KR101455398B1

KR101455398B1 - Haptic Device

Info

Publication number: KR101455398B1
Application number: KR1020080039465A
Authority: KR
Inventors: 김병기; 백남식; 이재원; 이혁진; 우상민
Original assignee: 영남대학교 산학협력단
Priority date: 2008-04-28
Filing date: 2008-04-28
Publication date: 2014-11-03
Also published as: KR20090113640A

Abstract

본 발명은 햅틱장치에 관한 것으로, 링크부재와 타이밍벨트를 이용하여 기구부를 구성함으로써, 감속기가 불필요하고 이에 따라 감속기어의 백래쉬에 의한 동작감 저하 현상이 방지됨과 동시에 소형화가 가능하고, 링크부재로 연결된 기구부를 적어도 2개 이상 구성함으로써 작동레버의 모든 위치 변화를 감지하여 제어할 수 있고 이에 따라 다양한 기능을 수행하도록 용이하게 변형 가능하고, 각 기구부에 따른 구동부를 별도로 구비하고 탄성력에 의한 반력 공급이 가능하여 구동부의 부하가 감소됨으로써 내구성이 향상되는 햅틱장치를 제공한다.The present invention relates to a haptic device. By constituting a mechanism portion using a link member and a timing belt, a reduction gear is unnecessary, thereby preventing a reduction in operation sensitivity due to backlash of the reduction gear, It is possible to easily detect the change of the position of the operation lever by controlling at least two connected mechanical parts so as to perform various functions and to provide a driving part according to each mechanical part separately, And the durability of the haptic device is improved by reducing the load of the driving part.

햅틱, 링크부재, 기구부, 변속레버 Haptic, link member, mechanism portion, shift lever

Description

Haptic Device

본 발명은 햅틱장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 링크부재와 타이밍벨트를 이용하여 기구부를 구성함으로써, 감속기가 불필요하고 이에 따라 감속기어의 백래쉬에 의한 동작감 저하 현상이 방지됨과 동시에 소형화가 가능하고, 링크부재로 연결된 기구부를 적어도 2개 이상 구성함으로써 작동레버의 모든 위치 변화를 감지하여 제어할 수 있고 이에 따라 다양한 기능을 수행하도록 용이하게 변형 가능하고, 각 기구부에 따른 구동부를 별도로 구비하고 탄성력에 의한 반력 공급이 가능하여 구동부의 부하가 감소됨으로써 내구성이 향상되는 햅틱장치에 관한 것이다.The present invention relates to a haptic device. More particularly, to a structure in which a link member and a timing belt are used to constitute a mechanism portion, a reduction gear is not required, thereby preventing a reduction in operation sensitivity due to backlash of the reduction gear, It is possible to easily detect the change of the position of the operation lever and to control the change of the position of the operation lever so as to perform various functions and to separately provide a driving part according to each mechanism part and to supply the reaction force by the elastic force, To improve the durability of the haptic device.

최근 가상현실 시스템의 발달과 함께 컴퓨터와 같은 제어장치에 명령을 입력하거나 컴퓨터의 출력 제어신호를 사람이 직접 느낄 수 있도록 하는 다양한 형태의 사용자 인터페이스가 급속도로 개발되고 있다. 이러한 사용자 인터페이스 중에서 햅틱장치(Haptic Device)는 사용자로부터 위치 정보를 입력받아 사용자로 하여금 힘을 느낄 수 있도록 하는 장치이다.Recently, various types of user interfaces for rapidly inputting commands to a control device such as a computer or allowing a user to directly feel the output control signals of the computer have been rapidly developed along with the development of a virtual reality system. Among these user interfaces, a haptic device is a device that receives position information from a user and allows the user to feel the force.

키보드, 마우스, 조이스틱, 모니터 및 프린터와 같은 일반적인 컴퓨터 주변 기기가 입력 또는 출력의 일 방향으로만 작용하는 인터페이스를 구비하는 것과는 달리, 이러한 햅틱 장치는 사용자의 신체의 움직임을 컴퓨터에 전달하는 입력장치의 역할과 컴퓨터의 명령에 따라 사용자의 신체에 적절한 힘 또는 촉감 등을 전달하는 출력장치의 역할을 모두 수행할 수 있도록 양방향 인터페이스가 구비된다. 이러한 양방향 인터페이스를 구비하는 특징은 컴퓨터에서 구현되는 가상환경(virtual environment)과의 상호작용 및 컴퓨터에 연결된 로봇의 원격조종(tele-operation) 등을 용이하게 할 뿐 아니라, 컴퓨터 사용자의 직관적인 입력과 출력을 가능하게 하여 기존의 단방향 인터페이스를 구비하는 주변기기를 대체하는 새로운 패러다임 으로 부각되고 있다.Unlike general computer peripherals such as keyboards, mice, joysticks, monitors, and printers having interfaces that act only in one direction of input or output, such haptic devices include an input device A bidirectional interface is provided so as to perform both functions and functions as an output device for transmitting appropriate force or touch to the body of the user according to a command of the computer. Such a bi-directional interface facilitates interaction with a virtual environment implemented in a computer and tele-operation of a robot connected to a computer, as well as intuitive input of a computer user And it is emerging as a new paradigm to replace peripherals with existing unidirectional interfaces.

이러한 경향에 따라 최근에는 차량의 내부에 장착되는 각종 조작 기기에도 이러한 햅틱장치들의 사용이 요구되고 있으며, 이를 통해 조작 기기와 사용자 간의 인터페이스를 좀 더 쉽고 정확하고 직관적인 조작이 가능하도록 하여 운전자의 안전 운행에 매우 효과적으로 대응할 수 있도록 요구되고 있다.In accordance with this tendency, recently, it has been required to use such haptic devices in various kinds of operation devices installed in the interior of the vehicle. Thus, it is possible to make the interface between the operation device and the user easier, more accurate and intuitive, It is required to cope with the operation very effectively.

그러나 현재까지 이러한 햅틱장치들은 일반적으로 차량에 적용되지 않고 있으며, 적용된다고 하더라도 매우 단순한 형태의 햅틱장치로서 기존 컴퓨터에서 보편적으로 사용되던 마우스 장치를 차량에 단순 적용한 것에 불과한 정도의 햅틱장치들만이 적용되고 있는 실정이다. 따라서, 단순한 정보 단말기의 조작을 위한 정도의 햅틱장치보다 좀 더 실용적이고 다양한 기능을 수행할 수 있으며 소형화가 가능한 햅틱장치의 필요성이 요구되고 있다.However, until now, these haptic devices have not been generally applied to vehicles, and even if applied, only a haptic device of a degree that is merely a simple application of a mouse device commonly used in a conventional computer as a haptic device is applied In fact. Accordingly, there is a need for a haptic device that is more practical and can perform various functions and can be miniaturized than a haptic device for a simple operation of an information terminal.

따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 링크부재와 타이밍벨트를 이용하여 기구부를 구성함으로써, 감속기가 불필요하고 이에 따라 감속기어의 백래쉬에 의한 동작감 저하 현상이 방지됨과 동시에 소형화가 가능하고, 링크부재로 연결된 기구부를 적어도 2개 이상 구성함으로써 작동레버의 모든 위치 변화를 감지하여 제어할 수 있고 이에 따라 다양한 기능을 수행하도록 용이하게 변형 가능하고, 각 기구부에 따른 구동부를 별도로 구비하고 탄성력에 의한 반력 공급이 가능하여 구동부의 부하가 감소됨으로써 내구성이 향상되는 햅틱장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a mechanism unit using a link member and a timing belt, which eliminates the need for a speed reducer, thereby preventing a reduction in operation sensitivity due to backlash of the speed reduction gear, And at least two mechanism portions connected by a link member are provided to detect and control the change of all the positions of the operation lever and to be easily deformable so as to perform various functions. Further, a driving portion according to each mechanism portion is separately provided, And the durability of the haptic device is improved by reducing the load of the driving unit.

본 발명은, 기저면을 이루는 베이스 플레이트(100); 상호 연동하도록 결합되어 상기 베이스 플레이트(100)에 장착되는 적어도 2개 이상의 기구부(200); 상기 기구부(200)와 연동하며 일정 평면상에서 이동하도록 상기 기구부(200)와 결합되는 작동레버(300); 상기 기구부(200)를 구동시키는 구동부(400); 및 상기 작동레버(300)의 조작에 따라 발생되는 신호를 피드백하여 상기 구동부(400)의 동작을 제어하는 제어부(500)를 포함하고, 상기 기구부(200)는 상기 구동부(400)의 구동에 의해 회전하는 구동풀리(210); 상기 구동풀리(210)가 회전함에 따라 회전하는 종동풀리(220); 상기 구동풀리(210) 및 종동풀리(220)를 연결하는 타이밍벨트(230); 일 측단부는 회동축(241)에 회전 가능하게 결합되고 타측단부는 상기 타이밍벨트(230)에 결합되어 상기 회동축(241)을 중심으로 상기 타이밍벨트(230)와 동일한 선속도로 회전하는 메인링크부재(240); 및 일측단부는 상기 메인링크부재(240)에 회전 가능하게 결합되고 타측단부는 상기 작동레버(300)에 회전 가능하게 결합되는 서브링크부재(250)를 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱장치를 제공한다.The present invention relates to a base plate (100) constituting a base surface; At least two mechanical parts (200) coupled to the base plate (100) so as to be interlocked with each other; An operation lever 300 coupled with the mechanical part 200 to move on a plane in cooperation with the mechanical part 200; A driving unit 400 for driving the mechanism unit 200; And a control unit 500 for controlling the operation of the driving unit 400 by feeding back a signal generated by the operation of the operating lever 300. The driving unit 400 drives the driving unit 400 A rotating drive pulley 210; A driven pulley 220 rotating as the drive pulley 210 rotates; A timing belt 230 connecting the drive pulley 210 and the driven pulley 220; And the other end of which is coupled to the timing belt 230 and rotates at the same linear speed as the timing belt 230 about the pivot shaft 241, A link member 240; And a sub link member (250) rotatably coupled to the main link member (240) at one end and rotatably coupled to the operation lever (300) at the other end .

본 발명에 의하면, 링크부재와 타이밍벨트를 이용하여 기구부를 구성함으로써, 감속기가 불필요하고 이에 따라 감속기어의 백래쉬에 의한 동작감 저하 현상이 방지됨과 동시에 소형화가 가능하고, 링크부재로 연결된 기구부를 적어도 2개 이상 구성함으로써 작동레버의 모든 위치 변화를 감지하여 제어할 수 있고 이에 따라 다양한 기능을 수행하도록 용이하게 변형 가능하고, 각 기구부에 따른 구동부를 별도로 구비하고 탄성력에 의한 반력 공급이 가능하여 구동부의 부하가 감소됨으로써 내구성이 향상되는 효과가 있다.According to the present invention, by constituting the mechanism section by using the link member and the timing belt, the reduction gear is unnecessary, thereby preventing the reduction in the operation feeling caused by the backlash of the reduction gear and, at the same time, It is possible to easily detect the change of the position of the operation lever and to control the change of the position of the operation lever so as to perform various functions and to separately provide a driving part according to each mechanism part and to supply the reaction force by the elastic force, And the durability is improved by reducing the load.

본 발명은, 기저면을 이루는 베이스 플레이트(100); 상호 연동하도록 결합되어 상기 베이스 플레이트(100)에 장착되는 적어도 2개 이상의 기구부(200); 상기 기구부(200)와 연동하며 일정 평면상에서 이동하도록 상기 기구부(200)와 결합되는 작동레버(300); 상기 기구부(200)를 구동시키는 구동부(400); 및 상기 작동레 버(300)의 조작에 따라 발생되는 신호를 피드백하여 상기 구동부(400)의 동작을 제어하는 제어부(500)를 포함하고, 상기 기구부(200)는 상기 구동부(400)의 구동에 의해 회전하는 구동풀리(210); 상기 구동풀리(210)가 회전함에 따라 회전하는 종동풀리(220); 상기 구동풀리(210) 및 종동풀리(220)를 연결하는 타이밍벨트(230); 일측단부는 회동축(241)에 회전 가능하게 결합되고 타측단부는 상기 타이밍벨트(230)에 결합되어 상기 회동축(241)을 중심으로 상기 타이밍벨트(230)와 동일한 선속도로 회전하는 메인링크부재(240); 및 일측단부는 상기 메인링크부재(240)에 회전 가능하게 결합되고 타측단부는 상기 작동레버(300)에 회전 가능하게 결합되는 서브링크부재(250)를 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱장치를 제공한다.The present invention relates to a base plate (100) constituting a base surface; At least two mechanical parts (200) coupled to the base plate (100) so as to be interlocked with each other; An operation lever 300 coupled with the mechanical part 200 to move on a plane in cooperation with the mechanical part 200; A driving unit 400 for driving the mechanism unit 200; And a control unit 500 for controlling the operation of the driving unit 400 by feeding back a signal generated in response to an operation of the operation lever 300. The mechanism unit 200 may include a driving unit A driving pulley 210 rotated by the driving pulley 210; A driven pulley 220 rotating as the drive pulley 210 rotates; A timing belt 230 connecting the drive pulley 210 and the driven pulley 220; And the other end of which is coupled to the timing belt 230 and rotates at the same linear velocity as the timing belt 230 about the pivot shaft 241, Member 240; And a sub link member (250) rotatably coupled to the main link member (240) at one end and rotatably coupled to the operation lever (300) at the other end .

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱장치의 구성을 나타내기 위해 도시한 사시도이다.1 is a perspective view illustrating a configuration of a haptic device according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱장치는 일반적인 햅틱장치와 동일하게 베이스 플레이트(100), 기구부(200), 작동레버(300), 구동부(400) 및 제어부(500)를 포함하여 구성된다.1, a haptic device according to an exemplary embodiment of the present invention includes a base plate 100, a mechanism 200, an operation lever 300, a driver 400, and a controller 500 in the same manner as a general haptic device. .

베이스 플레이트(100)는 햅틱장치의 기저면을 이루고 있으며, 이러한 베이스 플레이트(100)에 상호 연동되도록 결합된 적어도 2개 이상의 기구부(200)가 장착된다. 작동레버(300)는 기구부(200)와 연동하며 일정한 평면상에서 이동하도록 기구부(200)에 결합되고, 구동부(400)는 기구부(200)를 구동시키며, 제어부(500)는 작동레버(300)의 조작에 따라 발생되는 신호를 피드백하여 구동부(400)의 동작을 제어한다.The base plate 100 is a base of the haptic device, and at least two or more mechanical parts 200 coupled to the base plate 100 are installed. The operation lever 300 is coupled to the mechanism unit 200 to move on a predetermined plane in cooperation with the mechanism unit 200. The drive unit 400 drives the mechanism unit 200 and the control unit 500 moves the operation lever 300 And controls the operation of the driving unit 400 by feeding back the signal generated according to the operation.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 기구부(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 2개 구비되는데, 각각의 기구부(200)는 구동부(400)의 구동에 의해 회전하는 구동풀리(210)와, 구동풀리(210)가 회전함에 따라 회전하는 종동풀리(220)와, 구동풀리(210) 및 종동풀리(220)를 연결하는 타이밍벨트(230)와, 일측단부는 회동축(241)에 회전 가능하게 결합되고 타측단부는 타이밍벨트(230)에 결합되어 회동축(241)을 중심으로 타이밍벨트(230)와 동일한 선속도로 회전하는 메인링크부재(240)와, 일측단부는 메인링크부재(240)에 회전 가능하게 결합되고 타측단부는 작동레버(300)에 회전 가능하게 결합되는 서브링크부재(250)를 포함하여 구성된다.1, each of the mechanism units 200 includes a driving pulley 210 rotated by driving of the driving unit 400, A driven pulley 220 that rotates as the drive pulley 210 rotates, a timing belt 230 that connects the drive pulley 210 and the driven pulley 220, The other end of the main link member 240 is coupled to the timing belt 230 and rotates about the pivot shaft 241 at the same linear speed as the timing belt 230. 240 and the other end of which is rotatably coupled to the operation lever 300. The sub-link member 250 is rotatably coupled to the operation lever 300,

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 구동부(400)에 의해 구동풀리(210)가 회전하면 타이밍벨트(230) 및 종동풀리(220)가 회전하는데, 이때 메인링크부재(240)가 타이밍벨트(230)에 결합되어 타이밍벨트(230)와 함께 회전하면 메인링크부재(240)에 연결된 서브링크부재(250)가 작동레버(300)의 위치를 변화시키며 작동레버(300)가 동작한다. 이때, 작동레버(300)는 도 1에 도시된 바와 같이 2개의 기구부(200), 즉 2개의 서브링크부재(250)에 의해 동시에 결합되어 있기 때문에 2개의 기구부(200)에 의해 상호 연동되는 전술한 과정을 통해 작동레버(300)가 동작하게 된다.1, when the driving pulley 210 is rotated by the driving unit 400, the timing belt 230 and the driven pulley 220 are rotated. At this time, the main link member 240 is rotated by the timing belt 230 The sub link member 250 connected to the main link member 240 changes the position of the operation lever 300 and the operation lever 300 operates. At this time, since the operation lever 300 is simultaneously coupled by the two mechanical parts 200, that is, the two sub link members 250, as shown in FIG. 1, The operation lever 300 is operated through one process.

이러한 과정을 역으로 설명하면, 사용자가 일정 위치에서 작동레버(300)를 조작하게 되면, 작동레버(300)의 위치가 변화하게 되고 이러한 작동레버(300)의 위치 변화는 상호 연결된 서브링크부재(250), 메인링크부재(240), 타이밍벨트(230) 및 구동풀리(210)를 통해 구동부(400)에 전달된다. 이와 같이 구동부(400)에 전달된 작동레버(300)의 위치 변화에 대한 신호는 그 조작 하중의 크기 및 위치 변화에 대한 정보를 연산하여 제어부(500)를 통해 피드백되어 다시 구동부(400)를 제어하는 방식으로 구동된다. 따라서, 사용자가 작동레버(300)를 조작하게 되면 제어부(500)가 구동부(400)의 동작을 제어하여 작동레버(300)가 조작됨으로써, 사용자에게 감지될 수 있는 촉감 또는 힘이 작동레버(300)를 통해 전달된다.When the user operates the operating lever 300 at a predetermined position, the position of the operating lever 300 is changed and the positional change of the operating lever 300 is transmitted to the sub link member 250, the main link member 240, the timing belt 230, and the drive pulley 210 to the driving unit 400. The signal indicating the change in the position of the operating lever 300 transmitted to the driving unit 400 is calculated by calculating the information on the magnitude and positional change of the operating load and fed back through the control unit 500 to control the driving unit 400 Lt; / RTI > Accordingly, when the user operates the operation lever 300, the control unit 500 controls the operation of the driving unit 400 to operate the operation lever 300, so that a tactile sensation or a force that can be sensed by the user is transmitted to the operation lever 300 &Lt; / RTI >

이와 같은 동작이 작동레버(300)의 모든 위치에서 수행될 수 있도록 본 발명의 일 실시예에 따라 도 1에 도시된 바와 같이 작동레버(300)와 결합된 기구부(200)가 2개 장착되며, 이를 통해 작동레버(300)의 모든 위치 변화는 기구부(200)를 통해 구동부(400)에 전달된다. 또한, 구동부(400)에 전달되는 작동레버(300)의 위치 변화에 대한 정보를 감지할 수 있도록 구동부(400)에는 별도의 위치감지센서(미도시)가 장착될 수 있을 것이다.In order to allow such an operation to be performed at all positions of the operation lever 300, according to an embodiment of the present invention, two mechanical parts 200 coupled with the operation lever 300 as shown in FIG. 1 are mounted, All changes in the position of the operating lever 300 are transmitted to the driving unit 400 through the mechanism unit 200. In addition, a separate position sensor (not shown) may be mounted on the driving unit 400 to sense information about a change in the position of the operating lever 300 transmitted to the driving unit 400.

이러한 구조에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱장치는 구동부(400)에 의해 발생되는 구동속도가 타이밍벨트(230) 및 링크부재와 같은 전술한 구조의 기구부(200)에 의해 감속될 수 있기 때문에, 기어로 구성된 별도의 감속기가 불필요하고 이에 따라 동작시 기어의 백래쉬(backrash)에 의한 동작감 저하 현상이 방지 되고, 감속기 장착에 따른 대형화의 단점이 해소되어 소형화할 수 있는 장점이 있다.According to this structure, the haptic device according to an embodiment of the present invention may be configured such that the driving speed generated by the driving unit 400 can be reduced by the mechanical part 200 of the above-described structure such as the timing belt 230 and the link member Therefore, there is no need for a separate speed reducer constituted by gears, thereby preventing the operation decline due to the backlash of the gear during operation, and solving the disadvantage of large size due to mounting of the speed reducer.

한편, 구동부(400)는 기구부(200)의 구동풀리(210)를 직접 구동할 수 있도록 베이스 플레이트(100)에 구동모터(400')가 장착되는 방식으로 구성될 수 있을 것이다. 이러한 구동모터(400')는 별도의 다양한 액츄에이터에 비해 구성이 단순하고 기성제품으로 단순 적용될 수 있기 때문에 본 발명의 햅틱장치는 제작이 용이하다. 또한, 이러한 모터 구동 방식의 구동부(400)가 장착되면서도 별도의 감속기가 필요하지 않도록 구성됨에 따라 소형화 및 동작감이 우수한 성능이 발휘된다.The driving unit 400 may be configured such that the driving motor 400 'is mounted on the base plate 100 so that the driving pulley 210 of the mechanism unit 200 can be directly driven. The haptic device of the present invention is easy to manufacture because the driving motor 400 'is simpler in configuration than the various actuators and can be simply applied as a ready-made product. Further, since the motor-driven type driving unit 400 is mounted and a separate speed reducer is not required, a performance that is excellent in miniaturization and operation is exerted.

도 2는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 햅틱장치의 구성을 나타내기 위해 도시한 사시도이다.2 is a perspective view illustrating a configuration of a haptic device according to another embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 기구부(200)가 3개 장착되는 것이 바람직하다. 즉, 작동레버(300)의 모든 위치 변화에 대한 정보는 도 1에 도시된 바와 같이 2개의 기구부(200)에 의해서도 파악될 수 있지만, 좀 더 안정적인 구조를 위해 도 2에 도시된 바와 같이 3개의 기구부(200)가 작동레버(300)에 결합되도록 구성되는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 2, according to another embodiment of the present invention, it is preferable that three mechanical parts 200 are mounted. That is, information on all positional changes of the operation lever 300 can be recognized by the two mechanical parts 200 as shown in FIG. 1. However, for a more stable structure, It is preferable that the mechanism portion 200 is configured to be coupled to the operation lever 300.

따라서, 도 1에서 설명한 바와 동일한 방식으로 3개의 기구부(200)가 작동레버(300)의 위치 변화에 따라 동작하게 되고 이러한 기구부(200)의 동작이 구동부(400)를 통해 제어부(500)에 전달되고 다시 제어부(500)에 의해 피드백되어 기구부(200) 및 작동레버(300)가 동작되며 사용자에게 촉감 또는 힘이 전달된다.1, the three mechanism units 200 operate according to the change of the position of the operation lever 300 and the operation of the mechanism unit 200 is transmitted to the control unit 500 through the drive unit 400 And the control unit 500 feeds back the mechanical unit 200 and the operation lever 300 to transmit a tactile sensation or a force to the user.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 기구부(200)는 도 1 및 도 2에 도시된 바 와 같이 구동풀리(210) 및 종동풀리(220)의 회전과 함께 회전하도록 타이밍벨트(230)에 의해 연결되는 아이들풀리(260)가 더 장착되는 것이 바람직하고, 이러한 아이들풀리(260)는 메인링크부재(240)가 결합된 회동축(241)에 회전 가능하게 결합될 수 있을 것이다.The mechanism unit 200 according to an embodiment of the present invention may include a timing belt 230 to rotate with the rotation of the driving pulley 210 and the driven pulley 220 as shown in FIGS. The idle pulley 260 may be rotatably coupled to the pivot shaft 241 to which the main link member 240 is coupled.

따라서, 메인링크부재(240)가 타이밍벨트(230)와 결합될 때 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 간섭없이 단순한 형태로 결합될 수 있으며, 이에 따라 크기가 좀 더 소형화될 수 있을 것이다.Thus, when the main link member 240 is engaged with the timing belt 230, it can be coupled in a simple form without interference, as shown in FIGS. 1 and 2, whereby the size can be made even smaller.

또한, 메인링크부재(240)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 타이밍벨트(230)와의 결합 부위로부터 회전 중심인 회동축(241) 방향으로 타이밍벨트(230)의 장력에 의한 탄성 하중을 받도록 타이밍벨트(230)와 결합되는 것이 바람직하다. 즉, 이러한 실시예로서, 회동축(241)의 중심으로부터 구동풀리(210)의 외경까지의 거리(R)와 회동축(241)의 중심으로부터 종동풀리(220)의 외경까지의 거리(R)가 서로 동일하고, 이는 회동축(241)의 중심으로부터 메인링크부재(240)와 타이밍벨트(230)와의 결합부위까지의 거리(R)와도 동일하게 형성될 수 있을 것이다. 이에 따라 사용자에 의한 작동레버(300)의 조작시에 타이밍벨트(230)의 탄성력에 의한 반력이 작용될 수 있다. 즉, 일반적으로 작동레버(300)의 동작을 시작하는 시점에는 정지 상태인 작동레버(300)의 위치 변화가 감지되기 때문에 제어부(500)에 의해 구동모터(400')에 위치 변화에 대한 반력이 발생하게 되는데, 이러한 반력이 본 발명의 일 실시예에 따라 타이밍벨트(230)의 탄성력에 의해서도 발생될 수 있기 때문에, 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱장치는 구동모터(400')의 부하가 감소되어 내 구성이 향상되는 구조이다. 아울러 본 발명의 일 실시예에 따른 구동부(400)는 각각의 기구부(200)를 구동하기 위한 구동모터(400')가 각각 별개로 장착되기 때문에 각 구동모터(400')에 작용하는 반력 및 구동력이 분산 감소되어 내구성이 향상된다.1 and 2, the main link member 240 has an elastic load due to the tension of the timing belt 230 in the direction of the pivot axis 241, which is the center of rotation, from the coupling portion with the timing belt 230 To the timing belt (230). The distance R from the center of the rotary shaft 241 to the outer diameter of the drive pulley 210 and the distance R from the center of the rotary shaft 241 to the outer diameter of the driven pulley 220, And the distance R from the center of the pivot shaft 241 to the coupling portion of the main link member 240 and the timing belt 230 may be the same. Accordingly, a reaction force due to the elastic force of the timing belt 230 can be applied when the operation lever 300 is operated by the user. That is, since the change of the position of the operation lever 300, which is in the stopped state, is detected at the start of the operation of the operation lever 300, the control unit 500 controls the drive motor 400 ' Since the reaction force can also be generated by the elastic force of the timing belt 230 according to an embodiment of the present invention, the haptic device according to an embodiment of the present invention can be configured such that the load of the drive motor 400 ' And the inner structure is improved. In addition, since the driving unit 400 'for driving each mechanism unit 200 is separately mounted on the driving unit 400 according to the embodiment of the present invention, the reaction force and the driving force acting on each driving motor 400' The dispersion is reduced and the durability is improved.

또한, 이와 같은 구조에 따라 타이밍벨트(230)의 회전반경은 회동축(241)의 중심으로부터 메인링크부재(240)의 타이밍벨트(230)와의 결합부위까지의 거리(R)가 되고, 이러한 회전 반경이 구동풀리(210)의 반경(r)과의 비율에 따라 메인링크부재(240)의 회전에 대한 감속비가 결정된다. 이러한 감속비는 구동모터(400')의 사양에 따라 다양하게 형성될 수 있으며, 구동모터(400')의 회전구동속도보다 메인링크부재(240)의 회전속도가 더 작게 형성될 수 있도록 회동축(241)으로부터 메인링크부재(240)와 타이밍벨트(230)와의 결합부위까지의 거리(R)가 구동풀리(210)의 반경(r)보다 더 크게 형성되는 것이 바람직하다.The rotation radius of the timing belt 230 becomes the distance R from the center of the rotation shaft 241 to the coupling portion of the main link member 240 with the timing belt 230, The reduction ratio for rotation of the main link member 240 is determined according to the ratio of the radius to the radius r of the drive pulley 210. [ The reduction ratio may be varied according to the specification of the driving motor 400 'and may be set so that the rotational speed of the main link member 240 may be smaller than the rotational driving speed of the driving motor 400' It is preferable that the distance R from the main link member 240 to the coupling portion between the main link member 240 and the timing belt 230 is formed to be larger than the radius r of the drive pulley 210.

이러한 구조에 따라 구동풀리(210), 종동풀리(220) 및 아이들풀리(260)는 모두 직경 및 형상이 동일하도록 형성되어 제작 및 조립이 용이하도록 구성되는 것이 바람직하다.According to this structure, it is preferable that both the driving pulley 210, the driven pulley 220 and the idle pulley 260 are formed so as to have the same diameter and shape to facilitate fabrication and assembly.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 차량용 오토 변속레버의 기능을 수행하도록 구성된 햅틱장치의 동작 상태를 나타내는 동작상태도이다.3 is an operational state diagram showing an operating state of a haptic device configured to perform the function of the vehicular automatic shift lever according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2에 도시된 햅틱장치 또한 본 발명의 일 실시예에 따라 차량용 오토 변속레버의 기능을 수행하도록 별도의 가이드 플레이트(600)가 베이스 플레이트(100)에 장착된 형태로 도시된다. 즉, 가이드 플레이트(600)는 기구부(200)의 상 부에 위치하고, 가이드 플레이트(600)에는 작동레버(300)가 삽입되어 작동레버(300)의 이동 경로가 가이드되도록 하는 가이드홈(610)이 형성된다. 이러한 가이드홈(610)은 일반적으로 사용되는 차량용 오토 변속레버의 이동 경로와 동일하게 형성될 수 있으며, 또한 이와 달리 다양하게 형성될 수도 있을 것이다.The haptic device shown in Figs. 1 and 2 is also shown in the form of a separate guide plate 600 mounted on the base plate 100 to perform the function of the vehicular automatic shift lever in accordance with one embodiment of the present invention. That is, the guide plate 600 is located on the upper part of the mechanism part 200, and the guide plate 600 has a guide groove 610 through which the operation lever 300 is inserted to guide the movement path of the operation lever 300 . The guide grooves 610 may be formed in the same way as the movement path of a generally used automotive shift lever for a vehicle, or may be formed in various ways.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱장치는 차량용 오토 변속레버의 기능을 수행하는 것 이외에도 다양하게 적용될 수 있으며, 따라서 적용하고자 하는 기능에 따라 다양한 가이드홈(610)의 형태가 가능할 것이다.Meanwhile, the haptic device according to an embodiment of the present invention may be variously applied in addition to performing the function of the vehicular automatic shift lever, so that various guide grooves 610 can be formed according to functions to be applied.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따라 차량용 오토 변속레버의 기능을 수행하는 기구부의 동작 상태를 도시한 것으로, 도 3a는 주차 위치(P)에 변속레버가 위치한 상태이고 도 3b는 운전 위치(D)에 변속레버가 위치한 상태를 도시한 도면이다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 작동레버(300)의 위치가 변화할 때 링크부재의 위치가 변화하여 기구부(200)의 상태가 변화되고 이에 따라 구동부(400)에 의한 신호가 변화하여 모든 위치에서 작동레버(300)의 위치 변화가 제어부(500)에 의해 감지 및 피드백될 수 있다.3A and 3B illustrate an operating state of a mechanism portion that performs a function of the vehicular automatic shift lever according to an embodiment of the present invention. FIG. 3A is a state in which the shift lever is positioned at the parking position P, And the shift lever is located at the operation position (D). 3A and 3B, when the position of the operation lever 300 is changed, the position of the link member changes and the state of the mechanism unit 200 is changed. As a result, the signal by the driver 400 changes, A change in the position of the operation lever 300 can be detected and fed back by the control unit 500. [

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석 되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱장치의 구성을 나타내기 위해 도시한 사시도,1 is a perspective view illustrating a configuration of a haptic device according to an exemplary embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 햅틱장치의 구성을 나타내기 위해 도시한 사시도,FIG. 2 is a perspective view illustrating a configuration of a haptic device according to another embodiment of the present invention. FIG.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따라 차량용 오토 변속레버의 기능을 수행하도록 구성된 햅틱장치의 동작 상태를 나타내는 동작상태도이다.Figs. 3A and 3B are operational state diagrams showing an operating state of a haptic device configured to perform a function of an automotive vehicular automatic shift lever according to an embodiment of the present invention. Fig.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art

100: 베이스 플레이트 200: 기구부100: base plate 200:

210: 구동풀리 220: 종동풀리210: drive pulley 220: driven pulley

230: 타이밍벨트 240: 메인링크부재230: timing belt 240: main link member

250: 서브링크부재 260: 아이들풀리250: sub link member 260: idler pulley

300: 작동레버 400: 구동부300: operating lever 400:

500: 제어부 600: 가이드 플레이트500: control unit 600: guide plate

Claims

A base plate 100 forming a base surface;

At least two mechanical parts (200) coupled to the base plate (100) so as to be interlocked with each other;

An operation lever 300 coupled with the mechanical part 200 to move on a plane in cooperation with the mechanical part 200;

A driving unit 400 for driving the mechanism unit 200; And

A control unit 500 for controlling the operation of the driving unit 400 by feeding back a signal generated by the operation of the operation lever 300,

, And the mechanical part (200)

A driving pulley 210 rotated by driving the driving unit 400;

A driven pulley 220 rotating as the drive pulley 210 rotates;

A timing belt 230 connecting the drive pulley 210 and the driven pulley 220;

The other end of the main link member 240 rotatably coupled to the rotation shaft 241 and the other end of which is coupled to the timing belt 230 and rotates together with the timing belt 230 about the rotation shaft 241 ); And

A sub link member 250 rotatably coupled to the main link member 240 at one end and rotatably coupled to the operation lever 300 at the other end,

Lt; / RTI >

The mechanism portion 200

And an idle pulley 260 rotatably coupled to the pivot shaft 241 so as to rotate as the drive pulley 210 rotates. The timing belt 230 is connected to the drive pulley 210, Connecting the idler pulley 220 and the idler pulley 260,

Wherein the main link member (240) is coupled with the timing belt (230) so as to receive an elastic load due to a tension in a direction of the rotation shaft (241) from a coupling portion with the timing belt (230).

delete

The method according to claim 1,

Wherein the driving unit includes a driving motor mounted on the base plate so as to directly drive the driving pulley.

5. The method of claim 4,

A distance R from a center of the rotation shaft 241 to a coupling portion of the main link member 240 and the timing belt 230 is formed to be larger than a radius r of the driving pulley 210. [ A haptic device.

6. The method of claim 5,

Wherein the driving pulley (210), the driven pulley (220), and the idle pulley (260) have the same diameter.

5. The method of claim 4,

A guide plate 600 is mounted on the base plate 100 so as to be positioned above the mechanism unit 200 and the operation lever 300 is inserted into the guide plate 600 to move the operation lever 300 Wherein a guide groove (610) is formed so that the path is guided.