KR102024693B1 - 가상 시뮬레이션 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가상 시뮬레이션 장치에 관한 것으로서, 프레임; 일측이 개방되고 타측은 커버가 설치되어 있는 통 형상으로 이루어져서 상기 프레임의 상측으로 배치되고, 내부에 의자가 설치되어 있는 통 형상의 회전모듈; 상기 프레임에 설치되는 다수의 롤러에 의해 지지되면서 벨트구동용 모터에 의해 구동되어 상기 회전모듈을 회전시키는 구동벨트; 상기 회전모듈의 커버에서 회전모듈의 회전중심에 설치되는 지지축; 및 상기 프레임의 일단으로부터 설치되어 상기 지지축의 외측 단부를 지지하는 지지대; 를 포함하여 이루어지며, 다수의 액츄에이터들에 의한 요동 동작과, 회전모듈의 회전 동작에 의한 다양한 동작의 시뮬레이션이 가능한 것이다.

Description

가상 시뮬레이션 장치{Virtual simulation device}

본 발명은 가상 시뮬레이션 장치에 관한 것으로서, 특히 간단한 구성으로 이루어지면서 유저(user)용 의자가 전,후,좌,우의 움직임은 물론, 자체적인 회전이 이루어지도록 되어 보다 다양한 상황적인 움직임을 체험할 수 있도록 된 가상 시뮬레이션 장치에 관한 것이다.

주지하다시피 프로그램을 이용한 전자오락 게임은 오래전부터 어린이와 청소년을 주축으로 널리 이용되어 왔으며, 근래에는 발달된 PC와 더불어 초고속 인터넷의 보급이 확대되면서 온라인 게임의 급격한 활성화를 가져와 남녀노소를 가리지 않고 누구나 간편하게 즐길 수 있는 하나의 문화로 자리매김한 상태라 해도 과언이 아니다.

이를 바탕으로 게임 산업은 비약적인 발전을 거듭하고 있는 추세에 있고, 게임의 종류도 단순 두뇌 게임을 비롯하여 각종 전투 게임이나 스포츠 게임 및 모터사이클이나 자동차 경주 게임 등에 이르기까지 매우 다양한 영역을 아우르고 있어 유저는 자신의 취향에 따라 적합한 게임을 선택하여 즐길 수 있다.

그런데, 이와 같은 게임은 통상 유저가 PC 또는 게임기 앞에 구비된 의자에 앉은 상태에서 화면을 주시하면서 양손으로 조이스틱이나 키보드와 마우스 등의 조작수단을 조작하는 것이 일반적인 바, 게임 속 상황을 단순히 시각적으로만 느끼면서 즐길 수밖에 없는 단점이 내포되어 있다.

한편, 오프라인상의 대형 오락장에 설치된 자동차 경주 게임 등의 경우에는 실제로 차량을 운전하는 것과 흡사하도록 차량의 조작장치를 갖추고 있기도 한데, 이 역시 현실감을 느끼기에는 역부족이다.

즉, 차량의 출발과 가속, 방향전환 및 정지 등 모든 플레이를 실제 차량과 유사하게 조작할 수 있기는 하지만, 유저가 의자에 앉아 정지된 상태에서 손과 발을 이용하는 것일 뿐, 출발과 정지시 유저의 몸이 뒤로 가볍게 젖혀지거나 앞으로 쏠리는 관성현상이라든가 방향전환시 유저의 몸이 게임 속 플레이어와 같이 실제로 방향이 전환되어 자신이 게임 속 플레이어가 되어 즐기는 것과 같은 체험은 전혀 느낄 수 없는 것이다.

이러한 게임을 보다 사실적인 상황으로 연출하여 실제의 상황을 느낄 수 있도록 개발된 것이 시뮬레이션 장치인 바, 시뮬레이션 장치는 실제로 일어날 수 있는 상황을 가상적으로 컴퓨터프로그램에 의해 장치화하여 유저에게 간접적인 체험을 제공하는 것으로서, 자동차, 비행기, 오토바이 등의 운전 연습이나 게임 등에 적용될 수 있다.

즉, 가상의 입체적인 상황을 프로그램화하고, 시뮬레이션 장치에 의해 입체적인 동작을 부여함으로써 실제의 상황과 같은 움직임을 느끼도록 하고, 이를 다양한 상황에 적용하여 가상적인 상황을 실제 상황처럼 체감하도록 한 것이며, 각종 게임에 적용되거나 시뮬레이션을 통한 각종 체험이나 교육 및 입체 영화관람 등의 다양한 분야에 적용될 수 있다.

나아가 상기와 같은 시뮬레이션 장치는 입체적인 감각을 느낄 수 있는 장치의 특성에 따라 가상현실장치와 접목되어 더 큰 시너지 효과를 얻게 된다.

일반적으로 가상현실(virtual reality) 장치는 모니터와 스피커를 장착한 에치엠디(HMD:Head mountdisplay)에 의해 화상 및 음성을 발생시키고 의자를 동작시킴으로써, 사용자에게 가상현실을 제공하는 것이다.

즉, 컴퓨터에 의해 제어되는 에치엠디 및 의자와 같은 체감장치에 의해 가상 환경에 따른 동적 변화를 재현함으로써 이용자가 가상의 현실을 마치 현실 처럼 느낄 수 있도록 하는 것으로 게임장이나 입체영화 상영극장 등에 널리 보급되고 있다.

이러한 가상현실 장치에서 컴퓨터에 의해 재현되는 가상적인 환경과 이용자의 체감교환을 보다 실감 있게 하기 위해서는 이용자의 의자를 다채롭게 구동시켜 동적 변화를 생동적으로 재현하도록 하는 것이 필요하다.

즉, 의자를 입체적인 방향으로 요동 및 회전시키는 것으로서, 사용자에게 현실감을 제공하는 것이며, 이를 위하여 상기한 시뮬레이션 장치가 적용되는 것이다.

이와 같이 시뮬레이션 장치는 일반적인 모니터에 의한 게임이나 교육장치 등은 물론, 가상현실에서도 실제의 상황을 체감할 수 있도록 하는 장치로 활용되고 있는데, 종래에는 시뮬레이션을 위해 유저가 사용하는 의자의 구동을 위한 장치가 너무 복잡하여 비싼 원가의 부담이 있었고, 장치의 부피가 커져서 비효율적인 문제가 많았으며, 그럼에도 실제의 상황에 못미치는 동작으로 인해 현실감을 재현하는데 한계가 있었다.

특허문헌 1은 자동차 운전에 관련된 시뮬레이션 시스템을 보여주고 있는데 이를 살펴보면, 차량 주행용 조작장치; 운전자 주 시야 선상에 배치되어 다수의 기 설정된 시뮬레이션 모드 중 선택된 시뮬레이션 모드 및 해당 시뮬레이션 모드에 대한 수행 결과를 표시하는 헤드업 디스플레이; 및 작동 가능 여부를 판단하고, 상기 조작장치와 연계하여 상기 헤드업 디스플레이에서 표시되는 해당 시뮬레이션 모드를 제어하는 시뮬레이터 제어기;를 포함하여 구성함으로써, 운전자가 실제로 주행하고 있는 것과 같은 상황에서 가상으로 운전할 수 있고, 실제 주행에 앞서서 운전자의 운전 가능성이나 컨디션을 체크하거나 사고를 미리 방지할 수 있도록 하고 있다.

그러나 특허문헌 1은 헤드업 디스플레이를 통한 시각적인 상황으로만 시뮬레이션을 보여줌으로써 몸을 통한 실제 상황의 체감을 얻지 못하는 것으로서 이는 현실감이 현저히 떨어지는 문제가 있는 것이다.

특허문헌 2는 가상현실 체감용 의자를 나타내고 있는데 이를 살펴보면, 사용자가 앉을 수 있는 좌판(101)과 상체를 지지할 수 있는 등받이(102)를 갖는 의자(100); 상기 좌판(101)의 양 측면 및 후면 중앙에 연결핀(120)을 매개로 회전 가능하게 설치된 복수개의 지지대(130); 상기 지지대(130)의 단부에 각각 나사 결합된 스크류축(151); 상기 스크류축(151)을 회전시키도록 스크류축(151)의 단부에 각각 연결되고 모터 브래킷(160)의 내부에 설치된 구동모터(150); 상기 모터 브래킷(160)이 설치되고 중앙에는 통공(191)이 형성된 베이스(190); 상기 베이스(190)를 회전시키기 위하여 베이스(190)의 저면에 설치된 회전축(196); 및 상기 좌판(101)의 일 측면에 설치된 지지대(130)의 중간과, 타 측면에 설치된 지지대의 모터 브래킷(160)의 하측으로 연장 설치된 연장바(170)와의 사이에 제1회동힌지(180)와 제2회동힌지(181)를 기점으로 회전 가능하게 설치된 연결링크(140)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.

이러한 특허문헌 2는 의자에 입체적인 움직임을 주기 위하여 다수의 모터와 유니버셜 조인트 및 나사축 등 복잡한 구성이 요구되고, 그의 조작을 위한 프로그램 또한 복잡하여 생산성의 저하와 비싼 원가의 부담이 있었고, 그럼에도 불구하고 3축에 의해 지지되는 의자의 불안정한 문제점이 지적되었고, 전체적인 동작 또한 현실감이 부족한 실정이었다.

1. 대한민국 공개특허 제10-2013-0053574호(2013.05.24) 2. 대한민국 특허 제10-1429104호(2014.08.05)

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 전ㆍ후ㆍ좌ㆍ우의 방향은 물론 수직 방향의 회전이 함께 이루어질 수 있도록 된 가상 시뮬레이션 장치의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 사방으로의 요동과 자체적인 회전 등 다양한 방향으로의 움직임이 프로그램된 상황의 연출에 맞추어 이루어짐으로써 뛰어난 현실감을 제공할 수 있고, 보다 안전한 사용이 가능한 가상 시뮬레이션 장치의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 다양한 방향으로의 동작이 가능하면서 단순화된 구성으로서 프로그램과 연계된 생산성을 향상시키고 원가를 절감할 수 있도록 된 가상 시뮬레이션 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 다양한 게임이나 교육 등의 가상현실 장치에 적용이 가능하고 추가적인 장치의 접목이 용이하여 확장성이 뛰어난 가상 시뮬레이션 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 가상 시뮬레이션 장치는 상기의 목적을 달성하기 위하여, 다수의 롤러가 설치되는 프레임; 일측이 개방되고 타측은 커버가 설치되어 있는 통 형상으로 이루어져서 상기 프레임의 상측으로 배치되어 롤러에 의해 지지되고, 내부에 의자가 설치되어 있으며, 개방측의 외주연에는 원주방향으로 벨트홈이 형성되어 있는 회전모듈; 상기 프레임에 설치되는 다수의 롤러에 의해 지지되면서 상기 벨트홈에 안착 설치되어 회전모듈을 지지하고, 벨트구동용 모터에 의해 구동되어 상기 회전모듈을 회전시키는 구동벨트; 상기 회전모듈의 커버에서 회전모듈의 회전중심에 설치되는 지지축; 및 상기 프레임의 일단으로부터 설치되어 상기 지지축의 외측 단부를 지지하는 지지대; 를 포함하여 이루어지는 특징이 있다.

이에 따라 상기 회전모듈 내에 탑승하여 회전모듈의 회전에 의한 가상 시뮬레이션을 체험할 수 있는 것이다.

본 발명의 다른 특징은, 베이스; 상기 베이스와 간격을 두고 상측에서 대향 배치되는 프레임; 상기 베이스와 상기 프레임의 하측에 양 단이 연결되어 베이스에 대하여 프레임을 연결 지지하며, 외부신호에 따라 각기 신축되면서 상기 프레임을 임의의 방향으로 요동시키는 다수의 액츄에이터; 일측이 개방되고 타측은 커버가 설치되어 있는 통 형상으로 이루어져서 상기 프레임의 상측으로 배치되고, 내부에 의자가 설치되어 있는 통 형상의 회전모듈; 상기 회전모듈의 개방측 외주연을 감아서 결합되고, 하측 일단은 상기 프레임에 설치되는 다수의 롤러에 의해 지지되면서 벨트구동용 모터에 의해 구동되어 상기 회전모듈을 회전시키는 구동벨트; 상기 회전모듈의 커버에서 회전모듈의 회전중심에 설치되는 지지축; 및 상기 프레임의 일단으로부터 설치되어 상기 지지축의 외측 단부를 지지하는 지지대; 를 포함하여 이루어지는 것이다.

이에 따라 상기 회전모듈의 회전과 함께, 하측의 액츄에이터에 의한 전ㆍ후ㆍ좌ㆍ우의 요동을 프로그램에 따라 동시에 적용함으로써 다양한 형태의 시뮬레이션을 구성할 수 있게 된다.

상기 액츄에이터는 2개가 V자형으로 배치되는 연결포지션을 소정의 각도 간격으로 적어도 3곳에 갖도록 하는 것이 바람직하다.

상기 각 액츄에이터는, 상기 베이스에 하단이 연결되는 실린더와, 상기 실린더의 내부에 회전 가능하게 지지되는 나사축과, 상기 나사축에 연결되고 상단이 상기 프레임에 연결 지지되는 피스톤과, 상기 실린더에 장착되고 외부신호에 따라 상기 나사축을 정,역으로 회전시키는 액츄에이터용 모터를 구비하도록 구성할 수 있다.

상기 각 액츄에이터는 공압실린더가 적용될 수도 있다.

상기 다수의 롤러는 구동벨트와 함께 상기 회전모듈의 하부면을 지지하도록 되어 있으며, 회전모듈의 개방측 외주연에는 상기 구동벨트가 결합되는 벨트홈이 형성되어 안정된 결합 및 구동이 이루어질 수 있도록 되어 있다.

본 발명에서는 상기 회전모듈을 구동시키기 위하여 입력되는 프로그램에 의해 가상의 공간을 시각적으로 나타내는 디스플레이부가 더 구비될 수 있다.

그리고 상기 디스플레이부는 엘시디 또는 엘이디 모니터이거나, 또는 에치엠디(HMD)로 구성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 한 특징에 의하면 상기 의자의 전방에는 입력되는 프로그램과 회로적으로 연계되는 조작부가 설치되어 탑승자가 직접 조작할 수 있도록 구성되며, 상기 조작부는 조향핸들과 가속 및 정지페달을 포함할 수 있고, 또는 전기적인 조작을 위한 버튼이 구성될 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 상기 의자의 주변에는 상기 의자를 향하여 바람을 송출하는 송풍기가 설치됨으로써 프로그램에 따라 바람을 송출할 수 있도록 할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의한 가상 시뮬레이션 장치에 의하면, 입력된 프로그램 또는 조작부의 조작에 의해 유저가 앉아있는 회전모듈을 수직 방향으로 회전시키면서 전ㆍ후ㆍ좌ㆍ우의 다양한 방향으로 움직임을 제공함으로써 보다 뛰어난 입체감을 느낄 수 있는 효과를 제공한다.

본 발명은 자체적인 회전을 포함하는 보다 다양한 방향의 움직임을 구현할 수 있으면서, 안정되고 단순화된 구성을 실현하여 제조원가를 절감할 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있으며, 안정적인 시뮬레이션 동작이 가능한 효과를 제공한다.

또한 본 발명에 따른 회전모듈은 일측이 커버에 의해 막힌 구조로 이루어져서 탑승자가 보다 안전하게 사용할 수 있는 효과를 아울러 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 시뮬레이션 장치의 일례를 나타낸 사시도.
도 2는 상기 도 1의 배면 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 다수의 액츄에이터의 설치상태를 나타낸 사시도.
도 4는 본원 시뮬레이션 장치의 하부 구성을 나타낸 사시도.
도 5는 본원 시뮬레이션 장치에서 구동벨트와 회전모듈의 조립상태 사시도.
도 6은 상기 도 1의 A-A선 단면도.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 액츄에이터에 의한 움직임을 보여주는 작용상태도.
도 9는 본 발명에 따른 회전모듈의 움직임을 보여주는 작용상태도.
도 10은 본 발명의 다른 작용상태를 보여주는 측면도.

본 발명의 구체적인 내용을 첨부된 실시예로서의 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

도면에서 동일 명칭 부분에 대해서는 동일 부호를 적용하였다.

도 1은 본 발명에 따른 시뮬레이션 장치의 일실시예를 나타낸 사시도이고, 도 2는 상기 도 1의 배면 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 다수의 액츄에이터의 설치상태를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본원 시뮬레이션 장치의 하부 구성을 나타낸 사시도로서 이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 시뮬레이션 장치는 베이스(10)와, 상기 베이스(10)와 이격되어 대향 배치되는 프레임(20)과, 상기 베이스(10)와 프레임(20)을 연결하는 다수의 액츄에이터(30)와, 상기 프레임(20)의 상측으로 설치되는 회전모듈(40)과, 상기 회전모듈(40)을 회전시키는 구동벨트(50)를 포함하여 이루어진다.

베이스(10)는 시뮬레이션 장치 전체를 지지하는 것으로서 도시된 바와 같이 삼각 플레이트 형상으로 구성되어 있으나, 이는 프레임(20)과 연결되는 액츄에이터(30)의 3점 지지가 필요한 것에 기인한 형상일 뿐, 다양한 형상으로 선택될 수 있으며, 도시된 바와 같이 측방으로 다수의 레그(11)가 설치되어 전체적인 장치를 더욱 견고하게 지지하도록 구성될 수 있다.

프레임(20)은 상측에 설치되는 회전모듈(40)을 지지하면서 동력이 전달되도록 하기 위한 구성으로서, 원통형의 회전모듈(40)의 하단에 대응하여 윗면 중앙이 오목한 형태로 되고, 하측으로 상기 액츄에이터(30)들에 의해 베이스(10)와 연결 지지되어 있으며, 프레임커버(21)에 의해 커버되는데 이 프레임커버(21)는 회전모듈(40)을 탑승할 때의 발판으로도 이용된다.

액츄에이터(30)는 본 실시예에서 6개가 구비되어 베이스(10)의 세 지점에서 각각 2개씩 V자형으로 배치되고, 각 액츄에이터(30)의 타단은 프레임(20)의 하측의 세 지점에서 역 V자형으로 연결된다. 또한 각 액츄에이터(30)는 베이스(10) 및 프레임(20)에 유니버셜조인트 방식으로 연결되어 자유로운 방향성을 갖는다.

액츄에이터(30)는 입력되는 프로그램이나 전기적 신호에 따라 신축되며, 신속하고 정확하게 반응할 것이 요구된다.

이를 위해 본 실시예에 따른 액츄에이터(30)는 액츄에이터용 모터(33)에 의해 실린더(31) 내부의 스크류축이 회전하면서 피스톤로드(32)의 신축이 이루어지는 방식이 적용되고 있으며, 공압실린더와 같은 수단이 적용될 수도 있다.

상기 각 액츄에이터(30)의 실린더(31) 하단이 베이스(10)에 연결되고, 상기 실린더(31)의 내부에는 회전 가능하게 지지되는 나사축이 설치되고, 이 나사축에 피스톤로드(32)가 연결되어 그 상단이 상기 프레임(20)에 연결 지지된다.

상기 실린더(31)의 일측으로 액츄에이터용 모터(33)가 설치되어 외부신호에 따라 상기 나사축을 정,역으로 회전시킴으로써 상기 피스톤로드(32)를 신축시키게 된다.

회전모듈(40)은 통 형상으로서 일측이 개구되어 입구를 형성하고 타단은 커버(41)로 차단되어 있으며, 내부에는 의자(42)가 설치되고, 유저의 안전한 착석을 유지하기 위해 안전벨트나 상체 고정용 안전바아(43)와 같은 안전수단이 구비되어 있다.

상기 회전모듈(40)은 도 5 및 도 6에 나타난 바와 같이 개방측 단부는 구동벨트(50) 및 롤러들에 의해 지지되고, 타단은 지지대(22)에 의해 지지되어 회전되도록 되어 있다.

이를 위해 상기 프레임(20)에는 상기 회전모듈(40)을 지지하면서 상기 구동벨트(50)를 연결하는 일군의 롤러가 설치되어 있으며, 프레임(20)의 타단부에는 지지대(22)가 상향 설치되어 있다.

상기 일군의 롤러는 벨트구동용 모터(51)에 의해 회전하는 구동풀리(52)와 안내롤러(53)들, 그리고 구동벨트(50)와 회전모듈(40)을 함께 지지하는 지지롤러(54)들을 포함하고 있다.

구동벨트(50)는 회전모듈(40)의 개방측 단부의 외주연을 감아돌아서 상기 안내롤러(53) 및 지지롤러(54)를 거쳐서 구동풀리(52)에 연결되어 벨트구동용 모터(51)에 의해 회전 구동되며, 이에 따라 회전모듈(40)이 회전되는 것이다.

여기서 회전모듈(40)의 개방측 단부 외주연에는 상기 구동벨트(50)가 결합되는 벨트홈(44)이 형성되어 안정적인 구동벨트(50)와의 결합 상태를 유지하도록 되어 있다.

상기 지지대(22)는 프레임(20)의 일단에서 상측으로 설치되어 있고, 상기 회전모듈(40)의 커버(41)에는 회전축(23)이 돌출되도록 조립되어 상기 지지대(22)에서 베어링 지지된다.

따라서 회전모듈(40)은 일측이 회전축(23) 및 지지대(22)에 의해서 지지되고, 타측은 구동벨트(50) 및 롤러군에 의해 지지된 상태에서 구동벨트(50)의 구동에 의해 회전되는 것이다.

본 발명에서는 입력된 프로그램에 따라 회전모듈(40)의 회전 및 액츄에이터(30)의 동작이 미리 세팅될 수 있으며, 또는 시뮬레이션의 대상에 따라 유저의 조작에 의해 추가적인 움직임이 구동되도록 할 수도 있는데, 이를 위해 의자(42)의 전방으로 조작부가 설치될 수 있다. 예를 들면 조작을 위한 페달이 설치될 수 있고, 의자의 근방에 조작을 위한 버튼이 더 설치될 수 있는 것이다.

또한 본 발명의 시뮬레이션 장치에서는 가상의 공간을 시각적으로 보여주는 디스플레이부가 더 설치될 수 있는데, 이 디스플레이부는 회전모듈(40) 내부에서 의자의 전방으로 설치되는 엘시디(LCD) 또는 엘이디(LED) 모니터로 구성될 수 있으며, 또는 가상현실 체험용 에치엠디(HMD)로 구성될 수 있다.

상기 디스플레이부는 입력되는 프로그램에 따라 그 내용을 달리할 수 있으며, 프로그램과 벨트구동용 모터(51)와 액츄에이터용 모터(33) 및 기타 조작수단과 회로적으로 연결되어 작동된다.

본 발명에 따른 시뮬레이션 장치에는 의자(50)의 하측이나 전방으로 송풍기(45)가 설치되어 입력되는 프로그램에 따라 바람을 불어줌으로써 실제 상황에 가까운 느낌을 제공하도록 하게 되고, 송풍기(45)는 다수 개를 설치할 수도 있으며, 그 설치 방향을 달리 함으로써 바람의 방향을 임의적으로 조절할 수 있도록 할 수 있다.

한편, 입력되는 프로그램에 의해 전기적 신호를 송출하게 되는 제어부는 가상현실이나 게임 등의 내용에서 연출되는 각종 상황으로 흔들린다거나 한 쪽으로 쏠리는 현상 등이 연출될 때, 그 정도에 따라 유저(U)도 동시에 같은 상황에 놓일 수 있도록 각 액츄에이터용 모터(33)들과 벨트구동용 모터(51)에 소정의 연산값 신호를 송출하게 된다.

이를 위해 제어부는 가상현실이나 게임 등의 프로그램에 연결되어 필요한 연동신호를 전송받고, 입력된 신호에 따라 설정된 데이터를 연산하여 각 포지션의 액츄에이터(30)들을 제어하고, 또한 회전모듈(40)의 회전을 제어하게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 작용을 이하에서 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명에 따른 시뮬레이션 장치의 전ㆍ후 동작 상태를 나타낸 측면도이고, 도 8은 좌ㆍ우 동작 상태를 나타낸 측면도로서 각 액츄에이터(30)의 신축에 의해 측 방향으로의 움직임이 구동된다. 도면에서는 전ㆍ후ㆍ좌ㆍ우의 방향으로 표시되어 있으나 360°전 방향으로의 기울어짐이 자유롭게 이루어질 수 있다.

이러한 기울기는 가상 공간에서의 급출발이나 정지 및 커브 등에서와 같은 상황에서 실제와 같은 관성의 움직임을 제공할 수 있다.

도 9는 본 발명에 따른 회전모듈(40)이 회전되는 상태를 일례로서 나타낸 것으로서 이와 같이, 유저(U)는 회전모듈(40)의 개방측 입구를 통해 탑승하여 의자(42)에 착석하게 되고, 안전바아(43) 등에 의해 몸을 의자(42)에 밀착 고정시킨 상태에서 상기한 액츄에이터(30)의 동작들과 더불어 회전모듈(40)의 자체적인 회전 동작을 함께 체험할 수 있게 되며, 이 또한 입력되는 프로그램에 의해 벨트구동용 모터(51)의 구동으로 이루어진다.

즉, 회전모듈(40)은 일측이 지지대(22) 및 회전축(23)에 지지되고, 타측에는 지지롤러(54)에 의해 지지됨과 동시에 구동벨트(50)가 외주연에 감아져 있어서 벨트구동용 모터(51)의 구동에 의해 구동벨트(50)가 회전모듈(40)을 회전시키게 된다.

본 발명에서는 시뮬레이션의 내용을 가상적으로 디스플레이함으로써 가상의 공간에서 보여지는 시각적인 현상들과 본 발명에 따른 장치의 전ㆍ후ㆍ좌ㆍ우의 요동과 회전모듈의 회전 동작이 연계되어 실제의 상황으로 느껴지도록 하고 있는 바, 이러한 디스플레이는 의자(42)의 전방으로 설치되는 엘시디 또는 엘이디 모니터로 구현될 수 있고, 또는 가상현실 체험용 에치엠디에 의해 구현될 수 있다.

따라서 입력되는 프로그램의 내용에 따른 캐릭터의 상황에 연동하여 장치의 전ㆍ후ㆍ좌ㆍ우의 요동과 자체적인 회전 움직임이 복합적으로 이루어져서 입체적인 움직임을 느끼게 되고, 도 10에서와 같이 의자(42)의 주변으로 설치되는 송풍기(45)로부터 공급되는 바람에 의해 실제의 속도감이나 각종 상황을 느낄 수 있는 등 입체적인 현실감을 체감할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 액츄에이터(30)와 회전모듈(40)의 구동은 스위치나 페달과 같은 별도의 조작수단에 의한 직접적인 조작으로 동작시킬 수 있고, 다르게는 입력되는 프로그램의 내용에 따라 자동적인 동작으로 구현될 수도 있을 것이다.

이와 같은 본 발명은 다양한 교육이나 실습 등의 시뮬레이션 체험과 다양한 게임기에 적용될 수 있으며, 비교적 간단한 구성으로서 폭 넓은 적용이 가능하다.

나아가 본 발명에서의 베이스나 프레임을 수평 회전시키는 추가적인 수단의 장착도 가능하여 입체적인 시뮬레이션의 충분한 확장성도 갖추고 있다.

즉 프레임의 하측으로 모터를 설치하여 회전모듈을 포함하는 프레임 전체가 수평 회전되도록 하여 추가적인 입체운동을 포함할 수 있는 것이다.

이상에서 설명하고 도시한 바와 같은 본 발명은 상기의 실시예에 한정하는 취지는 아니며 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 실시될 수 있을 것이다. 예를 들면 본 발명에 따른 회전모듈을 회전시키는 구동벨트는 체인벨트나 기어 등의 일반적으로 알려진 회전수단이 적용될 수도 있을 것이다.

또한 상기의 설명에서 기본적이고 임의적으로 사용될 수 있는 기계요소들, 예를 들면 의자에 설치될 수 있는 안전벨트, 모터에 사용되는 감속기, 힌지에 사용되는 베어링, 액츄에이터의 세부 요소 등과 같은 범용 구성들은 구체적인 설명을 생략하였다.

10 : 베이스 11 : 레그
20 : 프레임 21 : 프레임커버
22 : 지지대 23 : 회전축
30 : 액츄에이터 31 : 실린더
32 : 피스톤로드 33 : 액츄에이터용 모터
40 : 회전모듈 41 : 커버
42 : 의자 43 : 안전바아
44 : 벨트홈 45 : 송풍기
50 : 구동벨트 51 : 벨트구동용 모터
52 : 구동풀리 53 : 안내롤러
54 : 지지롤러

Claims (14)

1. 다수의 롤러가 설치되는 프레임;
   일측이 개방되고 타측은 커버가 설치되어 있는 통 형상으로 이루어져서 상기 프레임의 상측으로 배치되어 롤러에 의해 지지되고, 내부에 의자가 설치되어 있으며, 개방측의 외주연에는 원주방향으로 벨트홈이 형성되어 있는 회전모듈;
   상기 프레임에 설치되는 다수의 롤러에 의해 지지되면서 상기 벨트홈에 안착 설치되어 회전모듈을 지지하고, 벨트구동용 모터에 의해 구동되어 상기 회전모듈을 회전시키는 구동벨트;
   상기 회전모듈의 커버에서 회전모듈의 회전중심에 설치되는 지지축; 및
   상기 프레임의 일단으로부터 설치되어 상기 지지축의 외측 단부를 지지하는 지지대; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가상 시뮬레이션 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 프레임과 간격을 두고 하측으로 대향 배치되는 베이스와,
   상기 베이스와 상기 프레임의 하측에 양 단이 연결되어 베이스에 대하여 프레임을 연결 지지하며, 외부신호에 따라 각기 신축되면서 상기 프레임을 임의의 방향으로 요동시키는 다수의 액츄에이터를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가상 시뮬레이션 장치.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전모듈을 구동시키기 위하여 입력되는 프로그램에 의해 가상의 공간을 시각적으로 나타내는 디스플레이부; 가 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 가상 시뮬레이션 장치.
   
9. 삭제
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 디스플레이부는 에치엠디(HMD)인 것을 특징으로 하는 가상 시뮬레이션 장치.
    
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 의자의 전방에는 입력되는 프로그램과 회로적으로 연계되는 조작부가 설치되어 탑승자가 직접 조작할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 가상 시뮬레이션 장치.
    
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제

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