NL1033372C2 - System, method and engagement element for giving tactile feedback. - Google Patents
System, method and engagement element for giving tactile feedback. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1033372C2 NL1033372C2 NL1033372A NL1033372A NL1033372C2 NL 1033372 C2 NL1033372 C2 NL 1033372C2 NL 1033372 A NL1033372 A NL 1033372A NL 1033372 A NL1033372 A NL 1033372A NL 1033372 C2 NL1033372 C2 NL 1033372C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- force
- tactile feedback
- actuator
- engaging element
- measured
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/22—Ergometry; Measuring muscular strength or the force of a muscular blow
- A61B5/224—Measuring muscular strength
- A61B5/225—Measuring muscular strength of the fingers, e.g. by monitoring hand-grip force
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
- A61B5/7455—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means characterised by tactile indication, e.g. vibration or electrical stimulation
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Manipulator (AREA)
- User Interface Of Digital Computer (AREA)
Description
Korte aanduiding: Systeem, werkwijze en aangrijpelement voor het geven van tactiele terugkoppeling.Short indication: System, method and engagement element for giving tactile feedback.
BESCHRIJVINGDESCRIPTION
5 De uitvinding heeft betrekking op een systeem, een werkwijze en een aangrijpelement voor het geven van tactiele terugkoppeling.The invention relates to a system, a method and an engagement element for giving tactile feedback.
Verhoogde spierspanning bij mensen is een veelvoorkomend probleem. Het gevolg van verhoogde spierspanning kan zijn overbelasting en RSI (Repetitive Strain Injury). Vaak is dit op te lossen door ontspanning, door therapie of 10 op ontspanning gerichte speciale training. Echter in een aantal gevallen is dit niet genoeg en zijn hulpmiddelen noodzakelijk om het gewenste effect te bereiken.Increased muscle tension in people is a common problem. The result of increased muscle tension can be overload and RSI (Repetitive Strain Injury). Often this can be solved by relaxation, by therapy or by special training aimed at relaxation. However, in a number of cases this is not enough and aids are necessary to achieve the desired effect.
Een speciale categorie hulpmiddelen is ingericht om terugkoppeling omtrent spierspanning te geven aan een patiënt door bijvoorbeeld het geven van een auditief of visueel signaal wanneer een uitgeoefende kracht of druk, of een 15 spieractiviteit boven een bepaalde waarde komt.A special category of aids is arranged to provide feedback about muscle tension to a patient by, for example, giving an auditory or visual signal when an applied force or pressure, or a muscle activity exceeds a certain value.
Een voorbeeld hiervan is te vinden in de Nederlandse octrooipublicatie NL9402147, waarin de aangrijpkracht van een schrijfvoorwerp, bijvoorbeeld een pen, wordt gemeten. Wanneer de aangrijpkracht boven een bepaalde waarde komt, wordt een visueel signaal door middel van een LED 20 gegeven. De gebruiker van de pen kan dan zijn of haar spierspanning controleren en zo nodig verminderen.An example of this can be found in Dutch patent publication NL9402147, in which the engagement force of a writing object, for example a pen, is measured. When the engagement force exceeds a certain value, a visual signal is given by means of an LED 20. The user of the pen can then check his or her muscle tension and reduce it if necessary.
Een tweede voorbeeld is te vinden in de Amerikaanse octrooipublicatie US5662123, waarin een sensor voor bio-feedback en verschillende manieren van terugkoppelen worden geopenbaard. Één manier van terugkoppelen 25 kan via tactiele weg verlopen. Een gebruiker krijgt daarbij een tactiele prikkel om zijn spierspanning te verminderen. Het voordeel daarvan is dat de buitenwereld, c.q. personen buiten de gebruiker, niet geïnformeerd worden over of betrokken raken bij het gebruik van het hulpmiddel.A second example can be found in US Patent Publication US 5662123, which discloses a sensor for bio-feedback and various ways of feedback. One way of feedback 25 can be tactile. A user is thereby provided with a tactile incentive to reduce his muscle tension. The advantage of this is that the outside world, or people outside the user, are not informed about or become involved in the use of the device.
Het probleem met bekende hulpmiddelen of methoden van 30 terugkoppeling is dat de terugkoppeling verschaft wordt op een andere plaats en/of in een andere vorm dan waarin de prikkel horende bij het uitoefenen van de kracht wordt gegeven.The problem with known aids or methods of feedback is that the feedback is provided at a different location and / or in a different form than in which the stimulation associated with the application of the force is given.
Het is een doel van de uitvinding om te voorzien in een tactiele terugkoppeling op een daarvoor geschikte plaats en wijze.It is an object of the invention to provide tactile feedback in a suitable location and manner.
1033372 21033372 2
Het doel wordt bereikt volgens een eerste aspect van de uitvinding in een systeem voor het geven van tactiele terugkoppeling, welke kan omvatten een aangrijpelement, met tenminste één draagdeel voor het verschaffen van draagvermogen, meetmiddelen voor het meten van een knijpkracht uitgeoefend op 5 het aangrijpelement, een actuator voor het verschaffen van tactiele terugkoppeling, detectiemiddelen voor het detecteren van een knijpkracht niveau, gemeten door de meetmiddelen, waarbij de detectiemiddelen ingericht zijn om de actuator in werking te zetten afhankelijk van de door de meetmiddelen gemeten knijpkracht, waarbij de actuator zodanig met het aangrijpelement is verbonden, dat de tactiele 10 terugkoppeling plaatsvindt in het aangrijpelement op de plaats waar de kracht wordt uitgeoefend.The object is achieved according to a first aspect of the invention in a system for giving tactile feedback, which may comprise an engaging element, with at least one supporting part for providing carrying capacity, measuring means for measuring a pinching force exerted on the engaging element, an actuator for providing tactile feedback, detection means for detecting a pinch force level measured by the measuring means, the detection means being adapted to set the actuator into operation depending on the pinch force measured by the measuring means, the actuator being such that engaging element is connected, that tactile feedback takes place in the engaging element at the place where the force is applied.
Het voordeel de terugkoppeling die langs tactiele weg plaatsvindt in het gebied waar de kracht wordt uitgeoefend, is dat een gebruiker zonder dat hij erover hoeft na te denken onmiddellijk zijn of haar kracht kan doseren. Bovendien is 15 het een voordeel van deze vorm van tactiele terugkoppeling, dat de natuurlijke gevoelservaring van het grijpen of kracht uitoefenen versterkt wordt. Dit is bijzonder gunstig voor gebruikers die lijden aan verhoogde spierspanning door een verminderde tastzin. Deze vorm van tactiele terugkoppeling zal dan ook als natuurlijk worden ervaren.The advantage of feedback that takes place tactically in the area where the force is applied is that a user can immediately dose his or her strength without having to think about it. Moreover, it is an advantage of this form of tactile feedback that the natural feeling experience of grasping or applying force is enhanced. This is particularly beneficial for users who suffer from increased muscle tension due to a reduced sense of touch. This form of tactile feedback will therefore be experienced as natural.
20 Het aangrijpelement kan onderdeel vormen of verbonden zijn aan een object, bijvoorbeeld een gebruiksvoorwerp of een sportmiddel. Daar vormt het aangrijpelement het deel waar een gebruiker het object aangrijpt.The engaging element can form part or be connected to an object, for example a utensil or a sports equipment. There, the engaging element forms the part where a user engages the object.
In een uitvoeringsvorm volgens het eerste aspect van de uitvinding, kunnen de actuator en de meetmiddelen een geheel vormen met het 25 aangrijpelement. Het voordeel hiervan is dat deze combinatie toegepast kan worden als handgreep of aangrijpelement als eenheid.In an embodiment according to the first aspect of the invention, the actuator and the measuring means can form a whole with the engaging element. The advantage of this is that this combination can be used as a handle or gripping element as a unit.
In een verdere uitvoeringsvorm volgens het eerste aspect van de uitvinding, werkt de actuator door middel van trilling. Trilling wordt gemakkelijk als alarmerend ervaren en versterkt de reeds aanwezige natuurlijke tactiele 30 terugkoppeling door de reactiekracht van het aangrijpen.In a further embodiment according to the first aspect of the invention, the actuator operates by means of vibration. Vibration is easily experienced as alarming and reinforces the natural tactile feedback that is already present through the reaction force of the engagement.
In een verdere uitvoeringsvorm volgens het eerste aspect van de uitvinding, kunnen de meetmiddelen een zwak geleidende samendrukbare laag en tenminste twee elektroden omvatten, waarbij de zwak geleidende samendrukbare laag is aangebracht om het aangrijpelement, en waarbij de zwak geleidende 3 samendrukbare laag gemaakt Is van geleidend materiaal, waarvan de weerstand varieert met op de laag uitgeoefende kracht en waarbij de tenminste twee elektroden zijn aangebracht tussen het aangrijpelement en de zwak geleidende samendrukbare laag, zodat de tenminste twee elektroden contact maken met de 5 zwak geleidende samendrukbare laag.In a further embodiment according to the first aspect of the invention, the measuring means can comprise a weakly conductive compressible layer and at least two electrodes, wherein the weakly conductive compressible layer is arranged around the engaging element, and wherein the weakly conductive 3 compressible layer is made of conductive material, the resistance of which varies with force exerted on the layer and wherein the at least two electrodes are arranged between the engaging element and the weakly conductive compressible layer, so that the at least two electrodes make contact with the weakly conductive compressible layer.
Op deze wijze blijft de stevigheid van het aangrijpelement behouden, het aangrijpelement kan een eenvoudige kokervorm hebben, en kan eenvoudig gecombineerd worden met een gebruiksvoorwerp. De zwak geleidende samendrukbare laag kan tevens een “grip” vormen voor het comfortabel aanpakken 10 van het aangrijpelement.In this way the strength of the engaging element is retained, the engaging element can have a simple tubular shape, and can easily be combined with a utensil. The weakly conductive compressible layer can also form a "grip" for comfortably tackling the engaging element.
In een verdere uitvoeringsvorm volgens het eerste aspect van de uitvinding, omvat het aangrijpelement tenminste twee in lengterichting gesplitste en beweeglijk ten opzichte van elkaar opgestelde delen, en waarbij de tenminste twee delen verend met elkaar verbonden zijn.In a further embodiment according to the first aspect of the invention, the engaging element comprises at least two longitudinally split and movably arranged parts relative to each other, and wherein the at least two parts are resiliently connected to each other.
15 In een verdere uitvoeringsvorm volgens het eerste aspect van de uitvinding, meten de meetmiddelen de knijpkracht door de kracht te meten tussen de tenminste twee delen van het aangrijpelement. Dit heeft het voordeel dat de meetmiddelen in of tussen de delen van het aangrijpelement gesitueerd zijn, waardoor ze minder kwetsbaar zijn.In a further embodiment according to the first aspect of the invention, the measuring means measure the pinching force by measuring the force between the at least two parts of the engaging element. This has the advantage that the measuring means are situated in or between the parts of the engaging element, so that they are less vulnerable.
20 In een verdere uitvoeringsvorm volgens het eerste aspect van de uitvinding, waarin de actuator tactiele terugkoppeling verschaft door aan te grijpen tussen de tenminste twee delen van het aangrijpelement en deze ten opzichte van elkaar in trilling te brengen, kan een relatief sterke trillingsprikkel worden opgewekt, omdat de delen van het aangrijpelement daadwerkelijk ten opzichte van elkaar 25 bewegen.In a further embodiment according to the first aspect of the invention, wherein the actuator provides tactile feedback by engaging between the at least two parts of the engaging element and causing it to vibrate relative to each other, a relatively strong vibration stimulus can be generated, because the parts of the engaging element actually move relative to each other.
In een verdere uitvoeringsvorm volgens het eerste aspect van de uitvinding, waarin de actuator tactiele terugkoppeling verschaft door aan te grijpen tussen andere delen van het aangrijpelement dan waartussen de tenminste één knijpkracht wordt gemeten, wordt de meting van de knijpkracht mechanisch 30 ontkoppeld van de tactiele terugkoppeling.In a further embodiment according to the first aspect of the invention, wherein the actuator provides tactile feedback by engaging between other parts of the engaging element than between which the at least one pinching force is measured, the measurement of the pinching force is mechanically decoupled from the tactile feedback .
In een verdere uitvoeringsvorm volgens het eerste aspect van de uitvinding, omvat de actuator een elektromotor voorzien van een bevestigingsstuk en een aan de aandrijfas gekoppelde excentrisch aangebrachte massa, waarbij het bevestigingsstuk aangrijpt op het aangrijpelement, is de actuator weg te werken in 4 het aangrijpelement, waardoor deze vrij is van milieu-invloeden zoals stof en vocht.In a further embodiment according to the first aspect of the invention, the actuator comprises an electric motor provided with a mounting piece and an eccentrically mounted mass coupled to the drive shaft, the mounting piece engaging the engagement element, the actuator can be concealed in the engagement element, leaving it free from environmental influences such as dust and moisture.
In een basisuitvoeringsvorm volgens het eerste aspect van de uitvinding, zijn de detectiemiddelen zodanig ingericht dat zij de actuator laten werken op een eerste sterkte, als de door de meetmiddelen gemeten knijpkracht 5 een vooraf ingestelde eerste drempelwaarde overschrijdt.In a basic embodiment according to the first aspect of the invention, the detection means are arranged such that they operate the actuator at a first strength if the pinching force 5 measured by the measuring means exceeds a preset first threshold value.
In een verdere uitvoeringsvorm volgens het eerste aspect van de uitvinding, zijn de detectiemiddelen zodanig ingericht om de actuator op een tweede sterkte te laten werken, wanneer de door de meetmiddelen gemeten knijpkracht een vooraf ingestelde tweede drempelwaarde overschrijdt, waarbij de tweede sterkte 10 van actuator werking hoger ligt dan de eerste sterkte en de tweede drempelwaarde voor de gemeten knijpkracht hoger ligt dan de eerste drempelwaarde. Een gebruiker kan op deze wijze een tweede, sterkere waarschuwing krijgen als hij de eerste waarschuwing negeert.In a further embodiment according to the first aspect of the invention, the detection means are arranged such that the actuator operates at a second strength when the pinching force measured by the measuring means exceeds a preset second threshold value, the second strength of actuator operation is higher than the first strength and the second threshold value for the measured pinch force is higher than the first threshold value. A user can get a second, stronger warning in this way if he ignores the first warning.
In een verdere uitvoeringsvorm volgens het eerste aspect van de 15 uitvinding, kan de actuator op een veelvoud van sterkten werken, en zijn de detectiemiddelen ingericht om de actuator met een sterkte te laten werken die proportioneel toeneemt met de gemeten knijpkracht. In een verdere uitvoeringsvorm, werkt de actuator proportioneel met de uitgeoefende kracht vanaf een bepaalde drempelwaarde voorde uitgeoefende kracht.In a further embodiment according to the first aspect of the invention, the actuator can operate on a multitude of strengths, and the detection means are adapted to operate the actuator with a strength that increases proportionally with the measured pinching force. In a further embodiment, the actuator operates proportionally to the applied force from a certain threshold value for the applied force.
20 In een verdere uitvoeringsvorm volgens het eerste aspect van de uitvinding, kan het systeem voorzien zijn van instelmiddelen voor het instellen van ten miste één van de eerste en tweede drempelwaarde.In a further embodiment according to the first aspect of the invention, the system can be provided with setting means for setting at least one of the first and second threshold value.
Bij toepassing van de hierboven beschreven uitvinding in de behandeling van patiënten kan het nodig zijn om tijdens een therapie de 25 drempelwaarden waarop de detectiemiddelen de actuator in werking stellen te kunnen instellen, bijvoorbeeld om een patiënt te kunnen trainen met veranderende drempelwaarden.When applying the invention described above in the treatment of patients, it may be necessary during a therapy to be able to set the threshold values at which the detection means actuate the actuator, for instance in order to be able to train a patient with changing threshold values.
In een verdere uitvoeringsvorm volgens het eerste aspect van de uitvinding, kan de actuator gevormd worden door tenminste één piëzo-elektrisch 30 element, dat versprongen tussen de twee delen van het aangrijpmiddel is geplaatst door middel van verbindingsstukken.In a further embodiment according to the first aspect of the invention, the actuator can be formed by at least one piezo-electric element, which is staggered between the two parts of the engaging means by means of connecting pieces.
Door druk uit te oefenen op de twee delen van het aangrijpmiddel, verbuigt het tenminste één piëzo-elektrisch element en wekt een spanning op die evenredig is aan de uitgeoefende kracht.By exerting pressure on the two parts of the engaging means, it bends at least one piezoelectric element and generates a voltage that is proportional to the force exerted.
55
In een verdere uitvoeringsvorm volgens het eerste aspect van de uitvinding, kan de actuator gevormd worden door tenminste één piëzo-elektrisch element, dat versprongen tussen de twee delen van het aangrijpmiddel is geplaatst door middel van verbindingsstukken.In a further embodiment according to the first aspect of the invention, the actuator can be formed by at least one piezoelectric element, which is staggered between the two parts of the engaging means by means of connecting pieces.
5 Door een spanning aan te brengen op het tenminste één piëzo- elektrisch element zal deze verbuigen en een kracht uitoefenen op de delen waar het piëzo-elektrisch element aan bevestigd is.By applying a voltage to the at least one piezoelectric element, it will bend and exert a force on the parts to which the piezoelectric element is attached.
Het voordeel van gebruikmaking van piëzo-elektrisch elementen is dat het aangrijpmiddel daarmee zeer plat uitgevoerd kan worden. Dit is bijvoorbeeld 10 het geval wanneer de delen waaraan de piëzo-elektrisch elementen bevestigd zijn in hoofdzaak plat worden uitgevoerd.The advantage of using piezoelectric elements is that the engaging means can therefore be made very flat. This is the case, for example, when the parts to which the piezoelectric elements are attached are substantially flat.
In een verder uitvoeringsvorm volgens het eerste aspect van de uitvinding, wordt het tenminste één piëzo-elektrisch element beurtelings in de tijd toegepast als meetmiddel en als actuator, waarbij de op het piëzo-elektrisch 15 element aangesloten detectiemiddelen zijn ingericht voor het beurtelings meten en activeren.In a further embodiment according to the first aspect of the invention, the at least one piezoelectric element is applied alternately in time as a measuring means and as an actuator, the detection means connected to the piezoelectric element being adapted to alternately measure and activate .
Het voordeel hiervan is dat bedrading, waarmee het piëzo-elektrisch element op de detectiemiddelen wordt aangesloten tot het absolute minimum beperkt kan worden.The advantage of this is that wiring with which the piezoelectric element is connected to the detection means can be limited to the absolute minimum.
20 Behalve manueel gebruik van een aangrijpelement, waarin zowel een uitgeoefende kracht wordt gemeten, maar waar de tactiele feedback wordt gegeven op de plaats waar de kracht wordt uitgeoefend is het echter mogelijk om een dergelijk aangrijpelement in te zetten in een behandelingswijze of therapie voor ongewenst, onwillekeurig nachtelijk tandenknarsen. Dit is voor sommige patiënten 25 een groot probleem. Tevens zijn andere vormen van knijp- of klemkracht denkbaar.Apart from manual use of an engaging element, in which both an applied force is measured, but where tactile feedback is given at the place where the force is applied, it is however possible to use such an engaging element in a treatment or therapy for undesirable, involuntary nocturnal teeth grinding. This is a major problem for some patients. Other forms of pinching or clamping force are also conceivable.
De uitvinding kan in een verdere uitvoeringsvorm ingezet worden voor het meten van een door de kaken van een mens op elkaar uitgeoefende kracht. Een aangrijpelement kan dan in het gebit worden aangebracht, tussen de kaken. Wanneer tijdens de slaap de kaken zich spannen, voorziet het aangrijpelement 30 volgens de uitvinding in tactiele terugkoppeling.The invention can be used in a further embodiment for measuring a force exerted on each other by the jaws of a human. An engaging element can then be placed in the teeth between the jaws. When the jaws tension during sleep, the engagement element 30 according to the invention provides tactile feedback.
Het doel wordt tevens bereikt volgens een tweede aspect van de uitvinding in een werkwijze voor het geven van tactiele terugkoppeling, welke kan omvatten het meten van een knijpkracht uitgeoefend op een aangrijpelement, het detecteren van een knijpkracht niveau, het verschaffen van tactiele terugkoppeling 6 aan het aangrijpelement afhankelijk van het gedetecteerde knijpkracht niveau, waarbij het verschaffen van de tactiele terugkoppeling plaatsvindt in het aangrijpelement op de plaats waar de kracht wordt uitgeoefend.The object is also achieved according to a second aspect of the invention in a method for giving tactile feedback, which may comprise measuring a pinch force exerted on an engagement element, detecting a pinch force level, providing tactile feedback 6 to the engaging element depending on the detected pinch force level, whereby providing the tactile feedback takes place in the engaging element at the place where the force is applied.
In een uitvoeringsvorm volgens het tweede aspect van de 5 uitvinding, omvat meten van een knijpkracht uitgeoefend op een aangrijpelement het meten van de weerstand in een zwak geleidende samendrukbare laag door middel van tenminste twee elektroden, waarbij de zwak geleidende samendrukbare laag is aangebracht om het aangrijpelement, en waarbij de zwak geleidende samendrukbare laag gemaakt is van geleidend materiaal, waarvan de weerstand 10 varieert met op de laag uitgeoefende kracht en waarbij de tenminste twee elektroden zijn aangebracht tussen het aangrijpelement en de zwak geleidende samendrukbare laag, zodat de tenminste twee elektroden contact maken met de zwak geleidende samendrukbare laagIn an embodiment according to the second aspect of the invention, measuring a squeezing force exerted on an engaging element comprises measuring the resistance in a weakly conductive compressible layer by means of at least two electrodes, the weakly conductive compressible layer being arranged around the engaging element and wherein the weakly conductive compressible layer is made of conductive material, the resistance of which varies with force applied to the layer and wherein the at least two electrodes are arranged between the engaging element and the weakly conductive compressible layer, so that the at least two electrodes make contact with the weakly conductive compressible layer
In een verdere uitvoeringsvorm volgens het tweede aspect van de 15 uitvinding, is het aangrijpelement gesplitst in tenminste twee in hoofdzaak in lengterichting gesplitste en beweeglijk ten opzichte van elkaar opgestelde delen omvat, en waarbij de tenminste twee delen verend of elastisch met elkaar verbonden zijn, en waarin de stap van het meten van een knijpkracht omvat het meten van de kracht tussen tenminste twee delen van het aangrijpelement.In a further embodiment according to the second aspect of the invention, the engaging element is split into at least two parts that are substantially split in longitudinal direction and are movably arranged relative to each other, and wherein the at least two parts are resiliently or elastically connected to each other, and wherein the step of measuring a pinching force comprises measuring the force between at least two parts of the engaging element.
20 In een verdere uitvoeringsvorm volgens het tweede aspect van de uitvinding, omvat de stap van het verschaffen van tactiele terugkoppeling het overbrengen van de tactiele terugkoppeling op de tenminste twee delen van het aangrijpelement en het ten opzichte van elkaar in trilling brengen daarvan.In a further embodiment according to the second aspect of the invention, the step of providing tactile feedback comprises transferring the tactile feedback to the at least two parts of the engaging element and making it vibrate relative to each other.
In een verdere uitvoeringsvorm volgens het tweede aspect van de 25 uitvinding, omvat de stap van het verschaffen van tactiele terugkoppeling het overbrengen van de tactiele terugkoppeling op de tenminste twee andere delen van het aangrijpelement, dan waartussen de tenminste één knijpkracht wordt gemeten.In a further embodiment according to the second aspect of the invention, the step of providing tactile feedback comprises transferring the tactile feedback to the at least two other parts of the engaging element, between which the at least one pinching force is measured.
In een verdere uitvoeringsvorm volgens het tweede aspect van de uitvinding, de stap van het afhankelijk van de gedetecteerde knijpkracht verschaffen 30 van tactiele terugkoppeling de detectiemiddelen omvat verschaffen van tactiele terugkoppeling op een eerste sterkte, als de gemeten knijpkracht een vooraf ingestelde eerste drempelwaarde overschrijdt.In a further embodiment according to the second aspect of the invention, the step of providing tactile feedback depending on the detected pinching force comprises the detection means providing tactile feedback at a first strength, if the measured pinching force exceeds a preset first threshold value.
In een verdere uitvoeringsvorm volgens het tweede aspect van de uitvinding, omvat de stap van het afhankelijk van de gedetecteerde knijpkracht 7 verschaffen van tactiele terugkoppeling de detectiemiddelen het verschaffen van tactiele terugkoppeling op een tweede sterkte, als de gemeten knijpkracht een vooraf ingestelde tweede drempelwaarde overschrijdt, waarbij zowel de tweede sterkte van de tactiele terugkoppeling hoger ligt dan de eerste sterkte en de tweede 5 drempelwaarde voor de gemeten knijpkracht hoger ligt dan de eerste drempelwaarde.In a further embodiment according to the second aspect of the invention, the step of providing tactile feedback depending on the detected pinching force 7, the detection means comprises providing tactile feedback at a second strength if the measured pinching force exceeds a preset second threshold value, wherein both the second strength of the tactile feedback is higher than the first strength and the second threshold value for the measured pinch force is higher than the first threshold value.
In een verdere uitvoeringsvorm volgens het tweede aspect van de uitvinding, omvat de stap van het afhankelijk van de gedetecteerde knijpkracht verschaffen van tactiele terugkoppeling het verschaffen van tactiele terugkoppeling 10 op een sterkte die proportioneel toeneemt met de gemeten knijpkracht.In a further embodiment according to the second aspect of the invention, the step of providing tactile feedback depending on the detected pinching force comprises providing tactile feedback 10 at a strength that proportionally increases with the measured pinching force.
In een verdere uitvoeringsvorm volgens het tweede aspect van de uitvinding, kan de werkwijze de stap van het instellen van tenminste één van de eerste en tweede drempelwaarde omvatten.In a further embodiment according to the second aspect of the invention, the method may comprise the step of setting at least one of the first and second threshold values.
Het doel wordt tevens bereikt volgens een derde aspect van de 15 uitvinding in een aangrijpelement voor gebruik in een systeem voor het geven van tactiele terugkoppeling, waarbij het aangrijpelement kan omvatten: tenminste één draagdeel voor het verschaffen van draagvermogen, meetmiddelen voor het meten van een knijpkracht uitgeoefend op het aangrijpelement, een actuator voor het verschaffen van tactiele terugkoppeling, waarbij de meetmiddelen en de actuator 20 aansluitbaar zijn op detectiemiddelen voor het detecteren van een knijpkracht niveau, gemeten door de meetmiddelen, waarbij de detectiemiddelen ingericht zijn om de actuator in werking te zetten afhankelijk van de door de meetmiddelen gemeten knijpkracht, waarbij de actuator zodanig met het aangrijpelement is verbonden, dat de tactiele terugkoppeling plaatsvindt in het aangrijpelement op de 25 plaats waar de kracht wordt uitgeoefend.The object is also achieved according to a third aspect of the invention in an engagement element for use in a system for giving tactile feedback, wherein the engagement element can comprise: at least one support part for providing carrying capacity, measuring means for measuring a squeezing force exerted on the engaging element, an actuator for providing tactile feedback, wherein the measuring means and the actuator 20 are connectable to detection means for detecting a pinch force level, measured by the measuring means, the detection means being adapted to activate the actuator depending on the pinching force measured by the measuring means, wherein the actuator is connected to the engaging element such that the tactile feedback takes place in the engaging element at the place where the force is exerted.
Het voordeel van het aangrijpelement is dat dit als een eenheid geïntegreerd kan worden in objecten zoals gebruiksvoorwerpen en sportmiddelen.The advantage of the engaging element is that it can be integrated as a unit into objects such as utensils and sports equipment.
De uitvoeringvormen en voordelen volgens het eerste en tweede aspect van de uitvinding zijn tevens van toepassing op het aangrijpelement volgens 30 het derde aspect van de uitvinding.The embodiments and advantages according to the first and second aspect of the invention also apply to the engaging element according to the third aspect of the invention.
Figuur 1 toont schematisch een dwarsdoorsnede in lengterichting van een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding.Figure 1 shows schematically a longitudinal cross-section of a preferred embodiment according to the invention.
Figuur 2 toont schematisch een dwarsdoorsnede in lengterichting van een alternatieve uitvoeringsvorm volgens de uitvinding.Figure 2 shows diagrammatically a longitudinal cross-section of an alternative embodiment according to the invention.
88
Figuur 3 toont schematisch een dwarsdoorsnede in lengterichting van nog een alternatieve uitvoeringsvorm volgens de uitvinding.Figure 3 shows schematically a longitudinal cross-section of another alternative embodiment according to the invention.
Het systeem volgens het eerste aspect van de uitvinding omvat een aangrijpelement, meetmiddelen, detectiemiddelen en een actuator. De 5 meetmiddelen zijn aangesloten op de detectiemiddelen. De detectiemiddelen zijn ingericht om de actuator te activeren. Het aangrijpelement heeft een gebied, waar een gebruiker aangrijpt om een voorwerp waaraan het aangrijpelement bevestigd is, of waar het aangrijpelement deel van uitmaakt, te hanteren. Het aangrijpelement kan bijvoorbeeld een handgreep zijn.The system according to the first aspect of the invention comprises an engagement element, measuring means, detection means and an actuator. The measuring means are connected to the detection means. The detection means are adapted to activate the actuator. The engaging element has an area where a user engages to handle an object to which the engaging element is attached, or of which the engaging element forms part. The engaging element can for instance be a handle.
10 Als getoond in figuur 1, wordt in een voorkeursuitvoeringsvorm het draagdeel van een aangrijpelement gevormd door een koker 101, waarbij de koker 101 in dwarsdoorsnede alle mogelijke vormen aan kan nemen, maar bij voorkeur rond is.As shown in Fig. 1, in a preferred embodiment the bearing part of an engaging element is formed by a sleeve 101, wherein the sleeve 101 can take all possible shapes in cross-section, but is preferably round.
De meetmiddelen omvatten een aan de buitenzijde op de wand van 15 de koker aangebrachte laag samendrukbaar materiaal 102, voorzien van een elektrisch geleidende vulling en tenminste één paar elektroden 103. De elektroden 103 kunnen tussen de koker 101 en de laag samendrukbaar zwak geleidend materiaal 102 aangebracht zijn, of in de laag van het samendrukbaar zwak geleidende materiaal 102. De elektroden zijn zo nodig geïsoleerd ten opzichte van 20 de koker, indien deze opgebouwd is uit geleidend materiaal. De elektroden 103 vormen samen met het samendrukbaar zwak geleidende materiaal aldus een kracht - of druksensor volgens bijvoorbeeld de Duitse octrooipublicatie DE19750671. In een dergelijke sensor neemt de gemeten weerstand tussen de elektroden af naarmate de uitgeoefende druk op de sensor toeneemt.The measuring means comprise a layer of compressible material 102 arranged on the outside of the wall of the sleeve, provided with an electrically conductive filling and at least one pair of electrodes 103. The electrodes 103 can be arranged between the sleeve 101 and the layer of compressible, weakly conductive material 102. or in the layer of the compressibly weakly conductive material 102. The electrodes are insulated with respect to the sleeve, if necessary, if it is made up of conductive material. The electrodes 103 together with the compressible, weakly conductive material thus form a force or pressure sensor according to, for example, the German patent publication DE19750671. In such a sensor, the measured resistance between the electrodes decreases as the pressure exerted on the sensor increases.
25 De laag samendrukbaar zwak geleidend materiaal 102 kan de vorm van een kous hebben en vormt als het ware een “grip” om de koker 101, hetgeen tevens het aangrijpelement prettig maakt voor een gebruiker om aan te pakken.The layer of compressible, weakly conductive material 102 can take the form of a stocking and, as it were, forms a "grip" around the sleeve 101, which also makes the engaging element pleasant for a user to handle.
De elektroden 103 zijn middels verbindingsdraden 111 op de detectiemiddelen aangesloten. De detectiemiddelen worden gevormd door een 30 detectieschakeling 104 en een voedingsbron 109. De detectieschakeling 104 is ingericht om de weerstand tussen de elektroden 103 te meten. De detectieschakeling 104 is tevens ingericht om een elektrische uitgang activeren .wanneer de gemeten weerstand tussen de elektroden 103 beneden een bepaalde waarde komt. De detectieschakeling 104 kan een stroombron omvatten die een 9 stroom stuurt door de elektroden 103, waarbij de spanningsval over de elektroden 103 wordt gemeten als maat voor de weerstand tussen de elektroden 103. De gemeten spanning kan met een drempelwaarde voor de tussen de elektroden gemeten spanningsval worden vergeleken door middel van een comparator, waarbij 5 een uitgang van de comparator actief wordt wanneer de gemeten spanning over de elektroden 103 lager wordt dan de referentiespanning. Dit komt overeen met dat de uitgeoefende kracht boven de met de spanningsval overeenkomende drempelwaarde komt.The electrodes 103 are connected to the detection means by means of connecting wires 111. The detection means are formed by a detection circuit 104 and a power source 109. The detection circuit 104 is adapted to measure the resistance between the electrodes 103. The detection circuit 104 is also adapted to activate an electrical output when the measured resistance between the electrodes 103 falls below a certain value. The detection circuit 104 may comprise a current source that sends a current through the electrodes 103, the voltage drop across the electrodes 103 being measured as a measure of the resistance between the electrodes 103. The measured voltage may be with a threshold value for the voltage drop measured between the electrodes are compared by means of a comparator, an output of the comparator becoming active when the measured voltage across the electrodes 103 becomes lower than the reference voltage. This corresponds to the fact that the applied force exceeds the threshold value corresponding to the voltage drop.
De uitgang van de comparator wordt weer inactief als de tussen de 10 elektroden gemeten spanningsval boven de drempelwaarde komt, al dan niet met een bepaalde hysterese. Dit komt overeen met dat de uitgeoefende kracht onder de met de spanningsval overeenkomende drempelwaarde komt.The output of the comparator becomes inactive again if the voltage drop measured between the electrodes exceeds the threshold value, with or without a certain hysteresis. This corresponds to the fact that the applied force falls below the threshold value corresponding to the voltage drop.
De detectieschakeling 104 kan voorzien zijn van twee of meer comparatoren met verschillende drempelwaarden, waarbij als de knijpkracht een 15 hogere drempelwaarde overschrijdt, dus als de spanningsval over de elektroden 103 lagere drempelwaarde onderschrijdt, de actuator sterker aangestuurd kan worden.The detection circuit 104 can be provided with two or more comparators with different threshold values, wherein if the squeezing force exceeds a higher threshold value, i.e. if the voltage drop across the electrodes 103 falls below a lower threshold value, the actuator can be driven more strongly.
Verder kan de detectieschakeling 104 voorzien zijn van een schakeling, waarmee het mogelijk is dat wanneer de knijpkracht een drempelwaarde overschrijdt, de sterkte waarmee de actuator zal trillen evenredig is met de 20 uitgeoefende kracht, ofwel omgekeerd evenredig is met de spanningsval over de elektroden 103.Furthermore, the detection circuit 104 may be provided with a circuit with which it is possible that when the pinching force exceeds a threshold value, the strength with which the actuator will vibrate is proportional to the force exerted, or inversely proportional to the voltage drop across the electrodes 103.
De uitgang van de comparator kan een stuurcircuit of buffer aansturen, waarbij het stuurcircuit geschikt is om een actuator aan te sturen. De drempelwaarde wordt zodanig gekozen dat deze overeenkomt met een 25 spanningsval over de elektroden 103, horende bij een overmatig uitgeoefende kracht op de samendrukbare zwak geleidende laag 102.The output of the comparator can control a control circuit or buffer, the control circuit being suitable for controlling an actuator. The threshold value is chosen such that it corresponds to a voltage drop across the electrodes 103, associated with an excessively applied force on the compressible, weakly conductive layer 102.
De detectieschakeling 104 kan tevens voorzien zijn van een verschilversterkerschakeling die ervoor zorgt dat wanneer de spanningsval over de elektroden 104 beneden een drempelwaarde komt, de actuator wordt aangestuurd 30 met een sterkte overeenkomstig het verschil tussen de drempelwaarde en de spanningsval over de elektroden 104.The detection circuit 104 can also be provided with a differential amplifier circuit which ensures that when the voltage drop across the electrodes 104 falls below a threshold value, the actuator is driven with a strength corresponding to the difference between the threshold value and the voltage drop across the electrodes 104.
Daarmee wordt bereikt dat proportioneel tactiele terugkoppeling wordt gegeven wanneer de uitgeoefende kracht een drempelwaarde overschrijdt.This ensures that proportional tactile feedback is given when the applied force exceeds a threshold value.
De actuator kan gevormd worden door een in de koker 101 10 aangebrachte elektrische motor 105 die wordt aangesloten op de uitgang van de detectieschakeling 104 door middel van aansluitdraden 110. De motor 105 is star verbonden met de koker 101 door middel van een verbindingsstuk 106. De motor 105 is voorzien van een aangedreven as 107, waarop aan het einde excentrisch een 5 massa 108 is aangebracht. Verbindingsstuk 106 is met koker 101 verbonden op de plaats waar het aangrijpelement wordt vastgegrepen. In figuur 1 is dat waar het samendrukbare zwak geleidende materiaal 102 is aangebracht.The actuator can be formed by an electric motor 105 arranged in the sleeve 101 and connected to the output of the detection circuit 104 by means of connecting wires 110. The motor 105 is rigidly connected to the sleeve 101 by means of a connecting piece 106. The actuator motor 105 is provided with a driven shaft 107 on which a mass 108 is arranged eccentrically at the end. Connection piece 106 is connected to sleeve 101 at the place where the engaging element is grasped. In Figure 1, that is where the compressible, weakly conductive material 102 is disposed.
De voedingsbron 109 kan een netvoeding zijn, maar is bij voorkeur een batterijvoeding, voorzien van bijvoorbeeld oplaadbare batterijen, hetgeen vooral 10 bij draagbare toepassingen van het systeem volgens de uitvinding voordelig is.The power supply 109 may be a mains supply, but is preferably a battery supply provided with, for example, rechargeable batteries, which is advantageous especially in portable applications of the system according to the invention.
De werking van het hierboven beschreven systeem volgens de voorkeursuitvoering van de uitvinding is als volgt: - een gebruiker grijpt het aangrijpelement op de plaats waar de laag samendrukbaar zwak geleidend materiaal 102 is aangebracht; 15 - de weerstand tussen de elektroden 103 wordt gemeten overeenkomstig de op de laag samendrukbaar zwak geleidend materiaal 102 uitgeoefende kracht; - als de weerstand lager is dan een vooraf ingestelde drempelwaarde, zal de detectieschakeling 104 de uitgang activeren; - de geactiveerde uitgang van de detectieschakeling 104 stuurt de motor 105 aan, 20 welke gaat draaien; - de excentrisch op de aandrijfas 107 aangebrachte massa 108 en veroorzaakt een trilling die via de motor 105 en verbindingsstuk 106 op de koker wordt overgebracht.The operation of the above described system according to the preferred embodiment of the invention is as follows: a user grips the engaging element at the place where the layer of compressible, weakly conductive material 102 is provided; The resistance between the electrodes 103 is measured in accordance with the force exerted on the layer of compressible weakly conductive material 102; - if the resistance is lower than a preset threshold value, the detection circuit 104 will activate the output; - the activated output of the detection circuit 104 drives the motor 105, which starts to run; the mass 108 arranged eccentrically on the drive shaft 107 and causing a vibration which is transmitted to the sleeve via the motor 105 and connecting piece 106.
- als de uitgeoefende kracht weer onder drempelwaarde komt, al dan niet rekening houdend met een bepaalde hysterese, wordt de motor 105 weer uitgeschakeld.- when the applied force again falls below the threshold value, whether or not taking into account a certain hysteresis, the motor 105 is switched off again.
25 Op deze wijze wordt het doel van de uitvinding bereikt en wordt de gebruiker geattendeerd op het feit dat een bepaalde druk- of kracht op het aangrijpelement is overschreden op de plaats waar de kracht of druk wordt uitgeoefend.In this way the object of the invention is achieved and the user is reminded that a certain pressure or force on the engaging element has been exceeded at the place where the force or pressure is applied.
Naast toepassing van een zwak geleidende samendrukbare laag, 30 102, waarbij een veranderende weerstand wordt gemeten bij veranderende druk op de laag 102, is het mogelijk andere meetmethoden toe te passen. Zo zou bijvoorbeeld de laag 102 isolerend kunnen zijn, waarbij een eerste elektrode over het binnen oppervlak van de laag is aangebracht en een tweede elektrode op het buitenoppervlak. Door het samendrukken van de laag 102, zal de elektrische 11 capaciteit, gemeten tussen de eerste en tweede elektrode, variëren. Bij toenemende druk komen de elektroden dichter op elkaar, dus wordt de capaciteit groter. De detectieschakeling 104 zou er dan op ingericht kunnen zijn om de capaciteit te meten. Wanneer de capaciteit hoger is dan een bepaalde referentiewaarde, kan de 5 detectieschakeling 104 een uitgang activeren.In addition to using a weakly conductive compressible layer, 102, where a changing resistance is measured at changing pressure on the layer 102, it is possible to use other measuring methods. For example, the layer 102 could be insulating, with a first electrode disposed over the inner surface of the layer and a second electrode on the outer surface. By compressing the layer 102, the electric 11 capacitance measured between the first and second electrodes will vary. With increasing pressure, the electrodes come closer together, so the capacity increases. The detection circuit 104 could then be adapted to measure the capacity. When the capacitance is higher than a certain reference value, the detection circuit 104 can activate an output.
Zo zullen er voor een deskundige nog andere variaties op het vormen van een druksensor, zoals bekend zijn uit de stand der techniek.Thus, for a person skilled in the art there will be other variations on the formation of a pressure sensor, as is known from the prior art.
Het is mogelijk dat de detectiemiddelen 111, 104, 109 en 110 samengebouwd kunnen worden in de koker 101.It is possible that the detection means 111, 104, 109 and 110 can be assembled in the tube 101.
10 Het voordeel hiervan is dat het systeem op deze wijze als zelfstandige eenheid toegepast kan worden in objecten zoals gebruiksvoorwerpen en sportmiddelen.The advantage of this is that the system can in this way be used as an independent unit in objects such as utensils and sports equipment.
Een voorbeeld hiervan is getoond in figuur 2, waarbij het aangrijpelement geïntegreerd kan zijn in de steel van een golfclub. Een ander 15 voorbeeld is een pen, waarbij het aangrijpelement tevens de drager vormt voor een penpunten inktreservoir.An example of this is shown in Figure 2, in which the engaging element can be integrated in the handle of a golf club. Another example is a pin, wherein the engaging element also forms the carrier for a pen-tip ink reservoir.
Het aangrijpelement kan voorzien zijn van een koppelstuk met bijvoorbeeld, wanneer koker 101 van het aangrijpelement een cirkelvormige dwarsdoorsnede heeft, een schroefdraad om het einde van de sectie. De 20 schroefdraad kan inwendig of uitwendig aangebracht zijn. De schroefdraad correspondeert met een op een gebruiksvoorwerp aangebrachte schroefdraad, zodat het aangrijpelement aan het gebruiksvoorwerp geschroefd kan worden.The engaging element can be provided with a coupling piece with, for example, when sleeve 101 of the engaging element has a circular cross-section, a thread around the end of the section. The screw thread can be arranged internally or externally. The screw thread corresponds to a screw thread arranged on a utensil, so that the engaging element can be screwed onto the utensil.
De koppelstuk kan zodanig uitgevoerd zijn, dat deze “klikbaar” aan of in een corresponderende koppelstuk van een gebruiksvoorwerp gekoppeld kan 25 worden.The coupling piece can be designed such that it can be "clickable" coupled to or in a corresponding coupling piece of a utensil.
In een alternatieve uitvoeringsvorm van de uitvinding, als getoond in figuur 2, kan het aangrijpelement tenminste twee overlangs gesplitste delen 201, 202 omvatten die ten opzichte van elkaar beweegbaar zijn. Bij het uitoefenen van een drukkracht of knijpkracht bewegen de delen 201, 202 naar elkaar toe. De delen 30 201,202 kunnen gevormd worden door bijvoorbeeld een koker overlangs te splitsen.In an alternative embodiment of the invention, as shown in Figure 2, the engaging element may comprise at least two longitudinally split parts 201, 202 which are movable relative to each other. When exerting a compressive force or a squeezing force, the parts 201, 202 move towards each other. The parts 201,202 can be formed by, for example, splitting a sleeve longitudinally.
Tussen de delen 201, 202 kan een uit de stand der techniek bekende druksensor 203 aangebracht zijn door middel van verbindingsstukken 204. De delen 201, 202 kunnen optioneel verend 210 ten opzichte van elkaar bevestigd zijn, waarbij een verplaatsingssensor 203 de veerindrukking kan meten wanneer het aangrijpelement 12 wordt aangegrepen en een druk dan wel kracht wordt uitgeoefend, aldus een druksensor vormend. Er is in de stand der techniek een ruime keus aan verplaatsingssensoren beschikbaar.Between the parts 201, 202 a pressure sensor 203 known from the state of the art can be arranged by means of connecting pieces 204. The parts 201, 202 can optionally be resiliently mounted 210 relative to each other, a displacement sensor 203 being able to measure the spring compression when the engaging element 12 is engaged and a pressure or force is exerted, thus forming a pressure sensor. A wide range of displacement sensors is available in the prior art.
Door de gemeten druk te vergelijken met een vooraf ingestelde 5 referentiewaarde in een detectieschakeling 205, gevoed door een voedingsbron 206, kan bij het overschrijden van de referentiewaarde een uitgang geactiveerd worden die een actuator in werking kan zetten.By comparing the measured pressure with a preset reference value in a detection circuit 205, fed by a power supply 206, an output can be activated when the reference value is exceeded, which can actuate an actuator.
De actuator kan gevormd worden door een elektromagneet 207 voorzien van een vast juk 208 en een beweegbaar juk 209 aan te brengen tussen de 10 ten opzichte van elkaar beweegbare delen, waarbij de elektromagneet 207 met vast juk 208 aan één draagdeel 202 bevestigd is en het beweegbare juk 209 aan een tweede draagdeel 201. Door het pulserend bekrachtigen door de detectieschakeling 205 van de elektromagneet 208 worden het eerste draagdeel 202 en het tweede draagdeel 201 in trilling gebracht door de kracht die de elektromagneet 207 in 15 combinatie met het vaste juk 208 uitoefent op het beweegbare juk 209.The actuator can be formed by arranging an electromagnet 207 provided with a fixed yoke 208 and a movable yoke 209 between the parts movable relative to each other, wherein the electromagnet 207 with fixed yoke 208 is attached to one support part 202 and the movable yoke 209 to a second support member 201. By pulsed excitation through the detection circuit 205 of the electromagnet 208, the first support member 202 and the second support member 201 are made to vibrate by the force exerted by the electromagnet 207 in combination with the fixed yoke 208 on the movable yoke 209.
De bevestigingspunten van de druksensor 203 en de actuator 207, 208, 209 moet dicht bij elkaar gekozen worden om het effect van tactiele terugkoppeling te verkrijgen. De bevestigingspunten worden daarvoor binnen een handbreedte van elkaar gekozen.The attachment points of the pressure sensor 203 and the actuator 207, 208, 209 must be chosen close to each other to achieve the effect of tactile feedback. The fixing points are chosen within a hand width of each other.
20 Om te voorkomen dat de door de actuator opgewekte trilling de meting beïnvloedt, kan het aangrijpelement verdeeld zijn in méér dan twee delen, waarbij de druksensor 203 aangrijpt op andere delen dan de actuator. Maar om dit doel te bereiken kan ook de detectieschakeling 205 ingericht zijn om de drukvariaties veroorzaakt door de actuator uit te filteren, zodanig dat alleen 25 langzame drukvariaties worden vergeleken met een referentiewaarde.In order to prevent that the vibration generated by the actuator influences the measurement, the engaging element can be divided into more than two parts, wherein the pressure sensor 203 engages parts other than the actuator. However, in order to achieve this goal, the detection circuit 205 can also be arranged to filter out the pressure variations caused by the actuator, such that only slow pressure variations are compared with a reference value.
In een alternatieve uitvoeringsvorm volgens de uitvinding zoals getoond in figuur 3 is een aangrijpelement opgebouwd uit twee delen 301a, 301b. De delen 301a, 301b kunnen tegenover elkaar geplaatste balken zijn of vlakke plaatelementen, die al-dan-niet langwerpig van vorm zijn, waarbij tussen de platen 30 piëzo-elektrische elementen 302a, 302b en 302c zijn aangebracht, waarbij de piëzo-elektrische elementen 302a, 302b en 302c met de delen 301a, 301b verbonden zijn door middel van verbindingsstukken 304. Zo nodig wordt de ruimte tussen de delen 301a, 301b opgevuld met een verende of meegevende vulling 308.In an alternative embodiment according to the invention as shown in figure 3, an engaging element is composed of two parts 301a, 301b. The parts 301a, 301b can be opposed beams or flat plate elements, which may or may not be elongated in shape, with piezoelectric elements 302a, 302b and 302c arranged between the plates 30, the piezoelectric elements 302a 302b and 302c are connected to parts 301a, 301b by means of connecting pieces 304. If necessary, the space between parts 301a, 301b is filled with a resilient or compliant filling 308.
De piëzo-elektrische elementen 302a, 302b en 302c zijn voorzien 13 van stuurelektroden 303, waarmee deze elementen aanstuurbaar zijn, maar kunnen ze tevens als sensor gebruikt worden. Wanneer de piëzo-elektrische elementen worden verbogen door een kracht uit te oefenen op de tegenover elkaar geplaatste delen 301a, 301b, kan de op de elektroden 303 opgewekte spanning gemeten 5 worden.The piezoelectric elements 302a, 302b and 302c are provided with control electrodes 303, with which these elements can be controlled, but they can also be used as a sensor. When the piezoelectric elements are bent by exerting a force on the opposed parts 301a, 301b, the voltage generated on the electrodes 303 can be measured.
Bij wijze van voorbeeld zijn de elektroden van piëzo-elektrische elementen 302a door middel van verbindingsdraden 311 verbonden met de ingang 306 van een detectieschakeling 305. De elektroden 303 van piëzo-elektrische elementen 302b en 302c zijn parallel elektrisch met elkaar verbonden door middel 10 van de verbindingsdraden 309 en 310 met de uitgang 307 van detectieschakeling 305.By way of example, the electrodes of piezoelectric elements 302a are connected by means of connecting wires 311 to the input 306 of a detection circuit 305. The electrodes 303 of piezoelectric elements 302b and 302c are electrically connected in parallel by means of the connecting wires 309 and 310 to the output 307 of detection circuit 305.
Door het uitoefenen van een drukkracht op het aangrijpelement, waarbij de delen 301a, 301b ten opzichte van elkaar en naar elkaar toe bewegen, verbuigen de piëzo-elektrische elementen 302a, 302b en 302c. De op de elektroden 15 303 van piëzo-elektrische element 302a opgewekte spanning is een maat voor uitgeoefende kracht op de delen 301a, 301b. Deze spanning wordt gemeten door detectieschakeling 305. Wanneer de gemeten spanning boven een drempelwaarde uitkomt, kan detectieschakeling 305 een stuurspanning opwekken waarmee via uitgang 307 de verbindingsdraden 310 en 309 de piëzo-elektrische elementen 302b 20 en 302c via hun elektroden 303 in beweging gezet worden, waarbij de beweging bij voorkeur een trilbeweging is. Een dergelijk aangrijpelement kan zeer plat uitgevoerd worden, omdat de piëzo-elektrische elementen 302a, 302b en 302c uitgevoerd kunnen worden met een dikte in de ordegrootte van tienden van millimeters tot millimeters.By applying a compressive force to the engaging element, the parts 301a, 301b moving relative to each other and towards each other, the piezoelectric elements 302a, 302b and 302c bend. The voltage generated on the electrodes 153 of piezoelectric element 302a is a measure of applied force to the parts 301a, 301b. This voltage is measured by detection circuit 305. When the measured voltage exceeds a threshold value, detection circuit 305 can generate a control voltage with which the connecting wires 310 and 309, via output 307, set the piezoelectric elements 302b 20 and 302c in motion via their electrodes 303, wherein the movement is preferably a vibratory movement. Such an engaging element can be made very flat because the piezoelectric elements 302a, 302b and 302c can be made with a thickness in the order of magnitude of tenths from millimeters to millimeters.
25 De hierboven beschreven uitvoeringsvorm volgens de uitvinding maakt het mogelijk dat de actuatoren, zijnde de piëzo-elektrische elementen 302a, 302b en 302c met hun elektroden parallel geschakeld worden, waarbij deze parallel geschakeld zowel aan de ingang 306 als aan de uitgang 307 van een detectieschakeling kunnen worden verbonden. De detectieschakeling kan dan 30 ingericht zijn om ofwel gelijktijdig de spanning op de ingang 306 te meten en vervolgens een stuursignaal op de uitgang 307 aan te brengen waarmee de piëzo-elektrische elementen 302a, 302b en 302c in beweging gezet kunnen worden. Dit proces kan cyclisch in de tijd herhaald worden.The embodiment of the invention described above makes it possible for the actuators, being the piezoelectric elements 302a, 302b and 302c, to be connected in parallel with their electrodes, these being connected in parallel both at the input 306 and at the output 307 of a detection circuit can be connected. The detection circuit can then be arranged to either simultaneously measure the voltage on the input 306 and subsequently to apply a control signal to the output 307 with which the piezoelectric elements 302a, 302b and 302c can be set in motion. This process can be repeated cyclically over time.
Een aangrijpelement volgens hierboven uitvoeringsvorm volgens de 14 uitvinding kan bijvoorbeeld geschikt gemaakt worden voor gebruik in een behandelingswijze voor nachtelijk tandenknarsen, waarbij het aangrijpelement voorzien kan zijn van op de delen 301a, 301b aangebrachte voering, en dusdanige afmetingen hebben dat het geschikt is voor plaatsing in een gebit tussen de kaken 5 waarbij, als de gebruiker zijn kaken klemt, een tactiele terugkoppeling gegeven kan worden wanneer deze klemkracht groter is dan een vooringestelde waarde. Het aangrijpelement kan zodanig uitgevoerd zijn dat de van voering voorziene delen 301a, 301b, de piëzo-elektrische elementen 302a, 302b en 302c, de bevestigingsdelen 304 en de verende vulling 308 tezamen het aangrijpelement 10 vormen, waarbij de bedrading 309 en 311 geleidt tussen de delen 301a, 301b en op een bepaald punt van het geheel naar buiten treden en via een snoer verbonden zijn met de detectieschakeling 305. De detectieschakeling 305 kan dan verder voorzien zijn van instelmiddelen voor het instellen van de drempelwaarden voor de gemeten spanning waarop de detectieschakeling, de actuatoren zijn de piëzo-elektrische 15 elementen 302a, 302b en 302c in trilling kan brengen. Ook is het mogelijk om de bedrading 309, 310 en 311 samen te bouwen tussen de delen 301a, 301b, tezamen met detectieschakeling 305 waarbij de detectieschakeling 305 dan tevens voorzien is van een energiebron 312, bijvoorbeeld een batterij.An engaging element according to the above embodiment according to the invention can, for example, be made suitable for use in a treatment for nocturnal teeth grinding, wherein the engaging element can be provided with lining arranged on parts 301a, 301b, and have dimensions such that it is suitable for placement in a set of teeth between the jaws, whereby, if the user clamps his jaws, tactile feedback can be given when this clamping force is greater than a preset value. The engaging element can be designed such that the lined parts 301a, 301b, the piezoelectric elements 302a, 302b and 302c, the mounting parts 304 and the resilient filling 308 together form the engaging element 10, the wiring 309 and 311 conducting between the parts 301a, 301b and come out at a certain point of the whole and are connected via a cord to the detection circuit 305. The detection circuit 305 can then further be provided with setting means for setting the threshold values for the measured voltage at which the detection circuit, the actuators are the piezoelectric elements 302a, 302b and 302c which can vibrate. It is also possible to assemble the wiring 309, 310 and 311 between the parts 301a, 301b, together with detection circuit 305, the detection circuit 305 then also being provided with an energy source 312, for example a battery.
Inzet van een aangrijpelement ofwel systeem volgens de uitvinding, 20 bij voorkeur volgens de uitvoeringsvorm van figuur 3, in een behandeling van nachtelijk tandenknarsen vereist dat het aangrijpelement aangepast is voor plaatsing in het gebit, tussen de kaken. Daarvoor kan het aangrijpelement zeer plat zijn uitgevoerd en voorzien van een laag aan de buitenzijde om beschadiging van het gebit te voorkomen.The use of an engaging element or system according to the invention, preferably according to the embodiment of Figure 3, in a treatment of night-time grinding of teeth requires that the engaging element is adapted for placement in the teeth between the jaws. For this purpose, the engaging element can be very flat and provided with a layer on the outside to prevent damage to the teeth.
25 De detectieschakelingen 104, 205 en 305 kunnen zodanig ingericht zijn dat zij de gemeten weerstand, respectievelijk kracht, vergelijken met meer dan één referentiewaarde, waarbij bij toenemende kracht, steeds een volgende drempelwaarde wordt bereikt, waarbij de actuator overeenkomstig sterker wordt aangestuurd. Dus bij een geringe kracht ervaart de gebruiker geen tactiele 30 terugkoppeling, bij middelmatige kracht enige tactiele terugkoppeling en bij veel kracht een sterke tactiele terugkoppeling.The detection circuits 104, 205 and 305 can be arranged such that they compare the measured resistance, respectively force, with more than one reference value, whereby with increasing force, a subsequent threshold value is always achieved, whereby the actuator is correspondingly driven more strongly. Thus with a small force the user experiences no tactile feedback, with moderate force some tactile feedback and with a lot of force a strong tactile feedback.
Tevens zouden de detectieschakelingen 104, 205 en 305 zodanig ingericht kunnen zijn dat de sterkte van de tactiele terugkoppeling proportioneel is met de uitgeoefende kracht, door het meetsignaal proportioneel te versterken en 15 zonodig te moduleren, in gevallen waarbij de actuator niet zelf de trilling opwekt, en dit aan te bieden aan de actuator voor proportionele tactiele terugkoppeling.The detection circuits 104, 205 and 305 could also be arranged such that the strength of the tactile feedback is proportional to the force exerted, by proportionally amplifying the measurement signal and modulating it if necessary, in cases where the actuator itself does not generate the vibration, and to offer this to the actuator for proportional tactile feedback.
Verder kunnen de detectieschakelingen 104, 205 en 305 zodanig ingericht zijn dat beurtelings de kracht gemeten wordt en de actuator bekrachtigd 5 wordt.Furthermore, the detection circuits 104, 205 and 305 can be arranged such that the force is alternately measured and the actuator is energized.
Instelmiddelen voor het instellen van één of meer drempelwaarden van de detectiemiddelen kunnen bijvoorbeeld een Instelbare potentiometer zijn, waarmee direct een drempelspanning kan worden ingesteld, waarmee de comparator van de detectieschakeling kan werken. Ook is het mogelijk om de 10 detectiemiddelen te voorzien van een processor en communicatiemiddelen, zodat via een interface drempelwaarden ingesteld kunnen worden. Langs draadloze weg, bijvoorbeeld via een BlueTooth of WLAN verbinding, maar ook via een draadverbinding, kunnen via een bedieningsorgaan dat in de nabijheid van de gebruiker geplaatst is, de drempelwaarden en eventuele andere instelparameters 15 van de detectieschakeling ingesteld worden, voorzover deze instelbaar zijn.Setting means for setting one or more threshold values of the detection means can for instance be an adjustable potentiometer, with which a threshold voltage can be set directly, with which the comparator of the detection circuit can operate. It is also possible to provide the detection means with a processor and communication means, so that threshold values can be set via an interface. Via a wireless route, for example via a BlueTooth or WLAN connection, but also via a wired connection, the threshold values and any other setting parameters of the detection circuit can be set via an operating device placed in the vicinity of the user, insofar as these are adjustable.
In de behandeling van patiënten kan bijvoorbeeld in eerste instantie een hoge drempelwaarde wordt ingesteld, en naarmate een patiënt sneller reageert op de behandeling, dat de drempelwaarde steeds lager wordt ingesteld. Het omgekeerde is ook denkbaar, dat in eerste instantie en lage drempelwaarde wordt 20 ingesteld, maar dat naarmate de behandeling vordert, steeds een hogere drempelwaarde wordt ingesteld..In the treatment of patients, for example, in the first instance a high threshold value can be set, and as a patient responds more quickly to the treatment, the threshold value is set lower and lower. The reverse is also conceivable that in the first instance a low threshold value is set, but that as the treatment progresses, a higher threshold value is always set.
Het zal voor een deskundige duidelijk zijn dat de hierboven gegeven beschrijving, in samenhang met de figuren, slechts voorbeelden zijn en dat variaties op de voorbeelden mogelijk zijn zonder buiten de beschermingsomvang van de 25 hiernavolgende conclusies te vallen.It will be clear to a person skilled in the art that the above description, in conjunction with the figures, is only examples and that variations on the examples are possible without falling outside the scope of the following claims.
10333721033372
Claims (27)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1033372A NL1033372C2 (en) | 2007-02-12 | 2007-02-12 | System, method and engagement element for giving tactile feedback. |
| PCT/NL2008/000037 WO2008100133A1 (en) | 2007-02-12 | 2008-02-07 | System, method and gripping element for giving tactile feedback |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1033372A NL1033372C2 (en) | 2007-02-12 | 2007-02-12 | System, method and engagement element for giving tactile feedback. |
| NL1033372 | 2007-02-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1033372C2 true NL1033372C2 (en) | 2008-08-13 |
Family
ID=37983422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1033372A NL1033372C2 (en) | 2007-02-12 | 2007-02-12 | System, method and engagement element for giving tactile feedback. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL1033372C2 (en) |
| WO (1) | WO2008100133A1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010007419A1 (en) * | 2010-02-10 | 2011-08-11 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., 51147 | Method for providing gripping force from e.g. hand prosthesis to patient for gripping egg, involves applying feedback force to arm of operator via electromagnets, where feedback force depends on or proportional to gripping force |
| DE102010012132B4 (en) * | 2010-03-20 | 2014-04-30 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Method and device for returning tactile forces and / or moments in a hand amputee |
| NL2015467B1 (en) * | 2015-09-18 | 2017-04-19 | Floris Bouwmans | Intrinsic hand muscle functional force device. |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05345569A (en) * | 1991-10-14 | 1993-12-27 | Toyoda Gosei Co Ltd | Steering wheel |
| US5413611A (en) * | 1992-07-21 | 1995-05-09 | Mcp Services, Inc. | Computerized electronic prosthesis apparatus and method |
| NL9402147A (en) | 1994-12-16 | 1996-08-01 | Robert Leonard Krullaards | Device for determining the squeezing (muscular) strength |
| US5662123A (en) | 1992-07-01 | 1997-09-02 | Goldman; Robert J. | Capacitive biofeedback sensor with resilient polyurethane dielectric for rehabilitation |
| DE19750671A1 (en) | 1996-11-19 | 1998-06-10 | Karsten Weis | Inexpensive force measuring sensor |
| JP2000233070A (en) * | 1999-02-12 | 2000-08-29 | Mitsumi Electric Co Ltd | Controller |
| US20050128186A1 (en) * | 1998-09-17 | 2005-06-16 | Shahoian Erik J. | Haptic feedback device with button forces |
| WO2005075155A2 (en) * | 2004-02-05 | 2005-08-18 | Motorika Inc. | Fine motor control rehabilitation |
| US20050192676A1 (en) * | 2003-12-12 | 2005-09-01 | Motion Control, Inc. | System and method for force feedback |
| WO2006010934A2 (en) * | 2004-07-28 | 2006-02-02 | Jarlath Jude Francis O'carrol | Motion sensor with integrated display, grip pressure distribution sensor, location of impact sensor and impact vibration sensor |
| US20060093192A1 (en) * | 2004-11-03 | 2006-05-04 | Bechtel J S | Finger guide device |
| US7113166B1 (en) * | 1995-06-09 | 2006-09-26 | Immersion Corporation | Force feedback devices using fluid braking |
-
2007
- 2007-02-12 NL NL1033372A patent/NL1033372C2/en not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-02-07 WO PCT/NL2008/000037 patent/WO2008100133A1/en active Application Filing
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05345569A (en) * | 1991-10-14 | 1993-12-27 | Toyoda Gosei Co Ltd | Steering wheel |
| US5662123A (en) | 1992-07-01 | 1997-09-02 | Goldman; Robert J. | Capacitive biofeedback sensor with resilient polyurethane dielectric for rehabilitation |
| US5413611A (en) * | 1992-07-21 | 1995-05-09 | Mcp Services, Inc. | Computerized electronic prosthesis apparatus and method |
| NL9402147A (en) | 1994-12-16 | 1996-08-01 | Robert Leonard Krullaards | Device for determining the squeezing (muscular) strength |
| US7113166B1 (en) * | 1995-06-09 | 2006-09-26 | Immersion Corporation | Force feedback devices using fluid braking |
| DE19750671A1 (en) | 1996-11-19 | 1998-06-10 | Karsten Weis | Inexpensive force measuring sensor |
| US20050128186A1 (en) * | 1998-09-17 | 2005-06-16 | Shahoian Erik J. | Haptic feedback device with button forces |
| JP2000233070A (en) * | 1999-02-12 | 2000-08-29 | Mitsumi Electric Co Ltd | Controller |
| US20050192676A1 (en) * | 2003-12-12 | 2005-09-01 | Motion Control, Inc. | System and method for force feedback |
| WO2005075155A2 (en) * | 2004-02-05 | 2005-08-18 | Motorika Inc. | Fine motor control rehabilitation |
| WO2006010934A2 (en) * | 2004-07-28 | 2006-02-02 | Jarlath Jude Francis O'carrol | Motion sensor with integrated display, grip pressure distribution sensor, location of impact sensor and impact vibration sensor |
| US20060093192A1 (en) * | 2004-11-03 | 2006-05-04 | Bechtel J S | Finger guide device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2008100133A1 (en) | 2008-08-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9295572B2 (en) | Shared haptic device with sensors for in-situ gesture controls | |
| US10596374B2 (en) | Sinus treatment device with enhanced tip | |
| KR101667179B1 (en) | User-coupled human-machine interface system and a control method of an exoskeleton thereof | |
| EP2529786B1 (en) | Patient feedback device including a sensor and means for communicating with a programming device of an electrical stimulation system | |
| US9987190B2 (en) | Shared cybernetics using gestures | |
| KR102027398B1 (en) | Muscle stimulating wearable apparatus for directional stimulation and controlling method thereof | |
| US20160206502A1 (en) | Stimulation and treatment device | |
| CN110520040B (en) | Epidermis virtual reality device | |
| EP0662311A1 (en) | Method and apparatus of applying high-frequency wave current to acupuncture points | |
| KR20120135219A (en) | Apparatus for external activation of paralyzed body parts by stimulation of peripheral nerves | |
| JP2004261606A5 (en) | ||
| WO2005084750A1 (en) | Self-contained electrotherapy | |
| KR20180119866A (en) | A skin care device and control method of the skin care device | |
| NL1033372C2 (en) | System, method and engagement element for giving tactile feedback. | |
| EP1676600A1 (en) | Device facilitating easy operation of massage | |
| US20220126096A1 (en) | Method for using a sinus treatment device | |
| JP7178174B2 (en) | electric stimulator | |
| US20120046694A1 (en) | Device for Applying Algorithmic Afferent Modulation and Method of Use | |
| WO2010008992A1 (en) | Clamping device for therapeutic applications | |
| CN110974663A (en) | Massage rod | |
| CN109998573A (en) | A kind of tongue pressure handle for aphetite disorder treatment | |
| McGuire et al. | Vibrotactile Device for Optimizing Skin Response to Vibration | |
| US20240017062A1 (en) | Tmj treatment device with adaptive circuit | |
| JP2006047145A (en) | Measurement system, measurement method, and grip device control system | |
| US20240157141A1 (en) | Migraine treatment device with adaptive circuit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20130901 |