KR101700456B1 - 데이터 글로브용 핑거 - Google Patents

Abstract

본 발명은 데이터 글로브용 핑거에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 데이터 글로브용 핑거는 인체의 손가락 중 어느 하나에 착용되어, 손가락의 움직임 정보를 외부장치에 전달하는 장치에 있어서, 베이스;적어도 하나는 상기 베이스와 연결되어 소정의 회동축을 중심으로 회동하되, 상호 연결되는 복수개의 프레임; 상기 복수개의 프레임들 중 이웃하는 프레임 사이에 형성되는 각도차이를 검출하여 외부장치에 전달하는 검출부재;를 포함하며, 이웃하게 배치되는 한 쌍의 프레임 별로 상기 회동축과 수직을 이루는 가상의 회전중심이 마련되며, 상기 이웃하는 한 쌍의 프레임은 상기 가상의 회전중심을 기준으로 원호운동 가능하게 상호 연결되는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 장착한 손가락에 굽힘동작 및 내전/외전 동작을 동시에 허용할 수 있는 데이터 글로브용 핑거가 제공된다.

Description

데이터 글로브용 핑거{FINGER FOR DATA GLOVES}

본 발명은 데이터 글로브용 핑거에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 산업용으로 사용될 수 있는 데이터 글로브용 핑거에 관한 것이다.

최근 로봇에 대한 관심이 증대되면서, 산업현장 및 일상생활 전반에 걸쳐서 다양하게 로봇이 응용되고 있다. 기존의 산업용 로봇의 경우에는 단순하고 특정한 작업을 반복적이고 정해진 흐름에 의하여 구현하는 것이 일반적이었으나, 최근의 산업현장에서는 정확하고 섬세한 작업을 요구하는 공정이 다수 발생하고 있는 추세다.

이러한 작업을 구현하기 위하여 연구되고 있는 것이 산업용 매니퓰레이터 및 데이터 글로브(Data glove)이다. 즉, 작업자가 이러한 데이터 글로브를 자신의 손에 장착하고 손가락을 움직이면 인간 손의 형상, 기능과 유사하게 개발되는 로봇핸드(robot hand)가 사람 손과 동일한 동작을 정밀하게 모사하여 수행하게 된다.

현재 이러한 데이터 글로브에 대한 많은 연구가 진행되고 있으며, 데이터 글로브는 인간 손에 장착되는 구조물이기 때문에 대부분의 연구가 인간손의 움직임을 기반으로 하고 있다.

그러나, 이러한 종래의 데이터 글로브의 경우에는 손가락의 내전/외전(Adduction/Abduction)동작을 구현하지 못하여, 기구적으로 한계가 있다는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 손가락의 굽힘 외에 좌우방향의 움직임, 즉, 내전/외전동작을 허용할 수 있는 데이터 글로브용 핑거를 제공함에 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 인체의 손가락 중 어느 하나에 착용되어, 손가락의 움직임 정보를 외부 장치에 전달하는 장치에 있어서, 베이스; 적어도 하나는 상기 베이스와 연결되어 소정의 회동축을 중심으로 회동하되, 상호 연결되는 복수개의 프레임; 상기 복수개의 프레임들 중 이웃하는 프레임 사이에 형성되는 각도차이를 검출하여 외부장치에 전달하는 검출부재;를 포함하며, 이웃하게 배치되는 한 쌍의 프레임 별로 상기 회동축과 수직을 이루는 가상의 회전중심이 마련되며, 상기 이웃하는 한 쌍의 프레임은 상기 가상의 회전중심을 기준으로 원호운동 가능하게 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 데이터 글로브용 핑거에 의해 달성된다.

또한, 상기 프레임은 상기 베이스와 연결되는 회동 프레임; 상기 회동 프레임으로부터 차례대로 상호 회동 가능하게 연결되는 복수개의 마디 프레임;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 베이스로부터 연장되며, 상기 회동 프레임과 회전회동 가능하도록 체결되는 회동공이 단부에 형성되는 연장부재;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기프레임은 제1관통구 및 제2관통구가 형성되는 측벽을 포함하며, 상기 가상의 회전중심은 상기 제1관통구와 상기 제2관통구를 연결하는 가상의 직선상에 형성될 수 있다.

또한, 중심에서 상호 교차하여 연결되되, 일단부가 이웃하는 마디 프레임의 제1관통구에 회전 가능하게 연결되는 한 쌍의 제1링크; 일단부는 이웃하는 마디 프레임의 제2관통구 각각에 회전 가능하게 연결되되, 타단부는 상기 제1링크 타측 단부에 회전 가능하게 연결되는 한 쌍의 제2링크;를 구비하는 링크부재를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 한 쌍의 프레임 고유의 가상 회전중심은 사용자 손가락의 관절의 회전축에 일치하도록 배치될 수 있다.

또한, 상기 제2링크와 연동하여 회전하는 회전풀리; 이웃하는 링크부재에 각각 장착되는 회전풀리들이 동시에 회전하도록 상호 연결하는 케이블;을 더 포함하며, 상기 어느 하나의 링크부재는 나머지 링크부재와 연동할 수 있다.

또한, 상기 링크부재는 상기 마디 프레임과 상기 회동 프레임를 상호 연결하되, 상기 회동 프레임에 장착되는 상기 링크부재의 회동과 연동하여 회동하는 제1베벨기어; 상기 제1베벨기어와 치합되는 제2베벨기어; 일단이 상기 제2베벨기어와 동축 결합하는 회전축부재; 상기 회전축부의 타단과 연결되어 상기 회전축부재의 회전을 선택적으로 제어하도록 동력을 발생시키는 동력부재;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 회전축부재는 유니버셜 조인트(universal joint)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 유니버셜 조인트는 한 쌍이 마련되며, 상기 회전축부재는 상기 한 쌍의 유니버셜 조인트 사이에 장착되어, 길이 조절이 가능한 신축부재;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 사용자가 장착하여 손가락의 굽힘 및 내전/외전동작을 모두 허용할 수 있는 데이터 글로브용 핑거가 제공된다.

또한, 4절링크 구조를 이용하여 각 프레임이 회전 및 이격운동을 동시에 수행하도록 함으로써, 착용자의 동작 편의성을 극대화할 수 있다.

또한, 4절링크의 가상의 회전중심을 착용자 손가락의 관절 회전축 상에 일치시킴으로써 사용자의 손가락의 움직임과의 일체성을 향상시킬 수 있다.

또한, 회동제어부를 구성하여, 사용자의 동작을 제한할 수 있다.

또한, 내전/외전 동작 시 발생하는 베벨기어의 위치변동을 이격된 축을 상호 연결하는 유니버셜 조인트를 이용함으로써 해결할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 글로브용 핑거의 사시도이고,
도 2는 도 1의 데이터 글로브용 핑거의 마디 프레임 간의 결합구조를 설명하기 분해 사시도이고,
도 3은 도 1의 데이터 글로브용 핑거의 마디 프레임, 회동 프레임, 베이스 간의 결합구조를 설명하기 위한 분해 사시도이고,
도 4는 도 1의 데이터 글로브용 핑거의 회동제어부의 결합구조를 설명하기 위한 측면도이고,
도 5는 도 1의 데이터 글로브용 핑거의 굽힘동작을 설명하기 위한 측면도이고,
도 6은 도 4의 데이터 글로브용 핑거의 굽힘동작시의 각 링크부재의 동작원리를 설명하기 위한 것이고,
도 7은 도 1의 데이터 글로브용 핑거의 내전/외전동작을 설명하기 위한 평면도이고,
도 8은 도 6의 데이터 글로브용 핑거의 내전/외전동작시 제1베벨기어와 제2베벨기어 간의 치합이 유지되는 원리를 설명하기 위한 것이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 글로브용 핑거에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 글로브용 핑거의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 글로브용 핑거(100)는 베이스(110)와 프레임(120)과 링크부재(130)와 검출부재(140)와 연동부(150)와 회동제어부(160)를 포함한다.

상기 베이스(110)는 본 장치를 착용하는 조작자의 손가락과 연결되는 손등 상에 장착되는 부재로서, 후술하는 회동제어부(160)의 회전축부재(164)가 수용될 수 있도록 내부에 소정의 수용공간을 형성한다.

도 2는 도 1의 데이터 글로브용 핑거의 마디 프레임 간의 결합구조를 설명하기 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 데이터 글로브용 핑거의 마디 프레임, 회동 프레임, 베이스 간의 결합구조를 설명하기 위한 분해 사시도이다.

이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 프레임(120)에 대하여 설명한다.

상기 프레임(120)은 복수개로 마련되어 착용자 손가락의 각 마디에 장착되어 장착된 마디간의 움직임과 연동하여 작동하도록 구성되는 것으로서, 하나의 회동 프레임(121)과 복수개의 마디 프레임(122)을 포함한다.

상기 회동 프레임(121)은 회동축(P)을 중심으로 베이스(110)로부터 회동가능하도록 베이스(110)와 연결된다. 회동 프레임(121)의 측벽(w) 중 어느 하나에는 상부에서부터 사선방향을 따라 제1관통구(h1)와 제2관통구(h2)가 차례대로 형성된다. 한편, 제1관통구(h1)와 제2관통구(h2)를 연결하여 연장되는 가상의 직선상에는 후술하는 회전중심(C)이 형성되는 것이므로, 이를 고려하여 제1관통구(h1)와 제2관통구(h2)를 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 베이스(110)의 상하면으로부터 한 쌍의 연장부재(111)가 돌출되게 형성되어 회동 프레임(121)의 상하면과 각각 접촉하며, 회동 프레임(121)과 접촉하는 한 쌍의 연장부재(111)의 단부에는 회동공(112)이 각각 형성되어 회동 프레임(121)과 체결된다. 이때, 회동공(112)의 중심을 회동축(P)이라 정의하고, 회동 프레임(121)은 베이스(110)로부터 회동축(P)을 중심으로 회전 회동가능하도록 장착된다.

상기 마디 프레임(122)은 총3개가 마련되며, 각 마디 프레임(122)은 상술한 회동 프레임(121)으로부터 차례로 연결되는 것으로서, 회동 프레임(122)과 연결되는 것부터 외곽방향을 따라서 각각 제1마디 프레임(122a), 제2마디 프레임(122b), 제3마디 프레임(122c)으로 정의한다

어느 하나의 마디 프레임(122)은 이웃하는 마디 프레임(122) 또는 이웃하는 회동 프레임(121)과의 사이에 형성되는 가상의 회전중심(C)을 중심으로 하는 원호를 따라 이동 가능하게 장착된다.

이웃하는 마디 프레임(122)의 사이 또는 마디 프레임(122)과 회동 프레임(121)의 사이에는 고유의 회전중심(C)이 각각 형성되므로, 본 실시예에서는 총 3개의 회전중심(C)이 형성되며, 각각의 회전중심(C)은 착용자 손가락 마디 관절의 회전축과 일치되게 배치하는 것이 바람직하다.

또한, 각 마디 프레임(122)의 일측벽(w)에는 상술한 회동 프레임(121)과 동일한 형태로 사선방향을 따라서 제1관통구(h1) 및 제2관통구(h2)가 형성된다. 한편, 각 마디 프레임(122)의 제1관통구(h1) 및 제2관통구(h2)는 후술하는 링크부재(130)가 연결되기 위한 통공이므로 측벽(w)의 양단부에 한 쌍씩이 마련된다. 다만, 최종단의 마디 프레임(122), 즉, 제3마디 프레임(122c)에는 한쪽 방향에만 링크부재(130)가 연결되는 것이므로 측벽의 일측에만 제1관통구(h1) 및 제2관통구(h2)가 형성된다.

상기 링크부재(130)는 각 마디 프레임(122)을 상호 연결하거나, 제1마디 프레임(122a)과 회동 프레임(121)을 상호 연결하기 위한 것으로서, 각각의 링크부재(130)는 한 쌍의 제1링크(131)와 한 쌍의 제2링크(132)를 포함하는 4절링크(four-bar linkage)의 구조로 구성된다.

상기 제1링크(131)는 한 쌍으로 마련되며, 서로 교차되어 결합하여 중심부를 기준으로 회동함으로써 양단부 각각이 서로 멀어지거나 서로 가까워지는 동작이 가능하다. 한편, 한 쌍의 제1링크(131) 각각의 하단부는 연결하고자 하는 프레임(120)의 제2관통구(h2)에 회전 가능하게 결합한다.

상기 제2링크(132)는 제1링크(131)보다 짧은 길이의 링크로서, 한 쌍으로 마련되어, 일단부가 제1링크(131)의 상단부에 회전가능하게 연결되고. 타단부는 연결하고자 하는 프레임(120)의 제1관통구(h1)에 회전 가능하게 연결된다.

따라서, 상술한 구조에 의하여 결합하는 제1링크(131)와 제2링크(132)는 4절링크 구조를 갖는다.

상기 검출부재(140)는 마디 프레임(122)과 마디 프레임(122)의 사이 또는 마디 프레임(122)과 회동 프레임(121)간의 움직임에 의하여 형성되는 각도를 측정, 검출하는 부재이다.

본 실시예에서 검출부재(140)는 각 프레임(120)의 링크부재(130)의 제2링크(132)의 회전각도를 측정하여 값으로 산출하는 포텐셔미터(potentiometer)가 이용되나, 프레임(120) 간의 회동으로 인한 각도변화를 측정할 수 있는 구조라면 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 연동부(150)는 마디 프레임(122) 및 회동 프레임(121)을 포함하는 모든 프레임(120)이 상호 연결 동작하도록 링크부재(130) 간의 움직임을 서로 연결시키는 부재로서, 회전풀리(151)와 케이블(152)을 포함한다.

상기 회전풀리(151)는 제2링크(132)의 회동과 연동하도록 마디 프레임(122)의 측벽(w)에 형성되는 제1관통구(h1)에 체결되는 것으로서, 후술하는 케이블이 삽입, 수용될 수 있도록 중앙에 소정의 홈부가 형성된다.

다시 설명하면, 제1관통구(h1)에 회전 가능하게 연결되는 제2링크(132)가 제1관통구(h1)를 중심으로 회전회동하면 회전풀리(151)는 제2링크(132)의 회동과 연동하여 회전하도록 체결된다.

한편, 회전풀리(151)는 링크부재(130) 간의 연동을 구현하기 위한 부재이므로, 단일 측에만 링크부재(130)가 장착되는 회동 프레임(121) 및 제3마디 프레임(122c)에는 별도의 회전풀리(151)가 구비되지 않는다.

상기 케이블(152)은 동일 마디 프레임(122) 또는 회동 프레임(121) 내에 마련되는 한 쌍의 회전풀리(151)를 서로 연결함으로써 상호 힘을 전달하여 연동하도록 하기 위한 것으로서, 한 쌍의 회전풀리(151)가 연결되도록 케이블(152)을 각 회전풀리(151)의 홈부 내에 수용시킨다. 이때, 연동하는 회전풀리(151)가 서로 다른 방향으로 회전하도록 케이블(152)을 한번 엇갈리게 하여 회전풀리(151)를 상호 연결한다.

즉, 상술한 연동부(150)에 의하면, 어느 하나의 링크부재(130)가 동작하면 회전풀리(151)도 같이 회전하고, 이러한 회전력은 케이블(152)을 통하여 이웃하는회전풀리(151)에 전달되어 이웃하는 링크부재(130)도 동작하며, 상기의 작동원리에 의하여 모든 링크부재(130)는 연동한다.

한편, 연동하는 링크부재(130)간의 회전회동 비율, 즉, 각각의 회전중심(C)을 기준으로 각 마디 프레임(122)의 회전각도 비율은 각각에 장착되는 회전풀리(151) 간의 직경비에 따라 정해지는 것이므로, 착용자의 손가락 각 관절의 굽힘정도를 고려하여 회전풀리(151)의 직경 및 비율이 결정되는 것이 바람직하다.

도 4는 도 1의 데이터 글로브용 핑거의 회동제어부의 결합구조를 설명하기 위한 측면도이다.

도 4를 참조하면, 상기 회동제어부(160)는 외부장치로부터 전달되는 구동 제한 신호에 의하여 각 프레임(120)의 동작을 제한하는데 이용되는 부재로서, 제1베벨기어(161)와 제2베벨기어(162)와 동력부재(163)와 회전축부재(164)를 포함한다.

상기 제1베벨기어(161)는 회동 프레임(121)의 제1관통구(h1) 상에서 회전가능하게 연결되는 제2링크(132)의 회전회동에 연동되도록 장착되는 것으로서, 상기 설명한 마디 프레임(122)에 장착되는 회전풀리(151)의 장착원리와 동일한 형태로 회동 프레임(121) 상에 장착된다.

따라서, 제1베벨기어(161)가 회전하면 회동 프레임 상에서 이와 연동되게 장착되는 링크부재(132)에 회전력이 전달되고, 연동부(150)에 의하여 각 마디 프레임(122)에 장착되는 링크부재(130)에도 회전력이 전달된다. 즉, 제1베벨기어(161), 연동부(150) 및 모든 링크부재(130)는 동시에 연동하여 작동하는 구조를 갖는다.

상기 제2베벨기어(162)는 후술하는 동력부재(163)로부터 전달되는 동력을 제1베벨기어(161)에 전달하기 위한 것으로서, 회동 프레임(121)의 내부에서 제1베벨기어(161)와 치합된다.

상기 동력부재(163)는 베이스(110)의 상측에 마련되는 것으로서, 외부장치로부터 구동 제한 신호 및 전원을 인가받아 상술한 제1베벨기어(161) 및 제2베벨기어(162)에 동력을 제공하는 부재이다. 본 실시예에서 동력부재(163)로는 DC 모터가 이용되나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 회전축부재(164)는 베이스(110) 내부에 마련되어 동력부재(163)로부터 생성되는 동력을 제2베벨기어(162)에 전달하기 위한 것으로서, 양단부에 각각 배치되는 한 쌍의 유니버셜 조인트(universal joint)(165) 및 유니버설 조인트(165) 사이의 신축부재(166)를 포함한다.

상기 유니버셜 조인트(165)는 한 쌍이 후술하는 신축부재(166)의 양단에 각각 마련되는 것으로서, 어느 하나에는 상술한 제2베벨기어(162)가 동축 결합되고, 다른 하나에는 상술한 동력부재(163)에 결합되는 평기어(167a)와 치합되는 평기어(167b)가 동축 결합된다.

상기 신축부재(166)는 양단부의 유니버셜 조인트(165) 간의 간격을 조절하기 위하여 길이가 조절가능하도록 설계되는 것으로서, 양쪽 유니버셜 조인트(165)의 중심축과 동축결합 한다.

상기 구조에 의하면, 회동 프레임(121)은 회동축(P)을 중심으로 베이스(110)로부터 회전 회동하는 것으로서 회동 프레임(121) 내부에 마련되는 제1베벨기어(161) 역시 베이스(110)와 함께 위치가 변동되나, 유니버셜 조인트(165) 및 신축부재(166)의 구조에 의하여 동력부재(163)로부터 발생하는 동력을 위치 변동하는 제1베벨기어(161)에 손실없이 전달할 수 있다.

지금부터는 상술한 데이터 글로브용 핑거(100)의 일실시예의 작동에 대하여 설명한다.

먼저, 본 실시예에 따른 데이터 글로브용 핑거(100)를 사용자 손가락 상에 장착하는 것으로 가정하여 설명한다.

도 5는 도 1의 데이터 글로브용 핑거의 굽힘동작을 설명하기 위한 측면도이고, 도 6은 도 4의 데이터 글로브용 핑거의 굽힘동작시의 각 링크부재의 동작원리를 설명하기 위한 것이다.

도 5를 참조하면, 사용자가 본 실시예의 데이터 글로브용 핑거(100)를 장착한 상태에서 최종단부 마디를 구부리면, 이에 장착되어 동시에 동작하는 제3마디 프레임(122c)역시 제2마디 프레임(122b)으로부터 소정 각도로 회동한다.

즉, 제2마디 프레임(122b)과 제3마디 프레임(122c)은 그 사이의 링크부재(130)의 작동에 의하여 일정한 궤적을 따라 이동하게 되는데, 이에 대해 설명한다. 제2마디 프레임(122b)에 형성되는 제1관통구(h1) 및 제2관통구(h2)를 상호 연결하여 연장하는 가상의 선 및 제3마디 프레임(122c)에 형성되는 제1관통구(h1) 및 제2관통구(h2)를 상호 연결하여 연장하는 가상의 선이 만나는 가상의 점은 제2마디 프레임(122b)과 제3마디 프레임(122c)의 고유의 가상의 회전중심(C)이 된다.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 사이에 장착되는 링크부재(130)에 의하여 구현되는 4절링크의 동작 원리에 의하여 제2마디 프레임(122b)과 제3마디 프레임(122c)은 고유의 가상의 회전중심(C)을 중심으로 하는 원호를 따라 이동하며 작동하게 된다.

이러한 동작원리에 대하여 다시 설명하면, 제1관통구(h1)와 제2관통구(h2)는 가상의 회전중심(C)으로부터 제1관통구(h1) 및 제2관통구(h2)까지의 거리를 각각 반지름으로 하는 원호를 따라서 이동한다.

이와 동시에, 제2마디 프레임(122b)과 제3마디 프레임(122c) 사이의 링크부재(130)의 동작에 의하여 제2마디 프레임(122b) 내의 회전풀리(151)가 회전하고 회전력은 케이블(152)에 의하여 이웃하는 회전풀리(151)에 전달됨으로써 이웃하는 링크부재(130)를 작동시킨다.

즉, 각 마디 프레임(122)은 링크부재(130) 및 연동부(150)에 의하여 연결되어 있으므로, 어느 하나의 마디 프레임(122)의 회동은 다른 모든 마디 프레임(122)을 동시에 회동시킨다.

또한, 링크부재(130)에 의하여 연결되는 마디 프레임(122)과 마디 프레임(122)의 사이 또는 마디 프레임(122)과 회동 프레임(121)의 사이에는 제1관통구(h1)와 제2관통구(h2)의 위치에 따라 정해지는 고유의 회전중심(C)이 정해져 있으므로, 상술한 원리에 의하여 각 마디 프레임(122)들은 고유의 회전중심(C)을 기준으로 하는 원호 상에서 이동하게 된다.

도 7은 도 1의 데이터 글로브용 핑거의 내전/외전동작을 설명하기 위한 평면도이다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 회동 프레임(121)이 회동축(P)을 중심으로 베이스(110)로부터 회전가능하게 결합되어 있으므로 사용자가 손가락의 굽힘 동작 외에도 좌우 방향으로 회동시키는 내전/외전동작이 허용된다. 즉, 사용자는 본 실시예가 장착된 손가락을 굽힘동작 및 내전/외전동작을 포함하는 총2축의 회동을 하는데 불편함이 따르지 않게 된다.

따라서, 상기 사용자의 손가락 굽힘 동작에 의하여 발생하는 마디 프레임(122)과 마디 프레임(122) 사이 또는 마디 프레임(122)과 회동 프레임(121) 사이의 각도변화가 검출부재(140)에 의하여 검출되어 이와 연결되는 외부장치에 전달됨으로써, 외부장치는 사용자의 손가락 굽힘동작을 신속하고 정밀하게 모사할 수 있다.

한편, 사용자의 손가락을 모사하여 작동하는 외부장치에 장애물이 접촉하는 등의 이유로 동작이 제한되는 경우가 발생하는 경우에 본 실시예의 데이터 글로브용 핑거(100) 역시 움직임에 제한을 받을 필요가 있다.

즉, 본 실시예의 데이터 글로브용 핑거(100)의 구동을 제한해야되는 경우가 발생하면 회동제어부(160)에 구동 제한 신호가 전달된다.

이러한 신호를 전달받은 회동제어부(160)는 동력부재(163)에 전원을 인가하여 손가락 움직임을 제한시키는 방향으로 회전력을 발생하거나 또는 회전을 허용하지 않는다. 즉, 일반구동시에는 사용자가 자유롭게 손가락을 움직일 수 있도록 동력부재(163)는 모든 방향의 회전을 허용하도록 설정되어 있으나, 동력부재(163)가 작동하면, 일방향으로 회전력을 생성하거나 또는 일방향으로의 회전력을 제한하게 되며, 구동을 제한하기 위한 동력은 회전축부재(164), 제2베벨기어(162), 제1베벨기어(161)의 순으로 전달된다.

따라서, 제1베벨기어(161)는 동력부재(163)의 동력을 전달받게 되므로 회동 프레임(121) 상에서 회전 가능하게 연결되는 링크부재(130)의 동작을 제한시키게 되고, 동력부재(163)로부터 발생하여 전달된 동력은 이와 연동되는 모든 링크부재(130)의 일방향으로의 동작을 동시에 제한하므로 사용자는 손가락의 굽힘동작에 제한을 받게 된다.

도 8은 도 6의 데이터 글로브용 핑거의 내전/외전동작시 제1베벨기어와 제2베벨기어 간의 치합이 유지되는 원리를 설명하기 위한 것이다.

또한, 도 8을 참조하면, 사용자가 손가락을 좌우방향으로 회동시키는 경우에 제1베벨기어(161)도 좌우방향으로 이동하게 되나, 본 실시예에 의하면 회전축부재(164)가 양단에 유니버셜 조인트(165)를 구비하는 동시에 사이에 신축부재(166)를 통하여 양단의 길이를 제어할 수 있게 되므로, 제1베벨기어(161)와 제2베벨기어(162)간의 치합 상태를 견고히 유지할 수 있다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

100 : 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 글로브용 핑거
110 : 베이스 120 : 프레임
130 : 링크부재 140 : 검출부재
150 : 연동부 160 : 회동제어부

Claims (10)

1. 인체의 손가락 중 어느 하나에 착용되어, 손가락의 움직임 정보를 외부장치에 전달하는 장치에 있어서,
   베이스;
   적어도 하나는 상기 베이스와 연결되어 소정의 회동축을 중심으로 회동하되, 상호 연결되는 복수개의 프레임;
   상기 복수개의 프레임들 중 이웃하는 프레임 사이에 형성되는 각도차이를 검출하여 외부장치에 전달하는 검출부재;를 포함하며,
   이웃하게 배치되는 한 쌍의 프레임 별로 상기 회동축과 수직을 이루는 가상의 회전중심이 마련되며, 상기 이웃하는 한 쌍의 프레임은 상기 가상의 회전중심을 기준으로 원호운동 가능하게 상호 연결되고,
   상기프레임은 제1관통구 및 제2관통구가 형성되는 측벽을 포함하며,
   중심에서 상호 교차하여 연결되되, 일단부가 이웃하는 마디 프레임의 제1관통구에 회전 가능하게 연결되는 한 쌍의 제1링크; 일단부는 이웃하는 마디 프레임의 제2관통구 각각에 회전 가능하게 연결되되, 타단부는 상기 제1링크 타측 단부에 회전 가능하게 연결되는 한 쌍의 제2링크;를 구비하는 링크부재를 더 포함하고,
   상기 가상의 회전중심은 상기 제1관통구와 상기 제2관통구를 연결하는 가상의 직선상에 형성되는 것을 특징으로 하는 데이터 글로브용 핑거.
2. 제1항에 있어서,
   상기 프레임은 상기 베이스와 연결되는 회동 프레임; 상기 회동 프레임으로부터 차례대로 상호 회동 가능하게 연결되는 복수개의 마디 프레임;을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 글로브용 핑거.
3. 제2항에 있어서,
   상기 베이스로부터 연장되며, 상기 회동 프레임과 회전회동 가능하도록 체결되는 회동공이 단부에 형성되는 연장부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 글로브용 핑거.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 한 쌍의 프레임 고유의 가상 회전중심은 사용자 손가락의 관절의 회전축에 일치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 데이터 글로브용 핑거.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제2링크와 연동하여 회전하는 회전풀리; 이웃하는 링크부재에 각각 장착되는 회전풀리들이 동시에 회전하도록 상호 연결하는 케이블;을 더 포함하며,
   상기 어느 하나의 링크부재는 나머지 링크부재와 연동하는 것을 특징으로 하는 데이터 글로브용 핑거.
8. 제1항에 있어서,
   상기 프레임은 상기 베이스와 연결되는 회동 프레임 및 상기 회동 프레임으로부터 차례대로 상호 회동 가능하게 연결되는 복수개의 마디 프레임을 포함하고,
   상기 링크부재는 상기 마디 프레임과 상기 회동 프레임를 상호 연결하되,
   상기 회동 프레임에 장착되는 상기 링크부재의 회동과 연동하여 회동하는 제1베벨기어; 상기 제1베벨기어와 치합되는 제2베벨기어; 일단이 상기 제2베벨기어와 동축 결합하는 회전축부재; 상기 회전축부의 타단과 연결되어 상기 회전축부재의 회전을 선택적으로 제어하도록 동력을 발생시키는 동력부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 글로브용 핑거.
9. 제8항에 있어서,
   상기 회전축부재는 유니버셜 조인트(universal joint)를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 글로브용 핑거.
10. 제9항에 있어서,
    상기 유니버셜 조인트는 한 쌍이 마련되며,
    상기 회전축부재는 상기 한 쌍의 유니버셜 조인트 사이에 장착되어, 길이 조절이 가능한 신축부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 글로브용 핑거.

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