KR20230123120A - 자기유변유체 기반의 햅틱 노브 장치 - Google Patents

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KR20230123120A
KR20230123120A KR1020220019864A KR20220019864A KR20230123120A KR 20230123120 A KR20230123120 A KR 20230123120A KR 1020220019864 A KR1020220019864 A KR 1020220019864A KR 20220019864 A KR20220019864 A KR 20220019864A KR 20230123120 A KR20230123120 A KR 20230123120A
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shaft
haptic
resistance
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최용원
김명회
김주하
윤인호
고현우
김상연
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
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Abstract

본 발명은 하우징의 내부에 장착되며, 전류를 인가함에 따라, 자기장을 발생시켜, 자속선을 형성하는 솔레노이드 코일, 상기 하우징에 결합되고, 회전 축을 구비하며, 적어도 하나 이상의 저항 모드가 복합적으로 생성되게 하는 샤프트 및 상기 하우징의 내부에 수용되며, 상기 솔레노이드 코일에서 발생된 자기장에 의하여 자속선이 형성됨에 따라, 자기 체인을 형성하는 자기유변유체를 포함한다.

Description

자기유변유체 기반의 햅틱 노브 장치{HAPTIC NOB APPARATUS BASED MAGNETO RHEOLOGICAL FLUID}
본 발명은 자기유변유체 기반의 햅틱 노브 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자기장 세기에 따라 점성이 변하는 자기유변유체(Magneto Rheological Fluid, MRF)를 사용하여 하나의 노브에 다양한 조작감을 제공할 수 있게 함으로써, 사용자로 하여금, 햅틱감(노브 저항감) 크기에 따라 노브의 조작 단계를 구분할 수 있게 하여 편의성을 제공하는 자기유변유체 기반의 햅틱 노브 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 인간은 다양한 애플리케이션에서 전자/통신기기와 인터페이스를 이루고 있으며, 그에 따라 보다 자연스럽고, 사용이 용이하며, 정보 제공이 가능한 인터페이스에 대해 끊임없는 관심을 보이고 있다.
즉, 사람이 물체를 인식함에 있어서, 시각이 가장 중요한 감각 수단이지만, 오늘날에는 접촉을 통해 진동, 표면의 거칠기, 온도변화 등을 획득하는 촉각 정보 획득은 차세대 정보전달 매체로 각광을 받고 있다.
이와 같이, 시각 정보에 햅틱(Haptic) 정보가 더해지면, 사람의 인식능력은 더욱 향상되게 되는데, 여기서 햅틱이란 물체를 만질 때, 사람의 핑커팁(손가락 끝 또는 스타일러스 펜)으로 느낄 수 있는 촉각적 감각으로서, 피부가 물체 표면에 닿아서 느끼는 촉감 피드백(Tactile feedback)과 관절과 근육의 움직임이 방해될 때 느껴지는 근감각 힘 피드백(Kinesthetic force feedback)을 포괄하는 개념이다.
통상, 햅틱을 이용한 햅틱 장치는 가상의 물체(예를 들어, 윈도우 화면 버튼 표시)를 사람이 만졌을 때, 실제의 물체(실제의 버튼)을 만지는 것과 같은 응답성으로 동적 특성(버튼을 누를 때 손가락으로 전달되는 진동, 촉감과 동작음 등)을 재생할 수 있는 것이 가장 이상적이라 할 수 있으며, 이러한 햅틱 장치의 성능 향상을 위하여 지금까지는 모터와 링크 메카니즘을 이용한 메카트로닉스 장비 등이 사용되었다.
그러나, 이와 같은 기계적인 햅틱 장치는 무게가 많이 나가고, 복잡한 링크 구조를 가질 뿐만 아니라 소형화가 어려우며, 관성으로 인한 신속한 응답 속도를 구현하기 어려운 문제가 있다.
이를 극복하기 위해, 최근 유변유체와 같은 스마트 물질(smart material)에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.
즉, 유변유체와 같은 스마트 물질이란 외부에서 인가되는 전기에너지(일례로, 전기장) 혹은 자기에너지(일례로, 자기장)에 반응하여 액체 자체 점성이 가변되는 물질로, 이러한 유변유체는 전기장에 반응하는 전기유변유체와 자기장에 반응하는 자기유변유체로 대별될 수 있다.
그리고, 이러한 유변유체를 이용하여 휴대단말(일례로, 휴대폰, PDA, 노트북, PMP, MP3 플레이어, 전자사전 등)에서 햅틱 효과를 제공하거나 로봇의 액츄에이터로 사용하거나, 촉감전달장치, 댐퍼로 사용하는 등, 그 응용분야가 점차 확대되어가는 추세이다.
하지만, 유변유체가 전기장이나 자기장에 반응하여 점성이 증가하는 영역이 작고, 많은 양의 유변유체 전체의 점성을 변화시키기 위해서는 강한 전기장이나 자기장을 필요로 하기 때문에, 전력소모가 심하다는 단점이 있어 그에 따른 응용에 제약이 있었다.
특히, 유변유체를 이용하여 휴대단말의 햅틱 제공장치로 사용할 경우, 전력 소모가 심해지는 단점이 있고, 아울러 유변유체는 비압축성이기 때문에, 일측에서 눌려졌을 경우, 이를 수용할 수 있는 저장 영역이 있어야 하는데, 이와 같은 저장 영역을 함께 설계할 경우 제품의 소형화가 어려워지는 기술적 한계가 있었다.
본 발명의 목적은, 사용자에게 노브의 조작에 따른 햅틱감을 제공함에 있어, 자기장 세기에 따라 점성이 변하는 자기유변유체(Magneto Rheological Fluid, MRF)를 사용하되, 자기유변유체에 대한 복수의 동작 모드, 구체적으로는 전단 모드(shear mode), 유동 모드(flow mode)가 복합적으로 발생하게 함으로써, 노브 회전 시, 서로 다른 토크가 생성되게 하여 하나의 노브에 다양한 햅틱감이 제공될 수 있도록 하는 자기유변유체 기반의 햅틱 노브 장치를 제공함에 있다.
본 발명에 따른 자기유변유체 기반의 햅틱 노브 장치는 하우징의 내부에 장착되며, 전류를 인가함에 따라, 자기장을 발생시켜, 자속선을 형성하는 솔레노이드 코일, 상기 하우징에 결합되고, 회전 축을 구비하며, 적어도 하나 이상의 저항 모드가 복합적으로 생성되게 하는 샤프트 및 상기 하우징의 내부에 수용되며, 상기 솔레노이드 코일에서 발생된 자기장에 의하여 자속선이 형성됨에 따라, 자기 체인을 형성하는 자기유변유체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 자기유변유체 기반의 햅틱 노브 장치는 상기 회전 축이 중심을 관통되도록 형성되며, 상부 개방의 원통 형상으로 형성되는 상기 하우징의 개방된 상부를 차폐하는 하우징 커버를 더 포함한다.
한편, 상기 샤프트는 상기 하우징의 내부에서 회전 가능하게 결합되는 본체 및 상기 본체가 회전됨에 따라, 상기 자기유변유체의 이동을 가이드 하여 상기 자기유변유체에 의한 저항이 생성하도록 하는 범프를 구비한다.
여기서, 상기 범프는 상기 본체에 마련된 복수개의 장착 영역에 장착되되, 상기 장착 영역을 통과하여 상기 자기유변유체가 이동하기 위한 간극을 형성하며 경사지게 장착된다.
그리고, 상기 샤프트는 상기 본체가 회전 이동함에 따른 전단 저항 모드 및 상기 범프에 의한 유동 저항 모드가 복합적으로 생성되게 한다.
한편, 본 발명에 따른 자기유변유체 기반의 햅틱 노브 장치는 상기 회전 축에 결합되어 상기 하우징의 외부로 노출되며, 상기 샤프트를 회전시켜 상기 자기유변유체에 형성된 자기 체인이 끊어짐에 따라 생성된 저항이 전달되도록 구비되는 컨트롤 노브를 더 포함한다.
여기서, 상기 컨트롤 노브는 상기 솔레노이드 코일에 인가되는 전류의 양에 따라, 상기 자기유변유체의 점성이 변화됨을 통해, 서로 다른 세기의 저항이 전달되게 구비된다.
그리고, 상기 솔레노이드 코일은 인가되는 전류의 신호 형태를 서로 다르게 하여, 상기 샤프트를 통한 적어도 하나 이상의 저항이 복합적으로 생성되게 함에 있어, 저항 감도의 설정이 가능하게 한다.
본 발명은, 사용자에게 노브의 조작에 따른 햅틱감을 제공함에 있어, 자기장 세기에 따라 점성이 변하는 자기유변유체(Magneto Rheological Fluid, MRF)를 사용하되, 자기유변유체에 대한 복수의 동작 모드, 구체적으로는 전단 모드(shear mode), 유동 모드(flow mode)가 복합적으로 발생하게 함으로써, 노브 회전 시, 서로 다른 토크가 생성되게 하여 하나의 노브에 다양한 햅틱감이 제공될 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
그에 따라, 본 발명은 사용자로 하여금, 햅틱감(노브 저항감)의 크기에 따라 노브 조작 단계를 구분할 수 있게 함으로써, 사용 편의성이 향상되게 하는 효과를 갖는다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 자기유변유체 기반의 햅틱 노브 장치에 대한 결합 상태를 보여주기 위한 도면이다.
도 2 는 본 발명의 실시예에 다른 자기유변유체 기반의 햅틱 노브 장치에 대한 분리 상태를 보여주기 위한 도면이다.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 자기유변유에 기반의 햅틱 노브 장치에 대한 샤프트를 보여주기 위한 도면이다.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 자기유변유체 기반의 햅틱 노브 장치에 대한 노브 결합을 보여주기 위한 도면이다.
도 5A 및 5B 는 본 발명의 실시예에 따른 자기유변유체 기반의 햅틱 노브 장치에 대한 전단 모드를 보여주기 위한 도면이다.
도 6A 및 6B 는 본 발명의 실시예에 따른 자기유변유체 기반의 햅틱 노브 장치에 대한 흐름 모드를 보여주기 위한 도면이다.
도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 자기유변유체 기반의 햅틱 노브 장치에 대한 인가되는 신호의 형태의 실시예를 보여주기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에 개시되는 실시 예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 자기유변유체 기반의 햅틱 노브 장치에 대한 결합 상태를 보여주기 위한 도면이고, 도 2 는 본 발명의 실시예에 다른 자기유변유체 기반의 햅틱 노브 장치에 대한 분리 상태를 보여주기 위한 도면이다.
그리고, 도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 자기유변유에 기반의 햅틱 노브 장치에 대한 샤프트를 보여주기 위한 도면이며, 도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 자기유변유체 기반의 햅틱 노브 장치에 대한 노브 결합을 보여주기 위한 도면이다.
또한, 도 5A 및 5B 는 본 발명의 실시예에 따른 자기유변유체 기반의 햅틱 노브 장치에 대한 전단 모드를 보여주기 위한 도면이고, 도 6A 및 6B 은 본 발명의 실시예에 따른 자기유변유체 기반의 햅틱 노브 장치에 대한 흐름 모드를 보여주기 위한 도면이며, 도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 자기유변유체 기반의 햅틱 노브 장치에 대한 인가되는 신호의 형태의 실시예를 보여주기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 자기유변유체 기반의 햅틱 노브 장치는 하우징(100), 솔레노이드 코일(200), 샤프트(300), 하우징 커버(400) 및 자기유변유체(500)를 포함한다.
하우징(100)은 상부 개방의 원통 형상으로 형성된다.
이러한 하우징(100)은 후술 될 솔레노이드 코일(200)에서 발생하는 자기장의 손실을 방지하기 위하여 자기차폐가 이루어지는 구조로 설계될 수 있다.
이를 위해, 하우징(100)은 하우징 커버(400)와 결합될 수 있으며, 이러한 하우징 커버(400)는 하우징(100)의 개방된 상부를 차폐하도록 형성되어, 상기와 같이 하우징(100)의 내부에 대한 자기차폐가 이루어질 수 있도록 한다.
이와 함께, 하우징(100)은 실링 베어링(110)을 구비할 수 있고, 이러한 실링 베어링(110)은 하우징(100)의 내부에 수용된 자기유변유체(MR(Magneto Rheological) fluid)(500)의 누수를 방지함과 함께, 후술 될 샤프트(300)의 회전 축(302) 위치를 고정시킬 수 있도록 한다.
솔레노이드 코일(200)은 하우징(100)에 마련된 솔레노이드 코일 장착 영역에 삽입 배치되며, 전류를 인가함에 따라, 자기장을 발생시켜 자속선을 형성하는 환형 구성으로 이루어진다.
솔레노이드 코일(200)은 하우징(100)에 마련된 솔레노이드 코일 장착 영역에 삽입 장착될 수 있기 때문에, 솔레노이드 코일 장착 영역에 삽입 배치시키는 단순 구조로 조립, 분해 및 가공이 용이할 수 있다.
솔레노이드 코일(200)은 후술 될 샤프트(300)로부터 솔레노이드 코일(200)을 보호하기 위한 환형의 솔레노이드 코일 하우징(202)을 구비하여, 솔레노이드 코일 하우징(202)과 함께 솔레노이드 코일 장착 영역에 삽입 배치될 수 있다.
샤프트(300)는 하우징(100)의 내부에 삽입 배치되되, 하부가 쐐기 형상으로 이루어져 하우징(100)에서 회전 가능하도록 형성되며(도 5A 참조), 바람직하게는 샤프트(300)는 상부에 배치되는 회전 축(302)을 중심으로, 하우징(100)의 내부에서 좌우 방향으로 회전 이동이 가능하게 형성된다.
그리고, 자기유변유체(500)는 하우징(100)의 내부에 수용, 더 구체적으로는 샤프트(300)를 구성하는 본체(310)의 상부 및 하부에 모두 수용되며, 솔레노이드 코일(200)에서 발생된 자기장에 의하여, 자속선이 형성됨에 따라, 자기 체인(1)을 형성하도록 구비된다(도 5B 참조).
한편, 샤프트(300)는 조작에 의한 회전 시, 적어도 하나 이상이 저항, 다시 말해 전단(shear) 저항 및 이동(flow) 저항이 복합적으로 생성되게 할 수 있다.
이를 위해, 샤프트(300)는 도 3에 도시된 바와 같이, 본체(310) 및 복수개의 범프(320)를 구비한다.
본체(310)는 하우징(100)의 내부에서 회전 가능하게 결합되며, 그 중심에는 회전 축(302)이 구비된다.
이러한 본체(310)는 회전 축(302)을 중심으로 회전 이동 시, 회전 이동하는 방향과 평행한 방향으로 발생된 자기유변유체(500)가 자기장에 의해 전단 모드(shear mode)로 이동, 해당 모드에 따른 저항이 생성될 수 있도록 한다,
그리고, 범프(320)는 본체(310)가 회전 축(302)을 중심으로 회전됨에 있어서, 자기유변유체(500)가 유동 모드(flow mode)로 이동하게 하여(도 6B 잠조), 해당 모드에 따른 전단 모드에서와는 다른 저항이 생성될 수 있도록 한다.
여기서, 범프(320)는 본체(310)에 마련된 복수개의 장착 영역에 장착되되, 본체(310)의 회전 시에, 장착 영역을 통과하여 자기유변유체(500)가 이동하기 위한 소정 간극(A)을 형성하며 경사지게 장착, 자기유변유체(500)가 자기장에 의해 유동 모드(flow mode)로 이동함에 있어, 그 경로를 가이드 함과 함께, 전단 저항과 함께 복합적으로 유동 저항이 생성될 수 있도록 한다.
즉, 도 5A 및 5B 는 전단 모드로서, 본체(310)의 회전 이동 시에, 인가되는 자기장 방향과 평행한 방향으로 자기유변유체(500)가 흐름에 따라, 본체(310)와, 각각의 하우징(100) 및 하우징 커버(400)를 연결하는 자기 체인(1)이 선택적으로 끊어지게 하여 전단 저항을 생성하는 모드이다.
또한, 도 6A 및 6B 는 유동 모드로서, 자기장의 방향과 평행하지 않은 방향, 즉 상기 전단 모드에서 본체(310)의 추가 회전 이동 시, 인가되는 자기장 방향에서 범프(320)의 경사면 및 간극(A)을 통과하며 자기유변유체(500)가 흐름에 따라서, 간극(A)에 형성된 자기 체인(1)이 선택적으로 끊어지게 하여 유동 저항을 생성하는 모드이다,
여기서, 자기유변유체(500)는 자기장의 세기에 따라 가역적으로 유체의 점도 특성이 변하는 물질로서, 지능재료(Intelligent material) 중 하나로, 통상적으로 미네랄 오일, 합성 탄화수소, 물, 실리콘 오일, 에스테르화지방산 등과 같은 분산 매체에 지름이 수 내지 수십 마이크론의 미세 입자의 철이나, 또는 니켈, 코발트 및 이들의 자성합금 등이 분산된 비콜로이드 현탄액을 말한다.
자기유변유체(500)는 솔레노이드 코일(200)을 통해 자기장을 인가함에 따라, 유체의 점도 특성 등의 유동 특성 변화폭이 크고, 내구성이 우수할 뿐만 아니라, 오염물에 대해 상대적으로 덜 민감하고 자기장에 대한 응답속도가 매우 빠르며, 또한 가역적이다.
통상적으로, 솔레노이드 코일(200)에서 발생된 자기장에 의해 자속선이 형성됨에 따라, 자기 체인(1)을 형성하여, 자기장이 가해지지 않을 때에는 뉴턴 유체의 성질을 나타내지만, 자기장이 가해지게 되면, 분산 입자가 쌍극자를 형성하여 인가된 자기장과 평행한 방향으로 섬유 구조인 자기 체인(1)을 형성하게 되는데, 이러한 자기 체인(1)의 섬유 구조가 점도를 증가시켜 자기유변유체(500)의 흐름을 방해하는 전단력이나, 유동에 대한 저항력을 가져서 동적 항복 응력을 증가시킨다.
이러한 특성을 이용하여, 도 5B에 도시된 바와 같이, 하우징(100)에 대하여 샤프트(300)가 회전하게 되면, 전술된 전단 모드에 의해 하우징(100)의 내부에서 자기 체인(1)이 끊어지면서 토크를 생성, 전단 저항이 발생하도록 한다.
그리고, 도 6A 및 도 6B 에 도시된 바와 같이, 전단 모드에서 연속적으로 샤프트(300)가 더 회전하게 되면, 범프(320)의 구조에 의해 경사진 방향을 따르며 간극(A)을 통과하며 유동하는 자기유변유체(500)에 의해(도 6B의 화살표 방향 참조), 간극(A)의 내부에 형성된 자기 체인(1)이 끊어지면서 전단 모드에서 보다 상대적으로 큰 토크를 생성, 유동 모드에 따른 서로 다른 저항이 발생하도록 한다.
따라서, 본 실시예에서는 후술 될 컨트롤 노브(600)의 조작에 따른 햅틱감을 제공함에 있어, 통상의 자기유변유체(500)의 특성을 이용하되, 샤프트(300)의 회전 시, 전술된 바와 같이, 본체(310) 및 범프(320)의 구조를 통해 연속적으로 전단 모드 및 유동 모드에서 각각 서로 다른 저항이 복합적으로 발생하도록 함으로써, 컨트롤 노브(600)를 회전 조작하는 경우, 서로 다른 토크가 생성되게 하여 하나의 컨트롤 노브(600)에서 다양한 햅틱감이 제공될 수 있게 한다.
그에 따라, 본 실시예에서는 사용자로 하여금, 햅틱감의 크기에 따라 컨트롤 노브(600)의 조작 단계를 구분할 수 있게 함으로써, 조작 단계 인지에 따른 사용 편의성이 향상되게 한다.
한편, 컨트롤 노브(600)는 도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(100)의 형상과 동일하게 원통 형상으로 형성되며, 회전 축(302)에 결합되어 하우징(100)의 외부로 노출된다.
이러한 컨트롤 노브(600)는 사용자에 의한 파지가 이루어지기 위한 것으로서, 사용자가 샤프트(300)를 파지한 상태에서 회전시키게 되면, 자기유변유체(500)에 형성된 자기 체인(1)이 끊어짐에 따라 생성된 저항이 전달되도록 구비된다,
그리고, 컨트롤 노브(600)는 솔레노이드 코일(200)에 인가되는 전류의 양에 따라, 자기유변유체(500)의 점성이 변화되게 함을 통하여, 서로 다른 저항감 및 패턴을 가지도록 제어, 예를 들어 기어 변속이 이루어짐에 있어서, P 단에서 보다 R 단에서, R 단에서 보다 D 단에서 주파수에 따른 다양한 햅틱 패턴이 서로 달라지게 하여 컨트롤 노브(600)로 전달될 수 있도록 하며, 그에 따라 더 효과적으로 사용자로 하여금 조작 단계 인지에 따른 사용 편의성이 향상되게 할 수 있다.
또한, 솔레노이드 코일(200)은 인가되는 전류의 신호 형태를 서로 다르게 설정하여, 샤프트(300)를 통한 전단 저항 및 유동 저항이 복합적으로 생성되게 함에 있어서, 저항 감도의 설정이 가능하게 할 수 있다.
더 구체적으로는, 만일 도 7에 도시된 바와 같이, 솔레노이드 코일(200)로 인가되는 시간당 전압이 인가되는 신호 형태를 반복적으로 커지거나 또는 작아지는 형태, 즉 구형파 형태로 인가하게 되면, 상대적으로 거친 거친 저항 질감이 컨트롤 노브(600)로 제공되게 할 수 있다.
이 뿐만 아니라, 도면에 도시되지는 않았으나 시간당 전압이 인가되는 신호 형태를 일정하게 크거나 또는 작은 형태, 다시 말해 소정의 크기를 가지는 직류의 형태로 신호를 인가하게 되면, 조작 시 각각 부드럽거나 또는 뻑뻑한 느낌의 저항 질감이 컨트롤 노브(600)로 제공되게 할 수 있다.
본 발명은, 사용자에게 노브의 조작에 따른 햅틱감을 제공함에 있어, 자기장 세기에 따라 점성이 변하는 자기유변유체(Magneto Rheological Fluid, MRF)를 사용하되, 자기유변유체에 대한 복수의 동작 모드, 구체적으로는 전단 모드(shear mode), 유동 모드(flow mode)가 복합적으로 발생하게 함으로써, 노브 회전 시, 서로 다른 토크가 생성되게 하여 하나의 노브에 다양한 햅틱감이 제공될 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
그에 따라, 본 발명은 사용자로 하여금, 햅틱감(노브 저항감)의 크기에 따라 노브 조작 단계를 구분할 수 있게 함으로써, 사용 편의성이 향상되게 하는 효과를 갖는다.
이상의 본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해여야 할 것이다.
1 : 자기 체인 100 : 하우징
110 : 실링 베어링 200 : 솔레노이드 코일
202 : 솔레노이드 코일 하우징 300 : 샤프트
302 : 회전 축 310 : 본체
320 : 범프 400 : 하우징 커버
500 : 자기유변유체 600 : 컨트롤 노브
A : 간극

Claims (8)

  1. 하우징의 내부에 장착되며, 전류를 인가함에 따라, 자기장을 발생시켜, 자속선을 형성하는 솔레노이드 코일;
    상기 하우징에 결합되고, 회전 축을 구비하며, 적어도 하나 이상의 저항 모드가 복합적으로 생성되게 하는 샤프트; 및
    상기 하우징의 내부에 수용되며, 상기 솔레노이드 코일에서 발생된 자기장에 의하여 자속선이 형성됨에 따라, 자기 체인을 형성하는 자기유변유체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기유변유체 기반의 햅틱 노브 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 축이 중심을 관통되도록 형성되며, 상부 개방의 원통 형상으로 형성되는 상기 하우징의 개방된 상부를 차폐하는 하우징 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기유변유체 기반의 햅틱 노브 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤프트는,
    상기 하우징의 내부에서 회전 가능하게 결합되는 본체; 및
    상기 본체가 회전됨에 따라, 상기 자기유변유체의 이동을 가이드 하여 상기 자기유변유체에 의한 저항이 생성하도록 하는 범프;를 구비하는 것을 특징으로 하는 자기유변유체 기반의 햅틱 노브 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 범프는,
    상기 본체에 마련된 복수개의 장착 영역에 장착되되, 상기 장착 영역을 통과하여 상기 자기유변유체가 이동하기 위한 간극을 형성하며 경사지게 장착되는 것을 특징으로 하는 자기유변유체 기반의 햅틱 노브 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 샤프트는,
    상기 본체가 회전 이동함에 따른 전단 저항 모드 및 상기 범프에 의한 유동 저항 모드가 복합적으로 생성되게 하는 것을 특징으로 하는 자기유변유체 기반의 햅틱 노브 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 축에 결합되어 상기 하우징의 외부로 노출되며, 상기 샤프트를 회전시켜 상기 자기유변유체에 형성된 자기 체인이 끊어짐에 따라 생성된 저항이 전달되도록 구비되는 컨트롤 노브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기유변유체 기반의 햅틱 노브 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 컨트롤 노브는,
    상기 솔레노이드 코일에 인가되는 전류의 양에 따라, 상기 자기유변유체의 점성이 변화됨을 통해, 서로 다른 세기의 저항이 전달되게 구비되는 것을 특징으로 하는 자기유변유체 기반의 햅틱 노브 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 솔레노이드 코일은,
    인가되는 전류의 신호 형태를 서로 다르게 하여, 상기 샤프트를 통한 적어도 하나 이상의 저항이 복합적으로 생성되게 함에 있어, 저항 감도의 설정이 가능하게 하는 것을 특징으로 자기유변유체 기반의 햅틱 노브 장치.
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