KR20200093103A - 자기유변 탄성체 기반의 강성가변장치 및 그를 포함하는 햅틱 컨트롤러 - Google Patents

자기유변 탄성체 기반의 강성가변장치 및 그를 포함하는 햅틱 컨트롤러 Download PDF

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김태훈
이석한
최동수
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한국기술교육대학교 산학협력단
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Abstract

고분자 탄성재와 그 내부에 분산된 자성분말로 이루어진 자기유변 탄성체; 상기 자기유변 탄성체의 일측에 위치하여 자기장을 가하는 자기구동모듈; 및 상기 자기구동모듈이 내부에 결합되되, 자기장 또는 노이즈를 차단하는 하우징을 포함하고, 상기 자기구동모듈이 가하는 자기장 크기에 따라 상기 자기유변 탄성체의 강성이 변화되는 것을 특징으로 하는 자기유변 탄성체 기반의 강성가변장치를 제공한다.

Description

자기유변 탄성체 기반의 강성가변장치 및 그를 포함하는 햅틱 컨트롤러{A rigid variable device based on a magneto-rheological elastomer and a haptic controller including the same}
본 발명은 자기유변 탄성체 기반의 강성가변장치 및 그를 포함하는 햅틱 컨트롤러에 관한 것으로, 자기유변탄성체를 이용하여 사용자에게 다양한 강성변화를 줄 수 있어 가상의 물체와 상호작용을 할 때 일어나는 변화들을 다양하게 느낄 수 있으므로 사용자로 하여금 몰입감을 증진시킬 수 있는 자기유변 탄성체 기반의 강성가변장치 및 그를 포함하는 햅틱 컨트롤러에 대한 것이다.
스마트 물질(Smart material)은 제어된 외부조건에 따라 성질이 변하는 물질로써, 다양한 응용 분야에 적합한 특성을 나타낼 수 있으므로 최근 활발한 연구가 수행되고 있다.
그 중 자기유변 물질(Magneto-rheological material)은 자기장에 의해 특성이 유변하는 것으로 주로 비자성 물질에 자성이 강한 입자를 혼합한 형태로 이루어진다. 모재인 비자성 물질은 액체(MRF; MR fluid) 또는 고체의 형태로 이루어질 수 있는데, 고체의 형태인 자기유변 탄성체(MRE; MR elastomer)는 천연고무 또는 실리콘 고무와 같은 폴리머 탄성체 내에 자성 입자들이 첨가된 것으로, 외부 자기장에 따라 자성 입자들이 배열되어 점성, 강성, 탄성력이 변화되는 특성을 가진다.
따라서, 자기유변 탄성체의 특성으로 인해 차량의 현가장치, 기계부품의 마운트, 게임장치의 액츄에이터 등의 분야에 응용하기 위한 기술 개발이 진행되고 있다.
일반적으로 게임장치의 액츄에이터의 경우, 게임장치와 연결된 컨트롤러를 통해 그래픽 상의 가상의 물체와 사용자가 상호작용할 때 작동되며, 사용자는 컨트롤러로 가상의 물체를 조작할 수 있고 액츄에이터에서 발생한 진동과 같은 단순한 촉감을 전달받을 수 있다.
종래와 같은 방법은 압전센서를 이용하여 단순한 진동을 전달하는 것에 불과하며 다양한 촉감의 전달에는 한계가 있을 수 있다. 따라서 그래픽 상에서 일어나는 다양한 변화들을 전달하기에는 한계가 있을 수 있고, 사용자의 몰입감이 떨어질 수 있으므로, 자기유변 탄성체의 특성을 응용한 컨트롤러에 대한 기술 개발이 필요하다.
한국등록특허 제 10-1279479호(등록일: 2013. 06. 21.) 한국등록특허 제 10-1851702호(등록일: 2018. 04. 18.)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 자기유변 탄성체를 이용하여 다양한 강성변화를 줌으로써 사용자와 기기의 상호작용이 향상될 수 있는 자기유변 탄성체 기반의 강성가변장치 및 그를 포함하는 햅틱 컨트롤러를 제공하는 것에 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 고분자 탄성재와 그 내부에 분산된 자성분말로 이루어진 자기유변 탄성체; 상기 자기유변 탄성체의 일측에 위치하여 자기장을 가하는 자기구동모듈; 및 상기 자기구동모듈이 내부에 결합되되, 자기장 또는 노이즈를 차단하는 하우징을 포함하고, 상기 자기구동모듈이 가하는 자기장 크기에 따라 상기 자기유변 탄성체의 강성이 변화되는 것을 특징으로 하는 자기유변 탄성체 기반의 강성가변장치를 제공할 수 있다.
상기 하우징은, 자성체로 이루어진 것일 수 있다.
상기 자기유변 탄성체 기반의 강성가변장치는, 상기 하우징 상에 위치하되, 가요성 있는 박막형 또는 후막형의 커버를 포함할 수 있다.
상기 자기유변 탄성체는, 상기 자기구동모듈의 상부 및 하부에 위치하는 것을 더욱 포함할 수 있다.
상기 자기유변 탄성체는, 상기 자기구동모듈의 외부면을 모두 감싸도록 위치하는 것을 더욱 포함할 수 있다.
또한 상기의 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 상기 자기유변탄성체 기반의 강성가변장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 컨트롤러를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자기유변 탄성체 기반의 강성가변장치 및 그를 포함하는 햅틱 컨트롤러는 자기장의 변화에 따른 자기유변 탄성체의 다양한 강성변화에 의해 그래픽상의 가상의 물체와 상호작용을 할 때 일어나는 변화들을 다양하게 느낄 수 있으므로 사용자로 하여금 몰입감을 증진시킬 수 있으며, 사용자와 기기의 상호작용이 더욱 향상될 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자기유변 탄성체의 자기장에 대한 변형을 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자기유변 탄성체의 제조과정을 나타낸 공정흐름도,
도 3은 본 발명의 실시에에 따른 자기유변 탄성체 기반의 진동생성장치의 자기장 영역의 시뮬레이션을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자기유변 탄성체와 자기구동모듈의 위치관계를 나타낸 단면도,
도 5는 도 4의 자기유변 탄성체가 구동하는 경우를 나타낸 단면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자기유변 탄성체와 자기구동모듈의 다른 위치관계를 나타낸 단면도,
도 7은 자기유변 탄성체 기반의 강성가변장치를 나타낸 사시도,
도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기유변탄성체 기반의 강성가변장치를 구비하는 햅틱 컨트롤러를 나타낸 사시도,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 햅틱 컨트롤러의 구성을 나타낸 도면,
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 햅틱 컨트롤러를 이용한 2D 게임의 예시를 나타낸 그림이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 층 및 영역의 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자기유변 탄성체의 자기장에 대한 변형을 나타낸 단면도, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자기유변 탄성체의 제조과정을 나타낸 공정흐름도, 도 3은 본 발명의 실시에에 따른 자기유변 탄성체 기반의 진동생성장치의 자기장 영역의 시뮬레이션을 나타낸 도면, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자기유변 탄성체와 자기구동모듈의 위치관계를 나타낸 단면도, 도 5는 도 4의 자기유변 탄성체가 구동하는 경우를 나타낸 단면도, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자기유변 탄성체와 자기구동모듈의 다른 위치관계를 나타낸 단면도, 도 7은 자기유변 탄성체 기반의 강성가변장치를 나타낸 사시도, 도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기유변탄성체 기반의 강성가변장치를 구비하는 햅틱 컨트롤러를 나타낸 사시도, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 햅틱 컨트롤러의 구성을 나타낸 도면, 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 햅틱 컨트롤러를 이용한 2D 게임의 예시를 나타낸 그림이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예 따른 자기유변 탄성체 기반의 강성가변장치는 자기유변 탄성체(100)와 자기구동모듈(200)과 하우징(300)을 포함할 수 있다.
자기유변 탄성체(100)는 고분자 탄성재(110)와 그 내부에 분산된 자성분말(120)로 이루어질 수 있다. 예를 들어 고분자 탄성재(110)는 실리콘 고무 소재로 이루어진 것일 수 있으며, 자성분말(120)은 카르보닐 철(Carbonyl Iron) 분말로 이루어진 것일 수 있다.
도 3을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 자기유변 탄성체의 제조과정을 상세히 설명하면, 먼저, 자성분말과 고분자 탄성재의 재료를 배합한다(S110). 자성분말과 고분자 탄성재 재료를 배합하는 것은, 예를 들어 실리콘 고무재와 카르보닐 철 분말(CIP)을 실리콘 오일과 배합하는 것일 수 있으며, 실리콘 고무재:CIP:실리콘 오일의 비율이 1:(8 내지 9):(0.7 내지 1)이 되도록 배합하는 것일 수 있다.
다음으로, 배합된 배합물을 교반한다(S120). 예를 들어, 배합물을 교반하는 것은 마그네틱형의 임펠러를 이용하여 교반하는 것일 수 있다.
이후 배합물의 기포를 제거한다(S130). 교반공정 동안 발생한 기포가 자기유변 탄성체에 함유되는 경우 이후 진행되는 경화 공정 후 표면의 평활도가 낮아질 수 있으며, 기포로 인해 자기유변 탄성체마다 탄성력이 서로 다른 불량이 발생할 수 있으므로, 교반 후 기포를 제거하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 교반 후의 배합물을 진공 챔버 내에 약 3분 동안 둠으로써 기포를 제거할 수 있다.
다음으로, 기포가 제거된 배합물을 하우징에 삽입한다(S140). 하우징의 내부에는 자기구동모듈(200)이 위치할 수 있으며, 자기구동모듈(200)의 상부에 배합물을 삽입할 수 있다.
이후 배합물을 경화한다(S150). 예를 들어, 배합물이 삽입된 하우징을 진공도가 유지되는 챔버에 위치시키고, 70 내지 80도의 온도를 유지시키며 약 5시간 동안 경화공정을 수행할 수 있다.
상기 경화공정 후 자기유변 탄성체(100)가 완성될 수 있다.
자기구동모듈(200)은 상기 자기유변 탄성체(100)의 일측에 위치하되 자기장을 가하여 상기 자기구동모듈(200)이 가하는 자기장 크기에 따라 상기 자기유변 탄성체(100)의 강성이 변화될 수 있다. 자기구동모듈(200)은 코어(210)와 그를 감싸는 코일(220)로 구성될 수 있다. 상기 자기구동모듈(200)은 그와 연결된 마이크로 콘트롤러를 포함하여, 상기 마이크로 콘트롤러는 자기유변 탄성체(100)의 강성의 크기를 제어할 수 있다.
도 1과 같이, 자기유변 탄성체(100)는 자기장의 인가 전, 즉 초기상태일 때 자성분말(120)이 불규칙한 분포로 무작위 배열을 이루며 부드러운 탄력성을 촉각으로 감지할 수 있다. 그러나 자기장의 인가 시, 즉 구동상태일 때 자기장에 따라 자성분말(120)은 사슬을 형성하며 규칙적으로 배열되어 초기상태일 때보다 단단한 촉감을 감지할 수 있다. 즉, 약한 자기장을 가할 경우 자성분말(120)은 배열을 이루기 시작하여 초기 상태보다 단단한 촉각을 감지할 수 있으며, 강한 자기장을 인가할 경우 자성분말(120)의 자화가 강해짐으로 인해 배열의 규칙성을 나타내어 더욱 단단한 촉각을 감지할 수 있다.
따라서 자기구동모듈(200)의 자기장의 세기에 따라 자기유변 탄성체(100)의 강성을 다양하게 변화시킬 수 있으며 이로 인해 사용자는 다양한 촉각을 감지할 수 있다. 즉, 자기구동모듈(200)은 자기유변 탄성체(100)의 강성을 제어하기 위한 자기 에너지를 제공할 수 있으며, 인가 전류 또는 전압의 온오프(on/off)에 따른 자기구동모듈(200)의 자기장 변화, 즉 주파수의 변화에 따라 자기유변 탄성체(100)는 강성의 패턴이 변화하여 사용자는 다양한 촉각을 감지할 수 있으므로, 본 발명의 실시예에 따른 자기유변 탄성체 기반의 강성가변장치는 사용자와 기기의 상호작용을 더욱 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 게임장치에 적용할 경우, 다양한 촉각의 변화를 감지하여 몰입도 있는 게임이 가능하며, 기존의 게임 기기가 제공했던 단순한 진동과는 달리 더욱 확실한 촉각 피드백을 받을 수 있는 장점이 있다.
하우징(300)은 상기 자기구동모듈(200)이 내부에 결합되되, 자기장 또는 노이즈를 차단할 수 있으며, 자기장 손실을 최소화시켜 자기유변 탄성체의 강성변화를 향상시키기 위해서 자성체로 이루어진 것일 수 있다. 도 3에 나타난 바와 같이, 자성체의 하우징(300)을 구비함으로써 구동셀과 자기 유변 탄성체(100) 사이에 폐회로의 자속선이 형성됨을 확인할 수 있으며, 자기장 손실이 최소화됨을 확인할 수 있다. 이때 상기 하우징(300)의 상부에는 자기유변 탄성체(100)와 자기구동모듈을 밀폐하는 커버(400)가 위치할 수 있다. 상기 커버(400)는 자기유변 탄성체(100)의 다양한 촉감을 사용자가 감지할 수 있고 자기장 손실을 최소화시킬 수 있도록 가요성 있는 박막 또는 후막 형태의 자성체로 이루어질 수 있다.
자기유변 탄성체(100, 100')는 자기구동모듈(200')의 상부 및 하부에 위치하는 것을 더욱 포함할 수 있으며, 나아가서 상기 자기유변 탄성체(100")는, 상기 자기구동모듈(200")의 외부면을 모두 감싸도록 위치하는 것을 더욱 포함할 수 있다. 이때 자기구동모듈(200")은 도 5 또는 도 6과 같이 코어(210")가 하부에 위치하는 자기유변 탄성체(100')를 관통하도록 구비될 수 있다. 따라서 자기유변 탄성체(100, 100', 100")가 자기구동모듈(200', 200")의 일측면 이상 위치함으로써 사용자는 자기구동모듈(200', 200")로 발생된 자기장으로 인한 강성의 변화를 더욱 다양한 촉각으로 감지할 수 있다.
본 발명은 도 7 내지 도 10과 같이, 상기 자기유변탄성체 기반의 강성가변장치를 포함하는 햅틱 컨트롤러를 제공할 수 있다.
상기 햅틱 컨트롤러는 햅틱버튼(10)과 상부케이스(20a)와 하부케이스(20b) 및 컨트롤모듈(30)을 포함할 수 있다. 상부케이스(20a)와 하부케이스(20b)는 결합되어 햅틱버튼(10)과 컨트롤모듈(30)을 장착 또는 보호할 수 있으며, 사용자의 그립감을 향상시키기 위한 다양한 형태로 제공될 수 있다.
햅틱 버튼(10)은 자기유변 탄성체(100)와 자기구동모듈(200)과 하우징(300) 및 커버(400)로 이루어지는 강성가변장치와 그 상부에 결합되는 구동버튼(600)을 구비할 수 있다. 구동버튼(600)은 강성가변장치의 자기유변 탄성체(100)의 강성의 변화에 따라 스프링(S)의 인장 또는 압축 정도가 달라지며, 그로 인해 자기유변 탄성체(100)의 강성을 감지할 수 있다. 나아가서, 상기 구동버튼(600)은 자기유변 탄성체(100)의 다양한 촉감을 사용자가 감지할 수 있도록 가요성 있는 자성체로 이루어질 수 있으며, 박막 또는 후막 형태의 자성체로 이루질 수 있다. 또한, 상기 스프링(S)은 사용자의 촉감 감지에 방해가 되지 않도록 자기유변 탄성체(100)의 외측면을 감싸며 위치할 수 있다.
상기 햅틱 버튼(10)은 자기유변 탄성체의 일측에 위치하는 박막형 힘센서(500)를 포함할 수 있다. 박막형 힘센서(500)는 사용자가 구동버튼(600)에 가하는 압력에 따른 저항값 변화를 이용하여 구동버튼(600)의 가압여부를 감지하여, 컨트롤모듈(30)에 신호를 제공할 수 있다.
컨트롤모듈(30)은 구동제어부(A)와 배터리(2)가 장착되는 전원부(B)를 포함하며, 구동제어부(A)에 필요한 전원으로 변환하기 위해 전원부(B)는 레귤레이터(4)를 포함할 수 있다.
구동제어부(A)는 디지털 정보를 아날로그의 진동 파형으로 변환하기 위해 진동파형 발생기(1) 또는 증폭기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 8비트 디지털 아날로그 컨버터(8bit DAC(Digital to Analog Converter))인 TLC7528LCN, 오피엠프(OP-Amp), NPN 트랜지스터를 이용해 진동파형 발생기(1) 또는 증폭기를 구성할 수 있다. 자기유변 탄성체의 강성변화를 지속적으로 감지할 수 있도록, 디지털 아날로그 컨버터는 딜레이가 평균 180ns 이하의 것을 구비하여 진동 주기를 형성하는 것이 바람직하다.
구동제어부(A)의 마이크로 컨트롤러(5)는 햅틱버튼(10)의 자기유변 탄성체(100)와 자기구동모듈(200) 및 박막형 힘센서(500) 등을 제어하고, 컨트롤모듈(30)과 그와 연결된 게임기기 또는 가상환경(40) 어플리케이션 사이에서 통신을 수행할 수 있으며, 무선 통신을 위한 블루투스 모듈(7)을 더욱 구비할 수 있다.
또한, 구동제어부(A)는 게임기기 또는 가상환경 어플리케이션의 몰입감을 위해 보이스코일(9) 또는 가속도계(3)를 구비할 수 있다.
따라서, 컨트롤모듈(30)의 구동제어부(A)가 햅틱버튼(10)을 제어하여 게임기기 또는 가상환경(40) 어플리케이션의 물체를 조작할 수 있다. 따라서 햅틱버튼(10)과 컨트롤모듈(30)을 구비하는 햅틱 컨트롤러로 인해 가상환경 그래픽의 물체에 대한 피드백을 전달받음으로써 사용자는 다양한 강성변화를 느끼며 몰입도를 향상시킬 수 있다.
도 11을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 햅틱 컨트롤러를 구비하는 게임기기 및 가상환경(40) 어플리케이션을 예를 들면, 본 예시는 횡 스크롤 2D 게임을 나타낸 것으로 적색 원(X) 안의 캐릭터가 장애물을 피해 날아가는 횡 스크롤 2D 게임일 수 있다. 파란색 원(Y)의 벽이 장애물 역할을 하여 캐릭터가 그사이를 통과하며 게임이 진행되며, 캐릭터가 장애물에 부딪히게 되면 게임은 종료될 수 있다. 예를 들어 햅틱 컨트롤러의 일측 버튼을 가압하여 아이템 기능을 사용하여 장애물을 격파할 수 있으며, 이때 일측 버튼에 강한 교류전압을 일정 기간 줌으로써 충격의 진동 효과를 줄 수 있다. 또한 타측 버튼을 도약 버튼으로 설정하여 타측 버튼을 가압하면 캐릭터가 위로 도약을 할 수 있으며, 사용하지 않을 시 중력에 의해 하강할 수 있다.
또한, 캐릭터가 진행하는 환경에 따라 자기유변 탄성체(100)에 가하는 교류전압의 세기를 변화함으로써 강성변화가 3단계로 나눠질 수 있다. 예를 들어 초원을 지나가는 경우, 자기유변 탄성체에 전류 또는 전압을 인가하지 않음으로써, 강성을 낮추어주어 햅틱 버튼 가압 시 사용자는 부드러운 촉감을 감지할 수 있다. 또한, 설산과 같은 험한 환경을 지나가는 경우, 자기유변 탄성체에 전류 또는 전압을 약하게 인가하여 초원의 환경보다는 높은 강성을 줌으로써 햅틱 버튼 가압 시 사용자는 조금 더 단단해지는 촉감을 감지할 수 있으며, 바닷속이나 강물 속과 같은 다른 환경에 다다들 경우, 강한 자기장을 생성시켜 사용자는 일반적인 플라스틱 촉감을 감지하도록 할 수 있다. 따라서, 자기유변 탄성체를 이용하여 햅틱 버튼에 강성변화를 줌으로써 사용자가 촉각으로 강성 변화를 인지해 몰입도 있는 게임을 할 수 있다. 이뿐만 아니라 자기유변 탄성체에 일정시간 교류전압을 규칙적으로 가함으로써 기존의 컨트롤러가 제공했던 전체적인 진동 효과와 달리 손끝에 오는 진동과 손 전체에 오는 진동으로 나누어 더 확실한 촉각 피드백을 받을 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10; 햅틱 버튼
20a; 상부케이스
20b; 하부케이스
30; 컨트롤모듈
100; 자기유변 탄성체
110; 고분자 탄성재
120; 자성분말
200; 자기구동모듈
300; 하우징
400; 커버
500; 힘센서
600; 구동버튼

Claims (6)

  1. 고분자 탄성재와 그 내부에 분산된 자성분말로 이루어진 자기유변 탄성체;
    상기 자기유변 탄성체의 일측에 위치하여 자기장을 가하는 자기구동모듈; 및
    상기 자기구동모듈이 내부에 결합되되, 자기장 또는 노이즈를 차단하는 하우징을 포함하고,
    상기 자기구동모듈이 가하는 자기장 크기에 따라 상기 자기유변 탄성체의 강성이 변화되는 것을 특징으로 하는 자기유변 탄성체 기반의 강성가변장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은, 자성체로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기유변 탄성체 기반의 강성가변장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기유변 탄성체 기반의 강성가변장치는, 상기 하우징 상에 위치하되, 가요성 있는 박막형 또는 후막형의 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기유변 탄성체 기반의 강성가변장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기유변 탄성체는, 상기 자기구동모듈의 상부 및 하부에 위치하는 것을 더욱 포함하는 자기유변 탄성체 기반의 강성가변장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기유변 탄성체는, 상기 자기구동모듈의 외부면을 모두 감싸도록 위치하는 것을 더욱 포함하는 자기유변 탄성체 기반의 강성가변장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5항 중 어느 한 항의 자기유변 탄성체 기반의 강성가변장치를 포함하는 햅틱 컨트롤러.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101279479B1 (ko) 2011-09-14 2013-06-27 장암칼스 주식회사 실리콘 매트릭스 기반의 자기유변탄성체 및 그 제조방법
KR101851702B1 (ko) 2017-03-28 2018-06-11 인하대학교 산학협력단 자기유변탄성체(mre)를 이용한 주파수 대역 이동이 자유로운 스피커

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101279479B1 (ko) 2011-09-14 2013-06-27 장암칼스 주식회사 실리콘 매트릭스 기반의 자기유변탄성체 및 그 제조방법
KR101851702B1 (ko) 2017-03-28 2018-06-11 인하대학교 산학협력단 자기유변탄성체(mre)를 이용한 주파수 대역 이동이 자유로운 스피커

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220059261A (ko) 2020-11-02 2022-05-10 한국기술교육대학교 산학협력단 다공성 자기유변탄성체 기반 피부감각 및 근감각 자극 액츄에이터

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