KR101405466B1

KR101405466B1 - 전술훈련을 위한 충격조끼

Info

Publication number: KR101405466B1
Application number: KR1020140025011A
Authority: KR
Inventors: 이태호; 송영재
Original assignee: 대한민국(방위사업청장)
Priority date: 2014-03-03
Filing date: 2014-03-03
Publication date: 2014-06-17

Abstract

전투 훈련 또는 게임을 하면서 실제와 비슷한 충격을 느낄 수 있는 착용 장치를 제공한다. 본 발명은 훈련자가 훈련 중 가상전장 내 적에 의한 피격 발생시, 그 충격을 직류모터를 이용한 진동을 통하여 인지하도록 하며, 충격장치를 신체 각 부위에 위치하도록 하여 어느 부위를 피격당했는지 세밀하게 알 수 있으며, 크기가 작아 착용 시에도 장비에 의한 활동의 제약 없이 실제와 같은 훈련을 할 수 있는 착용 장치를 제공한다.

Description

전술훈련을 위한 충격조끼{Impact vest for tactical training}

본 발명은 충격 정보를 전달하는 착용장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가상환경을 이용한 군 전술훈련 체계 혹은 게임과 연동하는 체감형 훈련체계 등에서 실제 훈련자가 착용 시 가상환경에서 가상 훈련자에게 발생하는 충격정보를 실제 훈련자에게 전달하는 착용장치에 관한 것이다.

게임이나 전술 훈련 시 실제로 피격당하거나 실제 환경에서 전투를 하지 않고도 가상환경에서의 충격을 느낄 수 있게 하는 착용 장치를 만들고자 하였다. 이를 위해 소형 공압펌프를 조끼에 내장하고 조끼 전방, 후방에 다수의 공압 충격장치를 장착하고 위치별 공압 충격장치를 제어하기 위한 제어기를 조끼에 내장하고 있다. 외부에서 컴퓨터를 통하여 USB로 제어하는 방식으로, 게임 시 게이머가 착용한 뒤 컴퓨터에 USB로 연결하고 게임에서 피탄 시 해당 충격을 게이머에게 직접 전달하는 용도로 사용된다.

또 다른 방식으로는 전기 충격기를 이용하는 방식이 있다. 전기 충격기 모듈을 허리에 장착하면 충격 필요 시 외부에서 무선으로 전기 충격기를 동작시켜 충격을 준다.

그러나 기존의 공압펌프 방식은 크기가 커서 훈련 시 거추장스럽고 불편하며, 전기 충격기 방식은 강한 충격은 줄 수 있지만 충격장치를 다수의 위치에 배치하는데 제한이 있어 부위별 충격 효과를 구현하기 어렵고 안전성이 떨어진다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 훈련자가 훈련 중 가상전장 내 적에 의한 피격 발생시, 그 충격을 직류모터를 통하여 인지하도록 하며, 신체 어느 부위를 피격당했는지 정확히 구현하고 착용 시에도 장비에 의한 불편함 없이 실제 환경과 같은 훈련을 할 수 있는 착용 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 훈련자가 착용하는 전술조끼(100)와; 상기 전술조끼(100)와 연결되어 충격을 전달하는 충격장치(110)와; 상기 충격장치(110)를 제어하기 위한 충격제어기(120)와; 충격제어 소프트웨어를 탑재한 연산 장치(200); 및 전원공급장치(300); 로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명은 크기가 작으면서도 기존의 공압 방식 대비 강한 충격을 구현할 수 있다. 이에 따라 훈련자들은 불편하지 않으면서도 실제 훈련과 비슷한 느낌으로 훈련을 할 수 있다. 본 발명은 무선 신호제어를 통하여 손쉽게 구현 가능하여 훈련자가 훈련 중 착용 장비에 연결된 전선에 방해받지 않는다. 또한 전기 충격기 방식 대비 매우 안전하며, 충격장치를 다수의 위치에 배치하여 부위별 충격 구현이 가능하다. 이에 따라 더욱 현실감 있고 몰입감이 높은 훈련이 가능하도록 한다.

도1은 본 발명의 동작 개념도이다.
도2는 본 발명의 정면도 및 후면도이다.
도3은 본 발명의 착용 시 사시도이다.
도4는 충격장치(110)에 연결되는 직류로 구동하는 편심모터이다.
도5는 릴레이 회로의 개념도이다.
도6은 충격제어기 및 릴레이가 연결된 회로도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

전술조끼(100)는 충격장치(110) 및 충격제어기(120)를 내장한 착용형 조끼이다.

충격장치(110)는 편심추가 장착된 직류모터를 통하여 전원 공급 시 강한 진동이 발생하는 장치이다.

충격제어기(120)는 각각의 충격장치(110)에 직류 전원을 인가하거나 중단시킬 수 있는 장치이다. 충격제어 소프트웨어가 탑재된 연산 장치(200)의 제어신호에 따라 각각의 충격장치(110)에 전원을 인가하거나 중단시킴으로써 충격장치(110)가 설치된 위치에서 진동에 의한 충격을 발생시킬 수 있도록 제어한다.

연산 장치(200)는 충격제어 소프트웨어를 탑재하며 각각의 충격장치(110)를 동작시키는 동작신호를 발생시킨다. 충격제어 소프트웨어가 설치된 연산 장치(200)와 충격제어기(120)는 상호 신호 연동하며 연산 장치(200)가 충격제어기(120)를 제어할 수 있도록 한다.

전원공급장치(300)는 충격제어기(120)의 제어에 따라 각각의 충격장치(110)에 전원을 공급하기 위한 직류방식의 전원공급기이다.

본 발명은 도 1에서 나타난 순서와 같이 직류모터를 이용하여 충격장치(110)를 구성하여 전술조끼(100)에 내장하고 충격제어기(120)를 통하여 하나 이상의 충격장치(110)를 동작시킴으로써 신체의 각 부위에 충격을 제공함에 있다. 충격장치(110)의 설치를 위한 바람직한 방법은 전술조끼 전 후면에 각 4개를 좌상단, 우상단, 좌하단, 우하단에 설치하여 총 8개를 설치한다. 본 발명에서 충격장치의 위치는 훈련자 신체의 균형 및 훈련의 내용을 고려하여 다르게 정할 수 있다.

충격장치(110)는 직류로 구동되는 편심모터로 만들어진다. 도4에 직류로 구동되는 편심모터의 한 종류가 소개되어 있다. 직류모터에 편심추를 장착한 후 가동하면 편심에 의한 강한 진동이 발생한다. 전원 인가 시 진동에 의한 충격이 발생하고 전원 차단 시 진동이 멈춘다. 본 발명은 행하여지는 훈련 또는 게임의 목적에 따라 하나 이상의 충격 장치(110)를 구비한다. 편심모터에 5V 미만의 직류전원을 공급하면 회전축에 고정된 편심추가 회전하며 진동이 발생한다. 이러한 진동은 휴대전화에서 진동모드를 설정해 두었을 때 진화 시 진동벨이 발생시키는 원리와 동일하다. 충격의 강도는 모터의 성능에 따라 공급전원으로 전압으로 제어 가능하다. 5V 정도로 동작하는 편심모터를 사용하고 전압제어 회로를 통하여 1.5V ~ 5V 사이로 공급전원의 전압제어를 하는 경우 모터의 회전속도는 공급전압에 따라 달라지게 되며 낮은 전압에서 저속 회전 시 낮은 충격이, 높은 전압에서 고속 회전 시 높은 충격이 만들어지게 된다.

충격제어기(120)는 외부 제어신호에 따라 하나 이상의 충격장치(110)에 전원을 인가하거나 차단하는 기능을 포함한다. 하나 이상의 충격장치(110)에 단일 혹은 다중으로 전원을 인가함으로써 단일부위의 충격 또는 다중부위 동시 충격을 제어할 수 있다. 충격제어기(120)는 전기적 신호로써 ON/OFF를 제어할 수 있는 전자회로 부품인 릴레이로 만들어진다. 릴레이의 개념적 원리는 도5와 같다. 충격제어기(120)에는 8개의 릴레이가 회로로서 구현되어 있다. 1번 릴레이에 신호를 주면 OFF의 위치에서 ON 위치로 릴레이 스위치가 전환되며 전압이 1번 모터로 공급된다. 순차적으로 8번까지 이런 방식으로 전원의 공급과 차단이 가능하다. 따라서 1번~8번까지 신호에 따라 위치에 따른 충격장치(110)의 동작을 가능하게 만든다. 그림에서 각각의 릴레이에 신호를 주면 스위치가 ON 되며 전원이 각각의 충격장치(110)에 공급되어 충격이 발생한다. 또한 1번+2번, 1번+3번과 같이 동시에 여러 개의 충격장치(110)에 전원을 공급하여 각각의 위치에서 충격을 발생시킬 수 있다.

도 6에서 충격제어기(120)는 마이컴으로 일종의 소규모의 컴퓨터 중앙처리장치다. 유선 혹은 무선 신호 방식으로 컴퓨터와 통신하며 데이터 패킷을 수신한 뒤 해당 패킷을 처리하고 처리된 결과에 따라 1번, 2번 등 각각의 릴레이에 전기적 신호를 발생시키는 역할을 한다. 통신 방식은 이더넷, 블루투스, 지그비 등 어떤 방식으로든 가능하다. 도 5에서 충격제어기(120) 및 릴레이 회로가 제어장치 유닛으로 회로상에 구현된다. 충격장치(110)는 조끼에 적정위치에 설치하고 전원공급장치(300)를 연결하면 충격조끼가 완성된다. 충격제어기(120)는 유선 혹은 무선으로 외부 컴퓨터로부터 몇 번 진동패드를 동작시킬 것인지 정의하는 약속된 데이터 패킷을 수신하여 처리한다.

연산 장치(200)는 충격제어 소프트웨어를 탑재한다. 충격제어 소프트웨어는 연산 장치(200)에 내장되어 외부에서 무선 혹은 유선으로 제공되는 충격 위치 정보를 처리하여 해당 위치의 충격장치(110)에 전원을 인가할 수 있도록 충격제어기(120)에 신호를 제공하는 기능을 처리한다. 연산 장치(200)는 PC가 될 수도 있고 크기가 작은 임베디드 시스템이 될 수도 있다. 현재 본 발명은 착용형 컴퓨터에 해당 기능이 구현되어 있으나 소형 임베디드 시스템을 통한 충격제어기의 제어도 본 발명의 기술적 사상에 해당한다.

전원공급장치(300)는 충격장치(110)의 직류모터를 구동하는 동력원이다. 충격제어기(120)에 연결되어 하나 이상의 충격장치(110)에 전원을 공급한다. 본 발명은 착용형 컴퓨터에서 전원을 공급하지만 일반 충전식 배터리로써 충분한 동작전원의 공급이 가능하다.

본 발명의 동작전원은 충전식 소형 배터리 팩으로 구현하며 연산 장치(200)는 PC를 이용하거나 소형 임베디드 시스템으로 구현한다. 따라서 전술조끼(100)에 충격장치(110), 충격제어기(120), 충격제어 소프트웨어를 탑재한 연산 장치(200), 전원공급장치(300)가 모두 내장된 제품의 구현이 가능하다.

100 : 충격조끼
110 : 충격장치
120 : 충격제어기
200 : 연산장치
300 : 전원공급장치
a : 코일로 만들어진 전자석

Claims

편심추가 장착된 직류모터를 통하여 진동을 발생시키는 하나 이상의 충격장치(110);
무선으로 단일 혹은 다중의 상기 충격장치(110)를 동작시킬 것인지 정의하는 약속된 데이터 패킷을 수신하여 상기 충격장치(110)의 직류 전원을 단일 또는 다중으로 인가하거나 차단하는 충격제어기(120);
상기 충격제어기(120)에 전기적 신호를 전달하는 연산 장치(200); 및
상기 충격제어기(120)에 연결되어 상기 충격장치(110)에 동력을 공급하는 전원공급장치(300);
를 포함하며,
상기 충격장치(110)는 전술조끼 전 후면에 각 4개를 좌상단, 우상단, 좌하단, 우하단에 설치하고;
진동 강도는 가상 환경의 피격 강도에 따라 변하며;
피격 강도를 상기 충격제어기(120)로 조절하고;
상기 충격제어기(120)와 상기 연산 장치(200)는 무선으로 상호 신호 연동하는 것을 특징으로 하는 전술조끼(100).