KR20190053623A - Hand Haptic Device - Google Patents

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KR20190053623A
KR20190053623A KR1020170149702A KR20170149702A KR20190053623A KR 20190053623 A KR20190053623 A KR 20190053623A KR 1020170149702 A KR1020170149702 A KR 1020170149702A KR 20170149702 A KR20170149702 A KR 20170149702A KR 20190053623 A KR20190053623 A KR 20190053623A
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한석영
문대환
강동원
나종범
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한양대학교 산학협력단
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a hand haptic device may comprise: a glove-shaped glove body fitted in a hand of a user; and a tactile feedback haptic unit provided at the glove body and providing tactile feedback to the user as much as an area of a face when the face of the tactile feedback haptic unit is in contact with an object for simulation.

Description

핸드 햅틱 장치{Hand Haptic Device}[Technical Field] The present invention relates to a hand haptic device,

본 발명은 핸드 햅틱 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 촉감 피드백 햅틱부를 통해서 수술 시뮬레이션 시 발생 가능한 촉감을 정확하면서도 실제적으로 피드백받을 수 있으며, 이를 통해 수술 시뮬레이션의 훈련 효과를 극대화할 수 있는 핸드 햅틱 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hand-haptic device, and more particularly, to a hand-haptic device capable of accurately and practically feedbacking a tactile sensation that can be generated in a surgical simulation through a tactile feedback haptic unit, ≪ / RTI >

햅틱(Haptic)이란, 컴퓨터의 기능 가운데 사용자의 입력 장치인 키보드와 마우스, 조이스틱 등을 통해 촉각과 힘, 운동감 등을 느끼게 하는 기술로서, 컴퓨터 촉각기술이라고 불리기도 한다. 햅틱 기술은 크게 힘 피드백과 촉각 피드백 두 영역으로 나눌 수 있는데, 이 중 힘 피드백은 기계적 인터페이스를 이용하여 사용자에게 힘과 운동감을 느끼도록 하는 기술로 이미 일상 생활의 여러 분야에서 경험해볼 수 있다. Haptic is a technology that makes the user feel touch, force, and sense of movement through a keyboard, a mouse, and a joystick, which are input devices of a computer, and is also called a computer haptic technique. Haptic technology can be divided into two areas: force feedback and tactile feedback. Force feedback is a technique that allows users to feel force and movement by using a mechanical interface, which can be experienced in various fields of daily life.

한편, 촉각 피드백에 가장 많이 활용되고 있는 분야는 의학 분야이다. 의학 분야에서도 가상 현실을 이용하여 수술 시뮬레이션 등을 실행하는데, 이 때 햅틱 기술의 촉각 피드백이 사용되는 것이다. On the other hand, medicine is the most frequently used field for tactile feedback. In the field of medicine, virtual reality is used to perform surgical simulations, etc. At this time, tactile feedback of haptic technology is used.

인체의 내부를 수술하는 상황에서는 카메라와 수술 도구에 전해지는 감각에 의존해서 수술을 진행해야 하기 때문에 수술 시 받을 수 있는 촉각에 대한 피드백이 무엇보다 중요한 것이다. In the situation where the inside of the human body is operated, the feedback on the tactile sensation that can be obtained during the operation is most important because the operation must be carried out depending on the senses transmitted to the camera and the surgical tool.

전술한 촉각 피드백이 적용되는 의료 장치로는 핸드 햅틱 장치가 있다. 기존의 핸드 햅틱 장치는, 예를 들면 대한민국 특허 출원번호 10-2015-0092859호에 개시된 것처럼, 장갑과 이에 부착된 복수 개의 진동자를 포함할 수 있다. 이러한 핸드 햅틱 장치를 예를 들면 의사가 끼고 수술 시뮬레이션을 실행하는 경우, 진동자가 진동하여 촉각을 느낄 수 있는 것이다.A medical device to which the tactile feedback described above is applied is a hand haptic device. Conventional hand haptic devices may include a glove and a plurality of vibrators attached thereto, for example, as disclosed in Korean Patent Application No. 10-2015-0092859. When such a hand haptic device, for example, executes a surgical simulation involving a doctor, the vibrator may vibrate and feel a tactile sense.

그런데, 종래의 핸드 햅틱 장치에 있어서는, 진동자가 장갑에 부분적으로 붙어 있어 물체에 대한 정확한 촉각 피드백을 할 수 없다는 한계가 있다. 의사가 정확한 촉각 피드백을 받을 수 없어 실제 수술과 촉각이 다름으로 시뮬레이션의 의미가 약해지는 것이다. However, in the conventional hand haptic device, there is a limitation that the vibrator is partially attached to the glove, and accurate tactile feedback can not be performed on the object. The physician can not receive accurate tactile feedback, which makes the simulation less meaningful because of the difference between the actual operation and the tactile sense.

따라서, 수술 시뮬레이션 시 실제와 같은 촉각을 피드백할 수 있는 새로운 구성의 핸드 햅틱 장치의 개발이 요구되는 실정이다. Therefore, it is required to develop a hand haptic device having a new structure capable of feeding back the same tactile sense as the actual one during the surgical simulation.

본 발명의 실시예에 따른 목적은, 촉감 피드백 햅틱부를 통해서 수술 시뮬레이션 시 발생 가능한 촉감을 정확하면서도 실제적으로 피드백받을 수 있으며, 이를 통해 수술 시뮬레이션의 훈련 효과를 극대화할 수 있는, 핸드 햅틱 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a hand haptic device capable of accurately and practically feedbacking a tactile sensation that can be generated in a surgical simulation through a tactile feedback haptic unit, will be.

본 발명의 실시예에 따른 핸드 햅틱 장치는, 사용자의 손에 끼워지는 장갑 형태의 장갑몸체; 및 상기 장갑몸체에 구비되며, 시뮬레이션의 대상체에 접촉되는 경우 접촉되는 면에 해당하는 만큼 상기 사용자에게 촉각 피드백을 제공하는 촉각 피드백 햅틱부;를 포함하며, 이러한 구성에 의해서, 촉감 피드백 햅틱부를 통해서 수술 시뮬레이션 시 발생 가능한 촉감을 정확하면서도 실제적으로 피드백받을 수 있으며, 이를 통해 수술 시뮬레이션의 훈련 효과를 극대화할 수 있다.A hand haptic device according to an embodiment of the present invention includes: a glove body in the form of a glove that fits in a user's hand; And a tactile feedback haptic part provided on the glove body and providing tactile feedback to the user as much as the contacted surface in contact with the object of simulation. With this configuration, the tactile feedback haptic part It is possible to receive correct and practically feedback on the touch that can occur during the simulation, thereby maximizing the training effect of the surgical simulation.

본 발명의 실시예에 따른 상기 촉각 피드백 햅틱부의 작동을 선택적이고 부분적으로 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The controller may further include a controller for selectively and partially controlling the operation of the tactile feedback haptic unit according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 상기 촉각 피드백 햅틱부는 상기 장갑몸체에 구비되는 5개의 손가락 부분에 각각 구비되며, 각각의 상기 손가락 부분의 양단부에 이르기까지 연속적으로 구비될 수 있다.The tactile feedback haptic unit according to an embodiment of the present invention may be provided on each of the five fingers included in the glove body and may be continuously provided to both ends of each finger.

본 발명의 실시예에 따른 상기 촉각 피드백 햅틱부는, 상기 대상체에 접촉 가능한, 장갑 커버부재; 상기 장갑 커버부재의 내측에서 상기 장갑 커버부재의 형성 방향을 따라 연속적으로 배치되는 복수 개의 채널부재들; 및 상기 복수 개의 채널부재들을 사이에 두고 상기 장갑 커버부재의 반대편에서 상기 복수 개의 채널부재들을 덮으며, 상기 장갑몸체의 상기 손가락 부분에 부착되는 채널 커버부재;를 포함하며, 상기 장갑 커버부재가 상기 대상체에 접촉되는 경우, 상기 복수 개의 채널부재들 중 상기 대상체에 접촉되는 상기 장갑 커버부재의 영역에 배치되는 상기 채널부재들만이 팽창되어 상기 채널 커버부재를 가압함으로써 상기 장갑몸체를 낀 상기 사용자에게 국부적인 촉각 피드백이 제공될 수 있다.The tactile feedback haptic unit according to an embodiment of the present invention includes: a glove cover member capable of contacting the object; A plurality of channel members disposed continuously from the inside of the glove cover member along the forming direction of the glove cover member; And a channel cover member covering the plurality of channel members on the opposite side of the glove cover member with the plurality of channel members therebetween, the channel cover member being attached to the finger portion of the glove body, Wherein the channel cover member is disposed in a region of the glove cover member which contacts the target among the plurality of channel members is inflated to press the channel cover member, Tactile feedback can be provided.

본 발명의 실시예에 따른 상기 복수 개의 채널부재들을 팽창시키기 위한 가압력을 제공하는 가압력 제공부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 대상체에 대한 상기 촉각 피드백 햅틱부의 상호 작용에 기초하여 상기 복수 개의 채널부재들 중 해당 채널부재들에 한해 가압력을 제공하도록 상기 가압력 제공부의 작동을 제어할 수 있다.The haptic feedback haptic unit according to the present invention may further include a pressing force providing unit for providing a pressing force for expanding the plurality of channel members according to the embodiment of the present invention, It is possible to control the operation of the pressing force providing unit to provide the pressing force only to the corresponding channel members.

본 발명의 실시예에 따른 상기 제어부는 상기 장갑 커버부재가 상기 대상체에 접촉되는 세기에 비례하여 상기 해당 채널부재들에 대한 상기 가압력 제공부의 가압력 제공 정도를 제어할 수 있다.The control unit according to the embodiment of the present invention can control the degree of providing the pressing force of the pressing force providing unit with respect to the corresponding channel members in proportion to the intensity of contact of the glove cover member with the object.

본 발명의 실시예에 따른 상기 가압력 제공부는, 상기 복수 개의 채널부재들 각각에 구비되어 전류 인가 시 변형되어 상기 채널부재를 팽창시키는 압전소자들 더 포함할 수 있다.The pressing force providing unit according to an embodiment of the present invention may further include piezoelectric elements provided in each of the plurality of channel members and deformed when a current is applied thereto to expand the channel member.

본 발명의 실시예에 따른 상기 가압력 제공부는, 상기 손가락 부분에 각각 구비되는 상기 촉각 피드백 햅틱부에 연결되는 가압력 연결 라인; 및 상기 가압력 연결 라인으로 공기 유압을 제공하는 공기 유압 제공부재를 포함할 수 있다.The pressing force providing unit according to an embodiment of the present invention includes: a pressing force connecting line connected to the tactile feedback haptic unit, respectively, And an air hydraulic pressure providing member for supplying air hydraulic pressure to the pressing force connecting line.

본 발명의 실시예에 따른 상기 핸드 햅틱 장치는 의학 분야의 수술 시뮬레이션 시 사용될 수 있다. The hand haptic device according to an embodiment of the present invention can be used in a surgical simulation in the medical field.

본 발명의 실시예에 따르면, 촉감 피드백 햅틱부를 통해서 수술 시뮬레이션 시 발생 가능한 촉감을 정확하면서도 실제적으로 피드백받을 수 있으며, 이를 통해 수술 시뮬레이션의 훈련 효과를 극대화할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to accurately and practically feedback the tactile feeling that can occur in the surgical simulation through the tactile feedback haptic unit, thereby maximizing the training effect of the surgical simulation.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드 햅틱 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1을 다른 방향에서 바라본 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 촉각 피드백 햅틱부의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 핸드 햅틱 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 촉각 피드백 햅틱부의 작동을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view illustrating a configuration of a hand haptic device according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a view of Fig. 1 viewed from the other direction. Fig.
3 is a view for explaining the operation of the haptic feedback haptic unit shown in Fig.
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a hand haptic device according to another embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining the operation of the haptic feedback haptic unit shown in FIG.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다. Hereinafter, configurations and applications according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The following description is one of many aspects of the claimed invention and the following description forms part of a detailed description of the present invention.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail for the sake of clarity and conciseness.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드 햅틱 장치의 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1을 다른 방향에서 바라본 도면이며, 도 3은 도 1에 도시된 촉각 피드백 햅틱부의 작동을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a view showing the configuration of a hand haptic device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view of FIG. 1 viewed from another direction, FIG. 3 is a view illustrating the operation of the haptic feedback haptic portion shown in FIG. Fig.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드 햅틱 장치(100)는, 수술 시뮬레이션 시 햅틱(haptic) 기술을 이용하여 힘 피드백 및 촉각 피드백을 받는 장치로서, 의사와 같은 사용자의 손에 끼워지는 장갑 타입의 장갑몸체(110)와, 장갑몸체(110)에 구비되어 사용자에게 촉각 피드백을 제공하는 촉각 피드백 햅틱부(130)과, 촉각 피드백 햅틱부(130)의 작동을 선택적이면서도 부분적으로 제어하는 제어부(150)를 포함할 수 있다.As shown in these drawings, the hand haptic device 100 according to an embodiment of the present invention receives force feedback and tactile feedback using a haptic technique in a surgical simulation, A haptic feedback haptic part 130 provided in the glove body 110 to provide tactile feedback to the user and a haptic feedback haptic part 130 provided in the glove body 110 for selectively operating the haptic feedback haptic part 130, And may include a control unit 150 that partially controls the display unit.

이러한 구성에 의해서, 수술 시뮬레이션 시 실제와 같은 촉각을 사용자에게 피드백할 수 있어 사용자의 시뮬레이션 훈련 효과를 극대화할 수 있다.With this configuration, it is possible to feed back the actual tactile feedback to the user during the surgical simulation, thereby maximizing the user's simulation training effect.

각각의 구성에 대해 설명하면, 먼저 본 실시예의 장갑몸체(110)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 장갑 타입으로 마련되어 사용자가 원활하게 끼거나 벗을 수 있다. 이러한 장갑몸체(110)는 사용자가 만지는 대상체(101, 예를 들면 수술 도구)의 촉감을 잘 느낄 수 있게 하면서도 사용자가 손을 편안하게 사용할 수 있도록 매우 유연하면서도 탄력성이 있는 재질로 마련될 수 있다. First, as shown in FIGS. 1 and 2, the glove body 110 of the present embodiment is provided in a glove type so that the glove body 110 can smoothly be put on or taken off by the user. The glove body 110 may be made of a highly flexible and elastic material so that the user can feel the touch of the object 101 (e.g., a surgical tool) to be touched by the user while allowing the user to use the hand comfortably.

한편, 본 실시예의 촉감 피드백 햅틱부(130)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 장갑몸체(110)의 각 손가락 부분(111)에 장착되어 수술 시뮬레이션 시 대상체(101)에 접촉되는 경우 접촉되는 부분만큼 촉감을 피드백할 수 있다.1 and 2, the tactile feedback haptic part 130 of the present embodiment is attached to each finger part 111 of the glove body 110 and contacts the object 101 in the simulation of surgery The touch can be fed back as much as the contact portion.

전술한 것처럼, 종래의 핸드 햅틱 장치에도 촉감을 제공하는 진동자와 같은 구성이 있었지만 진동자가 국부적으로 마련됨으로써 촉감을 사실성 있게 전달하기에 부족한 부분이 있었다. 그러나 본 실시예의 촉감 피드백 햅틱부(130)의 경우 장갑몸체(110)의 손가락 부분(111), 즉 대상체(101)에 닿을 수 있는 장갑몸체(110)의 손가락 부분(111)의 전 영역에 걸쳐 장착되기 때문에, 사용자에게 촉감 피드백을 실제적이면서도 효과적으로 전달할 수 있는 것이다.As described above, the conventional hand haptic device has a structure similar to that of a vibrator that provides tactile sensation, but there is a lack of a realistic ability to transmit tactile sensation by locally providing the vibrator. However, in the case of the tactile feedback haptic unit 130 of the present embodiment, the finger portion 111 of the glove body 110, that is, the entire region of the finger portion 111 of the glove body 110 that can touch the target body 101 It is possible to transmit the tactile feedback to the user practically and effectively.

본 실시예의 촉감 피드백 햅틱부(130)는, 도 2에 도시된 것처럼, 장갑몸체(110)의 각 손가락 부분(111)에서 양단부에 이르기까지 길게(연속적으로) 구비될 수 있다. 다시 말해 촉감 피드백 햅틱부(130)가 손가락 부분(111)의 길이에 대응되는 직사각 형상으로 마련되어 손가락 부분(111)에 장착되는 것이다.The tactile feedback haptic portion 130 of the present embodiment can be provided long (continuously) from the finger portions 111 of the glove body 110 to both ends as shown in Fig. In other words, the tactile feedback haptic part 130 is provided in a rectangular shape corresponding to the length of the finger part 111 and is mounted on the finger part 111. [

이러한 촉감 피드백 햅틱부(130)는, 도 1의 확대도에 도시된 바와 같이, 대상체(101)에 직접 접촉되는 장갑 커버부재(131)와, 장갑 커버부재(131)의 내측에서 장갑 커버부재(131)의 형성 방향을 따라 연속적으로 배치되는 복수 개의 채널부재(133)들과, 채널부재(133)들을 사이에 두고 장갑 커버부재(131)의 반대편에 배치되는 채널 커버부재(135)를 포함할 수 있다. 이처럼 다층 구조를 갖는 촉감 피드백 햅틱부(130)가 장갑몸체(110)의 손가락 부분(111)에 부착되는 것이다. 1, the tactile feedback haptic unit 130 includes an glove cover member 131 that is in direct contact with the target body 101 and a glove cover member 131 that is located inside the glove cover member 131 And a channel cover member 135 disposed on the opposite side of the glove cover member 131 with the channel member 133 interposed therebetween . The tactile feedback haptic part 130 having a multi-layer structure is attached to the finger part 111 of the glove body 110.

이러한 구성으로 인해, 장갑 커버부재(131)가 수술 시뮬레이션 중 대상체(101)에 접촉되는 경우 복수 개의 채널부재(133)들 중 대상체(101)에 접촉되는 장갑 커버부재(131)의 영역에 배치되는 채널부재(133)들만이 채널 커버부재(135) 방향으로 팽창되고, 이를 통해 채널 커버부재(135)를 가압함으로써 장갑몸체(110)를 낀 사용자에게 국부적인 촉감 피드백을 제공할 수 있다. Due to such a configuration, when the glove cover member 131 is brought into contact with the object 101 during the simulation of surgery, it is disposed in the region of the glove cover member 131 that contacts the object 101 among the plurality of channel members 133 Only the channel members 133 are inflated toward the channel cover member 135 so as to provide local tactile feedback to the user wearing the glove body 110 by pressing the channel cover member 135 therethrough.

한편, 본 실시예의 핸드 햅틱 장치(100)는, 전술한 촉감 피드백 햅틱부(130)의 채널부재(133)의 팽창을 가능하게 하기 위해서 채널부재(133)들로 가압력을 제공하는 가압력 제공부(160)를 더 포함한다. 그리고 이러한 가압력 제공부(160)는 전술한 제어부(150)로부터 주어지는 명령 신호에 의해서 채널부재(133)들 중 선택된 채널부재(133)들로 가압력을 제공할 수 있다. The hand haptic device 100 of the present embodiment includes a pressing force providing unit 130 that provides a pressing force to the channel members 133 in order to enable the expansion of the channel member 133 of the tactile feedback haptic unit 130 160). The pressing force providing unit 160 may provide a pressing force to selected channel members 133 of the channel members 133 by a command signal given from the control unit 150 described above.

도 3을 참조하면, 가령 사용자가 원기둥 바아 형상의 대상체(101)를 파지하는 경우, 복수 개의 채널부재(133)들 중 장갑 커버부재(131)가 대상체(101)에 닿는 영역에 배치된 채널부재(133)들만이 팽창되는데 이 때 제어부(150)의 제어 신호에 의해서 가압력 제공부(160)는 작동하여 선택된 채널부재(133)들만을 팽창시킬 수 있는 것이다.3, when a user grasps a cylindrical object 101, the channel member 133 of the channel member 133, which is disposed in a region where the glove cover member 131 touches the object 101, The pressing force providing unit 160 is operated by the control signal of the control unit 150 so that only the selected channel members 133 can be inflated.

그러면, 도 3의 우측 도면에 도시된 것처럼, 팽창된 채널부재(133)들에 대응되는 채널 커버부재(135)의 일부분만이 다른 부분에 비해 돌출되어 장갑몸체(110)의 손가락 부분(111)을 가압할 수 있고, 이를 통해 사용자는 촉감 피드백을 정확하게 받을 수 있다.3, only a part of the channel cover member 135 corresponding to the expanded channel members 133 is protruded compared to the other portion, so that the finger portion 111 of the glove body 110 is protruded, So that the user can accurately receive the tactile feedback.

본 실시예의 가압력 제공부(160)에서 가압력은 공기 유압일 수 있다. 도 2를 참조하면, 가압력 제공부(160)는 손가락 부분(111)에 각각 구비되는 촉각 피드백 햅틱부(130)에 연결되는 가압력 연결 라인(161)과, 가압력 연결 라인(161)으로 공기 유압을 제공하는 공기 유압 제공부재(165)를 포함할 수 있다. In the pressing force providing unit 160 of this embodiment, the pressing force may be air pressure. 2, the pressing force providing unit 160 includes a pressing force connecting line 161 connected to the tactile feedback haptic unit 130 respectively provided to the finger portion 111 and a pressing force connecting line 161 connected to the pressing force connecting line 161, (Not shown).

다만, 도 2에서는 가압력 연결 라인(161) 및 공기 유압 제공부재(165)가 손바닥 부분에 배치되는 것처럼 도시하였으나, 이는 구성을 설명하기 위한 개념 도면으로서, 가압력 연결 라인(161) 및 공기 유압 제공부재(165)는 사람의 손 동작 시 간섭이 발생되지 않는 손등 부분에 장착될 수 있다.2, the pressing force connecting line 161 and the air hydraulic pressure providing member 165 are disposed at the palm portion. However, this is a conceptual diagram for explaining the configuration, (165) may be mounted on a part of the back of the hand where interference does not occur during human hand operation.

여기서, 공기 유압 제공부재(165)는 제어부(150)의 제어에 의해서 작동하여 촉감 피드백 햅틱부(130)로 공기 유압을 제공하는 것인데, 예를 들면 마이크로 펌프가 적용될 수 있다.Here, the air / oil pressure providing member 165 is operated under the control of the controller 150 to provide the air / oil pressure to the tactile feedback haptic unit 130, for example, a micro pump can be applied.

도 3을 참조하면, 각각의 촉각 피드백 햅틱부(130)로 연결되는 개별적인 가압력 연결 라인(161)에 마이크로 펌프(165)가 장착될 수 있으며, 따라서 제어부(150)의 제어에 의해서 촉각 피드백 햅틱부(130)가 개별 작동할 수 있는 것이다. Referring to FIG. 3, a micropump 165 may be mounted on a separate pressure connection line 161 connected to each tactile feedback haptic unit 130, so that, under the control of the control unit 150, Lt; RTI ID = 0.0 > 130 < / RTI >

다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 공기 유압 제공부재(165)로 에어 실린더 등이 적용될 수 있음은 당연하다. 촉감 피드백 햅틱부(130)의 선택된 채널부재(133)들로 공기 유압을 제공할 수 있다면 다른 제공 방식이 적용될 수 있음은 당연한 것이다.However, it is needless to say that the present invention is not limited thereto, and an air cylinder or the like may be applied to the air oil pressure providing member 165. It is to be understood that other provisioning schemes may be applied if the selected channel members 133 of the tactile feedback haptic part 130 are capable of providing air hydraulic pressures.

한편, 전술한 것처럼, 사용자가 수술 시뮬레이션 시 촉감 피드백 햅틱부(130)에 대상체(101)가 접촉되는 경우 접촉된 영역에 해당되는 채널부재(133)만이 팽창하여 사용자에게 촉감 피드백을 줄 수 있다. 그런데 이 때 촉감 피드백 햅틱부(130)가 대상체(101)에 접촉되는 세기에 비례하여 채널부재(133)에 주어지는 가압력 제공 정도를 조절할 수 있으며 이로 인해 사용자에게 주어지는 촉감 피드백의 크기 역시 조절할 수 있다. As described above, when the user touches the tactile feedback haptic unit 130 at the time of the simulation of the operation, only the channel member 133 corresponding to the contacted area expands and gives tactile feedback to the user. However, at this time, the degree of the pressing force applied to the channel member 133 can be adjusted in proportion to the intensity of the tactile feedback haptic part 130 contacting the object 101, and thus the size of the tactile feedback given to the user can be adjusted.

다시 말해, 촉감 피드백 햅틱부(130)를 통해서, 사용자에게 접촉이 이루어지는 정확한 지점에서의 촉감을 피드백할 수 있을 뿐만 아니라 촉감의 세기 역시 조절하여 제공함으로써 사용자에게 실제 수술과 같은 시뮬레이션 효과를 제공할 수 있다.In other words, through the tactile feedback haptic unit 130, not only the tactile feedback at the precise point at which the user is contacted can be fed back, but also the strength of the tactile sense is adjusted, have.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 촉감 피드백 햅틱부(130)를 통해서 수술 시뮬레이션 시 발생 가능한 촉감을 정확하면서도 실제적으로 피드백받을 수 있으며, 이를 통해 수술 시뮬레이션의 훈련 효과를 극대화할 수 있다. 예를 들면, 촉감 피드백 햅틱부(130)를 통해서 외과 수술 시뮬레이션 시 수술 도구로부터 전달되는 촉감을 정확하게 피드백 받을 수 있는 것이다.As described above, according to the embodiment of the present invention, the tactile feedback that can occur in the surgical simulation can be accurately and practically fed back through the tactile feedback haptic unit 130, thereby maximizing the training effect of the surgical simulation. For example, through the tactile feedback haptic unit 130, the tactile feedback transmitted from the surgical tool can be precisely fed during the simulation of the surgical operation.

한편, 이하에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 핸드 햅틱 장치의 구성에 대해서 설명하되 전술한 일 실시예의 핸드 햅틱 장치와 실질적으로 대응되는 부분에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, a configuration of a hand haptic device according to another embodiment of the present invention will be described, but a description of portions substantially corresponding to those of the hand haptic device of the above-described embodiment will be omitted.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 핸드 햅틱 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 촉각 피드백 햅틱부의 작동을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration of a hand haptic device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view for explaining the operation of the haptic feedback haptic portion shown in FIG.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 핸드 햅틱 장치(200)는, 장갑몸체(210)와, 촉각 피드백 햅틱부(230)와, 제어부(250)를 포함하는데, 촉각 피드백 햅틱부(230)의 구성에 있어서 전술한 일 실시예와 차이가 있다.As shown in these drawings, the hand haptic device 200 according to another embodiment of the present invention includes the glove body 210, the tactile feedback haptic part 230, and the control part 250, The configuration of the haptic unit 230 is different from that of the above-described embodiment.

본 실시예의 촉각 피드백 햅틱부(230)는, 도 4에 도시된 것처럼, 압전소자의 압전 원리를 이용하는 것으로서, 복수 개의 채널부재(233)들 각각에 구비되는 압전소자(234)들을 더 포함한다. The haptic feedback haptic portion 230 of the present embodiment further includes piezoelectric elements 234 provided in each of the plurality of channel members 233, as shown in FIG. 4, using the piezoelectric principle of the piezoelectric element.

도 5를 참조하면, 가령 사용자가 원기둥 바아 형상의 대상체(101)를 파지하는 경우, 복수 개의 채널부재(133)들 중 장갑 커버부재가 대상체(101)에 닿는 영역에 배치된 채널부재(133)들만이 팽창된다. 그런데 이 때 제어부(150)는 가압력 제공부로서의 전류 인가부재(260)를 통해서 선택된 채널부재(233)에만 전류를 인가함으로써 선택된 채널부재(233)만이 도 5의 우측 도면에 도시된 것처럼 팽창된다. 5, when a user grasps a cylindrical object 101, a channel member 133, which is disposed in a region of the plurality of channel members 133 which is in contact with the object 101, Only the < / RTI > At this time, however, only the selected channel member 233 is inflated as shown in the right drawing of FIG. 5 by applying current only to the selected channel member 233 through the current applying member 260 as the pressing force providing member.

그리고 팽창된 채널부재(233)들에 대응되는 채널 커버부재(235)의 일부분만이 다른 부분에 비해 돌출되어 장갑몸체(210)의 손가락 부분(211)을 가압할 수 있고, 이를 통해 사용자는 촉감 피드백을 정확하게 받을 수 있게 되는 것이다.Only a part of the channel cover member 235 corresponding to the expanded channel members 233 protrudes as compared with the other parts to press the finger portion 211 of the glove body 210, You will be able to receive feedback accurately.

이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 있어서도, 압전 방식의 햅틱 기술을 이용한 촉감 피드백 햅틱부(230)를 통해서 수술 시뮬레이션 시 발생 가능한 촉감을 정확하면서도 실제적으로 피드백받을 수 있으며, 이를 통해 수술 시뮬레이션의 훈련 효과를 극대화할 수 있는 장점이 있다.As described above, in another embodiment of the present invention, the tactile feeling that can occur in the surgical simulation can be precisely and practically fed back through the tactile feedback haptic unit 230 using the piezoelectric type haptic technique, There is an advantage that the effect can be maximized.

한편, 전술한 실시예에서는, 핸드 햅틱 장치가 외과 수술 시뮬레이션에 적용되는 경우에 대해서 상술하였으나, 본 장치의 적용 분야가 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 항공기, 전투기, 차량, 게임 등과 같이 감각적이면서도 실제적인 요소가 필요한 다양한 분야에 적용 가능함은 당연하다.Although the hand haptic device is applied to the surgical operation simulation in the above embodiment, the application field of the device is not limited thereto. For example, it may be sensible It is natural that it can be applied to various fields that require practical elements.

한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.

100 : 핸드 햅틱 장치
110 : 장갑몸체
111 : 손가락 부분
130 : 촉각 피드백 햅틱부
131 : 장갑 커버부재
133 : 채널부재
135 : 채널 커버부재
150 : 제어부
160 : 가압력 제공부100: Hand haptic device
110: Glove body
111: finger portion
130: Haptic feedback haptic part
131: glove cover member
133: channel member
135: channel cover member
150:
160:

Claims (9)

사용자의 손에 끼워지는 장갑 형태의 장갑몸체; 및
상기 장갑몸체에 구비되며, 시뮬레이션의 대상체에 접촉되는 경우 접촉되는 면에 해당하는 만큼 상기 사용자에게 촉각 피드백을 제공하는 촉각 피드백 햅틱부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드 햅틱 장치.
A glove-shaped glove body that fits in the user's hand; And
A tactile feedback haptic part provided on the glove body and providing tactile feedback to the user as much as the contact surface when the object contacts the simulation object;
Wherein the hand haptic device comprises:
제1항에 있어서,
상기 촉각 피드백 햅틱부의 작동을 선택적이고 부분적으로 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드 햅틱 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a control unit for selectively and partially controlling the operation of the tactile feedback haptic unit.
제2항에 있어서,
상기 촉각 피드백 햅틱부는 상기 장갑몸체에 구비되는 5개의 손가락 부분에 각각 구비되며, 각각의 상기 손가락 부분의 양단부에 이르기까지 연속적으로 구비되는 것을 특징으로 하는 핸드 햅틱 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the haptic feedback haptic portion is provided on each of the five fingers provided on the glove body and is continuously provided to both ends of each finger portion.
제3항에 있어서,
상기 촉각 피드백 햅틱부는,
상기 대상체에 접촉 가능한, 장갑 커버부재;
상기 장갑 커버부재의 내측에서 상기 장갑 커버부재의 형성 방향을 따라 연속적으로 배치되는 복수 개의 채널부재들; 및
상기 복수 개의 채널부재들을 사이에 두고 상기 장갑 커버부재의 반대편에서 상기 복수 개의 채널부재들을 덮으며, 상기 장갑몸체의 상기 손가락 부분에 부착되는 채널 커버부재;
를 포함하며,
상기 장갑 커버부재가 상기 대상체에 접촉되는 경우, 상기 복수 개의 채널부재들 중 상기 대상체에 접촉되는 상기 장갑 커버부재의 영역에 배치되는 상기 채널부재들만이 팽창되어 상기 채널 커버부재를 가압함으로써 상기 장갑몸체를 낀 상기 사용자에게 국부적인 촉각 피드백이 제공되는 것을 특징으로 하는 핸드 햅틱 장치.
The method of claim 3,
The haptic feedback haptic unit may include:
A glove cover member contactable with the object;
A plurality of channel members disposed continuously from the inside of the glove cover member along the forming direction of the glove cover member; And
A channel cover member covering the plurality of channel members on opposite sides of the glove cover member with the plurality of channel members therebetween, the channel cover member being attached to the finger portion of the glove body;
/ RTI >
When the glove cover member is in contact with the object, only the channel members disposed in the region of the glove cover member contacting the object among the plurality of channel members are inflated to press the channel cover member, Is provided with local haptic feedback to the user.
제4항에 있어서,
상기 복수 개의 채널부재들을 팽창시키기 위한 가압력을 제공하는 가압력 제공부를 더 포함하며,
상기 제어부는 상기 대상체에 대한 상기 촉각 피드백 햅틱부의 상호 작용에 기초하여 상기 복수 개의 채널부재들 중 해당 채널부재들에 한해 가압력을 제공하도록 상기 가압력 제공부의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 핸드 햅틱 장치.
5. The method of claim 4,
Further comprising a pressing force providing section for providing a pressing force for expanding the plurality of channel members,
Wherein the control unit controls the operation of the pressing force providing unit to provide a pressing force to only the corresponding channel members of the plurality of channel members based on the interaction of the haptic feedback haptic unit with respect to the object.
제5항에 있어서,
상기 제어부는 상기 장갑 커버부재가 상기 대상체에 접촉되는 세기에 비례하여 상기 해당 채널부재들에 대한 상기 가압력 제공부의 가압력 제공 정도를 제어하는 것을 특징으로 하는 핸드 햅틱 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the control unit controls a degree of providing a pressing force of the pressing force providing unit with respect to the corresponding channel members in proportion to an intensity of contact of the glove cover member with the object.
제5항에 있어서,
상기 가압력 제공부는,
상기 복수 개의 채널부재들 각각에 구비되어 전류 인가 시 변형되어 상기 채널부재를 팽창시키는 압전소자들 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드 햅틱 장치.
6. The method of claim 5,
The pressure-
Further comprising piezoelectric elements provided on each of the plurality of channel members and deformed when current is applied thereto to expand the channel member.
제5항에 있어서.
상기 가압력 제공부는,
상기 손가락 부분에 각각 구비되는 상기 촉각 피드백 햅틱부에 연결되는 가압력 연결 라인; 및
상기 가압력 연결 라인으로 공기 유압을 제공하는 공기 유압 제공부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드 햅틱 장치.
The method of claim 5,
The pressure-
A pressing force connection line connected to the haptic feedback haptic portion provided on the finger portion, respectively; And
And an air hydraulic pressure providing member for supplying air hydraulic pressure to the pressing force connecting line.
제5항에 있어서,
상기 핸드 햅틱 장치는 의학 분야의 수술 시뮬레이션 시 사용되는 것을 특징으로 하는 핸드 햅틱 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the hand haptic device is used in a surgical simulation in the medical field.
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