KR101802449B1 - 전방향 트레드밀 - Google Patents

Abstract

전방향 트레드밀가 개시된다. 본 발명에 따른 전방향 트레드밀는, 상부에 위치한 피대상물을 제1 방향으로 이동시키되 제1 방향의 직각방향인 제2 방향으로의 피대상물의 이동을 제한하지 않는 제1 이송부; 및 상기 제1 이송부와 나란하게 설치되고, 피대상물을 제2 방향으로 이동시키되 제1 방향으로의 피대상물의 이동을 제한하지 않는 제2 이송부를 포함하여, 피대상물을 상기 제1,2 이송부의 작동제어에 따라 여러 방향으로 이동시키도록 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 제1 방향과 이에 직각방향인 제2 방향으로의 이동을 동시에 유도할 수 있는 제1 이송부 및 제2 이송부가 간결한 형태로 모듈화됨에 따라, 트레드밀의 조립성 향상과 유지관리의 용이성이 확보됨은 물론, 물류이동이나 운동 또는 가상현실 등과 같은 용도에 따른 제1 이송부 및 제2 이송부의 변형설치가 자유롭게 이루어질 수 있다.

Description

전방향 트레드밀{Omni-Directional Treadmill}

본 발명은 전방향 트레드밀에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 서로 수직관계인 제1 방향 또는 제2 방향에 대한 피대상물의 이동은 물론, 제1 방향과 제2 방향의 합벡터 방향에 대한 피대상물의 이동이 자유자재로 이루어지게 하여 러닝머신, 가상현실장치 및 물류이송장치 등에 활용가능한 전방향 트레드밀에 관한 것이다.

일반적으로, 트레드밀(treadmill)이란, 피대상물이 회전무한궤도식 벨트의 위를 달리거나 걸으며 그 운동량을 기록하는 운동장치의 하나로 인식되고 있다. 다만, 이러한 회전무한궤도를 이용하는 장치는 물류의 단거리 이송이나 가상현실 장치에서 이용자가 걷거나 달리도록 하는 데에 사용될 수 있음은 물론이다.

이때, 회전무한궤도식 벨트는 정역회전하는 모터 등의 구동력에 의해 일방향을 따라서 전후로만 이동하는 구조로 이루어진 관계상 이용자의 곡선형 움직임이나 물류 이송의 직각방향 분기 또는 사선방향 분기가 불가능한 구조적인 한계가 있었다.

이러한 문제점을 해소하기 위해, 근래에 제시된 기술 중 유럽의 사이버워크(Cyberwalk)는 여러 개의 패널을 연결한 상태로 다수의 작은 모터가 각각의 패널에 장착되어 각각 개별 제어되면서 여러 방향의 이동을 가능하게 한 장치이고, 미육군의 시뮬레이션 장치인 전방향트레드밀(Omni Directional Treadmill)은 여러 개의 패널을 회전시키는 복잡한 형태의 바퀴를 사용하여 여러 방향의 이동을 가능하게 한 장치였다. 이러한 장치들은 모두 복잡한 구조와 많은 부품 수로 인해 신속한 조립생산이 어려움은 물론 유지관리에 고비용이 소요되고, 4Km/h 이상의 이동 속도를 구현하기 힘든 구조적인 문제가 있었다.

이외에도 전방향으로 걷기나 달리기가 가능하고 물류를 목적 방향으로 이동시킬 수 있도록 하는 전방향 트레드밀은 현재 다양한 방식과 형태로 개발되어 사용되고 있는데, 그 중에서 대한민국등록특허 제10-159862호(등록일자: 2016년 02월 15일) 또한, 전방향 트레드밀에 대한 기술에 대하여 구체적으로 개시하고 있는데, 본 선행기술은 복수의 볼을 행과 열 구조로 배열한 볼어레이, 상기 볼어레이를 수용하는 프레임, 열단위의 볼들을 제1방향을 따라 회전시키는 복수의 제1구동축을 가지고, 상기 복수의 제1구동축은 프레임의 제1중심선을 기준으로 복수의 일측 제1구동축과 복수의 타측 제1구동축으로 구분되며, 복수의 일측 제1구동축과 복수의 타측 제1구동축은 제1전동기구를 통해 상호 대향하는 방향으로 회전하도록 구성되는 제1구동유닛; 및 행단위의 볼들을 제2방향을 따라 회전시키는 복수의 제2구동축을 가지고, 상기 복수의 제2구동축은 프레임의 제2중심선을 기준으로 복수의 일측 제2구동축과 복수의 타측 제2구동축으로 구분되며, 복수의 일측 제2구동축과 복수의 타측 제2구동축은 제2전동기구를 통해 상호 대향하는 방향으로 회전하도록 구성되는 제2구동유닛;을 포함하여 이루어진다.

이러한 볼어레이를 회전시켜 전방향 이동을 구현한 본 선행기술에서는, 사용자의 전방향 움직임을 보다 안정되게 유지할 수 있고, 사용자가 프레임 위에서 움직일 때 사용자의 움직임을 프레임의 중심방향으로 유도하여 외부 이탈을 효과적으로 방지할 수 있는 장점이 있다고 설명하고 있다.

그러나 이러한 선행기술에서 제시하는 전방향 트레드밀은 다음과 같은 점에서 여전히 개선이 요구되며, 꾸준한 개량이 이루어질 필요가 있다.

예컨대, 자유 회전가능하게 장착된 볼어레이의 볼들은 회전제어되는 제1구동축과의 접촉마찰을 통해 X방향을 따라 회전되고, 회전제어되는 제2구동축과의 접촉마찰을 통해 Y방향을 따라 회전하게 되는 구조인데, 자유회전하는 볼 자체의 경우 수용하우징과의 마찰력이 필연적으로 상존한 상태에서 작동하게 되고, 볼의 회전을 구동시키는 제1,2구동축 역시도 볼과 마찰력을 항상 유지한 상태에서 작동되는 구조이다.

이렇게 마찰력을 이용하여 볼레이어에 구동력을 전달하는 구조는, 근본적으로 구동력의 손실이 커서 힘전달이 원활하지 못하고 마찰로 인한 부품의 훼손이나 망실이 필연적이어서 지속적인 유지 및 관리가 이루어져야 하고, 나아가 부품 등의 훼손으로 제1,2구동축과 볼 간의 접촉마찰력이 부분적으로 저하되거나 상실되는 경우 전체적인 작동이 원활하게 이루어질 수 없다는 문제가 있다.

아울러 본 선행기술을 이루기 위해 복잡한 구조와 많은 부품 수로 인해 신속한 조립생산이 어려운 점은 종래와 별반 차이가 없고, 고장 부분을 확인하고 수리 및 교체하는데에 장시간, 고비용이 소요됨은 쉽게 예상할 수 있다.

따라서, 이러한 문제점을 일거에 개선할 수 있는 구조적 개선이 요구된다 할 것이다.

대한민국등록특허 제10-159862호(등록일자: 2016년 02월 15일)

본 발명의 목적은, 상기의 문제점들을 해결하기 위해, 제1 방향과 이에 직각방향인 제2 방향으로의 이동을 동시에 유도할 수 있는 구동체를 간결한 형태로 모듈화하여 장치의 조립성과 유지관리의 용이성을 확보하면서도, 물류이동이나 운동 또는 가상현실 등과 같은 용도에 따라 모듈 및 장치의 설치를 다양한 형태로 용이하게 변형할 수 있고, 구동력이 손실 없이 직접적으로 피대상물에게 전달되도록 하여 피대상물의 정확하고 즉각적인 전방향 이동을 유도할 수 있으며, 마찰로 인한 부품의 망실이나 훼손을 저감하는 구조로 이루어져 장치의 내구성을 담보할 수 있는 전방향 트레드밀을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 상부에 위치한 피대상물을 제1 방향으로 이동시키되 제1 방향의 직각방향인 제2 방향으로의 피대상물의 이동을 제한하지 않는 제1 이송부; 및 상기 제1 이송부와 나란하게 설치되고, 피대상물을 제2 방향으로 이동시키되 제1 방향으로의 피대상물의 이동을 제한하지 않는 제2 이송부를 포함하여, 피대상물을 상기 제1,2 이송부의 작동제어에 따라 여러 방향으로 이동시키도록 이루어진 것을 특징으로 하는 전방향 트레드밀에 의해 달성된다.

상기 제1 이송부는, 상부에 위치한 피대상물에 대한 제1 방향으로의 이동을 유도하기 위해 제2 방향을 축으로 회전하는 제1 작동체; 및 상기 제1 작동체의 외주면에 설치되어 제1 방향을 축으로 회전하고 피대상물과 접촉하는 다수 개의 제1 회전견인체를 포함하여, 상기 제1 작동체의 회전시 회전억제된 상기 제1 회전견인체와의 접지마찰력으로 피대상물을 제1 방향으로 이동시킬 수 있다.

상기 제1 작동체는, 제2 방향을 길이방향으로 하는 막대형상의 회전몸체와, 상기 회전몸체에 홈형태로 형성되어 상기 제1 회전견인체의 일부가 외부에 노출되도록 설치되는 다수 개의 장착홈과, 상기 회전몸체에 회전구동력을 제공하는 제1 구동부를 포함할 수 있다.

상기 제1 이송부는, 제2 방향을 길이방향으로 하고 외주면을 따라 치차가 형성된 막대형상으로 되어 제2 방향을 축으로 회전하는 제1 작동체; 상부에 위치한 피대상물에 대한 제1 방향으로의 이동을 유도하기 위해, 상기 제1 작동체의 상단부에서 제2 방향과 나란한 2개의 가이드풀리에 의해 타원형태로 지지되며 회전가능하게 설치되는 회전벨트; 및 상기 치차와 맞물려 상기 회전벨트가 회전하도록 상기 회전벨트에 설치되고, 제1 방향을 축으로 회전하며 피대상물과 접촉하는 다수 개의 제1 회전견인체를 포함하여, 상기 제1 작동체 및 상기 회전벨트의 회전시 회전억제된 상기 제1 회전견인체와의 접지마찰력으로 피대상물을 제1 방향으로 이동시킬 수 있다.

상기 제2 이송부는, 상기 제1 작동체와 나란하게 설치되고, 피대상물에 대한 제2 방향으로의 이동을 유도하기 위해 다수 개의 연결체로 이루어져 제2 방향을 따라 이동하는 제2 작동체; 및 상기 연결체의 상단부에 제2 방향을 축으로 회전하고 피대상물과 접촉하는 제2 회전견인체를 포함하여, 상기 제2 작동체의 이동시 회전억제된 상기 제2 회전견인체와의 접지마찰력으로 피대상물을 제2 방향으로 이동시킬 수 있다.

상기 제2 작동체는, 인접한 상기 연결체가 서로 상대회동토록 링크결합되어 이루어지는 환형의 체인결합체와, 상기 체인결합체가 제2 방향을 따라 타원을 이루도록 지지하는 한 쌍의 고정풀리와, 상기 체인결합체가 제2 방향을 따라 이동하며 회전하도록 회전구동력을 제공하는 제2 구동부를 포함할 수 있다.

상기 제2 회전견인체는, 상기 연결체에 적어도 2개가 제1 방향을 따라 나란하게 배치될 수 있다.

상기 제1 회전견인체 및 상기 제2 회전견인체는, 플라스틱(우레탄 수지), 금속 또는 고무를 소재로 원통형으로 제작될 수 있다.

상기의 목적은, 판형상의 베이스패널; 상기 베이스패널에 이격설치되고, 상부에 위치한 피대상물을 제1 방향으로 이동시키되 제1 방향의 직각방향인 제2 방향으로의 피대상물의 이동을 제한하지 않는 다수 개의 제1 이송부; 상기 제1 이송부 사이에 위치하도록 상기 베이스패널에 이격설치되고, 피대상물을 제2 방향으로 이동시키되 제1 방향으로의 피대상물의 이동을 제한하지 않는 다수 개의 제2 이송부; 및 피대상물을 설정된 방향으로 이동시킬 수 있도록, 상기 제1,2 이송부와 연결되어 상기 제1,2 이송부를 개별제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전방향 트레드밀 시스템에 의해 달성된다.

상기 제1 이송부는, 상부에 위치한 피대상물에 대한 제1 방향으로의 이동을 유도하기 위해 제2 방향을 축으로 회전하는 제1 작동체와, 상기 제1 작동체의 외주면에 설치되어 제1 방향을 축으로 회전하고 피대상물과 접촉하는 다수 개의 제1 회전견인체를 포함하고, 상기 제2 이송부는, 상기 제1 작동체와 나란하게 설치되고, 피대상물에 대한 제2 방향으로의 이동을 유도하기 위해 다수 개의 연결체로 이루어져 제2 방향을 따라 이동하는 제2 작동체와, 상기 연결체의 상단부에 제2 방향을 축으로 회전하고 피대상물과 접촉하는 제2 회전견인체를 포함하고, 상기 제1,2 작동체의 작동시 회전억제된 상기 제1,2 회전견인체와의 접지마찰력으로 피대상물을 설정된 방향으로 이동시킬 수 있다.

상기 베이스패널의 하단부에는, 상기 베이스패널을 전후좌우 방향으로 경사지게 하는 액추에이터가 각각 설치되고, 상기 제어부는, 상기 액추에이터와 연결되어 상기 액추에이터를 개별제어할 수 있다.

본 발명에 의하면, 제1 방향과 이에 직각방향인 제2 방향으로의 이동을 동시에 유도할 수 있는 제1 이송부 및 제2 이송부가 간결한 형태로 모듈화됨에 따라, 트레드밀의 조립성 향상과 유지관리의 용이성이 확보됨은 물론, 물류이동이나 운동 또는 가상현실 등과 같은 용도에 따른 제1 이송부 및 제2 이송부의 변형설치가 자유롭게 이루어질 수 있다.

또한, 피대상물에 대한 제1 방향의 이동을 위해 제1 이송부의 회전구동력이 회전억제된 제1 회전견인체를 통해 피대상물에 직접적으로 전달되도록 하는 한편, 제2 방향의 이동을 위해 제2 이송부의 이동구동력이 회전억제된 제2 회전견인체를 통해 피대상물에 직접적으로 전달되도록 함으로써 구동력의 손실이 최소화됨에 따라 피대상물에 대한 정확하고 즉각적인 전방향 이동이 이루어질 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전방향 트레드밀의 사시도이다.
도 2는 도 1의 제1 이동부의 다양한 변형예에 대한 평면도 및 측면도이다.
도 3은 도 1의 제2 이동부의 다양한 변형예에 대한 평면도 및 측면도이다.
도 4는 전방향 트레드밀 시스템의 평면도 및 측면도이다.
도 5는 도 4의 작동상태를 도시한 평면도 및 측면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전방향 트레드밀의 사시도이고, 도 2는 도 1의 제1 이동부의 다양한 변형예에 대한 평면도 및 측면도이고, 도 3은 도 1의 제2 이동부의 다양한 변형예에 대한 평면도 및 측면도이고, 도 4는 전방향 트레드밀 시스템의 평면도 및 측면도이고, 도 5는 도 4의 작동상태를 도시한 평면도 및 측면도이다.

도면에 나타난 제1 방향, 제2 방향, 제3 방향은, 권리 한정의 용도가 아닌 설명의 편의를 위해서 임의로 정한 것으로, 제1 방향이 전(앞쪽, 화살표쪽), 후(뒤쪽, 화살표 반대쪽)방향을 지시하고, 제2 방향은 좌, 우(옆쪽 또는 측방)방향을 지시하며, 제3 방향은 상(위쪽), 하(아래쪽)방향을 지시하는 것으로 정의한다. 이하에서 설명되는 각 방향은 이와 다르게 특별히 한정하는 경우를 제외하고, 이에 기초한 것이다.

본 발명에 따른 전방향 트레드밀(100)은, 서로 수직관계인 제1 방향 또는 제2 방향에 대한 피대상물의 이동은 물론, 제1 방향과 제2 방향의 합벡터 방향에 대한 피대상물의 이동이 자유자재로 이루어지게 하기 위해 안출된 발명으로, 러닝머신, 가상현실장치 및 물류이송장치 등과 관련된 기술분야에 활용될 수 있다.

본 발명의 첫 번째 기술적 특징은, 제1 방향과 이에 직각방향인 제2 방향으로 선택적 또는 동시적(제1 방향과 제2 방향의 벡터합)으로 피대상물의 이동을 유도하게 되는 제1 이송부(110) 및 제2 이송부(120)를 간결한 형태로 모듈화한 것에 있으며, 이를 통해 트레드밀 장치의 조립성과 유지관리의 용이성 및 용도에 따른 용이한 변형성이 확보될 수 있다.

또한, 본 발명의 두 번째 기술적 특징은, 종래와 달리 제1,2 방향에 대하여 피대상물을 이동시키는 구동력이 간접적인 방식이 아닌 직접적인 방식으로 피대상물에 전달되도록 한 것에 있으며, 이를 통해 구동력의 손실이 최소화됨에 따라 피대상물의 즉각적이고 정확한 전방향(Omni direction) 이동이 가능해진다.

본 발명에서 말하는 피대상물은, 트레드밀 장치의 상부에 놓이게 되는 물체로, 물류 이동의 대상이 되는 상자 등이 될 수 있으며, 달리기나 걷기와 같은 운동을 하거나 가상현실장치를 사용하기 위해 트레드밀을 이용하는 사용자 등이 될 수 있다.

상술한 바와 같은 기술적 특징을 구체적으로 구현하기 위해, 본 발명에 따른 전방향 트레드밀(100)은, 제1 이송부(110) 및 제2 이송부(120) 등을 포함하여 구성될 수 있는데, 제1,2 이송부(110,120)는 마치 러닝머신이나 컨베이어 이송장치의 회전무한궤도식 벨트처럼 각각의 상단부가 동일평면상에 놓이도록 교차 배치되거나 또는 특수한 필요에 따라 각각의 상단부 간에 높이 차이를 두며 곡면형태로 교차 배치될 수 있다.

제1 이송부(110)는, 상부에 위치한 피대상물과 접촉한 상태에서 피대상물을 제1 방향으로 이동시키기 위해 마련된 구성요소로서, 제1 방향으로 피대상물을 강제 이동시키는 구동력을 갖는 한편, 제1 방향의 직각방향인 제2 방향으로의 피대상물의 이동을 제한하지 않는, 즉 허용하는 구조 내지 구성으로 이루어진 것이라면 어떠한 것이라도 무방하다.

다만, 본 발명의 실시예에 따른 제1 이송부(110)는 상술한 바와 같은 기능 내지 작용을 하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 제1 작동체(112) 및 제1 회전견인체(114) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

제1 작동체(112)는, 상부에 위치한 피대상물에 대한 제1 방향으로의 이동을 유도하기 위해 제2 방향을 축으로 회전하는 구성요소로서, 피대상물의 하면을 일정하게 지지하면서 회전을 통해 피대상물을 제1 방향으로 이동시킬 수 있는 구조 내지 구성이라면 족하지만, 구체적으로는 도 1 및 도 4(c)에 도시된 바와 같이 회전몸체(112a), 장착홈(112b) 및 제1 구동부(112c)를 포함하여 구성될 수 있다.

회전몸체(112a)는, 제2 방향을 축으로 한 회전의 주체이자 피대상물을 지지하는 구성요소로서, 도 1에 도시된 바와 같이 제2 방향을 길이방향으로 하는 사각봉 또는 육각봉 등 다양한 형태의 막대형상일 수 있다.

다만, 후술할 제1 회전견인체(114)의 설치 용이성이나 형태상의 견고성 등을 고려할 때, 도시된 바와 같이 원통형상의 회전몸체(112a)가 가장 바람직하다. 이러한 회전몸체(112a)의 길이는 트레드밀의 작동 범위나 피대상물의 크기 등을 고려하여 다양하게 변형될 수 있다.

장착홈(112b)은 후술할 제1 회전견인체(114)가 그 일부만이 외부로 노출된 상태로 회전몸체(112a)에 장착되도록 하기 위해 마련된 구성요소로서, 회전몸체(112a)의 길이방향을 따라 홈형태로 다수 개가 형성될 수 있다.

일예로 장착홈(112b)은, 회전몸체(112a)의 길이방향 및 외주면을 따라 나선형을 이루는 적어도 하나 이상의 나선홈으로 이루어질 수 있으며, 회전몸체(112a)의 외주면 전체에 걸쳐 규칙적으로 이격형성되는 다수 개의 홈으로 이루어지는 등 다양한 형태로 제1 회전견인체(114)가 장착되도록 할 수 있다.

다만, 본 발명의 실시예에 따른 장착홈(112b)은, 도 1에서처럼 원통형 회전몸체(112a)의 외주면을 따라 대칭형태로 이격된 4개의 장홈이 회전몸체(112a)의 길이방향을 따라 형성되어 이루어질 수 있다.

이러한 장홈 형태의 장착홈(112b)은, 회전몸체(112a)의 직경에 따라 변형예인 도 2(a)에서처럼 4개 이상이 회전몸체(112a)의 외주면을 따라 대칭형태로 이격형성될 수 있으며, 또는 원통형 회전몸체(112a)의 외주면을 따라 대칭형태로 4열 내지 8열로 배치되는 홈이 회전몸체(112a)의 길이방향을 따라 각각 이격형성될 수도 있음은 물론이다. 이러한 구조는 도 1에 도시된 경우보다 제1 회전견인체(114)에 의한 안정적인 피대상물의 지지 및 피대상물에 대한 제1 방향의 원활한 강제 이동 내지 견인을 도모하기 위함이다.

한편, 변형예인 도 2(b)에서처럼, 장착홈(112b)은 회전몸체(112a)에 관통공 형태로 형성되어 제1 회전견인체(114)의 양단부가 외부에 노출된 상태로 회전몸체(112a)에 장착되도록 할 수 있다. 이는 제1 회전견인체(114)의 장착 개수를 줄여 제1 이송부(110)의 조립상 편의를 도모하기 위함이다.

제1 구동부(112c)는, 제2 방향을 회전축으로 하는 회전몸체(112a)에 회전구동력을 제공하기 위해 회전몸체(112a)의 양단부 중 적어도 어느 한쪽에 마련되는 구성요소로서, 모터 등과 같은 동력원으로 이루어지며, 회전몸체(112a)와 직결되거나 기어조합을 통해 연결되거나 또는 타이밍벨트 등으로 연결되어 회전구동력을 회전몸체(112a)에 전달하게 된다.(도 4 참조)

본 발명의 실시예에 따른 제1 구동부(112c)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 타이밍벨트에 의해 다수 개의 회전몸체(112a) 일단과 모두 연결되도록 할 수 있으며, 이를 통해 제1 방향에 대한 피대상물의 이동속도를 제1 방향 전구간(도 5 참조, 110a 내지 110f)에 걸쳐 동일하게 증가 또는 감소시킬 수 있게 된다.

그러나 도시된 바와 달리, 회전몸체(112a) 각각의 일단과 직결되거나 기어조합을 통해 연결되도록 하여 회전몸체(112a)마다 회전속도나 회전방향이 후술할 제어부(140)를 통해 개별제어되도록 구성할 수도 있는데, 이렇게 되면 피대상물의 제1 방향에 대한 구간별 이동속도와 이동방향(좌우)이 자유자재로 조절될 수 있게 된다.

제1 회전견인체(114)는, 제1 작동체(112)의 회전구동력을 피대상물에 전달하여 제1 방향의 이동을 직접적으로 유도하면서도 후술할 제2 이송부(120)에 의한 피대상물의 제2 방향 이동을 가능하게 하는 본 발명 기술적 특징부이다.

상술한 기능 내지 작동을 구현하기 위해, 본 발명에 따른 제1 회전견인체(114)는, 상부의 피대상물과 접촉이 이루어지도록 제1 작동체(112)의 외주면에서 돌출된 형태로 다수 개가 구비되되 제1 방향을 축으로 회전가능하게 제1 작동체(112)에 결합되어 이루어질 수 있다.

이러한 구조로 설치된 제1 회전견인체(114)는, 제1 작동체(112)의 회전축인 제2 방향과 직각을 이루는 제1 방향을 축으로 회전하므로, 제1 작동체(112)의 회전시 제1 회전견인체(114)의 회전은 억제됨에 따라 피대상물은 제1 회전견인체(114)와의 접지마찰력에 의해 제1 방향으로의 이동 내지 견인이 강제될 수 있다.

반면에 인접하게 설치된 제2 구동부(122c)의 작동에 의해 피대상물이 제2 방향으로 강제이동되는 경우 제1 방향을 축으로 한 제1 회전견인체(114)는 자연스럽게 회전하며, 피대상물의 제2 방향 이동을 안내할 수 있게 된다.(도 5 참조)

제1 회전견인체(114)의 형상은, 상술한 기능을 수행하는 한도 내에서 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있지만, 본 발명의 실시예에 따른 제1 회전견인체(114)는, 도 1등에 도시된 바와 같이 피대상물과의 접지마찰력을 확보하면서도 제1 방향을 축으로 한 원활한 회전이 이루어질 수 있도록, 원통 또는 원판형상으로 제작될 수 있다.

또한, 제1 회전견인체(114)와 제1 작동체(112) 간의 결합형태 역시도 상술한 기능을 수행하는 한도 내에서 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있지만, 본 발명의 실시예에 따른 제1 회전견인체(114)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 회전몸체(112a)의 길이방향에 대하여 장홈형태로 형성된 장착홈(112b)을 따라 일정간격을 두고 회전가능하게 설치될 수 있다.

그리고 제1 회전견인체(114)는 도 2(a)에 도시된 변형예와 같이, 원통형 회전몸체(112a)의 외주면을 따라 대칭형태로 6열 이상 배치된 상태에서 회전몸체(112a)의 길이방향을 따라 길게 형성된 장착홈(112b)에 설치될 수 있다. 이러한 구조는 도 1과 대비시 제1 회전견인체(114)를 보다 촘촘히 배치함으로써 피대상물을 보다 안정적으로 지지하면서 제1 방향으로 보다 원활하게 강제 이동 내지 견인시키기 위함이다.

또한, 제1 회전견인체(114)는, 도 2(b)에 도시된 변형예처럼 회전몸체(112a)에 관통공의 형태로 형성된 장착홈(112b)에 제1 회전견인체(114)의 양단부가 외부에 노출되도록 회전몸체(112a)에 장착되도록 할 수 있다. 이는 제1 회전견인체(114)의 장착 개수를 줄여 제1 이송부(110)의 조립상 편의를 도모하기 위함이다.

상술한 바와 같은 제1 회전견인체(114)는, 플라스틱, 금속 또는 고무를 소재로 원통형으로 제작될 수 있는데, 피대상물과의 접지마찰력을 증대하기 위해 플라스틱의 경우 우레탄계열의 엔지니어링 플라스틱으로 제작하는 것이 바람직하고, 금속의 경우 원통형으로 형성하되 외주표면 전체에 다수의 돌기가 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 도 2(c)에 도시된 바와 같은 변형예에 따른 제1 이송부(110)는, 제2 방향을 길이방향으로 하고 외주면을 따라 치차(112d)가 형성된 막대형상으로 되어 제2 방향을 축으로 회전하는 구조로 이루어질 수 있는데, 이는 앞서 기술한 제1 회전견인체(114)가 별도로 구비되지 않는 구조로서, 치차의 상면(112d1)은 저마찰력을 갖도록 하는 한편, 치차의 측면(112d2)은 고마찰력을 갖는 구조로 형성함으로써, 제1 회전견인체(114)를 대체할 수 있게 된다.

여기서 마찰력을 달리하는 방법은, 양측의 소재를 달리하거나 또는 거칠기를 달리하는 물리적 방법에 의해 이루어질 수 있다.

위와 같이 치차의 측면(112d2)이 고마찰력을 갖도록 형성하게 되면, 제2 방향을 축으로 한 제1 이송부(110)의 회전시 길이방향으로 길게 형성된 치차의 측면(112d2)이 피대상물과 접촉하게 되면서 피대상물을 제1 방향으로 강제 이동 내지 견인할 수 있게 된다.

반면에 인접하게 설치된 제2 구동부(122c)의 작동에 의해 피대상물이 제2 방향으로 강제이동되는 경우 좁은 폭을 갖으면서 저마찰력을 갖는 치차의 상면(112d1)은 피대상물을 제2 방향으로 원활하게 슬라이딩 이동시키게 된다.(도 5 참조)

그리고 도 2(d)에 도시된 바와 같은 변형예에 따른 제1 이송부(110)는, 제1 작동체(112), 회전벨트(116) 및 제1 회전견인체(114) 등을 포함하여 구성될 수 있는데, 이러한 구조는 피대상물(특히 표면에 굴곡이 있는 피대상물)과의 접촉면적을 증대하여 보다 원활한 제1 방향 이동이 이루어지도록 하기 위함이다.

이때의 제1 작동체(112)는, 제2 방향을 길이방향으로 하고 실시예와는 다르게 외주면을 따라 치차(112d)가 형성된 막대형상으로 되어 제2 방향을 축으로 회전하는 구성요소이다.

회전벨트(116)는, 제1 회전견인체(114)에 의해 하단에 위치한 제1 작동체(112)와 연계되어 그 반대방향으로 회전하며 상부에 위치한 피대상물을 제1 방향으로 이동토록 유도하는 구성요소로서, 제1 작동체(112)의 상단부에서 제2 방향과 나란한 2개의 가이드풀리(116a,116b)에 의해 타원형태로 지지되며 회전가능하게 설치된다. 이러한 회전벨트(116)는 연질의 시트형상으로 이루어지되 고정설치된 2개의 가이드풀리(116a,116b)를 둘러싸는 형태로 장착되어 제1 작동체(112)의 회전에 따라 마치 컨베이어벨트처럼 회전작동을 하게 된다.

이때의 제1 회전견인체(114)는, 회전벨트(116)의 회전구동력을 피대상물에 전달하여 제1 방향의 이동을 직접적으로 유도하면서도 후술할 제2 이송부(120)에 의한 피대상물의 제2 방향 이동을 가능하게 하는 구성요소이다.

본 발명의 변형예에 따른 제1 회전견인체(114)는, 상부의 피대상물과 접촉이 이루어지는 한편, 치차(112d) 및 가이드풀리(116a,116b)와 맞물리도록, 회전벨트(116)를 관통하는 형태로 다수 개가 구비되되 제1 방향을 축으로 회전가능하게 회전벨트(116)에 결합되어 이루어질 수 있다.

이러한 변형예에 따른 구조로 설치된 제1 회전견인체(114)는, 회전벨트(116)의 회전축인 제2 방향과 직각을 이루는 제1 방향을 축으로 회전하므로, 회전벨트(116)의 회전시 제1 회전견인체(114)의 회전은 억제됨에 따라 피대상물은 제1 회전견인체(114)와의 접지마찰력에 의해 제1 방향으로의 이동 내지 견인이 강제될 수 있다.

반면에 인접하게 설치된 제2 구동부(122c)의 작동에 의해 피대상물이 제2 방향으로 강제이동되는 경우 제1 방향을 축으로 한 제1 회전견인체(114)는 자연스럽게 회전하며, 피대상물의 제2 방향 이동을 안내할 수 있게 된다.(도 5 참조)

위와 같은 제1 이송부(110)에 대한 실시예 및 변형예에 의하면, 제1 구동부(112c)에서 제공된 회전력이 제1 회전견인체(114)를 매개로 피대상물에 대하여 접지마찰력이라는 형태로 마찰 등에 의한 손실 없이 직접적으로 전달됨에 따라 피대상물의 즉각적이고 정확한 제1 방향 이동이 이루어질 수 있게 된다.

제2 이송부(120)는, 상부에 위치한 피대상물과 접촉한 상태에서 피대상물을 제2 방향으로 이동시키기 위해 마련된 구성요소로서, 제2 방향으로 피대상물을 강제 이동시키는 구동력을 갖는 한편, 제2 방향의 직각방향인 제1 방향으로의 피대상물의 이동을 제한하지 않는, 즉 허용하는 구조 내지 구성으로 이루어진 것이라면 어떠한 것이라도 무방하다.

다만, 본 발명의 실시예에 따른 제2 이송부(120)는 이러한 기능 내지 작용을 하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 작동체(122) 및 제2 회전견인체(124) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

제2 작동체(122)는, 상부에 위치한 피대상물에 대한 제2 방향으로의 이동을 유도하기 위해 다수 개의 연결체(122a1)로 이루어져 제2 방향을 따라 이동하는 구성요소로서, 피대상물의 하면을 일정하게 지지하면서 이동을 통해 피대상물을 제2 방향으로 이동시킬 수 있는 구조 내지 구성이라면 충분하나, 구체적으로는 도 1 및 도 4(c)에 도시된 바와 같이 체인결합체(122a), 고정풀리(122b) 및 제2 구동부(122c) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

체인결합체(122a)는, 후술할 제2 회전견인체(124)가 회전가능하게 장착되는 공간을 제공하면서도 제2 방향 이동의 주체이자 피대상물을 지지하는 구성요소로서, 도 1 및 도 4(c)에서처럼 인접한 연결체(122a1)가 서로 상대회동토록 반복적으로 링크결합(122a2)된 환형의 결합체로 이루어질 수 있다.

이러한 체인결합체(122a)는, 제2 방향을 따라 길게 배치된 회전무한궤도처럼 이루어져 연결체(122a1)의 링크결합(122a2)을 증감함으써 그 길이를 필요에 따라 조절할 수 있고, 제2 회전견인체(124)를 회전가능하게 장착할 수 있는 구성 내지 구조를 갖는다면, 어떠한 형태라도 무방하다.

다만, 본 발명의 실시예에 따른 체인결합체(122a)는, 도 1에 도시된 바와 같이 제2 회전견인체(124)가 회전가능하게 고정되도록 상단부에 형성된 축고정판과 인접한 연결체(122a1) 간에 링크결합(122a2)이 이루어지도록 하단부에 돌출형성된 결합판으로 이루어진 다수 개의 연결체(122a1)가 상호 결합됨으로써 이루어질 수 있다.

이와 다르게 본 발명의 변형예에 따른 체인결합체(122a)는, 도 3에 도시된 바와 같이 다양한 형태로 변형될 수 있다.

즉, 도 3(a)와 같이 보다 큰 직경의 제2 회전견인체(124)가 장착되면서 축고정판의 형태를 변형한 연결체(122a1)가 체인결합체(122a)를 이루는 데에 사용할 수 있으며, 도 3(b)와 같이 적어도 2개의 제2 회전견인체(124)가 제1 방향을 따라 나란하게 배치되도록, 축고정판이 추가된 형태의 연결체(122a1)가 체인결합체(122a)를 이루는 데에 사용될 수 있음은 물론이다.

이렇게 제2 회전견인체(124)의 개수 증대를 통해 피대상물과의 접촉면적이 증대(견인력 증대)되므로, 피대상물은 제2 방향으로 보다 원활하게 이동될 수 있으며, 보다 안정적으로 지지될 수 있다.

그리고 도 3(c)에 도시된 바와 같은 변형예에 따른 체인결합체(122a)는, 제2 회전견인체(124) 없이 피대상물을 직접 접촉지지하도록 상단부에서 제1 방향을 길이방향으로 하여 상방으로 돌출형성된 다수의 견인돌기(122d)와, 인접한 연결체(122a1) 간에 링크결합(122a2)이 이루어지도록 하단부에 돌출형성된 결합판으로 이루어진 다수 개의 연결체(122a1)가 상호 결합됨으로써 이루어질 수 있다.

이러한 체인결합체(122a)의 구조는 제2 회전견인체(124)가 별도로 장착되지 않는 구조로서, 견인돌기의 상면(122d1)은 저마찰력을 갖도록 하는 한편, 견인돌기의 측면(122d2)은 고마찰력을 갖는 구조로 형성함으로써, 제2 회전견인체(124)를 대체할 수 있게 된다.

여기서 마찰력을 달리하는 방법은, 양측의 소재를 달리하거나 또는 거칠기를 달리하는 물리적 방법에 의해 이루어질 수 있다.

위와 같이 견인돌기의 측면(122d2)이 고마찰력을 갖도록 형성하게 되면, 제2 방향을 따라 체인결합체(122a)가 이동시 길게 형성된 견인돌기의 측면(122d2)이 피대상물과 접촉하게 되면서 피대상물을 제2 방향으로 강제 이동 내지 견인할 수 있게 된다.

반면에 인접하게 설치된 제1 구동부(112c)의 작동에 의해 피대상물이 제1 방향으로 강제이동되는 경우 좁은 폭을 갖으면서 저마찰력을 갖는 견인돌기의 상면(122d1)은 피대상물을 제1 방향으로 원활하게 슬라이딩 이동시키게 된다.(도 5 참조)

고정풀리(122b)는, 도 4(c)에 도시된 바와 같이 한 쌍으로 이루어져 체인결합체(122a)가 제2 방향을 따라 타원을 이루도록 고정지지하면서 후술할 제2 구동부(122c)의 회전구동력을 체인결합체(122a)에 전달하는 구성요소로서, 제1 방향을 길이방향으로 한 한 쌍의 막대형상으로 되어 제2 방향에 대하여 이격된 상태로 각각 고정된다.

이때, 제2 구동부(122c)의 회전구동력이 체인결합체(122a)에 손실 없이 전달되도록, 고정풀리(122b)에는, 체인결합체(122a)와 접촉하게 되는 외주면을 따라 기어치가 형성될 수 있고, 기어치에 대응하는 체인결합체(122a)(연결체(122a1) 간의 사이)에는 기어치가 끼워지는 치공이 형성될 수 있다.

이러한 고정풀리(122b)의 전체 외곽을 둘러싸듯이 장착된 체인결합체(122a)는, 고정풀리(122b)에 의해 지지되어 무한회전을 하면서 피대상물의 제2 방향이동을 견인하게 된다.

제2 구동부(122c)는, 고정풀리(122b)에 장착된 체인결합체(122a)를 제2 방향으로 이동시키기 위해 제1 방향을 축으로 한 고정풀리(122b)에 회전구동력을 제공하는 구성요소로서, 한 쌍의 고정풀리(122b) 중 어느 하나와 직결되거나 기어조합을 통해 연결되거나 또는 타이밍벨트 등으로 연결되는 모터 등과 같은 동력원으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 제2 구동부(122c)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 다수 개의 체인결합체(122a)(제2 이송부(120a 내지 120f)) 모두와 연결된 고정풀리(122b)의 어느 한쪽에 직결(기어조합)되도록 구비될 수 있으며, 이를 통해 제2 방향에 대한 피대상물의 이동속도를 전구간(120a 내지 120f)에 걸쳐 동일하게 증가 또는 감소시킬 수 있게 된다.

그러나 도시된 바와 달리, 다수 개의 체인결합체(122a) 각각에 대한 고정풀리(122b)를 개별적으로 설치하고, 이러한 고정풀리(122b)와 제2 구동부(122c)가 각각 직결되거나 기어조합을 통해 연결되도록 하여 고정풀리(122b)마다 회전속도나 회전방향이 후술할 제어부(140)를 통해 개별제어되도록 구성할 수도 있다. 이렇게 되면 피대상물의 제2 방향에 대한 구간별 이동속도와 이동방향(상하 방향)이 자유자재로 조절될 수 있게 된다.

제2 회전견인체(124)는, 제2 작동체(122)의 이동을 피대상물에 전달하여 제2 방향 이동을 직접적으로 유도하면서도 제1 이송부(110)에 의한 피대상물의 제1 방향 이동을 가능하게 하는 본 발명의 또 다른 기술적 특징부로서, 상술한 기능 내지 작동을 구현하기 위해 본 발명에 따른 제2 회전견인체(124)는, 상부의 피대상물과 접촉이 이루어지도록 연결체(122a1)의 상단부에서 돌출된 형태로 제2 방향을 축으로 회전가능하게 결합되어 이루어질 수 있다.

이러한 구조로 설치된 제2 회전견인체(124)는, 제2 작동체(122)의 이동방향과 나란한 제2 방향을 축으로 회전하므로, 제2 작동체(122)의 이동시 제2 회전견인체(124)의 회전은 억제됨에 따라 피대상물은 제2 회전견인체(124)와의 접지마찰력에 의해 제2 방향으로의 이동 내지 견인이 강제될 수 있다.

반면에 인접하게 설치된 제1 이송부(110)(제1 구동부(112c))의 작동에 의해 피대상물이 제1 방향으로 강제이동되는 경우 제2 방향을 축으로 한 제2 회전견인체(124)는 자연스럽게 회전하며, 피대상물의 제1 방향 이동을 안내할 수 있게 된다.(도 5 참조)

제2 회전견인체(124)의 형상은, 상술한 기능을 수행하는 한도 내에서 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있지만, 본 발명의 실시예에 따른 제2 회전견인체(124)는, 도 1등에 도시된 바와 같이 피대상물과의 접지마찰력을 확보하면서도 제2 방향을 축으로 한 원활한 회전이 이루어질 수 있도록, 원통 또는 원판형상으로 제작될 수 있다.

또한, 제2 회전견인체(124)와 제2 작동체(122) 간의 결합형태 역시도 상술한 기능을 수행하는 한도 내에서 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있지만, 본 발명의 실시예에 따른 제2 회전견인체(124)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 연결체(122a1)의 상단부에 형성된 축고정판에 회전가능하게 고정될 수 있다.

제2 회전견인체(124)와 관련한 변형예는 이미 체인결합체(122a)에 대한 설명에서 구체적으로 언급한바, 이에 대한 설명은 상술한 내용으로 대체한다.

이러한 제2 회전견인체(124)는 제1 회전견인체(114)와 마찬가지로, 플라스틱, 금속 또는 고무를 소재로 원통형으로 제작될 수 있는데, 피대상물과의 접지마찰력을 증대하기 위해 플라스틱의 경우 우레탄계열의 엔지니어링 플라스틱으로 제작하는 것이 바람직하고, 금속의 경우 원통형으로 형성하되 외주표면 전체에 다수의 돌기가 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

위와 같은 제2 이송부(120)에 대한 실시예 및 변형예에 의하면, 제2 구동부(122c)에서 제공된 회전력이, 체인결합체(122a)를 통해 제2 방향의 직선 이동으로 바뀐 후 제2 회전견인체(124)를 매개로 피대상물에 대하여 접지마찰력이라는 형태로 마찰 등에 의한 손실 없이 직접적으로 전달됨에 따라 피대상물의 즉각적이고 정확한 제2 방향 이동이 이루어질 수 있게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 제1 이송부(110) 및 제2 이송부(120)가, 각각 간결한 형태로 모듈화됨에 따라 피대상물에 대한 이동이 제1 방향과 이에 직각방향인 제2 방향으로 선택적 또는 동시적(제1 방향과 제2 방향의 벡터합)으로 유도될 수 있음은 물론, 트레드밀 장치의 조립성과 유지관리의 용이성 및 용도에 따른 용이한 변형성이 확보될 수 있다.

본 발명에 따른 전방향 트레드밀 시스템(200)은, 이상에서 살펴본 제1 이송부(110) 및 제2 이송부(120)를 이용하여 모든 방향에 대한 피대상물의 이동이 자유자재로 이루어지게 하기 위한 전체적인 구조 내지 구성을 제시하는 발명으로, 러닝머신, 가상현실장치 및 물류이송장치 등과 관련된 기술분야에 실질적으로 적용될 수 있도록 한 것이다.

이를 위해 전방향 트레드밀 시스템(200)은, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 베이스패널(130), 제1 이송부(110), 제2 이송부(120) 및 제어부(140) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

베이스패널(130)은, 본 시스템(200)의 바닥에 설치되어 제1 이송부(110), 제2 이송부(120) 등이 설치될 수 있는 공간을 제공하는 구성요소로, 판형상으로 이루어지게 된다.

이러한 베이스패널(130)은 금속이나 합성수지 등을 이용하여 제작될 수 있고, 그 길이나 폭은 본 시스템(200)의 용도(휘트니스, 가상현실 또는 물류이송)에 따라 다양하게 변형될 수 있으며, 이에 대응하여 제1 이송부(110) 및 제2 이송부(120)의 설치방향, 길이나 폭 또는 설치 개수가 변형될 수 있다.

제1 이송부(110)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상부에 위치한 피대상물을 제1 방향으로 이동시키되 제1 방향의 직각방향인 제2 방향으로의 피대상물의 이동을 제한하지 않는 구성요소로서, 다수 개로 구비되어 베이스패널(130)에 이격설치될 수 있다.

보다 구체적으로 제1 이송부(110)는, 상부에 위치한 피대상물에 대한 제1 방향으로의 이동을 유도하기 위해 제2 방향을 축으로 회전하는 제1 작동체(112)와, 제1 작동체(112)의 외주면에 설치되어 제1 방향을 축으로 회전하고 피대상물과 접촉하는 다수 개의 제1 회전견인체(114)를 포함하여, 제1 작동체(112)의 작동시 회전억제된 제1 회전견인체(114)와의 접지마찰력으로 피대상물을 제1 방향으로 이동시키게 된다.

그리고 제2 이송부(120)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 피대상물을 제2 방향으로 이동시키되 제1 방향으로의 피대상물의 이동을 제한하지 않는 구성요소로서, 다수 개로 구비되어 제1 이송부(110) 사이에 위치하도록 베이스패널(130)에 이격설치될 수 있다.

보다 구체적으로 제2 이송부(120)는, 제1 작동체(112)와 나란하게 설치되고 피대상물에 대한 제2 방향으로의 이동을 유도하기 위해 다수 개의 연결체(122a1)로 이루어져 제2 방향을 따라 이동하는 제2 작동체(122)와, 연결체(122a1)의 상단부에 제2 방향을 축으로 회전하고 피대상물과 접촉하는 제2 회전견인체(124)를 포함하여, 제2 작동체(122)의 작동시 회전억제된 제2 회전견인체(124)와의 접지마찰력으로 피대상물을 제2 방향으로 이동시키게 된다.

이러한 제1,2 이송부(110,120)에 대한 구체적인 설명은 이미 앞에서 설명한바, 이에 대한 설명은 생략한다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 전방향 트레드밀 시스템(200)은, 도 4에서처럼 베이스패널(130)의 하단부에 베이스패널(130)을 전후좌우 방향으로 경사지게 하는 액추에이터(150)가 각각 설치될 수 있다. 이러한 액추에이터(150)는 유압 또는 공압으로 작동하는 액추에이터(150)일 수 있으며, 모터 등에 의한 구동력으로 작동하는 액추에이터(150)일 수 있다.

제어부(140)는, 피대상물을 설정된 방향으로 이동시키기 위해 제1,2 이송부(110,120) 및 액추에이터(150) 등을 개별제어하는 구성요소로서, 본 시스템(200)의 일측에 구비된 상태에서 제1,2 이송부(110,120) 등과 각각 연결되어 이들을 개별제어하기 위한 제어명령을 송출하게 된다.

제어부(140)는 MCU(micro controller unit), 마이컴(microcomputer), 아두이노(Arduino) 등과 같은 소형 또는 상용 컴퓨터 등으로 구현될 수 있고, 연결된 각 장치를 제어하고 전송받은 정보를 처리 내지 저장하는 일련의 과정은 기계어(machine language, 機械語) 등과 같은 프로그래밍 언어로 코딩된 알고리즘으로 구현될 수 있다. 이러한 제어부(140)의 구현은, 당업자 수준에서 다양한 방식 및 형태로 손쉽게 이루어질 수 있는바, 이에 대한 구체적 설명은 생략한다.

다만, 본 발명의 실시예에 따른 전방향 트레드밀 시스템(200)에 적용되는 제어부(140)는 어떠한 작동 방식 내지는 알고리즘으로 피대상물(O)을 이동시키는 지와 관련하여 도 5를 참조하여 간단히 설명하기로 한다.

먼저, 도 5에서처럼, 제어부(140)는 다수의 제1 이송부(110)가 피대상물(O)을 일정한 속력(하단에 실선 화살표 길이가 회전속도를 의미함)으로 제1 방향(도면의 우측방향)으로 이송하도록 제1 구동부(112c)의 회전을 제어하게 된다.

이러한 제어부(140)의 제어로 인해 피대상물(O)은 제1 방향에 대하여 일정한 속력으로 이송(110a 내지 110f)되며, 이때, 인접한 제2 이송부(120)가 제2 방향을 따라 이동 중이더라도, 피대상물과 접촉하는 제2 이송부(120)의 제2 회전견인체(124)는 제2 방향을 축으로 회전(점선 화살표, 120b,120c,120d,120e,120f)함에 따라 제1 이송부(110)에 의한 피대상물(O)의 이동을 방해하지 않게 된다.

마지막으로, 제어부(140)는 일부의 제2 이송부(120)가 피대상물(O)을 제2 방향을 따라 속도를 달리하며, 도면상의 상(120c), 하(120d)로 각각 이송하도록, 제2 구동부(122c)(제2 이송부(120) 마다 개별 설치된 경우)의 회전을 개별제어(120a,120b,120e,120f는 정지상태로 하단에 점으로 표시)하게 된다.

이러한 제어부(140)의 제어로 인해 제1 이송부(110)로부터 전달받은 피대상물(O)은 제2 방향에 대하여 상방으로 1의 거리(120c, 하단의 실선 화살표의 크기는 제2 구동부(122c)에 의한 이송속도를 의미)만큼 이송되고, 다시 하방으로 2의 거리(120d)만큼 이송된다.

이때, 인접한 제1 이송부(110)가 피대상물(O)을 제1 방향으로 이송시키기 위해 회전하는 중이더라도, 피대상물과 접촉하는 제1 이송부(110)의 제1 회전견인체(114)는 제1 방향을 축으로 회전(점선 화살표, 110b,110c)함에 따라 제2 이송부(120)에 의한 피대상물(O)의 이동을 방해하지 않게 된다.

도 5에서 일례로 도시한 바와 같은 제1,2 이송부(110,120)에 대한 제어부(140)의 개별제어를 통해, 피대상물(O)은 상하로 이동하며 우측으로 이송될 수 있게 되며, 이러한 제어방식을 활용하게 되면, 전방향 러닝머신, 가상현실장치 및 물류이송장치 등을 용이하게 구현할 수 있게 된다.

한편, 제어부(140)는 상술한 액추에이터(150)와 연계되어 보다 현실감 넘치는 휘트니스와 가상현실이 구현될 수 있으며, 입체적인 물류이송이 이루어질 수 있게 된다.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

100: 전방향 트레드밀 110: 제1 이송부
112: 제1 작동체 112a: 회전몸체
112b: 장착홈 112c: 제1 구동부
112d: 치차 112d1: 치차의 상면
112d2: 치차의 측면 114: 제1 회전견인체
116: 회전벨트 116a,116b: 가이드풀리
120: 제2 이송부 122: 제2 작동체
122a: 체인결합체 122a1: 연결체
122a2: 링크결합 122b: 고정풀리
122c: 제2 구동부 122d: 견인돌기
122d1: 견인돌기 상면 122d2: 견인돌기 측면
124: 제2 회전견인체 130: 베이스패널
140: 제어부 150: 액추에이터
200: 전방향 트레드밀 시스템

Claims (11)

1. 상부에 위치한 피대상물을 제1 방향으로 이동시키되 제1 방향의 직각방향인 제2 방향으로의 피대상물의 이동을 제한하지 않는 제1 이송부; 및
   상기 제1 이송부와 나란하게 설치되고, 피대상물을 제2 방향으로 이동시키되 제1 방향으로의 피대상물의 이동을 제한하지 않는 제2 이송부를 포함하여, 피대상물을 상기 제1,2 이송부의 작동제어에 따라 여러 방향으로 이동시키고,
   상기 제1 이송부는,
   제2 방향을 길이방향으로 한 막대형상으로 이루어져 제2 방향을 축으로 회전하는 제1 작동체; 및 상기 제1 작동체의 외주면에 설치되어 제1 방향을 축으로 회전하고 피대상물과 접촉하는 다수 개의 제1 회전견인체를 포함하여, 상기 제1 작동체의 회전시 회전억제된 상기 제1 회전견인체와의 접지마찰력으로 피대상물을 제1 방향으로 이동시키고,
   상기 제2 이송부는,
   다수 개의 연결체로 된 체인형상으로 이루어져 제2 방향을 따라 이동하는 제2 작동체; 및 상기 연결체의 상단부에 제2 방향을 축으로 회전하고 피대상물과 접촉하는 제2 회전견인체를 포함하여, 상기 제2 작동체의 이동시 회전억제된 상기 제2 회전견인체와의 접지마찰력으로 피대상물을 제2 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 전방향 트레드밀.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 작동체는,
   제2 방향을 길이방향으로 하는 막대형상의 회전몸체와, 상기 회전몸체에 홈형태로 형성되어 상기 제1 회전견인체의 일부가 외부에 노출되도록 설치되는 다수 개의 장착홈과, 상기 회전몸체에 회전구동력을 제공하는 제1 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전방향 트레드밀.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 이송부는,
   제2 방향을 길이방향으로 하고 외주면을 따라 치차가 형성된 막대형상으로 되어 제2 방향을 축으로 회전하는 제1 작동체;
   상부에 위치한 피대상물에 대한 제1 방향으로의 이동을 유도하기 위해, 상기 제1 작동체의 상단부에서 제2 방향과 나란한 2개의 가이드풀리에 의해 타원형태로 지지되며 회전가능하게 설치되는 회전벨트; 및
   상기 치차와 맞물려 상기 회전벨트가 회전하도록 상기 회전벨트에 설치되고, 제1 방향을 축으로 회전하며 피대상물과 접촉하는 다수 개의 제1 회전견인체를 포함하여,
   상기 제1 작동체 및 상기 회전벨트의 회전시 회전억제된 상기 제1 회전견인체와의 접지마찰력으로 피대상물을 제1 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 전방향 트레드밀.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 제2 작동체는,
   인접한 상기 연결체가 서로 상대회동토록 링크결합되어 이루어지는 환형의 체인결합체와, 상기 체인결합체가 제2 방향을 따라 타원을 이루도록 지지하는 한 쌍의 고정풀리와, 상기 체인결합체가 제2 방향을 따라 이동하며 회전하도록 회전구동력을 제공하는 제2 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전방향 트레드밀.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제2 회전견인체는,
   상기 연결체에 적어도 2개가 제1 방향을 따라 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 전방향 트레드밀.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제1 이송부는,
   제2 방향을 길이방향으로 하고 외주면을 따라 치차가 형성된 막대형상으로 되어 제2 방향을 축으로 회전하되,
   상기 치차는, 제1 방향으로 고마찰력을 발휘하고, 제2 방향으로는 저마찰력을 발휘하도록 이루어져 제2 방향을 축으로 회전시 피대상물을 제1 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 전방향 트레드밀.
9. 판형상의 베이스패널;
   상기 베이스패널에 이격설치되고, 상부에 위치한 피대상물을 제1 방향으로 이동시키되 제1 방향의 직각방향인 제2 방향으로의 피대상물의 이동을 제한하지 않는 다수 개의 제1 이송부;
   상기 제1 이송부 사이에 위치하도록 상기 베이스패널에 이격설치되고, 피대상물을 제2 방향으로 이동시키되 제1 방향으로의 피대상물의 이동을 제한하지 않는 다수 개의 제2 이송부; 및
   피대상물을 설정된 방향으로 이동시킬 수 있도록, 상기 제1,2 이송부와 연결되어 상기 제1,2 이송부를 개별제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 제1 이송부는,
   제2 방향을 길이방향으로 한 막대형상으로 이루어져 제2 방향을 축으로 회전하는 제1 작동체와, 상기 제1 작동체의 외주면에 설치되어 제1 방향을 축으로 회전하고 피대상물과 접촉하는 다수 개의 제1 회전견인체를 포함하고,
   상기 제2 이송부는,
   다수 개의 연결체로 된 체인형상으로 이루어져 제2 방향을 따라 이동하는 제2 작동체와, 상기 연결체의 상단부에 제2 방향을 축으로 회전하고 피대상물과 접촉하는 제2 회전견인체를 포함하고,
   상기 제1,2 작동체의 작동시 회전억제된 상기 제1,2 회전견인체와의 접지마찰력으로 피대상물을 설정된 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 전방향 트레드밀 시스템.
10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 이송부는,
    인접한 상기 연결체가 서로 상대회동토록 링크결합되어 이루어지는 환형의 체인결합체를 포함하여 제2 방향을 따라 이동하는 상기 제2 작동체; 및 상기 연결체의 상단부에서 제1 방향을 길이방향으로 하여 상방으로 돌출형성되고 피대상물과 접촉하는 다수의 견인돌기를 포함하되,
    상기 견인돌기는, 제2 방향으로 고마찰력을 발휘하고, 제1 방향으로는 저마찰력을 발휘하도록 이루어져 상기 제2 작동체의 이동시 피대상물을 제2 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 전방향 트레드밀.
11. 제9항에 있어서,
    상기 베이스패널의 하단부에는,
    상기 베이스패널을 전후좌우 방향으로 경사지게 하는 액추에이터가 각각 설치되고,
    상기 제어부는, 상기 액추에이터와 연결되어 상기 액추에이터를 개별제어하는 것을 특징으로 하는 전방향 트레드밀 시스템.

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