KR101349033B1

KR101349033B1 - 스켈레톤 시뮬레이터 및 그에 따른 제어방법

Info

Publication number: KR101349033B1
Application number: KR1020120021769A
Authority: KR
Inventors: 권대규; 유미; 이낙범
Original assignee: 전북대학교산학협력단
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2012-03-02
Publication date: 2014-01-10
Also published as: KR20130100516A

Abstract

본 발명에 따른 스켈레톤 시뮬레이터 및 그에 따른 제어방법은 스켈레톤 코스에 따른 지형정보 또는 풍경정보를 훈련자에게 제공할 뿐만 아니라 훈련자의 스켈레톤 조작 시 발생되는 변화를 시뮬레이터모듈 또는 디스플레이를 통해 구현시켜 보다 현실감 있는 체험을 제공하는 효과가 있다.

Description

스켈레톤 시뮬레이터 및 그에 따른 제어방법{SKELETON SIMULATOR AND METHOD FOR CONTROLLING PROCESS}

본 발명은 스켈레톤 시뮬레이터 및 그에 따른 제어방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 훈련자에게 실제와 유사한 상황을 제공하는 스켈레톤 시뮬레이터 및 그에 따른 제어방법에 관한 것이다.

스켈레톤은 머리를 정면으로 향하여 엎드린 자세로 썰매를 타고 경사진 얼음 트랙을 활주하는 겨울 스포츠이다. 1928년 동계올림픽 정식종목으로 채택된 뒤 중단과 복귀를 반복하다 2002년부터 다시 정식종목이 되었다.

스켈레톤 슬레딩(skeleton sledding)이라고도 한다. 북아메리카 인디언들이 겨울에 짐을 운반하기 위하여 썰매를 이용하던 것에서 유래된 터보건(toboggan)의 한 가지이다. 스포츠 경기로 발전한 곳은 스위스인데, 1882년 다보스와 클로스터스 사이에 썰매 코스가 설치되었고, 1884년 장크트모리츠(생모리츠)에서 처음으로 경기가 열린 뒤 스포츠 종목으로 자리 잡게 되었으며, 1906년 오스트리아에서 첫 선수권대회가 개최되었다. 1923년에는 국제스켈레톤스켈레톤연맹(FIBT)이 창설되어 스켈레톤과 스켈레톤 경기를 주관하고 있다.

동계올림픽에서는 1928년 스위스 장크트모리츠에서 열린 제2회 대회의 정식종목으로 채택되었으나 다음 대회부터 중단되었다가 1948년 장크트모리츠에서 두 번째로 열린 제5회 동계올림픽경기대회에서 다시 정식종목으로 경기가 열렸다. 그러나 고속 질주로 인한 위험성 때문에 또 중단되었다가 2002년 미국 솔트레이크시티에서 열린 제19회 대회부터 다시 정식종목으로 복귀하였다. 종전에는 남자 종목만 경기를 치렀으나, 2002년부터 여자 종목도 추가되어 지금에 이른다.

경기는 같은 썰매 종목인 스켈레톤ㅇ루지와 같은 트랙에서 치르는데, 스켈레톤은 남녀 각각 1인승으로만 경기를 치르며 썰매에 엎드려 머리부터 내려온다는 점이 가장 큰 차이점이다. 이 때문에 썰매 3종목 가운데 가장 짜릿함을 맛볼 수 있는 경기로 꼽히기도 하는데, 그만큼 위험성도 커서 턱 보호대가 부착된 헬멧, 팔꿈치 보호대를 반드시 착용하여야 한다. 공기학적 장치가 부착된 헬멧이나 경기복장은 금지된다.

출발선에 선 선수는 썰매 좌우의 손잡이를 잡고 직선 코스로 약 30~40m를 달려 가속한 뒤 썰매 위에 엎드린 채 트랙을 활주하여 내려가는데, 방향 조종이나 제동을 보조하기 위한 장비는 금지되기 때문에 어깨와 머리, 다리로 중심을 이동하여 조종한다. 활주할 때 시속 100㎞가 넘어 스켈레톤나 루지와 마찬가지로 1000분의 1초의 기록을 다투는 경기이므로 속도를 줄이지 않고 활주하는 것이 좋은 기록을 내는 관건이다.

트랙의 길이는 1200~1300m, 활주 코스는 1200m가 적합한 것으로 규정되어 있다. 코스는 곡선ㅇ직선ㅇ원형 오메가(Ω) 등의 형태로 이루어지며, 대체로 10~15개의 커브 구간이 설치되는데, 커브를 돌 때는 가속으로 인하여 중력의 4배에 가까운 압력을 받아 머리를 들 수 없을 정도이다. 결승점의 약 100m 구간은 속도를 줄일 수 있도록 약간 위쪽으로 경사지도록 설계된다.

썰매의 길이는 80~120㎝, 높이는 8~20㎝, 양쪽 날(러너)의 중앙점 사이의 거리는 34~38㎝로 규정된다. 썰매의 본체와 받침대는 강철로 제조된 것이라야 하고, 양쪽 날의 재질은 일체형으로 구성된 오스테나이트계 스테인리스강으로 규정한다. 썰매의 양쪽에는 부드러운 재질로 덮인 손잡이를, 전반부의 양쪽에는 안전을 위한 범퍼를 장착하여야 한다.

장비를 포함한 썰매의 무게와 선수의 체중을 합한 최대 중량은 남자 115㎏, 여자 92㎏을 넘을 수 없도록 규정하지만, 이를 초과할 경우에는 썰매의 무게를 남자 33㎏, 여자 29㎏ 이내로 조정하면 된다. 최대 중량이 남자 115㎏, 여자 92㎏ 미만인 경우에도 썰매의 무게는 남자 43㎏, 여자 35㎏을 초과할 수 없으며, 부족분은 모래주머니 등으로 충당할 수 있다. 썰매의 규격 측정은 출발하기 전에, 무게 측정은 첫번째 활주를 마친 뒤에 실시한다.

경기 방식은 스켈레톤과 마찬가지로 이틀에 걸쳐 하루에 2차례씩 경주하여 총 4차례의 기록을 합산한 것으로 순위를 정하는 것이 일반적이지만, 2010년 캐나다의 밴쿠버에서 열리는 제21회 동계올림픽경기대회에서는 이틀에 걸쳐 하루에 1차례씩 경주하여 총 2차례의 기록을 합산한 것으로 순위를 정한다.

그런데 종래의 스켈레톤 종목을 훈련하기 위해서는 트랙 길이 800m 내지 1300m의 트랙 경기장이 필요하기 때문에 훈련을 위해서는 장소의 제한성이 매우 높을 뿐만 아니라 적도와 같이 평년 기온이 높은 나라의 지역 선수들은 트랙이 구비될 수 없어서 훈련이 불가능한 문제점이 있다.

본 발명은 훈련자에게 실제와 유사한 상황을 제공하는 스켈레톤 시뮬레이터 및 그에 따른 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 일 측면은 훈련자에게 스켈레톤 코스에 대한 가상 체험을 제공하는 것으로서, 트랙(10); 상기 트랙(10)에 배치되어 상기 트랙(10)과 상대 운동을 발생시키고, 훈련자의 방향조정 또는 무게중심 이동을 감지하는 스켈레톤(20); 상기 트랙(10)의 하부에 배치되고, 상기 트랙(10)에 코스의 지형정보(61)에 따른 환경을 구현시키는 시뮬레이터모듈(50); 상기 트랙(10)과 소정거리 이격되어 훈련자에게 상기 코스의 풍경정보를 제공하는 디스플레이(40); 상기 시뮬레이터모듈(50) 또는 상기 디스플레이(40) 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어장치(60)를 포함하는 스켈레톤 시뮬레이터를 제공한다.

상기 스켈레톤(20)은 스켈레톤바디(22); 상기 스켈레톤바디(22)에 좌우방향으로 소정간격 이격되어 배치되고 그 사이에 훈련자의 몸이 배치되며 훈련자의 손을 지지하는 복수개의 손잡이(24); 상기 손잡이(24)에 배치되어 상기 훈련자의 조작력을 전달받아 인식하는 방향감지센서(26); 상기 스켈레톤바디(22)에 배치되고 훈련자의 무게 중심 이동을 감지하는 무게감지센서(28); 상기 방향감지센서(26) 또는 상기 무게감지센서(28)에서 감지된 데이터를 상기 제어장치(60)에 전송하는 통신모듈(25)을 포함할 수 있다.

상기 방향감지센서(26)는 압력센서 또는 로드셀이고, 상기 무게감지센서(28)는 로드셀이며, 상기 스켈레톤바디(22)에 복수개 설치될 수 있다.

상기 시뮬레이터모듈(50)은 상기 트랙(10)과 소정간격 이격되고, 지면에 배치되는 베이스(11); 상기 베이스(11) 및 상기 트랙(10) 사이에 설치되어 상기 트랙(10)을 지지하고, 상기 제어장치(60)로부터 전달받은 지형정보(61)에 따라 상기 트랙(10)에 경사를 생시키는 복수개의 액추에이터(52); 상기 스켈레톤(20)에 연결되고 상기 트랙(10)의 경사 형성 시 상기 스켈레톤(20)를 지지하는 스켈레톤지지유닛(70)을 포함할 수 있다.

상기 액추에이터(52)는 유압실린더일 수 있다.

상기 액추에이터(52)는 상기 트랙(10)에 볼조인트(53)를 통해 연결되고, 상기 베이스(11)에 힌지(11) 연결되며, 상기 액추에이터(52)는 상기 트랙(10)의 하측에 위치되어 전/후/좌/우에 각각 배치될 수 있다.

상기 스켈레톤지지유닛(70)은 상기 스켈레톤(20)에 연결된 와이어(72); 상기 와이어(72)를 감거나 푸는 드럼(74); 상기 제어장치(60)에 의해 상기 드럼(74)을 회전시키는 모터(76)를 포함할 수 있다.

상기 스켈레톤(20)에 소정의 풍동을 제공하는 풍동모듈(30)을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면은 훈련자에게 스켈레톤 코스에 대한 가상 체험을 제공하는 것으로서, 트랙(10); 상기 트랙(10)에 배치되어 상기 트랙(10)과 상대 운동을 발생시키고, 훈련자의 방향조정 또는 무게중심 이동을 감지하는 스켈레톤(20); 상기 트랙(10)의 하부에 배치되고, 상기 트랙(10)에 코스의 지형정보(61)에 따른 환경을 구현시키는 시뮬레이터모듈(50); 상기 트랙(10)과 소정거리 이격되어 훈련자에게 상기 코스의 풍경정보를 제공하는 디스플레이(40); 상기 시뮬레이터모듈(50) 또는 상기 디스플레이(40) 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어장치(60)를 포함하고, 상기 스켈레톤(20)는 스켈레톤바디(22); 상기 스켈레톤바디(22)에 형성되어 전방으로 돌출되고 훈련자의 정강이 안쪽을 지지하는 쿠펜(24, kufens); 상기 손잡이(24)에 배치되어 상기 훈련자 다리의 조작력을 전달받아 인식하는 방향감지센서(26); 상기 스켈레톤바디(22)에 배치되고 훈련자의 무게 중심 이동을 감지하는 무게감지센서(28); 상기 방향감지센서(26) 또는 상기 무게감지센서(28)에서 감지된 데이터를 상기 제어장치(60)에 전송하는 통신모듈(25)을 포함하며, 상기 시뮬레이터모듈(50)은 상기 트랙(10)과 소정간격 이격되고, 지면에 배치되는 베이스(11); 상기 베이스(11) 및 상기 트랙(10) 사이에 설치되어 상기 트랙(10)을 지지하고, 상기 제어장치(60)로부터 전달받은 지형정보(61)에 따라 상기 트랙(10)에 경사를 생시키는 복수개의 액추에이터(52); 상기 스켈레톤(20)에 연결되고 상기 트랙(10)의 경사 형성 시 상기 스켈레톤(20)를 지지하는 스켈레톤지지유닛(70)을 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면은 트랙(10); 상기 트랙(10)에 배치되어 상기 트랙(10)과 상대 운동을 발생시키고, 훈련자의 방향조정 또는 무게중심 이동을 감지하는 스켈레톤(20); 상기 트랙(10)의 하부에 배치되고, 상기 트랙(10)에 코스의 지형정보(61)에 따른 환경을 구현시키는 시뮬레이터모듈(50); 상기 트랙(10)과 소정거리 이격되어 훈련자에게 상기 코스의 풍경정보를 제공하는 디스플레이(40); 상기 시뮬레이터모듈(50) 또는 상기 디스플레이(40) 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어장치(60)를 포함하는 스켈레톤 시뮬레이터의 제어방법으로서, 훈련자가 상기 스켈레톤(20)에 가하는 방향조정 또는 무게중심 중 적어도 어느 하나의 변화를 감지하는 단계와; 상기 스켈레톤(20)의 방향조정 또는 무게중심 중 적어도 어느 하나의 변화에 따라 상기 시뮬레이터모듈(50) 또는 상기 디스플레이(40)를 제어하는 스켈레톤시뮬레이터 제어방법을 제공한다.

도 1은 일반적인 스켈레톤의 트랙이 도시된 개념도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스켈레톤 탑승상태가 도시된 사시도
도 3은 도 2의 스텔레톤이 도시된 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스켈레톤 시뮬레이터의 정면도
도 5는 도 4의 측면도
도 6은 도 5의 평면도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스켈레톤 시뮬레이터의 작동예시1도
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스켈레톤 시뮬레이터의 작동예시2도
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 구성도
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 스켈레톤 방향변화에 따른 제어과정이 도시된 순서도
도 11은 본 발명의 일 실시예에 다른 스켈레톤 무게중심 변화에 따른 제어과정이 도시된 순서도

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 용어가 동일하더라도 표시하는 부분이 상이하면 도면 부호가 일치하지 않음을 미리 말해두는 바이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 실험자 및 측정자와 같은 사용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 일반적인 스켈레톤의 출발과정이 도시된 순서도이고, 도 2는 일반적인 스켈레톤의 트랙이 도시된 개념도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스켈레톤 시뮬레이터가 도시된 사시도이고, 도 4는 도 3의 정면도이고, 도 5는 도 4의 측면도이고, 도 6은 도 5의 평면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스켈레톤 시뮬레이터의 작동예시1도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스켈레톤 시뮬레이터의 작동예시2도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 구성도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 스켈레톤 방향변화에 따른 제어과정이 도시된 순서도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 다른 스켈레톤 무게중심 변화에 따른 제어과정이 도시된 순서도이다.

본 실시예에 따른 스켈레톤 시뮬레이터는 트랙(10)과, 상기 트랙(10)에 배치되어 상기 트랙(10)과 상대 운동을 발생시키는 스켈레톤(20)과, 상기 스켈레톤(20)에 소정의 풍동을 제공하는 풍동모듈(30)과, 상기 트랙(10)의 하부에 배치되고 지형정보(61)에 따라 상기 트랙(10)의 경사각도를 조절하는 시뮬레이터모듈(50)과, 상기 트랙(10)과 소정거리 이격되어 훈련자에게 풍경정보(62) 또는 속도감을 제공하는 디스플레이(40)와, 상기 시뮬레이터모듈(50), 디스플레이(40)를 제어하는 제어장치(60)를 포함한다.

상기 스켈레톤(20)은 본 실시예에서 시뮬레이터모듈(50) 용으로 사용되지만, 무게 및 형상, 크기가 실제 경기용 스켈레톤과 같게 제작된다.

여기서 상기 스켈레톤(20)은 스켈레톤바디(22)와, 상기 스켈레톤바디(22)에 좌우방향으로 소정간격 이격되어 배치되고 그 사이에 훈련자의 몸이 배치되며 훈련자의 손을 지지하는 복수개의 손잡이(24)와, 상기 손잡이(24)에 배치되어 상기 훈련자의 조작력을 전달받아 인식하는 방향감지센서(26)와, 상기 스켈레톤바디(22)에 배치되고 훈련자의 무게 중심 이동을 감지하는 무게감지센서(28)를 포함한다.

상기 손잡이(24)는 실제 경기서 스켈레톤(20)의 방향을 조정하기 위한 것으로서, 상기 손잡이(24)에 훈련자의 조작방향을 감지하기 위한 방향감지센서(26)가 설치되고, 본 실시예에서는 압력센서 또는 로드셀이 사용될 수 있다.

상기 무게감지센서(28)는 훈련자의 중심이동을 감지하기 위한 것으로서, 본 실시예에서는 상기 스켈레톤바디(22)의 하부에 복수개 배치된다. 본 실시예에서는 로드셀이 사용될 수 있고, 상기 스켈레톤바디(22)의 측면 가장자리를 따라 양측에 각각 3개씩 설치될 수 있다.

여기서 상기 각 무게감지센서(28)에서 감지되는 하중의 분포를 스켈레톤바디(20)의 형상과 연계하여 고려함으로서 상기 훈련자의 무게중심이 어느 방향으로 이동하고 있는지 또는 어디에 위치되어 있는지를 판단할 수 있다.

또한 상기 스켈레톤(20)에는 상기 방향감지센서(26) 또는 무게감지센서(28)에서 감지된 데이터를 제어장치(60)로 전송하기 위한 통신모듈(25)이 설치된다.

상기 풍동모듈(30)은 상기 스켈레톤(20)의 전방 측에 배치되고, 상기 제어장치(60)에 의해 제어되며, 상기 훈련자의 훈련상황에 따라 소정의 풍동을 제공한다.

여기서 상기 제어장치(60)는 상기 트랙의 각 위치에 따라 상기 스켈레톤(20)의 예상 속도를 계산하고, 계산된 속도에 따라 상기 풍동모듈(30)에서 생성되는 풍속을 제어한다.

상기 디스플레이(40)는 상기 트랙(10)의 상측에 배치되는 상부디스플레이(42)와, 상기 트랙(10)의 전방에 경사지게 배치되는 전방디스플레이(44)를 포함하고, 상기 디스플레이(40)에는 상기 제어장치(60)에서 전송된 풍경정보(62, landscape information)가 표시되는 것과 아울러 상기 스켈레톤(20)의 가상 이동속도에 따라 상기 풍경정보(62)의 프레임 수 및 이동방향이 표현된다.

한편 상기 훈련자의 헬멧(46)에 HMD(45, Head Mounted Display) 및 헤드셋(미도시)을 설치하고, 상기 HMD에 상기 풍경정보를 제공할 수 있고, 상기 제어장치(60)는 무선으로 상기 헬멧(46)에 디스플레이신호 및 사운드 신호를 전송한다. 여기서 훈련자를 지도하는 코치 등은 외부에서 상기 훈련자의 자세 등을 관찰하면서 헤드셋을 통해 가상 체험 중에도 상기 훈련자를 직접 지도할 수 있다.

상기 트랙(10)은 경기장의 형태와 동일하게 하프파이프 형태로 형성되고, 상기 스켈레톤(20)이 트랙(10)으로부터 이탈되어 훈련자가 낙하되는 것을 방지하기 위한 추락방지가이드(12)가 전방 및 후방에 각각 형성된다.

상기 시뮬레이터모듈(50)은 상기 트랙(10)을 지지하고 상기 제어장치(60)로부터 전달받은 지형정보(61)에 따라 상기 트랙(10)에 경사를 생시키는 복수개의 액추에이터(52)와, 상기 스켈레톤(20)에 연결되고 상기 트랙(10)의 경사 형성 시 상기 스켈레톤(20)을 지지하는 스켈레톤지지유닛(70)을 포함한다.

본 실시예에서 상기 액추에이터(52)는 상기 트랙(10)의 하부에 설치되고, 전후좌우 측에 각각 1개씩 배치되는 유압실린더이고, 상기 트랙(10)과 상대변위를 발생시키기 위해 상기 트랙(10)과 접촉되는 부분이 볼조인트(53)로 형성된다.

상기 액추에이터(52)는 상기 볼조인트(53)에 연결되는 피스톤(52a)과, 상기 피스톤(52a)에 작동력을 제공하는 실린더(52b)를 포함하고, 상기 실린더(52b) 및 베이스(11)는 힌지(51) 연결된다. 그래서 상기 피스톤(52a)의 길이가 변화되는 경우 상기 볼조인트(53) 및 상기 힌지(51)에 의해 상기 실린더(52b)가 회전되면서 길이 변화에 대한 각도가 조절된다.

상기 액추에이터(52)는 상기 피스톤(52a)을 상승 및 하강시킴으로서 상기 트랙(10)의 일측을 상승 또는 하강하면서 상기 트랙(10)에 다양한 경사각을 형성시킬 수 있다. 본 실시예에서는 상기 전후좌우에 각각 설치된 액추에이터(52)를 통해 상기 트랙(10)의 전후좌우 경사각을 조절할 수 있고, 본 실시예와 달리 설치위치 및 개수를 변경하여도 무방하다.

상기 스켈레톤지지유닛(70)은 상기 스켈레톤(20)에 연결된 와이어(72)와, 상기 와이어(72)를 감거나 푸는 드럼(74)과, 상기 드럼(74)을 회전시키는 모터(76)를 포함하고, 본 실시예에서 상기 스켈레톤지지유닛(70)은 상기 전방 및 후방에 각각 설치된다.

상기 스켈레톤지지유닛(70)은 상기 트랙(10)의 경사 형성 시 상기 스켈레톤(20)이 상기 트랙(10)의 경사면을 따라 이동되는 것을 지지할 수 있고, 상기 와이어(72)를 감거나 푸는 과정을 통해 상기 스켈레톤(20)을 전방 또는 후방으로 급속 이동시킴으로서 상기 스켈레톤(20)에 가속력을 제공할 수 있다.

본 실시예에서는 상기 스켈레톤지지유닛(70)이 상기 스켈레톤(20)의 전후방에 설치되었지만 이와 달리 상기 스켈레톤(20)의 좌우 방향으로 설치되어도 무방하다.

상기 제어장치(60)는 스켈레톤 훈련을 위한 트랙의 정보가 저장되고, 상기 훈련자로부터 입력되는 데이터와 저장된 데이터를 처리하여 훈련자에게 실제 상황과 동일한 환경을 제공한다. 본 실시예에서 상기 제어장치(60)는 컴퓨터이고, 상기 시뮬레이터모듈(50) 및 스켈레톤(20)와 상호 통신할 수 있도록 통신모듈이 구비되며, 본 실시예에서 상기 제어장치(60)는 상기 스켈레톤(20)와는 통신모듈(25)을 통해 상호 데이터를 교환하고, 상기 디스플레이(40) 및 시뮬레이터모듈(50)과는 유선으로 데이터를 교환한다.

한편 본 실시예에서 상기 시뮬레이터모듈(50)은 상기 스켈레톤지지유닛(70)을 포함하도록 구현되었으나 본 실시예와 달리 상기 스켈레톤(20)이 상기 트랙(10)에 장착되어 상기 트랙(10)이 액추에이터(52)에 의해 좌우방향으로 회전되도록 구현되어도 무방하다.

이하 본 실시예에 따른 스켈레톤시뮬레이터의 작동과정을 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

먼저 상기 제어장치(60)에는 훈련을 위한 훈련코스의 지형정보(61) 및 풍경정보(62)가 저장되고, 상기 지형정보(61)에는 훈련코스의 각 위치별 코스의 길이, 코스 별 직선구간 및 곡선구간의 길이, 직선구간 및 곡선구간의 상하 경사도, 곡선구간의 선회 곡률반경 등이 저장되며, 상기 풍경정보(62)에는 코스의 각 위치별 주변 환경이 3D 또는 360ㅀ 파노라마 사진의 형태로 저장된다.

훈련자가 상기 스켈레톤(20)에 탑승 한 후 훈련을 시작하면, 상기 제어장치(60)는 상기 트랙(10)에 지형정보(61)를 구현시키고, 상기 디스플레이(40)에는 풍경정보(62)를 구현시키게 된다.

여기서 상기 제어장치(60)는 훈련자의 초기 출발속도 및 지형정보(61)를 고려하여 상기 트랙(10)의 액추에이터(52) 및 스켈레톤지지유닛(70)을 제어하고, 상기 액추에이터(52) 제어에 의해 상기 트랙(10)에 지형정보(61)가 구현된다.

그리고 상기 훈련자는 상기 구현된 지형정보(61)에서 최상의 속도를 구현하기 위해 상기 스켈레톤(20)에 탑승한 상태에서 상기 손잡이(24) 및 무게중심을 조정하여 상기 스켈레톤(20)을 능동적으로 제어하게 된다.

상기 훈련자의 능동제어에 의해 상기 스켈레톤(20)에는 사용자의 조작력 또는 무게중심 이동이 구현되고, 상기 스켈레톤(20)의 통신모듈(25)은 사용자의 무게중심 이동 및 감지된 조작력을 상기 제어장치(60)에 전송한다.

여기서 훈련자는 실제 상황과 같이 디스플레이(40)에 구현된 상황에 따라 상기 손잡이(24)에 조작력을 가하게 되고, 상기 손잡이(24)에 가해진 조작력은 방향감지센서(26)를 통해 감지되고, 상기 감지된 값이 통신모듈(25)을 통해 상기 제어장치(60)에 전송된다.

또한 상기 쿠펜 제어와 더불어 훈련자는 몸의 무게중심을 이동시킴으로서 상기 스켈레톤(20)을 제어하게 되고, 상기 스켈레톤바디(22) 위에서 훈련자는 몸의 무게중심을 이동시키게 되고, 상기 무게감지센서(28)는 훈련자의 무게중심 이동이 감지한 후 통신모듈(25)을 통해 상기 제어장치(60)에 전송한다.

상기 제어장치(60)는 상기 방향감지센서(26) 또는 상기 무게감지센서(28)로부터 전달된 데이터에 따라 상기 시뮬레이터모듈(50) 또는 상기 디스플레이(40)를 제어한다. 즉 기본 지형정보(61) 또는 풍경정보(62)와 훈련자의 스켈레톤(20) 제어 데이터를 결합하여 상기 시뮬레이터모듈(50) 또는 상기 디스플레이(40)를 제어하게 된다.

즉 기본 지형정보(61) 상태에서 상기 스켈레톤(20)는 중력 및 코스의 경사도 등에 의해서만 속도가 가감되지만, 훈련자(20)가 상기 스켈레톤(20)의 무게중심을 이동시키거나 방향을 제어함으로서 상기 스켈레톤(20)의 속도 및 가속도가 증감된다.

이를 구현하기 위해 상기 스켈레톤(20)의 무게중심이 전방으로 이동되면 상기 스켈레톤지지장치(70) 및 시뮬레이터모듈(50)을 제어하여 상기 스켈레톤(20)의 속도가 증가되는 것과 연동되게 트랙(10) 및 디스플레이(40)를 제어하게 되는데, 속도의 증가 시에는 디스플레이(40)에 표시되는 풍경정보(62)의 이동속도를 증가시켜 훈련자의 체감속도를 증가시키고 속도의 감소 시에는 상기 풍경정보(62)의 이동속도를 감소시켜 훈련자의 체감속도를 감소시킨다.

이와 더불어 곡선구간에서 상기 스켈레톤(20)이 선회되는 경우에 상기 제어장치(60)는 상기 무게중심 이동에 연동되어 상기 디스플레이(40)에 풍경정보(62)를 회전시키는 것과 더불어 상기 트랙(10)을 도 7, 8에 도시된 바와 같이 좌우 방향으로 회전시켜 훈련자의 체감각을 높일 수 있다.

상기와 같이 본 발명을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 발명은 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 한정되지 않고, 본 발명의 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 다양한 조합을 통해 당업자에 의해 응용이 가능하다.

10 : 트랙 20 : 스켈레톤
22 : 스켈레톤바디 24 : 손잡이
26 : 방향감지센서 28 : 무게감지센서
40 : 디스플레이 42 : 상부디스플레이
44 : 전방디스플레이 50 : 시뮬레이터모듈
52 : 액추에이터 51 : 힌지
52a : 피스톤 52b : 실린더
53 : 볼조인트 60 : 제어장치
70 : 스켈레톤지지유닛 72 : 와이어
74 : 드럼 76 : 모터

Claims

훈련자에게 스켈레톤 코스에 대한 가상 체험을 제공하는 것으로서,
트랙(10);
상기 트랙(10)에 배치되어 상기 트랙(10)과 상대 운동을 발생시키고, 훈련자의 방향조정 또는 무게중심 이동을 감지하는 스켈레톤(20);
상기 트랙(10)의 하부에 배치되고, 상기 트랙(10)에 코스의 지형정보(61)에 따른 환경을 구현시키는 시뮬레이터모듈(50);
상기 트랙(10)과 소정거리 이격되어 훈련자에게 상기 코스의 풍경정보를 제공하는 디스플레이(40);
상기 시뮬레이터모듈(50) 또는 상기 디스플레이(40) 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어장치(60)를 포함하고,
상기 시뮬레이터모듈(50)은
상기 트랙(10)과 소정간격 이격되고, 지면에 배치되는 베이스(11);
상기 베이스(11) 및 상기 트랙(10) 사이에 설치되어 상기 트랙(10)을 지지하고, 상기 제어장치(60)로부터 전달받은 지형정보(61)에 따라 상기 트랙(10)에 경사를 생시키는 복수개의 액추에이터(52);
상기 스켈레톤(20)에 연결되고 상기 트랙(10)의 경사 형성 시 상기 스켈레톤(20)를 지지하는 스켈레톤지지유닛(70)을 포함하는 스켈레톤 시뮬레이터.
청구항 1에 있어서,
상기 스켈레톤(20)은
스켈레톤바디(22);
상기 스켈레톤바디(22)에 좌우방향으로 소정간격 이격되어 배치되고 그 사이에 훈련자의 몸이 배치되며 훈련자의 손을 지지하는 복수개의 손잡이(24);
상기 손잡이(24)에 배치되어 상기 훈련자의 조작력을 전달받아 인식하는 방향감지센서(26);
상기 스켈레톤바디(22)에 배치되고 훈련자의 무게 중심 이동을 감지하는 무게감지센서(28);
상기 방향감지센서(26) 또는 상기 무게감지센서(28)에서 감지된 데이터를 상기 제어장치(60)에 전송하는 통신모듈(25)을 포함하는 스켈레톤 시뮬레이터.
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청구항 1에 있어서,
상기 스켈레톤(20)에 소정의 풍동을 제공하는 풍동모듈(30)을 더 포함하는 스켈레톤 시뮬레이터.
훈련자에게 스켈레톤 코스에 대한 가상 체험을 제공하는 것으로서,
트랙(10); 상기 트랙(10)에 배치되어 상기 트랙(10)과 상대 운동을 발생시키고, 훈련자의 방향조정 또는 무게중심 이동을 감지하는 스켈레톤(20); 상기 스켈레톤(20)에 소정의 풍동을 제공하는 풍동모듈(30); 상기 트랙(10)의 하부에 배치되고, 상기 트랙(10)에 코스의 지형정보(61)에 따른 환경을 구현시키는 시뮬레이터모듈(50); 상기 트랙(10)과 소정거리 이격되어 훈련자에게 상기 코스의 풍경정보를 제공하는 디스플레이(40); 상기 시뮬레이터모듈(50) 또는 상기 디스플레이(40) 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어장치(60)를 포함하고,
상기 스켈레톤(20)은
스켈레톤바디(22); 상기 스켈레톤바디(22)에 좌우방향으로 소정간격 이격되어 배치되고 그 사이에 훈련자의 몸이 배치되며 훈련자의 손을 지지하는 복수개의 손잡이(24); 상기 손잡이(24)에 배치되어 상기 훈련자의 조작력을 전달받아 인식하는 방향감지센서(26); 상기 스켈레톤바디(22)에 배치되고 훈련자의 무게 중심 이동을 감지하는 무게감지센서(28); 상기 방향감지센서(26) 또는 상기 무게감지센서(28)에서 감지된 데이터를 상기 제어장치(60)에 전송하는 통신모듈(25)을 포함하며,
상기 시뮬레이터모듈(50)은
상기 트랙(10)과 소정간격 이격되고, 지면에 배치되는 베이스(11); 상기 베이스(11) 및 상기 트랙(10) 사이에 설치되어 상기 트랙(10)을 지지하고, 상기 제어장치(60)로부터 전달받은 지형정보(61)에 따라 상기 트랙(10)에 경사를 생시키는 복수개의 액추에이터(52); 상기 스켈레톤(20)에 연결되고 상기 트랙(10)의 경사 형성 시 상기 스켈레톤(20)를 지지하는 스켈레톤지지유닛(70)을 포함하는 스켈레톤 시뮬레이터.
트랙(10); 상기 트랙(10)에 배치되어 상기 트랙(10)과 상대 운동을 발생시키고, 훈련자의 방향조정 또는 무게중심 이동을 감지하는 스켈레톤(20); 상기 트랙(10)의 하부에 배치되고, 상기 트랙(10)에 코스의 지형정보(61)에 따른 환경을 구현시키는 시뮬레이터모듈(50); 상기 트랙(10)과 소정거리 이격되어 훈련자에게 상기 코스의 풍경정보를 제공하는 디스플레이(40); 상기 시뮬레이터모듈(50) 또는 상기 디스플레이(40) 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어장치(60)를 포함하는 스켈레톤 시뮬레이터의 제어방법으로서,
훈련자가 상기 스켈레톤(20)에 가하는 방향조정 또는 무게중심 중 적어도 어느 하나의 변화를 감지하는 단계와;
상기 스켈레톤(20)의 방향조정 또는 무게중심 중 적어도 어느 하나의 변화에 따라 상기 시뮬레이터모듈(50) 또는 상기 디스플레이(40)를 제어하는 스켈레톤시뮬레이터 제어방법.