KR101873384B1

KR101873384B1 - 가상현실 체험을 위한 3자유도 모션 플랫폼

Info

Publication number: KR101873384B1
Application number: KR1020160034453A
Authority: KR
Inventors: 이지선
Original assignee: 이지선
Priority date: 2016-03-23
Filing date: 2016-03-23
Publication date: 2018-08-03
Also published as: WO2017164564A1; KR20170110751A

Abstract

본 발명은 가상현실 체험을 위한 3자유도 모션 플랫폼에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 베이스 판과 상판 사이에서 제1,2 운동수단은 좌우측 중앙, 제3 운동수단은 제1,2 운동수단 사이의 전방 위치에서 상판과 구형 조인트로 좌우 유동 및 전후 방향으로 회전하도록 연결 설치하여 제1,2,3 운동수단에 의해 상판의 히브(heave; 상하), 피치(pitch; 앞뒤 회전), 롤(roll; 좌우 회전) 운동을 행하되, 3개의 운동수단을 이용하여 병렬 기구가 갖는 강성을 우수하게 유지하면서 시리얼 기구와 같이 3개의 운동수단을 서로 복잡 작동하는 것이 아니라 각각 독립적으로 작동 제어하면서 제3 운동수단에 의한 피치 운동, 제1,2 운동수단에 의해 롤 운동 및 제1,2,3 운동수단에 의한 히브 운동을 서로 간섭없이 행하므로 작동 제어가 매우 간단하고, 운동 반경을 종래보다 큰 동작으로 구현할 수 있어 모터 사이클, 스키 점프 등과 같은 익스트림 스포츠 시뮬레이터(Extreme sports simulator) 등에서 가상 현실 체험 효과를 극대화하도록 하는데 그 특징이 있다.

Description

가상현실 체험을 위한 3자유도 모션 플랫폼{3 degrees-of-freedom motion platform for virtual reality experience}

본 발명은 가상현실 체험 콘텐츠와 연계하여 모션 시뮬레이터를 구현하는 가상현실 체험을 위한 3자유도 모션 플랫폼에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 제1,2,3 운동수단에 의해 상판의 히브(heave; 상하), 피치(pitch; 앞뒤 회전), 롤(roll; 좌우 회전) 운동을 행하되, 제1,2,3 운동수단을 각각 독립적으로 작동 제어하면서 서로 간섭없이 3 자유도 운동을 행하므로 작동 제어가 매우 간단하고, 운동 반경을 크게 구현할 수 있어 모터 사이클, 스키 점프 등과 같은 익스트림 스포츠 시뮬레이터(Extreme sports simulator) 등에서 가상 현실 체험 효과를 극대화하는 가상현실 체험을 위한 3자유도 모션 플랫폼에 관한 것이다.

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일반적으로 가상현실 시뮬레이터는 시뮬레이션 프로그램과 연동하여 가상 현실을 구현하는 장치로서, 영상장치, 조종장치, 운동장치, 제어장치로 구성되는 것이다.

여기서 운동장치와 제어장치에 해당하는 것을 모션 플랫폼(또는 모션 베이스)라 칭한다.

이와 같은 종래 모션 플랫폼은 다양한 형태로 개시된 바 있다. 본 출원인은 대한민국 등록실용신안 제20-0469149호에서 베이스와 상판 사이로 동일 중심을 향하는 대향 위치에 3개의 운동수단을 설치하되, 상기 3개의 운동수단은 엑츄에이터를 수직 설치하고, 상기 엑츄에이터의 상단을 상판에 볼 조인트로 연결 설치하여 상기 3개의 엑츄에이터를 승하강 제어하는 것에 의해 상판의 히브(heave; 상하), 피치(pitch; 앞뒤 회전), 롤(roll; 좌우 회전) 운동을 복합 유도하여 3차원 움직임을 만들어 내는 것이다.

또한, 대한민국 등록실용신안 제20-0469146호에서는 베이스와 상판 사이로 동일 중심을 향하는 대향 위치에 3개의 운동수단을 설치하되, 상기 3개의 운동수단은 엑츄에이터를 수평 설치하고, 상기 엑츄에이터에 의해 수평 이동하는 이동 작동구와 상판을 링크와 볼 조인트로 연결 설치하여 상기 3개의 엑츄에이터를 수평 이동 제어하는 것에 의해 상판의 히브(heave; 상하), 피치(pitch; 앞뒤 회전), 롤(roll; 좌우 회전) 운동을 복합 유도하여 3차원 움직임을 만들어 내는 것이다.

그러나 상기한 종래 모션 플랫폼은 3개의 운동수단이 베이스와 상판 사이로 동일 중심을 향하는 대향 위치로 설치되어 각각 운동을 행하는 시리얼 기구와 달리 3개의 운동 수단이 동시에 복합 제어되는 구조로 이루어져 설치 공간을 많이 차지하는 문제와 더불어 3개의 운동 수단의 작동 제어가 매우 어렵고 작동시 서로 간섭되어 운동 범위를 제한하여 히브 운동 이외에 피치(pitch; 앞뒤 회전), 롤(roll; 좌우 회전) 운동 각도가 제한적일 수 밖에 없는 한계를 갖고 있었다.

즉, 상판이 최대 ±15~ ±20°범위에서 제한적으로 제어 작동될 수 밖에 없는 구조적 한계를 갖고 있었다.

한편, 최근 각종 게임이나 운전 시뮬레이션 등 가상 현실 체험 콘텐츠와 연결되는 모션 시뮬레이터의 응용 분야가 더욱 확대되고 있고, 새로운 UX(User Experience)를 요구하는 수요도 급증하고 있는 추세이다.

특히, 모터사이클이나 스키점프 등과 같은 익스트림 스포츠 시뮬레이터(Extreme sports simulator) 등의 경우에 전진 방향 운동이 가상 현실 체험 효과에 많은 영향을 미치게 됨에도 불구하고 종래 모션 플랫폼으로는 이를 큰 동작으로 구현할 만한 기술이 없었다.

이에 본 출원인은 3자 유도 모션 플랫폼의 히브(heave; 상하), 피치(pitch; 앞뒤 회전), 롤(roll; 좌우 회전) 운동 중에서 피치 운동을 종래 보다 큰 동작으로 구현할 수 있는 기술을 개발하고자 연구노력하였다.

삭제

대한민국 등록실용신안 제20-0469146호 대한민국 등록특허 제10-0396127호 대한민국 등록실용신안 제20-0287242호

본 발명은 상기한 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 발명된 것으로서, 제1,2,3 운동수단에 의해 상판의 히브(heave; 상하), 피치(pitch; 앞뒤 회전), 롤(roll; 좌우 회전) 운동을 행하되, 제1,2,3 운동수단을 각각 독립적으로 작동 제어하면서 서로 간섭없이 3 자유도 운동을 행하므로 작동 제어가 매우 간단하고, 운동 반경을 크게 구현할 수 있어 모터 사이클, 스키 점프 등과 같은 익스트림 스포츠 시뮬레이터(Extreme sports simulator) 등에서 가상 현실 체험 효과를 극대화하도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 3개의 운동수단에 의해 히브(heave; 상하), 피치(pitch; 앞뒤 회전), 롤(roll; 좌우 회전) 운동은 물론 요(yaw), 피치(pitch), 서지(surge) 운동도 구현할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

삭제

이러한 본 발명은 베이스 판과 상판 사이로 제1,2,3 운동수단을 설치하여 상판의 히브(heave; 상하), 피치(pitch; 앞뒤 회전), 롤(roll; 좌우 회전) 운동을 유도하는 가상현실 체험을 위한 3자유도 모션 플랫폼에 있어서, 상기 제1,2 운동수단을 베이스 판과 상판의 좌우측 중앙 위치에 설치하되, 상판 하부의 브라켓에 좌우로 설치되어 있는 중심봉에 좌우로 유동 가능하게 축 삽입되는 구형 조인트로 연결하여 전후 방향(A-B 방향)으로 회전 가능하도록 설치하고, 상기 제3 운동수단은 베이스 판과 상판의 전방 중앙 위치에 설치하되, 상판 하부의 브라켓에 좌우로 설치되어 있는 중심봉에 좌우로 유동 가능하게 축 삽입되는 구형 조인트로 연결하여 전후 방향(A-B 방향)으로 회전 가능하도록 설치하여서 제1,2,3 운동수단을 각각 작동 제어하면서 제3 운동수단에 의한 피치 운동, 제1,2 운동수단에 의해 롤 운동 및 제1,2,3 운동수단에 의한 히브 운동을 구현하도록 구성함에 그 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 상기 제1,2 운동수단은 수평의 리니어 엑츄에이터와, 상기 리니어 엑츄에이터의 로드에 회전 조인트로 연결되고 상판에 구형 조인트로 연결되는 제1 링크바와, 상기 제1 링크바의 중앙과 베이스 판에 회전 조인트로 연결되는 제2 링크바로 구성하고, 상기 제3 운동수단은 회전 수단과, 상기 회전 수단의 회전축에 축 결합되는제3 링크바와, 상기 제3 링크바에 회전 조인트로 연결되고 상판에 구형 조인트로 연결되는 제4 링크바로 구성함에 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 상기 제1,2 운동수단은 리니어 엑츄에이터를 수직 설치하고, 상기 리니어 엑츄에이터의 로드 상단과 상판을 구형 조인트로 연결하여 구성함에 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 상기 제3 운동수단은 리니어 엑츄에이터 하부를 베이스 판에 회전 조인트로 연결하고, 상기 리니어 엑츄에이터의 로드를 상판에 구형 조인트로 연결하여 구성함에 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 상기 제1,2 운동수단의 구형 조인트는 상판 하부의 브라켓에 폭 방향으로 설치된 중심봉에 좌우 유동 가능하게 축 설치하여 구성함에 그 특징이 있다.

삭제

이러한 본 발명은 베이스 판과 상판 사이에서 제1,2 운동수단은 좌우측 중앙, 제3 운동수단은 제1,2 운동수단 사이의 전방 위치에서 상판과 구형 조인트로 좌우 유동 및 전후 방향으로 회전하도록 연결 설치하여 제1,2,3 운동수단에 의해 상판의 히브(heave; 상하), 피치(pitch; 앞뒤 회전), 롤(roll; 좌우 회전) 운동을 행하되, 제1,2,3 운동수단을 각각 독립적으로 작동 제어하면서 제3 운동수단에 의한 피치 운동, 제1,2 운동수단에 의해 롤 운동 및 제1,2,3 운동수단에 의한 히브 운동을 서로 간섭없이 행하므로 작동 제어가 매우 간단하고, 운동 반경을 종래 보다 큰 동작으로 구현하게 되는 것이다.

이로 인해 모터 사이클, 스키 점프 등과 같은 익스트림 스포츠 시뮬레이터(Extreme sports simulator) 등에서 가상 현실 체험 효과를 극대화할 수 있게 되는 것이다.

삭제

또한, 상기 상판의 모션을 90도 회전이 가능한 구조로 제공하므로 3개의 운동수단에 의해 히브(heave; 상하), 피치(pitch; 앞뒤 회전), 롤(roll; 좌우 회전) 운동은 물론 요(yaw), 피치(pitch), 서지(surge) 운동도 구현할 수 있어 사용 효율성이 더욱 우수한 효과도 갖는 것이다.

삭제

도 1은 본 발명의 일 실시 예를 보여주는 사시도.
도 2는 도 1의 상판 분리 상태 사시도.
도 3은 도 1의 정면도.
도 4는 도 1의 측면도.
도 5 및 도 6은 상판 피치 운동을 보여주는 정면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예를 보여주는 사시도.
도 8은 도 7의 정면도.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예를 보여주는 사시도.
도 10은 도 9의 정면도.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예를 보여주는 사시도.
도 12는 도 11의 정면도.
도 13은 도 1 내지 도 4의 실시 예를 이용한 운동 변화를 보여주는 정면도.

이하, 상기한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

본 발명의 가상현실 체험을 위한 3자유도 모션 플랫폼은 도 1 내지 도 12에 도시된 바와 같이 베이스 판(10), 상판(20) 그리고 상기 베이스 판과 상판 사이로 설치되는 제1,2,3 운동수단(31)(32)(33)에 의해 상판의 히브(heave; 상하), 피치(pitch; 앞뒤 회전), 롤(roll; 좌우 회전) 운동을 유도하도록 이루어지는 것이다.

특히, 상기 제1,2 운동수단(31)(32)을 베이스 판(10)과 상판(20)의 좌우측 중앙 위치에 설치하되, 상판(20) 하부의 브라켓(21)에 좌우로 설치되어 있는 중심봉(22)에 좌우로 유동 가능하게 축 삽입되는 구형 조인트(30)로 연결하여 전후 방향(A-B 방향)으로 회전 가능하도록 설치하고, 상기 제3 운동수단(33)은 베이스 판(10)과 상판(20)의 전방 중앙 위치에 설치하되, 상판(20) 하부의 브라켓(21)에 좌우로 설치되어 있는 중심봉(22)에 좌우로 유동 가능하게 축 삽입되는 구형 조인트(30)로 연결하여 전후 방향(A-B 방향)으로 회전 가능하도록 설치하여서 제1,2,3 운동수단을 각각 작동 제어하면서 제3 운동수단에 의한 피치 운동, 제1,2 운동수단에 의해 롤 운동 및 제1,2,3 운동수단에 의한 히브 운동을 구현하도록 구성되는 것이다.

본 발명에서 상기 제1,2,3 운동수단(31)(32)(33)은 다양한 실시 예로 구현이 가능하다.

먼저, 도 1 내지 도 6의 실시 예에서 상기 제1,2 운동수단(31)(32)은 수평의 리니어 엑츄에이터(40)와, 상기 리니어 엑츄에이터의 로드(41)에 회전 조인트(revolute joint)(2)로 연결되고 상판에 구형 조인트(spherical joint)(3)로 연결되는 제1 링크바(42)와, 상기 제1 링크바의 중앙과 베이스 판(10)에 회전 조인트(2)로 연결되는 제2 링크바(43)로 구성된다.

그리고 상기 제3 운동수단(33)은 회전 수단(50)과, 상기 회전 수단의 회전축에 축 결합되는 제3 링크바(52)와, 상기 제3 링크바(52)에 회전 조인트(2)로 연결되고 상판에 구형 조인트(spherical joint)(3)로 연결되는 제4 링크바(53)로 구성된다.

이때, 상기 제1,2 운동수단(31)(32)의 구형 조인트(3)는 상판(20) 하부의 브라켓(21)에 폭 방향으로 설치된 중심봉(22)에 좌우 유동 가능하게 축 설치하여 구성된다.

즉, 상기 제1,2 운동수단(31)(32)에 의한 롤(roll; 좌우 회전) 운동시 제1 링크바(42)의 상단이 좌우로 유동하면서 롤 운동을 원활히 제공하도록 구성되는 것이다.

이러한 본 발명의 실시 예에 의한 히브(heave; 상하), 피치(pitch; 앞뒤 회전), 롤(roll; 좌우 회전) 운동에 대해 설명하기로 한다.

상기 히브(heave; 상하) 운동은 제1,2,3 운동수단(31)(32)(33)이 동시에 작동하면서 상판(20)을 상하 운동시키는 것이다.

상기 롤(roll; 좌우 회전) 운동은 제1,2 운동수단(31)(32)이 서로 엇갈리게 작동하면서 상판(20)을 도 4에서와 같이 좌우 방향(C-D)으로 회전 운동시키는 것이다.

이때, 상기 제1,2 운동수단(31)(32)은 수평의 리니어 엑츄에이터(40)의 로드(41)가 전후로 작동하면서 상기 로드(41)에 회전 조인트(2)로 연결되고 상판에 구형 조인트(3)로 연결되는 제1 링크바(43)와, 상기 제1 링크바의 중앙과 베이스판(10)에 회전 조인트(2)로 연결되는 제2 링크바(43)의 링크 작동에 의해 서로 엇갈리게 승하강하면서 상판(20)을 좌우 방향(C-D)으로 회전 운동시키게 되는 것이다.

이 과정에서 상기 상판(20)에 연결되는 구형 조인트(3)는 상판 하부의 브라켓(21)의 중심봉(22)에 축 삽입되어 좌우로 습동하면서 상판(20)의 좌우 회전 운동, 즉 롤 운동을 원활하게 제공하게 되는 것이다.

그리고 상기 피치(pitch; 앞뒤 회전) 운동은 제3 운동수단(33)에 의한 회전 운동시 상판(20)과 연결되는 제1,2 운동수단(31)(32)의 구형 조인트(3)가 회전 중심이 되면서 전후 방향(A-B)으로 회전하는데, 이 과정에서 종래와 같이 간섭되는 구조가 없어 큰 각도로 회전 작동하게 되면서 큰 동작의 피치 운동이 가능하게 되는 것이다.

특히, 상기 제3 운동수단(33)은 회전 수단(50)의 회전축에 축 결합되는 제3 링크바(52)와, 상기 제3 링크바(52)에 회전 조인트(2)로 연결되고 상판에 구형 조인트(spherical joint)(3)로 연결되는 제4 링크바(53)를 일렬 연결하여 상기 회전 수단의 회전에 의해 제3 링크바(52)의 회전 운동과 제3,4 링크바(52)(53)의 관절 운동으로 상판(20)을 전후 방향(A-B)으로 큰 각도로 회전 작동하게 되면서 큰 동작으로 피치 운동하게 되는 것이다.

삭제

또한, 본 발명 도 7 내지 도 8의 실시 예는 도 5 및 도 6의 실시 예와 비교하여 볼때 제1,2 운동수단(31)(32)을 달리 형성한 것이다.

이는 수평이 아닌 리니어 엑츄에이터(40')를 수직 설치하고, 상기 리니어 엑츄에이터의 로드(41) 상단과 상판(20)을 구형 조인트(3)로 연결하여 구성된 것이다.

이러한 본 발명의 실시 예는 수평이 아닌 수직의 리니어 엑츄에이터(40')에 의해 히브(heave; 상하) 운동, 롤(roll; 좌우 회전) 운동을 행하여 상판(20)을 상하 운동, 좌우 방향(C-D)으로 회전 운동시키게 되는 것이다.

또한, 상기 제3 운동수단(33)에 의한 피치(pitch; 앞뒤 회전) 운동시 리니어 엑츄에이터(40') 상단의 구형 조인트(3)가 회전 중심이 되면서 상판을 전후 방향(A-B)으로 회전하는데, 이 과정에서 종래와 같이 간섭되는 구조가 없어 큰 각도로 회전 작동하게 되면서 큰 동작의 피치 운동이 가능하게 되는 것이다.

삭제

또한, 본 발명 도 9 내지 도 10의 실시 예에서는 도 5 및 도 6의 실시 예와 비교하여 볼때 제3 운동수단(33)을 달리 형성한 것이다.

이는 회전 수단이 아닌 리니어 엑츄에이터(40")를 이용하되, 상기 리니어 엑츄에이터 하부를 베이스 판(10)에 회전 조인트(2)로 연결하고, 상기 리니어 엑츄에이터의 상부 로드(41)를 상판(20)에 구형 조인트(3)로 연결하여 구성된 것이다.

이러한 본 발명의 실시 예는 회전 수단이 아닌 리니어 엑츄에이터(40")의 로드(41) 신축에 의해 피치(pitch; 앞뒤 회전) 운동을 하는데, 제1,2 운동수단(31)(32)의 구형 조인트(3)가 회전 중심이 되면서 상판을 전후 방향(A-B)으로 회전하는데, 이 과정에서 종래와 같이 간섭되는 구조가 없어 큰 각도로 회전 작동하게 되면서 큰 동작의 피치 운동이 가능하게 되는 것이다.

이때, 상기 리니어 엑츄에이터(40")는 하부가 베이스 판(10)에 회전 조인트(2)로 연결되어 회전 작동하고, 상부 로드(41)는 상판(20)에 구형 조인트(3)로 연결되어 회전 작동하는 것이다.

삭제

또한, 본 발명 도 11 내지 도 12의 실시 예에서는 도 5 및 도 6의 실시 예와 비교하여 볼때 제1,2,3 운동수단(31)(32)(33)을 달리 형성한 것이다.

즉, 제1,2 운동수단(31)(32)은 리니어 엑츄에이터(40')를 수직 설치하고, 상기 리니어 엑츄에이터의 로드(41) 상단과 상판(20)을 구형 조인트(3)로 연결하고, 상기 제3 운동수단(33)은 리니어 엑츄에이터(40")으로 구성하되, 상기 리니어 엑츄에이터 하부를 베이스 판(10)에 회전 조인트(2)로 연결하고, 상기 리니어 엑츄에이터의 상부 로드(41)를 상판(20)에 구형 조인트(3)로 연결하여 구성된 것이다.

삭제

이러한 본 발명의 실시 예는 수평이 아닌 수직의 리니어 엑츄에이터(40')에 의해 상기 히브(heave; 상하) 운동, 롤(roll; 좌우 회전) 운동을 행하여 상판(20)을 상하 운동, 좌우 방향(C-D)으로 회전 운동시키게 되는 것이다.

또한, 회전 수단이 아닌 리니어 엑츄에이터(40")의 로드(41) 신축에 의해 피치(pitch; 앞뒤 회전) 운동을 수행하는 것이다. 이때 제1,2 운동수단(31)(32)의 구형 조인트(3)가 회전 중심이 되면서 상판을 전후 방향(A-B)으로 회전하는데, 이 과정에서 종래와 같이 간섭되는 구조가 없어 큰 각도로 회전 작동하게 되면서 큰 동작의 피치 운동이 가능하게 되는 것이다.

삭제

한편, 본 발명은 제3 운동수단(33)에 의해 상판(20)을 90도 회전시킨 상태에서 제1,2,3 운동수단(31)(32)(33)을 이용하여 전술한 히브(heave; 상하), 피치(pitch; 앞뒤 회전), 롤(roll; 좌우 회전) 운동은 물론 요(yaw), 피치(pitch), 서지(surge) 운동도 구현할 수 있는 것이다.

이는 도 13에서와 같이 상판(20)을 제3 운동수단(33)에 의해 90도 회전시킨 상태에서 베이스(10)가 측방에 수직 위치하고, 상판(20)은 상부에 수평 위치하도록 설치하는 것이다.

이 상태에서 서지(surge) 운동은 제1,2 운동수단(31)(32)과 제3 운동수단(33)이 동시 작동하면서 상판을 전후 방향(A'-B')으로 작동하여 가능하게 되는 것이다.

즉, 상기 제1,2 운동수단(31)(32)에서 리니어 엑츄에이터(40)의 로드(41)를 후퇴시켜 제1,2 링크바(42)(43)의 연동 작동으로 상판(20)을 후 방향(B')으로 이동시킴과 동시에 제3 운동수단(33)에서 회전수단(50)의 회전축을 회전시켜 제3,4 링크바(52)(53)의 연동 작동으로 상판(20)을 후 방향(B')으로 이동시켜 상판(20)이 수평 상태로 후방 이동이 가능하고, 반대로 상기 리니어 엑츄에이터(40)의 로드(41)를 전진시켜 제1,2 링크바(42)(43)의 연동 작동으로 상판(20)을 전 방향(A')으로 이동시킴과 동시에 회전수단(50)의 회전축을 역 회전시켜 제3,4 링크바(52)(53)의 연동 작동으로 상판(20)을 전 방향(A')으로 이동시켜 상판(20)이 수평 상태로 전방 이동이 가능하므로 이를 반복하면서 서지(surge) 운동이 가능하게 되는 것이다.

또한, 상기 요(yaw) 운동은 제1 운동수단(31)과 제2 운동수단(32)이 교번되게 작동하면서 상판(20)을 좌우로 움직임 작동하는 것이다. 즉, 상기 제1 운동수단(31)이 상판(20)을 전,후방으로 이동시키는 것에 의해 상판이 구형 조인트(3)를 회전 중심으로 틀어지게 회전되고, 마찬가지로 제2 운동수단(32)이 상판(20)을 전후방으로 이동시키는 것에 의해 상판이 구형 조인트(3)를 회전 중심으로 틀어지게 회전되면서 상판이 제1, 2 운동수단(31) (32)이 위치하는 좌우로 틀어지도록 회전하여 요(yaw) 운동이 가능하게 되는 것이다.

그리고, 상기 피치(pitch) 운동은 제3 운동수단(33)에 의한 회전 운동시 상판(2)에 연결되는 제1,2 운동수단(31)(32)의 구형 조인트(3)가 회전 중심이 되면서 전후 방향(A'-B')으로 회전하여 피치 운동하게 되는 것이다.

또한, 상기 서지(surge)와 요(yaw), 피치(pitch) 운동은 도 7내지 도12에서 보여지는 다른 실시예에서도 마찬가지로 적용된다. 즉, 리니어 엑츄에이터 (40')가 제1운동수단(31)과 제 2운동수단(32)를 대체하고, 리니어 엑츄에이터 (40'')가 제 3운동수단(33)을 대체하여 위에서 설명한 것과 동일하게 작동하게 되는 것이다.

삭제

따라서, 본 발명은 베이스 판과 상판 사이에서 제1,2 운동수단(31)(32)은 좌우측 중앙, 제3 운동수단(33)은 제1,2 운동수단 사이의 전방 위치에서 상판과 구형 조인트로 좌우 유동 및 전후 방향으로 회전하도록 연결 설치하여 제1,2,3 운동수단에 의해 상판의 히브(heave; 상하), 피치(pitch; 앞뒤 회전), 롤(roll; 좌우 회전) 운동을 행하되, 3개의 운동수단을 이용하여 병렬 기구가 갖는 강성을 우수하게 유지하면서 시리얼 기구와 같이 3개의 운동수단을 서로 복잡 작동하는 것이 아니라 각각 독립적으로 작동 제어하면서 제3 운동수단에 의한 피치 운동, 제1,2 운동수단에 의해 롤 운동 및 제1,2,3 운동수단에 의한 히브 운동을 서로 간섭없이 행하므로 작동 제어가 매우 간단하고, 운동 반경을 종래 보다 큰 동작으로 구현하게 되는 것이다.

뿐만 아니라 상기 상판의 모션을 90도 회전이 가능한 구조로 제공하므로 3개의 운동수단에 의해 히브(heave; 상하), 피치(pitch; 앞뒤 회전), 롤(roll; 좌우 회전) 운동은 물론 요(yaw), 피치(pitch), 서지(surge) 운동도 구현할 수 있는 것이다.

삭제

2: 회전 조인트
3: 구형 조인트
10: 베이스 판
20: 상판
21: 브라켓
22: 중심봉
31,32,33: 제1,2,3 운동수단
40, 40', 40": 리니어 엑츄에이터
41: 로드
42: 제1 링크바
43: 제2 링크바
50: 회전 수단
52: 제3 링크바
53: 제4 링크바

Claims

베이스 판(10)과 상판(20) 사이로 제1,2,3 운동수단(31)(32)(33)을 설치하여 상판의 히브(heave; 상하), 피치(pitch; 앞뒤 회전), 롤(roll; 좌우 회전) 운동을 유도하는 가상현실 체험을 위한 3자유도 모션 플랫폼에 있어서,
상기 제1,2 운동수단(31)(32)을 베이스 판(10)과 상판(20)의 좌우측 중앙 위치에 설치하되, 상판(20) 하부의 브라켓(21)에 좌우로 설치되어 있는 중심봉(22)에 좌우로 유동 가능하게 축 삽입되는 구형 조인트(30)로 연결하여 전후 방향(A-B 방향)으로 회전 가능하도록 설치하고,
상기 제3 운동수단(33)은 베이스 판(10)과 상판(20)의 전방 중앙 위치에 설치하되, 상판(20) 하부의 브라켓(21)에 좌우로 설치되어 있는 중심봉(22)에 좌우로 유동 가능하게 축 삽입되는 구형 조인트(30)로 연결하여 전후 방향(A-B 방향)으로 회전 가능하도록 설치하여서 제1,2,3 운동수단을 각각 작동 제어하면서 제3 운동수단에 의한 피치 운동, 제1,2 운동수단에 의해 롤 운동 및 제1,2,3 운동수단에 의한 히브 운동을 구현하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 가상현실 체험을 위한 3자유도 모션 플랫폼.
제1항에 있어서,
상기 제1,2 운동수단(31)(32)은 수평의 리니어 엑츄에이터(40)와, 상기 리니어 엑츄에이터의 로드(41)에 회전 조인트(2)로 연결되고 상판에 구형 조인트(3)로 연결되는 제1 링크바(42)와, 상기 제1 링크바의 중앙과 베이스 판(10)에 회전 조인트(2)로 연결되는 제2 링크바(43)로 구성하고,
상기 제3 운동수단(33)은 회전 수단(50)과, 상기 회전 수단의 회전축에 축 결합되는 제3 링크바(52)와, 상기 제3 링크바(52)에 회전 조인트(2)로 연결되고 상판에 구형 조인트(3)로 연결되는 제4 링크바(53)로 구성한 것을 특징으로 하는 가상현실 체험을 위한 3자유도 모션 플랫폼.
제1항에 있어서,
상기 제1,2 운동수단(31)(32)은 리니어 엑츄에이터(40')를 수직 설치하고, 상기 리니어 엑츄에이터의 로드(41) 상단과 상판(20)을 구형 조인트(3)로 연결 구성하고,
상기 제3 운동수단(33)은 회전 수단(50)과, 상기 회전 수단의 회전축에 축 결합되는 제3 링크바(52)와, 상기 제3 링크바(52)에 회전 조인트(2)로 연결되고 상판과 구형 조인트(3)로 연결되는 제4 링크바(53)로 구성한 것을 특징으로 하는 가상현실 체험을 위한 3자유도 모션 플랫폼.
제1항에 있어서,
상기 제1,2 운동수단(31)(32)은 수평의 리니어 엑츄에이터(40)와, 상기 리니어 엑츄에이터의 로드(41)에 회전 조인트(2)로 연결되고 상판에 구형 조인트(3)로 연결되는 제1 링크바(42)와, 상기 제1 링크바의 중앙과 베이스 판(10)에 회전 조인트(2)로 연결되는 제2 링크바(43)로 구성하고,
상기 제3 운동수단(33)은 리니어 엑츄에이터(40") 하부를 베이스 판(10)에 회전 조인트(2)로 연결 설치하고, 상기 리니어 엑츄에이터의 로드(41)를 상판(20)에 구형 조인트(3)로 연결 구성한 것을 특징으로 하는 가상현실 체험을 위한 3자유도 모션 플랫폼.
제1항에 있어서,
상기 제1,2 운동수단(31)(32)은 리니어 엑츄에이터(40')를 수직 설치하고, 상기 리니어 엑츄에이터의 로드(41) 상단과 상판(20)을 구형 조인트(3)로 연결 구성하고,
상기 제3 운동수단(33)은 리니어 엑츄에이터(40") 하부를 베이스 판(10)에 회전 조인트(2)로 연결 설치하고, 상기 리니어 엑츄에이터의 로드(41)를 상판(20)에 구형 조인트(3)로 연결 구성한 것을 특징으로 하는 가상현실 체험을 위한 3자유도 모션 플랫폼.
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