JP2010102560A - Gripping sense exhibition device - Google Patents

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JP2010102560A JP2008274297A JP2008274297A JP2010102560A JP 2010102560 A JP2010102560 A JP 2010102560A JP 2008274297 A JP2008274297 A JP 2008274297A JP 2008274297 A JP2008274297 A JP 2008274297A JP 2010102560 A JP2010102560 A JP 2010102560A
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Koichi Nakayama
功一 中山
Naoki Inoue
直己 井ノ上
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gripping sense exhibition device for exhibiting an article gripping sense to a hand of a person. <P>SOLUTION: A gripping sense exhibition part 2 of the gripping sense exhibition device includes a servo motor 10, a differential mechanism 20, and two inner force sense exhibition parts 30, 40. The inner force sense exhibition part 30 includes a pedestal 31, a ball screw 32, a slider 33, slide rails 34a, 34b, a finger rest block 35, a pressure sensor 36, a fixed side unit 37, and a support side unit 38. The ball screw 32 is held by the fixed side unit 37 and the support side unit 38, and is rotatable around an X-axis as an axis. A miter gear 21a is attached to the ball screw 32. The ball screw 32 is rotated around the X-axis as the axis, when rotating a motor shaft 11 of the servo motor 10. The slider 33 is attached to the ball screw 32 and the slide rails 34a, 34b, and includes a ball nut 33a, and a nut support plate 33b for attaching the ball nut 33a. The slider 33 is rectilinearly moved along an X-direction, when rotating the ball screw 32. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、人に力覚を提示する力覚提示デバイスに関し、特に、仮想物体を把持した感覚を人の手に提示するための把持感覚デバイスに関する。   The present invention relates to a force sense presentation device that presents a force sense to a person, and more particularly, to a grip sense device for presenting a sense of grasping a virtual object to a human hand.

近年、仮想現実感を人に提示する技術の研究が盛んに行なわれている。このような技術の代表的なものに、バーチャルリアリティ(Virtual Reality)やミクストリアリティ(Mixed Reality)がある。バーチャルリアリティとは、コンピュータグラフィックスや音響効果を組み合わせて、 人工的に現実感を作り出す技術である。ミクストリアリティとは、インタラクティブな3次元コンピュータグラフィックスと実空間を融合させる技術である。   In recent years, research on technologies for presenting virtual reality to people has been actively conducted. Representative examples of such technologies include virtual reality and mixed reality. Virtual reality is a technology that artificially creates reality by combining computer graphics and sound effects. Mixed reality is a technology that combines interactive three-dimensional computer graphics and real space.

仮想現実感の提示にあたっては、実際に物体があるかのように人の五感に刺激を与える必要がある。特に、力覚の提示は、仮想現実感の生成に重要である。力覚提示の研究は、これまでからなされており、力覚を提示するデバイスは、すでにいくつか開発されている。   In presenting virtual reality, it is necessary to stimulate the human senses as if there were actually objects. In particular, the presentation of force sense is important for generating virtual reality. Research on haptic presentation has been made so far, and several devices for presenting haptic have already been developed.

力覚提示デバイスの代表的なものに、PHANTOM(登録商標)がある(例えば、非特許文献1を参照)。PHANTOM(登録商標)の外観を図1に示す。図1を参照して、PHANTOM(登録商標)は、ペン形のスタイラス1000を備える。また、PHANTOMは、スタイラス1000に力を与えるモータを備える。モータがスタイラス1000に与える力は、スタイラス1000の位置に応じて定められている。したがって、PHANTOMのユーザは、スタイラス1000をつかんで動かすと、スタイラスの位置に応じて、硬い、柔らかいなどの力覚を感じる。   A representative example of the haptic device is PHANTOM (registered trademark) (see Non-Patent Document 1, for example). The appearance of PHANTOM (registered trademark) is shown in FIG. Referring to FIG. 1, PHANTOM (registered trademark) includes a pen-shaped stylus 1000. The PHANTOM also includes a motor that applies force to the stylus 1000. The force that the motor applies to the stylus 1000 is determined according to the position of the stylus 1000. Therefore, when the user of PHANTOM grasps and moves the stylus 1000, the user senses a force sense such as hard or soft according to the position of the stylus.

これまでに、PHANTOM(登録商標)を用いた仮想現実感の提示について様々な研究がなされている。例えば、非特許文献2には、力覚提示装置PHANTOMで提示する力覚情報と、物に触れたときに発生する音声情報とをユーザに同時に提示し触ったときの臨場感を高める研究についての開示がある。非特許文献2には、様々なものに触れたときの触れ方をPHANTOMが検知し、それに適合する音を自動生成するプログラムが開示されている。   So far, various studies have been conducted on the presentation of virtual reality using PHANTOM (registered trademark). For example, Non-Patent Document 2 describes research on enhancing the sense of presence when simultaneously presenting and touching a user with force information presented by the force sense presentation device PHANTOM and voice information generated when touching an object. There is disclosure. Non-Patent Document 2 discloses a program in which PHANTOM detects how to touch various things, and automatically generates a sound suitable for it.

PHANTOM(登録商標)と同様によく知られている力覚提示デバイスに、SPIDARがある(例えば、非特許文献3、非特許文献4を参照)。SPIDARの外観を図2に示す。SPIDARは、力覚ポインタ2100と、力覚ポインタ2100に接続された複数のワイヤ2200とを備える。SPIDARは、各ワイヤ2200の長さから力覚ポインタ2100の位置および姿勢を計算し、位置および姿勢に応じた力覚をワイヤ2200の張力により提示する。   SPIDAR is a well-known haptic device similar to PHANTOM (registered trademark) (see, for example, Non-Patent Document 3 and Non-Patent Document 4). The appearance of SPIDAR is shown in FIG. The SPIDAR includes a haptic pointer 2100 and a plurality of wires 2200 connected to the haptic pointer 2100. The SPIDAR calculates the position and posture of the haptic pointer 2100 from the length of each wire 2200, and presents the haptic according to the position and posture by the tension of the wire 2200.

また、非特許文献5には、空間型作業での選択・移動操作を容易にするピンセット型デバイスが提案されている。
http://www.sensable.com/products−haptic−devices.htm Juan Liu,Hiroshi Ando “Hearing How You Touch: Real−Time Synthesis of Contact Sounds for Multisensory Interaction”、IEEE Conference on Human System Interaction (HSI 2008)、2008年5月 赤羽ら“10kHzの更新周波数による高解像度ハプティックレンダリング”、日本バーチャルリアリティ学会論文誌、Vol.9、No.3、pp.217−226(2004) 長谷川晶一、井上雅晴、金時学、佐藤誠、“張力型力覚提示装置のための張力計算法”、日本ロボット学会誌、Vol.22、No.6、pp.1〜6(2004) 上坂ら“空間型作業での選択・移動操作を容易にする道具型デバイス”、インタラクション2008、No.101、情報処理学会、2008年3月
Non-Patent Document 5 proposes a tweezers type device that facilitates a selection / movement operation in a spatial work.
http: // www. sensorable. com / products-haptic-devices. htm Juan Liu, Hiroshi Ando “Healing How You Touch: Real-Time Synthesis of Contact Sounds for Multiple Interactions 8th, IEEE Conference on Hen 8th, IEEE Conference on Hen. Akabane et al. “High-resolution haptic rendering with an update frequency of 10 kHz”, Journal of the Virtual Reality Society of Japan, Vol. 9, no. 3, pp. 217-226 (2004) Shoichi Hasegawa, Masaharu Inoue, Manabu Kinki, Makoto Sato, “Tension Calculation Method for Tension-type Force Display”, Journal of the Robotics Society of Japan, Vol. 22, no. 6, pp. 1-6 (2004) Uesaka et al., “Tool-type device that facilitates selection and movement in spatial work”, Interaction 2008, No. 5 101, Information Processing Society of Japan, March 2008

上記のPHANTOM(登録商標)やSPIDARは、物体を複数の指で把持したときの感覚を提示するのには、向いていない。   The above-mentioned PHANTOM (registered trademark) and SPIDAR are not suitable for presenting a sense when an object is held with a plurality of fingers.

まず、これらの装置を用いて、力覚を複数の箇所に提示することは難しい。これらの装置は、各々、力覚を提示する箇所が1ヶ所であり、力覚を複数の箇所に提示することはできない。力覚を複数の箇所に提示するために、これらの装置を複数組み合わせることも考えられるが、この方法では、装置構成が複雑になる。   First, using these devices, it is difficult to present force sensations at a plurality of locations. Each of these devices has only one location for presenting a force sense, and cannot present a force sense at a plurality of locations. In order to present a sense of force at a plurality of locations, a combination of a plurality of these devices may be considered, but this method complicates the device configuration.

また、物をつかんだときに硬さを判断する重要な要素は、つかみ終わって最も反力が大きくなる時の力(終端力)であると言われている。ところが、これらの装置は、硬い物を把持するときの終端力を提示するには、装置が出せる力(提示力)が小さすぎる。例えば、PHANTOM(登録商標)の提示力は、現在のところ、3.3〜37.5Nである。また、非特許文献4におけるSPIDARの提示力は、各軸に対しそれぞれ5Nである。   Also, it is said that an important factor for judging the hardness when grasping an object is the force (terminal force) when the reaction force becomes the largest after the grasping. However, in these devices, the force (presentation force) that the device can output is too small to present the terminal force when gripping a hard object. For example, the presentation power of PHANTOM (registered trademark) is currently 3.3 to 37.5N. Moreover, the presentation power of SPIDAR in Non-Patent Document 4 is 5N for each axis.

PHANTOM(登録商標)やSPIDARが大きな力を提示できないのは、これらの装置が、モータの力を、ワイヤによって、力を提示するポイントまで伝えているためである。ワイヤの弾性により、これらの装置は、急激に大きな力を提示することができない。さらに、PHANTOMでは、細長い棒状のアームに対し、垂直方向に力を加えることになるため、アームが弾性によりゆがみやすい、という問題もある。   The reason why PHANTOM (registered trademark) and SPIDAR cannot present a large force is because these devices transmit the force of the motor to the point where the force is presented by a wire. Due to the elasticity of the wires, these devices cannot present a large force suddenly. Further, in PHANTOM, a force is applied in the vertical direction to the elongated bar-like arm, so that there is a problem that the arm is easily distorted due to elasticity.

さらに、これらは、据え置き型の装置であり、力覚を提示できる範囲が、装置の設置場所の周辺に限られるという問題もある。   Furthermore, these are stationary devices, and there is a problem that the range in which a force sense can be presented is limited to the vicinity of the installation location of the device.

非特許文献5に記載のピンセット型デバイスは、任意の力覚を提示できない。非特許文献5では、ピンセット型デバイスの反力提示機構として、ラチェット方式やドラムブレーキ方式のものを用いることが開示されているものの、ピンセットを固定した状態あるいは固定しない状態の2種類の力覚しか出力できない。   The tweezers type device described in Non-Patent Document 5 cannot present an arbitrary force sense. Non-Patent Document 5 discloses using a ratchet type or drum brake type reaction force presentation mechanism of a tweezers type device, but there are only two types of force sensations in a state where the tweezers are fixed or a state where the tweezers are not fixed. Cannot output.

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、物体を把持した感覚を人の手に提示するための把持感覚デバイスを提供することを課題とする。さらには、携帯型の把持感覚デバイスを提供することを課題とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a grasping sensation device for presenting a sense of grasping an object to a human hand. Furthermore, it is an object to provide a portable grip sensor device.

1つの局面に係る本願発明は、仮想物体の把持感覚をユーザに提示する把持感覚提示装置であって、回転力を発生する駆動部と、複数の力提示部とを備える。各力提示部は、駆動部に接続され、回転力に応じて回転する棒状のネジと、ネジに接続され、ネジの回転に応じて、ネジの軸方向に移動するスライダ部とを含む。把持感覚提示装置は、外部物体が各スライダ部に加える作用に関する情報を検知する検知手段と、検知手段の検知結果に基づいて駆動部の動作を制御する制御手段とをさらに備える。制御手段は、仮想物体が外部に与える応力の特性を表わす把持物体情報を格納する記憶手段と、検知結果および把持物体情報に基づいて、スライダ部が特性に応じた応力を発生するように駆動部を制御する駆動信号を生成する信号生成手段とを含む。   The present invention according to one aspect is a gripping sensation presentation device that presents a gripping sensation of a virtual object to a user, and includes a drive unit that generates a rotational force and a plurality of force presentation units. Each force presentation unit includes a rod-like screw that is connected to the drive unit and rotates in accordance with the rotational force, and a slider unit that is connected to the screw and moves in the axial direction of the screw in accordance with the rotation of the screw. The grasping sensation presentation device further includes detection means for detecting information related to the action of the external object applied to each slider part, and control means for controlling the operation of the drive part based on the detection result of the detection means. The control means includes a storage means for storing gripping object information representing a characteristic of stress applied to the outside by the virtual object, and a drive section so that the slider section generates a stress corresponding to the characteristics based on the detection result and the gripping object information. Signal generating means for generating a drive signal for controlling the motor.

好ましくは、複数の力提示部は、互いに対向する第1の力提示部および第2の力提示部を含む。   Preferably, the plurality of force presentation units include a first force presentation unit and a second force presentation unit facing each other.

さらに好ましくは、駆動部は、モータと、モータの回転を、第1の力提示部のネジおよび第2の力提示部のネジの回転に変換する力伝達部とを含む。   More preferably, the drive unit includes a motor and a force transmission unit that converts rotation of the motor into rotation of a screw of the first force presentation unit and a screw of the second force presentation unit.

さらに好ましくは、力伝達部は、差動機構を有する。
好ましくは、第1の力提示部のスライダ部と、第2の力提示部のスライダ部とは、駆動信号に対して、異なる距離だけ移動する。
More preferably, the force transmission unit has a differential mechanism.
Preferably, the slider part of the first force presentation unit and the slider part of the second force presentation unit move by different distances with respect to the drive signal.

好ましくは、検知手段は、各スライダ部に設置された圧力センサを含む。
好ましくは、検知手段は、駆動部の回転量を検知するエンコーダを含む。
Preferably, the detection means includes a pressure sensor installed in each slider portion.
Preferably, the detection means includes an encoder that detects a rotation amount of the drive unit.

好ましくは、各ネジは、ボールネジである。   Preferably, each screw is a ball screw.

本発明に係るデバイスは、複数のネジ機構を備え、各ネジ機構によりユーザに力を提示する。その結果、硬い物体を把持したときの感覚(力覚)を提示できる把持感覚デバイスを提供することができる。あるいは、本発明によれば、携帯型の把持感覚デバイスを提供することができる。   The device according to the present invention includes a plurality of screw mechanisms, and each screw mechanism presents a force to the user. As a result, it is possible to provide a gripping sensation device that can present a sensation (force sense) when a hard object is gripped. Alternatively, according to the present invention, a portable grip sensor device can be provided.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部分には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

(1.全体構成)
本発明に係る把持感覚提示デバイス1の概要を図3を参照して説明する。図3は、把持感覚提示デバイス1の外観を示す図である。図3を参照して、把持感覚提示デバイス1は、把持感覚提示部2と、制御装置3と、ケーブル4とを備える。
(1. Overall configuration)
The outline | summary of the holding | grip sense presentation device 1 which concerns on this invention is demonstrated with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating an appearance of the grasping sensation presentation device 1. With reference to FIG. 3, the grip sensation presentation device 1 includes a grip sensation presentation unit 2, a control device 3, and a cable 4.

把持感覚提示部2は、ユーザが仮想物体をつかんだときに仮想物体から受ける力を提示する。ここで、仮想物体がユーザに与える力(応力)の特性は、予め定められており、制御装置3に格納されている。把持感覚提示部2の詳細については後述する。   The grasping sensation presentation unit 2 presents a force received from the virtual object when the user grasps the virtual object. Here, the characteristic of the force (stress) applied to the user by the virtual object is determined in advance and stored in the control device 3. Details of the grip sense presentation unit 2 will be described later.

制御装置3は、把持感覚提示部2の動作を制御する。すなわち、制御装置3は、把持感覚提示部2に外部物体が与える作用に関する情報の検知結果に基づいて、外部に提示すべき応力を求め、把持感覚提示部2に反力を提示させる。制御装置3の詳細については後述する。   The control device 3 controls the operation of the grasping sensation presentation unit 2. That is, the control device 3 obtains the stress to be presented to the outside based on the detection result of the information regarding the action given by the external object to the grasping sensation presentation unit 2 and causes the grasping sensation presentation unit 2 to present the reaction force. Details of the control device 3 will be described later.

ケーブル4は、把持感覚提示部2と制御装置3とを接続し、把持感覚提示部2と制御装置3との間で信号を伝達する。また、ケーブル4は、把持感覚提示部2に電力を供給する。ただし、把持感覚提示部2が、内蔵のバッテリーで駆動される場合は、電力の供給は不要である。さらに、把持感覚提示部2と制御装置3とに無線通信機能を設ければ、ケーブル4は不要である。   The cable 4 connects the grip sensation presentation unit 2 and the control device 3, and transmits a signal between the grip sensation presentation unit 2 and the control device 3. The cable 4 supplies power to the grasping sensation presentation unit 2. However, when the grip sense presentation unit 2 is driven by a built-in battery, it is not necessary to supply power. Furthermore, the cable 4 is not necessary if the grasping sensation presentation unit 2 and the control device 3 are provided with a wireless communication function.

(2.把持感覚提示部)
把持感覚提示部2の構成について、図4および図5を参照して説明する。図4は、把持感覚提示部2の上面図である。図5は、把持感覚提示部2の側面図である。図5に示すように、把持感覚提示部2は、サーボモータ10と、力伝達部20と、2つの力覚提示部30,40とを備える。
(2. Holding sense presentation part)
The configuration of the grasping sensation presentation unit 2 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a top view of the grip sense presentation unit 2. FIG. 5 is a side view of the grip sense presentation unit 2. As shown in FIG. 5, the grip sense presentation unit 2 includes a servo motor 10, a force transmission unit 20, and two force sense presentation units 30 and 40.

サーボモータ10は、制御装置3から電力の供給を受けて、モータ軸11を回転する。ここでは、モータ軸11の方向をZ方向とする。サーボモータ10の動作は、制御装置3からの信号により制御される。制御装置3によるサーボモータ10の動作制御の詳細については後述する。   The servo motor 10 receives the supply of electric power from the control device 3 and rotates the motor shaft 11. Here, the direction of the motor shaft 11 is the Z direction. The operation of the servo motor 10 is controlled by a signal from the control device 3. Details of the operation control of the servo motor 10 by the control device 3 will be described later.

力伝達部20は、Z方向を軸とするモータ軸の回転運動を、X方向を軸とする回転運動に変換する。力伝達部20は、モータ軸に取り付けられたモータ側ギアと、モータ側ギアとかみ合う2つの変換ギアとを含む。2つの変換ギアは、それぞれ、力覚提示部30,40に接続される。なお、ここでは、変換ギアとして、マイタギア21a、マイタギア21bを用いる。   The force transmission unit 20 converts the rotational motion of the motor shaft about the Z direction into the rotational motion about the X direction. The force transmission unit 20 includes a motor side gear attached to the motor shaft and two conversion gears that mesh with the motor side gear. The two conversion gears are connected to the force sense presentation units 30 and 40, respectively. Here, the miter gear 21a and the miter gear 21b are used as the conversion gears.

図4および図5を参照して、力覚提示部30は、台座31と、ボールネジ32と、スライダ33と、スライドレール34a,34bと、指置き台35と、圧力センサ36と、固定側ユニット37と、支持側ユニット38とを備える。   4 and 5, the force sense presentation unit 30 includes a pedestal 31, a ball screw 32, a slider 33, slide rails 34a and 34b, a finger rest 35, a pressure sensor 36, and a fixed unit. 37 and a support side unit 38.

台座31は、長方形の板であり、長手方向がX方向に、短軸方向がY方向になるように配置される。台座31は、サーボモータ10に固定されている。また、台座31の面上には、スライドレール34a,34bが、X方向に沿って所定の間隔を保って配置されている。   The pedestal 31 is a rectangular plate and is arranged such that the longitudinal direction is in the X direction and the minor axis direction is in the Y direction. The pedestal 31 is fixed to the servo motor 10. In addition, slide rails 34 a and 34 b are arranged on the surface of the base 31 at a predetermined interval along the X direction.

台座31の長手方向の一方の(サーボモータ10に接続されていない)端には、固定側ユニット37が配置されている。台座31の長手方向の他方の端には、支持側ユニット38が配置されている。   A fixed-side unit 37 is arranged at one end (not connected to the servo motor 10) in the longitudinal direction of the base 31. A support side unit 38 is disposed at the other end of the pedestal 31 in the longitudinal direction.

ボールネジ32は、固定側ユニット37および支持側ユニット38により、保持されており、図4および図5のX方向を軸として回転可能である。ボールネジ32には、マイタギア21aが取り付けられている。サーボモータ10のモータ軸11が回転すると、ボールネジ32は、X方向を軸として回転する。   The ball screw 32 is held by the fixed side unit 37 and the support side unit 38, and is rotatable about the X direction in FIGS. A miter gear 21 a is attached to the ball screw 32. When the motor shaft 11 of the servo motor 10 rotates, the ball screw 32 rotates about the X direction.

スライダ33は、ボールネジ32およびスライドレール34a,34bに取り付けられており、ボールナット33aと、ボールナット33aを取り付けるナット支持板33bとを含む。スライダ33は、ボールネジ32が回転すると、X方向に直線運動する。可動範囲は、固定側ユニット37および支持側ユニット38の間である。   The slider 33 is attached to the ball screw 32 and the slide rails 34a and 34b, and includes a ball nut 33a and a nut support plate 33b to which the ball nut 33a is attached. When the ball screw 32 rotates, the slider 33 moves linearly in the X direction. The movable range is between the fixed side unit 37 and the support side unit 38.

指置き台35は、スライダ33に取り付けられている。指置き台35は、スライダ33の移動にともない、移動する。図4には、最も閉じた状態の指置き台35と、最も開いたの状態の指置き台35#を示す。   The finger rest 35 is attached to the slider 33. The finger rest 35 moves as the slider 33 moves. FIG. 4 shows the finger rest 35 in the most closed state and the finger rest 35 # in the most open state.

ここでは、指置き台35は、L字型であるとしているが、その形状は、これに限られない。指置き台35は、ユーザが指を置けるように、XY平面内において台座31からはみ出ていればよい。   Here, the finger rest 35 is assumed to be L-shaped, but the shape is not limited to this. The finger rest 35 only has to protrude from the base 31 in the XY plane so that the user can place a finger.

スライダ33と指置き台35とは、ともに、ボールネジ32の回転に応じて、直線運動する。これらを総称して、「スライダ部」とよぶ。なお、上の説明では、スライダ33と指置き台35とを別のものとして説明しているが、これらは一体のものであってもよい。ただし、市販のボールネジ機構(ボールネジ32とスライダ33とを組み合わせたもの)を把持感覚提示部2に用いる場合は、図4に示したような構成になる。   Both the slider 33 and the finger rest 35 move linearly according to the rotation of the ball screw 32. These are collectively called “slider part”. In the above description, the slider 33 and the finger rest 35 are described as separate ones, but they may be integrated. However, when a commercially available ball screw mechanism (a combination of the ball screw 32 and the slider 33) is used for the grasping sensation presentation unit 2, the configuration is as shown in FIG.

圧力センサ36は、指置き台35の表面上に配置されている。圧力センサ36は、指置き台35に外部からかかる圧力を検知する。   The pressure sensor 36 is disposed on the surface of the finger rest 35. The pressure sensor 36 detects the pressure applied to the finger rest 35 from the outside.

力覚提示部40の構造は、力覚提示部30の構造とほぼ同様である。力覚提示部40は、台座41と、ボールネジ42と、スライダ43と、スライドレール44a,44bと、指置き台45と、圧力センサ46と、固定側ユニット47と、支持側ユニット48とを備える。各部品の構造、機能は、力覚提示部40の各部品と同様であるので、その説明は繰り返さない。   The structure of the force sense presentation unit 40 is substantially the same as the structure of the force sense presentation unit 30. The force sense presentation unit 40 includes a pedestal 41, a ball screw 42, a slider 43, slide rails 44 a and 44 b, a finger rest 45, a pressure sensor 46, a fixed side unit 47, and a support side unit 48. . Since the structure and function of each part are the same as each part of the force sense presentation unit 40, the description thereof will not be repeated.

力覚提示部30と力覚提示部40とは、互いに対向する。すなわち、ボールネジ32およびボールネジ42の軸は、一致する。また、ボールネジ32およびボールネジ42のネジ溝は、モータ軸の回転に対しスライダ33とスライダ43とが逆方向に移動するように切られている。   The force sense presentation unit 30 and the force sense presentation unit 40 face each other. That is, the axes of the ball screw 32 and the ball screw 42 coincide. Further, the screw grooves of the ball screw 32 and the ball screw 42 are cut so that the slider 33 and the slider 43 move in the opposite directions with respect to the rotation of the motor shaft.

力覚提示部30,40は、ネジおよびスライダ(これらをあわせてネジ機構とよぶ)を用いて、サーボモータ10の回転運動を直線運動に変換している、このため、力覚提示部30,40は、従来のワイヤーで力を提示するデバイスに比べ、大きな力をユーザに提示することができる。なお、本実施の形態では、ネジ機構にボールネジを用いているが、ボールネジ以外のネジ、たとえば、滑りネジを用いてもよい。ただし、エネルギー効率の観点からは、ボールネジを利用することが好ましい。   The force sense presentation units 30 and 40 convert the rotational motion of the servo motor 10 into linear motion using screws and sliders (collectively referred to as a screw mechanism). 40 can present a greater force to the user than a device that presents force with a conventional wire. In this embodiment, a ball screw is used for the screw mechanism, but a screw other than the ball screw, for example, a sliding screw may be used. However, it is preferable to use a ball screw from the viewpoint of energy efficiency.

把持感覚提示部2の構成は、図4および図5に示したものに限られるわけではない。上で説明した把持感覚提示部2とは異なる構成の把持感覚提示部2#について、図6を参照して説明する。図6は、把持感覚提示部2#の側面図である。ただし、把持感覚提示部2と共通する構成の説明は、繰り返さない。   The configuration of the gripping sensation presentation unit 2 is not limited to that shown in FIGS. 4 and 5. A grip sensation presentation unit 2 # having a configuration different from the grip sensation presentation unit 2 described above will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a side view of the grip sensation presentation unit 2 #. However, the description of the configuration common to the grasping sensation presentation unit 2 will not be repeated.

把持感覚提示部2#は、サーボモータ10と、エンコーダ12と、力伝達部20#と、2つの力覚提示部30,40とを備える。   The grasping sensation presentation unit 2 # includes a servo motor 10, an encoder 12, a force transmission unit 20 #, and two force sense presentation units 30 and 40.

エンコーダ12は、サーボモータ10に装着され、モータ軸の回転数を検出する。エンコーダ12は、検出された回転数を、制御装置3に出力する。   The encoder 12 is mounted on the servo motor 10 and detects the number of rotations of the motor shaft. The encoder 12 outputs the detected rotation speed to the control device 3.

力伝達部20#は、差動装置を含む。差動装置は、モータ側ギア22と、ボールネジ32に接続されたギア24と、ボールネジ42に接続されたギア26とを含む。力伝達部20#は、Z方向を軸とするモータ軸の回転運動を、X方向を軸とする回転運動に変換する点では、力伝達部20と同様に機能する。ただし、力伝達部20#は、差動装置を含んでいることにより、ボールネジ32およびボールネジ42を異なる回転数で回転させることができる。   Force transmission unit 20 # includes a differential device. The differential device includes a motor-side gear 22, a gear 24 connected to the ball screw 32, and a gear 26 connected to the ball screw 42. The force transmission unit 20 # functions in the same manner as the force transmission unit 20 in that the rotational movement of the motor shaft about the Z direction is converted into the rotational movement about the X direction. However, the force transmission unit 20 # includes a differential device, so that the ball screw 32 and the ball screw 42 can be rotated at different rotational speeds.

把持感覚提示部2の利用形態を、図7を参照して説明する。図7(A)は、ユーザが把持感覚提示部2を持っている状態を図4あるいは図5の−Y側から見た図である。図7(B)は、ユーザが把持感覚提示部2を持っている状態を図4あるいは図5の+Y側から見た図である。ユーザは、サーボモータ10をつかんで、一方の指置き台に親指をのせ、他方の指置き台に人差し指をのせる。   A usage form of the grip sensation presentation unit 2 will be described with reference to FIG. FIG. 7A is a view of the state in which the user has the grasping sensation presentation unit 2 as viewed from the −Y side in FIG. 4 or FIG. 5. FIG. 7B is a view of the state in which the user has the grasping sensation presentation unit 2 as viewed from the + Y side in FIG. 4 or FIG. The user holds the servo motor 10 and puts a thumb on one finger rest and puts an index finger on the other finger rest.

(3.制御装置)
制御装置3の機能的構成について、図8を参照して説明する。図8は、制御装置3の機能的構成を示すブロック図である。図8には、制御装置3の他に、制御装置3の周辺装置も示している。ここでは、周辺装置として、把持感覚提示部2#と、パソコン5と、モニタ6とを示している。
(3. Control device)
A functional configuration of the control device 3 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a block diagram illustrating a functional configuration of the control device 3. FIG. 8 also shows peripheral devices of the control device 3 in addition to the control device 3. Here, as a peripheral device, a grasping sensation presentation unit 2 #, a personal computer 5, and a monitor 6 are shown.

制御装置3は、センサアンプ102と、デジタル変換回路(ADCNV)104と、圧力演算部106と、シリアル変換器112と、サーボモータ用のアンプ(AMP)114と、位置演算部116と、速度演算部118と、把持物体情報保持部120と、位置制御部122と、速度制御部124と、推力制御部126と、アナログ変換回路(DACNV)128とを備える。   The control device 3 includes a sensor amplifier 102, a digital conversion circuit (ADCNV) 104, a pressure calculation unit 106, a serial converter 112, a servo motor amplifier (AMP) 114, a position calculation unit 116, and a speed calculation. Unit 118, grasped object information holding unit 120, position control unit 122, speed control unit 124, thrust control unit 126, and analog conversion circuit (DACNV) 128.

センサアンプ102は、把持感覚提示部2の圧力センサ36,46からのアナログ信号(以下、圧力信号とよぶ)を増幅する。デジタル変換回路104は、センサアンプ102により増幅された圧力信号を、デジタル信号に変換する。圧力演算部106は、デジタル信号に変換された圧力信号に基づいて、スライダ33,43に加えられた圧力を計算する。   The sensor amplifier 102 amplifies analog signals (hereinafter referred to as pressure signals) from the pressure sensors 36 and 46 of the grasping sensation presentation unit 2. The digital conversion circuit 104 converts the pressure signal amplified by the sensor amplifier 102 into a digital signal. The pressure calculation unit 106 calculates the pressure applied to the sliders 33 and 43 based on the pressure signal converted into the digital signal.

シリアル変換器112は、エンコーダ12が一定時間間隔で出力するモータ軸11の回転量についての信号(回転量信号と呼ぶ)を、シリアルなデータ列に変換する。アンプ114は、シリアル変換器112で変換された回転量信号を増幅する。   The serial converter 112 converts a signal (referred to as a rotation amount signal) about the rotation amount of the motor shaft 11 output by the encoder 12 at regular time intervals into a serial data string. The amplifier 114 amplifies the rotation amount signal converted by the serial converter 112.

位置演算部116は、増幅された回転量信号および把持感覚提示部2の設計情報に基づいて、スライダ33,43の位置を計算する。ここで、把持感覚提示部2の設計情報には、力伝達部20の各ギア(ギア22、ギア24、ギア26)の歯車数、ボールネジ32,42のピッチが含まれる。   The position calculation unit 116 calculates the positions of the sliders 33 and 43 based on the amplified rotation amount signal and the design information of the grasping sensation presentation unit 2. Here, the design information of the grip sensation presentation unit 2 includes the number of gears of each gear (gear 22, gear 24, gear 26) of the force transmission unit 20 and the pitch of the ball screws 32 and 42.

速度演算部118は、位置演算部116が複数の時刻において算出したスライダ33,43の位置および位置の測定時刻に基づいて、スライダ33,43の速度を計算する。   The speed calculation unit 118 calculates the speeds of the sliders 33 and 43 based on the positions of the sliders 33 and 43 calculated by the position calculation unit 116 at a plurality of times and the measurement times of the positions.

把持物体情報保持部120は、把持物体情報を格納する。把持物体情報保持部120としては、読み書き可能な記憶装置、例えば、RAM(Random Access Memory)やフラッシュメモリなどを用いることができる。   The gripping object information holding unit 120 stores gripping object information. As the gripping object information holding unit 120, a readable / writable storage device such as a RAM (Random Access Memory) or a flash memory can be used.

把持物体情報は、把持感覚提示デバイス1で再現すべき仮想物体の特性を表わす。つまり、把持物体情報保持部120は、実物体と接触したとみなされる仮想物体が、実物体に与えるべき応力の特性を表わす。具体的には、把持物体情報は、仮想物体をどれだけ押し込むにはどれだけの力が必要か(あるいは仮想物体をどれだけ押し込むとどれだけの応力が返ってくるか)を表わす値の組を複数含む。仮想物体の変形時の応力の値を様々に設定することにより、様々な硬さの物体の把持感覚を表わすことができる。   The grasped object information represents the characteristics of the virtual object to be reproduced by the grasping sensation presentation device 1. That is, the gripping object information holding unit 120 represents a characteristic of stress that a virtual object that is considered to be in contact with the real object should apply to the real object. Specifically, the gripping object information is a set of values indicating how much force is required to push the virtual object (or how much stress is returned when the virtual object is pushed). Includes multiple. By setting various values of the stress at the time of deformation of the virtual object, it is possible to express the grip sensation of the object having various hardnesses.

把持物体情報としては、例えば、現実の物体を測定して得られるサンプルデータを用いることができる。また、把持感覚提示デバイス1のユーザが、パラメータ、すなわち、外力値と応力値とを入力して、作成することも可能である。   As the gripping object information, for example, sample data obtained by measuring an actual object can be used. It is also possible for the user of the grasping sensation presentation device 1 to create parameters by inputting parameters, that is, external force values and stress values.

本実施の形態においては、制御装置3は、パソコン5から把持物体情報を受け取って、受け取った把持物体情報を把持物体情報保持部120に格納する。例えば、ユーザは、力センサをパソコン5に接続し、力センサの測定結果を用いて、パソコン5で把持物体情報を作成することができる。   In the present embodiment, the control device 3 receives gripping object information from the personal computer 5 and stores the received gripping object information in the gripping object information holding unit 120. For example, the user can connect the force sensor to the personal computer 5 and create gripping object information on the personal computer 5 using the measurement result of the force sensor.

位置制御部122は、把持物体情報保持部120に格納された把持物体情報および位置演算部116が算出した時刻tのスライダ33,43の位置に基づいて、次時刻t+dtのスライダ33,43の位置を指定する位置制御信号を生成する。具体的には、まず、位置制御部122は、把持物体情報および時刻tのスライダ33,43の位置に基づいて応力値を求める。そして、位置制御部122は、応力値を、スライダと指の合計質量で割った値、すなわち、スライダの加速度を求める。最後に、位置制御部122は、時刻tのスライダ33,43の位置とスライダの加速度に基づいて、位置制御信号を求める。   The position control unit 122 determines the position of the sliders 33 and 43 at the next time t + dt based on the gripping object information stored in the gripping object information holding unit 120 and the position of the sliders 33 and 43 at the time t calculated by the position calculation unit 116. A position control signal for specifying is generated. Specifically, first, the position control unit 122 obtains a stress value based on the gripping object information and the positions of the sliders 33 and 43 at time t. Then, the position control unit 122 obtains a value obtained by dividing the stress value by the total mass of the slider and the finger, that is, the acceleration of the slider. Finally, the position control unit 122 obtains a position control signal based on the positions of the sliders 33 and 43 at time t and the acceleration of the slider.

また、位置制御部122は、パソコン5にスライダ33,43の位置情報を送信する。パソコン5は、位置情報に基づいて、モニタ6に仮想空間の画像を表示する。例えば、パソコン5は、スライダ33,43の位置に応じた画面内の位置に指の画像をモニタ6に表示する。また、パソコン5は、把持対象の仮想物体の画像をモニタ6に表示する。このように、把持感覚提示デバイス1にパソコン5、モニタ6を組み合わせれば、力覚提示に加え、仮想空間の画像を表示できるため、よりリアルに仮想物体を再現することができる。   Further, the position control unit 122 transmits the position information of the sliders 33 and 43 to the personal computer 5. The personal computer 5 displays an image of the virtual space on the monitor 6 based on the position information. For example, the personal computer 5 displays a finger image on the monitor 6 at a position in the screen corresponding to the positions of the sliders 33 and 43. Further, the personal computer 5 displays an image of the virtual object to be grasped on the monitor 6. As described above, when the personal computer 5 and the monitor 6 are combined with the grasping sensation presentation device 1, an image of the virtual space can be displayed in addition to the force sense presentation, so that the virtual object can be reproduced more realistically.

速度制御部124は、把持物体情報保持部120に格納された把持物体情報と、速度演算部118が算出した時刻tのスライダ33,43の速度と、位置制御部122が生成した位置制御信号とに基づいて、スライダ33,43の次時刻t+dtでの速度を指定する速度制御信号を生成する。速度制御部124は、具体的には、例えば、次のように速度制御信号を求める。まず、速度制御部124は、位置制御信号とスライダ33,43の位置から、スライダの位置変化を求める。そして、速度制御部124は、位置変化から速度変化を求め、求めた速度変化と、時刻tのスライダ33,43の速度とから、速度制御信号を算出する。   The speed control unit 124 includes the gripping object information stored in the gripping object information holding unit 120, the speeds of the sliders 33 and 43 at the time t calculated by the speed calculation unit 118, and the position control signal generated by the position control unit 122. Based on the above, a speed control signal for designating the speed of the sliders 33 and 43 at the next time t + dt is generated. Specifically, for example, the speed control unit 124 obtains a speed control signal as follows. First, the speed control unit 124 obtains a change in the position of the slider from the position control signal and the positions of the sliders 33 and 43. Then, the speed control unit 124 obtains a speed change from the position change, and calculates a speed control signal from the obtained speed change and the speeds of the sliders 33 and 43 at time t.

推力制御部126は、速度制御部124が生成した速度制御信号に基づいて、スライダ33,43の推力を指定する推力制御信号を生成する。推力制御部126は、具体的には、まず、速度演算部118が算出したスライダ33,43の速度および速度制御信号からスライダ33,43の加速度を計算する。そして、推力制御部126は、計算した加速度および把持感覚提示部2の設計情報に基づいて、サーボモータ10の回転速度およびサーボモータ10に与えるべき推力制御信号を計算する。なお、推力制御部126は、位置演算部116の計算したスライダ33,43の位置および把持物体情報に基づいて、スライダ33,43が発生すべき推力を計算してもよい。   The thrust control unit 126 generates a thrust control signal that specifies the thrust of the sliders 33 and 43 based on the speed control signal generated by the speed control unit 124. Specifically, the thrust control unit 126 first calculates the acceleration of the sliders 33 and 43 from the speed of the sliders 33 and 43 calculated by the speed calculation unit 118 and the speed control signal. Then, the thrust control unit 126 calculates the rotational speed of the servo motor 10 and the thrust control signal to be given to the servo motor 10 based on the calculated acceleration and the design information of the gripping sense presentation unit 2. The thrust control unit 126 may calculate the thrust to be generated by the sliders 33 and 43 based on the positions of the sliders 33 and 43 calculated by the position calculation unit 116 and the gripping object information.

アナログ変換回路128は、推力制御信号をアナログ信号に変換する。アンプ114は、アナログ変換回路128により変換された推力制御信号を増幅し、サーボモータ10を駆動する駆動信号をサーボモータ10に出力する。アンプ114は、把持感覚提示部2の設計情報、アナログ変換回路128の特性などに基づいて、予め定められている増幅率で信号を増幅する。なお、ここでは、駆動信号は、サーボモータ10を駆動する電流であるとする。   The analog conversion circuit 128 converts the thrust control signal into an analog signal. The amplifier 114 amplifies the thrust control signal converted by the analog conversion circuit 128 and outputs a drive signal for driving the servo motor 10 to the servo motor 10. The amplifier 114 amplifies the signal with a predetermined amplification factor based on the design information of the grasping sensation presentation unit 2, the characteristics of the analog conversion circuit 128, and the like. Here, it is assumed that the drive signal is a current for driving the servo motor 10.

また、制御装置3は、圧力センサ36,46からの情報に基づいて、サーボモータ10を制御することもできる。   The control device 3 can also control the servo motor 10 based on information from the pressure sensors 36 and 46.

この場合、速度制御部124は、圧力演算部106が計算した圧力センサ36,46に加えられた圧力および把持物体情報保持部120に格納された把持物体情報に基づいて、速度制御信号を算出する。推力制御部126は、このように算出された速度制御信号および圧力演算部106が計算した圧力値に基づいて、推力制御信号を算出する。   In this case, the speed control unit 124 calculates a speed control signal based on the pressure applied to the pressure sensors 36 and 46 calculated by the pressure calculation unit 106 and the gripping object information stored in the gripping object information holding unit 120. . The thrust control unit 126 calculates a thrust control signal based on the speed control signal calculated in this way and the pressure value calculated by the pressure calculation unit 106.

このように、圧力センサからの情報によりサーボモータ10を制御するほうが、エンコーダ12からの情報に基づくよりも、正確に応力を制御できる。ただし、圧力センサを設けられない等の事情がある場合は、制御装置3は、エンコーダ12からの情報に基づいてサーボモータ10を制御すればよい。   Thus, controlling the servo motor 10 based on information from the pressure sensor can control the stress more accurately than based on the information from the encoder 12. However, if there is a situation where a pressure sensor cannot be provided, the control device 3 may control the servo motor 10 based on information from the encoder 12.

図9は、エンコーダ12からの情報を用いてサーボモータ10を制御する際に制御装置3が行なう処理を示したフローチャートである。以下、図9を参照して、制御装置3が行なう処理について、まとめて説明しておく。   FIG. 9 is a flowchart showing processing performed by the control device 3 when the servo motor 10 is controlled using information from the encoder 12. Hereinafter, processing performed by the control device 3 will be described collectively with reference to FIG.

ステップS101において、制御装置3内の位置演算部116は、エンコーダ12が検知したサーボモータ10の回転量信号を取得する。詳しくは、ここで、位置演算部116が取得する回転量信号は、エンコーダ12が出力する回転量信号が、シリアル変換器112で変換され、アンプ114で増幅されたものである。   In step S <b> 101, the position calculation unit 116 in the control device 3 acquires the rotation amount signal of the servo motor 10 detected by the encoder 12. Specifically, here, the rotation amount signal acquired by the position calculation unit 116 is obtained by converting the rotation amount signal output from the encoder 12 by the serial converter 112 and amplifying by the amplifier 114.

ステップS103において、位置演算部116は、ステップS101にて取得した回転量信号および把持感覚提示部2の設計情報に基づいて、スライダ33,43の位置情報を計算する。この処理にあたり、位置演算部116は、回転量信号と位置情報とを対応付けたテーブルを予め格納しておき、そのテーブルと取得した回転量信号に基づいて、位置情報を求めてもよい。   In step S103, the position calculation unit 116 calculates the position information of the sliders 33 and 43 based on the rotation amount signal acquired in step S101 and the design information of the grasping sensation presentation unit 2. In this processing, the position calculation unit 116 may store a table in which the rotation amount signal and the position information are associated with each other in advance, and obtain the position information based on the table and the acquired rotation amount signal.

ステップS105において、制御装置3内の速度演算部118は、ステップS103にて位置演算部116が求めた位置情報に基づいて、スライダ33,43の速度を計算する。   In step S105, the speed calculation unit 118 in the control device 3 calculates the speeds of the sliders 33 and 43 based on the position information obtained by the position calculation unit 116 in step S103.

ステップS107において、位置演算部116は、ステップS116にて求めた位置情報をパソコン5に出力する。位置情報を受け取ったパソコン5は、モニタ6に、位置情報に応じた仮想空間の画面を表示する。   In step S107, the position calculation unit 116 outputs the position information obtained in step S116 to the personal computer 5. The personal computer 5 that has received the position information displays a virtual space screen corresponding to the position information on the monitor 6.

ステップS109において、位置制御部122は、把持物体情報保持部120に格納された把持物体情報、および、ステップS103にて位置演算部116が算出した時刻tのスライダ33,43の位置に基づいて、次時刻t+dtのスライダ33,43の位置を指定する位置制御信号を生成する。   In step S109, the position control unit 122 is based on the gripping object information stored in the gripping object information holding unit 120 and the positions of the sliders 33 and 43 at time t calculated by the position calculation unit 116 in step S103. A position control signal for designating the positions of the sliders 33 and 43 at the next time t + dt is generated.

ステップS111において、速度制御部124は、把持物体情報保持部120に格納された把持物体情報と、ステップS105にて速度演算部118が算出した時刻tのスライダ33,43の速度と、位置制御部122が生成した位置制御信号とに基づいて、スライダ33,43の次時刻t+dtでの速度を指定する速度制御信号を生成する。   In step S111, the speed control unit 124 determines the gripping object information stored in the gripping object information holding unit 120, the speeds of the sliders 33 and 43 at the time t calculated by the speed calculation unit 118 in step S105, and the position control unit. Based on the position control signal generated by 122, a speed control signal for designating the speed of the sliders 33 and 43 at the next time t + dt is generated.

ステップS113において、推力制御部126は、ステップS111にて速度制御部124が生成した速度制御信号に基づいて、スライダ33,43の推力を指定する推力制御信号を生成する。あるいは、推力制御部126は、ステップS103において位置演算部116が計算した位置情報および把持物体情報に基づいて、推力制御信号を生成する。   In step S113, the thrust control unit 126 generates a thrust control signal that specifies the thrust of the sliders 33 and 43 based on the speed control signal generated by the speed control unit 124 in step S111. Alternatively, the thrust control unit 126 generates a thrust control signal based on the position information and gripped object information calculated by the position calculation unit 116 in step S103.

ステップS115において、アナログ変換回路128は、推力制御信号をアナログ信号に変換する。また、アンプ114は、アナログ変換回路128により変換された推力制御信号を増幅し、サーボモータ10を駆動する駆動信号を作成する。さらに、アンプ114は、駆動信号をサーボモータ10に出力する。   In step S115, the analog conversion circuit 128 converts the thrust control signal into an analog signal. The amplifier 114 amplifies the thrust control signal converted by the analog conversion circuit 128 and creates a drive signal for driving the servo motor 10. Further, the amplifier 114 outputs a drive signal to the servo motor 10.

ステップS117において、制御装置3は、ステップS101の実行から所定の時間が経過したかどうか判断する。制御装置3は、所定の時間が経過したと判断した場合(ステップS117においてYES)、ステップS101からの一連の処理を繰り返す。ステップS101の実行から所定の時間経過するまでは、制御装置3は、ステップS101からの処理の再度の実行を開始せずに、待つ。   In step S117, the control device 3 determines whether a predetermined time has elapsed since the execution of step S101. When control device 3 determines that the predetermined time has elapsed (YES in step S117), it repeats the series of processing from step S101. Until a predetermined time has elapsed from the execution of step S101, the control device 3 waits without starting the execution of the process from step S101 again.

制御装置3は、ステップS101の実行から所定の時間が経過したかどうかの判断は、位置演算部116が、時間を計測することで実現できる。あるいは、位置演算部116の外部に設けられた時間を計測する時計部が、所定の時間ごとに位置演算部116に、回転量情報を取得する命令を送ってもよい。いずれにせよ、制御装置3は、ステップS101からステップS115までの処理が繰り返し実行できればよい。   The control device 3 can determine whether or not a predetermined time has elapsed since the execution of step S101 by allowing the position calculation unit 116 to measure the time. Alternatively, a clock unit that measures the time provided outside the position calculation unit 116 may send a command for acquiring rotation amount information to the position calculation unit 116 at predetermined time intervals. In any case, the control device 3 only needs to be able to repeatedly execute the processing from step S101 to step S115.

図10は、圧力センサ36,46からの情報を用いてサーボモータ10を制御する際に制御装置3が行なう処理を示したフローチャートである。以下、図10を参照して、制御装置3が行なう処理について、まとめて説明しておく。   FIG. 10 is a flowchart showing processing performed by the control device 3 when the servo motor 10 is controlled using information from the pressure sensors 36 and 46. Hereinafter, processing performed by the control device 3 will be described collectively with reference to FIG.

ステップS201において、制御装置3内の圧力演算部106は、圧力センサ36,46からの圧力信号を取得する。詳しくは、ここで、圧力演算部106は、デジタル変換回路104から、デジタル変換回路104が、圧力センサ36,46が出力した圧力信号を変換した信号を取得する。   In step S <b> 201, the pressure calculation unit 106 in the control device 3 acquires pressure signals from the pressure sensors 36 and 46. Specifically, here, the pressure calculation unit 106 acquires, from the digital conversion circuit 104, a signal obtained by converting the pressure signal output from the pressure sensors 36 and 46 by the digital conversion circuit 104.

ステップS203において、圧力演算部106は、ステップS201にて取得した圧力信号に基づいて、圧力センサ36,46に加えられている圧力値を算出する。   In step S203, the pressure calculation unit 106 calculates the pressure value applied to the pressure sensors 36 and 46 based on the pressure signal acquired in step S201.

ステップS205において、速度制御部124は、ステップS203にて圧力演算部106が計算した圧力値および把持物体情報保持部120に格納された把持物体情報に基づいて、速度制御信号を算出する。   In step S <b> 205, the speed control unit 124 calculates a speed control signal based on the pressure value calculated by the pressure calculation unit 106 in step S <b> 203 and the gripping object information stored in the gripping object information holding unit 120.

ステップS207において、推力制御部126は、ステップS203において計算された圧力値と、ステップS205において算出された速度制御信号とに基づいて、推力制御信号を算出する。   In step S207, the thrust control unit 126 calculates a thrust control signal based on the pressure value calculated in step S203 and the speed control signal calculated in step S205.

ステップS209において、アナログ変換回路128は、推力制御信号をアナログ信号に変換する。また、アンプ114は、アナログ変換回路128により変換された推力制御信号を増幅し、サーボモータ10を駆動する駆動信号を作成する。さらに、アンプ114は、駆動信号をサーボモータ10に出力する。   In step S209, the analog conversion circuit 128 converts the thrust control signal into an analog signal. The amplifier 114 amplifies the thrust control signal converted by the analog conversion circuit 128 and creates a drive signal for driving the servo motor 10. Further, the amplifier 114 outputs a drive signal to the servo motor 10.

ステップS211において、制御装置3は、ステップS201の実行から所定の時間が経過したかどうか判断する。制御装置3は、所定の時間が経過したと判断した場合(ステップS211においてYES)、ステップS201からの一連の処理を繰り返す。ステップS201の実行から所定の時間経過するまでは、制御装置3は、ステップS201からの処理の再度の実行を開始せずに、待つ。制御装置3は、所定の時間が経過したかどうかを、図9のステップS117で説明した方法と同様の方法で判断できる。   In step S211, the control device 3 determines whether a predetermined time has elapsed since the execution of step S201. When control device 3 determines that the predetermined time has elapsed (YES in step S211), it repeats the series of processing from step S201. Until a predetermined time has elapsed from the execution of step S201, the control device 3 waits without starting the execution of the process from step S201 again. The control device 3 can determine whether or not the predetermined time has elapsed by a method similar to the method described in step S117 in FIG.

以上では、サーボモータ10の制御のための情報として、エンコーダ12からの情報および圧力センサ36,46からの情報を挙げた。しかしながら、サーボモータ10の制御のための情報は、これらに限られるわけではない。制御装置3は、スライダ33,43に加えられた圧力を計算できる情報を受信できればよい。   The information from the encoder 12 and the information from the pressure sensors 36 and 46 have been described above as information for controlling the servo motor 10. However, the information for controlling the servo motor 10 is not limited to these. The control device 3 only needs to be able to receive information that can calculate the pressure applied to the sliders 33 and 43.

したがって、把持感覚提示デバイス1は、必ずしも圧力センサやエンコーダを備える必要はない。圧力センサやエンコーダは、指置き台に加えられる作用に関する情報(スライダ33,43の位置情報、スライダ33,43に加えられた圧力情報、あるいは、位置情報と圧力情報の両方)を検知する検知手段の一例である。これらのかわりに、他の検知手段を用いてもよい。例えば、把持感覚提示デバイス1は、サーボモータ10に発生する逆起電力の測定器を備えていてもよい。制御装置3は、逆起電力から指置き台に加えられている圧力を算出する。   Therefore, the grasping sensation presentation device 1 is not necessarily provided with a pressure sensor or an encoder. The pressure sensor or the encoder detects information related to the action applied to the finger rest (position information of the sliders 33 and 43, pressure information applied to the sliders 33 and 43, or both position information and pressure information). It is an example. Instead of these, other detection means may be used. For example, the grasping sensation presentation device 1 may include a measuring device for counter electromotive force generated in the servo motor 10. The control device 3 calculates the pressure applied to the finger rest from the back electromotive force.

(4.デバイスの性能)
本実施の形態に係る把持感覚提示デバイス1は、利用者に把持感覚を提示するのに十分な性能を持つ。このことを以下に説明する。
(4. Device performance)
The grip sensation presentation device 1 according to the present embodiment has sufficient performance to present a grip sensation to the user. This will be described below.

まず、把持感覚の提示に必要な条件について説明する。この条件については、被験者実験により明らかにされている(中山弘一、井之上直己、「硬さ感覚提示デバイスの作成に向けた指先における硬さ弁別性能の検証実験」、第127回ヒューマンコンピュータインタラクション研究会、情報処理学会、2008年1月)。この被験者実験では、指先が仮想物体と衝突する際の指先位置を1msかつ1μmの精度で制御でき、250Nの力と200m/sの加速度が提示できる実験装置を用いる。実験装置を用いて、指先が仮想物体に衝突した場合の指先の軌道を再現し、指先の感覚のみにおける硬さの弁別能力を検証している。 First, conditions necessary for presenting a gripping feeling will be described. This condition has been clarified by subject experiments (Koichi Nakayama, Naomi Inoue, “Verification Experiment of Hardness Discrimination Performance at Fingertips for Creation of Hardness Sense Presenting Device”, 127th Human Computer Interaction Study Group IPSJ, January 2008). In this subject experiment, an experimental apparatus that can control the fingertip position when the fingertip collides with the virtual object with an accuracy of 1 ms and 1 μm and can present a force of 250 N and an acceleration of 200 m / s 2 is used. Using an experimental device, the trajectory of the fingertip when the fingertip collides with a virtual object is reproduced, and the hardness discrimination ability only with the sense of the fingertip is verified.

物体の硬さを表わすパラメータには、次の3つがある。
(i)指先が物体に衝突し反発した場合の加速度
(ii)指先が物体に衝突し反発した場合の接触時間
(iii)指先が物体に衝突し静止した場合の沈み込み深さ
硬さが無限大となる完全剛体は存在しないため、衝突時において、指先が物体に接触してから離れるまでの有限の接触時間と、指先に加わる有限の加速度が存在する。一般的には、柔らかいものほど接触時間が長く、加速度が小さい。また、指先が物体に衝突して静止する場合、物体は有限の深さだけ沈み込む。柔らかい物体ほど、沈み込む深さが大きい。
There are the following three parameters representing the hardness of an object.
(I) Acceleration when the fingertip collides with the object and repels (ii) Contact time when the fingertip collides with the object and repels (iii) Depth of sinking when the fingertip collides with the object and stands still Hardness is infinite Since there is no perfect rigid body that becomes large, there is a finite contact time from when the fingertip touches the object until it leaves, and a finite acceleration applied to the fingertip at the time of collision. In general, the softer the longer the contact time and the lower the acceleration. When the fingertip collides with an object and stops, the object sinks by a finite depth. Softer objects have greater depth of sinking.

この実験では、6種類の接触時間{10,20,40,80,160,320(ms)}、6種類の加速度{5,10,20,40,80,160(m/s)},6種類の沈み込み深さ{1,2,4,8,16,32(mm)}の中から,それぞれ隣り合う2値を被験者に提示する。そして、その変化を弁別可能かを、被験者に返答してもらう。 In this experiment, six types of contact time {10, 20, 40, 80, 160, 320 (ms)}, six types of acceleration {5, 10, 20, 40, 80, 160 (m / s 2 )}, From the six types of sinking depths {1, 2, 4, 8, 16, 32 (mm)}, two adjacent values are presented to the subject. Then, ask the subject to answer whether the change can be discriminated.

図11から図13に、実験結果を示す。図11から図13は、それぞれ、加速度、接触時間、沈み込み深さについての実験結果を示す図である。これらの実験結果により、加速度の弁別閾値は20m/s、接触時間の弁別閾値は40ms、沈み込み深さの弁別閾値は4mmであることが分かった。したがって、把持感覚提示デバイスは、物体と衝突し反発する場合の加速度が20m/s以上、指先が物体に接触している時間が40ms以下、物体と衝突し静止する場合の指先位置のオーバーシュートが2mm以下という条件を実現できる性能を持つ必要がある。 The experimental results are shown in FIGS. FIG. 11 to FIG. 13 are diagrams showing experimental results for acceleration, contact time, and sinking depth, respectively. From these experimental results, it was found that the discrimination threshold for acceleration was 20 m / s 2 , the discrimination threshold for contact time was 40 ms, and the discrimination threshold for subsidence depth was 4 mm. Accordingly, the grasping sensation presentation device has an acceleration of 20 m / s 2 or more when colliding with an object and repelling, a time when the fingertip is in contact with the object is 40 ms or less, and an overshoot of the fingertip position when colliding with the object and stationary. Must be capable of realizing the condition of 2 mm or less.

本実施の形態に係る把持感覚提示デバイス1は、上記の性能を持つ。このことを、以下、図14から図16を参照して説明する。   The grasping sensation presentation device 1 according to the present embodiment has the above performance. This will be described below with reference to FIGS.

図14は、把持感覚提示デバイス1の提示する指先速度および指先間隔を示す図である。図14に示すグラフの横軸は、時間(単位はs)を表わす。上側のグラフは、指先速度の時間変化を示し、グラフの縦軸は、指先速度(単位は、mm/s)を表わす。原点0から上の値は、指先の間が開いていく際の速さ、原点0より下の値は、指先の間が閉じていく際の速さを示す。下側のグラフは、指先間隔の時間変化を示し、グラフの縦軸は、指先間隔(単位は、mm)を表わす。   FIG. 14 is a diagram showing the fingertip speed and the fingertip interval presented by the grasping sensation presentation device 1. The horizontal axis of the graph shown in FIG. 14 represents time (unit: s). The upper graph shows the time variation of the fingertip speed, and the vertical axis of the graph represents the fingertip speed (unit: mm / s). The value above the origin 0 indicates the speed at which the fingertips are opened, and the value below the origin 0 indicates the speed at which the gap between the fingertips is closed. The lower graph shows the time change of the fingertip interval, and the vertical axis of the graph represents the fingertip interval (unit: mm).

図15は、指先間隔の時間変化の拡大図である。図15には、図14の枠1410で囲んだ部分を拡大して示している。図15を参照して、力覚提示時に生じるオーバーシュートは、片側のスライダで約1mm、すなわち、両側のスライダで約2mmであり、上記の条件を満たす。   FIG. 15 is an enlarged view of the time change of the fingertip interval. FIG. 15 is an enlarged view of a portion surrounded by a frame 1410 in FIG. Referring to FIG. 15, the overshoot generated at the time of force sense is about 1 mm for one slider, that is, about 2 mm for both sliders, and satisfies the above condition.

図16は、指先速度の時間変化の拡大図である。図16には、図15の枠1420で囲んだ部分を拡大して示している。図16の横軸の1目盛りは、図15と同様、100msである。したがって、図16を参照して、把持感覚提示デバイス1の接触時間、すなわち、剛体衝突から速度が0になるまでの時間は、10ms以下であることが分かる。なお、剛体衝突後、正の速度が現れるのは、オーバーシュートによる。   FIG. 16 is an enlarged view of the time change of the fingertip speed. FIG. 16 is an enlarged view of a portion surrounded by a frame 1420 in FIG. One scale on the horizontal axis in FIG. 16 is 100 ms as in FIG. Therefore, with reference to FIG. 16, it can be seen that the contact time of the grasping sensation presentation device 1, that is, the time from the rigid body collision until the speed becomes 0 is 10 ms or less. It should be noted that the positive speed appears after the rigid collision due to overshoot.

また、図16を参照して、片側のスライダで、40m/s=(400mm/s)/(10ms)、すなわち、両側のスライダで80m/sの加速度を実現できることが分かる。 In addition, referring to FIG. 16, it can be seen that 40 m / s 2 = (400 mm / s) / (10 ms) can be realized with one slider, that is, an acceleration of 80 m / s 2 can be realized with both sliders.

以上のとおり、本実施の形態に係る把持感覚提示デバイス1は、把持感覚を提示するのに十分な性能を有する。   As described above, the grip sensation presentation device 1 according to the present embodiment has sufficient performance to present a grip sensation.

把持感覚提示デバイス1は、ボールネジのスライダに固定され、2本の指にそれぞれ力覚を提示する2つの台(指置き台)を備える。把持感覚提示デバイス1は、指置き台に提示する力をボールネジに接続されたモータで制御する。把持感覚提示デバイス1は、物体を把持するときの指先への提示力を、ワイヤを介さず、剛性の高いボールネジを用いて伝える。そのため、把持感覚提示デバイス1は、ゆがみが小さく、急激に大きな力を提示できる。把持感覚提示デバイス1は、硬いものをガッチリつかんだ時の感覚から、柔らかい物をグニャッとつかんだ時の感覚まで、様々な硬さの感覚を指先に感じさせることができる。   The grasping sensation presentation device 1 includes two stands (finger rests) that are fixed to a slider of a ball screw and present a force sense to two fingers, respectively. The grasping sensation presentation device 1 controls the force to be presented on the finger rest with a motor connected to the ball screw. The grasping sensation presentation device 1 transmits a presentation force to a fingertip when grasping an object using a ball screw having high rigidity without using a wire. Therefore, the grasping sensation presentation device 1 has a small distortion and can present a large force rapidly. The gripping sensation presentation device 1 can make a fingertip feel various hardness sensations, from a sensation when grasping a hard object to a sensation when grasping a soft object.

ボールネジは産業用機械として完成された技術であるため、瞬時に大きな力を提示可能であり、制御も比較的容易である。そのため、把持感覚提示デバイス1は、安い値段で、かつ、高い性能をもつ。   Since the ball screw is a technology completed as an industrial machine, a large force can be instantly presented and control is relatively easy. Therefore, the grasping sensation presentation device 1 has a low price and high performance.

また、把持感覚提示デバイス1は、PHANTOMやSPIDARなどの従来機器より小さくて軽い。また、把持感覚提示デバイス1は、移動範囲の制限が従来機器よりはるかに少ない携帯型デバイスである。そのため、把持感覚提示デバイス1は、腕を動かせる場所のどこでも仮想物体の硬さを提示できる。   In addition, the grasping sensation presentation device 1 is smaller and lighter than conventional devices such as PHANTOM and SPIDAR. In addition, the grasping sensation presentation device 1 is a portable device that has a much smaller movement range than conventional devices. Therefore, the grip sense presentation device 1 can present the hardness of the virtual object anywhere in the place where the arm can be moved.

(5.その他)
2つのスライダ部の移動量は、異なっていてもよい。特に、人差し指用のスライダ部を親指用のスライダ部に比べて大きく動くようにすることが好ましい。このようにすることで、ユーザに、より自然な把持感覚を提示することができる。移動量を変えるには、例えば、力伝達部20#のように差動機構を備える力伝達部を用いればよい。あるいは、ボールネジに接続されるギアの歯車数を変えたり、ボールネジのピッチを変えたりすればよい。
(5. Other)
The movement amounts of the two slider portions may be different. In particular, it is preferable to move the slider part for the index finger largely compared to the slider part for the thumb. By doing in this way, a more natural grip feeling can be presented to the user. In order to change the movement amount, for example, a force transmission unit having a differential mechanism such as the force transmission unit 20 # may be used. Alternatively, the number of gears connected to the ball screw may be changed, or the pitch of the ball screw may be changed.

また、上記の実施の形態では、1つのモータが、2つの力覚提示部に駆動力を提供していた。しかしながら、把持感覚提示デバイスは、2つのモータを備えていてもよい。この場合、把持感覚提示デバイスは、各モータにより、2つの力覚提示部を独立に駆動する。   In the above embodiment, one motor provides driving force to the two force sense presentation units. However, the grasping sensation presentation device may include two motors. In this case, the grasping sense presentation device drives the two force sense presentation units independently by each motor.

2つのモータを備える把持感覚提示デバイスによれば、2つのスライダ部の移動量を自由に制御でき、より自然な把持感覚を提示することができる。一方、本実施の形態に係る把持感覚提示デバイス1は、モータの数が少ないため、小型にできる。   According to the grip sense presentation device including two motors, the movement amounts of the two slider portions can be freely controlled, and a more natural grip sense can be presented. On the other hand, the grasping sensation presentation device 1 according to the present embodiment can be downsized because the number of motors is small.

また、把持感覚提示デバイスは、3つ以上の力覚提示部を備えていてもよい。提示する力が1点で交わる構成であれば、把持感覚提示デバイスは、携帯型のものになる。   In addition, the grasping sensation presentation device may include three or more force sense presentation units. If the presenting force intersects at one point, the grasping sensation presentation device is portable.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明は、硬いものをガッチリつかんだ時の感覚から、柔らかい物をグニャッとつかんだ時の感覚まで表現する仮想現実感(Virtual Reality:バーチャルリアリティやMixed Reality:ミクストリアリティ)を提示する技術を利用する産業分野に好適である。このような産業分野には、例えば、業務用/家庭用ゲーム機などのエンターテイメント産業がある。また、近年、医学教育の分野でも、触診により病巣を発見する練習機器などとして力覚提示デバイスが応用されている。本発明は、このように利用されることも期待される。   The present invention uses a technology that presents virtual reality (virtual reality: mixed reality) that expresses everything from the sensation of grasping a hard object to the sensation of grasping a soft object. It is suitable for the industrial field. Such industrial fields include, for example, the entertainment industry such as commercial / home game machines. In recent years, haptic devices have also been applied in the field of medical education as practice devices for finding lesions by palpation. The present invention is also expected to be used in this way.

PHANTOM(登録商標)の外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of PHANTOM (trademark). SPIDARの外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of SPIDAR. 把持感覚提示デバイス1の外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of the holding | grip sense presentation device. 把持感覚提示部2の上面図である。FIG. 4 is a top view of a gripping sensation presentation unit 2. 把持感覚提示部2の側面図である。FIG. 4 is a side view of a grip sense presentation unit 2. 把持感覚提示部2#の側面図である。It is a side view of grasp sense presentation part 2 #. 把持感覚提示部2の利用形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the utilization form of the grip sense presentation part. 制御装置3の機能的構成を示すブロック図である。3 is a block diagram showing a functional configuration of a control device 3. FIG. エンコーダ12からの情報を用いてサーボモータ10を制御する際に制御装置3が行なう処理を示したフローチャートである。5 is a flowchart showing processing performed by the control device 3 when controlling the servo motor 10 using information from the encoder 12; 圧力センサ36,46からの情報を用いてサーボモータ10を制御する際に制御装置3が行なう処理を示したフローチャートである。4 is a flowchart showing processing performed by the control device 3 when controlling the servo motor 10 using information from the pressure sensors 36 and 46; 加速度についての実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result about acceleration. 接触時間についての実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result about contact time. 沈み込み深さについての実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result about a subduction depth. 把持感覚提示デバイス1の提示する指先速度および指先間隔を示す図である。It is a figure which shows the fingertip speed and fingertip space | interval which the grip sense presentation device 1 presents. 指先間隔の時間変化の拡大図である。It is an enlarged view of the time change of a fingertip interval. 指先速度の時間変化の拡大図である。It is an enlarged view of the time change of fingertip speed.

符号の説明Explanation of symbols

1 把持感覚提示デバイス、2 把持感覚提示部、3 制御装置、4 ケーブル、5 パソコン、6 モニタ、10 サーボモータ、11 モータ軸、12 エンコーダ、20,20# 力伝達部、21a,21b マイタギア、22,24,26 ギア、30 力覚提示部、31 台座、32 ボールネジ、33 スライダ、33a ボールナット、33b ナット支持板、34a,34b スライドレール、35 指置き台、36 圧力センサ、37 固定側ユニット、38 支持側ユニット、40 力覚提示部、41 台座、42 ボールネジ、43 スライダ、44a,44b スライドレール、45 指置き台、46 圧力センサ、47 固定側ユニット、48 支持側ユニット、102 センサアンプ、104 デジタル変換回路、106 圧力演算部、112 シリアル変換器、114 アンプ、116 位置演算部、118 速度演算部、120 把持物体情報保持部、122 位置制御部、124 速度制御部、126 推力制御部、128 アナログ変換回路、1000 スタイラス、2100 力覚ポインタ、2200 ワイヤ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Grasping sense presentation device, 2 Grasping sense presentation part, 3 Control apparatus, 4 Cable, 5 PC, 6 Monitor, 10 Servo motor, 11 Motor shaft, 12 Encoder, 20, 20 # Force transmission part, 21a, 21b Miter gear, 22 , 24, 26 gear, 30 force sense presentation unit, 31 pedestal, 32 ball screw, 33 slider, 33a ball nut, 33b nut support plate, 34a, 34b slide rail, 35 finger rest, 36 pressure sensor, 37 fixed side unit, 38 support side unit, 40 force sense presentation unit, 41 base, 42 ball screw, 43 slider, 44a, 44b slide rail, 45 finger rest, 46 pressure sensor, 47 fixed side unit, 48 support side unit, 102 sensor amplifier, 104 Digital conversion circuit, 106 pressure calculation unit, 112 serial converter, 114 amplifier, 116 position calculation unit, 118 speed calculation unit, 120 gripped object information holding unit, 122 position control unit, 124 speed control unit, 126 thrust control unit, 128 analog conversion circuit, 1000 stylus, 2100 force Perception pointer, 2200 wires.

Claims (8)

仮想物体の把持感覚をユーザに提示する把持感覚提示装置であって、
回転力を発生する駆動部と、
複数の力提示部とを備え、
各前記力提示部は、
前記駆動部に接続され、前記回転力に応じて回転する棒状のネジと、
前記ネジに接続され、前記ネジの回転に応じて、前記ネジの軸方向に移動するスライダ部とを含み、
外部物体が各前記スライダ部に加える作用に関する情報を検知する検知手段と、
前記検知手段の検知結果に基づいて前記駆動部の動作を制御する制御手段とをさらに備え、
前記制御手段は、
前記仮想物体が外部に与える応力の特性を表わす把持物体情報を格納する記憶手段と、
前記検知結果および前記把持物体情報に基づいて、前記スライダ部が前記特性に応じた前記応力を発生するように前記駆動部を制御する駆動信号を生成する信号生成手段とを含む、把持感覚提示装置。
A gripping sensation presentation device for presenting a gripping sensation of a virtual object to a user,
A drive that generates rotational force;
A plurality of force presentation units,
Each of the force presentation units
A rod-like screw connected to the drive unit and rotating according to the rotational force;
A slider portion connected to the screw and moving in the axial direction of the screw according to the rotation of the screw;
Detecting means for detecting information on the action of an external object applied to each of the slider parts;
Control means for controlling the operation of the drive unit based on the detection result of the detection means,
The control means includes
Storage means for storing gripping object information representing a characteristic of stress applied to the outside by the virtual object;
A gripping sensation presentation apparatus including signal generation means for generating a driving signal for controlling the driving unit so that the slider unit generates the stress corresponding to the characteristic based on the detection result and the gripping object information. .
前記複数の力提示部は、互いに対向する第1の力提示部および第2の力提示部を含む、請求項1に記載の把持感覚提示装置。   The grip sense presentation device according to claim 1, wherein the plurality of force presentation units include a first force presentation unit and a second force presentation unit facing each other. 前記駆動部は、
モータと、
前記モータの回転を、前記第1の力提示部の前記ネジおよび前記第2の力提示部の前記ネジの回転に変換する力伝達部とを含む、請求項2に記載の把持感覚提示装置。
The drive unit is
A motor,
The grasping sensation presentation device according to claim 2, further comprising: a force transmission unit that converts rotation of the motor into rotation of the screw of the first force presentation unit and rotation of the screw of the second force presentation unit.
前記力伝達部は、差動装置を有する、請求項3に記載の把持感覚提示装置。   The grasping sensation presentation device according to claim 3, wherein the force transmission unit includes a differential device. 前記第1の力提示部の前記スライダ部と、前記第2の力提示部の前記スライダ部とは、前記駆動信号に対して、異なる距離だけ移動する、請求項2から4のいずれか1項に記載の把持感覚提示装置。   The slider unit of the first force presentation unit and the slider unit of the second force presentation unit move by different distances with respect to the drive signal. The grip sensation presentation device according to claim 1. 前記検知手段は、各前記スライダ部に設置された圧力センサを含む、請求項1から5のいずれか1項に記載の把持感覚提示装置。   The grasping sensation presentation device according to any one of claims 1 to 5, wherein the detection unit includes a pressure sensor installed on each of the slider portions. 前記検知手段は、前記駆動部の回転量を検知するエンコーダを含む、請求項1から6のいずれか1項に記載の把持感覚提示装置。   The grasping sensation presentation device according to claim 1, wherein the detection unit includes an encoder that detects an amount of rotation of the driving unit. 各前記ネジは、ボールネジである、請求項1から7のいずれか1項に記載の把持感覚提示装置。   Each said screw is a ball screw, The holding sense presentation apparatus of any one of Claim 1 to 7.
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