowie einer Sendeantenne 16. Die Kodiereinrichtungen 12, 14 dienen jeweils zum Kodieren einer Stellung eines manuell durch eine Bedienungsperson betätigbaren Stellelementes 18, 20. Hierbei dient beispielsweise für die Bedienungsperson das Stellelement 18 zum Steuern einer Lenkfunktion und das Stellelement 20 zum Steuern einer Fahrgeschwindigkeit eines ansonsten nicht näher dargestellten Fahrspielzeugs. Die Kodiereinrichtungen 12, 14 erfassen die jeweilige Stellung des zugeordneten Stellelementes 18, 20 und kodieren diese Stellung in entsprechender Weise. Die kodierten Stellungen werden über eine Funkstrecke 22 von dem Sender 10 an einen Empfänger 24 mit Empfangsantenne 26 übertragen. Der Empfänger 24 wertet die empfangenen Funksignale aus und extrahiert die in den Funksignalen übertragene Stellung der Stellelemente 18, 20. Der Empfänger 24 ist in dem Fahrspielzeug angeordnet und erzeugt aus den empfangenen Stellungen der Stellelemente 18, 20 entsprechende Steuersignale 32, 34 für einen ersten Aktor 28, welcher zum Betätigen von gelenkten Rädern des Fahrspielzeugs dient, und einen zweiten Aktor 30 zum Antrieb von Antriebsrädern des Fahrspielzeugs. In dem dargestellten Beispiel werden die Stellungen der Stellelemente 18, 20 durch ein Tastverhältnis von elektrischen Steuersignalen 32, 34 mit Pulsweitenmodulation (PWM) abgebildet, d.h. das Tastverhältnis des jeweiligen elektrischen Steuersignals 32, 34 entspricht der Stellung der jeweiligen Stellelemente 18, 20. Die Pulsweitenmodulation (PWM) (auch Unterschwingungsverfahren) ist eine Modulationsart, bei der eine technische Größe (z. B. elektrischer Strom) zwischen zwei Werten wechselt. Dabei wird bei konstanter Frequenz der Tastgrad des Signals moduliert, also die Breite (nicht etwa Weite) eines Impulses. Der englische Begriff für das Verfahren lautet pulse-width modulation (PWM). Ein PWM-Signal wird allgemein über einen Tiefpass demoduliert. Die resultierende demodulierte technische Größe entspricht dem arithmetischen Mittelwert und damit der mittleren Größe der Fläche unter der modulierten Größe, mathematisch bestimmt aus dem Integral über eine ganze Zahl von Perioden, geteilt durch die Dauer der Integration. PWM ist auch unter Pulsbreitenmodulation (PBM) und Pulsdauermodulation (PDM) bekannt. Die elektrischen Steuersignale 32, 34 werden den Aktoren 28, 30 über jeweilige Verstärker 36, 38 zugeführt. Die Aktoren 28, 30 setzen die Steuersignale 32, 34 in eine jeweilige mechanische Bewegung eines Ausgangsgliedes mit entsprechender Ausgangskraft um. Das Ausgangsglied weist hierzu bevorzugt einen Elektromotor auf, welcher sich mit einem jeweiligen Drehmoment als Ausgangskraft dreht, welches dem Tastverhältnis des entsprechenden PWM-Steuersignals 32, 34 entspricht. Mit anderen Worten wird mit den Stellelementen 18 und 20 ein Drehmoment der Elektromotoren der Aktoren 28 und 30 gesteuert. Die Aktoren 28, 30 setzen das jeweilige PWM-Steuersignal 32, 34 in eine mechanische Dreh- oder Schwenkbewegung um, je nach dem, welche Steuerfunktion von dem jeweiligen Aktor erfüllt werden soll, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. Fig. 2 veranschaulicht den ersten Aktor 28 näher im Detail. Der erste Aktor 28 setzt das Steuersignal 32 in eine mechanische Bewegung in Form einer Schwenkbewegung mit einem Drehmoment als Ausgangskraft um, wobei ein Bewegungsparameter der mechanischen Bewegung ein Schwenkwinkel ist. Eine Welle 40 eines Elektromotors 42 ist mit einem Hebel 44 drehfest verbunden, so dass eine Bewegung bzw. Drehung der Welle 40 zu einem Verschwenken des Hebels 44 führt. Der Hebel 44 wirkt auf eine Lenkstange 46, die in bekannter, nicht näher dargestellter Weise lenkbare Räder des Fahrspielzeugs bewegt. Weiterhin ist eine Verlängerung 48 des Hebels 44 an der Lenkstange 46 zwischen zwei Schenkeln 50, 52 einer Gegenkrafteinrichtung 54 angeordnet. Die Gegenkrafteinrichtung 54 ist zusätzlich in Fig. 3 dargestellt. Die Schenkel 50, 52 der Gegenkrafteinrichtung 54 sind um eine gemeinsame Schwenkachse 56 verschwenkbar und über eine Federeinrichtung 58 miteinander verbunden, wobei die Federeinrichtung 58 derart ausgebildet ist, dass diese eine rückstellende Kraft auf die Schenkel 50, 52 ausübt, wenn diese voneinander weg verschwenkt sind, wie mit gestrichelt dargestelltem Schenkel 52 angedeutet. Ein Pfeil 60 veranschaulicht die Schwenkbewegung der Welle 40 des Elektromotors 42 und Pfeile 62 veranschaulichen mögliche Bewegungen des Hebels 44 bzw. der Lenkstange 46 bzw. der Verlängerung 48. Weiterhin ist zwischen den Schenkeln 50, 52 ein feststehender Anschlag 64 vorgesehen, an dem die Schenkel 50, 52 unter Einwirkung der rückstellenden Kraft der Federeinrichtung 58 anschlagen. Für den verschwenkten Schenkel 52 ist in Fig. 3 die Federeinrichtung 58 aus Gründen einer übersichtlichen Darstellung vereinfacht dargestellt. Tatsächlich ist die Federeinrichtung 58 für den mit gestrichelten Linien dargestellten verschwenkten Schenkel 52 gespannt, wobei sich eine entsprechende Längenänderung bzw. Verlängerung der Federeinrichtung 58 ergibt, und an einem vom Schenkel 52 abgewandten Ende mit dem anderen Schenkel 50 mechanisch verbunden. Der ist an einem Mitverschwenken mit dem Schenkel 52 aufgrund des Anschlags am Anschlag 64 gehindert, so dass dies zum Spannen der Federeinrichtung 58 aufgrund der Auslenkung bzw. Verschwenkung des Schenkels 52 führt. Der Aktor 28 empfängt über einen Eingang 66 das Steuersignal 32 und setzt dieses in eine Schwenkbewegung der Welle 40 des Elektromotors 42 mit einem dem Tastverhältnis des PWM-Steuersignals 32 entsprechenden Drehmoment als mechanische Bewegung um. Dies führt zu einem entsprechenden Verschwenken des Hebels 44 mit einem Schwenkwinkel als Bewegungsparameter der mechanischen Bewegung des Hebels 44 als Teil des Ausgangsglieds des Aktors 28. Über die Verlängerung 48 schlägt der Hebel 44 beim Verschwenken entsprechend beispielsweise an dem Schenkel 52 an und verschwenkt diesen relativ zum anderen Schenkel 50. Dieser steht in anschlagendem Eingriff mit dem Anschlag 64 und kann sich deshalb nicht mit dem Schenkel 52 mit bewegen. Auf diese Weise wird mit zunehmendem Schwenkwinkel des Hebels 44 der Schenkel 52 zunehmend verschwenkt und dadurch die Federeinrichtung zunehmend gespannt, die damit in Abhängigkeit von dem zunehmenden Bewegungsparameter "Schwenkwinkel des Hebels 44" eine zunehmende Rückstellkraft bzw. Gegenkraft 68 (Fig. 3) auf den Schenkel 52 in Richtung des Anschlages 64 und damit auf den Hebel 44 entgegen dessen mechanischer Bewegungsrichtung ausübt. Solange sich das Tastverhältnis des Steuersignals 32 nicht ändert, ist das Drehmoment der mechanischen Bewegung des Hebels 44 konstant. Gleichzeitig steigt aber mit zunehmendem Schwenkwinkel die Gegenkraft 68 immer weiter an. Die Federeinrichtung 58 ist nun derart ausgelegt, dass bei einem bestimmten Schwenkwinkel des Hebels 44 das Drehmoment der ersten Welle 40 gleich der rückstellenden Kraft bzw. der Gegenkraft 68 ist. An diesem Punkt kommt die mechanische Bewegung des Hebels 44 zum Stillstand und es stellt sich ein stationärer Zustand für den Bewegungsparameter "Schwenkwinkel des Hebels 44" ein. Es ist somit ein bestimmter Lenkeinschlag für die gelenkten Räder des Fahrspielzeugs erreicht, welcher einer Position des Stellelementes 18 am Sender 10 entspricht. The illustrated in Fig. 1, exemplary embodiment of a radio remote control according to the invention comprises a transmitter 10 with two encoders 12 and 14 and a transmitting antenna 16. The encoders 12, 14 are each used to encode a position of an operator manually operable by an operator control element 18, 20. Hier For example, for the operator, the actuator 18 is used to control a steering function and the actuator 20 for controlling a driving speed of a driving toy otherwise not shown. The encoders 12, 14 detect the respective position of the associated control element 18, 20 and encode this position in a corresponding manner. The coded positions are transmitted via a radio link 22 from the transmitter 10 to a receiver 24 with receiving antenna 26. The receiver 24 evaluates the received radio signals and extracts the position of the actuating elements 18, 20 transmitted in the radio signals. The receiver 24 is arranged in the toy vehicle and generates from the received positions of the adjusting elements 18, 20 corresponding control signals 32, 34 for a first actuator 28, which serves for operating steered wheels of the toy vehicle, and a second actuator 30 for driving drive wheels of the toy vehicle. In the illustrated example, the positions of the control elements 18, 20 are represented by a duty cycle of electrical control signals 32, 34 with pulse width modulation (PWM), ie the duty cycle of the respective electrical control signal 32, 34 corresponds to the position of the respective control elements 18, 20. The pulse width modulation (PWM) (also called undershoot) is a type of modulation in which a technical quantity (eg electric current) alternates between two values. At constant frequency, the duty cycle of the signal is modulated, ie the width (not the width) of a pulse. The English term for the method is pulse-width modulation (PWM). A PWM signal is generally demodulated via a low pass. The resulting demodulated technical quantity corresponds to the arithmetic mean and thus the mean size of the area under the modulated size, mathematically determined from the integral over an integral number of periods divided by the duration of the integration. PWM is also known as Pulse Width Modulation (PWM) and Pulse Width Modulation (PDM). The electrical control signals 32, 34 are supplied to the actuators 28, 30 via respective amplifiers 36, 38. The actuators 28, 30 convert the control signals 32, 34 into a respective mechanical movement of an output element with a corresponding output force. For this purpose, the output member preferably has an electric motor which rotates with a respective torque as the output force, which corresponds to the duty cycle of the corresponding PWM control signal 32, 34. In other words, with the adjusting elements 18 and 20, a torque of the electric motors of the actuators 28 and 30 is controlled. The actuators 28, 30 convert the respective PWM control signal 32, 34 into a mechanical rotary or pivoting movement, depending on which control function is to be fulfilled by the respective actuator, as will be explained in more detail below. Fig. 2 illustrates the first actuator 28 in more detail. The first actuator 28 converts the control signal 32 into a mechanical movement in the form of a pivoting movement with a torque as an output force, wherein a movement parameter of the mechanical movement is a swivel angle. A shaft 40 of an electric motor 42 is rotatably connected to a lever 44, so that a movement or rotation of the shaft 40 leads to a pivoting of the lever 44. The lever 44 acts on a handlebar 46 which moves steerable wheels of the toy vehicle in a known, not shown manner. Furthermore, an extension 48 of the lever 44 is arranged on the handlebar 46 between two legs 50, 52 of a counter-force device 54. The counter-force device 54 is additionally shown in FIG. The legs 50, 52 of the counter-force device 54 are pivotable about a common pivot axis 56 and connected to each other via a spring means 58, wherein the spring means 58 is formed such that it exerts a restoring force on the legs 50, 52 when they are pivoted away from each other , as indicated by dashed legs 52 indicated. An arrow 60 illustrates the pivoting movement of the shaft 40 of the electric motor 42 and arrows 62 illustrate possible movements of the lever 44 and the steering rod 46 and the extension 48. Furthermore, between the legs 50, 52 a fixed stop 64 is provided, on which the legs 50, 52 strike under the action of the restoring force of the spring device 58. For the pivoted leg 52, the spring device 58 is shown simplified in Fig. 3 for the sake of clarity. In fact, the spring device 58 is stretched for the illustrated with dashed lines pivoted legs 52, resulting in a corresponding change in length or extension of the spring means 58, and mechanically connected at an end remote from the leg 52 with the other leg 50. The is prevented from pivoting with the leg 52 due to the stop on the stop 64, so that this leads to the tensioning of the spring means 58 due to the deflection or pivoting of the leg 52. The actuator 28 receives the control signal 32 via an input 66 and converts this into a pivotal movement of the shaft 40 of the electric motor 42 with a torque corresponding to the duty cycle of the PWM control signal 32 as a mechanical movement. This leads to a corresponding pivoting of the lever 44 with a pivoting angle as a movement parameter of the mechanical movement of the lever 44 as part of the output member of the actuator 28. About the extension 48 of the lever 44 strikes upon pivoting accordingly, for example, on the leg 52 and pivots this relative to other leg 50. This is in abutting engagement with the stopper 64 and therefore can not move with the leg 52 with. In this way, with increasing pivoting angle of the lever 44 of the leg 52 is increasingly pivoted and thereby increasingly tensioned the spring device, thus depending on the increasing movement parameter "pivot angle of the lever 44" an increasing restoring force or counterforce 68 (FIG. 3) on the Leg 52 in the direction of the stop 64 and thus exerts on the lever 44 against its mechanical direction of movement. As long as the duty cycle of the control signal 32 does not change, the torque of the mechanical movement of the lever 44 is constant. At the same time, however, the counterforce 68 continues to increase as the pivoting angle increases. The spring means 58 is now designed such that at a certain pivot angle of the lever 44, the torque of the first shaft 40 is equal to the restoring force and the counterforce 68. At this point, the mechanical movement of the lever 44 comes to a standstill and it sets a steady state for the movement parameter "pivoting angle of the lever 44" a. It is thus achieved a certain steering angle for the steered wheels of the toy vehicle, which corresponds to a position of the adjusting element 18 on the transmitter 10.

Sobald das Stellsignal 32 vom Aktor 28 nicht mehr empfangen wird oder dessen Tastverhältnis ein Drehmoment der Bewegung der ersten Welle 40 von Null vorgibt, bewegen sich der Schenkel 52, die Verlängerung 48, die Lenkstange 46, der Hebel 44 und die Welle 40 zurück in die Ausgangsstellung, wie in Fig. 2 mit durchgezogenen Linien dargestellt, welcher einer Geradeausfahrt des Fahrspielzeugs entsprechen soll. Um die von der Lenkstange 46 angelenkten Räder exakt gerade stellen zu können, ist der Anschlag 64 in die Richtungen 62 verstellbar ausgebildet. As soon as the actuating signal 32 is no longer received by the actuator 28 or whose duty ratio defines a torque of the first shaft 40 of zero, the leg 52, the extension 48, the handlebar 46, the lever 44 and the shaft 40 move back into the Starting position, as shown in Fig. 2 by solid lines, which is a straight-ahead driving the toy vehicle should correspond. In order to be able to set the wheels articulated by the handlebar 46 exactly straight, the stop 64 is adjustable in the directions 62.

Bemerkenswert ist hierbei, dass verschiedene Schwenkwinkel des Hebels 44 und damit verschiedene Lenkeinschläge der gelenkten Räder durch einfache Variation des Tastverhältnisses des Steuersignals 32 eingestellt werden können, wobei es hierbei lediglich auf das Kräftegleichgewicht zwischen dem Drehmoment der Ausgangskraft und der Gegenkraft 68 durch die Gegenkrafteinrichtung ankommt. Ein aufwändiger Servomotor mit entsprechender interner Regelung ist für den Aktor 28 nicht notwendig. Somit kann mit einem Aktor 28 mit einfachem Elektromotor eine quasi proportionale Steuerung der Lenkung zur Verfügung gestellt werden, obwohl der Elektromotor allein hierzu selbst bei entsprechendem Steuersignal nicht in der Lage wäre. Diese Art der "Semi-Digital-Proportional"-Steuerung ist jedoch wesentlich kostengünstiger als eine echte Digital-Proportional-Steuerung. Für den Bediener ergibt sich jedoch in der Steuerung bzw. Bedienung des Fahrspielzeugs kein merklicher Unterschied, sofern die Kodiervorrichtung 12 entsprechend hoch aufgelöst die Position des Stellelementes 18 aufnimmt und kodiert. It is noteworthy here that different pivot angle of the lever 44 and thus different steering angles of the steered wheels can be adjusted by simple variation of the duty cycle of the control signal 32, wherein it arrives here only on the balance of power between the torque of the output force and the counterforce 68 by the counter-force device. An elaborate servomotor with appropriate internal control is not necessary for the actuator 28. Thus, with an actuator 28 with a simple electric motor, a quasi-proportional control of the steering can be provided, although the electric motor alone would not be able to do so even with a corresponding control signal. However, this type of "semi-digital proportional" control is much less expensive than a true digital proportional control. For the operator, however, there is no noticeable difference in the control or operation of the toy vehicle, provided that the coding device 12 receives and codes the position of the adjusting element 18 in a correspondingly high resolution.

Voranstehend ist die "Semi-Digital-Proportional"-Steuerung anhand eines Aktors 28 für die Lenkung eines Fahrspielzeugs beschrieben. Dies ist jedoch lediglich beispielhaft. Diese Art der Simulation oder mechanischen Nachbildung einer Digital- Proportional-Steuerung ist auch für jede andere Art der Umsetzung eines Steuersignals von einem Aktor in eine mechanische Bewegung verwendbar. Es kommt lediglich darauf an, dass die Gegenkrafteinrichtung 54 mechanisch in entsprechender Weise ausgebildet ist, so dass diese eine von dem wesentlichen Bewegungsparameter der mechanischen Bewegung des Ausgangsgliedes des Aktors abhängige Gegenkraft entgegen der Bewegungsrichtung des Ausgangsgliedes erzeugt. So kann sich das Kräftegleichgewicht zwischen der Ausgangskraft (hier beispielhaft Drehmoment) und der Gegenkraft bei einem bestimmten Wert für den Bewegungsparameter (hier Schwenkwinkel) einstellen, so dass eine Bewegung des Ausgangsgliedes gestoppt ist und der Wert des Bewegungsparameters gehalten wird, solange sich die von dem Tastverhältnis des Steuersignals vorgegebene Ausgangskraft nicht ändert. In the foregoing, the "semi-digital proportional" control is described with reference to an actuator 28 for steering a toy vehicle. However, this is just an example. This type of simulation or mechanical simulation of a digital proportional control can also be used for any other type of implementation of a control signal from an actuator into a mechanical movement. It is only important that the counter-force device 54 is mechanically formed in a corresponding manner, so that it generates a dependent of the essential movement parameter of the mechanical movement of the output member of the actuator counter force against the direction of movement of the output member. Thus, the equilibrium of forces between the output force (in this case, for example, torque) and the opposing force at a certain value for the motion parameter (here pivot angle) can be set, so that a movement of the output member is stopped and the value of Movement parameter is maintained as long as the predetermined by the duty cycle of the control signal output power does not change.

Ein Verfahren, welches der erfindungsgemäße Aktor ausführt, stellt sich beispielsweise wie folgt dar: Verfahren zum Betreiben eines Aktors 28; 30, wobei dieser mit einem Steuersignal 32, 34, insbesondere mit einem elektrischen Steuersignal, angesteuert wird und das Steuersignal 32, 34 in eine mechanische Bewegung eines Ausgangsgliedes 44; mit mindestens einem sich aufgrund der Bewegung ändernden Bewegungsparameter und einer Ausgangkraft umsetzt, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von einer Größe des Bewegungsparameters auf das Ausgangsglied 40; eine Gegenkraft 68 entgegen der mechanischen Bewegung des Ausgangsgliedes 40; ausgeübt wird, wobei eine Größe der Gegenkraft 68 mit zunehmendem Wert für den Bewegungsparameter zunimmt, bis der Bewegungsparameter einen stationären Zustand einnimmt, bei dem eine weitere Erhöhung des Wertes des Bewegungsparameters gestoppt ist, wenn die Ausgangskraft gleich der Gegenkraft 68 ist. A method which the actuator according to the invention carries out, for example, is as follows: method for operating an actuator 28; 30, which is controlled by a control signal 32, 34, in particular with an electrical control signal, and the control signal 32, 34 in a mechanical movement of an output member 44; with at least one movement parameter changing due to the movement and an output force, characterized in that depending on a size of the motion parameter on the output member 40; a counterforce 68 against the mechanical movement of the output member 40; is applied, wherein a magnitude of the counterforce 68 increases with increasing value for the motion parameter until the motion parameter assumes a steady state in which a further increase in the value of the motion parameter is stopped when the output force is equal to the counterforce 68.

Claims

Patentansprüche: claims: Aktor (28) zum Ausführen einer Funktion, insbesondere einer Lenkfunktion, insbesondere eines ferngelenkten Objektes, insbesondere eines Spielzeugs, Fahrspielzeuges, Bootes oder Flugzeugs, mit einem Eingang (66), welcher zum Empfangen eines Steuersignals (32), insbesondere eines elektrischen Steuersignals, ausgebildet ist, und mit einem mechanisch bewegbaren Ausgangsglied (40, 42, 44, 48), welches das Steuersignal (32) in eine mechanische Bewegung mit mindestens einem Bewegungsparameter umsetzt, wobei der Aktor (28) derart ausgebildet ist, dass sich das Ausgangsglied (40, 42, 44, 48) mit einer Ausgangskraft in Abhängigkeit von dem Steuersignal (32) mechanisch bewegt und sich dadurch mindestens ein Bewegungsparameter des Ausgangsgliedes (32) verändert, wobei eine Gegenkrafteinrichtung (54) vorgesehen ist, welche derart angeordnet und ausgebildet ist, dass diese auf das Ausgangsglied (40, 42, 44, 48) eine der Bewegung des Ausgangsgliedes (40, 42, 44, 48) entgegen gerichtete Gegenkraft (68) ausübt, welche umso größer ist, je größer der sich verändernde mindestens eine Bewegungsparameter des Ausgangsgliedes (40, 42, 44, 48) ist, so dass der sich verändernde Bewegungsparameter des Ausgangsgliedes (40, 42, 44, 48) einen stationären Zustand einnimmt, wenn die Ausgangskraft gleich der Gegenkraft (68) ist, Actuator (28) for performing a function, in particular a steering function, in particular a remote-controlled object, in particular a toy, toy vehicle, boat or aircraft, with an input (66), which for receiving a control signal (32), in particular an electrical control signal is formed is, and with a mechanically movable output member (40, 42, 44, 48), which converts the control signal (32) into a mechanical movement with at least one movement parameter, wherein the actuator (28) is formed such that the output member (40 , 42, 44, 48) with an output force in response to the control signal (32) moves mechanically and thereby at least one movement parameter of the output member (32) changed, wherein a counter-force device (54) is provided, which is arranged and formed such that this on the output member (40, 42, 44, 48) one of the movement of the output member (40, 42, 44, 48) counteracting counterforce (68) which is greater, the larger the changing at least one movement parameter of the output member (40, 42, 44, 48), so that the changing motion parameter of the output member (40, 42, 44, 48) is stationary Assumes state when the output force is equal to the counterforce (68), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized , dass das mechanisch bewegbare Ausgangsglied einen Hebel (44) aufweist, wobei der mindestens eine sich verändernde Parameter ein Schwenkwinkel des Hebels (44) und die Ausgangskraft ein Drehmoment einer Schwenkbewegung des Hebels (44) ist, wobei die Gegenkrafteinrichtung (54) zwei relativ zueinander um eine gemeinsamen Schwenkachse (56) verschwenkbare Schenkel (50, 52) aufweist, an denen der Hebel (44) bei einer Schwenkbewegung anschlägt und in Abhängigkeit von seiner Schwenkrichtung einen der beiden Schenkel (50, 52) relativ zum anderen Schenkel (52, 50) verschwenkt, wobei die Schenkel (50, 52) mittels einer Federeinrichtung (58) miteinander derart verbunden sind, dass der von dem Hebel (44) jeweils verschwenkte Schenkel (50, 52) die Gegenkraft (68) auf den Hebel (44) ausübt, wobei ein Stopper (64) zwischen den beiden Schenkeln (50, 52) vorgesehen ist, an dem der jeweils nicht von dem Hebel (44) verschwenkte Schenkel (50, 52) anschlägt. the mechanically movable output member comprises a lever (44), the at least one varying parameter being a pivoting angle of the lever (44) and the output force being a torque of pivoting movement of the lever (44), the counteracting means (54) reversing two relative to each other a common pivot axis (56) pivotable legs (50, 52), on which the lever (44) abuts during a pivoting movement and a function of its pivoting direction the two legs (50, 52) pivoted relative to the other leg (52, 50), wherein the legs (50, 52) are connected to each other by means of a spring device (58) such that the leg respectively pivoted by the lever (44) ( 50, 52), the counterforce (68) on the lever (44) exerts, wherein a stopper (64) between the two legs (50, 52) is provided, on which each of the lever (44) pivoted leg (50 , 52). Aktor (28) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das mechanisch bewegbare Ausgangsglied (40, 42, 44, 48) einen Elektromotor (42) aufweist. Actuator (28) according to claim 1, characterized in that the mechanically movable output member (40, 42, 44, 48) has an electric motor (42). Aktor (28) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Höhe der Gegenkraft (68) proportional, insbesondere direkt-proportional, zur Größe des mindestens einen sich verändernden Bewegungsparameters ist. Actuator (28) according to claim 1 or 2, characterized in that a height of the counterforce (68) is proportional, in particular directly proportional, to the size of the at least one changing movement parameter. Aktor (28) nach mindestens einem der vorhergenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopper (64) in seiner Position relativ zu den Schenkeln (50, 52) verstellbar ausgebildet ist. Actuator (28) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the stopper (64) in its position relative to the legs (50, 52) is adjustable. Aktor (28) nach mindestens einem der vorhergenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (54) derart ausgebildet ist, dass diese über die Schenkel (50, 52) den Hebel (44) in Richtung einer Grundstellung bzw. Mittelstellung mit einer rückstellenden Kraft beaufschlagt. Actuator (28) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the spring device (54) is designed such that it via the legs (50, 52) the lever (44) in the direction of a basic position or middle position with a restoring force applied. Aktor (28) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersignal (32) ein elektrisches Signal mit Pulsweitenmodulation (PWM) mit einem Tastverhältnis ist, wobei das Tastverhältnis die Ausgangskraft bestimmt. Verfahren zum Betreiben eines Aktors (28), wobei dieser mit einem Steuersignal (32), insbesondere mit einem elektrischen Steuersignal, angesteuert wird und das Steuersignal (32) in eine mechanische Bewegung eines Ausgangsgliedes (44) mit mindestens einem sich aufgrund der Bewegung ändernden Bewegungsparameter und einer Ausgangkraft umsetzt, Actuator (28) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the control signal (32) is an electrical signal with pulse width modulation (PWM) with a duty cycle, wherein the duty cycle determines the output force. Method for operating an actuator (28), which is controlled by a control signal (32), in particular by an electrical control signal, and the control signal (32) into a mechanical movement of an output member (44) having at least one movement parameter that changes due to the movement and converts a starting force, dadurch gekennzeichnet, characterized, dass in Abhängigkeit von einer Größe des Bewegungsparameters auf das Ausgangsglied (40) eine Gegenkraft (68) entgegen der mechanischen Bewegung des Ausgangsgliedes (40) ausgeübt wird, wobei eine Größe der Gegenkraft (68) mit zunehmendem Wert für den Bewegungsparameter zunimmt, bis der Bewegungsparameter einen stationären Zustand einnimmt, bei dem eine weitere Erhöhung des Wertes des Bewegungsparameters gestoppt ist, wenn die Ausgangskraft gleich der Gegenkraft (68) ist. that a counterforce (68) is exerted against the mechanical movement of the output member (40) in response to a magnitude of the motion parameter on the output member (40), a magnitude of the counterforce (68) increasing with increasing value for the motion parameter until the motion parameter assumes a stationary state in which a further increase in the value of the movement parameter is stopped when the output force is equal to the counterforce (68).
PCT/EP2011/005435 2010-11-26 2011-10-27 Actuator for converting a control signal to a mechanical movement Ceased WO2012069125A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112011103912T DE112011103912A5 (en) 2010-11-26 2011-10-27 Actuator for converting a control signal into a mechanical movement

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202010015911.3 2010-11-26
DE202010015911U DE202010015911U1 (en) 2010-11-26 2010-11-26 Actuator for converting a control signal into a mechanical movement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012069125A1 true WO2012069125A1 (en) 2012-05-31

Family

ID=43571591

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2011/005435 Ceased WO2012069125A1 (en) 2010-11-26 2011-10-27 Actuator for converting a control signal to a mechanical movement
PCT/EP2011/005436 Ceased WO2012069126A1 (en) 2010-11-26 2011-10-27 Actuator for converting a control signal to a mechanical movement

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2011/005436 Ceased WO2012069126A1 (en) 2010-11-26 2011-10-27 Actuator for converting a control signal to a mechanical movement

Country Status (2)

Country Link
DE (3) DE202010015911U1 (en)
WO (2) WO2012069125A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114459772A (en) * 2022-01-28 2022-05-10 成都艾恩科技有限公司 General car model electric modulation pulse input signal decoupling method

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB397708A (en) * 1931-11-16 1933-08-31 Maurice Alfred Dambrine Improvements in and relating to an electrically controlled toy vehicles
DE897666C (en) * 1951-02-13 1953-11-23 Karl Fuchs Electrically powered, remotely controllable vehicle toys
US4093953A (en) * 1975-03-31 1978-06-06 Kraft Systems, Inc. Control stick assembly for radio control equipment
US4881917A (en) * 1987-12-30 1989-11-21 Itla Corporation Remote control steering mechanism
DE19920440A1 (en) 1999-05-04 2000-11-16 Getrag Getriebe Zahnrad Discrete gearbox for motor vehicle has two rotatable change rollers with peripheral grooves for axially movable guide elements coupled to gear engaging or disengaging mechanisms
US20060085111A1 (en) * 2002-12-18 2006-04-20 Satoru Kojima Roll angle control device for remote-controlled two-wheeled vehicle
US20060121824A1 (en) * 2004-10-26 2006-06-08 Lee Chun W Remote-controlled motorcycle and method of counter-steering

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2153702A1 (en) * 1971-10-28 1973-05-03 Wilhelm Frielinghaus Centrifugal clutch
CN2841110Y (en) * 2004-10-13 2006-11-29 株式会社多美 Running toy

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB397708A (en) * 1931-11-16 1933-08-31 Maurice Alfred Dambrine Improvements in and relating to an electrically controlled toy vehicles
DE897666C (en) * 1951-02-13 1953-11-23 Karl Fuchs Electrically powered, remotely controllable vehicle toys
US4093953A (en) * 1975-03-31 1978-06-06 Kraft Systems, Inc. Control stick assembly for radio control equipment
US4881917A (en) * 1987-12-30 1989-11-21 Itla Corporation Remote control steering mechanism
DE19920440A1 (en) 1999-05-04 2000-11-16 Getrag Getriebe Zahnrad Discrete gearbox for motor vehicle has two rotatable change rollers with peripheral grooves for axially movable guide elements coupled to gear engaging or disengaging mechanisms
US20060085111A1 (en) * 2002-12-18 2006-04-20 Satoru Kojima Roll angle control device for remote-controlled two-wheeled vehicle
US20060121824A1 (en) * 2004-10-26 2006-06-08 Lee Chun W Remote-controlled motorcycle and method of counter-steering

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114459772A (en) * 2022-01-28 2022-05-10 成都艾恩科技有限公司 General car model electric modulation pulse input signal decoupling method
CN114459772B (en) * 2022-01-28 2024-05-28 成都艾恩科技有限公司 Method for decoupling general-purpose vehicle mode electric modulation pulse input signals

Also Published As

Publication number Publication date
DE112011103936A5 (en) 2013-08-22
WO2012069126A1 (en) 2012-05-31
DE202010015911U1 (en) 2011-02-10
DE112011103912A5 (en) 2013-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE68910168T2 (en) Power steering device with simulation of a torque sensor.
DE102004027610A1 (en) Pedal unit and pedal assembly for motor vehicle
EP3188958A1 (en) Controlling a transmission with segmented wheels by means of an electronic control element
DE10101827A1 (en) Steering arrangement for motor vehicles
EP1893456B1 (en) Locking device for a steering shaft having a selectable switching position when the locking bolt arrangement is displaced in the direction of a release end position
EP2394077A1 (en) Actuation device having force feedback
DE102019216643A1 (en) System for learning a position for an electrical shift-by-wire switching system
WO2013149710A1 (en) Electric damper
DE10102244A1 (en) Steer by wire system includes feedback transducer for steering feel, which simulates end stop at maximum steering displacement of steered wheels
WO2012069125A1 (en) Actuator for converting a control signal to a mechanical movement
WO2013124091A1 (en) Drive unit for a step switch
DE2543107A1 (en) DEVICE FOR DRIVE CONTROL FOR HYDRAULICALLY OPERATED HIGH VOLTAGE CIRCUIT BREAKERS
EP3963615B1 (en) Method for carrying out a switchover of a switch, and drive system for a switch
DE10155441B4 (en) Method and device for aligning a steering angle sensor for electrical steering of an industrial truck
DE2758308A1 (en) Electric motor powered vehicle servo-assisted steering - uses motor current in place of steering moment as control reference
DE102007053694A1 (en) Vehicle steering system
DE2321403C3 (en) Drive device for a slide
DE2216272A1 (en) HIGH VOLTAGE SWITCHES, IN PARTICULAR DISCONNECTORS
EP2446522B1 (en) Linear acuator for a transmission shift device
DE2846413A1 (en) PARKING POWER STEERING FOR MOTOR VEHICLES
DE4213980A1 (en) Vehicular hydraulic servo steering - has control valve designed as linear slide valve having axially movable sleeve and operating lever which transmits movement of sleeve by lever effect on slider valve
DE3035611A1 (en) Remote control steering for models - has electric motor rack and pinion steering with rack not fixed to steering cross-member
DE2223033A1 (en) DEVICE FOR ADJUSTING A MOVEMENT ELEMENT IN A MODEL TOY
DE716259C (en) Device for the electrical remote transmission of position indicators, in particular from on-board devices u. Like. In aircraft
DE2204804C3 (en) Control device for adjustable organs of water turbines driven by individual servomotors

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11785326

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE2 Request for preliminary examination filed before expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112011103912

Country of ref document: DE

Ref document number: 1120111039123

Country of ref document: DE

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R225

Ref document number: 112011103912

Country of ref document: DE

Effective date: 20131002

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11785326

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1