KR102006293B1

KR102006293B1 - 3축 운동 시뮬레이터

Info

Publication number: KR102006293B1
Application number: KR1020180115162A
Authority: KR
Inventors: 장남주
Original assignee: 한화시스템(주)
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2019-08-01

Abstract

본 발명은 3축 운동 시뮬레이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 잠수함의 Pitch축, Roll축 운동효과에 더불어 Yaw축 운동효과를 사용자가 경험할 수 있는 3축 운동 시뮬레이터에 관한 것이다.

Description

3축 운동 시뮬레이터{3 axes motion simulator}

잠수함 탐지 기술의 발전에 따라 잠수함의 은밀 기동 및 민첩한 기동에 대한 요구가 증가하고 있다. 잠수함의 은밀 기동 및 민첩한 기동을 위해서는 잠수함 승조원의 조종 능력이 중요한 사항이다.

따라서 근래에는 잠수함 승조원의 조종 능력의 향상을 위한 훈련용 시뮬레이터에 대한 개발이 활발하게 진행되었다. 하지만 종래에 개발된 1축 시뮬레이터와 2축 시뮬레이터로는 잠수함의 Pitch축과 Roll축 운동효과를 사용자가 경험할 수 있지만 잠수함의 Yaw축 운동효과는 사용자가 경험할 수 없는 문제점이 있었다.

등록실용 20-0409276, 등록일자 2006년 02월 14일, '시뮬레이터' 공개특허 10-2017-0001914, 공개일자 2017년 01월 05일, 'HILS 기반 잠수함 제어기 시험 시스템'

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 잠수함의 Pitch축, Roll축 운동효과에 더불어 Yaw축 운동효과를 사용자가 경험할 수 있는 3축 운동 시뮬레이터를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3축 운동 시뮬레이터는 3축 운동 시뮬레이터에 있어서, 사용자가 탑승하여 알고리즘 처리기를 이용하여 시뮬레이터를 제어할 수 있는 시뮬레이터 본체; 상기 시뮬레이터 본체의 외주면을 감싸는 내부프레임; 상기 내부프레임의 외주면을 감싸고 상기 내부프레임의 일측 및 타측과 연결되는 외부프레임; 및 상기 외부프레임의 일측 및 타측과 연결되어 시뮬레이터를 지지하는 지지프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 외부프레임은, 상기 내부프레임과 연결되는 일측 및 타측에 직결구동모터를 각각 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 지지프레임은 상기 외부프레임과 연결되는 일측 및 타측에 직결구동모터를 각각 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 직결구동모터는, 다단식 감속기와 소형모터로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 시뮬레이터 본체는, 사용자가 알고리즘 처리기를 이용하여 상기 외부프레임의 일측 및 타측에 구비되는 직결구동모터를 구동하여 상기 내부프레임을 좌우로 움직이도록 제어할 경우 시뮬레이터 본체에 탑승한 사용자가 잠수함의 Roll축 운동효과를 느끼도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 시뮬레이터 본체는, 사용자가 알고리즘 처리기를 이용하여 상기 지지프레임의 일측 및 타측에 구비되는 직결구동모터를 구동하여 상기 외부프레임을 상하로 움직이도록 제어할 경우 시뮬레이터 본체에 탑승한 사용자가 잠수함의 Pitch축 운동효과를 느끼도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 시뮬레이터 본체는, 사용자가 tilt coordination을 적용한 Washout 알고리즘을 알고리즘 처리기에 입력하여 상기 외부프레임의 일측 및 타측에 구비되는 직결구동모터와 지지프레임의 일측 및 타측에 구비되는 직결구동모터를 제어할 경우 시뮬레이터 본체에 탑승한 사용자가 잠수함의 Yaw축 운동효과를 느끼도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제시하는 3축 운동 시뮬레이터는 잠수함의 Pitch축, Roll축 운동효과에 더불어 Yaw축 운동효과를 사용자가 경험할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3축 운동 시뮬레이터의 구성도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 직결구동모터의 구성도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 3축 운동 시뮬레이터의 Roll축 운동효과를 위한 실시예시도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 3축 운동 시뮬레이터의 Pitch축 운동효과를 위한 실시예시도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 3축 운동 시뮬레이터의 Yaw축 운동효과를 위한 Washout 알고리즘도

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구성될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우만이 아니라, 다른 부분을 통해 “간접적으로 연결”되는 경우도 포함하여 어떤 부분이 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3축 운동 시뮬레이터의 구성도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 직결구동모터의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 3축 운동 시뮬레이터(100)는 사용자가 탑승하여 알고리즘 처리기를 이용하여 시뮬레이터를 제어할 수 있는 시뮬레이터 본체(110)와 상기 시뮬레이터 본체(110)의 외주면을 감싸는 내부프레임(120)과 상기 내부프레임(120)의 외주면을 감싸고 상기 내부프레임(120)의 일측 및 타측과 연결되는 외부프레임(130) 및 상기 외부프레임(130)의 일측 및 타측과 연결되어 시뮬레이터를 지지하는 지지프레임(140)을 포함하여서 구성된다. 또한 상기 외부프레임(130)은 상기 내부프레임(120)과 연결되는 일측 및 타측에 직결구동모터(150)를 각각 구비하며, 상기 지지프레임(140)은 상기 외부프레임(130)과 연결되는 일측 및 타측에 직결구동모터(150)를 각각 구비한다. 상기 직결구동모터(150)는 도 2에 도시된 바와 같이 다단식 감속기(151)와 소형모터(152)로 이루어진다.

이하에서는 도 3 내지 5를 통해서 본 발명에 따른 3축 운동 시뮬레이터를 통해서 사용자가 잠수함의 Pitch축, Roll축 운동효과에 더불어 Yaw축 운동효과를 어떤 방식을 통해서 경험할 수 있는지에 대해서 상세하게 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 3축 운동 시뮬레이터의 Roll축 운동효과를 위한 실시예시도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 사용자가 상기 시뮬레이터 본체(110)에 탑승한 후 상기 시뮬레이터 본체(110)의 알고리즘 처리기를 이용하여 상기 외부프레임(130)의 일측 및 타측에 구비되는 직결구동모터(150)를 구동하여 상기 내부프레임(120)을 좌우로 움직이도록 제어할 경우 시뮬레이터 본체(110)에 탑승한 사용자는 잠수함의 Roll축 운동효과를 느낄 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 3축 운동 시뮬레이터의 Pitch축 운동효과를 위한 실시예시도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 사용자가 상기 시뮬레이터 본체(110)에 탑승한 후 상기 시뮬레이터 본체(110)의 알고리즘 처리기를 이용하여 상기 지지프레임(140)의 일측 및 타측에 구비되는 직결구동모터(150)를 구동하여 상기 외부프레임(130)을 상하로 움직이도록 제어할 경우 시뮬레이터 본체(110)에 탑승한 사용자는 잠수함의 Pitch축 운동효과를 느낄 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 3축 운동 시뮬레이터의 Yaw축 운동효과를 위한 Washout 알고리즘도이다. 사용자가 상기 시뮬레이터 본체(110)에 탑승한 후 사용자가 상기 시뮬레이터 본체(110)의 알고리즘 처리기에 도 5에 도시된 바와 같이, tilt coordination을 적용한 Washout 알고리즘을 입력하여 상기 외부프레임(130)의 일측 및 타측에 구비되는 직결구동모터(150)와 지지프레임(140)의 일측 및 타측에 구비되는 직결구동모터(150)를 제어할 경우 시뮬레이터 본체(110)에 탑승한 사용자는 잠수함의 Yaw축 운동효과를 느낄 수 있다.

따라서, 상기한 바와 같이 본 발명에 따른 3축 운동 시뮬레이터를 통해서 사용자가 잠수함의 Pitch축, Roll축 운동효과에 더불어 Yaw축 운동효과를 경험할 수 있어 종래에 개발된 1축 시뮬레이터와 2축 시뮬레이터가 갖던 문제점을 해결할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시 예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100 : 시뮬레이터
110 : 시뮬레이터 본체
120 : 내부 프레임
130 : 외부 프레임
140 : 지지 프레임
150 : 직결구동모터
151 : 다단식 감속기
152 : 소형모터

Claims

3축 운동 시뮬레이터(100)에 있어서,
사용자가 탑승하여 알고리즘 처리기를 이용하여 시뮬레이터를 제어할 수 있는 시뮬레이터 본체(110);
상기 시뮬레이터 본체(110)의 외주면을 감싸는 내부프레임(120);
상기 내부프레임(120)의 외주면을 감싸고 상기 내부프레임(120)의 일측 및 타측과 연결되는 외부프레임(130); 및
상기 외부프레임(130)의 일측 및 타측과 연결되어 시뮬레이터를 지지하는 지지프레임(140);
을 포함하되,
상기 외부프레임(130)은,
상기 내부프레임(120)과 연결되는 일측 및 타측에 직결구동모터(150)를 각각 구비하는 것을 특징으로 하되,
상기 지지프레임(140)은 상기 외부프레임(130)과 연결되는 일측 및 타측에 직결구동모터(150)를 각각 구비하는 것을 특징으로 하되,
상기 직결구동모터(150)는,
다단식 감속기(151)와 소형모터(152)로 이루어지는 것을 특징으로 하되,
상기 시뮬레이터 본체(110)는,
사용자가 tilt coordination을 적용한 Washout 알고리즘을 알고리즘 처리기에 입력하여 상기 외부프레임(130)의 일측 및 타측에 구비되는 직결구동모터(150)와 지지프레임(140)의 일측 및 타측에 구비되는 직결구동모터(150)를 제어할 경우 시뮬레이터 본체(110)에 탑승한 사용자가 잠수함의 Yaw축 운동효과를 느끼도록 하는 것을 특징으로 하는 3축 운동 시뮬레이터.
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제1항에 있어서,
상기 시뮬레이터 본체(110)는,
사용자가 알고리즘 처리기를 이용하여 상기 외부프레임(130)의 일측 및 타측에 구비되는 직결구동모터(150)를 구동하여 상기 내부프레임(120)을 좌우로 움직이도록 제어할 경우 시뮬레이터 본체(110)에 탑승한 사용자가 잠수함의 Roll축 운동효과를 느끼도록 하는 것을 특징으로 하는 3축 운동 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
상기 시뮬레이터 본체(110)는,
사용자가 알고리즘 처리기를 이용하여 상기 지지프레임(140)의 일측 및 타측에 구비되는 직결구동모터(150)를 구동하여 상기 외부프레임(130)을 상하로 움직이도록 제어할 경우 시뮬레이터 본체(110)에 탑승한 사용자가 잠수함의 Pitch축 운동효과를 느끼도록 하는 것을 특징으로 하는 3축 운동 시뮬레이터.
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