KR101871989B1 - 인터페이스 디바이스 - Google Patents

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Abstract

인터페이스 디바이스에 관한 것으로서, 특히, 사용자의 행동데이터를 입력받아 외력 및 충격을 제공하는 인터페이스 디바이스에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 인터페이스 디바이스는 신체에 고정되는 제1고정부 및 제1회전부와, 제1고정부 및 제1회전부와 연결되며, 제1회전부에 동력을 제공하는 제1동력부와, 외부 디바이스로부터 신호를 수신하면 제1동력부를 제어하여 제1회전부의 회전을 제어하는 제어부를 더 포함하고, 제1동력부는 제어부의 신호에 따라, 제1회전부를 외력에 의해 회전할 수 있는 자유상태 또는 외력에 의해 회전할 수 없는 제어상태로 전환시키는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 인터페이스 디바이스는 자유상태 및 제어상태를 구현할 수 있기 때문에, 몰입감이 향상될 수 있다.

Description

인터페이스 디바이스{INTERFACE DEVICE}
본 발명은 인터페이스 디바이스에 관한 것으로서, 특히, 사용자의 행동데이터를 입력받아 외력 및 충격을 제공하는 인터페이스 디바이스에 관한 것이다.
디스플레이 장치의 발전 및 컨텐츠 네트워크의 지속적인 개발을 통해, 사용자가 쉽게 가상현실을 체험하거나, 3D 영상을 시청할 수 있도록 하는 기술이 계속해서 발전하고 있다.
특히, 더욱 현실감 있는 가상현실 체험을 위해 가상현실 영상에 사람의 동작에 따라 동적 변화를 재현하여 가상현실 영상을 제어하는 기술이 개발되었으며, 이에 관한 기술로는 한국등록특허 제10-1485414호가 있다. (2013.05.03. 가상 물체와의 상호작용을 위한 손 외골격 링크 구조체)
그러나 상기 기술의 인터페이스 디바이스는 가상공간에서의 움직임이 불가능한 상황에서도 별도의 부하 없이 자유롭게 움직임이 가능하여, 몰입감을 제공하는 데에 한계가 있었다.
따라서, 이러한 가상현실과 현실의 부조화를 줄이고 몰입감을 더욱 높이기 위한 요구를 만족시키기 위해, 자유롭게 움직임이 가능한 상황(자유상태) 및 내부의 모터에 의해 움직이는 상황(제어상태) 에 따라 적절하게 작용할 수 있는 인터페이스 디바이스에 대한 요구가 생기게 되었다.
한국등록특허 제10-1485414호
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 자유롭게 움직임이 가능한 상황(자유상태) 및 내부의 모터에 의해 움직이는 상황(제어상태) 에 따라 적절하게 작용하는 인터페이스 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 인터페이스 디바이스를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 인터페이스 디바이스는 신체에 고정되는 제1고정부 및 제1회전부와, 제1고정부 및 제1회전부와 연결되며, 제1회전부에 동력을 제공하는 제1동력부와, 외부 디바이스로부터 신호를 수신하면 제1동력부를 제어하여 제1회전부의 회전을 제어하는 제어부를 더 포함하고, 제1동력부는 제어부의 신호에 따라, 제1회전부를 외력에 의해 회전할 수 있는 자유상태 또는 외력에 의해 회전할 수 없는 제어상태로 전환시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 디바이스는 신체에 고정되는 제1고정부 및 제1회전부와, 상기 제1고정부 및 상기 제1회전부와 연결되며, 상기 제1회전부에 동력을 제공하는 제1동력부; 및 외부 디바이스로부터 신호를 수신하면, 상기 제1동력부를 제어하는 신호를 발생하는 제어부를 포함하되, 상기 제1동력부는, 회전력을 발생하는 동력유닛; 상기 동력유닛을 통해 전달되는 상기 회전력에 의해 상기 제1회전부를 자유상태 또는 제어상태로 전환하는 클러치유닛; 및 상기 클러치유닛으로부터 전달받은 상기 회전력을 상기 제1회전부로 출력하는 출력유닛을 포함하며, 상기 클러치유닛은, 상기 동력유닛에서 전달되는 상기 회전력을 전달받는 동력유닛 연결부; 상기 동력유닛 연결부의 회전에 따라 회전하는 제1회전전달부; 상기 제1회전전달부의 롤러접촉면과 접촉하여 구름 회전하는 제1롤러부; 및 상기 제1회전전달부 및 제1롤러부를 내부에 수용하여 이탈을 방지하는 제1내부하우징;을 포함하되, 상기 동력유닛에 의해 동력이 공급되면, 상기 제1회전전달부의 회전에 따라 상기 제1롤러부가 상기 제1내부하우징에 부착되고, 이에 따라 상기 출력유닛의 회전을 제어하여 외력에 의한 회전이 불가능한 제어상태로, 상기 동력유닛에 의해 동력이 차단되면, 상기 제1롤러부가 상기 제1내부하우징으로부터 탈착되고, 이에 따라 상기 출력유닛의 회전을 제어를 해제하여 외력에 의한 자유로운 회전이 가능한 자유상태로 전환 가능한 것을 특징으로 하는 인터페이스 디바이스로 제공되어 상기 과제에 활용될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 제1동력부는, 클러치유닛을 포함하고, 클러치유닛에 의해 상기 제1회전부가 상기 자유상태 또는 상기 제어상태로 전환될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 제1동력부는, 동력유닛을 더 포함하고, 클러치유닛은 동력유닛에 의해 동력이 공급되면 제어상태로 전환되고, 동력유닛에 의해 동력공급이 차단되면 자유상태로 전환될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 신체에 고정되는 제2회전부와, 제1회전부 및 제2회전부와 연결되며, 제2회전부에 동력을 공급하는 제2동력부를 더 포함하고, 제어부는 제2동력부를 제어하여 제2회전부의 회전을 제어하고, 제2동력부는 상기 제어부의 신호에 따라, 제2회전부를 외력에 의해 회전할 수 있는 자유상태 또는 외력에 의해 회전할 수 없는 제어상태로 전환시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 제1회전부와 연결되는 연장부와, 연장부와 결합되며 사용자의 손에 의해 파지되는 파지부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 파지부는 외부 디바이스와 연동되는 서브 인터페이스 디바이스를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 제1동력부는 회전 인식부를 포함하고, 회전 인식부는, 제1회전부가 회전되면, 회전신호를 상기 제어부로 송신할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 외부 디바이스와 신호를 송수신하는 통신부를 더 포함하고, 통신부는, 외부 디바이스로부터 수신한 제어신호를 제어부로 송신할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 제어부는, 제1회전부의 회전에 의해 상기 회전 인식부로부터 회전신호를 수신하면, 상기 회전신호를 기준으로 회전각도를 파악하고, 회전각도를 포함하는 회전각도 신호를 생성하여 통신부를 통해 외부 디바이스로 전송하거나, 통신부를 통해 외부 디바이스로부터 제어신호를 수신하면, 제어신호에 따라 제1회전부를 자유상태로 전환시키거나 제어상태로 전환시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1동력부는, 동력유닛으로부터 전달된 회전력을 감속하며 클러치유닛과 치합되어 클러치유닛으로 회전력을 전달하는 입력유닛과, 클러치유닛과 치합되며, 클러치유닛으로부터 회전력을 전달받아 제1회전부로 출력하거나 제1회전부의 회전을 입력받는 출력유닛을 더 포함하고, 클러치유닛은, 출력유닛의 회전을 제어할 수 있다. 또한 상기 클러치유닛은, 상기 제1회전전달부를 내부에 수용하는 제2내부하우징; 및 상기 제2내부하우징에 결합되고, 상기 제1내부하우징과 상기 제2내부하우징의 상대 회전속도를 변화시켜 상기 제1롤러부를 상기 제1내부하우징에 탈착 또는 부착시키는 속도변화부를 더 포함하되, 상기 속도변화부는 전자석인 것을 특징으로 하는 인터페이스 디바이스의 형태나, 상기 제2내부하우징은, 하나 이상의 원호부가 일면을 따라 형성된 둘레를 통해 상기 제1회전전달부를 내부에 수용하도록 하며, 상기 제1롤러부는 상기 원호부 사이에 배치되어, 상기 제1회전전달부가 회전함에 따라 밀려 회전하는 상기 제1롤러부에 의해 밀림 회전하는 상기 원호부를 통해 상기 제2내부하우징이 밀려 회전하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 디바이스의 형태로도 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 인터페이스 디바이스는 자유상태 및 제어상태를 구현할 수 있기 때문에, 몰입감이 향상될 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인터페이스 디바이스를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인터페이스 디바이스를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인터페이스 디바이스의 착용 모습이다.
도4는 외부 디바이스와 연결되는 인터페이스 디바이스를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 인터페이스 디바이스의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인터페이스 디바이스의 제1동력부를 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 인터페이스 디바이스의 클러치유닛의 분해도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 인터페이스 디바이스의 제어상태 전환 시에 클러치유닛의 모습을 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 인터페이스 디바이스의 자유상태 전환 시에 클러치유닛의 모습을 도시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 인터페이스 디바이스의 제어방법을 도시하는 순서도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인터페이스 디바이스(1)를 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 인터페이스 디바이스(1)는 제1고정부(10), 제1회전부(20) 및 제1동력부(30)를 포함한다. 제1고정부(10) 및 제1회전부(20)는 사용자의 신체 관절 주변에 고정되거나 부착되는 구성요소로서, 신체고정부재(110, 210)와 연결부재(120, 220)를 포함할 수 있다. 신체고정부재(110, 210)는 사용자의 신체에 고정되어 인터페이스 디바이스(1)와 사용자의 신체를 결합하는 구성요소로서, 사용자의 신체 두께에 따라 가변될 수 있도록 가요성 소재 또는 벨크로(velcro) 소재로 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 도 1은 신체고정부재(110, 210)가 링형상으로 형성된 모습을 도시하고 있다.
연결부재(120, 220)는 제1고정부(10) 또는 제1회전부(20)를 제1동력부(30)와 연결하는 구성요소로서, 신체고정부재(110, 210)가 제1동력부(30)에 직접 연결되는 경우, 요구되지 않을 수 있다.
제1동력부(30)는 제1회전부(20)의 회전을 제어부로 전달하거나, 제어부로부터 수신된 제어신호에 따라 제1회전부(20)를 외력에 의해 회전할 수 있는 자유상태 또는 외력에 의해 회전할 수 없는 제어상태로 전환시키는 구성요소로서, 제1고정부(10)와 연결되고, 제1회전부(20)와 회전 가능하게 연결될 수 있다. 이때, 관절의 회전방향의 개수만큼 n개의 동력부 및 n개의 회전부가 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인터페이스 디바이스(1)를 도시하는 도면이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인터페이스 디바이스(1)의 착용 모습이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 인터페이스 디바이스(1)의 제1회전부(20)는 일영역이 절곡된 바(bar) 형상으로 형성될 수 있다. 일영역이 절곡된 바 형상의 제1회전부(20)는 절곡된 영역이 손가락 사이와 같이 관절과 관절 사이에 삽입되거나, 제1동력부(30) 외에 타 동력부가 존재하는 경우 타 동력부와와 연결될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 인터페이스 디바이스(1)는 제2동력부(50) 및 제2회전부(40)를 더 포함할 수 있다. 제2동력부(50)는 제2회전부(40)의 회전을 제어부로 전달하거나, 제어부로부터 수신된 제어신호에 따라 제2회전부(40)를 외력에 의해 회전할 수 있는 자유상태 또는 외력에 의해 회전할 수 없는 제어상태로 전환시키는 구성요소로서, 제1회전부(20) 및 제2회전부(40)와 연결될 수 있다. 이때, 제1회전부(20)와는 회전 가능하게 연결될 수 있다. 제1동력부(30)와 제2동력부(50)는 절곡된 바 형상의 제1회전부(20)에 의해 연결되어 있기 때문에, 제1동력부(30)는 제1방향으로의 회전을 제어하며, 제2동력부(50)는 제2방향으로의 회전을 제어할 수 있다.
제2회전부(40)는 제2동력부(50)에 의해 자유상태 또는 제어상태로 전환되는 구성요소이다. 제2회전부(40)는 연결부(41) 및 파지부(42)를 포함할 수 있다. 연결부(41)는 제2동력부(50)와 연결되며, 손가락 사이와 같이 관절과 관절 사이에 삽입될 수 있다. 연결부(41)의 일단에는 파지부(42)가 연결되며, 파지부(42)는 사용자의 손에 의해 파지될 수 있도록 형성된다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따라, 파지부(42)에는 서브 인터페이스 디바이스(43)가 형성될 수 있다. 도2는 서브 인터페이스 디바이스(43)로 조이스틱이 형성된 모습을 도시하고 있으며, 사용자의 엄지손가락에 의해 제어될 수 있도록 엄지손가락과 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 서브 인터페이스 디바이스(43)는 조이스틱 이외에도 휠, 버튼 등과 같이 다양하게 형성될 수 있다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 인터페이스 디바이스(1)를 사용자가 착용한 모습을 도시하고 있다.
도 4는 외부 디바이스(2)와 연결되는 인터페이스 디바이스(1)를 도시하는 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 인터페이스 디바이스(1)의 구성도이다.
외부 디바이스(2)는 인터페이스 디바이스(1)로부터 입력된 신호를 수신 및 제어 신호를 송신할 수 있는 디바이스를 의미한다.
인터페이스 디바이스(1)는 사용자의 관절의 움직임을 인식하여 신호를 생성하고 그 신호를 외부 디바이스(2)에 송신하거나, 외부 디바이스(2)로부터 제어신호를 수신하여 사용자의 신체의 움직임을 제어하는 구성요소로서, 제어부(60), 통신부(70), 제1동력부(30)에 형성된 회전 인식부(340) 및 동력유닛(300)을 더 포함할 수 있다. 제2동력부(50)가 존재하는 경우, 제2동력부(50)는 제1동력부(30)와 동일한 구성을 갖는다.
통신부(70)는 네트워크(3)를 통해 신호를 송수신하는 기능을 수행한다. 본 발명에서 통신부(70)는 네트워크(3)를 통해 제어신호를 수신하여 제어부(60)로 송신하거나, 제1회전부(20)의 회전에 따라 생성된 회전각도 신호를 외부 디바이스(2)로 송신한다. 즉, 제어부(60)는 제1회전부(20)의 회전에 따라 회전 인식부(340)로부터 회전신호를 수신하고, 회전신호로부터 회전각도를 파악하며, 회전각도 신호를 통신부(70)로 송신하여 외부 디바이스(2)로 송신할 수 있다.
회전 인식부(340)는 제1회전부(20)와 연결되어, 제1회전부(20)의 회전에 따른 회전신호를 생성하고 제어부(60)로 송신하는 구성요소이다. 본 발명에서 회전 인식부(340)는 가변저항, 가속도센서, 자이로센서, 기울기센서 등 사용자의 움직임을 통해 값의 변화를 측정하는 센서들 중 적어도 하나를 포함하여 구성되는 것이 바람직하며, 이하에서는 회전 인식부(340)가 가변저항인 경우를 예시로 설명한다. 회전 인식부(340)가 가변저항인 경우, 제어부(60)는 저항값의 변화로 제1회전부(20)의 회전각도를 파악할 수 있다.
동력유닛(300)는 제어부(60)로부터 제어신호를 수신하면 작동되는 구성요소이다. 동력유닛(300)의 작동에 따라, 제1회전부(20)가 자유상태 또는 제어상태로 전환될 수 있다.
제어부(60)는 인터페이스 디바이스(1)의 각 구성요소에 대한 전반적인 동작을 제어하고, 신호 처리 기능 등을 수행하는 구성요소이다. 본 발명에서 제어부(60)는 제1동력부(30) 내부에 형성된 회전 인식부(340)로부터 송신된 회전신호를 통해 회전각도를 파악하고, 회전각도 신호를 생성하여 통신부(70)를 통해 외부 디바이스(2)로 전송할 수 있다.
또한, 제어부(60)는 통신부(70)를 통해 외부 디바이스(2)로부터 제어신호를 수신하면, 제어신호가 동력유닛 동작신호인지 판단하고, 제어신호가 동력유닛 동작신호인 경우, 동력유닛(300)을 동작하고, 제어신호가 동력유닛 정지신호인 경우, 동력유닛(300)을 정지시켜, 제1회전부(20)를 제어상태 또는 자유상태로 전환시킨다. 이때, 제어부(60)와 제1동력부(30)는 유선으로 제어부(60)와 연결될 수 있다.
동력유닛(300)을 통해 제1회전부(20)를 제어상태 또는 자유상태로 전환시키는 제1동력부(30)의 세부 구성 및 동작 과정에 대해서는 이하에서 자세히 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인터페이스 디바이스(1)의 제1동력부(30)를 도시하는 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 인터페이스 디바이스(1)의 클러치유닛(320)의 분해도이다.
제1동력부(30)는 하우징(350), 하우징(350) 내부에 수용된 동력유닛(300), 입력유닛(310), 클러치유닛(320) 및 출력유닛(330)을 포함한다.
동력유닛(300)은 회전력을 발생시켜 입력유닛(310)으로 전달하는 구성요소이고, 입력유닛(310)은 동력유닛(300)으로부터 발생된 회전력을 전달받는 구성요소이며, 클러치유닛(320)은 입력유닛(310)으로부터 전달된 회전력에 의해 출력유닛(330)과 연결된 제1회전부(20)를 제어상태 또는 자유상태로 전환시키는 구성요소이고, 출력유닛(330)은 클러치유닛(320)으로부터 회전력을 전달받아 제1회전부(20)로 출력하거나, 제1회전부(20)의 회전을 전달받는 구성요소이다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 클러치유닛(320)은 동력유닛(300)에 의해 동력이 공급되면 제어상태로 전환될 수 있으며, 동력유닛(300)에 의해 동력공급이 차단되면 자유상태로 전환될 수 있다. 또한, 입력유닛(310) 없이 동력유닛(300)과 클러치유닛(320)이 직접 연결되어 동력(회전력)을 전달 받을 수 있다.
동력유닛(300)은 모터축(3011)이 형성된 모터(301), 모터축(3011)에 형성된 모터기어(302)를 포함한다. 모터(301)의 회전력이 모터축(3011)을 통해 모터기어(302)로 전달된다.
입력유닛(310)은 제1샤프트(311), 제1기어(312) 및 제2기어(313)를 포함한다. 제1샤프트(311)는 모터축(3011)과 평행하게 배치되도록 하우징(350)에 결합되며, 제1기어(312)는 모터기어(302)와 치합되어 모터기어(302)의 회전력을 전달받는다. 이때, 제1기어(312)는 모터기어(302)의 회전속도를 감속시키기 위해 모터기어(302)의 직경보다 큰 직경으로 형성되는 것이 바람직하다. 제2기어(313)는 제1기어(312)의 하면에 형성되어, 제1기어(312)의 회전에 따라 함께 회전할 수 있다.
클러치유닛(320)은 제1회전부(20)를 자유상태 또는 제어상태로 전환시키는 구성요소로서, 제2샤프트(321), 동력유닛 연결부(322), 제1내부하우징(329), 제2내부하우징(326), 제1회전전달부(328), 제1롤러부(327)를 포함하며, 본 발명의 실시예에 따라 제2내부하우징(326)에 결합되는 속도변화부(미도시) 또는 탈부착모듈을 더 포함할 수 있다. 속도변화부(미도시)는 제1내부하우징(329)과 제2내부하우징(326)의 상대 회전속도를 변화시켜 제1롤러부(327)를 제1내부하우징(329)에 탈착 또는 부착시키는 구성요소이다. 이때, 속도변화부(미도시)는 마찰판 형태로 형성되어 마찰에 의해 제2내부하우징(326)의 속도를 변화 시킬 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 전자석 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.
탈부착모듈은 제3내부하우징(323), 제2회전전달부(324) 및 제2롤러부(325)를 포함하며, 제1내부하우징(329)과 제2내부하우징(326)의 상대 회전속도를 변화시켜 제1롤러부(327)를 제1내부하우징(329)에 탈착 또는 부착시키는 구성요소이다. 탈부착모듈에 의해 제1내부하우징(329)이 제1롤러부(327)의 회전에 따라 회전할 수 있다.
제2롤러부(325) 및 제2회전전달부(324)는 제2내부하우징(326)으로부터 회전력을 전달받아 회전하는 구성요소로서, 제3내부하우징(323)의 관통공(3231)에 삽입된다. 제2롤러부(325)는 제1롤러부(327)와 마찬가지로 원기둥형상으로 형성될 수 있으며, 일면은 동력유닛 연결부(322)에 접하고, 타면은 제2내부하우징(326)에 접할 수 있다. 이때, 제2내부하우징(326)은 타면에 둘레를 따라 하나 이상의 제2원호부(3262)가 형성될 수 있다. 제2롤러부(325)는 제2원호부(3262)사이에 위치하며, 제2내부하우징(326)의 회전에 따라 밀려 회전하게 된다. 제2원호부(3262)는 제2롤러부(325)의 개수보다 절반의 개수로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제2롤러부(325)가 n개인 경우, 제2원호부(3262)는 n/2(n≥2)개가 될 수 있다.
제2롤러부(325)가 회전하면, 제2롤러부(325)와 접하고 있는 제2회전전달부(324)도 제2롤러부(325)의 회전에 따라 밀려 회전하게 된다. 이때, 제2롤러부(325)는 양측으로 제2원호부(3262)가 위치하기 때문에, 제2내부하우징(326)의 회전방향(정회전, 역회전)에 상관없이 진행방향에 있는 제2회전전달부(324)는 밀려 회전될 수 있다.
제2회전전달부(324)는 복원력을 가진 소재로 형성되어, 제1회전전달부(328)와 제2내부하우징(326)의 회전 속도차를 발생시키는 구성요소이다. 제1회전전달부(328)와 제2내부하우징(326)의 회전 속도차로 인해, 제1롤러부(327)가 제1내부하우징(329)의 내주면 및 회전방향 측의 제1원호부(3261)에 부착될 수 있다. 이때, 제3연장부(3245)가 제1연장부(3243) 사이에 위치함으로써, 회전방향(정회전, 역회전)에 상관없이 제1회전전달부(328)와 제2내부하우징(326)의 회전 속도차를 발생시킬 수 있다.
속도변화부(미도시) 및 탈부착모듈은 제1롤러부(327)와 제1내부하우징(329)의 탈부착으로 제1내부하우징(329)을 자유롭게 회전하거나, 모터(301)에 의해 회전하도록 한다. 즉, 제1롤러부(327)와 제1내부하우징(329)의 탈부착으로 제1회전부(20)의 자유상태와 제어상태를 구현할 수 있다.
제2샤프트(321)는 제1샤프트(311)와 평행하게 배치되도록 하우징(350)에 결합된다. 동력유닛 연결부(322)는 제2샤프트(321)가 삽입되는 관통공이 형성되어, 제2샤프트(321)에 회전 가능하게 결합된다. 이때, 동력유닛 연결부(322)는 제2기어(313)의 회전력을 제1회전전달부(328)로 전달하는 구성요소로서, 원판(3221) 및 원판(3221)의 중심에 형성되는 회전축(3222)을 포함한다. 원판(3221)의 외주면에는 제2기어(313)와 치합되는 기어의 이가 외주면에서 바깥방향으로 돌출 형성된다. 따라서, 동력유닛 연결부(322)는 제2기어(313)가 회전됨에 따라 함께 회전된다.
동력유닛 연결부(322)의 회전축(3222)은 제1회전전달부(328) 및 제2회전전달부(324)가 삽입될 수 있다. 제1회전전달부(328)는 동력유닛 연결부(322)와 연결되어 동력유닛 연결부(322)가 회전됨에 따라 함께 회전된다. 제1회전전달부(328)는 길이방향으로 관통공(3284)이 형성된 판상형태의 본체(3281) 및 본체(3281)의 일면에서 수직방향으로 연장되는 회전중심축(3282)을 포함할 수 있으며, 본체(3281)의 외주면에는 제1롤러부(327)와의 접촉을 위한 롤러접촉면(3283)이 형성된다.
이때, 제1회전전달부(328)는 제2내부하우징(326)의 내부에 위치할 수 있다. 제2내부하우징(326)은 관통공(3263)이 형성된 원판으로 형성되며, 일면에는 둘레를 따라 하나 이상의 제2원호부(3262)가 형성되고, 타면에는 둘레를 따라 하나 이상의 제1원호부(3261)가 형성된다. 이때, 제1원호부(3261)사이에는 제1롤러부(327)가 배치되고, 제1회전전달부(328)가 회전함에 따라 제1롤러부(327)는 밀려 회전하게 되며, 제1원호부(3261)가 형성된 제2내부하우징(326)도 함께 밀려 회전하게 된다. 제2원호부(3262)는 양측으로 제2롤러부(325)가 배치되고, 제2내부하우징(326)이 회전함에 따라 제2롤러부(325)도 밀려 회전하게 된다.
또한, 동력유닛 연결부(322)의 하면에는 제2롤러부(325)의 이탈을 방지하는 제3내부하우징(323)이 배치될 수 있으며, 제3내부하우징(323)은 길이방향으로 관통공(3231)이 형성되며, 제3내부하우징(323)의 관통공(3231) 내부에는 제2롤러부(325) 및 제2회전전달부(324)가 삽입된다. 제3내부하우징(323)의 하면에는 제1롤러부(327)의 이탈을 방지하는 제1내부하우징(329)이 배치될 수 있다. 제1내부하우징(329)은 길이방향으로 관통공이 형성되어 제2샤프트(321)에 결합될 수 있으며, 관통공 내부에는 제1롤러부(327), 제1회전전달부(328) 및 제2내부하우징(326)이 안착된다. 또한, 제1내부하우징(329)은 하면에 제3기어(3291)가 형성될 수 있으며, 제1내부하우징(329)이 회전함에 따라 제3기어(3291)도 함께 회전될 수 있다.
제2롤러부(325)는 제2회전전달부(324)를 사이에 두고 이격되어 배치되는데, 제2회전전달부(324)는 복원력을 가진 소재로 형성되어, 제2롤러부(325)의 회전 속도 즉, 제2내부하우징(326)의 회전 속도를 감속시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 제2회전전달부(324)는 몸체(3241), 몸체(3241)에서 연장되는 제1연장부(3243), 제1연장부(3243)에서 연장되는 제2연장부(3244), 제2연장부(3244)에서 연장되는 제3연장부(3245)를 포함한다.
몸체(3241)는 중심부에 관통공(3242)이 형성된 타원형의 원기둥으로 형성될 수 있으며, 관통공(3242)으로는 동력유닛 연결부(322)의 회전축(3222)이 삽입될 수 있다. 제1연장부(3243)는 몸체(3241)로부터 수직되어 연장되어 형성되며, 제2연장부(3244)는 제1연장부(3243)의 일단에서 양측으로 수직 절곡되어 연장될 수 있다. 제3연장부(3245)는 각각의 제2연장부(3244)의 일단에서 몸체(3241)측으로 수직 절곡되어 연장될 수 있다.
이때, 제1연장부(3243) 내지 제3연장부(3245)는 일체형으로 형성될 수 있다. 또한, 제1연장부(3243) 내지 제3연장부(3245) 또는 제3연장부(3245)는 복원력을 가진 소재로 형성되기 때문에, 외력에 의해 제3연장부(3245)가 제1연장부(3243)측으로 휘어질 수 있다. 이때, 제2롤러부(325)는 제3연장부(3245)에 접하도록 배치된다.
더욱 상세하게 설명하면, 제2내부하우징(326)이 회전함에 따라 제2원호부(3262)에 의해 제2롤러부(325)가 밀려 회전하며, 제2롤러부(325)에 의해 제2회전전달부(324)가 밀려 회전한다. 이때, 제2롤러부(325)와 접촉하는 제2회전전달부(324)의 제3연장부(3245)는 제1연장부(3243)측으로 휘어 들어가며 제2롤러부(325)에 맞물려 있는 제3내부하우징(323)의 부착이 떨어지게 되어 회전하게 된다. 이때, 제3연장부(3245)를 누르는 힘으로 인해 제2내부하우징(326)의 회전 속도를 늦춰 제1회전전달부(328)와 제2내부하우징(326)의 상대 회전속도를 변화시킨다.
제1회전전달부(328)와 제2내부하우징(326)의 회전 속도차가 발생하게 되어 제1롤러부(327)가 제1내부하우징(329)에 부착되며, 밀착된 제1롤러부(327)에 의해 제1내부하우징(329)은 제2내부하우징(326)과 함께 회전하게 된다. 즉, 모터(301)의 회전력이 입력유닛(310) 및 클러치유닛(320)을 통해 출력유닛(330)으로 전달되고 있는 상태로, 클러치유닛(320)은 출력유닛(330)이 외력에 의해 자유롭게 움직임이 불가능한 제어상태가 될 수 있다.
제1내부하우징(329)에 부착된 제1롤러부(327)가 제1내부하우징(329)으로부터 탈착되는 경우, 제1내부하우징(329)은 외력에 의해 자유롭게 움직임이 가능하다. 즉, 클러치유닛(320)은 출력유닛(330)이 외력에 의해 자유롭게 움직임이 가능한 자유상태가 될 수 있다. 클러치유닛(320)의 제어상태 및 자유상태에 대해서는 도 8 및 도 9에서 더욱 자세하게 설명하도록 한다.
출력유닛(330)은 제3샤프트(331), 제4기어(332) 및 제5기어(333), 제6기어(334)로 구분된다. 제3샤프트(331)는 제2샤프트(321)와 평행하게 배치되도록 하우징(350)에 결합된다. 제4기어(332)는 제3샤프트(331)가 삽입되는 관통공이 형성되어, 제3샤프트(331)에 회전 가능하게 결합되고, 제3기어(3291)와 치합되어 제3기어(3291)의 회전력을 전달받는다.
제5기어(333)는 제4기어(332)의 하면에서 하향으로 돌출되어 형성된다. 제5기어(333)는 제4기어(332)의 일면에서 연결되어 형성되기 때문에 제4기어(332)가 회전함에 따라 함께 회전된다.
회전 인식부(340)는 제6기어(334)의 각도를 검출하는 구성요소로, 하우징(350)의 일영역에 위치하며 중심에 제6기어의 각도를 파악하기 위한 측정축(341)이 형성되어 있다. 제6기어(334)는 측정축(341)에 결합할 수 있는 관통공이 형성되며, 측정축(341)과 결합되고, 제5기어(333)와 치합되어, 제5기어(333)로부터 전달된 회전력을 측정축(341)으로 전달한다.
본 발명의 실시예에 따라, 제6기어(334)는 일면에서 수직 연장되어 형성되며, 하우징(350)의 외부로 돌출되는 연장부(3341)를 더 포함할 수 있으며, 연장부(3341)는 제1회전부(20)와 연결될 수 있다. 연장부(3341)는 클러치유닛(320)으로부터 전달된 회전력을 하우징(350)의 외부로 출력시키거나, 제1회전부(20)의 회전을 회전 인식부(340)로 전달할 수 있다. 즉, 회전 인식부(340)는 제1회전부(20)의 회전각도를 파악할 수 있다. 제1동력부(30) 이외에 제n동력부가 존재하는 경우, 제n동력부의 구성은 제1동력부(30)의 구성과 동일하다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 인터페이스 디바이스(1)의 제어상태 전환 시에 클러치유닛(320)의 모습을 설명하는 도면이다. 도 8의 (a)는 제어상태로의 전환 시에 제1내부하우징(329), 제2내부하우징(326), 제1회전전달부(328) 등의 모습을 단면도로 나타내며, 도 8의 (b)는 제어상태로의 전환 시에 제3내부하우징(323), 제2회전전달부(324) 등의 모습을 단면도로 나타낸다. 이때, 제어상태는 동력유닛 연결부(322)가 원판에 치합된 제2기어(313)에 의해 회전하여, 제1내부하우징(329)에 제1롤러부(327)가 부착되고, 제1내부하우징(329)이 제2내부하우징(326)과 함께 회전하며 외력에 의해 회전할 수 없는 상태이다.
제2기어(313)가 회전을 하게 되면, 제2기어(313)의 회전력이 회전축(3222)을 통해 제1회전전달부(328)로 전달되어, 제1회전전달부(328)가 회전하게 된다. 제1회전전달부(328)는 롤러접촉면(3283)에 접촉되어 있는 제1롤러부(327)를 밀어 회전시킨다. 이때, 제1원호부(3261) 사이에 배치된 제1롤러부(327)가 밀려 회전함에 따라, 제1롤러부(327)에 의해 밀려 제1원호부(3261)가 형성된 제2내부하우징(326)도 함께 회전하게 된다.
제2내부하우징(326)이 회전함에 따라 제2원호부(3262) 사이에 배치된 제2롤러부(325)도 밀려 회전하게 되며, 회전방향의 제2롤러부(325) 앞에 위치한 제2회전전달부(324)도 함께 회전하게 된다. 이때, 제2원호부(3262)의 회전방향에 위치한 제2롤러부(325)에 의해 제2회전전달부(324)의 제3연장부(3245)는 제1연장부(3243)측으로 휘게 되며 제2내부하우징(326)의 회전 속도를 감속시키고, 이로 인해 제1회전전달부(328)와 제2내부하우징(326)은 회전 속도차가 발생한다. 회전 속도차로 인해 제1롤러부(327)는 제1내부하우징(329)에 부착하게 되며, 밀착된 제1롤러부(327)에 의해 제1내부하우징(329)은 제2내부하우징(326)과 함께 회전하게 된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 디바이스(1)의 자유상태 전환 시에 클러치유닛(320)의 모습을 설명하는 도면이다. 도 9의 (a)는 자유상태로의 전환 시에 제1내부하우징(329), 제2내부하우징(326), 제1회전전달부(328) 등의 모습을 단면도로 나타내며, 도 9의 (b)는 자유상태로의 전환 시에 제3내부하우징(323), 제2회전전달부(324) 등의 모습을 단면도로 나타낸다. 이때, 자유상태는 제1내부하우징(329)이 외력에 의해 자유롭게 회전할 수 있는 상태이다. 이때, 제1내부하우징(329)이 회전한다 하더라도 제1내부하우징(329)의 회전력은 제1회전전달부(328)로 전달되지 않는다.
도8의 상태에서 도8의 제2기어(313)의 회전방향과 반대방향으로 제2기어(313)가 회전(이하, 역회전)하게 되면, 제2기어(313)의 회전력이 제1회전전달부(328)로 전달되어 제1회전전달부(328)가 역회전을 하게 된다. 제1회전전달부(328)는 롤러접촉면(3283)에 접촉되어 있는 제1롤러부(327)를 밀어 역회전시킨다. 이때, 제1원호부(3261) 사이에 배치된 제1롤러부(327)가 밀려 역회전함에 따라, 제1롤러부(327)에 의해 밀려 제1원호부(3261)가 형성된 제2내부하우징(326)도 함께 역회전하게 된다.
제2내부하우징(326)이 역회전함에 따라 제2원호부(3262) 사이에 배치된 제2롤러부(325)도 밀려 역회전하게 되며, 회전방향의 제2원호부(3262) 앞에 위치한 제2회전전달부(324)도 역회전하게 된다. 이때, 제2회전전달부(324)의 제3연장부(3245)는 제1연장부(3243)측으로 휘게 되며 제2내부하우징(326)의 회전 속도를 감속시키고, 이로 인해 제1회전전달부(328)와 제2내부하우징(326)의 회전 속도차가 발생한다. 회전 속도차로 인해 제1내부하우징(329) 및 제2내부하우징(326)에 밀착된 제1롤러부(327)는 제1내부하우징(329) 및 제2내부하우징(326)으로부터 탈착하게 된다.
이후, 제1회전전달부(328)가 제1롤러부(327)와 부착되지 않을 정도의 공간만큼 회전하게 되는 경우, 제1롤러부(327)가 제1회전전달부(328)와 접촉하지 않으며 제1내부하우징(329) 및 제2내부하우징(326)과도 밀착되지 않기 때문에, 제1내부하우징(329)이 회전한다 하더라도, 내부의 다른 파트들은 제1내부하우징(329)의 회전에 따라 회전하지 않는다. 즉, 제1내부하우징(329)은 자유롭게 회전 가능한 자유상태가 될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 인터페이스 디바이스(1)의 제어방법을 도시하는 순서도이다.
S110단계에서 제어부(60)는 회전 인식부(340)로부터 회전신호 수신을 대기한다.
S120단계에서 제어부(60)는 회전 인식부(340)를 통해 회전신호가 수신되는지 판단한다. 회전신호가 수신된 것으로 판단하면, S130단계에서 제어부(60)는 회전신호를 바탕으로 회전각도를 파악하고, 회전각도를 포함하는 회전각도 신호를 통신부(70)를 통해 외부 디바이스(2)로 송신한다.
회전각도 신호를 외부 디바이스로 송신 후, S140단계에서 제어부(60)는 통신부(70)를 통해 외부 디바이스(2)로부터 제어신호가 수신되는지 판단한다. 제어신호가 수신되면, S150단계에서 제어부(60)는 제어신호가 동력유닛 작동신호인지 판단하고, 동력유닛 작동신호인 것으로 판단하면, S160단계에서 동력유닛(300)을 제어하여 동력유닛(300)을 작동시킨다. 여기서 동력유닛(300)을 작동시키는 동작은 모터(301)를 작동시키는 동작일 수 있다.
S150단계에서 동력유닛 작동신호가 아닌것으로 판단하면, S170단계에서 제어부(60)는 동력유닛(300)을 제어하여 동력유닛(300)을 정지시킨다.
S140단계에서 제어신호를 수신하지 않는 것으로 판단하면, S120단계로 돌아가 변화된 회전신호의 수신을 대기한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 인터페이스 디바이스는 자유상태 및 제어상태를 구현할 수 있기 때문에, 몰입감이 향상될 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 대한 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 인터페이스 디바이스
2 : 외부 디바이스
3 : 네트워크
10 : 제1고정부
20 : 제1회전부
30 : 제1동력부

Claims (10)

  1. 신체에 고정되는 제1고정부 및 제1회전부와,
    상기 제1고정부 및 상기 제1회전부와 연결되며, 상기 제1회전부에 동력을 제공하는 제1동력부; 및
    외부 디바이스로부터 신호를 수신하면, 상기 제1동력부를 제어하는 신호를 발생하는 제어부를 포함하되,
    상기 제1동력부는,
    회전력을 발생하는 동력유닛;
    상기 동력유닛을 통해 전달되는 상기 회전력에 의해 상기 제1회전부를 자유상태 또는 제어상태로 전환하는 클러치유닛; 및
    상기 클러치유닛으로부터 전달받은 상기 회전력을 상기 제1회전부로 출력하는 출력유닛을 포함하며,
    상기 클러치유닛은,
    상기 동력유닛에서 전달되는 상기 회전력을 전달받는 동력유닛 연결부;
    상기 동력유닛 연결부의 회전에 따라 회전하는 제1회전전달부;
    상기 제1회전전달부의 롤러접촉면과 접촉하여 구름 회전하는 제1롤러부; 및
    상기 제1회전전달부 및 제1롤러부를 내부에 수용하여 이탈을 방지하는 제1내부하우징;을 포함하되,
    상기 동력유닛에 의해 동력이 공급되면, 상기 제1회전전달부의 회전에 따라 상기 제1롤러부가 상기 제1내부하우징에 부착되고, 이에 따라 상기 출력유닛의 회전을 제어하여 외력에 의한 회전이 불가능한 제어상태로,
    상기 동력유닛에 의해 동력이 차단되면, 상기 제1롤러부가 상기 제1내부하우징으로부터 탈착되고, 이에 따라 상기 출력유닛의 회전을 제어를 해제하여 외력에 의한 자유로운 회전이 가능한 자유상태로 전환 가능한 것을 특징으로 하는 인터페이스 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 클러치유닛은,
    상기 제1회전전달부를 내부에 수용하는 제2내부하우징; 및
    상기 제2내부하우징에 결합되고, 상기 제1내부하우징과 상기 제2내부하우징의 상대 회전속도를 변화시켜 상기 제1롤러부를 상기 제1내부하우징에 탈착 또는 부착시키는 속도변화부를 더 포함하되,
    상기 속도변화부는 전자석인 것을 특징으로 하는 인터페이스 디바이스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2내부하우징은,
    하나 이상의 원호부가 일면을 따라 형성된 둘레를 통해 상기 제1회전전달부를 내부에 수용하도록 하며,
    상기 제1롤러부는 상기 원호부 사이에 배치되어,
    상기 제1회전전달부가 회전함에 따라 밀려 회전하는 상기 제1롤러부에 의해 밀림 회전하는 상기 원호부를 통해 상기 제2내부하우징이 밀려 회전하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    신체에 고정되는 제2회전부와,
    상기 제1회전부 및 상기 제2회전부와 연결되며, 상기 제2회전부에 동력을 공급하는 제2동력부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제2동력부를 제어하여 상기 제2회전부의 회전을 제어하고,
    상기 제2동력부는 상기 제어부의 신호에 따라, 상기 제2회전부를 외력에 의해 회전할 수 있는 자유상태 또는 외력에 의해 회전할 수 없는 제어상태로 전환시키는 것을 특징으로 하는, 인터페이스 디바이스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1회전부와 연결되는 연장부와,
    상기 연장부와 결합되며 사용자의 손에 의해 파지되는 파지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 인터페이스 디바이스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 파지부는,
    상기 외부 디바이스와 연동되는 서브 인터페이스 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인터페이스 디바이스.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1동력부는 회전 인식부를 포함하고,
    상기 회전 인식부는, 상기 제1회전부가 회전되면, 회전신호를 상기 제어부로 송신하는 것을 특징으로 하는, 인터페이스 디바이스.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 외부 디바이스와 신호를 송수신하는 통신부를 더 포함하고,
    상기 통신부는, 상기 외부 디바이스로부터 수신한 제어신호를 상기 제어부로 송신하는 것을 특징으로 하는, 인터페이스 디바이스.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1회전부의 회전에 의해 상기 회전 인식부로부터 회전신호를 수신하면, 상기 회전신호를 기준으로 회전각도를 파악하고, 상기 회전각도를 포함하는 회전각도 신호를 생성하여 상기 통신부를 통해 상기 외부 디바이스로 전송하거나,
    상기 통신부를 통해 상기 외부 디바이스로부터 상기 제어신호를 수신하면, 상기 제어신호에 따라 상기 제1회전부를 상기 자유상태로 전환시키거나 상기 제어상태로 전환시키는 것을 특징으로 하는, 인터페이스 디바이스.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 제1동력부는,
    상기 동력유닛으로부터 전달된 회전력을 감속하며, 상기 클러치유닛과 치합되어 상기 클러치유닛으로 회전력을 전달하는 입력유닛과,
    상기 클러치유닛과 치합되며, 상기 클러치유닛으로부터 회전력을 전달받아 상기 제1회전부로 출력하거나 상기 제1회전부의 회전을 입력받는 출력유닛을 더 포함하고,
    상기 클러치유닛은, 상기 출력유닛의 회전을 제어하는 것을 특징으로 하는, 인터페이스 디바이스.

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102201625B1 (ko) * 2018-12-31 2021-01-12 (주)리얼감 클러치유닛 및 이를 구비하는 전동기
KR102225285B1 (ko) * 2019-06-26 2021-03-09 (주)리얼감 클러치 기능을 갖는 전동기

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120142416A1 (en) * 2010-06-01 2012-06-07 Joutras Frank E Simulated recreational, training and exercise system

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2839916B1 (fr) * 2002-05-22 2004-10-15 Agence Spatiale Europeenne Exosquelette pour bras humain, notamment pour des applications spatiales
FR2917323B1 (fr) 2007-06-12 2009-10-02 Commissariat Energie Atomique Mecanisme de rotation d'avant-bras et orthese comportant un tel mecanisme
AU2014223161A1 (en) * 2013-02-28 2015-09-03 Facebook, Inc. Modular exoskeletal force feedback controller
KR101485414B1 (ko) 2013-05-03 2015-01-26 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 가상 물체와의 상호작용을 위한 손 외골격 링크 구조체
EP4083758A1 (en) * 2013-07-05 2022-11-02 Rubin, Jacob A. Whole-body human-computer interface
KR101565864B1 (ko) 2014-01-13 2015-11-04 하이윈 테크놀로지스 코포레이션 감응식 힘 피드백 기구
US10423227B2 (en) * 2014-07-21 2019-09-24 Dexta Robotics Hand exoskeleton force feedback system
CN104076929B (zh) * 2014-07-21 2017-04-12 谷逍驰 带有力反馈的利用机械结构实现的手部动作捕获装置
US10909884B2 (en) * 2015-06-22 2021-02-02 Applied Minds, Llc Electronically adjustable joint, and associated systems and methods

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120142416A1 (en) * 2010-06-01 2012-06-07 Joutras Frank E Simulated recreational, training and exercise system

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