WO2019160179A1 - 인터페이스 디바이스 - Google Patents

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WO2019160179A1
WO2019160179A1 PCT/KR2018/001982 KR2018001982W WO2019160179A1 WO 2019160179 A1 WO2019160179 A1 WO 2019160179A1 KR 2018001982 W KR2018001982 W KR 2018001982W WO 2019160179 A1 WO2019160179 A1 WO 2019160179A1
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WO
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module
power
state
unit
armature
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/001982
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English (en)
French (fr)
Inventor
정연우
오복성
이윤호
Original Assignee
㈜리얼감
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Filing date
Publication date
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Priority to US16/311,496 priority patent/US10761609B2/en
Priority to CN201880030789.1A priority patent/CN110612505A/zh
Priority to PCT/KR2018/001982 priority patent/WO2019160179A1/ko
Priority to EP18905996.7A priority patent/EP3620896A4/en
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    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
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    • G—PHYSICS
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    • G06F3/0346—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of the device orientation or free movement in a 3D space, e.g. 3D mice, 6-DOF [six degrees of freedom] pointers using gyroscopes, accelerometers or tilt-sensors
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D2041/0608—Races with a regular polygon shape

Definitions

  • the present invention relates to an interface device, and more particularly, to an interface device for receiving a user's behavior data and allowing an external force and an impact implemented in a virtual environment to be felt by a user using the interface device.
  • the freewheeling state, no load state and the like in the transmission of the senses such as external force and shock that must be delivered to the user using the interface device according to the content of the content implemented in the virtual space and It was not able to clearly distinguish load state and provide differentiated functions for each state.
  • the real-time state implemented through the contents of the virtual reality and the sense or motion constraint requirements transmitted to the user through the real device (for example, the movement of the user on the virtual reality).
  • the device according to the present invention can be freely moved by the user without generating a separate load, even if it is necessary to implement a freely moving state in virtual reality, the mechanical resistance may be caused by fastening between the components of the device according to the present invention. This problem occurs, such as to limit the user's movement ( ).
  • the state of virtual reality is more accurately and clearly communicated to the user device to meet the demand for reducing incongruity and increasing immersion in virtual reality and reality, thereby allowing the user to be more immersed in the contents of the virtual reality.
  • Environment implementation has been required.
  • the existing inventions merely tried to distinguish the reproduction state ( realization through the device ) according to the virtual reality only by dichotomous division such as the free state (the device is freely moving ) and the load state (the device is restricted in the movement ).
  • dichotomous division such as the free state (the device is freely moving ) and the load state (the device is restricted in the movement ).
  • the present invention is the implementation of a granular state is the state that is implemented via an interface device, according to the virtual reality environment to the free-wheeling (Free Wheeling) state, the no-load (No Load) condition and the load (Load) condition For that purpose.
  • the free-wheeling (Free Wheeling) state that the grip module via a physical block (disengagement) between the free rotation, such as the movement that can grip module (an output unit) and a power modules (input unit) freely according to the user's physician without mechanical resistance can be defined as a movable state.
  • No Load is a state in which no power or power is supplied through the power unit, but it may be defined as a state in which mechanical resistance is generated at a certain level depending on the physical coupling configuration (matching) between the grip module and the power module. , so that, unlike the free-wheeling (free Wheeling) state in the rotation motion of the grip, such as modules can be defined as a state that a level of the torque required.
  • Load Load
  • No Load no-load
  • an embodiment of the present invention provides an interface device.
  • the interface device includes a body module that can be attached to a portion of the user's body; A power module coupled to one end of the body module to supply power; And a grip module that is movable by a power receiving the power module, wherein the grip module is movable in first and second directions with respect to the body module, wherein the first direction is the first direction.
  • the power module the power unit for generating a rotational force; And a clutch unit configured to transmit the rotational force transmitted from the power unit to the grip module, wherein the power unit and the grip module are physically detached through the clutch unit; A no-load state in which the power unit and the grip module are physically coupled through the clutch unit; And a load state in which the power unit and the grip module are physically coupled through the clutch unit, and the rotational force of the power unit is transmitted to the grip module.
  • Any one of the states can be an interface device, characterized in that it is selectively implemented.
  • the clutch unit of the interface device includes a resistance module, the resistance module, through the clutch unit to control the formation or release of the physical coupling of the power unit and the grip module,
  • the power module controls the generation or dissipation of the rotational force that can be transmitted to the grip module through the power unit, and the formation and release of the physical coupling through the resistance module and the generation and dissipation of the rotational force through the power module.
  • the resistance module according to an embodiment of the present invention may be composed of a solenoid or a spring.
  • the clutch unit the outer housing coupled to the grip module; A cam accommodated in the outer housing and receiving rotational force from the power module; And an armature which is received in the interior of the outer housing, receives the rotational force of the power transmission cam by a plurality of rollers, and rotates according to the rotation of the roller, wherein the armature is the resistance module. It is also possible to configure in the form of an interface device characterized in that for generating a difference in the rotational speed of the outer housing and the armature.
  • the freewheeling state may be a state in which the power unit and the grip module are physically detached through the clutch unit so that the rotational force is not transmitted through the clutch unit in response to the voltage supply to the resistor module. It may be provided as an interface device.
  • the armature is completely detached from the outer housing by the resistance module, so that the outer housing is not restrained by the armature and the power unit at all.
  • the grip module is characterized in that the non-parallel movement in the first and second directions with respect to the body module, the non-parallel movement is the user's intention by the state that the physical engagement of the outer housing and the amateur is released It can be implemented as an interface device characterized in that it can be implemented in a state capable of free rotation and movement by.
  • the interface device may be a state in which the rotational force of the external housing by the user is restricted, wherein the no-load state is provided through the plurality of rollers between the external housing and the armature between the arc portions of the armature.
  • the physical fastening state it can be implemented as an interface device, characterized in that it can be selectively implemented in a no-load state without restricting the rotational force of the external housing by the user through the power supply cut off by the power unit.
  • the body module may be configured in the form of an interface device, characterized in that the wrist module that can be attached to the wrist of a particular body part of the user.
  • the body module may be provided as an elbow module that can be attached to a part of the cuff of the user's body, in which case the grip module is movable in a first direction with respect to the elbow module, the first direction
  • the elbow module can be implemented as an interface device, characterized in that it is movable substantially parallel to the body joint movement direction of the user is attached.
  • the interface device may be implemented in a more fine-grained state and steps such as pre-the status of the virtual reality wheeling (Free Wheeling) state, the no-load (No Load) condition and the load (Load) condition, Compared with the existing invention, the user can easily immerse in virtual reality.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an interface device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an interface device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a wearing state of the interface device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a concept in which an interface device according to an embodiment of the present invention may be connected to an external device through a wired or wireless network.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a power module of an interface device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of the clutch unit of the interface device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of another type of clutch unit according to another embodiment of the present invention
  • Figure 7a is a plan view of the clutch unit
  • Figure 7b is a perspective view of the clutch unit.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of another type of clutch unit according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 9 is a view for explaining the state of the clutch unit when switching the load of the interface device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 9 (a) is an external housing, armature, power transmission cam, etc. when switching to the load state
  • 9 (b) is a cross-sectional view of the third internal housing, the resistance module, and the like when switching to the load state.
  • FIG. 10 is a view illustrating a state of the clutch unit when switching the freewheeling state of the interface device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10B is a cross-sectional view illustrating a third internal housing, a resistance module, and the like when switching to the freewheeling state.
  • 11 is a view for explaining the appearance of the clutch unit when switching the freewheeling state of the interface device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 1 shows an interface device 1 according to an embodiment of the invention.
  • the interface device 1 includes a body module 10, a grip module 20, and a power module 30.
  • Body module 10 and grip module 20 is a component that is fixed or attached around a part or joint of the user's body, as shown in Figure 1 to be attachable to a part of the user's body of the interface device (1) As such, it may include separate attachment parts 110 and 210.
  • the body module 10 and the grip module 20 is additionally rotated, vertical and / or horizontal movement (for example, the grip module 20 is a part relative to the body module 10) and the power module 30 It can be rotated or moved in various directions such as one direction and a second direction, and the first and second directions can be configured in various directions such as an equilibrium and / or non-parallel direction. It may include a connecting member (120, 220).
  • the body module 10 may be provided as a wrist module that can be attached to the wrist of the user's body, in the following instead of the body module 10, the wrist module 10 Let's use it.
  • the body module 10 according to the present invention is attached to the ankle module, the elbow attached to the ankle as well as the wrist module 10 to be mainly focused below. It may be provided by reflecting various physical characteristics and forms, such as the elbow module to be attached.
  • the grip module 20 is movable in the first direction with respect to the elbow module (not shown)
  • the first direction may be designed to be moved substantially in parallel with the body joint movement direction of the user to which the elbow module (not shown) is attached.
  • the wrist module 10 may include an arm attachment part 110 and a hand attachment part 210 to be attachable to an arm and a hand of the body.
  • the arm attachment part ( 110 and the hand attachment portion 210 is a member having a ring shape to be fixed to the user's body, and serves as a component for coupling the interface device 1 and the user's body.
  • the arm attachment part 110 and the hand attachment part 210 are preferably formed of a flexible material or a velcro material so as to vary according to a user's body thickness, but is not limited thereto.
  • connection members 120 and 220 are components that connect the wrist module 10 or the grip module 20 to the power module 30, but the arm attachment unit 110 and the hand attachment unit 210 are the power module 30. May not be required if connected directly).
  • Power module 30 is rotated, the horizontal and vertical movement forward movement, such as to control, or free-wheeling (Free Wheeling), a grip module 20 according to a control signal received from the control state, the grip module 20, the no-load It is a component that converts into ( No Load ) state or Load state.
  • the power module 30 is connected to the wrist module 10, the grip module 20 can be connected to the movement, such as rotation, the more smooth support of the grip module 20 up and down, left and right and / or rotational movement N number of power parts and n number of rotation parts may be additionally formed as many as the number of joint rotation directions necessary for the purpose.
  • FIG 2 shows an interface device 1 according to another embodiment of the invention.
  • the grip module 20 of the interface device 1 may be formed in a bar shape in which one region is bent.
  • the grip module 20 having a bar shape in which one region is bent may be inserted between a joint and a joint, such as a finger, or may be connected to another power unit when another power unit exists in addition to the power module 30. .
  • the interface device 1 may further include a second grip module 40 and a second power module 50.
  • Second grip module 40 is a component that can be switched to free-wheeling (Free Wheeling) state, the no-load (No Load) condition or the load (Load) condition by means of a second power module 50, which will be described later.
  • the second grip module 40 may further include a connection part 41 and a grip part 42.
  • the connecting portion 41 is connected to the second power module 50 and a portion thereof, and may be formed in a shape that can be inserted between the joint and the joint, such as between the fingers.
  • one end of the connection portion 41 is provided with a grip portion 42, the grip portion 42 may be formed to be gripped by the user's hand.
  • the sub interface device 43 may be formed in the grip portion 42. 2 illustrates a state in which a joystick is formed of the sub-interface device 43, and may be formed at a position corresponding to the thumb so as to be controlled by the user's thumb.
  • the sub interface device 43 may be variously formed such as a wheel and a button.
  • a second power module 50 has a second grip module 40, a second grip module 40 in accordance with the control signal received transmits the rotation to the control unit or from the control freewheeling (Free Wheeling) state, the no-load (No in As a component capable of switching to a Load ) state or a Load ( Load ) state, one end may be fastened to the grip module 20 and the second grip module 40, respectively.
  • the grip module 20 may be rotatable, and may be connected in a vertical and / or horizontal direction.
  • the n-th power module (not shown) and the n-th grip module (not shown), the second power module 50 and the second grip module 40 is the grip module 20 and the power module (not shown) 30) and in the same or similar form to be fastened in the form of a module, may be provided in the same n combination, or may be provided in combination in different numbers, such as m power module and the nth grip module.
  • the power module 30 and the second power module 50 are provided in a bent bar shape or the like, and are connected by the grip module 20, the power module 30 may include the first power module 30.
  • the second power module 50 may control the rotation in a variety of second direction, such as the parallel and / or non-parallel direction or the right direction with the first direction.
  • Figure 3 is an attached image to help understand the interface device according to the present invention, wearing the interface device 1 according to an embodiment of the present invention, attached to various body parts according to an embodiment of the present invention
  • Figure is a view showing only the wrist module of the body module that can provide services.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the concept that the interface device 1 according to an embodiment of the present invention can be connected to the external device 2 via a wired or wireless network.
  • the external device 2 refers to various devices such as a PC, a mobile terminal, and a kiosk capable of receiving a signal set from the interface device 1 through a wired and / or wireless network, or transmitting a control signal to the interface device 1.
  • the user may receive information and / or signals of the external device 2 on which the virtual reality content or the like is being reproduced, and transmit force feedback to the interface device 1 worn by the user, or transmit the interface device 1 to the user.
  • Information on the state or movement of the user in use may be transmitted to the external device 2 via the network.
  • the interface device 1 generates a signal by recognizing a joint movement of a part of a body such as a wrist, an arm of a user, and transmits the generated signal to the external device 2 or externally.
  • a control signal may be received from the device 2 to control the movement of the user's body.
  • the interface device 1 further includes a control unit 60, a communication unit (not shown), a rotation recognition unit 340 and a power unit 300 formed in the power module 30. Can be.
  • the second power module 50 when the second power module 50 is additionally provided in the interface device 1, the second power module 50 may be shaped to have the same configuration as the power module 30.
  • the communication unit (not shown) performs a function of transmitting and receiving a signal through the network 3. That is, the communication unit of the interface device 1 according to the embodiment of the present invention receives a control signal through the network 3 and transmits it to the control unit 60, or the rotation angle generated according to the rotation of the grip module 20 A signal such as a motion state and motion information is transmitted to the external device 2. That is, the control unit 60 receives a signal based on the movement information such as rotation from the rotation recognition unit 340 according to the movement of the grip module 20, such as the rotation angle, the movement state and the movement information. And the like, and generate a signal based on information such as a rotation angle and transmit the signal to the external device 2 through the communication unit.
  • the rotation recognition unit 340 is connected to the grip module 20 to generate a signal according to the movement of the grip module 20 and the like and transmit the signal to the controller 60.
  • the rotation recognition unit 340 may measure a variable resistance, an acceleration sensor, It may include at least one of the sensors for measuring the change in value through the movement of the user, such as a gyro sensor, the tilt sensor.
  • the controller 60 can determine the rotation angle of the grip module 20 by the change in the resistance value.
  • the power unit 300 is a component that is operated upon receiving the control signal from the controller 60, in accordance with the operation of the power unit 300, the grip module 20, a free-wheeling (Free Wheeling) state, the no-load (No Load ) state or a load (load) can be converted to the state.
  • a free-wheeling (Free Wheeling) state the no-load (No Load ) state or a load (load) can be converted to the state.
  • the controller 60 is a component that controls the overall operation of each component of the interface device 1 and performs a signal processing function and the like.
  • the control unit 60 grasps information on the movement, such as the rotation angle, and the like through the signal relating to the rotation and / or movement transmitted from the rotation recognition unit 340 formed in the power module 30, the rotation angle signal Information about the movement may be generated and transmitted to the external device 2 through the communication unit.
  • control unit 60 determines whether the control signal is a power unit operation signal, and when the control signal is a power unit operation signal, operates the power unit 300. and the control signal is that when the power unit stop signal to stop the power unit 300, and switching the grip module 20, as a free-wheeling (free Wheeling) state, the no-load (No load) condition or the load (load) condition It can be used to To this end, the control unit 60 and the power module 30 may be connected to the control unit 60 by wire or wirelessly.
  • the power module 30 to switch to the power module 30 is free to grip the module 20 via the power unit 300 of the internal-wheeling (Free Wheeling) state, the no-load (No Load) condition or the load (Load) condition Detailed configuration and operation process of the will be described in detail below.
  • the free-wheeling (Free Wheeling) state does not occur in the resistance of the mechanical configuration, release physical fastening between the grip module 20 and power module 30 to allow for movement, such as a free rotation in accordance with user's will (Blocking), that is, the grip module 20 may be defined as a state in which it can move freely without mechanical resistance.
  • the grip module 20 may be defined as a state that imposes a constraint on the movement by the free will of the user by giving a different rotation force than the user's intention.
  • the grip module 20 and the power module 30 are physically released, and physical constraints, limitations, and resistances are applied to the movement or rotation of a user's wrist or the like using the interface device 1.
  • the motion is constrained immovable load of the grip module (20) by (30) (load), the extremes (completely free state and a fully controlled conditions) to be defined by the state the grip module 20 is rotated such as in the movement of a certain level torque (provide a degree of resistance such as the user's wrist), a no-load (No Load), separated by state, the no-load (No Load) of the back require a physical state of the internal components of the power module 30, mechanical, electrical resistance or the like almost along the freewheeling phase almost equivalent to the load (load) condition in a state that can be implemented (free Wheeling) state
  • Selective implementation in a state with a broad spectrum that can be controlled up to the state is a major object of the present invention.
  • the configuration and the functions and effects thereof may be equally applied to the second grip module 40 and the second power module 50 as described above, as well as the nth grip module or the nth power module that may be corresponding thereto.
  • the grip module 20 and the power module 30 will be described in more detail.
  • FIG 5 is a view showing a power module 30 of the interface device 1 according to an embodiment of the present invention
  • Figure 6 is an exploded perspective view of the clutch unit 320 according to an embodiment of the present invention.
  • the power module 30 includes a housing 350, a power unit 300 accommodated inside the housing 350, an input unit 310, and a clutch unit ( 320 and an output unit 330.
  • the power unit 300 is to generate a rotational force in accordance with the power supply of the motor 301 to perform a function for transmitting to the input unit 310, the power unit 300 according to an embodiment of the present invention for this purpose It may include a motor 301 having a shaft 3011, a motor gear 302 formed on the motor shaft 3011, the rotational force of the motor 301 is transmitted to the motor gear 302 through the motor shaft 3011. Can be.
  • the input unit 310 performs a function of receiving a rotational force generated from the power unit 300.
  • the input unit 310 according to an embodiment of the present invention includes a first shaft 311 and a first gear. 312 and the second gear 313.
  • the first shaft 311 is coupled to the housing 350 to be disposed in parallel with the motor shaft 3011, the first gear 312 is engaged with the motor gear 302 to receive the rotational force of the motor gear 302. .
  • the first gear 312 is preferably formed with a diameter larger than the diameter of the motor gear 302 in order to reduce the rotational speed of the motor gear 302.
  • the second gear 313 is formed on the lower surface of the first gear 312, and may rotate together with the rotation of the first gear 312.
  • the clutch unit 320 according to an embodiment of the present invention may be directly connected to the power unit 300 without a separate input unit 310 to receive power (movement linkage such as rotational power). Can be.
  • the output unit 330 receives a rotational force from the clutch unit 320 to be described later, and outputs it to the grip module 20, or performs a function of receiving a movement such as rotation of the grip module 20.
  • the clutch unit 320 is configured to transmit the rotational force transmitted from the input unit 310 to the grip module 20 connected to the output unit 330, and the clutch unit 320. inside the tightening state and the power module 30, more particularly, to a power unit 300, the grip module 20 according to the rotation force generated whether to power supply freewheeling (free Wheeling) state, the no-load (No Load) of the state or of the load (load) condition and performs a function that any one can be selectively switched.
  • the clutch unit 320 may be switched to a load state when power (rotation power, etc.) is supplied by the power unit 300, and when power supply is cut off by the power unit 300. Supports selective switching to freewheeling or no-load conditions.
  • the clutch unit 320 includes a second shaft 321, a power unit connecting portion 322, an outer housing 329, an armature 326, a power transmission cam 328, and a roller ( 327).
  • a resistance module 324 coupled to the armature 326 or a removable armature 326 according to the setting.
  • the second shaft 321 refers to a member coupled to the housing 350 to be disposed in parallel with the first shaft 311.
  • the power unit connection part 322 has a through hole into which the second shaft 321 can be inserted, and is rotatably coupled to the second shaft 321 to supply power to the motor 301 in the power unit 300. It is a configuration that can receive the rotational force according to the drive. According to one embodiment of the invention, as shown in Figure 6, the power unit connection portion 322 is provided in a configuration for transmitting the rotational force of the second gear 313 to the power transmission cam 328 which will be described later In addition, as shown in FIG. 6, the disk 3221 and the rotating shaft 3222 formed at the center of the disk 3221 may include a second gear 313 on the outer circumferential surface of the disk 3221.
  • Teeth (tooth) of the gear that can be engaged with the protrusion is formed to protrude outward from the outer circumferential surface, through which the power unit connecting portion 322 may be configured to rotate together as the second gear 313 is rotated.
  • the power transmission cam 328 and the resistance module 324 which will be described later, may be inserted into the rotation shaft 3322 of the power unit connection unit 322 according to an embodiment of the present invention.
  • a third internal housing 323 may be disposed on the bottom surface of the power unit connecting portion 322 according to an embodiment of the present invention to prevent the second roller 325 from being separated, and the third internal housing 323 may be disposed.
  • the through hole 3321 is formed in the longitudinal direction, and the second roller 325 and the resistance module 324 may be inserted into the through hole 3321 of the third inner housing 323.
  • an outer housing 329 may be disposed on a lower surface of the third inner housing 323 to prevent separation of the roller 327, and the outer housing 329 may have a through hole formed in the longitudinal direction of the second shaft 321. ),
  • the roller 327, the power transmission cam 328 and the armature 326 is seated in the through hole.
  • the external housing 329 may have a third gear 3291 formed on the lower surface thereof, and may also be provided in a form in which the third gear 3291 may also rotate as the external housing 329 rotates.
  • the resistance module 324 may change the relative rotational speeds of the outer housing 329 and the armature 326 to attach and detach the roller 327 to the outer housing 329. Or refers to a module that performs the function of attaching. To this end, the resistance module 324 according to an embodiment of the present invention may be provided in various forms, as shown in FIG. 6, 7, or 8.
  • the resistance module 324 is formed in the form of a friction plate in which the plurality of second roller 325, which may be provided in a plurality, spaced apart, the armature 326 by friction You can change the speed of). More specifically, it includes a third internal housing 323, the second rotational transmission unit 324 and the second roller 325, to generate a frictional resistance to the rotation of the armature 326, through which the power unit 300 The rotation speed is transmitted through the rotation force difference between the power transmission cam 328 and the armature 326 can be generated. To this end, the resistance module 324 is formed of a material having a restoring force, thereby reducing the rotational speed of the second roller 325, that is, the rotational speed of the armature 326.
  • the second roller 325 and the second rotation transmission unit 324 is a configuration that rotates by receiving a rotational force from the armature 326, based on the configuration of the resistance module 324 shown in FIG. 3 may be inserted into the through hole 3321 of the internal housing 323.
  • the second roller 325 may be formed in a cylindrical shape, one surface of which may be in contact with the power unit connecting portion 322, and the other surface of which may be in contact with the armature 326.
  • the armature 326 may include one or more second arc portion (3262) formed along the circumference of the other surface, the second roller 325 is located between the second arc portion (3262), the armature 326 It is rotated by the rotation of).
  • the second arc portion 3262 is preferably formed in half the number of the second rollers 325. For example, when the number of the second roller parts 325 is n, the second arc parts 3262 may be n / 2 (n ⁇ 2) pieces.
  • the resistor module 324 according to an embodiment of the present invention, see Figure 6, the body 3321, the first extension portion (3243) extending from the body 3241, the first extension portion (3243) extending from The second extension part 3244 and a third extension part 3245 extending from the second extension part 3244 may be included.
  • the body 3241 may be formed as an elliptical cylinder in which a through hole 3322 is formed at a central portion thereof, and a rotation shaft 3222 of the power unit connecting portion 322 may be inserted into the through hole 3324.
  • the first extension part 3243 is formed to extend vertically from the body 3241, and the second extension part 3244 may be vertically bent and extended from one end of the first extension part 3243 to both sides.
  • the third extension part 3245 may extend vertically bent toward one side of the body 3321 at one end of each second extension part 3244. In this case, the first extension part 3243 to the third extension part 3245 may be integrally formed.
  • the third extension part 3245 is formed by the external force. It may be bent to the 3243 side.
  • the second roller 325 is disposed to contact the third extension portion 3245.
  • the third extension part 3245 of the resistance module 324 in contact with the second roller 325 is bent toward the first extension part 3243 and engaged with the second roller 325 in the third internal housing 323.
  • the rotational speed of the armature 326 may be slowed down by the force pushing the third extension part 3245 to change the relative rotational speeds of the power transmission cam 328 and the armature 326.
  • the rotation speed difference between the power transmission cam 328 and the armature 326 is generated, the roller 327 is attached to the outer housing 329, the outer housing by the roller 327 in close contact with the outer housing (329) 329 rotates with armature 326. That is, while the rotational force of the motor 301 is transmitted to the output unit 330 through the input unit 310 and the clutch unit 320, the clutch unit 320 is the output unit 330 by the external force user A freely impossible or constrained load state can be implemented.
  • the clutch unit 320 can be implemented in the freewheeling state in which the output unit 330 is free to move by the external force.
  • the resistance module 324 in contact with the second roller 325 is also pushed and rotated as the second roller 325 rotates.
  • the resistance module 324 in the traveling direction regardless of the rotation direction (forward rotation or reverse rotation) of the armature 326 is also used. Can be pushed and rotated.
  • the resistance module 324 is formed of a material having a restoring force, so that the rotation speed difference between the power transmission cam 328 and the armature 326 can be more effectively generated. That is, due to the difference in rotational speed between the power transmission cam 328 and the armature 326, the roller 327 is attached to the inner circumferential surface of the outer housing 329 and the first circular arc portion 3221 on the rotational side side, and the third extension. By placing the portion 3245 between the first extension portions 3243, it is possible to generate a difference in rotation speed between the power transmission cam 328 and the armature 326 regardless of the rotation direction (forward rotation or reverse rotation).
  • the power transmission cam 328 is connected to the power unit connecting portion 322 and is a cam (CAM) member that can rotate according to the rotational force transmitted from the power unit connecting portion 322, and can be located inside the armature 326. have.
  • the power transmission cam 328 according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 6, the plate-shaped main body 3231 and the one surface of the main body 3231 is formed in the through hole 3284 in the longitudinal direction In the vertical direction may include a rotation center axis (3282), the outer circumferential surface of the main body 3231 may be formed with a roller contact surface (3283) for contact with one or more rollers 327 provided in plurality have.
  • the armature 326 is formed of a disc having a through hole 3263 formed thereon, and at least one second arc portion 3326 is formed along one circumference thereof, and one along the circumference thereof. It may be provided in a structure in which the first circular arc portion 3221 is formed. At this time, one or more rollers 327 are disposed between the first arc portions 3331, and the rollers 327 are pushed and rotated as the power transmission cam 328 rotates, and the first arc portions 3331 are disposed. Armature 326 is also formed to be pushed together to rotate. The second circular arc part 3262 may be disposed with the second roller 325 on both sides, and the second roller 325 may be pushed and rotated as the armature 326 rotates.
  • the roller 327 may be provided in the form of a member that can be pushed and rotated in accordance with the rotation of the power transmission cam 328 as one or more plurality of cylindrical shape elastic members. Can be.
  • the outer housing 329 may include a third gear 3291 formed to be rotatable on one surface as described above, and through this, the output unit fastened to the third gear 3291 as the outer housing 329 rotates.
  • 330 can also be provided in a form that can rotate together.
  • the external housing 329 may also be rotated through the coupling structure of the third gear 3291 and the output unit 330 fastened to the grip module 20, which may be rotated according to the user's intention.
  • the outer housing 329 an optional function that can be attached or detached to the outer housing 329 by changing the relative rotational speed of the armature 326 according to the frictional resistance of the resistance module 324. possible implementations, and the selective implementation of the free-wheeling (free Wheeling) state, the no-load (No load) condition or the load (load) condition of this, the grip module (20) fastened to the output unit 330 through it is possible.
  • the free-wheeling (Free Wheeling) state does not occur in the resistance of the mechanical configuration, release physical fastening between the grip module 20 and power module 30 to allow for movement, such as a free rotation in accordance with user's will (Blocking), that is, the grip module 20 may be defined as a state in which it can move freely without mechanical resistance. This is because the armature 326 is physically completely detached from the outer housing 329 by the resistance module 324, so that the outer housing 329 is not constrained at all by the armature 326 and the power unit 300.
  • Non-parallel movement in the first and second directions with respect to the wrist module 10 (free rotation by the user's intention by the physical engagement of the outer housing 329 and the amateur 326 is released and It can be implemented in a state capable of moving) can be implemented in a free wheeling ( Free Wheeling ) state that can be possible.
  • no load ( No Load ) state is a state in which power transmitted to the grip unit 20 through the power unit 300 is not supplied, but the grip module 20 is physically coupled between the power module 30 ( For example, a power module connected through the clutch unit 320 in a state in which a mechanical resistance according to the output unit 330 is coupled to the grip module 20 through the third gear 3291 is generated. 30)
  • a certain level of resistance implies a state that imposes restrictions on the movement of the grip rotation 20 according to the user's intention.
  • the load (Load) condition the power from the power unit 30 is being supplied, additional grip module 20 and a power module 30, a grip module with the physical configuration entered via the clutch unit 320 ( By transmitting the power (rotational power) generated by the power module 30 to be transmitted to 20, to give the grip module 20 a different rotation force than the user's intention, through which the grip module 20 by the user's free will It can be defined as a state that places a constraint on the movement.
  • the load ( Load ) state to be pursued by the present invention is a grip module that rotates in a set direction through the configuration of the clutch unit 320 and the output unit 330 through the rotation force generated by the drive of the power module 30 ( 20) can be defined as a state that can control the operation of the user to the contrary, that is, to generate a stronger resistance than the No Load state to restrain the user's free movement.
  • the output unit 330 is divided into a third shaft 331, a fourth gear 332, a fifth gear 333, and a sixth gear 334.
  • the third shaft 331 may be coupled to the housing 350 to be disposed in parallel with the second shaft 321.
  • the fourth gear 332 is formed with a through hole into which the third shaft 331 is inserted, rotatably coupled to the third shaft 331, and meshed with the third gear 3291 to form the third gear 3291. Receive torque.
  • the fifth gear 333 protrudes downward from the lower surface of the fourth gear 332. Since the fifth gear 333 is connected to one surface of the fourth gear 332, the fourth gear 333 is rotated together as the fourth gear 332 rotates.
  • the rotation recognition unit 340 is a component for detecting the angle of the sixth gear 334, and is located in one region of the housing 350 and has a measuring shaft 341 for grasping the angle of the sixth gear at the center thereof. It is.
  • the sixth gear 334 is formed with a through hole that can be coupled to the measurement shaft 341, is coupled to the measurement shaft 341, meshed with the fifth gear 333, and transferred from the fifth gear 333. The rotational force can be transmitted to the measurement axis 341.
  • the sixth gear 334 is formed to extend vertically on one surface, and may further include an extension part 3331 protruding to the outside of the housing 350, and the extension part 3331 is It may be connected to the grip module 20.
  • the extension part 3331 may output the rotation force transmitted from the clutch unit 320 to the outside of the housing 350 or transmit the rotation of the grip module 20 to the rotation recognition unit 340. That is, the rotation recognition unit 340 may grasp the rotation angle of the grip module 20.
  • the n-th power unit in addition to the power module 30, the n-th power unit may be present, in this case, the configuration of the n-th power unit may be provided in the same way as the configuration of the power module 30.
  • Figure 9 is a view for explaining the state of the clutch unit 320 when the load switching of the interface device 1 according to the embodiment of the present invention
  • Figure 9 (a) is an external housing 329 when switching to the load state
  • Figure 9 (b) is a state of the third internal housing 323, the resistance module 324, etc. when switching to the load state. Is shown in cross section.
  • the load state is rotated by the second gear 313 in which the power unit connecting portion 322 is engaged to the disc, the roller 327 is attached to the outer housing 329, the outer housing 329 is armature 326
  • the rotation can be performed together with) and can not be rotated by an external force.
  • the third extension part 3245 of the resistance module 324 is bent toward the first extension part 3243 by the second roller 325 positioned in the rotational direction of the second arc part 3326 and the armature 326.
  • the speed of rotation of the motor is reduced, and thus, the speed difference between the power transmission cam 328 and the armature 326 occurs. Due to the difference in rotation speed, the roller 327 is attached to the outer housing 329, and the outer housing 329 rotates together with the armature 326 by the roller 327 in close contact.
  • the no-load state is the same as the fastening structure and the state of the clutch unit 320 and the like in the above-described load state, but assumes no power, that is, no rotational force from the power module 30 through the power unit connecting portion 322.
  • FIG. 10 is a view for explaining a state of the clutch unit 320 when switching the freewheeling state of the interface device 1 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 10 (a) illustrates the switching to the freewheeling state.
  • Figure 10 (b) is a third internal housing 323, the resistance module (when switching to the freewheeling state) 324) and the like are shown in cross section.
  • the rotational force of the outer housing 329 is not transmitted to the power transmission cam 328. That is, based on FIG. 10, the rotational direction of the second gear 313 is opposite to that of the second housing 313.
  • the rotational force of the second gear 313 is transmitted to the power transmission cam 328 so that the power transmission cam 328 reverses.
  • the power transmission cam 328 may push the roller 327 which is in contact with the roller contact surface 3283 to reverse rotation.
  • the armature 326 in which the first arc portions 3331 are formed by being pushed by the roller 327 is also rotated in reverse. .
  • the second roller 325 disposed between the second arc portions 3326 is also pushed to reverse rotation, and the resistance module 324 positioned in front of the second arc portion 3326 in the rotation direction. ) Is also reversed.
  • the third extension portion 3245 of the resistance module 324 is bent toward the first extension portion 3243 and decelerates the rotational speed of the armature 326, thereby causing the power transmission cam 328 and the armature 326. Difference in rotation speed occurs.
  • the roller 327 does not contact the power transmission cam 328 and the outer housing 329 and the armature 326 ), Even if the outer housing 329 rotates, the components of the other clutch unit 320 therein do not rotate according to the rotation of the outer housing 329. That is, the outer housing 329 may be in a freewheeling state that can be freely rotated.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of another type of clutch unit 320 according to an embodiment of the present invention
  • Figure 7a is a plan view of the clutch unit 320
  • Figure 7b is a perspective view of the clincher unit 320.
  • the clutch unit 320 is a power unit connecting portion 322, the structure and function, see the above description based on Figure 6, the resistance module 324 ), An armature 326, a roller 327, a power transmission cam 328, and an outer housing 329.
  • the resistance module 324 is attached to the lower surface of the armature 326 and rotated by a roller 327 which is rotated in accordance with the rotation of the power transmission cam 328. It serves to adjust the rotational speed of 326, thereby enabling the implementation of the freewheeling state of the interface device (1).
  • the resistance module 324 may be provided as a solenoid that serves as an electromagnet.
  • the resistance module 324 is provided as a solenoid and the armature 326 provided on the top of the resistance module 324 is provided as a magnetic material, the power transmission cam 328 according to the strength of the voltage applied to the resistance module 324. It is possible to reduce the rotational speed of the armature 326 to be rotated according to the rotation of the through the frictional resistance.
  • freewheeling and further describes the classification and conversion to (Free Wheeling) state, the no-load (No Load) condition and the load (Load) condition.
  • the grip module 20 may be implemented to be non-parallel to the wrist module 10 in the first and second directions.
  • the non-parallel movement refers to a state in which the grip module 20 can freely rotate and move by a user's intention by the state in which the physical housing of the external housing 329 and the armature 326 is released.
  • the load state is the power unit in a physical fastening state through the roller 327 is formed of one or more than one outer housing 329 and the armature 326 sandwiched between the arc portion formed on the upper surface of the armature 326,
  • the power supply by the 300 means the state to limit the rotational force transmitted to the grip module 20 and the external housing 329 by the user, the no-load state, the external housing 329 and the amateur While 326 is physically fastened by the roller 327 sandwiched between the arc portions of the armature 326, the power supply is interrupted by the power unit 300, but through the grip module 20 by the user and through
  • the rotational force transmitted to the external housing 329 is the user's grip module 20 by the physical coupling structure of the power module 30 and the grip module 20, that is, the mechanical resistance through the clutch unit 320 and the output unit 330.
  • Nothing to constrain the movement This optional implementation is possible with the load state.
  • the power supply of a threshold value or less is applied to the resistance module 324 or not.
  • the magnetic armature 326 provides frictional resistance in rotation, and generates a difference in rotational speed within various ranges of the outer housing 329 and the armature 326, but still has an outer housing 329 and a power module.
  • the user 1 can have a feature to enjoy various feedback (Force Feedback) according to the use.
  • the resistance module 324 located on the lower surface of the armature 326 connected through the drainage structure of the protrusion 327 to the outer housing 329 to be rotated together as the user rotates the grip module 20.
  • the armature 326 restricts the rotation of the armature 326 which is subjected to the frictional resistance to the rotation (that is, the frictional resistance value according to the voltage strength below the threshold applied to the resistance module 324). Change and consequent limitation of the rotatable speed ), thereby allowing the rotation or movement of the outer housing 329 connected through the armature 326 and the protrusion 328 to be restricted within a certain range.
  • the clutch unit 320 is a physical coupling (A) of the power unit 300 and the grip module 20 through the resistance module 324, more precisely, the outer housing 329 and the armature. Adjusting the formation or release of the physical fastening through the protrusion 327 of the 326, the power module 30 is transmitted to the grip module 20 through the power unit 300, more specifically the output unit 330 )
  • the formation and release of the physical coupling (A) through the resistance module 324 and the power module (30) Interface device (1) characterized in that the grip module 20 can selectively implement any one of a no-load state, a load state or a freewheeling state by selectively combining the generation and the dissipation of the rotational force B through ) Can be implemented.
  • Such freewheeling interface device according to the request or an embodiment of the present invention of (Free Wheeling) state, the no-load (No Load) condition and the load (Load) condition is the external device 3 are connected via a network, as described above ( 1) can be adjusted according to the situation that is recognized through the control unit 60 or the rotation recognition unit 340, that is, the movement state of the grip module 20, the rotation state or the user's needs, through which the immersion of the user There is an advantage that can be further enhanced.
  • the clutch unit 320 may adopt an elastic member such as a spring (lime green member, 324 for convenience) as a form of the resistance module 324.
  • the resistance module 324 according to FIG. 8 provides a frictional resistance to the rotation of the armature 326 to generate a difference in rotational speed with the external housing 329. It will play a role.
  • FIG. 11 is a view illustrating a state of the clutch unit 320 when switching the freewheeling state of the interface device 1 according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in the upper two images of FIG. In case of switching, the hexagonal power transmission cam and the round roller are separated from each other. In the lower two images of FIG. 11, the roller is attached to the hexagonal power transmission cam when the no load or load state is switched. It shows the state that there is.
  • the present invention relates to an interface device, and more particularly, to an interface device that receives external user's behavior data and provides an external force and an impact, and has industrial applicability.

Abstract

인터페이스 디바이스에 관한 것으로서, 특히, 사용자의 행동데이터를 입력받아 외력 및 충격을 제공하는 인터페이스 디바이스에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 인터페이스 디바이스는 신체에 고정되는 제1고정부 및 제1회전부와, 제1고정부 및 제1회전부와 연결되며, 제1회전부에 동력을 제공하는 제1동력부와, 외부 디바이스로부터 신호를 수신하면 제1동력부를 제어하여 제1회전부의 회전을 제어하는 제어부를 더 포함하고, 제1동력부는 제어부의 신호에 따라, 제1회전부를 외력에 의해 회전할 수 있는 자유상태 또는 외력에 의해 회전할 수 없는 제어상태로 전환시키는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 인터페이스 디바이스는 자유상태 및 제어상태를 구현할 수 있기 때문에, 몰입감이 향상될 수 있다.

Description

인터페이스 디바이스
본 발명은 인터페이스 디바이스에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 사용자의 행동데이터를 입력받아 가상환경 상에서 구현되는 외력 및 충격 등을 상기 인터페이스 디바이스를 사용하는 사용자에게 느낄 수 있도록 지원하는 인터페이스 디바이스에 관한 것이다.
가상현실 구현 장비와 3D, 4D 등 가상현실 콘텐츠, 유무선 네트워크 등의 지속적인 발전을 통해, 사용자가 쉽게 가상현실을 체험하거나, 3D 영상을 현실감 있게 경험할 수 있도록 지원하는 기술이 계속해서 발전하고 있다.
특히, 더욱 현실감 있는 가상현실 체험을 위해 가상현실 영상에 사람의 동작에 따라 동적 변화를 재현하여 가상현실 영상을 제어하는 기술이 개발되었으며, 이에 관한 기술로는 한국등록특허 제10-1485414호, 한국공개특허 제10-2015-0123307호 등이 있다.
그러나, 상기 발명들의 경우, 가상공간에서 구현되는 콘텐츠의 내용에 따라 인터페이스 디바이스를 사용하는 사용자에게 전달되어야 하는 외력 및 충격 등 감각 전달에 있어 프리휠링(Free Wheeling) 상태, 무부하(No Load) 상태 및 부하(Load) 상태에 대한 명확한 구분 및 이에 따른 각 상태별 차별화된 기능 제공을 하지 못하고 있었다.
즉, 상기 발명들을 이용하는 경우, 가상현실의 콘텐츠를 통해 구현되고 있는 실시간의 상태와 실제 디바이스를 통해 사용자에게 전달되는 감각이나 동작 제약 필요 사항간에 차이가 발생(예를 들어, 가상현실 상에서 사용자의 움직임을 제약해야 함에도 상기 발명에 의한 디바이스가 별도의 부하 생성없이 자유롭게 사용자가 움직일 수 있는 상황 발생, 가상현실 상에서 자유롭게 움직이는 상태 구현이 필요함에도 상기 발명에 의한 디바이스의 구성요소간 체결, 치합 등에 의해 기계적 저항이 발생하여, 사용자의 움직임을 제약하는 등)하게 되는 문제점이 존재해 왔다.
이에 따라, 가상현실과 현실의 부조화를 줄이고 몰입감을 더욱 높이기 위한 요구를 충족시키기 위해 가상현실의 상태를 사용자 디바이스에 보다 정확하고 명확하게 전달하고, 이를 통해 사용자가 가상현실의 콘텐츠에 보다 몰입할 수 있는 환경 구현은 필수적으로 요구되어 왔다.
하지만 기존 발명들은 단순히 자유상태(디바이스가 자유롭게 움직이는 상태) 및 부하상태(디바이스의 움직임이 제약되는 상태)와 같은 2분법적인 구분만으로 가상현실에 따른 재현 상태(디바이스를 통한 현실 구현)를 구분하고자 하였고, 본 발명을 통해 제시하고자 하는 프리휠링(Free Wheeling) 상태, 무부하(No Load) 상태 및 부하(Load) 상태와 같이 보다 세분화된, 그리고 상태별 차이에 대해 보다 명확히 구분하고 있지 못하였으며, 이에 따라 가상현실의 콘텐츠 등의 내, 외부 신호 등에 따라 사용자가 사용하는 디바이스의 동작을 적절하게 적용할 수 없는 한계가 존재해 왔다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 가상현실의 환경에 따라 인터페이스 디바이스를 통해 구현되는 상태가 프리휠링(Free Wheeling) 상태, 무부하(No Load) 상태 및 부하(Load) 상태로 세분화된 상태로의 구현을 그 목적으로 한다.
여기서 프리휠링(Free Wheeling) 상태는 자유로운 회전 등 움직임이 가능한 그립모듈(출력유닛)과 동력모듈(입력유닛) 간의 물리적 차단(결합 해제)을 통해 상기 그립모듈이 기계적 저항없이 사용자의 의사에 따라 자유롭게 움직일 수 있는 상태로 정의될 수 있다.
무부하(No Load) 상태는 동력유닛을 통해 전원이나 동력이 공급되지 않는 상태이지만, 그립모듈과 동력모듈간의 물리적 체결 구성(치합 등)에 따른 기계적 저항이 일정 수준 발생하고 있는 상태로 정의될 수 있으며, 이에 따라 프리휠링(Free Wheeling) 상태와 달리 그립모듈의 회전 등 움직임에 있어 일정 수준의 토크가 필요한 상태로 정의될 수 있다.
부하(Load) 상태는 동력유닛을 통해 전원 및 동력이 공급되는 상태로 그립모듈과 동력유닛 간의 물리적 체결을 통해 동력유닛에서 그립모듈까지 동력이 전달되어 그립유닛의 움직임에 있어 무부하(No Load) 상태보다 더 강한 회전력의 제어를 발생시켜 사용자의 자유로운 움직임을 구속하는 상태로 정의될 수 있다.
다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않았지만, 본 명세서의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해, 유추될 수 있는 부분까지 포함되어야 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 인터페이스 디바이스를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 인터페이스 디바이스는 사용자의 신체의 일부분에 부착될 수 있는 신체모듈; 상기 신체모듈과 일단부가 체결되고 동력을 공급하는 동력모듈; 및 상기 동력모듈을 전달받는 동력에 의해 움직임이 가능한 그립모듈을 포함하는 인터페이스 디바이스에 있어서, 상기 그립모듈은 상기 신체모듈에 대해 제1및 제2방향으로 이동가능 하되, 상기 제1방향은 상기 제2방향과 비평행 이동 가능하며, 상기 동력모듈은, 회전력을 생성하는 동력유닛; 및 상기 동력유닛으로부터 전달받은 상기 회전력을 상기 그립모듈로 전달하는 클러치유닛을 포함하되, 상기 동력유닛과 상기 그립모듈이 상기 클러치유닛을 통해 물리적으로 탈착되는 프리휠링 상태; 상기 동력유닛과 상기 그립모듈이 상기 클러치유닛을 통해 물리적으로 결합된 무부하 상태; 및 상기 동력유닛과 상기 그립모듈이 상기 클러치유닛을 통해 물리적으로 결합되고, 상기 동력유닛의 회전력이 상기 그립모듈로 전달되는 부하 상태; 중 어느 하나의 상태를 선택적으로 구현 되는 것을 특징으로 하는 인터페이스 디바이스가 될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 디바이스의 상기 클러치유닛은 저항모듈을 포함하되, 상기 저항모듈은, 상기 클러치유닛을 통해 상기 동력유닛과 상기 그립모듈의 물리적 결합의 형성 또는 해제를 조절하고, 상기 동력모듈은, 상기 동력유닛을 통해 상기 그립모듈로 전달할 수 있는 회전력의 발생 또는 소멸을 조절하되, 상기 저항모듈을 통한 상기 물리적 결합의 형성과 해제 및 상기 동력모듈을 통한 상기 회전력의 발생과 소멸을 선택적으로 조합하여 상기 그립모듈이 프리휠링 상태, 무부하 상태 또는 부하 상태 중 어느 하나의 상태를 선택적으로 구현할 수 있는 것을 특징으로 하는 인터페이스 디바이스의 형태로도 구성이 가능하다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 저항모듈은, 솔레노이드 또는 스프링으로 구성될 수 있다.
또한 상기 클러치유닛은, 상기 그립모듈과 체결되는 외부하우징; 상기 외부하우징의 내부에 수용되며, 상기 동력모듈로부터 회전력을 전달받는 캠; 및 상기 외부하우징의 내부에 수용된 상태로, 상기 동력전달 캠의 회전력을 복수개의 롤러에 의해 전달받고, 상기 롤러의 밀림 회전에 따라 회전할 수 있는 아마추어를 더 포함하되, 상기 아마추어는, 상기 저항모듈에 의해 상기 외부하우징과 상기 아마추어의 회전 속도차를 발생하도록 하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 디바이스의 형태로도 구성이 가능하다.
또한 상기 프리휠링 상태는, 상기 저항모듈에 임계값 이상의 전압 공급에 따라, 상기 동력유닛과 상기 그립모듈이 상기 클러치유닛을 통해 물리적으로 탈착되어 상기 동력유닛을 통한 회전력이 전달되지 않는 상태인 것을 특징으로 하는 인터페이스 디바이스로 제공될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 프리휠링 상태는, 상기 저항모듈에 의해 상기 아마추어가 물리적으로 상기 외부하우징과 완전히 탈착함으로써, 상기 외부하우징이 상기 아마추어 및 상기 동력유닛에 의해 전혀 구속받지 않음에 따라, 상기 그립모듈은 신체모듈에 대해 제1및 제2방향으로 비평형 이동가능 한 것을 특징으로 하되, 상기 비평행 이동은 상기 외부하우징과 상기 아마추어의 물리적인 체결이 해제된 상태에 의해 사용자의 의사에 의한 자유로운 회전 및 움직임이 가능한 상태로 구현할 수 것을 특징으로 하는 인터페이스 디바이스로 구현될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 부하 상태는, 상기 외부하우징과 상기 아마추어가 상기 아마추어의 원호부 사이에 끼워진 복수개의 상기 롤러를 통해 물리적 체결 상태에서, 상기 동력유닛에 의한 동력공급을 통해, 사용자에 의한 상기 외부하우징의 회전력을 제약하게 되는 상태인 것을 특징으로 하는 인터페이스 디바이스일 수 있으며, 상기 무부하 상태는, 상기 외부하우징과 상기 아마추어가 상기 아마추어의 원호부 사이에 끼워진 복수개의 상기 롤러를 통해 물리적 체결 상태에서, 상기 동력유닛에 의한 동력공급 차단을 통해, 사용자에 의한 상기 외부하우징의 회전력을 제약하지 않는 무부하 상태로 선택적으로 구현할 수 있는 것을 특징으로 하는 인터페이스 디바이스로 구현 가능할 수 있다.
또한 상기 신체모듈은, 사용자의 특정 신체 부위 중 손목에 부착될 수 있는 손목모듈인 것을 특징으로 하는 인터페이스 디바이스의 형태로도 구성이 가능하다.
또한, 상기 신체모듈은, 사용자의 신체 중 팔목의 일부에 부착될 수 있는 팔꿈치모듈로도 제공 가능하며, 이 경우 상기 그립모듈은 상기 팔꿈치모듈에 대해 제1방향으로 이동 가능하고, 상기 제1방향은 상기 팔꿈치모듈이 부착된 상기 사용자의 신체관절 이동방향과 실질적으로 평행하게 이동가능한 것을 특징으로 하는 인터페이스 디바이스로도 구현이 가능하게 된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 인터페이스 디바이스는 가상현실의 상태를 프리휠링(Free Wheeling) 상태, 무부하(No Load) 상태 및 부하(Load) 상태와 같은 보다 세분화된 상태 및 단계로 구현할 수 있기 때문에, 기존 발명 대비 사용자가 보다 가상현실에 손쉽게 몰입할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 디바이스를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 디바이스를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 디바이스의 착용 모습이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 디바이스가 유선 또는 무선의 네트워크를 통해 외부 디바이스와 연결될 수 있는 개념을 도시하고 있는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 인터페이스 디바이스의 동력모듈을 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인터페이스 디바이스의 클러치유닛의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다른 형태의 클러치 유닛에 대한 분해 사시도이며, 도 7a는 클러치유닛의 평면도, 도 7b는 클리처유닛의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 다른 형태의 클러치 유닛에 대한 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 인터페이스 디바이스의 부하 전환 시에 클러치유닛의 모습을 설명하는 도면으로, 도 9(a)는 부하 상태로의 전환 시에 외부하우징, 아마추어, 동력전달 캠 등의 모습을 단면도로 나타내며, 도 9(b)는 부하 상태로의 전환 시에 제3내부하우징, 저항모듈 등의 모습에 대한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 디바이스의 프리휠링 상태 전환 시에 클러치유닛의 모습을 설명하는 도면으로, 도 10(a)는 프리휠링 상태로의 전환 시에 외부하우징, 아마추어, 동력전달 캠 등의 모습을 단면도로 나타내며, 도 10(b)는 프리휠링 상태로의 전환 시에 제3내부하우징, 저항모듈 등의 모습을 나타낸 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 디바이스의 프리휠링 상태 전환 시에 클러치유닛의 모습을 설명하는 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인터페이스 디바이스(1)를 도시하는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 인터페이스 디바이스(1)는 신체모듈(10), 그립모듈(20) 및 동력모듈(30)을 포함한다.
신체모듈(10) 및 그립모듈(20)은 사용자의 신체의 일 부분이나 관절 주변에 고정되거나 부착되는 구성요소로서, 인터페이스 디바이스(1) 사용자의 신체 일 부분에 부착 가능하도록 도 1에 도시된 바와 같이 별도의 부착부(110 및 210)를 포함할 수 있다.
또한, 신체모듈(10) 및 그립모듈(20)은 추가적으로 동력모듈(30)과 일부분이 회전, 수직 및/또는 수평 운동(일 예로, 그립모듈(20)은 신체모듈(10)을 기준으로 제1방향 및 제2방향 등 다양한 방향으로 회전 또는 움직임 가능하며, 이때 제1방향과 제2방향은 평형 및/또는 비평행 방향 등 다양한 방향으로 구성이 가능하다) 등의 움직임이 가능하게 체결될 수 있는 연결부재(120, 220)를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 의할 경우, 신체모듈(10)은 사용자의 신체 중 손목에 부착될 수 있는 손목모듈로도 제공이 가능하며, 이하에서는 신체모듈(10) 대신, 손목모듈(10)로 특정하여 사용하기로 한다. 다만, 전술한 바와 같이 이는 본 발명의 일 실시예에 의할 뿐이며, 본 발명에 따른 신체모듈(10)은 이하에서 중점적으로 후수할 손목모듈(10)뿐만 아니라 발목에 부착되는 발목모듈, 팔꿈치에 부착되는 팔꿈치모듈 등 다양한 신체적 특성과 형태를 반영하여 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 사용자의 신체 중 팔목의 일부에 부착될 수 있는 팔꿈치모듈의 형태도 제공될 경우, 그립모듈(20)은 팔꿈치모듈(미도시)에 대해 제1방향으로 이동 가능하고, 상기 제1방향은 팔꿈치모듈(미도시)이 부착된 상기 사용자의 신체관절 이동방향과 실질적으로 평행하게 이동 가능하도록 설계될 수도 있다.
손목모듈(10)은 신체 중 팔 및 손에 부착 가능할 수 있도록 팔 부착부(110) 및 손 부착부(210)를 포함할 수 있으며, 이 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 팔 부착부(110) 및 손 부착부(210)는 사용자의 신체에 고정될 수 있도록 링(Ring) 형상을 가진 부재로, 인터페이스 디바이스(1)와 사용자의 신체를 결합하는 구성요소로 역할을 가진다. 이를 위해 팔 부착부(110) 및 손 부착부(210)는 사용자의 신체 두께에 따라 가변될 수 있도록 가요성 소재 또는 벨크로(velcro) 소재로 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
연결부재(120, 220)는 손목모듈(10) 또는 그립모듈(20)을 동력모듈(30)과 연결하는 구성요소이지만, 팔 부착부(110) 및 손 부착부(210)가 동력모듈(30)에 직접 연결되는 경우, 요구되지 않을 수 있다.
동력모듈(30)은 그립모듈(20)의 회전, 수평, 수직 운동 등의 움직임을 제어부로 전달하거나, 제어부로부터 수신된 제어신호에 따라 그립모듈(20)을 프리휠링(Free Wheeling)상태, 무부하(No Load) 상태 또는 부하(Load) 상태로 전환시키는 구성요소이다.
이를 위해 동력모듈(30)은 손목모듈(10)과 연결되고, 그립모듈(20)과 회전 등의 움직임이 가능하게 연결될 수 있으며, 보다 원활한 그립모듈(20)의 상하좌우 및/또는 회전 움직임 지원을 위해 필요한 관절 회전방향의 개수만큼 n개의 동력부 및 n개의 회전부가 추가적으로 형성될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인터페이스 디바이스(1)를 도시하는 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 인터페이스 디바이스(1)의 그립모듈(20)은 일영역이 절곡된 바(bar) 형상으로 형성될 수 있다. 일영역이 절곡된 바 형상의 그립모듈(20)은 절곡된 영역이 손가락 사이와 같이 관절과 관절 사이에 삽입되거나, 동력모듈(30) 외에 타 동력부가 존재하는 경우 타 동력부와와 연결될 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 인터페이스 디바이스(1)는 제2그립모듈(40) 및 제2동력모듈(50)을 더 포함할 수 있다.
제2그립모듈(40)은 후술할 제2동력모듈(50)에 의해 프리휠링(Free Wheeling)상태, 무부하(No Load) 상태 또는 부하(Load) 상태로 전환될 수 있는 구성요소이다. 또한 제2그립모듈(40)은 추가적으로 연결부(41) 및 파지부(42)를 포함할 수 있다. 연결부(41)는 제2동력모듈(50)과 일부분이 연결되며, 손가락 사이와 같이 관절과 관절 사이에 삽입될 수 있는 형태로 형성될 수도 있다. 또한 연결부(41)의 일단에는 파지부(42)가 제공되고, 파지부(42)는 사용자의 손에 의해 파지될 수 있도록 형성될 수 있다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따라, 파지부(42)에는 서브 인터페이스 디바이스(43)가 형성될 수 있다. 도2는 서브 인터페이스 디바이스(43)로 조이스틱이 형성된 모습을 도시하고 있으며, 사용자의 엄지손가락에 의해 제어될 수 있도록 엄지손가락과 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 서브 인터페이스 디바이스(43)는 조이스틱 이외에도 휠, 버튼 등과 같이 다양하게 형성될 수 있다.
제2동력모듈(50)는 제2그립모듈(40)의 회전을 제어부로 전달하거나, 제어부로부터 수신된 제어신호에 따라 제2그립모듈(40)을 프리휠링(Free Wheeling)상태, 무부하(No Load) 상태 또는 부하(Load) 상태로 전환할 수 있는 구성요소로서, 그립모듈(20) 및 제2그립모듈(40)에 각각 일단부가 체결될 수 있다. 이때, 그립모듈(20)과는 회전, 수직 및/또는 수평 방향 등으로의 움직임이 가능하게 연결될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 의할 경우, 다양한 신체의 특성 및 구조 등에 효과적으로 대응하는 동시에, 외부에서 제공되는 가상현실의 콘텐츠 종류 및 내용 등에 따라 인터페이스 디바이스(1) 사용자에게 필요한 최적의 역감(Force Feedback) 전달을 위해 추가적으로 제n동력모듈(미도시) 및 제n그립모듈(미도시)이, 제2동력모듈(50)과 제2그립모듈(40)이 그립모듈(20) 및 동력모듈(30)과 모듈 형태로 체결되는 것과 동일하거나 유사한 형태로, 동일하게 n개의 조합으로도 제공되거나, 제m동력모듈 및 제n그립모듈과 같이 차이나는 개수로 조합되어 제공될 수도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 동력모듈(30)과 제2동력모듈(50)은 절곡된 바 형상 등으로 제공되어 그립모듈(20)에 의해 연결되어 있기 때문에, 동력모듈(30)은 제1방향으로의 회전을 제어하며, 제2동력모듈(50)은 상기 제1방향과 평형 및/또는 비평행 방향이나 직각 방향 등 다양한 제2방향으로의 회전을 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 인터페이스 디바이스의 이해를 돕고자 첨부한 이미지로, 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 디바이스(1)의 착용 모습으로, 본 발명의 실시예에 따라 다양한 신체 부위에 부착하여 서비스를 제공될 수 있는 신체모듈 중 손목모듈에 한정하여 나타내고 있는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 디바이스(1)가 유선 또는 무선의 네트워크를 통해 외부 디바이스(2)와 연결될 수 있는 개념을 도시하고 있는 도면이다.
외부 디바이스(2)는 유선 및/또는 무선 네트워크를 통해 인터페이스 디바이스(1)로부터 설정된 신호를 수신하거나, 인터페이스 디바이스(1)로 제어 신호를 송신할 수 있는 PC, 모바일 단말, 키오스크 등 다양한 디바이스를 의미하며, 가상현실 콘텐츠 등이 재생되고 있는 외부 디바이스(2)의 정보 및/또는 신호를 전달받아 사용자가 착용하고 있는 인터페이스 디바이스(1)에 역감(Force Feedback)을 전달하거나, 인터페이스 디바이스(1)를 사용하고 있는 사용자의 상태나 움직임 등에 대한 정보를 네트워크를 통해 외부 디바이스(2)로 전달할 수도 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 디바이스(1)는 사용자의 손목, 팔 등의 신체 일부분의 관절 움직임을 인식하여 신호를 생성하고, 생성된 신호를 외부 디바이스(2)에 송신하거나, 외부 디바이스(2)로부터 제어 신호를 수신하여 사용자의 신체의 움직임을 제어할 수 있다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 디바이스(1)는 제어부(60), 통신부(미도시), 동력모듈(30)에 형성된 회전 인식부(340) 및 동력유닛(300)을 더 포함할 수 있다.
또한 추가적으로 인터페이스 디바이스(1)에 제2동력모듈(50)이 추가적으로 제공되는 경우, 제2동력모듈(50)은 동력모듈(30)과 동일한 구성을 갖도록 형셩될 수 있다.
통신부(미도시)는 네트워크(3)를 통해 신호를 송수신하는 기능을 수행한다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 디바이스(1)의 통신부는 네트워크(3)를 통해 제어신호를 수신하여 제어부(60)로 송신하거나, 그립모듈(20)의 회전에 따라 생성된 회전각도나 움직임 상태 및 움직임 정보 등의 신호를 외부 디바이스(2)로 송신한다. 즉, 제어부(60)는 그립모듈(20)의 회전 등 움직임에 따라 회전 인식부(340)로부터 회전 등의 움직임 정보를 기반으로 하는 신호를 수신하고, 상기 신호로부터 회전각도, 움직임 상태 및 움직임 정보 등을 파악하며, 회전각도 등의 정보를 기반으로 하는 신호를 생성하고, 통신부를 통해 외부 디바이스(2)로 송신할 수 있다.
회전 인식부(340)는 그립모듈(20)과 연결되어, 그립모듈(20)의 회전 등의 움직임에 따른 신호를 생성하고 제어부(60)로 송신하는 구성요소이다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 인식부(340)는 그립모듈(20)의 회전, 수평 및/또는 수직 방향 등으로의 움직임 및 움직임 상태 등을 측정할 수 있도록 가변저항, 가속도센서, 자이로센서, 기울기센서 등 사용자의 움직임을 통해 값의 변화를 측정하는 센서들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 예로 회전 인식부(340)가 가변저항인 경우, 제어부(60)는 저항값의 변화로 그립모듈(20)의 회전각도를 파악할 수 있게 된다.
동력유닛(300)은 제어부(60)로부터 제어신호를 수신하면 작동되는 구성요소로, 동력유닛(300)의 작동에 따라, 그립모듈(20)이 프리휠링(Free Wheeling)상태, 무부하(No Load) 상태 또는 부하(Load) 상태로 전환될 수 있다.
제어부(60)는 인터페이스 디바이스(1)의 각 구성요소에 대한 전반적인 동작을 제어하고, 신호 처리 기능 등을 수행하는 구성요소이다. 본 발명에서 제어부(60)는 동력모듈(30) 내부에 형성된 회전 인식부(340)로부터 송신된 회전 및/또는 움직임에 관한 신호를 통해 회전각도 등 움직임에 대한 정보를 파악하고, 회전각도 신호 등 움직임에 관한 정보를 생성하여 통신부를 통해 외부 디바이스(2)로 전송할 수 있다.
또한, 제어부(60)는 통신부를 통해 외부 디바이스(2)로부터 제어신호를 수신하면, 제어신호가 동력유닛 동작신호인지 판단하고, 제어신호가 동력유닛 동작신호인 경우, 동력유닛(300)을 동작하고, 제어신호가 동력유닛 정지신호인 경우, 동력유닛(300)을 정지시켜, 그립모듈(20)을 프리휠링(Free Wheeling)상태, 무부하(No Load) 상태 또는 부하(Load) 상태로 전환시키는 데 활용될 수 있다. 이를 위해 제어부(60)와 동력모듈(30)은 유선 또는 무선으로 제어부(60)와 연결될 수 있다.
이하에서는 동력모듈(30) 내부의 동력유닛(300)을 통해 그립모듈(20)을 프리휠링(Free Wheeling)상태, 무부하(No Load) 상태 또는 부하(Load) 상태로 전환시키는 동력모듈(30)의 세부 구성 및 동작 과정에 대해서는 아래에서 보다 자세히 설명하도록 한다.
전술한 바와 같이, 프리휠링(Free Wheeling) 상태는 기계적 구성에 따른 저항이 발생하지 않고, 사용자의 의사에 따라 자유로운 회전 등 움직임이 가능하도록 그립모듈(20)과 동력모듈(30) 간의 물리적 체결 해제(차단), 즉 그립모듈(20)이 기계적 저항없이 자유롭게 움직일 수 있는 상태로 정의될 수 있다. 이와 구분되는 무부하(No Load) 상태는 동력유닛(300)을 통해 그립유닛(20)으로 전달되는 동력이 공급되지 않는 상태이지만, 그립모듈(20)과 동력모듈(30)간의 물리적 체결 구성(치합 등)에 따른 기계적 저항이 일정 수준 발생하고 있는 상태이며, 부하(Load) 상태는 동력유닛(30)을 통해 동력이 공급되어, 추가적으로 그립모듈(20) 및 동력모듈(30)간에 체결된 물리적 구성을 통해 그립모듈(20)에까지 전달되는 동력(회전력)을 통해, 그립모듈(20)에 사용자의 의사와는 다른 회전력을 부여함으로써 사용자의 자유의사에 의한 움직임에 제약을 가하는 상태로 정의될 수 있다. 즉 본 발명이 추구하고자 하는 부하(Load) 상태는 동력모듈(30)의 구동에 의해 생성되는 회전력을 통해 설정된 방향으로 회전하는 그립모듈(20)의 움직임을 생성하여, 이에 반하는 사용자의 동작을 제어할 수 있는, 즉 무부하(No Load) 상태보다 더 강한 저항을 발생시켜 사용자의 자유로운 움직임을 구속하는 상태로 정의될 수 있다.
즉, 다시 말하자면 본 발명은 그립모듈(20)과 동력모듈(30)이 물리적으로 체결해제 되어 인터페이스 디바이스(1)를 사용하는 사용자의 손목 등의 움직임이나 회전에 물리적 제약이나 제한, 저항 등이 가해지지 않는 프리휠링(Free Wheeling) 상태와 동력모듈(30)에 의해 그립모듈(20)의 움직임이 구속되어 움직일 수 없는 부하(Load) 상태로 정의되는 양 극단(완전 자유 상태 및 완전 제어 상태) 사이에, 그립모듈(20)의 회전 등 움직임에 있어 일정 수준의 토크(사용자의 손목 움직임 등에 일정수준의 저항을 제공)가 필요한 무부하(No Load) 상태로 구분하고, 다시 상기의 무부하(No Load) 상태는 동력모듈(30)의 내부 구성요소의 물리적, 기계적, 전기적 저항 등에 따라 거의 프리휠링(Free Wheeling) 상태를 구현할 수 있는 상태에서 거의 부하(Load) 상태에 준하는 상태까지 조절할 수 있는 폭넓은 스펙트럼을 가지는 상태로의 선택적 구현이 본 발명의 주요한 목적이라 할 수 있다.
또한 이러한 구성 및 이에 따른 기능과 효과는 앞서 서술한 제2그립모듈(40) 및 제2동력모듈(50)은 물론, 제n그립모듈이나 이와 대응될 수 있는 제n동력모듈에도 동일하게 적용될 수 있으며, 이하에서는 그립모듈(20) 및 동력모듈(30)을 기초로 보다 자세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 인터페이스 디바이스(1)의 동력모듈(30)을 도시하는 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치유닛(320)의 분해 사시도이다.
도 5를 통해 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 동력모듈(30)은 하우징(350), 하우징(350) 내부에 수용된 동력유닛(300), 입력유닛(310), 클러치유닛(320) 및 출력유닛(330)을 포함할 수 있다.
동력유닛(300)은 모터(301)의 전원 공급에 따라 회전력을 발생시켜 입력유닛(310)으로 전달하는 기능을 수행하는 것으로, 이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 동력유닛(300)은 모터축(3011)이 형성된 모터(301), 모터축(3011)에 형성된 모터기어(302)를 포함할 수 있으며, 모터(301)의 회전력이 모터축(3011)을 통해 모터기어(302)로 전달될 수 있다.
입력유닛(310)은 동력유닛(300)으로부터 발생된 회전력을 전달받는 기능을 수행하는 것으로, 이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 입력유닛(310)은 제1샤프트(311), 제1기어(312) 및 제2기어(313)를 포함한다. 제1샤프트(311)는 모터축(3011)과 평행하게 배치되도록 하우징(350)에 결합되며, 제1기어(312)는 모터기어(302)와 치합되어 모터기어(302)의 회전력을 전달받는다. 이때, 제1기어(312)는 모터기어(302)의 회전속도를 감속시키기 위해 모터기어(302)의 직경보다 큰 직경으로 형성되는 것이 바람직하다. 제2기어(313)는 제1기어(312)의 하면에 형성되어, 제1기어(312)의 회전에 따라 함께 회전할 수 있다. 다만, 구성의 단순화 등을 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치유닛(320)은 별도의 입력유닛(310) 없이 동력유닛(300)과 직접 연결되어 동력(회전력 등의 움직임 연계)을 전달 받을 수 있다.
출력유닛(330)은 이하 후술할 클러치유닛(320)으로부터 회전력을 전달받고, 이를 다시 그립모듈(20)로 출력하거나, 그립모듈(20)의 회전 등의 움직임을 전달받는 기능을 수행한다.
전술한 동력유닛(300), 입력유닛(310) 및 출력유닛(330)의 구체적인 구성은 도 6을 통해 참조할 수 있다.
클러치유닛(320)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 입력유닛(310)으로부터 전달받은 회전력을, 출력유닛(330)과 연결된 그립모듈(20)로 전달할 수 있는 구성으로, 클러치유닛(320)의 내부 체결 상태 및 동력모듈(30), 보다 자세하게는 동력유닛(300)의 전원 공급에 따른 회전력 발생 여부 등에 따라 그립모듈(20)이 프리휠링(Free Wheeling)상태, 무부하(No Load) 상태 또는 부하(Load) 상태 중 어느 하나로 선택적 전환을 가능하게 하는 기능을 수행한다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 클러치유닛(320)은 동력유닛(300)에 의해 동력(회전력 등)이 공급되면 부하 상태로 전환될 수 있으며, 동력유닛(300)에 의해 동력공급이 차단되면 프리휠링 또는 무부하 상태로 선택적 전환이 가능하도록 지원한다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치유닛(320)은 제2샤프트(321), 동력유닛 연결부(322), 외부하우징(329), 아마추어(326), 동력전달 캠(328) 및 롤러(327)를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따라 아마추어(326)에 결합되거나 설정에 따라 아마추어(326)와 탈부착 가능한 저항모듈(324)을 더 포함할 수 있다.
제2샤프트(321)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1샤프트(311)와 평행하게 배치되도록 하우징(350)에 결합되는 부재를 지칭한다.
동력유닛 연결부(322)는 제2샤프트(321)가 삽입될 수 있는 관통공이 형성되어, 제2샤프트(321)에 회전 가능하게 결합되어 동력유닛(300) 내 모터(301)의 전원 공급에 따른 구동에 따른 회전력을 전달받을 수 있는 구성이다. 본 발명의 일 실시예에 의할 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 동력유닛 연결부(322)는 제2기어(313)의 회전력을 이하 후술할 동력전달 캠(328)로 전달하는 구성으로 제공될 수 있으며, 추가적으로 도 6에 도시된 바와 같이, 원판(3221) 및 원판(3221)의 중심에 형성되는 회전축(3222)을 포함할 수 있으며, 원판(3221)의 외주면에는 제2기어(313)와 치합될 수 있는 기어의 이(톱니)가 외주면에서 바깥방향으로 돌출 형성되고, 이를 통해 동력유닛 연결부(322)는 제2기어(313)가 회전됨에 따라 함께 회전할 수 있도록 구성될 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 동력유닛 연결부(322)의 회전축(3222)은 이하 후술할 동력전달 캠(328) 및 저항모듈(324)이 삽입될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 동력유닛 연결부(322)의 하면에는 제2롤러(325)의 이탈을 방지하는 제3내부하우징(323)이 배치될 수 있으며, 제3내부하우징(323)은 길이방향으로 관통공(3231)이 형성되며, 제3내부하우징(323)의 관통공(3231) 내부에는 제2롤러(325) 및 저항모듈(324) 삽입될 수 있다. 또한 제3내부하우징(323)의 하면에는 롤러(327)의 이탈을 방지하는 외부하우징(329)이 배치될 수 도 있으며, 외부하우징(329)은 길이방향으로 관통공이 형성되어 제2샤프트(321)에 결합될 수 있고, 관통공 내부에는 롤러(327), 동력전달 캠(328) 및 아마추어(326)가 안착된다. 또한, 외부하우징(329)은 하면에 제3기어(3291)가 형성될 수 있으며, 외부하우징(329)이 회전함에 따라 제3기어(3291)도 함께 회전할 수 있는 형태로도 제공 가능하다.
저항모듈(324)은, 도 6, 도 7 또는 도 8에 도시된 바와 같이, 외부하우징(329)과 아마추어(326)의 상대 회전속도를 변화시켜 롤러(327)를 외부하우징(329)에 탈착 또는 부착시키는 기능을 수행하는 모듈을 지칭한다. 이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 저항모듈(324)은, 도 6, 도 7 또는 도 8에 도시된 바와 같이, 각기 다양한 형태로 제공될 수 있다.
도 6을 통해 제시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 저항모듈(324)은 복수개로 제공될 수 있는 제2롤러(325)가 이격 배치된 마찰판 형태로 형성되어, 마찰에 의해 아마추어(326)의 속도를 변화 시킬 수 있다. 보다 구체적으로는 제3내부하우징(323), 제2회전전달부(324) 및 제2롤러(325)를 포함하여, 아마추어(326)의 회전에 마찰저항을 발생시키고, 이를 통해 동력유닛(300)을 통해 회전력을 전달받아 회전하는 동력전달 캠(328)과 아마추어(326)의 회전 속도차를 발생할 수 있다. 이를 위해 저항모듈(324)은 복원력을 가진 소재로 형성되어, 제2롤러부(325)의 회전 속도 즉, 아마추어(326)의 회전 속도를 감속시킬 수 있다.
제2롤러(325) 및 제2회전전달부(324)는, 도 6에 도시된 저항모듈(324)의 구성을 기준으로 볼 때, 아마추어(326)로부터 회전력을 전달받아 회전하는 구성으로, 제3내부하우징(323)의 관통공(3231)에 삽입될 수 있다. 제2롤러(325)는 롤러(327)와 마찬가지로 원기둥 형상으로 형성될 수 있으며, 일면은 동력유닛 연결부(322)에 접하고, 타면은 아마추어(326)에 접할 수 있다. 이때, 아마추어(326)는 타면에 둘레를 따라 형성된 하나 이상의 제2원호부(3262)를 포함할 수 있으며, 제2롤러(325)는 제2원호부(3262)사이에 위치하며, 아마추어(326)의 회전에 따라 밀려 회전하게 된다. 제2원호부(3262)는 제2롤러(325)의 개수보다 절반의 개수로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제2롤러부(325)가 n개인 경우, 제2원호부(3262)는 n/2(n≥2)개가 될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예 따른 저항모듈(324)은, 도 6 참조, 몸체(3241), 몸체(3241)에서 연장되는 제1연장부(3243), 제1연장부(3243)에서 연장되는 제2연장부(3244), 제2연장부(3244)에서 연장되는 제3연장부(3245)를 포함할 수 있다.
몸체(3241)는 중심부에 관통공(3242)이 형성된 타원형의 원기둥으로 형성될 수 있으며, 관통공(3242)으로는 동력유닛 연결부(322)의 회전축(3222)이 삽입될 수 있다. 제1연장부(3243)는 몸체(3241)로부터 수직되어 연장되어 형성되며, 제2연장부(3244)는 제1연장부(3243)의 일단에서 양측으로 수직 절곡되어 연장될 수 있다. 제3연장부(3245)는 각각의 제2연장부(3244)의 일단에서 몸체(3241)측으로 수직 절곡되어 연장될 수 있다. 이때, 제1연장부(3243) 내지 제3연장부(3245)는 일체형으로 형성될 수 있다. 또한, 제1연장부(3243) 내지 제3연장부(3245) 또는 제3연장부(3245)는 복원력을 가진 소재로 형성되기 때문에, 외력에 의해 제3연장부(3245)가 제1연장부(3243)측으로 휘어질 수 있다. 이때, 제2롤러(325)는 제3연장부(3245)에 접하도록 배치된다. 더욱 상세하게 설명하면, 아마추어(326)가 회전함에 따라 제2원호부(3262)에 의해 제2롤러(325)가 밀려 회전하며, 제2롤러(325)에 의해 저항모듈(324)이 밀려 회전한다. 이때, 제2롤러(325)와 접촉하는 저항모듈(324)의 제3연장부(3245)는 제1연장부(3243)측으로 휘어 들어가며 제2롤러(325)에 맞물려 있는 제3내부하우징(323)의 부착이 떨어지게 되어 회전하게 된다. 이때, 제3연장부(3245)를 누르는 힘으로 인해 아마추어(326)의 회전 속도를 늦춰 동력전달 캠(328)과 아마추어(326)의 상대 회전속도를 변화시킬 수 있게 된다. 그리고 동력전달 캠(328)과 아마추어(326)의 회전 속도차가 발생하게 되면서 롤러(327)가 외부하우징(329)에 부착되며, 외부하우징(329)에 밀착된 롤러(327)에 의해 외부하우징(329)은 아마추어(326)와 함께 회전하게 된다. 즉, 모터(301)의 회전력이 입력유닛(310) 및 클러치유닛(320)을 통해 출력유닛(330)으로 전달되고 있는 상태로, 클러치유닛(320)은 출력유닛(330)이 외력에 의해 사용자의 자유롭게 움직임이 불가능하거나 제약 받는 부하 상태가 구현될 수 있다.
반면 외부하우징(329)에 부착된 롤러(327)가 외부하우징(329)으로부터 탈착되는 경우, 외부하우징(329)은 사용자에 의해 생성될 수 있는 외력에 의해 자유롭게 움직임이 가능하다. 즉, 클러치유닛(320)은 출력유닛(330)이 외력에 의해 자유롭게 움직임이 가능한 프리휠링 상태의 구현이 가능하게 된다.
정리하자면, 도 6에 도시된 바와 같이, 제2롤러(325)가 회전하면, 제2롤러(325)와 접하고 있는 저항모듈(324)도 제2롤러(325)의 회전에 따라 밀려 회전하게 된다. 이때, 제2롤러(325)는 양측으로 제2원호부(3262)가 위치하기 때문에, 아마추어(326)의 회전방향(정회전, 역회전)에 상관없이 진행방향에 있는 저항모듈(324)도 밀려 회전될 수 있다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 저항모듈(324)은 복원력을 가진 소재로 형성되어, 동력전달 캠(328)과 아마추어(326)의 회전 속도차를 보다 효과적으로 발생시킬 수 있다. 즉, 동력전달 캠(328)과 아마추어(326)의 회전 속도차로 인해, 롤러(327)가 외부하우징(329)의 내주면 및 회전방향 측의 제1원호부(3261)에 부착되고, 제3연장부(3245)가 제1연장부(3243) 사이에 위치함으로써, 회전방향(정회전, 역회전)에 상관없이 동력전달 캠(328)과 아마추어(326)의 회전 속도차를 발생시킬 수 있다.
동력전달 캠(328)은 동력유닛 연결부(322)와 연결되어, 동력유닛 연결부(322)로부터 전달되는 회전력에 따라 회전할 수 있는 캠(CAM) 부재로, 아마추어(326)의 내부에 위치할 수 있다. 이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달 캠(328)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 길이방향으로 관통공(3284)이 형성된 판상형태의 본체(3281) 및 본체(3281)의 일면에서 수직방향으로 연장되는 회전중심축(3282)을 포함할 수 있으며, 본체(3281)의 외주면에는 하나 또는 하나 이상의 복수개로 제공되는 롤러(327)와의 접촉을 위한 롤러접촉면(3283)이 형성될 수 있다.
아마추어(326)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 관통공(3263)이 형성된 원판으로 형성되며, 일면에는 둘레를 따라 하나 이상의 제2원호부(3262)가 형성되고, 타면에는 둘레를 따라 하나 이상의 제1원호부(3261)가 형성된 구조로 제공될 수 있다. 이때, 제1원호부(3261)사이에는 하나 또는 하나 이상의 롤러(327)가 배치되고, 동력전달 캠(328)이 회전함에 따라 롤러(327)는 밀려 회전하게 되며, 제1원호부(3261)가 형성된 아마추어(326)도 함께 밀려 회전하게 된다. 제2원호부(3262)는 양측으로 제2롤러(325)가 배치되고, 아마추어(326)가 회전함에 따라 제2롤러(325)도 밀려 회전할 수 있게 된다.
롤러(327)는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 복수개로 제공되는 원통형 형상의 탄성부재로 동력전달 캠(328)의 회전에 따라 밀림 회전할 수 있는 부재의 형태로 제공될 수 있다.
외부하우징(329)은 전술한 바와 같이 일면에 회전 가능하도록 형성된 제3기어(3291)를 포함할 수 있으며, 이를 통해 외부하우징(329)이 회전함에 따라 제3기어(3291)에 체결된 출력유닛(330)도 함께 회전할 수 있는 형태로도 제공 가능하다. 또한 사용자의 의사에 따라 회전 등의 움직임이 가능한 그립모듈(20)과 체결된 제3기어(3291) 및 출력유닛(330)의 체결 구조를 통해 외부하우징(329)의 회전도 가능하게 된다. 또한 외부하우징(329)은, 저항모듈(324)에 의한 마찰저항에 따라, 아마추어(326)의 상대 회전속도를 변화시켜 롤러(327)를 외부하우징(329)에 탈착 또는 부착할 수 있는 선택적 기능의 구현이 가능하며, 이를 통해 출력유닛(330)과 체결된 그립모듈(20)의 프리휠링(Free Wheeling)상태, 무부하(No Load) 상태 또는 부하(Load) 상태의 선택적 구현이 가능하게 된다.
도 6에 도시된 저항모듈(324)을 통해 프리휠링(Free Wheeling)상태, 무부하(No Load) 상태 또는 부하(Load) 상태로 전환에 대해 아래에서 보다 자세히 설명하도록 한다.
전술한 바와 같이, 프리휠링(Free Wheeling) 상태는 기계적 구성에 따른 저항이 발생하지 않고, 사용자의 의사에 따라 자유로운 회전 등 움직임이 가능하도록 그립모듈(20)과 동력모듈(30) 간의 물리적 체결 해제(차단), 즉 그립모듈(20)이 기계적 저항없이 자유롭게 움직일 수 있는 상태로 정의될 수 있다. 이는 저항모듈(324)에 의해 아마추어(326)가 물리적으로 외부하우징(329)과 완전히 탈착됨으로써, 외부하우징(329)이 아마추어(326) 및 동력유닛(300)에 의해 전혀 구속받지 않고, 그립모듈(20)은 손목모듈(10)에 대해 제1및 제2방향으로 비평행 이동(외부하우징(329)과 아마추어(326)의 물리적인 체결이 해제된 상태에 의해 사용자의 의사에 의해 자유로운 회전 및 움직임이 가능한 상태로 구현할 수 것을 특징)가능 할 수 있는 프리휠링(Free Wheeling) 상태로 구현이 가능하게 된다.
저항모듈(324)에 의해 아마추어(326)가 물리적으로 외부하우징(329)과 완전히 탈착되는 상태 구현은, 모터(301)에 의한 전원 공급, 즉 동력유닛(300)에 의한 회전력이 동력전달 캠(328)에 공급되지 않는 상태(동력유닛(300)을 통해 그립유닛(20)으로 전달되는 동력이 공급되지 않는 상태)를 전제로, 동력전달 캠(328)에 의한 밀림 회전력을 받지 않는 롤러(327)가 아마추어(326)의 제1원호부(3261) 사이에 밀착하여 끼워지지 않으며(느슨한 상태를 유지), 이에 따라 외부하우징(329)는 내부에 수용된 아마추어(326)에 제약을 받지 않는 상태로, 사용자가 자유로운 의사에 따라 그립모듈(20)을 회전하는 등의 움직임을 할 수 있게 되며, 이를 통해 사용자가 그립모듈(20)을 움직임에 있어 별도의 제약을 느끼지 않는 프리휠링(Free Wheeling) 상태의 구현이 가능하게 된다.
이와 구분되는 무부하(No Load) 상태는, 동력유닛(300)을 통해 그립유닛(20)으로 전달되는 동력이 공급되지 않는 상태이지만, 그립모듈(20)이 동력모듈(30)간의 물리적 체결 구성(일 예로 출력유닛(330)이 제3기어(3291)을 통해 그립모듈(20)과 체결되어 있는)에 따른 기계적 저항이 일정 수준 발생하고 있는 상태로, 클러치유닛(320)을 통해 연결된 동력모듈(30) 내부의 기계적 체결 구성에 의해 일정 수준의 저항이 사용자의 의사에 따른 그립회전(20)의 움직임에 제약을 가하는 상태를 의미하게 된다.
이와 달리 부하(Load) 상태는, 동력유닛(30)을 통해 동력이 공급되고, 추가적으로 그립모듈(20) 및 동력모듈(30)이 클러치유닛(320)을 통해 체결된 물리적 구성을 통해 그립모듈(20)에까지 전달되는 동력모듈(30)에서 생성된 동력(회전력)을 전달함으로써, 그립모듈(20)에 사용자의 의사와는 다른 회전력을 부여하고, 이를 통해 사용자의 자유의사에 의한 그립모듈(20)의 움직임에 제약을 가하는 상태로 정의될 수 있다. 즉 본 발명이 추구하고자 하는 부하(Load) 상태는 동력모듈(30)의 구동에 의해 생성되는 회전력을 통해 클러치유닛(320) 및 출력유닛(330)의 구성을 통해 설정된 방향으로 회전하는 그립모듈(20)의 움직임을 생성하여, 이에 반하는 사용자의 동작을 제어할 수 있는, 즉 무부하(No Load) 상태보다 더 강한 저항을 발생시켜 사용자의 자유로운 움직임을 구속하는 상태로 정의될 수 있다.
이러한 기능 구현을 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 출력유닛(330)은 제3샤프트(331), 제4기어(332) 및 제5기어(333), 제6기어(334)로 구분된다. 제3샤프트(331)는 제2샤프트(321)와 평행하게 배치되도록 하우징(350)에 결합될 수 있다.
제4기어(332)는 제3샤프트(331)가 삽입되는 관통공이 형성되어, 제3샤프트(331)에 회전 가능하게 결합되고, 제3기어(3291)와 치합되어 제3기어(3291)의 회전력을 전달받는다.
제5기어(333)는 제4기어(332)의 하면에서 하향으로 돌출되어 형성된다. 제5기어(333)는 제4기어(332)의 일면에서 연결되어 형성되기 때문에 제4기어(332)가 회전함에 따라 함께 회전된다.
회전 인식부(340)는 제6기어(334)의 각도를 검출하는 구성요소로, 하우징(350)의 일영역에 위치하며 중심에 제6기어의 각도를 파악하기 위한 측정축(341)이 형성되어 있다. 제6기어(334)는 측정축(341)에 결합할 수 있는 관통공이 형성되며, 측정축(341)과 결합되고, 제5기어(333)와 치합되어, 제5기어(333)로부터 전달된 회전력을 측정축(341)으로 전달할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라, 제6기어(334)는 일면에서 수직 연장되어 형성되며, 하우징(350)의 외부로 돌출되는 연장부(3341)를 더 포함할 수 있으며, 연장부(3341)는 그립모듈(20)과 연결될 수 있다.
연장부(3341)는 클러치유닛(320)으로부터 전달된 회전력을 하우징(350)의 외부로 출력시키거나, 그립모듈(20)의 회전을 회전 인식부(340)로 전달할 수 있다. 즉, 회전 인식부(340)는 그립모듈(20)의 회전각도를 파악할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따를 경우, 동력모듈(30) 이외에 제n동력부가 존재할 수 있으며, 이 경우 제n동력부의 구성은 동력모듈(30)의 구성과 동일하게 제공될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 인터페이스 디바이스(1)의 부하 전환 시에 클러치유닛(320)의 모습을 설명하는 도면으로, 도 9(a)는 부하 상태로의 전환 시에 외부하우징(329), 아마추어(326), 동력전달 캠(328) 등의 모습을 단면도로 나타내며, 도 9(b)는 부하 상태로의 전환 시에 제3내부하우징(323), 저항모듈(324) 등의 모습을 단면도로 나타낸다.
이때, 부하 상태는 동력유닛 연결부(322)가 원판에 치합된 제2기어(313)에 의해 회전하여, 외부하우징(329)에 롤러(327)가 부착되고, 외부하우징(329)이 아마추어(326)와 함께 회전하며 외력에 의해 회전할 수 없는 상태가 구현될 수 있다.
제2기어(313)가 회전을 하게 되면, 제2기어(313)의 회전력이 회전축(3222)을 통해 동력전달 캠(328)으로 전달되어, 제1회전전달부(328)가 회전하게 되며, 동력전달 캠(328)은 롤러접촉면(3283)에 접촉되어 있는 롤러(327)를 밀어 회전시킨다. 이때, 제1원호부(3261) 사이에 배치된 롤러(327)가 밀려 회전함에 따라, 롤러(327)에 의해 밀려 제1원호부(3261)가 형성된 아마추어(326)도 함께 회전하게 된다. 그리고, 아마추어(326)가 회전함에 따라 제2원호부(3262) 사이에 배치된 제2롤러(325)도 밀려 회전하게 되며, 회전방향의 제2롤러(325) 앞에 위치한 저항모듈(324)도 함께 회전하게 된다. 이때, 제2원호부(3262)의 회전방향에 위치한 제2롤러(325)에 의해 저항모듈(324)의 제3연장부(3245)는 제1연장부(3243)측으로 휘게 되며 아마추어(326)의 회전 속도를 감속시키고, 이로 인해 동력전달 캠(328)과 아마추어(326)는 회전 속도차가 발생한다. 회전 속도차로 인해 롤러(327)는 외부하우징(329)에 부착하게 되며, 밀착된 롤러(327)에 의해 외부하우징(329)은 아마추어(326)와 함께 회전하게 된다.
무부하 상태는 전술한 부하 상태의 클러치유닛(320) 등의 체결 구조 및 상태는 동일하되, 동력유닛 연결부(322)를 통한 동력모듈(30)로부터의 동력, 즉 회전력이 없는 상태를 전제로 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 디바이스(1)의 프리휠링 상태 전환 시에 클러치유닛(320)의 모습을 설명하는 도면으로, 도 10(a)는 프리휠링 상태로의 전환 시에 외부하우징(329), 아마추어(326), 동력전달 캠(328) 등의 모습을 단면도로 나타내며, 도 10(b)는 프리휠링 상태로의 전환 시에 제3내부하우징(323), 저항모듈(324) 등의 모습을 단면도로 나타낸다.
이때, 외부하우징(329)이 회전하더라도 외부부하우징(329)의 회전력은 동력전달 캠(328)으로 전달되지 않는다 즉, 도 10을 기초로 볼 때, 제2기어(313)의 회전방향과 반대방향으로 제2기어(313)가 회전(이하, 역회전)하게 되면, 제2기어(313)의 회전력이 동력전달 캠(328)으로 전달되어 동력전달 캠(328)이 역회전을 하게 된다. 이 경우 동력전달 캠(328)은 롤러접촉면(3283)에 접촉되어 있는 롤러(327)를 밀어 역회전 시킬 수 있다. 이때, 제1원호부(3261) 사이에 배치된 롤러(327)가 밀려 역회전함에 따라, 롤러(327)에 의해 밀려 제1원호부(3261)가 형성된 아마추어(326)도 함께 역회전하게 된다.
이후 아마추어(326)가 역회전함에 따라 제2원호부(3262) 사이에 배치된 제2롤러(325)도 밀려 역회전하게 되며, 회전방향의 제2원호부(3262) 앞에 위치한 저항모듈(324)도 역회전하게 된다. 이때, 저항모듈(324)의 제3연장부(3245)는 제1연장부(3243)측으로 휘게 되며 아마추어(326)의 회전 속도를 감속시키고, 이로 인해 동력전달 캠(328)과 아마추어(326)의 회전 속도차가 발생한다.
이러한 회전 속도차로 인해 외부하우징(329) 및 아마추어(326)에 밀착된 롤러(327)는 외부하우징(329) 및 아마추어(326)로부터 탈착하게 된다.
이후, 동력전달 캠(328)이 롤러(327)와 부착되지 않을 정도의 공간만큼 회전하게 되는 경우, 롤러(327)가 동력전달 캠(328)과 접촉하지 않으며 외부하우징(329) 및 아마추어(326)와도 밀착되지 않기 때문에, 외부하우징(329)이 회전한다 하더라도, 내부의 다른 클러치유닛(320)의 구성들은 외부하우징(329)의 회전에 따라 회전하지 않는다. 즉, 외부하우징(329)은 자유롭게 회전 가능한 프리휠링 상태가 될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 형태의 클러치 유닛(320)에 대한 분해 사시도이며, 도 7a는 클러치유닛(320)의 평면도, 도 7b는 클리처유닛(320)의 사시도이다.
도 7을 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치유닛(320)은 동력유닛 연결부(322, 구조 및 기능의 경우 도 6을 기초로 전술한 내용 참조), 저항모듈(324), 아마추어(326), 롤러(327), 동력전달 캠(328) 및 외부하우징(329)을 포함할 수 있다.
도 7을 통해 도시된 바와 같이, 저항모듈(324)은 아마추어(326)의 하부면에 부착되며, 동력전달 캠(328)의 회전에 따라 회전 운동하게 되는 롤러(327)에 의해 회전하는 아마추어(326)의 회전 속도를 조절하는 역할을 수행하게 되며, 이를 통해 인터페이스 디바이스(1)의 프리휠링 상태의 구현이 가능하게 된다.
이를 위해 본 발명의 일 실시에에 따른 저항모듈(324)은 전자석의 역할을 수행하는 솔레노이드로 제공될 수 있다.
저항모듈(324)이 솔레노이드로 제공되고, 저항모듈(324)의 상단에 제공되는 아마추어(326)가 자성체로 제공될 경우, 저항모듈(324)에 인가되는 전압의 세기에 따라 동력전달 캠(328)의 회전에 따라 회전하게 되는 아마추어(326)의 회전 속도를 마찰저항을 통해 저감할 수 있게 된다.
도 7을 기준으로 하여, 프리휠링(Free Wheeling) 상태, 무부하(No Load) 상태 및 부하(Load) 상태로의 구분 및 전환에 대해 추가적으로 설명한다.
프리휠링 상태는, 저항모듈(324)에 의해 아마추어(326)가 물리적으로 외부하우징(329)과 완전히 탈착함으로써, 외부하우징(329)이 아마추어(326) 및 동력유닛(300)을 포함하는 동력모듈(300)에 의해 전혀 구속 받지 않음에 따라, 그립모듈(20)은 손목모듈(10)에 대해 제1및 제2방향으로 비평행 이동가능 한 상태로 구현될 수 있다. 이때 비평행 이동은 외부하우징(329)과 아마추어(326)의 물리적인 체결이 해제된 상태에 의해 사용자의 의사에 의해 그립모듈(20)이 자유로운 회전 및 움직임이 가능한 상태를 이야기 한다.
반면, 부하 상태는 외부하우징(329)과 아마추어(326)가 아마추어(326)의 상부면에 형성된 원호부 사이에 끼워진 하나 또는 하나 이상으로 형성되는 롤러(327)를 통한 물리적 체결 상태에서, 동력유닛(300)에 의한 동력공급을 통해, 사용자에 의한 그립모듈(20) 및 이을 통해 외부하우징(329)에 전달되는 회전력을 제약하게 되는 상태를 의미하며, 무부하 상태는, 외부하우징(329)과 아마추어(326)가 아마추어(326)의 원호부 사이에 끼워진 롤러(327)를 통한 물리적 체결 상태에서, 동력유닛(300)에 의한 동력공급 차단이 되고 있으나, 사용자에 의한 그립모듈(20) 및 이을 통해 외부하우징(329)에 전달되는 회전력은 동력모듈(30)과 그립모듈(20)의 물리적 체결 구조, 즉 클러치유닛(320)과 출력유닛(330)을 통한 기계적 저항에 의해 사용자의 그립모듈(20)의 움직임을 제약하는 무부하 상태로 선택적 구현이 가능하다.
이러한 차별화된 상태 구현을 위해 동력유닛(300)을 통한 회전 동력 공급이 없는 상황에서, 저항모듈(324)에 설정된 수준 이상의 전압이 인가될 경우("임계값"이라고 함) 아마추어(326)가 물리적으로 외부하우징(329)과 완전히 탈락함으로써, 외부하우징(329)이 내부에 수용된 아마추어(326) 및 이와 연결된 동력모듈(30)에 의해 전혀 구속받지 않은 상태에서 자유로운 회전과 전후좌우 동작 등의 움직임이 가능한 프리휠링 상태 구현이 가능하게 된다.
반면 동력유닛(300)에 의한 동력 공급에 따라, 동력전달 캠(328)이 회전하게 되면, 동력전달 캠(328)의 회전에 따른 롤러(327)의 밀림 회전, 이에 따른 아마추어(326)의 회전, 그리고 아마추어(326)의 원호부 사이에 끼워져(일종의 쐐기 작용) 아마추어(326)와 외부하우징(329)를 상호 결합하고, 이를 통해 외부하우징(329)도 회전하게 되어 그립모듈(20)의 움직임이나 회전을 제어하게 되는 부하 상태로의 구현이 가능하게 된다. 이때 동력유닛(30)의 효율 극대화를 위해서는 저항모듈(324)에는 별도의 전원을 인가하지 않도록 하여, 아마추어(326)에 추가적인 마찰저항이 발생하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
반면 동력유닛(300)에 의한 전원 공급이 없는 상태, 즉 동력전달 캠(328)의 회전 구동이 없는 상황에서, 저항모듈(324)에 임계값 이하의 전원을 인가하거나 전원을 인가하지 않은 상태로, 자성을 가진 아마추어(326)가 회전함에 있어 마찰 저항을 부여하고, 외부하우징(329) 및 아마추어(326)의 다양한 범위 내에서의 회전 속도차를 발생시키되, 여전히 외부하우징(329)와 동력모듈(30)이 체결되어 있도록 하여 사용자의 그립모듈(20) 회전에 일정한 물리적, 기계적 제약, 저항감을 전달할 수 있는 무부하 상태로의 구현도 가능하다. 특히 저항모듈(324)에 인가되는 임계값 이하의 전원의 값을 다양하게 변화하여, 외부하우징(329) 및 아마추어(326)간의 회전 속도차나 체결 결합 강도를 다양하게 제공함으로써, 사용자가 디바이스(1) 사용에 따른 다양한 역감(Force Feedback)을 즐길 수 있는 특징을 가질 수 있다.
즉, 사용자가 그립모듈(20)을 회전함에 따라 함께 회전하게 되는 외부하우징(329)에 돌기(327)의 쐬기 구조를 통해 연결된 아마추어(326)의 하부면에 위치한 저항모듈(324)에 의해 제공되는 마찰 저항의 크기에 따라 아마추어(326)가 회전에 대한 마찰 저항을 받는 아마추어(326)의 회전을 제약(즉, 저항모듈(324)에 인가되는 임계값 이하의 전압 세기에 따라 마찰저항 값의 변화 및 이에 따른 회전 가능 속도의 제약이 가능)할 수 있으며, 이를 통해 아마추어(326)와 돌기(328)을 통해 연결된 외부하우징(329)의 회전이나 움직임도 일정 범위에서 제약 가능하게 된다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치유닛(320)은 저항모듈(324)을 통해 동력유닛(300)과 그립모듈(20)의 물리적 결합(A), 보다 정확히는, 외부하우징(329)와 아마추어(326)의 돌기(327)을 통한 물리적 체결의 형성 또는 해제를 조절하고, 동력모듈(30)은, 동력유닛(300)을 통해 그립모듈(20)로 전달, 보다 상세하게는 출력유닛(330)과 제3기어(3291)의 체결 구성을 통해, 할 수 있는 회전력(B)의 발생 또는 소멸을 조절하되, 저항모듈(324)을 통한 물리적 결합(A)의 형성과 해제 및 동력모듈(30)을 통한 회전력(B)의 발생과 소멸을 선택적으로 조합하여 그립모듈(20)이 무부하 상태, 부하 상태 또는 프리휠링 상태 중 어느 하나의 상태를 선택적으로 구현할 수 있는 것을 특징으로 하는 인터페이스 디바이스(1)를 구현할 수 있게 된다.
이러한 프리휠링(Free Wheeling) 상태, 무부하(No Load) 상태 및 부하(Load) 상태는 전술한 바와 같이, 네트워크를 통해 연결된 외부 디바이스(3)의 요청이나 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 디바이스(1)의 제어부(60) 또는 회전 인식부(340) 등을 통해 인식되는 상황, 즉 그립모듈(20)의 움직임 상태, 회전 상태나 사용자의 필요 등에 따라 조절될 수 있으며, 이를 통해 사용자의 몰입감을 한층 더 강화시킬 수 있는 장점이 있게 된다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치유닛(320)은 도 8에 도시된 바와 같이, 저항모듈(324)의 한 형태로 스프링(연두색 부재, 편의상 324라 한다)과 같은 탄성부재가 채택될 수도 있다. 전술한 다른 실시예에 따른 클러치유닛(320)과 동일하게 도 8에 따른 저항모듈(324)은 아마추어(326)의 회전에 마찰 저항을 부여하여 외부하우징(329)과의 회전 속도차를 발생시키는 역할을 수행하게 된다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 디바이스(1)의 프리휠링 상태 전환 시에 클러치유닛(320)의 모습을 설명하는 도면으로, 도 11의 상단 2장의 이미지에서와 같이 프리휠링 상태로의 전환 시에는 육각형 모양의 동력전달 캠과 둥근 형태의 롤러가 이격되어 있는 모습을 나타내고 있으며, 도 11의 하단 2장의 이미지에는 무부하 또는 부하 상태 전환 시에 육각형 모양의 동력전달 캠에 롤러가 부착되어 있는 상태를 나타내고 있다.
이상과 같은 본 발명에 대한 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
발명의 실시를 위한 형태는 전술한 발명의 실시를 위한 최선의 형태에서 함께 기술되었다.
본 발명은 인터페이스 디바이스에 관한 것으로서, 특히, 사용자의 행동데이터를 입력받아 외력 및 충격을 제공하는 인터페이스 디바이스에 관한 것으로, 산업상 이용가능성이 있다.

Claims (11)

  1. 사용자의 신체의 일부분에 부착될 수 있는 신체모듈;
    상기 신체모듈과 일단부가 체결되고 동력을 공급하는 동력모듈; 및
    상기 동력모듈을 전달받는 동력에 의해 움직임이 가능한 그립모듈을 포함하는 인터페이스 디바이스에 있어서,
    상기 그립모듈은 상기 신체모듈에 대해 제1방향 및 제2방향으로 이동가능 하되, 상기 제1방향은 상기 제2방향과 비평행 이동 가능하며,
    상기 동력모듈은,
    회전력을 생성하는 동력유닛; 및
    상기 동력유닛으로부터 전달받은 상기 회전력을 상기 그립모듈로 전달하는 클러치유닛을 포함하되,
    상기 동력유닛과 상기 그립모듈이 상기 클러치유닛을 통해 물리적으로 결합된 무부하 상태;
    상기 동력유닛과 상기 그립모듈이 상기 클러치유닛을 통해 물리적으로 결합되고, 상기 동력유닛의 회전력이 상기 그립모듈로 전달되는 부하 상태; 또는
    상기 동력유닛과 상기 그립모듈이 상기 클러치유닛을 통해 물리적으로 탈착되는 프리휠링 상태; 중 어느 하나의 상태를 선택적으로 구현하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 디바이스.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 클러치유닛은 저항모듈을 포함하되,
    상기 저항모듈은,
    상기 클러치유닛을 통해 상기 동력유닛과 상기 그립모듈의 물리적 결합의 형성 또는 해제를 조절하고,
    상기 동력모듈은,
    상기 동력유닛을 통해 상기 그립모듈로 전달할 수 있는 회전력의 발생 또는 소멸을 조절하되,
    상기 저항모듈을 통한 상기 물리적 결합의 형성과 해제 및 상기 동력모듈을 통한 상기 회전력의 발생과 소멸을 선택적으로 조합하여 상기 그립모듈이 무부하 상태, 부하 상태 또는 프리휠링 상태 중 어느 하나의 상태를 선택적으로 구현하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 디바이스.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 저항모듈은,
    솔레노이드인 것을 특징으로 하는 인터페이스 디바이스.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 저항모듈은,
    스프링인 것을 특징으로 하는 인터페이스 디바이스.
  5. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 클러치유닛은,
    상기 그립모듈과 체결되는 외부하우징;
    상기 외부하우징의 내부에 수용되며, 상기 동력모듈로부터 회전력을 전달받는 동력전달 캠; 및
    상기 외부하우징의 내부에 수용된 상태로, 상기 캠의 회전력을 복수개의 롤러에 의해 전달받고, 상기 롤러의 밀림 회전에 따라 회전할 수 있는 아마추어를 더 포함하되,
    상기 아마추어는,
    상기 저항모듈에 의해 상기 외부하우징과 상기 아마추어의 회전 속도차를 발생하도록 하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 디바이스.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 프리휠링 상태는,
    상기 저항모듈에 임계값 이상의 전압 공급에 따라,
    상기 동력유닛과 상기 그립모듈이 상기 클러치유닛을 통해 물리적으로 탈착되어 상기 동력유닛을 통한 회전력이 전달되지 않는 상태인 것을 특징으로 하는 인터페이스 디바이스.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 프리휠링 상태는,
    상기 저항모듈에 의해 상기 아마추어가 물리적으로 상기 외부하우징과 완전히 탈착함으로써, 상기 외부하우징이 상기 아마추어 및 상기 동력유닛에 의해 전혀 구속받지 않음에 따라, 상기 그립모듈은 신체모듈에 대해 제1및 제2방향으로 비평행 이동가능 한 것을 특징으로 하되,
    상기 비평행 이동은 상기 외부하우징과 상기 아마추어의 물리적인 체결이 해제된 상태에 의해 사용자의 의사에 의해 자유로운 회전 및 움직임이 가능한 상태로 구현하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 디바이스.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 부하 상태는,
    상기 외부하우징과 상기 아마추어가 상기 아마추어의 원호부 사이에 끼워진 복수개의 상기 롤러를 통해 물리적 체결 상태에서,
    상기 동력유닛에 의한 동력공급을 통해, 사용자에 의한 상기 외부하우징의 회전력을 제약하게 되는 상태인 것을 특징으로 하는 인터페이스 디바이스.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 무부하 상태는,
    상기 외부하우징과 상기 아마추어가 상기 아마추어의 원호부 사이에 끼워진 복수개의 상기 롤러를 통해 물리적 체결 상태에서,
    상기 동력유닛에 의한 동력공급 차단을 통해, 사용자에 의한 상기 외부하우징의 회전력을 제약하지 않는 무부하 상태로 구현하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 디바이스.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 신체모듈은,
    사용자의 신체 중 손목에 부착될 수 있는 손목모듈인 것을 특징으로 하는 인터페이스 디바이스.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 신체모듈은,
    사용자의 신체 중 팔목의 일부에 부착될 수 있는 팔꿈치모듈이며,
    상기 그립모듈은 상기 팔꿈치모듈에 대해 제1방향으로 이동 가능하고, 상기 제1방향은 상기 팔꿈치모듈이 부착된 상기 사용자의 신체관절 이동방향과 실질적으로 평행하게 이동 가능한 것을 특징으로 하는 인터페이스 디바이스.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030223844A1 (en) * 2002-05-22 2003-12-04 Organisation Intergouvernementale Dite Agence Spatiale Europeenne Exoskeleton for the human arm, in particular for space applications
JP2004213349A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 Seiko Epson Corp 力覚提示装置及び力覚提示システム
JP2008123061A (ja) * 2006-11-08 2008-05-29 Canon Inc 力覚提示装置及び複合現実感システム
KR20140131175A (ko) * 2013-05-03 2014-11-12 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 가상 물체와의 상호작용을 위한 손 외골격 링크 구조체
KR20150123307A (ko) 2013-02-28 2015-11-03 페이스북, 인크. 모듈식 외골격 힘 피드백 컨트롤러

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004213350A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 Seiko Epson Corp 力覚提示装置及び画像補正方法
EP1734912B1 (en) * 2004-02-05 2018-09-26 Motorika Ltd. Apparatus for rehabilitation and training
EP2370185A1 (en) * 2008-12-02 2011-10-05 Industrial Research Limited Arm exercise device and system
US20120142416A1 (en) * 2010-06-01 2012-06-07 Joutras Frank E Simulated recreational, training and exercise system
US10843330B2 (en) * 2017-12-07 2020-11-24 Sarcos Corp. Resistance-based joint constraint for a master robotic system
US10775891B2 (en) * 2018-04-02 2020-09-15 Microsoft Technology Licensing, Llc Resistance-based haptic device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030223844A1 (en) * 2002-05-22 2003-12-04 Organisation Intergouvernementale Dite Agence Spatiale Europeenne Exoskeleton for the human arm, in particular for space applications
JP2004213349A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 Seiko Epson Corp 力覚提示装置及び力覚提示システム
JP2008123061A (ja) * 2006-11-08 2008-05-29 Canon Inc 力覚提示装置及び複合現実感システム
KR20150123307A (ko) 2013-02-28 2015-11-03 페이스북, 인크. 모듈식 외골격 힘 피드백 컨트롤러
KR20140131175A (ko) * 2013-05-03 2014-11-12 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 가상 물체와의 상호작용을 위한 손 외골격 링크 구조체
KR101485414B1 (ko) 2013-05-03 2015-01-26 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 가상 물체와의 상호작용을 위한 손 외골격 링크 구조체

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3620896A4 *

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