操作装置、具有操作装置的网络装置及操作装置的无线电连接保护方法与流程

1.本发明涉及一种具有机器和用于操作所述机器的移动操作装置的网络装置。所述操作装置以信号技术经由第一网络区域内的第一无线电站和经由第二网络区域内的第二无线电站连接到所述机器。所述第一网络区域和所述第二网络区域在重叠区域中重叠。在所述重叠区域中，所述操作装置的连接从所述第一无线电站切换到所述第二无线电站。所述网络装置包括用于评估无线电站相关数据的评估装置和用于基于所评估的无线电站相关数据操控所述操作装置的控制装置。


背景技术：

2.在生产设施中，机器通常由有线的操作和控制设备以信号技术操控。在此，除了触发机器或机器部件的程序和/或运动的信号外，还可以传输和处理诸如紧急关闭或紧急停止的安全相关信号，以实现机器环境中人员的足够安全。用于操控所述机器的无线连接的、特别是通过无线电连接的操作和控制设备也是已知的。
3.例如，可能形成最接近现有技术的出版物de 199 20 299 b4描述了一种用于检测、传输和处理安全相关信号的方法和设备。所述安全相关信号在发送侧检测，并经由无线电逻辑地传输到接收侧。接收到的数据在接收侧得到处理和监视。由此可以利用诸如紧急关闭或紧急停止的安全相关信号来实现用于控制机器的信号的无线电传输。


技术实现要素：

4.在本发明的范围内，提出了根据权利要求1的特征的具有移动操作装置的网络装置、根据权利要求7的特征的用于网络装置的移动操作装置的无线电连接保护方法以及根据权利要求10的特征的用于网络装置的移动操作装置。本发明的优选或有利的实施方式从从属权利要求、以下描述和/或附图中得出。
5.所述网络装置包括机器和移动操作装置。所述移动操作装置优选地与所述机器无线地连接，特别是经由无线电连接。所述移动操作装置被构造为操作所述机器。例如，所述机器是具有机器部件的生产机器和/或生产机器人，其中所述机器和/或所述机器人可以布置在生产线内。
6.所述移动操作装置优选地是所谓的人机接口和/或所谓的人机界面。在结构上，所述移动操作装置可以被构造为操作面板。所述操作装置优选地具有方便的形式，从而所述操作装置可以由用户携带。
7.所述操作装置经由第一网络区域内的第一无线电站和第二网络区域内的第二无线电站以信号技术连接到所述机器。在本发明的范围内，在对应分配的网络区域内可以存在多于两个的无线电站，例如在三个、四个或五个网络区域中的三个、四个或五个无线电站，在这些无线电站内所述操作装置以信号技术连接到所述机器。
8.所述第一网络区域和所述第二网络区域在重叠区域中重叠。在存在多于两个网络
区域的情况下，这些网络区域可以在至少一个另外的重叠区域中重叠。在所述重叠区域中，特别是在每个重叠区域中存在多于两个网络区域的情况下，所述操作装置的连接从所述第一无线电站切换到所述第二无线电站。这种连接切换通常也称为所谓的移交（handover）。
9.如果所述操作装置由用户携带并且用户接近和/或进入所述重叠区域，则所述操作装置与所述机器之间的连接、特别是无线电连接的无线电信号可能会变弱。当携带所述操作装置的用户穿越所述重叠区域时，所述操作装置与所述机器的连接在布置于重叠的网络区域中的无线电站之间切换。由此可能导致所述操作装置与所述机器之间的连接短暂中断。
10.在本发明的范围内，优选地还可以在携带所述操作装置的用户接近网络区域的边界部分时使得所述无线电信号变弱。特别地，所述边界部分不与其他网络区域重叠；特别地，网络区域被布置为不重叠。可选地，在超出所述边界部分的情况下可以终止所述连接。
11.所述网络装置具有评估装置，所述评估装置被构造为评估无线电站相关数据。所述网络装置还具有控制装置，所述控制装置被构造为基于所评估的无线电站相关数据来操控所述操作装置。
12.根据本发明，所述操作装置具有信号单元。所述信号单元优选集成在所述操作装置中。所述信号单元被构造为输出至少一个信息和警告信号，特别是根据所评估的无线电站相关数据来输出至少一个信息和警告信号。
13.在本发明的优选实施规定中，所述控制装置激活所述信号单元以输出所述至少一个信息和警告信号。替代地或补充地，所述控制装置基于所评估的无线电站相关数据控制所述信号单元以输出所述至少一个信息和警告信号。
14.通常，携带所述操作装置的用户不会持续地位于机器附近以监视所述机器。由此，需要在机器环境中采取更多的安全预防措施。为了保证用户和停留在机器环境中的其他人的安全，在所述网络装置内规定，只要所述操作装置与所述机器之间的连接中断或终止，特别是由于连接切换和/或由于超出边界部分，就将所述机器切换到安全状态，例如紧急关闭状态。在机器的安全状态中，生产或加工会停止，这会导致延迟并可能引起高成本。
15.通过根据本发明的网络装置，可以通过将机器转移到安全状态来避免生产过程中不必要的中断，其方式特别是避免或减少连接切换以及可选地还避免或减少超出边界部分。然而，为此需要用户知道重叠区域布置在哪里和/或边界部分分布在哪里。只有这样用户才能及时避免接近、进入和/或超出重叠区域和/或边界部分。特别地，用户可以选择其他路径或返回。
16.因此特别有利的是，可以通过所述信号单元的信息和警告信号通知所述操作装置的用户：所述操作装置与所述机器之间的连接由于接近、进入和/或穿过重叠区域和/或跨越边界部分而即将切换、中断和/或终止。由于用户被警告，用户可以及时做出反应，避免网络切换、连接中断和/或连接终止，从而防止所述机器切换到安全状态。
17.在本发明的一种可能的构造实施中，所述操作装置具有定位单元。所述定位单元优选地被构造为识别所述操作装置的位置。特别地，所述定位单元被构造为将所述操作装置的位置的位置信号作为无线电站相关数据传送给所述评估装置。由此可以有利地确保所述控制装置根据所述操作装置在网络区域内的位置来操控所述操作装置，特别是所述信号单元。
18.替代地或可选补充地，所述网络装置包括检查单元。所述检查单元优选地被构造为检查和/或监视所述操作装置与所述机器之间的信号强度。特别地，所述检查单元被构造为将信号强度检查的检查信号作为无线电站相关数据传送给所述评估装置。
19.例如，所述检查单元向所述机器发送周期性的测试信号，以确定和监视所述信号强度。当所述测试信号到达所述机器时，例如反应信号从所述机器发送回所述检查单元。这意味着所述操作装置与所述机器之间存在足够的连接。如果所述测试信号延迟地到达所述机器或所述反应信号延迟地返回，则意味着连接较弱。然而，如果无线电信号没有到达所述机器，特别是没有获得反应信号，则意味着所述操作装置与所述机器之间的连接中断。通过监视无线电信号的信号强度可以有利地保证所述控制装置基于所述信号强度来操控所述操作装置，特别是所述信号单元。
20.在本发明的范围内有利的是，可以由所述评估装置基于无线电站相关数据来创建和输出网络覆盖图。特别地，所述网络覆盖图可以基于所述定位单元的持续位置识别和/或基于所述检查单元的周期性信号强度检查而定期更新。
21.在本发明的优选构造设计中，所述信息和警告信号是光信号、触觉信号和/或声音信号。例如，所述光信号是接通或关闭所述信号单元的至少一个指示灯。所述至少一个指示灯例如可以构造为多个led。可选地，led可以布置在操作装置的外壳上。为了告知信息，接通或关闭一个、一些或所有led。还可以想到，一个、一些或所有led具有可以不同或可以改变的颜色，以输出特定的信息和警告信号。
22.所述触觉信号例如可以是集成在操作装置中的信号单元的振动。所述声音信号例如是可以经由所述信号单元的扬声器输出的警告音或警告噪声。在本发明的范围内可以想到，所述至少一个信息和警告信号随着逐渐接近重叠区域和/或边界区域而改变或增强。
23.在本发明的优选实施方式中，所述信息和警告信号包括指向重叠区域所布置的至少一个方向、即将发生连接切换的至少一个方向和/或无线电连接发生暂时中断的至少一个方向的方向指示。替代地或可选补充地，所述方向指示表明网络区域的边界部分所在的至少一个方向和/或无线电连接即将终止的至少一个方向。
24.所述至少一个方向指示可以优选地通过以下方式实现，即，在所述操作装置的指向所述重叠区域或所述边界部分的侧上输出所述光信号或所述触觉信号。替代地或可选补充地，在所述光信号的情况下，led可以改变其颜色或闪烁。在提供声音信号的情况下，所述声音信号可以随着接近重叠区域或区域边界而出现和/或增加音量或频率。
25.本发明的另一主题形成一种用于根据前述描述和/或根据权利要求1至6中任一项所述的移动操作装置的无线电连接保护方法，其中所述移动操作装置在第一网络区域内的第一无线电站与第二网络区域内的第二无线电站之间连接到所述机器。根据本发明，在该方法的范围内，当连接切换即将发生时输出所述信息和警告信号。可选补充地，当信号强度降低时、当无线电信号即将中断时和/或当无线电信号即将终止时输出所述信息和警告信号。
26.在无线电连接保护方法的范围中优选的是，将所述信息和警告信号，例如光信号、触觉信号和/或声音信号，在边缘区域中和/或在所述操作装置的外侧输出，特别是在所述操作装置的外壳上输出。优选地，所述信息和警告信号在指向重叠区域或边界部分的外侧上和/或其中将出现连接切换、连接中断或连接终止的外侧上输出。
27.在无线电连接保护方法的范围内特别优选的是，所述至少一个信息和警告信号随着操作装置、特别是集成在所述操作装置中的信号单元逐渐接近重叠区域或边界部分而改变和/或放大。
28.本发明的另一主题形成一种用于执行所描述的无线电连接保护方法的移动操作装置，特别是用于所描述的网络装置，其中所述操作装置被设置为在第一网络区域内的第一无线电站与第二网络区域内的第二无线电站之间连接到机器，其中所述操作装置被设置为当连接切换即将发生时输出信息和警告信号。所述操作装置优选地设置为将所述信息和警告信号作为光信号、触觉信号和/或声音信号输出，其中所述操作装置在所述操作装置的外侧或外边缘上输出所述光信号、触觉信号和/或声音信号，其中所述外侧或所述外边缘指向重叠区域所在的方向和/或将进行连接切换的方向。特别地，所述操作装置还被设置为随着所述操作装置逐渐接近重叠区域而以改变和/或放大的方式输出所述信息和警告信号。
29.优选地，所述移动操作装置具有带有多个外侧的外壳。优选地，所述信号单元的至少一个发光装置，特别是led，布置在所述外壳中。例如，这些led沿着边缘区域和/或沿着所述外壳的外侧先后布置成行。
附图说明
30.本发明的其他特征、优点和效果由以下对本发明的优选实施例的描述得出。
31.图1a示出了网络装置的用于操作网络装置的机器的移动操作装置的俯视平面图；图1b以侧视的平面图示出了操作装置；图2示出了具有图1a中的操作装置的网络装置，其中操作装置经由三个网络区域的无线电站连接到机器；图3示出了具有图1b中的操作装置的网络装置，其中操作装置经由两个网络区域的无线电站连接到机器。
32.彼此对应的或相同的部件在图中分别设有相同的附图标记。
具体实施方式
33.图1a和图1b中示出了用于网络装置1（参见图2和图3）的移动操作装置2。在图1a中，操作装置2以俯视的平面图示出，而在图1b中以侧视的平面图示出。
34.操作装置2被构造为具有方便尺寸的基本上矩形的操作面板。用户可以借助于移动操作装置2来操作网络装置1的机器3（参见图2和图3），同时用户随身携带操作装置2并且特别是并非持久地直接位于机器3附近。为此，操作装置2无线地连接到机器3，特别是经由无线电连接。
35.操作装置2包括外壳4和信号单元5，其中信号单元5容纳在外壳4中。信号单元5可以输出至少一个信息和警告信号。
36.信号单元5包括大量led 6形式的至少一个发光装置，用于输出至少一个光信号作为至少一个信息和警告信号。led 6在外壳4的围绕操作装置2的边缘区域中先后布置成行。
37.从图3可以看出，信号单元5还包括振动装置7，用于产生振动警报作为至少一个信息和警告信号。在另一实施例中，信号单元5替代地或补充地包括扬声器，用于输出警告音或警告噪声形式的至少一个声音信号作为至少一个信息和警告信号。
6a以诸如红色或橙色的第一颜色发光，这些led 6a布置在外壳4的指向目标重叠区域10c的外侧上。布置在外壳4的其他外侧上的所有其余led 6b以诸如绿色或白色的第二颜色发光。通过这种方式可以向用户表明重叠区域10c布置在哪个方向上，从而用户必要时可以采取不同的方向，以防止机器3切换到安全状态。
49.替代地，根据图2可能的是，对于替代示出的、位于第一网络区域9a中并且接近第一重叠区域10a的操作装置2a，仅布置在外壳4的指向第一重叠区域10a的外侧或外边缘上的led 6c发光。替代示出的操作装置2a的所有其余led 6d不发光。
50.也可能的是，当操作装置2接近重叠区域10a时，在目标重叠区域10a的方向上布置在外壳4的外侧或外边缘上的led 6c闪烁，而背离重叠区域10a的led 6d不发光也不闪烁。led 6c的闪烁频率可以随着逐渐接近重叠区域10a而增加和/或随着距离增加而减小，从而用户甚至可以更好地估计与重叠区域10a的距离。
51.图3示出了在第一网络区域9a中具有第一无线电站8a并且在第二网络区域9b中具有第二无线电站8b的网络装置1。第一网络区域9a在第一重叠区域10a中与第二网络区域9b重叠。
52.操作装置2布置在第一网络区域9a中并且经由第一无线电站8a连接到机器3。通过在图3的俯视图中所示的操作装置2的右外侧或右外边缘，操作装置2接近第一重叠区域10a。基于由评估装置12评估的无线电站相关数据，控制装置13操控信号单元5以振动警报的形式向布置在右侧的振动装置7a输出触觉信号，从而指向右侧的外侧或外边缘振动。因此，当指向左侧的外侧或外边缘例如接近边界部分11a时，所述振动警报也可以在布置于左侧的振动装置7b上振动。由此可以使用户注意重叠区域10a布置在操作装置2振动的地方并且因此即将发生连接切换。对应于上述频率变化，振动警报的振动也可以随着逐渐接近而加强和/或随着与重叠区域10a的距离增加而减少。
53.替代地或可选补充地，如果用户朝着其将遇到重叠区域10a、10b、10c之一的方向移动，则也可以以警告音或警告噪声的形式输出声音信号。所述声音信号的音量可以随着逐渐接近而增加和/或随着距离的增加而减小。还可能的是，所述声音信号的输出频率随着逐渐接近重叠区域10a、10b、10c，而增加。
54.附图标记列表1
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网络装置2
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操作装置3
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机器4
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外壳5
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信号单元6、6a-6c
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led7、7a、7b 振动装置8a-8c
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无线电站9a-9c
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网络区域10a-10c
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重叠区域11a-11c
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边界部分12
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评估装置
13
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控制装置14
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定位单元15
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检查单元。