KR101922672B1 - 피칭 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 볼 피칭 장치는 하부 프레임, 하부 프레임 상에 배치되는 상부 프레임, 을 투입하는 볼 투입관, 볼 투입관으로부터 투입된 볼을 투출하는 피칭 유닛, 피칭 유닛과 연결되고, 피칭 유닛의 상하 피칭각을 제어하는 제1 피칭각 조절 유닛을 포함하며, 제1 피칭각 조절 유닛은 피칭 유닛으로부터 투출된 볼의 궤적이 바디부와 이격된 가상의 피봇축을 통과하도록 상기 피칭 유닛의 위치를 제어한다.

Description

피칭 장치{Pitching Device}

본 발명은 볼 피칭 장치에 관한 것으로서, 피칭 유닛을 가상의 피봇 축을 중심으로 회전시킬 수 있는 볼 피칭 장치에 관한 것이다.

피칭 장치(pitching device)는 야구에서 타격 연습에 사용하기 위하여 타자에게 볼을 던져주는 기계이다. 피칭 장치는 야구 선수뿐만 아니라 야구를 취미로 갖는 일반인들에게도 타격 연습에 도움을 준다.

종래 피칭 장치는 단순히 볼을 원하는 방향 및 속도로 공급할 수 있도록 한 것을 주목적으로 한다. 이 경우, 실제 투수가 던지는 다양한 구질의 볼을 투척할 수 없다.

실제 야구 경기에서 볼의 구질은 직구와 변화구로 나뉜다. 또한, 직구와 변화구는 다시 투심, 라이징 패스트볼, 포심 패스트볼, 커브, 슬라이더, 싱커, 체인지업 등 다양한 종류로 세분화된다.

이와 같이, 볼의 구질을 다양하게 변화시키기 위해서는 볼 피칭의 방향이나 각도가 중요하다. 즉, 피칭 장치의 볼 투척 방향과 각도를 조절하는 것이 중요하다.

본 발명의 실시예는 가상의 피봇 투척점을 갖는 볼 피칭 장치를 통해 스크린 야구 장치에서 화면 상에 구현된 투수의 팔 동작의 궤적과 투구의 투출 궤적이 서로 대응되는 볼 피칭 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 볼 피칭 장치는 하부 프레임, 하부 프레임 상에 배치되는 상부 프레임, 볼을 투입하는 볼 투입관, 볼 투입관으로부터 투입된 볼을 투출하는 피칭 유닛, 피칭 유닛과 연결되고, 피칭 유닛의 상하 피칭각을 조절하는 제1 피칭각 조절 유닛을 포함하며, 제1 피칭각 조절 유닛은 피칭 유닛을 볼 피칭 장치의 외부에 위치하는 제1 가상 피봇축을 중심으로 이동시킨다.

본 발명의 일 실시예에 따른 볼 피칭 장치의 제1 피칭각 조절 유닛은 제1 수직 조절가이드 및 제2 수직 조절가이드를 포함하고, 제1 수직 조절가이드 및 제2 수직 조절가이드는 상부 프레임의 제1 연결점 및 제2 연결점과 각각 회전 가능하게 연결되고, 피칭 유닛의 제3 연결점 및 제4 연결점과 각각 회전 가능하게 연결된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제1 수직 조절가이드는 제2 수직 조절가이드와 다른 길이를 갖는다.

본 발명의 일 실시예에 따른 볼 피칭 장치의 제1 피칭각 조절 유닛은 피칭 유닛과 상부 프레임에 각각 회전 가능하게 연결된 제3 수직 조절가이드를 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 볼 피칭 장치의 제1 피칭각 조절 유닛은 피칭 유닛 및 상부 프레임과 회전 가능하게 연결된 수직 구동부를 더 포함하고, 수직 구동부는 제1 가상 피봇축을 중심으로 회전하도록 피칭 유닛의 위치를 상하 방향으로 이동시킨다.

본 발병의 일 실시예에 따른 수직 구동부는 전동식 액추에이터, 공압식 액추에이터, 유압식 액추에이터, 리니어모터 중 어느 하나이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 볼 피칭 장치는 피칭 유닛과 연결되고, 피칭 유닛의 좌우 피칭각을 조절하는 제2 피칭각 조절 유닛을 포함하며, 제2 피칭각 조절 유닛은 피칭 유닛을 볼 피칭 장치의 외부에 위치하는 제2 가상 피봇축을 중심으로 이동시킨다.

본 발명의 일 실시예에 따른 볼 피칭 장치의 제2 피칭각 조절 유닛은 제1 수평 조절가이드 및 제2 수평 조절가이드를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제1 수평 조절가이드 및 제2 수평 조절가이드는 하부 프레임의 제5 연결점 및 제6 연결점과 각각 회전 가능하게 연결되고, 상부 프레임의 제7 연결점 및 제8 연결점과 각각 회전 가능하게 연결된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제1 수평 조절가이드 및 제2 수평 조절가이드는 서로 같은 길이를 갖는다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제2 피칭각 조절 유닛은 하부 프레임과 상부 프레임에 각각 연결된 수평 구동부를 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수평 구동부는 하부 프레임과 상부 프레임 중 적어도 어느 하나와 회전 가능하게 연결된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제2 피칭각 조절 유닛은 하부 프레임과 상부 프레임의 사이에 개재된 볼캐스터 및 베어링 중 적어도 하나 이상을 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제2 가상 피봇축은 제1 가상 피봇축과 교차한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 볼 피칭 장치는 하부 프레임, 하부 프레임 상에 배치되는 상부 프레임, 볼을 투입하는 볼 투입관, 볼 투입관으로부터 투입된 볼을 투출하는 피칭 유닛, 피칭 유닛과 연결되고, 피칭 유닛의 수평 피칭각을 조절하는 제2 피칭각 조절 유닛을 포함하며, 제2 피칭각 조절 유닛은 볼 피칭 장치의 외부에 위치하는 가상의 수평 피봇축을 중심으로 피칭 유닛을 이동시킨다.

본 발명의 일 실시예에 따른 볼 피칭 장치의 제2 피칭각 조절 유닛은 하부 프레임과 상부프레임에 각각 연결된 수평 구동부를 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제2 피칭각 조절 유닛은 하부 프레임과 상부 프레임의 사이에 개재된 볼캐스터 및 베어링 중 적어도 하나 이상을 더 포함한다.

본 발명의 볼 피칭 장치는 스크린 야구 장치에 있어서, 볼 피칭 장치의 위치 및 볼 투출 각도가 변경되어 볼이 일정한 지점을 통과하여 투척하고, 볼을 통과시키는 스크린의 개구부를 최소화하여 스크린 야구 장치의 몰입감을 향상시킨다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 볼 피칭 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 볼 피칭 장치의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 피칭각 조절 유닛의 하부 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제1 피칭각 조절 유닛의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 피칭 유닛의 수직 투출각이 조정된 자세를 나타내는 측면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제2 피칭각 조절 유닛의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 제2 피칭각 조절 유닛의 배면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 피칭 유닛의 수평 투출각이 조정된 자세를 나타내는 배면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

공간적으로 상대적인 용어인 “아래(below)”, “아래(beneath)”, “하부(lower)”, “위(above)”, “상부(upper)” 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 “아래(below)”또는 “아래(beneath)”로 기술된 소자는 다른 소자의 “위(above)”에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 “아래”는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 그에 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 명세서에서 제1, 제2, 제3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제1 구성 요소가 제2 또는 제3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제2 또는 제3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 볼 피칭 장치의 사시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 볼 피칭 장치의 측면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 볼 피칭 장치(10)는 바디부(100), 바디부(100) 상에 배치된 볼 투입관(200), 볼 투입관(200)에 의해 볼을 투입 받아 투출하는 피칭 유닛(300) 및 피칭 유닛(300)의 투출 각도를 제어하는 피칭각 조절 유닛(400)을 포함한다.

또한, 피칭각 조절 유닛(400)은 피칭 유닛(300)의 상하 피칭각을 제어하는 제1 피칭각 조절 유닛(410) 및 수평 방향으로 제어하는 제2 피칭각 조절 유닛(420)으로 구성된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 바디부(100)는 하부 프레임(110)과 상부 프레임(130)을 포함한다.

하부 프레임(110)은 수직 프레임(111) 및 수평 프레임(112)을 포함할 수 있다. 여기서 수평 프레임(112)은 수평면과 실질적으로 평행하게 배치되고, 수직 프레임(111)은 수평 프레임(112)에 실질적으로 수직하게 배치된다. 수직 프레임(111)과 수평 프레임(112)은 복수 개로 배치될 수 있다. 복수 개의 수직 프레임(111) 및 수평 프레임(112)은 서로 다른 길이를 가질 수도 있다. 또한, 수직 프레임(111) 및 수평 프레임(112)은 바(bar), 스틱(stick) 또는 판 형상을 가질 수 있다.

수직 프레임(111)과 수평 프레임(112)은 공지된 재료로 형성될 수 있다. 즉, 알루미늄(AI), SUS(Steel Use Stainless, 스테인레스강) 또는 탄소 섬유 복합 재료(탄소 섬유 강화 플라스틱) 등으로 구성될 수 있다. 이 경우, 바디부(100)의 경량 및 강성은 높은 레벨로 동시에 실현될 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고 필요한 모든 재료를 포함한다.

또한, 하부 프레임(110)은 바디부(100)를 바닥과 견고하게 고정할 수 있는 고정 지지대(113)를 더 포함할 수 있다.

상부 프레임(130)은 바닥부(131) 및 지지 프레임(132)을 포함할 수 있다.

바닥부(131)는 면형상을 가질 수 있고, 하부 프레임(110)과 대향하게 배치된다. 상부 프레임(130) 및 하부 프레임(110)의 사이에는 후술할 제2 피칭각 조절 유닛(420)이 배치될 수 있다.

지지 프레임(132)은 바닥부(131) 상에 배치되며 복수의 스틱(stick) 또는 바(bar)를 포함할 수 있다. 일 실시예로 복수의 스틱 또는 바는 수평 또는 수직하게 배치될 수 있다. 또한, 복수의 스틱 또는 바들이 일체로 형성된다.

볼 투입관(200)은 바디부(100) 상에 배치되어, 후술할 피칭 유닛(300)에 볼을 공급하는 통로이다. 볼 투입관(200)은 원통 형상이며, 전단에 피칭 유닛(300)과 연결되는 개구부, 후단에 상단으로부터 볼이 투입되는 개구부를 갖는다. 단, 이에 한정되지 않고, 볼을 투입하는 통로의 형상은 자유로이 형성될 수 있다.

피칭 유닛(300)은 휠 고정부(310), 휠 고정부(310) 상에 배치된 세 개의 피칭 휠(320) 및 세 개의 피칭 휠(320)과 각각 연결되고 피칭 휠(320)을 회전시키는 휠 모터(330)를 포함한다.

휠 고정부(310)는 휠 모터(330)와 피칭 휠(320)을 지지하며, 휠 고정부(310)는 다수의 스틱(stick), 바(bar) 또는 면 형태를 포함한다. 휠 고정부(310)는 제1 휠 고정부(311). 제2 휠 고정부(312) 및 제3 휠 고정부(313)를 포함한다. 본 발명의 일실시예에 따른 제1 휠 고정부(311), 제2 휠 고정부(312) 및 제3 휠 고정부(313)는 각각 120도 각도로 배치된 세 축으로 구성되고, 각 휠 고정부는 세 개의 피칭 휠(321, 322, 323)을 각각 고정하고, 볼은 휠 고정부(310)에 의해 고정된 세 개의 피칭 휠(321, 322, 323)의 중심을 통과한다.

휠 모터(330)는 고정자와 회전자를 포함하는 스텝 모터(step)일 수 있다. 고정자는 복수의 자극쌍(pole pair)을 형성시키기 위해 마주보게 배치된 한 쌍의 코일을 포함한다. 또한, 한 쌍의 코일은 복수 개로 배치된다.

따라서, 복수의 코일 중 어느 한 쌍의 코일에 전류가 흐르면, 회전자는 다른 한 쌍의 코일을 향하여 회전한다. 즉, 코일의 극성이 연속적, 교대적으로 바뀌면, 회전자는 코일 극성의 변화에 대응하여 일정 각도 씩 회전한다.

한 쌍의 피칭 휠(320)은 한 쌍의 휠 모터(330)에 연결된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 피칭 휠(320)은 제1 피칭 휠(321), 제2 피칭 휠(322) 및 제3 피칭 휠(323)을 포함한다. 제1 피칭 휠(321)은 제1 휠 모터(331)의 축에 연결되고, 제2 피칭 휠(322)은 제2 휠 모터(332)의 축에 연결되며, 제3 피칭 휠(323)은 제3 휠 모터(333)의 축에 연결되어 서로 120도 각도를 이루어 배치된다. 따라서, 제1 휠 모터(331)의 구동력으로 제1 피칭 휠(321)이 회전된다. 마찬가지로 제2 휠 모터(322) 및 제3 휠 모터(333)의 구동력으로 제2 피칭 휠(322) 및 제3 피칭 휠(323)이 회전된다.

이 경우, 제1 피칭 휠(321), 제2 피칭 휠(322) 및 제3 피칭 휠(323)은 휠 고정부(310)에 의하여 지지된다. 휠 고정부(310)은 제 1 피칭 휠(321)을 고정하는 제1 휠 고정부(311), 제 2 피칭 휠(322)을 고정하는 제2 휠 고정부(312) 및 제3 피칭 휠(323)을 고정하는 제3 휠 고정부(313)를 포함한다.

휠 고정부(310)는 세 개의 피칭 휠(321, 322, 323)을 소정 간격으로 이격시킨다. 이에 따라, 볼이 세 개의 피칭 휠(321, 322, 323)사이의 공간에 투입된 경우, 세 개의 피칭 휠(321, 322, 323)의 회전력으로 인해 볼이 소정의 구질 및 속도로 투구될 수 있다.

한편, 제1 피칭 휠(321), 제2 피칭 휠(322) 및 제3 피칭 휠(323)은 각각은 볼의 관통 지점을 기준으로 하나의 방향으로 회전한다. 또한, 각각의 피칭 휠의 속도는 동일하거나 상이한 속도로 회전될 수 있다.

따라서, 제1 피칭 휠(321), 제2 피칭 휠(322) 및 제3 피칭 휠(323)의 회전 방향과 회전 속도에 따라 볼의 구질이 다양하게 변화될 수 있다. 또한, 마찰부재(미도시)가 피칭 휠(320)의 외주면에 배치될 수 있다. 일 예로, 우레탄 재질의 마찰부재를 피칭 휠(320)의 외주에 배치하여, 투구되는 볼과의 마찰력을 조절할 수 있도록 한다.

본 발명의 실시예에서는 세 개의 피칭 휠(321, 322, 323)로 구성된 피칭 유닛(300)을 예시 하였으나, 한 쌍의 피칭 휠(320)을 이용하여 피칭 유닛(300)을 구성하는 것도 가능하다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 피칭각 조절 유닛의 하부 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 피칭각 조절 유닛(410)은 제1 수직 조절가이드(411), 제2 수직 조절가이드(412) 및 수직 구동부(413)를 포함한다.

제1 수직 조절가이드(411) 및 제2 수직 조절가이드(412)는 각각 피칭 유닛(300) 및 상부 프레임(130)의 서로 다른 지점과 회전 가능하게 연결된다. 제1 수직 조절가이드(411) 및 제2 수직 조절가이드(412)는 직선바(bar) 형상을 갖는다.

수직 구동부(413)는 피칭 유닛(300)을 상부 프레임(130)의 바닥부(131)를 기준으로 승하강할 수 있다. 수직 구동부(413)의 일단은 피칭 유닛(300)의 휠 고정부(310)에 연결되고, 타단은 상부 프레임(130)에 연결된다.

도 3을 참조하면, 상부 프레임(130)은 수직 구동부(413)의 일단부를 회전 가능하게 지지하는 지지부(414)를 더 포함할 수 있다. 지지부(414)는 바닥부(131)에 하부에 위치하는 고정부(416)과 고정부(416)와 지지부(414)를 회전 가능하게 연결하는 연결부(415)를 더 포함한다. 도시되지는 않았으나, 수직 구동부(413)는 상부 프레임(130)의 바닥부(131)에 직접 연결될 수도 있다. 수직 구동부(413)는 전동식 액추에이터, 공압식 액추에이터, 유압식 액추에이터, 리니어모터 등으로 구성될 수 있다. 가장 바람직하게는 정밀한 위치 제어를 위해서는 전동식 액추에이터 또는 리니어 모터를 사용하는 것이 좋다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제1 피칭각 조절 유닛의 측면도이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 피칭 유닛의 수직 투출각이 조정된 자세를 나타내는 측면도이다.

도 4를 참조하면, 지지 프레임(132)은 제1 수직 조절가이드(411) 및 제2 수직 조절가이드(412)와 제1 연결점(A) 및 제2 연결점(B)에서 각각 연결되고, 피칭 유닛(300)의 휠 고정부(310)는 제3 연결점(C) 및 제4 연결점(D)에서 제1 수직 조절가이드(411) 및 제2 수직 조절가이드(412)와 각각 연결된다.

제1 수직 조절가이드(411)는 제1 연결점(A)을 중심으로 회전할 수 있다. 제1 수직 조절가이드(411)의 회전에 따라 제3 연결점(C)은 원호(R1)의 궤적 상에서 이동될 수 있다. 제3 연결점(C)의 이동 궤적에 따라 피칭 유닛(300)의 휠 고정부(310)도 이동된다.

제2 수직 조절가이드(412)는 제2 연결점(B)을 중심으로 회전할 수 있다. 제4 연결점(D)는 제 2 수직 조절가이드(412)의 회전에 따라 원호(R2)의 궤적 상에서 이동될 수 있다. 제4 연결점(D)의 이동 궤적에 따라 피칭 유닛(300)의 휠 고정부(310)가 이동된다.

피칭 유닛(300)의 제3 연결점(C) 및 제4 연결점(D)은 L1의 거리만큼 고정되어 이격된다.

제1 피칭각 조절 유닛(410)은 수직 구동부(413)의 길이 조절에 의해 피칭 유닛(300)이 승강될 때, 피칭 유닛(300)의 자세를 제어할 수 있다. 즉, 수직 구동부(413)의 길이 변동에 의하여, 제1 수직 조절가이드(411)의 제3 연결점(C)이 원호(R1) 상을 이동하고, 제2 수직 조절가이드(412)의 제4 연결점(D)이 원호(R2) 상을 이동한다.

이에 따라, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 수직 구동부(413)의 길이를 조절하면, 제 1 수직 조절가이드(411)과 제 2 수직 조절가이드(412)의 회전이동에 의하여 피칭 유닛(300)은 제 1 가상 피봇축(VPA)을 중심으로 상하로 이동한다.

제1 수직 조절가이드(411) 및 제2 수직 조절가이드(412)는 서로 다른 길이를 가질 수 있다. 피칭 유닛(300)의 하부와 연결된 제2 수직 조절가이드(412)는 제1 수직 조절가이드(411)보다 길 수 있다.

또한, 피칭 유닛(300)과 지지 프레임(132)의 연결점의 위치에 따라, 제1 수직 조절가이드(411)과 제2 수직 조절가이드(412)는 동일한 길이를 가질 수도 있다.

도 4와 도 5를 참조하면, 볼의 투출 궤적(P1)은 수직 피봇축인 제1 가상 피봇축(VPA)을 통과한다. 다시 말하면, 제1 가상 피봇축(VPA)은 피칭 유닛(300)의 위치와 무관하게 휠 고정부(310)의 중심축과 실질적으로 교차한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 가상 피봇축(VPA)은 볼 피칭 장치의 외부에 위치하며, 지면에 수직하는 가상의 회전축이다.

제1 수직 조절가이드(411) 및 제2 수직 조절가이드(412)는 피칭 유닛(300)의 이동을 견고하게 지지할 수 있도록 충분한 강성을 가지는 재료로 구성될 수 있다. 예를 들어 알루미늄(AI), SUS(Steel Use Stainless, 스테인레스 강) 또는 탄소 섬유 복합 재료(탄소 섬유 강화 플라스틱) 등이 사용될 수 있다.

수직 구동부(413)는 상부 프레임(130)과 피칭 유닛(300)에 각각 고정되어 피칭 유닛(300)을 승하강시킬 수 있다. 수직 구동부(413)가 수축하는 경우, 피칭 유닛(300)의 볼 투출 방향은 제 1 수직 조절가이드(411)과 제 2 수직 조절가이드(412)의 변위에 의하여 상측으로 제어된다. 반면, 수직 구동부(413)가 확장되는 경우, 피칭 유닛(300)의 볼 투출 방향은 제 1 수직 조절가이드(411)과 제 2 수직 조절가이드(412)의 변위에 의하여 하측으로 제어된다.

도시되지는 않았으나, 볼 피칭 장치(10)의 전면에 스크린을 구성하여 스크린 상에 투수의 동작을 구현하는 스크린 야구 장치에 있어서, 제1 가상 피봇축(VPA)은 투구하는 투수의 손에 대응하는 위치로 지정될 수 있다. 피칭 유닛(300)을 제어하여 변화구를 투구하기 위해 피칭 유닛(300)의 위치를 변위하는 경우라도 일정한 제1 가상 피봇축(VPA)을 통해 항상 스크린 상의 투수의 위치를 일정하게 유지할 수 있으며, 스크린에 형성된 개구부의 크기를 최소화할 수 있다.

도 4에서는 투출 궤적(P1축)이 직선의 투출 궤적인 것을 가정하여 예시하고 있으나, 이는 피칭 유닛(300)으로부터 제1 가상 피봇축(VPA)까지의 거리가 짧아 설명의 편의성을 위해 직선으로 도시한 것이다. 실제 볼 피칭 장치(10)로부터 투출된 볼의 궤적은 볼의 회전에 의해 곡선으로 형성될 수 있다.

도 5를 참조하면, 수직 구동부(413)의 길이가 단축되어 피칭 유닛(300)이 하강하면, 제1 수직 조절가이드(411)는 지지 프레임(132)의 제1 연결점(A)을 중심으로 하여 피칭 유닛(300)의 제3 연결점(C)을 원호(R1)상으로 회전시킨다. 반면, 제2 수직 조절가이드(412)는 지지 프레임(132)의 제2 연결점(B)을 중심으로 피칭 유닛(300)의 제4 연결점(D)을 원호(R2)상으로 회전시킨다. 이때, 피칭 유닛(300)의 제3 연결점(C)과 제4 연결점(D)의 이격거리는 L1으로 일정하다.

즉, 수직 구동부(413)에 의해 피칭 유닛(300)이 하강할 때, 제1 수직 조절가이드(411)는 피칭 유닛의 중심부를 하강시키고, 제2 수직 조절가이드(412)는 피칭 유닛의 하부를 지지 프레임(132)으로부터 멀어지게 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제1 수직 조절가이드(411) 및 제2 수직 조절가이드(412)의 회전에 의해, 피칭 유닛(300)의 수직 위치가 하강하는 경우, 피칭 유닛(300)의 볼 투출각은 위쪽 방향으로 기울어지게 된다. 이에 따라, 볼의 궤적(P1')은 상향으로 변경되어, 볼이 제 1 가상 피봇축(VPA)을 통과한다.

이와 같이 제1 피칭각 조절 유닛(410)은 피칭 유닛(300)의 수직 방향의 위치가 변경되는 경우, 피칭 유닛(300)의 자세를 제어하여 볼의 투출각을 제어할 수 있다.

도시되어 있지 않지만, 도 4에 도시된 피칭 유닛(300)의 위치에서 피칭 유닛(300)이 수직 방향으로 상승하는 경우, 제1 수직 조절가이드(411)는 원호(R1)상을 이동하여 피칭 유닛(300)의 중심부는 상승하고, 제2 수직 조절가이드(412)는 원호(R2)상을 이동하여 피칭 유닛(300)의 하단을 지지 프레임(132)에 접근한다.

이에 따라, 제1 수직 조절가이드(411) 및 제2 수직 조절가이드(412)의 회전에 의해, 피칭 유닛(300)의 수직 위치가 상승하는 경우, 피칭 유닛(300)의 볼 투출각은 하측 방향으로 기울어진다. 이에 따라, 볼의 궤적(P1')은 하향으로 변경되어, 볼이 제 1 가상 피봇축(VPA)을 통과한다.

이에 따라, 제1 피칭각 조절 유닛(410)은 피칭 유닛(300)의 수직 방향의 위치에 관계없이, 볼의 궤적(P1)이 항상 제1 가상 피봇축(VPA)을 통과하도록 제어할 수 있다.

도시하지는 않았으나, 제1 피칭각 조절 유닛(410)은 제3 수직 조절가이드를 더 포함할 수 있다. 제3 수직 조절가이드는 제1 수직 조절가이드 및 제2 수직 조절가이드(412)의 사이에 배치될 수 있고, 탄성을 갖거나 또는 길이가 가변될 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제2 피칭각 조절 유닛의 분해 사시도이다.

도 3 및 도 6을 참조하면, 제2 피칭각 조절 유닛(420)은 제1 수평 조절가이드(421), 제2 수평 조절가이드(422) 및 수평 구동부(423)를 포함한다.

제1 수평 조절가이드(421) 및 제2 수평 조절가이드(422)는 각각 상부 프레임(130)의 바닥부(131) 및 하부 프레임(110)의 상판부(114)에 고정되고, 고정된 상태에서 일정 각도로 회전이 가능하도록 연결된다.

제1 수평 조절가이드(421) 및 제2 수평 조절가이드(422)는 피칭 유닛(300)의 볼 투출 측에서 하부 프레임(110)의 상판부(114)와 결합된다. 또한, 볼의 투입 측에서 상부 프레임(130)의 바닥부(131)와 결합된다. 볼 투출 측에서 제1 수평 조절가이드(421) 및 제2 수평 조절가이드(422)의 이격 거리는 볼 투입측에서 이격 거리보다 짧다.

한편, 도시되어 있지 않지만, 볼 투출 측에서 제1 수평 조절가이드(421) 및 제2 수평 조절가이드(422)의 이격 거리는 볼 투입측에서 이격 거리보다 길거나 같을 수 있다.

또한, 제1 수평 조절가이드(421) 및 제2 수평 조절가이드(422)는 휠 고정부(310)의 중심축을 기준으로 실질적으로 대칭되며, 서로 동일한 길이를 가질 수 있다.

제1 수평 조절가이드(421) 및 제2 수평 조절가이드(422)는 피칭 유닛(300)이 좌우의 수평 방향으로 이동할 때, 피칭 유닛(300)을 수평 피봇축인 제2 가상 피봇축(Virtual Pivot Axis, VPA’)을 중심으로 회전시킨다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 가상 피봇축(VPA’)은 볼 피칭 장치의 외부에 위치하며, 지면에 수직하는 가상의 회전축이다.

피칭 유닛(300)으로부터 투척된 볼의 투척 궤적(P2)은 전방에 위치하는 제2 가상 피봇축(VPA’)을 통과한다. 또한, 제2 가상 피봇축(VPA’)은 제1 가상 피봇축(VPA)과 어느 한 지점에서 교차될 수도 있다.

수평 구동부(423)는 하부 프레임(110)의 수평 프레임(112) 및 상부 프레임(130)의 바닥부(131)에 고정되고, 고정된 상태에서 일정 각도의 회전이 가능하게 연결된다. 수평 구동부(423)는 수평 프레임(112)을 기준으로 상부 프레임(130)의 연결 거리를 조절하여, 상부 프레임(130)을 좌우 방향으로 이동시킬 수 있다. 제2 피칭각 조절 유닛(420)은 상부 프레임(130)과 하부 프레임(110)의 사이에 개재된 볼캐스터(424)를 더 포함할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따라 제2 피칭각 조절 유닛의 배면도이다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 피칭 유닛의 수평 투출각이 조정된 자세를 나타내는 배면도이다.

도 7을 참조하면, 하부 프레임(110)의 상판부(114)는 제1 수평 조절가이드(421) 및 제2 수평 조절가이드(422)와 제5 연결점(E) 및 제6 연결점(F)에서 각각 회전 가능하게 연결되고, 상부 프레임(130)의 바닥부(131)는 제7 연결점(G) 및 제8 연결점(H)에서 제1 수평 조절가이드(421) 및 제2 수평 조절가이드(422)와 각각 회전 가능하게 연결된다. 제7 연결점(G)과 제8 연결점(H)은 L2의 이격 거리를 갖는다.

제1 수평 조절가이드(421)는 제5 연결점(E)을 중심으로 원호(R3)의 궤적상으로 회전한다. 반면, 제2 수평 조절가이드(422)는 제6 연결점(F)을 중심으로 원호(R4)의 궤적상으로 회전한다. 즉, 제7 연결점(G)과 제 8 연결점(H)의 이동 궤적에 따라 피칭 유닛(130)의 휠 고정부(310)가 이동된다.

이를 통해, 피칭 유닛(300)이 좌측으로 이동되는 경우, 피칭 유닛의 볼 투출각은 우측 방향을 조정되어, 볼 피칭 장치(10)의 외부에 위치하는 가상의 피봇축(VPA’)을 향하게 된다. 반면, 피칭 유닛(300)이 우측으로 이동되는 경우에는 볼 투출각은 좌측 방향을 조정되어, 가상의 피봇축(VPA’)을 향하게 된다.

도 7을 참조하면, 제1 수평 조절가이드(421) 및 제2 수평 조절가이드(422)가 서로 대칭으로 배치되어, 피칭 유닛(300)에서 투척된 볼의 투척 궤적(P2)은 제1 수평 조절가이드(421) 및 제2 수평 조절가이드(422)의 중심축을 지나 제2 가상 피봇축(VPA’)을 통과한다. 다시 말하면, 제2 가상 피봇축(VPA’)은 피칭 유닛(300)의 위치와 무관하게 휠 고정부(310)의 중심축과 실질적으로 교차한다.

수평 구동부(423)는 하부 프레임(110)과 상부 프레임(130)을 연결한다. 수평 구동부(423)의 일단부는 하부 프레임(110)의 수평 프레임(112)와 연결되고, 타단부는 상부 프레임(130)의 바닥부(131)와 연결된다. 수평 구동부(423)는 바닥부(131)와 연결지지대(425)를 통해 연결될 수 있다. 수평 구동부(423)는 고정된 수평 프레임(112)에 대해서 바닥부(131)와 연결된 일측의 거리를 조절한다. 연결지지대(425)는 수평 구동부(423)의 일측과 바닥부(131)를 회전 가능하게 연결한다. 연결지지대(425)에 의해 바닥부(131)는 하부 프레임(110)을 기준으로 좌우 방향으로 회전할 수 있다.

수평 구동부(423)는 수직 구동부(413)와 같이 전동식 액추에이터, 공압식 액추에이터, 유압식 액추에이터, 리니어모터 등으로 구성될 수 있다.

제2 피칭각 조절 유닛(420)은 상부 프레임(130)과 하부 프레임(110)의 사이에 개재된 볼캐스터(424)를 더 포함할 수 있다. 볼캐스터(424)는 하부 프레임(110)의 이동 마찰을 줄이는 기구로서 베어링을 적용하거나, 또는 홈부에 안착된 베어링을 적용하는 것도 가능하다.

도 8을 참조하면, 피칭 유닛(300)은 수평 구동부(423)의 수축에 의해 회전될 수 있다.

제1 수평 조절가이드(421)는 제7 연결점(G)을 제5 연결점(E)을 중심으로 원호(R3)의 궤적상으로 회전시킨다. 반면 제2 수평 조절가이드(422)는 제8 연결점(H)을 제6 연결점(F)을 중심으로 원호(R4)의 궤적상으로 회전시킨다.

제1 수평 조절가이드(421) 및 제2 수평 조절가이드(422)의 회전에 따라, 바닥부(131)는 상판부(114)의 경계면을 기준으로 좌측으로 회전 이동한다. 이때 바닥부(131)는 제2 가상 피봇축(VPA’)을 가상의 중심축으로 하여 회전하고, 바닥부(131)에 고정된 피칭 유닛(300)도 같이 회전된다.

피칭 유닛(300)의 회전에 의해 볼의 피칭 궤적(P2')는 피칭 유닛(300)의 정위치 피칭 궤적(P2)과 일정 각도로 달라진다. 그러나, 피칭 유닛(300)에서 투척된 볼의 투척 궤적(P2’) 은 언제나 제2 가상 피봇축(VPA’)을 통과한다.

도 7 및 도 8에 도시된 제2 가상 피봇축(VPA’)은 피칭 유닛(300)의 수평 회전에 따른 회전축에 대응되며, 제1 가상 피봇축(VPA)과 어느 한 점에서 교차할 수도 있다. 가장 바람직하게는 피칭 유닛(300)으로부터 투출되는 공이 제1 가상 피봇축(VPA)과 가상 수평 피봇축(VPA)의 교차점을 통과하는 것이다. 그러나, 피칭 유닛(300)의 설계 조건에 따라, 제1 가상 피봇축(VPA)과 제2 가상 피봇축(VPA’)은 서로 이격되어 배치될 수도 있다.

볼 피칭 장치 10
바디부 100
하부 프레임 110
상부 프레임 130
볼 투입관 200
피칭 유닛 300
휠 고정부 310
피칭 휠 320
휠 모터 330
피칭각 조절 유닛 400
제1 피칭각 조절 유닛 410
제1 수직 조절가이드 411
제2 수직 조절가이드 412
수직 구동부 413
제2 피칭각 조절 유닛 420
제1 수평 조절가이드 421
제2 수평 조절가이드 422
수평 구동부 423

Claims (17)

1. 볼 피칭 장치에 있어서,
   하부 프레임;
   상기 하부 프레임 상에 배치되는 상부 프레임;
   볼을 투입하는 볼 투입관;
   상기 볼 투입관으로부터 투입된 볼을 투출하는 피칭 유닛;
   상기 피칭 유닛과 연결되고, 상기 피칭 유닛의 상하 피칭각을 조절하는 제1 피칭각 조절 유닛을 포함하며,
   상기 제1 피칭각 조절 유닛은 제1 수직 조절가이드 및 제2 수직 조절가이드를 포함하고,
   상기 제1 수직 조절가이드 및 제2 수직 조절가이드는 상기 상부 프레임의 제1 연결점 및 제2 연결점과 각각 회전 가능하게 연결되고, 상기 피칭 유닛의 제3 연결점 및 제4 연결점과 각각 회전 가능하게 연결되고,
   상기 제1 피칭각 조절 유닛은 상기 피칭 유닛을 상기 볼 피칭 장치의 외부에 위치하는 제1 가상 피봇축을 중심으로 이동시키는 볼 피칭 장치.
2. 삭제
3. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 수직 조절가이드는 상기 제2 수직 조절가이드와 다른 길이를 갖는 볼 피칭 장치.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 피칭각 조절 유닛은 상기 피칭 유닛과 상기 상부 프레임에 각각 회전 가능하게 연결된 제3 수직 조절가이드를 더 포함하는 볼 피칭 장치.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 피칭각 조절 유닛은 상기 피칭 유닛 및 상기 상부 프레임과 연결된 수직 구동부를 더 포함하고,
   상기 수직 구동부는 상기 제1 가상 피봇축을 중심으로 회전하도록 상기 피칭 유닛의 위치를 상하 방향으로 이동시키는 볼 피칭 장치.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 수직 구동부는 전동식 액추에이터, 공압식 액추에이터, 유압식 액추에이터, 리니어모터 중 어느 하나인 볼 피칭 장치.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 피칭 유닛과 연결되고, 상기 피칭 유닛의 좌우 피칭각을 조절하는 제2 피칭각 조절 유닛을 포함하며,
   상기 제2 피칭각 조절 유닛은 상기 피칭 유닛을 상기 볼 피칭 장치의 외부에 위치하는 제2 가상 피봇축을 중심으로 이동시키는 볼 피칭 장치.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 제2 피칭각 조절 유닛은 제1 수평 조절가이드 및 제2 수평 조절가이드를 포함하는 볼 피칭 장치.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 제1 수평 조절가이드 및 제2 수평 조절가이드는 상기 하부 프레임의 제5 연결점 및 제6 연결점과 각각 회전 가능하게 연결되고, 상기 상부 프레임의 제7 연결점 및 제8 연결점과 각각 회전 가능하게 연결되는 볼 피칭 장치.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 수평 조절가이드 및 상기 제2 수평 조절가이드는 서로 같은 길이를 갖는 볼 피칭 장치.
11. 제8 항에 있어서,
    상기 제2 피칭각 조절 유닛은 상기 하부 프레임과 상기 상부 프레임에 각각 연결된 수평 구동부를 더 포함하는 볼 피칭 장치.
12. 제11 항에 있어서,
    상기 수평 구동부는 상기 하부 프레임과 상기 상부 프레임 중 적어도 어느 하나와 회전 가능하게 연결된 볼 피칭 장치.
13. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 피칭각 조절 유닛은 상기 하부 프레임과 상기 상부 프레임의 사이에 개재된 볼캐스터 및 베어링 중 적어도 하나 이상을 더 포함하는 볼 피칭 장치.
14. 제9 항에 있어서,
    상기 제2 가상 피봇축은 상기 제1 가상 피봇축과 교차하는 볼 피칭 장치.
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제

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