JP2000181618A - 4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 - Google Patents
4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Info
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- JP2000181618A JP2000181618A JP35484898A JP35484898A JP2000181618A JP 2000181618 A JP2000181618 A JP 2000181618A JP 35484898 A JP35484898 A JP 35484898A JP 35484898 A JP35484898 A JP 35484898A JP 2000181618 A JP2000181618 A JP 2000181618A
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Abstract
を軽減させる、3軸の回転運動及び1軸の直線運動の合
計4軸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。 【解決手段】 本発明の力覚インタフェース装置は、ベ
ースと、ベースに取り付けられた三本のリンクセットに
よって支持されている第一可動部と、第一可動部に取り
付けられ且つ第一可動部に対して一つの軸線方向に移動
可能である第二可動部と、制御部とを備える。各リンク
セットは第一可動部がある一点を中心とする回転運動、
すなわち3軸の回転運動をするように構成されている。
各リンクセットに力を伝達するアクチュエータがベース
上に取り付けられ、各リンクセット及び第二可動部に力
を伝達するアクチュエータが第一可動部の姿勢及び第二
可動部の位置を検出するセンサの信号に基づいて制御部
によって独立に制御される。
Description
力覚を瞬間的に知覚させる機能であるフォースフィード
バックを3軸の回転運動及び1軸の直線運動の合計4軸
に関して有する力覚インタフェース装置に関する。
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。
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。
る低侵襲手術用の訓練シミュレータにおいては、回転3
軸と直動1軸の計4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使用されるが、このような
装置としては、米国特許第5623582号において開
示されている装置が公知となっている。この力覚インタ
フェース装置は、2軸の回転運動を可能とさせるジンバ
ル機構上に1軸の直線運動と1軸の回転運動を可能とさ
せる機構が具備されたものである。
タフェース装置は、後者の2軸を駆動するための駆動装
置及びセンサがユーザと接続するための操作機器の運動
と共に動く部分に装備されており、その質量が操作部分
に付加されるために、操作に伴う操作部分の慣性力を増
加させる。この操作部分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。
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
る疲労を軽減させ得る、3軸の回転運動及び1軸の直線
運動の合計4軸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。
ベースに複数のリンクセットにより取り付けられた第一
可動部と、同第一可動部に取り付けられ且つ該第一可動
部に対して第一軸線方向に移動可能である第二可動部
と、制御部とを備える、4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。
転可能にベースに取り付けられたシャフトと、同シャフ
トに取り付けられた第一リンク部材と、その一方の端部
で同第一リンク部材に第三軸線のまわりで回転可能に枢
着され且つその他方の端部で上記第一可動部に第四軸線
のまわりで回転可能に取り付けられた第二リンク部材
と、上記シャフトに力を供給する第一力供給手段と、上
記シャフトの回転角度を検出するための第一センサとを
備え、第二軸線、第三軸線及び第四軸線が一点で交わる
ように構成されている。さらに、上記第二可動部は、可
動部材と、同可動部材に力を供給する第二力供給手段
と、該可動部材の上記第一可動部に対する第一軸線方向
の量を検出するための第二センサと、該可動部材に取り
付けられるユーザが操作するための操作機器とを備え
る。また、制御部は第一センサ及び第二センサからの信
号に基づいて第一力供給手段及び第二力供給手段によっ
て供給される力を独立に制御する。
ンクセットによって並列に支持する構成は、「パラレル
機構」と称される。また、本願において使用される用語
「フォースフィードバック」は、ユーザに触覚又は力覚
を瞬時に知覚させる機能を意味する。本発明において
は、第一可動部には好適には三つのリンクセットが取り
付けられる。第二軸線、第三軸線、及び第四軸線が全て
一点で交差するように構成することによって、第一可動
部はその交差する点を中心とする3軸(直交座標系にお
けるx、y、及びz軸)に関する回転運動をするように
なる。このような機構は「球殻機構」と称され、第一可
動部のx、y、及びz軸に関する回転位置、すなわち、
姿勢が、限定された運動範囲においては、同第一可動部
を支持している三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、すなわち姿勢情報によって確定さ
れる。本発明においては、これらの回転に関する3自由
度を与える三つのリンクセットの各シャフトに加えられ
る力がそれぞれ独立して制御されることによって、ユー
ザに3軸のフォースフィードバックが呈示伝達され、第
二可動部を第一可動部に対して第一軸線方向に移動可能
とさせる直線運動機構によってさらに1軸の直線運動に
関するフォースフィードバックが呈示伝達されて、操作
機器を介してユーザに対して合計4軸のフォースフィー
ドバックが呈示伝達される。
転アクチュエータと、リンクセットのシャフトに取り付
けられているプーリと、回転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、4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。上記のような本発明によれ
ば、リンクセットのシャフトに接続される第一力供給手
段がベースに支持されることにより、第一力供給手段の
質量が、操作機器と第一可動部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。
数のリンクセットにより取り付けられた第一可動部と、
同第一可動部に取り付けられ且つ該第一可動部に対して
第一軸線方向に移動可能である第二可動部とを備え、各
リンクセットは、第二軸線のまわりで回転可能にベース
に取り付けられたシャフトと、同シャフトに取り付けら
れた第一リンク部材と、その一方の端部で同第一リンク
部材に第三軸線のまわりで回転可能に枢着され且つその
他方の端部で上記第一可動部に第四軸線のまわりで回転
可能に取り付けられた第二リンク部材と、上記シャフト
の回転角度を検出するための第一センサとを備え、第二
軸線、第三軸線及び第四軸線が一点で交わり、上記第二
可動部は、可動部材と、同可動部材の上記第一可動部に
対する第一軸線方向の移動量を検出するための第二セン
サと、該可動部材に取り付けられるユーザが操作するた
めの操作機器とを備えることを特徴とする所望の4軸操
作入力を印加するための入力装置を提供する。
面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明による4
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の一つの実施形態を示す。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、ベース12と、ベース12に複数のリンクセット1
4により取り付けられている第一可動部16と、第一可
動部16に取り付けられている第二可動部18と、制御
部100とからなる。第二可動部18は第一可動部16
に対して第一軸線20方向に移動可能な部分を備えてい
る。
状支持部材22と、ベース12の環状支持部材22から
半径方向に延びる複数の支持板24とを備える。ベース
12がさらに環状支持部材22から下方に延びる脚26
を備え、この脚26を支持台28に回転可能に支持して
もよい。このようにベース12を支持台28に回転可能
に支持することによって、本発明の力覚インタフェース
装置10はユーザに対して直立、倒立、横置き等の所望
の姿勢をとることが可能となる。支持台28は別の装置
に取り付けられてもよく、他の装置と一体に形成された
ものであってもよい。また、制御部100が支持台28
と一体化されていてもよい。
4は、第二軸線30のまわりで回転可能にベース12に
取り付けられたシャフト32と、同シャフト32に取り
付けられた第一リンク部材34と、第二リンク部材36
と、シャフト32に力を供給する第一力供給手段38と
を備える。第二リンク部材36は、その一方の端部で第
三軸線42のまわりで回転可能に第一リンク部材34に
枢着され、その他方の端部で第四軸線44のまわりで回
転可能に第一可動部16に取り付けられる。第二軸線3
0、第三軸線42及び第四軸線44が一点で交わるよう
に構成されている。このように構成されることによっ
て、第一可動部16が、その交差する点を中心とする3
軸、すなわち直交座標系のx、y、及びz軸に関する回
転運動をするようになる。
の接続、及び、第二リンク部材36と第一可動部16と
の接続は、公知の回転可能な接続方法によってなされ
る。例えば、図1に示される如く、第一リンク部材34
及び第二リンク部材36の両端部に円形貫通孔を設け、
第一リンク部材34の一方の円形貫通孔と第二リンク部
材36の一方の円形貫通孔とを一本の円形シャフトによ
って枢着し、同様に第二リンク部材36の他方の円形貫
通孔と第一可動部16に穿設された円形穴とを円形シャ
フトによって枢着する。
及び第二リンク部材36は円弧状に湾曲している。この
ように湾曲している第一リンク部材34及び第二リンク
部材36を図1に示されるように枢着することで、第一
リンク部材34及び第二リンク部材36は、第二軸線3
0及び第三軸線42のまわりで回転するときに、互いと
干渉しないようになり、さらに、環状支持部材22とも
干渉しないようにすることができる。しかしながら、第
一リンク部材34と第二リンク部材36、さらには環状
支持部材22とが互いに干渉しないように構成されてい
るのであれば、第一リンク部材34及び第二リンク部材
36は必ずしも湾曲している必要はない。
によって支持されており、好適には図1に示されるよう
に3つのリンクセット14によって支持される。しかし
ながら、第一可動部16が4つ以上のリンクセット14
によって支持されてもよい。また、第一可動部16は円
形状であり、第一リンク部材34及び第二リンク部材3
6と干渉しないようにされている。
つのリンクセット14によって支持される場合には、好
適には、各リンクセット14は、各リンクセット14に
取り付けられたシャフト32の第二軸線30が互いに1
20°の角度をなすように配置される。また、図1に示
されるように、好適には、各リンクセット14の第一リ
ンク部材34同士の長さは等しく、第二リンク部材36
同士の長さもまた等しい。上記のように、各リンクセッ
ト14に関して、配置及び構成を対称的にすることによ
って、制御部100が第一可動部16の姿勢(回転位
置)を計算するときの計算アルゴリズムが単純化され、
計算の負担が軽減される。
によって第一可動部16を支持する構成は、「パラレル
機構」と称される。第一可動部16が前記のように構成
された3つのリンクセット14によって支持される場合
には、限定された範囲内においては、第一可動部16の
姿勢がシャフト32の回転角度によって定められるよう
になる。このように構成することにより、機構が簡単化
され、インタフェース装置を小型化することが可能とな
ると共に、第一可動部16を含む操作部分の動きを滑ら
かにし、操作時に必要となる力を軽減することが可能と
なる。
持部材22から半径方向に延びる複数の支持板24上に
設置される。シャフト32の回転軸線、すなわち、第二
軸線30は、図1に示されるように、環状支持部材22
を含む平面に対して角度をなしている。第一力供給手段
38は好適には回転アクチュエータ40を備える。回転
アクチュエータ40としては、好適には回転モータが使
用され、より好適にはDCサーボモータが使用される。
第一力供給手段は回転アクチュエータ40の代わりに摩
擦式又は電磁式の制動装置のような他の形式の力を供給
する装置を備えてもよい。また、第一力供給手段38は
伝動又は減速歯車等の歯車を備えて、歯車(不図示)を
介してシャフト32に接続されてもよく、図1に示され
るように、直接シャフト32に接続されてもよい。
の回転角度を検出するための第一センサ46を備える。
第一センサ46からの信号は任意の公知の信号伝達手段
によって制御部100に伝達される。第一センサ46
が、シャフト32又は(第一力供給手段38が回転アク
チュエータ40を備える場合には)回転アクチュエータ
40のシャフト48に取り付けられる。第一センサ46
としては、好適には光学式エンコーダを使用するが、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
を使用してもよい。
うな場合には、制御部100は各第一センサ46から制
御部100へ送られる信号から第一可動部16の回転位
置を計算し、各第一力供給手段38によって各リンクセ
ット14を介してその位置において適切な力を第一可動
部16へ伝達させる。このように第一力供給手段38及
び第一センサ46がベース12に支持されることによ
り、第一力供給手段38及び第一センサ46の質量が第
一可動部16に付加されることが回避されるので、第一
可動部16を含む操作部分が軽量化され、操作部分の慣
性力が低減されて、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、操作部分の操作性が向上す
る。
動部材50に力を供給する第二力供給手段52と、前記
可動部材50に取り付けられるユーザが操作するための
操作機器56とを備える。図2に示されるように、第二
可動部18が第一可動部16に対して着脱可能に取り付
けられる。第二力供給手段52は好適には回転アクチュ
エータ54を備える。回転アクチュエータ54として
は、好適には回転モータが使用され、より好適にはDC
サーボモータが使用される。第二力供給手段は回転アク
チュエータ54の代わりに摩擦式又は電磁式の制動装置
のような他の力を供給する装置を備えてもよい。第二力
供給手段52は力を公知の任意の直動機構によって直線
方向の力又は運動に変換して可動部材50に伝達する。
例えば、第二力供給手段52が回転アクチュエータ54
を備える図1に示される場合には、第二力供給手段52
は、回転アクチュエータ54のシャフト58に取り付け
られる歯車60をさらに備え、この歯車60が第一軸線
20に沿って可動部材50に設けられた歯に係合して、
可動部材50を第一軸線20方向に移動させる又は可動
部材50に力を伝達する。
一軸線20方向への移動量を検出するための第二センサ
62を備える。第二センサ62からの信号は公知の任意
の信号伝達手段によって制御部100に伝達される。第
二力供給手段52が回転アクチュエータ54を備える図
1に示される場合には、回転アクチュエータ54のシャ
フト58に同シャフト58の回転角度を検出する第二セ
ンサ62が取り付けられる。第二センサ62としては、
好適には光学式エンコーダを使用するが、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を使用して
もよい。
うな場合には、制御部100は第二センサ62から制御
部100へ送られる信号から第二可動部18の可動部材
50の位置を計算し、各第二力供給手段52によってそ
の位置において適切な力を可動部材50へ伝達させる。
図1においては、操作機器56は腹腔鏡の操作ハンドル
部を模擬したものであるが、内視鏡、カテーテルなどの
他の装置の操作部を模擬したものであってもよい。操作
機器56は、図2に示されるように、第二可動部18の
可動部材50に着脱可能に取り付けられる。
からシャフト32への伝動機構を採用している、本発明
による4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の一つの実施形態を示しており、図
4は図3に示されている伝動機構をより詳細に説明する
図である。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10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、力供給手段からの力及び回転
を伝える伝動機構においては、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
10としては好ましくないことがある。
第一力供給手段38からリンクセット14のシャフト3
2へ力を伝達する機構として、図4に詳細に示されるプ
ーリ/ワイヤ伝動機構を採用することである。プーリ/
ワイヤ伝動機構は、回転アクチュエータ等の力及び回転
をワイヤを介してプーリに伝える機構であり、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。し
かしながら、伝動機構として歯車機構を採用することも
可能である。
御部からの信号に応じて力を発生させる回転アクチュエ
ータ40と、回転アクチュエータ40のシャフト48
と、第一リンク部材34のシャフト32と連動するよう
に取り付けられているプーリ64と、回転アクチュエー
タ40のシャフト48とプーリ64の間で相互に回転及
び力を伝達するためのワイヤ66とを備える。第一力供
給手段38は回転アクチュエータ40のシャフト48に
取り付けられる小型プーリ68をさらに備えてもよい。
に概略半円形であってもよく、円形であってもよい。さ
らに、第一リンク部材34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。また、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。ワイヤ66
は、図4に示されるように、その両端がプーリ64に固
定されて、プーリ64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40のシャフト48に巻き付け
られている。ワイヤ66はある程度の張力がかかるよう
にプーリ64に取り付けられる。ワイヤ66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。
適には回転モータであり、さらに好適にはDCサーボモ
ータである。回転アクチュエータ40のシャフト48又
は(シャフト48に小型プーリ68が取り付けられてい
るなら)小型プーリ68がプーリ64の外周に隣接して
且つ第一リンク部材34に取り付けられたシャフト32
の第二軸線30と平行になるように配置される。
ーダの回転子が、好適には、シャフト32ではなく、回
転アクチュエータのシャフト48に装着される。こうす
ることにより、例えば光学式エンコーダである第一セン
サ46の分解能が向上されて回転角度信号の精度が向上
される。さらに、シャフト32の回転摩擦力が低減され
得る。
方式を採用することにより、高い伝動効率、少ないバッ
クラッシュ、低摩擦の伝動機構が達成される。さらに、
プーリ/ワイヤ伝動機構により、回転アクチュエータ4
0の発生トルクを増幅させ、例えば、光学式エンコーダ
である第一センサ46の分解能を向上させることができ
る。しかしながら、図1に示されるように、第一リンク
部材34に取り付けられたシャフト32が回転アクチュ
エータ40のシャフト48に直接又は伝動又は減速歯車
等の歯車を介して接続されてもよい。
有する力覚インタフェース装置は主として人と機械の制
御部との間に介在して人間の力覚を同時的に知得、認識
させ得るものであるから、同装置から、第一力供給手段
及び第二力供給手段を省除した装置、すなわち、ベース
と、同ベースに複数のリンクセットにより取り付けられ
た第一可動部と、同第一可動部に取り付けられ且つ第一
可動部に対して第一軸線方向に移動可能である第二可動
部とを備え、各リンクセットは、第二軸線のまわりで回
転可能にベースに取り付けられたシャフトと、同シャフ
トに取り付けられた第一リンク部材と、その一方の端部
で同第一リンク部材に第三軸線のまわりで回転可能に枢
着され且つその他方の端部で上記第一可動部に第四軸線
のまわりで回転可能に取り付けられた第二リンク部材
と、上記シャフトの回転角度を検出するための第一セン
サとを備え、第二軸線、第三軸線及び第四軸線が一点で
交わり、上記第二可動部は、可動部材と、同可動部材の
上記第一可動部に対する第一軸線方向の移動量を検出す
るための第二センサと、該可動部材に取り付けられるユ
ーザが操作するための操作機器とを備える装置は、所望
の4軸操作入力を印加するための入力装置として使用す
ることができる。このように構成することにより機構が
簡単化され、入力装置を小型化することが可能となると
共に、操作部分の動きを滑らかにし、操作時に必要とな
る力を軽減することが可能となる。さらに、第一センサ
がベースに支持されることにより、第一センサの質量が
第一可動部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、操作部分の慣性力が低減されて、ユーザ
が長時間操作を行ったときの疲労が軽減される。
10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、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1
02と、画像表示部104とからなる。力覚インタフェ
ース装置10は、ベース12とリンクセット14と第一
可動部16と第二可動部18とを含む操作部106と制
御部100とを備える。制御部100は、3つの各リン
クセット14それぞれに一つずつ備えられた3つの第一
センサ46から第一可動部16の姿勢を検出するための
信号と、第二可動18に備えられた一つの第二センサ6
2からの可動部材50の第一可動部16に対する移動量
を検出するための信号とを受け取り、これらの姿勢情報
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102に信号を伝達する。ホストコンピュータ10
2はこの姿勢情報信号から、操作機器56の位置及び姿
勢と、必要であればその位置及び姿勢における反力とを
計算する。ホストコンピュータ102からの信号によ
り、操作機器56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104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102から制御部100
に伝達され、制御部100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3つの第一力供給手段38と一つの第二力
供給手段52を独立して駆動させ、第二可動部18に取
り付けられた操作機器56を通じてユーザへ力覚又は触
覚を瞬時的に伝達する。従って、ユーザは画像表示され
る操作の過程で力覚又は触覚を認識し、このような認識
を介して実機の操作感覚を得ることができるのである。
パラレル機構を使用することで、3軸の回転に関してフ
ォースフィードバックを与えるためのセンサ及びアクチ
ュエータといった付加的な部材を操作部分ではなく、支
持部分に設け、操作部分には1軸の直線運動に関してフ
ォースフィードバックを与えるためのセンサ及びアクチ
ュエータのみを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。
有する力覚インタフェース装置の斜視図である。
有する力覚インタフェース装置の分解斜視図である。
似の4軸のフォースフィードバックを有する力覚インタ
フェース装置の斜視図である。
構の詳細斜視図である。
有する力覚インタフェース装置を使用したシステム構成
を示す線図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 ベースと、 前記ベースに複数のリンクセットにより取り付けられた
第一可動部と、 前記第一可動部に取り付けられ且つ前記第一可動部に対
して第一軸線方向に移動可能である第二可動部と、 制御部とを備え、 各リンクセットは、第二軸線のまわりで回転可能にベー
スに取り付けられたシャフトと、該シャフトに取り付け
られた第一リンク部材と、その一方の端部で該第一リン
ク部材に第三軸線のまわりで回転可能に枢着され且つそ
の他方の端部で前記第一可動部に第四軸線のまわりで回
転可能に取り付けられた第二リンク部材と、前記シャフ
トに力を供給する第一力供給手段と、前記シャフトの回
転角度を検出するための第一センサとを備え、第二軸
線、第三軸線及び第四軸線が一点で交わり、 前記第二可動部は、可動部材と、該可動部材に力を供給
する第二力供給手段と、前記可動部材の前記第一可動部
に対する第一軸線方向の移動量を検出するための第二セ
ンサと、前記可動部材に取り付けられるユーザが操作す
るための操作機器とを備え、 前記制御部は前記第一センサ及び第二センサからの信号
に基づいて前記第一力供給手段及び前記第二力供給手段
によって供給される力を独立的に制御することを特徴と
する、4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】 前記第一及び第二力供給手段はシャフト
を備える回転アクチュエータを備え、前記第一センサ及
び第二センサはそれぞれ前記第一及び第二力供給手段の
前記シャフトに取り付けられる、請求項1に記載の4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4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】 前記ベースに取り付けられているリンク
セットの数は三つである、請求項1に記載の4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】 前記各リンクセットの前記第二軸線は互
いに120度の角度を成すようになっている、請求項4
に記載の4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】 前記第一力供給手段は、回転アクチュエ
ータと、前記リンクセットの前記シャフトに取り付けら
れているプーリと、前記回転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4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】 ベースと、 前記ベースに複数のリンクセットにより取り付けられた
第一可動部と、 前記第一可動部に取り付けられ且つ前記第一可動部に対
して第一軸線方向に移動可能である第二可動部とを備
え、 各リンクセットは、第二軸線のまわりで回転可能にベー
スに取り付けられたシャフトと、該シャフトに取り付け
られた第一リンク部材と、その一方の端部で該第一リン
ク部材に第三軸線のまわりで回転可能に枢着され且つそ
の他方の端部で前記第一可動部に第四軸線のまわりで回
転可能に取り付けられた第二リンク部材と、前記シャフ
トの回転角度を検出するための第一センサとを備え、第
二軸線、第三軸線及び第四軸線が一点で交わり、 前記第二可動部は、可動部材と、該可動部材の前記第一
可動部に対する第一軸線方向の移動量を検出するための
第二センサと、前記可動部材に取り付けられるユーザが
操作するための操作機器とを備えることを特徴とする、
所望の4軸操作入力を印加するための入力装置。
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