KR101565712B1 - 저주파 전기자극 기반의 웨어러블 햅틱 조종 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저주파감지에 의한 웨어러블 조종장치에 관한 것으로 몸체에 착용하여 저주파 전기전극을 통하여 출력되는 전기 자극을 근육의 촉각이나 반력으로 변환하여 전달함으로써 다른 기기를 용이하고 명확하게 조작할 수 있도록 한 것이다.
즉, 본 발명은 웨어러블 조종장치에 있어서, 신체와 접촉되는 저주파전기전극을 구비한 것이다.
따라서, 본 발명은 조종기몸체에 신체와 접촉되는 저주파전기전극을 구비하여서 몸체에 착용하여 조종대상물에서 전송되는 환경신호를 상기 저주파 전기전을을 통하여 사용자에게 근육의 촉각이나 반력 정보로 전달하여 효율적이며 명확한 기기조작을 할 수 있는 것이다.

Description

저주파 전기자극 기반의 웨어러블 햅틱 조종 장치{Electric stimulation based wearable haptic master device}

본 발명은 저주파 전극을 이용한 웨어러블 햅틱 조종 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 웨어러블 조종장치에 있어서, 신체와 접촉되는 저주파 전기전극을 몸체에 착용하여 저주파 전극을 통하여 출력되는 전기 자극을 이용해서 근육에 촉각이나 반력을 제공하여 웨어러블 기기를 용이하고 명확하게 조작할 수 있도록 함을 목적으로 한 것이다.

일반적으로, 웨어러블 조종 장치는 몸체 착용한 상태에 컴퓨터와 같은 전자기기의 입력조작과 기구의 움직임 정보를 입력 받는 장치이다.

이상과 같은 웨어러블 조종장치로는 스마트 안경, 스마트 시계, 손목 착용형 헬스 케어 디바이스 등의 다양한 제품이 다양한 형상으로 제작되어 사용되고 있다.

상기한 바와 같은 웨어러블 조종장치는 자이로센서 또는 가속도센서 등과 같은 모션센서를 이용하여 조종장치의 움직임을 감지하여서 조종신호를 출력하게 구성되어 있는 것이다.

그러나, 이상과 같은 종래의 웨어러블 조종장치는 자이로센서 또는 가속도 센서 등과 같은 모션센서를 이용하여 조종장치의 움직임을 감지하고 조종대상물로 조종신호만을 전송하게 구성되어 있어, 조종대상물의 환경 정보가 조종자에게 피드백 없는 일방적인 제어만이 이루어지는 문제점이 있었다.

대한민국 특허 공개 제2014-0012977호

이에, 본 발명은 상술한 바와 같이 종래의 웨어러블 조종장치는 자이로센서 또는 가속도 센서 등과 같은 모션센서를 이용하여 조종장치의 움직임을 감지하여 조종대상물로 조종신호만을 전송하게 구성되어 있어, 조종대상물의 환경 정보가 조종자에게 피드백 없는 일방적인 제어만이 이루어지는 문제점을 해결할 수 있도록 한 것이다.

즉, 본 발명은 웨어러블 조종장치에 있어서, 신체와 접촉되는 저주파 전기전극을 구비한 것이다.

따라서, 본 발명은 조종기몸체에 신체와 접촉되는 저주파 전기전극을 구비하여서 몸체에 착용하여 전기전극을 통하여 출력되는 저주파 자극 신호를 근육에 촉각이나 반력을 전달함으로서 조종대상물에서 전송되는 환경신호를 조종자에게 전달하여 효과적이며 명확한 기기조작을 할 수 있는 것이다.

도 1 은 본 발명의 일 실시 예를 보인 예시도.
도 2 는 본 발명의 일 실시 예를 보인 블록 예시도.
도 3 은 본 발명의 다른 실시 예를 보인 측면 예시도.
도 4 는 도 3 에 다른 블록 예시도.
도 5 는 조종제어부의 예시도.

이하, 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 저주파 전기 자극을 이용하여 사용자의 촉각 및 반력 정보를 생성하고 조종대상물에 대한 조종을 효과적이고 명확하게 조종할 수 있도록 한 것이다.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명을 설명하는데 있어서 동일 부분은 동일 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.

즉, 본 발명은 웨어러블 조종장치에 있어서, 팔목과 같은 신체에 착용할 수 있게 벨트형상으로 이루어지는 조종기몸체(110)와 상기 조종기몸체(110)에 신체와 접촉되는 저주파 전기전극, 상기 저주파 전기전극을 통한 자극신호 출력을 제정하는 조종제어부(120), 상기 조종제어부(120)에서 출력되는 조종신호를 조종대상물과 통신할 수 있게 한 통신부(150) 및 전원을 공급하는 전원부(160)로 구성된 것이다.

여기서, 상기 저주파 전기전극은 사용자의 신체에 접촉되어 근육의 조종대상물에서 입력되는 환경신호에 따라 사용자의 피부에 저주파의 전기 자극을 주어 사용자가 조종대상물의 상태를 인지할 수 있게 한 저주파자극부(140)로 구성된 것이다.

상기 저주파자극부(140)는 사용자의 피부와 접촉되는 두 개의 자극전극으로 구성된 것이다.

상기 조종제어부(120)는 자극의 종류를 선태하는 자극선택부(121)와 사용자를 선택할 수 있게 한 사용자선택부(122), 자극강도를 선택할 수 있게 한 강도선택부(123), 저주파 발생을 위한 발진이 이루어지는 발진부(124) 및 상기 발진부(124)에서 발진된 저주파를 증폭하는 증폭부(125)로 구성하여 실시할 수 있는 것이다.

상기한 바와 같이 조종제어부에 사용자선택부(122)와 강도선택부(123)을 구비하여 실시하게 되면, 저주파자극부(140)의 배치와 제어 강도 선택을 통해서 조종자에게 다양한 자극 신호를 통해 적절한 촉각이나 반력을 발생할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명의 실시에 있어서, 저주파 전기 자극을 통해서 사용자의 근육에 전달되는 조종대상물에 신호가 명확하게 이루어지도록 조종기몸체(110)의 내면에 진동모터부로 구성된 이완감지부(170)를 구비하여 실시할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시에 있어서, 조종대상물의 동작온도를 사용자가 인지하여 조종대상물의 조종이 유연하게 이루어지도록 조종기몸체(110)의 내면에 조종대상물의 동작온도에 비례하여 온도변화되는 히터부(180)를 구비하여 실시할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명의 조종기몸체(110)는 저주파 전기전극과 조종제어부(120)가 내장되는 몸체블록(111)과 조종기몸체(110)의 전체 외경이 조절되게 상기 몸체블록(111)을 인장 가능하게 결속시키는 블록밴드(112) 및 상기 블록밴드(112)에 "S"자 형으로 내장되어 각 구성이 전기적 접속되게 하는 신호선(113)으로 구성되는 것이다.

한편, 본 발명은 팔목 이외의 사용자 모든 신체 피부나 근육 부위에 저주파 전극을 부착하여 저주파 자극 신호를 이용한 촉각이나 반력을 전달해서 조종하고자 하는 슬레이브 대상 환경에 대한 인식을 할 수 있게 구성하여 실시할 수 있는 것이다.

이하, 첨부된 도면에 대하여 설명하면 다음과 같다.

상기한 바와 같은 웨어러블 조종장치에 있어서, 팔목과 같은 신체에 착용할 수 있게 벨트형상으로 이루어지는 조종기몸체(110)와 상기 조종기몸체(110)에 신체와 접촉되는 저주파 전기전극, 상기 저주파전기전극을 통한 촉각이나 반력 신호출력을 제정하는 조종제어부(120), 상기 조종제어부(120)에서 출력되는 조종신호를 조종대상물과 통신할 수 있게 한 통신부(150) 및 전원을 공급하는 전원부(160)로 구성하되, 상기 저주파전기전극은 사용자의 신체에 접촉되어 근육의 조종대상물에서 입력되는 환경신호에 따라 사용자의 피부에 저주파의 전기 자극을 주어 사용자가 조종대상물의 상태를 인지할 수 있게 한 저주파자극부(140)로 구성된다.

또한, 조종대상물에서 속도 등과 같은 주변의 환경신호가 입력되게 되면, 사용자의 피부와 접촉된 저주파자극부(140)에서 사용자의 근육에 미세 전압의 자극신호를 입력하여 사용자가 조종대상물을 상태를 파악하여 능동적이 대응에 따라 조종대상물을 조종할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명의 실시에 있어서, 조종기몸체(110)의 내면에 진동모터부로 구성되어 근육의 이완을 감지하는 이완감지부(170)를 구비하여 실시하게 되면, 사용자가 조종대상물에 조종신호를 입력함에 있어서, 사용자의 근육이완을 통하여 표출되는 사용자의 근육이 이완되는 상태에 따라 조종대상물의 조종이 이루어지는 것이다.

또한, 본 발명의 실시에 있어서, 조종기몸체(110)에 조종대상물의 작동온도의 변화를 사용자에게 전달할 수 있어 사용자가 조종대상물의 동작온도에 따라 조종대상물의 조종을 유연하고 안정되게 조종할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명의 조종기몸체(110)가 블록밴드(112)에 의하여 길이 조정되게 결속되는 몸체블록(111)으로 구성하고, 상기 블록밴드(112)에 신호선(113)을 내장 구성함으로써 사용자의 착용부위의 직경에 대해 자유로이 조절하여 착용할 수 있는 것이다.

110 : 조종기몸체
111 : 몸체블록 112 : 블록밴드 113 : 신호선
120 : 조종제어부
121 : 자극선택부 122 : 사용자선택부
123 : 강도선택부 124 : 발진부
125 : 증폭부
140 : 저주파자극부
150 : 통신부
160 : 전원부
170 : 이완감지부
180 : 히터부

Claims (6)

1. 웨어러블 조종장치에 있어서;
   팔목과 같은 신체에 착용할 수 있게 벨트형상으로 이루어지는 조종기몸체(110)와 상기 조종기몸체(110)에 신체와 접촉되는 저주파전기전극, 상기 저주파 전기전극을 통한 조작신호의 감지 및 출력을 제정하는 조종제어부(120), 상기 조종제어부(120)에서 출력되는 조종신호를 조종대상물과 통신할 수 있게 한 통신부(150) 및 전원을 공급하는 전원부(160)로 구성되고,
   상기 저주파 전기전극은 사용자의 신체에 접촉되어 근육의 조종대상물에서 입력되는 환경신호에 따라 사용자의 피부에 저주파의 전기 자극을 주어 사용자가 조종대상물의 상태를 인지할 수 있게 한 저주파자극부(140)로 구성되며,
   저주파감지부(130)는 사용자의 피부와 접촉되는 두 개의 감지 전극으로 구성되고,
   상기 저주파자극부(140)는 사용자의 피부와 접촉되는 두 개의 자극전극으로 구성하고,
   저주파 전기 자극을 통해서 사용자의 근육에 전달되는 조종대상물에 신호가 명확하게 이루어지도록 조종기몸체(110)의 내면에 진동모터부로 구성된 이완감지부(170)를 구비한 것을 특징으로 하는 저주파감지에 의한 웨어러블 조종장치.
   
2. 제 1항에 있어서;
   조종대상물의 동작온도를 사용자가 인지하여 조종대상물의 조종이 유연하게 이루어지도록 조종기몸체(110)의 내면에 조종대상물의 동작온도에 비례하여 온도변화되는 히터부(180)를 구비한 것을 특징으로 하는 저주파감지에 의한 웨어러블 조종장치.
   
3. 제 1항에 있어서;
   상기 조종기몸체(110)는 저주파감지수단과 조종제어부(120)가 내장되는 몸체블록(111)과 조종기몸체(110)의 전체 외경이 조절되게 상기 몸체블록(111)을 인장 가능하게 결속시키는 블록밴드(112) 및 상기 블록밴드(112)에 "S"자 형으로 내장되어 각 구성이 전기적 접속되게 하는 신호선(113)으로 구성한 것을 특징으로 하는 저주파감지에 의한 웨어러블 조종장치.
   
4. 제 1 항에 있어서;
   사용자의 신체 근육 중 어느 한 근육의 촉각이나 반력을 통해서 조종할 수 있게 사용자 신체 근육 중 특정 근육 부위에 조종기몸체(110)를 부착할 수 있게 구성한 것을 특징으로 하는 저주파감지에 의한 웨어러블 조종장치.
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