KR102115287B1

KR102115287B1 - 모션 시뮬레이터

Info

Publication number: KR102115287B1
Application number: KR1020190014728A
Authority: KR
Inventors: 이종찬
Original assignee: 주식회사 모션디바이스
Priority date: 2018-12-19
Filing date: 2019-02-08
Publication date: 2020-05-26
Also published as: US10668395B1; JP6751929B2; JP2020101785A; CN111330291B; CN111330291A; US20200197824A1

Abstract

본 발명은 탑승부의 흔들림을 방지할 수 있는 모션 시뮬레이터를 제공하고자 함에 그 목적이 있다. 본 발명은, 탑승자가 탑승하는 탑승부(100)와, 상기 탑승부(100)의 하부를 지지하는 복수의 구동부를 구비한 모션 시뮬레이터에 있어서, 상기 복수의 구동부는, 상기 탑승부(100)의 중앙부를 지지하는 제1 구동부(200-1), 상기 제1 구동부(200-1)를 가운데 두고 그 양측에 위치하여 상기 탑승부(100)의 하부 일측과 타측을 각각 지지하는 제2 구동부(200-2)와 제3 구동부(200-3)를 포함하고, 상기 제1 구동부(200-1)는, 제1 이동체(216-1)를 왕복 직선 운동시키는 제1 리니어 액츄에이터, 상기 제1 이동체(216-1)에 하단부가 힌지 연결되고 상단부가 상기 탑승부(100)의 하단부에 힌지 연결되는 제1 이동링크부재(220-1,221-1), 상기 제1 이동링크부재(220-1,221-1)에 상단부가 힌지 연결되고 하단부가 상기 제1 이동체(216-1)로부터 이격된 위치에 힌지 연결된 제1 고정링크부재(230-1), 상단부가 상기 제1 고정링크부재(230-1)의 일측을 지지하고 하단부가 상기 제1 고정링크부재(230-1)의 하단부와 일직선 상의 위치에서 힌지 연결된 제1 지지링크부재(240-1), 및 상단부가 상기 제1 고정링크부재(230-1)의 타측을 지지하고 하단부가 상기 제1 고정링크부재(230-1)의 하단부 및 상기 제1 지지링크부재(240-1)의 하단부와 일직선 상의 위치에서 힌지 연결된 제2 지지링크부재(250-1)를 포함한다.

Description

모션 시뮬레이터{MOTION SIMULATOR}

본 발명은 모션 시뮬레이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탑승부를 안정적으로 지지할 수 있는 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 사용되고 있다.

모션 시뮬레이터는 직선운동과 회전운동의 조합에 의해 3차원 운동을 수행하게 된다. 공간상에서의 물체의 운동은, 전후 방향(Z축), 좌우 방향(X축) 및 상하 방향(Y축)으로의 직선운동과, Z축을 회전 중심으로 하는 롤링(Rolling), X축을 회전 중심으로 하는 피칭(Pitching) 및 Y축을 회전 중심으로 하는 요잉(Yawing) 회전운동의 조합에 의해 이루어지게 된다.

이러한 모션 시뮬레이터 중 탑승부의 하부를 3곳에서 지지하는 종래기술로서 미국특허 US 6,152,828이 공개되어 있다.

상기 종래기술에서는 탑승부의 하부가 3개의 구동부재에 의해 지지되어 있다. 상기 구동부재의 상단부는 상기 탑승부에 힌지 연결되어 있고, 상기 구동부재의 하단부는 이동체에 힌지 연결되어 있다.

상기 이동체는 리니어 액츄에이터에 의해 직선운동하도록 되어 있다. 상기 리니어 액츄에이터는, 모터, 상기 모터에 의해 회전운동하는 샤프트, 상기 샤프트의 회전운동에 의해 직선운동하는 이동체로 이루어져 있다. 상기 샤프트가 제자리에서 회전하면, 상기 이동체는 상기 샤프트의 길이방향을 따라 직선 운동하게 된다.

이와 같은 구성으로 이루어진 종래의 모션 시뮬레이터에 의하면, 탑승부가 안정적으로 지지되지 않고 흔들림이 발생하는 문제점이 있다. 특히 탑승부에 복수의 탑승자가 탈 수 있는 모션 시뮬레이터의 경우 탑승부 및 탑승자의 무게가 무거워 모션 시뮬레이터의 가동 중 흔들림이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 탑승부의 흔들림을 방지할 수 있는 모션 시뮬레이터를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 모션 시뮬레이터는, 탑승자가 탑승하는 탑승부(100)와, 상기 탑승부(100)의 하부를 지지하는 복수의 구동부를 구비한 모션 시뮬레이터에 있어서, 상기 복수의 구동부는, 상기 탑승부(100)의 중앙부를 지지하는 제1 구동부(200-1), 상기 제1 구동부(200-1)를 가운데 두고 그 양측에 위치하여 상기 탑승부(100)의 하부 일측과 타측을 각각 지지하는 제2 구동부(200-2)와 제3 구동부(200-3)를 포함하고, 상기 제1 구동부(200-1)는, 제1 이동체(216-1)를 왕복 직선 운동시키는 제1 리니어 액츄에이터, 상기 제1 이동체(216-1)에 하단부가 힌지 연결되고 상단부가 상기 탑승부(100)의 하단부에 힌지 연결되는 제1 이동링크부재(220-1,221-1), 상기 제1 이동링크부재(220-1,221-1)에 상단부가 힌지 연결되고 하단부가 상기 제1 이동체(216-1)로부터 이격된 위치에 힌지 연결된 제1 고정링크부재(230-1), 상단부가 상기 제1 고정링크부재(230-1)의 일측을 지지하고 하단부가 상기 제1 고정링크부재(230-1)의 하단부와 일직선 상의 위치에서 힌지 연결된 제1 지지링크부재(240-1), 및 상단부가 상기 제1 고정링크부재(230-1)의 타측을 지지하고 하단부가 상기 제1 고정링크부재(230-1)의 하단부 및 상기 제1 지지링크부재(240-1)의 하단부와 일직선 상의 위치에서 힌지 연결된 제2 지지링크부재(250-1)를 포함한다.

상기 제1 이동링크부재(220-1,221-1)와 제1 고정링크부재(230-1)의 상단부는 하나의 링크 연결축(261)에 힌지 연결되고, 상기 제1 지지링크부재(240-1)의 상단부와 상기 제2 지지링크부재(250-1)의 상단부는 상기 링크 연결축(261)에 힌지 연결될 수 있다.

상기 제1 이동링크부재(220-1,221-1)는 상기 제1 고정링크부재(230-1)의 양측에 한 쌍으로 구비되고, 상기 제1 지지링크부재(240-1)는 일측에 위치한 제1 이동링크부재(220-1)의 일측에 힌지 연결되며, 상기 제2 지지링크부재(250-1)는 타측에 위치한 제1 이동링크부재(221-1)의 타측에 힌지 연결될 수 있다.

상기 한 쌍의 제1 이동링크부재(220-1,221-1) 외측에 위치하는 상기 링크 연결축(261)의 양측 단부에는 한 쌍의 볼 조인트(263a,263b)가 결합될 수 있다.

상기 제1 지지링크부재(240-1)의 상단부는 상기 제1 이동링크부재(220-1,221-1)의 일측에 힌지 연결되고, 상기 제2 지지링크부재(250-1)의 상단부는 상기 제1 이동링크부재(220-1,221-1)의 타측에 힌지 연결될 수 있다.

상기 탑승부(100)의 하부에는, 상기 제1 구동부(200-1)와 연결하기 위한 제1 링크연결부재(110-1)가 결합되고, 상기 제1 링크연결부재(110-1)의 양 측면에는 내부에 삽입된 제1 지지축(111-1)의 양단이 결합되며, 상기 제1 지지축(111-1)에는 상기 제1 링크연결부재(110-1)와 탑승부(100)가 상대 회전 가능하도록 하기 위한 제1 볼조인트(112-1)가 결합될 수 있다.

상기 제1 볼조인트(112-1)는 상기 제1 지지축(111-1)에 결합된 상태에서, 상기 제1 지지축(111-1)의 길이범위 내에서 상대이동 가능하도록 구비될 수 있다.

상기 제1 이동링크부재(220-1,221-1)의 상단부에는 수평방향으로 구비된 제1 연결링크부재(222-1)가 일체로 구비되고, 상기 제1 연결링크부재(222-1)의 상단부에는 상기 제1 볼조인트(112-1)가 결합될 수 있다.

상기 제1 지지링크부재(240-1)의 하단부는 바닥지지부(300) 상에 고정된 제1 지지부재(241-1)에 제1 지지부 힌지축(242-1)에 의해 힌지 연결되고, 상기 제1 지지링크부재(240-1)의 하단부에는 상기 제1 지지부재(241-1)를 향하는 방향으로 절곡되어 연장된 제1 지지링크 연결부재(243-1)가 일체로 결합되고, 상기 제1 지지부 힌지축(242-1)이 상기 제1 지지링크 연결부재(243-1)를 관통하도록 결합되어 힌지 연결되며, 상기 제1 지지링크부재(240-1)는 제1 지지링크 연결부재(243-1)에 대하여 X축 방향을 기준으로 상기 제1 이동링크부재(220-1)와 제1 지지링크부재(240-1)가 힌지 연결되는 링크연결부(260) 방향으로 일정 각도 경사지도록 설치되고, 상기 제2 지지링크부재(250-1)의 하단부는 바닥지지부(300) 상에 고정된 제2 지지부재(251-1)에 제2 지지부 힌지축(252-1)에 의해 힌지 연결되고, 상기 제2 지지링크부재(250-1)의 하단부에는 상기 제2 지지부재(251-1)를 향하는 방향으로 절곡되어 연장된 제2 지지링크 연결부재(253-1)가 일체로 결합되고, 상기 제2 지지부 힌지축(252-1)이 상기 제2 지지링크 연결부재(253-1)를 관통하도록 결합되어 힌지 연결되며, 상기 제2 지지링크부재(250-1)는 제2 지지링크 연결부재(253-1)에 대하여 X축 방향을 기준으로 상기 제1 이동링크부재(221-1)와 제2 지지링크부재(250-1)가 힌지 연결되는 링크연결부(260) 방향으로 일정 각도 경사지도록 설치될 수 있다.

상기 제2 구동부(200-2)는, 제2 이동체(216-2)를 왕복 직선운동시키는 제2 리니어 액츄에이터, 상기 제2 이동체(216-2)에 하단부가 힌지 연결되고 상단부가 상기 탑승부(100)의 하단부에 힌지 연결되는 제2 이동링크부재(220-2,221-2), 상기 제2 이동링크부재(220-2,221-2)에 상단부가 힌지 연결되고 하단부가 상기 제2 이동체(216-2)로부터 이격된 위치에 힌지 연결된 제2 고정링크부재(230-2)로 이루어지고, 상기 제3 구동부(200-3)는, 제3 이동체(216-3)를 왕복 직선 운동시키는 제3 리니어 액츄에이터, 상기 제3 이동체(216-3)에 하단부가 힌지 연결되고 상단부가 상기 탑승부(100)의 하단부에 힌지 연결되는 제3 이동링크부재(220-3,221-3), 상기 제3 이동링크부재(220-3,221-3)에 상단부가 힌지 연결되고 하단부가 상기 제3 이동체(216-3)로부터 이격된 위치에 힌지 연결된 제3 고정링크부재(230-3)로 이루어질 수 있다.

상기 제1 구동부(200-1)의 제1 리니어 액츄에이터는 상기 제1 이동체(216-1)를 제1방향이 전진방향이 되도록 왕복 직선 운동시키고, 상기 제2 구동부(200-2)의 제2 리니어 액츄에이터는 상기 제2 이동체(216-2)를 상기 제1방향과 반대방향인 제2방향이 전진방향이 되도록 왕복 직선운동시키며, 상기 제3 구동부(200-3)의 제3 리니어 액츄에이터는 상기 제3 이동체(216-3)를 상기 제2방향이 전진방향이 되도록 왕복 직선 운동시키는 것으로 구성될 수 있다.

상기 제1 구동부(200-1)와 제2 구동부(200-2) 및 제3 구동부(200-3)는, 상기 탑승부(100)의 하부를 삼각형 위치에서 지지하도록 구성될 수 있다.

상기 탑승부(100)의 하부에는, 상기 제1 구동부(200-1)와 연결하기 위한 제1 링크연결부재(110-1)가 결합되고, 상기 제1 링크연결부재(110-1)의 양 측면에는 내부에 삽입된 제1 지지축(111-1)의 양단이 결합되며, 상기 제1 지지축(111-1)은 X축 방향의 길이를 갖도록 설치되고, 상기 제1 지지축(111-1)에는 상기 제1 링크연결부재(110-1)와 탑승부(100)가 상대 회전 가능하도록 하기 위한 제1 볼조인트(112-1)가 결합되며, 상기 제1 볼조인트(112-1)는 상기 제1 지지축(111-1)에 결합된 상태에서, 상기 제1 지지축(111-1)의 길이범위 내에서 X축 방향으로 상대이동 가능하도록 구비되고, 상기 제2 구동부(200-2)와 연결하기 위한 제2 링크연결부재(110-2)가 결합되고, 상기 제2 링크연결부재(110-2)의 양 측면에는 내부에 삽입된 제2 지지축(111-2)의 양단이 결합되며, 상기 제2 지지축(111-2)은 상기 제1 지지축(111-1)과 직교하는 방향인 Z축 방향의 길이를 갖도록 설치되고, 상기 제2 지지축(111-2)에는 상기 제2 링크연결부재(110-2)와 탑승부(100)가 상대 회전 가능하도록 하기 위한 제2 볼조인트(112-2)가 결합되며, 상기 제2 볼조인트(112-2)는 상기 제2 지지축(111-2)에 결합된 상태에서, 상기 제2 지지축(111-2)의 길이범위 내에서 Z축 방향으로 상대이동 가능하도록 구비되고, 상기 제3 구동부(200-3)와 연결하기 위한 제3 링크연결부재(110-3)가 결합되고, 상기 제3 링크연결부재(110-3)의 양 측면에는 내부에 삽입된 제3 지지축(111-3)의 양단이 결합되며, 상기 제3 지지축(111-3)은 Z축 방향의 길이를 갖도록 설치되고, 상기 제3 지지축(111-3)에는 상기 제3 링크연결부재(110-3)와 탑승부(100)가 상대 회전 가능하도록 하기 위한 제3 볼조인트(112-3)가 결합되며, 상기 제3 볼조인트(112-3)는 상기 제3 지지축(111-3)에 결합된 상태에서, 상기 제3 지지축(111-3)의 길이범위 내에서 상기 Z축 방향으로 상대이동 가능하도록 구비될 수 있다.

본 발명에 의하면, 탑승부의 하부를 지지하는 복수의 구동부를 구비하되, 탑승부의 하부 중간부를 지지하는 제1 구동부에 흔들림을 방지할 수 있는 제1,2 지지링크부재를 구비함으로써 모션 시뮬레이터의 동작시 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제1 고정링크부재의 하단부와 제1 지지링크부재의 하단부 및 제2 지지링크부재의 하단부가 일직성 상의 위치에서 힌지 연결되도록 구성함으로써, 제1 고정링크부재와 제1 지지링크부재 및 제2 지지링크부재는 각각의 하단부의 힌지를 중심으로 하여 원활하게 회전될 수 있다.

또한, 제1 이동링크부재와 제1 고정링크부재의 상단부는 하나의 링크 연결축에 힌지 연결되고, 제1 지지링크부재의 상단부와 제2 지지링크부재의 상단부는 링크 연결축에 힌지 연결되도록 구성함으로써, 링크 연결축의 틀어짐 및 이에 따른 제1 구동부에 흔들림을 방지할 수 있다.

또한, 링크 연결축의 일측 단부에는 볼 조인트를 결합함으로써, 제1 지지링크부재와 링크 연결축의 안정적인 상대 회전이 가능하다.

또한, 링크 연결축의 일측 단부에는 록 너트를 결합함으로써, 제1 지지링크부재와 볼 조인트가 링크 연결축으로부터 빠짐이 방지된다.

또한, 탑승부의 하부에 결합되는 제1 내지 제3 링크연결부재에는 제1 내지 제3 지지축이 결합되고, 제1 내지 제3 지지축에는 각각 길이범위 내에서 상대이동 가능한 제1 내지 제3 볼 조인트를 구비함으로써, 제1 내지 제3 링크연결부재와 탑승부의 안정적인 상대 회전이 가능하다.

또한, 제1 볼 조인트는 제1 지지축의 길이범위 내에서 X축 방향으로 상대이동 가능하도록 구성하고, 제2 볼조인트와 제3 볼조인트는 각각 제2 지지축과 제3 지지축의 길이범위 내에서 X축 방향과 직교하는 방향인 Z축 방향으로 상대이동 가능하도록 구성함으로써, 모션 시뮬레이터의 동작 중에 제1 내지 제3 구동부의 지지 구조를 견고하게 유지하면서도 X축과 Z축 방향으로 소정의 유격이 형성되어 모션 시뮬레이터의 동작 유연성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제1 지지링크부재의 하단부에 제1 지지링크 연결부재가 제1 지지부재를 향하는 방향으로 절곡되어 연장되고, 제2 지지링크부재의 하단부에 제2 지지링크 연결부재가 제2 지지부재를 향하는 방향으로 절곡되어 연장되도록 구성함으로써, 제1 지지부재와 제2 지지부재를 바닥지지부를 구성하는 프레임과 나란한 방향으로 설치할 수 있어, 제1 지지부재와 제2 지지부재를 바닥지지부 상에 설치하는 구조를 간소화 할 수 있다.

또한, 제1 구동부와 제2 구동부 및 제3 구동부는, 동일한 구조로 이루어져 탑승부의 하부를 삼각형 위치에서 각각 지지하도록 구성함으로써, 모션 시뮬레이터를 더욱 안정적으로 지지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 모션 시뮬레이터를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 모션 시뮬레이터에서 탑승부를 제거한 상태를 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2의 모션 시뮬레이터에서 바닥지지부를 제거한 상태를 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 모션 시뮬레이터의 측면도이다.
도 5는 본 발명에 의한 모션 시뮬레이터에서 제1구동부를 보여주는 사시도이다.
도 6은 도 5의 제1구동부의 측면도이다.
도 7은 도 5의 제1구동부의 평면도이다.
도 8은 도 7의 A-A 단면도이다.
도 9는 본 발명에 의한 모션 시뮬레이터에서 제1 내지 제3 구동부의 초기 상태를 보여주는 동작 상태도이다.
도 10은 본 발명에 의한 모션 시뮬레이터에서 제2 구동부가 신장된 상태를 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명에 의한 모션 시뮬레이터에서 제1 구동부가 신장된 상태를 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명에 의한 모션 시뮬레이터에서 제3 구동부가 신장된 상태를 보여주는 도면이다.
도 13은 본 발명에 의한 모션 시뮬레이터에서 제1 구동부와 제2 구동부가 신장된 상태를 보여주는 도면이다.
도 14는 본 발명에 의한 모션 시뮬레이터에서 제1 구동부와 제2 구동부 및 제3 구동부가 신장된 상태를 보여주는 도면이다.

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(Left ↔ Right ; 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 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 모션 시뮬레이터(1)에 대해 설명한다. 도 2와 도 3은 모션 시뮬레이터(1)가 180도 회전된 상태이므로 각 구성의 위치 및 배치 방향이 상이하게 나타나 있다.

본 발명의 모션 시뮬레이터(1)는, 탑승자가 탑승하는 탑승부(100)와, 상기 탑승부(100)의 하부를 지지하는 3개의 구동부(200-1,200-2,200-3), 상기 구동부(200-1,200-2,200-3)의 하부를 지지하도록 바닥에 구비되는 바닥지지부(300)로 이루어진다.

상기 탑승부(100)에는 탑승자가 착석할 수 있도록 의자(101)가 구비된다.

상기 3개의 구동부(200-1,200-2,200-3)는, Z축 방향의 전후방 길이를 갖는 상기 탑승부(100)의 중앙부를 지지하는 제1 구동부(200-1), 상기 제1 구동부(200-1)를 가운데 두고 전방과 후방에 각각 위치하여 Z축 방향을 기준으로 상기 탑승부(100)의 하부 일측과 타측을 각각 지지하는 제2 구동부(200-2)와 제3 구동부(200-3)로 이루어진다.

상기 탑승부(100)의 하부에는, 상기 제1 구동부(200-1)와 연결하기 위한 제1 링크연결부재(110-1)와, 상기 제2 구동부(200-2)와 연결하기 위한 제2 링크연결부재(110-2), 상기 제3 구동부(200-3)와 연결하기 위한 제3 링크연결부재(110-3)가 결합되어 있다.

평면도 상에서 보았을 때, 상기 제1 링크연결부재(110-1)는 탑승부(100)의 저면에서 X축 방향의 일측 가장자리에 결합되어 있고, 상기 제2 링크연결부재(110-2)와 제3 링크연결부재(110-3)는 탑승부(100)의 저면에서 X축 방향의 타측 가장자리로서 Z축 방향의 전방과 후방에 각각 결합되어 있다. 따라서 상기 제1 내지 제3 링크연결부재(110-1,110-2,110-3)는 상기 탑승부(100)를 3곳에서 지지하되, 그 지지하는 위치가 삼각형 형상으로 이루어진다.

상기 제1 링크연결부재(110-1)는 XY평면에 대한 단면이 대략 ∩ 형상으로 이루어져 있어, 상면에는 상기 탑승부(100)가 체결부재로 결합되어 있고, 내부에 삽입된 제1 지지축(111-1)의 양단이 양 측면에 결합되어 있다.

상기 제1 지지축(111-1)은 X축 방향의 길이를 갖도록 설치되어 있다. 상기 제1 지지축(111-1)에는 상기 제1 링크연결부재(110-1)와 탑승부(100)가 상대 회전 가능하도록 하기 위한 제1 볼조인트(112-1)가 결합되어 있다. 본 발명의 모션 시뮬레이터(1)는 롤링 회전과 피칭 회전을 이용하여 탑승부(100)의 동작을 구현하는 것이나, 요잉 방향의 미세한 회전이 발생하는 경우 이를 상기 제1 볼조인트(112-1)에서 흡수할 수 있다. 또한, 상기 제1 볼조인트(112-1)는 상기 제1 지지축(111-1)에 결합된 상태에서, 상기 제1 지지축(111-1)의 길이범위 내에서 X축 방향으로 상대이동 가능하다.

상기 제1 구동부(200-1)는 X축 방향으로 직선 왕복 운동이 이루어지는 제1 리니어 액츄에이터를 포함한다. 상기 제1 리니어 액츄에이터는, 제1 모터(210-1), 제1 연결부(211-1), 제1 고정부재(212-1), 제1 샤프트(213-1), 제1 단부 지지부재(214-1), 제1 가이드레일(215-1), 제1 이동체(216-1)로 이루어질 수 있다.

상기 제1 모터(210-1)는 전기의 인가에 의해 상기 제1 샤프트(213-1)를 회전시키기 위한 회전 구동력을 제공한다. 상기 제1 샤프트(213-1)와 제1 모터(210-1) 사이에는 동력 전달을 위한 제1 연결부(211-1)가 구비된다.

상기 제1 샤프트(213-1)는 X축 방향의 길이를 갖도록 설치되고, 그 외주면은 나선 형상으로 가공되어 있다. 상기 제1 샤프트(213-1)의 일측 단부는 제1 고정부재(212-1)에 의해 지지되고, 타측 단부는 제1 단부지지부재(214-1)에 의해 지지된다. 상기 제1 샤프트(213-1)는 상기 제1 고정부재(212-1)를 관통하고, 상기 관통한 상태에서 상기 제1 샤프트(213-1)는 회전 가능하다. 상기 제1 단부지지부재(214-1)는 상기 제1 샤프트(213-1)가 회전 가능하도록 지지한다.

상기 제1 이동체(216-1)는 상기 제1 샤프트(213-1)가 관통하도록 관통구멍이 형성되고, 상기 관통구멍의 내주면에는 상기 제1 샤프트(213-1)의 외주면에 형성된 나선 형상에 대응되는 나선 형상이 형성되어 있다.

상기 제1 가이드레일(215-1)은 X축 방향의 길이를 갖도록 설치된다. 상기 제1 가이드레일(215-1)의 상부에 상기 제1 이동체(216-1)가 X축 방향으로 이동 가능하도록 결합된다. 상기 제1 이동체(216-1)의 하부는 홈 형상으로 이루어지고, 상기 홈 형상에 상기 제1 가이드레일(215-1)의 일부가 삽입된 구조로 결합된다. 따라서 상기 제1 샤프트(213-1)가 제자리에서 회전하면, 상기 제1 이동체(216-1)는 X축 방향으로만 이동하게 되고, 회전이 방지된다.

상기 제1 구동부(200-1)는, 상기 제1 리니어 액츄에이터와 탑승부(100) 사이를 링크구조로 연결하기 위해 제1 이동링크부재(220-1,221-1), 제1 연결링크부재(222-1), 제1 이동링크 힌지축(223-1), 제1 고정링크부재(230-1), 제1 고정링크 지지부(231-1,232-1), 제1 고정링크 힌지축(233-1)을 포함한다.

상기 제1 이동링크부재(220-1,221-1)는 Z축 방향의 전방과 후방에 구비된 한 쌍으로 이루어지고, 상기 제1 이동체(216-1)의 전방 측면과 후방 측면에 제1 이동링크 힌지축(223-1)에 의해 힌지 구조로 연결되어 롤링 회전이 가능하다.

상기 제1 이동링크부재(220-1,221-1)의 상단부에는 수평방향으로 구비된 상기 제1 연결링크부재(222-1)가 일체로 구비되어 있다. 상기 제1 연결링크부재(222-1)는 상기 한 쌍의 제1 이동링크부재(220-1,221-1)와 일체형으로 구비되거나, 상기 한 쌍의 제1 이동링크부재(220-1,221-1) 중 어느 하나와 일체형으로 구비될 수 있다.

상기 제1 연결링크부재(222-1)의 상단부에는 상기 제1 볼조인트(112-1)가 결합되어 있다.

상기 제1 고정링크부재(230-1)는 Z축 방향에서 보았을 때 상기 제1 이동링크부재(220-1,221-1)와 상단부에서 예각을 형성하도록 경사지게 구비된다. 즉, 제1 고정링크부재(230-1)의 상단부는 링크연결부(260)에 의해 상기 제1 이동링크부재(220-1,221-1)와 힌지 연결되고, 제1 고정링크부재(230-1)의 하단부는 제1 고정링크지지부(231-1,232-1)에 제1 고정링크 힌지축(233-1)에 의해 힌지 연결된다.

상기 제1 고정링크지지부(231-1,232-1)는 제1샤프트(213-1)로부터 X축 방향으로 이격된 위치에 고정되어 설치되는데, 바닥지지부(300)에 고정되는 제1 하부고정링크 지지부(231-1)와 상기 제1 하부고정링크 지지부(231-1)의 상부에 결합된 제1 상부고정링크 지지부(232-1)로 이루어진다. 상기 제1 하부고정링크 지지부(231-1)와 제1 상부고정링크 지지부(232-1)가 접하는 면은 제1 이동링크부재(220-1,221-1)가 구비된 방향으로 경사져 있다.

상기 제1 고정링크 힌지축(233-1)은 상기 제1 고정링크부재(230-1)의 하단부와 제1 상부고정링크 지지부(232-1)를 힌지 결합함으로써, 상기 제1 고정링크부재(230-1)의 롤링 회전이 이루어진다.

또한, 상기 제1 구동부(200-1)는, 상단부가 상기 제1 고정링크부재(230-1)의 일측을 지지하고 하단부가 상기 제1 고정링크부재(230-1)의 하단부와 일직선(L, 도 7 참조) 상의 위치에서 힌지 연결된 제1 지지링크부재(240-1), 상단부가 상기 제1 고정링크부재(230-1)의 타측을 지지하고 하단부가 상기 제1 고정링크부재(230-1)의 하단부 및 상기 제1 지지링크부재(240-1)의 하단부와 일직선(L) 상의 위치에서 힌지 연결된 제2 지지링크부재(250-1)를 더 포함한다.

도 5와 도 7을 참조하면, 상기 제1 고정링크부재(230-1)의 하단부와 상기 제1 지지링크부재(240-1)의 하단부 및 상기 제2 지지링크부재(250-1)의 하단부가 일직선(L) 상에 위치하도록 하기 위한 구성으로, 상기 제1 고정링크부재(230-1)의 하단부에 구비되어 회전중심이 되는 제1 고정링크 힌지축(233-1)과, 상기 제1 지지링크부재(240-1)의 하단부에 구비되어 회전중심이 되는 제1 지지부 힌지축(242-1), 및 상기 제2 지지링크부재(250-1)의 하단부에 구비되어 회전중심이 되는 제2 지지부 힌지축(252-1)은 일직선 상(L)에 위치하도록 구비된다.

상기 제1 고정링크부재(230-1)의 하단부와 상기 제1 지지링크부재(240-1)의 하단부 및 상기 제2 지지링크부재(250-1)의 하단부가 일직성 상의 위치에서 힌지 연결되도록 구성함으로써, 상기 제1 고정링크부재(230-1)와 제1 지지링크부재(240-1) 및 제2 지지링크부재(250-1)는 각각의 하단부의 힌지를 중심으로 하여 원활하게 회전될 수 있다.

일실시예로, 상기 제1 지지링크부재(240-1)의 상단부는 상기 제1 이동링크부재(220-1,221-1)의 일측에 힌지 연결되고, 상기 제2 지지링크부재(250-1)의 상단부는 상기 제1 이동링크부재(220-1,221-1)의 타측에 힌지 연결된 것으로 구성할 수 있다.

다른 실시예로, 상기 제1 지지링크부재(240-1)의 상단부는 상기 제1 고정링크부재(230-1)의 일측부에 연결되고, 상기 제2 지지링크부재(250-1)의 상단부는 상기 제1 고정링크부재(230-1)의 타측부에 연결된 것으로 구성할 수도 있다. 이 경우 상기 제1 지지링크부재(240-1)의 상단부는 상기 제1 고정링크부재(230-1)의 일측부에 일체로 결합되거나 힌지 연결될 수 있고, 상기 제2 지지링크부재(250-1)의 상단부는 상기 제1 고정링크부재(230-1)의 타측부에 일체로 결합되거나 힌지 연결될 수 있다.

상기 제1 지지링크부재(240-1)와 제2 지지링크부재(250-1)로 인해 상기 제1 이동링크부재(220-1,221-1)와 제1 고정링크부재(230-1)가 흔들리는 것을 방지하여 모션 시뮬레이터(1)의 동작시 안정성을 향상시킬 수 있다.

상기 제1 지지링크부재(240-1)의 하단부는 바닥지지부(300) 상에 고정된 제1 지지부재(241-1)에 제1 지지부 힌지축(242-1)에 의해 힌지 연결되어 상기 제1 지지링크부재(240-1)의 롤링 회전이 가능하게 된다.

이 경우 상기 제1 지지링크부재(240-1)의 하단부에는 제1 지지부재(241-1)를 향하는 방향으로 절곡되어 연장된 제1 지지링크 연결부재(243-1)가 일체로 결합되고, 상기 제1 지지부 힌지축(242-1)이 상기 제1 지지링크 연결부재(243-1)를 관통하도록 결합되어 힌지 연결되도록 구성할 수 있다. 상기 제1 지지링크 연결부재(243-1)의 상단부는 제1 지지링크부재(240-1)의 하단부에 결합되되, 상기 제1 지지링크부재(240-1)는 제1 지지링크 연결부재(243-1)에 대하여 X축 방향을 기준으로 상기 링크연결부(260) 방향으로 일정 각도 경사지도록 설치될 수 있다.

상기 제2 지지링크부재(250-1)의 하단부는 바닥지지부(300) 상에 고정된 제2 지지부재(251-1)에 제2 지지부 힌지축(252-1)에 의해 힌지 연결되어 상기 제2 지지링크부재(250-1)의 롤링 회전이 가능하게 된다.

이 경우 상기 제2 지지링크부재(250-1)의 하단부에는 제2 지지부재(251-1)를 향하는 방향으로 절곡되어 연장된 제2 지지링크 연결부재(253-1)가 일체로 결합되고, 상기 제2 지지부 힌지축(252-1)이 상기 제2 지지링크 연결부재(253-1)를 관통하도록 결합되어 힌지 연결되도록 구성할 수 있다. 상기 제2 지지링크 연결부재(253-1)의 상단부는 제2 지지링크부재(250-1)의 하단부에 결합되되, 상기 제2 지지링크부재(250-1)는 제2 지지링크 연결부재(253-1)에 대하여 X축 방향을 기준으로 상기 링크연결부(260) 방향으로 일정 각도 경사지도록 설치될 수 있다.

상기와 같이 구성하게 되면, 제1 지지링크부재(240-1)와 제1 지지부재(241-1)와 제1 지지부 힌지축(242-1) 및 제1 지지링크 연결부재(243-1)로 이루어진 제1 지지부와, 제2 지지링크부재(250-1)와 제2 지지부재(251-1)와 제2 지지부 힌지축(252-1) 및 제2 지지링크 연결부재(253-1)로 이루어진 제2 지지부는 제1 고정링크부재(230-1) 및 링크연결부(260)를 연결하는 X축을 기준으로 전방과 후방에 대칭되도록 설치될 수 있다.

또한, 상기와 같이 제1 지지링크부재(240-1)의 하단부에 제1 지지링크 연결부재(243-1)가 제1 지지부재(241-1)를 향하는 방향으로 절곡되어 연장되고, 제2 지지링크부재(250-1)의 하단부에 제2 지지링크 연결부재(253-1)가 제2 지지부재(251-1)를 향하는 방향으로 절곡되어 연장되도록 구성함으로써, 제1 지지부재(241-1)와 제2 지지부재(251-1)를 바닥지지부(300)를 구성하는 프레임과 나란한 방향으로 설치할 수 있어, 제1 지지부재(241-1)와 제2 지지부재(251-1)를 바닥지지부(300) 상에 설치하는 구조를 간소화 할 수 있다.

상기 제2 링크연결부재(110-2)는 상기 제1 링크연결부재(110-1)와 동일한 형상으로 이루어지고, 상기 제1 지지축(111-1)에 대응되는 구성인 제2 지지축(111-2), 상기 제1 볼조인트(112-1)와 동일한 제2 볼조인트(112-2)가 구비된다. 이 경우 상기 제2 지지축(111-2)은 상기 제1 지지축(111-1)과 직교하는 방향인 Z축 방향의 길이를 갖는다. 상기 제2 볼조인트(112-2)는 상기 제2 지지축(111-2)에 결합된 상태에서, 상기 제2 지지축(111-2)의 길이범위 내에서 상대이동 가능하다. 여기서 동일한 구성이란 치수까지 완전히 동일한 경우 뿐만 아니라, 치수는 일부 차이가 있더라도 형상, 기능, 동작 방향 등에 있어서 동일한 경우를 포함하고, 이하의 설명에서도 마찬가지다.

상기 제2 구동부(200-2)는 X축 방향으로 직선 왕복 운동이 이루어지는 제2 리니어 액츄에이터를 포함한다. 상기 제2 리니어 액츄에이터는, 제1 리니어 액츄에이터와 동일한 구성으로 이루어진다. 즉, 제1 모터(210-1)와 동일한 제2 모터(210-2), 제1 연결부(211-1)와 동일한 제2 연결부(211-2), 제1 고정부재(212-1)와 동일한 제2 고정부재(212-2), 제1 샤프트(213-1)와 동일한 제2 샤프트(213-2), 제1 단부 지지부재(214-1)와 동일한 제2 단부 지지부재(214-2), 제1 가이드레일(215-1)과 동일한 제2 가이드레일(215-2), 제1 이동체(216-1)와 동일한 제2 이동체(216-2)로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 제2 구동부(200-2)는, 상기 제2 리니어 액츄에이터와 탑승부(100) 사이를 링크구조로 연결하기 위해 제1 이동링크부재(220-1,221-1)와 동일한 제2 이동링크부재(220-2,221-2), 제1 연결링크부재(222-1)와 동일한 제2 연결링크부재(222-2), 제1 이동링크 힌지축(223-1)와 동일한 제2 이동링크 힌지축(223-2), 제1 고정링크부재(230-1)와 동일한 제2 고정링크부재(230-2), 제1 고정링크 지지부(231-1,232-1)와 동일한 제2 고정링크 지지부(231-2,232-2), 제1 고정링크 힌지축(233-1)과 동일한 제2 고정링크 힌지축(233-2)을 포함한다.

다만, 상기 제1 구동부(200-1)와 제2 구동부(200-2)는, 제2 모터(210-2)가 모션 시뮬레이터의 중심을 지나는 Z축을 기준으로 제1 모터(210-1)의 반대측에 위치되고, 나머지 제2 구동부(200-2)의 구성들도 제1 구동부(200-1)의 구성들과 비교하여 Y축을 기준으로 180도 회전시킨 반대 방향에 위치되어 있다는 점에서 차이가 있다.

상기 제3 구동부(200-3)는 제2 구동부(200-2)와 모든 구성이 동일하되, 제1 구동부(200-1)를 사이에 두고 Z축 방향의 전방과 후방에 각각 위치한다. 즉, X축 방향으로 직선 왕복 운동이 이루어지는 제3 리니어 액츄에이터를 포함한다. 상기 제3 리니어 액츄에이터는, 제2 리니어 액츄에이터와 설치 위치 및 동작 방향을 포함하여 모든 구성이 동일한 구성으로 이루어진다. 즉, 제2 모터(210-2)와 동일한 제3 모터(210-3), 제2 연결부(211-2)와 동일한 제3 연결부(211-3), 제2 고정부재(212-2)와 동일한 제3 고정부재(212-3), 제2 샤프트(213-2)와 동일한 제3 샤프트(213-3), 제2 단부 지지부재(214-2)와 동일한 제3 단부 지지부재(214-3), 제2 가이드레일(215-2)과 동일한 제3 가이드레일(215-3), 제2 이동체(216-2)와 동일한 제3 이동체(216-3)로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 제3 구동부(200-3)는, 상기 제3 리니어 액츄에이터와 탑승부(100) 사이를 링크구조로 연결하기 위해 제2 이동링크부재(220-2,221-2)와 동일한 제3 이동링크부재(220-3,221-3), 제2 연결링크부재(222-2)와 동일한 제3 연결링크부재(222-3), 제2 이동링크 힌지축(223-2)와 동일한 제3 이동링크 힌지축(223-3), 제2 고정링크부재(230-2)와 동일한 제3 고정링크부재(230-3), 제2 고정링크 지지부(231-2,232-2)와 동일한 제3 고정링크 지지부(231-3,232-3), 제2 고정링크 힌지축(233-2)과 동일한 제3 고정링크 힌지축(233-3)을 포함한다.

다만, 상기 제1 구동부(200-1)와 제3 구동부(200-3)는, 제3 모터(210-3)가 모션 시뮬레이터의 중심을 지나는 Z축을 기준으로 제1 모터(210-1)의 반대측에 위치되고, 나머지 제3 구동부(200-3)의 구성들도 제1 구동부(200-1)의 구성들과 비교하여 Y축을 기준으로 180도 회전시킨 반대 방향에 위치되어 있다는 점에서 차이가 있다.

도 7과 도 8을 참조하여 링크연결부(260)에 대해 설명한다.

상기 링크연결부(260)는, 한 쌍의 제1 이동링크부재(220-1,221-1)를 Z축 방향으로 관통하도록 Z축 방향의 길이를 갖는 봉 형상의 링크 연결축(261)을 포함한다.

상기 링크 연결축(261)에서 상기 한 쌍의 제1 이동링크부재(220-1,221-1) 사이에 위치한 부분은 제1 고정링크부재(230-1)의 상단부를 관통하도록 구비된다. 따라서 롤링 회전이 가능해진다.

상기 한 쌍의 제1 이동링크부재(220-1,221-1) 외측에 위치하는 상기 링크 연결축(261)의 일측 단부에는 볼 조인트(263a)가 결합되어 있고, 상기 볼 조인트(263a)의 외부에 제1 지지링크부재(240-1)가 결합되어 있다. 따라서 상기 제1 지지링크부재(240-1)와 링크 연결축(261)의 상대 회전이 상기 볼 조인트(263a)에 의해 가능해진다.

상기 링크 연결축(261)의 일측 단부에는 한 쌍의 록 너트(266a)가 결합되어 있어 상기 제1 지지링크부재(240-1)와 볼 조인트(263a)가 상기 링크 연결축(261)으로부터 빠짐이 방지된다. 상기 제1 이동링크부재(220-1)와 볼 조인트(263a) 사이의 이격된 상태를 유지하기 위해 스페이스 링(262a)이 링크 연결축(261)에 결합되어 있다.

상기 한 쌍의 제1 이동링크부재(220-1,221-1) 외측에 위치하는 상기 링크 연결축(261)의 타측 단부에도 볼 조인트(263b)가 결합되어 있고, 상기 볼 조인트(263b)의 외부에 제2 지지링크부재(250-1)가 결합되어 있다. 따라서 상기 제2 지지링크부재(250-1)와 링크 연결축(261)의 상대 회전이 상기 볼 조인트(263b)에 의해 가능해진다.

상기 링크 연결축(261)의 타측 단부에는 한 쌍의 록 너트(266b)가 결합되어 있어 상기 제2 지지링크부재(250-1)와 볼 조인트(263b)가 상기 링크 연결축(261)으로부터 빠짐이 방지된다. 상기 제1 이동링크부재(221-1)와 볼 조인트(263b) 사이의 이격된 상태를 유지하기 위해 스페이스 링(262b)이 링크 연결축(261)에 결합되어 있다.

상기와 같이 링크 연결축(261)의 양측단부가 볼 조인트(263a,263b)를 매개로 제1 지지링크부재(240-1)와 제2 지지링크부재(250-1)를 연결시킴으로써 조립시 정확한 치수가 맞지 않더라도 오차를 흡수할 수 있어, 조립성을 향상시킬 수 있다.

만약 상기 링크 연결축(261)이 2개로 분리되어 있고, 2개 각각의 링크 연결축에 제1 지지링크부재(240-1)와 제2 지지링크부재(250-1)의 상단부가 각각 연결되어 있다면 2개의 링크 연결축이 틀어질 수 있다. 따라서 본 발명과 같이 하나의 링크 연결축(261) 양측단부에 제1 지지링크부재(240-1)와 제2 지지링크부재(250-1)의 상단부가 각각 볼 조인트(263a,263b)에 의해 회전 가능하도록 연결되어 있어, 링크 연결축(261)의 틀어짐이 방지된다.

또한, 본 발명에 의하면, 탑승부(100)의 하부를 3곳에서 지지하되, 탑승부(100의 중간을 지지하는 제1 이동링크부재와 제1 고정링크부재의 흔들림을 방지할 수 있는 제1 지지링크부재(240-1)와 제2 지지링크부재(250-1)를 구비함으로써 모션 시뮬레이터의 동작시 안정성을 향상시킬 수 있다.

이하, 도 9 내지 도 14를 참조하여 본 발명에 의한 모션 시뮬레이터의 동작 상태를 예시하여 설명한다.

도 9는 본 발명에 의한 모션 시뮬레이터에서 제1 구동부(200-1)와 제2 구동부(200-2) 및 제3 구동부(200-3)의 초기 상태를 보여주는 동작 상태도이다.

이 경우 제1 구동부(200-1)는 제1 이동체(216-1)가 제2방향으로 후진이동된 상태가 되도록 하여, 제1 이동링크부재(220-1,221-1)와 제1 고정링크부재(230-1) 사이의 각도가 최대한으로 벌어진 상태가 되며, 제1 링크연결부재(110-1)는 최하측으로 이동된 상태가 된다. 이와 동시에 제2 구동부(200-2)와 제3 구동부(200-3)는, 각각 제2 이동체(216-2)와 제3 이동체(216-3)가 제1방향으로 후진이동된 상태가 되도록 하여, 제2 이동링크부재(220-2,221-2)와 제2 고정링크부재(230-2) 사이의 각도, 및 제3 이동링크부재(220-3,221-3)와 제3 고정링크부재(230-3) 사이의 각도가 최대한으로 벌어진 상태가 되며, 제2 링크연결부재(110-2)와 제3 링크연결부재(110-3)는 최하측으로 이동된 상태가 된다. 이 경우 상기 제1 링크연결부재(110-1)와 제2 링크연결부재(110-2) 및 제3 링크연결부재(110-3)는 동일한 높이에 위치되어 탑승부(100)는 수평상태에서 하강된 상태로 위치하게 된다.

도 10은 본 발명에 의한 모션 시뮬레이터에서 제2 구동부가 신장된 상태를 보여주는 도면이다.

이 경우 제1 구동부(200-1)와 제3 구동부(200-3)는 도 9와 같은 초기 상태에 있고, 상기 제2 구동부(200-2)는 제2 이동체(216-2)가 제2방향으로 전진이동된 상태가 되도록 하여, 제2 이동링크부재(220-2,221-2)와 제2 고정링크부재(230-2) 사이의 각도가 최소한으로 좁혀진 상태가 되며, 제2 링크연결부재(110-2)는 최상측으로 이동된 상태가 된다. 이와 같이 제2 구동부(200-2)만이 신장된 상태로 구동되면, 탑승자의 방향을 기준으로 할 때, 좌측이 상향 경사진 롤링 회전과, 전방이 상향 경사진 피칭 회전된 상태가 된다.

도 11은 본 발명에 의한 모션 시뮬레이터에서 제1 구동부가 신장된 상태를 보여주는 도면이다.

이 경우 제2 구동부(200-2)와 제3 구동부(200-3)는 도 9와 같은 초기 상태에 있고, 상기 제1 구동부(200-1)는 제1 이동체(216-1)가 제1방향으로 전진이동된 상태가 되도록 하여, 제1 이동링크부재(220-1,221-1)와 제1 고정링크부재(230-1) 사이의 각도가 최소한으로 좁혀진 상태가 되며, 제1 링크연결부재(110-1)는 최상측으로 이동된 상태가 된다. 이와 같이 제1 구동부(200-1)만이 신장된 상태로 구동되면, 탑승자의 방향을 기준으로 할 때, 우측이 상향 경사진 롤링 회전된 상태가 된다.

도 12는 본 발명에 의한 모션 시뮬레이터에서 제3 구동부가 신장된 상태를 보여주는 도면이다.

이 경우 제1 구동부(200-1)와 제2 구동부(200-2)는 도 9와 같은 초기 상태에 있고, 상기 제3 구동부(200-3)는 제3 이동체(216-3)가 제2방향으로 전진이동된 상태가 되도록 하여, 제3 이동링크부재(220-3,221-3)와 제3 고정링크부재(230-3) 사이의 각도가 최소한으로 좁혀진 상태가 되며, 제3 링크연결부재(110-3)는 최상측으로 이동된 상태가 된다. 이와 같이 제3 구동부(200-3)만이 신장된 상태로 구동되면, 탑승자의 방향을 기준으로 할 때, 좌측이 상향 경사진 롤링 회전과, 전방이 하향 경사진 피칭 회전된 상태가 된다.

도 13은 본 발명에 의한 모션 시뮬레이터에서 제1 구동부와 제2 구동부가 신장된 상태를 보여주는 도면이다.

이 경우 제3 구동부(200-3)는 도 9와 같은 초기 상태에 있고, 제1 구동부(200-1)는 제1방향으로 전진이동되도록 하여, 제1 이동링크부재(220-1,221-1)와 제1 고정링크부재(230-1) 사이의 각도가 최소한으로 좁혀진 상태가 되며, 제1 링크연결부재(110-1)는 최상측으로 이동된 상태가 되고, 이와 동시에 제2 구동부(200-2)는 제2 이동체(216-2)가 제2방향으로 전진이동된 상태가 되도록 하여, 제2 이동링크부재(220-2,221-2)와 제2 고정링크부재(230-2) 사이의 각도가 최소한으로 좁혀진 상태가 되며, 제2 링크연결부재(110-2)는 최상측으로 이동된 상태가 된다. 이와 같이 제1 구동부(200-1)와 제2 구동부(200-2)가 동시에 신장된 상태가 되도록 구동되면, 도 10과 도 11의 동작이 함께 이루어지면서 롤링과 피칭 및 요잉 회전이 복합적으로 이루어지게 된다.

도 14는 본 발명에 의한 모션 시뮬레이터에서 제1 구동부와 제2 구동부 및 제3 구동부가 신장된 상태를 보여주는 도면이다.

이 경우 제1 구동부(200-1)는 제1방향으로 전진이동되도록 하여, 제1 이동링크부재(220-1,221-1)와 제1 고정링크부재(230-1) 사이의 각도가 최소한으로 좁혀진 상태가 되며, 제1 링크연결부재(110-1)는 최상측으로 이동된 상태가 되고, 제2 구동부(200-2)는 제2 이동체(216-2)가 제2방향으로 전진이동된 상태가 되도록 하여, 제2 이동링크부재(220-2,221-2)와 제2 고정링크부재(230-2) 사이의 각도가 최소한으로 좁혀진 상태가 되며, 제2 링크연결부재(110-2)는 최상측으로 이동된 상태가 되고, 제3 구동부(200-3)는 제3 이동체(216-3)가 제2방향으로 전진이동된 상태가 되도록 하여, 제3 이동링크부재(220-3,221-3)와 제3 고정링크부재(230-3) 사이의 각도가 최소한으로 좁혀진 상태가 되며, 제3 링크연결부재(110-3)는 최상측으로 이동된 상태가 된다. 이와 같이 제1 구동부(200-1)와 제2 구동부(200-2) 및 제3 구동부(200-3)가 동시에 신장된 상태가 되도록 구동되면, 도 10 내지 도 12의 동작이 함께 이루어지면서 롤링과 피칭 및 요잉 회전이 복합적으로 이루어지게 된다.

또한, 제1 구동부(200-1)와 제2 구동부(200-2) 및 제3 구동부(200-3)가 설정된 순서에 따라 구동되도록 하면, 롤링과 피칭 및 요잉 회전이 복합된 다양한 모션 시뮬레이션 운동을 구현할 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 : 탑승부 101 : 의자
110-1 : 제1 링크연결부재 111-1 : 제1 지지축
112-1 : 제1 볼조인트 200-1 : 제1구동부
200-2 : 제2구동부 200-3 : 제3구동부
210-1 : 모터 211-1 : 제1 연결부
212-1 : 제1 고정부재 213-1 : 제1 샤프트
214-1 : 제1 단부 지지부재 215-1 : 제1 가이드레일
216-1 : 제1 이동체 220-1,221-1 : 제1 이동링크부재
223-1 : 제1 이동링크 힌지축 230-1 : 제1고정링크부재
240-1 : 제1 지지링크부재 241-1 : 제1 지지부재
242-1 : 제1 지지부 힌지축 243-1 : 제1 지지링크 연결부재
250-1 : 제2 지지링크부재 251-1 : 제2 지지부재
252-1 : 제2 지지부 힌지축 253-1 : 제2 지지링크 연결부재
260 : 링크 연결부 261 : 링크 연결축
262a,262b : 스페이스 링 263a,263b : 볼조인트
266a,266b : 록 너트 300 : 바닥지지부

Claims

탑승자가 탑승하는 탑승부(100)와, 상기 탑승부(100)의 하부를 지지하는 복수의 구동부를 구비한 모션 시뮬레이터에 있어서,
상기 복수의 구동부는, 상기 탑승부(100)의 중앙부를 지지하는 제1 구동부(200-1), 상기 제1 구동부(200-1)를 가운데 두고 그 양측에 위치하여 상기 탑승부(100)의 하부 일측과 타측을 각각 지지하는 제2 구동부(200-2)와 제3 구동부(200-3)를 포함하고,
상기 제1 구동부(200-1)는, 제1 이동체(216-1)를 왕복 직선 운동시키는 제1 리니어 액츄에이터, 상기 제1 이동체(216-1)에 하단부가 힌지 연결되고 상단부가 상기 탑승부(100)의 하단부에 힌지 연결되는 제1 이동링크부재(220-1,221-1), 상기 제1 이동링크부재(220-1,221-1)에 상단부가 힌지 연결되고 하단부가 상기 제1 이동체(216-1)로부터 이격된 위치에 힌지 연결된 제1 고정링크부재(230-1), 상단부가 상기 제1 고정링크부재(230-1)의 일측을 지지하고 하단부가 상기 제1 고정링크부재(230-1)의 하단부와 일직선 상의 위치에서 힌지 연결된 제1 지지링크부재(240-1), 및 상단부가 상기 제1 고정링크부재(230-1)의 타측을 지지하고 하단부가 상기 제1 고정링크부재(230-1)의 하단부 및 상기 제1 지지링크부재(240-1)의 하단부와 일직선 상의 위치에서 힌지 연결된 제2 지지링크부재(250-1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 모션 시뮬레이터
제1항에 있어서,
상기 제1 이동링크부재(220-1,221-1)와 제1 고정링크부재(230-1)의 상단부는 하나의 링크 연결축(261)에 힌지 연결되고,
상기 제1 지지링크부재(240-1)의 상단부와 상기 제2 지지링크부재(250-1)의 상단부는 상기 링크 연결축(261)에 힌지 연결된 것을 특징으로 하는 모션 시뮬레이터
제2항에 있어서,
상기 제1 이동링크부재(220-1,221-1)는 상기 제1 고정링크부재(230-1)의 양측에 한 쌍으로 구비되고,
상기 제1 지지링크부재(240-1)는 일측에 위치한 제1 이동링크부재(220-1)의 일측에 힌지 연결되며,
상기 제2 지지링크부재(250-1)는 타측에 위치한 제1 이동링크부재(221-1)의 타측에 힌지 연결된 것을 특징으로 하는 모션 시뮬레이터
제2항에 있어서,
상기 한 쌍의 제1 이동링크부재(220-1,221-1) 외측에 위치하는 상기 링크 연결축(261)의 양측 단부에는 한 쌍의 볼 조인트(263a,263b)가 결합된 것을 특징으로 하는 모션 시뮬레이터
제1항에 있어서,
상기 제1 지지링크부재(240-1)의 상단부는 상기 제1 이동링크부재(220-1,221-1)의 일측에 힌지 연결되고,
상기 제2 지지링크부재(250-1)의 상단부는 상기 제1 이동링크부재(220-1,221-1)의 타측에 힌지 연결된 것을 특징으로 하는 모션 시뮬레이터
제1항에 있어서,
상기 탑승부(100)의 하부에는, 상기 제1 구동부(200-1)와 연결하기 위한 제1 링크연결부재(110-1)가 결합되고,
상기 제1 링크연결부재(110-1)의 양 측면에는 내부에 삽입된 제1 지지축(111-1)의 양단이 결합되며,
상기 제1 지지축(111-1)에는 상기 제1 링크연결부재(110-1)와 탑승부(100)가 상대 회전 가능하도록 하기 위한 제1 볼조인트(112-1)가 결합된 것을 특징으로 하는 모션 시뮬레이터
제6항에 있어서,
상기 제1 볼조인트(112-1)는 상기 제1 지지축(111-1)에 결합된 상태에서, 상기 제1 지지축(111-1)의 길이범위 내에서 상대이동 가능하도록 구비된 것을 특징으로 하는 모션 시뮬레이터
제6항에 있어서,
상기 제1 이동링크부재(220-1,221-1)의 상단부에는 수평방향으로 구비된 제1 연결링크부재(222-1)가 일체로 구비되고,
상기 제1 연결링크부재(222-1)의 상단부에는 상기 제1 볼조인트(112-1)가 결합된 것을 특징으로 하는 모션 시뮬레이터
제2항에 있어서,
상기 제1 지지링크부재(240-1)의 하단부는 바닥지지부(300) 상에 고정된 제1 지지부재(241-1)에 제1 지지부 힌지축(242-1)에 의해 힌지 연결되고,
상기 제1 지지링크부재(240-1)의 하단부에는 상기 제1 지지부재(241-1)를 향하는 방향으로 절곡되어 연장된 제1 지지링크 연결부재(243-1)가 일체로 결합되고, 상기 제1 지지부 힌지축(242-1)이 상기 제1 지지링크 연결부재(243-1)를 관통하도록 결합되어 힌지 연결되며,
상기 제1 지지링크부재(240-1)는 제1 지지링크 연결부재(243-1)에 대하여 X축 방향을 기준으로 상기 제1 이동링크부재(220-1)와 제1 지지링크부재(240-1)가 힌지 연결되는 링크연결부(260) 방향으로 일정 각도 경사지도록 설치되고,
상기 제2 지지링크부재(250-1)의 하단부는 바닥지지부(300) 상에 고정된 제2 지지부재(251-1)에 제2 지지부 힌지축(252-1)에 의해 힌지 연결되고,
상기 제2 지지링크부재(250-1)의 하단부에는 상기 제2 지지부재(251-1)를 향하는 방향으로 절곡되어 연장된 제2 지지링크 연결부재(253-1)가 일체로 결합되고, 상기 제2 지지부 힌지축(252-1)이 상기 제2 지지링크 연결부재(253-1)를 관통하도록 결합되어 힌지 연결되며,
상기 제2 지지링크부재(250-1)는 제2 지지링크 연결부재(253-1)에 대하여 X축 방향을 기준으로 상기 제1 이동링크부재(221-1)와 제2 지지링크부재(250-1)가 힌지 연결되는 링크연결부(260) 방향으로 일정 각도 경사지도록 설치된 것을 특징으로 하는 모션 시뮬레이터
제1항에 있어서,
상기 제2 구동부(200-2)는, 제2 이동체(216-2)를 왕복 직선운동시키는 제2 리니어 액츄에이터, 상기 제2 이동체(216-2)에 하단부가 힌지 연결되고 상단부가 상기 탑승부(100)의 하단부에 힌지 연결되는 제2 이동링크부재(220-2,221-2), 상기 제2 이동링크부재(220-2,221-2)에 상단부가 힌지 연결되고 하단부가 상기 제2 이동체(216-2)로부터 이격된 위치에 힌지 연결된 제2 고정링크부재(230-2)로 이루어지고;
상기 제3 구동부(200-3)는, 제3 이동체(216-3)를 왕복 직선 운동시키는 제3 리니어 액츄에이터, 상기 제3 이동체(216-3)에 하단부가 힌지 연결되고 상단부가 상기 탑승부(100)의 하단부에 힌지 연결되는 제3 이동링크부재(220-3,221-3), 상기 제3 이동링크부재(220-3,221-3)에 상단부가 힌지 연결되고 하단부가 상기 제3 이동체(216-3)로부터 이격된 위치에 힌지 연결된 제3 고정링크부재(230-3)로 이루어진 것;을 특징으로 하는 모션 시뮬레이터
제10항에 있어서,
상기 제1 구동부(200-1)의 제1 리니어 액츄에이터는 상기 제1 이동체(216-1)를 제1방향이 전진방향이 되도록 왕복 직선 운동시키고,
상기 제2 구동부(200-2)의 제2 리니어 액츄에이터는 상기 제2 이동체(216-2)를 상기 제1방향과 반대방향인 제2방향이 전진방향이 되도록 왕복 직선운동시키며,
상기 제3 구동부(200-3)의 제3 리니어 액츄에이터는 상기 제3 이동체(216-3)를 상기 제2방향이 전진방향이 되도록 왕복 직선 운동시키는 것을 특징으로 하는 모션 시뮬레이터
제10항에 있어서,
상기 제1 구동부(200-1)와 제2 구동부(200-2) 및 제3 구동부(200-3)는, 상기 탑승부(100)의 하부를 삼각형 위치에서 지지하는 것을 특징으로 하는 모션 시뮬레이터
제10항에 있어서,
상기 탑승부(100)의 하부에는,
상기 제1 구동부(200-1)와 연결하기 위한 제1 링크연결부재(110-1)가 결합되고, 상기 제1 링크연결부재(110-1)의 양 측면에는 내부에 삽입된 제1 지지축(111-1)의 양단이 결합되며, 상기 제1 지지축(111-1)은 X축 방향의 길이를 갖도록 설치되고, 상기 제1 지지축(111-1)에는 상기 제1 링크연결부재(110-1)와 탑승부(100)가 상대 회전 가능하도록 하기 위한 제1 볼조인트(112-1)가 결합되며, 상기 제1 볼조인트(112-1)는 상기 제1 지지축(111-1)에 결합된 상태에서, 상기 제1 지지축(111-1)의 길이범위 내에서 X축 방향으로 상대이동 가능하도록 구비되고,
상기 제2 구동부(200-2)와 연결하기 위한 제2 링크연결부재(110-2)가 결합되고, 상기 제2 링크연결부재(110-2)의 양 측면에는 내부에 삽입된 제2 지지축(111-2)의 양단이 결합되며, 상기 제2 지지축(111-2)은 상기 제1 지지축(111-1)과 직교하는 방향인 Z축 방향의 길이를 갖도록 설치되고, 상기 제2 지지축(111-2)에는 상기 제2 링크연결부재(110-2)와 탑승부(100)가 상대 회전 가능하도록 하기 위한 제2 볼조인트(112-2)가 결합되며, 상기 제2 볼조인트(112-2)는 상기 제2 지지축(111-2)에 결합된 상태에서, 상기 제2 지지축(111-2)의 길이범위 내에서 Z축 방향으로 상대이동 가능하도록 구비되고,
상기 제3 구동부(200-3)와 연결하기 위한 제3 링크연결부재(110-3)가 결합되고, 상기 제3 링크연결부재(110-3)의 양 측면에는 내부에 삽입된 제3 지지축(111-3)의 양단이 결합되며, 상기 제3 지지축(111-3)은 Z축 방향의 길이를 갖도록 설치되고, 상기 제3 지지축(111-3)에는 상기 제3 링크연결부재(110-3)와 탑승부(100)가 상대 회전 가능하도록 하기 위한 제3 볼조인트(112-3)가 결합되며, 상기 제3 볼조인트(112-3)는 상기 제3 지지축(111-3)에 결합된 상태에서, 상기 제3 지지축(111-3)의 길이범위 내에서 상기 Z축 방향으로 상대이동 가능하도록 구비된 것을 특징으로 하는 모션 시뮬레이터