(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な制御方法で３方向の力覚を提示する。【解決手段】ＣＶＴ機構を用いて，力覚を生成する方法を採用することにより，入力ディスクの回転制御や他の複雑な制御なしに，３方向の力覚を提示することが可能となり，人間への仮想物体の提示や力の提示，ナビゲーションに活用することができる。【選択図】  図１
2007095014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
力覚を提示させる部分を回転させるモータと，入力ディスク，パワーローラ，出力ディスクから構成されて，出力ディスクの回転数を変化させるＣＶＴ（連続変化トランスミッション）機構を用いて，力覚を発生させる出力ディスクの回転数を制御することにより，力覚を生成する提示装置．
【請求項２】
前記力覚提示手段において，入力モータの回転数を３０００から１０００ｒｐｍ間に一定とする力覚を生成する提示装置．
【請求項３】
前記力覚提示手段において，入力モータの回転数を３０００から１０００ｒｐｍ間で可変とすることにより，提示能力を改善した力覚を生成する提示装置．
【請求項４】
前記力覚提示手段において，出力ディスクの慣性モーメントを０．０００１Ｋｇｍ２以上にする力覚を生成する提示装置．
【請求項５】
前記力覚提示手段において，１個の入力ディスクに対して，出力ディスクを３方向に取り付け，３方向の力覚を提示する装置．
【請求項６】
前記力覚提示手段において，モータを外部に設置し，フレキシブルシャフトやチェーンなどにより入力ディスクを駆動する力覚提示装置．
【請求項７】
前記力覚提示手段において，提示装置を身体に直接付けることにより，外部に固定せずに持ち運びが可能な人に力覚を提示する装置．
【請求項８】
前記力覚提示手段において，外部から吊り下げることにより，柔軟な外部固定により，人に力覚を提示する装置．
【請求項９】
前記力覚提示手段において，首の裏側に３次元力覚提示装置を取り付け，三半規管を直接刺激する力覚提示装置．
【請求項１０】
前記力覚提示手段において，力覚を通じて，仮想物体を人間に提示する力覚提示装置．
【請求項１１】
前記力覚提示手段において，人の作業や歩行をナビゲーションするための力覚提示装置．
【発明の詳細な説明】
【発明の技術分野】
【０００１】    本発明は，人間に力を用いて，情報を与える機器に関する．
【背景技術】
【０００２】    従来の人間に力を用いて情報を与える機器は，力を与える装置が，外部に固定されたものが実用化されている．ひとつは人間が中に乗り込み，筐体全体が移動や回転運動をするもの（例えば，特許文献１参照），他は，外部固定の駆動源にアームやワイヤをつけて人間への提示箇所を位置変動させるもの（例えば，特許文献２参照）である．また，外部に固定されないものは，３個の回転制御モータに慣性モーメントの大きいディスクをつけ，回転角速度を変化させて，力を生成する方法（例えば，特許文献３参照），ジンバルを用いてジャイロモーメント生成して力を生成する方法（例えば，特許文献４参照），慣性モーメントの大きなディスクを回転させておいて，そのディスクをブレーキにより回転角速度を変化させて，力を生成する方法（例えば，非特許文献１参照），電気的に三半規管を刺激する方法（例えば，非特許文献２参照）がある．【０００３】
【特許文献１】特許出願平４−２８４３２８  フライトシミュレータ  公報
【特許文献２】特許公開２００３−１７２６６２力覚提示装置における張力計算のアルゴリズム  公報
【特許文献３】特許公開２００４−１７７３６０  力覚型ヒューマンナビゲーションシステム、それに用いるデバイス、およびその方法  公報
【特許文献４】特許公開２００４−１７７３６０  力覚型ヒューマンナビゲーションシステム、それに用いるデバイス、およびその方法  公報
【特許文献５】ＷＯ２００２／０７３３８５ジャイロを用いた力覚呈示方法及び装置  公報
【非特許文献１】安藤英由樹，尾花和俊，渡邊淳司，杉本麻樹、前田太郎，「回転モーメントを利用した機械ブレーキ式力覚提示装置の開発」ヒューマンインタフェース論文誌，ｐｐ１８１−１８８，Ｖｏｌ．５Ｎｏ．２，２００３．
【非特許文献２】杉本麻樹，渡邊淳司，安藤英由樹，前田太郎“前庭感覚刺激による歩行方向の誘導−パラサイトヒューマンの研究第１７報−”日本バーチャルリアリティ学会第８回大会論文集，ｐｐ．３３９−３４２，２００３．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  以上，述べた従来の力覚提示装置において，外部に駆動源を固定した装置は，装置が大きくなる問題点があり，また，外部に固定するために，持ち運びができない問題点があった．また，外部に固定されない装置でも，モータの制御が複雑となり，それに伴い，高精度の制御機構が必要となっていた．また，三半規管を直接刺激する方法は一次元方向しか提示できない問題点があった．【０００５】  本発明は，従来の力覚提示機器が有していた問題を解決しようとするものであり，簡単な制御方法で３方向の力覚を提示すること目的とするものである．
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明は上記目的を達成するために，力覚を提示させる部分を回転させるモータ部と，入力ディスク，パワーローラ，出力ディスクを用いて，出力ディスクの回転数を変化させるＣＶＴ（連続変化トランスミッション）機構から構成され，力覚を発生させる出力ディスクの回転数を制御するものである．【０００７】  この時の回転の制御は，入力ディスクは一定回転に設定するために，通常のモータが使用でき，また，パワーローラの制御は，精度を高速性が要求されないために，ステッピングモータのような低速モータを使用して，パワーローラの制御が簡単となる．【０００８】  また，入力ディスクに対して，１つの出力ディスクは対面に，他に２個の出力ディスクを入力ディスクに対して直角に配置することにより，３方向の力を１台の装置により提示することができる（図２参照）．そのために，簡易な装置となることにより，外部に固定せず，人間に装着して力覚を提示することができる．
【発明の効果】
【０００９】  上述したように，人間の身体の直接装着することができる力覚提示装置を提示できる．【００１０】  入力ディスクの回転が一定であり，また，パワーローラの回転制御が簡易であるために，力覚提示の制御が簡易となる．【００１１】  一度に３方向を提示できる．
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】  以下，本発明の実施形態を図１−２に基づいて説明する．【００１３】  図１は１方向提示装置を示す．１は入力ディスクを回転させるモータで，７のケースに固定され，２の入力ディスクを回転させる．今回は３０００−１００００ｒｐｍの範囲で一定速度で回転させる．【００１４】  ２は入力ディスクであり，モータにより駆動され一定速度で回転する．【００１５】  ３はパワーローラであり，１１のモータと１０のギアにより角度が制御される．角度が変化すると，２の入力ディスクと４の出力ディスクとの接触点が変わり，それに伴い，一回転の接触長が変化するために，４の出力ディスクの回転を変化させることが可能となる．  ５はパワーローラの回転軸である．【００１６】４は出力ディスクであり，回転角速度が変化するために，トルクを生成することができるために，人間に力覚を提示することが可能である．出力ディスクは，慣性モーメントが性能に影響するため，０．０００１Ｋｇｍ２以上の慣性モーメントになるように，重量と半径を設定する．【００１７】  ８，９は，入力，出力ディスクの回転を保持するベアリング，６は，ディスクとパワーローラを接触させるためのばねである．【００１８】  ここで，入力ディスクの回転数を制御することにより，提示力を改善する．【００１９】  図２は，３方向と同時に制御できる力覚提示装置である．【００２０】  １２は，入力ディスクを回転させるモータ，１３は，入力ディスクである．【００２１】  １４は，Ｙ軸周りに力を提示する出力ディスクである．【００２２】  １５は，Ｘ軸周りに力を提示する出力ディスクである．【００２３】  １６は，Ｚ軸周りに力を提示する出力ディスクである．【００２４】図２のように，３軸の力を提示する装置は，入力モータ１個と３個のパワーローラの回転を制御するモータから構成されることにより，簡易に３方向の力覚を生成することが可能である．
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】  本発明の１方向力覚提示装置
【図２】  本発明の３方法力覚提示装置
【符号の説明】
【００２６】１  モータ（入力ディスク駆動用）
２  入力ディスク
３  パワーローラ
４  出力ディスク
５  パワーローラ軸
６  ばね
７  本体フレーム
８  ベアリング
９  ベアリング
１０  ギア
１１  モータ（パワーローラ駆動用）
１２  モータ（入力ディスク駆動用）
１３  入力ディスク
１４  Ｙ軸周りに力を提示する出力ディスク
１５  Ｘ軸周りに力を提示する出力ディスク
１６  Ｚ軸周りに力を提示する出力ディスク
【図１】
2007095014.tif 000003
【図２】
2007095014.tif 000004