(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザへ力覚を伝達するための力覚呈示機構部と、前記力覚呈示機構部を支持するための支持部と、前記力覚呈示機構部から伝達される位置情報信号を処理して前記力覚呈示機構部の動作を制御するための制御部とからなる、ユーザに触覚又は力覚を瞬時的に知覚させるために６軸のフォースフィードバックを有する力覚インタフェース装置において、前記力覚呈示機構部は、ユーザと接続するための操作機器と、前記操作機器を着脱自在に取付けることができる１つの運動プラットフォームと、前記運動プラットフォームを回転可能に支持する６つのリンクセットと、各リンクセットを独立に駆動するために６つのリンクセットそれぞれに設けられる６つの駆動手段と、前記運動プラットフォームの位置情報を検出するために前記リンクセットと前記駆動手段との組立体それぞれに１つずつ備えられている６つの位置センサとを備え、各リンクセットは、第一リンク部材と、第二リンク部材と、前記第一リンク部材と前記第二リンク部材とを回転可能に結合する２自由度を有する第一ジョイントと、前記第二リンク部材と前記運動プラットフォームとを回転可能に結合する３自由度を有する第二ジョイントとを備え、前記各リンクセットの前記第一リンク部材が、前記支持部に配置されているそれぞれ１つの回転軸を有する駆動手段に接続されている、６軸のフォースフィードバックを有する力覚インタフェース装置。
【請求項２】
リンク関節の回転角を検出するために、前記第二ジョイントの２つの回転軸の一方又は両方に補助的な位置センサを備える、請求項１に記載の６軸のフォースフィードバックを有する力覚インタフェース装置。
【請求項３】
前記各リンクセットを構成する前記第一リンク部材同士及び第二リンク部材同士の長さがそれぞれ等しい、請求項１に記載の６軸のフォースフィードバックを有する力覚インタフェース装置。
【請求項４】
２つの前記リンクセットを組として、前記組が前記支持部周りに１２０度毎に配置され、配置された３つの組の前記各第一リンク部材と前記支持部との回転軸は互いに６０度の角度を成すようになっている、請求項１に記載の６軸のフォースフィードバックを有する力覚インタフェース装置。
【請求項５】
前記操作機器に少なくとも１つの操作信号入力手段が設けられ、前記運動プラットフォームと前記操作機器とが電気的に接続され、さらに前記運動プラットフォームから前記リンクセット及び前記支持部を介して外部に前記操作信号を伝達できるように電気通信手段が配設されている、請求項１に記載の６軸のフォースフィードバックを有する力覚インタフェース装置。
【請求項６】
前記駆動手段は、前記第一リンク部材と連動するように取付けられているプーリと、前記制御部からの制御信号に応じて力を発生させ且つ前記プーリを回転させるための回転アクチュエータと、前記アクチュエータと前記プーリとの間で回転及び力を相互に伝達するためのワイヤとを備える、請求項１に記載の６軸のフォースフィードバックを有する力覚インタフェース装置。
【請求項７】
前記位置センサが前記回転アクチュエータの回転シャフトに取付けられている、請求項６に記載の６軸のフォースフィードバックを有する力覚インタフェース装置。
【請求項８】
ユーザへ力覚を伝達するための力覚呈示機構部と、前記力覚呈示機構部を支持するための支持部と、前記力覚呈示機構部から伝達される位置情報信号を処理して前記力覚呈示機構部の動作を制御するための制御部とからなる、ユーザに触覚又は力覚を瞬時的に知覚させるために６軸のフォースフィードバックを有する力覚インタフェース装置において、前記力覚呈示機構部は、ユーザと接続するための操作機器と、前記操作機器を着脱自在に取付けることができる１つの運動プラットフォームと、前記運動プラットフォームを回転可能に支持する６つのリンクセットと、各リンクセットを独立に駆動するために６つのリンクセットそれぞれに設けられる６つの駆動手段と、前記運動プラットフォームの位置情報を検出するために前記リンクセットと前記駆動手段との組立体それぞれに１つずつ備えられている６つの位置センサとを備え、各リンクセットは、第一リンク部材と、第二リンク部材と、前記第一リンク部材と前記第二リンク部材とを回転可能に結合する３自由度を有する第一ジョイントと、前記第二リンク部材と前記運動プラットフォームとを回転可能に結合する３自由度を有する第二ジョイントとを備え、前記各リンクセットの前記第一リンク部材が、前記支持部に配置されているそれぞれ１つの回転軸を有する駆動手段に接続されている、６軸のフォースフィードバックを有する力覚インタフェース装置。
【請求項９】
ユーザへ力覚を伝達するための力覚呈示機構部と、前記力覚呈示機構部を支持するための支持部と、前記力覚呈示機構部から伝達される位置情報信号を処理して前記力覚呈示機構部の動作を制御するための制御部とからなる、ユーザに触覚又は力覚を瞬時的に知覚させるために６軸のフォースフィードバックを有する力覚インタフェース装置において、前記力覚呈示機構部は、ユーザと接続するための操作機器と、前記操作機器を着脱自在に取付けることができる１つの運動プラットフォームと、前記運動プラットフォームを回転可能に支持する６つのリンクセットと、各リンクセットを独立に駆動するために６つのリンクセットそれぞれに設けられる６つの駆動手段と、前記運動プラットフォームの位置情報を検出するために前記リンクセットと前記駆動手段との組立体それぞれに１つずつ備えられている６つの位置センサとを備え、各リンクセットは、第一リンク部材と、第二リンク部材と、前記第一リンク部材と前記第二リンク部材とを回転可能に結合する３自由度を有する第一ジョイントと、前記第二リンク部材と前記運動プラットフォームとを回転可能に結合する２自由度を有する第二ジョイントとを備え、前記各リンクセットの前記第一リンク部材が、前記支持部に配置されているそれぞれ１つの回転軸を有する駆動手段に接続されている、６軸のフォースフィードバックを有する力覚インタフェース装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ユーザに触覚又は力覚を瞬時的に知覚させる機能であるフォースフィードバックを空間中で６軸に関して有する機械と人間の間の力覚インタフェース装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
機械、特にその制御部又はコンピュータと人間とを結ぶインタフェース手段は操作性及び情報伝達性の上で非常に重要である。人間とコンピュータの情報及び操作に関する対話の方法は、コンピュータからの出力であるモニター上の画像を見ながらマウス、ジョイスティック、キーボード等の入力装置を使用して入力することが代表的である。しかしながら、現実の生活において人間が環境に対する意志表示（出力）を行ったり、環境からの知覚情報（入力）を得る手段としてはしばしば手、すなわち力覚又は触覚が使用される。このように手からの触覚又は力覚といった情報を模擬して人間の感覚を刺激する装置は「力覚（ハプティック）インタフェース手段又は装置」と呼ばれる。本明細書においては、このようなユーザに触覚又は力覚を瞬時的に知覚させる機能を「フォースフィードバック」と呼称する。力覚インタフェース装置は、一般的には、位置に関する３自由度（平行運動）と姿勢に関する３自由度（回転運動）の合わせて６自由度を必要とすると考えられている。
【０００３】
このような装置は、機械が何かに接触した感覚を瞬時的に操作者へ伝達する機能、すなわち、フォースフィードバックによって、遠隔から機械を精密且つ正確に制御することを可能にする。また、近年発達してきたバーチャルリアリティ（仮想現実）の分野においては、仮想現実空間において仮想物体に触れ、仮想物体の例えば形状や硬さ等の幾何学的物理的情報入力を体験するために、このような力覚インタフェース装置が不可欠なものとなっている。
【０００４】
公知のものとしては、操作部を支持する複数のリンクにより並列して動作伝達を行うパラレル機構と動作伝達が直列系列で進行するシリアル機構の複合機構を用いた、６自由度を有し且つ自由度を与える６つの軸のうちの３乃至５軸についてフォースフィードバックが行われる力覚インタフェース装置がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の力覚インタフェース装置は動作伝達が直列系列で進行するシリアル機構を中心とするものであるため、各アクチュエータの誤差が累積されてしまい、精度を上げるには高性能のアクチュエータ及び位置センサが必要となるので、精度を上げると高価になる。さらに、従来の力覚インタフェース装置においては、３軸の平行運動用フォースフィードバックまでが実用的であり、操作部の回転運動用のフォースフィードバックを付加すると、そのための位置センサ及びアクチュエータの質量が、支持部に支持されている可動の力覚呈示機構部に付加されるため、操作部の慣性力が急激に増加する。この操作部の質量及び慣性力の増加は、長時間操作による疲労の増大を招き、且つ、操作性を悪化させる。
【０００６】
本発明の目的は、表示装置とコンピュータとによって作りだされる３次元の仮想現実空間において仮想物体に触れ、仮想物体の例えば形状や硬さ等の幾何学的物理的情報入力を体験するための力覚インタフェース装置に関して、操作性を改善し、且つ長時間操作による疲労を軽減させる、位置（平行運動）に関する３自由度と姿勢（回転運動）に関する３自由度の合計６自由度を有し且つ自由度を与える６軸全てに関してフォースフィードバックを有する力覚インタフェース装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ユーザへ力覚を伝達するための力覚呈示機構部と、力覚呈示機構部を支持するための支持部と、力覚呈示機構部から伝達される位置情報信号を処理して力覚呈示機構部の動作を制御するための制御部とからなる６軸のフォースフィードバックを有する力覚インタフェース装置において、力覚呈示機構部は、ユーザと接続するための操作機器と、操作機器を着脱自在に取付けることができる１つの運動プラットフォームと、運動プラットフォームを回転可能に支持する６つのリンクセットと、各リンクセットを独立に駆動するために６つのリンクセットそれぞれに設けられる６つの駆動手段と、運動プラットフォームの位置情報を検出するためにリンクセットと駆動手段との組立体それぞれに１つずつ備えられている６つの位置センサとを備え、各リンクセットは、第一リンク部材と、第二リンク部材と、第一リンク部材と第二リンク部材とを回転可能に結合する２自由度を有する第一ジョイントと、第二リンク部材と運動プラットフォームとを回転可能に結合する３自由度を有する第二ジョイントとを備え、各リンクセットの第一リンク部材が、支持部に配置されているそれぞれ１つの回転軸を有する駆動手段に接続されている、６軸のフォースフィードバックを有する力覚インタフェース装置を提供する。
【０００８】
本発明はさらに、上記の力覚インタフェース装置において、第一ジョイントが３自由度を有する、６軸のフォースフィードバックを有する力覚インタフェース装置を提供する。
このように運動プラットフォームを独立した６つのリンクセットにより支持する構成は、「パラレル機構」と呼ばれ、運動プラットフォームは６自由度（位置に関する３自由度と姿勢に関する３自由度）を有し、この運動プラットフォームの位置及び姿勢が、制限された運動範囲においては、運動プラットフォームを支持している６つのリンクセットのそれぞれの第一リンク部材の回転角度、すなわち位置情報によって確定される。本発明においては、運動プラットフォームにこれら６自由度を与える機能を果たす６つのリンクセットのそれぞれの回転軸がそれぞれ独立して制御されることによって、ユーザに６軸のフォースフィードバックが呈示伝達される。
【０００９】
さらに、本発明は、前記駆動手段が、第一リンク部材と連動するように取付けられているプーリと、制御部からの制御信号に応じた力を発生させ且つプーリを回転させるための回転アクチュエータと、アクチュエータとプーリとの間で回転及び力を相互に伝達するためのワイヤとを備える６軸のフォースフィードバックを有する力覚インタフェース装置を提供する。
【００１０】
上記のような本発明によれば、駆動手段が第一リンク部材の第一ジョイントと結合される端部と反対側の端部において第一リンク部材に接続されることにより、駆動手段の質量が、操作機器と運動プラットフォームとリンクセットとからなる可動の操作部分に付加されることを回避することができるので、同操作部分の軽量化を図ることができ、したがって該操作部分の慣性力が低減され、ユーザが長時間操作を行ったときの疲労が軽減される。さらに、上記のプーリとワイヤを使用し、特に最近開発されたケブラー（商標）繊維のようなアラミド繊維等の非伸長性のワイヤ素材を用いたワイヤを備えた伝動機構を採用することにより、位置センサ及び回転アクチュエータの分解能と伝動効率とを向上させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例に関して図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明による６軸のフォースフィードバックを有する力覚インタフェース装置１０を簡略化して示す。本発明のフォースフィードバックを有する力覚インタフェース装置１０は、ユーザへ力覚を呈示伝達するための力覚呈示機構部２０と、力覚呈示機構部２０を支持するための支持部３０と、力覚呈示機構部２０から伝達される位置情報信号を処理して力覚呈示機構部２０の動作を制御するための制御部４０とからなる。制御部４０は支持部３０と一体化されていてもよい。
【００１２】
力覚呈示機構部２０は、ユーザと接続するための操作機器５０と、操作機器５０を着脱自在に取付けることができる１つの運動プラットフォーム６０と、運動プラットフォーム６０を回転可能に支持する６つのリンクセット７０と、各リンクセット７０を独立に駆動するために６つのリンクセット７０のそれぞれに設けられる６つの駆動手段８０と、運動プラットフォーム６０の位置情報を検出するためにリンクセット７０と駆動手段８０との６つの組立体それぞれに１つずつ備えられている６つの位置センサ９０とを備える。
【００１３】
ユーザと接続するため且つ操作性を向上させるために、操作機器が備えられる。図１においては、ペン型の操作機器５０が示されており、この操作機器５０は、固定板１００と、固定板１００からある角度を成して延びるペン型グリップ１１０とを備える。この操作機器５０が運動プラットフォーム６０に着脱自在に取付けられており、必要に応じて他の形態の操作機器と交換することが可能である。操作機器５０が運動プラットフォーム６０と一体的に形成されてもよい。グリップ１１０には押しボタンやダイヤルのような少なくとも１つの操作信号入力手段１２０が設けられてもよい。操作信号入力手段１２０が設けられる場合には、運動プラットフォーム６０と操作機器５０とが電気的に接続され、さらに運動プラットフォーム６０からリンクセット７０及び支持部３０を介して外部に操作信号を伝達できるように電気通信手段が配設される。
【００１４】
図２は操作機器の別な実施例を示している。本実施例においては、操作機器１３０は、固定板１４０と、固定板１４０から延びる柄１５０と、柄１５０の他方の端部に接続されているユーザの指が入るような概略円筒状のグリップ１６０とを備えている。図１に示される操作機器５０の実施例に関して前述されたように、グリップ１６０に操作信号入力手段が設けられてもよい。同様に、この場合には、運動プラットフォーム６０、リンクセット７０及び支持部３０に外部へ操作信号を伝達できるような電気通信手段が配設される。
【００１５】
再び図１に関して、各リンクセット７０は、第一リンク部材１７０と、第二リンク部材１８０と、第一リンク部材１７０と第二リンク部材１８０とを回転可能に結合する第一ジョイント１９０と、第二リンク部材１８０と運動プラットフォーム６０とを回転可能に結合する第二ジョイント２００とを備える。第一ジョイント１９０は少なくとも２自由度を有し、好適には、直行する２つの回転軸を有するフックジョイントが使用される。第一ジョイントは３自由度、すなわち３つの回転軸を有してもよく、この場合にはボールジョイントや多数の回転軸を有する多軸ジョイント等の高自由度の継手手段が使用される。ボールジョイントは多軸ジョイントに比較して可動範囲が狭くなるため、第一ジョイントが３自由度を有する場合には、多軸ジョイントが使用されることが好ましい。しかしながら、制御のための位置計算を簡単化するため及び構造を単純化することによって力覚呈示機構部を軽量化するためには第一ジョイントは２自由度であることが有利である。第二ジョイント２００は３自由度、すなわち、３つの回転軸を有する。このようなジョイントには、ボールジョイントや多数の回転軸を有する多軸ジョイント等が高自由度の継手手段として多用されているが、ボールジョイントは多軸ジョイントに比較して可動範囲が狭くなるため、第二ジョイント２００には好適には多軸ジョイントが使用される。しかしながら、第二ジョイント２００としてボールジョイントが使用されてもよい。第一ジョイントが３自由度を有する場合には、第二ジョイントとして２自由度を有するジョイントが使用されてもよい。
【００１６】
各リンクセット７０、詳細には、各第一リンク部材１７０が、支持部３０を構成する支持部材に配置されている１自由度、すなわち、１つの回転軸２１０を有する駆動手段８０にそれぞれ接続される。好適には、これら駆動手段８０の６つの回転軸２１０が同一平面内に配置される。さらに、好適には、これらリンクセット７０が、２つのリンクセット７０を組として、支持部３０周りに１２０度毎に配置される。この場合には、組とされた２つのリンクセット７０と接続されている駆動手段８０の回転軸２１０は一直線上に配置され、３組のそれぞれの回転軸２１０は互いに６０度の角度をなす。図１に示されるように、好適には、各リンクセット７０の第一リンク部材１７０同士の長さは等しく、第二リンク部材１８０同士の長さもまた等しい。
【００１７】
上記のように、リンクセット７０に関して配置及び構成を相称的にすることにより、位置センサ９０からの位置情報信号を処理して、運動プラットフォーム６０の位置を計算するときのコンピュータの負担が軽減されるので好適である。
前述のように、運動プラットフォーム６０を独立した６つのリンクセット７０により支持する構成は、「パラレル機構」と呼ばれ、運動プラットフォーム６０は６自由度（軸方向の運動である位置に関する３自由度と軸まわりの回転である姿勢に関する３自由度）を有するようになる。この運動プラットフォーム６０の位置及び姿勢が、制限された運動範囲においては、運動プラットフォーム６０を支持しているリンクセット７０の第一リンク部材１７０の回転角度、すなわち位置情報によって確定される。すなわち、運動プラットフォーム６０の６つの自由度が独立に制御されている６つの第一リンク部材１７０の回転によって与えられる。同様に、６軸のフォースフィードバックは、独立に制御されている第一リンク部材１７０に回転を与える６つのアクチュエータによって６つのリンクセットを介して呈示伝達される。
【００１８】
このように配置及び構成されているリンクセット７０及び運動プラットフォーム６０にフォースフィードバック機能を付加するために、各リンクセット７０の第一リンク部材１７０が、第一リンク部材の第一ジョイントと結合される端部と反対側の端部において駆動手段８０に接続されており、各駆動手段８０はそれぞれ１つの回転軸２１０を有している。したがって、本発明の６軸のフォースフィードバックを有する力覚インタフェース装置全体で合計６つの駆動手段８０が備えられている。
【００１９】
駆動手段８０が第一リンク部材の第一ジョイントと結合される端部と反対側の端部に接続されることにより、駆動手段８０の質量が、操作機器５０と運動プラットフォーム６０とリンクセット７０とからなる可動の操作部分に付加されることが回避されるので、操作部分が軽量化され、該操作部分の慣性力が低減され、ユーザが長時間操作を行ったときの疲労が軽減される。さらに、動作伝達が直列系列で進行するシリアル機構においては、運動プラットフォームに自由度を与える各アクチュエータ及びセンサの誤差が累積されるが、６本の並行リンクによって運動プラットフォームが支持されているパラレル機構においては、各アクチュエータ及びセンサの誤差は平均化されるため、パラレル機構は一般にシリアル機構と比較して高精度であり、安価に同じ精度を達成することができる。さらには、パラレル機構で必要とされる部材は、モータ等の汎用のアクチュエータと、リンク部材と、フックジョイントやユニバーサルジョイントのような汎用のジョイントと、運動プラットフォームとのような、容易に入手でき且つ安価であるものであるので、本発明のインタフェース装置は安価に構成することができる。
【００２０】
図３は好適な駆動手段８０の詳細を示しており、図４は図３に示されている伝動方式をより詳細に説明するための図である。６つの駆動手段８０が支持部３０に配置されており、各駆動手段８０がそれぞれ１つのリンクセット７０に接続される。図３においては、１つのリンクセット７０のみが示されており、他の５つのリンクセットは簡単化のために省略されている。
【００２１】
手からの触覚又は力覚といった情報を模擬し、人間の感覚を刺激するために使用される力覚インタフェース装置は物体からの反力などを正確に再現することを必要とするため、駆動機構においては、摩擦を最小限に抑えることが求められる。伝動機構として一般に使用される歯車は、ガタ及び摩擦が大きいため力覚インタフェース装置としては好ましくない。本発明においては、リンクセット７０の第一リンク部材１７０を駆動するための駆動手段８０は、好適には、図４に詳細に示されるように、回転アクチュエータの回転をワイヤを介してプーリに伝えるプーリ／ワイヤ伝動方式を採用する。しかしながら、伝動方式として歯車方式を採用することも可能である。プーリ／ワイヤ伝動方式は伝動効率がよく、摩擦及びガタが少ないという特徴を有する。各駆動手段８０は、第一リンク部材１７０と連動するように取り付けられているプーリ２２０と、制御部４０からの制御信号に応じた力を発生させ且つプーリ２２０を回転させるための回転アクチュエータ２３０と、この回転アクチュエータ２３０とプーリ２２０の間で相互に回転及び力を伝達するためのワイヤ２５０とを備える。好適には、各駆動手段８０は回転アクチュエータ２３０の回転シャフト２４０に取付けられている小型プーリ２２５をさらに備える。
【００２２】
プーリ２２０は図１に示されるように円形であってもよい。プーリ２２０は図３及び図４に示されるように半円形であってもよく、第一リンク部材１７０の可動範囲に応じた中心角を有する扇形状であってもよい。さらに、軽量化のために扇形状の側面部に開口が設けられてもよい。
リンクセット７０とプーリ２２０の各組立体に接続される各回転アクチュエータ２３０は制御部４０により独立して制御される。回転アクチュエータ２３０は好適には回転モータであり、より好適にはＤＣサーボモータである。図４に詳細に示されるように、回転アクチュエータ２３０の回転シャフト２４０又は（回転シャフト２４０に小型プーリ２２５が取付けられているなら）小型プーリ２２５がプーリ２２０の外周に隣接するように且つ回転アクチュエータ２３０の回転シャフト２４０の回転軸とプーリ２２０の回転軸が平行になるように配置される。
【００２３】
ワイヤ２５０は、図４に示されるように、その両端がプーリ２２０に固定されて、プーリ２２０の外周に沿って延在し、その中間では回転アクチュエータ２３０の回転シャフト２４０又は小型プーリ２２５に巻き付けられている。ワイヤ２５０はある程度の張力がかかるようにプーリ２２０に取り付けられる。ワイヤ２５０には好適にはケブラー（商標）繊維のような高強度高弾性を有するアラミド繊維が使用される。
【００２４】
位置センサ９０がリンクセット７０と駆動手段８０との組立体に１つずつ備えられる。位置センサ９０として、好適には光学式エンコーダが使用されるが、電気的エンコーダや磁気センサのような他の形式のセンサが使用されてもよい。図１及び図３においては、各位置センサ９０、例えば光学式エンコーダの回転子が各回転アクチュエータ２３０の回転シャフト２４０に装着されている。位置センサ９０をこのように配置することによって、例えば光学式エンコーダである位置センサ９０の分解能が向上されて位置情報信号の精度が向上され、さらに操作部分の回転摩擦力が低減される。しかしながら、位置センサ９０が第一リンク部材１７０のプーリ２２０と接続された回転軸に装着されてもよい。
【００２５】
さらに、フォースフィードバックのための計算の処理速度を向上させるために、リンク関節の回転角を検出するための補助的な位置センサ２６０が第二ジョイント２００の２つの回転軸の一方又は両方に装着されることができる。
図５は、本発明の力覚インタフェース装置を利用したシステム構成の実施例を示しており、このシステムは、力覚提示機構部２０と同力覚呈示機構部２０から伝達される位置情報信号を処理して力覚呈示機構部２０の動作を制御するための制御部４０を含む本発明の力覚インタフェース装置１０と、それに接続されている外部のホストコンピュータ２７０と、画像表示部２８０とからなる。制御部４０は、力覚呈示機構部２０の６つの位置センサ９０から運動プラットフォーム６０の位置を検出するための位置情報信号を受け取り、この位置情報信号を処理して、外部に接続されているホストコンピュータ２７０にその信号を伝達する。ホストコンピュータ２７０はこの位置情報信号から、運動プラットフォーム６０の位置と必要であればその位置における反力とを計算する。ホストコンピュータ２７０からの信号により、運動プラットフォーム６０の位置又はその位置における仮想現実空間が画像表示部２８０に表示される。反力を指示する命令信号がホストコンピュータ２７０から制御部４０に伝達され、制御部４０はこの命令信号に応じて本発明のフォースフィードバックを有する力覚インタフェース装置１０の６つの回転アクチュエータ２３０を独立して駆動させ、運動プラットフォーム６０に取り付けられた操作機器５０を通じてユーザへ力覚又は触覚を瞬時的に伝達する。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、パラレル機構を使用することで、センサ及びアクチュエータといった付加的な部材を操作部分ではなく、支持部に設けることが可能となり、操作部分の質量を軽減させ、操作性の向上及び長時間操作時のユーザの疲労の軽減が達成される。さらに、プーリ／ワイヤ伝動方式を採用することとにより、操作時の慣性力及び摩擦抵抗が小さく、発生力精度の高い、安価な、６軸のフォースフィードバックを有する力覚インタフェース装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による６軸のフォースフィードバックを有する力覚インタフェース装置の簡略した斜視図である。
【図２】本発明の力覚インタフェース装置で使用される操作機器の実施例を示す図である。
【図３】本発明の力覚インタフェース装置の好適な駆動手段の詳細を示す図である。
【図４】図３に示されている駆動手段で使用されている伝動方式をより詳細に説明するための図である。
【図５】本発明の力覚インタフェース装置を利用したシステム構成の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１０…力覚インタフェース装置
２０…力覚呈示機構部
３０…支持部
４０…制御部
５０…操作機器
６０…運動プラットフォーム
７０…リンクセット
８０…駆動手段
９０…位置センサ
１７０…第一リンク部材
１８０…第二リンク部材
１９０…第一ジョイント
２００…第二ジョイント
【図１】
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【図２】
0004117949.tif 000003
【図３】
0004117949.tif 000004
【図４】
0004117949.tif 000005
【図５】
0004117949.tif 000006