KR101902816B1

KR101902816B1 - 운동 겸용 시뮬레이터 의자

Info

Publication number: KR101902816B1
Application number: KR1020160162842A
Authority: KR
Inventors: 김문식
Original assignee: 주식회사 에이디엠아이
Priority date: 2016-12-01
Filing date: 2016-12-01
Publication date: 2018-11-22
Also published as: KR20180062772A

Abstract

본 발명은 시뮬레이션 프로그램과 연동하는 시뮬레이터 의자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조종간과 디스플레이 화면을 연결하는 조종의자를 상하 승강작동되도록 하는 동시에 전후 슬라이딩 작동은 물론 좌우로 정역회전이 가능하도록 구성하고 상기 조종의자에 페달이 구비된 디스크드럼을 접혀지거나 펼쳐지도록 연결 설치하여 사용자가 조종의자에 앉아 시뮬레이션 프로그램의 가상동작을 체험하도록 하는 동시에 상기 디스크드럼을 접거나 펼쳐서 페달을 밟아 운동을 겸하도록 함으로써 시뮬레이션 프로그램을 실행하면서 운동을 통한 체력도 함께 보강할 수 있도록 하는 운동 겸용 시뮬레이터 의자에 관한 것이다.

Description

운동 겸용 시뮬레이터 의자{A Simulator Chair}

본 발명은 시뮬레이션 프로그램과 연동하는 시뮬레이터 의자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조종간과 디스플레이 화면을 연결하는 조종의자를 상하 승강작동되도록 하는 동시에 전후 슬라이딩 작동은 물론 좌우로 정역회전이 가능하도록 구성하고 상기 조종의자에 페달이 구비된 디스크드럼을 접혀지거나 펼쳐지도록 연결 설치하여 사용자가 조종의자에 앉아 시뮬레이션 프로그램의 가상동작을 체험하도록 하는 동시에 상기 디스크드럼을 접거나 펼쳐서 페달을 밟아 운동을 겸하도록 함으로써 시뮬레이션 프로그램을 통한 가상체험을 경험하면서 운동을 통한 체력도 함께 보강할 수 있도록 하는 운동 겸용 시뮬레이터 의자에 관한 것이다.

일반적으로 모션 시뮬레이터는 컴퓨터에 의해 제어되는 가상 환경에 맞도록 동적 변화를 재현함으로써 사용자에게 가상현실의 움직임을 현실처럼 느낄 수 있도록 하는 장치로서, 비행 시뮬레이션이나 운전 시뮬레이션 등을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 최근에는 3차원을 체감할 수 있도록 게임용이나 극장용 시뮬레이터 등으로 널리 활용되고 있다.

이러한 종래의 시뮬레이터로서 대한민국 특허등록 제10-0932231호의 체감형 운동 시뮬레이터용 운동판이 개시되어 있다. 이러한 시뮬레이터는 지지프레임, 가동프레임, 중앙 피봇 조인트, 수평 액츄에이터, 제1상하 액츄에이터 및 제2 상하 액츄에이터를 구비하여 중앙 피봇조인트를 중심으로 3 자유도(Degree of Freedom) 회전 운동이 가능하도록 구성한 것이다.

상기한 종래의 시뮬레이터는 제1상하 액츄에이터 또는 제2 상하 액츄에이터를 구동하여 로드의 상하 운동에 의해 가동 프레임에 회전 운동을 부여하고, 수평 방향 액츄에이터를 구동하여 로드의 수평 방향 운동에 의해 가동 프레임에 회전 운동을 부여함으로써 3 자유도 회전 운동이 구현되는 구조이다.

KR 10-0932231 (등록번호) 2009.12.08. KR 10-1198255 (등록번호) 2012.10.31. KR 10-0950812 (등록번호) 2010.03.25.

종래의 시뮬레이터는 시뮬레이션 프로그램과 연동하는 운동판 또는 의자가 구비되어 있어나 이들은 시뮬레이션 프로그램에 연계되는 모션에 따라 움직이도록 구성되어 있어 사용자 또는 조종자가 시뮬레이션과 무관한 별도의 액션이나 체력 보강용 운동을 하기가 매우 어려운 한계가 있다.

종래의 시뮬레이션 의자는 시뮬레이션 프로그램과 연동하는 모션에 따라서만 의자가 움직이기 때문에 장시간 시뮬레이션을 실행하는 경우 조종자의 신체는 고정된 자세로 움직이지 않아 혈류의 원활한 흐름에 방해가 될 수 있어 건강이 위협받을 수 있다는 문제도 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로,

조종간과 디스플레이 화면을 연결하는 조종의자를 상하 승강작동되도록 하는 동시에 전후 슬라이딩 작동은 물론 좌우로 정역회전이 가능하도록 구성하고 상기 조종의자에 페달이 구비된 디스크드럼을 접혀지거나 펼쳐지도록 연결 설치하여 사용자가 조종의자에 앉아 시뮬레이션 프로그램의 가상동작을 체험하도록 하는 동시에 상기 디스크드럼을 접거나 펼쳐서 페달을 밟아 운동을 겸하도록 함으로써 시뮬레이션 프로그램을 실행하여 가상체험을 하면서 운동을 통한 체력도 함께 보강할 수 있도록 하는 운동 겸용 시뮬레이터 의자를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 시뮬레이션 의자에 있어서, 조종간과 디스플레이 화면을 연결하고 사용자가 착석하여 이들을 사용하는 조종의자와, 상기 조종의자의 하부측에 설치되어 상기 조종의자를 상하 승강되도록 하거나 좌우로 정역회전이 가능하도록 하는 작동몸체부, 상기 작동몸체부의 하단부에 설치되어 상기 작동몸체부를 전진 또는 후진할 수 있도록 하는 전후진작동몸체부, 상기 작동몸체부에 연결 설치되고 발로 밟아 회전시키는 작동페달이 구비되어 회전운동이 가능하도록 하는 디스크드럼, 및 상기 전후진작동몸체부의 하부측에 설치되되 이동바퀴가 다수 개 구비되어 바닥면을 따라 구름이동이 가능하도록 지지하는 몸체지지부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명에 따른 운동 겸용 시뮬레이터 의자는 조종간과 디스플레이 화면을 연결하는 조종의자에 페달이 구비된 디스크드럼을 접혀지거나 펼쳐지도록 연결 설치하여 사용자가 조종의자에 앉아 시뮬레이션 프로그램의 가상동작을 체험하도록 하는 동시에 디스크드럼을 접거나 펼쳐서 페달을 밟아 운동을 하도록 함으로써 시뮬레이션 프로그램을 실행하면서 운동을 동시에 수행할 수 있어 가상체험과 동시에 체력 보강도 할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 따른 운동 겸용 시뮬레이터 의자에 대한 개략적인 사시상태도이고,
도 2는 본 발명의 따른 운동 겸용 시뮬레이터 의자에 대한 개략적인 단면상태도이고,
도 3은 본 발명의 따른 운동 겸용 시뮬레이터 의자에 대한 개략적인 분리 사시상태도이고,
도 4는 본 발명의 따른 운동 겸용 시뮬레이터 의자에 구비된 디스크드럼이 접혀진 상태도와 펼쳐진 상태도이고,
도 5는 본 발명의 따른 운동 겸용 시뮬레이터 의자가 상하로 승강작동되는 상태도이고,
도 6은 본 발명의 따른 운동 겸용 시뮬레이터 의자가 전후로 슬라이딩 작동되는 상태도이고,
도 7은 본 발명의 따른 운동 겸용 시뮬레이터 의자가 좌우로 정역회전 작동되는 상태도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.

본 발명에 따른 운동 겸용 시뮬레이터 의자(100)는 도 1 내지 도 7에 도시되어 있는 바와 같이,

조종간(111)과 디스플레이 화면(112)을 연결하고 사용자가 착석하여 이들을 사용하는 조종의자(110)와,

상기 조종의자(110)의 하부측에 설치되어 상기 조종의자(110)를 상하 승강되도록 하거나 좌우로 정역회전이 가능하도록 하는 작동몸체부(120),

상기 작동몸체부(120)의 하단부에 설치되어 상기 작동몸체부(120)를 전진 또는 후진할 수 있도록 하는 전후진작동몸체부(130),

상기 작동몸체부(120)에 연결 설치되고 발로 밟아 회전시키는 작동페달(141)이 구비되어 회전운동이 가능하도록 하는 디스크드럼(140), 및

상기 전후진작동몸체부(130)의 하부측에 설치되되 이동바퀴(151)가 다수 개 구비되어 바닥면을 따라 구름이동이 가능하도록 지지하는 몸체지지부(150)를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 사용자가 상기 조종의자(110)에 앉아서 상기 조종간(111)의 조종을 통해 시뮬레이션이 상기 디스플레이화면(112)으로 구현되도록 하고 이와 동시에 상기 디스플레이화면(112)에서 구현되는 모션이 상기 조종의자(110)에 의해 가상으로 실현되어 체험할 수 있도록 하는 것이다.

이때 상기 조종의자(110)에 의해 가상으로 실현되는 모션은 상기 작동몸체부(120)에 의해 상기 조종의자(110)를 상하 방향으로 승강(昇降)작동이 이루어지도록 하고 또한 상기 조종의자(110)를 좌우 방향으로 정회전 또는 역회전이 이루어지도록 한다. 본 발명은 이에 더해서 상기 조종의자(110)가 상기 전후진작동몸체부(130)에 의해 전진 또는 후진할 수 있도록 한다.

이와 같이 본 발명의 상기 조종의자(110)는 상기 디스플레이화면(112)에서 구현되는 모션에 연계하여 상하방향, 좌우 회전 및 전후진 등의 작동이 이루어지도록 함으로써 해당 프로그램에 대한 가상 체험을 경험할 수 있게 된다.

그리고 본 발명은 상기 조종의자(110)에 사용자가 앉아 상기 조종간(111)을 통해 가상체험을 장시간 지속하는 경우 이는 대부분이 어느 고정된 자세로 이루어지기 때문에 신체상의 무리가 따르게 된다. 즉, 무릎을 굽힌 자세로 오래 앉아 있게 되면 혈류의 흐름에 방해가 되는 혈전 등이 발생되어 인체에 치명적인 위험이 발생될 수가 있게 된다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 인체의 위험을 예방할 수 있도록 사용자의 무릎이나 고관절 등의 운동을 가상 체험과 동시에 시행할 수 있도록 제공한다.

즉, 상기 디스크드럼(140)을 접거나 펼치도록 하여(이는 신체 사이즈에 따라 시행됨) 상기 작동페달(141)을 밟아 사이클 운동을 할 수 있다.

이는 사용자가 상기 작동페달(141)을 밟아 회전시키게 되면 상기 디스크드럼(140)의 내부에 구비되는 디스크나 패드(미도시) 등에 부하를 걸어주게 되어 있어 운동이 가능하게 된다.

여기서 상기 디스크드럼(140)은 실내 자전거 등에 구비되는 구조 등의 종래 기술을 응용하여 실시할 수 있는바, 이는 통상의 기술자가 쉽게 접근하는 구조로 상세 설명은 생략한다.

또한 상기 조종간(111)은 조이스틱 등과 같이 프로그램을 실행하는 수단으로 공지 기술에 의해 설치 구비될 수 있느바, 그 상세 설명도 생략한다.

본 발명의 상기 작동몸체부(120)는 상기 조종의자(110)의 하부측에 구비되어 상기 조종간(111)이나 상기 디스크드럼(140)을 연결하는 설치브라케트(121)와, 상기 설치브라케트(121)의 하부측에 구비되어 상기 조종의자(110)가 좌우 방향으로 정회전 또는 역회전이 가능하도록 매개하는 회전드럼체(122), 일단부는 상기 조종의자(110)의 하부면에 연결 고정되고 타단부는 상기 회전드럼체(122)에 연결 고정되어 신축작동으로 상기 조종의자(110)가 상하방향으로 슬라이딩되도록 하는 승강액츄에이터(123), 상기 몸체지지부(150)에 연결 설치되어 상기 회전드럼체(122)을 정회전 또는 역회전 시켜주는 구동부(124)로 구성되어 있다.

또한 상기 조종의자(110)의 하부면에는 그 단부측이 상기 회전드럼체(122)의 상부측에 삽설되어 상기 조종의자(110)의 상하 승강운동을 안내하는 다수개의 가이드로드(113)가 설치 구비되어 있다.

따라서 상기 승강액츄에이터(123)의 작동로드(123a)가 신축되면서 상기 조종의자(110)가 상하 방향으로 승강될 때 상기 가이드로드(113)가 상기 회전드럼체(122)의 상부측 내부를 따라 상하 승강되면서 상기 조종의자(110)의 승강 운동을 안정적으로 지지할 수가 있게 된다.

그리고 상기 회전드럼체(122)는 상부측에 상기 가이드로드(113)가 삽설되어 상하 승강되도록 하는 가이드홈(122a)이 형성되어 있고, 하부측에는 상기 구동부(124)에 치합 연결되어 회전되는 링기어부(122b)와 상기 몸체지지부(150)에 회전가능하도록 삽설되면서 이탈되지 않도록 외측으로 돌출되는 측면돌기부(122c)가 구비되어 있다. 여기서 상기 측면돌기부(122c)에는 회전을 용이하게 하는 롤러베어링(122d)이 더 설치될 수도 있다.

또한 상기 회전드럼체(122)의 하부 외측으로는 상기 회전드럼체(122)의 하부측을 삽설하여 회전을 지지하도록 하는 원통형상의 드럼지지구(125)가 설치 구비되어 있다.

그리고 상기 구동부(124)는 모터부(124a)와 회동축(124b)로 구성되되 상기 회동축(124b)의 단부에는 상기 링기어부(122b)에 치합되는 구동기어부(124c)가 구비되어 있다.

여기서 상기 구동부(124)는 상기 드럼지지구(125)의 내부에 설치 구비하는 것이 바람직하다.

따라서 상기 모터부(124a)의 구동으로 상기 회동축(124b)이 회전되면서 그 단부에 구비되는 상기 구동기어부(124c)가 상기 링기어부(122b)를 회전시키게 됨으로써 상기 회전드럼체(122)가 회전되고 이로 인해 상기 조종의자(110)이 회전된다.

이때 상기 모터부(124a)의 정역방향 구동에 따라 상기 회전드럼체(122)가 정역방향으로 상기 드럼지지구(125)에 지지되면서 안정적으로 회전되고 이로 인해 상기 조종의자(110)도 정역방향으로 회전된다.

그리고 상기 전후진작동몸체부(130)는 상기 회전드럼체(122)의 하단부가 회전가능하도록 삽설 지지되는 원형홈(131a)이 형성되는 슬라이딩플레이트(131)와 슬라이딩플레이트(131)를 전진 또는 후진하도록 연결 설치되는 전후진액츄에이터(132)로 구성되어 있다.

따라서 상기 전후진액츄에이터(132)를 작동시키게 되면 그 선단부에 구비되는 전후진작동로드(132a)가 신축하면서 상기 슬라이딩플레이트(131)를 전진 또는 후진시키게 된다. 이로써 상기 조종의자(110)이 전진 또는 후진할 수 있게 된다.

그리고 상기 몸체지지부(150)은 바닥면에서 구름 이동이 가능하도록 설치되는 상기 이동바퀴(151)와 상기 슬라이딩플레이트(131)를 삽설하여 슬라이딩이 가능하도록 하는 슬라이딩홈(152a)이 형성되는 가로지지대(152), 및 상기 가로지지대(152)의 양단부에 구비되어 상기 이동바퀴(151)가 설치되는 세로지지대(153)로 구성되어 있다.

또한 상기 슬라이딩플레이트(131)에는 상기 가로지지대(152)에 형성되는 상기 슬라이딩홈(152a)으로 삽설되는 슬라이딩돌기(131b)가 더 구비되어 있다.

여기서 상기 이동바퀴(151)는 회전이 정지될 수 있도록 하는 잠금수단(미도시)을 구비하는 것이 바람직하다.

따라서 본 발명은 상기 몸체지지부(150)를 이용하여 바닥면이나 지지면에서이동이 자유롭게 된다.

그리고 상기 디스크드럼(140)은 상기 작동페달(141)이 구비되는 원통형의 몸체부(142)와, 상기 작동몸체부(120)의 상기 설치브라케트(121)에 연결되면서 상기 몸체부(142)의 양측면으로 구비되는 지지브라케트(143)와, 상기 몸체부(142)에 일단부가 연결고정되고 타단부는 상기 지지브라케트(143)에 회동축수단(144)으로 회전가능하도록 연결되는 회동로드부(145) 및 상기 지지브라케트(143)의 선단부에 구비되어 상기 회동로드부(145)의 회전을 억제하는 제어브라케트(146)로 구성되어 있다.

여기서 상기 몸체부(142)의 내부에는 상기 작동페달(141)의 회전에 부하가 걸리도록 디스크나 패드 등이 구비되어 있으며 이러한 구성은 당업자가 용이하게 실시할 수 있는 구성으로 되어 있다.

그리고 상기 지지브라케트(143)에는 상기 회동축수단(144)을 다단으로 조절할 수 있도록 하는 조절구(143a)가 다수 개 형성되어 있다.

이는, 상기 회동축수단(144)을 다단으로 조절하여, 사용자의 신장에 따라 상기 몸체부(142)의 작동구간을 조절하여 줌으로써 신체 사이즈에 대한 유연성을 확보하기 위한 것이다.

이와 같이 본 발명의 상기 디스크드럼(140)은 사용자가 상기 조종의자(110)에 착석하여 상기 몸체부(142)에 구비된 상기 작동페달(141)을 밟은 상태에서 밀어주면 상기 몸체부(142)는 상기 회동로드부(145)와 함께 상기 회동축수단(144)을 중심으로 회전되면서 상기 회동로드부(145)가 상기 제어브라케트(146)에 지지된다.

이 상태에서 상기 작동페달(141)을 밟아 회전 운동을 수행하면 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 상기 운동 겸용 시뮬레이터 의자는 조종간과 디스플레이 화면을 연결하는 조종의자를 상하 승강작동되도록 하는 동시에 전후 슬라이딩 작동은 물론 좌우로 정역회전이 가능하도록 구성하고 상기 조종의자에 페달이 구비된 디스크드럼을 접혀지거나 펼쳐지도록 연결 설치하여 사용자가 조종의자에 앉아 시뮬레이션 프로그램의 가상동작을 체험하도록 하는 동시에 상기 디스크드럼을 접거나 펼쳐서 페달을 밟아 운동을 겸하도록 함으로써 시뮬레이션 프로그램을 실행하여 가상체험을 하면서 운동을 통한 체력도 함께 보강할 수 있게 된다.

100:운동 겸용 시뮬레이터 의자
110:조종의자 111:조종간 112:디스플레이 화면 113:가이드로드
120:작동몸체부
121:설치브라케트 122:회전드럼체 122a:가이드홈
122b:링기어부 122c:측면돌기부 122d:롤러베어링
123:승강액츄에이터 123a:작동로드 124:구동부
124a:모터부 124b:회동축 124c:구동기어부 125:드럼지지구
130:전후진작동몸체부
131:슬라이딩플레이트 131a:원형홈 131b:슬라이딩돌기
132:전후진액츄에이터 132a:전후진작동로드
140:디스크드럼
141:작동페당 142:몸체부 143:지지브라케트 144:회동축수단
145:회동로드부 146:제어브라케트
150:몸체지지부
151:이동바퀴 152:가로지지대 152a:슬라이딩홈 153:세로지지대

Claims

운동 겸용 시뮬레이터 의자에 있어서,,
조종간과 디스플레이 화면을 연결하고 사용자가 착석하여 이들을 사용하는 조종의자와,
상기 조종의자의 하부측에 설치되어 상기 조종의자를 상하 승강되도록 하거나 좌우로 정역회전이 가능하도록 하는 작동몸체부,
상기 작동몸체부의 하단부에 설치되어 상기 작동몸체부를 전진 또는 후진할 수 있도록 하는 전후진작동몸체부,
상기 작동몸체부에 연결 설치되고 발로 밟아 회전시키는 작동페달이 구비되어 회전운동이 가능하도록 하는 디스크드럼, 및
상기 전후진작동몸체부의 하부측에 설치되되 이동바퀴가 다수 개 구비되어 바닥면을 따라 구름이동이 가능하도록 지지하는 몸체지지부를 포함하여 구성되고,
상기 작동몸체부는 상기 조종의자의 하부측에 구비되어 상기 조종간이나 상기 디스크드럼을 연결하는 설치브라케트와, 상기 설치브라케트의 하부측에 구비되어 상기 조종의자가 좌우 방향으로 정회전 또는 역회전이 가능하도록 매개하는 회전드럼체, 일단부는 상기 조종의자의 하부면에 연결 고정되고 타단부는 상기 회전드럼체에 연결 고정되어 신축작동으로 상기 조종의자가 상하방향으로 슬라이딩되도록 하는 승강액츄에이터, 상기 몸체지지부와 연결 설치되어 상기 회전드럼체을 정회전 또는 역회전 시켜주는 구동부로 구성되며,
상기 조종의자의 하부면에는 그 단부측이 상기 회전드럼체의 상부측에 삽설되어 상기 조종의자의 상하 승강운동을 안내하는 다수개의 가이드로드가 설치 구비되고,
상기 회전드럼체는 상부측에 상기 가이드로드가 삽설되어 상하 승강되도록 하는 가이드홈이 형성되어 있고, 하부측에는 상기 구동부에 치합 연결되어 회전되는 링기어부와 상기 몸체지지부에 회전가능하도록 삽설되면서 이탈되지 않도록 외측으로 돌출되는 측면돌기부가 구비되는 운동 겸용 시뮬레이터 의자.
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삭제
제1항에 있어서,
상기 전후진작동몸체부는 상기 회전드럼체의 하단부가 회전가능하도록 삽설 지지되는 원형홈이 형성되는 슬라이딩플레이트와 상기 슬라이딩플레이트를 전진 또는 후진하도록 연결 설치되는 전후진액츄에이터로 구성되는 운동 겸용 시뮬레이터 의자.
제1항에 있어서,
상기 디스크드럼은 상기 작동페달이 구비되는 원통형의 몸체부와, 상기 작동몸체부의 상기 설치브라케트에 연결되면서 상기 몸체부의 양측면으로 구비되는 지지브라케트와, 상기 몸체부에 일단부가 연결고정되고 타단부는 상기 지지브라케트에 회동축수단으로 회전가능하도록 연결되는 회동로드부 및 상기 지지브라케트의 선단부에 구비되어 상기 회동로드부의 회전을 억제하는 제어브라케트로 구성되는 운동 겸용 시뮬레이터 의자.
제5항에 있어서,
상기 지지브라케트에는 상기 회동축수단을 다단으로 조절할 수 있도록 하는 조절구가 다수 개 형성되는 운동 겸용 시뮬레이터 의자.
제4항에 있어서,
상기 몸체지지부은 바닥면에서 구름 이동이 가능하도록 설치되는 이동바퀴와 상기 슬라이딩플레이트를 삽설하여 슬라이딩이 가능하도록 하는 슬라이딩홈이 형성되는 가로지지대, 및 상기 가로지지대의 양단부에 구비되어 상기 이동바퀴가 설치되는 세로지지대로 구성되는 운동 겸용 시뮬레이터 의자.