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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Arbeitsplatzsystem umfassend einen Tisch und wenigstens einen elektrischen Antrieb, der dazu eingerichtet ist, eine Höhe des Tisches zu verstellen. Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Steuerung eines derartigen Arbeitsplatzsystems.
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Bei einem Arbeitsplatzsystem mit einem höhenverstellbaren Tisch wird eine Höhe des Tisches verstellt, um diese einer Haltung (stehend/sitzend) eines Benutzers des Arbeitsplatzsystems anzupassen. Darüber hinaus kann die Höhe des Tisches einer Größe des Benutzers in der jeweiligen Haltung angepasst werden. Dem Benutzer ist hierbei häufig nicht bewusst, was eine ergonomisch geeignete Tischhöhe für seine Körpergröße ist.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Arbeitsplatzsystem und ein Verfahren zur Steuerung eines Arbeitsplatzsystems zu beschreiben, mit dem eine ergonomisch geeignete Tischhöhe für einen Benutzer bestimmt werden kann.
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Die oben genannte Aufgabe wird mit dem Gegenstand und dem Verfahren der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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In einer Ausgestaltung umfasst ein Arbeitsplatzsystem einen Tisch und wenigstens einen elektrischen Antrieb, der dazu eingerichtet ist, eine Höhe des Tisches zu verstellen. Das Arbeitsplatzsystem umfasst ferner wenigstens einen an dem Tisch angeordneten Tiefensensor, der dazu eingerichtet ist, in wenigstens einem Punkt eine Entfernung zwischen dem wenigstens einen Tiefensensor und einem vor dem Tisch befindlichen Benutzer des Arbeitsplatzsystems zu messen. Das Arbeitsplatzsystem umfasst des Weiteren wenigstens einen Neigungssensor, der dazu eingerichtet ist, einen Neigungswinkel des Tiefensensors zu detektieren. Vorzugsweise bildet der wenigstens eine Neigungssensor dazu mit dem wenigstens einen Tiefensensor eine bauliche Einheit. Das Arbeitsplatzsystem umfasst ferner wenigstens eine Auswerteeinheit, die dazu eingerichtet ist, wenn die von dem Tiefensensor gemessene Entfernung einen vordefinierten Wert unter- bzw. überschreitet, eine Stellhöhe des Tisches auszuwerten. Die Auswerteeinheit ist ferner dazu eingerichtet, basierend auf der Stellhöhe und dem Neigungswinkel des wenigstens einen Neigungssensors eine Höhe des Benutzers zu berechnen und zu signalisieren, wenn die aktuelle Tischhöhe für die Höhe des Benutzers nicht geeignet ist.
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Ein derartiger Aufbau ermöglicht es, eine Höhe des Benutzers mit einfachen, kostengünstigen Tiefensensoren zu bestimmen. Insbesondere eignen sich beispielsweise Sensoren, die eine Distanz mittels Laufzeitverfahren messen, sogenannte TOF-Sensoren (engl. Time of flight, TOF). Alternative Entfernungsmesser, beispielsweise basierend auf Ultraschall-Messverfahren, sind selbstverständlich ebenfalls denkbar. Es werden keine aufwendigen und teuren Sensoren benötigt. Des Weiteren kann auf diese Weise eine Höhe eines beliebigen Benutzers bestimmt werden, ohne dass sich ein Benutzer registrieren und/oder Körperdaten an dem Arbeitsplatzsystem hinterlegen muss. Ein Berechnen der Höhe des Benutzers kann ohne Aufwand für den Benutzer jedes Mal durchgeführt werden, wenn der Benutzer von einer sitzenden in eine stehende Haltung an dem Tisch wechselt. Als Höhe des Benutzers kann beispielsweise der höchste Punkt des Kopfes des Benutzers verwendet werden. Der Neigungssensor, der eine bauliche Einheit mit dem Tiefensensor bildet, ermöglicht es, die von dem Tiefensensor gemessene Distanz und/oder die berechnete Höhe des Benutzers zu korrigieren, sollten die gemessenen bzw. berechneten Werte aufgrund einer Schrägstellung des Tiefensensors verfälscht sein.
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In wenigstens einer Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit ferner dazu eingerichtet, die Berechnung der Höhe des Benutzers in Abhängigkeit einer Verstellung der Höhe des Tisches auszulösen.
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In wenigstens einer Ausgestaltung umfasst das Arbeitsplatzsystem einen Anwesenheitssensor, der dazu eingerichtet ist, eine Anwesenheit des Benutzers am Arbeitsplatzsystem zu detektieren. Auf diese Weise kann die Vorrichtung zur Bestimmung der Höhe des Benutzers immer dann aktiv sein, wenn das Arbeitsplatzsystem eine Anwesenheit des Benutzers detektiert. Als Anwesenheitssensor eignet sich beispielsweise ein Bewegungsmelder oder ein Wearable, über das eine Anwesenheit des Benutzers erkannt wird. Der Anwesenheitssensor kann zusätzlich auch andere Aktionen des Arbeitsplatzsystems auslösen. So zum Beispiel bei einem Ankommen des Benutzers eine Beleuchtung einschalten, eine Steckdose aktivieren, eine Begrüßung signalisieren und/oder ein Wearable, Smart Device oder ähnliches mit dem Arbeitsplatzsystem verbinden. Derartige Aktionen können beispielsweise rückgängig gemacht werden, wenn ein Verlassen des Benutzers des Arbeitsplatzsystems registriert wird.
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In wenigstens einer Ausgestaltung umfasst das Arbeitsplatzsystem ferner einen Arbeitsstuhl, wobei der Arbeitsstuhl wenigstens einen Sensor aufweist der dazu eingerichtet ist, eine sitzende Haltung des Benutzers zu detektieren. Auf diese Weise kann ein automatisches Verstellen der Höhe des Tisches und/oder ein Nachfragen, ob die Höhe des Tisches automatisch verstellt werden soll, immer dann erfolgen, wenn eine Änderung der Haltung des Benutzers registriert wird. Insbesondere im Zusammenspiel mit dem Anwesenheitssensor kann das Arbeitsplatzsystem erkennen, ob der Benutzer eine sitzende Haltung oder eine stehende Haltung inne hat, die Position ändert (z.B. Wechsel Sitzen-Stehen oder Stehen-Sitzen), oder das Arbeitsplatzsystem verlassen hat.
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In wenigstens einer Ausgestaltung umfasst das Arbeitsplatzsystem ferner eine Steuereinheit, die dazu eingerichtet ist, ein Steuersignal zur Höhenverstellung des Tischs zu generieren. Mit dem Steuersignal wird der wenigstens eine elektrische Antrieb angesteuert. Der Benutzer kann die Steuereinheit betätigen, wenn ihm signalisiert wird, dass die aktuelle Tischhöhe für seine Größe nicht geeignet ist.
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In wenigstens einer Ausgestaltung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, das Steuersignal zur Höhenverstellung des Tisches, basierend auf einer von der wenigstens einen Auswerteeinheit berechneten geeigneten Tischhöhe zu generieren. Auf diese Weise erfolgt eine Anpassung der Tischhöhe auf eine ergonomisch geeignete Höhe automatisch, gegebenenfalls auf Bestätigung einer Nachfrage, wenn die aktuelle Tischhöhe für die Höhe des Benutzers nicht geeignet ist.
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In wenigstens einer Ausgestaltung umfasst das Arbeitsplatzsystem ferner eine Eingabeeinheit, über die der Benutzer des Arbeitsplatzsystems wenigstens eine der folgenden Eingaben vornehmen kann: Signalisierung einer Anwesenheit des Benutzers, Signalisierung ob der Benutzer sitzt oder steht, Starten der Höhendetektion des Benutzers, oder Verstellen der Tischhöhe auf die von dem Arbeitsplatzsystem berechnete geeignete Tischhöhe. Auf diese Weise kann eine Anwesenheit des Benutzers und/oder eine Haltung des Benutzers signalisiert werden, auch wenn die entsprechenden Sensoren defekt oder nicht vorhanden sind. Außerdem ist es damit möglich, die oben beschriebene Berechnung der Höhe des Benutzers manuell zu starten. Ferner kann bei einer Signalisierung einer für die Höhe des Benutzers nicht geeigneten Tischhöhe die Tischhöhe manuell von dem Benutzer angepasst werden.
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In wenigstens einer Ausgestaltung umfasst die Auswerteeinheit einen nichtflüchtigen Speicher, auf dem eine Tabelle zur Zuordnung einer geeigneten Tischhöhe zu einer berechneten Höhe des Benutzers gespeichert ist. Auf diese Weise kann eine einfache Korrelation zwischen der berechneten Höhe des Benutzers und der ergonomisch geeigneten Tischhöhe hergestellt werden. Benutzerspezifische Daten werden in dieser Ausgestaltung nicht benötigt. Es genügt, auf dem nichtflüchtigen Speicher Daten entsprechend ergonomischer Standards bereitzustellen. Insbesondere können unterschiedliche Tabellen für stehende und sitzende Haltungen gespeichert werden. Alternativ zu einer Tabelle kann die Auswerteeinheit die geeignete Tischhöhe auch berechnen. Auch ist eine Kombination aus Tabellendaten mit einer Berechnung durch die Auswerteeinheit für die geeignete Tischhöhe möglich.
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In wenigstens einer Ausgestaltung umfasst das Arbeitsplatzsystem ferner eine Anzeigeeinheit, die dazu eingerichtet ist, dem Benutzer eine von der Auswerteeinheit erkannte, nicht geeignete Tischhöhe anzuzeigen. Eine derartige Anzeigeeinheit kann beispielsweise eine optische Anzeige an der Eingabeeinheit sein. Alternativ kann auch ein akustisches Signal oder ein haptisches Signal, beispielsweise durch eine Vibration der Anzeigeeinheit oder eines anderen Teils des Arbeitsplatzsystems, eine nicht geeignete Tischhöhe anzeigen. Ferner ist es möglich eine von der Auswerteeinheit erkannte, nicht geeignete Tischhöhe beispielsweise auf einem Bildschirm eines Computersystems anzuzeigen.
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In wenigstens einer Ausgestaltung umfasst das Arbeitsplatzsystem ferner einen Monitor, wobei der Tiefensensor und der Neigungssensor an dem Monitor angebracht sind und die Auswerteeinheit die Höhe des Benutzers basierend auf der Stellhöhe des Tisches, dem Neigungswinkel und einer Höhe des Monitors berechnet. Hierbei kann die Höhe des Monitors feststehend sein, jedoch ist es auch möglich, dass der Monitor manuell oder elektrisch verstellbar ist. Auf diese Weise kann die Berechnung der Höhe des Benutzers bei einer Verstellung der Höhe des Tisches und/oder bei einer Verstellung der Höhe des Monitors durchgeführt werden.
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In wenigstens einer Ausgestaltung umfasst der Tisch eine Tischplatte. Der wenigstens eine Tiefensensor und der Neigungssensor sind an einer der folgenden Stellen angeordnet: auf einer Oberfläche der Tischplatte, integriert in die Oberfläche der Tischplatte, an einer Unterseite der Tischplatte, oder seitlich an der Tischplatte. Insbesondere, wenn der Tiefensensor und Neigungssensor in der Tischplatte integriert sind, sind Tiefensensor und Neigungssensor schräg nach oben geneigt. Die korrekte Höhe wird dann durch den von dem Neigungssensor bestimmten Neigungswinkel berechnet.
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In wenigstens einer Ausgestaltung umfasst das Arbeitsplatzsystem eine Sensorhalterung, die an dem Tisch angeordnet ist. Der wenigstens eine Tiefensensor und der Neigungssensor sind an der Sensorhalterung angebracht ist.
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In wenigstens einer Ausgestaltung umfasst das Arbeitsplatzsystem ferner wenigstens einen weiteren Tiefensensor, der dazu eingerichtet ist, eine Montagehöhe der baulichen Einheit zu messen. Die Montagehöhe kann beispielsweise die Höhe der baulichen Einheit, bestehend aus Tiefensensor zur Messung der Entfernung des Benutzers und Neigungssensor, über der Tischplatte des Tisches darstellen. Alternativ kann der wenigstens eine weitere Tiefensensor auch dazu verwendet werden, eine absolute Höhe der baulichen Einheit über einem Boden, auf dem der Tisch steht, zu messen. Letzteres bietet sich insbesondere an, wenn die bauliche Einheit beispielsweise an einer Unterseite der Tischplatte angebracht ist.
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In einem zweiten Aspekt wird die oben genannte Aufgabe durch ein Verfahren zur Steuerung eines eingangs beschriebenen Arbeitsplatzsystems gelöst. Das Arbeitsplatzsystem weist ferner wenigstens einen an dem Tisch angeordneten Tiefensensor, wenigstens einen mit dem Tiefensensor eine bauliche Einheit bildenden Neigungssensor und wenigstens eine Auswerteeinheit auf. Das Verfahren umfasst die Schritte:
- - Verstellen einer Höhe des Tisches durch den wenigstens einen elektrischen Antrieb,
- - Messen einer Entfernung mit dem Tiefensensor in wenigstens einem Punkt zwischen dem wenigstens einen Tiefensensor und einem vor dem Tisch befindlichen Benutzer des Arbeitsplatzsystems während die Höhe des Tisches verstellt wird,
- - Detektieren eines Neigungswinkels des Tiefensensors mit dem Neigungssensor,
- - Berechnen einer Höhe des Benutzers mit der Auswerteeinheit wenn die von dem Tiefensensor gemessene Entfernung einen vordefinierten Wert unter- bzw. überschreitet, wobei die Berechnung auf einer Stellhöhe des Tisches und dem Neigungswinkel des Tiefensensors basiert,
- - Signalisieren einer aktuell nicht geeigneten Tischhöhe basierend auf der berechneten Höhe des Benutzers.
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In wenigstens einer Ausgestaltung des Verfahrens wird das Verstellen der Höhe des Tisches und das Vermessen der Höhe des Benutzers automatisch gestartet, wenn eine Anwesenheit des Benutzers in einem vorbestimmten Zeitraum erstmals registriert wird. Auf diese Weise ist es möglich, das Verstellen des Tischs und das Vermessen der Höhe des Benutzers automatisch nur einmal während des vorbestimmten Zeitraums durchzuführen. Auf diese Weise wird vermieden, dass bereits nach kurzzeitiger Abwesenheit des Benutzers eine erneut registrierte Anwesenheit zum Verstellen der Höhe des Tisches und Vermessen der Höhe des Benutzers führt. Würde dies zu häufig durchgeführt, wäre es störend für den Benutzer.
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In wenigstens einer Ausgestaltung des Verfahrens wird das Verstellen der Höhe des Tisches und das Vermessen der Höhe des Benutzers automatisch gestartet, wenn eine Veränderung einer Position des Benutzers von einer Sitz- in eine Stehhaltung und/oder von einer Steh- in eine Sitzhaltung registriert wird.
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Die hier beschriebenen Ausgestaltungen des Verfahrens eignen sich insbesondere zur Steuerung der oben beschriebenen Ausgestaltungen des Arbeitsplatzsystems.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den angehängten Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der angehängten Figuren beschrieben. In den Figuren werden für Elemente mit im Wesentlichen gleicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet, diese Elemente müssen jedoch nicht in allen Einzelheiten identisch sein.
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In den Figuren zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Arbeitsplatzsystems in einem ersten Zustand,
- 2 eine schematische Darstellung des Arbeitsplatzsystems gemäß 1 in einem zweiten Zustand,
- 3 eine Seitenansicht eines Arbeitsplatzsystems für einen sitzenden Benutzer,
- 4 eine Seitenansicht des Arbeitsplatzsystems gemäß 3 für einen stehenden Benutzer,
- 5 eine Draufsicht eines Arbeitsplatzsystems,
- 6 eine Explosionsdarstellung eines Sensors.
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Die 1 und 2 zeigen schematische Darstellung eines Arbeitsplatzsystems 1 in zwei unterschiedlichen Zuständen A, B. Beide Figuren zeigen einen Tisch 2 mit einer Tischplatte 3 und einem Tischbein 4. Das Tischbein 4 ist in beiden Figuren höhenverstellbar. Hierzu befinden sich in dem Tischbein 4 eine Steuereinheit sowie ein elektrischer Antrieb, die jedoch in den Figuren nicht zu sehen sind. An dem Tisch 2 sitzt in beiden Figuren ein Benutzer 5 des Arbeitsplatzsystems 1. An einer dem Tischbein 4 abgewandten Oberseite der Tischplatte 3 ist ein Tiefensensor 6 angeordnet. Der Tiefensensor 6 ist dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 nicht unmittelbar an der Tischplatte 3 angebracht, sondern ein Stück über der Tischplatte 3. Der Tiefensensor 6 kann beispielsweise auf einem auf der Tischplatte 3 stehenden Monitor oder auf einer eigens für den Tiefensensor 6 vorgesehenen Sensorhalterung angebracht sein. Alternativ kann der Tiefensensor 6 selbstverständlich auch auf, an oder unter der Tischplatte 3 angebracht sein.
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In beiden Figuren ist der Tisch 2 auf eine Höhe ht , ht' eingestellt, was einer Höhe der Tischplatte über einem Boden, auf dem der Tisch 2 steht entspricht. Eine Höhe hu , hu' des Benutzers 5 stellt in beiden Figuren die Höhe eines oberen Endes eines Kopfes des Benutzers 5 über dem Boden dar. In den Zuständen A und B sind die Höhen ht und ht' bzw. hu und hu' jeweils identisch. Eine Höhe hs , hs' des Tiefensensors 6 über der Tischplatte 3 unterscheidet sich jedoch in den Zuständen A und B.
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In dem Zustand A sind die Höhe ht der Tischplatte 3 und die Höhe hs des Tiefensensors 6 so eingestellt, dass sie zusammen die Höhe hu des Benutzers 5 ergeben. Ferner ist der Tiefensensor 6 im Zustand A waagrecht ausgerichtet, sodass er eine Distanz d entlang einer horizontalen Linie, parallel zu der Oberfläche der Tischplatte 3, zwischen dem Tiefensensor 6 und einem vor dem Tiefensensor 6 befindlichen Objekt misst. 1 zeigt den Zustand A, bei dem die Höhe ht des Tischs 2 zusammen mit der Höhe hs des Tiefensensors 6 die Höhe hu des Benutzers 5 ergeben. Es ergibt sich das Höhenverhältnis hu = hs + ht . In diesem Zustand A misst der Tiefensensor 6 die Distanz d zwischen dem Tiefensensor 6 und dem höchsten Punkt des Kopfes des Benutzers 5.
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Wird im Zustand A die Höhe hs und/oder die Höhe ht vergrößert, so erfasst die Messung des Tiefensensors 6 nicht mehr den Benutzer 5, sondern ein hinter dem Benutzer 5 liegendes Objekt, beispielsweise eine Wand. Dies hat einen signifikanten Anstieg der von dem Tiefensensor 6 gemessenen Entfernung zur Folge. In diesem Ausführungsbeispiel misst der Tiefensensor 6 die Distanz d mehrmals pro Sekunde während einem Verfahren des Tisches 2. Die Messungen ergeben ein Tiefenprofil, z.B. wenn der Tisch nach oben gefahren wird ab einer Brusthöhe des Benutzers 5. Wird innerhalb einer Höhendifferenz von beispielsweise 2 cm eine Tiefendifferenz zwischen gemessenen Distanzen d von beispielsweise mehr als 30 cm registriert, so ist der höchste Punkt des Kopfes des Benutzers 5 erreicht und überschritten worden.
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Alternativ könnte der signifikante Anstieg beispielsweise als ein Überschreiten eines vorbestimmten absoluten Grenzwertes registriert werden. Dieser Grenzwert kann beispielsweise im Bereich typischer Entfernungen von einem Benutzer 5 zu einem Monitor liegen, insbesondere, wenn der Tiefensensor 6 auf einem derartigen Monitor angebracht ist. Je nach Größe des Monitors kann dieser Bereich beispielsweise zwischen 50cm und 80cm liegen. Eine weitere Möglichkeit wäre es, eine signifikante Abweichung von einem gleitenden Mittelwert der gemessenen Distanzwerte d als signifikanten Anstieg auszuwerten.
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Das Arbeitsplatzsystem 1 umfasst eine Auswerteeinheit, die in den 1 und 2 jedoch nicht zu sehen ist. Die Auswerteeinheit erkennt den signifikanten Anstieg der gemessenen Distanz d und kann so, basierend auf der Höhe ht des Tischs 2 und der Höhe hs des Tiefensensors 6 die Höhe hu des Benutzers 5 berechnen.
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Die Auswerteeinheit hat beispielsweise einen nichtflüchtigen Speicher, auf dem eine Tabelle gespeichert ist. Die Tabelle umfasst eine Datenbank mit normierten Körperrelationen und entsprechenden ergonomisch geeigneten Höhen ht , hs . Mit dieser Tabelle können berechneten Höhen hu des Benutzers 5 ergonomisch geeignete Höhen ht , hs für den Tisch 2 und für den Tiefensensor 6 zugeordnet werden. Zusätzlich kann die Datenbank auch mit benutzerspezifischen Körperrelationen konfiguriert und über eine Benutzeridentifikation der für den Benutzer relevante Datensatz ausgewählt werden. Registriert die Auswerteeinheit nach Abgleich der Tabelle mit der berechneten Höhe hu des Benutzers 5, dass die aktuelle Höhe ht , hs des Tischs 2 und/oder des Tiefensensors 6, beispielsweise wenn dieser auf einem Monitor angebracht ist, ergonomisch nicht geeignet ist, kann die Auswerteeinheit dem Benutzer 5 dies signalisieren. Das kann beispielsweise über ein eigens dafür an dem Arbeitsplatzsystem 1 angebrachtes Display, über einen Monitor oder durch ein akustisches oder haptisches Signal erfolgen. Daraufhin hat der Benutzer 5 die Möglichkeit, manuell über eine Eingabeeinheit die Höhe ht und/oder die Höhe hs zu verstellen oder dem Arbeitsplatzsystem 1 einen Befehl zu geben, die besagten Höhen ht , hs automatisch auf ergonomisch geeignete Werte einzustellen. Alternativ zur Verwendung einer Tabelle können geeignete Höhen ht , hs auch von der Auswerteeinheit berechnet werden.
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In dem Zustand B ist die Höhe hs' des Tiefensensors 6 größer als die Höhe hs in dem Zustand A. Zusätzlich ist der Tiefensensor 6 nicht waagrecht ausgerichtet, sondern nach unten, in Richtung der Tischplatte 3 um einen Winkel a gegenüber der waagrechten Ausrichtung verkippt. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn der Tiefensensor 6 auf einem Monitor angebracht ist, der Monitor nach oben verschoben und nach unten verkippt wurde. Die Verkippung des Tiefensensors 6 hat zur Folge, dass im Zustand B die Höhe hu' des Benutzers nicht mehr gleich der Summe der Höhen hs' und ht' ist. Um diesen Unterschied zu erkennen und zu korrigieren, ist an dem Tiefensensor 6 ein Neigungssensor 7 angebracht. Tiefensensor 6 und Neigungssensor 7 bilden eine bauliche Einheit, d.h. sie sind so verbunden, dass wenn der Tiefensensor 6 verkippt wird, der Neigungssensor 7 um denselben Winkel mit verkippt wird. Beispielsweise ist der Neigungssensor 7 an dem Tiefensensor 6 angebracht oder beide Sensoren 6, 7 sind auf einer gemeinsamen Platine montiert. Mit dem Neigungssensor 7 kann der Winkel a bestimmt werden.
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In dem Fall des Zustands B gilt, wenn die Auswerteeinheit den signifikanten Anstieg der Distanz d' registriert, die Gleichung hu' + hk = hs' + ht'. Die Werte hs' und ht' sind der Auswerteeinheit aus den Stellhöhen des Tischs 2 und einer Montagehöhe des Tiefensensors 6 über der Tischplatte 3 bekannt. Alternativ oder zusätzlich kann an der baulichen Einheit aus Tiefensensor 6 und Neigungssensor 7 ein weiterer, in den 1 und 2 nicht gezeigter, Tiefensensor angebracht sein, welcher in diesem Fall den Wert hs' misst. Ein derartiger weiterer Tiefensensor kann an der baulichen Einheit befestigt sein und nach unten, in Richtung der Tischplatte zeigen und so die Höhe der baulichen Einheit über der Tischplatte 3 messen.
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Aus dem Winkel a und der gemessenen Distanz d', in dem Moment, wenn der signifikante Anstieg registriert wird, kann dann die Korrekturhöhe hk bestimmt werden. Diese kann von der Summe hs' + ht' abgezogen werden, sodass die korrekte Höhe hu' bestimmt werden kann. Wäre der Tiefensensor 6 von der Tischplatte 3 weggekippt und würde nach oben zeigen, so würde dies ebenfalls von dem Neigungssensor 7 erkannt und die Korrekturhöhe hk zu der Summe hs' + ht' addiert. Basierend auf der bestimmten Höhe hu' des Benutzers 5 können entsprechend dem Zustand A dem Benutzer 5 ergonomisch nicht geeignete Höhen hs' bzw. ht' signalisiert werden.
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Die Verkippung hat ferner auch zur Folge, dass die von dem Tiefensensor 6 gemessene Distanz d' größer ist als die im Zustand A gemessene Distanz d. In diesem Ausführungsbeispiel wird, wie oben beschrieben, der signifikante Anstieg der gemessenen Distanz d durch eine Auswertung der Tiefendifferenz der gemessenen Distanzwerte d für eine bestimmte Höhendifferenz registriert. In diesem Fall wird keine absolute Entfernung ausgewertet. Somit muss die im Zustand B gezeigte Verfälschung der Distanz d nicht zwingen korrigiert werden. Es wäre allerdings möglich, aus der im Zustand B gemessenen Distanz d' die Distanz d mittels des bestimmten Winkels a zu berechnen. Dies wäre insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein Vergleich der absolut gemessenen Entfernung mit einem absoluten Grenzwert verglichen wird, um den signifikanten Anstieg der Distanz d zu bestimmen. Alternativ zur Korrektur der gemessenen Distanz d' kann bei einer derartigen Auswertung auch ein genügend hoher vorbestimmter Grenzwert gewählt werden, sodass die Korrektur der Distanz d', die gewöhnlich im Bereich einiger Zentimeter liegt, obsolet wird.
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Die 3 und 4 zeigen Seitenansichten eines Arbeitsplatzsystems 1 für einen sitzenden Benutzer 5 in 3 und für einen stehenden Benutzer 5 in 4. Im Wesentlichen entspricht die Ausgestaltung des Arbeitssystems 1 der 3 und 4 der Ausgestaltung des Arbeitssystems 1 der 1 und 2. In den 3 und 4 befindet sich die bauliche Einheit des Tiefensensors 6 und des Neigungssensors 7 an einem oberen Ende eines Monitors 8, der auf der Tischplatte 3 steht. Der Monitor 8 umfasst in den 3 und 4 eine höhenverstellbare Monitorhalterung 9 mit einem elektrischen Antrieb, sodass die Monitorhalterung 9 elektrisch höhenverstellbar ist. Hierzu befindet sich in der Monitorhalterung 9 beispielsweise ein Spindelantrieb. Dadurch kann zusätzlich zu einer ergonomisch korrekten Einstellung der Höhe ht" des Tischs 2 auch eine ergonomisch korrekte Einstellung der Höhe hs" des Tiefensensors 6 auf dem Monitor 8 und somit des Monitors 8 vorgenommen werden.
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3 zeigt einen Zustand C, nachdem eine ergonomische Korrektur der Höhen hs" bzw. ht" vorgenommen wurde. In diesem Zustand befindet sich beispielsweise die oberste Zeile des Monitors 8 in etwa 15° unterhalb einer Augenhöhe des Benutzers 5. Unterarme des Benutzers 5 liegen locker auf der Tischplatte 3 auf und Ober- und Unterarm bilden einen rechten Winkel. Alternative Vorgaben zur Einstellung ergonomisch korrekter Höhen hs" bzw. ht" sind selbstverständlich möglich. In dem Zustand C, gezeigt in 3, sitzt der Benutzer 5 auf einem Arbeitsstuhl 10. Der Arbeitsstuhl 10 umfasst einen Sensor, beispielsweise eine Gasfeder 11, um einen Druck auf den Arbeitsstuhl 10 zu registrieren. Auf diese Weise kann das Arbeitsplatzsystem 1 feststellen, ob der Benutzer 5 an dem Tisch 2 sitzt oder steht. Registriert die Gasfeder 11 durch einen Rückgang des Drucks auf den Arbeitsstuhl 10, dass der Benutzer 5 nicht mehr an dem Tisch 2 sitzt, geht das Arbeitsplatzsystem 1 in den in 4 gezeigten Zustand D über. Dies kann beispielsweise automatisch, wenn der Benutzer 5 eine Rückfrage des Arbeitsplatzsystems 1 bestätigt, oder durch eine manuelle Höhenverstellung durch den Benutzer 5 durchgeführt werden. Zusätzlich können in dem Arbeitsstuhl 10 auch weitere Sensoren eingebaut sein, um beispielsweise auch eine Körperhaltung des Benutzers 5 auszuwerten.
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Während die Tischplatte 3 durch ein Ausfahren der Tischbeine 4 nach oben gefahren wird steht der Benutzer 5 vor dem Tisch 2. Parallel dazu wird im hier beschriebenen Ausführungsbeispielen auch die Monitorhalterung 9 ausgefahren. Alternativ dazu kann eine Höhe des Monitors 8 auch nach dem Verfahren des Tisches 2 durchgeführt werden. Es ist selbstverständlich auch möglich, eine Höhe des Monitors 8 beizubehalten. Der Tiefensensor 6 misst eine Distanz d zwischen dem Tiefensensor 6 und dem Benutzer 5 während die Tischbeine 4 ausgefahren werden. Die Messung der Distanz d wird gemäß dem in den 1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel durchgeführt. Erreichen die Höhen ht", hs" des Tisches 2 und des Tiefensensors 6 den in 4 dargestellten Zustand D, so wird von dem Tiefensensor 6 ein signifikanter Anstieg der Distanz d gemessen und, wie mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben, von einer Auswerteeinheit registriert. Die Höhe huʹʺ des Benutzers 5 berechnet sich im Zustand D somit als Summe hs'" + ht"'. Die Höhen hs'" und ht'" leitet die Auswerteeinheit von den Stellhöhen der Tischbeine 4 und der Monitorhalterung 9 ab.
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Wie bezüglich 3 beschrieben, ist für eine ergonomisch geeignete Höhe ht'" des Tischs 2 bzw. für eine ergonomisch geeignete Höhe des Monitors 8 beispielsweise die oberste Zeile des Monitors 8 in etwa 15° unterhalb einer Augenhöhe des Benutzers 5 und es ist ferner für den Benutzer 5 möglich, die Unterarme locker auf der Tischplatte 3 aufzulegen, sodass Ober- und Unterarm einen rechten Winkel bilden. Aus der berechneten Höhe hu'" des Benutzers 5 leitet die Auswerteeinheit aus einer Tabelle ergonomisch geeignete Höhen ht''', hs''' für die Tischplatte 3 und für den Monitor 8 ab. Diese Tabelle ist beispielsweise auf einem nichtflüchtigen Speicher der Auswerteeinheit gespeichert. Die Höhe ht'" der Tischplatte 3 ist somit in 4 bereits auf eine ergonomisch geeignete Höhe eingestellt. Die Höhe hs'" des Monitors 8 jedoch wird im Zustand D von einer in dem Arbeitsplatzsystem 1 angeordneten Auswerteeinheit, basierend auf Höhenvorgaben aus der Tabelle, als zu hoch registriert. Beispielsweise über den Monitor 8 kann dann die Auswerteeinheit dem Benutzer 5 signalisieren, dass die eingestellte Höhe hs'" des Monitors 8 nicht geeignet ist. Der Benutzer 5 kann dann beispielsweise durch oben beschriebene Möglichkeiten eine ergonomisch geeignete Höhe hs"` des Monitors 8 einstellen.
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Für den Fall, dass auch die Höhe ht'" der Tischplatte 3 ergonomisch nicht geeignet wäre, könnte dies dem Benutzer 5 über eine Anzeigeeinheit 12, die an einer Unterseite der Tischplatte 3 angebracht ist, angezeigt werden. Alternativ zu der oben beschriebenen Ausgestaltung kann über diese Anzeigeeinheit 12 dem Benutzer 5 auch eine nicht geeignete Höhe hs'" des Monitors 8 angezeigt werden. Neben der Anzeigeeinheit 12 befindet sich an der Unterseite der Tischplatte 3 außerdem eine Eingabeeinheit 13, über die der Benutzer 5 ein Verstellen der Höhe ht"`, hs'" des Tisches 2 bzw. des Monitors 8 mit oder ohne Aufforderung durch die Auswerteeinheit vornehmen kann.
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Alternativ zu dem hier beschriebenen Einstellvorgang kann die Höhe hu'" des Benutzers auch bei einem Einfahren der Tischbeine 4 und/oder der Monitorhalterung 9 bestimmt werden. In diesem Fall, beispielsweise wenn ein Übergang von einem Stehen in ein Sitzen des Benutzers 5 registriert wird, misst der Tiefensensor 6 während dem Verfahren der Tischplatte 3 und/oder des Monitors 8 eine Distanz d, die einer Entfernung des Tiefensensors von einem hinter dem Benutzer 5 gelegenen Objekts, beispielsweise einer Wand, entspricht.. Trifft dann der Messpunkt des Tiefensensors 6 auf den höchsten Punkt des Kopfes des Benutzers 5, so wird ein signifikanter Abfall der gemessenen Distanz d registriert. Die Auswertung geschieht komplementär zur oben beschriebenen Auswertung bei einem Ausfahren des Tischs 2. In diesem Fall wird eine Tiefendifferenz der gemessenen Distanzwerte d von beispielsweise mehr als 30 cm für eine bestimmte Höhendifferenz, beispielsweise 2 cm, registriert.. Auch so lässt sich die Höhe hu'" des Benutzers 5 bestimmen.
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Die hier beschriebene Überprüfung der eingestellten Höhe ht''', hs"` der Tischplatte 3 und/oder des Monitors 8 kann beispielsweise immer dann durchgeführt werden, wenn ein Benutzer 5 durch einen Anwesenheitssensor an dem Arbeitsplatzsystem 1 und/oder wenn eine Veränderung von einer stehenden in eine sitzende Haltung des Benutzers 5 registriert wird, oder umgekehrt. Zudem ist es möglich, die Höhe ht"', hs"` der Tischplatte 3 und/oder des Monitors 8 in eine Ruheposition zu verfahren, wenn kein Benutzer 5 an dem Arbeitsplatzsystem 1 erkannt wird, oder eine Abwesenheit für eine bestimmte Zeit registriert wurde. Es ist auch möglich, zur Bestimmung der Höhe hu'" des Benutzers 5 nicht immer den gesamten Tisch 2 zu verfahren, sondern eine Bestimmung der Höhe hu'" des Benutzers 5 lediglich durch ein Verfahren der Monitorhalterung 9 durchzuführen. Auch ohne das Verfahren des Tischs 2 kann die Auswerteeinheit dann die Stellhöhe des Tischs 2 überprüfen und so eine nicht geeignete Höhe ht'" des Tischs 2 erkennen und ggf. signalisieren.
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In dieser Ausgestaltung wird das Vermessen der Höhe des Benutzers 5 nur dann durchgeführt, wenn von einer Steh- in eine Sitzposition gewechselt wird, oder umgekehrt. Wird eine Höhenanpassung innerhalb einer Position (Steh- oder Sitz-) vorgenommen, beispielsweise eine Höhenkorrektur von nur wenigen Zentimetern, so wird dies ohne eine Vermessung der Höhe des Benutzers 5 durchgeführt. Dies erspart ein unnötiges Umherfahren des Tisches 2.
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5 zeigt eine Draufsicht auf ein Arbeitsplatzsystem 1. Die in 5 gezeigten Merkmale können beliebig mit den Ausführungsbeispielen der vorangegangenen Figuren kombiniert werden. 5 zeigt einen Tisch 2 des Arbeitsplatzsystem 1 von oben, sodass eine Oberseite einer Tischplatte 3 des Tischs 2 zu sehen ist. An einer Seite des Tischs 2 befindet sich ein Benutzer 5 des Arbeitsplatzsystems 1. Auf der Tischplatte 3 befindet sich ein Monitor 8, der dem Benutzer 5 zugewandt ist. Der Monitor 8 ist an einer Monitorhalterung 9 befestigt. Auf einer der Tischplatte 3 abgewandten Oberseite des Monitors 8 befindet sich ein Tiefensensor 6. Dieser Tiefensensor 6 bildet, wie in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen, eine bauliche Einheit mit einem Neigungssensor 7.
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In diesem Ausführungsbeispiel misst der Tiefensensor 6 eine Distanz d zwischen dem Tiefensensor 6 und dem Benutzer 5 mit zwei Messbereichen M1, M2, die jeweils einen Öffnungswinkel b aufweisen. Hierzu weist der Tiefensensor 6 beispielsweise zwei TOF (Time of flight) Sensoren 14 auf, die eine Entfernung über eine optische Laufzeitmessung bestimmen. Die Messbereiche M1, M2 erstrecken sich zweidimensional in der Zeichenebene der 5 und überlappen sich zumindest teilweise, sodass in einem Messbereich M3 die Distanz d von beiden TOF Sensoren 14 gemessen wird. In diesem Fall ist es beispielsweise möglich, die von den beiden TOF Sensoren 14 gemessenen Werte nur dann auszuwerten, wenn sie eine plausible Übereinstimmung aufweisen.
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5 zeigt die Messbereiche M1, M2 zweier im Abstand x montierter, parallel ausgerichteter TOF Sensoren 14. Jeder TOF Sensor 14 hat beispielsweise einen Öffnungswinkel von 25°. Dreht man die beiden Sensoren in einem bestimmten Winkel zueinander, dann überlappen sich die Messbereiche M1, M2. Geht man von einer Distanz d = 80cm, einem Abstand x = 3,5cm und einer Breite y des Messbereichs M3 in der Distanz d von y = 54cm aus, dann ergibt sich für den Winkel, um den die TOF Sensoren zueinander verdreht sind ein Wert von ±12,155°. Die Breite y des Messbereichs M3 geht dabei auf statistische Normdaten zurück, die besagen, dass ein menschlicher Kopf typischerweise 18cm breit und der Körper im Schulterbereich ungefähr dreimal so breit wie der Kopf ist. Als Breite y des Messbereichs M3 wurde hier die Schulterbreite (entspricht in etwa einer Personenbreite) einer Person gewählt, um einen angemessenen Toleranzbereich für die Vermessung der Höhe des Benutzers 5 zu gewährleisten. Diese Breite y bietet sich an, da ein breiterer Messbereich M3 beispielsweise zu fehlerhaften Messungen führt, wenn sich mehrere Personen an dem Arbeitsplatzsystem befinden und eine schmalere Breite y keinen Toleranzbereich bieten würde, sodass der Benutzer 5 sehr exakt und still im Messbereich M3 während der Höhenmessung verbleiben müsste. Andere Werte als die hier angegebenen Werte sind jedoch selbstverständlich denkbar. Mit der im Messbereich M3 gemessenen Distanz d wird wie in den Ausführungsbeispielen gemäß der vorangegangenen Figuren verfahren.
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Die in 5 gezeigten TOF Sensoren 14 scannen während einem Verfahren des Tisches 2 und/oder des Monitors 8 nicht nur eine Linie, wie in den 1 - 4 beschrieben, sondern ein Feld ab um die Distanz d zu messen. Alternativ dazu können auch Sensoren verwendet werden, die bereits ein Feld abscannen, während der Tisch 2 und der Monitor 8 nicht verfahren werden. Dies benötigt allerdings aufwendigere Sensoren.
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6 zeigt einen beispielhaften Aufbau einer baulichen Einheit eines Tiefensensors 6 mit einem Neigungssensor 7 in einer Explosionsdarstellung. Diese Einheit kann für alle Ausführungsbeispiele der vorangegangenen Figuren verwendet werden. Die Einheit umfasst einen oberen Teil 15 eines Gehäuses und einen in den Teil 15 einschiebbaren unteren Teil 16 des Gehäuses. Der untere Teil 16 des Gehäuses ist derart geformt, dass er auf eine Oberseite eines Monitors aufgeschoben werden kann. Der untere Teil 16 ist austauschbar, sodass geeignete Formen verschiedenen Monitorformen ausgewählt werden können, ohne die gesamte Einheit austauschen zu müssen.
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Im Inneren des oberen Teils 15 des Gehäuses ist eine Platine 17 angeordnet. Die Platine 17 wird von Stegen 18 an einer Innenseite des oberen Teils 15 des Gehäuses gehalten. An einem Ende weist die Platine 17 einen USB Anschluss 19 auf. Über diesen USB Anschluss 19 kann die bauliche Einheit der Sensoren 6, 7 mit einer Auswerteeinheit eines Arbeitsplatzsystems verbunden werden. Der USB Anschluss 19 ist jedoch optional. Alternativ kann die bauliche Einheit der Sensoren 6, 7 auch kabellos an die Auswerteeinheit angeschlossen sein. In einem vorderen Bereich des oberen Teils 15 des Gehäuses sind hinter einer Scheibe, in der sich zwei Öffnungen 21 befinden, zwei TOF Sensoren 14 angeordnet. Die TOF Sensoren 14 sind über flexible Leitungen 22 an die Platinen 17 angeschlossen. Die TOF Sensoren 14 sind so ausgerichtet, dass sie hinter den Öffnungen 21 liegen. Die Öffnungen 21 sind durch transparente Sichtfenster 23 abgedeckt, um die TOF Sensoren zu schützen. Auf einer in dieser Figur nicht sichtbaren Rückseite der Platine 17 ist ein Neigungssensor 7 angebracht, mit dem ein Neigen der gesamten baulichen Einheit detektiert werden kann. Zusätzlich kann in der hier gezeigten baulichen Einheit auch ein Anwesenheitssensor eingebaut sein, der eine Anwesenheit eines Benutzers registriert.
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Für die TOF Sensoren 14 werden in diesem Ausführungsbeispiel VCSEL (Vertical Cavity Surface-Emitting Laser, Oberflächenemitter) verwendet. Derartige TOF Sensoren 14 sind als Entfernungsmesser verhältnismäßig kostengünstig und für diese Anwendung geeignet, da die emittierten Signale unsichtbar für das Menschliche Auge sind und so keine Gefahr für einen Benutzer darstellen. Des Weiteren weisen derartige TOF Sensoren 14 eine ausreichende Reichweite, hohe Immunität gegen Umgebungslicht und ausreichende Robustheit gegenüber einem optischen Übersprechen mit den Sichtfenstern 23 auf.
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Alternativ zu den hier genannten TOF Sensoren können auch Sensoren verwendet werden, die mit einem ganzen Feld von Messpunkten die Distanz d messen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Arbeitsplatzsystem
- 2
- Tisch
- 3
- Tischplatte
- 4
- Tischbein
- 5
- Benutzer
- 6
- Tiefensensor
- 7
- Neigungssensor
- 8
- Monitor
- 9
- Monitorhalterung
- 10
- Arbeitsstuhl
- 11
- Gasfeder
- 12
- Anzeigeeinheit
- 13
- Eingabeeinheit
- 14
- TOF Sensor
- 15
- Oberer Teil des Gehäuses
- 16
- Unterer Teil des Gehäuses
- 17
- Platine
- 18
- Steg
- 19
- USB Anschluss
- 20
- Scheibe
- 21
- Öffnung
- 22
- Leitung
- 23
- Sichtfenster
- A, B, C, D
- Zustand
- ht, ht', ht'', ht'''
- Höhe des Tischs
- hs, hs', hs'`, hs```
- Höhe des Sensors
- hu, hu', hu'', hu'"
- Höhe des Benutzers
- hk
- Korrekturhöhe
- a
- Winkel
- b
- Öffnungswinkel
- d
- Distanz
- x
- Abstand
- y
- Breite
- M1, M2, M3
- Messbereich