KR102545912B1 - Haptic load applying system with feedback function - Google Patents

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KR102545912B1
KR102545912B1 KR1020230024580A KR20230024580A KR102545912B1 KR 102545912 B1 KR102545912 B1 KR 102545912B1 KR 1020230024580 A KR1020230024580 A KR 1020230024580A KR 20230024580 A KR20230024580 A KR 20230024580A KR 102545912 B1 KR102545912 B1 KR 102545912B1
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KR
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vertical
load
vertical movement
motor
push block
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KR1020230024580A
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Inventor
남상범
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한국원자력로봇 유한책임회사
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Abstract

본 발명은 푸쉬블록이 최저점에 도달했을 때의 로드셀 측정값을 컨트롤부에서 입력값과 일치하도록 상하모터의 위치를 제어하여 로드셀에 인가되는 하중을 조절할 수 있으므로 하중 변화의 번거로움을 해결할 수 있고 상대적으로 느린 실험 속도도 해결할 수 있는 햅틱 하중 피드백 인가장치를 제공한다.
본 발명의 햅틱 하중 피드백 인가장치는 베이스테이블과, 베이스테이블의 한쪽에 수직으로 세워져 설치되는 수직프레임과, 수직프레임에 상하이동이 가능하게 결합 설치되는 상하이동대와, 수직프레임에 설치되고 상하이동대의 상하이동을 위한 동력원인 상하모터와, 상하이동대의 한쪽에 설치되는 하중인가모터와, 상하이동대에 상하이동이 가능하게 결합 설치되고 하단에는 햅틱로드가 돌출 형성되는 푸쉬블록과, 하중인가모터의 회전력을 전달받아 푸쉬블록에 상하운동으로 변환하여 전달하는 상하작동장치와, 수직프레임에 설치되고 상하이동대의 승강위치를 감지하는 복수의 상하감지센서와, 상하이동대에 설치되고 푸쉬블록의 승강위치를 감지하는 푸쉬감지센서와, 베이스테이블에 설치되고 시편에 작용하는 하중을 측정하는 로드셀을 포함한다.
The present invention can adjust the load applied to the load cell by controlling the position of the up and down motor so that the load cell measurement value when the push block reaches the lowest point matches the input value in the control unit, thereby solving the hassle of changing the load and relative To provide a haptic load feedback applicator capable of solving slow experiment speeds.
The haptic load feedback applicator of the present invention is installed on a base table, a vertical frame installed vertically on one side of the base table, a vertical frame coupled to the vertical frame to be movable vertically, and a vertical frame installed on the vertical frame. The vertical motor, which is the power source for movement, the load applying motor installed on one side of the vertical moving table, the push block installed in the vertical moving table to enable vertical movement and the haptic rod protruding from the bottom, and the rotational force of the load applying motor is transmitted. A vertical operation device that receives and converts the up and down movement to the push block and transmits it, a plurality of up and down sensors installed on the vertical frame and detecting the elevation position of the vertical platform, and a push sensor installed on the vertical platform and detecting the elevation position of the push block. It includes a detection sensor and a load cell installed on the base table and measuring the load acting on the specimen.

Description

햅틱 하중 피드백 인가장치 {HAPTIC LOAD APPLYING SYSTEM WITH FEEDBACK FUNCTION}Haptic load feedback applicator {HAPTIC LOAD APPLYING SYSTEM WITH FEEDBACK FUNCTION}

본 발명은 햅틱 하중 피드백 인가장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하중 변화의 번거로움을 해결할 수 있고 상대적으로 느린 실험 속도도 해결할 수 있는 햅틱 하중 피드백 인가장치에 관한 것이다.The present invention relates to a haptic load feedback application device, and more particularly, to a haptic load feedback application device capable of solving the hassle of changing a load and solving a relatively slow experiment speed.

일반적으로, 햅틱(haptic) 기술은 사람이 사용하는 촉각 피드백 기술로, 사용자에게 터치의 느낌을 구현하게 해주는 기술이며, 사용자의 강제 진동 또는 동작을 적용하여 피드백을 제공하는 터치감 등에 관한 기술이다.In general, haptic technology is a tactile feedback technology used by humans, and is a technology that enables a user to feel a touch, and is a technology related to a touch sensation that provides feedback by applying a user's forced vibration or motion.

햅틱 기술을 활용하면 사용자가 가상현실(VR)에서 가상 물체를 만지고 조작하거나, 걷거나 뛰면서 움직이는 등 다양한 신체 활동을 사실적으로 재현, 경험하게 하여 몰입도와 사실성을 향상시킬 수 있다.Haptic technology can improve immersion and realism by allowing users to realistically reproduce and experience various physical activities, such as touching and manipulating virtual objects in virtual reality (VR), or moving while walking or running.

햅틱 기술의 대표적인 예로는 이미 보편화된 스마트폰이나 태블릿의 디스플레이에 사용되는 진동 기능이다. 현재는 단순 진동에 그치지 않고, 스티커처럼 손가락 끝에 부착하여 실시간으로 촉감을 원격 전달하는 텔레햅틱장치까지 개발된 상태이며, 더욱 현실에 가까운 촉감을 전달하기 위한 연구는 국내외에서 활발히 진행중이다.A typical example of haptic technology is a vibration function used in displays of smartphones or tablets, which are already common. Currently, a telehaptic device that is attached to the fingertip like a sticker and transmits tactile sensation remotely in real time has been developed beyond simple vibration.

터치가 빈번한 햅틱 기술의 특성상 부품의 내구성 검증이 필수적이며, 이는 사람 손과 비슷한 크기의 일정한 힘을 수십만 회 반복하여 작용시켜야 하기 때문에, 힘의 정확도와 빠른 실험속도를 갖춘 테스트 장비의 필요성이 대두되고 있다.Due to the nature of haptic technology with frequent touches, it is essential to verify the durability of parts, and since a constant force similar in size to that of a human hand must be repeatedly applied hundreds of thousands of times, the need for test equipment with force accuracy and fast experiment speed is emerging. there is.

대한민국 공개특허공보 제10-2005-0087398호, 제10-2020-0077696호 등에는 하중을 반복으로 인가하는 다양한 구조와 장치에 대한 기술이 공개되어 있다.Korean Patent Publication Nos. 10-2005-0087398 and 10-2020-0077696 disclose techniques for various structures and devices for repeatedly applying a load.

대한민국 공개특허공보 제10-2005-0087398호에 공개된 기술의 경우에는 하중 인가를 반복하는 과정에서 모터의 회전 방향을 바꿔야 하고, 이는 모터의 가속과 감속을 반복하기 때문에 상대적으로 실험 속도가 느리다는 문제가 있다.In the case of the technology disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2005-0087398, the rotation direction of the motor must be changed in the process of repeating load application, which means that the speed of the experiment is relatively slow because the acceleration and deceleration of the motor are repeated. there is a problem.

대한민국 공개특허공보 제10-2020-0077696호에 공개된 기술의 경우에는 휠이 회전하면 회전암과 수평암 사이에 공간이 생겨 추의 무게로 시편을 누르는 방법을 쓰고 있어 모터의 회전방향을 바꾸지 않고 하중을 반복하여 인가하므로, 빠른 실험이 가능하지만, 하중을 변경하기 위해 무게 추를 변경해야 하는 문제가 있다. 또, 수동으로 무게 추를 교체해야 하므로 하중의 종류가 무게 추의 종류만큼 제한되기 때문에 하중의 변화가 번거롭다는 문제가 있다.In the case of the technology disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2020-0077696, when the wheel rotates, a space is created between the rotary arm and the horizontal arm to press the specimen with the weight of the weight, so that the rotation direction of the motor is not changed. Since the load is repeatedly applied, a quick experiment is possible, but there is a problem in that the weight must be changed to change the load. In addition, there is a problem that changing the load is cumbersome because the type of load is limited as much as the type of weight because the weight must be manually replaced.

본 발명은 상기와 같은 점에 조감하여 이루어진 것으로서, 푸쉬블록이 최저점에 도달했을 때의 로드셀 측정값을 컨트롤부에서 입력값과 일치하도록 상하모터의 위치를 제어하여 로드셀에 인가되는 하중을 조절할 수 있으므로 하중 변화의 번거로움을 해결할 수 있고 상대적으로 느린 실험 속도도 해결할 수 있는 햅틱 하중 피드백 인가장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above points, and the load applied to the load cell can be adjusted by controlling the position of the up and down motor so that the load cell measurement value when the push block reaches the lowest point matches the input value in the control unit. An object of the present invention is to provide a haptic load feedback applicator capable of solving the hassle of changing a load and also solving a relatively slow experiment speed.

본 발명의 실시예에 따른 햅틱 하중 피드백 인가장치는 베이스테이블과, 상기 베이스테이블의 한쪽에 수직으로 세워져 설치되는 수직프레임과, 상기 수직프레임에 상하이동이 가능하게 결합 설치되는 상하이동대와, 상기 수직프레임에 설치되고 상기 상하이동대의 상하이동을 위한 동력원인 상하모터와, 상기 상하이동대의 한쪽에 설치되는 하중인가모터와, 상기 상하이동대에 상하이동이 가능하게 결합 설치되고 하단에는 햅틱로드가 돌출 형성되는 푸쉬블록과, 상기 하중인가모터의 회전력을 전달받아 상기 푸쉬블록에 상하운동으로 변환하여 전달하는 상하작동장치와, 상기 수직프레임에 설치되고 상기 상하이동대의 승강위치를 감지하는 복수의 상하감지센서와, 상기 상하이동대에 설치되고 상기 푸쉬블록의 승강위치를 감지하는 푸쉬감지센서와, 상기 베이스테이블에 설치되고 시편에 작용하는 하중을 측정하는 로드셀을 포함하여 이루어진다.A haptic load feedback applying device according to an embodiment of the present invention includes a base table, a vertical frame erected and installed vertically on one side of the base table, a vertical moving table coupled to and installed to enable vertical movement to the vertical frame, and the vertical frame A vertical motor installed in the vertical movement table, which is a power source for vertical movement of the vertical movement table, a load application motor installed on one side of the vertical movement table, and a push that is installed in the vertical movement table to enable vertical movement and a haptic rod protrudes from the bottom. A block, an up and down actuating device receiving rotational force of the load applying motor and converting it into up and down movement to the push block, and a plurality of up and down detection sensors installed on the vertical frame and detecting an elevation position of the up and down movement table; It includes a push sensor installed on the up and down table and detecting the lifting position of the push block, and a load cell installed on the base table and measuring the load acting on the specimen.

상기 상하감지센서는 상기 상하이동대가 기준위치에 있는지를 감지하는 원점센서와, 상기 상하이동대가 최고 설정높이에 도달했는지를 감지하는 상한센서와, 상기 상하이동대가 최저 설정높이에 도달했는지를 감지하는 하한센서를 포함하여 이루어진다.The vertical detection sensor includes an origin sensor for detecting whether the vertical movement table is at a reference position, an upper limit sensor for detecting whether the vertical movement table has reached a maximum set height, and a vertical movement table for detecting whether it has reached a minimum set height. It consists of a lower limit sensor.

상기 푸쉬감지센서는 상기 푸쉬블록의 최고 상승위치를 감지하는 고위센서와, 상기 푸쉬블록의 최저 하강위치를 감지하는 저위센서를 포함하여 이루어진다.The push detection sensor includes a high level sensor for detecting the highest ascending position of the push block and a low level sensor for detecting the lowest descending position of the push block.

상기 상하작동장치는 상기 하중인가모터의 회전력을 전달받아 회전하며 상기 상하이동대에 회전가능하게 설치되는 작동디스크와, 상기 하중인가모터의 회전력을 상기 작동디스크로 전달하는 동력전달부재와, 상기 작동디스크에 편심된 상태로 설치되고 상기 푸쉬블록에 횡으로 긴 형상으로 형성되는 작동구멍에 삽입 결합되는 편심디스크를 포함하여 이루어진다.The vertical actuating device includes an actuating disk rotatably installed on the vertical movement base and rotating by receiving the rotational force of the load applying motor, a power transmission member transmitting the rotational force of the load applying motor to the actuating disc, and the actuating disc. It is installed in an eccentric state and includes an eccentric disk inserted and coupled to an operation hole formed in a transversely long shape in the push block.

상기 상하이동대에 수직한 방향으로 한쌍의 안내로드를 설치하고, 상기 푸쉬블록의 양 옆쪽에는 상기 안내로드가 미끄럼이동이 가능하게 관통 삽입되는 안내부싱을 설치하는 것도 가능하다.It is also possible to install a pair of guide rods in a direction perpendicular to the up-and-down platform, and to install guide bushings through which the guide rods are slidably inserted on both sides of the push block.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 하중 피드백 인가장치는 컨트롤부를 더 포함한다.And, the haptic load feedback applying device according to the embodiment of the present invention further includes a control unit.

상기 컨트롤부에서는 상기 푸쉬블록의 햅틱로드가 접하여 가해진 하중을 감지한 상기 로드셀의 측정값과 설정된 입력값 사이의 차이가 설정된 오차값보다 작거나 같으면 상기 상하모터가 정지하도록 제어신호를 전송하고, 상기 푸쉬블록의 햅틱로드가 접하여 가해진 하중을 감지한 상기 로드셀의 측정값과 설정된 입력값 사이의 차이가 설정된 오차값보다 크고 입력값이 측정값과 오차값을 더한 값보다 크면 상기 상하이동대가 하강하도록 상기 상하모터가 작동하게 제어신호를 전송하고, 상기 푸쉬블록의 햅틱로드가 접하여 가해진 하중을 감지한 상기 로드셀의 측정값과 설정된 입력값 사이의 차이가 설정된 오차값보다 크고 입력값이 측정값과 오차값을 더한 값보다 작으면 상기 상하이동대가 상승하도록 상기 상하모터가 작동하게 제어신호를 전송한다.The control unit transmits a control signal to stop the up and down motor when the difference between the measured value of the load cell and the set input value detecting the load applied by the haptic rod of the push block is smaller than or equal to the set error value, When the difference between the measured value of the load cell detecting the load applied by the haptic rod of the push block and the set input value is greater than the set error value and the input value is greater than the sum of the measured value and the error value, the vertical movement table is lowered. A control signal is transmitted so that the vertical motor operates, and the difference between the measured value of the load cell detecting the load applied by the haptic rod of the push block and the set input value is greater than the set error value, and the input value is the measured value and the error value If it is smaller than the sum of , a control signal is transmitted so that the vertical motor operates so that the vertical movement table rises.

그리고, 상기 컨트롤부에서는 상기 상하이동대의 상승위치를 상기 상한센서에서 감지하면 상기 상하모터가 정지하거나 상기 상하이동대가 하강하도록 작동하게 제어신호를 전송하고, 상기 상하이동대의 하강위치를 상기 하한센서에서 감지하면 상기 상하모터가 정지하거나 상기 상하이동대가 상승하도록 작동하게 제어신호를 전송한다.In addition, when the upper limit sensor detects the rising position of the vertical moving unit, the control unit transmits a control signal to stop the vertical motor or operate the vertical moving unit to descend, and determines the lowering position of the vertical moving unit from the lower limit sensor. When detected, a control signal is transmitted so that the vertical motor stops or the vertical moving table rises.

또, 상기 컨트롤부에서는 전원이 오프되거나 측정을 정지하는 신호가 입력되면, 상기 푸쉬블록이 초기위치로 이동하게 작동한 다음 정지하도록 상기 하중인가모터로 제어신호를 전송하고, 상기 원점센서에서 상기 상하이동대의 위치를 감지한 다음 정지하도록 상기 상하모터로 제어신호를 전송한다.In addition, when power is turned off or a signal to stop measurement is input, the control unit transmits a control signal to the load application motor so that the push block moves to the initial position and then stops, and the origin sensor transmits a control signal to the vertical position. After detecting the position of the table, a control signal is transmitted to the up and down motors to stop.

본 발명의 실시예에 따른 햅틱 하중 피드백 인가장치에 의하면, 푸쉬블록이 최저점에 도달했을 때 햅틱로드가 시편에 작용하는 하중을 측정한 로드셀 측정값을 설정된 입력값과 오차값의 범위 내에 있도록 컨트롤부에서 상하모터를 작동시켜 상하이동대의 위치를 상승 또는 하강하도록 제어하여 시편에 인가되는 하중을 조절할 수 있으므로 하중의 변화를 매우 용이하게 해결할 수 있고, 종래 기술에 비하여 상대적으로 실험 속도도 빠르게 구현하는 것이 가능하다.According to the haptic load feedback applicator according to an embodiment of the present invention, when the push block reaches the lowest point, the control unit so that the load cell measurement value measuring the load acting on the specimen by the haptic rod is within the range of the set input value and error value Since the load applied to the specimen can be adjusted by controlling the position of the vertical movement table to rise or fall by operating the vertical motor in possible.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 하중 피드백 인가장치를 나타내는 좌측면 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 하중 피드백 인가장치를 나타내는 우측면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 하중 피드백 인가장치를 나타내는 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 하중 피드백 인가장치에 있어서, 상하이동대와 푸쉬블록의 구성을 나타내는 부분확대 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 하중 피드백 인가장치에 있어서, 상하이동대와 푸쉬블록의 구성을 나타내는 분해사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 하중 피드백 인가장치에 있어서, 컨트롤부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 하중 피드백 인가장치에 있어서, 컨트롤부의 제어를 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 하중 피드백 인가장치를 이용하여 로드셀에서 측정한 하중의 측정값을 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 하중 피드백 인가장치를 이용하여 로드셀에서 측정한 하중의 측정값을 나타낸 다른 그래프이다.
1 is a perspective view of a left side showing a haptic load feedback applying device according to an embodiment of the present invention.
2 is a right side perspective view illustrating a haptic load feedback applying device according to an embodiment of the present invention.
3 is a front view showing a haptic load feedback applying device according to an embodiment of the present invention.
4 is a partially enlarged perspective view showing the configuration of a vertical and horizontal platform and a push block in a haptic load feedback applying device according to an embodiment of the present invention.
5 is an exploded perspective view showing the configuration of the Shanghai Dongdae and the push block in the haptic load feedback applying device according to an embodiment of the present invention.
6 is a block diagram showing the configuration of a control unit in a haptic load feedback applying device according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating control of a control unit in a haptic load feedback applying device according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph showing measured values of loads measured by a load cell using a haptic load feedback applying device according to an embodiment of the present invention.
9 is another graph showing the measured value of the load measured by the load cell using the haptic load feedback applying device according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 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 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, process, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, processes, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and unless explicitly defined in this application, they should not be interpreted in ideal or excessively formal meanings. don't

본 명세서에서 기재한 모듈(MODULE)이란 용어는 특정한 기능이나 동작을 처리하는 하나의 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합을 의미할 수 있다.The term "MODULE" described in this specification refers to a unit that processes a specific function or operation, and may mean hardware or software or a combination of hardware and software.

본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어디든 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.The terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to explain their invention in the best way. Based on the principle that there is, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical spirit of the present invention. In addition, unless there is another definition in the technical terms and scientific terms used, they have meanings commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs, and the gist of the present invention is described in the following description and accompanying drawings. Descriptions of well-known functions and configurations that may be unnecessarily obscure are omitted. The drawings introduced below are provided as examples to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the present invention may be embodied in other forms without being limited to the drawings presented below. Also, like reference numerals denote like elements throughout the specification. It should be noted that like elements in the drawings are indicated by like numerals wherever possible.

다음으로 본 발명에 따른 햅틱 하중 피드백 인가장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Next, a preferred embodiment of a haptic load feedback applying device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 발명은 여러가지 다양한 형태로 구현하는 것이 가능하며, 이하에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.The present invention can be implemented in various forms, and is not limited to the embodiments described below.

이하에서는 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 본 발명과 밀접한 관계가 없는 부분은 상세한 설명을 생략하였으며, 발명의 설명 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고, 반복적인 설명을 생략한다.Hereinafter, in order to clearly describe the present invention, detailed descriptions of parts not closely related to the present invention are omitted, and the same reference numerals are attached to the same or similar components throughout the description of the present invention, and repetitive descriptions are omitted. .

먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 하중 피드백 인가장치는, 도 1 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 베이스테이블(100)과, 수직프레임(200)과, 상하이동대(300)와, 상하모터(410)와, 하중인가모터(420)와, 푸쉬블록(500)과, 상하작동장치(600)와, 상하감지센서(710)와, 푸쉬감지센서(720)와, 로드셀(730)을 포함하여 이루어진다.First, the haptic load feedback applying device according to an embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 1 to 5, includes a base table 100, a vertical frame 200, a vertical moving table 300, 410, a load applying motor 420, a push block 500, a vertical operating device 600, a vertical sensor 710, a push sensor 720, and a load cell 730. It is done by

상기 수직프레임(200)은 상기 베이스테이블(100)의 한쪽에 수직으로 세워져 설치된다.The vertical frame 200 is installed vertically on one side of the base table 100.

상기 상하이동대(300)는 상기 수직프레임(200)에 상하이동이 가능하게 결합 설치된다.The vertical movement table 300 is coupled and installed to the vertical frame 200 to enable vertical movement.

상기 상하모터(410)는 상기 수직프레임(200)의 한쪽에 설치된다.The up and down motor 410 is installed on one side of the vertical frame 200 .

상기 상하모터(410)는 상기 상하이동대(300)의 상하이동을 위한 동력원으로 작용한다.The vertical motor 410 serves as a power source for vertical movement of the vertical movement table 300 .

상기 상하이동대(300)는 상기 수직프레임(200)에 엘엠가이드(LM Guide) 등을 이용하여 상하이동이 가능하게 서로 결합되도록 설치한다.The vertical movement stand 300 is installed to be coupled to each other so that the vertical frame 200 can be moved vertically using an LM guide or the like.

상기와 같이 구성하면, 상기 상하모터(410)의 회전력이 전달됨에 따라 회전운동이 직선운동으로 변환되어 상기 상하이동대(300)가 상하로 이동하는 것이 가능하다.If configured as described above, as the rotational force of the vertical motor 410 is transmitted, the rotational motion is converted into linear motion, so that the vertical movement table 300 can move up and down.

상기 수직프레임(200)에는 상기 상하이동대(300)의 승강위치를 감지하는 복수의 상하감지센서(710)를 설치하는 것도 가능하다.It is also possible to install a plurality of up and down sensors 710 for detecting the elevation position of the up and down platform 300 on the vertical frame 200 .

상기 상하감지센서(710)는 상기 상하이동대(300)가 기준위치에 있는지를 감지하는 원점센서(712)와, 상기 상하이동대(300)가 최고 설정높이에 도달했는지를 감지하는 상한센서(714)와, 상기 상하이동대(300)가 최저 설정높이에 도달했는지를 감지하는 하한센서(716)를 포함하여 이루어진다.The vertical detection sensor 710 includes an origin sensor 712 that detects whether the vertical movement platform 300 is at a reference position, and an upper limit sensor 714 that detects whether the vertical movement platform 300 has reached a maximum set height. And, it comprises a lower limit sensor 716 for detecting whether the vertical moving table 300 has reached a minimum set height.

상기 상하감지센서(710)는 광학센서 등을 사용하여 구성하는 것도 가능하다.The vertical sensor 710 may also be configured using an optical sensor or the like.

그리고, 도 1 내지 도 5에 나탄내 바와 같이, 상기 하중인가모터(420)는 상기 상하이동대(300)의 한쪽에 설치된다.And, as shown in FIGS. 1 to 5 , the load application motor 420 is installed on one side of the vertical movement platform 300 .

상기 푸쉬블록(500)은 상기 상하이동대(300)에 상하이동이 가능하게 결합 설치된다.The push block 500 is coupled and installed to the vertical movement stand 300 so as to be capable of vertical movement.

상기 푸쉬블록(500)의 하단에는 햅틱로드(580)가 돌출 형성된다.A haptic rod 580 protrudes from the lower end of the push block 500 .

상기 햅틱로드(580)는 상기 푸쉬블록(500)이 하강하는 경우에 상기 베이스테이블(100)의 상면에 적재되는 시편(990)에 접하여 하중을 인가하는 기능을 수행한다.When the push block 500 descends, the haptic rod 580 comes into contact with the specimen 990 loaded on the upper surface of the base table 100 to apply a load.

상기 로드셀(730)은 상기 베이스테이블(100)에 설치된다.The load cell 730 is installed on the base table 100.

상기 로드셀(730)은 위에 적재되는 시편(990)에 작용하는 하중을 측정하도록 구성한다.The load cell 730 is configured to measure the load acting on the specimen 990 loaded thereon.

상기 상하작동장치(600)은 상기 하중인가모터(420)의 회전력을 전달받아 상기 푸쉬블록(500)에 상하운동으로 변환하여 전달하도록 구성된다.The vertical operation device 600 is configured to receive rotational force of the load application motor 420 and convert it into a vertical motion to transmit to the push block 500 .

상기 상하작동장치(600)는 상기 하중인가모터(420)의 회전력을 전달받아 회전하며 상기 상하이동대(300)에 회전가능하게 설치되는 작동디스크(620)와, 상기 하중인가모터(420)의 회전력을 상기 작동디스크(620)로 전달하는 동력전달부재(610)와, 상기 작동디스크(620)에 편심된 상태로 설치되고 상기 푸쉬블록(500)에 횡으로 긴 형상으로 형성되는 작동구멍(520)에 삽입 결합되는 편심디스크(630)를 포함하여 이루어진다.The vertical operation device 600 rotates by receiving the rotational force of the load application motor 420, and includes an operation disk 620 rotatably installed on the vertical movement platform 300 and rotational force of the load application motor 420. A power transmission member 610 that transmits a power transmission member 610 to the actuating disc 620, and an actuating hole 520 installed in an eccentric state on the actuating disc 620 and formed in a horizontally long shape in the push block 500 It comprises an eccentric disk 630 inserted into and coupled to.

상기 동력전달부재(610)는 상기 하중인가모터(420)의 축에 설치되는 구동풀리(612)와, 상기 작동디스크(620)에 일체로 회전하도록 설치되는 종동풀리(616)와, 상기 구동풀리(612)와 종동풀리(616)에 걸쳐서 설치되는 벨트(614)로 구성하는 것도 가능하다.The power transmission member 610 includes a driving pulley 612 installed on the shaft of the load applying motor 420, a driven pulley 616 installed to rotate integrally with the operating disk 620, and the driving pulley It is also possible to configure the belt 614 installed over the 612 and the driven pulley 616.

그리고, 상기 상하이동대(300)에 수직한 방향으로 한쌍의 안내로드(360)를 설치하고, 상기 푸쉬블록(500)의 양 옆쪽에는 상기 안내로드(360)가 미끄럼이동이 가능하게 관통 삽입되는 안내부싱(660)을 설치하는 것도 가능하다.In addition, a pair of guide rods 360 are installed in a direction perpendicular to the up and down platform 300, and guide rods 360 are slidably inserted into both sides of the push block 500. It is also possible to install a bushing 660.

상기와 같이 상하작동장치(600)를 구성하면, 상기 하중인가모터(420)가 회전함에 따라 상기 동력전달부재(610)를 통하여 회전력을 전달받은 상기 작동디스크(620)가 회전하게 되고, 상기 작동디스크(620)가 회전하면 편심된 상태로 설치된 상기 편심디스크(630)는 상기 작동디스크(620)의 중심을 기준으로 공전운동하면서 상하 및 좌우방향으로 위치가 변경되고, 상기 편심디스크(630)가 작동구멍(520)에 삽입된 상태로 설치되므로 좌우방향의 위치 변경은 작동구멍(520) 내에서 좌우로 이동함에 따라 상쇄되고 상하방향의 위치 변경은 상기 푸쉬블록(500)이 상하방향으로 이동하도록 힘이 작용하게 된다.When the vertical operation device 600 is configured as described above, as the load application motor 420 rotates, the operation disk 620 receiving the rotational force through the power transmission member 610 rotates, and the operation When the disk 620 rotates, the eccentric disk 630 installed in an eccentric state changes its position in the vertical and horizontal directions while orbiting around the center of the operating disk 620, and the eccentric disk 630 Since it is installed while being inserted into the operation hole 520, the position change in the left and right direction is offset as it moves left and right within the operation hole 520, and the position change in the up and down direction causes the push block 500 to move in the up and down direction. force will work.

상기 편심디스크(630)는 상기 작동디스크(620)에 베어링 등을 사용하여 회전가능하게 설치하는 것이 편심디스크(630)가 상기 작동구멍(520) 내에서 좌우로 이동할 때에 마찰을 감소시켜 마모를 줄일 수 있으므로 바람직하다.The eccentric disk 630 is rotatably installed on the operating disk 620 using a bearing to reduce friction and wear when the eccentric disk 630 moves left and right within the operating hole 520. It is preferable because it can

상기 상하이동대(300)에는 상기 푸쉬블록(500)의 승강위치를 감지하는 푸쉬감지센서(720)를 설치하는 것도 가능하다.It is also possible to install a push detection sensor 720 for detecting the elevation position of the push block 500 on the up and down platform 300 .

상기 푸쉬감지센서(720)는 상기 푸쉬블록(500)의 최고 상승위치를 감지하는 고위센서(722)와, 상기 푸쉬블록(500)의 최저 하강위치를 감지하는 저위센서(724)를 포함하여 이루어진다.The push sensor 720 includes a high level sensor 722 that detects the highest ascending position of the push block 500 and a low level sensor 724 that detects the lowest descending position of the push block 500. .

그리고, 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 하중 피드백 인가장치는 컨트롤부(900)를 더 포함한다.And, as shown in FIG. 6 , the haptic load feedback applying device according to an embodiment of the present invention further includes a control unit 900 .

상기 컨트롤부(900)에서는 상기 푸쉬블록(500)의 햅틱로드(580)가 접하여 가해진 하중을 감지한 상기 로드셀(730)의 측정값과 설정된 입력값 사이의 차이가 설정된 오차값보다 작거나 같으면 상기 상하모터(410)가 정지하도록 제어신호를 전송하고, 상기 푸쉬블록(500)의 햅틱로드(580)가 접하여 가해진 하중을 감지한 상기 로드셀(730)의 측정값과 설정된 입력값 사이의 차이가 설정된 오차값보다 크고 입력값이 측정값과 오차값을 더한 값보다 크면 상기 상하이동대(300)가 하강하도록 상기 상하모터(410)가 작동하게 제어신호를 전송하고, 상기 푸쉬블록(500)의 햅틱로드(580)가 접하여 가해진 하중을 감지한 상기 로드셀(730)의 측정값과 설정된 입력값 사이의 차이가 설정된 오차값보다 크고 입력값이 측정값과 오차값을 더한 값보다 작으면 상기 상하이동대(300)가 상승하도록 상기 상하모터(410)가 작동하게 제어신호를 전송한다.In the controller 900, if the difference between the measured value of the load cell 730 sensing the load applied by the haptic rod 580 of the push block 500 and the set input value is less than or equal to the set error value, The difference between the measured value of the load cell 730 that transmits a control signal to stop the vertical motor 410 and detects the load applied by the haptic rod 580 of the push block 500 and the set input value is set If it is greater than the error value and the input value is greater than the sum of the measured value and the error value, a control signal is transmitted so that the up and down motor 410 operates so that the up and down table 300 descends, and the haptic rod of the push block 500 If the difference between the measured value of the load cell 730 that detects the load applied by the 580 and the set input value is greater than the set error value and the input value is less than the sum of the measured value and the error value, the vertical movement unit 300 ) transmits a control signal so that the up and down motor 410 operates so that it rises.

그리고, 상기 컨트롤부(900)에서는 상기 상하이동대(300)의 상승위치를 상기 상한센서(722)에서 감지하면 상기 상하모터(410)가 정지하거나 상기 상하이동대(300)가 하강하도록 작동하게 제어신호를 전송하고, 상기 상하이동대(300)의 하강위치를 상기 하한센서(724)에서 감지하면 상기 상하모터(410)가 정지하거나 상기 상하이동대(30)가 상승하도록 작동하게 제어신호를 전송한다.Further, in the controller 900, when the upper limit sensor 722 detects an upward position of the vertical movement platform 300, a control signal causes the vertical motor 410 to stop or the vertical movement platform 300 to descend. When the lower limit sensor 724 detects the lowering position of the vertical movement platform 300, a control signal is transmitted to stop the vertical motor 410 or operate the vertical movement platform 30 to rise.

또, 상기 컨트롤부(900)에서는 전원이 오프되거나 측정을 정지하는 신호가 입력되면, 상기 푸쉬블록(500)이 초기위치로 이동하게 작동한 다음 정지하도록 상기 하중인가모터(420)로 제어신호를 전송하고, 상기 원점센서(712)에서 상기 상하이동대(300)의 위치를 감지한 다음 정지하도록 상기 상하모터(410)로 제어신호를 전송한다.In addition, in the controller 900, when power is turned off or a signal to stop measurement is input, a control signal is sent to the load application motor 420 so that the push block 500 moves to the initial position and then stops. The origin sensor 712 detects the position of the vertical moving table 300 and then transmits a control signal to the vertical motor 410 to stop.

다음으로 상기와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 하중 피드백 인가장치의 작동과정을 도 6 내지 도 9를 참조하여 설명한다.Next, the operation process of the haptic load feedback applying device according to an embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. 6 to 9 .

먼저, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 컴퓨터, 노트북, 스마트폰 등의 입력장치(910)를 이용하여 상기 컨트롤부(800)에 상기 로드셀(730)에서 측정할 하중의 설계값인 설정된 입력값과 설정된 오차값, 측정속도를 입력한다.First, as shown in FIGS. 6 and 7 , set input, which is the design value of the load to be measured by the load cell 730, to the control unit 800 using an input device 910 such as a computer, laptop, or smartphone. Enter the value, set error value, and measurement speed.

그리고, 전원이 인가되고 측정이 시작되면, 상기 컨트롤부(800)에서는 정지신호가 입력되었는지를 판단하고, 정지신호가 입력된 경우에는 상기 상하모터(410)가 초기위치로 원위치되도록 제어신호를 전송하고, 상기 하중인가모터(420)도 초기위치로 원위치되도록 제어신호를 전송한다.Then, when power is applied and measurement starts, the controller 800 determines whether a stop signal is input, and if the stop signal is input, a control signal is transmitted so that the vertical motor 410 returns to its initial position. And, the load application motor 420 also transmits a control signal to be returned to the initial position.

예를 들면, 상기 컨트롤부(900)에서는 전원이 오프되거나 측정을 정지하는 신호가 입력되면, 상기 푸쉬블록(500)이 초기위치로 원위치로 이동한 다음 정지하도록 상기 하중인가모터(420)로 제어신호를 전송하고, 상기 원점센서(712)에서 상기 상하이동대(300)의 위치가 감지(초기위치로 원위치 감지)된 다음 저징하도록 상기 상하모터(410)로 제어신호를 전송한다.For example, in the controller 900, when power is turned off or a signal to stop measurement is input, the push block 500 is controlled by the load applying motor 420 to move to the initial position and then stop. The signal is transmitted, and the position of the vertical movement table 300 is detected by the origin sensor 712 (the original position is detected as an initial position), and then a control signal is transmitted to the vertical motor 410 to store.

그리고, 상기 상하모터(410)와 하중인가모터(420)에 정지 신호를 전송한 다음, 상기 컨트롤부(900)에서는 그동안의 측정 데이터를 저장하고 측정을 종료한다.Then, after transmitting a stop signal to the vertical motor 410 and the load application motor 420, the control unit 900 stores the measured data so far and ends the measurement.

상기에서 전원이 인가되고 측정이 시작되어 상기 컨트롤부(800)에서는 정지신호가 입력되었는지를 판단하고, 정지신호가 입력되지 않은 상태에서는 상기 컨트롤부(800)에서는 상기 하중인가모터(420)가 정상적으로 작동하도록 제어신호를 전송한다.In the above, power is applied and measurement starts, and the control unit 800 determines whether a stop signal is input. It sends a control signal to make it work.

상기와 같이 하중인가모터(420)가 정상적으로 작동하는 상태에서는 상기 하중인가모터(420)는 계속 회전하게 되고, 상기 하중인가모터(420)가 회전함에 따라 상기 동력전달부재(610)를 통하여 회전력을 전달받은 상기 작동디스크(620)가 회전하게 되고, 상기 편심디스크(630)가 상기 푸쉬블록(500)의 작동구멍(520)에 삽입된 상태이므로 상기 푸쉬블록(500)이 상하방향으로 반복하여 이동하게 되고, 상기 푸쉬블록(500)이 상하로 이동하게 되고 상기 햅틱로드(580)가 베이스테이블(100)에 적재된 시편(990)에 반복적으로 접하여 하중을 인가하였다가 해제하는 작동을 행하게 된다.As described above, in a state in which the load applying motor 420 is normally operated, the load applying motor 420 continues to rotate, and as the load applying motor 420 rotates, rotational force is generated through the power transmission member 610. The received operation disk 620 rotates, and since the eccentric disk 630 is inserted into the operation hole 520 of the push block 500, the push block 500 moves repeatedly in the up and down direction. Then, the push block 500 moves up and down, and the haptic rod 580 repeatedly contacts the specimen 990 loaded on the base table 100 to apply and then release the load.

상기 컨트롤부(900)는 상기 햅틱로드(580)가 시편(990)에 접할 때마다 작용하는 하중을 상기 로드셀(730)에서 감지한 측정값을 데이터로 저장하도록 작동한다.The control unit 900 operates to store the measured value of the load applied by the load cell 730 whenever the haptic rod 580 comes into contact with the specimen 990 as data.

그리고, 상기와 같이 하중인가모터(420)가 정상적으로 작동하는 상태에서는 상기 컨트롤부(900)는 상기 로드셀(730)의 측정값과 설정된 입력값 사이의 차이가 설정된 오차값보다 작거나 같은지를 판단하고, 측정값과 입력값 사이의 차이가 오차값보다 작거나 같으면 상기 상하모터(410)를 정지하거나 정지된 상태를 유지한다.And, as described above, in a state in which the load applying motor 420 normally operates, the control unit 900 determines whether the difference between the measured value of the load cell 730 and the set input value is smaller than or equal to the set error value, and , If the difference between the measured value and the input value is less than or equal to the error value, the up and down motor 410 is stopped or maintained in a stopped state.

상기에서 로드셀(730)의 측정값과 설정된 입력값 사이의 차이는 설정된 입력값에서 측정값을 뺀 값의 절대값을 의미한다.In the above, the difference between the measured value of the load cell 730 and the set input value means the absolute value of the value obtained by subtracting the measured value from the set input value.

도 8에 나타낸 바와 같이, 상기 로드셀(730)의 측정값과 설정된 입력값 사이의 차이(설정된 입력값에서 측정값을 뺀 값의 절대값)가 설정된 오차값보다 작거나 같다는 것은 측정값이 오차범위 이내에 있다는 것을 의미한다.As shown in FIG. 8, if the difference between the measured value of the load cell 730 and the set input value (the absolute value of the value obtained by subtracting the measured value from the set input value) is smaller than or equal to the set error value, the measured value is within the error range. means within

상기와 같은 상태는 상기 상하이동대(300)의 위치가 정상적인 측정이 가능한 상태인 것을 의미하므로 상기 상하모터(410)의 작동을 정지하여 상하이동대(300)의 위치가 그대로 유지되도록 구성한다.Since the above state means that the position of the vertical movement table 300 is in a state in which normal measurement is possible, the operation of the vertical motor 410 is stopped so that the position of the vertical movement table 300 is maintained as it is.

그리고, 상기 컨트롤부(900)는 상기 로드셀(730)의 측정값과 설정된 입력값 사이의 차이가 설정된 오차값보다 큰 것(오차범위를 벗어난 것)으로 판단되면, 다시 입력값보다 측정값과 오차값을 더한 값이 큰지 작은지를 판단한다.In addition, when the control unit 900 determines that the difference between the measured value of the load cell 730 and the set input value is greater than the set error value (out of the error range), the measured value and the error again exceed the input value. Determines whether the sum of the values is greater or lesser.

상기에서 측정값과 입력값 사이의 차이가 오차값보다 크다는 것은 측정값의 신뢰도가 낮아(오차범위를 벗어나) 상기 햅틱로드(580)가 시편(990)에 작용하는 하중이 너무 크거나 작다는 것을 의미하고, 교정이 필요하다는 사실을 나타낸다.The fact that the difference between the measured value and the input value is greater than the error value means that the reliability of the measured value is low (out of the error range) and the load applied by the haptic rod 580 to the specimen 990 is too large or too small. and indicates that correction is necessary.

상기 컨트롤부(900)에서는 입력값이 측정값과 오차값을 더한 값보다 크면 상기 상하이동대(300)가 하강하도록 상기 상하모터(410)가 작동하게 제어신호를 전송한다.The control unit 900 transmits a control signal to operate the vertical motor 410 so that the vertical movement platform 300 descends when the input value is greater than the sum of the measured value and the error value.

즉, 입력값이 측정값과 오차값을 더한 값보다 크다는 것은 도 8에서 "B"로 나타낸 경우로서, 상기 햅틱로드(580)가 시편(990)에 가하는 하중이 설정된 입력값보다 너무 작다는 것이므로, 상기 상하이동대(300)를 하강시켜 작용하는 하중을 증가시킬 필요가 있다는 점을 나타낸다.That is, the fact that the input value is greater than the sum of the measured value and the error value is the case indicated by "B" in FIG. , Indicates that it is necessary to increase the load acting by lowering the vertical movement platform 300.

그리고, 상기 컨트롤부(900)에서는 입력값이 측정값과 오차값을 더한 값보다 작으면 상기 상하이동대(300)가 상승하도록 상기 상하모터(410)가 작동하게 제어신호를 전송한다.In addition, the control unit 900 transmits a control signal to operate the vertical motor 410 so that the vertical movement table 300 rises when the input value is less than the sum of the measured value and the error value.

즉, 입력값이 측정값과 오차값을 더한 값보다 작다는 것은 도 8에서 "A"로 나타낸 경우로서, 상기 햅틱로드(580)가 시편(990)에 가하는 하중이 설정된 입력값보다 너무 크다는 것이므로, 상기 상하이동대(300)를 상승시켜 작용하는 하중을 감소시킬 필요가 있다는 점을 나타낸다.That is, the fact that the input value is smaller than the sum of the measured value and the error value is the case indicated by “A” in FIG. , indicates that it is necessary to reduce the load acting by raising the vertical and horizontal table 300.

도 8 및 도 9에는 상기 로드셀(730)에서 측정되는 상기 햅틱로드(580)에 의해 시편(990)에 작용하는 하중의 측정값을 그래프로 나타낸다.8 and 9 show graphs of the measured value of the load applied to the specimen 990 by the haptic rod 580 measured by the load cell 730.

도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 측정값이 설정된 입력값을 중심으로 오차값(오차범위)을 벗어난 경우에는 상하모터(410)는 상승 또는 하강 작동을 하게 제어한다.As shown in FIGS. 8 and 9 , when the measured value is out of the error value (error range) centered on the set input value, the up and down motor 410 is controlled to ascend or descend.

상기와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 하중 피드백 인가장치에 의하면, 실시간으로 측정되는 시편에 작용하는 햅틱로드(580)의 하중 측정값과 설정된 입력값 및 오차값을 이용하여 검증하고, 측정값에 이상이 있는 경우 상하이동대(300)를 상승 또는 하강시켜 교정하는 것이 가능하다.As described above, according to the haptic load feedback applying device according to an embodiment of the present invention, the load measurement value of the haptic rod 580 acting on the specimen measured in real time and the set input value and error value are used to verify and measure If there is an error in the value, it is possible to correct it by raising or lowering the vertical and horizontal table 300.

따라서, 별도의 하드웨어적으로 추가로 무게추를 추가하거나 감소시키는 등의 하중 변화의 번거로움을 해결할 수 있고, 상대적으로 느린 실험 속도도 해결할 수 있다.Therefore, it is possible to solve the hassle of changing the load, such as adding or reducing additional weights as separate hardware, and also solve the relatively slow experiment speed.

상기에서는 본 발명에 따른 햅틱 하중 피드백 인가장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 청구범위와 발명의 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.In the above, the preferred embodiment of the haptic load feedback applying device according to the present invention has been described, but the present invention is not limited thereto, and various modifications and implementations are possible within the scope of the claims and the description of the invention and the accompanying drawings. , which also falls within the scope of the present invention.

100 - 베이스테이블, 200 - 수직프레임, 300 - 상하이동대, 360 - 안내로드
410 - 상하모터, 420 - 하중인가모터, 500 - 푸쉬블록, 520 - 작동구멍
580 - 햅틱로드, 600 - 상하작동장치, 610 - 동력전달부재, 612 - 구동풀리
614 - 벨트, 616 - 종동풀리, 620 - 작동디스크, 630 - 편심디스크
660 - 안내부싱, 710 - 상하감지센서, 712 - 원점센서, 714 - 상한센서
716 - 하한센서, 720 - 푸쉬감지센서, 722 - 고위센서, 724 - 저위센서
730 - 로드셀, 800 - 컨트롤부, 990 - 시편
100 - base table, 200 - vertical frame, 300 - Shanghai Dong University, 360 - guide rod
410 - up and down motor, 420 - load application motor, 500 - push block, 520 - operation hole
580 - haptic rod, 600 - up and down operation device, 610 - power transmission member, 612 - drive pulley
614 - belt, 616 - driven pulley, 620 - operating disc, 630 - eccentric disc
660 - guide bushing, 710 - upper and lower detection sensor, 712 - origin sensor, 714 - upper limit sensor
716 - lower limit sensor, 720 - push detection sensor, 722 - high level sensor, 724 - low level sensor
730 - load cell, 800 - control unit, 990 - specimen

Claims (6)

베이스테이블과, 상기 베이스테이블의 한쪽에 수직으로 세워져 설치되는 수직프레임과, 상기 수직프레임에 상하이동이 가능하게 결합 설치되는 상하이동대와, 상기 수직프레임에 설치되고 상기 상하이동대의 상하이동을 위한 동력원인 상하모터와, 상기 상하이동대의 한쪽에 설치되는 하중인가모터와, 상기 상하이동대에 상하이동이 가능하게 결합 설치되고 하단에는 햅틱로드가 돌출 형성되는 푸쉬블록과, 상기 하중인가모터의 회전력을 전달받아 상기 푸쉬블록에 상하운동으로 변환하여 전달하는 상하작동장치와, 상기 수직프레임에 설치되고 상기 상하이동대의 승강위치를 감지하는 복수의 상하감지센서와, 상기 상하이동대에 설치되고 상기 푸쉬블록의 승강위치를 감지하는 푸쉬감지센서와, 상기 베이스테이블에 설치되고 시편에 작용하는 하중을 측정하는 로드셀을 포함하고,
상기 상하작동장치는 상기 하중인가모터의 회전력을 전달받아 회전하며 상기 상하이동대에 회전가능하게 설치되는 작동디스크와, 상기 하중인가모터의 회전력을 상기 작동디스크로 전달하는 동력전달부재와, 상기 작동디스크에 편심된 상태로 설치되고 상기 푸쉬블록에 횡으로 긴 형상으로 형성되는 작동구멍에 삽입 결합되는 편심디스크를 포함하는 햅틱 하중 피드백 인가장치.
A base table, a vertical frame erected and installed vertically on one side of the base table, a vertical moving table coupled and installed to enable vertical movement to the vertical frame, and a power source for vertical movement of the vertical moving table installed on the vertical frame A vertical motor, a load applying motor installed on one side of the vertical moving table, a push block coupled to the vertical moving table to enable vertical movement and having a haptic rod protruding from the lower end, and receiving the rotational force of the load applying motor, A vertical operation device that converts and transmits vertical movement to the push block, a plurality of up and down sensors installed on the vertical frame and detecting the lifting position of the vertical moving table, and installed on the vertical moving table and detecting the lifting position of the push block. It includes a push sensor for detecting and a load cell installed on the base table and measuring the load acting on the specimen,
The vertical actuating device includes an actuating disk rotatably installed on the vertical movement base and rotating by receiving the rotational force of the load applying motor, a power transmission member transmitting the rotational force of the load applying motor to the actuating disc, and the actuating disc. A haptic load feedback application device including an eccentric disk installed in an eccentric state and inserted into an operation hole formed in a transversely long shape in the push block.
청구항 1에 있어서,
상기 상하이동대에 수직한 방향으로 한쌍의 안내로드를 설치하고, 상기 푸쉬블록의 양 옆쪽에는 상기 안내로드가 미끄럼이동이 가능하게 관통 삽입되는 안내부싱을 설치하는 햅틱 하중 피드백 인가장치.
The method of claim 1,
A device for applying haptic load feedback, wherein a pair of guide rods are installed in a direction perpendicular to the vertical movement table, and guide bushings are installed on both sides of the push block, through which the guide rods are slidably inserted.
청구항 1에 있어서,
상기 상하감지센서는 상기 상하이동대가 기준위치에 있는지를 감지하는 원점센서와, 상기 상하이동대가 최고 설정높이에 도달했는지를 감지하는 상한센서와, 상기 상하이동대가 최저 설정높이에 도달했는지를 감지하는 하한센서를 포함하고,
상기 푸쉬감지센서는 상기 푸쉬블록의 최고 상승위치를 감지하는 고위센서와, 상기 푸쉬블록의 최저 하강위치를 감지하는 저위센서를 포함하는 햅틱 하중 피드백 인가장치.
The method of claim 1,
The vertical detection sensor includes an origin sensor for detecting whether the vertical movement table is at a reference position, an upper limit sensor for detecting whether the vertical movement table has reached a maximum set height, and a vertical movement table for detecting whether it has reached a minimum set height. Including the lower limit sensor,
The push sensor includes a high level sensor for detecting the highest ascending position of the push block and a low level sensor for detecting the lowest descending position of the push block.
청구항 1에 있어서,
컨트롤부를 더 포함하고,
상기 컨트롤부에서는 상기 푸쉬블록의 햅틱로드가 접하여 가해진 하중을 감지한 상기 로드셀의 측정값과 설정된 입력값 사이의 차이가 설정된 오차값보다 작거나 같으면 상기 상하모터가 정지하도록 제어신호를 전송하고, 상기 푸쉬블록의 햅틱로드가 접하여 가해진 하중을 감지한 상기 로드셀의 측정값과 설정된 입력값 사이의 차이가 설정된 오차값보다 크고 입력값이 측정값과 오차값을 더한 값보다 크면 상기 상하이동대가 하강하도록 상기 상하모터가 작동하게 제어신호를 전송하고, 상기 푸쉬블록의 햅틱로드가 접하여 가해진 하중을 감지한 상기 로드셀의 측정값과 설정된 입력값 사이의 차이가 설정된 오차값보다 크고 입력값이 측정값과 오차값을 더한 값보다 작으면 상기 상하이동대가 상승하도록 상기 상하모터가 작동하게 제어신호를 전송하는 햅틱 하중 피드백 인가장치.
The method of claim 1,
Including more control unit,
The control unit transmits a control signal to stop the up and down motor when the difference between the measured value of the load cell and the set input value detecting the load applied by the haptic rod of the push block is smaller than or equal to the set error value, When the difference between the measured value of the load cell detecting the load applied by the haptic rod of the push block and the set input value is greater than the set error value and the input value is greater than the sum of the measured value and the error value, the vertical movement table is lowered. A control signal is transmitted so that the vertical motor operates, and the difference between the measured value of the load cell detecting the load applied by the haptic rod of the push block and the set input value is greater than the set error value, and the input value is the measured value and the error value If it is less than the sum of , the haptic load feedback application device transmits a control signal to operate the vertical motor so that the vertical movement table rises.
청구항 4에 있어서,
상기 상하감지센서는 상기 상하이동대가 기준위치에 있는지를 감지하는 원점센서와, 상기 상하이동대가 최고 설정높이에 도달했는지를 감지하는 상한센서와, 상기 상하이동대가 최저 설정높이에 도달했는지를 감지하는 하한센서를 포함하고,
상기 컨트롤부에서는 상기 상하이동대의 상승위치를 상기 상한센서에서 감지하면 상기 상하모터가 정지하거나 상기 상하이동대가 하강하도록 작동하게 제어신호를 전송하고, 상기 상하이동대의 하강위치를 상기 하한센서에서 감지하면 상기 상하모터가 정지하거나 상기 상하이동대가 상승하도록 작동하게 제어신호를 전송하는 햅틱 하중 피드백 인가장치.
The method of claim 4,
The vertical detection sensor includes an origin sensor for detecting whether the vertical movement table is at a reference position, an upper limit sensor for detecting whether the vertical movement table has reached a maximum set height, and a vertical movement table for detecting whether it has reached a minimum set height. Including the lower limit sensor,
The control unit transmits a control signal to stop the vertical motor or operate the vertical movement table to descend when the upper limit sensor detects the rising position of the vertical moving table, and when the lower limit sensor detects the lowering position of the vertical moving table. A haptic load feedback applying device for transmitting a control signal to stop the vertical motor or operate the vertical movement table to rise.
청구항 4에 있어서,
상기 상하감지센서는 상기 상하이동대가 기준위치에 있는지를 감지하는 원점센서와, 상기 상하이동대가 최고 설정높이에 도달했는지를 감지하는 상한센서와, 상기 상하이동대가 최저 설정높이에 도달했는지를 감지하는 하한센서를 포함하고,
상기 컨트롤부에서는 전원이 오프되거나 측정을 정지하는 신호가 입력되면, 상기 푸쉬블록이 초기위치로 이동하게 작동한 다음 정지하도록 상기 하중인가모터로 제어신호를 전송하고, 상기 원점센서에서 상기 상하이동대의 위치를 감지한 다음 정지하도록 상기 상하모터로 제어신호를 전송하는 햅틱 하중 피드백 인가장치.
The method of claim 4,
The vertical detection sensor includes an origin sensor for detecting whether the vertical movement table is at a reference position, an upper limit sensor for detecting whether the vertical movement table has reached a maximum set height, and a vertical movement table for detecting whether it has reached a minimum set height. Including the lower limit sensor,
In the control unit, when power is turned off or a signal to stop measurement is input, the push block operates to move to the initial position and then transmits a control signal to the load applying motor to stop, and the origin sensor transmits a control signal to the vertical movement unit. A haptic load feedback applying device that detects a position and then transmits a control signal to the vertical motor to stop.
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