Force reflecting haptic interface

Details Force reflecting haptic interface Force reflecting haptic interface

G - Physics

06

F

G06F 3/033 (2006.01) G05G 1/52 (2009.01) B25J 9/16 (2006.01) B25J 13/02 (2006.01) G05G 9/047 (2006.01) G06F 3/00 (2006.01)

Patent

CA 2172825

The invention is an apparatus for physically exchanging a force with a user in an environment local to the user. A connection element (202) connects to a user's body member (2002) and a linkage (204, 212, 102, 104, 106, 114) between the connecting element (202) and ground (118). The linkage (204, 212, 102, 104, 106, 114) includes means (120, 130, 140) for powering at least three independent freedoms of the connecting element (204, 212, 102, 104, 106) relative to ground (118) and means for maintaining at least one independent freedom of the connection element (204, 212, 102, 104, 106, 114) relative to ground (118) free of power. Up to three independent freedoms of the connection element (204, 212, 102, 104, 106, 114) may be maintained free of power, and up to five independent freedoms may be powered. Other aspects of the invention include a two actuator (812, 816) counter-balance for controlling a point on a link (804, 810). The invention also includes apparatus (236) for establishing a virtual switch, which presents to the user the force and displacement relationship of a spring switch. Another embodiment is a virtual bristled brush, again which presents to the user the force and displacement relationship of such a brush (1318), while also changing the virtual environment to reflect the user's changes in location (1320)

L'invention concerne un appareil permettant un échange physique de force avec un utilisateur dans l'environnement immédiat de ce dernier. Un élément de connexion (202) est connecté à un membre du corps de l'utilisateur (2002) et à une liaison (204, 212, 102, 104, 106, 114) elle-même reliée au sol (118). Cette liaison (204, 212, 102, 104, 106, 114) comporte des moyens (120, 130, 140) d'asservissement dans au moins trois axes indépendants de l'élément de connexion (204, 212, 102, 104, 106, 114) par rapport au sol (118), et des moyens permettant de maintenir non asservi au moins un axe indépendant dudit élément de connexion (204, 212, 102, 104, 106, 114) par rapport au sol (118). Jusqu'à trois axes indépendants peuvent être non asservis, et jusqu'à cinq axes indépendants peuvent être asservis. Dans d'autres aspects de l'invention, un système à deux actionneurs (812, 816) antagonistes permettant de commander le positionnement d'un point sur un bras (804, 810) est prévu. L'invention porte également sur un appareil (236) permettant de créer un interrupteur virtuel simulant pour l'utilisateur la relation de force et de déplacement d'un interrupteur à ressort. Dans un autre mode de réalisation, un pinceau virtuel simule pour l'utilisateur la résistance d'un pinceau réel (1318) tout en changeant l'environnement virtuel de manière à reproduire les mouvements de l'utilisateur (1320).

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