KR102233474B1 - Simulation system with three degree of freedom optical sensing - Google Patents

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KR102233474B1
KR102233474B1 KR1020190153419A KR20190153419A KR102233474B1 KR 102233474 B1 KR102233474 B1 KR 102233474B1 KR 1020190153419 A KR1020190153419 A KR 1020190153419A KR 20190153419 A KR20190153419 A KR 20190153419A KR 102233474 B1 KR102233474 B1 KR 102233474B1
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손흥선
이성민
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울산과학기술원
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Abstract

A sensing module of the present invention is configured to perform a three-degree-of-freedom motion in conjunction with a motion of a motion platform and a simulation module, and since the sensing distance between an optical sensor and the motion platform can always be kept constant, the rotation of the motion platform can be detected more accurately. In addition, since the sensing module of the present invention is provided on the inclined surface of a linear stage and moves in association with the motion of the linear stage without a separate driving device, there is an advantage of simple installation and easy operation.

Description

3자유도 옵티컬 센싱이 가능한 시뮬레이션 시스템{Simulation system with three degree of freedom optical sensing}Simulation system with three degree of freedom optical sensing

본 발명은 3자유도 옵티컬 센싱이 가능한 시뮬레이션 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모션 플랫폼의 회전을 보다 정확하게 감지할 수 있는 3자유도 옵티컬 센싱이 가능한 시뮬레이션 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a simulation system capable of optical sensing of three degrees of freedom, and more particularly, to a simulation system capable of optical sensing of three degrees of freedom that can more accurately detect rotation of a motion platform.

일반적으로 시뮬레이터(Simulator) 기술은, 항공기 뿐만 아니라 선박이나 철도 차량의 조종과 운전자의 교육 훈련용으로 이용되고 있다. 최근에는 컴퓨터 그래픽이 고성능화되면서 게임, 각종 테스트, 엔터테인먼트 등 산업 전분야에서 관심이 대두되고 있다. In general, a simulator technology is used not only for aircraft, but also for the control of ships or railway vehicles and for the education and training of drivers. Recently, as computer graphics have become high-performance, interest in all fields of the industry such as games, various tests, and entertainment is emerging.

그러나, 종래의 시뮬레이터는, 6자유도 운동을 구현하는 경우 복수의 암들이나 유압, 동력 장치들을 필요로 하므로 전체적인 구조가 매우 복잡하고 제작 비용이 비싸지는 문제점이 있으며, 구조를 단순화시킬 경우 3자유도 운동만이 가능하여 실제 모션을 구현하기가 어려운 문제점이 있다. However, the conventional simulator has a problem that the overall structure is very complex and the manufacturing cost is high because it requires a plurality of arms, hydraulic pressure, and power devices when implementing the 6 degree of freedom movement, and when the structure is simplified, the 3 degree of freedom movement There is a problem that it is difficult to implement actual motion because it is only possible.

또한, 종래의 시뮬레이터의 운동을 구현하기 위해서는 시뮬레이터의 움직임을 보다 정확하게 감지할 수 있는 기술이 필요하다. In addition, in order to implement the motion of the conventional simulator, a technique capable of more accurately detecting the motion of the simulator is required.

한국등록특허 10-1146947Korean Patent Registration 10-1146947

본 발명의 목적은, 6자유도 운동을 하는 모션 플랫폼의 움직임을 보다 정확하게 감지할 수 있는 3자유도 옵티컬 센싱이 가능한 시뮬레이션 시스템을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a simulation system capable of optical sensing with 3 degrees of freedom that can more accurately detect the motion of a motion platform performing 6 degrees of freedom movement.

본 발명에 따른 3자유도 옵티컬 센싱이 가능한 시뮬레이션 시스템은, 적어도 일부분이 구면(spherical surface)을 이루도록 형성된 모션 플랫폼과; 상기 모션 플랫폼의 구면에 접촉하여 상기 모션 플랫폼과의 마찰력에 의해 상기 모션 플랫폼을 회전운동시키는 복수의 지지볼들을 포함하는 복수의 플랫폼 회전부들과; 상기 플랫폼 회전부들의 각 하부에 설치되어 상기 플랫폼 회전부를 수평방향으로 직선운동시키고, 상기 플랫폼 회전부가 설치된 상면부가 소정의 각도로 경사지게 경사면으로 형성되어, 상기 직선운동시 상기 모션 플랫폼의 높이를 변화시키는 복수의 리니어 스테이지들과; 상기 리니어 스테이지들을 각각 상기 수평방향으로 직선이동시키는 복수의 리니어 스테이지 직선이동부들과; 상기 모션 플랫폼에 대향되게 배치되고, 상기 모션 플랫폼의 움직임을 감지하는 옵티컬 센서가 설치된 센서 패널과; 상기 센서 패널의 하부에 설치되어 상기 센서 패널을 서로 다른 방향의 제1,2회전축을 중심으로 회전시키는 센서 패널 회전부와; 상기 센서 패널 회전부의 하부와 상기 리니어 스테이지의 경사면 사이에 설치되어, 상기 리니어 스테이지의 직선운동에 따라 상기 리니어 스테이지의 경사면과 상기 모션 플랫폼 사이의 거리 변화시 상기 센서 패널 회전부의 높이가 변하도록 상기 센서 패널 회전부를 상기 경사면에 수직한 방향으로 병진운동시키는 센서 패널 병진운동부를 포함한다.A simulation system capable of optical sensing of 3 degrees of freedom according to the present invention comprises: a motion platform formed to form at least a part of a spherical surface; A plurality of platform rotation units including a plurality of support balls that contact the spherical surface of the motion platform and rotate the motion platform by frictional force with the motion platform; A plurality of units installed under each of the platform rotation units to linearly move the platform rotation unit in a horizontal direction, and the upper surface portion on which the platform rotation unit is installed is formed as an inclined surface to be inclined at a predetermined angle to change the height of the motion platform during the linear movement The linear stages of; A plurality of linear stage linear movement units for linearly moving the linear stages in the horizontal direction, respectively; A sensor panel disposed opposite to the motion platform and installed with an optical sensor for detecting movement of the motion platform; A sensor panel rotation unit installed under the sensor panel to rotate the sensor panel around first and second rotation axes in different directions; The sensor is installed between the lower portion of the sensor panel rotating part and the inclined surface of the linear stage, so that the height of the sensor panel rotating part changes when the distance between the inclined surface of the linear stage and the motion platform changes according to the linear motion of the linear stage. And a sensor panel translation unit for translating the panel rotation unit in a direction perpendicular to the inclined surface.

본 발명에 따른 3자유도 옵티컬 센싱이 가능한 시뮬레이션 시스템은 6자유도 운동을 하는 모션 플랫폼의 회전을 감지하는 센싱 모듈이 3자유도 운동을 하도록 구성됨으로써, 6자유도 운동을 하는 모션 플랫폼의 회전을 보다 정확하게 감지될 수 있다.In the simulation system capable of optical sensing with 3 degrees of freedom according to the present invention, a sensing module that detects the rotation of a motion platform performing 6 degrees of freedom movement is configured to perform 3 degrees of freedom movement, thereby controlling the rotation of the motion platform performing 6 degrees of freedom movement. It can be detected more accurately.

또한, 센서 패널 회전부와 센서 패널 병진운동부를 포함함으로써, 옵티컬 센서와 모션 플랫폼 사이의 센싱 거리가 항상 일정하게 유지될 수 있으므로, 모션 플랫폼의 회전을 보다 정확하게 감지할 수 있다.In addition, by including the sensor panel rotation unit and the sensor panel translation unit, since the sensing distance between the optical sensor and the motion platform can always be kept constant, the rotation of the motion platform can be more accurately detected.

또한, 본 발명의 센싱 모듈은, 리니어 스테이지의 경사면에 구비되어 별도의 구동장치 없이 리니어 스테이지의 움직임에 연동되어 움직이기 때문에, 설치가 간편하면서도 작동이 용이한 이점이 있다. In addition, since the sensing module of the present invention is provided on an inclined surface of the linear stage and moves in conjunction with the movement of the linear stage without a separate driving device, there is an advantage in that installation is simple and operation is easy.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3자유도 옵티컬 센싱이 가능한 시뮬레이션 시스템을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 센서 모듈이 도시된 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 센서 모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이다.1 is a perspective view showing a simulation system capable of optical sensing with 3 degrees of freedom according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view illustrating a sensor module according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing an operating state of the sensor module according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3자유도 옵티컬 센싱이 가능한 시뮬레이션 시스템을 나타낸 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 센서 모듈이 도시된 사시도이다. 1 is a perspective view showing a simulation system capable of optical sensing with 3 degrees of freedom according to an embodiment of the present invention. 2 is a perspective view illustrating a sensor module according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 3자유도 옵티컬 센싱이 가능한 시뮬레이션 시스템은, 모션 플랫폼(10)을 움직이게 하는 시뮬레이팅 모듈과, 상기 모션 플랫폼(10)의 움직임을 감지하는 센서 모듈(100)을 포함한다.1 and 2, a simulation system capable of optical sensing with a degree of freedom according to an embodiment of the present invention includes a simulation module that moves the motion platform 10, and detects the motion of the motion platform 10. It includes a sensor module (100).

상기 시뮬레이팅 모듈은, 상기 모션 플랫폼(10), 플랫폼 회전부(20), 리니어 스테이지(30), 리니어 스테이지 직선이동부(40)를 포함한다.The simulating module includes the motion platform 10, the platform rotation unit 20, the linear stage 30, and the linear stage linear movement unit 40.

상기 모션 플랫폼(10)은, 시뮬레이션을 체험하는 체험자가 탑승하는 공간을 형성한다. 상기 모션 플랫폼(10)은, 적어도 일부분이 구면(sphere surface)을 이루도록 형성된다. 상기 모션 플랫폼(10)의 구면은 후술하는 지지볼들(22)과 접촉면이 된다. 상기 모션 플랫폼(10)은 전체가 구 형상으로 이루어지는 것도 가능하고, 일부분을 제외하고 구 형상을 이루는 것도 가능하다. 본 실시예에서는, 상기 모션 플랫폼(10)은 체험자가 탑승시 이용하는 게이트를 제외하고 구 형상으로 이루어진 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 모션 플랫폼(10)은 일부가 개구되게 형성되는 것도 가능하고, 상기 지지볼(22)과 접촉되는 면을 제외하고는 다른 형상으로 이루어지는 것도 물론 가능하다. The motion platform 10 forms a space in which an experienced person who experiences a simulation rides. The motion platform 10 is formed so that at least a portion of the motion platform 10 forms a spherical surface. The spherical surface of the motion platform 10 becomes a contact surface with the support balls 22 to be described later. The motion platform 10 may have a spherical shape as a whole, or may have a spherical shape except for a part. In this embodiment, the motion platform 10 will be described as having a spherical shape except for the gate used by the experienced person when boarding. However, the present invention is not limited thereto, and the motion platform 10 may be formed to be partially opened, and may of course be formed in a different shape except for a surface in contact with the support ball 22.

상기 모션 플랫폼(10)의 내부에는 상기 체험자가 앉는 의자(미도시)가 구비될 수 있으며, 상기 체험자가 시뮬레이션 프로그램을 확인할 수 있는 디스플레이(미도시) 등이 설치될 수 있다. A chair (not shown) on which the experiencer sits may be provided inside the motion platform 10, and a display (not shown), etc., through which the experiencer can check a simulation program, may be installed.

상기 플랫폼 회전부(20)는, 복수의 지지볼들(22)과 복수의 롤러들(24)(26)을 포함한다.The platform rotation unit 20 includes a plurality of support balls 22 and a plurality of rollers 24 and 26.

상기 지지볼들(22)은, 상기 모션 플랫폼(10)의 구면, 즉 하부면을 지지하도록 복수개로 이루어진다. 상기 지지볼들(22)은 상기 리니어 스테이지(30)의 경사면(30a)에 회전가능하게 설치된다. 상기 지지볼들(22)은, 상기 모션 플랫폼(10)과의 사이에 마찰력에 의해 상기 모션 플랫폼(10)을 움직이게 한다. 상기 지지볼들(22)은 모두 구 형상으로 이루어진다. 상기 지지볼들(22)의 직경은, 상기 모션 플랫폼(10)의 직경보다 작게 형성된다. 상기 지지볼들(22)은, 상기 모션 플랫폼(10)의 원주방향을 따라 서로 동일한 각도로 이격되게 배치된다. 이하, 본 실시예에서는 상기 지지볼들(22)은 서로 120도 간격으로 이격되게 위치한 3개로 이루어진 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 지지볼들(22)의 개수와 위치는 조정 가능하다. The support balls 22 are formed in plural to support the spherical surface, that is, the lower surface of the motion platform 10. The support balls 22 are rotatably installed on the inclined surface 30a of the linear stage 30. The support balls 22 move the motion platform 10 by frictional force between the motion platform 10 and the motion platform 10. All of the support balls 22 have a spherical shape. The diameter of the support balls 22 is formed smaller than the diameter of the motion platform 10. The support balls 22 are disposed to be spaced apart from each other at the same angle along the circumferential direction of the motion platform 10. Hereinafter, in the present embodiment, the support balls 22 will be described as being made of three spaced apart from each other by 120 degrees. However, the present invention is not limited thereto, and the number and position of the support balls 22 are adjustable.

상기 복수의 롤러들(24)(26)은, 상기 지지볼들(22)을 회전가능토록 지지하는 보조 롤러(26)와, 상기 보조 롤러(26)와 별도로 배치되고 상기 모터(25)에 연결되어 상기 모터(25)의 회전력에 의해 상기 지지볼(22)을 회전시키는 회전 롤러(24)를 포함한다. The plurality of rollers 24 and 26 are arranged separately from the auxiliary roller 26 for rotatably supporting the support balls 22 and the auxiliary roller 26 and connected to the motor 25 And a rotation roller 24 for rotating the support ball 22 by the rotational force of the motor 25.

상기 복수의 롤러들(24)(26)은, 상기 리니어 스테이지(30)마다 각각 구비되고, 상기 지지볼(22)의 둘레를 따라 서로 소정각도로 이격된 위치에 복수개가 구비된다. 본 실시예에서는, 하나의 지지볼(22) 주변에 1개의 회전 롤러(24)와 3개의 보조 롤러들(26)이 배치된 것으로 예를 들어 설명한다. The plurality of rollers 24 and 26 are provided for each of the linear stages 30, and a plurality of rollers 24 and 26 are provided at positions spaced apart from each other at a predetermined angle along the circumference of the support ball 22. In this embodiment, it will be described as an example that one rotation roller 24 and three auxiliary rollers 26 are disposed around one support ball 22.

상기 회전 롤러(24)는 상기 모터(25)에 연결되어 상기 모터(25)의 회전력에 의해 상기 지지볼(22)을 회전시키는 구동용 롤러이다. 상기 회전 롤러(24)는 하나의 상기 지지볼(22)에 한 개씩 구비될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 회전 롤러(24)는, 상기 지지볼(22)의 하부에 설치되는 것도 물론 가능하다.The rotation roller 24 is a driving roller that is connected to the motor 25 and rotates the support ball 22 by the rotational force of the motor 25. Each of the rotating rollers 24 may be provided on one of the support balls 22. However, the present invention is not limited thereto, and of course, the rotation roller 24 may be installed under the support ball 22.

상기 보조 롤러(26)는, 상기 리니어 스테이지(30)의 경사면(30a)에 설치된다. 상기 보조 롤러(26)는, 상기 리니어 스테이지(30)에 구비된 롤러 브래킷(26a)에 회전가능토록 결합된다. 상기 보조 롤러(260)는 상기 리니어 스테이지(30)의 경사면(30a)에 설치되어 상기 지지볼(22)의 측면과 접촉한다. 상기 보조 롤러(26)는 상기 지지볼(22)을 직접 회전시키지 않고, 상기 지지볼(22)의 회전시 회전을 지지하는 역할만 한다.The auxiliary roller 26 is installed on the inclined surface 30a of the linear stage 30. The auxiliary roller 26 is rotatably coupled to a roller bracket 26a provided on the linear stage 30. The auxiliary roller 260 is installed on the inclined surface 30a of the linear stage 30 to contact the side surface of the support ball 22. The auxiliary roller 26 does not directly rotate the support ball 22, but only supports rotation when the support ball 22 rotates.

상기 리니어 스테이지(30)는, 상기 플랫폼 회전부(20)의 각 하부에 설치되어 상기 플랫폼 회전부(20)를 수평방향으로 직선운동시키도록 구비된다. 상기 리니어 스테이지(30)의 상면부는 소정의 각도로 경사진 경사면(30a)으로 형성되어, 상기 직선운동시 상기 모션 플랫폼(10)의 높이를 변화시킬 수 있다.The linear stage 30 is installed at each lower portion of the platform rotating part 20 to linearly move the platform rotating part 20 in a horizontal direction. The upper surface of the linear stage 30 is formed as an inclined surface 30a inclined at a predetermined angle, so that the height of the motion platform 10 may be changed during the linear motion.

상기 리니어 스테이지(30)의 개수는 상기 지지볼들(22)의 개수와 동일하다. 본 실시에서는, 상기 지지볼들(22)이 3개로 이루어진 것으로 예를 들어 설명하므로, 상기 리니어 스테이지(30)의 개수도 3개인 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 경사면(30a)에서 상기 지지볼들(22)의 하측 일부에 대향되는 부분은 상기 지지볼들(22)의 회전에 간섭되지 않도록 개구홀(30b)이 형성된다. 상기 개구홀(30b)의 하부에는 상기 개구홀(30b)과 소정 간격 이격되게 개구홀 커버(30c)가 구비될 수 있다. The number of linear stages 30 is the same as the number of support balls 22. In this embodiment, since it is described as an example that the support balls 22 are made of three, the number of the linear stages 30 is also described as an example of three. An opening hole 30b is formed on the inclined surface 30a so as not to interfere with the rotation of the support balls 22 at a portion facing the lower portion of the support balls 22. An opening hole cover 30c may be provided below the opening hole 30b to be spaced apart from the opening hole 30b by a predetermined distance.

상기 리니어 스테이지 직선이동부(40)는, 상기 리니어 스테이지들(30)을 각각 수평방향으로 직선이동시키는 장치이다. 상기 리니어 스테이지 직선이동부(40)는, 상기 모션 플랫폼(10)의 중심과 연직방향으로 연결되는 가상의 중심점에서 방사형으로 배치되는 가상의 선들 위에서 서로 소정각도 이격되게 복수개가 배치된다. 상기 리니어 스테이지 직선이동부(40)는 상기 리니어 스테이지(30)마다 각각 구비되어, 복수의 리니어 스테이지들(30)을 서로 독립적으로 직선 운동시킨다.The linear stage linear movement unit 40 is a device for linearly moving the linear stages 30 in a horizontal direction, respectively. A plurality of linear stage linear moving parts 40 are disposed on virtual lines radially arranged at a virtual center point connected in a vertical direction to the center of the motion platform 10 so as to be spaced apart from each other by a predetermined angle. The linear stage linear moving part 40 is provided for each of the linear stages 30 to move the plurality of linear stages 30 independently of each other.

상기 리니어 스테이지 직선이동부(40)는, 상기 리니어 스테이지(40)의 하부에 구비된 슬라이더(미도시)와, 상기 슬라이더(미도시)가 직선이동가능하도록 결합된 가이드 레일(42)과, 상기 슬라이더(미도시)를 구동시키는 구동부(미도시)와, 사기 가이드 레일(42)이 구비된 시뮬레이터 베이스(44)를 포함한다.The linear stage linear moving part 40 includes a slider (not shown) provided under the linear stage 40, a guide rail 42 coupled to the slider (not shown) to be linearly movable, and the It includes a driving unit (not shown) for driving the slider (not shown), and a simulator base 44 provided with a guide rail 42.

상기 가이드 레일(42)은, 상기 리니어 스테이지(30)의 개수에 대응되게 복수개가 구비되는 바, 본 실시예에서는 3개가 구비된 것으로 예를 들어 설명한다. A plurality of guide rails 42 are provided to correspond to the number of the linear stages 30, and in the present embodiment, three guide rails 42 are provided.

상기 구동부(미도시)는, 상기 슬라이더들(미도시)을 상기 가이드 레일(42)을 따라 직선이동하도록 구동시킨다. 상기 구동부(미도시)는, 액추에이터와 모터 중 어느 하나를 사용할 수 있다. The driving unit (not shown) drives the sliders (not shown) to move linearly along the guide rail 42. The driving unit (not shown) may use either an actuator or a motor.

상기 센서 모듈(100)은, 상기 모션 플랫폼(10)과 상기 리니어 스테이지(30)의 경사면(30a)사이에 구비되어, 상기 모션 플랫폼(10)의 운동을 감지하기 위한 모듈이다. 상기 센서 모듈(100)은, 상기 리니어 스테이지(30)의 직선 운동시 상기 모션 플랫폼(10)과 상기 경사면(30a)사이의 간격이 변하더라도 항상 상기 모션 플랫폼(10)에 밀착된 상태를 유지한다. The sensor module 100 is a module provided between the motion platform 10 and the inclined surface 30a of the linear stage 30 to detect the motion of the motion platform 10. The sensor module 100 always maintains a state in close contact with the motion platform 10 even if the distance between the motion platform 10 and the inclined surface 30a changes during linear motion of the linear stage 30. .

상기 센서 모듈(100)은, 상기 리니어 스테이지(30)마다 설치된 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 상기 복수의 리니어 스테이지들(30) 중 일부에만 선택적으로 설치되는 것도 물론 가능하다.The sensor module 100 is described as being installed for each of the linear stages 30 for example, but is not limited thereto, and may of course be selectively installed only on some of the plurality of linear stages 30.

도 2를 참조하면, 상기 센서 모듈(100)은, 센서 패널(110), 옵티컬 센서(120), 센서 패널 회전부(130), 센서 패널 병진운동부(140)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the sensor module 100 includes a sensor panel 110, an optical sensor 120, a sensor panel rotation unit 130, and a sensor panel translation unit 140.

상기 센서 패널(110)은, 상기 모션 플랫폼(10)에 대향되게 배치되고 패널 형상으로 형성된다. 상기 센서 패널(110)은 단면이 모서리가 둥근 삼각형 형상으로 형성된 것으로 예를 들어 설명한다.The sensor panel 110 is disposed to face the motion platform 10 and is formed in a panel shape. The sensor panel 110 will be described as an example that the cross section is formed in a triangular shape with rounded corners.

상기 옵티컬 센서(120)는, 상기 센서 패널(110)의 상면에서 상기 모션 플랫폼(10)을 향하도록 배치되어, 빛을 이용하여 상기 모션 플랫폼(10)의 운동을 감지하는 센서이다. 상기 옵티컬 센서(120)는 상기 모션 플랫폼(10)으로부터 소정의 센싱 거리만큼 이격되게 설치된다. 상기 옵티컬 센서(120)는 상기 센서 패널(110)의 상면의 중심에 1개가 설치된 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 옵티컬 센서(120)는 상기 센서 패널(110)의 상면 후술하는 복수의 회전 볼들(122) 사이에 배치된다. The optical sensor 120 is a sensor that is disposed to face the motion platform 10 from the upper surface of the sensor panel 110 and detects the motion of the motion platform 10 using light. The optical sensor 120 is installed to be spaced apart from the motion platform 10 by a predetermined sensing distance. One optical sensor 120 is installed at the center of the upper surface of the sensor panel 110, for example. The optical sensor 120 is disposed between a plurality of rotating balls 122 to be described later on the upper surface of the sensor panel 110.

상기 센서 패널(110)에는 복수의 회전 볼들(122)이 설치된다. A plurality of rotating balls 122 are installed on the sensor panel 110.

상기 복수의 회전 볼들(122)은, 상기 센서 패널(110)의 상면에서 상기 옵티컬 센서(120)를 중심으로 방사형으로 배치된다. 상기 회전 볼들(122)은 상기 모션 플랫폼(10)에 밀착되도록 상기 옵티컬 센서(120)보다 돌출되게 구비된다. 상기 회전 볼들(122)은 구 형상으로 형성되어 상기 모션 플랫폼(10)의 회전을 지지하도록 회전가능하도록 설치된 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고 회전을 안하더라도 상면이 구면으로 형성될 수 있다. 상기 회전 볼들(122)은, 상기 리니어 스테이지(30)의 직선 운동에 의해 상기 모션 플랫폼(10)의 높이가 변하더라도 상기 센서 패널 회전부(130)와 상기 센서 패널 병진운동부(140)의 운동에 의해 상기 모션 플랫폼(10)에 밀착된 상태를 유지할 수 있다.The plurality of rotating balls 122 are radially disposed around the optical sensor 120 on the upper surface of the sensor panel 110. The rotating balls 122 are provided to protrude from the optical sensor 120 so as to be in close contact with the motion platform 10. The rotating balls 122 are formed in a spherical shape and are installed to be rotatable to support the rotation of the motion platform 10, for example, it will be described. However, the present invention is not limited thereto, and the upper surface may be formed as a spherical surface even if rotation is not performed. Even if the height of the motion platform 10 changes due to the linear motion of the linear stage 30, the rotating balls 122 may be moved by the movement of the sensor panel rotation unit 130 and the sensor panel translation unit 140. The state in close contact with the motion platform 10 may be maintained.

상기 센서 패널 회전부(130)는, 상기 센서 패널(110)의 하부에 설치되어 상기 센서 패널(130)을 서로 다른 방향의 제1,2회전축(131a)(132a)을 중심으로 회전시키는 장치이다. 상기 센서 패널 회전부(130)는 상기 센서 패널(110)을 2자유도로 회전운동시키는 구조이다. The sensor panel rotation unit 130 is a device installed under the sensor panel 110 to rotate the sensor panel 130 around first and second rotation axes 131a and 132a in different directions. The sensor panel rotation unit 130 has a structure that rotates the sensor panel 110 in two degrees of freedom.

상기 센서 패널 회전부(130)는, 제1요크(131), 제2요크(132) 및 스파이더(133)를 포함한다.The sensor panel rotating part 130 includes a first yoke 131, a second yoke 132 and a spider 133.

상기 제1요크(131)는, 상단은 상기 센서 패널(110)의 하부에 결합되어 고정되고, 하단은 상기 제1회전축(131a)의 양단과 결합되어, 상기 센서 패널(110)을 상기 제1회전축(131a)을 중심으로 회전시킨다.The first yoke 131 has an upper end coupled to and fixed to a lower portion of the sensor panel 110, and a lower end coupled to both ends of the first rotation shaft 131a, thereby connecting the sensor panel 110 to the first It rotates around the rotation shaft (131a).

상기 제2요크(132)는, 하단은 상기 센서 패널 병진운동부(140)에 결합되고, 상단은 상기 제2회전축(132a)의 양단에 결합되어, 상기 센서 패널(110)을 상기 제2회전축(132a)을 중심으로 회전시킨다. The second yoke 132 has a lower end coupled to the sensor panel translation unit 140, and an upper end coupled to both ends of the second rotary shaft 132a, so that the sensor panel 110 is coupled to the second rotary shaft ( 132a).

상기 스파이더(133)는, 상기 제1요크(131)와 상기 제2요크(132)사이에 결합되고, 상기 제1회전축(131a)과 상기 제2회전축(132a)이 서로 교차하는 방향으로 결합된다. The spider 133 is coupled between the first yoke 131 and the second yoke 132, and is coupled in a direction in which the first rotation shaft 131a and the second rotation shaft 132a cross each other. .

상기 센서 패널 병진운동부(140)는, 상기 센서 패널 회전부(130)의 하부와 상기 리니어 스테이지(30)의 경사면(30a) 사이에 설치되어, 상기 센서 패널 회전부(130)를 상기 경사면(30a)에 수직한 방향으로 1자유도로 병진운동시키는 장치이다. 상기 리니어 스테이지(30)의 직선 운동에 따라 상기 모션 플랫폼(10)의 높이가 변할 때 상기 센서 패널(110)의 높이도 변화할 수 있도록 상기 센서 패널 회전부(130)를 병진운동시키는 장치이다. The sensor panel translation unit 140 is installed between the lower portion of the sensor panel rotating unit 130 and the inclined surface 30a of the linear stage 30, so that the sensor panel rotating unit 130 is attached to the inclined surface 30a. It is a device that translates in one degree of freedom in a vertical direction. This is a device for translating the sensor panel rotation unit 130 so that the height of the sensor panel 110 may also change when the height of the motion platform 10 changes according to the linear motion of the linear stage 30.

상기 센서 패널 병진운동부(140)는, 베이스 패널(143)과, 탄성부재(141), 탄성부재 샤프트(142) 및 가이드 브라켓(150)을 포함한다.The sensor panel translation unit 140 includes a base panel 143, an elastic member 141, an elastic member shaft 142, and a guide bracket 150.

상기 베이스 패널(143)은, 상기 리니어 스테이지(30)에 고정 설치된다.The base panel 143 is fixedly installed on the linear stage 30.

상기 탄성부재(141)는, 상기 베이스 패널(143)의 상면에서 상기 베이스 패널(143)에 수직한 방향으로 길게 설치되어, 상기 센서 패널 회전부(130)를 향한 방향으로 탄성력을 부여한다. 본 실시예에서는, 상기 탄성부재(141)는 압축 스프링인 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 액추에이터 등이 사용될 수도 있다.The elastic member 141 is installed elongated in a direction perpendicular to the base panel 143 from the top surface of the base panel 143, and imparts an elastic force in a direction toward the sensor panel rotation unit 130. In the present embodiment, the elastic member 141 is described as an example as a compression spring, but the present invention is not limited thereto, and an actuator or the like may be used.

상기 탄성부재(141)는, 복수개가 서로 소정간격 이격되게 배치된다.A plurality of the elastic members 141 are disposed to be spaced apart from each other by a predetermined distance.

상기 탄성부재 샤프트(142)는 상기 탄성부재(141)의 내부에 각각 구비된다.The elastic member shaft 142 is provided inside the elastic member 141, respectively.

상기 가이드 브라켓(150)은, 상기 센서 패널 회전부(130)와 상기 탄성부재(141)사이에 결합되고, 상기 탄성부재(141)의 압축시 상기 탄성부재 샤프트(142)가 통과하는 공간을 형성된다. The guide bracket 150 is coupled between the sensor panel rotating part 130 and the elastic member 141, and forms a space through which the elastic member shaft 142 passes when the elastic member 141 is compressed. .

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 시뮬레이션 시스템의 작동을 설명하면, 다음과 같다.The operation of the simulation system according to an embodiment of the present invention configured as described above will be described as follows.

상기 모션 플랫폼(10)은, 상기 3개의 리니어 스테이지들(30)이 서로 독립적으로 직선 이동함에 따라 x,y,z축 방향으로 3자유도 선형 운동이 가능하다.As the three linear stages 30 linearly move independently of each other, the motion platform 10 may perform linear movement of three degrees of freedom in the x, y, and z axis directions.

또한, 상기 모션 플랫폼(10)은, 상기 모터(25)의 작동에 의해 회전하는 상기 지지볼(22)과 상기 모션 플랫폼(10) 사이에 발생되는 마찰력에 의해 3자유도 회전 운동이 가능하다. In addition, the motion platform 10 is capable of rotational movement of three degrees of freedom by a frictional force generated between the support ball 22 and the motion platform 10 rotated by the operation of the motor 25.

상기 3개의 모터(25) 중에서 적어도 하나의 모터(25)만이 구동되면, 상기 3개의 지지볼들(22) 중에서 적어도 하나의 지지볼(22)만이 회전되고, 나머지 지지볼들(22)은 자유 굴림(free-roll)될 수 있다. 상기 3개의 모터들(25) 중에서 회전하는 모터에 의해 상기 모션 플랫폼(10)의 회전 방향이 선택되고 상기 모션 플랫폼(10)의 회전 운동이 구현될 수 있다.When only at least one of the three motors 25 is driven, at least one of the three support balls 22 is rotated, and the remaining support balls 22 are free. Can be free-rolled. A rotation direction of the motion platform 10 may be selected by a motor rotating among the three motors 25, and a rotational motion of the motion platform 10 may be implemented.

따라서, 상기 시뮬레이션 시스템은, 상기 플랫폼 회전부(20)의 구동과 상기 리니어 스테이지 직선이동부(40)의 구동의 조합에 따라 상기 모션 플랫폼(10)의 6자유도 운동을 구현할 수 있다. Accordingly, the simulation system may implement 6 degrees of freedom movement of the motion platform 10 according to a combination of driving of the platform rotating unit 20 and driving of the linear stage linear moving unit 40.

한편, 상기 모션 플랫폼(10)의 운동을 감지하는 방법에 대해 설명하면, 다음과 같다.Meanwhile, a method of detecting the motion of the motion platform 10 will be described as follows.

상기와 같이 상기 모션 플랫폼(10)이 움직이게 되면, 상기 옵티컬 센서(120)의 센싱 위치가 바뀌게 된다. 상기 옵티컬 센서(120)가 감지한 센싱 위치 변화값을 미리 설정된 단말기 등으로 전송하면, 상기 모션 플랫폼(10)의 회전 상태를 계산할 수 있다. When the motion platform 10 moves as described above, the sensing position of the optical sensor 120 changes. When the sensing position change value detected by the optical sensor 120 is transmitted to a preset terminal or the like, the rotation state of the motion platform 10 may be calculated.

이 때, 상기 옵티컬 센서(120)는 상기 모션 플랫폼(10)로부터 소정의 센싱 거리 이내에 위치되어야 한다.In this case, the optical sensor 120 must be located within a predetermined sensing distance from the motion platform 10.

상기 리니어 스테이지(30)의 상면부는 경사지게 형성되기 때문에, 상기 리니어 스테이지(30)의 전,후진 운동에 따라 상기 모션 플랫폼(10)의 높이가 달라지고, 상기 리니어 스테이지(30)의 경사면과 상기 모션 플랫폼(10)사이의 거리도 달라진다. Since the upper surface of the linear stage 30 is formed to be inclined, the height of the motion platform 10 varies according to the forward and backward movement of the linear stage 30, and the inclined surface of the linear stage 30 and the motion The distance between the platforms 10 also varies.

상기 모션 플랫폼(10)의 움직임에 따라 상기 센싱 모듈(100)이 움직이면서 상기 센싱 모듈(100)의 위치도 바뀌게 된다.As the sensing module 100 moves according to the motion of the motion platform 10, the position of the sensing module 100 also changes.

도 3a는 상기 리니어 스테이지(30)가 상기 시뮬레이팅 모듈의 중심으로부터 멀어지는 외측 방향으로 후진한 상태이다.3A is a state in which the linear stage 30 moves backward in an outward direction away from the center of the simulating module.

도 3a를 참조하면, 상기 리니어 스테이지(30)가 후진할수록 상기 모션 플랫폼(10)의 높이(h1)는 하강하게 되고, 상기 리니어 스테이지(30)의 경사면(30a)과 상기 모션 플랫폼(10)의 구면 사이의 거리는 점차 멀어지게 된다. Referring to FIG. 3A, as the linear stage 30 moves backward, the height h1 of the motion platform 10 decreases, and the inclined surface 30a of the linear stage 30 and the motion platform 10 The distance between the spheres gradually increases.

따라서, 상기 리니어 스테이지(30)가 후진할수록 상기 리니어 스테이지(30)의 경사면(30a)과 상기 모션 플랫폼(10)의 구면 사이의 거리가 멀어지므로, 상기 탄성부재(141)는 점차 인장된다.Accordingly, as the linear stage 30 moves backward, the distance between the inclined surface 30a of the linear stage 30 and the spherical surface of the motion platform 10 increases, so that the elastic member 141 is gradually stretched.

상기 탄성부재(141)가 인장되면서 상기 센서 패널 회전부(130)를 상기 경사면(30a)에 수직한 방향으로 밀게 되어, 상기 회전 볼들(122)이 상기 모션 플랫폼(10)에 밀착된 상태가 유지되어, 상기 옵티컬 센서(120)의 센싱 거리가 확보될 수 있다. As the elastic member 141 is tensioned, the sensor panel rotating part 130 is pushed in a direction perpendicular to the inclined surface 30a, so that the rotating balls 122 are kept in close contact with the motion platform 10. , A sensing distance of the optical sensor 120 may be secured.

도 3b는 상기 리니어 스테이지(30)가 상기 시뮬레이팅 모듈의 중심을 향한 내측 방향으로 전진한 상태이다.3B is a state in which the linear stage 30 is advanced in an inward direction toward the center of the simulating module.

도 3b를 참조하면, 상기 리니어 스테이지(30)가 전진할수록 상기 모션 플랫폼(10)의 높이(h2)는 상승하게 되고, 상기 리니어 스테이지(30)의 경사면(30a)과 상기 모션 플랫폼(10)의 구면 사이의 거리는 점차 가까워지게 된다. Referring to FIG. 3B, as the linear stage 30 advances, the height h2 of the motion platform 10 increases, and the inclined surface 30a of the linear stage 30 and the motion platform 10 increase. The distance between the spheres gradually gets closer.

따라서, 상기 리니어 스테이지(30)가 전진할수록 상기 리니어 스테이지(30)의 경사면(30a)과 상기 모션 플랫폼(10)의 구면 사이의 거리가 감소되므로, 상기 탄성부재(141)는 점차 압축된다.Accordingly, as the linear stage 30 advances, the distance between the inclined surface 30a of the linear stage 30 and the spherical surface of the motion platform 10 decreases, so that the elastic member 141 is gradually compressed.

즉, 상기 리니어 스테이지(30)가 상기 시뮬레이팅 모듈의 중심을 향한 내측 방향으로 전진하면, 상기 지지볼들(22)이 하측으로 내려가면서 상기 모션 플랫폼(10)의 하부를 들어 올리게 되므로 상기 모션 플랫폼(10)의 높이(h2)가 초기 높이(h1)보다 높아진다. That is, when the linear stage 30 advances in an inward direction toward the center of the simulating module, the support balls 22 move downward and lift the lower part of the motion platform 10, so that the motion platform The height h2 of (10) becomes higher than the initial height h1.

또한, 상기 리니어 스테이지(30)의 경사면(30a)과 상기 모션 플랫폼(10) 사이의 거리는 감소하게 된다. In addition, the distance between the inclined surface 30a of the linear stage 30 and the motion platform 10 decreases.

상기 리니어 스테이지(30)의 경사면(30a)과 상기 모션 플랫폼(10) 사이의 거리는 감소하게 되면, 상기 탄성부재(141)는 압축된다.When the distance between the inclined surface 30a of the linear stage 30 and the motion platform 10 decreases, the elastic member 141 is compressed.

상기 탄성부재(141)가 압축되어, 상기 센서 패널 회전부(130)를 압축방향으로 병진운동시키면, 상기 센서 패널 회전부(130)는 상기 제1,2회전축(131a)(132a)을 중심으로 2자유도로 회전하게 된다. 상기 센서 패널 회전부(130)는 상기 센서 패널 병진운동부(140)와 상기 모션 플랫폼(10)사이에서 자유 회전하게 된다. When the elastic member 141 is compressed and translates the sensor panel rotating part 130 in the compression direction, the sensor panel rotating part 130 has two freedoms around the first and second rotating shafts 131a and 132a. It will turn back. The sensor panel rotation unit 130 rotates freely between the sensor panel translation unit 140 and the motion platform 10.

상기 센서 패널 회전부(130)는, 상기 회전 볼들(122)이 상기 모션 플랫폼(10)에 밀착되도록 상기 센서 패널(110)을 회전시킨다. The sensor panel rotating part 130 rotates the sensor panel 110 so that the rotating balls 122 are in close contact with the motion platform 10.

상기 센서 패널(110)이 회전되어, 상기 회전 볼들(122)이 상기 모션 플랫폼(10)에 밀착된 상태가 유지되면, 상기 옵티컬 센서(120)의 센싱 거리가 확보될 수 있다. When the sensor panel 110 is rotated so that the rotating balls 122 remain in close contact with the motion platform 10, a sensing distance of the optical sensor 120 may be secured.

따라서, 상기 리니어 스테이지(30)의 전,후진에 따라 상기 모션 플랫폼(10)의 높이가 달라지더라도 상기 센서 패널 회전부(130)와 상기 센서 패널 병진운동부(140)에 의해 상기 회전 볼들(122)이 상기 모션 플랫폼(10)의 구면에 밀착된 상태를 유지할 수 있으므로, 상기 옵티컬 센서(120)가 상기 모션 플랫폼(10)로부터 소정의 센싱 거리 이내에 위치될 수 있다.Therefore, even if the height of the motion platform 10 is changed according to the forward and backward movement of the linear stage 30, the rotating balls 122 are formed by the sensor panel rotating unit 130 and the sensor panel translating unit 140. Since the state in close contact with the spherical surface of the motion platform 10 can be maintained, the optical sensor 120 can be positioned within a predetermined sensing distance from the motion platform 10.

상기 리니어 스테이지(30)의 전,후진시 상기 옵티컬 센서(120)의 센싱 거리가 항상 일정하게 확보될 수 있으므로, 상기 옵티컬 센서(120)는 상기 모션 플랫폼(10)의 3차원 회전을 보다 정확하게 측정할 수 있다. Since the sensing distance of the optical sensor 120 can always be kept constant when the linear stage 30 moves forward and backward, the optical sensor 120 measures the three-dimensional rotation of the motion platform 10 more accurately. can do.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely exemplary, and those of ordinary skill in the art will appreciate that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

10: 모션 플랫폼 20: 플랫폼 회전부
22: 지지볼 24: 회전 롤러
25: 모터 26: 보조 롤러
30: 리니어 스테이지 30a: 경사면
40: 리니어 스테이지 직선이동부
100: 센서 모듈 110: 센서 패널
120: 옵티컬 센서 122: 회전 볼
130: 센서 패널 회전부 131: 제1요크
132: 제2요크 133: 스파이더
140: 센서 패널 병진운동부 141: 탄성부재
142: 탄성부재 샤프트 10: motion platform 20: platform rotating part
22: support ball 24: rotating roller
25: motor 26: auxiliary roller
30: linear stage 30a: inclined surface
40: linear stage linear moving part
100: sensor module 110: sensor panel
120: optical sensor 122: rotating ball
130: sensor panel rotating part 131: first yoke
132: second yoke 133: spider
140: sensor panel translation unit 141: elastic member
142: elastic member shaft

Claims (10)

적어도 일부분이 구면(spherical surface)을 이루도록 형성된 모션 플랫폼과;
상기 모션 플랫폼의 구면에 접촉하여 상기 모션 플랫폼과의 마찰력에 의해 상기 모션 플랫폼을 회전운동시키는 복수의 지지볼들을 포함하는 복수의 플랫폼 회전부들과;
상기 플랫폼 회전부들의 각 하부에 설치되어 상기 플랫폼 회전부를 수평방향으로 직선운동시키고, 상기 플랫폼 회전부가 설치된 상면부가 소정의 각도로 경사지게 경사면으로 형성되어, 상기 직선운동시 상기 모션 플랫폼의 높이를 변화시키는 복수의 리니어 스테이지들과;
상기 리니어 스테이지들을 각각 상기 수평방향으로 직선이동시키는 복수의 리니어 스테이지 직선이동부들과;
상기 모션 플랫폼에 대향되게 배치되고, 상기 모션 플랫폼의 움직임을 감지하는 옵티컬 센서가 설치된 센서 패널과;
상기 센서 패널의 하부에 설치되어 상기 센서 패널을 서로 다른 방향의 제1,2회전축을 중심으로 회전시키는 센서 패널 회전부와;
상기 센서 패널 회전부의 하부와 상기 리니어 스테이지의 경사면 사이에 설치되어, 상기 리니어 스테이지의 직선운동에 따라 상기 리니어 스테이지의 경사면과 상기 모션 플랫폼 사이의 거리 변화시 상기 센서 패널 회전부의 높이가 변하도록 상기 센서 패널 회전부를 상기 경사면에 수직한 방향으로 병진운동시키는 센서 패널 병진운동부를 포함하는 3자유도 옵티컬 센싱이 가능한 시뮬레이션 시스템.A motion platform formed to form at least a portion of a spherical surface;
A plurality of platform rotation units including a plurality of support balls that contact the spherical surface of the motion platform and rotate the motion platform by frictional force with the motion platform;
A plurality of units installed under each of the platform rotation units to linearly move the platform rotation unit in a horizontal direction, and the upper surface portion on which the platform rotation unit is installed is formed as an inclined surface to be inclined at a predetermined angle, so that the height of the motion platform is changed during the linear movement. The linear stages of;
A plurality of linear stage linear movement units for linearly moving the linear stages in the horizontal direction, respectively;
A sensor panel disposed opposite to the motion platform and installed with an optical sensor for detecting movement of the motion platform;
A sensor panel rotation unit installed under the sensor panel to rotate the sensor panel around first and second rotation axes in different directions;
The sensor is installed between the lower portion of the sensor panel rotating part and the inclined surface of the linear stage, so that the height of the sensor panel rotating part changes when the distance between the inclined surface of the linear stage and the motion platform changes according to the linear motion of the linear stage. A simulation system capable of optical sensing with a degree of freedom including a sensor panel translation unit for translating a panel rotation unit in a direction perpendicular to the inclined surface. 청구항 1에 있어서,
상기 센서 패널 병진운동부는,
상기 리니어 스테이지에 고정 설치된 베이스 패널과,
상기 베이스 패널의 상면에서 상기 베이스 패널에 수직한 방향으로 길게 설치되어, 상기 센서 패널 회전부를 향한 방향으로 탄성력을 부여하는 탄성부재를 포함하는 3자유도 옵티컬 센싱이 가능한 시뮬레이션 시스템.The method according to claim 1,
The sensor panel translation unit,
A base panel fixedly installed on the linear stage,
A simulation system capable of optical sensing with a degree of freedom of three degrees of freedom including an elastic member that is elongated from an upper surface of the base panel in a direction perpendicular to the base panel and imparts elastic force in a direction toward the sensor panel rotation unit. 청구항 1에 있어서,
상기 센서 패널 회전부는,
상단은 상기 센서 패널의 하부에 결합되고 하단은 상기 제1회전축의 양단과 결합되는 제1요크와,
하단은 상기 센서 패널 병진운동부에 결합되고, 상단은 상기 제2회전축의 양단과 결합되는 제2요크와,
상기 제1요크와 상기 제2요크 사이에 결합되고, 상기 제1회전축과 상기 제2회전축이 서로 교차하게 구비된 스파이더를 포함하는 3자유도 옵티컬 센싱이 가능한 시뮬레이션 시스템.The method according to claim 1,
The sensor panel rotating part,
A first yoke coupled to the lower end of the sensor panel and a lower end coupled to both ends of the first rotation shaft,
The lower end is coupled to the translating part of the sensor panel, the upper end is a second yoke coupled to both ends of the second rotation shaft,
A simulation system capable of optical sensing with a degree of freedom of three degrees of freedom including a spider coupled between the first yoke and the second yoke and provided with the first and second rotation axes to cross each other. 청구항 1에 있어서,
상기 센서 패널에는,
상기 옵티컬 센서를 중심으로 방사형으로 배치되고, 상기 센서 패널 회전부와 상기 센서 패널 병진운동부의 운동에 의해 상기 모션 플랫폼에 밀착되는 복수의 회전 볼들이 설치된 3자유도 옵티컬 센싱이 가능한 시뮬레이션 시스템.The method according to claim 1,
In the sensor panel,
A simulation system capable of optical sensing with a degree of freedom in which a plurality of rotating balls are disposed radially around the optical sensor and are in close contact with the motion platform by the motion of the sensor panel rotating unit and the sensor panel translation unit. 청구항 4에 있어서,
상기 옵티컬 센서는,
상기 센서 패널 상에서 상기 복수의 회전 볼들 사이에 배치되고 상기 모션 플랫폼으로부터 소정의 센싱 거리만큼 이격되게 설치된 3자유도 옵티컬 센싱이 가능한 시뮬레이션 시스템.The method of claim 4,
The optical sensor,
A simulation system capable of optical sensing with three degrees of freedom disposed on the sensor panel between the plurality of rotating balls and spaced apart from the motion platform by a predetermined sensing distance. 청구항 1에 있어서,
상기 리니어 스테이지는,
상기 모션 플랫폼의 중심과 연직방향으로 연결되는 가상의 중심점에서 방사형으로 배치되는 가상의 선들 위에서 서로 소정각도 이격되게 복수개가 배치된 3자유도 옵티컬 센싱이 가능한 시뮬레이션 시스템.The method according to claim 1,
The linear stage,
A simulation system capable of optical sensing with a degree of freedom in which a plurality of three-degree-of-freedom optical sensing are arranged on virtual lines radially arranged at a virtual center point connected in a vertical direction to the center of the motion platform so as to be spaced apart from each other by a predetermined angle. 청구항 6에 있어서,
상기 리니어 스테이지 직선이동부는,
상기 리니어 스테이지의 하부에 구비된 슬라이더와, 상기 슬라이더가 직선이동가능하도록 결합된 가이드 레일과, 상기 슬라이더를 구동시키는 구동부를 포함하는 3자유도 옵티컬 센싱이 가능한 시뮬레이션 시스템.The method of claim 6,
The linear stage linear moving part,
A simulation system capable of optical sensing with a degree of freedom including a slider provided under the linear stage, a guide rail coupled to the slider to move linearly, and a driving unit for driving the slider. 청구항 1에 있어서,
상기 모션 플랫폼은 적어도 일부분이 개구된 구 형상으로 이루어지고,
상기 지지볼들은 상기 모션 플랫폼보다 작은 크기의 구 형상으로 이루어지고, 상기 모션 플랫폼의 원주방향을 따라 서로 동일한 각도로 이격된 위치에 배치된 3자유도 옵티컬 센싱이 가능한 시뮬레이션 시스템.The method according to claim 1,
The motion platform is formed in a spherical shape with at least a portion of which is opened,
The support balls are formed in a spherical shape having a size smaller than that of the motion platform, and are arranged at positions spaced apart from each other at the same angle along the circumferential direction of the motion platform, enabling optical sensing of three degrees of freedom. 청구항 1에 있어서,
상기 플랫폼 회전부는,
상기 리니어 스테이지에 설치된 모터와, 상기 모터의 회전력에 의해 상기 지지볼을 회전시키는 회전 롤러와, 상기 리니어 스테이지의 상부에 회전가능토록 설치되어 상기 지지볼을 회전가능토록 지지하는 보조 롤러들을 포함하는 3자유도 옵티컬 센싱이 가능한 시뮬레이션 시스템.The method according to claim 1,
The platform rotating part,
3 comprising a motor installed on the linear stage, a rotation roller that rotates the support ball by the rotational force of the motor, and auxiliary rollers rotatably installed on the linear stage to support the support ball so as to be rotatable. A simulation system capable of optical sensing of degrees of freedom. 적어도 일부분이 구면(spherical surface)을 이루도록 형성된 모션 플랫폼과;
상기 모션 플랫폼의 구면에 접촉하여 상기 모션 플랫폼과의 마찰력에 의해 상기 모션 플랫폼을 회전운동시키는 복수의 지지볼들을 포함하는 복수의 플랫폼 회전부들과;
상기 플랫폼 회전부들의 각 하부에 설치되어 상기 플랫폼 회전부를 수평방향으로 직선운동시키고, 상기 플랫폼 회전부가 설치된 상면부가 소정의 각도로 경사지게 경사면으로 형성되어, 상기 직선운동시 상기 모션 플랫폼의 높이를 변화시키는 복수의 리니어 스테이지들과;
상기 리니어 스테이지들을 각각 상기 수평방향으로 직선이동시키는 복수의 리니어 스테이지 직선이동부들과;
상기 모션 플랫폼에 대향되게 배치되고, 상기 모션 플랫폼의 움직임을 감지하는 옵티컬 센서가 설치된 센서 패널과;
상기 센서 패널의 하부에 설치되어 상기 센서 패널을 서로 다른 방향의 제1,2회전축을 중심으로 회전시키는 센서 패널 회전부와;
상기 센서 패널 회전부의 하부와 상기 리니어 스테이지의 경사면 사이에 설치되어, 상기 리니어 스테이지의 직선운동에 따라 상기 리니어 스테이지의 경사면과 상기 모션 플랫폼 사이의 거리 변화시 상기 센서 패널 회전부의 높이가 변하도록 상기 센서 패널 회전부를 상기 경사면에 수직한 방향으로 병진운동시키는 센서 패널 병진운동부를 포함하고,
상기 센서 패널 병진운동부는,
상기 리니어 스테이지에 고정 설치된 베이스 패널과, 상기 베이스 패널의 상면에서 상기 베이스 패널에 수직한 방향으로 길게 설치되어 상기 센서 패널 회전부를 향한 방향으로 탄성력을 부여하는 탄성부재를 포함하고,
상기 센서 패널 회전부는,
상단은 상기 센서 패널의 하부에 결합되고 하단은 상기 제1회전축의 양단과 결합되는 제1요크와, 하단은 상기 센서 패널 병진운동부에 결합되고, 상단은 상기 제2회전축의 양단과 결합되는 제2요크와, 상기 제1요크와 상기 제2요크 사이에 결합되고, 상기 제1회전축과 상기 제2회전축이 서로 교차하게 구비된 스파이더를 포함하고,
상기 센서 패널에는,
상기 옵티컬 센서를 중심으로 방사형으로 배치되고, 상기 센서 패널 회전부와 상기 센서 패널 병진운동부의 운동에 의해 상기 모션 플랫폼에 밀착되는 복수의 회전 볼들이 회전가능하도록 설치된 3자유도 옵티컬 센싱이 가능한 시뮬레이션 시스템.A motion platform formed to form at least a portion of a spherical surface;
A plurality of platform rotation units including a plurality of support balls that contact the spherical surface of the motion platform and rotate the motion platform by frictional force with the motion platform;
A plurality of units installed under each of the platform rotation units to linearly move the platform rotation unit in a horizontal direction, and the upper surface portion on which the platform rotation unit is installed is formed as an inclined surface to be inclined at a predetermined angle, so that the height of the motion platform is changed during the linear movement. The linear stages of;
A plurality of linear stage linear movement units for linearly moving the linear stages in the horizontal direction, respectively;
A sensor panel disposed opposite to the motion platform and installed with an optical sensor for detecting movement of the motion platform;
A sensor panel rotation unit installed under the sensor panel to rotate the sensor panel around first and second rotation axes in different directions;
The sensor is installed between the lower portion of the sensor panel rotating part and the inclined surface of the linear stage, so that the height of the sensor panel rotating part changes when the distance between the inclined surface of the linear stage and the motion platform changes according to the linear motion of the linear stage. A sensor panel translation unit for translating the panel rotation unit in a direction perpendicular to the inclined surface,
The sensor panel translation unit,
A base panel fixedly installed on the linear stage, and an elastic member installed elongated in a direction perpendicular to the base panel from an upper surface of the base panel to impart an elastic force in a direction toward the sensor panel rotating part,
The sensor panel rotating part,
The upper end is coupled to the lower end of the sensor panel, the lower end is coupled to both ends of the first rotation shaft, the lower end is coupled to the translating unit of the sensor panel, and the upper end is coupled to both ends of the second rotary shaft. A yoke, and a spider coupled between the first yoke and the second yoke, wherein the first and second rotational shafts cross each other,
In the sensor panel,
A simulation system capable of optical sensing with three degrees of freedom installed radially around the optical sensor and installed so that a plurality of rotating balls in close contact with the motion platform are rotatable by the movement of the sensor panel rotation unit and the sensor panel translation unit.
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