KR102108655B1 - Handgrip with virtual reality controller function - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a handgrip (A) with a virtual reality (VR) controller function to be used for a VR controller and a handgrip. According to the present invention, the handgrip (A) comprises: a first grip (10); a second grip (11) coupling one end to the first grip (10) by a hinge (14); a spring (12) interposed between the first and second grips (11, 12) to apply elastic force between the first and second grips (11, 12); a communication module (31) transmitting/receiving data to/from a VR device (B); an acceleration sensor (33) measuring the acceleration of the handgrip (A); a gyro sensor (34) measuring the direction of the handgrip (A); and a control unit (32) generally controlling the handgrip (A). The control unit receives measurement data received from the acceleration and gyro sensors (33, 34) and transmits position moving and direction change signals of the handgrip (A) to the VR device (B) through the communication module (31) to function as the VR controller.

Description

VR 컨트롤러 기능이 구비된 악력기{Handgrip with virtual reality controller function}A gripper equipped with a VR controller function {Handgrip with virtual reality controller function}

본 발명은 VR 컨트롤러 기능이 구비된 악력기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 VR 컨트롤러로 사용이 가능하면서도 악력기로 이용될 수 있어 제품 활용도를 높이는 한편, 근전도센서에 의해 측정된 근전도 신호가 운동효과를 고려하여 설정된 기준 근전도값에 도달되도록 탄성조절부를 제어함으로써 사용자에게 목표로 하는 소정의 운동목표가 자동적으로 달성되도록 한 VR 컨트롤러 기능이 구비된 악력기에 관한 것이다.The present invention relates to a gripper equipped with a VR controller function, and more specifically, it can be used as a VR controller, but can be used as a gripper, thereby increasing product utilization, while the EMG signal measured by the EMG sensor considers the exercise effect. It relates to a gripper equipped with a VR controller function to automatically achieve a predetermined exercise target aimed at the user by controlling the elastic adjustment unit to reach the set reference EMG value.

가상 현실(VR: Virtual Reality) 기술은 컴퓨터 시스템에서 생성한 3D 가상 공간과 사용자 간의 상호작용을 이루는 기술로서, 사용자는 이러한 가상공간에서 인체의 오감(시각, 청각, 후각, 미각, 촉각)을 통해 몰입감을 느끼고, 실제로 그 공간에 존재하는 것과 같은 현실감을 제공하는 융합 기술이다Virtual reality (VR) technology is a technology that achieves the interaction between a user and a 3D virtual space created by a computer system, and the user uses the five senses (visual, auditory, olfactory, taste, and tactile) of the human body in this virtual space. It is a convergence technology that feels immersive and provides a sense of realism that exists in the space.

특히, 가상 현실 기술이 대중적인 관심을 끌게 만든 주역인 HMD(head mounted device) 형태의 전자 장치가 최근에 새로이 등장한 기기가 아님에도, 최근 들어 ICT 글로벌 기업들이 앞다퉈 관련 기기들을 선보이고 있다.In particular, even though the electronic device in the form of a head mounted device (HMD), which is the leading role of virtual reality technology to attract public attention, is not a newly emerging device, recently, ICT global companies have introduced related devices.

이는, ICT 기업들이 종래의 가상 현실을 구동하기 위해 필요했던 기기들의 제약사항을 많이 극복하면서도 일반 사용자들이 부담없이 활용할 수 있는 가격 정책을 도입함으로써 가상 현실 콘텐츠들이 활성화되고 있기 때문이다.This is because virtual reality contents are being activated by introducing a price policy that ICT companies can use casually while overcoming many limitations of devices required for driving conventional virtual reality.

이에 따라, 가상 현실 기술은 게임, 영화, 스포츠, 테마파크와 같이 엔터테인먼트 시장에서 벗어나 교육, e-커머스, 헬스 케어 등과 같은 다양한 산업으로 확대 적용하려는 움직임이 활발해지고 있다.Accordingly, there is an active movement to expand and apply virtual reality technology to various industries, such as education, e-commerce, and health care, beyond the entertainment market such as games, movies, sports, and theme parks.

가상현실기기를 사용하기 위해서는 VR 컨트롤러가 필요하다. 특히 게임 프로그램을 이용하고자 할 경우에는 VR 컨트롤러에 반복적인 동작이 입력된다. 이러한 반복적인 동작은 손에 피로도를 가져오고, 심한 경우 질병으로까지 이어지게 된다.A VR controller is required to use the virtual reality device. In particular, when using a game program, a repetitive motion is input to the VR controller. This repetitive motion brings fatigue to the hand and, in severe cases, leads to disease.

따라서 VR 컨트롤러를 다른 용도로 사용가능하도록 하여 피로도와 지루함을 해소할 수 있는 새로운 형태의 VR 컨트롤러이 개발이 절실히 요청된다.Therefore, a new type of VR controller capable of resolving fatigue and boredom by making the VR controller usable for other purposes is urgently required.

한국공개특허공보 10-2003-0005585호Korean Patent Publication No. 10-2003-0005585

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 제안된 것으로서, VR 컨트롤러와 악력기로 겸용하여 사용가능하도록 하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and is intended to be used as a VR controller and a gripper.

또한 본 발명은 악력기의 스프링 강도를 조절가능하도록 하는 것을 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to make the spring strength of the gripper adjustable.

또한 본 발명은 사용자로 하여금 목표로 하는 소정의 운동목표를 달성하도록 스프링의 탄성계수가 자동으로 조절되는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to automatically adjust the elastic modulus of the spring so that the user achieves a target targeted exercise target.

본 발명은, 제1 손잡이; The present invention, the first handle;

일단이 상기 제1 손잡이에 힌지결합된 제2 손잡이;A second handle hinged to the first handle;

상기 제1 손잡이와 제2 손잡이 사이에 개재되어 제1 손잡이와 제2 손잡이에 탄성력을 작용하는 스프링;A spring interposed between the first handle and the second handle to exert an elastic force on the first handle and the second handle;

가상현실장치와 데이터를 송수신하는 통신모듈;Communication module for transmitting and receiving data with the virtual reality device;

악력기의 가속도를 측정하는 가속도센서;An acceleration sensor for measuring the acceleration of the gripper;

악력기의 방향을 측정하는 자이로센서; 및A gyro sensor measuring the direction of the gripper; And

악력기를 전반적으로 제어하는 제어부;를 더 포함하며,Further comprising a control unit for controlling the overall grip;

상기 제어부는 상기 가속도센서와 자이로센서로부터 측정된 데이터를 전송받아 상기 통신모듈을 통해 악력기의 위치이동과 방향전환 신호를 가상현실장치에 전송하여 VR 컨트롤러로서 기능하는 것을 특징으로 하는, VR 컨트롤러 기능이 구비된 악력기를 제공한다.The control unit receives the measured data from the acceleration sensor and the gyro sensor, and transmits the position movement and direction change signal of the gripper through the communication module to function as a VR controller. Provide the equipped grip.

또한 본 발명은 상기 제2 손잡이에 결합되어 상기 스프링의 길이조정을 통해 스프링의 탄성계수를 변경하는 탄성조절부;를 더 포함하며,In addition, the present invention further includes an elastic adjustment unit coupled to the second handle to change the elastic modulus of the spring through adjusting the length of the spring.

상기 스프링의 일단은 상기 제1 손잡이에 고정되고 타단은 상기 탄성조절부에 결합되는 것을 특징으로 한다.One end of the spring is fixed to the first handle, the other end is characterized in that coupled to the elastic adjustment.

또한 본 발명은 상기 제1 손잡이의 일측에 구비되어 접촉된 손가락의 근전도를 측정하여 제어부에 전송하는 근전도센서; 및In addition, the present invention is provided on one side of the first handle EMG sensor for measuring the electromyogram of the contacted finger and transmits it to the control unit; And

상기 근전도센서로부터 전송된 근전도 신호를 기설정된 기준 근전도값과 비교하여 그 차이가 감소되도록 상기 탄성조절부에 제어신호를 전송하는 제어부;를 포함하며,Includes a control unit for comparing the EMG signal transmitted from the EMG sensor with a predetermined reference EMG value and transmitting a control signal to the elastic adjustment unit so that the difference is reduced.

상기 제어부는 근전도센서에 의해 측정된 근전도 신호가 운동효과를 고려하여 설정된 기준 근전도값에 도달되도록 탄성조절부에 제어신호를 전송함으로써 사용자에게 목표로 하는 소정의 운동목표가 자동적으로 달성되도록 하는 것을 특징으로 한다.The control unit transmits a control signal to the elastic adjustment unit so that the EMG signal measured by the EMG sensor reaches the reference EMG value set in consideration of the exercise effect, so that a predetermined exercise target aimed at the user is automatically achieved. do.

또한 본 발명의 상기 탄성조절부는,In addition, the elastic adjustment portion of the present invention,

상기 제2 손잡이에 내장되는 모터;A motor built into the second handle;

상기 모터의 회전축에 결합되는 풀리;A pulley coupled to the rotating shaft of the motor;

일단은 상기 풀리에 고정되어 권취되고 타단은 상기 스프링의 타단에 결합되는 와이어;를 포함하며,One end is fixed to the pulley and wound, the other end is a wire coupled to the other end of the spring; includes,

상기 모터의 회전에 의해 상기 풀리에 권취된 와이어가 감기거나 풀려져 상기 스프링의 탄성계수가 조절되는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the elastic coefficient of the spring is adjusted by winding or unwinding the wire wound on the pulley by rotation of the motor.

또한 본 발명의 상기 제어부는 상기 근전도센서에 의해 측정된 근전도 신호를 전송받아 상기 통신모듈을 통해 악력기의 입력강도 신호를 가상현실장치에 전송하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit of the present invention is characterized in that it receives the EMG signal measured by the EMG sensor and transmits the input intensity signal of the gripper to the virtual reality device through the communication module.

본 발명에 따른 VR 컨트롤러 기능이 구비된 악력기는 VR 컨트롤러와 악력기로 모두 사용이 가능하여 활용도가 높아지는 효과가 있다.The gripper equipped with the VR controller function according to the present invention can be used as both a VR controller and a gripper, thereby increasing the utilization.

또한 본 발명에 따른 VR 컨트롤러 기능이 구비된 악력기는 사용자가 원하는 운동강도로 조절하는 효과가 있다.In addition, the gripper equipped with a VR controller according to the present invention has an effect of adjusting the exercise intensity desired by the user.

또한 본 발명에 따른 VR 컨트롤러 기능이 구비된 악력기는 사용자 변경 또는 신체능력 변화에 대응하여 탄성계수가 조절되는 효과가 있다.In addition, the gripper equipped with a VR controller function according to the present invention has an effect that the elastic modulus is adjusted in response to a user change or a change in physical ability.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the above-described effects, the concrete effects of the present invention will be described together while describing the specific matters for carrying out the invention.

도 1은 본 발명에 따른 VR 컨트롤러 기능이 구비된 악력기의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 VR 컨트롤러 기능이 구비된 악력기의 분해도이다.
도 3은 본 발명에 따른 VR 컨트롤러 기능이 구비된 악력기의 스프링이 압축된 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 VR 컨트롤러 기능이 구비된 악력기의 스프링이 늘어난 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 탄성조절부가 스프링의 길이를 조정하는 원리를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 VR 컨트롤러 기능이 구비된 악력기가 가상현실장치에 대한 리모트 컨트롤러로 사용되는 상태를 설명하는 도면이다.
도 7은 암석 부수기 게임을 설명하는 도면이다.1 is a perspective view of a gripper equipped with a VR controller function according to the present invention.
2 is an exploded view of a gripper equipped with a VR controller function according to the present invention.
3 is a view showing a spring compressed state of the gripper equipped with a VR controller function according to the present invention.
4 is a view showing a state in which the spring of the gripper equipped with a VR controller function according to the present invention is stretched.
5 is a view for explaining the principle of adjusting the length of the spring of the elastic adjustment portion of the present invention.
6 is a view for explaining a state in which a gripper equipped with a VR controller function according to the present invention is used as a remote controller for a virtual reality device.
7 is a diagram for explaining a rock cracking game.

이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.Hereinafter, various embodiments of this document will be described with reference to the accompanying drawings. However, this is not intended to limit the techniques described in this document to specific embodiments, and it should be understood that it includes various modifications, equivalents, and / or alternatives of embodiments of the document. In connection with the description of the drawings, similar reference numerals may be used for similar components.

또한, 본 문서에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, '제1 부분'과 '제2 부분'은 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.In addition, expressions such as "first," "second," and the like used in this document may modify various components, regardless of order and / or importance, to distinguish one component from another component. It is used but does not limit the components. For example, the 'first part' and the 'second part' may indicate different parts regardless of order or importance. For example, the first component may be referred to as a second component without departing from the scope of rights described in this document, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

또한, 본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.Also, the terms used in this document are only used to describe specific embodiments, and may not be intended to limit the scope of other embodiments. Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. Terms used herein, including technical or scientific terms, may have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art described in this document. Among the terms used in this document, terms defined in the general dictionary may be interpreted as having the same or similar meaning in the context of the related art, and are ideally or excessively formal, unless explicitly defined in this document. Is not interpreted as In some cases, even terms defined in this document cannot be interpreted to exclude embodiments of the document.

도 1은 본 발명에 따른 VR 컨트롤러 기능이 구비된 악력기(A)의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 VR 컨트롤러 기능이 구비된 악력기(A)의 분해도이며, 도 3은 본 발명에 따른 VR 컨트롤러 기능이 구비된 악력기(A)의 스프링(12)이 압축된 상태를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 VR 컨트롤러 기능이 구비된 악력기(A)의 스프링(12)이 늘어난 상태를 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 탄성조절부(20)가 스프링(12)의 길이를 조정하는 원리를 설명하는 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 VR 컨트롤러 기능이 구비된 악력기(A)가 가상현실장치(B)에 대한 리모트 컨트롤러로 사용되는 상태를 설명하는 도면이며, 도 7은 암석 부수기 게임을 설명하는 도면이다.1 is a perspective view of a gripper (A) equipped with a VR controller function according to the present invention, FIG. 2 is an exploded view of a gripper (A) equipped with a VR controller function according to the invention, and FIG. 3 is a VR according to the invention The spring 12 of the gripper A equipped with the controller function is a compressed state, and FIG. 4 shows a state in which the spring 12 of the gripper A equipped with the VR controller function according to the present invention is stretched. 5 is a diagram illustrating the principle of adjusting the length of the spring 12 by the elastic adjustment part 20 of the present invention, and FIG. 6 is a gripper equipped with a VR controller function according to the present invention (A ) Is a diagram for explaining a state used as a remote controller for the virtual reality device B, and FIG. 7 is a diagram for explaining a rock cracking game.

도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한다.This will be described with reference to FIGS. 1 to 7.

본 발명에서는 VR 컨트롤러를 악력기(A) 상에서 구현되도록 하여 VR 컨트롤러로 사용하면서 악력기(A)로도 겸용하여 사용될 수 있도록 하였다.In the present invention, the VR controller is implemented on the gripper (A) to be used as a VR controller while being used as a gripper (A).

이를 위해, 본 발명에 따른 VR 컨트롤러 기능이 구비된 악력기(A)는 제1 손잡이(10), 제2 손잡이(11), 스프링(12), 통신모듈(31), 가속도센서(33), 자이로센서(34), 제어부(32)를 포함한다.To this end, the gripper (A) equipped with a VR controller function according to the present invention includes a first handle 10, a second handle 11, a spring 12, a communication module 31, an acceleration sensor 33, a gyro It includes a sensor 34 and a control unit 32.

제2 손잡이(11)는 일단이 상기 제1 손잡이(10)에 힌지(14)결합되어 회전이 가능하다.The second handle 11 is one end is coupled to the hinge 14 to the first handle 10 is rotatable.

제1 손잡이(10)와 제2 손잡이(11) 사이에는 스프링(12)이 개재되어 탄성력을 작용한다.A spring 12 is interposed between the first handle 10 and the second handle 11 to exert an elastic force.

악력기(A)에는 가속도센서(33)가 내장된다. 가속도센서(33)는 악력기(A)의 움직임에 따른 가속도를 측정하고, 이를 적분하여 속도 및 변위, 즉 위치이동의 측정이 가능하다.An accelerometer 33 is built in the gripper A. The acceleration sensor 33 measures acceleration according to the movement of the gripper A, and integrates it to measure speed and displacement, that is, position movement.

따라서 악력기(A)의 움직임을 원격의 가상현실장치(B)에 입력할 수 있게 된다.Therefore, the movement of the gripper A can be input to the remote virtual reality device B.

또한 악력기(A)에는 자이로센서(34)가 내장된다.In addition, the gyro sensor 34 is built in the gripper A.

자이로센서(34)는 악력기(A)의 움직임에 따른 방향전환을 감지할 수 있다.The gyro sensor 34 may detect a direction change according to the movement of the gripper A.

통신모듈(31)은 가상현실장치(B)와 데이터를 송수신한다.The communication module 31 transmits and receives data to and from the virtual reality device B.

제어부(32)는 악력기(A)를 전반적으로 제어하며, 상기 가속도센서(33)와 자이로센서(34)로부터 측정된 데이터를 전송받아 상기 통신모듈(31)을 통해 악력기(A)의 위치이동과 방향전환 신호를 가상현실장치(B)에 전송한다.The control unit 32 controls the gripper A as a whole, receives the measured data from the acceleration sensor 33 and the gyro sensor 34, and moves the position of the gripper A through the communication module 31. The redirection signal is transmitted to the virtual reality device B.

본 발명에 따른 악력기(A)는 스프링(12)의 강도, 즉 탄성계수를 조절가능하도록 하였다.The gripper A according to the present invention was made to be able to adjust the strength of the spring 12, that is, the elastic modulus.

제2 손잡이(11)에 결합된 탄성조절부(20)는 상기 스프링(12)의 길이조정을 통해 스프링(12)의 탄성계수를 변경한다.The elastic adjustment part 20 coupled to the second handle 11 changes the elastic modulus of the spring 12 through the length adjustment of the spring 12.

본 발명에 따른 탄성조절부(20)는 모터(21), 풀리(22), 그리고 와이어(23)를 포함한다.The elastic adjustment part 20 according to the present invention includes a motor 21, a pulley 22, and a wire 23.

모터(21)는 악력기(A)의 제2 손잡이(11)에 내장된다.The motor 21 is built in the second handle 11 of the gripper A.

풀리(22)는 모터(21)의 회전축에 결합되어, 모터(21) 회전축의 회전에 따라 함께 회전한다.The pulley 22 is coupled to the rotating shaft of the motor 21, and rotates together according to the rotation of the rotating shaft of the motor 21.

와이어(23)의 일단은 상기 풀리(22)에 고정되어 권취되고 타단은 상기 스프링(12)에 결합된다.One end of the wire 23 is fixed to the pulley 22 and wound, and the other end is coupled to the spring 12.

스프링(12)의 일단은 상기 제1 손잡이(10)에 고정되고 타단은 상기 탄성조절부(20)에 결합된다.One end of the spring 12 is fixed to the first handle 10 and the other end is coupled to the elastic adjustment part 20.

이 때 스프링(12)의 일단은 제1 손잡이(10)에 직접 결합될 수도 있고, 제1 손잡이(10)에 내장된 고정체(13)에 결합될 수도 있다.At this time, one end of the spring 12 may be directly coupled to the first handle 10, or may be coupled to a fixture 13 embedded in the first handle 10.

모터(21)의 회전에 의해 상기 풀리(22)에 권취된 와이어(23)가 감기거나 풀려지게 된다. 와이어(23)는 스프링(12)에 고정되어 있으므로, 와이어(23)의 권취에 의해 스프링(12)은 늘어나거나 압축을 받게 된다. 결과적으로 스프링(12)의 길이변화로 인해 탄성계수가 조절되는 것이다.The wire 23 wound around the pulley 22 is wound or released by the rotation of the motor 21. Since the wire 23 is fixed to the spring 12, the spring 12 is stretched or compressed by the winding of the wire 23. As a result, the elastic modulus is adjusted due to the change in the length of the spring 12.

사용자의 변화, 즉 어린이가 악력기(A)를 사용하는 경우와 어른이 악력기(A)를 사용하는 경우 운동에 적절한 스프링(12)의 강도가 다르다.The strength of the spring 12 suitable for exercise is different when the user changes, that is, when the child uses the gripper A and the adult uses the gripper A.

또한 사용자의 신체능력이 변화함에 따라 그에 맞는 운동강도 또한 변화하게 된다.In addition, as the user's physical ability changes, the intensity of exercise according to it also changes.

이에 본 발명에서는 근전도를 측정하여 악력기(A)에 반영되도록 하였다.Accordingly, in the present invention, the EMG was measured and reflected on the gripper A.

근전도는 근육의 활동전위를 측정한 값을 말하며, 이를 통해 근육의 수축 또는 이완된 정도를 확인할 수 있다.EMG refers to a value that measures the action potential of a muscle, and through this, the degree of contraction or relaxation of the muscle can be confirmed.

본 발명에서는 하나 이상의 근전도센서(30)를 제1 손잡이(10)의 일측에 구비하여, 접촉된 각 손가락의 근전도를 측정하여 제어부(32)에 전송한다.In the present invention, one or more EMG sensors 30 are provided on one side of the first handle 10 to measure the EMG of each contacted finger and transmit it to the controller 32.

제어부(32)에는 소정 운동강도에 해당하는 기준 근전도값이 저장된다.The control unit 32 stores a reference EMG value corresponding to a predetermined exercise intensity.

제어부(32)에서는 근전도센서(30)로부터 전송된 근전도 신호를 기설정된 기준 근전도값과 비교하여 그 차이가 감소되도록 상기 탄성조절부(20)에 제어신호를 전송한다.The control unit 32 compares the EMG signal transmitted from the EMG sensor 30 with a preset reference EMG value and transmits a control signal to the elastic adjustment unit 20 so that the difference is reduced.

즉, 기준 근전도값이 200인 경우 근전도센서(30)에 의해 측정된 근전도값이 150이면 운동강도가 약하다는 의미이다. 따라서 제어부(32)는 탄성조절부(20)의 모터(21)로 구동신호를 전송하여 스프링(12)이 당겨지도록 한다. 이를 통해 스프링(12)의 탄성계수가 보다 높아지도록 하여 운동강도를 상승시키는 것이다.That is, when the reference EMG value is 200, when the EMG value measured by the EMG sensor 150 is 150, it means that the exercise intensity is weak. Therefore, the control unit 32 transmits a driving signal to the motor 21 of the elastic adjustment unit 20 so that the spring 12 is pulled. Through this, the elastic modulus of the spring 12 is made higher to increase the exercise strength.

제어부(32)는 근전도센서(30)에 의해 측정된 근전도 신호가 운동효과를 고려하여 설정된 기준 근전도값에 도달되도록 탄성조절부(20)에 제어신호를 전송함으로써 사용자에게 목표로 하는 소정의 운동목표가 자동적으로 달성되도록 하는 것이다.The control unit 32 transmits a control signal to the elastic adjustment unit 20 so that the EMG signal measured by the EMG sensor 30 reaches the reference EMG value set in consideration of the exercise effect, thereby setting the target exercise target to the user. It is to be achieved automatically.

이는 사용자의 신체능력 향상 또는 감소에 따라서도 동일하게 작용하여, 자신의 신체조건에 맞는 운동강도가 반영되도록 하는 것이다.This also works in accordance with the user's physical ability improvement or decrease, so that the exercise intensity suitable for his or her physical condition is reflected.

한편, 제1 손잡이(10)에 결합된 근전도센서(30)는 사용자의 손가락이 누르는 강도를 인식하여 가상현실장치(B)에 반영할 수 있다.On the other hand, the EMG sensor 30 coupled to the first handle 10 can recognize the intensity of the user's finger pressing and reflect it on the virtual reality device B.

제어부(32)는 근전도센서(30)에 의해 측정된 근전도 신호를 전송받아 통신모듈(31)을 통해 악력기(A)의 입력강도 신호를 가상현실장치(B)에 전송한다.The control unit 32 receives the EMG signal measured by the EMG sensor 30 and transmits the input intensity signal of the gripper A to the virtual reality device B through the communication module 31.

도 7은 암석을 부수는 게임으로서 사용자가 악력기(A)의 손잡이를 잡는 악력을 근전도센서(30)에서 측정하여 게임에 변영할 수 있다.7 is a game that breaks a rock, and the user can measure the grip force gripping the handle of the gripper A by the EMG sensor 30 and change the game.

이러한 입력강도를 근전도센서(30)를 통해 입력가능하게 되면, 예를 들어 피아노 연주 프로그램에서 연주자의 피아노 터치 강도까지 구현이 가능하게 되는 것이다.When the input intensity can be input through the EMG sensor 30, for example, it is possible to implement the piano touch program to the player's piano touch intensity.

본 발명은 VR 컨트롤러로 사용이 가능하면서도 악력기(A)로 이용될 수 있어 제품 활용도를 높이는 한편, 근전도센서(30)에 의해 측정된 근전도 신호가 운동효과를 고려하여 설정된 기준 근전도값에 도달되도록 탄성조절부(20)를 제어함으로써 사용자에게 목표로 하는 소정의 운동목표가 자동적으로 달성되도록 하는 효과가 있다.The present invention can be used as a VR controller, but can also be used as a gripper (A) to increase product utilization while elasticity so that the EMG signal measured by the EMG sensor 30 reaches the reference EMG value set in consideration of the exercise effect. By controlling the control unit 20, there is an effect of automatically achieving a predetermined exercise target aimed at the user.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and it is usually in the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. It is of course possible to perform various modifications by a person having knowledge of, and these modified embodiments should not be individually understood from the technical idea or prospect of the present invention.

A-악력기
B-가상현실장치
10-제1 손잡이
11-제2 손잡이
12-스프링
13-고정체
14-힌지
20-탄성조절부
21-모터
22-풀리
23-와이어
30-근전도센서
31-통신모듈
32-제어부
33-가속도센서
34-자이로센서A-Grip
B-Virtual Reality Device
10-first handle
11-second handle
12-spring
13-fixed body
14-hinge
20-elasticity control
21-motor
22- pulley
23-wire
30-EMG sensor
31-Communication module
32-control
33-acceleration sensor
34-gyro sensor

Claims (5)

제1 손잡이(10);
일단이 상기 제1 손잡이(10)에 힌지(14)결합된 제2 손잡이(11);
상기 제1 손잡이(10)와 제2 손잡이(11) 사이에 개재되어 제1 손잡이(10)와 제2 손잡이(11)에 탄성력을 작용하는 스프링(12);
가상현실장치(B)와 데이터를 송수신하는 통신모듈(31);
악력기(A)의 가속도를 측정하는 가속도센서(33);
악력기(A)의 방향을 측정하는 자이로센서(34); 및
악력기(A)를 전반적으로 제어하는 제어부(32);를 더 포함하며,
상기 제어부(32)는 상기 가속도센서(33)와 자이로센서(34)로부터 측정된 데이터를 전송받아 상기 통신모듈(31)을 통해 악력기(A)의 위치이동과 방향전환 신호를 가상현실장치(B)에 전송하여 VR 컨트롤러로서 기능하는 것을 특징으로 하며,
상기 제2 손잡이(11)에 결합되어 상기 스프링(12)의 길이조정을 통해 스프링(12)의 탄성계수를 변경하는 탄성조절부(20);를 더 포함하며,
상기 스프링(12)의 일단은 상기 제1 손잡이(10)에 고정되고 타단은 상기 탄성조절부(20)에 결합되는 것을 특징으로 하며,
상기 제1 손잡이(10)의 일측에 구비되어 접촉된 손가락의 근전도를 측정하여 제어부(32)에 전송하는 근전도센서(30); 및
상기 근전도센서(30)로부터 전송된 근전도 신호를 기설정된 기준 근전도값과 비교하여 그 차이가 감소되도록 상기 탄성조절부(20)에 제어신호를 전송하는 제어부(32);를 포함하며,
상기 제어부(32)는 근전도센서(30)에 의해 측정된 근전도 신호가 운동효과를 고려하여 설정된 기준 근전도값에 도달되도록 탄성조절부(20)에 제어신호를 전송함으로써 사용자에게 목표로 하는 소정의 운동목표가 자동적으로 달성되도록 하는 것을 특징으로 하는, VR 컨트롤러 기능이 구비된 악력기
A first handle 10;
A second handle 11, one end of which is hinged 14 to the first handle 10;
A spring 12 interposed between the first handle 10 and the second handle 11 to exert an elastic force on the first handle 10 and the second handle 11;
Communication module 31 for transmitting and receiving data with the virtual reality device (B);
An acceleration sensor 33 for measuring the acceleration of the gripper A;
A gyro sensor 34 measuring the direction of the gripper A; And
Further comprising a control unit 32 for controlling the overall grip (A);
The control unit 32 receives the measured data from the acceleration sensor 33 and the gyro sensor 34 and transmits the position movement and direction change signal of the gripper A through the communication module 31 to the virtual reality device B It is characterized in that it functions as a VR controller by transmitting to
It is further coupled to the second handle 11, the elastic adjustment unit 20 for changing the elastic modulus of the spring 12 through the length adjustment of the spring 12;
One end of the spring 12 is fixed to the first handle 10, the other end is characterized in that coupled to the elastic adjustment portion 20,
An EMG sensor 30 provided on one side of the first handle 10 to measure the EMG of the contacted finger and transmit it to the control unit 32; And
Includes a control unit 32 for comparing the EMG signal transmitted from the EMG sensor 30 with a predetermined reference EMG value and transmitting a control signal to the elastic adjustment unit 20 so that the difference is reduced.
The control unit 32 transmits a control signal to the elastic adjustment unit 20 so that the EMG signal measured by the EMG sensor 30 reaches the reference EMG value set in consideration of the exercise effect, and thus a predetermined exercise targeted to the user A gripper equipped with a VR controller, characterized in that the goal is achieved automatically
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 탄성조절부(20)는,
상기 제2 손잡이(11)에 내장되는 모터(21);
상기 모터(21)의 회전축에 결합되는 풀리(22);
일단은 상기 풀리(22)에 고정되어 권취되고 타단은 상기 스프링(12)의 타단에 결합되는 와이어(23);를 포함하며,
상기 모터(21)의 회전에 의해 상기 풀리(22)에 권취된 와이어(23)가 감기거나 풀려져 상기 스프링(12)의 탄성계수가 조절되는 것을 특징으로 하는, VR 컨트롤러 기능이 구비된 악력기
According to claim 1,
The elastic adjustment unit 20,
A motor 21 built in the second handle 11;
A pulley 22 coupled to the rotating shaft of the motor 21;
One end is fixed to the pulley 22 and wound, and the other end is a wire 23 coupled to the other end of the spring 12; includes,
The elasticity coefficient of the spring 12 is adjusted by winding or unwinding the wire 23 wound on the pulley 22 by rotation of the motor 21, a gripper equipped with a VR controller function
제1항에 있어서,
상기 제어부(32)는 상기 근전도센서(30)에 의해 측정된 근전도 신호를 전송받아 상기 통신모듈(31)을 통해 악력기(A)의 입력강도 신호를 가상현실장치(B)에 전송하는 것을 특징으로 하는, VR 컨트롤러 기능이 구비된 악력기
According to claim 1,
The control unit 32 receives the EMG signal measured by the EMG sensor 30 and transmits the input intensity signal of the gripper A through the communication module 31 to the virtual reality device B. A gripper equipped with a VR controller function
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102201644B1 (en) 2020-07-30 2021-01-12 주식회사 앰비션핑크 Portable smart handgrip
KR102264907B1 (en) 2020-12-18 2021-06-14 주식회사 앰비션핑크 Portable smart handgrip
KR102276435B1 (en) 2020-11-26 2021-07-12 최휘민 Hand Grip Have Game Function
WO2023222678A1 (en) * 2022-05-17 2023-11-23 Universität Bern Sensomotoric hand therapy device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030005585A (en) 2001-07-09 2003-01-23 안태진 Handgrip
KR20120132283A (en) * 2011-05-26 2012-12-05 한국과학기술연구원 Tangible Snowboard Apparatus based on Bi-directional Interaction between motion of user and Motion Platform

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030005585A (en) 2001-07-09 2003-01-23 안태진 Handgrip
KR20120132283A (en) * 2011-05-26 2012-12-05 한국과학기술연구원 Tangible Snowboard Apparatus based on Bi-directional Interaction between motion of user and Motion Platform

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102201644B1 (en) 2020-07-30 2021-01-12 주식회사 앰비션핑크 Portable smart handgrip
KR102276435B1 (en) 2020-11-26 2021-07-12 최휘민 Hand Grip Have Game Function
KR102264907B1 (en) 2020-12-18 2021-06-14 주식회사 앰비션핑크 Portable smart handgrip
WO2023222678A1 (en) * 2022-05-17 2023-11-23 Universität Bern Sensomotoric hand therapy device

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