JP6220395B2

JP6220395B2 - モーションシミューレータ

Info

Publication number: JP6220395B2
Application number: JP2015529652A
Authority: JP
Inventors: イ、ジョンチャン; カン、ユシン; チュン、サンゴン
Original assignee: モーションデバイスインク．
Priority date: 2012-08-28
Filing date: 2013-04-12
Publication date: 2017-10-25
Anticipated expiration: 2033-04-12
Also published as: US20150157951A1; US9186590B2; CN104620302B; JP2015528588A; CN104620302A; KR101250429B1; WO2014035025A1

Description

本発明は、モーションシミューレータに関し、さらに詳しくは、簡単な構造で多様なシミュレーション動作を安定的に行うようにすると共に、設置及び移動作業が容易なモーションシミューレータに関する。

一般にモーションシミューレータは、コンピュータで制御する仮想環境に対応することができるように動的変化を再現させることで、ユーザに仮想現実の動きをリアルに感じさせられるようにする装置であって、飛行シミュレーションや運転シミュレーションなどの実現のみでなく、最近においては３次元が体感できるように、ゲーム用や劇場用シミューレータなどにも広く用いられている。

モーションシミューレータは直線運動と回転運動との組み合わせで３次元運動を行うことができる。空間上における物体運動は、前後方向（Ｚ軸）、左右方向（Ｘ軸）及び上下方向（Ｙ軸）に対する直線運動と、Ｚ軸を回転中心とするローリング（Ｒｏｌｌｉｎｇ）、Ｘ軸を回転中心とするピッチング（Ｐｉｔｃｈｉｎｇ）及びＹ軸を回転中心とするヨーイング（Ｙａｗｉｎｇ）回転運動の組み合わせからなっている。

このような従来のモーションシミューレータの一例として、大韓民国特許公開公報第１０−１９９９−００６０７２９号に仮想現実体験シミューレータが開示されている。図１を参照すると、従来のモーションシミューレータは、基台１の上部にベース板２が回転手段８０により回転可能に結合され、ベース板２の中間部には中心軸４０の下端部が固定され、ベース板２上には支持板１０が固定されている。

前記中心軸４０の上端部には、流動板２０がボールジョイント７０を介して連結され、流動板２０の周縁部に複数個の回転棒３０が回転可能に結合され、支持板１０と流動板２０との間には複数個の長さ可変要素５０が連結されていて、長さ可変要素５０の下端はボールジョイント７０により支持板１０に連結され、長さ可変要素５０の上端はユニバーサルジョイント６０により回転棒３０と連結される。

前記回転手段８０は、基台１にモータ８１を固定し、モータ８１軸に固定されたピニオン８２を、ベース板２の外周面に固定された被動ギア８３に噛み合わせて結合した構成からなる。前記モータ８１が回転されると、ピニオン８２が回転しながら被動ギア８３が回転され、これによりベース板２が回転されることになり、またベース板２が回転すると、その上に結合されている支持板１０と長さ可変要素５０及び流動板２０が一緒に回転する。

このような構成によれば、長さ可変要素５０を選択的に駆動させ、流動板２０を変位させながらベース板２を回転させることにより３次元運動が行われる。

しかし、このような従来のモーションシミューレータは、基台１に装着されたモータ８１の軸に結合されたピニオン８２がベース板２の被動ギア８３にギア結合され、モータ８１の駆動により重量のあるベース板２とその上部の構造物を回転するように構成されているためベース板２の回転時に作用する慣性力が大きく、ベース板２を逆回転させた場合にモータ８１に大きな負荷が作用し、ヨーイング（Ｙａｗｉｎｇ）回転動作を迅速かつ正確に制御することができない短所がある。

さらに、従来のモーションシミューレータは、下部支持構造が基台１とベース板２とで構成されているので、装置の重量が大きく、また基台１が設置場所の床面にそのまま置かれた構造であったためモーションシミューレータの移動作業が困難であるという問題点があった。

大韓民国特許出願公開公報第１０−１９９９−００６０７２９号

本発明は、上記のような問題点を解決するために案出されたものであって、簡単な構造で多様なシミュレーション動作の実現を可能とすると共に、設置及び移動が容易なモーションシミューレータを提供することにその目的がある。

本発明の他の目的は、モーションシミューレータの下部支持構造を簡素化することで装置の重量を減少し、製作コストを節減することができるモーションシミューレータを提供することにある。

上述のような目的を実現するための本発明のモーションシミューレータは、一側にはモータ１１０が装着され、下面には複数のキャスター１２０が装着された回転板１００と、前記回転板１００が回転可能となるようにその下部を支持し、前記モータ１１０の軸に噛合する従動部が固定装着された固定板２００と、前記回転板１００の上側に離隔配置される可動フレーム３００と、前記回転板１００と前記可動フレーム３００との間に結合され、前記可動フレーム３００を支持すると共に、上下に運動させる複数のリンク部とを含んで構成される。

この場合、前記キャスター１２０には、垂直線を基準とした前記キャスター１２０のヨーイング回転を規制するロック手段１４０が備えられ、前記キャスター１２０には、垂直線を基準とした前記キャスター１２０のヨーイング回転を規制するロック手段１４０が備えられ、モーションシミューレータの使用時には、前記回転板１００の回転方向に向けて並んだ前記キャスター１２０がロックされるようにし、前記モーションシミューレータの移動時には前記キャスター１２０のロックが解除されるように構成されたことを特徴とする。

さらに前記モータ１００の軸には、第１スプロケット１１１が結合され、前記従動部は、前記固定板２００に装着された複数の第２スプロケット２１０と、前記第１スプロケット１１１と前記複数の第２スプロケット２１０に連結されるチェーン２２０を含んで構成される。

さらに前記回転板１００と固定板２００は、同一中心軸線に同心構造に配置され、前記中心軸線から前記回転板１００の端部までの長さは前記中心軸線から前記固定板２００の端部までの長さよりも大きく形成されて、前記キャスター１２０は前記固定板２００の外側に位置するように構成される。

さらに前記固定板２００の中央部上面には、中心軸２３１が回転可能に結合されて前記回転板１００を支持する回転支持部２３０が備えられ、前記回転板１００の中央部には前記中心軸２３１が上下に貫通する貫通孔１０１が形成され、該貫通孔１０１を貫通した前記中心軸２３１にはハードロックナット２３２が締結されて構成される。

さらに前記固定板２００に装着された複数の第２スプロケット２１０は前記固定板２００の中心軸線を基準に等間隔に配置され、前記第１スプロケット１１１は前記複数の第２スプロケット２１０の外側に配置される。

さらに前記モーションシミューレータの使用時に前記キャスター１２０と床面Ｂが離隔されるように前記固定板２００の下端部と前記床面Ｂとの間に介在されるゴム板２４０が備えられる。

さらに前記回転板１００と前記キャスター１２０との間には前記キャスター１２０の上下位置を調節する昇降手段１３０が備えられる。

この場合、前記昇降手段１３０は、前記回転板１００の下面に装着される固定部材１３１と、前記キャスター１２０の上面に固定され、前記固定部材１３１の内側で前記キャスター１２０と共に上下移動可能に配置される上下移動部材１３２と、前記固定部材１３１の上部を貫通して下端が前記上下移動部材１３２に結合され、上端は上下駆動手段に連結されるシャフト１３３とを含んで構成される。

本発明に係るモーションシミューレータによれば、複数のキャスターとモータが装着された回転板と、回転板が回転可能となるようにその下部を支持し、モータ軸に噛合する従動部が固定装着された固定板を備えることで、モーションシミューレータの設置と移動が容易となる長所がある。

さらに簡単な構造で多様なシミュレーション動作を安定的に実現することで、ユーザにリアルな仮想環境を体験させることができる。

さらに回転板の一側に装着されたモータ軸に結合された第１スプロケットと固定板の上面に固定された複数の第２スプロケットにチェーンを連結させてモータの駆動でヨーイング回転動作を行うことで、モータの負荷を減少させると共に、ヨーイング動作を迅速かつ正確に実現することができる。

従来のモーションシミューレータの一例を示す図である。本発明に係るモーションシミューレータの斜視図である。本発明に係るモーションシミューレータの側面図である。本発明に係るモーションシミューレータを構成する回転板と固定板との結合構造を示す斜視図である。図４の分解斜視図である。本発明に係るモーションシミューレータの設置構造の一実施形態を示す側面図である。本発明に係るキャスターに昇降手段が備えられた実施形態を示す図である。図７に示すキャスターの昇降状態と下降状態を示す断面図である。本発明に係るキャスターにロック手段が備えられた実施形態を示す斜視図である。図９の分解斜視図である。図９に示すキャスターのロック状態を示す断面図である。図９に示すキャスターのロック解除状態を示す断面図である。本発明に係るモーションシミューレータの昇降状態図である。本発明に係るモーションシミューレータのヨーイング（Ｙａｗｉｎｇ）回転時の状態図である。本発明に係るモーションシミューレータのピッチング（Ｐｉｔｃｈｉｎｇ）回転時の状態図である。本発明に係るモーションシミューレータのピッチング（Ｐｉｔｃｈｉｎｇ）回転時の状態図である。本発明に係るモーションシミューレータのローリング（Ｒｏｌｌｉｎｇ）回転時の状態図である。本発明に係るモーションシミューレータのローリング（Ｒｏｌｌｉｎｇ）回転時の状態図である。

以下に、添付した図面を参照して本発明の好適な実施形態についての構成及び作用を詳細に説明する。以下、運動方向の説明は、図２に示すように、ローリング（Ｒｏｌｌｉｎｇ）は前後方向（Ｚ軸）を回転中心とする回転運動、ピッチング（Ｐｉｔｃｈｉｎｇ）は左右方向（Ｘ軸）を回転中心とする回転運動、ヨーイング（Ｙａｗｉｎｇ）は上下方向（Ｙ軸）を回転中心とする回転運動に基準として説明する。

図２ないし図５を参照する。本発明のモーションシミューレータは、一側にはモータ１１０が装着され、下面には複数のキャスター１２０が装着された回転板１００と、前記回転板１００が回転可能となるようにその下部を支持し、前記モータ１１０の軸に噛合する従動部が固定装着された固定板２００と、前記回転板１００の上側に離隔配置される可動フレーム３００と、前記回転板１００と前記可動フレーム３００間に結合されて前記可動フレーム３００を支持すると共に上下に運動させる複数のリンク部とを含んで構成される。

前記複数のリンク部は、上端が前記可動フレーム３００の後方側にローリング及びピッチング回転可能となるように連結され、下端が前記回転板１００の後端にピッチング回転可能となるように連結され、第１駆動手段の動力を伝達して前記可動フレーム３００の後端を上下運動させる第１リンク部４００と、上端が前記可動フレーム３００の左右両側にローリング及びピッチング回転可能となるように連結され、下端が前記回転板１００の左右両側端でローリング回転可能となるようにそれぞれ連結され、第２駆動手段と第３駆動手段の動力を伝達して前記可動フレーム３００の左右両端を上下運動させる第２リンク部５００と、第３リンク部６００と、を含む。

前記可動フレーム３００には、ユーザが着席する椅子３０１と、ユーザの操作による仮想環境を映像に提供するモニタ３０２と、仮想環境を提供するためにユーザが操作するハンドル３０３及び自動車の速度を調節するためのペダル４が備えられる。このような構成はモーションシミューレータの用途に応じて他の構成に代替することが可能である。さらに前記可動フレーム３００には、前記椅子３０１とモニタ３０２を支持する第１支持部材３１０と、前記第１支持部材３１０に連結されて前記ハンドル３０３を支持するための第２支持部材３２０が結合される。

前記第１リンク部４００は、前記回転板１００の後端にピッチング回転可能となるように連結された第１下部連結部材４４０に下端が連結された第１リンク部材４１０と、前記第１駆動手段により前記第１リンク部材４１０の内部でスライド作動し、前記第１支持フレーム３１０の後端にローリング及びピッチング回転可能となるように上端が連結された第１ロード４２０で構成される。

前記第２リンク部５００は、前記回転板１００の一側部にローリング回転可能に連結された第２下部連結部材５４０に下端が連結された第２リンク部材５１０と、前記第２駆動手段により前記第２リンク部材５１０の内部でスライド作動し、前記第２支持フレーム３２０の一側端にローリング及びピッチング回転可能となるように連結された第２上部連結部材５３０に上端が連結された第２ロード４２０で構成される。

前記第３リンク部６００は、前記第２リンク部５００と対称され、同一構造からなっていることで、前記回転板１００の他側部にローリング回転可能に連結された第３下部連結部材６４０に下端が連結された第３リンク部材６１０と、前記第３駆動手段により前記第３リンク部材６１０の内部でスライド作動し、前記第２支持フレーム３２０の他側端にローリング及びピッチング回転可能となるように連結された第３上部連結部材６３０に上端が連結された第３ロード４２０で構成される。

前記回転板１００は、モーションシミューレータの使用時には固定板２００により回転可能となるように支持され、モーションシミューレータの移動時にはモーションシミューレータの全体構造を支持する役割をすることで、図４及び図５に示すように、端枠を形成する第１フレーム１００ａと、前記第１フレーム１００ａの内側面に所定角度間隔に両端が固定される複数の第２フレーム１００ｂで構成されている。

前記回転板１００の一側には、回転板１００の回転のための駆動力を提供するモータ１１０が装着され、図３に示すように、下側に向うように位置するモータ１００の軸には第１スプロケット１１１が結合されている。

前記第１フレーム１００ａの下面には所定角度間隔に複数のキャスター１２０が装着され、前記第１フレーム１００ａの上面には第１リンク部４００と第２リンク部５００及び第３リンク部６００の下端部が結合されている。前記複数の第２フレーム１００ｂは回転板１００の中央部で互いに交差するように結合され、その交差された中央部には中心軸２３１が貫通する貫通孔１０１が形成されている。

前記固定板２００は、モーションシミューレータの使用時にはモーションシミューレータの全体構造を支持する役割をし、モーションシミューレータの移動時には床面から上側に離隔されて床面との干渉を防止することができる構造からなっていることで、図４及び図５に示すように、端枠を形成する第３フレーム２００ａと、前記第３フレーム２００ａの内側面に所定角度間隔で両端が固定される複数の第４フレーム２００ｂで構成されている。

前記第３フレーム２００ａの上面には複数の第２スプロケット２１０が中心軸線を基準に等間隔で固定装着されていて、複数の第４フレーム２００ｂは固定板２００の中央部で互いに交差するように結合され、その交差された中央部上面には中心軸２３１が回転可能に結合されて前記回転板１００を支持する回転支持部２３０が設けられている。前記回転支持部２３０は、上部２３０ａと下部２３０ｂがベアリングで連結されて、その位置で相互回転可能に構成されている。

前記回転板１００に形成された貫通孔１０１には、前記回転支持部２３０の上部２３０ａ中央に垂直に結合された中心軸２３１が嵌れ、前記貫通孔１０１を貫通して回転板１００の上側に突出された中心軸２３１にはナット２３２が結合される。この場合、前記ナット２３２は回転板１００が回転されても緩まないように二重に重畳されて内側には楔形に結合されるハードロックナットを用いることが好ましい。

前記回転板１００と固定板２００は、同一中心軸２３１の垂直軸線に同心構造に配置される。前記中心軸２３１から前記回転板１００の端部までの長さは前記中心軸２３１から前記固定板２００の端部までの長さよりも大きく形成される。これにより、回転板１００の第１フレーム１００ａは固定板２００の第３フレーム２００ａの外側に位置し、前記第１フレーム１００ａの下面に装着されるキャスター１２０は固定板２００の外側に位置するようになって、回転板１００の回転時にキャスター１２０と固定板２００との間の干渉を防止することができる。

さらに前記回転板１００と固定板２００は、前記回転支持部２３０により上下に離隔されて結合される。前記モータ１００の軸には、第１スプロケット１１１が結合され、前記従動部は、前記固定板２００に装着された複数の第２スプロケット２１０と、前記第１スプロケット１１１と前記複数の第２スプロケット２１０に連結されるチェーン２２０で構成される。

前記回転板１００に装着されるモータ１１０の軸に結合された第１スプロケット１１１と固定板２００の上面に装着される複数の第２スプロケット２１０は同一高さに位置することになる。そして、前記モータ１１０の軸に結合された第１スプロケット１１１は前記複数の第２スプロケット２１０を連結した仮想の連結線から外側に偏心されて位置する。つまり前記第１スプロケット１１１は複数の第２スプロケット２１０よりさらに外側に位置する。

前記モータ１１０の動力を利用して回転板１００を回転させるための動力伝達構造の一実施形態として、前記第１スプロケット１１１の外側面と複数の第２スプロケット２１０の外側面にはチェーン２２０の内側面が噛合するように連結される。

前記モータ１１０の動力を利用して回転板１００を回転させるための動力伝達構造の他の実施形態では、前記モータ１１０の軸にピニオン（図示せず）を結合し、前記回転板には前記ピニオンに噛合する従動ギアが備えられたものとして構成される。

前記モータ１１０の動力を利用して回転板１００を回転させるための動力伝達構造のさらに他の実施形態として、前記モータ１１０の軸に第１プーリ（図示せず）を結合し、前記固定板２００の上面に複数の第２プーリ（図示せず）を装着して前記第１プーリと複数の第２プーリにタイミングベルトが連結されるように構成することができる。

モーションシミューレータの使用時には、後述するように、前記固定板２００が設置場所の床面Ｂに支持され、前記回転板１００が床面Ｂから上側に離隔されて位置される。このように固定板２００が床面Ｂに支持され、回転板１００とその上部の全体構造物が回転自由な状態においてモータ１１０が作動されると、モータ１１０の軸に結合された第１スプロケット１１１が回転され、前記第１スプロケット１１１に噛合されたチェーン２２０に動力が伝達される。前記複数の第２スプロケット２１０は固定板２００で回転できないように固定装着されているので、動力が伝達される際に、前記第２スプロケット２１０がチェーン２２０に作用する反撥力によりモータ１１０の軸に結合された第１スプロケット１１１はチェーン２２０の内側面に沿って回転すると共に、回転板１１０とその上部の構造物全体が回転される。

このように、本発明のモーションシミューレータは、その下部支持構造を第１フレーム１００ａと第２フレーム１００ｂとで構成された回転板１００と、第３フレーム２００ａと第４フレーム２００ｂで構成された固定板２００が上下に重畳されるように構成され、回転板１００に装着されたモータ１１０の動力が第１スプロケット１１１と複数の第２スプロケット２１０及びチェーン２２０を媒介に回転板１００に伝達されるように構成することで、ヨーイング（Ｙａｗｉｎｇ）回転時、従来技術に比べて回転板１００の重量を大幅に減少して回転板１００に作用する慣性力を減少させることで、モータ１１０の負荷を低減すると共に、大きな減速比を得ることができ、ヨーイング回転動作の応答速度が早くなって迅速かつ正確なヨーイング回転が可能となり、固定板２００の重量も減少されてモーションシミューレータの全体重量が減少されるにつれてモーションシミューレータの移動が容易となる長所がある。

以下では、モーションシミューレータの使用時と移動時に回転板１００と固定板２００の床面Ｂに対する支持構造の変更のための構成を説明する。

前記回転板１００と固定板２００の床面Ｂに対する支持構造の変更のための一実施形態として、図６に示すように、モーションシミューレータの使用時にはキャスター１２０と床面Ｂとが離隔されるようにし、モーションシミューレータの荷重が固定板２００によって支持されるようにするための構成で、前記固定板２００の下端部と床面Ｂとの間に介在されるゴム板２４０が備えられる。この場合、前記ゴム板２４０は固定板２００の下側に所定間隔で複数個が配置されたものとして構成される。固定板２００の下側にゴム板２４０が嵌ると、固定板２００は床面Ｂに支持された状態に固定され、回転板１００に装着されたキャスター１２０の下端部は床面Ｂの上側に離隔されて回転板１００は回転可能な状態となる。

モーションシミューレータの移動時には、固定板２００と床面Ｂとの間に介在されたゴム板２００を除去することで、固定板２００と床面Ｂとが離隔され、モーションシミューレータの荷重が回転板１００に装着されたキャスター１２０に作用するようにし、モーションシミューレータの移動を容易に行うようにする。

前記回転板１００と固定板２００の床面Ｂに対する支持構造変更のための他の実施形態として、図７及び図８に示すように、前記回転板１００とキャスター１２０との間には、前記キャスター１２０の上下位置を調節する昇降手段１３０が備えられる。前記昇降手段１３０は、モーションシミューレータの使用時にはキャスター１２０を昇降させて床面Ｂに固定板２００が支持されるようにして回転板１００の回転が可能とさせ、モーションシミューレータの移動時にはキャスター１２０を下降させて床面Ｂと固定板２００とが離隔されるようにすることで、モーションシミューレータの移動を容易とする役割をする。

前記昇降手段１３０は、回転板１００の下面に上面が装着される固定部材１３１と、前記キャスター１２０の上面に固定され、前記固定部材１３１の内側でキャスター１２０とともに上下移動可能に配置される上下移動部材１３２と、前記固定部材１３１の上部を貫通して下端が上下移動部材１３２に結合され、上端は上下駆動手段（図示せず）に連結されるシャフト１３３を含んで構成される。

前記固定部材１３１は、内部が中空された六面体形状の本体部１３１ａの上面中央に貫通孔１３１ｂが形成されて前記貫通孔１３１ｂにシャフト１３３の胴部１３３ａが挿入され、前記固定部材１３１の本体部１３１ａの下部は開放されて前記上下移動部材１３２とキャスター１２１が前記固定部材１３１の本体部１３１ａの内部で上下移動可能に構成されている。

前記上下移動部材１３２は、内部が中空された六面体形状の本体部１３２ａの上面中央に締結孔１３２ａが形成されて前記締結孔１３２ａにシャフト１３３の下端部に形成された締結溝１３３ｂが結合され、前記上下移動部材１３２の本体部１３２ａの下面にはキャスター１２０の上部が固定される構造からなっている。そして、前記シャフト１３３の上端部に形成された上部締結部１３３ｃは上下駆動手段（図示せず）に連結されている。

モーションシミューレータの使用時には、図８（ａ）に示すように、上下駆動手段によりシャフト１３３と上下移動部材１３２及びキャスター１２０が上側に移動されて回転板１００は回転可能な状態となり、固定板２００は床面Ｂに支持された状態となる。
モーションシミューレータの移動時には、図８（ｂ）に示すように上下駆動手段によりシャフト１３３と上下移動部材１３２及びキャスター１２０が下側に移動されてキャスター１２０が床面Ｂに支持され、固定板２００は床面Ｂの上側に離隔されて移動の自由な状態となる。

一方、本発明では、モーションシミューレータの使用時と移動時に、キャスター１２０のヨーイング（Ｙａｗｉｎｇ）回転を規制するためのロック手段１４０が備えられていることを特徴とする。

前記ロック手段１４０は、モーションシミューレータの使用時には、キャスター１２０のタイヤ１２１が回転板１００の回転方向に向けて並んだ状態でキャスター１２０のヨーイング回転が抑制されるロック状態となるようにし、回転板１００が回転する際に干渉を防止しながら安定的な回転が行われるようにし、モーションシミューレータの移動時には、キャスター１２０のロックを解除してキャスター１２０のヨーイング回転を自由状態とすることで、モーションシミューレータの移動を容易とする役割をする。

図９及び図１０を参照する。前記キャスター１２０は、タイヤ１２１とタイヤ１２１の回転軸１２１ａに連結され、

前記タイヤ支持台１２２の上端に連結された回転部１２４及び前記回転部１２４を前記回転板１００に固定する上部固定板１２５で構成される。前記上部固定板１２５に固定される回転部１２４の上部１２４ａと、タイヤ支持台１２２に固定される回転部１２４の下部１２４ｂとは相互回転可能となるように連結されている。

前記ロック手段１４０は、前記上部固定板１２５に一端が結合され、第１回転軸１４１ａと第２回転軸１４１ｂが前後に離隔されて内部に結合された本体部１４１と、前記本体部１４１の前方側に第１取手部１４２ａが突出形成され、後方両側には前記第１回転軸１４１ａに回動可能に結合されるカム部１４２ｂが形成され、前記カム部１４２ｂの後端には第１掛け部１４２ｃが形成された第１レバー１４２と、前記第２回転軸１４１ｂに回動可能に結合され、前方両側部には前記カム部１４２ｂに滑り接触され、前記第１掛け部１４２ｃに掛けられる第２掛け部１４３ｂが形成され、後端中央部には前記掛金１２３に掛けられる「［」状のロック溝１４３ｄが形成される。前記ロック溝１４３ｄの両側には前記キャスター１２０のヨーイング回転に連動して前記掛金１２３を前記ロック溝１４３ｄ側に案内するように傾いた形状のガイド面１４３ｅが形成された第２レバー１４３及び前記第２レバー１４３の前端部が前記第１レバー１４２の後端部を加圧するように前記第２レバー１４３を弾性支持する弾性部材１４４を含む。

前記弾性部材１４４は、前記第２レバー１４３に形成された弾性部材固定孔１４３ｃを貫通して第２回転軸１４１ｂ周辺に備えられ、前記弾性部材１４４の両端は本体部１４１の内側面に支持されるように結合される。

図１１は、モーションシミューレータの使用時にキャスター１２０が回転板１００の回転方向に向けて並んだ状態でキャスター１２０のヨーイング回転が抑制されるようにロックされた状態を示すものである。この場合、第１レバー１４２の第１取手部１４２ａは下に押され、第１レバー１４２の第１掛け部１４２ｃと第２レバー１４３の第２掛け部１４３ｂのロックが解除された状態となる。これにより、第２レバー１４３のロック溝１４３ｄは、掛金１２３にロック可能な高さの位置となり、キャスター１２０のヨーイング回転時に掛金１２３は、第２レバー１４３のガイド面１４３ｅに乗ってロック溝１４３ｄ側にガイドされてロック状態となることができる。

その他に、モーションシミューレータの移動時には、図１２に示すように第１レバー１４２の第１取手部１４２ａを上側に引くと、梃子の原理によって第１レバー１４２と第２レバー１４３が互いに反対方向に回転しながら第２レバー１４３の第２掛け部１４３ｂが第１レバー１４２のカム部１４２ｂに乗って回転されて第１掛け部１４２ｃに自然に掛けられる。この場合、第２レバー１４３のロック溝１４３ｄとガイド面１４３ｅが形成された後方側端は掛金１２３の上側に離隔されるように持ち上げられてキャスター１２０がヨーイング回転をしても掛金１２３にロック溝１４３ｄの掛けが不可能な位置となってキャスター１２０は自由にヨーイング回転の可能な状態となる。このとき、前記弾性部材１４４の力により第２レバー１４３の第２掛け部１４３ｂが形成された前方側端は、第１レバー１４２の第１掛け部１４２ｃが形成された後方側端に向う方向に加圧されて第１掛け部１４２ｃと第２掛け部１４３ｂとの間の掛け状態が維持されるので、第１レバー１４２の第１取手部１４２ａを下に引いても第１レバー１４２の回転が抑制されてロック解除状態は継続維持される。

ロック解除状態をロック可能状態に切り替えるための構成として、前記第２レバー１４３には、前記第１レバー１４２の第１掛け部１４２ｃと前記第２レバー１４３の第２掛け部１４３ｂとの間の掛け状態を受動で解除するための第２取手部１４３ａが形成されている。よって、モーションシミューレータの設置後にロック解除状態をロック可能状態に切り替えようとする場合には、作業者が前記第２レバー１４３に形成された第２取手部１４３ａを下に引いて第１掛け部１４２ｃと第２掛け部１４３ｂとの間の掛け状態を解除した後に第１レバー１４２の第１取手部１４２ａを下に引くと、前記図１１に示すように、掛金１２３とロック溝１４３ｄとの間のロック可能状態となってキャスター１２０のヨーイング回転により再びロック状態に切り替えるようになる。

このように本発明では、キャスター１２０のヨーイング回転を規制することができるロック手段１４０を備えることで、モーションシミューレータの使用時には、キャスター１２０を回転板１００の回転方向にに向けて並んだ状態で固定させてキャスター１２０のヨーイング回転を抑制させることで、回転板１００のヨーイング回転に干渉を与えないようにし、モーションシミューレータの移動時にはキャスター１２０のヨーイング回転を自由にさせてモーションシミューレータの移動を容易にさせる長所がある。

以下に、図１３ないし図１８を参照して本発明に係るモーションシミューレータの作用を説明する。

図１３に示すように、モーションシミューレータの昇降時には、第１駆動手段と第２駆動手段及び第３駆動手段を駆動させて第１ロード４２０と第２ロード５２０及び第３ロード６２０が上方向にスライドされるようにして可動フレーム３００を昇降させる。

このように、前記第１ロード４２０と第２ロード５２０及び第３ロード６２０が上方向にスライドされる過程においては、第２リンク部５００と第３リンク部６００の上下端部である第２上部連結部材５３０、第２下部連結部材５４０、第３上部連結部材６３０及び第３下部連結部材６４０では、第２リンク部材５１０と第３リンク部材６１０が左右方向に所定角度分に離れるようにローリング回転運動することになる。

図１４は、モーションシミューレータのヨーイング（Ｙａｗｉｎｇ）回転運動を示すもので、ヨーイング回転時には固定板２００が床面に支持され、回転板１００はモータ１１０の駆動による第１スプロケット１１１とチェーン２２０及び第２スプロケット２１０の相手運動により両方向に迅速かつ正確なヨーイング回転が可能となる。

図１５及び図１６は、モーションシミューレータのピッチング（Ｐｉｔｃｈｉｎｇ）回転を示すものである。

図１５のように、前方に傾いた状態を実現する場合には、第１リンク部４００の第１駆動手段を駆動させて第１ロード４２０を上方向にスライドさせ、第２リンク部５００と第３リンク部６００の第２駆動手段と第３駆動手段で第２ロード５２０と第３ロード６２０を昇降させて傾いた角度を調節することになる。

図１６のように、後方に傾いた状態を実現する場合には、第２リンク部５００と第３リンク部６００の第２駆動手段と第３駆動手段を駆動させて第２ロード５２０と第３ロード６２０を上方向にスライドさせ、第１リンク部４００の第１駆動手段で第１ロード４２０を昇降させて傾いた角度を調節することになる。

図１７及び図１８は、本発明に係るモーションシミューレータのローリング（Ｒｏｌｌｉｎｇ）回転を示すものである。

図１７のように、左側に傾いた状態を実現する場合には、第２リンク部５００の第２駆動手段を駆動させて第２ロード５２０を上方向にスライドさせ、第３リンク部６００の第３駆動手段で第３ロード６２０を昇降させて傾いた角度を調節することになる。

図１８のように、右側に傾いた状態を実現する場合には、第３リンク部６００の第３駆動手段を駆動させて第３ロード６２０を上方向にスライドさせ、第２リンク部５００の第２駆動手段で第２ロード５２０を昇降させて傾いた角度を調節することになる。

このように、本発明では、簡単な構造で昇降、ヨーイング、ピッチング及びローリング運動を複合的に行うことで、多自由度の３次元運動を実現することができ、ユーザはさらにリアルな仮想環境を体験するようになる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

Claims

一側にはモータ１１０が装着され、下面には複数のキャスター１２０が装着された回転板１００と、
前記回転板１００が回転可能となるようにその下部を支持し、前記モータ１１０の軸に噛合する従動部が固定装着された固定板２００と、
前記回転板１００の上側に離隔配置される可動フレーム３００と、
前記回転板１００と前記可動フレーム３００との間に結合されて前記可動フレーム３００を支持すると共に上下に運動させる複数のリンク部と、を含み、
前記キャスター１２０には、垂直線を基準とした前記キャスター１２０のヨーイング回転を規制するロック手段１４０が備えられ、モーションシミューレータの使用時には、前記回転板１００の回転方向に向けて並んだ前記キャスター１２０がロックされるようにし、前記モーションシミューレータの移動時には前記キャスター１２０のロックが解除されるように構成され、
前記モーションシミューレータの使用時に、前記キャスター１２０と前記固定板２００が設置される床面Ｂとが離隔されるように前記固定板２００の下端部と前記床面Ｂとの間に介在されるゴム板２４０が備えられることを特徴とする、
モーションシミューレータ。
前記モータ１００の軸には第１スプロケット１１１が結合され、前記従動部は、前記固定板２００に装着された複数の第２スプロケット２１０と、前記第１スプロケット１１１と前記複数の第２スプロケット２１０に連結されるチェーン２２０を含むことを特徴とする請求項１に記載のモーションシミューレータ。
前記回転板１００と固定板２００は同一中心軸線に同心構造に配置され、前記中心軸線から前記回転板１００の端部までの長さは前記中心軸線から前記固定板２００の端部までの長さよりも大きく形成され、前記キャスター１２０は前記固定板２００の外側に位置することを特徴とする請求項１に記載のモーションシミューレータ。
前記固定板２００の中央部上面には中心軸２３１が回転可能に結合されて前記回転板１００を支持する回転支持部２３０が備えられ、前記回転板１００の中央部には前記中心軸２３１が上下に貫通する貫通孔１０１が形成され、前記貫通孔１０１を貫通した前記中心軸２３１にはハードロックナット２３２が締結されていることを特徴とする請求項３に記載のモーションシミューレータ。
前記固定板２００に装着された複数の第２スプロケット２１０は前記固定板２００の中心軸線を基準に等間隔に配置され、前記第１スプロケット１１１は前記複数の第２スプロケット２１０の外側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のモーションシミューレータ。
前記回転板１００と前記キャスター１２０との間には、前記キャスター１２０の上下位置を調節する昇降手段１３０が備えられていることを特徴とする請求項１に記載のモーションシミューレータ。
前記昇降手段１３０は、前記回転板１００の下面に装着される固定部材１３１と、前記キャスター１２０の上面に固定され、前記固定部材１３１の内側で前記キャスター１２０と共に上下移動可能に配置される上下移動部材１３２と、前記固定部材１３１の上部を貫通して下端が前記上下移動部材１３２に結合され、上端は上下駆動手段に連結されるシャフト１３３と、を含むことを特徴とする請求項６に記載のモーションシミューレータ。