KR102301954B1

KR102301954B1 - 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터

Info

Publication number: KR102301954B1
Application number: KR1020200049439A
Authority: KR
Inventors: 구칠효
Original assignee: 주식회사 바로텍시너지
Priority date: 2020-04-23
Filing date: 2020-04-23
Publication date: 2021-09-15

Abstract

본 발명은 VR이나 영상장치를 통해 실내에서 다양한 장소와 지형지물 콘텐츠를 보면서 암벽등반 체험이 가능하고, 콘텐츠 상황과 등판난이도에 따라 등반각도와 등반속도를 조절할 수 있으며, 4D 바람효과를 통해 실내에서도 야외 암벽등반 느낌을 느낄 수 있을 뿐만 아니라, 등반 손잡이가 그 종류/위치/돌출길이/하중 등이 변화될 수 있도록 하여 체험자의 체중이동과 하중 측정을 통해 운동량 분석이 가능한 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터에 관한 것으로, HMD와 빔프로젝터를 통해 다양한 장소와 지형지물 콘텐츠 출력하고, 콘텐츠 상황에 따른 등반난이도에 따라 각도조절부와 속도조절부가 연동되어 트레드월의 회전 각도와 월패널의 회전 속도를 조절하여 실제 암벽등반이 이루어지는 것과 같은 느낌을 받으면서 실내 암벽등반 체험할 수 있는 효과가 있다.

Description

등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터 {Indoor Rock Climbing Simulator With Variable Climbing Angle and Climbing Speed}

본 발명은 실내 암벽등반 시뮬레이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, VR이나 영상장치를 통해 실내에서 다양한 장소와 지형지물 콘텐츠를 보면서 암벽등반 체험이 가능하고, 콘텐츠 상황과 등판난이도에 따라 등반각도와 등반속도를 조절할 수 있으며, 4D 바람효과를 통해 실내에서도 야외 암벽등반 느낌을 느낄 수 있을 뿐만 아니라, 등반 손잡이가 그 종류/위치/돌출길이/하중 등이 변화될 수 있도록 하여 체험자의 체중이동과 하중 측정을 통해 운동량 분석이 가능한 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터에 관한 것이다.

일반적으로 암벽등반은 급경사의 바위를 장비와 다양한 등반 기술을 활용하여 오르는 것을 말한다. 암벽등반은 충분한 교육과 적절한 장비 그리고 알맞은 등반 기술이 없다면 아주 위험해질 수 있는 운동으로 알려져 있다. 또한 암벽등반은 자연 암벽을 이용하기 때문에 날씨와 공간적인 제약을 많이 받는다. 그렇기 때문에 대중화에 한계가 있었다.

최근에는 자연 암벽과 비슷한 인공 암벽을 이용하여, 실내에서 안전하게 즐길 수 있는 실내 암벽등반 시설이 많이 늘어나고 있는 추세이며, 남녀노소 많은 사람들에게 애용되고 있다.

그러나 실내 암벽등반 시설은 경사가 있는 벽면에 등반 손잡이인 홀드바를 여러 종류와 여러 간격으로 배치해놓은 것으로, 등반각도가 고정되어 있을 뿐만 아니라, 홀드바를 손으로 잡고 발로 밟으며 올라가는 방식이기 때문에 등반 형태도 단조롭다는 문제가 있다.

아울러 단조로운 벽면에 홀드바가 고정된 형태로 등반을 여러번 하게되면 사용자의 흥미가 자연스럽게 떨어지게 되기 때문에 실내 암벽등반 시설은 각기 다른 경사와 모양을 가지도록하는 여러 가지 벽면을 구비해야만 했다.

이와 관련하여 대한민국 등록특허공보 제10-1737868호에는 클라이밍 시설을 이용하는 등반자가 더욱 안전하게 등반시설을 이용할 수 있으며, 등반자가 선택한 난이도에 따라 진행경로를 제공하는 등반 진행경로 안내표시 및 안전패드가 구비된 스마트 클라이밍 시설이 공지되어 있다.

아울러 대한민국 등록특허공보 제10-2060820호에는 스포츠와 미디어 영상이 접목된 새로운 개념의 게임시스템으로, 실내 인공암벽 벽면에 인체감지 기능을 갖는 적외선 영상을 조사하되, 그 조사되는 적외선 영상을 생동감과 심미감을 갖는 다양한 형상과 모양의 가변적 화면구성으로 디스플레이되게 하고, 디스플레이에 표시되는 다양한 선택적 미션 수행과제에 따라 클라이밍 스포츠를 즐길 수 있게 하는 인체감지 영상을 이용한 스포츠 클라이밍 미션 게임시스템이 공지되어 있다.

그러나 등반이 이루어지는 인공암벽 벽면의 형태가 고정된 상태이기 때문에 사용자의 흥미를 유발하는데 한계가 있을 뿐만 아니라, 난이도 변화 또한 단순히 진행경로를 표시하여 달리하거나, 표시되는 미션 수행과제에 따라 달라지기 때문에 사용자로 하여금 실제 암벽등반과 같은 긴장감과 스릴을 느끼게 할 수 없다는 문제가 있다.

KR

10-1737868

B1

KR

10-2060820

B1

본 발명의 목적은 VR이나 영상장치를 통해 실내에서 다양한 장소와 지형지물 콘텐츠를 보면서, 콘텐츠 상황과 등반난이도에 따라 등반각도와 등반속도를 조절하여 실제 암벽등반이 이루어지는 것과 같은 느낌을 받으면서 실내 암벽등반 체험할 수 있는 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터를 제공하는 것이다.

나아가 본 발명의 다른 목적은 암벽등반이 이루어지는 중에 4D 바람효과를 통해 실내에서도 야외 암벽등반을 하는 느낌을 체감할 수 있는 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터를 제공하는 것이다.

한편, 본 발명의 또 다른 목적은 등반 손잡이가 그 종류/위치/돌출길이/하중 등이 변화될 수 있도록 하여 체험자의 체중 이동과 하중 측정을 통해 운동량 분석이 가능한 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터를 제공하는 것이다.

본 발명은 콘텐츠 상황에 따라 등반각도와 등반속도가 조절되어 등반 난이도 조절이 가능한 실내 암벽등반 시뮬레이터에 있어서, 바닥면에 설치되는 베이스프레임(100); 상기 베이스프레임(100)의 상부 양옆에서 수직으로 세워지게 설치되는 측면프레임(200); 상기 측면프레임(200)의 상부에 설치되며, 상기 측면프레임(200)을 횡단하는 각도구동축(340)이 구비되고, 상기 각도구동축(340)에 동력을 공급해주는 각도모터(310)가 구비된 각도조절부(300); 상기 측면프레임(200)의 양옆 사이에서 수직으로 세워져 상기 각도구동축(340)과 축 결합되어 회전 각도가 조절되도록 수직판(410)이 설치되며, 상기 수직판(410)의 전체 둘레를 따라 복수의 월패널(480)이 구비되되, 상기 월패널(480)에는 복수의 고정홀(482)이 형성된 트레드월(400); 상기 트레드월(400) 내부에 설치되어 상기 월패널(480)이 상기 수직판(410)의 둘레를 따라 궤도 바퀴 형태로 제자리에서 회전하도록 동력을 공급해주는 속도모터(510)가 구비된 속도조절부(500); 및 상기 고정홀(482)에는 탈착되어 사용자가 등반 시 파지하거나 디딜 수 있는 홀드바(600);를 포함한다.

여기서 본 발명의 상기 수직판(410)의 상부 양옆에는 야외 바람을 구현하기 위한 송풍부(700);를 더 포함한다.

나아가 본 발명의 상기 베이스프레임(100)의 상부에 수직으로 세워지되, 상기 측면프레임(200)의 상부와 연결되어 가해지는 하중을 분산해주는 고정프레임(800);을 더 포함하되, 상기 고정프레임(800)은, 상부에 완강기를 장착하기 위한 상부장착구(850)가 구비되고, 전면에 프로젝트 또는 키넥트를 장착하기 위한 전면장착구(860)가 구비된다.

또한, 본 발명의 상기 트레드월(400)은, 상기 수직판(410)의 상부와 하부를 횡으로 가로지르도록 설치되며, 양단에 전달스프로킷(466)이 설치되는 속도구동축(460)과, 상기 전달스프로킷(466)에 구동력을 전달하기 위하여 수직으로 설치되는 전달체인(470)이 더 포함되되, 상기 속도구동축(460)은 상기 전달스프로킷(466)과 상기 전달체인(470)은 체인 스프로킷 구조로 구동력이 연동되어 회전한다.

아울러 본 발명의 상기 트레드월(400)은, 상기 수직판(410)의 양옆에서 절곡되어 절곡판(412)이 형성되어 상기 수직판(410)의 후면에서 상기 절곡판(412)과 이격되어 형성되는 월패널가이드(420)를 더 포함하되, 상기 월패널(480)은 상기 절곡판(412)과 월패널가이드(420)의 사이에서 가이드되면서 회전하여 앞뒤로 출렁임이 방지된다.

나아가 본 발명의 상기 트레드월(400)은, 상기 속도구동축(460)의 사이 상부와 하부에는 격자 형상의 보강바(450)가 상기 수직판(410)의 사이를 횡으로 가로지르도록 설치되어 상기 트레드월(400)의 강도를 보강해준다.

또한, 상기 홀드바(600)는, 사용자가 손으로 파지하거나, 발로 밟고 디디기 위한 홀드(610)와, 상기 홀드(610)의 후단에 설치되는 로드셀(620)과, 상기 로드셀(620)의 후단에 설치되는 이너실린더(630)와, 상기 이너실린더(630)가 내삽되는 아우터실린더(640)와, 상기 아우터실린더(640)의 후단에서 상기 이너실린더(630)가 직선왕복 운동할 수 있도록 구동력을 제공하는 리니어모터(650)를 더 포함하여 상기 로드셀(620)에 가해지는 힘을 분석하여 사용자의 움직임을 계산한다.

한편, 본 발명의 상기 고정프레임(800)은, 상기 베이스프레임(100)에 수직으로 세워지는 복수의 수직바(810)와, 상기 수직바(810)의 상단에 격자 형상으로 설치되는 상단바(820)를 더 포함하되, 상기 수직바(810)의 중앙부에는 전면이 개방되도록 대칭된 'ㄷ'형상으로 설치되는 지지바(830)를 더 포함하여 상기 고정프레임(800)의 강도를 보강해준다.

한편, 본 발명의 상기 속도조절부(500)는, 상기 속도모터(510)와 축결합되어 구동력을 제공하기 위한 기어스프로킷(520)과, 상기 기어스프로킷(520)과 연결되는 속도체인(530)을 더 포함하고, 상기 전달체인(470)에는 복수의 체인고정대(472)가 등간격으로 형성되어 상기 체인고정대(472)는 상기 월패널(480)의 후면에 나사 체결로 고정되며,

상기 속도구동축(460)에는 상기 속도체인(530)과 연결되어 회전하는 구동스프로킷(464)이 구비되되, 상기 속도모터(510)가 구동함에 따라 상기 속도체인(530)과 연동되어 상기 속도구동축(460), 상기 전달스프로킷(466) 및 상기 전달체인(470)이 회전하면서, 상기 월패널(480)이 상기 수직판(410)의 둘레를 따라 궤도 바퀴 형태로 제자리에서 회전한다.

한편, 본 발명의 상기 고정프레임(800)은, 상기 수직바(810)와 상기 상단바(820)가 교차하는 모서리에는 지지대 역할을 하는 삼각형 형상의 모서리보강판(840)이 구비되어, 상기 고정프레임(800)의 강도를 보강해준다.

본 발명은 HMD(10)와 빔프로젝터(20)를 통해 다양한 장소와 지형지물 콘텐츠 출력하고, 콘텐츠 상황에 따른 등반난이도에 따라 각도조절부(300)와 속도조절부(500)가 연동되어 트레드월(400)의 회전 각도와 월패널(480)의 회전 속도를 조절하여 실제 암벽등반이 이루어지는 것과 같은 느낌을 받으면서 실내 암벽등반 체험할 수 있는 효과가 있다.

아울러 본 발명은 트레드월(400)의 상부에 설치된 송풍부(700)를 통해 바람을 월패널(480)을 오르는 사용자에게 콘텐츠 상황에 맞는 바람을 제공하여 실내에서도 야외 암벽등반을 하는 느낌을 체감할 수 있는 효과가 있다.

나아가 본 발명은 등반 손잡이 역할을 하는 홀드바(600)의 종류와 그 위치, 돌출길이 등을 다양하게 연출할 수 있을 뿐만 아니라, 로드셀(620)을 통해 홀드(610)에 가해지는 사용자의 체중 이동과 하중 측정을 통해 운동량 분석할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터의 이등각 투시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터에서 베이스프레임(100)을 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터에서 측면프레임(200), 각도조절부(300) 및 트레드월(400)을 나타낸 이등각 투시도.
도 4는 도 3의 평면도.
도 5는 도 3에서 월패널(480)을 제외하여 나타낸 정면도.
도 6은 도 3에서 월패널(480)을 제외하여 나타낸 사시도.
도 7은 도 4의 A-A'선에 따른 단면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터에서 트레드월(400) 및 송풍부(700)를 나타낸 이등각 투시도.
도 9는 도 7의 좌측면도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터에서 고정프레임(800)을 나타낸 사시도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터에서 홀드바(600)의 형태를 예시로 나타낸 도면.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터에서 홀드바(600)를 모듈 형태로 나타낸 사시도와 단면도.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터에서 모듈 형태 홀드바(600)의 작동을 나타낸 도면.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터에서 제어부(900)를 나타낸 도면.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터에서 트레드월(400)과 HMD(10), 빔프로젝터(20), 키넥트(30) 및 Host PC(950)의 구성도.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터의 사용을 나타낸 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터의 이등각 투시도, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터에서 베이스프레임(100)을 나타낸 사시도이다. 도 2에서 (a)는 베이스프레임(100)을 나타낸 사시도이며, (b)는 베이스프레임(100)을 뒤집어서 나타낸 사시도이다.

베이스프레임(100)은 본 발명의 실내 암벽등반 시뮬레이터를 특정 장소의 바닥면에 고정 및 설치하기 위한 것이다. 베이스프레임(100)은 장방형의 테두리프레임(110)과, 테두리프레임(110) 내측에 보강대 역할을 하는 격자 형상의 격자프레임(120)이 용접 및 나사 체결되어 하나의 프레임 몸체를 이룬다. 테두리프레임(110)과 격자프레임(120)은 금속재의 관으로 형성된다.

베이스프레임(100)의 상면에는 커버 역할과 후술할 고정프레임고정판(140)과 측면프레임고정판(150)을 체결하기 위한 커버판(130)이 용접너트로 고정된다. 고정프레임고정판(140)은 정사각형의 판 형상으로 커버판(130)의 상부의 각 모서리에 위치한다. 아울러 측면프레임고정판(150)은 길이가 긴 직사각형 형상으로 커버판(130)의 양옆에서 후방에 치우치게 위치한다. 고정프레임고정판(140)과 측면프레임고정판(150)에는 후술할 고정프레임(800)과 측면프레임(200)을 나사 체결로 고정하기 위한 나사 탭 가공이 이루어진다.

한편, 베이스프레임(100)의 하부에는 복수의 조절좌(160)가 설치된다. 조절좌(160)는 바닥면에 설치된 베이스프레임(100)의 높이 조절과 수평을 맞춰주기 위한 것이다. 조절좌(160)는 복수가 설치되는데, 테두리프레임(110)의 각 모서리와 격자프레임(120)의 양옆 하부에 위치할 수 있다.

나아가 베이스프레임(100)의 커버판(130)의 상면에는 장방형의 안전매트(170)가 설치된다. 안전매트(170)는 커버판(130)의 전체 면적을 덮을 수 있도록 설치된다. 안전매트(170)는 본 발명의 실내 암벽등반 시뮬레이터를 사용하는 사용자의 안전을 위해 커버판(130)의 상부에 까는 것으로, 부드러운 스펀지 제품으로 15cm 내외의 두께가 사용될 수 있다. 안전매트(170)에 의해 등반 중 사용자가 추락 할 경우 충격을 완화하여 부상을 방지해준다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터의 이등각 투시도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터에서 측면프레임(200), 각도조절부(300) 및 트레드월(400)을 나타낸 이등각 투시도이다. 도 3에서는 측면프레임(200)의 내부 구조를 나타내기 위하여, 도 1에서 도시한 측면커버(250)와 모터커버(350)는 생략하였다.

측면프레임(200)은 베이스프레임(100)의 커버판(130) 상부 양옆에서 수직으로 세워지게 설치되는 것으로 후술할 각도조절부(300)를 고정해주며, 트레드월(400)의 각도 조절 시 이를 지지해주기 위한 것이다. 측면프레임(200)은 전체 형상이 'A' 형상으로 형성된다.

측면프레임(200)은 한 쌍으로 커버판(130)의 상부 양옆에서 각각 수직으로 세워진 상태로 측면프레임고정판(150)에 나사 체결되어 견고하게 고정된다. 이때 측면프레임(200)은 커버판(130)에서 후방으로 치우치도록 고정된다.

측면프레임(200)은 한 쌍이 이격된 상태로 마주보도록 경사지게 형성된 경사프레임(210)과, 경사프레임(210)의 상단을 이어주는 상단프레임(220)과, 각 경사프레임(210)의 하부에서 측면프레임고정판(150)을 향해 반대 방향으로 경사지게 형성된 보강프레임(230)이 하나의 프레임 몸체를 이룬다. 경사프레임(210)의 하단은 측면프레임고정판(150)의 상부에 용접 또는 나사 체결로 견고하게 고정된다. 아울러 보강프레임(230)의 하단도 측면프레임고정판(150)의 상부에 용접 또는 나사 체결로 견고하게 고정된다.

아울러 측면프레임(200)에는 후술할 각도조절부(300)를 고정하기 위한 모터고정대(240)가 구비된다. 모터고정대(240)는 경사프레임(210)의 상부에서 상단프레임(220)과 하방으로 이격되도록 하여, 경사프레임(210) 사이를 이어주도록 용접 또는 나사 체결로 고정된다. 이때 모터고정대(240)는 두 개의 측면프레임(200) 중 어느 한 곳에만 설치된다.

한편, 측면프레임(200)의 양옆 즉, 경사프레임(210), 상단프레임(220) 및 보강프레임(230)의 내측면과 외측면은 얇은 금속판으로 형성된 측면커버(250)가 덮히도록 나사 체결로 설치된다. 아울러 모터고정대(240)가 설치되는 측면프레임(200)의 측면커버(250) 중 내측면 쪽에는 호 형상으로 절개된 절개부(252)가 형성된다. 절개부(252)를 통해 후술할 각도조절부(300)와 속도조절부(500)에 전원과 제어 신호를 송수신하기 위한 케이블이 인입된다.

각도조절부(300)는 한 쌍의 측면프레임(200) 중 어느 하나에 설치되는 것으로, 측면프레임(200)에 고정된 채 후술할 트레드월(400)의 각도를 조절하기 위한 동력을 공급해주는 역할을 한다. 즉 각도조절부(300)를 통해 사용자가 등반하는 트레드월(400)의 등반 각도를 조절할 수 있다.

각도조절부(300)는 모터고정대(240)의 상부에 설치되는 각도모터(310)와, 각도모터(310)의 축과 연결되는 기어박스(320)와, 기어박스(320)의 전면에 설치되는 각도베어링(330)과, 측면프레임(200)을 가로지르는 각도구동축(340)을 포함한다.

각도모터(310)는 기어박스(320)에 축이 연결되어 구동력을 제공하기 위한 것으로, 정밀한 회전 속도와 회전 각도 제어를 위하여 서보모터가 사용된다.

기어박스(320)는 여러 개의 기어가 내장된 것으로 각도모터(310)의 구동축 방향을 90도 전환해주는 역할을 한다. 즉 각도모터(310)가 수직으로 배치되어 있기 때문에 기어박스(320)를 통해 구동축 방향을 90도 전환해주는 것이다. 각도모터(310)의 배치에 따라 기어박스(320)는 그 구성이 생략될 수도 있다.

각도베어링(330)은 기어박스(320)의 전면에 설치되어, 각도구동축(340)이 제자리에서 회전할 때 마찰을 줄여주면서, 가해지는 하중을 지탱해주는 역할을 한다.

각도구동축(340)은 측면프레임(200)을 가로지르도록 설치되는 것으로, 후술할 트레드월(400)의 전체 하중을 지지해주는 역할을 한다. 이때 각도구동축(340)은 호닝 파이프가 사용될 수 있다. 각도구동축(340)의 양 끝단은 후술할 트레드월(400)에서 수직판(410)의 축고정판(440)에 나사 체결로 견고하게 고정된다. 이로써 각도구동축(340)이 회전함에 따라 트레드월(400)의 각도가 조절될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터의 이등각 투시도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터에서 측면프레임(200), 각도조절부(300) 및 트레드월(400)을 나타낸 이등각 투시도, 도 4는 도 3의 평면도, 도 5는 도 3에서 월패널(480)을 제외하여 나타낸 정면도, 도 6은 도 3에서 월패널(480)을 제외하여 나타낸 사시도, 도 7은 도 4의 A-A'선에 따른 단면도이다. 도 6과 도 7에서는 수직판(410)에서 상부와 하부 측의 전달체인(470)의 도시를 생략하였다.

트레드월(400)은 직립형 트레드밀 역할을 하는 것으로 사용자가 제자리에서 등반을 할 수 있도록 해준다. 아울러 트레드월(400)은 구동 속도 조절에 의해 사용자에 따른 등반 난이도를 조절할 수 있게 해준다. 즉 트레드월(400)은 콘텐츠 상황에 따라 전체 각도가 변화되거나, 월패널(480)의 회전 속도가 변화되어 등반 난이도를 조절할 수 있다.

트레드월(400)은 측면프레임(200)의 내측 양옆에 세워지는 수직판(410)과, 수직판(410)의 사이를 가로질러 연결해주어 강도를 보강해주는 보강대(722)와, 수직판(410)의 상하부를 가로질러 연결해주어 구동력을 전달해주는 속도구동축(460)이 구비된다.

수직판(410)은 상하부 양단은 반원형으로 형성되는 넓고 긴 직사각형 형상의 얇은 금속재로 형성된다. 수직판(410)은 측면프레임(200)의 내측에서 이격되도록 세워진다.

아울러 수직판(410)의 전면과 후면에는 얇고 긴 금속판이 전 길이에 걸쳐서 절곡되어 절곡판(412)이 형성된다. 절곡판(412)은 후술할 월패널가이드(420)와 함께 월패널(480)의 회전 시 앞뒤로 출렁거림을 방지하면서 월패널(480)의 이동을 가이드해주는 역할을 한다. 절곡판(412)은 수직판(410)의 직선 구간에서만 형성된다. 아울러 절곡판(412)의 상하단은 월패널(480)의 인입이 원활하도록 외측으로 경사지도록 인입판(414)이 형성된다. 이때 수직판(410), 절곡판(412) 및 인입판(414)은 하나의 철판으로 가공된다. 아울러 수직판(410)의 상하부에는 후술할 송풍부(700)의 고정을 위한 송풍부고정홀(416)이 형성된다.

또한, 수직판(410)의 내측면에서 절곡판(412)과 이격된 채로 나란하게 얇고 긴 금속판의 월패널가이드(420)가 형성된다. 월패널가이드(420)는 수직판(410)에 용접으로 견고하게 고정된다. 월패널가이드(420)는 전술한 절곡판(412)과 나란하게 배치되어 절곡판(412)과 월패널가이드(420) 사이에 틈을 형성하고, 이 틈으로 월패널(480)이 이동하게 해준다. 월패널가이드(420) 또한 절곡판(412)과 함께 월패널(480)의 회전 시 앞뒤로 출렁거림을 방지하면서 월패널(480)의 이동을 가이드해주는 역할을 한다. 즉 절곡판(412)은 월패널(480)이 수직판(410)의 전면 측으로 튀어 나가는 것을 방지해주며, 월패널가이드(420)는 월패널(480)이 수직판(410)의 후면 측으로 튀어 나가는 것을 방지해준다.

한편, 수직판(410)의 내측면에서 월패널가이드(420)의 사이를 이어주도록 직사각형 형상의 얇은 금속판인 가이드보강대(430)가 복수 형성된다. 가이드보강대(430)는 수직판(410)의 수직 길이 전체에 걸쳐서 복수가 일정 간격 이격되도록 용접으로 고정된다. 가이드보강대(430)는 월패널가이드(420)가 휘거나 뒤틀리는 것을 방지하여 강도를 높여주는 역할을 한다. 가이드보강대(430)에는 양단에 2개의 케이블이동홀(432)이 절개 형성된다. 케이블이동홀(432)은 트레드월(400) 내부에 위치한 전원 공급 및 신호 전달을 위한 케이블이 인입하는 통로 역할을 하는 것으로, 케이블이동홀(432)을 통해 케이블이 원활하게 고정될 수 있다.

수직판(410)의 측면 중앙 양옆에는 후술할 속도구동축(460)을 고정하기 위한 축고정판(440)이 나사 체결로 고정된다. 축고정판(440)은 중앙에 직선 구간이 형성되며, 양단이 반원형으로 형성된 얇은 금속판으로 형성된다.

보강바(450)는 금속재의 사각관으로 격자 모양 또는 사다리 모양으로 형성된다. 보강바(450)는 수직판(410)의 내측에서 상부와 하부를 횡으로 가로질러 연결해준다. 보강바(450)는 수직판(410)의 휘거나 뒤틀리지 않도록 강도를 높여주는 역할을 한다. 아울러 수직판(410)의 하부 측에 설치되는 보강대(722)의 하부에는 모터고정프레임(452)이 설치된다. 모터고정프레임(452)에는 후술할 속도모터(510)가 나사 체결로 견고하게 고정된다.

속도구동축(460)은 원형 바 형상으로 구동축 역할을 한다. 속도구동축(460)은 수직판(410)의 내측에서 상부와 하부를 각각 가로질러 연결해준다. 속도구동축(460)의 양단에는 축베어링(462)이 설치된다. 축베어링(462)은 수직판(410)의 내측에 고정된다. 속도구동축(460)은 축베어링(462)에 의해 제자리에서 회전할 수 있다.

속도구동축(460)에는 체인과 연결되는 2개의 스프로킷이 구비된다. 수직판(410)의 상부에 설치되는 속도구동축(460)의 양단에 전달스프로킷(466)이 설치된다. 수직판(410)의 하부에 설치되는 속도구동축(460)의 양단에도 전달스프로킷(466)이 설치된다. 이때 수직판(410)의 상부에 설치되는 속도구동축(460)의 전달스프로킷(466)과 하부에 설치되는 속도구동축(460)의 상부에 설치되는 전달스프로킷(466)은 수직으로 일직선을 이루도록 설치된다.

그에 따라 수직판(410)의 상하부에 설치된 전달스프로킷(466)에는 체인 스프로킷 구조로 원활한 동력 전달을 위해 전달체인(470)이 설치된다. 그리고 전달체인(470)의 양옆에는 일정 간격으로 체인고정대(472)가 구비된다. 체인고정대(472)는 직사각형의 얇은 금속판으로 후술할 월패널(480)의 후면에 나사 체결로 견고하게 고정된다. 이를 통해 체인이 구동함에 따라 복수의 월패널(480)이 상하 방향으로 움직일 수 있다.

한편, 수직판(410)의 하부에 설치되는 속도구동축(460)에는 구동스프로킷(464)이 추가로 설치된다. 구동스프로킷(464)은 전달스프로킷(466)의 사이에 설치된다.

수직판(410)의 전후상하 전체 둘레를 따라 복수의 월패널(480)이 등간격으로 복수가 설치된다. 월패널(480)은 수직판(410)의 양옆을 횡으로 가로지르도록 형성된 길이가 긴 직사각형 형태로 형성된다. 각 월패널(480)은 체인고정대(472)에 나사 체결로 고정된다. 이때 월패널(480)의 후면에는 각진 'ㄷ' 형상으로 패널보강대(484)가 형성되고, 패널보강대(484)에 체인고정대(472)가 나사 체결로 견고하게 고정된다. 패널보강대(484)에 의해 월패널(480)에 홀드바(600)가 삽입되더라도 홀드바(600)에 가해지는 하중에 의해 뒤틀리거나 휘어지는 것을 방지할 수 있다.

그에 따라 전달체인(470)이 구동함에 따라 월패널(480)도 상하 방향으로 회전하게 된다. 그리고 각 월패널(480)에는 등간격으로 고정홀(482)이 형성된다. 고정홀(482)은 원형의 구멍으로 후술할 홀드바(600)가 나사 체결될 수 있도록 나사 탭 가공이 이루어진다.

속도조절부(500)는 트레드월(400)의 내부 즉 월패널(480)의 내부에 위치하는 것으로 전달체인(470)에 구동력을 제공해주는 역할을 한다. 속도조절부(500)는 모터고정프레임(452)에 설치되는 속도모터(510)와, 속도모터(510)의 축에 축결합되는 기어스프로킷(520)과, 기어스프로킷(520)과 전술한 구동스프로킷(464)을 체인 스프로킷 구조로 동력 전달을 하기 위한 속도체인(530)이 설치된다.

속도모터(510)는 속도구동축(460)과 축이 연결되어 구동력을 제공하기 위한 것으로, 정밀한 회전 속도와 회전 각도 제어를 위하여 서보모터가 사용된다. 속도모터(510)가 구동함에 따라 기어스프로킷(520)이 회전하게 되고, 기어스프로킷(520)과 구동스프로킷(464)을 연결해주는 속도체인(530)이 회전하게 된다. 그에 따라 속도구동축(460)이 제자리에서 회전하게 되고, 전달스프로킷(466)이 회전함에 따라 수직판(410)의 상하부에 위치한 속도구동축(460)이 전달체인(470)에 의해 동시에 회전이 이루어지게 된다. 그리고 전달체인(470)이 동시에 회전하게 되면, 체인고정대(472)에 고정된 월패널(480)이 수직판(410)의 둘레를 따라 궤도 바퀴 형태로 제자리에서 회전하게 된다.

즉 속도모터(510)가 정역회전 함에 따라 월패널(480)이 수직판(410)의 둘레를 따라 상부 방향으로 회전하거나, 하부 방향으로 회전이 이루어지게 된다. 그에 따라 사용자가 후술할 홀드바(600)을 손으로 파지하거나, 발로 디디면서 암벽을 등반하는 것을 연출할 수 있게 된다. 결국 속도모터(510)의 속도 조절에 따라 등반 난이도를 조절할 수 있게 된다.

한편, 수직판(410)에서 절곡판(412)의 상하부에는 'ㄷ'형상의 센서프레임(490)이 나사 체결로 고정된다. 센서프레임(490)의 내측에는 리미트센서(492)가 설치된다. 리미트센서(492)는 후술할 제어부와 전기적으로 연결되어 사용자가 트레드월(400)에서 등반을 하는 중에 리미트센서(492)가 설치된 위치 만큼 높이 올라가거나, 낮게 내려가는 경우 사용자의 안전을 위해 월패널(480)의 회전을 멈춰주는 역할을 한다. 즉 리미트센서(492)에 의해 각도모터(310)와 속도모터(510)의 회전을 정지시켜주어 월패널(480)의 회전과 각도 조절을 멈추게 된다.

홀드바(600)는 월패널(480)에 형성된 고정홀(482)에 나사 체결로 탈착되는 것으로, 사용자가 손으로 파지하거나, 발로 디딜 수 있도록 형성된다. 홀드바(600)는 도면과 같이 원기둥 형태를 취하거나, 기존 실내 암벽 등반에서 사용되는 다양한 형상의 인공 손잡이 형태를 취할 수 있다. 한편 홀드바(600)는 고정홀(482)에 억지 끼움 방식으로도 탈착될 수 있다.

이를 통해 홀드바(600)의 위치를 다양하게 배치 하거나, 홀드바(600)의 종류를 다양하게 하여 다양한 형태의 실내 암벽 등반을 구현할 수 있다. 또한 홀드바(600)가 월패널(480)에서 돌출되는 길이를 다르게 할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터의 이등각 투시도, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터에서 트레드월(400) 및 송풍부(700)를 나타낸 이등각 투시도, 도 9는 도 7의 좌측면도, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터에서 고정프레임(800)을 나타낸 사시도이다.

송풍부(700)는 트레드월(400)을 등반하는 사용자에게 야외 암벽 등반 환경과 비슷한 체험을 할 수 있도록 야외 바람을 일으켜주기 위한 것이다. 송풍부(700)는 수직판(410)의 양옆 외측 상부에 설치되는 장착대(710)와, 장착대(710)의 상부에서 좌우로 연장되도록 형성된 거치대(720)와, 거치대(720)의 하부 끝단에서 형성되는 팬고정판(730)이 구비된다.

장착대(710)는 원형 바가 경사지게 배치된 'W' 형상으로 형성된 것으로, 하단에 수직판(410)의 상단 모양과 비슷한 얇은 판 형상으로 금속재의 장착판(712)이 형성된다. 장착판(712)은 수직판(410)에 형성된 송풍부고정홀(416)에 나사 체결로 견고하게 고정된다.

거치대(720)는 장착대(710)의 상단 양옆을 횡으로 가로지르도록 이러주며, 양단이 수직판(410)의 외측으로 연장되고, 하단은 90도로 절곡되어 하방으로 다시 연장되는 형상이다. 거치대(720)도 원형 바의 금속재로 형성되며, 전체 형상이 각진 '∩' 형태를 이룬다. 거치대(720)의 각 모서리 부위에는 강도를 높여주기 위한 보강대(722)가 용접으로 결합된다. 보강대(722)는 얇은 금속판으로 경사진 모양으로 거치대(720)의 모서리에 결합된다.

팬고정판(730)은 거치대(720)의 하부 끝단에 장방형의 얇은 금속판으로 고정된다. 이때 팬고정판(730)은 나사 체결이나 용접으로 고정된다. 팬고정판(730)에는 송풍팬(740)이 나사 체결로 설치된다. 송풍팬(740)은 트레드월(400)을 등반하는 사용자에게 바람을 제공하는 역할을 한다. 이때 송풍팬(740)은 장착 방향과 각도를 자유롭게 조절 가능하도록 설치된다. 나아가 송풍팬(740)에 회전 모터가 구비되어, 이와 같은 송풍팬(740)의 제어가 제어장치에 의해 자동으로 이루어지게 할 수 있다. 즉 이를 컨텐츠 상황과 연계되어 바람의 세기와 방향을 자동으로 조정되게 할 수 있다. 한편, 송풍팬(740)은 일반 송풍팬이나 서큘레이터가 사용될 수 있다.

결국 송풍팬(740)을 통해 트레드월(400)을 등반하는 사용자에게 바람을 공급함으로써, 사용자는 실내에서 더욱 실제와 같은 암벽 등반을 체감할 수 있게 된다.

고정프레임(800)은 본 발명의 실내 암벽등반 시뮬레이터에 부가적인 장치를 설치하거나, 사용자에 의해 가해지는 하중을 견고하게 버티기 위해 설치하는 구조물이다. 고정프레임(800)은 베이스프레임(100)의 상부에 수직으로 세워져 설치된다.

고정프레임(800)은 복수의 수직바(810)가 수직으로 세워져 설치되고, 상단에는 복수의 상단바(820)가 용접으로 결된다. 그리고 고정프레임(800)의 중앙에는 수직바(810)를 'ㄷ' 형상으로 이어주도록하는 지지바(830)가 나사 체결 또는 용접 결합으로 설치된다.

수직바(810)는 금속재의 사각 파이프로 하단에 수직바고정판(812)이 장방형의 금속판 형상으로 형성된다. 수직바(810)는 수직바고정판(812)을 통해 고정프레임고정판(140)에 나사 체결로 견고하게 고정된다.

상단바(820)도 금속재의 사각 파이프로 수직바(810)의 상단에서 격자 또는 사다리 형상으로 형성되어 수직바(810)와 용접 또는 나사 체결로 견고하게 결합된다. 상단바(820)의 중앙부에는 횡단바(822)가 나란하게 형성된다. 횡단바(822)는 상단바(820)와 직교하도록 설치되며, 상단바(820)의 양옆에 형성된다. 횡단바(822) 또한 금속재의 사각파이프로 형성되며, 상단바(820)와 용접 또는 나사 체결로 견고하게 결합된다.

지지바(830)는 수직바(810)의 중앙부에 형성되는 것으로, 중앙에 얇은 금속판 형상으로 지지판(832)이 형성된다. 지지바(830)는 대칭된 'ㄷ'형상으로 형성된다. 그래서 전면부가 개방된 형상이 된다. 지지판(832)을 통해 전술한 측면프레임(200)에서 상단프레임(220)과 나사 체결로 견고하게 결합된다. 그에 따라 지지바(830)의 높이는 측면프레임(200)의 상단프레임(220)과 대응되도록 형성된다.

지지바(830)가 상단프레임(220)과 결합됨으로써, 트레드월(400)에서 측면프레임(200)으로 가해지는 사용자의 하중을 고정프레임(800)으로 원활하게 분산하면서, 사용자의 하중을 견고하게 버틸 수 있는 구조를 이루게 된다.

한편, 수직바(810)와 상단바(820)가 만나는 모서리 부위에는 각 모서리를 이어주는 삼각형 형상의 모서리보강판(840)이 용접으로 결합된다. 모서리보강판(840)은 고정프레임(800)의 구조적 강도를 높여주는 역할을 한다. 이로써 트레드월(400)에서 사용자의 등반 동작에 따라 큰 하중이 가해지거나, 하중이 한 곳에 집중되는 경우에도 고정프레임(800)의 뒤틀림이나 변형없이 잘 버틸 수 있게 된다.

한편, 횡단바(822)의 하부에는 복수의 원형 상부장착홀(852)이 등간격으로 형성된 상부장착구(850)가 용접으로 결합된다. 상부장착구(850)에는 비상 상황을 대비하여 완강기가 설치될 수 있다. 완강기는 사용자가 착용한 안전 하네스와 연결되어, 본 발명의 실내 암벽등반 시뮬레이터가 예기치 못하게 작동이 멈추거나, 사용자가 트레드월(400)의 높은 곳에서 내려오지 못할 때 사용할 수 있다. 사용자는 완강기를 통해 지면으로 안전하게 천천히 내려올 수 있다.

나아가 수직바(810)의 전면에는 전면장착구(860)가 용접으로 결합된다. 전면장착구(860)에는 복수의 원형 전면장착홀(862)이 등간격으로 형성된다. 전면장착홀(862)을 통해 트레드월(400)에 빛으로 영상을 확대하여 비추기 위한 빔프로젝터나, 사용자의 위치와 움직임을 감지하여 3차원 데이터를 제어부로 전송해주는 키넥트가 설치될 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터에서 홀드바(600)의 형태를 예시로 나타낸 도면이다.

도 11과 같이 홀드바(600)는 여러 가지 형태로 제작될 수 있다. 이를 통해 초보자부터 상급자까지 등반 난이도에 따른 다양한 홀드바(600)를 월패널(480)에 적용할 수 있다. 그리고 적용되는 홀드바(600)의 형태에 따라 다양한 파지법을 연습하면서 등반을 진행할 수 있다.

(a)는 홀드바(600)는 수직으로 세워진 원형 막대 형상으로 끝단에 얇은 금속판인 홀드판(602)을 일체로 구성한 것이다. (a)는 근력 훈련에 사용될 수 있다. (a)의 경우 홀드판(602)이 넓어짐에 따라 월패널(480)에 형성된 여러 개의 고정홀(482)에 고정되므로, 더욱 큰 하중을 견딜 수 있다.

(b)는 홀드바(600)를 긴 횡바로 형성한 것이다. (b)도 근련 훈력에 사용될 수 있다. (b)의 경우 홀드판(602)이 더욱 넓어짐에 따라 홀드바(600)의 형상이 긴 원형 막대 형상으로 변화될 수 있다. 아울러 홀드바(600)와 홀드판(602)을 연결해주기 위하여 연장판(604)이 추가로 형성될 수 있다. (b)도 (a)와 마찬가지로 홀드판(602)이 더욱 넓어짐에 따라 월패널(480)에 형성된 복수의 고정홀(482)에 고정될 수 있다. 그에 따라 여러 개의 고정홀(482)에 고정되므로, 더욱 큰 하중을 견딜 수 있다.

(c)는 홀드바(600)의 형상이 암벽용으로 형성한 것이다. (d), (e)의 경우 홀드바(600)를 목재로 형성한 것으로 손가락 힘을 높이는 훈련을 할 수 있다. (d)의 경우에는 원형 판 형상의 목재로 사용되며, (e)의 경우에는 긴 각목 형태의 목재가 사용될 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터에서 홀드바(600)를 모듈 형태로 나타낸 사시도와 단면도, 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터에서 모듈 형태 홀드바(600)의 작동을 나타낸 도면이다.

도 12와 같이 홀드바(600)는 여러 가지 기능이 내장된 모듈 형태가 사용될 수 있다.

홀드바(600)는 사용자가 파지할 수 있는 손잡이 역할을 하는 홀드(610)와, 홀드(610)의 끝단과 연결된 로드셀(620)과, 로드셀(620)의 끝단과 연결되는 이너실린더(630)와, 이너실린더(630)가 삽입된 채로 직선 왕복 운동하도록 형성된 아우터실린더(640)와, 아우터실린더(640)의 끝단에서 이너실린더(630)가 전진 또는 후진할 수 있도록 구동력을 제공해주는 리니어모터(650)와, 이너실린더(630)의 시작단 후방에서 돌출되도록 형성된 아우터스토퍼(660)와, 이너실린더(630)의 내부에 내장되는 이너스토퍼(670)를 포함한다.

로드셀(620)은 홀드(610)에 가해지는 힘을 측정하기 위한 것으로, 가해지는 무게에 따라 사용자의 움직임을 계산하는 데이터로 사용된다. 로드셀(620)은 제어장치와 전기적으로 연결되어, 측정값을 제공한다.

이너실린더(630)의 내부에는 리니어모터(650)에 의해 직선 왕복 운동하는 막대가 원활하게 직선 왕복할 수 있게 마찰력을 줄여주는 볼베어링(632)과, 리니어모터(650)의 회전운동을 직선운동으로 바꿔주는 볼스크류(636)와, 리니어모터(650)의 축과 볼스크류(636)를 연결하기 위한 모터어뎁터(638)가 포함된다.

아우터실린더(640)의 선단 내부에 위치한 오일이 새는 것을 방지하는 오일실(634)이 포함된다. 아우터스토퍼(660)와 이너스토퍼(670)는 이너실린더(630)가 일정 거리 이상 전진하지 않도록 하여 홀드바(600)의 파손을 방지해주는 역할을 한다.

도 13과 같이 사용자가 홀드(610)를 손으로 파지하거나 발로 밝을 경우 동작이나 하중이 가해짐에 따라 이너실린더(630)가 전진 또는 후진하게 함으로써, 홀드(610)의 돌출길이가 달라지게 할 수 있다. 또한 콘텐츠 상황에 따라 미리 입력된 값으로 홀드(610)의 돌출길이가 달라지도록 할수도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터의 이등각 투시도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터에서 측면프레임(200), 각도조절부(300) 및 트레드월(400)을 나타낸 이등각 투시도, 도 4는 도 3의 평면도, 도 5는 도 3에서 월패널(480)을 제외하여 나타낸 정면도, 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터에서 제어부(900)를 나타낸 도면, 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터에서 트레드월(400)과 HMD(10), 빔프로젝터(20), 키넥트(30) 및 Host PC(950)의 구성도, 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터의 사용을 나타낸 도면이다.

제어부(900)는 본 발명의 실내 암벽등반 시뮬레이터의 제어를 위한 것으로, 랙프레임(910)과, 랙프레임(910)에는 설치되는 MCU(920), 제어패널(930), IOS PC(940) 및 Host PC(950)가 다단으로 쌓여 설치된다.

MCU(920)는 각도모터(310), 속도모터(510), 송풍팬(740), 리미트센서(492)와 전기적으로 연결되어 전원을 공급하거나, 입출력신호 및 제어신호를 송수신하는 역할을 한다. MCU(920)는 콘텐츠 상황에 따라 각도모터(310)의 회전 각도와, 속도모터(510)의 회전 속도를 제어한다. 또한 MCU(920)는 송풍팬(740)의 풍량을 조절한다.

제어패널(930)은 본 발명의 실내 암벽등반 시뮬레이터를 자동 또는 수종으로 제어하기 위한 것이다. 제어패널(930)에는 전원 버튼과 각도모터(310)의 각도 조절 버튼 및 속도모터(510)의 회전 속도 조절 버튼이 존재한다. 아울러 제어패널(930)에는 비상스위치(932)가 구비된다. 비상스위치(932)를 통해 비상 상황 시 각도모터(310)와 속도모터(510)를 동시에 정지시킬 수 있다.

IOS PC(940)는 컴퓨터로, MCU와 네트워크 연결되며, 비전카메라(미도시)로부터 신호를 입력받으며, 모니터(40)에 신호를 출력해주는 역할을 한다.

Host PC(950)는 컴퓨터로, 키넥트(30)로부터 신호를 입력 받으며, 빔프로젝터(20), HMD(10) 및 모니터(40)에 신호를 출력해주는 역할을 한다.

도 15 및 도 16과 같이 본 발명의 실내 암벽등반 시뮬레이터가 사용될 수 있다. 키넥트(30)는 사용자의 동작을 인식하며, 빔프로젝터(20)는 등반 배경과 등반 경로를 트레드월(400)에 비춰준다. 사용자는 안전하네스(50)를 착용한 채, HMD(10)를 쓰고 트레드월(400)에 비춰진 등반 배경, 예를 들어 빌딩, 실내 암벽장, 산악지역 등과 함께 등반 경로를 보면서 트레드월(400)을 등반하게 된다. HMD(10)는 안경처럼 머리에 쓰고 대형 영상을 즐길 수 있는 영상표시장치를 의미한다.

이때 Host PC(950)는 HMD(10)와 HDMI와 USB로 연결되며, 키넥트와 USB로 연결된다. 또한 Host PC(950)는 빔프로젝터(20)와 DP(디스플레이포트)로 연결된다. 사용자는 HMD(10)에서 출력되는 아바타를 통해 등반 장면을 3인칭 시점으로 볼 수 있다. 이때 사용자는 HMD(10)를 통해서 보는 화면과, 빔프로젝터(20)에서 출력된 화면이 이중화되어 출력된다. 즉 빔프로젝터(20)에서 출력되는 화면이 HMD(10)에 직접 오버랩되어 표시된다.

이때, MCU(920)는 빔프로젝터(20)와 HMD(10)를 통해 출력될 콘텐츠에 입력된 경사/난이도에 따라 각도모터(310)의 회전 각도와 속도모터(510)의 회전 속도를 제어해준다.

사용자는 HMD(10)를 통해 아바타(플레이어)의 성별 또는 종류를 선정하거나, 등반 장소를 기호에 맞게 선정할 수 있다. 아울러 사용자는 HMD(10)를 통해 1인칭 시점으로 등반 배경과 등반 경로를 볼 수도 있다. 이를 통해 1인칭 시점과 3인칭 시점이 상존할 수 있다. 또한, 키넥트(30)를 통해 사용자의 움직임을 감지하여, 이를 3인칭 아바타와 일치시켜 HMD(10)에 출력해줄 수 있다.

한편, 본 발명의 실내 암벽등반 시뮬레이터는 오락성 향상을 위해 스마트폰과의 연동을 통해 체험 사진, 운동 효과, 등반 점수에 따른 순위 등을 공유할 수도 있다. 스마트폰과의 연동은 블루투스, wifi 등의 통신 프로토콜을 사용하여, 별도의 스마트폰용 애플리케이션을 통해 이루어질 수 있다.

10 : HMD 20 : 빔프로젝터 30 : 키넥트
40 : 모니터 50 : 안전하네스
100 : 베이스프레임
110 : 테두리프레임 120 : 격자프레임 130 : 커버판
140 : 고정프레임고정판 150 : 측면프레임고정판
160 : 조절좌 170 : 안전매트
200 : 측면프레임
210 : 경사프레임 220 : 상단프레임 230 : 보강프레임
240 : 모터고정대
250 : 측면커버 252 : 절개부
300 : 각도조절부
310 : 각도모터 320 : 기어박스 330 : 각도베어링
340 : 각도구동축 350 : 모터커버
400 : 트레드월
410 : 수직판 412 : 절곡판 414 : 인입판 416 : 송풍부고정홀
420 : 월패널가이드
430 : 가이드보강대 432 : 케이블이동홀
440 : 축고정판
450 : 보강바 452 : 모터고정프레임
460 : 속도구동축
462 : 축베어링 464 : 구동스프로킷 466 : 전달스프로킷
470 : 전달체인 472 : 체인고정대
480 : 월패널 482 : 고정홀 484 : 패널보강대
490 : 센서프레임 492 : 리미트센서
500 : 속도조절부
510 : 속도모터 520 : 기어스프로킷 530 : 속도체인
600 : 홀드바 602 : 홀드판 604 : 연장판
610 : 홀드 620 : 로드셀
630 : 이너실린더
632 : 볼베어링 634 : 오일실 636 : 볼스크류
638 : 모터어뎁터
640 : 아우터실린더 650 : 리니어모터 660 : 아우터스토퍼
670 : 이너스토퍼
700 : 송풍부
710 : 장착대 712 : 장착판
720 : 거치대 722 : 보강대
730 : 팬고정판 740 : 송풍팬
800 : 고정프레임
810 : 수직바 812 : 수직바고정판
820 : 상단바 822 : 횡단바
830 : 지지바 832 : 지지판
840 : 모서리보강판
850 : 상부장착구 852 : 상부장착홀
860 : 전면장착구 862 : 전면장착홀
900 : 제어부
910 : 랙프레임 920 : MCU
930 : 제어패널 932 : 비상스위치
940 : IOS PC 950 : Host PC

Claims

콘텐츠 상황에 따라 등반각도와 등반속도가 조절되어 등반 난이도 조절이 가능한 실내 암벽등반 시뮬레이터에 있어서,
바닥면에 설치되는 베이스프레임(100);
상기 베이스프레임(100)의 상부 양옆에서 수직으로 세워지게 설치되는 측면프레임(200);
상기 측면프레임(200)의 상부에 설치되며, 상기 측면프레임(200)을 횡단하는 각도구동축(340)이 구비되고, 상기 각도구동축(340)에 동력을 공급해주는 각도모터(310)가 구비된 각도조절부(300);
상기 측면프레임(200)의 양옆 사이에서 수직으로 세워져 상기 각도구동축(340)과 축 결합되어 회전 각도가 조절되도록 수직판(410)이 설치되며, 상기 수직판(410)의 전체 둘레를 따라 복수의 월패널(480)이 구비되되, 상기 월패널(480)에는 복수의 고정홀(482)이 형성된 트레드월(400);
상기 트레드월(400) 내부에 설치되어 상기 월패널(480)이 상기 수직판(410)의 둘레를 따라 궤도 바퀴 형태로 제자리에서 회전하도록 동력을 공급해주는 속도모터(510)가 구비된 속도조절부(500); 및
상기 고정홀(482)에는 탈착되어 사용자가 등반 시 파지하거나 디딜 수 있는 홀드바(600);를 포함하며,
상기 홀드바(600)는, 사용자가 손으로 파지하거나, 발로 밟고 디디기 위한 홀드(610)와, 상기 홀드(610)의 후단에 설치되는 로드셀(620)과, 상기 로드셀(620)의 후단에 설치되는 이너실린더(630)와, 상기 이너실린더(630)가 내삽되는 아우터실린더(640)와, 상기 아우터실린더(640)의 후단에서 상기 이너실린더(630)가 직선왕복 운동할 수 있도록 구동력을 제공하는 리니어모터(650)를 더 포함하여 상기 로드셀(620)에 가해지는 힘을 분석하여 사용자의 움직임을 계산하는 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
상기 수직판(410)의 상부 양옆에는 야외 바람을 구현하기 위한 송풍부(700);를 더 포함하는 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
상기 베이스프레임(100)의 상부에 수직으로 세워지되, 상기 측면프레임(200)의 상부와 연결되어 가해지는 하중을 분산해주는 고정프레임(800);을 더 포함하되,
상기 고정프레임(800)은, 상부에 완강기를 장착하기 위한 상부장착구(850)가 구비되고, 전면에 프로젝트 또는 키넥트를 장착하기 위한 전면장착구(860)가 구비되는 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
상기 트레드월(400)은,
상기 수직판(410)의 상부와 하부를 횡으로 가로지르도록 설치되며, 양단에 전달스프로킷(466)이 설치되는 속도구동축(460)과, 상기 전달스프로킷(466)에 구동력을 전달하기 위하여 수직으로 설치되는 전달체인(470)이 더 포함되되, 상기 속도구동축(460)은 상기 전달스프로킷(466)과 상기 전달체인(470)은 체인 스프로킷 구조로 구동력이 연동되어 회전하는 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
상기 트레드월(400)은,
상기 수직판(410)의 양옆에서 절곡되어 절곡판(412)이 형성되어 상기 수직판(410)의 후면에서 상기 절곡판(412)과 이격되어 형성되는 월패널가이드(420)를 더 포함하되,
상기 월패널(480)은 상기 절곡판(412)과 월패널가이드(420)의 사이에서 가이드되면서 회전하여 앞뒤로 출렁임이 방지되는 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터.
제4항에 있어서,
상기 트레드월(400)은,
상기 속도구동축(460)의 사이 상부와 하부에는 격자 형상의 보강바(450)가 상기 수직판(410)의 사이를 횡으로 가로지르도록 설치되어 상기 트레드월(400)의 강도를 보강해주는 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터.
삭제
제3항에 있어서,
상기 고정프레임(800)은, 상기 베이스프레임(100)에 수직으로 세워지는 복수의 수직바(810)와, 상기 수직바(810)의 상단에 격자 형상으로 설치되는 상단바(820)를 더 포함하되,
상기 수직바(810)의 중앙부에는 전면이 개방되도록 대칭된 'ㄷ'형상으로 설치되는 지지바(830)를 더 포함하여 상기 고정프레임(800)의 강도를 보강해주는 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터.
제4항에 있어서,
상기 속도조절부(500)는,
상기 속도모터(510)와 축결합되어 구동력을 제공하기 위한 기어스프로킷(520)과, 상기 기어스프로킷(520)과 연결되는 속도체인(530)을 더 포함하고,
상기 전달체인(470)에는 복수의 체인고정대(472)가 등간격으로 형성되어 상기 체인고정대(472)는 상기 월패널(480)의 후면에 나사 체결로 고정되며,
상기 속도구동축(460)에는 상기 속도체인(530)과 연결되어 회전하는 구동스프로킷(464)이 구비되되,

상기 속도모터(510)가 구동함에 따라 상기 속도체인(530)과 연동되어 상기 속도구동축(460), 상기 전달스프로킷(466) 및 상기 전달체인(470)이 회전하면서, 상기 월패널(480)이 상기 수직판(410)의 둘레를 따라 궤도 바퀴 형태로 제자리에서 회전하는 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터.
제8항에 있어서,
상기 고정프레임(800)은,
상기 수직바(810)와 상기 상단바(820)가 교차하는 모서리에는 지지대 역할을 하는 삼각형 형상의 모서리보강판(840)이 구비되어, 상기 고정프레임(800)의 강도를 보강해주는 등반각도와 등반속도 가변형 실내 암벽등반 시뮬레이터.