[go: up one dir, main page]

KR102129214B1 - Haptic system comprising wearable haptic feedback device and magnetic field generating device - Google Patents

Haptic system comprising wearable haptic feedback device and magnetic field generating device Download PDF

Info

Publication number
KR102129214B1
KR102129214B1 KR1020190168389A KR20190168389A KR102129214B1 KR 102129214 B1 KR102129214 B1 KR 102129214B1 KR 1020190168389 A KR1020190168389 A KR 1020190168389A KR 20190168389 A KR20190168389 A KR 20190168389A KR 102129214 B1 KR102129214 B1 KR 102129214B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnetic field
field generating
elastic body
generating means
magnetorheological elastic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1020190168389A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
허용해
최동수
도영석
이석한
김상연
Original Assignee
한국기술교육대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기술교육대학교 산학협력단 filed Critical 한국기술교육대학교 산학협력단
Priority to KR1020190168389A priority Critical patent/KR102129214B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102129214B1 publication Critical patent/KR102129214B1/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/163Wearable computers, e.g. on a belt
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/046Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by electromagnetic means
    • H01L41/12
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N35/00Magnetostrictive devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)

Abstract

The present invention provides a haptic system including: a magnetic field generating device having a plurality of magnetic field generating means; a wearable haptic feedback device including a receiving portion into which a part of a human body is inserted, and a magnetorheological elastic body surrounding the receiving portion; and a control unit for controlling the power connection to the plurality of magnetic field generating means, wherein a force felt by a user can be controlled by changing the rigidity of the magnetorheological elastic body using a magnetic field generated by the magnetic field generating device. According to the present invention, when a wearable device worn by a user approaches the magnetic field generating device having a plurality of electromagnets (or electronic permanent magnets), the rigidity of the magnetorheological elastic body installed in the wearable device varies due to the magnetic field so that the user may feel the force. In addition, when the alternating magnetic field is generated, vibration is generated by contraction and restoration of the magnetorheological elastic body, and thus a feeling of vibration may be provided to the user. In addition, according to the present invention, a haptic feedback can be provided to a user by using only the magnetorheological elastic body provided in the wearable device. Therefore, there is no need to connect power or install wires to the wearable device, so that the configuration of the wearable device can be simplified and the wearable device can be easily carried.

Description

웨어러블 햅틱 피드백 장치와 자기장 생성장치를 포함하는 햅틱 시스템{Haptic system comprising wearable haptic feedback device and magnetic field generating device}A haptic system comprising a wearable haptic feedback device and a magnetic field generating device.

본 발명은 햅틱 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 자기유변탄성체(Magnetorheological elastomer, MRE)를 포함하는 웨어러블 장치와 디스플레이 등에 설치된 자기장 생성장치를 이용하여 사용자에게 햅틱 피드백을 제공하는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a haptic system, and specifically, to a system for providing haptic feedback to a user using a wearable device including a magnetorheological elastomer (MRE) and a magnetic field generating device installed in a display.

최근 들어 사용자에게 다양하고 생생한 촉각 피드백을 제공하기 위하여 휴대용 전자기기, 가상현실(VR) 기기 등에 햅틱 액츄에이터가 설치되는 경우가 늘어나고 있다.Recently, haptic actuators are increasingly installed in portable electronic devices, virtual reality (VR) devices, etc. in order to provide various and vivid tactile feedback to users.

햅틱 액츄에이터는 예를 들어 휴대폰에서 통화 또는 메시지를 수신할 때 진동을 발생시키거나, 키패드 또는 터치스크린을 통해 메뉴를 선택할 때 촉각피드백을 발생시키거나, 게임 프로그램 실행 중에 특정한 촉각피드백을 발생시키는 용도로 사용된다.Haptic actuators are used to generate vibrations when receiving a call or message from a mobile phone, for example, to generate a tactile feedback when selecting a menu through a keypad or a touch screen, or to generate a specific tactile feedback during game program execution. Is used.

햅틱 액츄에이터의 종류는 매우 다양하다. 일반적으로는 편심 진동자를 이용하는 편심 모터 액츄에이터(ERM: Eccentric Rotating Mass), 전자기력을 이용하여 스프링과 연결된 진동자를 왕복 운동시키는 선형 공진 액츄에이터(LRA: Linear Resonant Actuator), 압전소자(piezo element)를 이용하는 압전소자 액츄에이터 등이 주로 사용되고 있다. 이 밖에도 정전마찰(electrostatic friction) 또는 초음파표면마찰(ultrasonic surface friction)을 이용하는 햅틱 액츄에이터, 전기활성폴리머(EAP)를 이용하는 햅틱 액츄에이터 등도 알려져 있다.There are many different types of haptic actuators. Eccentric Rotating Mass (ERM) using an eccentric vibrator, linear resonant actuator (LRA) reciprocating a vibrator connected to a spring using electromagnetic force, and piezoelectric elements using a piezo element Element actuators and the like are mainly used. In addition, haptic actuators using electrostatic friction or ultrasonic surface friction, haptic actuators using electroactive polymer (EAP), and the like are also known.

그런데 이러한 유형의 햅틱 액츄에이터는 사용자에게 진동감이나 재질감을 제공할 수는 있으나 역감을 제공할 수 없는 한계가 있다.However, this type of haptic actuator can provide a sense of vibration or texture to a user, but there is a limitation that it cannot provide a sense of inverse.

또한 종래의 햅틱 액츄에이터는 대부분의 경우 전자기기의 하우징을 진동시키는 방식이므로 특정 영역을 타겟으로 하여 로컬 피드백을 제공하기 어려운 문제가 있다.In addition, the conventional haptic actuator is a method of vibrating the housing of the electronic device in most cases, so there is a problem in that it is difficult to provide local feedback by targeting a specific area.

대한민국 등록특허 제10-1277270호(2013.06.20 공고)Republic of Korea Registered Patent No. 10-1277270 (2013.06.20 announcement)

본 발명은 이러한 배경에서 고안된 것으로서, 사용자가 진동은 물론이고 다양한 역감을 느낄 수 있는 햅틱 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. 또한 본 발명은 사용자가 접촉 또는 접근한 특정 영역을 대상으로 로컬 피드백이 가능한 햅틱 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised in this background, and its purpose is to provide a haptic system in which a user can feel various backlash as well as vibration. It is also an object of the present invention to provide a haptic system capable of local feedback to a specific area that the user has touched or accessed.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양상은, 다수의 자기장 발생수단을 구비하는 자기장 생성장치; 인체의 일부가 삽입되는 수용부와, 상기 수용부를 둘러싸는 자기유변탄성체를 구비하는 웨어러블 햅틱 피드백 장치; 상기 다수의 자기장 발생수단에 대한 전원 연결을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 자기장 생성장치에서 발생하는 자기장을 이용하여 상기 자기유변탄성체의 강성을 변화시킴으로써 사용자가 느끼는 역감을 조절하는 것을 특징으로 하는 햅틱 시스템을 제공한다.In order to achieve this object, an aspect of the present invention, a magnetic field generating device having a plurality of magnetic field generating means; A wearable haptic feedback device having a receiving portion into which a part of the human body is inserted and a magnetorheological elastic body surrounding the receiving portion; It includes a control unit for controlling the power connection to the plurality of magnetic field generating means, using the magnetic field generated by the magnetic field generating device to change the stiffness of the magnetorheological elastic body to adjust the user's sense of haptic haptic Provide a system.

본 발명의 일 양상에 따른 햅틱 시스템에서, 상기 자기장 발생수단은 전자석 또는 전자영구자석(EPM)일 수 있다.In the haptic system according to an aspect of the present invention, the magnetic field generating means may be an electromagnet or an electromagnet permanent magnet (EPM).

또한 본 발명의 일 양상에 따른 햅틱 시스템에서, 상기 제어부는, 전원공급부와 상기 다수의 자기장 발생수단을 연결하는 스위칭부를 제어하여 교류자기장을 발생시킴으로써 상기 자기유변탄성체를 진동시킬 수 있다.In addition, in the haptic system according to an aspect of the present invention, the control unit may vibrate the magnetorheological elastic body by generating an alternating magnetic field by controlling a switching unit connecting the power supply unit and the plurality of magnetic field generating means.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 햅틱 시스템에서, 상기 제어부는, 상기 다수의 자기장 발생수단 중에서 선택된 제1 군의 자기장 발생수단을 제어하여 직류자기장을 생성하는 한편, 제2 군의 자기장 발생수단을 제어하여 교류자기장을 생성할 수 있다. In addition, in the haptic system according to an aspect of the present invention, the control unit controls the first group of magnetic field generating means selected from the plurality of magnetic field generating means to generate a DC magnetic field, and controls the second group of magnetic field generating means To generate an alternating magnetic field.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 햅틱 시스템에서, 상기 자기장 발생수단은 전자기기의 디스플레이 패널의 하부에 설치될 수 있다. 이때, 상기 제어부는, 사용자가 상기 디스플레이 패널을 터치한 좌표를 기준으로 선택된 일 군(群)의 자기장 발생수단을 선택하고, 상기 일 군의 자기장 발생수단을 제어하여 동시에 자기장을 생성하거나 설정된 방향을 따라 순차적으로 자기장을 생성할 수 있다.In addition, in the haptic system according to an aspect of the present invention, the magnetic field generating means may be installed under the display panel of the electronic device. At this time, the controller selects a group of magnetic field generating means selected based on coordinates where a user touches the display panel, and controls the group of magnetic field generating means to simultaneously generate a magnetic field or set a set direction. Accordingly, magnetic fields can be sequentially generated.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 햅틱 시스템에서, 상기 자기유변탄성체는 상기 웨어러블 햅틱 피드백 장치의 상기 수용부를 둘러싸는 내피와 외피의 사이에 설치될 수 있다.In addition, in the haptic system according to an aspect of the present invention, the magnetorheological elastic body may be installed between an inner shell and an outer shell surrounding the receiving portion of the wearable haptic feedback device.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 햅틱 시스템에서, 상기 자기유변탄성체는 상기 웨어러블 햅틱 피드백 장치의 상기 수용부를 둘러싸는 외피의 바깥쪽에 결합될 수 있다.In addition, in the haptic system according to an aspect of the present invention, the magnetorheological elastic body may be coupled to the outside of the outer shell surrounding the receiving portion of the wearable haptic feedback device.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 햅틱 시스템에서, 상기 자기유변탄성체의 적어도 일면에는 요철부가 형성될 수 있다.In addition, in the haptic system according to an aspect of the present invention, an uneven portion may be formed on at least one surface of the magnetorheological elastic body.

본 발명에 따르면, 사용자가 착용한 웨어러블 장치가 다수의 전자석(또는 전자영구자석)을 구비한 자기장 생성장치에 접근하면 자기장으로 인해 웨어러블 장치에 설치된 자기유변탄성체의 강성이 달라짐에 따라 사용자가 역감을 느낄 수 있다. 또한 교류자기장을 발생시키면 자기유변탄성체의 수축과 복원에 의한 진동이 발생하므로 이를 통해 사용자에게 진동감을 제공할 수도 있다.According to the present invention, when a wearable device worn by a user approaches a magnetic field generating device equipped with a plurality of electromagnets (or electro-permanent magnets), the magnetic field changes the stiffness of the magnetorheological elastic body installed in the wearable device due to the magnetic field. I can feel it. In addition, when an alternating magnetic field is generated, vibration occurs due to contraction and restoration of the magnetorheological elastic body, thereby providing a sense of vibration to the user.

또한 본 발명에 따르면 다수의 전자석 전체에 전원을 연결하여 자기장을 생성할 수도 있고 선택된 일부 전자석에만 전원을 연결하여 자기장을 생성할 수도 있고, 일부 전자석에서는 직류자기장을 생성하고 일부 전자석에서는 교류자기장을 생성할 수도 있으므로 필요에 따라 매우 다양한 햅틱 피드백을 구현할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to generate a magnetic field by connecting power to a whole number of electromagnets or to generate a magnetic field by connecting power to only some selected electromagnets, to generate a DC magnetic field in some electromagnets and to generate an AC magnetic field in some electromagnets. You can also implement a wide variety of haptic feedback as needed.

또한 본 발명에 따르면 웨어러블 장치에 구비된 자기유변탄성체만으로 사용자에게 햅틱 피드백을 제공할 수 있으므로 웨어러블 장치에 전원을 연결하거나 전선을 설치할 필요가 없어져 웨어러블 장치의 구성이 간단할 뿐만 아니라 휴대가 편리한 이점이 있다.In addition, according to the present invention, since only the magnetorheological elastic body provided in the wearable device can provide haptic feedback to the user, there is no need to connect power to the wearable device or install a wire, so the configuration of the wearable device is not only simple but also convenient to carry. have.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 햅틱 시스템의 개략 구성도.
도 2는 자기장 생성장치의 전자석 어레이를 예시한 도면
도 3은 웨어러블 햅틱 피드백 장치의 일 실시예를 나타낸 부분단면도.
도 4는 웨어러블 햅틱 피드백 장치의 다른 실시예를 나타낸 부분단면도.
도 5는 웨어러블 햅틱 피드백 장치의 또 다른 실시예를 나타낸 부분단면도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 햅틱 시스템의 개략 구성도.
도 7 및 도 8은 전자영구자석의 동작원리를 나타낸 도면.
1 is a schematic configuration diagram of a haptic system according to a first embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an electromagnet array of a magnetic field generating device
3 is a partial cross-sectional view showing an embodiment of a wearable haptic feedback device.
4 is a partial cross-sectional view showing another embodiment of a wearable haptic feedback device.
5 is a partial cross-sectional view showing another embodiment of a wearable haptic feedback device.
6 is a schematic configuration diagram of a haptic system according to a second embodiment of the present invention.
7 and 8 are diagrams showing the operation principle of the permanent magnet.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

참고로 본 명세서에 첨부된 도면에는 실제와 다른 치수 또는 비율로 표시된 부분이 있으나 이는 설명과 이해의 편의를 위한 것이므로 이로 인해 본 발명의 범위가 제한적으로 해석되어서는 아니됨을 미리 밝혀 둔다. 또한 본 명세서에서 하나의 구성요소(element)가 다른 구성요소와 연결, 결합 또는 전기적으로 연결되는 경우는 다른 구성요소와 직접적으로 연결, 결합 또는 전기적으로 연결되는 경우뿐 아니라 중간에 다른 요소를 사이에 두고 간접적으로 연결, 결합 또는 전기적으로 연결되는 경우도 포함한다. 또한 하나의 구성요소(element)가 다른 구성요소와 직접 연결 또는 결합되는 경우는 중간에 다른 요소 없이 연결 또는 결합되는 것을 의미한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함하는 것은 특별히 반대되는 기재가 없다면 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 본 명세서에서 전, 후, 좌, 우, 위, 아래 등의 표현은 보는 위치에 따라 달라질 수 있는 상대적인 개념이므로 본 발명의 범위가 반드시 해당 표현으로 제한되어서는 아니된다.For reference, the drawings attached to this specification have portions marked with dimensions or ratios different from the actual ones, but this is for convenience of explanation and understanding, so it is revealed in advance that the scope of the present invention should not be limitedly interpreted. In addition, when one element (element) is connected to, coupled to, or electrically connected to another component in the present specification, not only when directly connected, coupled, or electrically connected to another component, but also between other elements in the middle. It also includes the case of indirect connection, coupling, or electrical connection. Also, when one element is directly connected or combined with another component, it means that the element is connected or combined without another element in the middle. In addition, if a part includes a certain component, unless otherwise stated, it means that the other component may be further included instead of excluding the other component. Also, in this specification, expressions such as before, after, left, right, up, down, etc. are relative concepts that may vary depending on the viewing position, and thus the scope of the present invention is not necessarily limited to the corresponding expressions.

제1 실시예Embodiment 1

본 발명의 제1 실시예에 따른 햅틱 시스템은, 도 1의 개략 구성도에 나타낸 바와 같이, 자기장 생성장치(100)와 웨어러블 햅틱 피드백 장치(200)를 포함한다.The haptic system according to the first embodiment of the present invention includes a magnetic field generating device 100 and a wearable haptic feedback device 200, as shown in the schematic configuration diagram of FIG. 1.

자기장 생성장치(100)는 다수의 전자석(110)과, 각 전자석(110)과 전원공급부(190)를 선택적으로 연결하는 스위칭부(170)와, 스위칭부(170)를 제어하는 제어부(180)를 포함한다.The magnetic field generating device 100 includes a plurality of electromagnets 110, a switching unit 170 selectively connecting each electromagnet 110 and a power supply unit 190, and a control unit 180 for controlling the switching unit 170 It includes.

다수의 전자석(110)은 각각 자석막대와 자석막대의 둘레에 감긴 코일을 포함할 수 있다. 다수의 전자석(110)은 도 2에 예시한 바와 같이 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 다만 전자석(110)의 배열형태가 이에 한정되지 않음은 물론이다.The plurality of electromagnets 110 may include a magnetic rod and a coil wound around the magnetic rod, respectively. The plurality of electromagnets 110 may be arranged in a matrix form as illustrated in FIG. 2. However, the arrangement form of the electromagnet 110 is not limited to this.

또한 다수의 전자석(110)은 커버플레이트(10)의 하부에 설치되며, 사용자는 커버플레이트(10)의 상면에 웨어러블 햅틱 피드백장치(200)를 접촉시키거나 접근시킴으로써 소정의 햅틱 피드백을 경험할 수 있다.Also, a plurality of electromagnets 110 are installed under the cover plate 10, and a user can experience predetermined haptic feedback by touching or approaching the wearable haptic feedback device 200 on the top surface of the cover plate 10. .

커버플레이트(10)의 종류는 한정되지 않는다. 커버플레이트(10)는 예를 들어 전자기기의 디스플레이 패널일 수 있으며, 디스플레이 패널은 터치스크린을 포함할 수 있다.The type of the cover plate 10 is not limited. The cover plate 10 may be, for example, a display panel of an electronic device, and the display panel may include a touch screen.

터치스크린의 하부에 다수의 전자석(110)을 매트릭스 형태로 배열시키면, 제어부(180)는 터치스크린을 통해 사용자가 접촉한 좌표를 확인하고, 다수의 전자석(110) 중에서 해당 좌표에 대응하는 전자석(110)을 선택하여 전원을 연결함으로써 사용자가 터치한 영역을 대상으로 로컬 피드백을 제공할 수 있다.When a plurality of electromagnets 110 are arranged in a matrix form on the lower portion of the touch screen, the controller 180 identifies the coordinates that the user has contacted through the touch screen, and the electromagnets corresponding to the corresponding coordinates among the plurality of electromagnets 110 ( By selecting 110) and connecting power, local feedback may be provided to an area touched by the user.

스위칭부(170)는 전원공급부(190)와 전자석(110)을 선택적으로 연결하는 역할을 하며, 구체적인 스위칭 방식은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 반도체 소자를 이용하여 스위칭부(170)를 구현할 수도 있고 기타 다른 방식으로 스위칭부(170)를 구현할 수도 있다.The switching unit 170 serves to selectively connect the power supply unit 190 and the electromagnet 110, and a specific switching method is not particularly limited. For example, the switching unit 170 may be implemented using a semiconductor device, or the switching unit 170 may be implemented in other ways.

제어부(180)는 스위칭부(170)로 온/오프 명령을 전송하는 역할을 한다. 제어부(180)와 스위칭부(170)는 개별적으로 설치될 수도 있고, 원칩(one-chip) 형태의 프로세서로 제작되어 설치될 수도 있다.The controller 180 serves to transmit an on/off command to the switching unit 170. The control unit 180 and the switching unit 170 may be individually installed, or may be manufactured and installed as a one-chip type processor.

제어부(180)는 스위칭부(170)를 제어하여 다수의 전자석(110) 중에서 선택된 일부의 전자석(110)만 전원공급부(190)에 연결할 수도 있다.The control unit 180 may control the switching unit 170 to connect only some of the electromagnets 110 selected from the plurality of electromagnets 110 to the power supply unit 190.

또한 제어부(180)는 스위칭부(170)를 제어하여 전자석(110)에 직류를 공급하여 직류 자기장을 생성하거나 교류를 공급하여 교류 자기장을 생성할 수도 있다. In addition, the controller 180 may control the switching unit 170 to supply direct current to the electromagnet 110 to generate a direct current magnetic field, or supply alternating current to generate an alternating magnetic field.

또한 제어부(180)는 스위칭부(170)를 제어하여 다수의 전자석(110) 중에서 선택된 제1 군의 전자석에는 직류를 공급함으로써 사용자에게 소정의 역감을 제공하는 동시에 또는 순차적으로 제2 군의 전자석에는 교류를 공급하여 진동을 발생시킬 수 있으며, 이를 통해 웨어러블 햅틱 피드백 장치(200)의 사용자에게 보다 다양한 햅틱 피드백을 제공할 수 있다.In addition, the controller 180 controls the switching unit 170 to supply a DC to the first group of electromagnets selected from the plurality of electromagnets 110 to provide a predetermined backlash to the user, or sequentially to the second group of electromagnets. It is possible to generate vibration by supplying an alternating current, thereby providing more various haptic feedback to a user of the wearable haptic feedback device 200.

전원공급부(190)는 배터리일 수도 있고, 외부전원과 연결되는 인터페이스를 포함할 수도 있다.The power supply unit 190 may be a battery or may include an interface connected to external power.

웨어러블 햅틱 피드백 장치(200)는 사용자가 신체에 착용하는 것으로서 구체적인 형상은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 골무, 장갑, 양말 등의 형상을 가질 수 있다.The wearable haptic feedback device 200 is worn by the user on a body, and a specific shape is not particularly limited. For example, it may have a shape of thimble, gloves, socks, and the like.

본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 햅틱 피드백 장치(200)는, 도 2의 부분 단면도에 나타낸 바와 같이, 인체가 삽입되는 수용부(210)와, 수용부(210)를 둘러싸는 외피(221) 및 내피(222)와, 외피(221)와 내피(222)의 사이에 위치하는 자기유변탄성체(230)를 포함할 수 있다.Wearable haptic feedback device 200 according to an embodiment of the present invention, as shown in a partial cross-sectional view of Figure 2, the receiving body 210 is inserted into the human body, the outer shell 221 surrounding the receiving portion 210 and It may include an endothelial 222 and a magnetorheological elastic body 230 positioned between the outer skin 221 and the inner skin 222.

수용부(210)는 손가락, 손, 발가락, 발 등의 신체가 삽입될 수 있는 공간을 제공한다.The receiving unit 210 provides a space into which a body such as a finger, hand, toe, or foot can be inserted.

외피(221)와 내피(222)의 재질은 특별히 한정되지 않으며, 천연섬유, 합섬섬유, 천연가죽, 인조가죽 등을 선택 및/또는 조합하여 구성될 수 있다.The material of the outer skin 221 and the inner skin 222 is not particularly limited, and may be configured by selecting and/or combining natural fibers, synthetic fibers, natural leather, artificial leather, and the like.

자기유변탄성체(Magnetorheological elastomer, MRE)(230)는 천연고무, 실리콘 고무 등의 탄성재료에 자성입자가 포함된 것으로서 자기장이 인가되지 않은 상태에서는 상대적으로 유연하고 자기장이 인가되면 자성입자가 자기장의 영향을 받아 단단해지는 성질이 있으므로 자기장을 이용하여 강성을 제어할 수 있다.The magnetorheological elastomer (MRE) 230 includes magnetic particles in an elastic material such as natural rubber, silicone rubber, etc., and is relatively flexible when a magnetic field is not applied. When a magnetic field is applied, the magnetic particles influence the magnetic field. Since it has a property of being hardened by receiving it, the stiffness can be controlled using a magnetic field.

즉, 웨어러블 햅틱 피드백 장치(200)가 자기장 생성장치(100)에 접근한 상태에서 대응하는 위치의 전자석(110)에 직류전원이 공급되면 자기유변탄성체(230)가 직류 자기장의 영향으로 강성이 단단해지게 된다. 이 상태에서 웨어러블 햅틱 피드백 장치(200)를 착용한 사용자가 손가락, 손목 등을 움직이면 자기장이 없을 때와는 다른 새로운 역감을 느끼게 된다That is, when DC power is supplied to the electromagnet 110 at a corresponding position in the state where the wearable haptic feedback device 200 approaches the magnetic field generating device 100, the magnetorheological elastic body 230 is rigid due to the influence of the DC magnetic field. Lose. In this state, when a user wearing the wearable haptic feedback device 200 moves a finger, a wrist, or the like, a new backlash is felt unlike when there is no magnetic field.

또한 자기장 생성장치(100)의 전자석(110)에 교류전원을 연결하거나 직류전원의 극성을 고속으로 스위칭시켜 교류자기장을 생성하면 웨어러블 햅틱 피드백 장치(200)가 접근하였을 때 자기유변탄성체(230)의 수축과 복원이 고속으로 반복됨에 따라 진동이 발생하며, 이를 이용하여 사용자에게 진동 피드백을 제공할 수 있다.In addition, when an AC magnetic field is generated by connecting AC power to the electromagnet 110 of the magnetic field generating device 100 or by switching the polarity of the DC power at high speed, when the wearable haptic feedback device 200 approaches, the magnetorheological elastic body 230 Vibration occurs as the contraction and restoration are repeated at a high speed, and vibration feedback can be provided to the user.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면 웨어러블 장치에 구비된 자기유변탄성체만으로 사용자에게 햅틱 피드백을 제공할 수 있으므로 웨어러블 장치에 별도의 전원을 연결하거나 전선을 설치할 필요가 없다. 따라서 웨어러블 장치의 구성이 매우 간단해지고 휴대가 편리한 효과가 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, since the haptic feedback can be provided to the user only by the magnetorheological elastic body provided in the wearable device, there is no need to connect a separate power source or install a wire. Therefore, the configuration of the wearable device is very simple and convenient to carry.

한편 도 3에는 자기유변탄성체(230)가 웨어러블 햅틱 피드백 장치(200)의 외피(221)와 내피(222) 사이에 완전히 채워지는 것으로 나타내었으나 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 외피(221)와 내피(222) 사이의 전체 공간 중에서 일부 공간에만 자기유변탄성체(230)를 설치할 수도 있다.Meanwhile, FIG. 3 shows that the magnetorheological elastic body 230 is completely filled between the outer skin 221 and the inner skin 222 of the wearable haptic feedback device 200, but is not limited thereto. Therefore, the magnetorheological elastic body 230 may be installed only in a part of the entire space between the outer skin 221 and the inner skin 222.

또한 도 4에 예시한 바와 같이, 웨어러블 햅틱 피드백 장치(200a)의 외피(221)와 내피(222)의 사이에 요철형 자기유변탄성체(240)를 설치할 수도 있다.In addition, as illustrated in FIG. 4, an uneven magnetic rheological elastic body 240 may be installed between the outer skin 221 and the inner skin 222 of the wearable haptic feedback device 200a.

요철형 자기유변탄성체(240)는 상면 및/또는 저면에 다수의 오목부와 볼록부가 교대로 나타나는 요철부가 형성된 것이다. 요철형 자기유변탄성체(240)는 외피(221) 또는 내피(222)에 완전히 밀착되지 않고 다수의 공간을 형성하므로 자기장이 인가되었을 때 평판형에 비하여 더 많이 변형되는 특성이 있다. 특히 교류자기장이 인가되었을 때 진동폭이 크게 증가함에 따라 도 3과 같은 평판형 자기유변탄성체(230)에 비하여 훨씬 강한 진동을 발생시킬 수 있다.The concave-convex magnetorheological elastic body 240 is formed with concavo-convex portions in which a plurality of concave portions and convex portions alternately appear on the top and/or bottom surfaces. The concave-convex magnetorheological elastic body 240 does not completely adhere to the outer shell 221 or the inner shell 222, and thus forms a plurality of spaces, and thus has a property of being more deformed than the flat plate when the magnetic field is applied. In particular, when an alternating magnetic field is applied, as the vibration width is greatly increased, a much stronger vibration can be generated compared to the planar magnetorheological elastic body 230 shown in FIG. 3.

따라서 요철형 자기유변탄성체(240)가 설치된 웨어러블 햅틱 피드백 장치(200a)는 사용자에게 더 강한 역감 또는 진동감을 제공할 수 있다. Therefore, the wearable haptic feedback device 200a on which the uneven magnetic rheological elastic body 240 is installed may provide a stronger sense of backlash or vibration to the user.

도면에는 요철형 자기유변탄성체(240)의 요철부가 단면을 기준으로 물결 형상인 것으로 나타나 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니므로 피라미드, 아치 등 다양한 형상을 가질 수 있다.Although it is shown in the drawings that the uneven portion of the uneven magnetic rheological elastic body 240 is wavy based on the cross section, it is not necessarily limited thereto, and thus may have various shapes such as a pyramid and an arch.

도 3 및 도 4의 웨어러블 햅틱 피드백 장치(200, 200a)에서는 자기유변탄성체(230,240)가 외피(221)와 내피(222)의 사이에 설치되는 것을 나타내었으나 이에 한정되는 것은 아니다.The wearable haptic feedback devices 200 and 200a of FIGS. 3 and 4 show that the magnetorheological elastic bodies 230 and 240 are installed between the outer skin 221 and the inner skin 222, but are not limited thereto.

예를 들어 도 5에 나타낸 웨어러블 햅틱 피드백 장치(200b)와 같이 외피(221)의 바깥쪽에 요철형 자기유변탄성체(240)가 설치될 수도 있다.For example, a concave-convex magnetorheological elastic body 240 may be installed outside the outer shell 221, such as the wearable haptic feedback device 200b illustrated in FIG. 5.

이러한 웨어러블 햅틱 피드백 장치(200b)는 사용자에게 다양한 마찰감을 제공할 수 있는 이점이 있다. The wearable haptic feedback device 200b has an advantage of providing various friction feelings to the user.

즉, 자기장 생성장치(100)를 통해 자기장이 인가된 상태에서 커버플레이트(10)에 자기유변탄성체(240)를 접촉시켰을 때 느끼는 마찰감과 자기장이 해제되었을 때 느끼는 마찰감이 다르기 때문에 자기장의 위치, 세기 등을 적절히 제어함으로써 사용자에게 다양한 마찰감을 제공할 수 있다.That is, the position of the magnetic field is different because the friction feeling felt when the magnetorheological elastic body 240 is brought into contact with the cover plate 10 while the magnetic field is applied through the magnetic field generating device 100 is different from the friction feeling felt when the magnetic field is released, By appropriately controlling the intensity and the like, various friction feelings can be provided to the user.

이 경우에도 자기장 생성장치(100)를 통해 교류자기장을 인가하면, 웨어러블 햅틱 피드백 장치(200b)의 요철형 자기유변탄성체(240)가 진동을 발생시킬 수 있다.Even in this case, when an alternating magnetic field is applied through the magnetic field generating device 100, the uneven magnetic rheological elastic body 240 of the wearable haptic feedback device 200b may generate vibration.

한편 도 5에는 요철형 자기유변탄성체(240)를 사용하는 것으로 나타내었으나 이에 한정되는 것은 아니다. 평판형 자기유변탄성체(230)를 사용하더라도 자기장에 의한 마찰감 변화를 느낄 수 있기 때문이다.On the other hand, in FIG. 5, it is shown that the uneven magnetic rheological elastic body 240 is used, but is not limited thereto. This is because even when the plate type magnetorheological elastic body 230 is used, it is possible to feel a change in friction due to a magnetic field.

제2 실시예Example 2

본 발명의 제2 실시예에 따른 햅틱 시스템은, 도 6의 개략 구성도에 나타낸 바와 같이, 자기장 생성장치(100a)와 웨어러블 햅틱 피드백 장치(200)를 포함하며, 자기장 생성장치(100a)는 다수의 전자영구자석(140)과, 각 전자영구자석(140)과 전원공급부(190)를 선택적으로 연결하는 스위칭부(170)와, 스위칭부(170)를 제어하는 제어부(180)를 포함한다. The haptic system according to the second embodiment of the present invention includes a magnetic field generating device 100a and a wearable haptic feedback device 200, as shown in the schematic configuration diagram of FIG. 6, and the magnetic field generating device 100a has a large number It includes an electro-permanent magnet 140, a switching unit 170 for selectively connecting each of the permanent magnets 140 and the power supply 190, and a control unit 180 for controlling the switching unit 170.

스위칭부(170), 제어부(180), 전원공급부(190), 웨어러블 햅틱 피드백 장치(200)는 제1 실시예와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.The switching unit 170, the control unit 180, the power supply unit 190, and the wearable haptic feedback device 200 are the same as in the first embodiment, so a description thereof will be omitted.

본 발명의 제2 실시예에 따른 햅틱 시스템은 전자석을 대신하여 전자영구자석(140)을 사용하는 점에서 제1 실시예와 차이가 있다.The haptic system according to the second embodiment of the present invention is different from the first embodiment in that the electro-permanent magnet 140 is used instead of the electromagnet.

전자영구자석(140)은 도 2의 전자석(110)과 마찬가지로 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.The electro-permanent magnet 140 may be arranged in a matrix form like the electromagnet 110 of FIG. 2.

전자영구자석(140)은 영구자석의 둘레에 감긴 코일에 공급되는 전류를 제어하여 외부 자기장을 온(on) 또는 오프(off) 시킬 수 있는 장치이다.The permanent magnet 140 is a device capable of turning on or off the external magnetic field by controlling the current supplied to the coil wound around the permanent magnet.

본 발명의 실시예에서는 전자영구자석(140)의 외부 자기장이 온(on) 되면 커버플레이트(10)의 상부까지 자기장이 형성되므로 웨어러블 햅틱 피드백 장치(200)의 자기유변탄성체(230,240)의 강성이 변하거나 진동이 발생하게 된다.In an embodiment of the present invention, when the external magnetic field of the electromagnetic permanent magnet 140 is turned on, a magnetic field is formed up to the upper portion of the cover plate 10, so that the rigidity of the magnetorheological elastic bodies 230 and 240 of the wearable haptic feedback device 200 It will change or vibration will occur.

전자영구자석(140)은, 도 7의 (a)에 예시한 바와 같이, 나란히 배치된 제1 영구자석(141)과 제2 영구자석(142), 제1 및 제2 영구자석(141,142)의 둘레에 감긴 코일(143), 제1 및 제2 영구자석(141,142)의 일단과 타단에 각각 설치된 자성체 재질의 제1 코어(145)와 제2 코어(146)를 포함할 수 있다. The electro-permanent magnet 140, as illustrated in Figure 7 (a), the first permanent magnet 141 and the second permanent magnet 142, the first and second permanent magnets (141,142) arranged side by side The coil 143 wound around the periphery may include a first core 145 and a second core 146 made of a magnetic material installed at one end and the other end of the first and second permanent magnets 141 and 142, respectively.

또한 전자영구자석(140)의 일측에는 제1 코어(145)와 제2 코어(146)의 간격을 유지하고 커버플레이트(10) 등에 결합하기 위한 지지판(149)이 설치될 수 있다. 지지판(149)은 비자성체인 것이 바람직하다. 지지판(149)은 생략될 수도 있다.In addition, a support plate 149 for maintaining the distance between the first core 145 and the second core 146 and coupling to the cover plate 10 or the like may be installed on one side of the permanent magnet 140. The support plate 149 is preferably non-magnetic. The support plate 149 may be omitted.

제1 영구자석(141)은 보자력(coercive force)이 상대적으로 큰 네오디뮴(NdFeB) 자석이고, 제2 영구자석(141)은 네오디뮴에 비하여 보자력이 매우 작은 AlNiCo자석일 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니므로 제1 및 제2 영구자석(141,142)은 각각 다른 종류의 자석으로 대체될 수도 있다.The first permanent magnet 141 may be a neodymium (NdFeB) magnet having a relatively high coercive force, and the second permanent magnet 141 may be an AlNiCo magnet having a very low coercive force compared to neodymium. However, the present invention is not limited thereto, and the first and second permanent magnets 141 and 142 may be replaced with different types of magnets.

제1 영구자석(141)과 제2 영구자석(142)은 극성이 서로 반대가 되도록 나란히 배치된다. 따라서 제1 영구자석(141)의 N극은 제2 영구자석(142)의 S극과 인접하게 되고, 제1 영구자석(141)의 S극은 제2 영구자석(142)의 N극과 인접하게 된다. The first permanent magnet 141 and the second permanent magnet 142 are arranged side by side so that the polarities are opposite to each other. Therefore, the N pole of the first permanent magnet 141 is adjacent to the S pole of the second permanent magnet 142, and the S pole of the first permanent magnet 141 is adjacent to the N pole of the second permanent magnet 142 Is done.

도면에는 제1 영구자석(141)과 제2 영구자석(142)이 서로 접하는 것으로 나타내었으나 이에 한정되는 것은 아니며 서로 이격될 수도 있다.In the drawings, the first permanent magnet 141 and the second permanent magnet 142 are shown to be in contact with each other, but are not limited thereto, and may be spaced apart from each other.

또한 도면에는 코일(143)이 제1 영구자석(141)과 제2 영구자석(142)을 모두 감는 것으로 나타내었으나, 이에 한정되는 것은 아니며 보자력이 작은 제2 영구자석(142)에만 코일(143)을 감을 수도 있다.In addition, although the coil 143 is shown as winding both the first permanent magnet 141 and the second permanent magnet 142 in the drawing, the coil 143 is not limited to the second permanent magnet 142 having a small coercive force. You can also wind up.

제1 및 제2 영구자석(141,142)의 양단에 각각 배치된 제1 코어(145)와 제2 코어(146)는 강자성체로서, 예를 들어 철(Fe) 또는 철-코발트 합금일 수 있다.The first core 145 and the second core 146 disposed at both ends of the first and second permanent magnets 141 and 142 are ferromagnetic, for example, iron (Fe) or an iron-cobalt alloy.

이러한 전자영구자석(140)을 이용하여 웨어러블 햅틱 피드백 장치(200, 200a)의 자기유변탄성체(230, 240)의 강성을 변화시키거나 진동을 발생시키는 방법은 다음과 같다.A method of changing the stiffness or generating vibration of the magnetorheological elastic bodies 230 and 240 of the wearable haptic feedback devices 200 and 200a using the electro-permanent magnet 140 is as follows.

먼저 도 7의 (a)는 전자영구자석(140)의 코일(143)과 전원공급부(190)의 연결이 차단된 상태를 나타낸 것이다. First, FIG. 7(a) shows a state in which the connection between the coil 143 of the permanent magnet 140 and the power supply unit 190 is blocked.

이 상태에서는 제1 영구자석(141)과 제2 영구자석(142)이 서로 반대 극성으로 배치되어 있으므로 제1 영구자석(141)의 N극에서 나온 자기력선은 제2 코어(146)를 거쳐 인접한 제2 영구자석(142)의 S극으로 들어가고, 제2 영구자석(142)의 N극에서 나온 자기력선은 제1 코어(145)를 거쳐 인접한 제1 영구자석(141)의 S극으로 들어간다.In this state, since the first permanent magnet 141 and the second permanent magnet 142 are disposed in opposite polarities, the magnetic force lines from the N pole of the first permanent magnet 141 pass through the second core 146 and are adjacent to each other. 2 Enter the S pole of the permanent magnet 142, and the magnetic force line from the N pole of the second permanent magnet 142 enters the S pole of the adjacent first permanent magnet 141 through the first core 145.

따라서 이 상태는 상부의 자기유변탄성체(230, 240)에 영향을 미칠 수 있는 외부 자기장이 오프(off)된 상태이며, 자기유변탄성체(230, 240)의 강성 변화나 진동이 발생하지 않는다.Therefore, this state is a state in which the external magnetic field that can affect the upper magnetorheological elastic body (230, 240) is off (off), the stiffness change or vibration of the magnetorheological elastic body (230, 240) does not occur.

그런데 이러한 상태에서 도 7의 (b)에 나타낸 바와 같이 코일(143)에 전원공급부(190)를 연결하여 소정 세기의 전류를 제1 방향으로 공급하면, 보자력이 약한 제2 영구자석(142)의 극성은 코일(143) 내부에 형성된 유도자기장에 의해 반대로 변경된다. However, in this state, when the power supply unit 190 is connected to the coil 143 to supply a current of a predetermined intensity in the first direction as shown in FIG. 7(b), the second permanent magnet 142 having weak coercive force The polarity is reversed by the induced magnetic field formed inside the coil 143.

즉, 제2 영구자석(142)의 S극이 N극으로 변경되고, 이로 인해 제1 영구자석(141)과 제2 영구자석(142)의 극성 방향이 동일하게 된다.That is, the S-pole of the second permanent magnet 142 is changed to the N-pole, and thereby, the polarity directions of the first permanent magnet 141 and the second permanent magnet 142 are the same.

이렇게 되면 제1 영구자석(141)의 N극과 제2 영구자석(142)의 N극에서 나온 자기력선이 제2 코어(146)를 거쳐 반대쪽의 제1 코어(145)로 들어가게 되므로 외부 자기장이 형성된다.In this case, since the magnetic force lines from the N pole of the first permanent magnet 141 and the N pole of the second permanent magnet 142 pass through the second core 146 to the first core 145 on the opposite side, an external magnetic field is formed. do.

이러한 외부 자기장이 형성되면 상부에 위치하는 웨어러블 햅틱 피드백 장치(200, 200a)에 구비된 자기유변탄성체(230, 240)의 강성이 변화됨에 따라 사용자가 소정의 역감을 느끼게 된다.When such an external magnetic field is formed, the user feels a certain backlash as the stiffness of the magnetorheological elastic bodies 230 and 240 provided in the wearable haptic feedback devices 200 and 200a located at the top changes.

이와 같이 제2 영구자석(142)의 극성이 바뀐 이후에는 도 8의 (a)에 나타낸 바와 같이 코일(143)과 전원공급부(130)의 연결을 끊어도 보자력으로 인해 제2 영구자석(142)의 극성은 변경된 상태로 유지된다.After the polarity of the second permanent magnet 142 is changed as described above, even if the coil 143 is disconnected from the power supply 130 as shown in FIG. Polarity remains altered.

따라서 자기유변탄성체(230,240)에 가해진 자기장을 해제하기 위해서는, 도 8의 (b)에 나타낸 바와 같이, 코일(143)에 제1 방향과 반대인 제2 방향의 전류를 공급해야 한다. 이렇게 하면 제2 영구자석(142)의 극성이 처음과 동일하게 변경되면서 외부 자기장이 제거되고 자기유변탄성체(230,240)의 강성도 본래 대로 복원된다.Therefore, in order to release the magnetic field applied to the magnetorheological elastic bodies 230 and 240, as shown in FIG. 8(b), it is necessary to supply the coil 143 with a current in the second direction opposite to the first direction. In this way, as the polarity of the second permanent magnet 142 is changed to be the same as the first time, the external magnetic field is removed and the rigidity of the magnetorheological elastic bodies 230 and 240 is also restored.

전자영구자석(140)을 이러한 방식으로 동작시키기 위해서는 스위칭부(170)와 제어부(180)를 통해 코일(143)에 공급되는 전류의 방향을 정/역 방향으로 변경할 수 있어야 함은 물론이다.In order to operate the electromagnetic permanent magnet 140 in this manner, it is needless to say that the direction of the current supplied to the coil 143 through the switching unit 170 and the controller 180 can be changed in the forward/reverse direction.

또한 이러한 스위칭 동작을 고속으로 반복하면 자기유변탄성체(230,240)에 진동을 발생시킬 수 있다.In addition, if the switching operation is repeated at high speed, vibration may be generated in the magnetorheological elastic bodies 230 and 240.

한편 이상에서는 자기장 생성장치(100, 100a)에 설치된 다수의 전자석(110) 또는 다수의 전자영구자석(140)을 이용하여 사용자가 터치한 영역을 대상으로 로컬 피드백을 제공하는 것으로 설명하였다.Meanwhile, it has been described above that local feedback is provided to an area touched by a user by using a plurality of electromagnets 110 or a plurality of electromagnetism magnets 140 installed in the magnetic field generating devices 100 and 100a.

그러나 햅틱 피드백을 제공하는 방식이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.However, the method of providing haptic feedback is not limited thereto.

일 예로서, 사용자가 장갑형의 웨어러블 햅틱 피드백 장치(200)를 착용한 상태에서 손가락 끝으로 커버 플레이트(10)의 한 지점만 터치하더라도 자기장 생성장치(100)에 설치된 전체 전자석(110) 또는 전체 전자영구자석(140)을 모두 온(ON)시켜서 웨어러블 햅틱 피드백 장치(200)를 착용한 사용자에게 강한 역감을 제공할 수도 있다.As an example, even if a user touches only one point of the cover plate 10 with a finger tip while wearing the glove-type wearable haptic feedback device 200, the entire electromagnet 110 or all the electrons installed in the magnetic field generating device 100 The permanent magnet 140 may be turned on to provide strong backlash to a user wearing the wearable haptic feedback device 200.

다른 예로서, 사용자가 터치한 좌표를 기준으로 설정된 범위 내에 위치하는 일 군(群)의 전자석(110) 또는 일 군의 전자영구자석(140)을 온(ON) 시킬 수도 있다. As another example, a group of electromagnets 110 or a group of permanent magnets 140 located within a range set based on coordinates touched by a user may be turned on.

또 다른 예로서, 다수의 전자석(110) 또는 전자영구자석(140)을 온(ON)시키는 경우에 전체를 동시에 온(ON) 시킬 수도 있고, 설정된 방향을 따라 순차적으로 온(ON)시킬 수 있다. 순차적으로 전자석을 온(ON)시키면 사용자는 역감이 이동하는 것처럼 느낄 수 있다.As another example, when the plurality of electromagnets 110 or the permanent magnets 140 are turned on, the whole may be turned on at the same time, or sequentially turned on in a set direction. . If the electromagnet is sequentially turned on, the user can feel as if the backlash is moving.

이와 같이 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 다양한 형태로 변형 또는 수정되어 실시될 수 있으며, 변형 또는 수정된 실시예도 후술하는 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다 할 것이다.As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be modified or modified in various forms, and the modified or modified embodiments may also include the technical spirit of the present invention disclosed in the following claims. It would be natural to be in scope.

10: 커버플레이트 100, 100a: 자기장 생성장치
110: 전자석 140: 전자영구자석 141: 제1 영구자석
142: 제2 영구자석 143: 코일 145: 제1 코어
146: 제2 코어 149: 지지판 170: 스위칭부
180: 제어부 190: 전원공급부
200, 200a, 200b: 웨어러블 햅틱 피드백장치 210: 수용부
221: 외피 222: 내피 230: 자기유변탄성체
240: 요철형 자기유변탄성체
10: cover plate 100, 100a: magnetic field generating device
110: electromagnet 140: permanent magnet 141: first permanent magnet
142: second permanent magnet 143: coil 145: first core
146: second core 149: support plate 170: switching unit
180: control unit 190: power supply unit
200, 200a, 200b: wearable haptic feedback device 210: receiving unit
221: outer shell 222: inner shell 230: magnetorheological elastic body
240: uneven type magnetorheological elastic body

Claims (9)

다수의 자기장 발생수단을 구비하는 자기장 생성장치;
인체의 일부가 삽입되는 수용부와, 상기 수용부를 둘러싸는 자기유변탄성체를 구비하는 웨어러블 햅틱 피드백 장치;
상기 다수의 자기장 발생수단에 대한 전원 연결을 제어하는 제어부
를 포함하고,
상기 자기유변탄성체는 상기 웨어러블 햅틱 피드백 장치의 상기 수용부를 둘러싸는 내피와 외피의 사이에 설치되고, 상기 자기유변탄성체의 적어도 일면에는 요철부가 형성되며,
상기 자기장 생성장치에서 발생하는 자기장을 이용하여 상기 자기유변탄성체의 강성을 변화시킴으로써 사용자가 느끼는 역감을 조절하는 것을 특징으로 하는 햅틱 시스템.
A magnetic field generating device having a plurality of magnetic field generating means;
A wearable haptic feedback device having a receiving portion into which a part of the human body is inserted and a magnetorheological elastic body surrounding the receiving portion;
Control unit for controlling power connection to the plurality of magnetic field generating means
Including,
The magnetorheological elastic body is installed between an inner shell and an outer shell surrounding the receiving portion of the wearable haptic feedback device, and an uneven portion is formed on at least one surface of the magnetorheological elastic body,
A haptic system, characterized in that by adjusting the stiffness of the magnetorheological elastic body by using the magnetic field generated by the magnetic field generating device to control the user's sense of backlash.
다수의 자기장 발생수단을 구비하는 자기장 생성장치;
인체의 일부가 삽입되는 수용부와, 상기 수용부를 둘러싸는 자기유변탄성체를 구비하는 웨어러블 햅틱 피드백 장치;
상기 다수의 자기장 발생수단에 대한 전원 연결을 제어하는 제어부
를 포함하고,
상기 자기유변탄성체는 상기 웨어러블 햅틱 피드백 장치의 상기 수용부를 둘러싸는 외피의 바깥쪽에 결합되고, 상기 자기유변탄성체의 적어도 일면에는 요철부가 형성되며,
상기 자기장 생성장치에서 발생하는 자기장을 이용하여 상기 자기유변탄성체의 강성을 변화시킴으로써 사용자가 느끼는 역감을 조절하는 것을 특징으로 하는 햅틱 시스템.
A magnetic field generating device having a plurality of magnetic field generating means;
A wearable haptic feedback device having a receiving portion into which a part of the human body is inserted and a magnetorheological elastic body surrounding the receiving portion;
Control unit for controlling power connection to the plurality of magnetic field generating means
Including,
The magnetorheological elastic body is coupled to the outside of the outer shell surrounding the receiving portion of the wearable haptic feedback device, and an uneven portion is formed on at least one surface of the magnetorheological elastic body,
A haptic system, characterized in that by adjusting the stiffness of the magnetorheological elastic body by using the magnetic field generated by the magnetic field generating device to control the user's sense of backlash.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 자기장 발생수단은 전자석 또는 전자영구자석(EPM)인 것을 특징으로 하는 햅틱 시스템.
The method according to claim 1 or 2,
The magnetic field generating means is an electromagnet or an electro permanent magnet (EPM).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제어부는, 전원공급부와 상기 다수의 자기장 발생수단을 연결하는 스위칭부를 제어하여 교류자기장을 발생시킴으로써 상기 자기유변탄성체를 진동시키는 것을 특징으로 하는 햅틱 시스템.
The method according to claim 1 or 2,
The control unit is a haptic system, characterized in that to vibrate the magnetorheological elastic body by generating an alternating magnetic field by controlling a switching unit connecting the power supply unit and the plurality of magnetic field generating means.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 다수의 자기장 발생수단 중에서 선택된 제1 군의 자기장 발생수단을 제어하여 직류자기장을 생성하는 한편, 제2 군의 자기장 발생수단을 제어하여 교류자기장을 생성하는 것을 특징으로 하는 햅틱 시스템.
The method according to claim 1 or 2,
The control unit controls the first group of magnetic field generating means selected from the plurality of magnetic field generating means to generate a DC magnetic field, while controlling the second group of magnetic field generating means to generate an alternating magnetic field. .
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 자기장 발생수단은 전자기기의 디스플레이 패널의 하부에 설치되는 것을 특징으로 하는 햅틱 시스템.
The method according to claim 1 or 2,
The magnetic field generating means is installed in the lower portion of the display panel of the electronic device haptic system.
제6항에 있어서,
상기 제어부는, 사용자가 상기 디스플레이 패널을 터치한 좌표를 기준으로 일 군(群)의 자기장 발생수단을 선택하고, 상기 일 군의 자기장 발생수단을 제어하여 동시에 자기장을 생성하거나 설정된 방향을 따라 순차적으로 자기장을 생성하는 것을 특징으로 하는 햅틱 시스템.
The method of claim 6,
The control unit selects a group of magnetic field generating means based on coordinates where a user touches the display panel, and controls the group of magnetic field generating means to simultaneously generate a magnetic field or sequentially in a set direction. A haptic system characterized by generating a magnetic field.
삭제delete 삭제delete
KR1020190168389A 2019-12-17 2019-12-17 Haptic system comprising wearable haptic feedback device and magnetic field generating device Expired - Fee Related KR102129214B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190168389A KR102129214B1 (en) 2019-12-17 2019-12-17 Haptic system comprising wearable haptic feedback device and magnetic field generating device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190168389A KR102129214B1 (en) 2019-12-17 2019-12-17 Haptic system comprising wearable haptic feedback device and magnetic field generating device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102129214B1 true KR102129214B1 (en) 2020-07-01

Family

ID=71601766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190168389A Expired - Fee Related KR102129214B1 (en) 2019-12-17 2019-12-17 Haptic system comprising wearable haptic feedback device and magnetic field generating device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102129214B1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115145397A (en) * 2022-06-28 2022-10-04 汉得利(常州)电子股份有限公司 A tactile feedback device
WO2024010326A1 (en) * 2022-07-04 2024-01-11 주식회사 씨케이머티리얼즈랩 Haptic input device
US12125637B2 (en) 2022-02-07 2024-10-22 Hyundai Motor Company Shape-transformable switch apparatus based on magnetorheological elastomer
KR20250031512A (en) 2023-08-28 2025-03-07 한국기술교육대학교 산학협력단 A wireless haptic system including a wearable haptic feedback device and a magnetic field generation module
JP7675462B1 (en) 2023-12-21 2025-05-13 韓國技術教育大學校産學協力團 Haptic Actuator Using Magnetorheological Elastomer and Magnetorheological Fluid
KR20250086909A (en) 2023-12-07 2025-06-16 한국기술교육대학교 산학협력단 A rigidity-changing haptic pads with magnetic flux elasticity

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100993485B1 (en) * 2009-03-11 2010-11-10 한국과학기술원 Haptic feedback providing device and method
KR101277270B1 (en) 2009-09-17 2013-06-20 한국전자통신연구원 Apparatus and method for non-contact input haptic output interface using magnetic force
KR101554289B1 (en) * 2014-11-13 2015-09-18 주식회사 씨케이머티리얼즈랩 Tactile supply device
KR20160040062A (en) * 2014-10-02 2016-04-12 주식회사 씨케이머티리얼즈랩 Magnetic tactile supply device
KR20170055942A (en) * 2015-01-13 2017-05-22 주식회사 씨케이머티리얼즈랩 Wearable device
KR20180066001A (en) * 2015-05-21 2018-06-18 주식회사 씨케이머티리얼즈랩 Tactile information supply system
KR102052657B1 (en) * 2018-11-22 2019-12-05 한국기술교육대학교 산학협력단 Deformation haptic device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100993485B1 (en) * 2009-03-11 2010-11-10 한국과학기술원 Haptic feedback providing device and method
KR101277270B1 (en) 2009-09-17 2013-06-20 한국전자통신연구원 Apparatus and method for non-contact input haptic output interface using magnetic force
KR20160040062A (en) * 2014-10-02 2016-04-12 주식회사 씨케이머티리얼즈랩 Magnetic tactile supply device
KR101554289B1 (en) * 2014-11-13 2015-09-18 주식회사 씨케이머티리얼즈랩 Tactile supply device
KR20170055942A (en) * 2015-01-13 2017-05-22 주식회사 씨케이머티리얼즈랩 Wearable device
KR20180066001A (en) * 2015-05-21 2018-06-18 주식회사 씨케이머티리얼즈랩 Tactile information supply system
KR102052657B1 (en) * 2018-11-22 2019-12-05 한국기술교육대학교 산학협력단 Deformation haptic device

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12125637B2 (en) 2022-02-07 2024-10-22 Hyundai Motor Company Shape-transformable switch apparatus based on magnetorheological elastomer
CN115145397A (en) * 2022-06-28 2022-10-04 汉得利(常州)电子股份有限公司 A tactile feedback device
WO2024010326A1 (en) * 2022-07-04 2024-01-11 주식회사 씨케이머티리얼즈랩 Haptic input device
KR20250031512A (en) 2023-08-28 2025-03-07 한국기술교육대학교 산학협력단 A wireless haptic system including a wearable haptic feedback device and a magnetic field generation module
KR102861993B1 (en) * 2023-08-28 2025-09-18 한국기술교육대학교 산학협력단 A wireless haptic system including a wearable haptic feedback device and a magnetic field generation module
KR20250086909A (en) 2023-12-07 2025-06-16 한국기술교육대학교 산학협력단 A rigidity-changing haptic pads with magnetic flux elasticity
JP7675462B1 (en) 2023-12-21 2025-05-13 韓國技術教育大學校産學協力團 Haptic Actuator Using Magnetorheological Elastomer and Magnetorheological Fluid
JP2025100267A (en) * 2023-12-21 2025-07-03 韓國技術教育大學校産學協力團 Haptic Actuator Using Magnetorheological Elastomer and Magnetorheological Fluid

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102129214B1 (en) Haptic system comprising wearable haptic feedback device and magnetic field generating device
US10559175B2 (en) Magnetic apparatus for providing tactile sensation
US10217333B2 (en) Haptic enabled user interface device incorporating electropermanent magnet
US9829981B1 (en) Haptic output device
KR100896812B1 (en) Haptic module using magnetic force and electronic device employing same
EP3026528B1 (en) Apparatus for providing tactile sensation
US10921895B2 (en) Multi-directional actuating module
KR102756008B1 (en) Haptic Device and Haptic Module
KR20160013830A (en) Tactile information supply module
KR20220070568A (en) Systems for modifying finger sensations during finger press input events
KR102861993B1 (en) A wireless haptic system including a wearable haptic feedback device and a magnetic field generation module
KR101971366B1 (en) Vibration actuator using fabric type electroactive gel
KR102597888B1 (en) Haptic Device and Haptic Module
KR20250086909A (en) A rigidity-changing haptic pads with magnetic flux elasticity
KR20100118636A (en) A module for generating vibration using the elastic reaction
KR100930555B1 (en) Haptic feedback providing module using shock vibration and electronic device having same
KR20100136012A (en) Haptic feedback providing module using inertia force

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

A302 Request for accelerated examination
PA0302 Request for accelerated examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D17-exm-PA0302

St.27 status event code: A-1-2-D10-D16-exm-PA0302

D13-X000 Search requested

St.27 status event code: A-1-2-D10-D13-srh-X000

D14-X000 Search report completed

St.27 status event code: A-1-2-D10-D14-srh-X000

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

E13-X000 Pre-grant limitation requested

St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601

G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]
PG1701 Publication of correction

St.27 status event code: A-5-5-P10-P19-oth-PG1701

Patent document republication publication date: 20210209

Republication note text: Request for Correction Notice (Document Request)

Gazette number: 1021292140000

Gazette reference publication date: 20200701

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 4

PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U13-oth-PC1903

Not in force date: 20240626

Payment event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000

PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: N-4-6-H10-H13-oth-PC1903

Ip right cessation event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

Not in force date: 20240626