KR102064897B1 - 2 자유도 회전이 이루어지는 모션 시뮬레이터 - Google Patents

2 자유도 회전이 이루어지는 모션 시뮬레이터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 체인을 이용하여 제1 회전체를 피칭 회전시킴으로써 슬립 발생을 방지할 수 있는 모션 시뮬레이터를 제공하고자 함에 그 목적이 있다. 이를 구현하기 위한 모션 시뮬레이터는, 제1 회전체(100); 상기 제1 회전체(100)의 하부에 위치하는 제2 회전체(200); 제1 모터(310), 상기 제1 모터(310)에 의해 회전하는 제1 구동 스프로켓(321), 중앙부가 상기 제1 구동 스프로켓(321)에 연결되고 상기 제1 회전체(100)의 일측과 타측에 양측 단부가 각각 연결되어 상기 제1 모터(310)의 구동에 의해 상기 제1 회전체(100)를 피칭 회전시키는 체인(330), 상기 제1 구동 스프로켓(321)과 상기 체인 고정부(150) 사이에 구비되어 상기 체인(330)을 지지하기 위한 한 쌍의 제1 종동 스프로켓(322,323)으로 이루어진 제1 구동부(300); 상기 제1 회전체(100)와 제2 회전체(200)를 일체로 요잉 회전시키는 제2 구동부(400)를 포함한다.

Description

2 자유도 회전이 이루어지는 모션 시뮬레이터{MOTION SIMULATOR WITH TWO DEGREE OF FREEDOM ANGULAR MOTION}
본 발명은 2 자유도 회전이 이루어지는 모션 시뮬레이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피칭 회전과 요잉 회전이 가능한 2 자유도 회전이 이루어지는 모션 시뮬레이터에 관한 것이다.
일반적으로 모션 시뮬레이터는 컴퓨터에 의해 제어되는 가상 환경에 맞도록 동적 변화를 재현함으로써 사용자에게 가상 현실의 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 모션 시뮬레이터의 종래기술로서 대한민국 공개특허 제10-2017-0062259호 "2 자유도 회전의 모션 시뮬레이터"가 공개되어 있다.
상기 종래의 모션 시뮬레이터는 마찰력에 의해 제1 회전체를 피칭 회전시키는 구조에 관한 것이다. 이러한 구조에 의하면, 제1 회전체와 구동롤러의 표면이 접촉된 상태에서 상기 구동롤러를 회전시킴으로써 상기 제1 회전체를 피칭 방향으로 회전시키게 된다.
이러한 종래기술은 제1 회전체를 구동시키기 위한 구성 부품이 단순화되는 이점이 있으나, 구동롤러의 표면과 제1 회전체의 접촉하는 표면 사이의 마찰력에 의해 제1 회전체가 회전하게 되는 구조이므로, 슬립이 발생하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 회전수를 보상하여 제어하는 방법을 적용하였으나, 제어방법을 통해 상기 문제점을 해결하기에는 한계가 있었다.
본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 체인을 이용하여 제1 회전체를 피칭 회전시킴으로써 슬립 발생을 방지할 수 있는 2 자유도 회전이 이루어지는 모션 시뮬레이터를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 제1 회전체의 피칭 회전시 회전 속도 변화로 인한 충격을 흡수할 수 있는 2 자유도 회전이 이루어지는 모션 시뮬레이터를 제공하고자 함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 2 자유도 회전이 이루어지는 모션 시뮬레이터는, 사용자가 탑승하는 제1 회전체(100); 상기 제1 회전체(100)의 하부에 위치하는 제2 회전체(200); 제1 모터(310), 상기 제1 모터(310)에 의해 회전하는 제1 구동 스프로켓(321), 중앙부가 상기 제1 구동 스프로켓(321)에 연결되고 상기 제1 회전체(100)의 일측과 타측에 각각 구비된 체인 고정부(150)에 양측 단부가 각각 연결되어 상기 제1 모터(310)의 구동에 의해 상기 제1 회전체(100)를 피칭 회전시키는 체인(330), 상기 제1 구동 스프로켓(321)과 상기 체인 고정부(150) 사이에 구비되어 상기 체인(330)을 지지하기 위한 한 쌍의 제1 종동 스프로켓(322,323)으로 이루어진 제1 구동부(300); 상기 제1 회전체(100)와 제2 회전체(200)를 일체로 요잉 회전시키는 제2 구동부(400); 상기 제1 구동부(300)와 제2 구동부(400)의 회전을 제어하기 위한 제어부를 포함한다.
상기 한 쌍의 제1 종동 스프로켓(322,323)은, 상기 제1 구동 스프로켓(321)보다 상측에 위치할 수 있다.
상기 체인 고정부(150)는, 상기 체인(330)이 일측 단부에 연결되는 체인 연결부재(152); 상기 체인 연결부재(152)의 타측 단부를 하방향으로 누르는 스프링(154); 상기 체인 연결부재(152)의 양측 단부 사이에 구비되어, 상기 스프링(154)의 탄성력에 의해 상기 체인 연결부재(152)의 양측 단부가 선회되는 중심으로 기능하는 회전축(153)으로 이루어질 수 있다.
상기 체인 고정부(150)는, 상기 회전축(153)의 양단이 회전가능하게 결합되고 상기 제1 회전체(100)에 결합된 지지부재(151)와, 상기 스프링(154)의 내부를 상하로 관통하여 하단부가 상기 지지부재(151)에 결합된 스프링 샤프트(155)를 더 포함하고; 상기 스프링(154)의 상단은 상기 스프링 샤프트(155)의 상단 저면에 탄성 지지되고, 상기 스프링(154)의 하단은 상기 체인 연결부재(152)의 상면에 탄성 지지될 수 있다.
상기 체인 연결부재(152)에는 상기 스프링 샤프트(155)가 관통하는 스프링 샤프트 관통구멍(152a)가 형성되고, 상기 스프링 샤프트 관통구멍(152a)은 상기 체인 연결부재(152)에서 상기 체인(330)이 연결되는 일측 단부 방향으로 길이가 긴 장공으로 형성될 수 있다.
상기 제1 회전체(100)는, 롤링 회전의 중심축에 대해 좌우측에 구비되고 일정한 곡률을 갖는 곡선 형상으로 이루어진 제1 프레임(110)과 제2 프레임(120), 상기 제1 프레임(110)과 제2 프레임(120) 사이를 연결하는 연결 프레임(130)을 포함하고; 상기 제2 회전체(200)의 상부에는 상기 제1 프레임(110)의 하부를 지지하는 한 쌍의 제1 지지롤러(251)와 상기 제2 프레임(120)의 하부를 지지하는 한 쌍의 제2 지지롤러(261)가 구비될 수 있다.
본 발명에 의하면, 체인을 이용하여 제1 회전체를 피칭 회전시킴으로써 슬립 발생을 방지할 수 있다.
또한, 피칭 방향으로의 회전각도를 일정 각도 이하로 제한하고, 모터의 회전수로 피칭 회전각도를 제어함으로써 회전각도의 정확한 제어가 가능하다.
또한, 체인의 단부와 제1 회전체를 연결시키는 체인 고정부에 스프링을 이용하여 제1 회전체의 속도 변화에 따른 충격을 흡수할 수 있어, 탑승자에게 안락한 탑승감을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 모션 시뮬레이터의 사시도
도 2는 본 발명에 따른 모션 시뮬레이터의 분해 사시도
도 3은 본 발명에 따른 모션 시뮬레이터의 평면도
도 4는 도 3의 A-A 단면도
도 5는 도 4에서 제1 구동부의 구성을 보여주는 단면도
도 6은 도 3의 B-B 단면도
도 7은 본 발명의 체인 고정부를 보여주는 사시도
도 8은 도 7에 나타난 체인 고정부의 분해 사시도
도 9는 본 발명에 따른 모션 시뮬레이터가 수평 상태일 때 체인 고정부를 나타낸 단면도
도 10은 본 발명에 따른 모션 시뮬레이터가 피칭 방향으로 회전하는 경우 체인 고정부의 동작 상태를 나타내는 단면도
도 11은 본 발명에 따른 모션 시뮬레이터가 피칭 방향으로 회전한 상태의 단면도
도 12는 본 발명에 따른 모션 시뮬레이터가 피칭 방향으로 회전한 상태에서 체인 고정부의 동작 상태가 나타난 단면도
이하 본 발명에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1을 참조하여 운동 및 회전 방향과 자유도에 대해 설명하면, 공간 상에서의 물체의 운동은 전후 방향으로 직선운동(Forward ↔ Back; Z축), 좌우 방향으로 직선운동(Right ↔ Left; X축), 상하 방향으로 직선운동(Up ↔ Down; Y축), Z축을 회전 중심으로 하는 롤링(Rolling), X축을 회전 중심으로 하는 피칭(Pitching), Y축을 회전 중심으로 하는 요잉(Yawing)의 6가지로 나타나고 이를 일컬어 6자유도(six degree of freedom)라 한다.
이하에서는 도 1에서 정의한 바와 같이 좌우를 연결하는 축을 X축, 상하를 연결하는 축을 Y축, 전후를 연결하는 축을 Z축이라 하고, 이를 기준으로 이동 및 회전 방향을 설명하되, Z축 상에서 사용자가 의자(101)에 앉았을 때 사용자가 바라보는 시선 방향을 전방이라 하고, 그 반대 방향을 후방이라 한다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 모션 시뮬레이터(1)는, 사용자가 탑승하는 제1 회전체(100), 상기 제1 회전체(100)의 하부에 위치하는 제2 회전체(200), 상기 제1 회전체(100)를 피칭 회전시키는 제1 구동부(300), 상기 제1 회전체(100)와 제2 회전체(200)를 일체로 요잉 회전시키는 제2 구동부(400), 상기 제1 구동부(300)와 제2 구동부(400)의 회전을 제어하기 위한 제어부로 이루어진다.
상기 제1 구동부(300)는 제1 모터(310; 도 4)를 포함하고, 상기 제1 모터(310)를 구동시키면 상기 제1 회전체(100)는 X축을 회전 중심으로 하여 피칭 회전하게 된다. 상기 제1 구동부(300)는 제2 회전체(200)에 고정되어 있다. 여기서 제1 회전체(100)의 피칭 회전시 회전 중심이 되는 X축은 제1 회전체(100)를 관통하는 것으로 정의한다.
이 경우 상기 제1 모터(310)의 회전수로 피칭 회전각도를 제어함으로써 제1 회전체(100)의 피칭 회전각도를 정확하게 제어할 수 있다.
상기 제1 회전체(100)는 제1 구동부(300)에 의해 회전 가능하도록 그 하단부가 제2 회전체(400)의 상부에 지지되어 있다. 상기 제1 구동부(300)의 회전력이 상기 제1 회전체(100)에 전달되면, 상기 제1 회전체(100)는 상기 제2 회전체(200) 상에서 피칭 회전하게 된다.
상기 제1 회전체(100)는 사용자가 착석하는 의자(101), 상기 의자(101)가 상부에 구비되고 사용자가 탑승하도록 보트(boat) 형상으로 이루어진 탑승부(102), 상기 탑승부(102)의 하부에서 좌우 양측에 대향하도록 구비된 제1 프레임(110)과 제2 프레임(120), 상기 제1 프레임(110)과 제2 프레임(120) 사이를 연결하는 복수의 연결 프레임(130)으로 이루어져 있다.
상기 제1 프레임(110)과 제2 프레임(120)은, 일정한 곡률을 갖는 원호(arc) 형상으로 이루어져 있다. 상기 제1 프레임(110)과 제2 프레임(120) 각각의 양측 단부에는 상기 제1 구동부(300)에 의한 피칭 회전 시 회전 범위를 제한하기 위한 스토퍼(미도시)가 구비될 수 있다.
상기 연결 프레임(130)은 X축 방향을 따라 소정의 길이로 형성되고, 제1 프레임(110)과 제2 프레임(120) 사이를 연결하기 위해 상부와 하부, 전방과 후방에 복수 개가 구비될 수 있다.
상기 제2 구동부(400)는 제2 모터(410; 도4)를 포함하고, 상기 제2 모터(410)를 구동시키면 상기 제2 회전체(200)가 Y축을 회전 중심으로 하여 요잉 회전하게 된다. 이 경우 상기 제2 회전체(200)에 고정된 제1 구동부(300)와 상기 제2 회전체(200)의 상부에 지지된 제1 회전체(100)도 상기 제2 회전체(200)와 일체로 요잉 회전하게 된다. 여기서 제1 회전체(100)와 제2 회전체(200)의 요잉 회전시 회전 중심이 되는 Y축은 제1 회전체(100) 및 제2 회전체(200)를 관통하는 것으로 정의한다.
상기 제2 회전체(200)의 하부에는 고정 프레임(500)과 바닥지지부(600)가 구비되어 있다. 상기 고정 프레임(500)은 상기 제2 회전체(200)가 회전 가능하도록 그 하부를 지지하고, 상기 제2 모터(410)의 회전축에 연결되는 종동부(510)가 고정 장착되어 있다.
상기 고정 프레임(500)은 바닥지지부(600)의 상면에 고정되어 있고, 상기 제2 회전체(200)의 하부에는 복수의 캐스터(231)가 결합되어 있다.
상기 제2 회전체(200)는, 상기 제2 회전체(200)의 측부 둘레를 덮도록 형성된 제2 회전체 커버(210), 상기 제2 회전체 커버(210)의 내부에 구비되되 상기 제2 회전체 커버(210)를 지지하는 제2 회전체 지지 프레임(220), 상기 제2 회전체 지지 프레임(220)의 하부를 지지하되 일측에 상기 제2 구동부(400)가 장착되며 하면에는 복수의 캐스터(231)가 장착된 제2 회전체 하부 프레임(230), 상기 제1 구동부(300)와 제2 구동부(400)를 제어하기 위한 제어부품이 구비된 제어모듈(240), 상기 제1 회전체(100)가 회전가능하도록 상기 제1 회전체(100)의 하부를 지지하기 위해 Z축의 전후방에 각각 구비된 제1 지지모듈(250)과 제2 지지모듈(260)로 이루어진다.
상기 제1 지지모듈(250)은, 상기 제1 프레임(110)과 제2 프레임(120)의 전방 하단을 각각 지지하는 한 쌍의 제1 지지롤러(251), 상기 한 쌍의 제1 지지롤러(251) 사이를 연결하는 제1 롤러 회전축(252)으로 이루어진다. 상기 한 쌍의 제1 지지롤러(251)는 상기 제1 롤러 회전축(252)에 대하여 회전가능하도록 아이들(idle) 상태로 결합되어 있다.
상기 제2 지지모듈(260)은, 상기 제1 프레임(110)과 제2 프레임(120)의 후방 하단을 각각 지지하는 한 쌍의 제2 지지롤러(261), 상기 한 쌍의 제2 지지롤러(261) 사이를 연결하는 제2 롤러 회전축(262)으로 이루어진다. 상기 한 쌍의 제2 지지롤러(261)는 상기 제2 롤러 회전축(262)에 대하여 회전가능하도록 아이들(idle) 상태로 결합되어 있다.
따라서 상기 제1 프레임(110)과 제2 프레임(120)의 하단을 각각 아이들(idle) 상태로 지지하고 있는 상기 한 쌍의 제1 지지롤러(251)와 상기 한 쌍의 제2 지지롤러(261)로 인해 상기 제1 회전체(100)의 피칭 방향 회전이 가능하게 된다.
상기 제1 지지모듈(250)과 제2 지지모듈(260)은 상기 제2 회전체 지지 프레임(220) 상에 고정되어 있다.
상기 제2 회전체 지지프레임(220)은 내부가 빈 사각 테두리 형상의 프레임으로 이루어지고, 상기 사각 테두리 형상의 프레임에 상기 제1, 제2 지지모듈(250,260)이 결합되어 있다.
상기 제2 회전체 하부 프레임(230)은 상기 제2 회전체 지지프레임(220)의 하부에 구비되고, 상기 제2 회전체 지지프레임(220)에 일체로 결합되어 있다.
상기 제2 회전체 하부 프레임(230)에 상기 복수의 캐스터(231)가 결합되어 있어, 모션 시뮬레이터(1)를 다른 장소로 이동시키는 경우 모션 시뮬레이터(1)의 하중이 캐스터(231)에 작용하도록 하여 모션 시뮬레이터(1)의 이동 작업을 용이하게 수행할 수 있다.
상기 제2 회전체 하부 프레임(230)의 일측에는 제2 회전체 하부 프레임(230)의 요잉 방향 회전을 위한 구동력을 제공하는 제2 구동부(400)가 구비된다.
상기 제2 구동부(400)는 제2 모터(410)를 포함하고, 상기 제2 모터(410)는 모터축이 하 방향을 향하도록 위치하게 되며, 상기 제2 모터(410)의 모터축의 단부에는 제2 모터 스프로켓(420)이 결합되어 있다.
상기 제2 모터(410)가 구동되면 그 회전력은 상기 종동부(510)에 전달된다. 상기 종동부(510)는, 상기 고정 프레임(500)에 결합된 복수의 제2 구동부 스프로켓(510)과, 상기 제2 모터 스프로켓(420)과 제2 구동부 스프로켓(510)에 연결되는 체인(미도시)으로 구성된다.
상기 제2 구동부 스프로켓(510)은 제2 회전체 하부 프레임(230)의 중심 둘레를 따라 일정 간격으로 복수 개 구비된다.
상기 제2 모터 스프로켓(420)과 제2 구동부 스프로켓(510)은 동일한 높이에 위치하게 된다. 그리고 제2 모터(410)의 모터축에 결합된 제2 모터 스프로켓(420)은 복수의 제2 구동부 스프로켓(510)의 외주면을 연결한 가상의 연결선에서 외측으로 편심되어 위치하게 된다.
따라서 제2 모터 스프로켓(420)의 외측면과 복수의 제2 구동부 스프로켓(510)의 외측면에는 체인의 내측면이 치합되도록 연결된다. 이와 같이 연결된 상태에서 제2 모터(410)를 구동시키면 제2 모터 스프로켓(420), 이에 연결된 제2 모터(410)와 제2 회전체(200)와 제1 회전체(100) 및 제1 구동부(300)가 제2 모터 스프로켓(420)이 치합된 체인의 내측면을 따라 요잉 회전하게 된다. 이 경우 복수의 제2 구동부 스프로켓(510)은 각각 자전(自轉)을 하게 된다. 이와 같은 구동 방식에 대해서는 대한민국 공개특허 제10-2017-0062259호에 설명되어 있으므로, 추가적인 설명은 생략한다.
도 3 내지 도 10을 참조하여 제1 구동부(300)와 제2 구동부(400) 및 체인 고정부(150)에 대해 설명한다.
상기 제1 구동부(300)는, 제1 모터(310), 상기 제1 모터(310)에 의해 회전하는 제1 구동 스프로켓(321), 중앙부가 상기 제1 구동 스프로켓(321)에 연결되고 상기 제1 회전체(100)의 일측과 타측에 각각 구비된 체인 고정부(150)에 양측 단부가 각각 연결되어 상기 제1 모터(310)의 구동에 의해 상기 제1 회전체(100)를 피칭 회전시키는 체인(330), 상기 제1 구동 스프로켓(321)과 상기 체인 고정부(150) 사이에 구비되어 상기 체인(330)을 지지하기 위한 한 쌍의 제1 종동 스프로켓(322,323)으로 이루어진다.
상기 제1 구동 스프로켓(321)은 상기 제1 모터(310)의 모터축(미도시)에 연결되어 있어, 상기 제1 모터(310)의 구동에 의해 회전하게 된다.
상기 체인(330)은 한 줄로 이루어져, 일측 단부(330a)와 타측 단부(330b)가 상기 체인 고정부(150)에 고정되도록 연결되어 있다.
상기 체인(330)은 상기 제1 구동 스프로켓(321)에 연결되어 있어, 상기 제1 모터(310)의 구동에 의해 상기 제1 구동 스프로켓(321)이 회전하게 되면, 상기 체인(330)은 상기 제1 구동 스프로켓(321)을 중심으로 일측 방향 또는 타측 방향으로 움직이게 된다.
상기 한 쌍의 제1 종동 스프로켓(322,323)은 상기 제1 구동 스프로켓(321)을 중심으로 일측과 타측에 각각 구비되되, 상기 제1 구동 스프로켓(321)보다 상측에 위치함으로써, 상기 3개의 스프로켓(321,322,323)은 역삼각형 구조로 배치되어 있다.
상기 체인(330)은 상기 제1 구동 스프로켓(321)의 하부에서 연결되도록 구비된다. 또한, 상기 제1 종동 스프로켓(322,323)은 상기 체인(330)의 하부를 지지하도록 구비된다.
상기 체인 고정부(150)는, 상기 체인(330)이 일측 단부에 연결되는 체인 연결부재(152)를 포함한다.
또한, 상기 체인 고정부(150)는 상기 체인 연결부재(152)의 타측 단부를 하방향으로 누르는 스프링(154), 상기 체인 연결부재(152)의 양측 단부 사이에 구비되어 상기 스프링(154)의 탄성력에 의해 상기 체인 연결부재(152)의 양측 단부가 선회되는 중심으로 기능하는 회전축(153)을 더 포함할 수 있다.
상기 체인 연결부재(152)는 대략 직육면체 형상으로 이루어지고, 일측 단부에는 상기 체인(330)이 결합되는 체인 결합부(152d)가 형성되고, 타측 단부에는 상기 스프링(154)의 하단부를 지지하는 스프링 지지부(152b)가 형성되어 있으며, 상기 체인 결합부(152d)와 스프링 지지부(152b) 사이에는 상기 회전축(153)이 삽입되는 회전축 삽입구멍(152c)이 형성될 수 있다.
상기 체인 결합부(152d)는 상기 체인 연결부재(152)의 일측면에 오목하게 형성된 한 쌍의 홈으로 이루어지고, 상기 한 쌍의 홈에 상기 체인(330)이 삽입되도록 되어 있다.
상기 체인 결합부(152d)의 측면에는 상기 체인(330)이 상기 체인 결합부(152d)의 홈에 삽입된 상태에서 상기 체인(330)이 이탈되는 것을 방지하기 위해 체인 고정부재(156)가 결합된다. 상기 체인 고정부재(156)는 사각형의 플레이트 형상으로 이루어져 상기 체인 결합부(152d)의 측면에 체결부재로 결합될 수 있다.
상기 스프링 지지부(152b)는 상기 체인 연결부재(152)의 상면에 오목하게 형성된 원형의 홈의 바닥부로 이루어진다. 상기 스프링 지지부(152b)에는 상기 체인 연결부재(152)를 관통하도록 형성되어 스프링 샤프트(155)가 삽입되는 스프링 샤프트 관통구멍(152a)이 형성되어 있다. 상기 스프링 샤프트 관통구멍(152a)은 상기 체인 결합부(152d) 방향으로 길이가 긴 장공으로 형성되어 있다. 상기 스프링 샤프트 관통구멍(152a)이 장공으로 이루어짐으로 인해 상기 스프링(154)이 탄성 변형되는 경우 상기 스프링 샤프트(155)가 장공 내부에서 유동 가능하므로 상기 스프링(154)의 탄성 변형이 원활하게 이루어질 수 있다.
상기 회전축(153)은 핀 형상으로 이루어져 상기 회전축 삽입구멍(152c)에 삽입된다.
상기 스프링(154)은 코일 스프링으로 이루어지고, 상기 스프링(154)의 상단은 스프링 샤프트(155)에 의해 지지된다.
상기 스프링 샤프트(155)는 머리부가 직경이 큰 납작한 원형으로 이루어지고, 상기 머리부의 하부에 형성된 몸체부는 상기 머리부보다 직경이 작고 상하 방향으로 긴 원통 형상으로 이루어진다.
상기 코일 형상으로 이루어진 스프링(154)의 하단부는 상기 스프링 지지부(152b)의 상부에 지지되고, 상기 스프링(154)의 상단부는 상기 스프링 샤프트(155)의 머리부 저면에 지지된다. 또한, 상기 스프링 샤프트(155)의 몸체부는 코일 형상으로 이루어진 상기 스프링(154) 내부와 상기 스프링 샤프트 관통구멍(152a)을 순차 관통한 후 그 하단부가 지지부재(151)에 형성된 삽입홈(151c)에 삽입된다.
상기 지지부재(151)는, 제1 회전체(100)에 일체로 결합된 것으로서, 도 9를 기준으로 단면이 대략 5각형 형상으로 이루어진 지지부재 몸체부(151a)와, 상기 지지부재 몸체부(151a)의 좌우 양측에서 상향 돌출되도록 지지부재 몸체부(151a)에 일체로 결합되어 상기 회전축(153)이 삽입되는 회전축 구멍이 형성된 한 쌍의 지지부재 측판(151b,151c)으로 이루어진다.
상기 회전축(153)은 상기 지지부재 측판(151b,151c)의 회전축 구멍에 회전 가능하도록 삽입되어 결합된다.
상기 지지부재 몸체부(151a)에는 상기 스프링 샤프트(155)의 몸체부 하단이 삽입되는 삽입홈(151c)이 상하 방향으로 형성되어 있고, 상기 스프링 샤프트(155)와 상기 삽입홈(151c)은 나사 결합으로 결합될 수 있다.
상기 제1 회전체(100)가 제1 구동부(300)의 구동에 의해 피칭 회전하는 경우, 급격한 속도의 변화가 있거나, 회전 방향이 변경되는 경우에 상기 제1 회전체(100)에 탑승하고 있는 사용자에게 충격이 전달될 수 있다.
본 발명의 경우 상기 체인 연결부재(152)의 회전축(153)을 중심으로 일측에는 체인(330)이 연결되고 타측에는 스프링(154)에 의해 탄성 지지되어 있다. 따라서 상기 제1 회전체(100)가 피칭 방향으로 회전하는 경우 상기 제1 회전체(100)의 속도 변화 등이 발생하게 되면 도 10에 나타난 바와 같이 상기 스프링(154)이 압축되면서 충격을 흡수할 수 있어 사용자의 탑승감을 향상시킬 수 있다.
도 11과 도 12에는 제1 회전체(100)가 피칭 회전된 상태가 나타나 있다. 도 4의 상태에서 제1 모터(310)의 구동에 의해 제1 구동 스프로켓(321)이 반 시계방향으로 회전하게 되면, 체인(330)의 일측 단부(330a)는 제1 구동 스프로켓(321)로부터 멀어지고, 체인(330)의 타측 단부(330b)는 제1 구동 스프로켓(321)에 의해 끌어당겨져 제1 구동 스프로켓(321)에 가까워진다.
상기 체인(330)의 타측 단부(330b)가 제1 구동 스프로켓(321) 방향으로 끌어당겨짐으로 인해 제1 회전체(100)에 구비된 제1 프레임(110)의 하부가 아이들(idle) 회전하는 제1 지지롤러(251)와 제2 지지롤러(261)에 의해 지지되어 있으므로, 제1 회전체(100)는 도 11과 도 12에 나타난 바와 같이 반 시계방향으로 피칭 회전하게 된다.
상기 제1 모터(310)의 구동 방향이 반대로 전환되면, 도 11과 도 12의 상태에서 제1 회전체(100)는 시계방향으로 회전하게 된다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 체인(330)을 이용하여 제1 회전체(100)를 피칭 회전시킴으로써 슬립 발생을 방지할 수 있다. 또한, 피칭 방향으로의 회전각도를 일정 각도 이하로 제한하고, 제1 모터(310)의 회전수로 피칭 회전각도를 제어함으로써 회전각도의 정확한 제어가 가능하다.
또한, 체인(330)의 단부와 제1 회전체(100)를 연결시키는 체인 고정부(150)에 스프링(154)을 이용하여 제1 회전체(100)의 속도 변화에 따른 충격을 흡수할 수 있어, 탑승자에게 안락한 탑승감을 제공할 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
100 : 제1 회전체 101 : 의자
110 : 제1 프레임 120 : 제2 프레임
130 : 연결 프레임 150 : 체인 고정부
151 : 지지부재 151a : 지지부재 몸체부
151b,151c : 측판 152 : 체인 연결부재
153 : 회전축 154 : 스프링
155 : 스프링 샤프트 156 : 체인 고정부재
200 : 제2 회전체 210 : 제2 회전체 커버
220 : 제2 회전체 지지 프레임 230 : 제2 회전체 하부 프레임
231 : 캐스터 240 : 제어모듈
250 : 제1 지지모듈 251 : 제1 지지롤러
252 : 제1 롤러 회전축 260 : 제2 지지모듈
261 : 제2 지지롤러 262 : 제2 롤러 회전축
300 : 제1 구동부 310 : 제1 모터
321 : 제1 구동 스프로켓 322, 323 : 제1 종동 스프로켓
330 : 체인 400 : 제2 구동부
410 : 제2 모터 420 : 제2 모터 스프로켓
500 : 고정 프레임 510 : 제2 구동부 스프로켓
600 : 바닥지지부

Claims (6)

  1. 사용자가 탑승하는 제1 회전체(100);
    상기 제1 회전체(100)의 하부에 위치하는 제2 회전체(200);
    제1 모터(310), 상기 제1 모터(310)에 의해 회전하는 제1 구동 스프로켓(321), 중앙부가 상기 제1 구동 스프로켓(321)에 연결되고 상기 제1 회전체(100)의 일측과 타측에 각각 구비된 체인 고정부(150)에 양측 단부가 각각 연결되어 상기 제1 모터(310)의 구동에 의해 상기 제1 회전체(100)를 피칭 회전시키는 체인(330), 상기 제1 구동 스프로켓(321)과 상기 체인 고정부(150) 사이에 구비되어 상기 체인(330)을 지지하기 위한 한 쌍의 제1 종동 스프로켓(322,323)으로 이루어진 제1 구동부(300);
    상기 제1 회전체(100)와 제2 회전체(200)를 일체로 요잉 회전시키는 제2 구동부(400);
    상기 제1 구동부(300)와 제2 구동부(400)의 회전을 제어하기 위한 제어부;
    를 포함하고,
    상기 체인 고정부(150)는,
    상기 체인(330)이 일측 단부에 연결되는 체인 연결부재(152);
    상기 체인 연결부재(152)의 타측 단부를 하방향으로 누르는 스프링(154);
    상기 체인 연결부재(152)의 양측 단부 사이에 구비되어, 상기 스프링(154)의 탄성력에 의해 상기 체인 연결부재(152)의 양측 단부가 선회되는 중심으로 기능하는 회전축(153);
    으로 이루어진 2 자유도 회전이 이루어지는 모션 시뮬레이터
  2. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 제1 종동 스프로켓(322,323)은, 상기 제1 구동 스프로켓(321)보다 상측에 위치한 것을 특징으로 하는 2 자유도 회전이 이루어지는 모션 시뮬레이터
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 체인 고정부(150)는,
    상기 회전축(153)의 양단이 회전가능하게 결합되고 상기 제1 회전체(100)에 결합된 지지부재(151)와, 상기 스프링(154)의 내부를 상하로 관통하여 하단부가 상기 지지부재(151)에 결합된 스프링 샤프트(155)를 더 포함하고;
    상기 스프링(154)의 상단은 상기 스프링 샤프트(155)의 상단 저면에 탄성 지지되고, 상기 스프링(154)의 하단은 상기 체인 연결부재(152)의 상면에 탄성 지지되는 것을 특징으로 하는 2 자유도 회전이 이루어지는 모션 시뮬레이터
  5. 제4항에 있어서,
    상기 체인 연결부재(152)에는 상기 스프링 샤프트(155)가 관통하는 스프링 샤프트 관통구멍(152a)가 형성되고, 상기 스프링 샤프트 관통구멍(152a)은 상기 체인 연결부재(152)에서 상기 체인(330)이 연결되는 일측 단부 방향으로 길이가 긴 장공으로 형성된 것을 특징으로 하는 2 자유도 회전이 이루어지는 모션 시뮬레이터
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 회전체(100)는, 롤링 회전의 중심축에 대해 좌우측에 구비되고 일정한 곡률을 갖는 곡선 형상으로 이루어진 제1 프레임(110)과 제2 프레임(120), 상기 제1 프레임(110)과 제2 프레임(120) 사이를 연결하는 연결 프레임(130)을 포함하고;
    상기 제2 회전체(200)의 상부에는 상기 제1 프레임(110)의 하부를 지지하는 한 쌍의 제1 지지롤러(251)와 상기 제2 프레임(120)의 하부를 지지하는 한 쌍의 제2 지지롤러(261)가 구비된 것을 특징으로 하는 2 자유도 회전이 이루어지는 모션 시뮬레이터
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