CN110177955B

CN110177955B - 离合器单元

Info

Publication number: CN110177955B
Application number: CN201780083248.0A
Authority: CN
Inventors: 郑然佑; 吴福诚; 李玧昊
Original assignee: Realgam Co ltd
Current assignee: Realgam Co ltd
Priority date: 2017-01-12
Filing date: 2017-01-19
Publication date: 2020-10-27
Anticipated expiration: 2037-01-19
Also published as: JP2020505571A; EP3569886A4; EP3569886A1; EP3569886B1; US20190219103A1; KR101873277B1; CN110177955A; WO2018131741A1; US10753403B2

Abstract

本发明涉及离合器单元，更加详细地，涉及可提供通过外力可以自由旋转的自由状态以及由于通过马达旋转而无法通过外力旋转的控制状态的离合器单元。离合器单元的特征在于，包括：第一外罩，形成有向内侧凹陷的槽；第二外罩，插入于第一外罩的槽，在一面沿着周围突出形成有一个以上的第一圆弧部；一个以上的第一辊部，位于第一圆弧部之间；以及第一旋转传递部，插入于第二外罩，随着马达的旋转而旋转，当第一外罩与第一辊部相对安装时，第一外罩的旋转受到第一旋转传递部的控制而无法通过外力来旋转，当第一外罩与第一辊部相对拆卸时，第一外罩能够通过外力自由旋转。

Description

离合器单元

技术领域

本发明涉及离合器单元，更加详细地，涉及可提供通过外力可以自由旋转的自由状态以及由于通过马达旋转而无法通过外力旋转的控制状态的离合器单元。

背景技术

随着显示装置的发展以及对内容网络的持续开发，可使用户轻松体验虚拟现实或观看3D影像的技术正持续发展。尤其，为了体验更具有现实感的虚拟现实，开发出根据现实内容物的移动而控制人体动作的外骨骼装置。

但是，以往的外骨骼装置可在向用户的身体传递马达旋转力的情况下，即，可在通过马达的工作控制用户动作的情况下进行控制，但在马达不工作的情况下，也被设计成无法使用户自由移动身体，因而对于仅适用单个马达的虚拟现实装置，造成不可避免地降低其现实感。

因此，为了通过消除这种虚拟现实与现实之间的不协调来进一步提高沉迷感，需要一种可通过马达的工作控制用户的动作，并且在马达不工作的情况下可使用户自由移动身体的离合器单元。

发明内容

发明所要解决的问题

本发明所要解决的技术问题在于，提供可通过马达的工作控制用户的动作，并且在马达不工作的情况下可使用户自由移动身体的离合器单元。这种技术问题适用于人体与人体、人体与机械以及现实世界与虚拟世界之间发生的物理运动的相互作用。

本发明所要解决的问题不限于以上所述的问题，本发明所属技术领域的普通技术人员可通过以下记载来明确理解未涉及到的其他所要解决的问题。

用于解决问题的方案

为了实现上述技术问题，本发明的一实施例提供如下的离合器单元，上述离合器单元可提供通过外力自由旋转的自由状态以及由于通过马达旋转而无法通过外力旋转的控制状态的离合器单元。

在本发明的一实施例中，离合器单元的特征在于，包括：第一外罩，形成有向内侧凹陷的槽；第二外罩，插入于第一外罩的槽，在一面沿着周围突出形成有一个以上的第一圆弧部；一个以上的第一辊部，位于第一圆弧部之间；以及第一旋转传递部，插入于第二外罩，随着马达的旋转而旋转，当第一外罩与第一辊部相对安装时，第一外罩的旋转受到第一旋转传递部的控制而无法通过外力来旋转，当第一外罩与第一辊部相对拆卸时，第一外罩能够通过外力自由旋转。

在本发明的一实施例中，离合器单元还可包括速度变化部，上述速度变化部与上述第二外罩的另一面相结合，通过改变第一外罩和第二外罩的相对旋转速度来在第一外罩安装第一辊部或从第一外罩拆卸第一辊部。

在本发明的一实施例中，速度变化部可通过摩擦来降低上述第二外罩的速度。

在本发明的一实施例中，离合器单元还可包括装拆模块，上述装拆模块通过改变在另一面形成有一个以上的第二圆弧部的第二外罩和第一外罩的相对旋转速度来在第一外罩安装第一辊部或从第一外罩拆卸第一辊部，装拆模块可包括：第三外罩，沿着长度方向形成有贯通孔；一个以上的第二辊部，插入于第三外罩的贯通孔，位于第二圆弧部之间，随着第二圆弧部的旋转，被第二圆弧部推动而旋转；第二旋转传递部，插入于第三外罩的贯通孔，随着第二辊部的旋转，通过被推动而旋转；以及马达连接部，与第三外罩的一面相结合，形成有与马达相连接来随着马达的旋转而旋转并向第一旋转传递部传递马达的旋转力的旋转轴，第二旋转传递部的一个区域由具有复原力的材质形成，从而可降低第二外罩的旋转速度。

在本发明的一实施例中，在第一旋转传递部的外周面可形成有数量与第一辊的数量相同的辊接触面。

在本发明的一实施例中，第二旋转传递部可包括：主体，形成有用于插入马达连接部的旋转轴的贯通孔；第一延伸部，从主体垂直突出；第二延伸部，在第一延伸部朝向两侧垂直弯曲并延伸；以及第三延伸部，从各个第二延伸部延伸而成，具有复原力，第二旋转传递部可被第二辊部推动来旋转，当旋转时，可通过第二辊部来压缩第三延伸部。

在本发明的一实施例中，第一旋转传递部包括：本体，形成有辊接触面；以及圆柱形状的旋转中心轴，在本体的一面朝向垂直方向延伸，在第二外罩沿着长度方向形成有贯通孔，旋转中心轴插入于第二外罩的贯通孔。

在本发明的一实施例中，第一辊部及第二辊部可呈圆柱形状。

发明效果

根据本发明的实施例，当利用第一旋转传递部与第二外罩之间的旋转速度差使第一辊安装于第一外罩时，第二外罩的旋转力向第一外罩传递，因而无法通过外力使第一外罩旋转，当从第一外罩拆卸第一辊时，第一外罩可通过外力自由旋转，从而可向用户提供控制状态和自由状态。

并且，根据本发明的实施例，在将提供控制状态和自由状态的本申请的离合器单元适用于虚拟现实影像控制装置的情况下，可提高现实感。

应当理解，本发明的效果不限于上述效果，并且包括可以从记载于本发明的详细说明或发明要求保护范围中的本发明结构推导出的所有效果。

附图说明

图1为本发明一实施例的离合器单元的立体图。

图2为本发明一实施例的离合器单元的分解立体图。

图3为本发明一实施例的离合器单元的分解侧视图。

图4为用于说明本发明一实施例的离合器单元变为控制状态的状况的图。

图5为用于说明本发明一实施例的离合器单元变为自由状态的状况的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明进行说明。但是，本发明能够以多种不同的方式体现，因此，并不局限于在此所说明的实施例。而且，为了在附图中准确地说明本发明，省略了与说明无关的部分，在说明书全文中，对类似的部分赋予了类似的附图标记。

在说明书全文中，当提出一个部分与另一部分“连接(联接、接触、结合)”时，这包括“直接连接”的情况和两者中间存在其他部件的“间接连接”的情况。并且，当提出一个部分“包括”另一结构要素时，只要没有特别相反的记载，就不意味着排除其他结构要素，而是还可包括其他结构要素。

在本发明中所使用的术语仅用于说明特定实施例，而并非要限定本发明。除非在文脉上明确表示不同的含义，单数的表达包括复数的表达。在说明书中，“包括”或“具有”等术语所要指定说明书中所记载的特征、数字、步骤、动作、结构要素或这些组合的存在，而不得理解为排除一个或一个以上的其他特征或数字、步骤、动作、结构要素或这些组合的存在或附加可能性。

以下，参照附图详细说明本发明的实施例。

图1为本发明一实施例的离合器单元1的立体图，图2为本发明一实施例的离合器单元1的分解立体图，图3为本发明一实施例的离合器单元1的分解侧视图。

参照图1至图3，本发明一实施例的离合器单元1包括第一外罩100、第二外罩200、第一辊部500及第一旋转传递部400。

第一外罩100及第二外罩200作为用于放置或保管第一旋转传递部400及第一辊部500的结构要素，可随着第一旋转传递部400的旋转而旋转。

第一外罩100可呈在一面形成有向内侧凹陷的槽(未图示)的圆柱形状。在第一外罩100的另一面可形成有用于与其他齿轮(未图示)相啮合的齿轮部110。因此，可通过第一外罩100的齿轮部110向其他齿轮传递第一外罩100的旋转力。

第二外罩200可呈在一面沿着周围突出形成有一个以上的第一圆弧部210的圆板形状。优选地，第二外罩200的直径小于第一外罩100的槽的直径，以能够插入于第一外罩100的槽(未图示)中。在设置有一个第一圆弧部210的情况下，优选地，第一圆弧部210的一端与另一端之间的距离大于第一辊部500的直径。在设置有多个第一圆弧部210的情况下，优选地，以隔开距离大于第一辊部500直径的方式配置。并且，优选地，第一圆弧部210的数量与第一辊部500的数量相同。

第一辊部500及第一旋转传递部400为借助从马达(未图示)产生的旋转力来使第一外罩100及第二外罩200旋转的结构要素。第一旋转传递部400插入于第二外罩200，通过接收马达的旋转力来进行旋转。第一旋转传递部400可包括：板状形态的本体410，在中心部沿着长度方向形成有贯通孔412；以及旋转中心轴420，在本体410一面的中心部沿着垂直方向延伸。在此情况下，可在第二外罩200沿着长度方向形成贯通孔230，可向贯通孔230插入旋转中心轴420。

并且，在本体410的外周面可以形成有辊接触面411。辊接触面411作为可随着第一旋转传递部400的旋转而使第一辊部500被推动而旋转的结构要素，能够以与第一辊部500的数量相同的数量以曲线或直线形态形成于本体410的外周面，其表面可以凹凸不平，以与第一辊部500进行摩擦。优选地，第一旋转传递部400的本体410的直径小于第二外罩200的直径，以放置于第二外罩200来进行旋转。图2及图3示出形成有三个第一辊部500和三个辊接触面411的第一旋转传递部400。

第一辊部500位于第一圆弧部21之间，可呈圆柱形状。第一辊部500的一面可与第二外罩200相接触，另一面可与第一外罩100相接触。随着第一旋转传递部400的旋转，第一辊部500被第一旋转传递部400推动并紧贴于第一外罩100及第二外罩200，进而推动第二外罩200来使其旋转。在此情况下，紧贴于第一辊部500的第一外罩100也与第二外罩200一同旋转。图2及图3仅示出圆柱形状的第一辊部500，但第一辊部500也可呈球状。

本发明一实施例的离合器单元1还可包括与第二外罩200的另一面相结合的速度变化部(未图示)。速度变化部(未图示)为通过改变第一外罩100和第二外罩200的相对旋转速度来在第一外罩100装拆第一辊部500的结构要素。在此情况下，速度变化部(未图示)可呈摩擦板形态，从而通过摩擦改变第二外罩的速度，但不限于此，可呈电磁铁等多种形态。

并且，本发明一实施例的离合器单元1还可包括装拆模块。装拆模块包括第三外罩300、第二辊部600、第二旋转传递部700及马达连接部800。装拆模块作为通过改变第一外罩和第二外罩200的相对旋转速度来在第一外罩100装拆第一辊部500的结构要素，通过装拆模块，第一外罩100可随着第一辊部500的旋转而旋转。

第三外罩300作为防止第二辊部600及第二旋转传递部700脱离的结构要素，呈沿着长度方向形成有贯通孔310的圆柱形状。在此情况下，优选地，第三外罩300的直径大于第二外罩200的直径，使得第二外罩200的一部分能够插入。

第二辊部600及第二旋转传递部700作为从第二外罩200接收旋转力来旋转的结构要素，插入于第三外罩300的贯通孔310。第二辊部600与第一辊部500相同地呈圆柱形状，第二辊部600的一面可与马达连接部800相接触，另一面可与第二外罩200相接触。在此情况下，在第二外罩200的另一面沿着周围形成有一个以上的第二圆弧部220。第二辊部600隔着第二圆弧部220位于第二圆弧部220的两侧，随着第二外罩200的旋转而被推动来进行旋转。优选地，第二圆弧部220的数量为第二辊部600的数量的一半。例如，在第二辊部600的数量为n个的情况下，第二圆弧部220的数量可以是n/2个。图2及图3示出4个第二辊部600以及2个第二圆弧部220。在此情况下，在第二辊部600之间设置有第二圆弧部220及第二旋转传递部700，因而可使多个第二辊部600不相互接触。

当第二辊部600旋转时，与第二辊部600相接触的第二旋转传递部700也随着第二辊部600的旋转而被推动来旋转。图2及图3仅示出圆柱形状的第二辊部600，但第二辊部600也可呈球状。在此情况下，由于第二辊部600隔着第二圆弧部220位于第二圆弧部220的两侧，因而可与第二外罩200的旋转方向(正转、反转)无关地使位于进行方向的第二旋转传递部700被推动来旋转。

第二旋转传递部700作为产生第一旋转传递部400与第二外罩200之间的旋转速度差的结构要素，包括：主体710；第一延伸部730，从主体710延伸；第二延伸部740，从第一延伸部730延伸；以及第三延伸部750，从第二延伸部740延伸。

主体710可以由在中心部形成有贯通孔720的椭圆形圆柱形成，可向贯通孔720插入马达连接部800的旋转轴820。第一延伸部730从主体710垂直延伸而成，第二延伸部740可在第一延伸部730的一端朝向两侧垂直弯曲并延伸。第三延伸部750可在各个第二延伸部740的一端朝向主体710侧垂直弯曲并延伸。

在此情况下，第一延伸部730至第三延伸部750可以形成为一体。并且，第一延伸部730至第三延伸部750或第三延伸部750由具有复原力的材质形成，第三延伸部750可通过外力向第一延伸部730侧弯曲。在此情况下，第二辊部600以与第三延伸部750相接触的方式配置。

更加详细地说明如下：随着第二外罩200的旋转，第二辊部600被第二圆弧部220推动而旋转，第二旋转传递部700被第二辊部600推动而旋转。在此情况下，与第二辊部600相接触的第二旋转传递部700的第三延伸部750向第一延伸部730弯入，从而使啮合在第二辊部600的第三外罩300脱离并旋转。在此情况下，通过按压第三延伸部750的压力来产生第二外罩200的旋转速度差。

通过第一旋转传递部400与第二外罩200之间的旋转速度差，可使第一辊部500安装于第一外罩100的内周面及旋转方向侧的第一圆弧部210的外周面。在此情况下，第三延伸部750位于第一延伸部730的两侧，从而可与旋转方向(正转、反转)无关地产生第一旋转传递部400与第二外罩200之间的旋转速度差。

马达连接部800作为与马达(未图示)相结合来向第一旋转传递部400传递马达旋转力的结构要素，包括圆板810以及形成在圆板810中心部的旋转轴820。在圆板810的一面配置有第二辊部600、第二旋转传递部700及第三外罩300。优选地，马达连接部800的直径大于第三外罩300的贯通孔310的直径。根据本发明的一实施例，配置于马达连接部800的上部面的第三外罩300以一体型形成，从而随着马达连接部800的旋转，第三外罩300也可以旋转。

旋转轴820与第一旋转传递部400相连接。因此，若旋转轴820旋转，则第一旋转传递部400也可以一同旋转。根据本发明的一实施例，在圆板810的外周面可以形成有用于与其他齿轮(未图示)相啮合的轮齿。

图4为用于说明本发明一实施例的离合器单元1变为控制状态的状况的图。图4的(a)部分通过剖视图示出变为控制状态时的第一外罩100、第二外罩200、第一旋转传递部400等的状态，图4的(b)部分通过剖视图示出变为控制状态时的第三外罩300、第二旋转传递部700等的状态。在此情况下，控制状态为如下的状态，即，离合器单元1通过马达旋转，从而使第一外罩100无法通过外力旋转，而与第二外罩200一同旋转。

当马达旋转时，马达的旋转力向第一旋转传递部400传递，从而使第一旋转传递部400旋转。第一旋转传递部400通过推动与辊接触面411相接触的第一辊部500来使其旋转。在此情况下，随着配置于第一圆弧部210之间的第一辊部500被推动而旋转，形成有第一圆弧部210的第二外罩200也被第一辊部500推动而一同旋转。

随着第二外罩200的旋转，配置于第二圆弧部220之间的第二辊部600也被推动而旋转，并且位于旋转方向的第二辊部600之前的第二旋转传递部700也会一同旋转。在此情况下，通过位于第二圆弧部220的旋转方向的第二辊部600，第二旋转传递部700的第三延伸部750向第一延伸部730侧弯曲并降低第二外罩200的旋转速度，由此，第一旋转传递部400与第二外罩200之间产生旋转速度差。由于旋转速度差，第一辊部500安装于第一外罩100，通过紧贴的第一辊部500，第一外罩100与第二外罩200一同旋转。

图5为用于说明本发明一实施例的离合器单元1变为自由状态的图。图5的(a)部分通过剖视图示出变为自由状态时的第一外罩100、第二外罩200、第一旋转传递部400等的状态，图5的(b)部分通过剖视图示出变为自由状态时的第三外罩300、第二旋转传递部700等的状态。在此情况下，自由状态为可使离合器单元1的第一外罩100通过外力自由旋转的状态。在此情况下，即使第一外罩100旋转，第一外罩100的旋转力也不向第一旋转传递部400传递。

在图4的状态下，若马达朝向与图4的马达的旋转方向相反的方向进行旋转(以下，反转)，则马达的旋转力传递到第一旋转传递部400来使第一旋转传递部400进行反转。第一旋转传递部400通过推动与辊接触面411相接触的第一辊部500来使其进行反转。在此情况下，随着配置于第一圆弧部210之间的第一辊部500被推动而进行反转，并且形成有第一圆弧部210的第二外罩200也被第一辊部500推动而一同进行反转。

随着第二外罩200进行反转，配置于第二圆弧部220之间的第二辊部600也被推动而进行反转，并且位于旋转方向的第二圆弧部220之前的第二旋转传递部700也进行反转。在此情况下，第二旋转传递部700的第三延伸部750向第一延伸部730侧弯曲并降低第二外罩200的旋转速度，由此，产生第一旋转传递部400与第二外罩200之间的旋转速度差。由于旋转速度差，紧贴于第一外罩100及第二外罩200的第一辊部500从第一外罩100及第二外罩200拆卸。

然后，当第一旋转传递部400的旋转距离达到无法安装第一辊部500的程度时，第一辊部500不与第一旋转传递部400相接触，而且也不紧贴于第一外罩100及第二外罩200，因而即使第一外罩100旋转，内部的其他部分也不随第一外罩100的旋转而旋转。即，第一外罩100可通过外力自由旋转。

图4及图5示出通过马达的正转变为控制状态且通过马达的反转变为自由状态的离合器单元1，但也可通过马达的反转变为控制状态且通过马达的正转变为自由状态。

根据本发明的实施例，当通过第一旋转传递部400与第二外罩200之间的旋转速度差将第一辊部500安装于第一外罩100时，第二外罩200的旋转力向第一外罩100传递，从而，第一外罩100无法通过外力来旋转，当从第一外罩100拆卸第一辊部500时，第一外罩100可通过外力自由旋转，因而可向用户提供控制状态和自由状态。

并且，根据本发明的实施例，在将提供控制状态和自由状态的本申请的离合器单元1适用于虚拟现实影像控制装置的情况下，可提高现实感。

上述本发明的说明用于例示，可以理解的是，本发明所属技术领域的普通技术人员可在不变更本发明的技术思想或必要特征的情况下，可简单地变形为其它具体方式。因此，以上所描述的实施例在所有方面仅为例示，并不是限定。例如，以单一型进行说明的各结构要素可通过分散来实施，与此相同，以分散的形态所说明的结构要素还能够以结合的形态实施。

本发明的范围通过后述的发明要求保护范围示出，发明要求保护范围的含义及范围以及从其等同概念导出的所有变更或变形的形态均包括在本发明的范围之内。

最佳实施方式

本发明的实施方式已在具体实施方式中一同描述。

工业实用性

本发明涉及离合器单元，可适用于包括离合器单元的装置，并且具有复现性，因而可具有产业上的可利用性。

Claims

1.一种离合器单元，其特征在于，

包括：

第一外罩，形成有向内侧凹陷的槽；

第二外罩，插入于上述第一外罩的槽，在一面沿着周围突出形成有一个以上的第一圆弧部，在上述第二外罩的另一面突出形成有一个以上的第二圆弧部；

一个以上的第一辊部，位于上述第一圆弧部之间；

第一旋转传递部，插入于上述第二外罩，随着马达的旋转而旋转；以及

装拆模块，其通过与上述第二圆弧部的相互作用，改变上述第二外罩和第一外罩的相对旋转速度来在上述第一外罩安装上述第一辊部或从上述第一外罩拆卸上述第一辊部，

当上述第一外罩与上述第一辊部相对安装时，上述第一外罩的旋转受到上述第一旋转传递部的控制而无法通过外力来旋转，当上述第一外罩与上述第一辊部相对拆卸时，上述第一外罩能够通过外力自由旋转。

2.根据权利要求1所述的离合器单元，其特征在于，还包括速度变化部，上述速度变化部与上述第二外罩的另一面相结合，通过改变上述第一外罩和上述第二外罩的相对旋转速度来在第一外罩安装第一辊部或从第一外罩拆卸第一辊部。

3.根据权利要求2所述的离合器单元，其特征在于，上述速度变化部通过摩擦来降低上述第二外罩的速度。

4.根据权利要求1所述的离合器单元，其特征在于，

上述装拆模块包括：

第三外罩，沿着长度方向形成有贯通孔；

一个以上的第二辊部，插入于上述第三外罩的贯通孔，位于上述第二圆弧部之间，随着上述第二圆弧部的旋转，被上述第二圆弧部推动而旋转；

第二旋转传递部，插入于上述第三外罩的贯通孔，随着上述第二辊部的旋转，通过被推动而旋转；以及

马达连接部，与上述第三外罩的一面相结合，形成有与马达相连接来随着马达的旋转而旋转并向上述第一旋转传递部传递上述马达的旋转力的旋转轴，

上述第二旋转传递部的一个区域由具有复原力的材质形成，从而降低上述第二外罩的旋转速度。

5.根据权利要求1所述的离合器单元，其特征在于，在上述第一旋转传递部的外周面形成有数量与上述第一辊的数量相同的辊接触面。

6.根据权利要求4所述的离合器单元，其特征在于，

上述第二旋转传递部包括：

主体，形成有用于插入上述马达连接部的旋转轴的贯通孔；

第一延伸部，从上述主体垂直突出；

第二延伸部，在上述第一延伸部朝向两侧垂直弯曲并延伸；以及

第三延伸部，从各个上述第二延伸部延伸而成，具有复原力，

上述第二旋转传递部能够被上述第二辊部推动来旋转，当旋转时，能够通过上述第二辊部来压缩上述第三延伸部。

7.根据权利要求5所述的离合器单元，其特征在于，

上述第一旋转传递部包括：

本体，形成有上述辊接触面；以及

圆柱形状的旋转中心轴，在上述本体的一面朝向垂直方向延伸，

在上述第二外罩沿着长度方向形成有贯通孔，

上述旋转中心轴插入于上述第二外罩的贯通孔。

8.根据权利要求4所述的离合器单元，其特征在于，上述第一辊部及上述第二辊部呈圆柱形状。