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Adaptive Multifunktionsarmlehne Prototyp
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Prototyp einer adaptiven Multifunktionsarmlehne als neuartiges Bediensystem für Traktoren

In einem dreijährigen Forschungsprojekt mit dem Namen aISA (adaptive Interfacesysteme im Ackerschlepper) hat elobau zusammen mit der Universität Hohenheim und der Universität Stuttgart ein Bediensystem für Traktoren erforscht und entwickelt, das sich an verschiedene Bedienszenarien anpassen kann.

MOTIVATION

Der Traktor gilt als Universalmaschine und ist deswegen nicht nur im landwirtschaftlichen Einsatz zu finden, sondern auch in der Fortwirtschaft, der Bauwirtschaft und im Kommunalbereich. Die Eigenschaft als universale Arbeitsmaschine hat der Traktor seiner Ausstattung mit Schnittstellen zum Ziehen, Antreiben und Aufnehmen von Arbeitsgeräten zu verdanken.

aisa_ÜbersichtTätigkeiten
Abbildung 1: Der Traktor wird als Universalmaschine mit einer Vielzahl an Arbeitsgeräten gekoppelt.

Bei dieser Vielzahl an Arbeitsgeräten werden die Schnittstellen allerdings in unterschiedlichen Kontexten genutzt. Vor allem das Antreiben über die Hydraulik- und oder Zapfwellenschnittstelle bedient eine große funktionale Bandbreite. Diese funktionale Bandbreite können aktuelle Bediensysteme von Traktoren jedoch weder funktionsgetreu noch erwartungskonform oder bewegungskompatibel abbilden. Nicht funktionsgetreu heißt, dass statt der Ballenpresse oder dem Mähwerk immer die Zapfwelle eingeschaltet wird oder statt dem Kippen des Wannenkippers oder dem Auf/Ab der Pickup immer das Ein- und Ausfahren eines Hydraulik-Zylinders bedient wird. Als weitere Konsequenz ist vor allem in der Hydraulik die Zuordnung von Bedienelementen der Steuerventile zu Funktionen auf dem Arbeitsgerät nicht selbsterklärend. In DIN EN ISO 9241-110 Grundsätze der Dialoggestaltung heißt es zur Aufgabenangemessenheit:

Ein interaktives System ist aufgabenangemessen, wenn es den Benutzer unterstützt, seine Arbeitsaufgabe zu erledigen, d. h., wenn Funktionalität und Dialog auf den charakteristischen Eigenschaften der Arbeitsaufgabe basieren, anstatt auf der zur Aufgabenerledigung eingesetzten Technologie.

Nicht erwartungskonform heißt, dass ein Nutzer das Ein-/Ausschalten eines konstanten Hydraulikflusses zum Beispiel für das Gebläse der pneumatischen Sämaschine mit einem Flachkipphebel statt mit einer Taste machen muss. Nicht bewegungskompatibel heißt, dass ein Nutzer den Stützfuß eines Anhängers nach oben bewegt, indem er das zugehörige Bedienelement zum Beispiel einen proportionalen Flachkipphebel nach unten auslenkt et vice versa. In DIN EN 894-1 Sicherheit von Maschinen heißt es zur Erwartungskonformität:

Populations-Stereotypien und andere Erwartungen des Benutzers darüber, wie die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine funktioniert, beeinflussen den Benutzer stark in der Art und Weise, wie er ein bestimmtes Stellteil oder eine bestimmte Anzeige nutzt. Es ist zu erwarten, dass Benutzer in Stresssituationen selbst dann in Populations-Stereotypien zurückfallen, wenn sie entsprechend ihrer Ausbildung in entgegengesetzter Weise handeln müssten.

In diese Definition lässt sich auch die Bewegungskompatibilität einordnen, da es eine intuitive Erwartung ist, dass sich ein Bedienelement mit dem Funktionselement gleichsinnig bewegt.

 

NEUE FEATURES FÜR NEUE WEGE IN DER BEDIENUNG VON TRAKTOREN

 

aisa_Rendering und Skizzen

Bezüglich der oben aufgeführten Schwachstellen aktueller Bediensysteme für Traktoren setzt der Prototyp einer adaptiven Bedienarmlehne mit den Adaptivitätsmerkmalen Grafik, Position, Verfügbarkeit und Betriebsmodus neue Maßstäbe.

  • Jedem adaptiven Bedienelement wird in Abhängigkeit des gekoppelten Arbeitsgeräts ein passendes Funktionssymbol zugeordnet. Damit ergibt sich eine eindeutige Kennzeichnung welches Bedienelement welcher Funktion am Arbeitsgerät zugeordnet ist. Es wird stets die Funktion bedient und nicht mehr nur die eingesetzte Technologie.
  • Bedienelemente sind so gestaltet, dass sie sich in ihrer Betätigungsrichtung entweder an eine auf/ab oder eine vor/zurück Funktion anpassen können und damit erwartungskonform und bewegungskompatibel sind.
  • Bedienelemente werden „ausgeblendet“, wenn sie nicht gebraucht werden, um die Übersichtlichkeit zu steigern. Ein Joystick ist entweder nicht zu sehen oder nur als ein Drehrad oder als zwei gestapelte Drehräder oder mit seinen zwei Joystickachsen und den Drehrädern. Bedienelemente für hydraulische Funktionen sind nur zugänglich, wenn sie mit einer Funktion belegt sind.
  • Ein Moduswahlschalter erlaubt in Abhängigkeit des Arbeitsgerätes Funktionen gebündelt zu aktivieren oder zu deaktivieren. Der Wechsel vom Straßenmodus in den Arbeitsmodus und umgekehrt ist in Abhängigkeit des Arbeitsgerätes mit der Bedienung von einem Bündel an Funktionen verbunden: Entriegelung/Verriegelung der Hydraulik und/oder der Kraftheber, Aktivierung/Deaktivierung des Traktionsmanagements und/oder des Lenksystems wie auch das hydraulische Aus-/Einklappen eines Arbeitsgerätes. Der Moduswahlschalter erlaubt diese Funktionen als Gruppe anzusprechen und zu steuern und immer nur das, was für das momentan gekoppelte Arbeitsgerät notwendig ist.
  • Klar strukturierte Bedienbereiche steigern die Übersichtlichkeit und sorgen für eine gute und ergonomische Zugänglichkeit besonders für häufig zu bedienende Funktionen.

 

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an:

Timo Schempp
t.schempp@elobau.de
+49 (0) 7561 970-793

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