WO2014181948A1 - 조이스틱을 이용한 위치제어장치 - Google Patents

조이스틱을 이용한 위치제어장치 Download PDF

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WO2014181948A1
WO2014181948A1 PCT/KR2014/000002 KR2014000002W WO2014181948A1 WO 2014181948 A1 WO2014181948 A1 WO 2014181948A1 KR 2014000002 W KR2014000002 W KR 2014000002W WO 2014181948 A1 WO2014181948 A1 WO 2014181948A1
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stick bar
pressure
stick
gear
joystick
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PCT/KR2014/000002
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Inventor
신준협
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Shin Jun Hyup
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    • G05G9/047Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
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    • G05G2009/04766Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks providing feel, e.g. indexing means, means to create counterforce

Definitions

  • the present invention relates to a position control device that can control the position of an object using a joystick, and more particularly, the position using a joystick that can limit the movement of the object when the pressure is applied by detecting the pressure acting on the object. It is about a control device.
  • joysticks are also used to control robotic arms and other objects. That is, the joystick is moved to control the position of an object or robot arm.
  • the controller detects the position where the joystick is rotated and controls the robot arm by moving the robot arm in proportion to the distance the joystick is moved.
  • Patent Publication No. 10-1994-0000955 relates to such a joystick and a position detection method using the same
  • Patent Publication No. 10-1999-0061783 relates to a method for driving an object by operating a joystick.
  • An object of the present invention is to provide a position control device using a joystick that can sense the pressure when the operator operates the joystick when the pressure is applied to the object.
  • an object of the present invention is to provide a position control device using a joystick that can physically limit the movement of the joystick by receiving the pressure when the pressure is applied to the object.
  • a position control apparatus using a joystick includes a stick means, a sensing means, a motor, and a pressurizing means.
  • the stick means has a stick bar capable of rotating about one point between the one end and the other end when a load is applied to one end.
  • the sensing means detects the position of the rotation of the stick means.
  • the motor is driven when pressure is measured from the pressure sensor.
  • the pressurizing means applies pressure to the driving of the motor in proportion to the pressure measured by the pressure sensor to prevent the stick bar from rotating in the direction of increasing the pressure.
  • the pressing means preferably limits the rotation angle of the stick bar in proportion to the pressure measured by the pressure sensor.
  • the stick bar of the stick means has a ball formed at the one point.
  • the stick means further includes a housing to which the one end of the stick bar is inserted and the other end is exposed, and the ball is coupled to allow the stick bar to rotate about the ball.
  • the housing is preferably formed with a projection surrounding the stick bar on the top so that the stick bar can rotate around the ball.
  • the pressurizing means wraps the protrusion and the first gear is screwed to the protrusion, and rotates by the motor and moves the first gear along the protrusion, the distance between the first gear and one end of the stick bar.
  • the second gear and the first gear and the first gear to be adjusted so that the first gear and the first gear is supported by the stick bar, and the first gear is applied by the first gear to apply a force to the stick bar when the first gear moves to one end of the stick bar. It has a spring to be compressed.
  • the pressing means preferably further comprises an annular ring surrounding the stick bar by supporting the other end of the spring to slide on the upper portion of the first gear.
  • the sensing means preferably includes a magnet coupled to the other end of the stick bar, and a plurality of magnetic sensors mounted on the housing to detect the position of the magnet.
  • the motor when pressure is sensed by the rotation of the stick bar, the motor operates to rotate the first gear and the second gear.
  • the spring will then contract and apply pressure to the stick bar.
  • pressure is transmitted to an operator operating the stick bar so that the operator can sense the pressure.
  • a larger load is required to move the stick bar to move the object, thereby preventing a malfunction of the operator.
  • the first gear moves to physically limit the rotation angle of the stick bar. That is, the stick bar can be prevented from rotating excessively.
  • FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of a position control apparatus using a joystick according to the present invention
  • FIG. 2 is a rear view of the embodiment shown in FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view of a portion of the embodiment shown in FIG. 1;
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the embodiment shown in FIG. 1, FIG.
  • FIG. 5 is an exploded front view of the embodiment shown in FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the embodiment shown in FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view in which the embodiment shown in FIG. 1 operates.
  • the position control apparatus using the joystick according to the present invention includes a stick means 10, a sensing means 20, a motor 25, and a pressurizing means 30.
  • the stick means 10 has a stick bar 11 and a housing 17.
  • the stick bar 11 has a ball 14 formed between one end 12 and the other end 13. And between the ball 14 and one end 12 is provided with a support piece 15 protruding.
  • the housing 17 has a through hole formed so that one end 12 of the stick bar 11 may be exposed to the outside and the other end 13 may be inserted into the housing 17.
  • the housing 17 protrudes outward from the protrusion 18 so as to surround the stick bar 11 in the through hole.
  • the stick bar 11 is coupled to the through hole so that the ball 14 can rotate about the ball 14. Since the stick bar 11 should be able to rotate, there should be a certain distance between the protrusion 18 and the stick bar 11. Thus, when the operator grasps and moves one end 12 of the stick bar 11, the stick bar 11 rotates about the ball 14 and the other end 13 is moved.
  • the sensing means 20 serves to measure the rotation angle when the stick bar 11 rotates about the ball 14. To this end, the sensing means 20 includes a magnet 21 and a plurality of magnetic sensors 23. The magnet 21 is coupled to the other end 13 of the stick bar 11.
  • the magnetic sensor 23 is installed at the bottom of the housing 17 to detect the position of the magnet 21.
  • four magnetic sensors 23a, 23b, 23c, and 23d are installed to detect the position of the magnet 21. That is, when the stick bar 11 rotates, the position of the magnet 21 is changed so that the magnetic field changes.
  • Four magnetic sensors 23a to 23d may detect the position of the magnet 21 by measuring a magnetic field.
  • the moving distance of the other end 13 of the stick bar 11 and the rotation angle of the stick bar 11 can be calculated.
  • an object or a robot arm may be moved in proportion to the movement distance of the stick bar 11. At this time, if the object or robot arm is moved to contact with other objects, the pressure is measured by a pressure sensor (not shown). So if the stick bar 11 continues to rotate the pressure will continue to increase.
  • the motor 25 is driven when the pressure is measured by the pressure sensor. That is, the motor 25 is driven when the pressure is transmitted from the pressure sensor.
  • the pressurizing means 30 applies pressure to the stick bar 11 by the driving of the motor 25 in proportion to the pressure measured by the pressure sensor so as to prevent the stick bar 11 from rotating in the direction of increasing pressure. Rather, it serves to limit the rotation angle of the stick bar 11 in proportion to the pressure measured by the pressure sensor.
  • the pressurizing means 30 includes a first gear 31, a second gear 33, a spring 35, and an annular ring 37.
  • the first gear 31 surrounds the protrusion 18 and is screwed with the protrusion 18. Therefore, when the first gear 31 is rotated, the first gear 31 may move in the direction of arrow 1 or arrow 3 along the protrusion 18.
  • the second gear 33 is coupled to rotate by the motor 25, and is engaged with the first gear 31.
  • the first gear 31 is rotated to move along the projection 18.
  • the spring 35 is mounted between the support piece 15 and the first gear 31 so that one end thereof is supported by the support piece 15 of the stick bar 11.
  • the annular ring 37 is positioned on the upper portion of the first gear 31 to slide on the upper portion of the first gear 31 to support the other end of the spring 35.
  • the annular ring 37 rises and the spring 35 contracts.
  • the annular ring 37 descends and the spring 35 returns to its original shape.
  • the stick bar 11 may rotate by the angle a in FIG. 6.
  • the second gear 33 rotates, thereby raising the first gear 31 in the direction of arrow 1.
  • the spring 35 shrinks as shown in FIG. 7.
  • the spring 35 contracts, the spring 35 pressurizes the support piece 15 so that the pressure is transmitted to the stick bar 11 and sensed by the operator.
  • the operator can only rotate the stick bar 11 by applying more force to rotate the stick bar 11 to move the object. Therefore, the rotation of the stick bar 11 becomes more difficult.
  • the stick bar 11 since the first gear 31 is raised, the stick bar 11 may be rotated by the angle b. Therefore, the angle that can be rotated is reduced. Therefore, when the first gear 31 is raised, the rotation angle of the stick bar 11 is not only limited, but the spring 35 is contracted to apply pressure to the stick bar 11, making it difficult to rotate the stick bar 11. Lose.
  • the rotation angle of the stick bar 11 may be restrained, and the rotation may be difficult by applying pressure to the stick bar 11.

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Abstract

본 발명은 조이스틱을 이용하여 물체의 위치를 제어할 수 있는 위치제어장치에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 물체에 작용하는 압력을 감지하여 압력이 작용할 경우 물체의 움직임을 제한할 수 있는 조이스틱을 이용한 위치제어장치에 대한 것이다. 본 발명에 따른 조이스틱을 이용한 위치제어장치는 스틱수단과, 감지수단과, 모터와, 가압수단을 포함한다. 상기 스틱수단은 일단에 하중이 작용하면 상기 일단과 타단 사이의 일 지점을 중심으로 회전할 수 있는 스틱바를 구비한다. 상기 감지수단은 상기 스틱수단의 회전의 위치를 감지한다. 상기 모터는 압력센서로부터 압력이 측정되면 구동된다. 상기 가압수단은 상기 압력이 증가하는 방향으로 상기 스틱바가 회전하는 것을 방해하도록 상기 압력센서에서 측정되는 압력에 비례하여 상기 모터의 구동으로 압력을 가한다. 본 발명에 의하면, 스틱바의 회전으로 압력이 감지되면 모터가 작용하여 제1기어 및 제2기어를 회전시킨다. 그러면 스프링이 수축하여 스틱바에 압력을 가한다. 이로 인하여 스틱바를 작동시키는 조작자에게 압력이 전달되어 조작자가 그 압력을 감지할 수 있다. 또한, 이 경우 물체를 움직이기 위하여 스틱바를 움직이는데 더 큰 하중이 들어가므로 조작자의 오동작을 막을 수 있다.

Description

조이스틱을 이용한 위치제어장치
본 발명은 조이스틱을 이용하여 물체의 위치를 제어할 수 있는 위치제어장치에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 물체에 작용하는 압력을 감지하여 압력이 작용할 경우 물체의 움직임을 제한할 수 있는 조이스틱을 이용한 위치제어장치에 대한 것이다.
로봇팔 등을 제어하거나 물체의 위치를 제어하는데에도 조이스틱이 이용된다. 즉 조이스틱을 움직여서 물체나 로봇팔 등의 위치를 제어한다. 조작자가 조이스틱을 회전시키면 조이스틱이 회전된 위치를 검출하여 조이스틱이 이동한 거리에 비례하여 로봇팔 등을 움직여서 로봇팔 등을 제어한다.
공개특허 제10-1994-0000955호는 이러한 조이스틱 및 이를 이용한 위치검출방법에 대한 것이며, 공개특허 제10-1999-0061783호는 조이스틱의 조작에 의한 물체 구동방법에 대한 것이다.
그런데 종래의 경우 조이스틱을 움직여서 물체나 로봇팔 등을 제어할 때 물체가 다른 물체에 접촉하여 압력이 가해지면 조작자가 시각적으로 확인할 수 있을 뿐 감각적으로 느낄 수 없다. 그래서 조작자가 시각적으로 확인하지 못하여 계속 조이스틱을 동작시킬 경우 로봇팔 등에 과도한 압력이 작용할 수 있다. 이 경우 로봇팔 등이 과도한 하중으로 인하여 손상이 될 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 물체에 압력이 가해진 경우 압력을 전달받아서 조작자가 조이스틱을 조작할 때 압력을 감각적으로 느낄 수 있는 조이스틱을 이용한 위치제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 물체에 압력이 가해진 경우 압력을 전달받아서 조이스틱의 움직임을 물리적으로 제한할 수 있는 조이스틱을 이용한 위치제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 조이스틱을 이용한 위치제어장치는 스틱수단과, 감지수단과, 모터와, 가압수단을 포함한다. 상기 스틱수단은 일단에 하중이 작용하면 상기 일단과 타단 사이의 일 지점을 중심으로 회전할 수 있는 스틱바를 구비한다. 상기 감지수단은 상기 스틱수단의 회전의 위치를 감지한다. 상기 모터는 압력센서로부터 압력이 측정되면 구동된다. 상기 가압수단은 상기 압력이 증가하는 방향으로 상기 스틱바가 회전하는 것을 방해하도록 상기 압력센서에서 측정되는 압력에 비례하여 상기 모터의 구동으로 압력을 가한다.
또한, 상기의 위치제어장치에 있어서, 상기 가압수단은 상기 압력센서에서 측정되는 압력에 비례하여 상기 스틱바의 회전각도를 제한하는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 위치제어장치에 있어서, 상기 스틱수단의 상기 스틱바는 상기 일지점에 볼이 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 스틱수단은 상기 스틱바의 상기 일단이 삽입되고 상기 타단이 노출되며, 상기 스틱바가 상기 볼을 중심으로 회전할 수 있도록 상기 볼이 결합되는 하우징을 더 구비한다.
또한, 상기의 위치제어장치에 있어서, 상기 하우징은 상부에 상기 스틱바가 상기 볼을 중심으로 회전할 수 있도록 상기 스틱바를 감싸는 돌기가 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 가압수단은 상기 돌기를 감싸서 상기 돌기와 나사결합하는 제1기어와, 상기 모터에 의하여 회전하며 상기 제1기어를 상기 돌기를 따라 이동시켜 상기 제1기어와 상기 스틱바의 일단과의 거리가 조절되도록 상기 제1기어와 이물림하는 제2기어와, 일단은 상기 스틱바에 지지되고 상기 제1기어가 상기 스틱바의 일단으로 이동하면 상기 스틱바에 힘을 가할 수 있도록 상기 제1기어에 의하여 압축되는 스프링을 구비한다.
또한, 상기의 위치제어장치에 있어서, 상기 가압수단은 상기 제1기어의 상부에서 슬라이딩을 할 수 있게 상기 스프링의 타단을 지지하여 상기 스틱바를 감싸는 환형링을 더 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 위치제어장치에 있어서, 상기 감지수단은 상기 스틱바의 타단에 결합된 자석과, 상기 자석의 위치를 감지할 수 있도록 상기 하우징에 창착된 복수의 마그네틱 센서를 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 스틱바의 회전으로 압력이 감지되면 모터가 작용하여 제1기어 및 제2기어를 회전시킨다. 그러면 스프링이 수축하여 스틱바에 압력을 가한다. 이로 인하여 스틱바를 작동시키는 조작자에게 압력이 전달되어 조작자가 그 압력을 감지할 수 있다. 또한, 이 경우 물체를 움직이기 위하여 스틱바를 움직이는데 더 큰 하중이 들어가므로 조작자의 오동작을 막을 수 있다.
또한, 압력이 감지되면 제1기어가 이동하여 스틱바의 회전각도를 물리적으로 제한한다. 즉 스틱바가 과도하게 회전하는 것을 방지시킬 수가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 조이스틱을 이용한 위치제어장치의 일 실시예의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 실시예의 배면도,
도 3은 도 1에 도시된 실시예의 일부를 절개한 사시도,
도 4는 도 1에 도시된 실시예의 분리사시도,
도 5는 도 1에 도시된 실시예의 분리정면도,
도 6은 도 1에 도시된 실시예의 단면도,
도 7은 도 1에 도시된 실시예가 동작한 단면도이다.
10 : 스틱수단 11 : 스틱바
12 : 일단 13 : 타단
14 : 볼 15 : 지지편
17 : 하우징 18 : 돌기
20 : 감지수단 21 : 자석
23 : 마그네틱센서 25 : 모터
30 : 가압수단 31 : 제1기어
33 : 제2기어 35 : 스프링
37 : 환형링
도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 조이스틱을 이용한 위치제어장치의 일 실시예를 설명한다.
본 발명에 따른 조이스틱을 이용한 위치제어장치는 스틱수단(10)과, 감지수단(20)과, 모터(25)와, 가압수단(30)을 포함한다.
스틱수단(10)은 스틱바(11)와, 하우징(17)을 구비한다.
스틱바(11)는 일단(12)과 타단(13)의 사이에 볼(14)이 형성되어 있다. 그리고 볼(14)과 일단(12)의 사이에는 돌기된 지지편(15)을 구비한다.
하우징(17)은 스틱바(11)의 일단(12)이 외부로 노출되고 타단(13)이 내부로 삽입될 수 있도록 관통공이 형성된다. 또한 하우징(17)은 관통공에서 스틱바(11)를 감쌀 수 있도록 돌기(18)가 외부로 돌출된다. 스틱바(11)는 볼(14)을 중심으로 회전할 수 있도록 볼(14)이 관통공에 결합된다. 스틱바(11)가 회전될 수 있어야 되므로 돌기(18)와 스틱바(11)의 사이에는 일정한 간격이 있어야 한다. 그래서 조작자가 스틱바(11)의 일단(12)을 잡고 이동시키면 스틱바(11)가 볼(14)을 중심으로 회전하여 타단(13)이 이동된다.
감지수단(20)은 스틱바(11)가 볼(14)을 중심으로 회전하면 그 회전 각도를 측정하는 역할을 한다. 이를 위하여 감지수단(20)은 자석(21)과 복수의 마그네틱센서(23)를 구비한다. 자석(21)은 스틱바(11)의 타단(13)에 결합된다.
마그네틱센서(23)는 자석(21)의 위치를 감지할 수 있도록 하우징(17)의 바닥에 설치된다. 본 실시예의 경우 네 개의 마그네틱센서(23a, 23b, 23c, 23d)가 설치되어 자석(21)의 위치를 감지한다. 즉 스틱바(11)가 회전하면 자석(21)의 위치가 달라지므로 자기장이 변화한다. 네 개의 마그네틱센서(23a~23d)는 자기장을 측정하여 자석(21)의 위치를 감지할 수 있다. 그래서 스틱바(11)의 타단(13)의 이동거리 및 스틱바(11)의 회전 각도를 계산할 수 있다. 감지수단(20)에서 스틱바(11)의 타단(13)의 이동거리가 계산되면 스틱바(11)의 이동거리에 비례하여 물체나 로봇팔 등을 이동시킬 수 있다. 이때 만약 물체나 로봇팔 등이 이동하여 다른 물체에 접촉하면 압력센서(미도시)에 의하여 그 압력이 측정된다. 그래서 스틱바(11)가 계속 회전하면 그 압력은 계속 증가하게 된다.
모터(25)는 상기 압력센서에 의하여 압력이 측정되면 구동된다. 즉 모터(25)은 압력센서로부터 압력이 전달되면 구동된다.
가압수단(30)은 압력이 증가하는 방향으로 스틱바(11)가 회전하는 것을 방해하도록 상기 압력센서에서 측정되는 압력에 비례하여 모터(25)의 구동으로 스틱바(11)에 압력을 가할 뿐만 아니라, 상기 압력센서에서 측정되는 압력에 비례하여 스틱바(11)의 회전각도를 제한하는 역할을 한다.
이를 위하여 가압수단(30)은 제1기어(31)와, 제2기어(33)와, 스프링(35)과, 환형링(37)을 구비한다.
제1기어(31)는 돌기(18)를 감싸며 돌기(18)와 나사결합한다. 그래서 제1기어(31)를 회전하면 제1기어(31)는 돌기(18)를 따라서 화살표 1 또는 화살표 3의 방향으로 이동할 수 있다.
제2기어(33)는 모터(25)에 의하여 회전하도록 결합되며, 제1기어(31)와 이물림을 한다. 그래서 제2기어(33)가 회전하면 제1기어(31)가 회전하여 돌기(18)를 따라 이동한다.
스프링(35)은 일단이 스틱바(11)의 지지편(15)에 지지되도록 지지편(15)과 제1기어(31)의 사이에 장착된다.
환형링(37)은 제1기어(31)의 상부에서 슬라이딩을 할 수 있게 제1기어(31)의 상부에 위치하여 스프링(35)의 타단을 지지한다. 그래서 제1기어(31)가 상승하면 환형링(37)이 상승하여 스프링(35)이 수축된다. 그리고 제1기어(31)가 하강하면 환형링(37)이 하강하여 스프링(35)이 원래의 모양으로 복귀한다.
이하에서는 도 6 및 도 7을 참조하여 본 실시예의 동작을 설명한다. 제1기어(33)가 상승하지 아니한 경우에는 스틱바(11)는 도 6의 각도 a 만큼 회전할 수 있다. 스틱바(11)를 회전시켰을 때 압력센서에서 압력이 감지되어 모터(25)가 동작하면 제2기어(33)가 회전하고 이로 인하여 제1기어(31)가 화살표 1의 방향으로 상승한다. 그러면 도 7과 같이 스프링(35)이 수축한다. 스프링(35)이 수축하면 스프링(35)은 지지편(15)으로 압력을 가하므로 압력은 스틱바(11)로 전달되어 조작자에게 감지된다. 조작자는 물체를 이동시키도록 스틱바(11)를 회전시키기 위해서는 더 큰 힘을 가해야만 스틱바(11)를 회전시킬 수 있다. 따라서 스틱바(11)의 회전이 더욱 어려워진다. 한편 이 경우 제1기어(31)가 상승하므로 스틱바(11)는 각도 b 만큼 회전시킬 수 있다. 따라서 회전시킬 수 있는 각도가 줄어든다. 그래서 제1기어(31)가 상승하면 스틱바(11)의 회전각도가 제한될 뿐만 아니라 스프링(35)이 수축되어 스틱바(11)에 압력을 가하므로 스틱바(11)를 회전시키기가 힘들어진다.
스틱바(11)를 복귀시키도록 이동시키면 압력센서에서 측정되는 압력은 작아지므로 모터(25)가 반대로 회전하여 제1기어(31)가 화살표 3의 방향으로 이동한다. 그러면 스프링(11)은 원래의 길이로 복귀하므로 스틱바(11)에 작용하는 압력은 줄어들고 스틱바(11)를 회전시킬 수 있는 각도는 도 6과 같이 늘어난다.
따라서 본 실시예에 의하면 압력센서에 압력이 작용하면 스틱바(11)의 회전각도를 구속할 뿐 아니라 스틱바(11)에 압력을 가하여 그 회전을 힘들게 할 수 있다.

Claims (6)

  1. 일단에 하중이 작용하면 상기 일단과 타단 사이의 일 지점을 중심으로 회전할 수 있는 스틱바를 구비한 스틱수단과,
    상기 스틱수단의 회전의 위치를 감지하는 감지수단과,
    압력센서로부터 압력이 측정되면 구동되는 모터와,
    상기 압력이 증가하는 방향으로 상기 스틱바가 회전하는 것을 방해하도록 상기 압력센서에서 측정되는 압력에 비례하여 상기 모터의 구동으로 압력을 가하는 가압수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 조이스틱을 이용한 위치제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가압수단은
    상기 압력센서에서 측정되는 압력에 비례하여 상기 스틱바의 회전각도를 제한하는 것을 특징으로 하는 조이스틱을 이용한 위치제어장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 스틱수단은
    상기 스틱바는 상기 일지점에 볼이 형성되고,
    상기 스틱바의 상기 일단이 삽입되고 상기 타단이 노출되며, 상기 스틱바가 상기 볼을 중심으로 회전할 수 있도록 상기 볼이 결합되는 하우징을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 조이스틱을 이용한 위치제어장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하우징은 상부에 상기 스틱바가 상기 볼을 중심으로 회전할 수 있도록 상기 스틱바를 감싸는 돌기가 형성되고,
    상기 가압수단은 상기 돌기를 감싸서 상기 돌기와 나사결합하는 제1기어와, 상기 모터에 의하여 회전하며 상기 제1기어를 상기 돌기를 따라 이동시켜 상기 제1기어와 상기 스틱바의 일단과의 거리가 조절되도록 상기 제1기어와 이물림하는 제2기어와, 일단은 상기 스틱바에 지지되고 상기 제1기어가 상기 스틱바의 일단으로 이동하면 상기 스틱바에 힘을 가할 수 있도록 상기 제1기어에 의하여 압축되는 스프링을 구비하는 것을 특징으로 하는 조이스틱을 이용한 위치제어장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 가압수단은
    상기 제1기어의 상부에서 슬라이딩을 할 수 있게 상기 스프링의 타단을 지지하여 상기 스틱바를 감싸는 환형링을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 조이스틱을 이용한 위치제어장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감지수단은
    상기 스틱바의 타단에 결합된 자석과,
    상기 자석의 위치를 감지할 수 있도록 상기 하우징에 창착된 복수의 마그네틱 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 조이스틱을 이용한 위치제어장치.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160107598A (ko) 2015-03-04 2016-09-19 삼성전자주식회사 스위치 장치 및 이를 포함하는 엑스선 영상장치, 전자기기
EP3086094B1 (de) * 2015-04-20 2017-10-18 MOBA Mobile Automation AG Handsteuergeber, steuer- und bedieneinheit mit einem handsteuergeber und arbeitsmaschine oder baumaschine
KR101845847B1 (ko) * 2016-03-17 2018-04-05 신준협 스마트폰을 활용한 항공용 위치제어시스템
KR20180056998A (ko) * 2016-11-21 2018-05-30 엘지전자 주식회사 디바이스 컨트롤러 및 그 데이터 처리 방법
DE102016125222B4 (de) * 2016-12-21 2021-03-18 Preh Gmbh Eingabegerät mit magnetischem haptischem Feedback und Justieroption
DE202017100925U1 (de) 2017-02-20 2018-05-24 Hans Heidolph GmbH Bedienelement für ein Laborgerät
CN107468341B (zh) * 2017-10-19 2019-12-27 中国人民解放军第三军医大学第一附属医院 一种与手术机械臂匹配的控制器
US20220236760A1 (en) * 2021-01-27 2022-07-28 Curtis Instruments Inc. Joystick with Adjustable Operating Force for Electrical Wheelchair Devices
KR102601078B1 (ko) * 2021-05-28 2023-11-10 국방과학연구소 가변 탄성 썸스틱 장치
US20230218985A1 (en) * 2022-01-13 2023-07-13 Dell Products L.P. Contextual adjustment of input device resistance
CN116421236B (zh) * 2023-04-26 2024-01-26 极限人工智能有限公司 一种手术器械用导管控制摇杆、导管驱动装置及手术器械

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940000095A (ko) 1992-06-18 1994-01-03 한동근 마스카라 조성물
KR19990061783A (ko) 1997-12-31 1999-07-26 유무성 조이스틱의 조작에 의한 물체 구동 방법
KR100362733B1 (ko) * 1999-09-21 2002-11-29 최혁렬 장착형 반직접 구동방식의 역감제시 기구
KR100794762B1 (ko) * 2006-04-17 2008-01-21 양재우 단일 홀 센서를 이용한 구형관절 구조의 비접촉식전자조이스틱
KR101124507B1 (ko) * 2010-04-28 2012-03-16 한양대학교 산학협력단 가변 텐션형 조이스틱

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940000955A (ko) 1992-06-01 1994-01-10 이헌조 조이스틱 및 이를 이용한 위치검출방법
JPH06161655A (ja) * 1992-11-26 1994-06-10 Makome Kenkyusho:Kk ジョイスティック
DE19681169B3 (de) * 1995-11-10 2012-03-01 Nintendo Co., Ltd. Steuerhebeleinrichtung
US8674932B2 (en) * 1996-07-05 2014-03-18 Anascape, Ltd. Image controller
JPH11232968A (ja) * 1998-02-19 1999-08-27 Sensor Tec Kk スティックコントローラ
JP4513227B2 (ja) * 2001-04-13 2010-07-28 トヨタ自動車株式会社 運転操作装置
AU2003274939A1 (en) * 2002-08-29 2004-03-19 Dept. Of Veterans Affairs Variable compliance joystick with compensation algorithms
JP2004187403A (ja) * 2002-12-03 2004-07-02 Alps Electric Co Ltd 力覚付与型入力装置
DE102007012278A1 (de) * 2007-03-09 2008-09-18 CoActive Technologies, Inc., Greenwich Joystick
EP2113819B1 (en) * 2008-05-02 2011-11-16 Alps Electric Co., Ltd. Multi-directional input apparatus
CN102479638B (zh) * 2010-11-26 2015-01-14 比亚迪股份有限公司 一种调节装置
JP5802111B2 (ja) * 2011-11-04 2015-10-28 アルプス電気株式会社 多方向スイッチ装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940000095A (ko) 1992-06-18 1994-01-03 한동근 마스카라 조성물
KR19990061783A (ko) 1997-12-31 1999-07-26 유무성 조이스틱의 조작에 의한 물체 구동 방법
KR100362733B1 (ko) * 1999-09-21 2002-11-29 최혁렬 장착형 반직접 구동방식의 역감제시 기구
KR100794762B1 (ko) * 2006-04-17 2008-01-21 양재우 단일 홀 센서를 이용한 구형관절 구조의 비접촉식전자조이스틱
KR101124507B1 (ko) * 2010-04-28 2012-03-16 한양대학교 산학협력단 가변 텐션형 조이스틱

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