KR100249622B1

KR100249622B1 - 가상현실 체감용 시뮬레이터의 요잉 모션 증대장치

Info

Publication number: KR100249622B1
Application number: KR1019970080961A
Authority: KR
Inventors: 류승호
Original assignee: 전주범; 대우전자주식회사
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 2000-03-15
Also published as: KR19990060718A

Abstract

본 발명은 가상현실 체감용 시뮬레이터의 요잉 모션(yawing motion) 증대장치에 관한 것으로, 기대(1)의 상부에 결합되는 지지판(10)의 상부에 유동판(20)이 복수개의 길이 가변요소(50)에 의해 변위 가능하게 결합된 가상현실 쳬감용 시뮬레이터에 있어서, 기대(1)의 상부에 고정된 고정판(2)의 중간부에 중심축(3)의 하단부가 볼 조인트(70)로 결합되고, 중심축(3)의 상단부에는 유동판(20)이 회전수단(300)에 의해 회전 가능하게 결합되며, 상기 지지판(10)이 상기 고정판(2) 위에 착탈수단(400)에 의해 결합 및 분리 가능하게 결합된 구성으로 되어 있다.

이러한 본 발명은 유동판이 중심축을 중심으로 회전됨으로써 공간 좌표에서 요잉 모션(yawing motion)이 증대되어 운동영역이 확대된 이점이 있는 것으로, 복수개의 길이 가변요소를 선택적으로 구동시킴과 아울러 중심축을 승강시킴에 의해 예를 들어 유동판 위에 결합되는 의자의 위치를 3차원 공간에서 다양하게 변위시킬 수 있게 되므로 매우 다채로운 진동을 느낄 수 있게 되며, 이에 의하여 가상환경을 아주 실감있게 체험할 수 있게 되었다.

Description

가상현실 체감용 시뮬레이터의 요잉 모션 증대장치(APPRATUS INCREASING YAWING MOTION OF VITUAL REALITY BODILY SENSATION SIMULATOR)

본 발명은 가상현실 체감용 시뮬레이터의 요잉 모션 증대장치에 관한 것으로, 특히 요잉 모션(yawing motion)의 운동영역을 확대하여 가상현실을 보다 실감있게 체험하도록 한 가상현실 체감용 시뮬레이터의 요잉 모션 증대장치에 관한 것이다.

일반적으로 가상현실(virtual reality) 장치는 컴퓨터에 의해 재어되는 에치엠디 및 의자와 같은 체감장치에 의해 가상 환경에 따른 동적 변화를 재현함으로써 이용자가 가상의 현실을 마치 현실 처럼 느낄 수 있도록 하는 것으로 게임자용 등으로 보급되어 있다.

이러한 가상현실 장치에서 이용자가 가상적인 환경을 보다 실감있게 느낄 수 있도록 하기 위해서는 이용자의 의자를 다채롭게 진동시켜 동적 변화를 생동적으로 재현하도록 하는 것이 필요하다.

이와 같은 목적으로 본원인에 의해 개발되고 특허출원(96-60472호)된 가상현실 쳬감용 시뮬레이터가 도 1 및 도 2에 도시되어 있으며, 도 1에는 이 가상현실 쳬감용 시뮬레이터의 부분 사시도가 도시되고, 도 2에는 이 가상현실 쳬감용 시뮬레이터의 부분 정면도가 도시되어 있다.

이에 도시한 바와 같이, 기 출원된 가상현실 쳬감용 시뮬레이터는 기대(1)의 상부에 지지판(10)이 고정되고, 상기 지지판(10)의 상부에 설치되는 유동판(20)의 주연부에 복수개의 회전봉(30;31,32,33,34,35,36)이 회전 가능하게 결합되어 있으며, 상기 지지판(10)과 유동판(20) 사이에는 복수개의 길이 가변요소(50)가 연결되어 있다.

상기 길이 가변요소(50)는 래크(51)와, 이 래크(51)가 삽입됨과 아울러 중간부에 래크(51)의 일부가 노출되도록 노출홈(53)이 형성된 원형 지지관(52)으로 이루어져 있다.

상기 길이 가변요소(50)의 래크(51)는 상기 회전봉(30;31,32,33,34,35,36)에 상단부가 각각 유니버셜 조인트(60)로 연결되고, 원형 지지관(52)의 하단부는 상기 지지판(10)에 볼 조인트(70)로 각각 연결되어 있다.

상기 볼 조인트(70)는 지지판(10)에 고정되는 볼 소켓(71)과 상기 원형 지지관(52)의 하단부에 고정되어 상기 볼 소켓(71)에 삽입되는 볼(72)로 이루어져 있다.

상기 길이 가변요소(50)의 원형 지지관(52)의 중간부에는 하우징(80)이 결합되어 있으며, 상기 하우징(80)에는 길이 가변요소(50)를 구동시키기 위한 구동수단(90)이 결합되고, 상기 하우징(80)의 하부에는 변위 감지수단(100)이 결합되어 있다.

상기 구동수단(90)은 하우징(80)의 중간부에 고정되는 모터(91)와; 상기 모터(91)의 축에 고정되는 구동기어(92)와; 상기 길이 가변요소(50)의 래크(51)에 외치차로 맞물리는 태양기어(93)와; 상기 태양기어(93)의 내치차와 구동기어(92) 사이에 맞물리는 한 쌍의 이중기어인 위성기어(94)로 구성되어 있다.

상기 유동판(20)의 상면에는 예를 들어 의자(200)가 고정되고, 상기 변위 감지수단(100)에는 로터리 엔코더(rotary encoder)가 이용된다.

그리고, 상기 원형 지지관(52)의 하단부와 래크(51)의 상단부는 각각 볼 조인트(70)와 유니버셜 조인트(60)로 연결된 것으로 예시되어 있으나, 양단부 모두를 볼 조인트(70)로 연결하거나, 유니버셜 조인트(60)로 연결할 수도 있다.

상기한 바와 같은 종래의 가상현실 쳬감용 시뮬레이터는 하우징(80)에 결합된 구동수단(90)의 모터(91)가 회전하게 되면 구동기어(92)에 맞물린 양쪽 위성기어(94)가 회전하면서 위성기어(94)와 내치차로 맞물린 태양기어(93)가 감속 회전하고, 태양기어(93)가 회전함에 따라 외치차로 맞물린 길이 가변요소(50)의 래크(51)가 모터(91)의 회전 방향에 따라 상측 또는 하측으로 이동하게 된다.

상기 복수개(도면에는 6개)의 길이 가변요소(50)는 각 구동수단(90)의 구동에 의해 어느 하나 또는 일부만 부분적으로 구동되거나, 동시에 모두 구동될 수 있으며, 길이 가변요소(50)가 부분적 또는 전체적으로 움직이게 되면 길이 가변요소(50)의 3차원 공간 좌표에서의 위치가 변경되며, 길이 가변요소(50)의 부분적 또는 전체적 움직임에 따라 길이 가변요소(50)의 상,하단부가 연결되어 있는 유니버셜 조인트(60)와 볼 조인트(70)가 각각 대응하여 균형있게 움직이게 됨으로써 의자(200)의 위치가 원활하게 변위된다.

상기 각 구동수단(90)의 모터(91)는 콘트롤러가 입력된 프로그램에 따라 제어함으로써 어는 일부 또는 전체가 구동되며, 구동수단(90)의 모터(91)가 회전하여 의자(200)의 위치가 변위되는 동안, 변위 감지수단(100)이 예를 들어 태양기어(93)의 회전수를 감지하게 되며, 콘트롤러는 태양기어(93)의 회전수가 결국 의자(200)의 위치를 결정하게 되므로 변위 감지수단(100)의 감지신호에 따라 의자(200)의 현재 위치를 인식함과 아울러 다음 위치로 변경시키게 된다.

이와 같은 가상현실 쳬감용 시뮬레이터는 구동수단에 의해 복수개의 길이 가변요소를 선택적으로 구동시켜 예를 들어 의자의 위치를 3차원 공간에서 다양하게 변위시킬 수 있게 되므로 다채로운 진동을 느낄 수 있게 되며, 이에 의하여 가상환경을 보다 실감있게 체험할 수 있게 되었다.

그러나, 상기한 바와 같은 가상현실 쳬감용 시뮬레이터는 유동판 길이 가변요소에만 의지하여 제한된 영역에서 운동하도록 되어 있으므로 요잉 모션(yawing motion)의 경우 360°회전을 할 수 없는 문제점이 있으며, 이에 따라 탑승자가 가상 현실을 보다 실감있게 느끼기에 부족한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 결함 및 문제점을 해소하기 위하여 창안한 것으로, 요잉 모션(yawing motion)의 운동영역을 확대하여 가상현실을 보다 실감있게 체험할 수 있게 되는 가상현실 체감용 시뮬레이터의 요잉 모션 증대장치를 제공하기 위한 것이다.

상술한 바와 같은 종래의 가상현실 쳬감용 시뮬레이터는 길이 가변요소가 고정 위치에 결합되어 있으므로 유동판을 별도의 회전수단으로 회전시키고자 하여도 회전시킬 수 없다. 이에 각 길이 가변요소를 전체적으로 회전시키도록 하고, 유동판과 그 위에 가하여지는 하중이 유동판을 지지하는 중심축에 의해 지지되도록 하면, 유동판을 중심축에 대하여 회전시키거나, 중심축 자체를 회전시킴에 의해 유동판을 회전시키는 것이 가능하게 된다. 즉, 길이 가변요소을 조작에 의해 착탈식으로 구성한다면 유동판을 별도의 회전수단에 의해 회전시키는 것이 가능하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 기대의 상부에 결합되는 지지판의 상부에 유동판이 복수개의 길이 가변요소에 의해 변위 가능하게 결합된 가상현실 쳬감용 시뮬레이터에 있어서, 기대의 상부에 고정된 고정판의 중간부에 중심축의 하단부가 볼 조인트로 결합되고, 중심축의 상단부에는 유동판이 회전수단에 의해 회전 가능하게 결합되며, 상기 지지판이 상기 고정판 위에 착탈수단에 의해 결합 및 분리 가능하게 결합되어 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 가상현실 쳬감용 시뮬레이터의 부분 사시도.

도 2는 종래 가상현실 쳬감용 시뮬레이터의 부분 정면도.

도 3은 본 발명에 의한 가상현실 쳬감용 시뮬레이터의 부분 사시도.

도 4는 본 발명에 의한 가상현실 쳬감용 시뮬레이터의 부분 단면도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1 : 기대 2 : 고정판

3 : 중심축 10 : 지지판

20 : 유동판 50 : 길이 가변요소

70 : 볼 조인트 300 : 회전수단

310 : 모터 320 : 피니언

330 : 피동기어 400 : 착탈수단

이하, 이와 같은 본 발명을 첨부한 도면에 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 가상현실 쳬감용 시뮬레이터의 부분 사시도를 보인 것이고, 도 4는 본 발명에 의한 가상현실 쳬감용 시뮬레이터의 부분 단면도를 보인 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 기대(1)의 상부에 고정판(2)이 고정되어 있으며, 상기 고정판(2)의 중간부에는 중심축(3)의 하단부가 볼 조인트(70)로 결합되고, 중심축(3)의 상단부에는 유동판(20)이 회전수단(300)에 의해 회전 가능하게 결합되어 있다.

상기 고정판(2) 위에는 지지판(10)이 착탈수단(400)에 의해 결합 및 분리 가능하게 결합되어 있다.

또한, 상기 유동판(20)의 주연부에 복수개의 회전봉(30)이 회전 가능하게 결합되어 있으며, 상기 지지판(10)과 유동판(20) 사이에는 복수개의 길이 가변요소(50)가 연결되어 있다.

상기 회전수단(300)은 유동판(20)에 모터(310)가 고정되고, 모터(310)의 축에 고정된 피니언(320)이 상기 중심축(3)의 상단부에 고정된 피동기어(330)에 이맞물림으로 결합된 구성으로 되어 있다.

상기 착탈수단(400)에는 전자석(410)이 이용되어 있고, 상기 유동판(20)은 중심축(3)의 상단부에 베어링(4)을 개재하여 결합되어 있다. 그리고, 그외 다른 구성은 종래와 동일하다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명 가상현실 체감용 시뮬레이터의 요잉 모션 증대장치는 지지판(10)과 유동판(20) 사이에 결합된 길이 가변요소(50)가 선택적으로 길이가 가변됨에 따라 지지판(10)의 상부에 결합된 유동판(20)의 위치가 다양하게 변위된다.

그리고, 필요에 따라 유동판(20)을 회전시켜 보다 다채롭게 구동시키고자 하는 경우에는 상기 고정판(2)과 지지판(10) 사이에 결합된 전자석(410)에 전원을 차단하면, 전자석(310)의 자력이 제거되어 지지판(10)과 고정판(2)이 분리 가능하게 되므로, 이 때 유동판(20)을 모터(310)의 구동력으로 회전시킴으로써 유동판(20)을 보다 다양하게 구동시킬 수 있다.

상기 모터(310)를 구동시키면 피니언(320)이 회전되면서 피동기어(330)를 따라 공전하므로 유동판(20)이 중심축(3)을 기준으로 360°회전하게 된다.

또, 상기 유동판(20)의 회전을 정지시킨 후에는 전자석(310)에 전원을 인가하여 지지판(10)과 고정판(2)을 자력으로 부착시킴으로써 지지판(10)을 안정하게 고정할 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명 가상현실 쳬감용 시뮬레이터는 유동판(20)를 길이 가변요소(50)를 선택적으로 구동시켜 변위시키면서 유동판(20)을 회전시켜 위치를 더욱 다양하게 변위시킬 수 있으므로 동적 움직임을 보다 실감있게 느낄 수 있도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 유동판이 중심축을 중심으로 회전됨으로써 공간 좌표에서 요잉 모션(yawing motion)이 증대되어 운동영역이 확대된 이점이 있는 것으로, 복수개의 길이 가변요소를 선택적으로 구동시킴과 아울러 중심축을 승강시킴에 의해 예를 들어 유동판 위에 결합되는 의자의 위치를 3차원 공간에서 다양하게 변위시킬 수 있게 되므로 매우 다채로운 진동을 느낄 수 있게 되며, 이에 의하여 가상환경을 아주 실감있게 체험할 수 있게 되었다.

지금까지 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 명세서에 기재되고 청구된 원리의 진정한 정신 및 범위 안에서 수정 및 변경할 수 있는 여러가지 실시형태는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것임을 이해하여야 할 것이다.

Claims

기대(1)의 상부에 결합되는 지지판(10)의 상부에 유동판(20)이 복수개의 길이 가변요소(50)에 의해 변위 가능하게 결합된 가상현실 쳬감용 시뮬레이터에 있어서, 기대(1)의 상부에 고정된 고정판(2)의 중간부에 중심축(3)의 하단부가 볼 조인트(70)로 결합되고, 중심축(3)의 상단부에는 유동판(20)이 회전수단(300)에 의해 회전 가능하게 결합되며, 상기 지지판(10)이 상기 고정판(2) 위에 착탈수단(400)에 의해 결합 및 분리 가능하게 결합되어 구성된 것을 특징으로 하는 가상현실 체감용 시뮬레이터의 요잉 모션 증대장치.
제 1 항에 있어서, 상기 회전수단(300)은 유동판(20)에 모터(310)가 고정되고, 상기 모터(310)의 축에 고정된 피니언(320)이 상기 중심축(3)의 상단부에 고정된 피동기어(330)에 이맞물림으로 결합되어 구성된 것을 특징으로 하는 가상현실 체감용 시뮬레이터의 요잉 모션 증대장치.
제 1 항에 있어서, 상기 착탈수단(400)은 상기 고정판(2)과 상기 지지판(10)을 자력에 의해 결합하기 위한 전자석(310)인 것을 특징으로 하는 가상현실 체감용 시뮬레이터의 요잉 모션 증대장치.