JP6804346B2 - Rotation control mechanism and load generator using it - Google Patents

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Description

本発明は、磁気粘性流体を使用して回転抵抗を変化させることができる回転制御機構及びこれを用いた負荷発生装置に関する。 The present invention relates to a rotation control mechanism capable of changing rotational resistance using a ferrofluid and a load generator using the same.

従来、計算機内部にあるデータとしての仮想物体を、操作者にあたかも存在するかのように感じさせて、製品の使い勝手などを事前に体験することができる技術、あるいは、遠方などにある対象物体を、操作者があたかも手元にあるように感じながら操作できる技術等に応用可能な力覚呈示装置として、下記特許文献1に記載の技術が提案されている。 Conventionally, a technology that allows an operator to experience the usability of a product in advance by making a virtual object as data inside a computer feel as if it exists, or a target object that is far away. As a force sensation device that can be applied to a technique that allows an operator to operate while feeling as if he / she is at hand, the technique described in Patent Document 1 below has been proposed.

特許文献1に記載の技術は、柔軟な手袋の手指の腹の面などの接触可能な面に当てる部材と、この部材を手指の曲げと反対方向に引っ張るワイヤと、ワイヤを自在に案内するチューブの一部分を固定する部材を、手指に装着する柔軟な手袋の外側に取り付け、ワイヤを案内するチューブを手袋より延長し、チューブの手袋とは逆の端よりワイヤを取り出し、ワイヤを巻取る手段を設けたものである。巻き取り手段は、直流電動機で構成し、力覚に対応した電流で駆動している。 The technique described in Patent Document 1 is a member that touches a contactable surface such as the pad surface of a finger of a flexible glove, a wire that pulls this member in a direction opposite to the bending of the finger, and a tube that freely guides the wire. A member for fixing a part of the wire is attached to the outside of a flexible glove to be attached to the fingers, the tube for guiding the wire is extended from the glove, the wire is taken out from the end opposite to the glove of the tube, and the wire is wound. It is provided. The winding means is composed of a DC motor and is driven by a current corresponding to the sense of force.

特開平06−324622号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 06-324622

特許文献1に記載の技術は、直流電動機を用いたワイヤの巻き取り装置を用いている。具体的には、直流電動機の出力軸にプーリを取り付け、プーリにワイヤを巻き取っており、直流電動機のトルクを制御して手指にかかる力が、与えようとする力覚に等しくなるように制御するものとなっている。 The technique described in Patent Document 1 uses a wire winding device using a DC motor. Specifically, a pulley is attached to the output shaft of the DC motor, and a wire is wound around the pulley. The torque of the DC motor is controlled so that the force applied to the fingers is equal to the force sensation to be applied. It is supposed to be done.

このような特許文献1に記載の技術は、操作者の指の感触に適合させるようにモータの制御を行う必要があり、制御が困難であった。また、操作者の指に操作反力を付与するための機構が複雑化してしまうという課題があった。 In such a technique described in Patent Document 1, it is necessary to control the motor so as to match the feel of the operator's finger, which is difficult to control. Further, there is a problem that the mechanism for applying the operation reaction force to the operator's finger becomes complicated.

本発明は、上記課題を解決するために、操作反力を精密に付与することができる回転制御機構及びこれを用いた負荷発生装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a rotation control mechanism capable of precisely applying an operating reaction force and a load generator using the rotation control mechanism in order to solve the above problems.

前記目的を達成するために、本発明の回転制御機構は、巻き取り可能な引出し材と、前記引出し材を巻き取る回転部と、前記引出し材を引き出すのに要する力を自在に変化させる荷重発生機構と、引き出された前記引出し材を前記回転部に巻き取らせるための巻き取り部と、を備え、前記巻き取り部は、前記引出し材の引き出し方向と逆方向の力を前記回転部に与えるバネで構成され、前記荷重発生機構は、前記回転部と連動して回転動作する可動部材と、前記可動部材と隙間を挟んで対向する磁気発生機構と、前記隙間の少なくとも一部に存在し磁界の強さに応じて粘性が変化する磁気粘性流体とを有し、さらに、前記磁気発生機構への通電量を変化させる通電制御部を備えていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the rotation control mechanism of the present invention freely changes a retractable drawer material, a rotating portion for winding the drawer material, and a force required to pull out the drawer material. The rotating portion includes a mechanism and a winding portion for winding the drawn drawer material on the rotating portion, and the winding portion applies a force in a direction opposite to the drawing direction of the drawer material to the rotating portion. The load generating mechanism, which is composed of a spring, includes a movable member that rotates in conjunction with the rotating portion, a magnetic generating mechanism that faces the movable member with a gap in between, and a magnetic field that exists in at least a part of the gap. It has a magnetically viscous fluid whose viscosity changes according to the strength of the magnetic field, and further includes an energization control unit that changes the amount of energization to the magnetic generation mechanism.

また、本発明の回転制御機構は、前記回転部の回転角を検出する角度検出部を備え、前記通電制御部で、前記角度検出部の検出値から前記引出し材の引き出し量を検出する。 Further, the rotation control mechanism of the present invention includes an angle detection unit that detects the rotation angle of the rotation unit, and the energization control unit detects the withdrawal amount of the drawing material from the detection value of the angle detection unit.

また、本発明の回転制御機構は、前記回転部を回転自在に支持する支持部を備え、前記バネは、前記回転部に一端が接続され、他端が前記支持部に接続されゼンマイバネであるThe rotation control mechanism of the present invention comprises a support portion for rotatably supporting the rotary part, the spring, the one end is connected to the rotating part is the spiral spring whose other end is connected to the support portion ..

また、本発明の負荷発生装置は、上記回転制御機構を備え、操作者の手に装着可能なグローブ部と、前記グローブ部において操作者の指の位置に配置され前記引出し材の先端部が接続される触覚付与部が設けられていることを特徴とする。 Further, the load generator of the present invention is provided with the rotation control mechanism and is connected to a glove portion that can be worn by the operator's hand and a tip portion of the drawer material that is arranged at the position of the operator's finger in the glove portion. It is characterized in that a tactile sensation imparting portion is provided.

また、本発明の負荷発生装置は、回転制御機構と、前記引出し材の先端位置を検出する空間座標計測部と、を備え、前記空間座標計測部で計測された空間座標と仮想物体の座標データとを比較して、前記空間座標と前記座標データが接触する際に、前記荷重発生機構で所望の荷重を発生させることを特徴とする。 Further, the load generator of the present invention includes a rotation control mechanism and a spatial coordinate measuring unit for detecting the tip position of the drawing material, and the spatial coordinates measured by the spatial coordinate measuring unit and the coordinate data of the virtual object. When the spatial coordinates and the coordinate data come into contact with each other, the load generating mechanism generates a desired load.

また、本発明の負荷発生装置は、操作者の手に装着可能なグローブ状の被覆部を備える。 Further, the load generator of the present invention includes a glove-shaped covering portion that can be worn by the operator's hand.

また、本発明の負荷発生装置は、上記回転制御機構を備え、前記引出し材の引き出し量を所定の時間間隔で検出し、前記引き出し量の時間変化が所定の閾値以下のときに、前記荷重発生機構に、前記巻き取り部の巻き取り力より大きな制動力を発生させる。 Further, the load generator of the present invention includes the rotation control mechanism, detects the withdrawal amount of the drawer material at a predetermined time interval, and generates the load when the time change of the withdrawal amount is equal to or less than a predetermined threshold value. A braking force larger than the winding force of the winding portion is generated in the mechanism.

また、本発明の負荷発生装置は、前記回転制御機構を備え、前記角度検出部で検出された角度に基づいてワイヤの引き出し量を求める距離算出部を有することを特徴とする。 Further, the load generating device of the present invention is characterized by including the rotation control mechanism and a distance calculating unit for obtaining a wire withdrawal amount based on an angle detected by the angle detecting unit.

本発明によれば、操作反力を精密に付与することができる回転制御機構及びこれを用いた負荷発生装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a rotation control mechanism capable of precisely applying an operating reaction force and a load generator using the rotation control mechanism.

本発明の実施形態の回転制御機構の一部を断面とした斜視図。The perspective view which made a part of the rotation control mechanism of embodiment of this invention a cross section. 図1の回転制御機構の内部構造を示す説明的断面図。Explanatory sectional view which shows the internal structure of the rotation control mechanism of FIG. 回転制御機構を備える負荷発生装置の第1実施形態を示す説明図。The explanatory view which shows the 1st Embodiment of the load generator provided with the rotation control mechanism. 第1実施形態の負荷発生装置の機能を示すブロック図。The block diagram which shows the function of the load generator of 1st Embodiment. 第1実施形態の負荷発生装置の作動を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation of the load generator of 1st Embodiment. 回転制御機構を備える負荷発生装置の第2実施形態を示すブロック図。The block diagram which shows the 2nd Embodiment of the load generator provided with the rotation control mechanism.

次に、本発明の回転制御機構及び負荷発生装置の実施形態の一例について、図1〜図5を参照して説明する。 Next, an example of the embodiment of the rotation control mechanism and the load generator of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.

まず、本実施形態の回転制御機構について、図1及び図2を参照して説明する。図1は本実施形態の回転制御機構の一部を断面とした斜視図であり、図2は回転制御機構の内部構造を示す説明的断面図である。 First, the rotation control mechanism of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a perspective view showing a part of the rotation control mechanism of the present embodiment as a cross section, and FIG. 2 is an explanatory sectional view showing an internal structure of the rotation control mechanism.

回転制御機構1は、図1及び図2に示すように、略円筒状のハウジング2と、ハウジング2の中心位置に回転自在に支持される回転部3と、ハウジング2内に収納された磁気発生機構4と、回転部3と一体に回転する可動部材5と、回転部3に巻かれたワイヤ6と、回転部3とハウジング2に接続されて回転部3にワイヤ6を所定の方向に巻き付ける巻き取り部としてゼンマイバネ7を備えている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the rotation control mechanism 1 includes a substantially cylindrical housing 2, a rotating portion 3 rotatably supported at the center position of the housing 2, and magnetic generation housed in the housing 2. The mechanism 4, the movable member 5 that rotates integrally with the rotating portion 3, the wire 6 wound around the rotating portion 3, and the wire 6 connected to the rotating portion 3 and the housing 2 and wound around the rotating portion 3 in a predetermined direction. A cylinder spring 7 is provided as a take-up portion.

ハウジング2は合成樹脂で形成され、磁気発生機構4、回転部3、ワイヤ6及びゼンマイバネ7を収納しており、ワイヤ6が巻かれている部分の外周面にワイヤ導出穴18が設けられている。この本実施形態におけるハウジング2は、本発明における支持部を構成している。本実施形態では、ワイヤが引出し材である。ただし、引出し材は、巻き取り可能な帯体などであってもよい。さらには、引出し材は、それ自体が伸縮性を有する線材などであってもよい。 The housing 2 is made of synthetic resin and houses the magnetic generation mechanism 4, the rotating portion 3, the wire 6, and the mainspring 7, and a wire lead-out hole 18 is provided on the outer peripheral surface of the portion around which the wire 6 is wound. .. The housing 2 in this embodiment constitutes the support portion in the present invention. In this embodiment, the wire is the drawing material. However, the drawer material may be a rollable band or the like. Furthermore, the drawer material may be a wire rod or the like which itself has elasticity.

磁気発生機構4は、Ne−Fe合金などの軟磁性材料で形成された第1ヨーク8と第2ヨーク9とを備えており、両部材ともハウジング2内に固定されている。また、第1ヨーク8内には励磁コイル10が設けられている。この励磁コイル10を構成する巻線は、外部接続端子11に接続されており、励磁コイル10はこの外部接続端子11を介して後述する負荷発生装置20の通電制御部29に接続されている。 The magnetic generation mechanism 4 includes a first yoke 8 and a second yoke 9 formed of a soft magnetic material such as a Ne—Fe alloy, and both members are fixed in the housing 2. Further, an exciting coil 10 is provided in the first yoke 8. The windings constituting the exciting coil 10 are connected to the external connection terminal 11, and the exciting coil 10 is connected to the energization control unit 29 of the load generating device 20 described later via the external connection terminal 11.

第1ヨーク8及び第2ヨーク9には、中央に回転部3が回転自在に配置される貫通穴8a、9aが設けられている。第1ヨーク8の貫通穴8aには、ラジアル軸受け12aが設けられており、このラジアル軸受け12aによって回転部3を回転自在に支持している。 The first yoke 8 and the second yoke 9 are provided with through holes 8a and 9a in which the rotating portion 3 is rotatably arranged in the center. A radial bearing 12a is provided in the through hole 8a of the first yoke 8, and the rotating portion 3 is rotatably supported by the radial bearing 12a.

可動部材5は、回転部3と一体となって回転する円板状の部材であり、磁気発生機構4の第1ヨーク8及び第2ヨーク9の間に設けられた隙間13に配置されている。また、この隙間13には磁気粘性流体14が充填されている。磁気粘性流体14は、シリコーンオイルなどの油剤の内部に、Ni−Fe合金粉などの磁性粉または磁性粒が混在しているものである。 The movable member 5 is a disk-shaped member that rotates integrally with the rotating portion 3, and is arranged in a gap 13 provided between the first yoke 8 and the second yoke 9 of the magnetic generation mechanism 4. .. Further, the gap 13 is filled with the magnetic viscous fluid 14. The magnetic viscous fluid 14 is a fluid in which magnetic powder or magnetic particles such as Ni—Fe alloy powder are mixed inside an oil agent such as silicone oil.

本実施形態では、上記可動部材5、磁気粘性流体14及び磁気発生機構4により、本発明の荷重発生機構15(図4参照)が形成されている。 In the present embodiment, the load generating mechanism 15 (see FIG. 4) of the present invention is formed by the movable member 5, the ferrofluid 14, and the magnetic generating mechanism 4.

回転部3は、ハウジング2にラジアル軸受け12a及び12bによって回転自在に支持されている軸状の部材である。この回転部3は、可動部材5よりも基端側(図2において右側)に、ワイヤ6が巻かれているワイヤ芯部3aが設けられている。また、回転部3のワイヤ芯部3aよりも基端側にはゼンマイバネ7が取り付けられている。 The rotating portion 3 is a shaft-shaped member rotatably supported by the radial bearings 12a and 12b in the housing 2. The rotating portion 3 is provided with a wire core portion 3a around which the wire 6 is wound on the proximal end side (right side in FIG. 2) of the movable member 5. Further, a spring 7 is attached to the base end side of the rotating portion 3 with respect to the wire core portion 3a.

また、ハウジング2の先端部(図2において左側)には、回転部3の角度を検出する角度検出部16が設けられている。この角度検出部16は、いわゆるロータリエンコーダなどの回転検出部であり、回転部3の回転を光学的に検知して後述する通電制御部29に送信する。または、角度検出部16は回転式可変抵抗器や、光学回転センサなどであってもよい。 Further, an angle detecting unit 16 for detecting the angle of the rotating unit 3 is provided at the tip end portion (left side in FIG. 2) of the housing 2. The angle detection unit 16 is a rotation detection unit such as a so-called rotary encoder, and optically detects the rotation of the rotation unit 3 and transmits it to the energization control unit 29 described later. Alternatively, the angle detection unit 16 may be a rotary variable resistor, an optical rotation sensor, or the like.

本実施形態の回転制御機構1は、上記構成となっているため、ワイヤ芯部3aに巻かれているワイヤ6が外力によって引き出されると、ワイヤ6によって回転部3が回転する。その際、ゼンマイバネ7が圧縮される方向に回転される。従って、ワイヤ6を引き出す際には、ゼンマイバネ7の圧縮力が加わるが、本実施形態ではこのゼンマイバネ7は操作者が自由に指を動かすことができるよう、圧縮力は小さいものとなっている。 Since the rotation control mechanism 1 of the present embodiment has the above configuration, when the wire 6 wound around the wire core portion 3a is pulled out by an external force, the rotating portion 3 is rotated by the wire 6. At that time, the mainspring 7 is rotated in the direction of compression. Therefore, when the wire 6 is pulled out, the compressive force of the mainspring 7 is applied, but in the present embodiment, the mainspring 7 has a small compressive force so that the operator can freely move his / her finger.

また、ワイヤ6にかかっていた外力がなくなったときは、ゼンマイバネ7に蓄積された弾性力により回転部3がワイヤ6の引き出し方向とは逆方向に回転し、ワイヤ6がワイヤ芯部3aに巻き取られるようになっている。 When the external force applied to the wire 6 disappears, the rotating portion 3 rotates in the direction opposite to the pull-out direction of the wire 6 due to the elastic force accumulated in the mainspring 7, and the wire 6 is wound around the wire core portion 3a. It is supposed to be taken.

このように、回転制御機構1においてワイヤ6が引き出され、或いは巻き取られる際には、回転部3が回転し、回転部3と一体となっている可動部材5も回転する。可動部材5は、磁気発生機構4の第1ヨーク8と第2ヨーク9との間の隙間13に充填された磁気粘性流体14の中で回転する。 In this way, when the wire 6 is pulled out or wound up in the rotation control mechanism 1, the rotating portion 3 rotates, and the movable member 5 integrated with the rotating portion 3 also rotates. The movable member 5 rotates in the ferrofluid 14 filled in the gap 13 between the first yoke 8 and the second yoke 9 of the magnetic generation mechanism 4.

このとき、第1ヨーク8の励磁コイル10に電流が付与されると、励磁コイル10に磁界が誘導されて第1ヨーク8と第2ヨーク9との隙間13を横断する磁束が発生する。この磁束は、励磁コイル10に付与される電流の大きさによって変化する。 At this time, when a current is applied to the exciting coil 10 of the first yoke 8, a magnetic field is induced in the exciting coil 10 and a magnetic flux is generated across the gap 13 between the first yoke 8 and the second yoke 9. This magnetic flux changes depending on the magnitude of the current applied to the exciting coil 10.

このように、第1ヨーク8と第2ヨーク9との隙間13を横断する磁束が発生すると、隙間13の内部に充填されている磁気粘性流体14内で、磁性粉或いは磁性粒の凝集構造やブリッジ構造が変化するため、磁気粘性流体14内に設けられている可動部材5に生じる摩擦力が変化する。 In this way, when a magnetic flux crossing the gap 13 between the first yoke 8 and the second yoke 9 is generated, a cohesive structure of magnetic powder or magnetic particles is formed in the magnetic viscous fluid 14 filled inside the gap 13. Since the bridge structure changes, the frictional force generated in the movable member 5 provided in the ferrofluid 14 changes.

励磁コイル10に強い電流を加えると、磁気粘性流体14内の磁性粉或いは磁性粒の凝集度合いが大きくなり、可動部材5に強い制動力が加わる。逆に、励磁コイルに加える電流が弱いと、磁気粘性流体14内の磁性粉或いは磁性粒の凝集度合いが少ないため、可動部材5に加わる制動力は小さくなる。 When a strong electric current is applied to the exciting coil 10, the degree of aggregation of magnetic powder or magnetic particles in the magnetic viscous fluid 14 increases, and a strong braking force is applied to the movable member 5. On the contrary, when the current applied to the exciting coil is weak, the degree of aggregation of the magnetic powder or magnetic particles in the magnetic viscous fluid 14 is small, so that the braking force applied to the movable member 5 becomes small.

次に、上記回転制御機構1を用いた第1実施形態の負荷発生装置20について、図3〜図5を参照して説明する。図3は第1実施形態の負荷発生装置のグローブ部を示す説明図であり、図4は第1実施形態の負荷発生装置の機能を示すブロック図であり、図5は第1実施形態の負荷発生装置の作動を示すフローチャートである。 Next, the load generator 20 of the first embodiment using the rotation control mechanism 1 will be described with reference to FIGS. 3 to 5. FIG. 3 is an explanatory view showing a glove portion of the load generator of the first embodiment, FIG. 4 is a block diagram showing a function of the load generator of the first embodiment, and FIG. 5 is a load diagram of the first embodiment. It is a flowchart which shows the operation of a generator.

図3に示すように、第1実施形態の負荷発生装置20は、グローブ部21を備えており、グローブ部21は、操作者の手の外部を覆う被覆部22と、指先に装着される触覚付与部23と、指の外部に配置されワイヤ6をガイドするガイド部24と、手首に装着されて回転制御機構1が固定されている手首ホルダ25とを備えている。 As shown in FIG. 3, the load generator 20 of the first embodiment includes a glove portion 21, and the glove portion 21 includes a covering portion 22 that covers the outside of the operator's hand and a tactile sensation that is attached to a fingertip. It includes a giving portion 23, a guide portion 24 that is arranged outside the finger and guides the wire 6, and a wrist holder 25 that is attached to the wrist and to which the rotation control mechanism 1 is fixed.

触覚付与部23は、合成樹脂若しくは金属などの材料で形成されており、板状の部材を指の先の形状に合わせて湾曲させ、回転制御機構1のワイヤ6の先端部を接続できるように形成されている。ガイド部24は、操作者の指が通る大きさの穴を有するリング状の部材であり、操作者の手の表面から所定の高さにワイヤ6を案内する部材である。 The tactile imparting portion 23 is made of a material such as synthetic resin or metal, and the plate-shaped member is curved according to the shape of the fingertip so that the tip portion of the wire 6 of the rotation control mechanism 1 can be connected. It is formed. The guide portion 24 is a ring-shaped member having a hole large enough for the operator's finger to pass through, and is a member that guides the wire 6 from the surface of the operator's hand to a predetermined height.

手首ホルダ25は、操作者の手首の周囲を覆うリング状の部材であり、図示しない調節機構により操作者の手首の太さに合わせて内径を変更することができるようになっている。手首ホルダ25の表面には、操作者の指に合わせて5台の回転制御機構1が取り付けられている。この5台の回転制御機構1からは、それぞれワイヤ6が延びており、その先端部が各指用に配置された触覚付与部23に接続されている。また、回転制御機構1の角度検出部16及び外部接続端子11には接続ケーブル1aが接続され、後述するコントローラ26と接続されている。 The wrist holder 25 is a ring-shaped member that covers the circumference of the operator's wrist, and the inner diameter can be changed according to the thickness of the operator's wrist by an adjustment mechanism (not shown). On the surface of the wrist holder 25, five rotation control mechanisms 1 are attached according to the fingers of the operator. A wire 6 extends from each of the five rotation control mechanisms 1, and a tip portion thereof is connected to a tactile sensation imparting portion 23 arranged for each finger. Further, a connection cable 1a is connected to the angle detection unit 16 and the external connection terminal 11 of the rotation control mechanism 1, and is connected to the controller 26 described later.

次に、図4を参照して、第1実施形態の負荷発生装置20の機能的構成について説明する。負荷発生装置20は、回転制御機構1及びグローブ部21の他に、コントローラ26を備えている。コントローラ26は、仮想現実表示用のいわゆるVRディスプレイ(図示省略)に設けられた空間座標計測部27と、座標データ比較部28と、磁気発生機構4への通電状態を制御する通電制御部29とを備えている。 Next, with reference to FIG. 4, the functional configuration of the load generator 20 of the first embodiment will be described. The load generator 20 includes a controller 26 in addition to the rotation control mechanism 1 and the glove portion 21. The controller 26 includes a spatial coordinate measurement unit 27 provided on a so-called VR display (not shown) for displaying virtual reality, a coordinate data comparison unit 28, and an energization control unit 29 that controls an energization state of the magnetic generation mechanism 4. It has.

空間座標計測部27は、VRディスプレイに設けられたカメラ(図示省略)によってグローブ部21の指先位置に設けられたマーカ30の位置を読み取り、グローブ部21の指先位置を検出する。また、本実施形態では、空間座標計測部27によって操作者に見せるためのVRディスプレイにおける仮想物体31の表示制御も行っている。 The spatial coordinate measurement unit 27 reads the position of the marker 30 provided at the fingertip position of the glove unit 21 by a camera (not shown) provided on the VR display, and detects the fingertip position of the glove unit 21. Further, in the present embodiment, the spatial coordinate measurement unit 27 also controls the display of the virtual object 31 on the VR display to be shown to the operator.

座標データ比較部28は、操作者がVRディスプレイ(図示省略)を通じて見ている領域の状況を画像処理によって把握し、操作者が見えるように表示された仮想物体31を含む領域において、グローブ部21の位置を特定する。仮想物体31は、VRディスプレイにおいて、アニメーションとして、またはコンピュータグラフィックとして表示される。あるいは仮想物体31の写真が表示されてもよい。 The coordinate data comparison unit 28 grasps the state of the area viewed by the operator through the VR display (not shown) by image processing, and the glove unit 21 in the area including the virtual object 31 displayed so that the operator can see it. Identify the position of. The virtual object 31 is displayed as an animation or as a computer graphic on the VR display. Alternatively, a photograph of the virtual object 31 may be displayed.

通電制御部29は、角度検出部16によって検出された回転部3の角度と、座標データ比較部28からの信号により、磁気発生機構4に供給する電流の大きさを変化させるものである。本実施形態においては、通電制御部29は、角度検出部16によって検出された回転部3の角度に加えて、回転部3の角度の時間当たりの変化量(回転速度)を検出している。 The energization control unit 29 changes the magnitude of the current supplied to the magnetic generation mechanism 4 by the angle of the rotating unit 3 detected by the angle detecting unit 16 and the signal from the coordinate data comparing unit 28. In the present embodiment, the energization control unit 29 detects the amount of change (rotational speed) of the angle of the rotating unit 3 per time in addition to the angle of the rotating unit 3 detected by the angle detecting unit 16.

次に、図5を参照して、第1実施形態の負荷発生装置20の作動について説明する。まず、操作者はその手にグローブ部21を装着する(STEP1)。同時に、操作者は図示しないVRディスプレイを装着する。操作者はVRディスプレイを通じてグローブ部21を見た場合、VRディスプレイに手の3D映像が表示される。 Next, the operation of the load generator 20 of the first embodiment will be described with reference to FIG. First, the operator attaches the glove portion 21 to his / her hand (STEP 1). At the same time, the operator wears a VR display (not shown). When the operator looks at the glove unit 21 through the VR display, a 3D image of the hand is displayed on the VR display.

この手の3D映像は、グローブ部21のマーカ30の動きが空間座標計測部27によって計測され、操作者の指の動き及び手の動きに応じて、手の3D映像が動くようになっている(STEP2)。VRディスプレイ内の背景は、実際に操作者がいる場所の背景を投影してもよく、架空の3D映像であってもよい。 In this 3D image of the hand, the movement of the marker 30 of the glove unit 21 is measured by the spatial coordinate measurement unit 27, and the 3D image of the hand moves according to the movement of the operator's finger and the movement of the hand. (STEP2). The background in the VR display may project the background of the place where the operator is actually present, or may be a fictitious 3D image.

ここで、図3に示す仮想物体31を操作者が触る場合の負荷発生装置20の作動について説明する。図3の状態では、操作者の人差し指32fは、仮想物体31には触れていない。この状態では、操作者が自由に指を動かすことができるように、回転制御機構1では荷重発生機構15による荷重は発生していない。 Here, the operation of the load generating device 20 when the operator touches the virtual object 31 shown in FIG. 3 will be described. In the state of FIG. 3, the index finger 32f of the operator does not touch the virtual object 31. In this state, the rotation control mechanism 1 does not generate a load by the load generating mechanism 15 so that the operator can freely move the finger.

次に、操作者が仮想物体31に触ろうとして人差し指32fを仮想物体31に近づけたときは、人差し指32fの関節の角度が変化するので、人差し指32fの先端部に装着され触覚付与部23と人差し指32fの第1関節付近に位置するガイド部24との相対距離が変化し、ワイヤ6が引っ張られる。 Next, when the operator brings the index finger 32f closer to the virtual object 31 in an attempt to touch the virtual object 31, the angle of the joint of the index finger 32f changes. The relative distance from the guide portion 24 located near the first joint of 32f changes, and the wire 6 is pulled.

人差し指32f用のワイヤ6が引っ張られると、回転制御機構1において回転部3が回転し、角度検出部16によってその角度が検出される(STEP3)。また、同時に、人差し指32fの動きは、マーカ30を介して空間座標計測部27が検知しており(STEP4)、座標データ比較部28によって人差し指32fの先端部の座標と、仮想物体31の座標が比較され、指先が仮想物体31に触れていないか判断される(STEP5)。 When the wire 6 for the index finger 32f is pulled, the rotation control mechanism 1 rotates the rotation unit 3, and the angle detection unit 16 detects the angle (STEP 3). At the same time, the movement of the index finger 32f is detected by the spatial coordinate measurement unit 27 via the marker 30 (STEP 4), and the coordinate data comparison unit 28 determines the coordinates of the tip of the index finger 32f and the coordinates of the virtual object 31. It is compared and it is determined whether or not the fingertip is touching the virtual object 31 (STEP 5).

図3のように、人差し指32fが仮想物体31に触れていない場合は(STEP5においてNO)、座標データ比較部28でその旨が検知され、通電制御部29に対して信号は送信されない。従って、荷重発生機構15において荷重は発生しないので、操作者の人差し指32fにはゼンマイバネ7のみの負荷が付与された状態となっており、STEP2の状態に戻る。 As shown in FIG. 3, when the index finger 32f is not touching the virtual object 31 (NO in STEP 5), the coordinate data comparison unit 28 detects that fact, and no signal is transmitted to the energization control unit 29. Therefore, since no load is generated by the load generating mechanism 15, the load of only the mainspring 7 is applied to the index finger 32f of the operator, and the state returns to the state of STEP2.

この状態から、人差し指32fの先端が仮想物体31に触れる位置に達した場合、空間座標計測部27によって人差し指32fの座標が検知され、座標データ比較部28によって人差し指32fが仮想物体31に触れたことが検出される(STEP5においてYES)。 From this state, when the tip of the index finger 32f reaches the position where it touches the virtual object 31, the coordinates of the index finger 32f are detected by the spatial coordinate measurement unit 27, and the index finger 32f touches the virtual object 31 by the coordinate data comparison unit 28. Is detected (YES in STEP 5).

このとき、通電制御部29は、回転部3の角度の時間当たりの変化量(回転速度)を検出する(STEP6)。また、通電制御部29は、空間座標計測部27からの信号から、仮想物体31が硬いのか柔らかいのかの判断を行う(STEP7)。仮想物体31が、例えばビンや缶等の硬いものであった場合(STEP7においてYES)、通電制御部29は荷重発生機構15の内部の磁気発生機構4に高い電流を供給する(STEP8)。 At this time, the energization control unit 29 detects the amount of change (rotational speed) in the angle of the rotating unit 3 per time (STEP 6). Further, the energization control unit 29 determines whether the virtual object 31 is hard or soft from the signal from the space coordinate measurement unit 27 (STEP 7). When the virtual object 31 is a hard object such as a bottle or a can (YES in STEP 7), the energization control unit 29 supplies a high current to the magnetic generation mechanism 4 inside the load generation mechanism 15 (STEP 8).

通電制御部29から高い電流が供給されると、荷重発生機構15の励磁コイル10に強い磁界が誘導され、第1ヨーク8と第2ヨーク9との隙間13を横断する強い磁束が発生する(STEP10)。この強い磁束により、隙間13の内部に充填されている磁気粘性流体14内で、磁性粉或いは磁性粒の凝集構造やブリッジ構造が大きく変化し、磁気粘性流体14内に設けられている可動部材5に強い摩擦力が発生する(STEP11)。 When a high current is supplied from the energization control unit 29, a strong magnetic field is induced in the exciting coil 10 of the load generating mechanism 15, and a strong magnetic flux is generated across the gap 13 between the first yoke 8 and the second yoke 9 ( STEP10). Due to this strong magnetic flux, the aggregated structure and bridge structure of the magnetic powder or magnetic particles are significantly changed in the magnetic viscous fluid 14 filled in the gap 13, and the movable member 5 provided in the magnetic viscous fluid 14 is provided. A strong frictional force is generated in (STEP 11).

これにより、回転部3の回転が強く制限され、ワイヤ6を引き出すために要する力(抵抗トルク)が強くなる(STEP12)。従って、人差し指32fにおけるワイヤ6の引き出しがしにくくなり、操作者が人差し指をさらに下に押し下げようとしても、人差し指の先端はワイヤ6によって張力が付与された触覚付与部23によって押し下げることができない。 As a result, the rotation of the rotating portion 3 is strongly restricted, and the force (resistive torque) required to pull out the wire 6 becomes stronger (STEP 12). Therefore, it becomes difficult to pull out the wire 6 on the index finger 32f, and even if the operator tries to push the index finger further downward, the tip of the index finger cannot be pushed down by the tactile imparting portion 23 tensioned by the wire 6.

一方で、仮想物体31が、例えばクッション等の柔らかいものであった場合(STEP7においてNO)、通電制御部29は荷重発生機構15の内部の磁気発生機構4に低い電流を供給する(STEP9)。通電制御部29から低い電流が供給されると、荷重発生機構15の励磁コイル10に弱い磁界が誘導され、第1ヨーク8と第2ヨーク9との隙間13を横断する弱い磁束が発生する(STEP10)。 On the other hand, when the virtual object 31 is a soft object such as a cushion (NO in STEP 7), the energization control unit 29 supplies a low current to the magnetic generation mechanism 4 inside the load generation mechanism 15 (STEP 9). When a low current is supplied from the energization control unit 29, a weak magnetic field is induced in the exciting coil 10 of the load generating mechanism 15, and a weak magnetic flux is generated across the gap 13 between the first yoke 8 and the second yoke 9. STEP10).

この弱い磁束により、隙間13の内部に充填されている磁気粘性流体14内で、磁性粉或いは磁性粒の凝集構造やブリッジ構造がわずかに変化し、磁気粘性流体14内に設けられている可動部材5に弱い摩擦力が発生する(STEP11)。 Due to this weak magnetic flux, the aggregated structure and bridge structure of the magnetic powder or magnetic particles are slightly changed in the magnetic viscous fluid 14 filled in the gap 13, and the movable member provided in the magnetic viscous fluid 14 is provided. A weak frictional force is generated in 5 (STEP 11).

これにより、回転部3の回転が弱く制限され、ワイヤ6を引き出すために要する力が変化するものの(STEP12)、大きくは変化しない。従って、人差し指32fにおけるワイヤ6の引き出しが若干変化し、操作者が人差し指をさらに下に押し下げようとすれば、多少の抵抗感を有した状態で触覚付与部23を押し下げることができる。 As a result, the rotation of the rotating portion 3 is weakly restricted, and the force required to pull out the wire 6 changes (STEP 12), but does not change significantly. Therefore, if the pull-out of the wire 6 on the index finger 32f is slightly changed and the operator tries to push the index finger further downward, the tactile sensation imparting portion 23 can be pushed down with some resistance.

また、STEP10において、角度検出部16においては、回転部3の角度の単位時間当たりの変化を検出している。例えば、仮想物体31が柔らかいものであり、操作者が素早く人差し指32fを押し下げようとしたときは、ゆっくり押し下げる場合に比べて仮想物体31からの抵抗が強くなる。よって、このような場合は、通電制御部29から送電される電流を高めにする。 Further, in STEP 10, the angle detection unit 16 detects a change in the angle of the rotating unit 3 per unit time. For example, when the virtual object 31 is soft and the operator tries to quickly push down the index finger 32f, the resistance from the virtual object 31 becomes stronger than when the virtual object 31 is pushed down slowly. Therefore, in such a case, the current transmitted from the energization control unit 29 is increased.

また、仮想物体31が柔らかいものであり、操作者がゆっくり人差し指32fを押し下げようとしたときは、素早く押し下げる場合に比べて通電制御部29から送電される電流を低めにする。 Further, when the virtual object 31 is soft and the operator tries to slowly push down the index finger 32f, the current transmitted from the energization control unit 29 is lowered as compared with the case where the index finger 32f is pushed down quickly.

ところで、親指32tについては、操作者が親指32tを仮想物体31に近づけていない状態であれば、親指32tの位置が空間座標計測部27によって検知され、座標データ比較部28によって親指32tが仮想物体31に触れていないことが検知されるので、通電制御部29は磁気発生機構4に通電は行わない。 By the way, regarding the thumb 32t, if the operator does not bring the thumb 32t close to the virtual object 31, the position of the thumb 32t is detected by the spatial coordinate measurement unit 27, and the thumb 32t is the virtual object by the coordinate data comparison unit 28. Since it is detected that the 31 is not touched, the energization control unit 29 does not energize the magnetic generation mechanism 4.

よって、操作者は親指32tには抵抗を感じないので、操作者の目視情報と指からの感覚情報との差異が生じることがないため、仮想空間での指の操作を自然に行うことができる。 Therefore, since the operator does not feel resistance to the thumb 32t, there is no difference between the operator's visual information and the sensory information from the finger, so that the finger operation in the virtual space can be performed naturally. ..

上記制御により、操作者は、実際に仮想物体31に触っているかのような感覚を得ることができ、仮想物体31に設定された硬さに応じて、操作者が感じる感覚を再現することができる(STEP13)。 By the above control, the operator can obtain a sensation as if he / she is actually touching the virtual object 31, and can reproduce the sensation felt by the operator according to the hardness set in the virtual object 31. Yes (STEP 13).

なお、上記実施形態において、人差し指32f又は親指32tの動きの時間当たりの変化量(速度)が所定の閾値以下の場合、例えば指の動きがほぼ停止状態の際に、回転制御機構1においてゼンマイバネ7の巻き取り力よりも大きな制動力を与えるようにしてもよい。 In the above embodiment, when the amount of change (velocity) of the movement of the index finger 32f or the thumb 32t per time is equal to or less than a predetermined threshold value, for example, when the movement of the finger is almost stopped, the mainspring 7 in the rotation control mechanism 1 It is also possible to give a braking force larger than the winding force of.

このような制御をすることにより、指の動きが止まった際、或いはほぼ動きが止まっている際に、ゼンマイバネ7の巻き取り力が触覚付与部23に作用しなくなるので、操作者はその指の状態を自然に保つことができるようになる。 By performing such control, when the movement of the finger is stopped or almost stopped, the winding force of the mainspring 7 does not act on the tactile imparting portion 23, so that the operator can use the finger. You will be able to keep the state natural.

また、本発明は、上記実施形態に限定されることなく本発明の範囲内で適宜実施が可能である。例えば、上記実施形態では、回転制御機構1において、回転部3のワイヤ芯部3aに直接ワイヤ6を巻いていたが、これに限らず、回転部3から径方向にロッドを延ばし、そのロッドの先端部にワイヤを接続してもよい。また、上記実施形態では、巻き取り部としてゼンマイバネ7を用いたが、これに限らず、他の形式のばねを用いてもよい。または、巻き取り部としてモータなどの動力源を用い、モータなどの動力でワイヤ(引出し材)を巻き戻すようにしてもよい。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately implemented within the scope of the present invention. For example, in the above embodiment, in the rotation control mechanism 1, the wire 6 is wound directly around the wire core portion 3a of the rotating portion 3, but the present invention is not limited to this, and a rod is extended in the radial direction from the rotating portion 3 to extend the rod. A wire may be connected to the tip. Further, in the above embodiment, the mainspring 7 is used as the take-up portion, but the present invention is not limited to this, and other types of springs may be used. Alternatively, a power source such as a motor may be used as the take-up portion, and the wire (drawing material) may be rewound by the power of the motor or the like.

また、上記実施形態においては、グローブ部21の動きを空間座標計測部27で計測する際にマーカ30を用いているが、これに限らず、グローブ部21の画像を解析して空間座標を計測するようにしてもよい。 Further, in the above embodiment, the marker 30 is used when the movement of the glove unit 21 is measured by the space coordinate measurement unit 27, but the present invention is not limited to this, and the spatial coordinates are measured by analyzing the image of the glove unit 21. You may try to do it.

また、通電制御部29においては、角度検出部16によって検出された回転部3の角度に加えて、回転部3の角度の時間当たりの変化量(回転速度)を検出しているが、これに限らず、角度のみ検出してもよく、回転部3の加速度を検出して制御するようにしてもよい。 Further, in the energization control unit 29, in addition to the angle of the rotating unit 3 detected by the angle detecting unit 16, the amount of change (rotational speed) of the angle of the rotating unit 3 per time is detected. Not limited to this, only the angle may be detected, or the acceleration of the rotating portion 3 may be detected and controlled.

図6は、本発明の第2実施形態の負荷発生装置120を示すブロック図である。この負荷発生装置120は、距離計測装置、あるいは変位計として使用することができる。
この負荷発生装置120は、コントローラ126に、距離算出部(寸法算出部)128と、通電制御部129とが設けられている。回転制御機構1からワイヤ6が引き出されたときに、回転部3の回転角度が角度検出部16で検出され、検出された回転角度が距離演算部128で距離(または寸法)に換算される。これにより、ワイヤ6の引き出し量を認識することができる。
FIG. 6 is a block diagram showing a load generator 120 according to a second embodiment of the present invention. The load generator 120 can be used as a distance measuring device or a displacement meter.
In the load generator 120, the controller 126 is provided with a distance calculation unit (dimension calculation unit) 128 and an energization control unit 129. When the wire 6 is pulled out from the rotation control mechanism 1, the rotation angle of the rotation unit 3 is detected by the angle detection unit 16, and the detected rotation angle is converted into a distance (or dimension) by the distance calculation unit 128. Thereby, the pull-out amount of the wire 6 can be recognized.

通電制御部129では、測定されたワイヤ6の引き出し量に応じて、負荷発生機構15で発生する負荷を変化させることができる。これにより、ワイヤ6の引き出し量に応じて、異なる引き出し荷重を付与することができる。また、ワイヤ6の引き出し量が所定値になったときに、回転制御機構1によって制動力を与えてワイヤ6をそれ以上引き出せないようにロックすることもできる。また、一度与えた制動力を解除し、さらにワイヤ6が所定寸法引き出されたときに再度制動力を与えることもできる。また、制動力の与え方として、ワイヤ6が引き出されるときに、引出し動作が可能な弱い抵抗力を与えておくことで、ワイヤ6が弛むことを防止でき、ワイヤ6の引き出し量が長くなるほど抵抗力を弱くしたり強くする制御も可能である。さらに目標となる引き出し量に到達したときには強い制動力を発生させて、ワイヤ6をこれ以上引き出せないように制御することができる。こうすれば、所定の距離を確認することが容易にできる。 The energization control unit 129 can change the load generated by the load generating mechanism 15 according to the measured amount of wire 6 pulled out. As a result, different pull-out loads can be applied according to the pull-out amount of the wire 6. Further, when the pull-out amount of the wire 6 reaches a predetermined value, a braking force may be applied by the rotation control mechanism 1 to lock the wire 6 so that the wire 6 cannot be pulled out any more. Further, the braking force once applied can be released, and when the wire 6 is pulled out by a predetermined dimension, the braking force can be applied again. Further, as a method of applying the braking force, when the wire 6 is pulled out, by giving a weak resistance force capable of pulling out, the wire 6 can be prevented from loosening, and the longer the pulling amount of the wire 6 is, the more the resistance is. It is also possible to control the force to be weakened or strengthened. Further, when the target withdrawal amount is reached, a strong braking force can be generated to control the wire 6 so that it cannot be pulled out any more. In this way, it is easy to confirm the predetermined distance.

この負荷発生装置120は、通電制御部129によって磁気発生機構4で発せられる磁界を自由に制御できるため、ワイヤ6の引き出し動作の目的に応じて、ワイヤ6に与えられる抵抗力を自由に設定することができる。 Since the load generator 120 can freely control the magnetic field generated by the magnetic generation mechanism 4 by the energization control unit 129, the resistance force given to the wire 6 can be freely set according to the purpose of the pull-out operation of the wire 6. be able to.

1…回転制御機構
2…ハウジング(支持部)
3…回転部
4…磁気発生機構
5…可動部材
6…ワイヤ
7…ゼンマイバネ(巻き取り部)
8…第1ヨーク(磁気発生機構)
9…第2ヨーク(磁気発生機構)
10…励磁コイル(磁気発生機構)
13…隙間
14…磁気粘性流体
15…荷重発生機構
16…角度検出部
20…負荷発生装置
21…グローブ部
22…被覆部
23…触覚付与部
24…ガイド部
25…手首ホルダ
26…コントローラ
27…空間座標計測部
28…座標データ比較部
29…通電制御部
31…仮想物体
32f…人差し指
32t…親指
120…負荷発生装置
128…距離算出部
129…通電制御部
1 ... Rotation control mechanism 2 ... Housing (support part)
3 ... Rotating part 4 ... Magnetic generating mechanism 5 ... Movable member 6 ... Wire 7 ... Spring (winding part)
8 ... 1st yoke (magnetic generation mechanism)
9 ... 2nd yoke (magnetic generation mechanism)
10 ... Exciting coil (magnetism generation mechanism)
13 ... Gap 14 ... Magnetic viscous fluid 15 ... Load generating mechanism 16 ... Angle detection unit 20 ... Load generating device 21 ... Globe part 22 ... Covering part 23 ... Tactile imparting part 24 ... Guide part 25 ... Wrist holder 26 ... Controller 27 ... Space Coordinate measurement unit 28 ... Coordinate data comparison unit 29 ... Energization control unit 31 ... Virtual object 32f ... Index finger 32t ... Thumb 120 ... Load generator 128 ... Distance calculation unit 129 ... Energization control unit

Claims (8)

巻き取り可能な引出し材と、前記引出し材を巻き取る回転部と、前記引出し材を引き出すのに要する力を自在に変化させる荷重発生機構と、引き出された前記引出し材を前記回転部に巻き取らせるための巻き取り部と、を備え、
前記巻き取り部は、前記引出し材の引き出し方向と逆方向の力を前記回転部に与えるバネで構成され
前記荷重発生機構は、前記回転部と連動して回転動作する可動部材と、前記可動部材と隙間を挟んで対向する磁気発生機構と、前記隙間の少なくとも一部に存在し磁界の強さに応じて粘性が変化する磁気粘性流体とを有し、
さらに、前記磁気発生機構への通電量を変化させる通電制御部を備えていることを特徴とする回転制御機構。
A retractable drawer material, a rotating portion for winding the drawer material, a load generating mechanism for freely changing the force required to pull out the drawer material, and the drawn drawer material being wound around the rotating portion. Equipped with a take-up part to make it
The take-up portion is composed of a spring that applies a force in the direction opposite to the pull-out direction of the drawer material to the rotating portion .
The load generating mechanism is present in at least a part of a movable member that rotates in conjunction with the rotating portion, a magnetic generating mechanism that faces the movable member with a gap in between, and a magnetic field strength. Has a ferrofluid whose viscosity changes
Further, the rotation control mechanism is provided with an energization control unit that changes the amount of energization to the magnetic generation mechanism.
前記回転部の回転角を検出する角度検出部を備え、
前記通電制御部で、前記角度検出部の検出値から前記引出し材の引き出し量を検出することを特徴とする請求項1に記載の回転制御機構。
An angle detection unit for detecting the rotation angle of the rotation unit is provided.
The rotation control mechanism according to claim 1, wherein the energization control unit detects the withdrawal amount of the drawing material from the detection value of the angle detection unit.
前記回転部を回転自在に支持する支持部を備え、
前記バネは、前記回転部に一端が接続され、他端が前記支持部に接続されゼンマイバネである請求項1または請求項2に記載の回転制御機構。
A support portion that rotatably supports the rotating portion is provided.
Said spring, said one end is connected to the rotating portion, the rotation control mechanism according to claim 1 or claim 2 and the other end is a spiral spring connected to the support part.
請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の回転制御機構を備える負荷発生装置であって、
操作者の手に装着可能なグローブ部と、前記グローブ部において操作者の指の位置に配置され前記引出し材の先端部が接続される触覚付与部が設けられていることを特徴とする負荷発生装置。
A load generator comprising the rotation control mechanism according to any one of claims 1 to 3.
A load generation characterized by being provided with a glove portion that can be worn on the operator's hand and a tactile imparting portion that is arranged at the position of the operator's finger in the glove portion and is connected to the tip portion of the drawer material. apparatus.
請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の回転制御機構と、前記引出し材の先端位置を検出する空間座標計測部と、を備え、
前記空間座標計測部で計測された空間座標と仮想物体の座標データとを比較して、前記空間座標と前記座標データが接触する際に、前記荷重発生機構で所望の荷重を発生させることを特徴とする負荷発生装置。
The rotation control mechanism according to any one of claims 1 to 3 and a spatial coordinate measuring unit for detecting the tip position of the drawer material are provided.
The spatial coordinates measured by the spatial coordinate measuring unit are compared with the coordinate data of the virtual object, and when the spatial coordinates and the coordinate data come into contact with each other, the load generating mechanism generates a desired load. Load generator.
操作者の手に装着可能なグローブ状の被覆部を備える請求項5に記載の負荷発生装置。 The load generator according to claim 5, further comprising a glove-shaped covering that can be worn on the operator's hand. 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の回転制御機構を備え、前記引出し材の引き出し量を所定の時間間隔で検出し、前記引き出し量の時間変化が所定の閾値以下のときに、前記荷重発生機構に、前記巻き取り部の巻き取り力より大きな制動力を発生させることを特徴とする負荷発生装置。 The rotation control mechanism according to any one of claims 1 to 3 is provided, and when the withdrawal amount of the drawer material is detected at a predetermined time interval and the time change of the withdrawal amount is equal to or less than a predetermined threshold value, the above-mentioned a load generating mechanism, the load generating device, characterized in that to generate a large braking force from the winding force of the winding unit. 請求項2に記載の回転制御機構を備え、前記角度検出部で検出された角度に基づいてワイヤの引き出し量を求める距離算出部を有することを特徴とする負荷発生装置。 A load generating device comprising the rotation control mechanism according to claim 2, and having a distance calculating unit for obtaining a wire withdrawal amount based on an angle detected by the angle detecting unit.
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