KR20220059261A - Actuator of stimulating tactile sensation and kinesthesia using porous magnetorheological elastomer - Google Patents

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KR20220059261A
KR20220059261A KR1020200144628A KR20200144628A KR20220059261A KR 20220059261 A KR20220059261 A KR 20220059261A KR 1020200144628 A KR1020200144628 A KR 1020200144628A KR 20200144628 A KR20200144628 A KR 20200144628A KR 20220059261 A KR20220059261 A KR 20220059261A
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Abstract

The present invention relates to an actuator for stimulating tactile sensation and kinesthesia based on porous magnetorheological elastomer. An actuator according to the present invention comprises: a magnetic field generation unit installed within a housing; porous magnetorheological elastomer installed at the upper part of the magnetic generation unit; and a cover disposed at the upper part of the porous magnetorheological elastomer. The present invention can provide various kinds of kinesthesia as well as tactile sensation to a user by properly adjusting strength of a magnetic field to change robustness and volume of the porous magnetorheological elastomer. In addition, the present invention can generate various vibrations due to contraction and recovery of the porous magnetorheological elastomer by turning on/off the magnetic field with proper frequency and therethrough provide vibration based tactile sensation to the user. In addition, the actuator according to the present invention can be easily applied to a portable device or a small game device because of providing the tactile sensation and the kinesthesia to the user with a simple configuration.

Description

다공성 자기유변탄성체 기반 피부감각 및 근감각 자극 액츄에이터{Actuator of stimulating tactile sensation and kinesthesia using porous magnetorheological elastomer}Actuator of stimulating tactile sensation and kinesthesia using porous magnetorheological elastomer

본 발명은 사용자의 촉각과 근감각을 자극할 수 있는 햅틱 액츄에이터에 관한 것으로서, 구체적으로는 다공성 자기유변탄성체를 이용하여 사용자에게 다양한 자극을 제공하는 액츄에이터에 관한 것이다.The present invention relates to a haptic actuator capable of stimulating a user's tactile and kinesthetic senses, and more particularly, to an actuator that provides various stimuli to a user using a porous magnetorheological elastomer.

최근 대부분의 휴대용 전자기기, 가상현실(VR) 기기, 게임기, 시뮬레이션 장치 등에는 사용자에게 다양하고 생생한 햅틱 피드백을 제공하기 위한 햅틱 액츄에이터가 설치된다.Recently, most portable electronic devices, virtual reality (VR) devices, game machines, simulation devices, etc. have installed haptic actuators to provide various and vivid haptic feedback to users.

햅틱 액츄에이터의 종류는 매우 다양하며, 편심 모터 액츄에이터(ERM: Eccentric Rotating Mass), 선형 공진 액츄에이터(LRA: Linear Resonant Actuator), 압전소자(piezo element) 액츄에이터, 전기활성고분자(Electroactive polymer, EAP) 액츄에이터 등이 널리 알려져 있다.There are many different types of haptic actuators, such as Eccentric Rotating Mass (ERM), Linear Resonant Actuator (LRA), piezo element actuator, Electroactive polymer (EAP) actuator, etc. This is widely known.

한편 햅틱 피드백은 사용자의 피부가 물체에 닿을 때 느껴지는 촉감 피드백과 관절과 근육의 움직임이 방해될 때 느껴지는 근감각(역감) 피드백으로 구분될 수 있다.Meanwhile, haptic feedback can be divided into tactile feedback felt when the user's skin touches an object and kinesthetic feedback felt when joint and muscle movements are disturbed.

그런데 종래의 액츄에이터는 하우징이나 표면을 진동시켜서 사용자에게 진동감이나 재질감을 제공하는 방식이 대부분이기 때문에 사용자에게 근감각(역감)을 제공하기가 어려운 문제가 있다.However, since most conventional actuators provide a sense of vibration or texture to the user by vibrating the housing or surface, it is difficult to provide the user with a kinesthetic sense (reverse sense).

항공 시뮬레이션 장비나 의료용/산업용 매니퓰레이터(manipulator) 등에 근감각 발생장치가 많이 사용되기는 하지만, 이들 장비의 근감각 발생장치는 대부분 모터를 이용하기 때문에 휴대용 전자기기, 게임기 등과 같은 소형 기기에는 적용할 수 없는 한계가 있다.Although kinesthesia generators are widely used in aviation simulation equipment and medical/industrial manipulators, they cannot be applied to small devices such as portable electronic devices and game machines because most of these devices use motors. There are limits.

따라서 보다 간단한 구성을 가지면서 사용자에게 촉감 이외에도 근감각을 제공할 수 있는 햅틱 액츄에이터를 개발할 필요가 있다.Therefore, there is a need to develop a haptic actuator capable of providing a kinesthetic sense to the user in addition to touch while having a simpler configuration.

공개특허 제10-2020-0093103호(2020.08.05 공개)Publication No. 10-2020-0093103 (published on Aug. 5, 2020)

본 발명은 이러한 배경에서 고안된 것으로서, 사용자가 촉감은 물론이고 다양한 근감각(역감)을 느낄 수 있도록 자기유변탄성체를 이용한 액츄에이터를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention was devised against this background, and an object of the present invention is to provide an actuator using a magnetorheological elastomer so that a user can feel various kinesthetic sensations (reverse sense) as well as tactile sensation.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양상은, 하우징의 내부에 설치된 자기장발생부; 자기장발생부의 상부에 설치된 다공성 자기유변탄성체; 다공성 자기유변탄성체의 상부에 배치된 커버를 포함하는 피부감각 및 근감각 자극 액츄에이터를 제공한다.In order to achieve this object, an aspect of the present invention, a magnetic field generator installed inside the housing; A porous magnetorheological elastomer installed on the upper portion of the magnetic field generator; It provides a skin sensory and kinesthetic stimulation actuator comprising a cover disposed on an upper portion of a porous magnetorheological elastomer.

본 발명의 일 양상에 따른 액츄에이터에서, 상기 다공성 자기유변탄성체에는 실리콘 고무재, 실리콘 오일 및 카로보닐 철이 각각 1: (0.6 내지 0.8) : (6 내지 8) 의 중량비로 함유될 수 있다.In the actuator according to an aspect of the present invention, the porous magnetorheological elastomer may contain a silicone rubber material, silicone oil, and carbonyl iron in a weight ratio of 1: (0.6 to 0.8): (6 to 8), respectively.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 액츄에이터에서, 상기 커버와 상기 다공성 자기유변탄성체의 사이에는 기공이 없는 자기유변탄성체가 설치될 수 있다.Also, in the actuator according to an aspect of the present invention, a porous magnetorheological elastomer without pores may be installed between the cover and the porous magnetorheological elastomer.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 액츄에이터에서, 상기 다공성 자기유변탄성체와 상기 기공이 없는 자기유변탄성체 중에서 적어도 하나는 표면에 요철부가 형성될 수 있다.In addition, in the actuator according to an aspect of the present invention, at least one of the porous magnetorheological elastomer and the porous magnetorheological elastomer may have an uneven surface formed thereon.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 액츄에이터에서, 상기 커버와 상기 다공성 자기유변탄성체의 사이에는 상기 다공성 자기유변탄성체에 비하여 기공의 함유량이 적은 저밀도 다공성 자기유변탄성체가 설치될 수 있다.In addition, in the actuator according to an aspect of the present invention, a low-density porous magnetorheological elastomer having a smaller content of pores compared to the porous magneto-rheoelastic body may be installed between the cover and the porous magneto-rheological elastomer.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 액츄에이터는, 사용자가 누르는 힘을 감지하는 압력감지센서를 포함하고, 상기 압력감지센서의 측정값이 제1 설정범위에 속하면 상기 자기장발생부에 제1 전류가 공급되고, 상기 압력감지센서의 측정값이 상기 제1 설정범위 보다 큰 제2 설정범위에 속하면 상기 자기장발생부에 상기 제1 전류 보다 큰 제2 전류가 공급될 수 있다.In addition, the actuator according to an aspect of the present invention includes a pressure sensor for detecting a force pressed by a user, and when the measured value of the pressure sensor falls within a first set range, a first current is supplied to the magnetic field generator and a second current greater than the first current may be supplied to the magnetic field generator when the measured value of the pressure sensor falls within a second set range greater than the first set range.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 액츄에이터는, 사용자가 누르는 힘을 감지하는 압력감지센서를 포함하고, 상기 압력감지센서의 측정값이 제1 설정범위에 속하면 상기 자기장발생부에 상기 제1 전류가 공급되고, 상기 압력감지센서의 측정값이 상기 제1 설정범위 보다 큰 제2 설정범위에 속하면 상기 자기장발생부에 상기 제1 전류 보다 작은 제2 전류가 공급될 수 있다.In addition, the actuator according to an aspect of the present invention includes a pressure sensor for detecting a force that a user presses, and when the measured value of the pressure sensor falls within a first set range, the first current is applied to the magnetic field generator A second current smaller than the first current may be supplied to the magnetic field generator when the measured value of the pressure sensor falls within a second set range greater than the first set range.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 액츄에이터는, 사용자가 누르는 힘을 감지하는 압력감지센서를 포함하고, 상기 압력감지센서의 측정값이 제1 설정범위에 속하면 상기 자기장발생부를 제1 진동수로 온/오프 시키고, 상기 압력감지센서의 측정값이 상기 제1 설정범위 보다 큰 제2 설정범위에 속하면 상기 자기장발생부를 상기 제1 진동수와 다른 제2 진동수로 온/오프 시킬 수 있다.In addition, the actuator according to an aspect of the present invention includes a pressure sensor for detecting a force that a user presses, and when the measured value of the pressure sensor falls within a first set range, the magnetic field generator is turned on/off at a first frequency. is turned off, and when the measured value of the pressure sensor falls within a second set range greater than the first set range, the magnetic field generator may be turned on/off at a second frequency different from the first frequency.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 액츄에이터에서, 상기 커버의 저면 가장자리에는 상기 하우징의 측벽 상단이 삽입되는 가이드 홈이 형성되고, 상기 하우징의 측벽에는 상기 가이드홈의 입구보다 큰 폭을 갖는 걸림돌기가 형성될 수 있다.In addition, in the actuator according to an aspect of the present invention, a guide groove into which the upper end of the side wall of the housing is inserted is formed on the edge of the bottom surface of the cover, and a blocking protrusion having a width greater than the entrance of the guide groove is formed on the side wall of the housing. can

본 발명에 따르면, 자기장의 세기를 적절히 조절하여 다공성 자기유변탄성체의 강성과 체적을 변화시킴으로써 사용자에게 촉감은 물론이고 다양한 근감각을 제공할 수 있다. 또한 자기장을 적절한 진동수로 온/오프 시켜서 자기유변탄성체의 수축과 복원에 의한 다양한 진동을 발생시킬 수 있으며 이를 통해 사용자에게 진동 기반의 촉감을 제공할 수도 있다.According to the present invention, by appropriately adjusting the strength of the magnetic field to change the stiffness and volume of the porous magnetorheological elastomer, it is possible to provide various kinesthetic sensations as well as tactile sensations to the user. In addition, by turning the magnetic field on/off at an appropriate frequency, various vibrations can be generated by the contraction and restoration of the magnetorheological elastomer, and through this, a vibration-based tactile sensation can be provided to the user.

또한 본 발명에 따른 액츄에이터는 간단한 구성으로 사용자에게 촉감과 근감각을 제공할 수 있으므로 휴대용 기기나 소형 게임기에 쉽게 적용할 수 있는 이점이 있다.In addition, the actuator according to the present invention has an advantage that it can be easily applied to a portable device or a small game machine because it can provide a user with a tactile sense and a kinesthetic sense with a simple configuration.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액츄에이터의 사시도
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액츄에이터의 분해 사시도
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액츄에이터의 분해 단면도
도 4는 하우징과 커버의 결합 구조를 예시한 도면
도 5는 자기장의 유무에 따라 다공성 자기유변탄성체의 변위를 대비한 도면
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액츄에이터의 진동 원리를 나타낸 도면
도 7은 다공성 자기유변탄성체의 제조방법을 나타낸 흐름도
도 8은 에탄올 함량에 따른 다공성의 차이를 나타낸 도면
도 9는 다공성 정도에 따른 압력 저항성의 차이를 나타낸 도면
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액츄에이터의 단면도
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액츄에이터의 변형 예를 나타낸 단면도
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액츄에이터의 단면도
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액츄에이터의 단면도
도 14 내지 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 액츄에이터의 여러 변형 예를 나타낸 단면도
1 is a perspective view of an actuator according to a first embodiment of the present invention;
2 is an exploded perspective view of an actuator according to a first embodiment of the present invention;
3 is an exploded cross-sectional view of an actuator according to a first embodiment of the present invention;
4 is a view illustrating a coupling structure of a housing and a cover;
5 is a diagram for preparing the displacement of the porous magnetorheological elastomer according to the presence or absence of a magnetic field;
6 is a view showing the vibration principle of the actuator according to the first embodiment of the present invention;
7 is a flowchart showing a method of manufacturing a porous magnetorheological elastomer;
8 is a diagram showing the difference in porosity according to the ethanol content
9 is a view showing the difference in pressure resistance according to the degree of porosity;
10 is a cross-sectional view of an actuator according to a second embodiment of the present invention;
11 is a cross-sectional view showing a modified example of the actuator according to the second embodiment of the present invention;
12 is a cross-sectional view of an actuator according to a third embodiment of the present invention;
13 is a cross-sectional view of an actuator according to a fourth embodiment of the present invention;
14 to 16 are cross-sectional views showing various modifications of the actuator according to the embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

참고로 본 명세서에 첨부된 도면에는 실제와 다른 치수 또는 비율로 표시된 부분이 있으나 이는 설명과 이해의 편의를 위한 것이므로 이로 인해 본 발명의 범위가 제한적으로 해석되어서는 아니됨을 미리 밝혀 둔다. 또한 본 명세서에서 하나의 구성요소(element)가 다른 구성요소와 연결, 결합 또는 전기적으로 연결되는 경우는 다른 구성요소와 직접적으로 연결, 결합 또는 전기적으로 연결되는 경우 뿐 아니라 중간에 다른 요소를 사이에 두고 간접적으로 연결, 결합 또는 전기적으로 연결되는 경우도 포함한다. 또한 하나의 구성요소(element)가 다른 구성요소와 직접 연결 또는 결합되는 경우는 중간에 다른 요소 없이 연결 또는 결합되는 것을 의미한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함하는 것은 특별히 반대되는 기재가 없다면 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 본 명세서에서 전, 후, 좌, 우, 위, 아래 등의 표현은 보는 위치에 따라 달라질 수 있는 상대적인 개념이므로 본 발명의 범위가 반드시 해당 표현으로 제한되어서는 아니된다.For reference, in the drawings attached to the present specification, there are parts indicated with dimensions or ratios different from those of actuality, but this is for convenience of explanation and understanding. In addition, in the present specification, when one element is connected, coupled or electrically connected to another element, it is not only directly connected, combined, or electrically connected to another element, but also when another element is interposed in between. and indirectly connected, coupled, or electrically connected to each other. In addition, when one element is directly connected or combined with another element, it means that it is connected or combined without another element in the middle. In addition, the inclusion of a certain component in a certain part means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise specifically stated. Also, in the present specification, expressions such as before, after, left, right, up, and below are relative concepts that may vary depending on the viewing position, and thus the scope of the present invention should not be necessarily limited to the corresponding expressions.

<제1 실시예><First embodiment>

도 1의 사시도, 도 2의 분해사시도 및 도 3의 단면도에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액츄에이터(100)는, 내부공간을 둘러싸는 하우징(110), 하우징의 내부에 설치된 자기장발생부(120), 자기장발생부(120)의 상부에 배치된 다공성 자기유변탄성체(130), 저면이 다공성 자기유변탄성체(130)에 접촉한 상태에서 가장자리가 하우징(110)의 상단에 결합되는 커버(140)를 포함한다.As shown in the perspective view of FIG. 1 , the exploded perspective view of FIG. 2 and the cross-sectional view of FIG. 3 , the actuator 100 according to the first embodiment of the present invention includes a housing 110 surrounding an internal space, installed inside the housing. The magnetic field generating unit 120 , the porous magnetorheological elastomer 130 disposed on the magnetic field generating unit 120 , and the edge are coupled to the upper end of the housing 110 in a state in which the bottom surface is in contact with the porous magnetorheological elastomer 130 . It includes a cover 140 that is.

하우징(110)은 내부 부품을 보호하는 한편 외부의 자기장이나 노이즈를 차단하는 역할을 하는 것이 바람직하다. 이를 위해서는 자성체 재질의 하우징(110)을 사용하는 것이 바람직하다.The housing 110 preferably serves to block external magnetic fields or noise while protecting internal components. For this, it is preferable to use the housing 110 made of a magnetic material.

자성체 재질의 하우징(110)을 사용하면 내부의 자기장발생부(120)에서 발생한 자력선이 하우징(110)의 바닥과 측벽을 따라 유도되므로 자기장 손실을 최소화할 수 있고 외부 자기장이나 노이즈의 영향을 최소화할 수 있다.When the housing 110 made of a magnetic material is used, the magnetic field lines generated by the magnetic field generating unit 120 inside are guided along the bottom and sidewalls of the housing 110, so that the loss of the magnetic field can be minimized and the influence of external magnetic fields or noise can be minimized. can

다만, 하우징(110)의 내부에 다공성 자기유변탄성체(130)를 둘러싸는 별도의 자성체가 설치되는 경우에는 플라스틱 등의 비자성체를 이용하여 하우징(110)을 제작할 수도 있다.However, when a separate magnetic material surrounding the porous magnetorheological elastomer 130 is installed inside the housing 110 , the housing 110 may be manufactured using a non-magnetic material such as plastic.

커버(140)는 하부에 위치하는 다공성 자기유변탄성체(130)의 변형이나 진동을 사용자에게 직접 또는 간접적으로 전달하는 매개체의 역할을 한다. 커버(140)도 하우징(110)과 마찬가지로 자력선을 유도할 수 있는 자성체 재질인 것이 바람직하다.The cover 140 serves as a medium that directly or indirectly transmits the deformation or vibration of the porous magnetorheological elastomer 130 positioned below to the user. Like the housing 110 , the cover 140 is preferably made of a magnetic material capable of inducing magnetic force lines.

커버(140)의 저면은 다공성 자기유변탄성체(130)의 상면에 접촉하는 것이 바람직하며, 경우에 따라서는 접착제 등을 이용하여 다공성 자기유변탄성체(130)의 상면에 접착할 수도 있다.The bottom surface of the cover 140 is preferably in contact with the upper surface of the porous magnetorheological elastomer 130 , and in some cases, may be adhered to the upper surface of the porous magnetorheological elastomer 130 using an adhesive or the like.

커버(140)는 다공성 자기유변탄성체(130)가 변형 또는 진동할 때 하우징(110)에 대해 승강운동을 해야 하므로 커버(140)의 저면 가장자리에는 하우징(110)의 측벽 상단이 삽입되는 수직방향의 가이드홈(142)이 형성될 수 있다.The cover 140 has to move up and down with respect to the housing 110 when the porous magnetorheological elastomer 130 deforms or vibrates. A guide groove 142 may be formed.

이 경우 하우징(110)의 측벽 상단이 커버(140)의 가이드홈(142)에 삽입된 상태에서 빠지지 않도록 하기 위하여, 도 4에 나타낸 바와 같이, 하우징(110)의 측벽에는 일측 또는 양측으로 돌출된 걸림돌기(112)를 형성하고 가이드홈(142)의 입구 내벽에는 삽입된 걸림돌기(112)가 걸려서 빠지지 않게 하는 걸림턱(144)을 형성할 수 있다.In this case, in order to prevent the upper end of the side wall of the housing 110 from falling out while being inserted into the guide groove 142 of the cover 140 , as shown in FIG. 4 , the side wall of the housing 110 has one or both sides protruding. A locking protrusion 112 may be formed, and a locking protrusion 144 may be formed on the inner wall of the entrance of the guide groove 142 to prevent the inserted locking projection 112 from falling out.

하우징(110)의 상단에 커버(140)를 결합하기 위해서는 하우징(110)의 측벽 상단에 커버(140)의 가이드홈(142)을 위치시킨 상태에서 걸림돌기(112)가 좁은 입구를 지나 걸림턱(144)의 상부에 도달할 수 있도록 억지 끼움 식으로 강한 압력을 가하여 결합하면 된다.In order to couple the cover 140 to the upper end of the housing 110 , in a state where the guide groove 142 of the cover 140 is positioned on the upper side of the side wall of the housing 110 , the locking protrusion 112 passes through the narrow entrance and the locking jaw (144) can be combined by applying strong pressure to the press fit type so that it can reach the upper part.

한편 커버(140)는 사용자가 손으로 잡는 컨트롤러 등의 표면에 배치될 수도 있고, 표면의 하부에 배치될 수도 있다.Meanwhile, the cover 140 may be disposed on the surface of a controller held by the user, or may be disposed under the surface.

자기장발생부(120)는 코어(124)와 코어(124)에 감긴 코일(122)을 포함하며, 코일(122)은 스위칭 수단을 통해 전원(배터리 등)에 연결된다. 코일(122)에 전류가 인가되면 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이 코어(124), 커버(140), 하우징(110)을 지나는 자기장이 생성되며, 이로 인해 다공성 자기유변탄성체(130)의 강성이 변하게 된다. The magnetic field generator 120 includes a core 124 and a coil 122 wound around the core 124 , and the coil 122 is connected to a power source (such as a battery) through a switching means. When a current is applied to the coil 122, a magnetic field passing through the core 124, the cover 140, and the housing 110 is generated as shown in FIG. stiffness will change.

특히, 자기장의 세기에 따라 다공성 자기유변탄성체(130)의 강성이 달라지므로 컨트롤러(도면에는 나타내지 않았음)를 통해 코일(122)에 대한 전류 공급을 적절히 온/오프 시키면 다공성 자기유변탄성체(130)의 강성과 체적이 반복적으로 변함에 따라 사용자가 다양한 촉감과 근감각을 느낄 수 있게 된다.In particular, since the rigidity of the porous magnetorheological elastomer 130 varies according to the strength of the magnetic field, when the current supply to the coil 122 is appropriately turned on/off through a controller (not shown in the drawing), the porous magnetorheological elastomer 130 . As the stiffness and volume of the body are repeatedly changed, the user can feel various tactile and kinesthetic sensations.

다공성 자기유변탄성체(Magnetorheological elastomer, MRE)(130)는 천연고무, 실리콘 고무 등의 폴리머 탄성체에 자성 입자가 함유되고 다수의 기공이 형성된 것으로서, 자기장이 인가되지 않은 상태에서는 상대적으로 유연하지만 자기장이 인가되면 탄성력과 강성이 변하는 특성을 갖는다.The porous magnetorheological elastomer (MRE) 130 is a polymer elastomer such as natural rubber and silicone rubber containing magnetic particles and forming a number of pores. It has the characteristic of changing elasticity and stiffness.

또한 다공성 자기유변탄성체(130)는 내부에 형성된 다수의 기공으로 인해 기공이 없는 보통의 자기유변탄성체에 비하여 훨씬 말랑말랑한 성질을 가지며, 이러한 특성으로 인해 사용자에게 훨씬 부드러운 촉감과 근감각을 제공할 수 있는 이점이 있다.In addition, the porous magnetorheological elastomer 130 has much softer properties than a normal magnetorheological elastomer without pores due to a large number of pores formed therein, and due to these characteristics, it can provide a much softer touch and kinesthetic sensation to the user. there is an advantage

도 5를 참조하면, (a)와 같이 자기장이 인가되지 않은 상태에서 사용자가 커버(140)에 압력을 가하였을 때 d1의 변위가 발생한다면, (b)와 같이 자기장을 인가한 상태에서는 커버(140)에 동일한 압력을 가하더라도 d1 보다 작은 d2 만큼의 변위가 발생한다.5, if a displacement of d1 occurs when the user applies pressure to the cover 140 in a state where no magnetic field is applied as shown in (a), in the state where a magnetic field is applied as shown in (b), the cover ( 140), displacement by d2 smaller than d1 occurs even when the same pressure is applied.

자기장이 인가되면 외부에서 압력이 가해지더라도 자기력선 방향으로 힘을 받고 있는 자성입자가 변형에 대한 저항력을 발휘하기 때문이다. 또한 저항력의 크기는 자기장의 세기에 비례하므로 자기장의 세기를 조절하여 다공성 자기유변탄성체(130)의 탄성력 및 강도를 제어할 수 있다.This is because, when a magnetic field is applied, even if pressure is applied from the outside, the magnetic particles receiving the force in the direction of the magnetic force line exert resistance to deformation. In addition, since the magnitude of the resistance is proportional to the strength of the magnetic field, the elasticity and strength of the porous magnetorheological elastomer 130 can be controlled by adjusting the strength of the magnetic field.

따라서 이러한 특성을 이용하면 사용자가 커버(140)를 누를 때 느끼는 저항감을 다양하게 조절할 수 있으며 이를 통해 사용자에게 다양한 근감각을 제공할 수 있다.Therefore, by using these characteristics, it is possible to variously adjust the resistance felt when the user presses the cover 140 , and through this, various kinesthetic sensations can be provided to the user.

한편 다공성 자기유변탄성체(130)는 자기장이 인가되면 체적이 약간 줄어 드는 특성이 있다. 자기장이 인가되면 내부의 자성입자가 자기력 방향을 따라 배향되면서 서로 간에 인력이 발생하기 때문이다.On the other hand, the porous magnetorheological elastomer 130 has a characteristic that the volume is slightly reduced when a magnetic field is applied. This is because, when a magnetic field is applied, the magnetic particles inside are oriented along the direction of the magnetic force and an attractive force is generated between them.

이러한 특성을 이용하면, 도 6에 나타낸 바와 같이, 자기장을 주기적으로 온/오프 시킴으로써 다공성 자기유변탄성체(130)를 진동시킬 수 있다. 이 경우 사용자는 커버(140)를 통해 직접적으로 진동성 촉감을 느낄 수도 있고 전자기기의 하우징을 통해 간접적으로 진동성 촉감을 느낄 수도 있다.Using these characteristics, as shown in FIG. 6 , the porous magnetorheological elastomer 130 can be vibrated by periodically turning on/off the magnetic field. In this case, the user may feel the vibrating touch directly through the cover 140 or indirectly through the housing of the electronic device.

이하에서는 도 7의 흐름도를 참조하여 다공성 자기유변탄성체(130)의 제조방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the porous magnetorheological elastomer 130 will be described with reference to the flowchart of FIG. 7 .

먼저, 실리콘 고무재, 실리콘 오일 및 카르보닐 철(Carbonyl) 분말을 혼합한다. 이때 실리콘 고무재, 실리콘 오일, 카로보닐 철의 중량비는 1: (0.6 내지 0.8) : (6 내지 8) 인 것이 바람직하다. (ST11)First, a silicone rubber material, silicone oil and carbonyl iron (Carbonyl) powder are mixed. At this time, the weight ratio of the silicone rubber material, silicone oil, and carbonyl iron is preferably 1: (0.6 to 0.8): (6 to 8). (ST11)

이어서 위 혼합물에 에탄올을 첨가한 후 교반기를 이용하여 교반 작업을 수행한다. 이때 실리콘 고무재와 에탄올의 중량비는 1 : (0.5 내지 3.0)인 것이 바람직하다. (ST12)Then, after adding ethanol to the above mixture, stirring is performed using a stirrer. At this time, the weight ratio of the silicone rubber material to the ethanol is preferably 1: (0.5 to 3.0). (ST12)

교반 작업을 수행한 후에는 초음파 균질기를 이용한 분산 및 균질화 작업을 약 1시간 정도 수행한다. (ST13)After performing the stirring operation, dispersion and homogenization using an ultrasonic homogenizer are performed for about 1 hour. (ST13)

균질화 작업을 마친 후에는 혼합물을 틀에 붓고 경화 작업을 수행한다. 이때 약 70 내지 90 ℃의 온도로 가열하면서 경화 작업을 수행하는 것이 바람직하며, 이렇게 하면 경화 과정에서 에탄올이 증발하면서 내부에 다수의 기공이 형성되어 다공성 자기유변탄성체(130)가 만들어 진다.After homogenization, the mixture is poured into a mold and cured. At this time, it is preferable to perform the curing operation while heating to a temperature of about 70 to 90 ° C. In this way, as the ethanol evaporates during the curing process, a number of pores are formed therein, thereby making the porous magnetorheological elastomer 130 .

한편 필요한 경우에는 경화작업 중에 혼합물에 대해 자기장을 인가할 수 있다. 이렇게 하면 자성입자(카르보닐 철)가 자기장의 방향을 따라 배향된 상태에서 경화되므로 자성입자가 균일하게 분산된 자기유변탄성체와 대비할 때 외부 자기장에 대한 저항 특성이 달라지게 된다. On the other hand, if necessary, a magnetic field can be applied to the mixture during the curing operation. In this way, since the magnetic particles (carbonyl iron) are hardened in a state oriented along the direction of the magnetic field, the resistance to the external magnetic field will be different when compared to the magnetorheological elastomer in which the magnetic particles are uniformly dispersed.

따라서 경화작업 중에 가해지는 자기장의 방향이나 세기를 적절히 조절하면 다공성 자기유변탄성체의 특성을 다양하게 선택할 수 있다. (ST14, ST15)Therefore, if the direction or strength of the magnetic field applied during curing is appropriately adjusted, the properties of the porous magnetorheological elastomer can be variously selected. (ST14, ST15)

도 8은 자기유변탄성체의 주사전자현미경(FESEM) 사진으로서, (a)는 일반 자기유변탄성체를 나타낸 것이고, (b) 내지 (d)는 각각 다른 함량의 에탄올이 사용된 다공성 자기유변탄성체(130)를 나타낸 것이다.8 is a scanning electron microscope (FESEM) photograph of the magnetorheological elastomer, (a) is a general magnetorheological elastomer, (b) to (d) is a porous magnetorheological elastomer 130 in which different amounts of ethanol are used. ) is shown.

이를 통해 일반 자기유변탄성체의 내부에는 기공이 거의 없고, 다공성 자기유변탄성체(130)의 경우에는 첨가된 에탄올의 양이 많을수록 기공의 양이 많아지는 것을 알 수 있다.Through this, it can be seen that there are few pores in the interior of the general magnetorheological elastomer, and in the case of the porous magnetorheological elastomer 130, as the amount of added ethanol increases, the amount of pores increases.

또한 도 9는 일반 자기유변탄성체와 다공성 자기유변탄성체(130)의 압축 테스트 결과를 나타낸 그래프로서, 이를 통해 일반 자기유변탄성체가 다공성 자기유변탄성체(130)에 비하여 저항력이 크고, 다공성 자기유변탄성체(130)의 경우에는 기공의 양이 많을수록 저항력이 작아지는 것을 알 수 있다.In addition, FIG. 9 is a graph showing the compression test results of the general magnetorheological elastomer and the porous magnetorheological elastomer 130. Through this, the general magnetorheological elastomer has a greater resistance than the porous magnetorheological elastomer 130, and the porous magnetorheological elastomer ( 130), it can be seen that as the amount of pores increases, the resistance decreases.

<제2 실시예><Second embodiment>

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액츄에이터(100a)의 단면도로서, 커버(140)와 다공성 자기유변탄성체(130)의 사이에 기공이 없는 자기유변탄성체(150)가 추가로 설치된 점에서 제1 실시예와 차이가 있다.10 is a cross-sectional view of an actuator 100a according to a second embodiment of the present invention, in which a porous magnetorheological elastomer 150 is additionally installed between the cover 140 and the porous magnetorheological elastomer 130. There is a difference from the first embodiment.

이와 같이 다공성 자기유변탄성체(130)와 일반 자기유변탄성체(150)를 상하로 적층하면, 자기장이 인가되지 않았을 때는 일반 자기유변탄성체(150)만을 사용한 경우에 비하여 초기 강성을 낮출 수 있고, 자기장이 인가되었을 때는 다공성 자기유변탄성체(130)만을 사용한 경우에 비하여 강성을 높일 수 있다.When the porous magnetorheological elastomer 130 and the general magnetorheological elastomer 150 are stacked up and down in this way, when no magnetic field is applied, the initial rigidity can be lowered compared to the case of using only the general magnetorheological elastomer 150, and the magnetic field is When applied, the rigidity can be increased compared to the case of using only the porous magnetorheological elastomer 130 .

따라서 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 제1 실시예에 비하여 강성 변화 범위를 더욱 확대할 수 있는 이점이 있다.Therefore, according to the second embodiment of the present invention, there is an advantage that the range of stiffness change can be further expanded compared to the first embodiment.

또한 상부에 위치하는 자기유변탄성체(150)는 다공성 자기유변탄성체(130)에서 발생하는 자기 누설을 줄이는 역할을 할 수 있다. 이를 위해서는 상부에 위치하는 자기유변탄성체(150)가 하부의 다공성 자기유변탄성체(130)에 비하여 더 많은 자성 입자를 함유하는 것이 바람직하다.In addition, the magnetorheological elastomer 150 positioned on the upper portion may serve to reduce magnetic leakage occurring in the porous magneto-rheoelastic material 130 . To this end, it is preferable that the magneto-rheoelastic material 150 positioned at the upper portion contains more magnetic particles than the porous magneto-rheoelastic material 130 at the lower portion.

한편 도 11에 나타낸 액츄에이터(100b)와 같이, 다공성 자기유변탄성체(130)의 상부에 일반 자기유변탄성체(150)를 대신하여 저밀도 다공성 자기유변탄성체(160)를 적층할 수도 있다. 저밀도 다공성 자기유변탄성체(160)는 기공을 함유하기는 하지만 다공성 자기유변탄성체(130)에 비하여 훨씬 적은 밀도의 기공을 포함한다. Meanwhile, as in the actuator 100b shown in FIG. 11 , a low-density porous magnetorheological elastomer 160 may be stacked on top of the porous magnetorheological elastomer 130 instead of the general magnetorheological elastomer 150 . Although the low-density porous magnetorheological elastomer 160 contains pores, the low-density porous magnetorheological elastomer 160 includes pores having a much smaller density than that of the porous magnetorheological elastomer 130 .

보다 정확하게는, 저밀도 다공성 자기유변탄성체(160)는 내부에 함유된 기공 전체의 체적이 다공성 자기유변탄성체(130)에 비하여 훨씬 작으며, 따라서 다공성 자기유변탄성체(130)에 비하여 강성이 큰 성질을 갖는다. 따라서 사용자의 입장에서는 다공성 자기유변탄성체(130)만을 설치한 경우에 비하여 단단한 느낌을 얻을 수 있다.More precisely, the low-density porous magnetorheological elastomer 160 has a much smaller total volume of pores contained therein than that of the porous magnetorheological elastomer 130, and thus has a higher rigidity than that of the porous magnetorheological elastomer 130. have Therefore, from the user's point of view, it is possible to obtain a firm feeling compared to the case where only the porous magnetorheological elastic body 130 is installed.

한편 적층된 자기유변탄성체(130,150,160)들은 접착제 등으로 서로 접착될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the laminated magnetorheological elastomers 130 , 150 , 160 may be adhered to each other with an adhesive or the like, but is not limited thereto.

또한 상부에 위치하는 자기유변탄성체(150,160)는 커버(140)의 저면에 접착될 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the magnetorheological elastomers 150 and 160 positioned above may be adhered to the bottom surface of the cover 140 , but is not limited thereto.

<제3 실시예><Third embodiment>

도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액츄에이터(100c)의 단면도로서, 커버(140)와 다공성 자기유변탄성체(130)의 사이에 요철형 자기유변탄성체(170)가 설치된 점에서 제2 실시예와 차이가 있다.12 is a cross-sectional view of the actuator 100c according to the third embodiment of the present invention, wherein the concave-convex magnetorheological elastic body 170 is installed between the cover 140 and the porous magnetorheological elastic body 130. The second embodiment There is a difference with the example.

요철형 자기유변탄성체(170)는 저면과 상면에 물결 형상의 요철구조가 형성된 것으로서, 도면에 나타낸 바와 같이 기공이 없는 자기유변탄성체일 수도 있고 앞서 설명한 바와 같은 저밀도 다공성 자기유변탄성체일 수도 있다.The concave-convex magnetorheological elastomer 170 has a wavy concavo-convex structure formed on the bottom and upper surfaces, and may be a porous magnetorheological elastomer without pores as shown in the drawing or a low-density porous magnetorheological elastomer as described above.

요철형 자기유변탄성체(170)를 사용하면, 커버(140)와 요철형 자기유변탄성체(170)의 사이에 소정의 공간이 형성되고 요철형 자기유변탄성체(170)와 다공성 자기유변탄성체(130)의 사이에도 소정의 공간이 형성되므로 자기장에 의해 수축되거나 복원될 때 변형 폭이 증가되고 고속으로 수축 및 복원 운동을 할 때는 진동의 세기가 증대되는 이점이 있다.When the concave-convex magnetorheological elastomer 170 is used, a predetermined space is formed between the cover 140 and the concave-convex magnetorheological elastomer 170, and the concave-convex magnetorheological elastomer 170 and the porous magnetorheological elastomer 130 are formed. Since a predetermined space is also formed between the two, the deformation width is increased when contracted or restored by a magnetic field, and the strength of vibration is increased when contracting and restoring at high speed.

한편 도면에는 요철형 자기유변탄성체(170)의 양면에 요철구조가 형성된 것으로 나타나 있으나 한 면에만 요철구조가 형성될 수도 있다.On the other hand, although it is shown in the drawings that the concave-convex structure is formed on both surfaces of the concave-convex magnetorheological elastic body 170, the concave-convex structure may be formed only on one surface.

또한 도면에는 요철형 자기유변탄성체(170)의 요철구조가 단면을 기준으로 물결 형상인 것으로 나타나 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 단면을 기준으로 피라미드 형상, 아치 형상 등과 같은 다양한 형태의 요철구조를 가질 수도 있다.Also, in the drawings, the concave-convex structure of the concave-convex magnetorheological elastic body 170 is shown to have a wavy shape based on a cross section, but is not limited thereto. Therefore, it may have various types of concavo-convex structures such as a pyramid shape, an arch shape, etc. based on a cross-section.

또한 도면에는 하부에 위치하는 다공성 자기유변탄성체(130)는 요철구조가 아닌 것으로 나타나 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 다공성 자기유변탄성체(130)의 상면 또는 저면에도 앞서 설명한 요철구조를 형성할 수도 있다.In addition, although it is shown in the drawings that the porous magnetorheological elastomer 130 positioned at the bottom does not have a concave-convex structure, it is not limited thereto. Therefore, the concave-convex structure described above may also be formed on the upper surface or the lower surface of the porous magnetorheological elastomer 130 .

또한 도 3과 같이, 커버(140)와 자기장발생부(120)의 사이에 다공성 자기유변탄성체(130)만 설치된 경우에도 다공성 자기유변탄성체(130)의 상면 또는 저면에 앞서 설명한 요철구조를 형성할 수도 있다.In addition, as shown in FIG. 3 , even when only the porous magnetorheological elastomer 130 is installed between the cover 140 and the magnetic field generating unit 120 , the concave-convex structure described above on the upper surface or the lower surface of the porous magnetorheological elastomer 130 can be formed. may be

<제4 실시예><Fourth embodiment>

도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액츄에이터(100d)의 단면도로서, 커버(140)의 하부에 압력감지센서(180)가 설치된 점에 다른 실시예와 차이가 있다.13 is a cross-sectional view of an actuator 100d according to a fourth embodiment of the present invention, and is different from other embodiments in that the pressure sensor 180 is installed under the cover 140 .

압력감지센서(180)는 사용자가 누르는 힘을 검출하기 위한 것이므로 커버(140)의 하부에 설치되는 것이 바람직하지만 설치위치가 이에 한정되는 것은 아니다.Since the pressure sensor 180 is to detect a user's pressing force, it is preferable to be installed under the cover 140, but the installation location is not limited thereto.

이와 같이 압력감지센서(180)를 설치하여 사용자가 누르는 힘을 검출하면, 사용자가 누르는 힘의 정도에 따라 액츄에이터(100d)의 동작을 제어할 수 있는 이점이 있다.In this way, when the pressure sensor 180 is installed to detect the user's pressing force, there is an advantage in that the operation of the actuator 100d can be controlled according to the degree of the user's pressing force.

일 예로서, 액츄에이터(100d)가 대기 모드일 때는 자기장발생부(120)에 전류를 공급하지 않고, 사용자의 조작으로 인해 압력감지센서(180)의 측정값이 제1 설정범위에 속하는 것으로 확인되면 액츄에이터(100d)의 컨트롤러 또는 전자기기의 CPU 등이 자기장발생부(120)에 제1 전류가 공급되도록 제어하고, 압력감지센서(180)의 측정값이 제1 설정범위 보다 큰 제2 설정범위에 속하는 것으로 확인되면 자기장발생부(120)에 제1 전류 보다 큰 제2 전류가 공급되도록 제어할 수 있다.As an example, when the actuator 100d is in the standby mode, current is not supplied to the magnetic field generator 120 , and it is confirmed that the measured value of the pressure sensor 180 falls within the first setting range due to the user's manipulation. The controller of the actuator 100d or the CPU of the electronic device controls the first current to be supplied to the magnetic field generator 120, and the measured value of the pressure sensor 180 is greater than the first set range. If it is confirmed that it belongs to the magnetic field generator 120, it is possible to control the supply of a second current greater than the first current.

이렇게 하면 사용자가 누르는 힘이 강할수록 자기유변탄성체(130,150)의 강성이 증가하면서 더 큰 저항력을 발휘하는 효과를 얻을 수 있다.In this way, as the user's pressing force increases, the rigidity of the magnetorheological elastomers 130 and 150 increases and the effect of exhibiting greater resistance can be obtained.

다른 예로서, 액츄에이터(100d)가 대기 모드이거나 압력감지센서(180)에서 압력이 검출되지 않을 때는 자기장발생부(120)에 강한 제1 전류를 인가하여 사용자에게 딱딱한 느낌을 제공하고, 압력감지센서(180)의 측정값이 제1 설정범위에 속하는 것으로 확인되면 자기장발생부(120)에 제1 전류 보다 작은 제2 전류가 공급되도록 제어하고, 압력감지센서(180)의 측정값이 제1 설정범위 보다 큰 제2 설정범위에 속하는 것으로 확인되면 자기장발생부(120)에 제2 전류 보다 작은 제3 전류가 공급되도록 제어할 수 있다.As another example, when the actuator 100d is in standby mode or pressure is not detected by the pressure sensor 180, a strong first current is applied to the magnetic field generator 120 to provide a hard feeling to the user, and the pressure sensor When it is confirmed that the measured value of 180 is within the first setting range, control is performed so that a second current smaller than the first current is supplied to the magnetic field generator 120 , and the measured value of the pressure sensor 180 is set to the first setting If it is confirmed that the range is within the second set range larger than the range, the magnetic field generator 120 may be controlled to supply a third current smaller than the second current.

이렇게 하면 처음에는 사용자가 딱딱한 느낌을 받게 되고, 누르는 힘이 강해질수록 자기유변탄성체(130,150)의 강성이 단계적으로 줄어 들면서 갈수록 유연한 느낌을 제공하는 효과를 얻을 수 있다. In this way, the user initially feels hard, and as the pressing force increases, the rigidity of the magnetorheological elastomers 130 and 150 is gradually reduced, thereby providing an effect of providing a more flexible feeling.

또 다른 예로서, 압력감지센서(180)의 측정값이 제1 설정범위에 속하는 것으로 확인되면 자기장발생부(120)에 대한 전류 공급을 제1 진동수로 온/오프 시키고, 압력감지센서(180)의 측정값이 제1 설정범위 보다 큰 제2 설정범위에 속하는 것으로 확인되면 자기장발생부(120)에 대한 전류 공급을 제1 진동수와 다른 제2 진동수로 온/오프 시키도록 제어할 수 있다.As another example, when it is confirmed that the measured value of the pressure sensor 180 falls within the first setting range, the current supply to the magnetic field generator 120 is turned on/off at the first frequency, and the pressure sensor 180 is turned on/off. When it is confirmed that the measured value of is within the second set range larger than the first set range, the current supply to the magnetic field generator 120 may be controlled to turn on/off at a second frequency different from the first frequency.

이렇게 하면, 사용자가 강하게 누를 때는 고주파수의 진동 피드백을 제공하고 약하게 누를 때는 저주파수의 진동 피드백을 제공함으로써 사용자가 누르는 힘의 정도에 따라 차등화된 진동수의 피드백을 제공할 수 있다. 다만 피드백 방법이 반드시 이에 한정되는 것은 아니므로 사용자가 강하게 누를 때는 저주파수의 진동 피드백을 제공하고 약하게 누를 때는 고주파수의 진동 피드백을 제공하는 것도 가능하다.In this way, when the user presses strongly, a high frequency vibration feedback is provided, and when the user presses lightly, a low frequency vibration feedback is provided, thereby providing feedback of a frequency differentiated according to the degree of the user's pressing force. However, since the feedback method is not necessarily limited thereto, it is also possible to provide low-frequency vibration feedback when the user presses strongly, and provides high-frequency vibration feedback when the user presses lightly.

즉, 이와 같이 압력감지센서(180)를 설치하면 사용자의 의도나 동작에 대응하여 다양한 촉감이나 근감각을 제공할 수 있는 이점이 있다.That is, when the pressure sensor 180 is installed in this way, it is possible to provide various tactile and kinesthetic sensations in response to the user's intention or motion.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 구체적인 적용 과정에서 다양한 형태로 변형 또는 수정되어 실시될 수 있다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be modified or modified in various forms during a specific application process and implemented.

일 예로서, 도 14의 단면도에 나타낸 액츄에이터(100e)와 같이, 다공성 자기유변탄성체(130)와 일반 자기유변탄성체(150)를 상하로 연속 적층하지 않고 자기장발생부(120)의 상부와 하부에 각각 별도로 배치할 수도 있다.As an example, like the actuator 100e shown in the cross-sectional view of FIG. 14 , the porous magnetorheological elastomer 130 and the general magnetorheological elastomer 150 are not continuously stacked up and down, but in the upper and lower portions of the magnetic field generator 120 . Each may be placed separately.

이 경우에도 커버(140)의 저면에 압력감지센서(180)를 추가로 설치할 수 있으며, 다공성 자기유변탄성체(130)와 기공이 없는 자기유변탄성체(150) 중에서 적어도 하나는 표면에 요철구조를 구비할 수도 있다. 또한 기공이 없는 자기유변탄성체(150)를 대신하여 저밀도 다공성 자기유변탄성체(160)를 사용할 수도 있다.Even in this case, the pressure sensor 180 may be additionally installed on the bottom surface of the cover 140, and at least one of the porous magnetorheological elastomer 130 and the porous magnetorheological elastomer 150 has a concave-convex structure on the surface. You may. In addition, a low-density porous magnetorheological elastomer 160 may be used in place of the porous magnetorheological elastomer 150 without pores.

다른 예로서, 도 15 및 도 16에 나타낸 바와 같이, 커버(140a)를 하우징(110)의 측벽 상단에 결합하지는 않고 자기유변탄성체(130,150)의 상부에만 접착제 등으로 직접 결합할 수도 있다.As another example, as shown in FIGS. 15 and 16 , the cover 140a may not be coupled to the upper end of the side wall of the housing 110 , but may be directly coupled only to the upper portion of the magnetorheological elastomers 130 and 150 with an adhesive or the like.

이와 같이 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 다양한 형태로 변형 또는 수정되어 실시될 수 있으며, 변형 또는 수정된 실시예도 후술하는 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다 할 것이다.As such, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be modified or modified in various forms and implemented, and the modified or modified embodiments are also entitled to the right of the present invention if they include the technical spirit of the present invention disclosed in the claims to be described later. It would be natural to fall within the scope.

100: 액츄에이터 110: 하우징 112: 걸림돌기
120: 자기장발생부 122: 코일 124: 자성코어
130: 다공성 자기유변탄성체 132: 탄성 기재 134: 기공
140: 커버 142: 가이드 홈 144: 걸림턱
150: 자기유변탄성체 160: 저밀도 다공성 자기유변탄성체
170: 요철형 자기유변탄성체 180: 압력감지센서
100: actuator 110: housing 112: locking projection
120: magnetic field generator 122: coil 124: magnetic core
130: porous magnetorheological elastomer 132: elastic substrate 134: pores
140: cover 142: guide groove 144: jamming jaw
150: magnetorheological elastomer 160: low-density porous magnetorheological elastomer
170: concave-convex magnetorheological elastomer 180: pressure sensor

Claims (9)

하우징의 내부에 설치된 자기장발생부;
자기장발생부의 상부에 설치된 다공성 자기유변탄성체;
다공성 자기유변탄성체의 상부에 배치된 커버
를 포함하는 피부감각 및 근감각 자극 액츄에이터
a magnetic field generator installed inside the housing;
A porous magnetorheological elastomer installed on the upper portion of the magnetic field generator;
Cover disposed on top of porous magnetorheological elastomer
Skin sensory and kinesthetic stimulation actuator comprising
제1항에 있어서,
상기 다공성 자기유변탄성체에는 실리콘 고무재, 실리콘 오일 및 카로보닐 철이 각각 1: (0.6 내지 0.8) : (6 내지 8) 의 중량비로 함유된 것을 특징으로 하는 피부감각 및 근감각 자극 액츄에이터
According to claim 1,
The porous magnetorheological elastomer includes a silicone rubber material, silicone oil, and carbonyl iron in a weight ratio of 1: (0.6 to 0.8): (6 to 8), respectively. Skin sensory and kinesthetic stimulation actuator
제1항에 있어서,
상기 커버와 상기 다공성 자기유변탄성체의 사이에는 기공이 없는 자기유변탄성체가 설치되는 것을 특징으로 하는 피부감각 및 근감각 자극 액츄에이터
According to claim 1,
Skin sensory and kinesthetic stimulation actuator, characterized in that a magnetorheological elastic body without pores is installed between the cover and the porous magnetorheological elastic body
제1항에 있어서,
상기 다공성 자기유변탄성체와 상기 기공이 없는 자기유변탄성체 중에서 적어도 하나는 표면에 요철부가 형성된 것을 특징으로 하는 피부감각 및 근감각 자극 액츄에이터
According to claim 1,
At least one of the porous magnetorheological elastomer and the porous magnetorheological elastomer has a skin sensory and kinesthetic stimulation actuator, characterized in that an uneven portion is formed on the surface.
제1항에 있어서,
상기 커버와 상기 다공성 자기유변탄성체의 사이에는 상기 다공성 자기유변탄성체에 비하여 기공의 함유량이 적은 저밀도 다공성 자기유변탄성체가 설치되는 것을 특징으로 하는 피부감각 및 근감각 자극 액츄에이터
According to claim 1,
Skin sensory and kinesthetic stimulation actuator, characterized in that a low-density porous magnetorheological elastomer having a smaller pore content than that of the porous magnetorheological elastomer is installed between the cover and the porous magnetorheological elastomer.
제1항에 있어서,
사용자가 누르는 힘을 감지하는 압력감지센서를 포함하고,
상기 압력감지센서의 측정값이 제1 설정범위에 속하면 상기 자기장발생부에 제1 전류가 공급되고, 상기 압력감지센서의 측정값이 상기 제1 설정범위 보다 큰 제2 설정범위에 속하면 상기 자기장발생부에 상기 제1 전류 보다 큰 제2 전류가 공급되는 것을 특징으로 하는 피부감각 및 근감각 자극 액츄에이터
According to claim 1,
It includes a pressure sensor that detects the user's pressing force,
When the measured value of the pressure sensor falls within a first set range, a first current is supplied to the magnetic field generator, and when the measured value of the pressure sensor falls within a second set range that is larger than the first set range, the Skin sensory and kinesthetic stimulation actuator, characterized in that a second current greater than the first current is supplied to the magnetic field generator
제1항에 있어서,
사용자가 누르는 힘을 감지하는 압력감지센서를 포함하고,
상기 압력감지센서의 측정값이 제1 설정범위에 속하면 상기 자기장발생부에 상기 제1 전류가 공급되고, 상기 압력감지센서의 측정값이 상기 제1 설정범위 보다 큰 제2 설정범위에 속하면 상기 자기장발생부에 상기 제1 전류 보다 작은 제2 전류가 공급되는 것을 특징으로 하는 피부감각 및 근감각 자극 액츄에이터
According to claim 1,
It includes a pressure sensor that detects the user's pressing force,
When the measured value of the pressure sensor falls within a first set range, the first current is supplied to the magnetic field generator, and the measured value of the pressure sensor falls within a second set range that is larger than the first set range Skin sensory and kinesthetic stimulation actuator, characterized in that a second current smaller than the first current is supplied to the magnetic field generator
제1항에 있어서,
사용자가 누르는 힘을 감지하는 압력감지센서를 포함하고,
상기 압력감지센서의 측정값이 제1 설정범위에 속하면 상기 자기장발생부를 제1 진동수로 온/오프 시키고, 상기 압력감지센서의 측정값이 상기 제1 설정범위 보다 큰 제2 설정범위에 속하면 상기 자기장발생부를 상기 제1 진동수와 다른 제2 진동수로 온/오프 시키는 것을 특징으로 하는 피부감각 및 근감각 자극 액츄에이터
According to claim 1,
It includes a pressure sensor that detects the user's pressing force,
When the measured value of the pressure sensor falls within a first set range, the magnetic field generator is turned on/off at a first frequency, and the measured value of the pressure sensor falls within a second set range that is larger than the first set range Skin sensory and kinesthetic stimulation actuator, characterized in that the magnetic field generator turns on/off at a second frequency different from the first frequency
제1항에 있어서,
상기 커버의 저면 가장자리에는 상기 하우징의 측벽 상단이 삽입되는 가이드 홈이 형성되고, 상기 하우징의 측벽에는 상기 가이드홈의 입구보다 큰 폭을 갖는 걸림돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 피부감각 및 근감각 자극 액츄에이터
According to claim 1,
A guide groove into which the upper end of the side wall of the housing is inserted is formed on the edge of the bottom surface of the cover, and a blocking protrusion having a width greater than the entrance of the guide groove is formed on the side wall of the housing.
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