DE4231282A1 - Winkelmesser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Winkelmesser, insbesondere für den orthopädischen Bereich, mit zwei um eine gemeinsame Achse dreh­ baren Schenkeln und einer Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen des zwischen den Schenkeln eingeschlossenen Winkels.

Winkelmesser sind seit Jahrhunderten in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt.

Bei einem sog. Goniometer handelt es sich um einen solchen Winkelmesser, nämlich um ein Gerät zur Bestimmung des Neigungswinkels zweier Ebenen, z. B. zweier Pris­ men- oder Kristallflächen. Am bekanntesten ist wohl das sog. Anlege- oder Kontaktgoniometer. Es besteht aus zwei um eine ge­ meinsame Achse drehbaren Linealen, wobei sich der von den Li­ nealen eingeschlossene Winkel an einer Winkelskala ablesen läßt.

Für kristallographische Präzisionsmessungen bei völlig ebenen, reflektierenden Flächen wird das sog. Reflexions-Goniometer verwendet, welches mit der Reflexion von Lichtstrahlen arbeitet. Das von einem Kollimator auf die reflektierende Kristallfläche geworfene Bild einer Strichmarke wird durch ein Fernrohr mit Fadenkreuz beobachtet.

Das weiter bekannte Theodolit-Goniometer besitzt zur Ablesung zwei in zueinander senkrechten Ebenen angeordnete Skalen bzw. Teilkreise und ermöglicht dadurch die Winkelmessung mehrerer Kristallflächen ohne jeweiliges Umsetzen des Kristalls.

Ferner sind als Transporteur bezeichnete Winkelmesser bekannt, die zum Messen und Übertragen von Winkeln dienen. Sie weisen in der einfachsten Form eine vorzugsweise halbkreisförmige Skala mit Gradeinteilung oder ein gleichschenklig rechtwinkliges Dreieck mit entsprechender Markierung auf.

Bei sog. Universal-Winkelmessern wird die Lage bzw. Neigung einer in Längsrichtung verschiebbaren Maßschiene gegenüber einer festen Schiene an einem mit Nonius versehenen Teilkreis abgelesen, wobei ein solcher Winkelmesser bei zwei beweglichen bzw. schwenkbaren Maßschienen nichts anderes als der zuvor erörterte Goniometer ist.

Die zuvor lediglich beispielhaft genannten Winkelmesser sind jedoch in der Handhabung äußerst problematisch, da das genaue Ablesen von Winkeln stets eine gewisse Übung mit solchen Gerä­ ten erfordert. Außerdem erfordert die Handhabung eines solchen Winkelmessers, insbesondere beim Anlegen der Schenkel an die zu vermessenden Gegenstände, ein erhebliches Maß an Fingerfertigkeit und Konzentration, so daß dadurch ein genaues Ablesen abermals erschwert ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Winkel­ messer der eingangs genannten Art so auszugestalten und weiter­ zubilden, daß er einfach zu handhaben ist und daß die festzu­ stellenden Winkel genau und schnell ablesbar sind.

Der erfindungsgemäße Winkelmesser ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gekennzeichnet. Danach ist der zuvor erör­ terte Winkelmesser derart ausgebildet, daß den Schenkeln ein Detektor zur Ermittlung der relativen Winkellage zugeordnet ist, daß der Detektor mit einem in einen der Schenkel inte­ grierten oder dort aufgebrachten Miniaturrechner wirkverbunden ist und daß die Anzeigeeinrichtung als digitales Display des Miniaturrechners ausgeführt ist.

Erfindungsgemäß ist demnach erkannt worden, daß die Handhabung eines herkömmlichen Winkelmessers dadurch verbessert werden kann, daß man von der herkömmlichen analogen Ablesung des Win­ kels von einer Kreis- oder Teilkreisskala abweicht. Vielmehr wird der Winkelmesser quasi digitalisiert, indem nämlich ein Detektor zur Ermittlung der relativen Winkellage vorgesehen ist, dessen Ein- und Ausgang mit einem Miniaturrechner wirkver­ bunden ist. Die Anzeigeeinrichtung ist als digitales Display des Miniaturrechners ausgeführt, so daß die zwischen den Schen­ keln geschlossenen Winkel stets auf dem digitalen Display des Miniaturrechners angezeigt werden.

Im Hinblick auf die Ausgestaltung des Detektors ist es von be­ sonderem Vorteil, wenn dieser als Winkelgeber ausgeführt ist. Dabei kommen sämtliche bekannten Winkelgeber in Frage, die einen nur geringen Raumbedarf erfordern. So könnte der Detektor bspw. elektrisch, elektromechanisch, elektromagnetisch oder magnetisch arbeiten. Im Konkreten könnte der Winkelgeber kapa­ zitiv, induktiv oder nach dem Wirbelstromprinzip arbeiten.

Im Falle einer kapazitiven Ausgestaltung des Winkelgebers könn­ ten dem einen Schenkel mindestens zwei flächige Elektroden mit vorgegebenen Kapazitäten zugeordnet sein. Der andere Schenkel würde dann als Dielektrikum dienen, wobei mehrere jeweils Kon­ densatoren bildende Elektroden auf der gesamten Fläche des einen Schenkels - quasi kaskadiert - angeordnet sein können. Je nach Position des Dielektrikums, d. h. je nach Position des zweiten Schenkels zu dem die Elektroden tragenden Schenkel, würde der Detektor ein bestimmtes Ausgangssignal abgeben, wel­ ches sich in Abhängigkeit von der Winkelstellung der beiden Schenkel zueinander verändert.

Sofern der Detektor induktiv oder nach dem Wirbelstromprinzip arbeitet, könnten dem einen Schenkel Wicklungen einer zu einem Schwingkreis gehörenden Spule zugeordnet sein. Der andere Schenkel würde dann entsprechend seiner Winkelposition die Spule bzw. den Schwingkreis dämpfen. Auch hier wäre das am De­ tektor anliegende Ausgangssignal abhängig von der Winkelstel­ lung der beiden Schenkel zueinander.

Im Hinblick auf die Energieversorgung bzw. Ansteuerung des De­ tektors ist es von besonderem Vorteil, wenn dieser bzw. wenn der Winkelgeber über die Energiequelle des Miniaturrechners mit Energie beaufschlagt bzw. direkt vom Miniaturrechner ange­ steuert wird. Ebenso könnte der Detektor eine eigene Energie­ versorgung in Form einer besonders flachen Batterie aufweisen.

Sofern die Schenkel des Winkelmessers aufgrund ihrer Beschriftung bzw. dort vorgesehener Zusatzinformationen als obere und untere Schenkel zu bezeichnen sind, könnte der Miniaturrechner dem oberen Schenkel zugeordnet sein, so daß dieser in keiner Winkellage der Schenkel durch einen der Schenkel bedeckt ist. Des weiteren könnte der Miniaturrechner in etwa Scheckkartenformat aufweisen, d. h. er wäre allenfalls unwesentlich dicker als eine herkömmliche Scheckkarte. Dabei wäre es von ganz besonderem Vorteil, wenn der Miniaturrechner in den oberen Schenkel des Winkelmessers integriert wäre. Dazu könnte er entweder in eine im oberen Schenkel vorgesehene Ausnehmung eingepaßt oder gar integraler Bestandteil des oberen Schenkels sein.

Im Hinblick auf den Miniaturrechner selbst bzw. im Hinblick auf die mit dem Winkelmesser ermittelten Winkeldaten ist es von ganz besonderem Vorteil, wenn dieser einen Speicher und eine Tastatur aufweist. Die detektierten Winkeldaten könnten unter wählbaren Adressen, vorzugsweise unter Zuordnung eines Identi­ fizierungsmerkmals, abgespeichert werden. Unter Angabe des Identifizierungsmerkmals wären dann die abgespeicherten Daten als quasi speicherresidente Daten stets abrufbar.

Des weiteren könnte der Miniaturrechner einen besonderen Pro­ zessor zur Datenverarbeitung aufweisen, nämlich vorzugsweise einen Prozessor zur Weiterverarbeitung der ermittelten Winkel­ daten. Die Winkeldaten könnten - vorzugsweise über die Tastatur - durch beliebige, vorzugsweise alphanumerische, Zusatzinforma­ tionen ergänzt werden. So könnten bspw. bei einer Verwendung des Winkelmessers im orthopädischen Bereich die an Gelenken bzw. Knochen festgestellten Winkel einem bestimmten Patienten und dabei wiederum einer bestimmten Körperpartie zur eindeuti­ gen Identifizierung zugeordnet werden. Wesentlich ist jeden­ falls, daß die Zusatzinformation gemeinsam mit den dazugehöri­ gen Winkeldaten in einer jeweils anlegbaren Datei speicherbar sind. Diese Datei könnte im Falle der Anwendung im me­ dizinischen bzw. orthopädischen Bereich einem jeweiligen Pati­ enten zugeordnet sein oder gar dessen Namen tragen.

Des weiteren könnte der Miniaturrechner in besonders vorteil­ hafter Weise über einen vorzugsweise austauschbaren ROM-Spei­ cher mit anwenderspezifischen Datenverarbeitungsprogrammen ver­ fügen. Diese Datenverarbeitungsprogramme könnten Umrechnungsta­ bellen von bestimmten Winkelwerten enthalten, bspw. Umrech­ nungstabellen zur Bestimmung des reellen Antetorsions- und Schenkelhalsschaftwinkels. Schließlich könnte der Miniaturrech­ ner mindestens eine Schnittstelle zum Anschluß an einen Drucker oder einen weiterverarbeitenden PC aufweisen. Über den Drucker­ anschluß könnte ein Drucker zur Protokollierung durchgeführter Messungen, Untersuchungen oder dgl. angesteuert werden. Die mit dem erfindungsgemäßen Winkelmesser ermittelten Winkeldaten könnten auf den weiterverarbeitenden PC überspielt und bspw. einer zentralen Datenbank eines Krankenhauses zugeleitet wer­ den.

Die Schenkel des erfindungsgemäßen Winkelmessers könnten zumin­ dest weitgehend als vorzugsweise durchsichtige Lineale ausge­ führt sein. Diese Lineale könnten übliche Maßskalen oder dgl. aufweisen. Die Lineale könnten dabei aus Kunststoff bestehen.

Neben der elektronischen, digitalen Anzeigeeinrichtung könnten die Schenkel eine herkömmliche analoge Anzeigeeinrichtung in Form einer Winkelskala aufweisen, so daß der Winkelmesser auch in herkömmlicher Weise verwendbar ist.

Die freien Bereiche der Schenkel des Winkelmessers könnten als Informationsträger für beliebige, vorzugsweise fachspezifische Informationen dienen. So könnten besondere medizinische Skalen oder Tabellen auf die Schenkel aufgebracht sein. Ebenso könnten die freien Bereiche der Schenkel zumindest teilweise als Werbe­ träger oder zum Aufbringen von Firmenschriften bzw. Firmenin­ formationen dienen.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorlie­ genden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und wei­ terzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch l nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Er­ läuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur in schematischer Darstellung ein Ausführungs­ beispiel eines erfindungsgemäßen Winkelmessers mit integriertem Miniaturrechner.

Die einzige Figur zeigt einen Winkelmesser für den orthopädi­ schen Bereich. Dieser Winkelmesser weist zwei um eine gemein­ same Achse 1 drehbare Schenkel 2, 3 und eine Anzeigeeinrichtung 4 zum Anzeigen des zwischen den Schenkeln 2, 3 eingeschlossenen Winkels A auf.

Erfindungsgemäß ist den Schenkeln 2, 3 ein in der Figur nicht erkennbarer Detektor zur Ermittlung der relativen Winkellage zugeordnet. Der Detektor ist mit einem in einen der Schenkel 2, 3 integrierten oder dort aufgebrachten Miniaturrechner 5 wirk­ verbunden. Die Anzeigeeinrichtung 4 ist als digitales Display 6 des Miniaturrechners 5 ausgeführt.

Der in der Figur nicht erkennbare Winkelgeber kann elektrisch, elektromechanisch, elektromagnetisch oder magnetisch arbeiten bzw. kapazitiv, induktiv oder nach dem Wirbelstromprinzip ar­ beitend ausgeführt sein. Hinsichtlich weiterer diesbezüglicher Details wird an dieser Stelle auf den allgemeinen Teil der Be­ schreibung verwiesen.

In der einzigen Figur ist angedeutet, daß der Miniaturrechner 5 dem oberen Schenkel 2 zugeordnet ist. Der Miniaturrechner 5 weist in etwa Scheckkartenformat auf und ist in den oberen Schenkel 3 integriert.

Die einzige Figur zeigt des weiteren, daß der Miniaturrechner 5 eine Tastatur 7 aufweist, über die externe Daten in einen Spei­ cher eingebbar sind. Gleichsam lassen sich die detektierten Winkeldaten unter wählbaren Adressen, vorzugsweise unter Zuord­ nung eines Identifizierungsmerkmals, in den Speicher verbringen und unter Angabe des Identifizierungsmerkmals - über die Tasta­ tur 7 - aus dem Speicher auch wieder abrufen. Hinsichtlich wei­ terer Einzelheiten betreffend den Miniaturrechner wird eben­ falls auf den allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.

In der einzigen Figur ist des weiteren angedeutet, daß die Schenkel 2, 3 zumindest weitgehend als durchsichtige Lineale ausgeführt sind. Sie bestehen aus Kunststoff.

Neben der elektronischen digitalen Anzeigeeinrichtung 4 weisen die Schenkel 2, 3 gemeinsam eine herkömmliche analoge Anzeige­ einrichtung 8 in Form einer Winkelskala 9 auf.

Die freien Bereiche der Schenkel 2, 3 dienen als Informations­ träger für fachspezifische Informationen 10. Ebenso könnten die freien Bereiche der Schenkel 2, 3 auch als Werbeträger zur Auf­ nahme beliebiger Informationen dienen.

Das voranstehend erörterte Ausführungsbeispiel eines erfin­ dungsgemäßen Winkelmessers dient lediglich zum besseren Ver­ ständnis der erfindungsgemäßen Lehre, schränkt dieses jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel ein.

Claims (21)

1. Winkelmesser, insbesondere für den orthopädischen Bereich, mit zwei um eine gemeinsame Achse (1) drehbaren Schenkeln (2, 3) und einer Anzeigeeinrichtung (4) zum Anzeigen des zwischen den Schenkeln (2, 3) eingeschlossenen Winkels (A), dadurch gekennzeichnet, daß den Schenkeln (2, 3) ein Detektor zur Ermittlung der relativen Winkellage zu­ geordnet ist, daß der Detektor mit einem in einen der Schenkel (2, 3) integrierten oder dort aufgebrachten Miniaturrechner (5) wirkverbunden ist und daß die Anzeigeeinrichtung (4) als digi­ tales Display (6) des Miniaturrechners (5) ausgeführt ist.

2. Winkelmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor als Winkelgeber ausgeführt ist.

3. Winkelmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor elektrisch, elektromechanisch, elektromagnetisch oder magnetisch arbeitet.

4. Winkelmesser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelgeber kapazitiv, induktiv oder nach dem Wirbelstrom­ prinzip arbeitet.

5. Winkelmesser nach Anspruch 4, wobei der Winkelgeber kapa­ zitiv arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß dem einen Schenkel (2, 3) mindestens zwei flächige Elektroden mit vorgegebenen Ka­ pazitäten zugeordnet sind und daß der andere Schenkel (2, 3) als Dielektrikum dient.

6. Winkelmesser nach Anspruch 4, wobei der Winkelgeber induk­ tiv oder nach dem Wirbelstromprinzip arbeitet, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem einen Schenkel (2, 3) Wicklungen einer zu ei­ nem Schwingkreis gehörenden Spule zugeordnet sind und daß der andere Schenkel (2, 3) zur Dämpfung dient.

7. Winkelmesser nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Winkelgeber über die Energiequelle des Miniaturrechners (5) mit Energie beaufschlagt ist.

8. Winkelmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Schenkel (2, 3) aufgrund einer Beschriftung bzw. Zusatzinforma­ tion als oberer und unterer Schenkel (2, 3) zu bezeichnen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Miniaturrechner (5) dem oberen Schenkel (2) zugeordnet ist.

9. Winkelmesser nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Miniaturrechner (5) in etwa Scheckkartenformat aufweist.

10. Winkelmesser nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Miniaturrechner (5) in den oberen Schenkel (2) integriert ist.

11. Winkelmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Miniaturrechner (5) einen Speicher und eine Tastatur (7) aufweist und daß die detektierten Winkeldaten unter wählbaren Adressen, vorzugsweise unter Zuordnung eines Identifizierungsmerkmals, speicherbar und unter Angabe des Identifizierungsmerkmals abrufbar sind.

12. Winkelmesser nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Miniaturrechner (5) einen Prozessor zur Datenverarbeitung, insbesondere zur Weiterverarbeitung der Winkeldaten, aufweist.

13. Winkelmesser nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Winkeldaten - über die Tastatur (7) - durch beliebige, vorzugsweise alphanumerische, Zusatzinformationen ergänzbar sind.

14. Winkelmesser nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzinformationen gemeinsam mit den dazugehörigen Winkel­ daten in einer jeweils anlegbaren Datei speicherbar sind.

15. Winkelmesser nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Miniaturrechner (5) über einen vorzugs­ weise austauschbaren ROM-Speicher mit anwenderspezifischen Da­ tenverarbeitungsprogrammen verfügt.

16. Winkelmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Miniaturrechner (5) mindestens eine Schnittstelle zum Anschluß an einen Drucker oder einen weiter­ verarbeitenden PC aufweist.

17. Winkelmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (2, 3) zumindest weitgehend als vorzugsweise durchsichtige Lineale ausgeführt sind.

18. Winkelmesser nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Lineale aus Kunststoff hergestellt sind.

19. Winkelmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (2, 3) - neben der elektroni­ schen digitalen Anzeigeeinrichtung - eine herkömmliche analoge Anzeigeeinrichtung (8) in Form einer Winkelskala (9) aufweisen.

20. Winkelmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Bereiche der Schenkel (2, 3) als Informationsträger für beliebige, vorzugsweise fachspezifische Informationen (10) dienen.

21. Winkelmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Bereiche der Schenkel (2, 3) zu­ mindest teilweise als Werbeträger oder für Firmenaufschriften bzw. für Firmeninformationen dienen.