A mechanical interface for providing high bandwidth and low noise
mechanical input and output for computer systems. A gimbal mechanism
includes multiple members that are pivotably coupled to each other to
provide two revolute degrees of freedom to a user manipulatable about a
pivot point located remotely from the members at about an intersection of
the axes of rotation of the members. A linear axis member, coupled to the
user object, is coupled to at least one of the members, extends through
the remote pivot point and is movable in the two rotary degrees of freedom
and a third linear degree of freedom. Transducers associated with the
provided degrees of freedom include sensors and actuators and provide an
electromechanical interface between the object and a computer. Capstan
band drive mechanisms transmit forces between the transducers and the
object and include a capstan and flat bands, where the flat bands transmit
motion and force between the capstan and interface members. Applications
include simulations of medical procedures, e.g. epidural anesthesia, where
the user object is a needle or other medical instrument, or other types of
simulations or games.
Une interface mécanique pour fournir la largeur de bande élevée et l'entrée mécanique et le rendement de bas bruit pour les systèmes informatiques. Un mécanisme de cardan inclut les membres multiples qui sont pivotably couplés entre eux pour fournir deux degrés de revolute de liberté à un utilisateur manipulatable au sujet d'un point de pivot plac éloigné des membres à environ une intersection des haches de la rotation des membres. Un membre linéaire d'axe, couplé à l'objet d'utilisateur, est couplé au moins à un des membres, avance à travers le point à distance de pivot et est mobile en deux degrés de liberté rotatoires et troisième degré de liberté linéaire. Les capteurs liés aux degrés de liberté fournis incluent des sondes et des déclencheurs et fournissent une interface électromécanique entre l'objet et un ordinateur. Les mécanismes d'entraînement de bande de cabestan transmettent des forces entre les capteurs et l'objet et incluent un cabestan et des bandes plates, où les bandes plates transmettent le mouvement et la force entre le cabestan et les membres d'interface. Les applications incluent des simulations des procédures médicales, par exemple anesthésie épidurale, où l'objet d'utilisateur est une aiguille ou tout autre instrument médical, ou d'autres types des simulations ou des jeux.
