[发明专利]力觉传送系统

说明书

由于根据本发明的力觉传送系统被构造为具有6个自由度，因此能够自由地进行诸如手的握紧展开动作、手指的内收和外展等的运动，并且在不妨碍手指的运动的同时将期望的力传送到手指的端部。另外，可通过估计手指的端部位置和手指的关节角度来测量手指的运动，并基于此更准确地传送力觉。

技术领域

本发明涉及力觉传送系统，更具体地，涉及能够有效地将在用手触摸虚拟物体时感受到的力觉传送到手指的力觉传送系统。

背景技术

力觉传送系统是指用于通过将从虚拟现实中的虚拟物体产生的力传送到手指来与虚拟物体交互的系统。在力觉传送系统中，需要能够自然地进行手部运动并能够准确地将从虚拟物体产生的力传送到用户的手。

现有的使用空气压力的力觉传送系统被构造为通过调节活塞的长度来将力传送给用户。在这种情况下，因为活塞通过旋转铰链连接到手指，所以作用到手指的力的方向不垂直于手，从而存在方向与虚拟物体实际上传送的力觉的方向不同的局限。另外，存在由于活塞的长度而造成手部能够运动的范围受限的问题。

另外，对于利用外部机器人来将力传送到手的力觉传送系统而言，由于不是佩戴在手上的形式，因此用户无法自由地移动手臂，并且由于尺寸较大，因此用户的移动性受限。

现有技术文献：韩国授权专利10-1485414

发明内容

技术问题

本发明的目的在于提供一种能够在自由地进行手部运动的同时更准确地传送力的力觉传送系统。

技术方案

根据本发明的力觉传送系统包括：手背佩戴单元，佩戴在手背上；驱动单元，布置在所述手背佩戴单元上，并生成旋转力；驱动连杆，可旋转地与所述驱动单元结合，并通过所述旋转力而旋转；被动连杆，通过第一联轴器与所述驱动连杆结合使得具有2个自由度；手指佩戴单元，通过第二联轴器与所述被动连杆结合使得具有3个自由度，并佩戴在手指的端部；控制单元，估计所述手指的端部的位置和所述手指的关节的角度，并根据估计的值控制所述驱动单元的旋转力。

根据本发明的力觉传送系统包括：手背佩戴单元，佩戴在手背上；驱动单元，布置在所述手背佩戴单元上，并生成旋转力；驱动连杆，可旋转地与所述驱动单元结合，并通过所述旋转力而旋转；被动连杆，通过第一联轴器与所述驱动连杆结合使得具有2个自由度；手指佩戴单元，通过第二联轴器与所述被动连杆结合使得具有3个自由度，并佩戴在手指的端部；驱动单元传感器，测量所述驱动单元的旋转角度；第一孔传感器，布置在所述第一联轴器的一端，并测量所述驱动连杆的旋转角度；第二孔传感器，布置在所述第一联轴器的另一端，并测量所述被动连杆的旋转角度；控制单元，根据由所述驱动单元传感器测量的所述驱动单元的旋转角度、由所述第一孔传感器测量的所述驱动连杆的旋转角度和由所述第二孔传感器测量的所述被动连杆的旋转角度，计算所述手指的端部位置，利用所述手指的端部位置来计算所述手指关节的角度，根据所述手指关节的角度，控制所述驱动单元的旋转力，其中，所述第一联轴器的一端与所述驱动连杆结合，并结合成能够通过所述驱动单元的旋转力以沿所述手指的内收和外展方向布置的第一旋转轴为中心进行旋转，所述第一联轴器的另一端与所述被动连杆结合，并结合成能够通过所述手指的运动以沿垂直于所述手背的方向布置的第二旋转轴为中心进行旋转，其中，所述第二联轴器包括：第一旋转单元，与所述手指佩戴单元结合并结合成能够通过所述手指的运动以沿所述手指的内收和外展方向布置的第三旋转轴为中心进行旋转；第二旋转单元，被布置为从所述第一旋转单元向上突出，并结合成能够通过所述手指的运动以沿所述手指的长度方向布置的第四旋转轴为中心进行旋转；第三旋转单元，其将所述第二旋转单元与所述被动连杆结合，并结合成能够通过所述手指的运动以沿所述被动连杆的长度方向布置的第五旋转轴为中心进行旋转。

有益效果