KR101882227B1 - 낙하 훈련 시뮬레이션 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

낙하 훈련 시뮬레이션 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 낙하 훈련 시뮬레이션 장치는 설치면과 평행한 초기상태를 가지는 지지부, 일단은 상기 지지부의 저면에 연결되고 타단은 훈련자가 착용하는 하네스에 연결되는 복수의 제 1 스트링 및 일단은 상기 지지부의 저면에 연결되고 타단은 상기 훈련자의 다리에 연결되는 제 2 스트링을 포함하는 스트링부, 상기 지지부에 설치되어 회전에 따라 상기 제 1 스트링의 길이를 조절하는 제 1 풀리 및 상기 지지부에 설치되어 회전에 따라 상기 제 2 스트링의 길이를 조절하는 제 2 풀리를 포함하는 풀리부, 상기 풀리부의 작동을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

낙하 훈련 시뮬레이션 장치 및 방법{Parachute Descent Training Simulation Apparatus and Method of The Same}

본 발명은 낙하 훈련 시뮬레이션 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 훈련자의 신체에 연결된 스트링부의 길이를 조절함으로써 다양한 낙하 훈련을 할 수 있는 낙하 훈련 시뮬레이션 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 낙하산 강하 훈련은 항공기나 헬기를 타고 일정 고도의 상공에서 낙하 훈련자(이하, "훈련자"라 한다)가 낙하산을 메고 뛰어내려 지상에 착지하는 과정을 훈련하게 된다.

이러한 훈련은 낙하 훈련자가 실제 항공기나 헬기에 탑승하여 일정 고도의 상공에서 낙하 훈련을 하는 것이 가장 바람직하나, 항공기나 헬기의 운항에 따른 비용이 고가이므로 잦은 항공기나 헬기의 운항이 어려워 실제 항공기나 헬기를 이용한 낙하 훈련은 현실적으로 자주하기 힘들다. 또한, 악천후와 같은 기상조건에서는 항공기나 헬기의 이착륙이 불가능하므로 낙하 훈련을 할 수 없다.

또한, 숙련되지 않은 낙하 훈련자가 실제 항공기나 헬기에 탑승하여 낙하 훈련을 할 경우 순간적인 실수로 자칫 목숨이 위험해질 수 있으므로 실제 항공기나 헬기에 탑승하여 낙하 훈련을 하는 것과 같은 조건에서 숙련될 때까지 지속적인 모의 낙하 훈련이 필요하다.

이러한 문제를 해결하기 위해 최근 항공기나 헬기를 이용하지 않고 지상에서 실제 공고에서의 낙하와 유사한 조건에서 낙하 훈련을 할 수 있는 모의 낙하 훈련장치들의 개발이 이루어지고 있다.

낙하산 강하 훈련을 위한 모의 훈련장치는 지상에 가상 시뮬레이터를 설치하여 항공기나 헬기를 운행하지 않고서도 실제와 같은 상황 하에서 훈련을 할 수 있도록 구성된 것으로, 악천후와 같은 기상조건에 의해 항공기나 헬기가 이착륙할 수 없는 상황에서도 훈련 가능하도록 해준다. 또한, 상기 모의 훈련장치는 항공기나 헬기에서 낙하산 강하 훈련 도중에 발생할 수 있는 사고를 미연에 방지할 수 있고, 항공기나 헬기의 운행에 따른 연료를 절약할 수 있는 장점이 있다.

한국등록특허 제0402933호 한국공개특허 제10-2007-0083510호

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다음과 같다.

첫째, 본 발명은 훈련자와 장치를 연결하는 스트링의 길이를 조절함으로써 훈련자로 하여금 실제 낙하 상황과 유사한 느낌을 느끼게 하는 낙하 훈련 시뮬레이션 장치에 관한 것이다.

둘째, 본 발명은 훈련자가 매달려있는 지지부의 높낮이 및 기울기를 조절함으로써 훈련자로 하여금 실제 낙하 상황과 유사한 느낌을 느끼게 하는 낙하 훈련 시뮬레이션 장치에 관한 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 낙하 훈련 시뮬레이션 장치는 지지부, 스트링부, 풀리부 및 제어부를 포함한다.

상기 지지부는 설치면과 평행한 초기상태를 가진다.

상기 스트링부는 일단은 상기 지지부의 저면에 연결되고, 타단은 훈련자가 착용하는 하네스에 연결되는 복수의 제 1 스트링 및 일단은 상기 지지부의 저면에 연결되고, 타단은 상기 훈련자의 다리에 연결되는 제 2 스트링을 포함한다.

상기 풀리부는 상기 지지부에 설치되어 회전에 따라 상기 제 1 스트링의 길이를 조절하는 제 1 풀리 및 상기 지지부에 설치되어 회전에 따라 상기 제 2 스트링의 길이를 조절하는 제 2 풀리를 포함한다.

상기 제어부는 상기 풀리부의 작동을 제어한다.

상기 제어부는 상기 제 1 풀리와 상기 제 2 풀리를 각각 제어하여 상기 훈련자의 신체의 기울기 또는 상기 훈련자의 신체에 가해지는 충격을 조절함으로써 상기 훈련자가 실제 낙하 시 발생할 수 있는 다양한 상황을 재현할 수 있다.

예를 들면, 상기 제 1 풀리는 고정하고, 상기 제 2 풀리를 급격히 풀어 상기 훈련자의 하체가 급격히 떨어지게 함으로써 상기 훈련자에게 실제 낙하산이 펼쳐질 때와 같은 충격을 가할 수 있다.

본 실시예의 낙하 훈련 시뮬레이션 장치는 상기 설치면에 고정되며, 상기 지지부가 설치되는 지지 프레임 및 상기 지지 프레임과 상기 지지부 사이에 배치되어 상기 지지부의 기울기를 조절하는 구동부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 구동부의 작동을 제어할 수 있다.

상기 구동부는 일단이 상기 지지 프레임에 연결되고 타단이 상기 지지부에 연결되는 복수의 액추에이터를 포함하며, 복수의 상기 액추에이터는 각각 상기 지지부의 서로 다른 위치에 연결되어 상기 액추에이터의 작동으로 상기 지지부의 기울기가 조절될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 낙하 훈련 시뮬레이션 방법은 준비 단계, 부양 단계 및 체험 단계를 포함한다.

상기 준비 단계에서는 상기 훈련자가 제 1 스트링에 의해 지지부와 연결된 하네스를 착용하고, 다리에 제 2 스트링을 연결할 수 있다.

상기 부양 단계에서는 제 1 풀리 및 제 2 풀리를 작동시켜 상기 제 1 스트링과 상기 제 2 스트링의 길이를 조절하여 상기 훈련자를 강하자세로 조절한다.

상기 체험 단계에서는 상기 제 1 풀리 및 상기 제 2 풀리를 작동시켜 상기 훈련자의 신체의 기울기를 변화시키거나, 상기 훈련자의 신체에 가해지는 충격을 조절하여 상기 훈련자가 실제 낙하 시 발생할 수 있는 다양한 상황을 재현한다.

상기 체험 단계는 활강 과정, 낙하산 전개 과정 및 착지 과정 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 활강 과정에서는 상기 제 1 풀리 및 상기 제 2 풀리가 상기 제 1 스트링과 상기 제 2 스트링을 감아 상기 훈련자가 상기 지지부에 밀착된 상태에서 제어부가 구동부를 작동시켜 상기 훈련자가 고공에서 활강하는 느낌을 체험할 수 있다. 상기 낙하산 전개 과정에서는 상기 훈련자가 강하 자세를 취한 상태에서 상기 제 2 풀리를 급격히 풀어 상기 훈련자의 하체가 급격히 떨어지게 함으로써 상기 훈련자에게 실제 낙하산이 펼쳐질 때와 같은 충격을 가할 수 있다.

상기 착지 과정에서는 상기 훈련자가 낙하산을 조종하는 동작을 취하면, 제어부에 프로그래밍 된 낙하산의 움직임대로 모션베이스의 작동을 제어하여 낙하산 전개 후부터 착지까지의 인체 감응이 상기 훈련자에게 전달될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.

첫째, 본 발명의 일 실시예에 따른 낙하 훈련 시뮬레이션 장치에 의하면 훈련자의 신체에 연결된 제 1 스트링 및 제 2 스트링의 길이를 조절하는 제 1 풀리 및 제 2 풀리가 감기거나 풀리는 정도를 각각 제어하여 훈련자의 신체의 기울기를 조절하거나, 제 1 풀리 및 제 2 풀리의 회전 속도를 각각 제어하여 훈련자의 신체를 급격히 떨어뜨려 충격을 줌으로써 실제 낙하 시의 느낌 및 실제 낙하산이 펼쳐질 때의 충격 등을 체험할 수 있다.

둘째, 본 발명의 일 실시예에 따른 낙하 훈련 시뮬레이션 장치에 의하면 6축의 선단이 아래를 향하도록 6축 구동 구동부를 상부에 설치하고 그 아래에 지지부와 낙하산 유닛을 순차적으로 연결하여 낙하 훈련자의 고공강하 자세를 제어함으로써, 항공기나 헬기에서 점프하는 동체이탈과 강하상태에서의 공중유영, 낙하산의 전개 그리고 착지에 이르기까지의 모든 훈련과정을 실제 훈련과 같이 현실감 있게 지상에서 실시할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

아래에서 설명하는 본 출원의 바람직한 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 바람직한 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 낙하 훈련 시뮬레이션 장치를 이용한 낙하 훈련 시뮬레이션 방법의 준비 단계를 나타내는 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 낙하 훈련 시뮬레이션 장치를 이용한 낙하 훈련 시뮬레이션 방법의 부양 단계를 나타내는 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 낙하 훈련 시뮬레이션 장치를 이용한 낙하 훈련 시뮬레이션 방법의 낙하 과정을 나타내는 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 낙하 훈련 시뮬레이션 장치를 이용한 낙하 훈련 시뮬레이션 방법의 부양 단계를 나타내는 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 낙하 훈련 시뮬레이션 장치를 이용한 낙하 훈련 시뮬레이션 방법의 낙하산 전개 과정을 나타내는 도면;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 낙하 훈련 시뮬레이션 장치를 이용한 낙하 훈련 시뮬레이션 방법의 착지 과정을 나타내는 도면이다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.

그리고, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 동일 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 명칭 및 동일부호를 사용할 뿐 실질적으론 종래기술의 구성요소와 완전히 동일하지 않음을 미리 밝힌다.

또한, 본 출원에서 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. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 낙하 훈련 시뮬레이션 장치(100)에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 낙하 훈련 시뮬레이션 장치를 이용한 낙하 훈련 시뮬레이션 방법의 준비 단계를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 낙하 훈련 시뮬레이션 장치를 이용한 낙하 훈련 시뮬레이션 방법의 부양 단계를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 낙하 훈련 시뮬레이션 장치를 이용한 낙하 훈련 시뮬레이션 방법의 낙하 과정을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 낙하 훈련 시뮬레이션 장치를 이용한 낙하 훈련 시 훈련자가 강하자세를 취하는 모습을 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 낙하 훈련 시뮬레이션 장치를 이용한 낙하 훈련 시뮬레이션 방법의 낙하산 전개 과정을 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 낙하 훈련 시뮬레이션 장치를 이용한 낙하 훈련 시뮬레이션 방법의 착지 과정을 나타내는 도면이다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 낙하 훈련 시뮬레이션 장치(100)는 지지 프레임(110), 구동부(120), 지지부(130), 스트링부(140), 풀리부(150) 및 제어부(C)를 포함한다.

지지 프레임(110)은 설치면에 고정되어 다른 구성요소들을 설치면에 대하여 지지하는 구성요소로서, 본 실시예에서 지지 프레임(110)은 한 쌍의 수직 프레임(112)과, 한 쌍의 수직 프레임(112) 사이에 배치되는 수평 프레임(114)을 포함할 수 있다.

제어부(C)는 지지 프레임(110)에 내장될 수도 있고, 외부에 설치될 수도 있다. 제어부(C)에는 후술할 구동부(120) 및 후술할 풀리부(150)를 작동시키는 다양한 프로그램이 내장되어 있으며, 제어부(C)로 입력되는 다양한 신호에 따라 프로그램이 실행되어 구동부(120) 또는 풀리부(150)를 제어할 수 있다.

구동부(120)는 수평 프레임(114)과 지지부(130) 사이에 배치되어 제어부(C)에서 출력된 신호에 따라 지지부(130)의 기울기 및 높낮이를 조절하는 구성요소이다. 일반적으로 구동부(120) 는 연출된 상황에서 훈련자(10)에게 실제 체험감을 주는 장치로서, 구동부(120)가 기울어지거나 상승 하강하는 작동에 의해 훈련자(10)는 실제로 자동차 경주를 하거나 전투기에 탑승한 것과 같은 체험을 할 수 있다. 이를 위하여 실제 자동차 경주를 하거나 전투기에 탑승할 때 느낄 수 있는 동작들을 기계적인 자유도를 활용하여 이를 구현하는데 이러한 구동부(120)를 움직이는 구동력은 보통 유압, 전기모터, 공압 등이 사용될 수 있다.

구체적으로 본 발명에 따른 구동부(120)는, 실제 낙하 훈련과 유사한 인체 감응을 훈련자(10)에게 전달하는 것으로서, 6개의 액추에이터(122)로 이루어지는 모션 베이스(motion base)로서 지지부(130)와 연결되는 액추에이터(122)의 선단이 아래를 향하도록 수평 프레임(114)에 연결 설치된다. 수평 프레임(114) 측면은 외곽의 지지 프레임(110)에 의해 안정적으로 지지된다.

6개의 액추에이터(122)는, 하단이 수평 프레임(114)에 연결된 상태로 선단이 서로 연결되도록 2개씩 짝을 지어 3개의 조를 이루도록 구성된다. 여기서, 3개 조의 액추에이터(122)의 선단은 구동부(120)와 지지부(130)의 연결부와 같이 평면에서 볼 때 삼각형태의 3지점으로 이루어져 힌지축에 의해 지지부(130)의 3지점에 연결된다.

본 발명에서 6개의 액추에이터(122)로 이루어진 모션 베이스(motion base)를 실시예로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 예컨대 4축, 8축, 9축 구동 구동부(120)를 적용할 수도 있다.

또는, 구동부(120)로는 모터(미도시)가 적용되어 모터(미도시)의 작동에 따라 지지부(130)가 진동하거나, 지지부(130)에 충격을 가할 수도 있다. 구동부(120)는 공지된 기술이므로 구체적인 구성설명은 생략한다.

지지부(130)는 초기 상태에 설치면과 평행하도록 수평 프레임(114)에 설치된다. 그리고, 지지부(130)는 구동부(120)에 의해 기울기 및 높낮이가 조절되어 구동부(120)의 작동에 의해 실제 낙하산의 작동과 유사한 인체 감응을 훈련자(10)에게 전달할 수 있다. 지지부(130)의 형상은 삼각, 사각, 육각 등의 각형 또는 원형 등 다양하게 형성될 수 있다.

스트링부(140)는 제 1 스트링(142)과 제 2 스트링(144)을 포함할 수 있는데, 본래 제 1 스트링(142)은 실제 낙하산을 구성하는 낙하산과 하네스(20)를 연결하는 것으로서, 본 실시예에서는 제 1 스트링(142)의 한쪽 끝단은 지지부(130)의 저면에 연결되고 다른 쪽 끝단은 훈련자(10)가 착용하는 하네스(20)에 연결된다. 일반적으로 제 1 스트링(142)은 훈련자(10)의 어깨 부분에 연결될 수 있다. 이때, 제 1 스트링(142)은 낙하산 라이저(Riser)일 수 있다.

그리고, 본 실시예에서 제 2 스트링(144)은 한쪽 끝단은 지지부(130)의 저면에 연결되고 다른 쪽 끝단은 훈련자(10)의 어깨를 제외한 다른 신체 부위에 연결된다. 본 실시예의 도면에서는 제 2 스트링(144)이 훈련자(10)의 다리에 연결되는 것을 예로 들어 도시하였으나, 제 2 스트링(144)은 훈련자(10)의 허리 등 다른 부위에 연결될 수도 있다.

일반적으로 제 1 스트링(142)은 네 개가 구비되며, 제 2 스트링(144)은 훈련자(10)의 양 다리에 각각 하나씩 연결될 수 있다. 그러나, 제 1 스트링(142) 및 제 2 스트링(144)의 개수는 상술하는 것에 한정되는 것이 아니며, 훈련자(10)를 안정적으로 지지하고, 훈련자(10)의 신체를 원활하게 조정할 수 있다면 개수에 구애 없이 구비될 수 있다.

따라서, 구동부(120)의 작동은 지지부(130)를 거쳐 제 1 스트링(142) 및 제 2 스트링(144)을 포함하는 스트링부(140)를 통해 훈련자(10)에게 전달되어 훈련자(10)가 실제 항공기나 헬기에서 점프하는 동체이탈과 강하상태에서의 공중유영, 낙하산의 전개 그리고 착지에 이르기까지의 모든 훈련과정을 실제 훈련과 같이 현실감 있게 지상에서 실시할 수 있다.

본 실시예에서는 낙하산을 조정하는 조종줄(미도시)이 더 포함될 수 있는데, 이 경우 조종줄(미도시)은 유무선 센서(미도시)와 연결되어 있어 조종줄(미도시)을 당길 경우 유무선 센서(미도시)는 이를 감지하여 구동부(120)를 제어하는 제어부(C)로 신호를 보낸다. 신호를 받은 제어부(C)는 실제 낙하산 조종줄(미도시)을 당길 때와 같은 낙하산의 움직임이 프로그램되어 있어 유무선 센서(미도시)의 신호에 부합하는 실제 낙하산의 움직임이 구동부(120)에서 이루어지도록 구동부(120)의 작동을 제어한다.

예컨대, 제어부(C)의 제어에 의한 구동부(120)의 작동을 통해 실제 낙하산의 떨림, 롤링, 피칭, 충격, 회전과 유사한 인체 감응이 훈련자(10)에게 전달되므로 훈련자(10)는 실제 낙하 훈련과 같은 체험을 할 수 있다.

한편, 풀리부(150)는 회전에 따라 제 1 스트링(142)의 길이를 조절하는 제 1 풀리(152) 및 회전에 따라 제 2 스트링(144)의 길이를 조절하는 제 2 풀리(154)를 포함한다. 여기서. 제 1 풀리(152)는 지지부(130)에 설치된다. 그리고, 본 실시예의 도면에는 제 2 풀리(154)가 지지부(130)에 설치되는 것을 예로 둘어 도시하였으나, 제 2 풀리는 지지부(130) 외에도 지지 프레임(110)의 일측에 설치될 수도 있다.

제 1 풀리(152)와 제 2 풀리(154)는 제어부(C)에 의해 각각 별개로 제어되어 훈련자(10)의 신체의 기울기나 높낮이를 조절하거나, 훈련자(10)의 신체에 가해지는 충격을 조절할 수 있다. 이로써, 훈련자(10)가 실제 낙하 시 발생할 수 있는 다양한 상황을 재현할 수 있다.

예를 들면, 훈련자(10)가 점프하여 강하 자세를 취하면 제 1 풀리(152) 및 제 2 풀리(154)가 작동하여 훈련자(10)를 공중으로 들어올린 후, 훈련자(10)를 지지부(130)에 밀착시킬 수 있다.

이를 위하여, 하네스(20)에는 훈련자(10)의 등에 밀착되는 박스 형태의 삽입박스(30)가 구비되고, 지지부(130)에는 삽입박스(30)가 수용되는 수용홈(134)이 형성되는 결합부재(132)가 마련될 수 있다.

이로써, 훈련자(10)가 공중으로 들어올려져 삽입박스(30)가 수용홈(134)에 수용되어 훈련자(10)가 지지부(130)에 고정되고, 훈련자(10)는 신체를 결합부재(132)에 최대한 밀착시켜 상술한 지지부(130)의 움직임이 훈련자(10)에게 전달될 수 있다.

이 때, 훈련자(10)가 실제 낙하 상황을 보다 사실적으로 체험할 수 있도록 훈련자(10)의 하부 및 측부에서 훈련자(10) 측으로 바람을 생성하는 송풍기(미도시)가 구비될 수 있다. 이와 같이 훈련자(10)가 강하 훈련 시에는 훈련자(10)의 하부에서 상향풍을 생성시킴으로써 훈련자(10)에게 부양감을 주어 고공에서 활강하는 느낌이 들도록 할 수 있다.

또는, 제 1 스트링(142)의 길이가 제 2 스트링(144)의 길이보다 길게 하여 훈련자(10)의 상체가 하체보다 낮게 위치하는 강하자세를 연습할 수도 있다.

하네스(20)에는 낙하산을 펼치는 스위치 스트링(미도시)이 연결되어 외부로 노출될 수 있는데, 훈련자(10)가 강하자세 연습 도중 스위치 스트링(미도시)을 당기면 제 1 풀리(152)는 감기는 동시에 제 2 풀리(154)가 급격히 풀릴 수 있다.

즉, 제 1 스트링(142)의 길이는 약간 짧아지고 훈련자(10)의 다리에 연결된 제 2 스트링(144)의 길이가 급속도로 길어지면서 훈련자(10)의 하체가 급격히 떨어질 수 있다. 이 때, 훈련자(10)의 상체에는 충격이 가해질 수 있다.

이와 같이 제 1 풀리(152) 및 제 2 풀리(154)를 각각 제어하는 방법에 의해, 실제 낙하 도중 낙하산이 펼쳐질 때 훈련자(10)의 신체에 가해지는 충격, 실제 낙하 도중 돌풍이나 충돌에 의해 훈련자(10)의 신체에 가해지는 충격 등 실제 낙하 도중 발생할 수 있는 다양한 충격 상황을 재현할 수 있는 것이다.

또한, 낙하산 전개 훈련 시에는 송풍기(미도시)를 이용하여 훈련자(10)의 하부 및 측부에서 상향풍 및 횡풍을 생성시킴으로써 훈련자(10)로 하여금 낙하산 전개 시의 느낌을 생생하게 체험하도록 할 수 있다.

제어부(C)에는 상술하는 동작 외의 다른 신호가 입력되었을 때 이에 적합한 모션이 프로그래밍되어 있어, 이에 따라 제 1 풀리(152), 제 2 풀리(154) 및 구동부(120)를 작동시킴으로써 훈련자(10)가 다양한 낙하 체험을 할 수 있다.

한편, 본 실시예의 비상 탈출 훈련 장치에는 사실감을 높이기 위하여 시뮬레이션 영상 재생부(160)가 더 구비될 수 있다. 여기서, 시뮬레이션 영상 재생부(160)로는 VR(가상 현실), 모니터가 내장된 고글, 훈련자(10) 전면에 구비되는 대형 스크린 또는 훈련자(10)를 둘러싼 복수의 모니터 등이 적용될 수 있다. 이로써, 훈련자(10)에게 실제 고공에서 훈련하는 것과 같은 현장감을 줄 수 있다.

시뮬레이션 영상 재생부(160)는 제어부(C)와 전기적으로 연결되어 훈련 상황에 따른 영상을 재생할 수 있다. 그리고, 외부 입력 장치로부터 재생되고 있는 영상에 적합한 신호가 입력되면, 입력된 신호에 대응되는 영상을 재생할 수 있다.

예를 들면, 본 실시예의 낙하 훈련 시뮬레이션 장치(100)를 이용하여 낙하 훈련 시, 초기에 시뮬레이션 영상 재생부(160)는 낙하 전 항공기 영상을 재생할 수 있다.

일정 시점에서 훈련자(10)가 점프하여 훈련자가 강하자세를 취하면 시뮬레이션 영상 재생부(160)는 활강하는 영상을 재생할 수 있다. 그리고, 훈련자(10)가 낙하산을 전개하는 동작을 하면 훈련자(10)의 하체가 급격히 떨어짐과 동시에 시뮬레이션 영상 재생부(160)는 낙하산이 전개되는 영상을 재생할 수 있다.

여기서, 시뮬레이션 영상 재생부(160)는 제어부(C)에 의해 구동부(120)와 연동되어 구동부(120)는 시뮬레이션 영상에 대응되는 진동, 충격, 기울기 등을 훈련자(10)에게 전달할 수 있다.

이상으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 낙하 훈련 시뮬레이션 장치(100)에 대하여 설명하였다.

이하, 도 1 내지 도 6를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 낙하 훈련 시뮬레이션 방법에 대하여 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 낙하 훈련 시뮬레이션 방법은 본 발명의 일 실시예에 따른 낙하 훈련 시뮬레이션 장치(100)를 이용하여 낙하 훈련을 하는 방법으로서, 준비 단계, 부양 단계 및 체험 단계를 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 준비 단계에서는 훈련자(10)가 제 1 스트링(142)에 의해 지지부(130)와 연결된 하네스(20)를 착용하고, 다리에 제 2 스트링(144)을 연결한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 부양 단계에서는 훈련자(10)가 점프하면, 제 1 풀리(152) 및 제 2 풀리(154)를 회전시켜 제 1 스트링(142)과 제 2 스트링(144)을 감아 훈련자(10)를 공중으로 들어올린다.

그리고, 체험 단계에서는 제 1 풀리(152), 제 2 풀리(154) 및 구동부(120)를 작동시켜 훈련자(10)의 신체 기울기 또는 높낮이를 변화시키거나, 훈련자(10)의 신체에 가해지는 충격을 조절하여 훈련자(10)가 실제 낙하 시 발생할 수 있는 다양한 상황을 재현한다.

보다 구체적으로, 체험 단계는 활강 과정, 낙하산 전개 과정, 착지 과정 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

활강 과정은 고공에서 활강하는 느낌을 체험하는 과정으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 부양 단계에서 훈련자(10)가 공중으로 들어올려진 상태에서 제 1 풀리(152)와 제 2 풀리(154)를 작동시켜 제 1 스트링(142)과 제 2 스트링(144)을 더 짧게 조정하여 훈련자(10)를 지지부(130)에 밀착시킬 수 있다.

이 때, 훈련자(10)의 하네스(20)에 연결된 삽입박스(30)를 수용홈(134)에 삽입되게 하여 훈련자(10)의 신체를 지지부(130)에 고정한 후, 제어부(C)에 내장되어 있는 활강 프로그램을 실행시키면 제어부(C)는 구동부(120)를 작동시켜 실제 활강 시의 움직임을 재현할 수 있다. 이로써, 훈련자(10)는 지지부(130)의 움직임을 전달받을 수 있다. 이와 동시에 시뮬레이션 영상 재생부(160)는 훈련자가 실제 낙하하는 것과 같은 영상을 재생할 수 있다. 또한, 구동부(120)는 영상과 대응되는 충격 및 진동을 재현할 수 있다.

그리고, 송풍기(미도시)로 훈련자(10)의 하부에서 상향풍을 생성시킴으로써 훈련자(10)는 부양감을 느끼게 되고, 이에 따라 고공에서 활강하는 느낌을 받을 수 있다. 낙하산 전개 과정은 강하 시 일정 고도에 이르면 스위치 스트링(미도시)을 당겨 낙하산을 펼치는 동작 및 낙하산이 펼쳐질 때 신체에 가해지는 충격 등을 체험하는 과정으로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 훈련자(10)는 먼저 강하자세를 취할 수 있다. 이 때, 공중으로 들어올려진 훈련자(10)의 상체가 하체보다 더 낮게 위치하도록 제 1 풀리(152)를 풀어 제 1 스트링(142)의 길이가 제 2 스트링(144)의 길이보다 길게 조절한다.

그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 훈련자(10)가 외부로 노출된 스위치 스트링(미도시)을 당기면 제 1 풀리(152)는 제 1 스트링(142)을 감아 훈련자(10)의 상체를 약간 들어올리고, 이와 동시에 제 2 풀리(154)가 급격히 풀려 제 2 스트링(144)의 길이가 길어지면서 훈련자(10)의 하체가 급격히 추락할 수 있다.

이와 동시에, 시뮬레이션 영상 재생부(160)는 낙하산이 전개되는 영상을 재생할 수 있다. 그리고, 구동부(120)는 영상과 대응되는 충격 및 진동을 재현할 수 있다.

이로써, 훈련자(10)의 신체에 실제 낙하산이 펼쳐질 때와 유사한 충격이 가해질 수 있다. 낙하산 전개 과정에서는 송풍기(미도시)가 훈련자(10)에게 상향풍 밀 횡풍을 발생시켜 실제 낙하산 전개 시의 느낌을 생생하게 체험할 수 있다.

착지 과정은 낙하산 전개 후부터 착지까지 낙하산을 조정하는 동작 및 느낌 등을 체험하는 과정으로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 착지 과정에서는 훈련자(10)가 기립하여 공중에 떠있는 상태에서 조종줄(미도시)을 당겨 낙하산을 제어하는 동작을 취하면, 조종줄(미도시)과 연결된 센서(미도시)가 구동부(120)를 제어하는 제어부(C)로 신호를 보낼 수 있다.

제어부(C)에는 실제 낙하산 조종줄(미도시)을 당길 때와 같은 낙하산의 움직임이 프로그램 되어 있어 유무선 센서(미도시)의 신호에 부합하는 실제 낙하산의 움직임이 구동부(120)에서 이루어지도록 구동부(120)의 작동을 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부(C)의 제어에 의한 구동부(120)의 작동을 통해 실제 낙하산의 떨림, 롤링, 피칭, 충격, 회전과 유사한 인체 감응이 훈련자(10)에게 전달되므로 훈련자(10)는 실제 낙하 훈련과 같은 체험을 할 수 있다. 이와 동시에, 시뮬레이션 영상 재생부(160)는 낙하산을 타고 공중에서 내려오는 영상을 재생할 수 있는데, 훈련자(10)가 조종줄을 조종하는 것과 영상이 대응되도록 할 수 있다.

일정 시간 경과 후, 시뮬레이션 영상 재생부(160)가 착지 영상을 재생하여 낙하산의 움직임 체험이 완료되면 제어부(C)는 제 1 풀리(152) 및 제 2 풀리(154)를 풀어 제 1 스트링(142)과 제 2 스트링(144)의 길이를 늘려 훈련자가 설치면에 착지하도록 할 수 있다.

이상으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 낙하 훈련 시뮬레이션 과정에 대하여 설명하였다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

10: 훈련자 20: 하네스
30: 삽입박스 100: 시뮬레이션 장치
110: 지지 프레임 112: 수직 프레임
114: 수평 프레임 120: 구동부
122: 액추에이터 130: 지지부
132: 결합부재 134: 수용홈
140: 스트링부 142: 제 1 스트링
144: 제 2 스트링 150: 풀리부
152: 제 1 풀리 154: 제 2 풀리
C: 제어부

Claims (7)

1. 설치면과 평행한 초기상태를 가지는 지지부;
   일단은 상기 지지부의 저면에 연결되고, 타단은 훈련자가 착용하는 하네스에 연결되는 복수의 제 1 스트링 및 일단은 상기 지지부의 저면에 연결되고, 타단은 상기 훈련자의 하체에 연결되는 제 2 스트링을 포함하는 스트링부;
   상기 지지부에 설치되어 회전에 따라 상기 제 1 스트링의 길이를 조절하는 제 1 풀리 및 상기 회전에 따라 상기 제 2 스트링의 길이를 조절하는 제 2 풀리를 포함하는 풀리부; 및
   상기 풀리부의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하며,
   상기 제어부는 상기 제 1 풀리와 상기 제 2 풀리를 각각 제어하여 상기 훈련자의 신체의 기울기 또는 상기 훈련자의 신체에 가해지는 충격을 조절함으로써 상기 훈련자가 실제 낙하 시 발생할 수 있는 다양한 상황을 재현하고,
   상기 제 1 풀리는 고정하고, 상기 제 2 풀리를 급격히 풀어 상기 훈련자의 하체가 급격히 떨어지게 함으로써 상기 훈련자에게 실제 낙하산이 펼쳐질 때와 같은 충격을 가하고,
   상기 훈련자의 하체가 급격히 떨어진 후에도 상기 제 1 풀리 및 상기 제 2 풀리를 각각 제어하여 낙하산 전개 후의 다양한 낙하 상황을 재현하는 낙하 훈련 시뮬레이션 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 설치면에 고정되며, 상기 지지부가 설치되는 지지 프레임; 및
   상기 지지 프레임과 상기 지지부 사이에 배치되어 상기 지지부의 기울기를 조절하는 구동부; 를 더 포함하며,
   상기 제어부는 상기 구동부의 작동을 제어하는 낙하 훈련 시뮬레이션 장치.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 구동부는 일단이 상기 지지 프레임에 연결되고 타단이 상기 지지부에 연결되는 복수의 액추에이터를 포함하며, 복수의 상기 액추에이터는 각각 상기 지지부의 서로 다른 위치에 연결되어 상기 액추에이터의 작동으로 상기 지지부의 기울기가 조절되는 낙하 훈련 시뮬레이션 장치.
6. 훈련자가 제 1 스트링에 의해 지지부와 연결된 하네스를 착용하고, 다리에 제 2 스트링을 연결하는 준비 단계;
   제 1 풀리 및 제 2 풀리를 작동시켜 상기 제 1 스트링과 상기 제 2 스트링의 길이를 조절하여 상기 훈련자를 강하자세로 조절하는 부양 단계;
   상기 제 1 풀리 및 상기 제 2 풀리를 작동시켜 상기 훈련자의 신체의 기울기를 변화시키거나, 상기 훈련자의 신체에 가해지는 충격을 조절하여 상기 훈련자가 실제 낙하 시 발생할 수 있는 다양한 상황을 재현하는 체험 단계;를 포함하며,
   상기 체험 단계는, 상기 훈련자가 강하 자세를 취한 상태에서 상기 제 2 풀리를 급격히 풀어 상기 훈련자의 하체가 급격히 떨어지게 함으로써 상기 훈련자에게 실제 낙하산이 펼쳐질 때와 같은 충격을 가하는 낙하산 전개 과정과, 상기 훈련자가 낙하산을 조종하는 동작을 취하면 제어부에 프로그래밍 된 낙하산의 움직임과 상황에 따라 모션베이스와 상기 제 1 풀리 및 제 2 풀리의 작동을 제어하여 낙하산 전개 후부터 착지까지의 인체 감응이 상기 훈련자에게 전달되는 착지 과정을 포함하는 낙하 훈련 시뮬레이션 방법.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 체험 단계는,
   상기 제 1 풀리 및 상기 제 2 풀리가 상기 제 1 스트링과 상기 제 2 스트링을 감아 상기 훈련자가 상기 지지부에 밀착된 상태에서 제어부가 구동부를 작동시켜 상기 훈련자가 고공에서 활강하는 느낌을 체험하는 활강 과정을 더 포함하는 낙하 훈련 시뮬레이션 방법.

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