KR101332972B1

KR101332972B1 - 요트 가상운항 시스템

Info

Publication number: KR101332972B1
Application number: KR1020120043001A
Authority: KR
Inventors: 김종근
Original assignee: 김종근
Priority date: 2012-04-25
Filing date: 2012-04-25
Publication date: 2013-11-25
Also published as: KR20130120043A

Abstract

본 발명은 요트 가상운항 시스템에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 해양요트의 조종특성 및 운항 능력 향상 훈련을 위하여 요트를 6 자유도로 운동을 시켜서 가상 체험훈련을 시킬 수 있는 요트 가상운항 시스템에 대한 것이다.
본 발명에 따른 요트 가상운항 시스템은 수직운동수단과, 수평운동수단과, 회전운동수단을 포함한다. 상기 수직운동수단은 일단이 요트의 하부에 결합되고 상기 요트를 상하로 운동시킬 수 있도록 타단이 상기 일단에 대하여 이동할 수 있는 신축운동부재를 복수 개 구비하여 상기 요트의 수직운동과 롤운동 및 피치운동을 시킬 수 있다. 상기 수평운동수단은 상기 수직운동수단을 전후좌우로 이동시켜 상기 요트를 전후좌우로 운동시킬 수 있다. 상기 회전운동수단은 상기 수직운동수단을 회전시켜 상기 요트의 요운동을 시킬 수 있다.
본 발명에 의하면 요트를 6 자유도로 운동시킬 수 있다. 그래서 요트를 실제의 상황으로 모사할 수 있다. 따라서 일반인들에게 요트 조종훈련을 시킬 수 있으며, 요트 체험형 및 교육용 시뮬레이터를 구현할 수 있다.

Description

요트 가상운항 시스템{The virtual navigation system for ship}

본 발명은 요트 가상운항 시스템에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 해양선박이나 요트의 조종특성 및 운항 능력 향상 훈련을 위하여 선박이나 요트를 6 자유도로 운동을 시켜서 가상 체험훈련을 시킬 수 있는 요트 가상운항 시스템에 대한 것이다.

사회가 선진화됨에 따라 해양 레저의 인구가 급속하게 증가하고 있다. 하지만 일반인들의 경우 레저요트의 조종 숙련도가 부족하며, 조종 훈련을 배우는 것이 쉽지 않다.

그래서 해양 레저 요트의 해양 사고 방지를 위하여 해양 레저 요트의 조종 특성 및 운항 능력 향상 훈련이 필요하다. 하지만 해양 레저 요트의 경우 파도의 운동에 따라 요트가 다양하게 움직이고,그 요트의 속도 및 자세 변화 범위가 커 기존의 수학적 모델링에 의한 예측은 무리가 있다.

이로인하여 실제 사항에 맞게 요트의 운동을 모사하고 가상현실 기술을 이용하여 요트의 모사된 운동에 따라 운항 정보를 사용자에게 보여주는 요트 가상운항 시스템의 필요성이 대두되고 있다.

본 발명은 상기에서 설명한 일반인들의 레저 요트 조종 숙련도 부족을 해결하기 위하여 요트를 실제 사항에 맞게 6 자유도로 운동시켜서 요트 조종의 훈련을 시킬 수 있는 요트 가상운항 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 요트 가상운항 시스템은 수직운동수단과, 수평운동수단과, 회전운동수단을 포함한다. 상기 수직운동수단은 일단이 요트의 하부에 결합되고 상기 요트를 상하로 운동시킬 수 있도록 타단이 상기 일단에 대하여 이동할 수 있는 신축운동부재를 복수 개 구비하여 상기 요트의 수직운동과 롤운동 및 피치운동을 시킬 수 있다. 상기 수평운동수단은 상기 수직운동수단을 전후좌우로 이동시켜 상기 요트를 전후좌우로 운동시킬 수 있다. 상기 회전운동수단은 상기 수직운동수단을 회전시켜 상기 요트의 요운동을 시킬 수 있다.

또한, 상기 요트 가상운항 시스템은 상기 요트의 정면에 설치된 디스플레이수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 요트 가상운항 시스템에 있어서, 상기 수직운동수단은 상기 요트의 아래에 위치한 플랫폼을 더 구비하며, 상기 신축운동부재는 수직으로 위치하여 타단이 상기 플랫폼에 결합된 것이 바람직하다.

또한, 상기 요트 가상운항 시스템에 있어서, 상기 신축운동부재는 모터가 내장된 구동봉과, 일단이 노출되고 상기 구동봉의 모터에 의하여 회전할 수 있도록 타단이 상기 구동봉에 삽입된 스크류와, 상기 스크류의 회전으로 상기 스크류를 따라 이동할 수 있도록 상기 스크류의 일단에 결합된 이동봉과, 일단은 상기 이동봉에 삽입되고 타단은 상기 구동봉에 삽입되어 상기 스크류가 회전시 상기 이동봉이 상기 스크류를 따라 이동할 수 있도록 안내하는 가이드봉을 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 수직운동수단은 상기 구동봉의 하단이 상기 플랫폼의 상부에 결합되고 상기 이동봉의 상단이 상기 요트의 하부에 결합된다.

또한, 상기 요트 가상운항 시스템에 있어서, 상기 수평운동수단은 지지벽과, 북수의 상기 신축운동수단을 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 지지벽은 상기 플랫폼을 감싸고, 상기 신축운동부재는 상기 플랫폼을 전후좌우로 이동시킬 수 있도록 일단은 상기 플랫폼에 결합하고 타단은 상기 지지벽에 지지된다.

또한, 상기 요트 가상운항 시스템에 있어서, 상기 지지벽은 내측에 기어이가 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 회전운동수단은 상기 기어이와 맞물리며 상기 수평운동수단의 신축운동부재에 결합된 기어와 상기 기어를 회전시키는 모터를 구비하며, 상기 모터로 상기 기어를 회전시켜서 상기 플랫폼을 회전시킨다.

또한, 상기 요트 가상운항 시스템에 있어서, 상기 수직운동수단은 상기 플랫폼을 지지하는 제1바퀴를 더 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 수평운동수단은 상기 수평운동수단의 신축운동부재를 지지하는 제2바퀴를 더 구비한다.

상기 요트 가상운항 시스템은 상기 요트에 바람을 불어주기 위하여 설치된 송풍팬을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 요트 가상운항 시스템에 있어서, 상기 송풍팬은 상기 요트에 부는 바람의 각도를 변화시키기 위하여 상기 요트의 주위를 따라 회전할 수 있게 설치된 것디 바람직하다.

또한, 상기 요트 가상운항 시스템에 있어서, 상기 지지벽은 상기 기어이의 상부와 하부에서 원주방향을 따라 홈이 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 수평운동수단은 상기 기어가 상기 기어이로부터 이탈되면 이를 결합시키기 위하여 상기 수평운동수단의 신축운동부재의 타단에 조인트 결합된 제1고정편과 상기 홈에 이탈되지 않게 결합된 제2고정편과 상기 제1고정편과 상기 제2고정편을 결합시키는 스프링을 구비한 홀딩부재를 구비한다.

본 발명에 의하면 요트를 6 자유도로 운동시킬 수 있다. 그래서 요트를 실제의 상황으로 모사할 수 있다. 따라서 일반인들에게 요트 조종훈련을 시킬 수 있으며, 요트 체험형 및 교육용 시뮬레이터를 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 요트 가상운항 시스템의 개념도,
도 2는 도 1에 도시된 실시예의 송풍팬을 설치한 개념도,
도 3은 도 1에 도시된 실시예를 다른 방향에서 바라본 개념도,
도 4는 도 1에 도시된 실시예의 수직운동수단의 개념도,
도 5는 도 1에 도시된 실시예에서 요트의 하부를 나타낸 개념도,
도 6은 도 1에 도시된 실시예에서 수평운동수단의 개념도
도 7은 도 1에 도시된 실시예에서 신축운동부재의 개념도,
도 8은 도 1에 도시된 실시예에서 홀딩부재의 단면도이다.

도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 요트 가상운항 시스템의 일 실시예를 설명한다.

본 발명에 따른 요트 가상운항 시스템은 수직운동수단(10)과, 수평운동수단(20)과, 회전운동수단과, 디스플레이수단(40)과 송풍팬(50)을 포함한다.

수직운동수단(10)은 요트(1)를 상하운동, 피치(Pitch)운동 및 롤(Roll)운동 시킨다. 이를 위하여 수직운동수단(10)은 복수의 신축운동부재(11)와, 플랫폼(17)과, 제1바퀴(19)를 구비한다.

신축운동부재(11)는 일단이 타단에 대하여 이동할 수 있다. 즉 그 길이가 신축될 수 있다. 이를 위하여 신축운동부재(11)는 구동봉(12)과, 스크류(13)와, 이동봉(14)과, 가이드봉(15)을 구비한다. 구동봉(12)의 내부에는 모터(미도시)가 내장되어 있다. 스크류(13)는 일단이 노출되며, 구동봉(12)의 모터에 의하여 회전할 수 있도록 타단이 구동봉(12)에 삽입된다. 그래서 모터에 전원이 들어오면 스크류(13)는 회전을 한다. 이동봉(14)은 스크류(13)가 회전할 때 스크류(13)를 따라 이동할 수 있도록 스크류(13)의 일단에 결합된다. 즉 이동봉(14)의 내부에는 길이방향으로 스크류(13)에 형합하는 홈이 형성되어, 스크류(13)가 회전하면 이동봉(14)은 스크류(13)를 따라 이동한다.

가이드봉(15)은 일단은 이동봉(14)에 삽입되고 타단은 구동봉(12)에 삽입되어 스크류(13)가 회전시 이동봉(14)이 스크류(13)를 따라 이동할 수 있도록 안내한다. 이를 위하여 이동봉(14)에는 가이드봉(15)의 일단이 삽입될 수 있는 홈이 형성되어 있다. 스크류(13)가 회전하면 이동봉(14)은 스크류(13)와 함께 회전하려고 한다. 이동봉(14)이 스크류(13)와 함께 회전하면 이동봉(14)은 스크류(13)를 따라 이동하지 못한다. 이때 가이드봉(15)이 이동봉(14)에 삽입되어 있을 경우 이동봉(14)은 스크류(13)가 회전하더라도 회전하지 못하므로 스크류(13)를 따라 슬라이딩을 하게 된다.

신축운동부재(11)는 요트(1)를 상하운동, 피치운동, 롤운동시키기 위하여 복수 개가 요트(1)의 하부에 설치된다. 본 실시예의 경우 신축운동부재(11)는 요트의 하부에 3행으로 설치되며, 요트(1)에 볼조인트로 결합된다. 더욱 상세하게 설명하면 신축운동부재(11)의 이동봉(14)이 요트(11)의 하부에 볼조이트 결합을 한다.

플랫폼(17)은 요트(1)의 아래에 위치하여 신축운동부재(11)를 지지한다. 즉 신축운동부재(11)의 가이드봉(15)이 플랫폼(17)에 결합된다.

제1바퀴(19)는 플랫폼(17)의 아래에서 플랫폼(17)을 지지한다. 플랫폼(17)이 전후좌우나 회전 이동을 용이하게 할 수 있도록 지지하는 역할을 한다.

신축운동부재(11)가 요트(1)와 플랫폼(17)의 사이에서 복수 개가 수직으로 설치되어 있으므로 신축운동부재(11)의 신축에 따라 요트(1)가 상하이동이나 롤 및 피치이동을 할 수 있다. 모든 신축운동부재(11)가 동일한 양으로 신축하면 요트(1)는 상하이동을 한다. 그러나 요트(1)의 길이방향을 따라 신축운동부재(11)의 신축 양을 달리하면 요트(1)는 피치운동을 하며, 요트(1)의 폭방향을 따라 신축운동부재(11)의 신축 양을 달리하면 요트(1)는 롤운동을 한다.

수평운동수단(20)은 플랫폼(17)을 전후좌우로 이동시켜 요트(1)를 전후좌우로 운동시킨다. 이를 위하여 수평운동부재(20)는 지지벽(21)과, 신축운동부재(11)와, 제2바퀴(25)와, 홀딩부재(27)를 구비한다.

지지벽(21)은 플랫폼(17)이 내부에 놓이게 플랫폼(17)을 감싸도록 위치하며, 그 내부에는 원주방향을 따라 기어이(22)가 형성된다. 그리고 기어이(22)의 상부와 하부에는 원주방향을 따라 홈(23)이 형성된다.

신축운동부재(11)는 수직운동수단(12)에서는 요트(1)와 플랫폼(17)의 사이에서 수직으로 위치하였지만, 수평운동수단(20)에서는 지지벽(21)과 플랫폼(17)의 사이에서 수평으로 위치한다. 본 실시예의 경우 수평운동수단(20)의 신축운동부재(11)는 일단은 플랫폼(17)에 결합되고, 타단은 지지벽(21)에 지지될 수 있도록 수평으로 위치한다. 수평운동수단(20)의 신축운동부재(11)는 플랫폼(17)을 좌우상하로 이동하기 위하여 플랫폼(17) 주위를 따라 90도 간격으로 4개가 설치된다. 그래서 신축운동부재(11)가 신축되면 플랫폼(17)은 상하좌우로 이동된다.

제2바퀴(25)는 수평운동수단(20)의 신축운동부재(11)를 아래에서 지지한다.

홀딩부재(27)는 아래에 설명할 기어(31)가 기어이(22)로부터 이탈할 경우 기어(31)를 기어이(22)에 접촉시키는 역할을 한다. 회전운동수단에 의하여 회전하다보면 기어(31)가 기어이(22)로부터 이탈하는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우 홀딩부재(27)는 기어(31)를 기어이(22)에 접촉시킨다. 이를 위하여 홀딩부재(27)는 제1고정편(28a)과, 제2고정편(28b)과, 스프링(28c)을 구비한다. 제1고정편(28a)은 수평운동수단(20)의 신축운동부재(11)의 타단에 볼결합된다. 그리고 제2고정편(28b)은 그 일단이 볼 모양으로 형성되어 지지벽(21)의 홈(23)에 이탈되지 않게 삽입된다. 스프링(28c)은 제1고정편(28a)과 제2고정편(28b)이 분리되지 않고 서로 당길 수 있도록 결합된다. 이러한 홀딩부재(27)은 수평운동수단(20)의 상부 및 하부에 설치된다. 홀딩부재(27)는 제1고정편(28a)과 제2고정편(28b)을 스프링(28c)이 당기고 있으므로 기어(31)를 기어이(22)에 접촉을 시킨다. 만약 기어(31)가 기어이(22)로부터 이탈되어 떨어지더라도 스프링(28c)이 제1고정편(28a) 및 제2고정편(28b)을 잡아당기고 있으므로 기어(31)는 기어이(22)에 접촉하게 된다.

회전운동수단은 요트(1)를 요운동시키는 역할을 한다. 이를 위하여 회전운동수단은 플랫폼(17)을 회전시킬 수 있도록 기어(31) 및 모터(미도시)를 구비한다.

기어(31)는 지지벽(21)의 기어이(22)와 맞물리도록 수평운동수단(20)의 신축운동부재(11)에 결합된다. 모터는 수평운동수단(20)의 신축운동부재(11) 내부에 설치되어 기어(31)를 작동시킨다. 모터가 기어(31)를 작동시키면 기어(31)가 지지벽(21)을 따라 이동을 할 수 있다. 기어(31)가 이동을 하면 수평운동수단(20)의 신축운동부재(11)가 이동을 하여 플랫폼(17)이 회전된다. 플랫폼(17)이 회전을 하면 플랫폼(17)의 상부에 위치한 요트(1)가 함께 회전을 한다.

회전운동수단의 경우 기어(31)가 직접 모터에 의해 회전하여 플랫폼(17)을 회전시킬 수도 있고, 보조기어가 삽입되어 모터에 의해 보조기어가 회전한 후 보조기어에 의해 기어(31)가 작동하여 플랫폼(17)이 회전할 수도 있다.

디스플레이수단(40)은 요트(1)의 전방에 설치되어 요트(1)를 조종하는 사용자에서 요트(1)의 기울어진 위치에 연동된 화면을 보여준다. 그래서 더욱 현실감을 높여줄 수 있다.

송풍팬(50)은 요트(1)에 바람을 불어주는 역할을 한다. 이를 위하여 요트(1)의 상부에서 요트(1)를 둘러싸도록 송풍궤도(51)가 형성되고 송풍궤도(51)를 따라 복수 개의 송풍팬(50)이 설치된다. 본 실시예의 경우 90도 간격으로 4개의 송풍팬(50)이 설치되어 각각의 방향에서 바람이 요트(1)로 불어올 수 있도록 하였다. 송풍팬(50)은 본 실시예와 같이 송풍궤도(51)를 따라 복수 개가 설치되어 각각의 방향에 설치된 송풍팬(50)으로 요트(1)에 바람을 제공할 수도 있으며, 하나의 송풍팬(50)을 설치하여 송풍궤도(51)를 따라 이동시켜서 바람의 방향을 바꿀 수도 있다. 송풍팬(50)으로 바람을 제공하면 더욱 현실감을 줄 수 있다.

요트(1)가 수직운동수단(10)에 올려져 있으므로 수직운동수단(10)의 신축운동부재(11)가 동작을 하면 요트는 상하운동이나 피치운동 또는 롤운동을 할 수 있다.

그리고 수평운동수단(20)의 신축운동부재(11)를 작동시키면 플랫폼(17)이 전후좌우로 이동하므로 요트(1)가 전후운동이나 좌우운동을 할 수 있다.

그리고 회전운동수단의 모터를 동작시켜 기어(31)를 작동시키면 플랫폼(17)이 회전을 하므로 요트(1)가 요운동을 할 수 있다.

또한 송풍팬(50)을 사용하면 실제와 같이 바람의 효과도 제공할 수 있다.

따라서 본 실시예를 사용하면 요트(1)를 상하운동, 좌우운동, 전후운동, 요운동, 피치운동 및 롤운동시킬 수 있을 뿐만 아니라 바람의 효과도 구현할 수 있다. 즉 요트(1)를 6 자유도로 운동시킬 수 있을 뿐만 아니라 풍향의 조건도 제공할 수 있다. 그래서 요트(1)를 실제의 파도 상황에 맞게 시뮬레이션을 할 수 있다.

그리고 요트(1)의 운동각도에 맞게 디스플레이수단(40)에 화면을 디스플레이시키므로 요트(1)를 조종하려는 사용자들에게 실제의 상황에 맞는 훈련을 시킬 수 있다.

1 : 요트 10 : 수직운동수단
11 : 신축운동부재 12 : 구동봉
13 : 스크류 14 : 이동봉
15 : 가이드봉 17 : 플랫폼
19 : 제1바퀴 20 : 수평운동수단
21 : 지지벽 22 : 기어이
23 : 홈 25 : 제2바퀴
27 : 홀딩부재 28a : 제1고정편
28b : 제2고정편 28c : 스프링
31 : 기어 40 : 디스플레이수단
50 : 송풍팬 51 : 송풍궤도

Claims

요트의 아래에 위치한 플랫폼과, 일단이 상기 요트의 하부에 결합되고 타단이 상기 플랫폼에 결합되어 상기 요트의 수직운동과 롤운동 및 피치운동을 시키기 위하여 상기 요트를 상하로 운동시킬 수 있도록 상기 타단이 상기 일단에 대하여 이동할 수 있는 복수의 신축운동부재를 구비한 수직운동수단과,
상기 수직운동수단을 전후좌우로 이동시켜 상기 요트를 전후좌우로 운동시킬 수 있는 수평운동수단과,
상기 수직운동수단을 회전시켜 상기 요트의 요운동을 시킬 수 있는 회전운동수단을 포함하며,
상기 신축운동부재는 모터가 내장된 구동봉과, 일단이 노출되고 상기 구동봉의 모터에 의하여 회전할 수 있도록 타단이 상기 구동봉에 삽입된 스크류와, 상기 스크류의 회전으로 상기 스크류를 따라 이동할 수 있도록 상기 스크류의 일단에 결합된 이동봉과, 일단은 상기 이동봉에 삽입되고 타단은 상기 구동봉에 삽입되어 상기 스크류가 회전시 상기 이동봉이 상기 스크류를 따라 이동할 수 있도록 안내하는 가이드봉을 구비하며,
상기 수직운동수단은 상기 구동봉의 하단이 상기 플랫폼의 상부에 결합되고 상기 이동봉의 상단이 상기 요트의 하부에 결합된 것을 특징으로 하는 요트 가상운항 시스템.
제1항에 있어서,
상기 요트의 정면에 설치된 디스플레이수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 요트 가상운항 시스템.
제2항에 있어서,상기 수평운동수단은
상기 플랫폼을 감싸는 지지벽과,
상기 플랫폼을 전후좌우로 이동시킬 수 있도록 일단은 상기 플랫폼에 결합하고 타단은 상기 지지벽에 지지되는 복수의 상기 신축운동부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 요트 가상운항 시스템.
제3항에 있어서,
상기 지지벽은 내측에 기어이가 형성되며,
상기 회전운동수단은 상기 기어이와 맞물리며 상기 수평운동수단의 신축운동부재에 결합된 기어와 상기 기어를 회전시키는 모터를 구비하며, 상기 모터로 상기 기어를 회전시켜서 상기 플랫폼을 회전시키는 것을 특징으로 하는 요트 가상운항 시스템.
제4항에 있어서,
상기 수직운동수단은 상기 플랫폼을 지지하는 제1바퀴를 더 구비하며,
상기 수평운동수단은 상기 수평운동수단의 신축운동부재를 지지하는 제2바퀴를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 요트 가상운항 시스템.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 요트에 바람을 불어주기 위하여 설치된 송풍팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 요트 가상운항 시스템.
제6항에 있어서,
상기 송풍팬은 상기 요트에 부는 바람의 각도를 변화시키기 위하여 상기 요트의 주위를 따라 회전할 수 있게 설치된 것을 특징으로 하는 요트 가상운항 시스템.
제7항에 있어서,
상기 지지벽은 상기 기어이의 상부와 하부에서 원주방향을 따라 홈이 형성되며,
상기 수평운동수단은 상기 기어가 상기 기어이로부터 이탈되면 이를 결합시키기 위하여 상기 수평운동수단의 신축운동부재의 타단에 조인트 결합된 제1고정편과 상기 홈에 이탈되지 않게 결합된 제2고정편과 상기 제1고정편과 상기 제2고정편을 결합시키는 스프링을 구비한 홀딩부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 요트 가상운항 시스템.
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