KR101825951B1 - 모션 시스템 및 이를 제어하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모션시스템 및 이를 제어하는 방법에 관한 것으로, 의자를 포함한 물체를 3차원 운동시키도록 설치된 구동장치를 포함하고, 이 구동장치는 물체에 로드엔드 베어링 방식으로 일측부가 장착된 푸시로드를 포함한 동작부;와, 푸시로드의 타측부에 3차원 운동을 위한 동력을 전달하기 위한 구성으로, 동력원에 의해 회전하도록 연계 설치된 제1회전축과, 푸시로드의 타측부에 체결되면서 제1회전축이 관통하여 체결된 조인트어셈블리를 포함한 구동부;를 포함하여 이루어진다.

Description

모션 시스템 및 이를 제어하는 방법{Motion system and method for controlling thereof}

본 발명은 모션 시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 의자 등의 사물에 장착되어 여러 방위로 동작할 수 있도록 구현된 모션 시스템 및 이를 제어하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 시뮬레이터란 현실과 유사한 상황을 구현해 내는 것으로, 영상장치, 조종장치, 운동장치, 제어장치로 구성되는 것이다. 여기서, 운동장치와 제어장치는 별도 모션 베이스(또는 모션 플랫폼)라 하는데, 최근 게임이나 운전 시뮬레이션 이외에 입체 영상을 상영하는 극장 등 각종 분야에서 활발하게 적용되고 있다. 특히, 최근 입체 영상을 상영하는 극장의 인기가 급증하면서 대형 스크린의 입체 영상에 따라 3 자유도 운동을 제공하는 4D 상영관 의자가 다수 개발되고 있다. 이와 같은 4D 상영관 의자는 의자 하부에 설치된 액추에이터가 규칙 또는 불규칙하게 작동하면서 의자를 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw), 히브(heave), 스웨이(sway), 서지(surge) 중 적어도 2개의 방향으로 이동시켜 3차원 움직임을 발생시키는 것이다.

여기서, 4D 상영관 의자는 하부의 3개의 위치에서 액추에이터가 의자를 3차원 움직임을 갖도록 설치된다. 좀 더 구체적으로, 푸시로드의 양단부가 좌대의 프레임과 액추에이터에 볼 조인트를 이용한 로드엔드 베어링 방식으로 연계 설치되고, 이 푸시로드가 액추에이터에 의해 운동하면서 의자를 3차원 운동시키게 된다.

그러나 이용자의 하중, 의자의 자중과 의자의 모션에 따른 하중의 가중치 등이 푸시로드의 양단부와, 액추에이터와 푸시로드의 연결 부위에 모든 하중이 집중되고, 엑추에이터에 연결된 볼 조인트의 유격으로 인해 심한 흔들림이 발생하므로, 하중이 부하되는 각 지점이 쉽게 파손될 수 있고, 이로 인해 모션 장치의 내구성이 현저히 저하되는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1271175호(2013.06.04. 공고) 대한민국 등록특허 제10-1220787호(2013.01.09. 공고) 대한민국 공개특허 제10-201200137289호(2013.12.17. 공개) 대한민국 등록특허 제10-1485269호(2015.01.21. 공고)

상기된 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 제1목적은, 3차원 운동을 위해 의자를 포함한 물체와 액추에이터 사이에 연계 설치된 푸시로드의 하부가 조인트어셈블리를 매개로 회전축과 체결되고, 회전축의 양측부를 지지함으로써, 푸시로드를 통해 부하된 하중 및 충격을 다수의 지점으로 분산시키고, 조인트어셈블리를 통해 푸시 로드의 흔들림을 방지하여 효율적으로 지지하도록 된 모션 시스템을 제공함에 있다.

그리고 본 발명의 제2목적은, 회전축의 회전수 및/또는 회전에 따른 실제 이동거리를 측정하고, 이 정보를 감안하여 3차원 운동을 위한 제어가 이루어지도록 한 모션 시스템의 제어방법을 제공함에 있다.

상기된 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 모션 시스템은, 의자를 포함한 물체를 3차원 운동시키도록 설치된 구동장치를 포함하여 이루어진다.

이 구동장치는 물체에 로드엔드 베어링 방식으로 일측부가 장착된 푸시로드를 포함한 동작부;와, 푸시로드의 타측부에 3차원 운동을 위한 동력을 전달하기 위한 구성으로, 동력원에 의해 회전하도록 연계 설치된 제1회전축과, 푸시로드의 타측부에 체결되면서 제1회전축이 관통하여 체결된 조인트어셈블리;와, 상기 푸시로드의 타측부에 상기 조인트어셈블리를 수용하도록 가공되면서 일면에 상기 제1회전축이 통과하는 구멍을 갖는 수용홈을 포함한 구동부; 및 수용홈의 개방된 타면을 폐쇄하면서 제1회전축이 통과하는 내경을 가지면서 푸시로드에 체결된 체결플레이트를 포함하여 이루어진다.

이때, 조인트어셈블리는 하우징에 하나 또는 대칭으로 배치된 2개의 베어링이 내장된 테이퍼롤러베어링을 구비하여 이루어진다.

또한, 조인트어셈블리는 하우징에 수용된 베어링의 이탈 방지 및 위치 고수를 위해 하우징의 일측부 또는 양측부에 설치된 이탈방지부재를 더 구비하고, 이탈방지부재는 로크너트와 로크와셔를 포함하여 이루어진다.

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또한, 구동장치는 푸시로드를 통해 부하되는 하중 및 충격을 다수 개소로 분산시키기 위해, 동력원의 로드가 일측부의 일면에 장착되면서 타측부의 타면에 제1회전축이 장착되어 축회전하는 제1회전블록, 푸시로드와 조인트어셈블리를 관통하여 배치된 제1회전축의 선단부위가 일측부의 일면에 장착되어 축회전하는 제2회전블록, 제2회전블록의 타측부 타면에 장착되어 자전방식으로 회전하는 제2회전축 과, 제2회전축이 관통하여 배치된 베어링블록을 더 구비하여 이루어진다.

그리고 구동장치는 제1회전블록을 축회전이 가능한 높이로 배치하도록 동력원이 장착되면서 베이스에 고정된 제1고정블록, 제2회전블록을 축회전이 가능한 높이로 배치하도록 베어링블록이 장착되면서 베이스에 고정된 제2고정블록 중 적어도 하나를 더 구비하여 이루어진다.

한편, 본 발명에 따른 모션 시스템은 구동장치를 제어하도록 설치된 제어장치를 더 구비한다.

여기서, 제어장치는 동력원을 제어하도록 설치된 제어반, 푸시로드에 배치된 제1회전축의 회전수 및/또는 실제 회전에 따른 이동거리를 측정하도록 설치된 회전수 측정기와, 회전수 측정기에서 수집한 정보를 인코딩하여 제어반으로 전송하도록 설치된 모션제어기를 포함하여 이루어진다.

또한, 회전수 측정기는 제2회전축과 함께 회전하는 제1기어, 제1기어와 맞물려 회전하는 제2기어와, 제2기어의 회전 정보를 모션제어기로 전송하도록 설치된 케이블을 구비하여 이루어진다.

한편, 상술된 모션 시스템을 제어하는 방법은 먼저, 설정 프로그램에 의해 제어반이 동력원을 구동시키는 제10단계(S10); 동력원에 의해 회전하는 제1회전축의 회전수 및/또는 실제 회전에 따른 이동거리를 회전수 측정기가 측정하는 제11단계(S11); 회전수 측정기의 측정한 정보를 모션제어기가 수집한 후 인코딩하여 제어반에 송신하는 제12단계(S12);를 포함하고, 이때 제어반은 모션제어기에서 수신한 정보와 설정 프로그램에 의해 동력원을 제어하도록 이루어진다.

상술된 바와 같이 본 발명에 따르면, 푸시로드의 상부는 의자에 로드엔드 베어링 방식으로 체결되고, 하부는 제1회전축에 조인트어셈블리를 매개로 장착되면서 측면상 축회전하도록 구동장치에 설치됨으로써, 푸시로드의 하부에 부하되는 하중 및 충격을 최대한 지지하면서 의자의 3차원 운동이 구현될 수 있는 효과가 있다.

또한, 제1회전축의 양측부를 블록들이 지지하도록 설치되어 하중 및 충격을 지지하는 곳이 늘어남으로써, 푸시로드로부터 부하되는 하중 및 충격이 안정적으로 지지하면서 그 지지력이 향상되고, 하지지 부위의 파손이 최소화될 수 있는 효과가 있다.

그리고 푸시로드에 장착된 제1회전축의 회전을 측정하고, 이 정보를 제어장치가 구동장치를 작동시키는 제어 신호로 추가 활용함으로써, 구동장치를 정확하면서 안정된 작동을 제어할 수 있는 효과가 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모션 시스템이 장착된 의자가 개략적으로 도시된 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 모션 시스템의 구동부에서 의자의 좌대과 결합된 부위가 도시된 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 모션 시스템의 구동부가 도시된 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시 푸시로드의 체결구조가 도시된 측면도이다.
도 5는 도 4의 "A" 부위 확대 측면도이다.
도 6은 도 4의 "B" 부위 확대 사시도이다.
도 7은 도 4의 푸시로드 하부의 체결구조가 도시된 분해도이다.
도 8은 도 7에 도시된 조인트어셈블리가 도시된 분해도이다.
도 9는 도 4의 구동부를 제어하는 제어부가 개략적으로 도시된 블럭도이다.
도 10은 제어장치가 제어장치를 제어하는 방법이 도시된 순서도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있도록 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

<구성>

이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모션 시스템을 설명하기 위해 설명의 편의상 4D 영화관의 의자에 설치된 것을 실시 예로 하여 설명하기로 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모션 시스템은 도 1과 도 2에서와같이, 3차원 운동을 시키기 위한 물체, 즉 일례로 모션 시스템은 좌대(11)와 등받이(12)를 구비한 의자(10)에서 좌대프레임(11a)에 장착되어 의자(10)를 운동시키도록 설치된다. 이러한 모션 시스템은 구동장치와 제어장치를 포함하여 이루어진다. 이외에 모션 시스템은 구동장치 및 제어장치와 연계 작동하도록 설치된 통상의 조종장치와 영상장치를 더 포함할 수 있다. 여기서, 구동장치는 도 1에서와같이 베이스(13) 상에 설치되고, 의자(10)를 3차원 운동시키도록 설치된다. 또한, 구동장치를 제어하는 제어장치는 베이스(13) 상에 설치될 수도 있고, 별도의 공간에 설치될 수도 있다.

구동장치는 제어장치로부터 신호를 입력받아 동력을 발생시키고, 발생한 동력으로 좌대(11), 결과적으로는 의자(10)를 3차원 운동시키도록 설치된다. 이러한 구동장치는 도 2 내지 도 4에서와같이, 동작부(100)와 구동부(200)로 이루어진다. 여기서, 동작부(100)와 구동부(200)는 도 3에서와같이 동일한 구성으로 이루어져 일례로 대략 평면상 삼각형을 이루도록 3개소에 각각 설치될 수 있다. 이는 구동장치가 의자를 안정적으로 운동시키기 위한 최적은 배치 형태일ㅇ 수 있다.

먼저, 동작부(100)는 도 2, 도 4와 도 5에서 보듯이, 좌대프레임(11a)에 고정된 체결부재(110), 체결부재(110)에 장착된 볼스터드(120), 볼스터드(120)에 장착된 소켓아암(130)과, 소켓아암(130)이 장착된 푸시로드(140)를 포함하여 이루어진다.

체결부재(110)는 좌대프레임(11a)에 단단히 고정된다. 일례로, 체결부재(110)는 한 쌍으로 이루어지고, 양측 체결부재(110)를 가로질러 볼스터드(120)가 설치된다.

볼스터드(120)는 봉(棒)의 중간부위에 대략 환 형상의 볼(ball)이 가공된 형태로, 좌대프레임(11a)에 고정된 한 쌍의 체결부재(110)를 가로질러 장착된다. 이 볼스터드(120)의 볼(121)에는 소켓아암(130)의 소켓부(131)가 장착된다.

소켓아암(130)은 일측부에 가공된 소켓부(131)가 볼(121)을 감싸듯이 장착되고, 타측부가 푸시로드(140)에 체결되도록 제작된다. 즉, 소켓아암(130)은 볼(121)에 대해 임의의 방향으로 회전 가능하도록 장착된다. 이로 인해 푸시로드(140)가 움직이게 되면 소켓아암(130), 볼스터드(120)와 체결부재(110)의 연계 동작으로 인해 좌대프레임(11a)이 3차원 운동을 하게 되고, 결과적으로 좌대(11)를 포함한 의자(10)가 3차원 운동을 할 수 있게 된다.

푸시로드(140)는 높이 방향으로 배치된 좌대(11)와 구동부(200)의 액추에이터(210) 사이에 배치되고, 액추에이터(210)의 동력으로 좌대(11)를 3차원 운동시킬 수 있도록 설치된 부재이다. 이 푸시로드(140)의 상부는 도 4에서와같이 소켓아암(130), 볼스터드(120)와 체결부재(110)를 통해 좌대프레임(11a)에 장착되고, 하부는 도 7에서와같이 조인트어셈블리(240)를 포함한 구성 요소들을 통해 액추에이터(210)에 의해 이동 가능하도록 장착된다. 이때, 푸시로드(140)의 하부에는 조인트어셈블리(240)를 수용하도록 가공된 수용홈(141)을 구비한다. 또한, 수용홈(141)에 수용된 조인트어셈블리(240)의 이탈을 방지하기 위해 수용홈(141)의 일면에는 제1회전축(231)이 통과할 수 있는 정도의 구멍(142)을 마련하고, 내경과 동일하게 개방된 타면에는 체결플레이트(150)가 체결된다. 여기서, 체결플레이트(150)는 수용홈(141)의 직경보다 더 큰 외경을 가지면서 제1회전축(231)이 통과할 수 있는 정도의 내경을 가지면서 외경과 내경 사이의 다수 개소에서 나사 등의 체결부재를 매개로 푸시로드(140)에 체결되도록 가공된다. 이때, 푸시로드(140)는 체결플레이트(150)의 체결 부위가 오목하게 가공될 수도 있다. 이러한 푸시로드(140)는 도 2와 도 3에서 보듯이, 좌대프레임(11a)의 하측에 3개를 구비하고, 측면상 하향으로 좁아지도록 경사지게 배치되며, 평면상 대략 삼각형을 이루도록 배치된다. 이는 푸시로드(140)가 안정적으로 좌대프레임(11a)을 이동시킬 수 있는 최적의 배치 형태일 수 있다. 물론, 푸시로드(140)의 하부들 간의 좁은 간격을 감안하여 구동부(200)가 설치될 수 있다.

한편, 구동부(200)는 푸시로드(140)를 동작시키도록 구성되고, 도 4, 도 6 내지 도 8에서 보듯이, 액추에이터(210), 제1고정블록(220), 제1회전블록(230), 조인트어셈블리(240), 제2회전블록(250), 베어링블록(260)과 제2고정블록(270)을 구비하여 이루어진다.

액추에이터(210)는 푸시로드(140)의 움직임을 유도하기 위한 동력을 발생시키는 동력원으로, 공압, 유압 또는 전기를 이용한 모터 또는 실린더일 수 있다. 이 액추에이터(210)는 베이스(13)에 고정된 제1고정블록(220)에 장착되어 제1회전블록(230)을 회전시키도록 설치된다. 또한, 액추에이터(210)는 도 9에서 보듯이, 제어장치의 제어반(300)에 의해 제어된다. 이러한 액추에이터(210)의 동력을 유용한 범위에서 운용하기 위해 엔코더와 감속기가 더 설치될 수 있다.

제1고정블록(220)은 도 4에서와같이 베이스(13)의 상면에 고정되고, 액추에이터(210)가 고정되는 부재이다. 이 제1고정블록(220)은 제1회전블록(230)의 축회전을 보장할 수 있는 정도의 높이를 갖는다.

제1회전블록(230)은 액추에이터(210)에 의해 일측 부위를 중심으로 축회전하도록 설치되고, 회전 중심으로부터 먼 거리의 타측 부위에 제1회전축(231)이 부착된다. 좀 더 자세하게는, 제1회전블록(230)은 제1고정블록(220)에 고정된 액추에이터(210)의 로드가 일측 부위이면서 일측 면에 체결되고, 타측 부위이면서 반대 측면으로 돌출되도록 제1회전축(231)이 부착된다. 따라서, 액추에이터(210)의 로드가 자전(自轉)하듯 회전하면 제1회전블록(230)이 일측 부위를 중심으로 축회전하게 된다. 이때, 제1회전블록(230)의 타측 부위에 부착된 제1회전축(231)이 측면상 공전(公轉)하듯 회전하게 된다. 또한, 제1회전블록(230)에 일측부가 고정된 제1회전축(231)의 타측부에는 제2회전블록(250)이 설치된다. 그리고 제1회전축(231)은 조인트어셈블리(240)를 매개로 푸시로드(140)의 하부를 관통하여 체결된다.

조인트어셈블리(240)는 푸시로드(140)의 하부와 제1회전축(231)의 체결을 보조하고, 제1회전축(231)과 푸시로드(140)의 장기간 운동에도 제1회전축(231)에 체결된 푸시로드(140)를 통해 부하되는 하중 및 충격을 충분히 견디도록 제작된 부재이다. 이러한 조인트어셈블리(240)는 도 4와 도 7에서 보듯이, 푸시로드(140)의 하부에 가공된 수용홈(141)에 배치되고, 수용홈(141)의 일측에 구멍(142)을 가공하면서 마련된 플랜지 부위와 타측에 체결되는 체결플레이트(150)에 의해 견고히 설치된다. 이 조인트어셈블리(240)를 제1회전축(231)이 관통하여 배치된다. 이러한 조인트어셈블리(240)는 도 8에서와같이, 하우징(242)의 양측에 베어링(243)이 내장되어 배치된 테이퍼롤러베어링(241)과, 이 하우징(242)의 양측에 장착되어 베어링(243)이 이탈하지 못하도록 설치된 이탈방지부재(244)를 포함하여 이루어진다. 이때, 테어퍼롤러베어링(241)은 푸시로드(140)를 통해 직하방으로 부하되는 하중을 볼베어링처럼 점 형태가 아닌, 면 형태로 분산시킴으로써, 견딜 수 있는 하중의 크기를 향상시키고, 큰 하중으로 인한 파손을 최소화할 수 있다. 그리고 이탈방지부재(244)는 하우징(242)에 베어링(243)이 수용된 상태에서 하우징(242)으로 부터 이탈하지 않도록 하우징(242)의 양측에 체결되는 부재로, 통상의 핀 체결방식, 후크 체결방식, 나사 체결방식, 볼트 및 너트 체결방식 등을 이용할 수 있고, 이 중에서 볼트 및 너트 체결방식은 로크너트(245)와 로크와셔(246)를 채택할 수 있다. 이 로크너트(245)와 로크와셔(246)는 도 8에서 보듯이 테이퍼롤러베어링(241)의 양측에 장착되어 베어링(243)의 이탈을 방지함은 물론 베어링(243)을 하우징(242)의 중앙쪽으로 미는 힘을 제공함으로써, 푸시로드(140)의 좌, 우 흔들림을 최소한으로 할수 있고, 하중을 효과적으로 지지할 수 있도록 한다. 또한, 테이퍼롤러베어링(241)에서 베어링(243)이 하나만 설치된 구조일 수도 있고, 베어링(243)이 양측에 대칭하여 2개가 배치된 구조일 수도 있으며, 이와 더불어 로크너트(245)와 로크와셔(246)를 포함한 이탈방지부재(244) 역시 하나 또는 2개가 설치될 수 있다.

제2회전블록(250)은 도 4와 도 6에서 보듯이 조인트어셈블리(240)를 통과한 제1회전축(231)이 일측 부위의 일면에 고정되고, 타측 부위의 타면에 제2회전축(251)이 설치된다. 여기서, 제2회전축(251)에는 회전수 및/또는 실제 회전에 따른 이동거리를 측정하기 위한 회전수 측정기(310)가 장착되고, 이에 대한 자세한 설명은 후술한다. 이하에서, 회전수는 분당 회전수(rpm)일 수도 있고, 단순 회전수일 수도 있다.

베어링블록(260)은 제2회전축(251)이 관통하여 자전방식으로 회전하도록 장착되고, 제2고정블록(270)의 상면에 고정된다.

제2고정블록(270)은 베이스(13)의 상면에 고정되면서, 상면에 베어링블록(260)이 장착된다. 이 제2고정블록(270)은 제1고정블록(220)과 마찬가지로 베이스(13)로부터 제2회전블록(250)의 축회전을 보장할 수 있는 정도의 높이를 갖는다.

한편, 푸시로드(140)를 통해 부히되는 하중 및 충격은 액추에이터(210)의 로드와 제1회전블록(230)이 고정된 부위, 제1회전블록(230)과 제1회전축(231)이 고정된 부위, 조인트어셈블리(240), 제1회전축(231)과 제2회전블록(250)이 고정된 부위, 제2회전블록(250)과 제2회전축(251)이 고정된 부위, 제2회전축(251)과 베어링블록(260)이 장착된 부위 등으로 분산된다. 이는 종래의 경우 제2회전블록(250), 제2회전축(251), 베어링블록(260)이 설치되지 않은 종래의 구성과 비교하여 보면, 하중 및 충격을 지지하는 부위가 대략 3개소 정도 늘어날 수 있다. 이로 인해, 종래보다 구동부(200)에 견딜 수 있는 하중 및 충격을 더 높일 수 있고, 이는 부품의 파손을 최소화함은 물론, 수명도 연장과 더불어 부품 교체 비용 역시 절감할 수 있는 효과가 있다.

한편, 제어장치는 도 8에 도시된 바와 같이, 제어반(300), 회전수 측정기(310)와 모션제어기(320)를 포함하여 이루어진다.

제어반(300)은 일례로 3개소에 설치된 구동장치를 조정장치 및/또는 영상장치의 신호에 따라 구동장치를 제어하는 곳이다. 구체적으로, 제어반(300)은 조정장치 및/또는 영상장치에서 수신한 정보에 따라 액추에이터(210)의 순간 출력, 회전수, 분당 회전수 및/또는 회전에 따른 실제 이동거리 등을 포함한 모든 작동을 제어하도록 설치되고, 3개의 액추에이터(210)에 대해 각각 하나씩 설치될 수 있다. 또한, 제어반(300)은 회전수 측정기(310)에서 측정되어 모션제어기(320)를 통해 수신된 정보와, 조정장치 및/또는 영상장치의 정보를 매칭시켜 액추에이터(210)의 작동을 제어할 수도 있다.

회전수 측정기(310)는 제2회전축(251)의 회전수, 분당 회전수(rpm) 및/또는 실제 회전에 따른 이동거리를 측정하고, 그 정보를 모션제어기(320)로 전송하도록 설치된다. 이 회전수 측정기(310)는 통상의 접촉식 또는 비접촉식 회전수 측정기를 사용할 수 있고, 일례로 도 6에서와같이 제1기어(311)와 제2기어(312)를 배치하여 구성할 수도 있다. 또한, 회전수 측정기(310)는 분당 회전수 및/또는 실제 회전에 따른 이동거리 이외에 단순 회전수만 측정할 수도 있다.

여기서, 제1기어(311)는 베어링블록(260)을 통과한 제2회전축(251)의 선단측 부위에 장착되고, 제2회전축(251)과 함께 회전하도록 설치된다.

또한, 제2기어(312)는 제2고정블록(270)에 고정된 고정판(313)에 장착되고, 제1기어와 맞물리도록 배치되어 제1기어(311)에 의해 회전하도록 설치된다. 이때, 제2기어(312)는 제1기어(311)의 회전을 통해 제2회전축(251)과 제2회전블록(250)의 회전수, 분당 회전수 및/또는 실제 회전에 따른 이동거리를 측정하기 위한 것으로, 제1기어(311)의 지름보다 더 크거나 작을 수 있다. 또한, 제2기어(312)의 회전수, 분당 회전수 및/또는 실제 회전에 따른 이동거리에 대한 정보가 케이블(314)을 통해 모션제어기(320)로 전송된다.

모션제어기(320)는 회전수 측정기(310)로부터 제1회전축(231)과 연계 회전하는 제2회전축(251)의 회전수, 분당 회전수 및/또는 실제 회전에 따른 이동거리를 제1기어(311)와 제2기어(312)를 통해 수집하고, 이를 인코딩하여 제어반(300)으로 전송하도록 설치된다.

<방법>

이하에서는 제어장치에서 구동장치를 제어하는 방법에 대해 자세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 제어방법은 도 10에 도시된 바와 같이, 먼저 제어반(300)이 액추에이터(210)를 구동시킨다(S10). 이 제어반(300)은 조종장치 및/또는 영상장치와 연동한 프로그램의 신호를 받아 액추에이터(210)의 순간 출력, 순간 회전 등을 포함한 액추에이터(210)의 구동 제어신호를 발생시켜 액추에이터(210)를 제어하게 된다.

다음으로, 액추에이터(210)에 의해 회전하는 제1회전축(231)의 회전수, 분당 회전수 및/또는 실제 회전에 따른 이동거리를 회전수 측정기(310)가 측정한다(S11). 제어반(300)에 의해 액추에이터(210)가 구동하면 제1회전블록(230)을 통해 제1회전축(231)을 회전시키게 되고, 이 제1회전축(231)에 장착된 푸시로드(140)가 움직임으로써 의자(10)를 포함한 물체가 3차원 운동을 하게 된다. 또한, 제1회전축(231)의 선단측 부위에 고정되어 함께 연동하는 제2회전블록(250)과 제2회전축(251)이 회전하게 되고, 제2회전축(251)에 장착된 제1기어(311)와, 제1기어(311)에 맞물린 제2기어(312)가 회전하게 된다. 따라서, 회전수 측정기(310)가 제2기어(312)의 회전수, 분당 회전수 및/또는 실제 회전에 따른 이동거리를 측정함으로써, 제1회전축(231)에 대한 회전수, 분당 회전수 및/또는 실제 회전에 따른 이동거리에 대한 정보를 얻을 수 있다.

끝으로, 회전수 측정기(310)에서 측정한 정보를 모션제어기(320)가 수집한 후 인코딩하여 제어반(300)에 송신한다(S12). 이때, 제어반(300)은 모션제어기(320)에서 수신한 정보와 더불어 조정장치 및/또는 영상장치의 신호를 토대로 액추에이터(210)를 제어할 수 있도록 단계(S10)로 회귀하게 된다. 한편, 제어반(300)은 조정장치 및/또는 영상장치에서 종료 신호가 수신되고, 이 신호에 포함된 정보와 모션제어기(320)에서 수신한 정보가 일치하면 액추에이터(210)를 정지시키게 된다.

한편, 상술된 제어반(300), 액추에이터(210), 회전수 측정기(310)와 모션제어기(320)들의 일련의 제어 동작에 대해 부분 작동을 예로 하여 설명하자면, 조정장치 및/또는 영상장치의 정보를 토대로 액추에이터(210)의 회전수, 분당 회전수 및/또는 실제 회전에 따른 이동거리를 목표치 100으로 상승시킨 후 낮추는 경우, 제어반(300)은 먼저 액추에이터(210)의 출력을 높여 회전수를 상승시킨다. 이때, 모션제어기(320)는 제1회전축(231)의 회전을 제2회전축(251)과 제1기어(311)를 매개로 연계된 제2기어(312)의 회전에 관한 정보를 매 순간 수집하여 인코딩 후 제어반(300)에 송신한다. 이러한 제어반(300)은 회전수, 분당 회전수 및/또는 실제 회전에 따른 이동거리 100의 정보를 수신하는 순간, 목표치인 회전수, 분당 회전수 및/또는 실제 회전에 따른 이동거리 100에 도달한 것으로 판단하며, 액추에이터(210)의 출력을 낮춰 회전수, 분당 회전수 및/또는 실제 회전에 따른 이동거리를 하락시키도록 제어할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시 예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허등록청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허등록청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10:의자 11:좌대
11a:좌대프레임 12:등받이
13:베이스
100:구동부
110:체결부재 120:볼스터드
121:볼 130:소켓아암
131:소켓부 140:푸시로드
141:수용홈 142:구멍
150:체결플레이트
200:구동부
210:액추에이터 220:제1고정블록
230:제1회전블록 231:제1회전축
240:조인트어셈블리 241:테이퍼롤러베어링
242:하우징 243:베어링
244:이탈방지부재 245:로크너트
246:로크와셔 250:제2회전블록
251:제2회전축 260:베어링블록
270:제2고정블록
300:제어반
310:회전수 측정기 311:제1기어
312:제2기어 313:고정판
314:케이블 320:모션제어기.

Claims (8)

1. 의자를 포함한 물체를 3차원 운동시키도록 설치된 구동장치를 포함하고,
   상기 구동장치는,
   상기 물체에 볼 조인트를 이용한 로드엔드 베어링 방식으로 일측부가 장착된 푸시로드(140)를 포함한 동작부(100);와,
   상기 푸시로드(140)의 타측부에 3차원 운동을 위한 동력을 전달하기 위한 구성으로, 액추에이터(210)에 의해 회전하도록 연계 설치된 제1회전축(231)과, 푸시로드(140)의 타측부에 체결되면서 제1회전축(231)이 관통하여 체결된 조인트어셈블리(240);와, 상기 푸시로드(140)의 타측부에 상기 조인트어셈블리(240)를 수용하도록 가공되면서 일면에 상기 제1회전축(231)이 통과하는 구멍을 갖는 수용홈(141)을 포함한 구동부(200); 및
   상기 수용홈(141)의 개방된 타면을 폐쇄하면서 상기 제1회전축(231)이 통과하는 내경을 가지면서 상기 푸시로드(140)에 체결된 체결플레이트(150);를 포함하며,
   상기 조인트어셈블리(240)는 하우징(242)에 하나 또는 대칭으로 배치된 2개의 베어링(243)이 내장된 테이퍼롤러베어링(241)을 구비하여 이루어진 모션 시스템.
   
2. 제1항에서,
   상기 조인트어셈블리(240)는 하우징(242)에 수용된 베어링(243)의 이탈 방지 및 위치 고수를 위해 하우징(242)의 일측부 또는 양측부에 설치된 이탈방지부재(244)를 더 구비하고,
   상기 이탈방지부재(244)는 로크너트(245)와 로크와셔(246)를 포함하여 이루어진 모션 시스템.
   
3. 삭제
4. 제1항에서,
   상기 구동장치는 상기 푸시로드(140)를 통해 부하되는 하중 및 충격을 다수 개소로 분산시키기 위해, 상기 액추에이터(210)의 로드가 일측부의 일면에 장착되면서 타측부의 타면에 상기 제1회전축(231)이 장착되어 축회전하는 제1회전블록(230), 상기 푸시로드(140)와 상기 조인트어셈블리(240)를 관통하여 배치된 상기 제1회전축(231)의 선단부위가 일측부의 일면에 장착되어 축회전하는 제2회전블록(250), 상기 제2회전블록(250)의 타측부 타면에 장착되어 자전방식으로 회전하는 제2회전축(251)과, 상기 제2회전축(251)이 관통하여 배치된 베어링블록(260)을 더 구비하여 이루어진 모션 시스템.
   
5. 제4항에서,
   상기 구동장치는 상기 제1회전블록(230)을 축회전이 가능한 높이로 배치하도록 상기 액추에이터(210)가 장착되면서 베이스(13)에 고정된 제1고정블록(220), 상기 제2회전블록(250)을 축회전이 가능한 높이로 배치하도록 베어링블록(260)이 장착되면서 베이스(13)에 고정된 제2고정블록 중 적어도 하나를 더 구비하여 이루어진 모션 시스템.
   
6. 제4항에서,
   상기 구동장치를 제어하도록 설치된 제어장치를 더 구비하고,
   상기 제어장치는 상기 액추에이터(210)를 제어하도록 설치된 제어반(300), 상기 푸시로드(140)에 배치된 상기 제1회전축(231)의 회전수, 분당 회전수 또는 실제 회전에 따른 이동거리를 측정하도록 설치된 회전수 측정기(310)와, 상기 회전수 측정기(310)에서 수집한 정보를 인코딩하여 상기 제어반(300)으로 전송하도록 설치된 모션제어기(320)를 포함하여 이루어진 모션 시스템.
   
7. 제6항에서,
   상기 회전수 측정기(310)는 상기 제2회전축(251)과 함께 회전하는 제1기어(311), 상기 제1기어(311)와 맞물려 회전하는 제2기어(312)와, 상기 제2기어(312)의 회전 정보를 상기 모션제어기(320)로 전송하도록 설치된 케이블(314)을 구비하여 이루어진 모션 시스템.
   
8. 모션 시스템을 제어하는 방법에서,
   설정 프로그램에 의해 제어반(300)이 액추에이터(210)를 구동시키는 제10단계(S10);
   상기 액추에이터(210)에 의해 회전하는 제1회전축(231)의 회전수, 분당 회전수 또는 실제 회전에 따른 이동거리를 회전수 측정기(310)가 측정하는 제11단계(S11);
   상기 회전수 측정기(310)의 측정한 정보를 모션제어기(320)가 수집한 후 인코딩하여 상기 제어반(300)에 송신하는 제12단계(S12);를 포함하고,
   상기 제어반(300)은 상기 모션제어기(320)에서 수신한 정보와 설정 프로그램에 의해 상기 액추에이터(210)를 제어하도록 이루어진 모션 시스템의 제어 방법.

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