KR20180044148A - Haptic glove - Google Patents

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KR20180044148A
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Abstract

The present invention relates to an outer skin type haptic glove which can be provided with a flexible and thin form. The present invention relates to the haptic glove which includes: an outer skin part which is worn on a hand of a user and includes at least one finger insertion part into which a finger of the user is inserted; and a kinesthesia providing unit which is located on the outer skin part corresponding to a joint part of a hand or a finger of the user and provides kinesthesia. The kinesthesia providing unit includes a magneto-rheological fluid. Accordingly, the present invention can provide the kinesthesia to a hand or a finger of the user by using the magneto-rheological fluid.

Description

햅틱 글로브 {HAPTIC GLOVE}Haptic glove {HAPTIC GLOVE}

본 발명은 햅틱 글로브에 대한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 유연하고 얇은 형태로 근감각 또는 피부감각을 제공하는 외피부형 햅틱 글로브에 대한 것이다. The present invention is directed to a haptic globe. More particularly, the present invention relates to a shell-shaped haptic globe that provides a muscular or skin sensation in a flexible, thin form.

가상현실(Virtual Reality)은 컴퓨터와 멀티미디어 기술을 이용하여 사이버 공간 상에 구현된 가상 환경을 의미한다. 이에 대해 증강현실(Augmented Reality)은 가상 공간과 실제 공간을 중첩한 것을 말한다. 최근 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display; HMD) 형식의 가상현실 영상장치가 개발되면서 가상현실과 증강현실에 대한 관심이 증가하고 있다. Virtual Reality refers to a virtual environment implemented in cyberspace using computers and multimedia technologies. Augmented Reality, on the other hand, refers to overlapping virtual space and actual space. Recently, as the head mounted display (HMD) type virtual reality imaging device has been developed, interest in virtual reality and augmented reality is increasing.

한편, 시각과 청각에 의존하는 감각 전달 기술과 더불어 촉감이나 역감을 느끼게 하는 햅틱(Haptic) 기술을 함께 적용하는 경우 사용자에게 보다 현실감있는 정보를 제공하는 것이 가능하다. 사용자가 가상현실이나 증강현실을 체험할 때 햅틱 정보를 함께 제공하면 사용자의 몰입감을 향상시키고 사용자가 가상 객체를 직관적으로 조작할 수 있도록 하는 것이 가능하다. On the other hand, it is possible to provide more realistic information to the user when applying the haptic technology that makes the sensation or the sense of reversibility together with the sensory transmission technology depending on the visual and auditory sense. Providing haptic information together when a user experiences virtual reality or augmented reality improves the immersion feeling of the user and allows the user to intuitively manipulate the virtual object.

한국 공개특허 제10-2014-0132649호(2014.11.18. 공개)는 수술로봇의 제어가 직관적으로 이루어지도록 햅틱 피드백을 제공하는 햅틱 글로브를 개시한다. 상기 햅틱 글로브는 진동을 인가하는 복수의 진동자를 구비하여 햅틱 피드백을 제시하나, 실제적인 역감을 제시하는 것이 아니어서 제시할 수 있는 감각 정보가 제한적이다. Korean Patent Laid-Open No. 10-2014-0132649 (published on November 18, 2014) discloses a haptic glove that provides haptic feedback so that the control of a surgical robot is intuitively performed. The haptic globe is provided with a plurality of vibrators for applying vibrations to present haptic feedback but does not present an actual reversibility, so there is limited sensory information that can be presented.

한편, 외골격(exoskeleton) 구조를 이용하여 사용자의 손에 근감각을 제시하는 기술이 개발되고 있다. 일례로 미국 공개특허 제2016-0018892호(2016.01.21. 공개)는 외골격 구조를 이용하여 반력을 제공하는 핸드 모션 캡쳐링 장치를 개시한다. 그러나, 외골격 구조를 이용한 햅틱 글로브는 장치가 크고 무거울 뿐 아니라 불안정성을 야기할 가능성이 존재한다. On the other hand, techniques for presenting muscles in the hands of the user using an exoskeleton structure have been developed. For example, US Patent Publication No. 2016-0018892 (published on Jan 21, 2016) discloses a hand motion capturing device that provides reaction force using an exoskeleton structure. However, the haptic glove using the exoskeleton structure has a possibility that not only the apparatus is large and heavy but also causes instability.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 유연하고 얇은 형태로 제공 가능한 외피부형 햅틱 글로브를 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a shell-type haptic globe capable of providing a flexible and thin shape.

또한, 본 발명은 근감각 또는 피부감각을 제공하는 것이 가능한 외피부형 햅틱 글로브를 제공하는 것을 목적으로 한다. It is also an object of the present invention to provide a shell-shaped haptic globe capable of providing muscular or skin sensation.

본 발명은, 사용자의 손에 착용되며, 상기 사용자의 손가락이 삽입되는 적어도 하나의 손가락 삽입부를 포함하는 외피부; 및 상기 사용자의 상기 손 또는 손가락의 관절 부분에 대응되는 상기 외피부에 위치하여 역감을 제공하는 역감 제공부;를 포함하고, 상기 역감 제공부는 자기 유변 유체를 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 글로브를 제공한다. The present invention relates to an outer skin which is worn on a user's hand and includes at least one finger insertion portion into which the user's finger is inserted; And a reverse sensation unit disposed on the outer skin corresponding to a joint part of the user's hand or finger to provide a reversed sense, and the negative sensation providing unit includes a magnetorheological fluid. do.

일 실시예에 있어서, 상기 역감 제공부는, 복수의 자력 발생부와, 상기 복수의 자력 발생부 사이에 위치하며 상기 자기 유변 유체가 충진된 MR 챔버를 포함할 수 있다. In one embodiment, the negative sense providing portion may include a plurality of magnetic force generating portions and an MR chamber which is located between the plurality of magnetic force generating portions and filled with the magnetorheological fluid.

또한, 상기 자력 발생부는 전자석으로 구비되고, 상기 자력 발생부에 의해 자력이 발생한 경우 상기 MR 챔버의 상기 자기 유변 유체의 점성이 변화하여 저항력을 제공할 수 있다. In addition, the magnetic force generating portion is provided as an electromagnet, and when the magnetic force is generated by the magnetic force generating portion, the viscosity of the magnetorheological fluid of the MR chamber changes to provide a resistance force.

또한, 상기 역감 제공부는 상기 사용자의 손가락의 길이 방향을 따라 배치될 수 있다. In addition, the negative sensation providing unit may be disposed along the longitudinal direction of the user's finger.

일 실시예에 있어서, 상기 자력 발생부와 상기 MR 챔버는 링 형태로 구비되고 링의 사이로 손가락이 통과하도록 구성될 수 있다. In one embodiment, the magnetic force generating section and the MR chamber are provided in a ring shape and can be configured so that a finger passes through the ring.

상기 햅틱 글로브는 상기 자력 발생부의 자력을 제어하는 제어부를 추가로 포함할 수 있다. The haptic globe may further include a control unit for controlling the magnetic force of the magnetic force generating unit.

또한, 본 발명에 따른 햅틱 글로브의 상기 외피부에는 전기활성 폴리머와, 상기 전기활성 폴리머의 양면에 배치된 한 쌍의 전극을 포함하는 적어도 하나의 진동 제공부가 추가로 포함될 수 있다. 상기 한 쌍의 전극에는 AC 전원이 인가될 수 있다. The outer skin of the haptic glove according to the present invention may further include at least one vibration providing unit including an electroactive polymer and a pair of electrodes disposed on both sides of the electroactive polymer. AC power may be applied to the pair of electrodes.

또한, 상기 전기활성 폴리머는 상기 역감 제공부와 중첩되어 배치될 수 있다. In addition, the electroactive polymer may be disposed so as to overlap with the antidiscerting.

본 발명에 따르면, 자기 유변 유체를 활용하여 사용자의 손 또는 손가락에 근 감각을 제공하며, 유연하고 얇은 형태로 근감각 또는 피부감각을 제시하는 외피부형 햅틱 글로브가 제공된다. According to the present invention, a shell-shaped haptic globe is provided that utilizes a magnetorheological fluid to provide a muscular feel to the user's hand or finger and present a muscular or skin sensation in a flexible and thin form.

상기 자기 유변 유체를 포함하는 역감 제공부는 손의 관절 부분에 위치하여 관절 부분이 소정 방향으로 회전할 수 있도록 하는 것이 가능하며, 복잡하고 무거운 외골격을 구비하여야 하는 단점을 해소할 수 있다. The back feeling providing unit including the magnetorheological fluid is located in the joint part of the hand so that the joint part can be rotated in a predetermined direction, and the disadvantage of having a complicated and heavy exoskeleton can be solved.

또한, 종래에는 단순한 진동만을 제공할 수 있었으나, 본 발명에 따르면 전기활성 폴리머를 이용한 유연한 필름형 진동 모듈을 구비하여 다양한 진동의 제공이 가능하다는 장점이 있다. Further, according to the present invention, only a simple vibration can be provided. However, according to the present invention, it is possible to provide a flexible film type vibration module using an electroactive polymer to provide various vibrations.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 햅틱 글로브를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 햅틱 글로브에 있어서, 역감 제공부가 햅틱 글로브의 손가락 삽입부에 구비되는 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 햅틱 글로브에 있어서, 역감 제공부의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 햅틱 글로브에 있어서, 역감 제공부를 구성하는 자력 발생부의 일 실시 형태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 햅틱 글로브에 있어서, 역감 제공부의 작동 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 햅틱 글로브에 있어서, 진동 제공부가 햅틱 글로브의 손가락 삽입부에 구비되는 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 햅틱 글로브에 있어서, 진동 제공부의 작동 원리를 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 햅틱 글로브에 있어서, 진동 제공부의 작동 상태를 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 햅틱 글로브에 있어서, 역감과 진동을 함께 제공하는 구성을 도시한 도면이다. 1 is a schematic view of a haptic glove according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view illustrating a configuration in which a back feeling providing unit is provided in a finger insertion unit of a haptic glove in the haptic globe according to the first embodiment of the present invention. FIG.
3 is a perspective view of a haptic providing unit in the haptic glove according to the first embodiment of the present invention.
4 is a view showing an embodiment of a magnetic force generating unit constituting a reversed sense providing unit in the haptic globe according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view showing an operation state of a reversed sense providing unit in the haptic glove according to the first embodiment of the present invention. FIG.
6 is a view showing a configuration in which, in the haptic glove according to the second embodiment of the present invention, the vibration providing portion is provided in the finger insertion portion of the haptic globe.
7 is a view for explaining the operation principle of the vibration providing portion in the haptic globe according to the second embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining the operating state of the vibration providing portion in the haptic globe according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a view showing a configuration for providing a reversible vibration and a vibration together in the haptic globe according to the third embodiment of the present invention. FIG.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, the preferred embodiments of the present invention will be described below, but it is needless to say that the technical idea of the present invention is not limited thereto and can be variously modified by those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 햅틱 글로브를 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a schematic view of a haptic glove according to a first embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 햅틱 글로브(10)는 사용자의 손에 착용될 수 있는 형태로 제공된다. 이에 따라 햅틱 글로브(10)는 외형을 이루며 사용자의 손을 감싸는 장갑 형태로 구비되는 외피부(20)를 포함한다. 외피부(20)는 사용자의 손에 착용되었을 때 사용자의 손가락 중 적어도 하나가 삽입될 수 있는 손가락 삽입부(22)를 구비한다. 도 1의 경우 다섯 개의 손가락이 삽입될 수 있는 구조로 제시되었으나, 사용자의 손가락이 삽입되는 손가락 삽입부(22)는 다섯 개보다 작을 수 있음은 물론이다. The haptic globe 10 according to the present invention is provided in a form that can be worn by a user. Accordingly, the haptic glove 10 includes an outer skin 20 having an outer shape and being provided in the form of a glove to surround a user's hand. The outer skin 20 has a finger insertion portion 22 into which at least one of the user's fingers can be inserted when worn on the user's hand. In the case of FIG. 1, five fingers can be inserted. However, it is needless to say that the number of the finger insertion portions 22 into which the user's fingers are inserted may be smaller than five.

햅틱 글로브(10)는 상기 외피부(20)의 소정 위치에 구비되며 사용자의 손에 역감을 제공하는 적어도 하나의 역감 제공부(30, 36), 및 역감 제공부(30, 36)의 작동을 제어하는 제어부(50)를 포함한다. 역감 제공부(30, 36)는 사용자의 손가락이 위치하는 부분, 특히 손가락의 관절이 위치하는 부분에 구비될 수 있다. 제어부(50)는 케이블(52)을 통해 역감 제공부(30, 36)에 전기적으로 연결될 수 있다.The haptic glove 10 includes at least one reversing device 30 and 36 provided at a predetermined position of the outer skin 20 and providing a reversing effect to the user's hand and an operation of the reversing device 30 and 36 And a control unit 50 for controlling the apparatus. The antidaptors 30 and 36 may be provided at a portion where the user's finger is located, in particular, at a portion where the joint of the finger is located. The control unit 50 may be electrically connected to the reverse decelerators 30 and 36 via the cable 52.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 햅틱 글로브에 있어서, 역감 제공부가 햅틱 글로브의 손가락 삽입부에 구비되는 구성을 도시한 도면(도 1의 A-A' 방향 단면도)이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 햅틱 글로브에 있어서, 역감 제공부의 사시도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 햅틱 글로브에 있어서, 역감 제공부를 구성하는 자력 발생부의 일 실시 형태를 도시한 도면이다. FIG. 2 is a view (in the AA 'sectional view in FIG. 1) showing a configuration in which a negative-feeling providing portion is provided in a finger inserting portion of a haptic glove in the haptic glove according to the first embodiment of the present invention, In the haptic glove according to the first embodiment of the present invention. 4 is a view showing an embodiment of a magnetic force generating unit constituting a reversed sense providing unit in the haptic globe according to the first embodiment of the present invention.

일 실시예에 있어서, 역감 제공부(30, 36)는 사용자의 손가락(1)이 삽입되는 외피부(20)의 손가락 삽입부(22)에 구비된다. 상기 역감 제공부(30, 36)는 사용자의 손가락(1)의 관절 부분(2, 4)에 위치할 수 있다. 역감 제공부(30, 36)는 사용자의 손가락(1)의 관절 부분의 움직임을 제한함으로써 근감각을 제시할 수 있다. 손을 움직이는 경우, 사용자는 손가락(1)의 움직임을 통해 주된 역감을 느낄 수 있으므로, 역감 제공부(30, 36)가 사용자의 손가락(1)의 관절 부분(2, 4)에 위치하면 사용자에게 보다 적절한 근감각을 제공할 수 있다.In one embodiment, the reversing device 30, 36 is provided in the finger insertion portion 22 of the outer skin 20 into which the user's finger 1 is inserted. The antidaptor 30, 36 may be located at the joints 2, 4 of the user's finger 1. The antidaptors 30 and 36 can present the muscular sensation by restricting the movement of the joint part of the user's finger 1. When the hand moves, the user can feel the main reversal through the movement of the finger 1, so that if the reversing device 30, 36 is positioned on the joint part 2, 4 of the user's finger 1, It is possible to provide a more appropriate muscular sensation.

손은 손허리뼈(metacarpus)에 손가락뼈(phalnages)가 연결되어 있고, 손가락뼈는 엄지 손가락의 경우 2개, 나머지 손가락은 3개씩 있다. 이에 따라, 손가락뼈와 손허리뼈가 연결되는 관절 부분 1개와, 손가락뼈들을 상호 연결하는 관절 부분으로서 엄지 손가락은 1개, 나머지 손가락은 2개가 있다. 본 발명에 따른 햅틱 글로브(10)에 있어서, 역감 제공부(30, 36)는 손가락과 손허리뼈를 연결하는 관절 부분 또는 손가락뼈를 연결하는 관절 부분에 위치할 수 있다. 또한, 발명의 실시에 있어서, 상기 역감 제공부(30, 36)는 손등이나 손바닥에 대응하는 위치에 구비되어 손의 움직임을 제한하도록 배치되는 것도 가능하다. The hands are connected to the phalanges of the metacarpus, and the fingers of the thumb are two and the rest of the fingers are three. Thereby, one joint part connecting the finger bone and the back and back bone, and one joint part connecting the finger bones, one thumb and the other two fingers. In the haptic glove 10 according to the present invention, the antidaptor 30, 36 may be located at the joint portion connecting the fingers and the back and forth bones or the joint portion connecting the finger bones. In addition, in the practice of the invention, the antidycolysis treatments 30 and 36 may be disposed at positions corresponding to the back of the hand or the palm of the hand so as to limit the movement of the hand.

도 2에서는 검지나 중지와 같은 손가락(1)이 손가락 삽입부(22)에 삽입된 상태를 도시한다. 이에 따라, 손가락(1)의 제 1 관절 부분(2)과 제 2 관절 부분(4)에 역감 제공부(30, 36)가 위치한다. 2 shows a state in which the finger 1 such as the detection or the stop is inserted into the finger insertion portion 22. As shown in Fig. Thereby, the first and second joint portions 2 and 4 of the finger 1 are positioned with the antisense supplies 30 and 36, respectively.

제 1 관절 부분(2)에 위치한 역감 제공부(30)와 제 2 관절 부분(4)에 위치한 역감 제공부(36)은 동일한 구성으로 형성될 수 있는바, 역감 제공부(30)을 대상으로 하여 설명한다. The reversal control unit 30 located in the first joint part 2 and the reversed control unit 36 located in the second joint part 4 can be formed in the same configuration, .

역감 제공부(30)는 복수의 자력 발생부(32) 및 복수의 자력 발생부(32) 사이에 위치한 MR 챔버(34)를 포함한다. 복수의 자력 발생부(32)는 소정 간격으로 이격 배치된 제 1 내지 제 4 자력 발생부(32a, 32b, 32c, 32d)를 포함할 수 있다. MR 챔버(34)는 상기 제 1 내지 제 4 자력 발생부(32a, 32b, 32c, 32d) 사이에 위치한 제 1 내지 제 3 MR 챔버(34a, 34b, 34c)를 포함할 수 있다. MR 챔버(34a, 34b, 34c)에는 자기 유변 유체(Magneto-Rheological Fluid : MR 유체, 40)가 충진된다.The antidaptor 30 includes an MR chamber 34 located between a plurality of magnetic force generating portions 32 and a plurality of magnetic force generating portions 32. [ The plurality of magnetic force generating units 32 may include first to fourth magnetic force generating units 32a, 32b, 32c, and 32d spaced apart at a predetermined interval. The MR chamber 34 may include first to third MR chambers 34a, 34b, and 34c positioned between the first to fourth magnetic force generating units 32a, 32b, 32c, and 32d. The MR chambers 34a, 34b and 34c are filled with a Magneto-Rheological Fluid (MR fluid 40).

자력 발생부(32a, 32b, 32c, 32d)는 전자석으로 구성되고 제어부(50)에 의한 자력 조절이 가능한 형태로 구비된다. 상기 자력 발생부(36, 32b, 32c, 32d)는 판 형태로 구비될 수 있다.The magnetic force generating units 32a, 32b, 32c, and 32d are formed of electromagnets and are provided in such a manner that the magnetic force can be controlled by the control unit 50. [ The magnetic force generating units 36, 32b, 32c, and 32d may be provided in a plate shape.

MR 챔버(34a, 34b, 34c)는 유연한 소재 또는 형태가 변형될 수 있는 소재로 이루어질 수 있으며, 자력 발생부(32a, 32b, 32c, 32d)에 양 측면이 밀착 또는 부착된 형태로 구비될 수 있다. The MR chambers 34a, 34b and 34c may be made of a flexible material or a material whose shape can be deformed. The MR chambers 34a, 34b and 34c may be provided in a form in which both sides are closely attached to or attached to the magnetic force generating portions 32a, 32b, 32c and 32d have.

MR 유체(40)는 유체 내에 자성입자가 혼합된 형태이며, MR 유체(40)에 자기장이 인가되면 자성 입자가 자기장 방향으로 정렬하여 사슬 구조를 형성하게 되는 특징이 있다. 자력 발생부(32)에서 자력이 발생하면 MR 챔버(34) 내의 MR 유체(40)는 점성이 변화되며, 그에 따라 손가락의 관절 부분에의 근감각을 제공하는 것이 가능하다. 즉, MR 챔버(34) 내의 MR 유체(40)의 점성이 변화됨에 따라 역감 제공부(30, 36)가 구비된 손의 관절 부분에서의 자유로운 움직임이 제한되어 사용자가 근감각을 느낄 수 있게 된다. The MR fluid 40 is a mixture of magnetic particles in the fluid, and when the magnetic field is applied to the MR fluid 40, the magnetic particles are aligned in the magnetic field direction to form a chain structure. When a magnetic force is generated in the magnetic force generating portion 32, the MR fluid 40 in the MR chamber 34 is changed in viscosity, and thus it is possible to provide a muscle sense to the joint portion of the finger. That is, as the viscosity of the MR fluid 40 in the MR chamber 34 is changed, the free movement of the hands of the back-decliner 30, 36 is limited, and the user can feel the muscular feeling .

복수의 자력 발생부(32a, 32b, 32c, 32d)와 그 사이의 MR 챔버(34a, 34b, 34c)는 손가락의 길이 방향을 따라 배치될 수 있다. The plurality of magnetic force generating portions 32a, 32b, 32c, and 32d and the MR chambers 34a, 34b, and 34c therebetween may be disposed along the longitudinal direction of the finger.

도 3을 참조하면, 자력 발생부(32)와 MR 챔버(34)는 링 형태로 구성되고, 그 내부에 손가락이 관통하는 형태로 구성될 수 있다. 도 2나 도 3에서는 4개의 자력 발생부(32a, 32b, 32c, 32d)와 그 사이에 구비된 3 개의 MR 챔버(34a, 34b, 34c)를 도시하였으나, 자력 발생부(32) 및 MR 챔버(34)의 갯수는 필요에 따라 증감하는 것이 가능하다. Referring to FIG. 3, the magnetic force generating unit 32 and the MR chamber 34 are formed in a ring shape, and a finger may penetrate the magnetic force generating unit 32 and the MR chamber 34. Although the four magnetic force generating portions 32a, 32b, 32c and 32d and the three MR chambers 34a, 34b and 34c provided therebetween are shown in FIGS. 2 and 3, the magnetic force generating portion 32 and the MR chamber (34) can be increased or decreased as needed.

도 4를 참조하면, 자력 발생부(32a)는 링 형상으로 구성되고, 그 내부에 코일(33)이 구비된 형태로 구성될 수 있다. 상기 코일(33)에 전력이 공급되는 경우 자력이 발생된다. Referring to FIG. 4, the magnetic force generating portion 32a may be formed in a ring shape, and a coil 33 may be provided therein. When electric power is supplied to the coil 33, a magnetic force is generated.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 햅틱 글로브에 있어서, 역감 제공부의 작동 상태를 도시한 도면이다. FIG. 5 is a view showing an operation state of a reversed sense providing unit in the haptic glove according to the first embodiment of the present invention. FIG.

도 5는 손가락(1)을 일부 굽힘 상태에서 역감 제공부(30, 36)가 작동한 상태를 도시한다. Fig. 5 shows a state in which the antidaptors 30 and 36 are operated while the finger 1 is partially bent.

제어부(50)는 각 역감 제공부(30, 36)에 구비되는 자력 발생부(32a, 32b, 32c, 32d)의 자력을 제어함으로서 역감 제공부(30, 36)의 작동을 제어한다. The control unit 50 controls the operation of the reverse decelerators 30 and 36 by controlling the magnetic forces of the magnetic force generating units 32a, 32b, 32c and 32d provided in the reverse decelerators 30 and 36. [

자력 발생부(32a, 32b, 32c, 32d)에 의해 자력이 발생하면, MR 챔버(34a, 34b, 34c) 내에 구비된 MR 유체(40)의 자성입자는 마그네틱 체인(magnetic chain, 42)을 형성하여 MR 유체(40)의 점성이 변화한다. 이에 따라 사용자가 손가락(1)을 더 굽히거나 펴려고 하는 경우 MR 챔버(34a, 34b, 34c) 내의 MR 유체(40)의 점성 변화로 인해 저항을 받게 된다. 자력 발생부(32a, 32b, 32c, 32d)의 자력의 크기를 변화시킴으로써 사용자가 받는 반력의 크기도 달라질 수 있다. When magnetic force is generated by the magnetic force generating units 32a, 32b, 32c and 32d, the magnetic particles of the MR fluid 40 provided in the MR chambers 34a, 34b and 34c form a magnetic chain 42 The viscosity of the MR fluid 40 changes. As a result, when the user tries to bend or unfold the finger 1, it is subjected to resistance due to the viscosity change of the MR fluid 40 in the MR chambers 34a, 34b, and 34c. By changing the magnitude of the magnetic force of the magnetic force generating units 32a, 32b, 32c, and 32d, the magnitude of the reaction force received by the user can also be changed.

이와 같이, 본 발명에 따른 햅틱 글로브(10)는 상술한 바와 같은 역감 제공부(30, 36)에서의 자력을 제어함으로써 손의 관절 부분 또는 손등이나 손바닥에 가해지는 저항력을 조절할 수 있다. As described above, the haptic globe 10 according to the present invention can control the resistance applied to the joint part of the hand, the back of the hand, or the palm of the hand by controlling the magnetic force in the reversing device 30, 36 as described above.

햅틱 글로브(10)에 복수의 역감 제공부가 구비되는 경우, 제어부(50)는 각 역감 제공부의 자력 발생부에 공급하는 전류 또는 전압을 제어하는 것만으로 사용자의 손에 제공하는 반력의 크기나 방향을 용이하게 제어할 수 있게 된다. When the haptic glove 10 is provided with a plurality of counter sense providing units, the control unit 50 controls the current or voltage supplied to the magnetic force generating units of the respective counter sense providing units so that the magnitude and direction of the reaction force So that it can be easily controlled.

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 햅틱 글로브에 있어서, 진동 제공부가 햅틱 글로브의 손가락 위치에 구비되는 구성을 도시한 도면이다. 6 is a view showing a configuration in which, in the haptic glove according to the second embodiment of the present invention, the vibration providing portion is provided at the finger position of the haptic glove.

도 6에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 햅틱 글로브는, 손가락 삽입부(22)에 진동을 발생하는 진동 제공부(62A, 62B)가 구비된 것을 특징으로 한다. 진동 제공부(62A, 62B)는 얇은 막 형태의 전기활성 폴리머(Eletroactive Polymer; EAP, 60)와, 상기 전기활성 폴리머(60)의 양면에 구비되는 전극(64a, 64b)을 포함한다. The haptic glove according to the second embodiment of the present invention as shown in Fig. 6 is characterized in that the haptic glove 62A and 62B for generating vibrations in the finger insertion unit 22 are provided. The vibrating supplies 62A and 62B include an electroactive polymer (EAP) 60 in the form of a thin film and electrodes 64a and 64b provided on both sides of the electroactive polymer 60. [

도 6에서는 제 1 진동 제공부(62A)와 제 2 진동 제공부(62B)가 구비된 것을 예시하였다. 이 경우, 전기활성 폴리머(60)는 제 1 진동 제공부(62A)와 제 2 진동 제공부(62B)가 공유하고, 제 1 진동 제공부(62A)와 제 2 진동 제공부(62B) 각각은 한 쌍의 전극(64a, 64b)을 구비하는 것으로 구성될 수 있다. In FIG. 6, the first vibrating feeder 62A and the second vibrating feeder 62B are provided. In this case, the electroactive polymer 60 is shared by the first vibrating feeder 62A and the second vibrating feeder 62B, and the first vibrating feeder 62A and the second vibrating feeder 62B, respectively, And a pair of electrodes 64a and 64b.

상기 진동 제공부(62A, 62B)는 햅틱 글로브(10)의 손가락 삽입부(22)의 내측면 또는 손등이나 손바닥면에 구비될 수 있다. 일 실시예에 있어서 상기 진동 제공부(62A, 62B)는 손가락 삽입부(22)의 내측 저면에 구비될 수 있다. 다만, 본 발명의 실시에 있어서 상기 진동 제공부(62A, 62B)는 외피부(20)의 어느 곳에 구비되어도 무방하다. The vibrating supplies 62A and 62B may be provided on the inner surface of the finger insertion portion 22 of the haptic globe 10, or on the back of the hand or the palm of the hand. In one embodiment, the vibration providing portions 62A and 62B may be provided on the inner bottom surface of the finger insertion portion 22. [ However, in the practice of the present invention, the vibrating supplies 62A and 62B may be provided anywhere on the outer skin 20.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 햅틱 글로브에 있어서, 진동 제공부의 작동 원리를 설명하는 도면이고, 도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 햅틱 글로브에 있어서, 진동 제공부의 작동 상태를 설명하는 도면이다. FIG. 7 is a view for explaining the operation principle of the vibration providing portion in the haptic globe according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a view for explaining a haptic glove according to the second embodiment of the present invention, Fig.

도 7을 참조하면, 전기활성 폴리머(60)의 작동 원리가 도시된다. 전기활성 폴리머(60)의 양면에 전극(64a, 64b)가 부착된 상태에서 전압을 인가하면 전기활성 폴리머(60)는 양(+)극 방향으로 이끌리게 되어 전극(64a, 64b) 사이의 거리가 감소된다. 전극(64a, 64b)에 AC 전원을 인가하면 전기활성 폴리머(60)는 전극(64a)와 전극(64b) 사이를 반복하여 이동하게 됨에 따라 진동이 발생된다. Referring to Figure 7, the operating principle of the electroactive polymer 60 is shown. When a voltage is applied in a state where the electrodes 64a and 64b are attached to both surfaces of the electroactive polymer 60, the electroactive polymer 60 is attracted in the positive polarity direction and the distance between the electrodes 64a and 64b . When AC power is applied to the electrodes 64a and 64b, the electroactive polymer 60 moves repeatedly between the electrode 64a and the electrode 64b, thereby generating vibration.

복수의 진동 제공부(62A, 62B)가 구비되는 경우, 도 8에서와 같이 복수의 지점에서 동일하거나 서로 다른 특성을 갖는 진동이 발생될 수 있다.When a plurality of vibrating feeders 62A and 62B are provided, vibrations having the same or different characteristics may be generated at a plurality of points as shown in FIG.

여기서 전기활성 폴리머는 젤 형태로 구비되는 것도 가능하다. 일 실시예에 있어서, 전기활성 폴리머는 PVC(Polyvinyl chloride)에 가소제를 혼합한 형태로 구비될 수 있다. 가소제는, 프탈레이트(Phthalate)계인 DBP(Di-butyl-phthalate), DEHP(=DOP, Di-2-ethylhexyl phthalate), DOP(Dioctyl phthalate), DOTP(Dioctyl terephthalate), DINP(Di-isononyl phthalate), DIDP(Di-isodecyl phthalate), BBP(Butyl benzyl phthalate), 논프탈레이트(Non-phthalate)계인 ATBC(Acetyl tributyl citrate), 시트레이트(Citrate)계인 TBC(tributyl Citrate), 벤조에이트(benzoate), 설포네이트(sulfonate), 싸이클로헥사노에이트(cyclohexanoate), 트리멜리(Trimelli) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The electroactive polymer may be provided in gel form. In one embodiment, the electroactive polymer may be provided in the form of a plasticizer mixed with polyvinyl chloride (PVC). Examples of the plasticizer include phthalate-based di-butyl phthalate (DBP), di-2-ethylhexyl phthalate (DEHP), DOP (Dioctyl terephthalate), DINP (Di-isononyl phthalate) But are not limited to, di-isodecyl phthalate (DIDP), butyl benzyl phthalate (BBP), non-phthalate type acetyl tributyl citrate (ATBC), citrate type tributyl citrate (TBC), benzoate, for example, at least one of sulfonate, cyclohexanoate, and trimellate.

도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 햅틱 글로브에 있어서, 역감과 진동을 함께 제공하는 구성을 도시한 도면이다. FIG. 9 is a view showing a configuration for providing a reversible vibration and a vibration together in the haptic globe according to the third embodiment of the present invention. FIG.

도 9을 참조하면, 손가락 삽입부(22)에는 도 2에 도시된 구성과 동일한 형태로 역감 제공부(30, 36)가 구비되는 한편, 전기활성 폴리머(60)를 포함하는 진동 제공부(62A, 62B)가 구비된다. 9, the finger inserting portion 22 is provided with the reverse declutching portions 30 and 36 in the same manner as the configuration shown in Fig. 2, while the vibration removing portion 62A including the electroactive polymer 60 , 62B are provided.

일 실시예에 있어서, 상기 진동 제공부(62A, 62B)는 역감 제공부(30, 36)의 내측에 구비될 수 있다. In one embodiment, the vibrating supplies 62A and 62B may be provided on the inner sides of the reversing devices 30 and 36.

도 9에 도시된 구성에 따르면, 제어부(50)는 사용자에게 역감 제공부(30, 36)에 의한 근 감각을 제시하는 한편, 진동 제공부(62A, 62B)에 의한 진동을 함께 제공하도록 제어할 수 있다. According to the configuration shown in Fig. 9, the control unit 50 controls the user to present the muscles sensed by the unbalance suppressing units 30 and 36, while simultaneously providing the vibration by the vibration providing units 62A and 62B .

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

10 : 햅틱 글로브
20 : 외피부
22 : 손가락 삽입부
30, 36 : 역감 제공부
32 : 자력 발생부
34 : MR 챔버
40 : MR 유체
50 : 제어부
60 : 전기활성 폴리머10: Haptic glove
20: external skin
22:
30, 36: reverse effect study
32:
34: MR chamber
40: MR fluid
50:
60: electroactive polymer

Claims (9)

사용자의 손에 착용되며, 상기 사용자의 손가락이 삽입되는 적어도 하나의 손가락 삽입부를 포함하는 외피부; 및
상기 사용자의 상기 손 또는 손가락의 관절 부분에 대응되는 상기 외피부에 위치하여 역감을 제공하는 역감 제공부;를 포함하고,
상기 역감 제공부는 자기 유변 유체를 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 글로브.An outer skin that is worn on a user's hand and includes at least one finger insertion portion into which the user's finger is inserted; And
And a reverse sensation unit for sensing a position of the external skin corresponding to a joint portion of the hand or the finger of the user,
Wherein the negative sense providing portion comprises a magnetorheological fluid. 제 1 항에 있어서,
상기 역감 제공부는, 복수의 자력 발생부와, 상기 복수의 자력 발생부 사이에 위치하며 상기 자기 유변 유체가 충진된 MR 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 글로브. The method according to claim 1,
Wherein the negative sense providing portion includes a plurality of magnetic force generating portions and an MR chamber which is located between the plurality of magnetic force generating portions and filled with the magnetorheological fluid. 제 2 항에 있어서,
상기 자력 발생부는 전자석으로 구비되고, 상기 자력 발생부에 의해 자력이 발생한 경우 상기 MR 챔버의 상기 자기 유변 유체의 점성이 변화하여 저항력을 제공하는 것을 특징으로 하는 햅틱 글로브.3. The method of claim 2,
Wherein the magnetic force generating portion is provided as an electromagnet and when the magnetic force is generated by the magnetic force generating portion, the viscosity of the magnetorheological fluid of the MR chamber changes to provide a resistance force. 제 2 항에 있어서,
상기 역감 제공부는 상기 사용자의 손가락의 길이 방향을 따라 배치된 것을 특징으로 하는 햅틱 글로브. 3. The method of claim 2,
And the negative sense providing portion is disposed along the length direction of the user's finger. 제 2 항에 있어서,
상기 자력 발생부와 상기 MR 챔버는 링 형태로 구비되는 것을 특징으로 하는 햅틱 글로브.3. The method of claim 2,
Wherein the magnetic force generating unit and the MR chamber are provided in a ring shape. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자력 발생부의 자력을 제어하는 제어부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 글로브. 6. The method according to any one of claims 1 to 5,
And a control unit for controlling the magnetic force of the magnetic force generating unit. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외피부에는 전기활성 폴리머와, 상기 전기활성 폴리머의 양면에 배치된 한 쌍의 전극을 포함하는 적어도 하나의 진동 제공부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 글로브. 6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the outer skin further comprises at least one vibration providing portion including an electroactive polymer and a pair of electrodes disposed on both sides of the electroactive polymer. 제 7 항에 있어서,
상기 한 쌍의 전극에는 AC 전원이 인가되는 것을 특징으로 하는 햅틱 글로브. 8. The method of claim 7,
And an AC power source is applied to the pair of electrodes. 제 7 항에 있어서,
상기 전기활성 폴리머는 상기 역감 제공부와 중첩되어 배치되는 것을 특징으로 하는 햅틱 글로브. 8. The method of claim 7,
Wherein said electroactive polymer is disposed superimposed on said antidaptor.
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