加速度产生装置及模拟力觉产生装置制造方法及图纸

一种加速度产生装置，具有：　　　　移动部件，其在特定的直线上进行周期的平移运动；　　　　第一作用部，其对于所述移动部件，在与所述特定的直线平行的方向施加在与所述特定的直线平行的方向产生的第一力；以及　　　　第二作用部，其对于所述移动部件，在与所述特定的直线平行的方向施加在与所述特定的直线平行的方向产生的第二力，　　　　其中，所述第一力的大小，由于相对所述第一作用部的支点的所述移动部件的相对位置而不同，　　　　所述第二力的大小，由于相对所述第二作用部的支点的所述移动部件的相对位置而不同，　　　　所述移动部件进行平移运动，该平移运动是，当将与所述特定的直线平行的一个方向设为正方向，将该正方向的相反方向设为负方向时，所述移动部件在一个周期中的加速度的时间变化在该加速度是正方向的情况与是负方向的情况成为非对称。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使利用者知觉如手感般的力觉的技术，特别是涉及不需要将支承其反作用力的支点及力点置于外部及人体上，作为物理的作用力的平均值保持为零而能够知觉力觉的装置。
技术介绍
现代是信息膨胀的时代。但人的信息处理能力有限。不仅如此，现有的信息提供方法主要是以使用视觉及听觉为中心的方法。因此，对于视听觉的信息提供，存在所提供的信息集中在视听觉而会转移使用者的注意的问题。另外，由于将视听觉的刺激反映为运动需要意识上的解释，因此，还存在从收到信息到开始动作的延迟时间较长的问题。 为解决这样的问题，作为视听觉系统以外的信息提供系统，人们正在开发手感等的力觉系统。 以往的力觉研究可分为接地型、非接地型两类。接地型是将支承所产生的力觉的反作用的支点及力点固定在外部或人体上的方式，非接地型是不使用这样的支点、力点的方式(例如，参照非专利文献1、专利文献1)。 但是，现有的力觉产生方法存在如下问题，难以应用于移动设备及可穿戴计算机(wearable computer)等的可移动型设备领域。 例如，在将支点、力点固定在外部的接地型的情况下，难于应用于进行自由移动的移动设备及可穿戴计算机等的领域。另外，在将支点、力点设置在作用点以外的身体部位的接地型的情况下，由于所提示的力觉信息的反作用力也作用于人体，因此难于通过该力觉信息提示准确的方向信息。另外，专利文献1“冲击力产生装置及其控制装置、控制方法以及程序”是为了解决由于急剧的瞬间力的反作用而导致所述的问题而专利技术的，但是，可提示的力觉仅限于冲击力，而难以提示在时间上稳定的力觉。 对此，本申请的专利技术者提出了不设置支承反作用力的支点及力点，而能够知觉在时间上稳定的力觉的方法(在本申请的优先权期间未公开的“特开2006-065665”)，该方法对于旋转动力使用连杆机构等，产生正负的绝对值大不相同的加速度。 非专利文献1筧直之、矢野博昭、齐藤充、小木哲郎、广濑通考投入型虚拟空间的力觉提示器件HapticGERA的开发及其评价，日本虚拟现实学会论文杂志，VOL.5，No.4，pp.1113-1120，2000.(筧直之，矢野博昭，斉藤充，小木哲郎，広瀬通考投入型仮想空間にぉける力覚提示デバィスHapticGERAの開発とその評価，日本バ一チャルリァリティ学会論文誌，VOL.5，No.4，pp.1113-1120，200.) 专利文献1特开2002-346225号公报 然而，使用连杆机构或非圆形齿轮机构的特开2006-065665的方法存在如下问题，即，当旋转动力被传递到连杆机构等时，也会产生与想要知觉力觉的方向不同方向的力矢量。该力矢量作为与想要知觉力觉的方向不同方向的振动被知觉，从而成为使力觉提示功能降低的原因。
技术实现思路
本专利技术就是鉴于这些问题而开发的，其目的是提供一种技术，该技术可以不在外部及人体上设置支承反作用力的支点及力点，而能够知觉在长时间上稳定的力觉，并且，能够抑制与想要知觉力觉的方向不同方向的力矢量的产生，能够更明确地知觉在时间上稳定的力觉。 为了解决所述问题，本专利技术第一方面提供一种加速度产生装置，其具有移动部件，其在特定的直线上进行周期的平移运动；第一作用部，其对于移动部件，在与特定的直线平行的方向施加在与特定的直线平行的方向产生的第一力；以及第二作用部，其对于移动部件，在与特定的直线平行的方向施加在与特定的直线平行的方向产生的第二力，其中，第一力的大小，由于相对第一作用部的支点的移动部件的相对位置而不同，第二力的大小，由于相对第二作用部的支点的移动部件的相对位置而不同，移动部件进行平移运动，该平移运动是，当将与特定的直线平行的一个方向设为正方向，将该正方向的相反方向设为负方向时，移动部件在一个周期中的加速度的时间变化在该加速度是正方向的情况与是负方向的情况成为非对称。 通常，为了物理地产生完全的作用力，需要设置支承其反作用力的支点及力点。对此，在本专利技术中，不设置那样的支点及力点，作为物理的作用力的平均值为零。但是，本专利技术的移动部件进行正方向的加速度和负方向的加速度在一个周期中非对称的平移运动。而且，通过该移动部件的加速度的正负的绝对值的差、作用时间的差以及人的力觉知觉的非线形性，显示所述的特定的直线上的所期望方向的模拟力觉(后面详述)。另外，本专利技术通过第一作用部以及第二作用部在移动部件上作用与所述的特定的直线平行的力，而实现移动部件的平移运动。此时，第一作用部以及第二作用部不产生与所述的特定的直线平行的方向以外的加速度。因此，能够抑制与所述的特定的直线方向不同方向的力矢量的产生。另外，本专利技术的所谓“平行”不是严格意义上的平行，而是具有能够达到本专利技术目的程度的幅度的概念(大致平行)。 此外，在本专利技术的第一方面中，第一力的大小与第二力的大小的比率，根据移动部件相对第一作用部的支点以及第二作用部的支点的相对位置而变化。由此，移动部件进行正方向的加速度与负方向的加速度在一个周期中非对称的平移运动。 此外，在本专利技术的第一方面中，移动部件的正方向的加速度的最大值部分和负方向的加速度的绝对值的最大值部分，相对加速度变化的人体的知觉反应量的变化比率不同。由此，不设置支承反作用力的支点及力点，就能够知觉在时间上稳定的力觉。 该移动部件的平移运动是如下的运动，正方向的加速度的绝对值的最大值与负方向的加速度的最大值不同，具有该最大值大的方向的加速度的时间比具有该最大值小的方向的加速度的时间短。而且，例如，移动部件进行平移运动，该平移运动是，表示该加速度与将该加速度施加到人体上时人体所知觉的加速度的关系的S字形曲线的倾斜度，在移动部件的正方向的加速度的最大值点和负方向的加速度的最大值点不同。通过该移动部件的加速度的正负的绝对值的差、作用时间的差以及人的力觉知觉的非线形性，能够显示所述的特定的直线上向所期望方向的模拟力觉(后面详述)。 此外，在本专利技术的第一方面中，优选的是第一作用部以及第二作用部的至少一方采用通过弹簧的弹性力对于移动部件施加力的结构，该加速产生装置具有使弹簧的至少一方的弹簧常数变化的弹簧常数可变部。在此，所谓的“弹簧”不限于金属材料的螺旋弹簧及板簧，而是还包含橡胶、合成树脂、空气弹簧及液体弹簧等的其它弹性体的广义的概念。 在此，通过由弹簧常数可变部使所述的弹簧常数变化，能够使第一作用部作用到移动部件上的第一力以及第二作用部作用到移动部件上的第二力的至少一方变化。由此，能够使移动部件进行的平移运动的周期及振幅变化，能够调整移动部件的加速度。而且，该调整不仅在使加速度产生装置动作前，而且也可以在移动部件进行平移运动的过程中。 此外，优选的是，本专利技术的第一方面的加速度产生装置，具备支架，特定的直线是以支架为基准的直线，移动部件具备在特定的直线上进行周期的平移运动的第一永久磁铁，第一作用部是弹性体，该弹性体支点相对于支架被固定，另一端被固定在移动部件上，其使移动部件在特定的直线上进行振幅运动，第二作用部是第二永久磁铁，该第二永久磁铁配置在特定的直线上的位置且支点相对于支架被固定。由此，能够实现本专利技术的第一方面的结构。 此外，优选的是，本专利技术的第一方面的加速度产生装置，具备支架，特定的直线是以所述支架为基准的直线，第一作用部具有第一铁芯，其配置在特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加速度产生装置，具有：移动部件，其在特定的直线上进行周期的平移运动；第一作用部，其对于所述移动部件，在与所述特定的直线平行的方向施加在与所述特定的直线平行的方向产生的第一力；以及第二作用部，其对于所述移动部件，在与所述特定的直线平行的方向施加在与所述特定的直线平行的方向产生的第二力，其中，所述第一力的大小，由于相对所述第一作用部的支点的所述移动部件的相对位置而不同，所述第二力的大小，由于相对所述第二作用部的支点的所述移动部件的相对位置而不同，所述移动部件进行平移运动，该平移运动是，当将与所述特定的直线平行的一个方向设为正方向，将该正方向的相反方向设为负方向时，所述移动部件在一个周期中的加速度的时间变化在该加速度是正方向的情况与是负方向的情况成为非对称。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种加速度产生装置，具有移动部件，其在特定的直线上进行周期的平移运动；第一作用部，其对于所述移动部件，在与所述特定的直线平行的方向施加在与所述特定的直线平行的方向产生的第一力；以及第二作用部，其对于所述移动部件，在与所述特定的直线平行的方向施加在与所述特定的直线平行的方向产生的第二力，其中，所述第一力的大小，由于相对所述第一作用部的支点的所述移动部件的相对位置而不同，所述第二力的大小，由于相对所述第二作用部的支点的所述移动部件的相对位置而不同，所述移动部件进行平移运动，该平移运动是，当将与所述特定的直线平行的一个方向设为正方向，将该正方向的相反方向设为负方向时，所述移动部件在一个周期中的加速度的时间变化在该加速度是正方向的情况与是负方向的情况成为非对称。2.如权利要求1所述的加速度产生装置，其中，所述第一力的大小与所述第二力的大小的比率，根据所述移动部件相对所述第一作用部的支点以及所述第二作用部的支点的相对位置而变化。3.如权利要求1所述的加速度产生装置，其中，所述移动部件的平移运动是如下的运动，正方向的加速度的绝对值的最大值与负方向的加速度的最大值不同，具有该最大值大的方向的加速度的时间比具有该最大值小的方向的加速度的时间短。4.如权利要求1所述的加速度产生装置，其中，所述移动部件进行平移运动，该平移运动是，表示所述移动部件的加速度与将该加速度施加到人体上时人体所知觉的加速度的关系的S字形曲线的倾斜度，在所述移动部件的正方向的加速度的最大值点和负方向的加速度的最大值点不同。5.如权利要求1所述的加速度产生装置，其中，所述第一作用部以及所述第二作用部的至少一方采用通过弹簧的弹性力对于所述移动部件施加力的结构，该加速产生装置具有使所述弹簧的至少一方的弹簧常数变化的弹簧常数可变部。6.如权利要求1所述的加速度产生装置，其中，具备支架，所述特定的直线是以所述支架为基准的直线，所述移动部件具备在所述特定的直线上进行周期的平移运动的第一永久磁铁，所述第一作用部是弹性体，该弹性体支点相对于所述支架被固定，另一端被固定在所述移动部件上，其使所述移动部件在所述特定的直线上进行振幅运动，所述第二作用部是第二永久磁铁，该第二永久磁铁配置在所述特定的直线上的位置且支点相对于所述支架被固定。7.如权利要求1所述的加速度产生装置，其中具备支架，所述特定的直线是以所述支架为基准的直线，所述第一作用部具有第一铁芯，其配置在所述特定的直线上；以及第一弹性体，其支点相对于所述支架被固定，另一端被固定在所述第一铁芯上，其使所述第一铁芯在所述特定的直线上进行振幅运动，所述第二作用部具有第二铁芯，其配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：雨宫智浩，安藤英由树，前田太郎，
申请(专利权)人：日本电信电话株式会社，
类型：发明
国别省市：JP