[發明專利]力覺傳送系統

有效

• 申請號: 201780047515.9
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN109564470B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 裴埈范;李政洙;趙仁晟;樸演奎;劉凡材
• 申請（專利權）人: 蔚山科學技術院;韓國科學技術研究院
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 陳煒

由于根據本發明的力覺傳送系統被構造為具有6個自由度，因此能夠自由地進行諸如手的握緊展開動作、手指的內收和外展等的運動，并且在不妨礙手指的運動的同時將期望的力傳送到手指的端部。另外，可通過估計手指的端部位置和手指的關節角度來測量手指的運動，并基于此更準確地傳送力覺。

技術領域

本發明涉及力覺傳送系統，更具體地，涉及能夠有效地將在用手觸摸虛擬物體時感受到的力覺傳送到手指的力覺傳送系統。

背景技術

力覺傳送系統是指用于通過將從虛擬現實中的虛擬物體產生的力傳送到手指來與虛擬物體交互的系統。在力覺傳送系統中，需要能夠自然地進行手部運動并能夠準確地將從虛擬物體產生的力傳送到用戶的手。

現有的使用空氣壓力的力覺傳送系統被構造為通過調節活塞的長度來將力傳送給用戶。在這種情況下，因為活塞通過旋轉鉸鏈連接到手指，所以作用到手指的力的方向不垂直于手，從而存在方向與虛擬物體實際上傳送的力覺的方向不同的局限。另外，存在由于活塞的長度而造成手部能夠運動的范圍受限的問題。

另外，對于利用外部機器人來將力傳送到手的力覺傳送系統而言，由于不是佩戴在手上的形式，因此用戶無法自由地移動手臂，并且由于尺寸較大，因此用戶的移動性受限。

現有技術文獻：韓國授權專利10-1485414

發明內容

技術問題

本發明的目的在于提供一種能夠在自由地進行手部運動的同時更準確地傳送力的力覺傳送系統。

技術方案

根據本發明的力覺傳送系統包括：手背佩戴單元，佩戴在手背上；驅動單元，布置在所述手背佩戴單元上，并生成旋轉力；驅動連桿，可旋轉地與所述驅動單元結合，并通過所述旋轉力而旋轉；被動連桿，通過第一聯軸器與所述驅動連桿結合使得具有2個自由度；手指佩戴單元，通過第二聯軸器與所述被動連桿結合使得具有3個自由度，并佩戴在手指的端部；控制單元，估計所述手指的端部的位置和所述手指的關節的角度，并根據估計的值控制所述驅動單元的旋轉力。

根據本發明的力覺傳送系統包括：手背佩戴單元，佩戴在手背上；驅動單元，布置在所述手背佩戴單元上，并生成旋轉力；驅動連桿，可旋轉地與所述驅動單元結合，并通過所述旋轉力而旋轉；被動連桿，通過第一聯軸器與所述驅動連桿結合使得具有2個自由度；手指佩戴單元，通過第二聯軸器與所述被動連桿結合使得具有3個自由度，并佩戴在手指的端部；驅動單元傳感器，測量所述驅動單元的旋轉角度；第一孔傳感器，布置在所述第一聯軸器的一端，并測量所述驅動連桿的旋轉角度；第二孔傳感器，布置在所述第一聯軸器的另一端，并測量所述被動連桿的旋轉角度；控制單元，根據由所述驅動單元傳感器測量的所述驅動單元的旋轉角度、由所述第一孔傳感器測量的所述驅動連桿的旋轉角度和由所述第二孔傳感器測量的所述被動連桿的旋轉角度，計算所述手指的端部位置，利用所述手指的端部位置來計算所述手指關節的角度，根據所述手指關節的角度，控制所述驅動單元的旋轉力，其中，所述第一聯軸器的一端與所述驅動連桿結合，并結合成能夠通過所述驅動單元的旋轉力以沿所述手指的內收和外展方向布置的第一旋轉軸為中心進行旋轉，所述第一聯軸器的另一端與所述被動連桿結合，并結合成能夠通過所述手指的運動以沿垂直于所述手背的方向布置的第二旋轉軸為中心進行旋轉，其中，所述第二聯軸器包括：第一旋轉單元，與所述手指佩戴單元結合并結合成能夠通過所述手指的運動以沿所述手指的內收和外展方向布置的第三旋轉軸為中心進行旋轉；第二旋轉單元，被布置為從所述第一旋轉單元向上突出，并結合成能夠通過所述手指的運動以沿所述手指的長度方向布置的第四旋轉軸為中心進行旋轉；第三旋轉單元，其將所述第二旋轉單元與所述被動連桿結合，并結合成能夠通過所述手指的運動以沿所述被動連桿的長度方向布置的第五旋轉軸為中心進行旋轉。

有益效果