KR101522775B1

KR101522775B1 - 촉감센싱 장치

Info

Publication number: KR101522775B1
Application number: KR1020130100106A
Authority: KR
Inventors: 최경윤
Original assignee: 최경윤
Priority date: 2013-08-23
Filing date: 2013-08-23
Publication date: 2015-05-26
Also published as: KR20150023135A

Abstract

촉감센싱 장치에 대한 발명이 개시된다. 개시된 촉감센싱장치는: 진동센서가 구비되어 형성되는 촉감센싱부와, 촉감센싱부가 삽입되는 커버부와, 상단암부 및 하단암부로 구성되어 커버부와 연결되는 암부와, 암부의 상부 끝단과 몸체부를 연결하며 두 암부가 맞물려 같은 속도로 운동하도록 하는 기어부와, 몸체부 상판부에 실린더와 연결된 손잡이부의 기계적 결합으로 구성되는 부분을 포함하고, 손잡이부와 몸체부 사이에 압력센서가 구비되어 형성되는 압력센싱부와, 촉감센싱부의 상단과 몸체부를 연결하는 연결부에 위치센서가 구비되어 형성되는 위치센싱부를 전기적으로 연결하여 데이터를 처리하는 임베디드시스템으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

촉감센싱 장치{Tactile Sensing Device}

본 발명은 촉감 전달을 위해 물체 표면 촉감을 읽어내는 장치에 관한 것으로, 원격으로 촉각을 전달하고 가상으로 구현해내기 위한 사전에 필요한 촉각정보를 획득하고 분류하는 장치에 관한 것이다.

로봇이 물체 표면의 거칠기를 파악하고 그 재질을 구분할 수 있도록 하는 연구는 많은 곳에서 진행되어 왔다. 물체 표면의 촉각정보를 각자 다양한 방법으로 획득하였으나 일정 시간 동안 시편과 센서 사이의 일정한 속도와 힘을 유지한 체 정보를 얻고자 하는 물체 표면을 수평방향으로 문질러야 하는 단점이 있다. 이 같은 기존 연구들은 높은 정확도를 보였으나 이러한 높은 정확도는 항상 일정한 힘과 속도를 유지할 수 있는 로봇 팔을 기준으로 구현된 것으로, 사람의 손에 바로 적용하게 되면 순간순간 변하는 센싱 속도와 힘에 의해 판단 능력이 저하되는 단점이 있다. 또한 기존에 상용화되어 접근성이 용이한 진동센서나 촉각센서를 이용한 것이 아니라 각자 새로운 센서를 설계하고 제작하여 연구하였다. 이는 개발 비용과 생산시간을 높여 접근성이 어렵다는 단점이 있다. 또한 물체에 대한 촉각정보를 얻기 위해 15초 이상의 긴 접촉 시간과 정밀한 컨트롤이 필요하다. 본 발명은 주변에서 쉽고 저렴하게 구할 수 있는 진동센서를 이용하여 따로 센서를 제작할 필요가 없어 생산원가가 낮으며, 별도의 모터구동이 요구되지 않아 소비전력이 낮은 장점이 있다. 본 발명이 제시하는 접촉면과 수직운동을 수평운동으로 바꿔주는 촉감센싱 메커니즘으로 물체 표면의 거칠기 진동패턴을 3초 이내에 빠르게 획득할 수 있으며 사람의 손에 적용하여 파악할 수 있어서 정밀한 별도의 컨트롤이 요구되지 않는 장점이 있다.

[문헌1] Signal Processing and Fabrication of a Biomimetic Tactile Sensor Array with Thermal Force and Microvibration Modalities. 미국: Chia Hsien Lin, 2009, p.129-134, IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics. [문헌2] Tactile Sensing for Anthropomorphinc Robotic Hand: Hardware and Signal Processing. 미국: Drick Goger, 2009, p895-901,IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics. [문헌3] 질감 제시 장치를 이용한 촉감 인지 특성 연구 한국 : 손승우, 2005, p451-456, Automation and Systems Engineering. [문헌4] Haptic Extraction from a Biomimetic Tactile Sensor: Force, Contact Location and Curvature. 미국 : Nicholas Wettels, 2011, p.2471-2478, IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics. [문헌5] 촉감제시의 실감증진을 위한 촉감센싱 알고리즘 연구 한국: 오승용, 2006, p.14-25, 47, 연세대학교 석사 학위 논문. [문헌6] Tactile Sensing in intelligent robotic manipulation. 미국: Johan Tegin과 Jan Wikander, 2005, p.64-70, An International Journal.

종래의 촉감센싱 장치는, 로봇 팔에 적용되어 정밀한 컨트롤이 요구되며, 별도의 촉각센서제작이 필요하여 생산 원가가 상승하고, 느린 속도 및 힘의 크기를 일정하게 유지한 채 수평방향으로 장시간 접촉해야만 촉각정보를 획득할 수 있는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다. 또한 종래의 기술은 로봇의 움직임을 위한 것에서 그치나 본 발명은 원거리로 촉감정보를 전송하고 구현하기 위한 수단으로 사용되기 위한 햅틱기술의 기반을 위해 별도의 정밀한 컨트롤 없이 빠르고 정확하게 사람의 손으로 도장처럼 찍어 내리는 수직운동만을 통해 촉감정보를 읽고 판단하여 물체를 구분하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 「몸체부(50); 상기 몸체부(50)에 결합되어 상단을 축으로 회동하도록 구성된 하나 또는 둘 이상의 암부(62); 상기 암부(62)의 하단에 결합되어 상기 암부(62)의 회동시 촉감정보를 획득하고자 하는 물체의 표면 위에서 직선운동을 하도록 구성된 커버부(70); 상기 커버부(70)에 삽입된 진동센서(73); 상기 몸체부(50)를 누르는 외압을 측정하는 압력센서(2); 상기 커버부(70)의 운동속도를 측정하는 위치센서; 상기 진동센서(73)와 위치센서 및 압력센서(2)에서 제공하는 데이터를 연산처리하는 임베디드시스템부; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 촉감센싱 장치」를 제공한다.

또한, 본 발명은 「상기 몸체부(50)는, 상판부(56)와 상기 상판부(56)의 양측에 결합된 몸체부판(51)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 촉감센싱장치」를 함께 제공한다.

또한, 본 발명은 「상기 암부(62)는 2개가 구비되어 상기 몸체부판(51) 사이에 끼워진 상태로 결합되고, 상기 몸체부를 누르는 압력이 가해질 때 상기 2개의 암부(62)가 반대방향으로 축회전하면서 벌어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 촉감센싱장치」를 함께 제공한다.

또한, 본 발명은 「상기 암부(62)는 평행하게 이격 배치된 막대형의 상부재(60)와 하부재(61)로 구성되어, 상기 상·하부재(60, 61)의 상단은 상기 몸체부판(51)에 각각 핀축에 의해 결합되어 핀을 축으로 회동하고, 상기 상·하부재(60, 61)의 말단은 상기 커버부(70)의 양측에 각각 핀축에 의해 결합되어 핀을 축으로 회동하며, 상기 암부(62)의 축회전시 상·하부재(60, 61)의 평행상태가 유지되도록 구성된 것을 특징으로 하는 촉감센싱장치」를 함께 제공한다.

또한, 본 발명은 「동일한 지름과 피치를 갖는 기어부(40)가 2개의 암부(62) 상부재(60) 상단에 각각 결합되어 맞물림으로써, 상기 몸체부를 누르는 압력이 가해질 때 2개의 암부(62)가 동일한 속도로 축회전하도록 구성된 것을 특징으로 하는 촉감센싱장치」를 함께 제공한다.

또한, 본 발명은 「상기 기어부(40)는 상기 상부재(60) 상단과 몸체부판(51)을 결합시키는 핀축을 중심으로 회전하도록 구성되고, 상기 위치센서는 상기 기어부(40)의 회전운동 거리와 시간을 측정함으로써 상기 커버부(70)의 이동속도가 측정되도록 구성된 것을 특징으로 하는 촉감센싱장치」를 함께 제공한다.

또한, 본 발명은 「양단이 2개의 암부(62) 하부재(60)에 각각 연결된 스프링부재; 를 더 포함하여 구성되어, 상기 2개의 암부(62)가 벌어진 상태에서 상기 스프링부재의 탄성복원력에 의해 원상태로 오므려지도록 구성된 것을 특징으로 하는 촉감센싱장치」를 함께 제공한다.

또한, 본 발명은 「상기 커버부(70)는 상기 물체의 표면에 직접 접하는 접촉부(72)가 라운딩되어 있으며, 상기 물체표면 접촉부(72)는 상기 커버부(70)의 직선운동에 의해 생성되는 진동을 상기 진동센서(73)에 전달하도록 구성된 것을 특징으로 하는 촉감센싱장치」를 함께 제공한다.

또한, 본 발명은 「상기 진동센서(73)는 상기 접촉부(72)가 물체의 표면에 접촉할 때 항상 물체의 표면과 수직을 유지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 촉감센싱장치」를 함께 제공한다.

또한, 본 발명은 「상기 몸체부(50)의 상면에 결합된 손잡이부(10);를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 촉감센싱장치」를 함께 제공한다.

또한, 본 발명은 「상기 몸체부(50)의 상면에는 단관(25)이 돌출되어 있고, 상기 손잡이부(10)는 상기 단관(25)과 삽입결합되는 원기둥형 부재로 구성된 것을 특징으로 하는 촉감센싱장치」를 함께 제공한다.

또한, 본 발명은 「상기 단관(25)에는 세로방향의 탭(22) 2개가 맞은편에 형성되어 있고, 상기 손잡이부(10)는 상기 탭(22) 2개를 가로질러 배치되는 봉축을 매개로 상기 단관(25)과 결합되며, 상기 압력센서는 상기 손잡이부(10)의 하단에 구비되어 있고, 상기 봉축은 상기 탭(22)을 따라 상하이동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 촉감센싱장치」를 함께 제공한다.

본 발명에 따르면, 촉감을 전달하여 원거리에 있는 사람들과 촉각정보를 공유할 수 있게 된다. 가상으로 촉감을 구현하는 햅틱 기술에서 목표하는 물체의 촉각을 그대로 구현해 내려면, 그 이전에 기계적으로 그 물체의 표면 촉감을 정확하게 읽고 판단하는 과정이 필요하다. 따라서 본 발명을 통해 촉감정보를 원격으로 받아들이기 위한 정확한 촉감구현을 위해 촉감정보를 로봇의 정밀한 센싱 속도나 일정한 힘 유지가 없어도 사람의 손으로 쉽고 빠르게 획득할 수 있다. 시각에만 의존하여 위험상황을 감지하고 물체를 구분하는 것이 아니라 접촉을 통해 로봇이 촉각을 느끼게 하고 그것을 인간에게 그대로 전달함으로써 로봇 컨트롤의 정밀화를 가져올 수 있다. 뿐만 아니라 본 발명을 소형화 시키면 사람의 몸을 수술하는 의료기기에 활용할 수 있다. 수술하며 사람의 손이 닿을 수 없는 곳에 접촉하여 시각만으로는 판별할 수 없는 인체 조직의 촉각적 특성을 파악할 수 있다. 이는 상황에 따라 변하는 사람의 주관적 촉각정보에 의지하는 것이 아닌 축적된 데이터 기반 시스템으로 구축된 정보로 보다 객관적 판단을 용이하게 한다. 또한 인간이 쉽게 도달하기 어려운 곳에서 직접 만질 수 없는 미확인 물체에 대한 물성치 정보를 얻는 과정인 화성탐사와 같은 원격탐사 분야에 도움을 줄 수 있다. 또한 시각장애인의 지팡이 끝에 본 발명을 적용하여 시각장애인이 길을 가며 지나치는 물체에 대한 촉감정보를 획득하게 하여 물체인식을 도울 수 있다.

도1a 는 본 발명에 따른 촉감센싱 장치 일 실시예를 개략적으로 도시한 전면부 단면도이다.
도1b 는 본 발명에 따른 촉감센싱 장치 일 실시예를 개략적으로 도시한 사시이다.
도2a 는 본 발명에 따른 촉감센싱 장치 일 실시예의 몸체부를 분해 도시한 내부 단면도이다.
도2b 는 본 발명에 따른 촉감센싱 장치 일 실시예의 몸체부를 분해 도시한 내부 사시도 및 내부 사시도이다.
도3 은 본 발명에 따른 촉감센싱 장치 일 실시예의 손잡이부와 몸체부를 도시한 사시도이다.
도4 는 본 발명에 따른 촉감센싱 장치 일 실시예의 커버부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도5 는 본 발명에 따른 촉감센싱 장치 일 실시예의 커버부를 분해 도시한 사시도이다.
도6 은 본 발명에 따른 촉감센싱 장치의 임베디드시스템부의 데이터처리를 위한 계산 기호도이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 촉감센싱 장치 및 촉감센싱 장치 조립체의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 선명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 도시된 CAD 컬러사시도는 본 발명에 따른 촉감센싱 장치 및 촉감센싱 장치 조립체에 대한 직관적인 이해를 돕기 위해 첨부한 것으로 도시된 번호는 같이 첨부된 사시도의 자세한 번호로 대체한다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명에 따른 촉감센싱 장치는: 몸체부(50)가 구비되며 상기 몸체부(50)에 결합되어 상단을 축으로 회동하도록 구성된 하나 또는 둘 이상의 암부(62)와, 상기 암부(62)의 하단에 결합되어 상기 암부(62)의 회동시 물체 표면 위에서 직선운동을 하도록 구성된 커버부(70)와, 상기 커버부(70)에 삽입되어 있으며 진동센서가 구비된 촉감센싱부와, 상기 몸체부(50)를 누르는 외압을 측정하는 압력센싱부(2)와, 상기 커버부(70)의 운동속도를 측정하는 위치센싱부와, 상기 촉감센싱부와 위치센싱부 및 압력센싱부(2)에서 제공하는 데이터를 연산처리하는 임베디드시스템부 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

도1a 는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉감센싱 장치를 개략적으로 도시한 전면부 단면도이며, 도1b 는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉감센싱 장치를 개략적으로 도시한 사시 및 CAD 컬러사시도이며, 도2a 는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉감센싱 장치의 몸체부를 분해 도시한 내부 단면도이며, 도2b 는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉감센싱 장치의 몸체부를 분해 도시한 내부 사시도 및 내부 CAD 컬러사시도이며, 도3 는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉감센싱 장치의 손잡이부와 몸체부를 포함하는 압력센싱부를 도시한 사시도이며, 도4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉감센싱 장치의 촉감센싱부를 개략적으로 도시한 사시도 및 CAD 컬러사시도이며, 도5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉감센싱 장치의 촉감셍신부를 분해 도시한 사시도 및 CAD 컬러사시도이며, 도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉감센싱장치의 임베디드시스템부의 데이터처리를 위한 계산 기호도이다.

도1a 및 도1b 를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 촉감센싱 장치(1)는 손잡이부(10), 기어부(40), 몸체부(50), 암부(62) 및 커버부(70)를 포함한다. 상기 몸체부판(51)은 몸체 상판부(56)을 중심으로 양쪽에 몸체 연결부(55)에 나사를 이용해 체결된다. 손잡이부(10)은 몸체부(50)와 연결된 실린더(25)를 통해 탭(22)만큼의 이동변위를 갖도록 연결된다.

도2a 및 도2b 를 참조하면, 상기 기어부(40)는 축부(57)에 베어링과 와셔(59)가 삽입되어 몸체와 연결되며 기어부(40)와 축부(57)의 완벽한 고정을 위해 두개의 기어탭(42)이 서로 수직을 이루며 기어부 중심을 향해 구성되며, 기어 암 연결부(43)를 통해 암부(62)와 연결되도록 구성된다.

도3 을 참조하면, 손잡이부(10)와 실린더(25)가 슬라이더 형식으로 연결된 손잡이 연결부(20)를 통해 수직방향으로 힘의 변화에 따라 미세하게 움직이며 사람의 손에 의해 몸체부(50)에 대해 수직 외력이 작용하는 그 순간의 힘의 크기를 측정하도록 압력센서 삽입부(33)에 힘을 전가한다. 상기 위치센싱부는 위치센서에 맞게 삽입되도록 몸체부판(51)과 기어부(40)을 연결하는 축부(57)의 끝단을 성형한 위치센서 삽입부(53)에 위치센서가 삽입되어 구성된다. 위치센서가 연결된 기어부(40)가 손잡이부(10)를 통해 외력을 받음에 따라 회전하며 기어 암 연결부(43)로 연결된 암부(62)가 회전할 때, 시간에 따라 회전한 각도를 위치센서가 측정하게 된다. 측정된 시간에 따른 각도 데이터를 임베디드시스템에 저장한다.

도4 및 도5 를 참조하면, 상기 촉감센싱부는 진동센서가 커버부(70)내부에 진동센서 삽입부(74)에 삽입되어 물체표면과 접촉하며 생성되는 진동을 잘 전달받도록 한다. 커버부(70)는 불필요한 진동이 진동센서에 전달되어 노이즈가 생성되는 것을 방지한다. 또한 상기 커버부(70)는 커버블록 연결돌기(75)를 사이로 하여 암부(62)와 암 블록 연결핀(76)을 통해 연결되게 하는 커버블록부(78)를 양쪽에 포함하여 커버블록 연결부(71)를 통해 연결되며, 연결핀의 내부에는 베어링이 삽입되어 마찰을 손실을 줄이고, 핀의 양끝단에는 E링을 결합하여 커버블록부(78)가 암부(62)말단에서 이탈되는 것을 막는다. 암부(62)가 회동함에 따라 암부(62)말단에 조인트 결합된 촉감센싱부와 커버부(70) 및 물체표면 접촉부(72)는 항상 촉감정보를 획득하고자 하는 물체의 접촉면 위를 직선 운동하도록 암부(62)를 구성하는 두 링크의 비율에 유의하여 구성하도록 한다.

도6 을 참조하면, 상기 임베디드시스템은 압력센싱부(2)에서 측정된 힘의 크기(F)와 접촉면에 대한 수직항력(N)의 관계식을 통해 위치센서로 얻어지는 각도 값을 미분하여 구할 수 있는 각속도 값

과 접촉면의 속도(진동센서의 이동속도)Vp간의 관계식을 이용하여 진동수f(Vp, N)과 진폭A(Vp, N)관계식을 도출하여 일정한 힘과 속도를 유지하지 않더라도 물체표면의 거칠기 진동패턴을 정확한 양상으로 받아들인다.

[실시예1]

본 발명을 통해 촉감정보를 원격으로 받아들이기 위한 정확한 촉감구현을 위해 촉감정보를 로봇의 정밀한 센싱속도나 일정한 힘 유지가 없어도 사람의 손으로 쉽고 빠르게 획득할 수 있다. 이렇게 획득한 촉감정보를 구현하는 햅틱 기술에 응용하여 목표하는 물체의 촉각을 그대로 구현하면, 원거리에 있는 사람들과 촉감을 실시간으로 공유할 수 있다. 이에 해당하는 실례로, 인터넷 쇼핑몰에서 소비자가 구매하고자 하는 물품에 대한 촉감정보를 원할 경우 판매자는 본 발명품을 물품에 접촉시킴으로써 촉감정보를 읽어 들여 구매자에게 신속히 촉감정보를 전달 할 수 있다.

[실시예2]

본 발명을 소형화 시키면 사람의 몸을 수술하는 다빈치와 같은 의료기기에 활용할 수 있다. 수술하며 사람의 손이 닿을 수 없는 곳에 접촉하여 시각만으로는 판별할 수 없는 인체 조직의 촉각적 특성을 파악할 수 있다. 상황에 따라 변하는 사람의 주관적 촉각정보에 의지하는 것이 아닌 축적된 데이터 기반 시스템으로 구축된 정보로 보다 객관적 판단을 용이하게 한다. 간경화 수술을 예로 간의 조직이 어느 정도 경화가 되어가는지 복강경 수술 중 사람 손의 느낌에만 의존하는 것이 아니라 본 발명품을 통해 간 조직 표면의 촉감을 판단함으로써 간 조직의 경화도 판단의 객관적인 척도를 마련할 수 있다.

[실시예3]

인간이 쉽게 도달하기 어려운 곳에서 직접 만질 수 없거나 시각적으로 확인하기 어려운 상황에서 미확인 물체에 대한 물성치 정보를 얻는 과정인 화성탐사와 같은 원격탐사 분야에 사용되는 탐사용 로봇이나 장치에 활용할 수 있다.

[실시예4]

시각장애인의 지팡이 끝에 본 발명을 적용하여 시각장애인이 길을 가며 지나치는 원거리에 있는 물체에 대한 촉감정보를 획득하게 하여 시각에 의존하지 않고도 물체인식을 할 수 있도록 도울 수 있다.

[실시예5]

인간에 의해 제어되는 로봇에 본 발명을 활용하면, 시각에만 의존하여 위험상황을 감지하고 물체를 구분하는 것이 아니라 접촉을 통해 로봇이 촉각을 느끼게 하고 그것을 인간에게 그대로 전달함으로써 로봇 컨트롤의 정밀화를 가져올 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 타당한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

또한, 촉감센싱용으로 사용되는 촉감센싱 장치 및 촉감센싱 장치 조립체를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 촉감센싱용이 아닌 다른 용도로 사용되는 기계적 장치에도 본 발명의 촉감센싱 장치 및 촉감센싱 장치 조립체가 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

1 : 촉감센싱 장치 2 : 압력센싱부 10 : 손잡이부
20 : 손잡이 연결부 22 : 탭 25 : 실린더
30 : 압력센서 삽입부 33 : 압력센서 부착부 40 : 기어부
41 : 기어탭 43 : 기어 암 연결부 50 : 몸체부
51 : 몸체부판 53 : 위치센서 삽입부 55 : 몸체 연결부
56 : 몸체 상판부 57 : 축부 59 : 와셔
60 : 상단암부 61 : 하단암부 62 : 암부
63 : 몸체 암블록 66 : 몸체 암 연결핀 70 : 커버부
71 : 커버 블록 연결부 72 : 물체표면 접촉부 73 : 진동센서
74 : 진동센서 삽입부 75 : 커버블록 연결돌기 76 : 암 블록 연결핀
78 : 커버블록부 79 : 전선연결처리부 90 : 스프링부

Claims

몸체부(50);
상기 몸체부(50)에 결합되어 상단을 축으로 회동하도록 구성된 하나 또는 둘 이상의 암부(62);
상기 암부(62)의 하단에 결합되어 상기 암부(62)의 회동시 촉감정보를 획득하고자 하는 물체의 표면 위에서 직선운동을 하도록 구성된 커버부(70);
상기 커버부(70)에 삽입된 진동센서(73);
상기 몸체부(50)를 누르는 외압을 측정하는 압력센서(2);
상기 커버부(70)의 운동속도를 측정하는 위치센서;
상기 진동센서(73)와 위치센서 및 압력센서(2)에서 제공하는 데이터를 연산처리하는 임베디드시스템부; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 촉감센싱 장치.
제1항에서,
상기 몸체부(50)는, 상판부(56)와 상기 상판부(56)의 양측에 결합된 몸체부판(51)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 촉감센싱장치.
제2항에서,
상기 암부(62)는 2개가 구비되어 상기 몸체부판(51) 사이에 끼워진 상태로 결합되고,
상기 몸체부를 누르는 압력이 가해질 때 상기 2개의 암부(62)가 반대방향으로 축회전하면서 벌어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 촉감센싱장치.
제3항에서,
상기 암부(62)는 평행하게 이격 배치된 막대형의 상부재(60)와 하부재(61)로 구성되어,
상기 상·하부재(60, 61)의 상단은 상기 몸체부판(51)에 각각 핀축에 의해 결합되어 핀을 축으로 회동하고,
상기 상·하부재(60, 61)의 말단은 상기 커버부(70)의 양측에 각각 핀축에 의해 결합되어 핀을 축으로 회동하며,
상기 암부(62)의 축회전시 상·하부재(60, 61)의 평행상태가 유지되도록 구성된 것을 특징으로 하는 촉감센싱장치.
제4항에서,
동일한 지름과 피치를 갖는 기어부(40)가 2개의 암부(62) 상부재(60) 상단에 각각 결합되어 맞물림으로써, 상기 몸체부를 누르는 압력이 가해질 때 2개의 암부(62)가 동일한 속도로 축회전하도록 구성된 것을 특징으로 하는 촉감센싱장치.
제5항에서,
상기 기어부(40)는 상기 상부재(60) 상단과 몸체부판(51)을 결합시키는 핀축을 중심으로 회전하도록 구성되고,
상기 위치센서는 상기 기어부(40)의 회전운동 거리와 시간을 측정함으로써 상기 커버부(70)의 이동속도가 측정되도록 구성된 것을 특징으로 하는 촉감센싱장치.
제4항에서,
양단이 2개의 암부(62) 하부재(60)에 각각 연결된 스프링부재; 를 더 포함하여 구성되어,
상기 2개의 암부(62)가 벌어진 상태에서 상기 스프링부재의 탄성복원력에 의해 원상태로 오므려지도록 구성된 것을 특징으로 하는 촉감센싱장치.
제1항에서,
상기 커버부(70)는 상기 물체의 표면에 직접 접하는 접촉부(72)가 라운딩되어 있으며,
상기 물체표면 접촉부(72)는 상기 커버부(70)의 직선운동에 의해 생성되는 진동을 상기 진동센서(73)에 전달하도록 구성된 것을 특징으로 하는 촉감센싱장치.
제8항에서,
상기 진동센서(73)는 상기 접촉부(72)가 물체의 표면에 접촉할 때 항상 물체의 표면과 수직을 유지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 촉감센싱장치.
제1항에서,
상기 몸체부(50)의 상면에 결합된 손잡이부(10);를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 촉감센싱장치.
제10항에서,
상기 몸체부(50)의 상면에는 단관(25)이 돌출되어 있고,
상기 손잡이부(10)는 상기 단관(25)과 삽입결합되는 원기둥형 부재로 구성된 것을 특징으로 하는 촉감센싱장치.
제11항에서,
상기 단관(25)에는 세로방향의 탭(22) 2개가 맞은편에 형성되어 있고,
상기 손잡이부(10)는 상기 탭(22) 2개를 가로질러 배치되는 봉축을 매개로 상기 단관(25)과 결합되며,
상기 압력센서는 상기 손잡이부(10)의 하단에 구비되어 있고,
상기 봉축은 상기 탭(22)을 따라 상하이동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 촉감센싱장치.