KR102542293B1 - 전방향성 트레드밀 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수의 연결된 벨트 유닛들(1)을 포함하는 전방향성 트레드밀에 관한 것으로, 캐리어 프레임들(4)과 이음매 없는 벨트들(2)을 가지고 있고, 이들은 제1 공간적인 방향으로 순환 방식으로 움직여진다. 상기 벨트 유닛들(1)의 이음매 없는 벨트들(2)은 제2 공간적인 방향으로 움직여진다. 이러한 이음매 없는 벨트들(2)은 롤러들(3) 상에 고착된 기어휠들(12)과 톱니가 있는 샤프트(13)에 의해 제2 공간적인 방향으로 바람직하게 구동된다. 이음매 없는 벨트들(2) 전부는 벨트 유닛들(1) 사이에 배열되고 특별히 성형된 톱니를 가지는 크라운 기어링들(15)에 결합함으로써 동기화된다.

Description

전방향성 트레드밀
본 발명은 2개의 공간적인 방향(spatial) 방향들로 운동가능한 표면을 갖는 장치, 특히 전방향성 트레드밀(omnidirectional treadmill)에 관한 것이다.
기존의 트레드밀들은 하나의 공간적인 방향으로 움직일 수 있는 표면을 가진다. 트레드밀들은 조깅(jogging)을 위해 피트니스(fitness) 영역과 홈(home) 영역에서 사용된다. 이러한 트레드밀들은 위치를 변화하지 않고 앞으로 또는 뒤로 임의의 길이의 거리들을 커버(cover)하는 것을 가능하게 할 수 있다.
가상 현실(VR: Virtual Reality) 응용예들에 있어서, 사용자는 어플리케이션 또는 게임에서 가상으로 움직인다. 종종 사용자는 게임 환경을 모의 실험(simulate)하기 위해 VR 안경들을 착용하고, 이러한 VR 안경들을 가지고, 사용자는 게임 환경과 그러한 게임의 코스(course)에서 볼 수 있고 들을 수 있게 나타난다. 이들 VR 응용예들에서는, 예를 들면 위치를 변화하지 않고, 즉 사용자의 공간 위치를 크게 변화하지 않으면서 걷거나 달림으로써 임의의 수평 공간적인 방향(전방향)으로 가상으로 움직일 수 있는 것이 필수적이다.
본 발명은 VR 응용예들에 제한되지 않고, 수평 공간적인 방향들에만 제한되지 않는다는 점이 주목되어야 한다. 하지만, 응용예의 바람직한 분야를 참조하면, VR 응용예들에서 사용자의 공간 위치를 상당히 변화하지 않으면서 특히 걷거나 달리는 운동을 가능하게 하는 것이 예시에 중점을 두었을 때 사실상 취해진다.
공간 위치의 상당한 변화 없이, 임의의 수평 방향으로 가상으로 걷거나 달리는 것을 가능하게 하기 위한, 몇 가지 공지된 설계(design)들이 이미 존재한다.
트레드밀들과 관계된 설계들은 아래에 언급된 문헌들로부터 알려져 있다.
EP 0 948 377B1은 전방향성 트레드밀들에 관한 복수의 해결책을 제안한다. 이러한 해결책들 중 대다수가 많은 작은 부품들을 필요로 하고, 불충분한 특성들을 갖는 트레드 표면들을 달리는 사람에게 제공한다. 설명부 (0081) 내지 (0085)에서는, 서로 결합된 순환하는 벨트 유닛들이 묘사되고, 이들은 양호한 달리는 표면을 형성하며, 이들 벨트 유닛들을 가지고, 제1 공간적인 방향으로의 달리는 표면의 운동이 행해진다. 제2 공간적인 방향으로의 운동을 위해, 달리는 표면의 존(zone)에서의 벨트 유닛들의 이음매 없는 벨트(endless belt)들은 특별한 마찰 롤러(frinction roller)들에 의해 개별적으로 움직여진다. 이음매 없는 벨트들의 운동이 마찰에 의해서만 간접적으로 결합되기 때문에, 더 높은 부하(load)들로 인접한 이음매 없는 벨트들의 운동에서의 차이들이 존재한다. 트레드 존(tread zone) 외측에 위치한 이음매 없는 벨트들은 구동되지 않고, 오직 트레드 존의 입구(entry)에서 결합된다. 부하 충격(load shock)들과 추가적인 마모(wear)가 결합 공정 동안에 생긴다.
US 6,123,647A는 큰 횡단하게 안내된 메인 벨트(transversely guided main belt)에 의해 움직여지는 다수의 벨트 유닛들을 제안한다. 별개의 벨트 유닛들은 표면을 형성하기 위해 나란히 배열된다. 벨트 유닛들 상의 벨트들의 운동을 위해, 2개의 기어휠(gearwheel)들이 제공된 롤(roll)들에 의해 각각의 벨트를 구동하는 것이 제안된다. 이러한 기어휠들은 톱니가 있는(toothed) 샤프트에 의해 구동된다. 이 경우 단점은, 벨트 유닛들의 기어휠들이 곡선 단계(curve phase) 동안에는 톱니가 있는 샤프트와 접촉하지 않고, 벨트 유닛이 톱니가 있는 샤프트와 다시 접촉할 때 톱니가 있는 샤프트와 갑작스럽게 맞물리게 된다는 점이다. 상태가 바뀌는 단계 동안에는 지연(delay), 잡음(noise)을 초래하는 충격들이 생기고, 그 후 마모 증가가 뒤따른다. 게다가, 개별 벨트 유닛들은 슬라이딩 표면을 갖는 안정된 지지 프레임(frame)을 가지고 있지 않아서 부정적 효과를 가지는데, 이는 그러한 벨트들만으로는 안정성이 빈약한 표면이 생기기 때문이다.
DE 10 2006 040 485 A1은 또한 메인 벨트 상의 별개의 벨트 유닛들을 제안한다. 이러한 별개인 벨트 유닛들은 유압 모터들과 지지 구조물들을 구비한다. 벨트 유닛들의 모든 유압 모터들은 직렬로 유압 방식으로 연결되고 따라서 동일한 이송 속도를 가진다. 이 경우, 단점은 많은 수의 유압 요소들의 다소 느린 반응 거동뿐만 아니라 유압 모터들이 갖는 복잡하고 고가인 구성이다.
US 7,780,573B1은 체인 휠(chain wheel)들과 체인들에 의해 제1 공간적인 방향으로 움직여지고 옴니-휠(Omni-wheel)들로서 설계된 접촉 요소들을 통한 마찰에 의해 제2 공간적인 방향으로 구동되는 개별 벨트 유닛들을 제안한다. 이러한 벨트 유닛들은 제1 공간적인 방향으로의 운동의 전달을 위해 작은 피치된 체인(pitched chain)으로 하나의 포인트에서만 힌지(hinge)되게 연결된다. 체인으로의 제2 연결은 변위 가능성을 가지고, 따라서 곡선에서의 벨트 유닛들의 비대칭 위치를 만들어낸다. 개별 벨트 유닛들 상에서의 벨트들의 운동은 일정한 속도 조인트(joint)들, 주름진 파이프(corrugated pipe)들 또는 카단 조인트(cardan joint)들과 같은 결합 요소들을 거쳐 결합된다. 결합의 길이 변화를 보상하기 위해, 슬라이딩 요소들이 제공된다. 슬라이딩 요소들이 없는 주름진 파이프들은 짧은 수명을 가진다. 이러한 발명의 단점은 벨트 유닛들이 체인을 거쳐 오직 간접적으로 연결되고 서로 직접 연결되지 않아서, 결합의 요소들이 요구된 위치 내로 정교하게 가져가 져야 한다는 점이다. 길이 보상을 위해, 결합 요소들의 양측 상의 추가적인 슬라이딩 요소들이 요구되고, 그러한 슬라이딩 요소들은 사이에 끼어지기 쉬운데, 이는 롤들의 회전 축들의 교차하는 포인트에서 결합 요소들을 유지하는 어떠한 설비(provision)도 존재하지 않기 때문이다.
US 8,790,222B2는 또한 메인 벨트 상에서 고정되고 움직여지는 별개의 벨트 유닛들을 제안한다. 이러한 벨트 유닛들은 모두 평범하고 매우 긴 이음매 없는 벨트를 가지고, 이러한 이음매 없는 벨트는 벨트의 밑면에서 그 다음 벨트 유닛까지 경사진 활주체(run)에 의해 안내된다. 그러므로 벨트 유닛들의 모은 이송 표면들은 동일한 이송 속력을 가진다. 이러한 이음매 없는 벨트는 타원면 롤러들을 통한 마찰에 의해 구동된다. 이러한 설계의 단점은 긴 이음매 없는 벨트로서, 이는 관성력들로 인한 빠른 속력 변화들의 경우에 국부 신장(local elongation)을 초래하고, 따라서 이음매 없는 벨트의 비틀어짐을 초래한다.
본 발명의 목적은 알려진 장치들의 전술한 단점들을 가지지 않는 장치를 만드는 것이다.
본 발명에 의하면, 이는 청구항 1의 특징들을 가지는 장치에 의해 달성된다.
본 발명의 우선적이고 유리한 실시예들은 추가 청구항들의 주제이다.
본 발명에 의하면, 전방향성 트레드밀이 제공되고, 이러한 트레드밀은 평면 표면(planar surface)의 임의의 방향으로 달리는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 개별 실시예들은 도면들에 의해 윤곽이 그려지고 후속하는 설명부에서 묘사된다.
도 1은 본 발명의 가능한 일 실시예에서의 순환 벨트 유닛의 측면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 벨트 유닛들이 순환의 다양한 위치들에서 회전하는 것들을 보여주는 측면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에서 장치의 주된 기능들을 보여주는 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예의 측면도.
도 5는 본 발명의 크라운 기어의 톱니의 설계(design)를 보여주는 도면.
도 6은 본 발명의 크라운 기어의 톱니의 또 다른 설계를 보여주는 도면.
도 7은 통합된 구동 기어휠을 갖는 크라운 기어의 버전(version)의 사시도.
도 1은 롤(3)과 롤(21) 상의 제2 공간적인 방향에서 순환하는 연속된 이음매 없는 메인 벨트(main belt)(2)를 갖는 벨트 유닛(1)의 가능한 일 실시예의 측면도를 보여준다. 롤(3)과 롤(21)은 벨트 유닛(1)의 지지 프레임(4) 상에 회전 가능하게 장착된다. 브래킷(5)은 지지 프레임(4)에 부착된다. 브래킷(5)은 축(6)에서, 인접한 벨트 유닛(1)의 지지 프레임에 부착되는 또 다른 브래킷(5)에 스위벨 장착된다(swivel-mounted).
인접한 벨트 유닛(1)은 또한 모든 벨트 유닛(1)들이 연속된 체인을 형성하도록, 스위벨될 수 있는 브래킷(5)을 거쳐 후속하는 벨트 유닛(1)에 연결된다.
인접한 벨트 유닛(1)의 연결에 의해 규정되는 동일한 축(6) 상에는 롤러(7)가 배치되고, 이러한 롤러(7)는 공간 고정된(spatially fixed) 레일(8) 상에서 움직인다.
레일(8)에는, 벨트 유닛(1)들의 완전한 순환이 제1 공간적인 방향으로 행해질 수 있도록, 단부(end)들(도 2)에서 반원 레일(semi-circular rail)들이 제공된다.
도 2는 서로 연결된 순환의 부분에서의 벨트 유닛(1)들의 몇몇 롤들(3)을 보여준다. 순환시, 벨트 유닛들은 고정된 레일(8) 상에서 롤러들(7)에 의해 가이드된다. 롤(3)의 그것의 축 주위에서 행해지는 회전 운동은, 이후 인접한 벨트 유닛(1)의 롤(3)의 회전 운동으로 묘사되는 크라운 기어(15)에 의해 결합된다. 인접한 롤(3)들의 회전 축들 사이의 각도(27)는 넓은 범위에 걸쳐 중심(center)(6)에서 변화된다. 크라운 기어(15)의 하나의 크라운 휠은 연관된 롤(3)에 각각 고정되고 롤(3)로 고정된 터닝 유닛(turning unit)을 형성한다. 인접한 롤(3)들의 회전 운동의 결합은, 길이 보상을 위한 슬라이딩 요소들과 같은, 더 이상의 추가 요소들을 필요로 하지 않는 축(6)의 부근에서 직접 접촉함으로써 크라운 기어들로 행해질 수 있다.
인접한 롤들(3)의 회전 축들의 각도 변화(27)를 위한 축(6)은 스위벨 연결에 의해 형성된다. 축(6)은 롤러(7)의 회전 축과 동일한 위치를 가지고, 롤러(7)는 레일(8) 상에서 움직인다.
도 3은 본 발명에 따른 장치의 주요 기능들을 단순화된 개요도로 보여준다. 상부의 걸을 수 있는(walkable) 부품에 놓여 있는 벨트 유닛(1)들은, 벨트 유닛(1)들이 그것들의 이음매 없는 벨트(2)들로 레벨을 형성하는 방식으로 나란히 배열된다. 벨트 유닛들(1)은 고정된 레일들(8)(도 2)을 따라서 롤러들(7)로 움직여지고, 그로 인해 제1 공간적인 방향으로 운동이 일어난다. 벨트 유닛들(1)의 이음매 없는 벨트들(2)을 움직임으로써, 제2 공간적인 방향으로의 운동이 일어난다. 운동의 2가지 주된 방향들의 조합으로(도 3에서 2중 화살표로 나타내어진) 평면에서의 임의의 운동 방향이 실행 가능하다.
제1 공간적인 방향으로의 구동은 구동 휠(11)에 의해 야기되고, 이러한 구동 휠(11)은 구동 수단(driving means)(9)을 움직이며, 이러한 구동 수단(9)은 제1 공간적인 방향으로 벨트 유닛(1)들을 움직인다.
도시된 실시예에서 제2 공간적인 방향으로의 구동은 기어휠들(12)에 의해 이루어지고, 이러한 기어휠들(12) 각각은 벨트 유닛(1)의 롤(3)에 연결된다. 기어휠들(12)은 제1 메인 축에 평행한 톱니가 있는 샤프트(13)에 의해 구동될 수 있다. 톱니가 나 있는 샤프트(13)는 구동 휠(14)을 거쳐 구동될 수 있다. 기어휠들(12)을 회전시킴으로써, 이음매 없는 벨트들(2)에 의해 형성된 평면은 제2 공간적인 방향으로 움직여진다.
도 4는 제1 공간적인 방향으로 순환시 레일(8) 상에서 롤러들(7)에 의해 위치되는 다수의 벨트 유닛들(1)을 보여주는 측면도이다. 곧은 레일(8)의 끝에서 벨트 유닛(1)들은 만곡된 레일에 의해 안내되고 또한 이음매 없는 체인을 형성하기 위해 만나게 된다. 롤러들(7) 사이의 거리는 벨트 유닛(1)의 폭으로 인해 곧은 레일(8)의 끝에서 반원 레일의 반경에 관하여 크다는 점을 그림으로부터 볼 수 있다. 곡선(curve)에서, 체인 휠이 있는 구동의 경우 강한 다각형 효과가 발생하게 된다. 이는 바람직한 실시예에서는 제1 공간적인 방향으로 구동하기 위해 이음매 없는 구동 수단(9)을 사용함으로써 회피된다. 구동 수단(9)은 바람직하게는 톱니가 나 있는 벨트로서 설계된 유연성 있는 벨트로 이루어진다. 구동 수단(9)은 그것 자체의 타원형 궤도를 가지고, 캠(cam)들(10)을 구비하고 있으며, 이러한 캠들(10)은 궤도의 곧은 부분에서 벨트 유닛들(1)과 접촉하게 되고, 제1 공간적인 방향으로 벨트 유닛들(1)의 운동을 실행한다.
도 5는 본 발명의 크라운 기어의 톱니의 디자인을 상세하게 보여준다.
본 발명에 의한 크라운 기어(15)는,
(ⅰ) 구성의 작은 전체 높이에 대해, 예를 들면 0°와 60°사이에서와 같이, 롤들(3)의 회전 축들의 넓은 각도 범위(27)에 걸쳐 이동이 일어나야 한다.
(ⅱ) 구동 크라운 휠의 축(18) 주위에서의 회전 운동은 모든 작동 조건 하에서 눈에 띄는 시간 지연 없이 그리고 계속해서 축(19) 주위의 구동된 크라운 휠로 이동하게 된다. 이는 특히 회전 속도의 변화, 및 회전 방향의 변화에 적용된다.
(ⅲ) 최대 각도(27)에서의 벨트 유닛들의 충돌이 회피되도록, 롤들(3)의 회전 축들의 각도(27) 변화의 축(6)은, 회전 축들(18, 19)의 교차점 외측에 멀리 위치되어야 한다
는 조건들 하에 인접한 벨트 유닛(1)의 롤(3)로 하나의 벨트 유닛(1)의 롤(3)의 회전 운동을 이동시킨다는 점에서 유리하다.
본 발명에 따른 이동을 위한 위 조건들은 크라운 기어에 의해 행해지고, 이러한 크라운 기어의 기어휠들은 원뿔들의 부분들과 같은 형상을 갖는 톱니 형태들을 가지며, 구동하는 그리고 구동된 크라운 기어휠은 바람직하게는 동일한 톱니 형태를 가진다. 톱니(16, 17)는 하나의 완전한 회전 대칭적인 끝이 잘린 원뿔(도 5)과, 2개의 부분적인 원뿔들(도 6)로 이루어질 수 있다. 부분적인 원뿔 또는 끝이 잘린 원뿔은 크라운 휠의 회전 축에 평행한 원뿔 축을 가진다. 원뿔 축에 직교하게 자르는 것(cut)들이 원 또는 원형 세그먼트(circular-segment) 모양의 단면들을 만들어내도록, 원뿔 표면들은 원뿔 축 주위에서 모선 라인을 회전시킴으로써 바람직하게 생성된다.
도 5는 곧은 라인 모선에 의해 만들어진 완전한 회전 대칭적이고 끝이 잘린 원뿔의 일 실시예를 묘사한다. 구동 휠의 원뿔(16)은 접촉점(20)에서 구동된 휠의 원뿔과 접촉한다. 축(6)을 사용하여, 회전 축들(18, 19)이 있는 기어휠들은 스위벨 각도(27)로 선회된다. 라인을 발생시키는 원뿔의 회전 축(24)은 구동하는 크라운 휠의 회전 축(18)에 대해 평행하다.
곧은 라인 모선은 회전 축(24)에 대해 테이퍼 각도(25)로 경사져 있다. 테이퍼 각도는 8.5°와 13°사이, 바람직하게는 8.5°와 10.5°사이에 있다. 바람직한 테이퍼 각도 범위는 요구 조건 (ⅰ)와 (ⅱ)에 대한 특히 유리한 해결책들을 제공하지만, 언더 커팅(under cutting)을 회피하기 위해 짧은 톱니 높이들을 요구한다. 언더컷은 챔퍼(chamfer)(28)를 끝이 잘린 원뿔의 가장자리에 적용함으로써 톱니 높이 감소 없이 회피될 수 있다. 챔퍼(28)에 관한 제2 원뿔 모선은 테이퍼 각도(29)가 있는 직선이다.
테이퍼 각도(25)가 있는 원뿔로부터 테이퍼 각도(29)가 있는 원뿔로의 연결은 바람직하게는 원마도(roundness)에 의해 만들어진다. 그로 인해 생기는 회전 몸체는 우선적으로 테이퍼 각도들이 있는 모선들로서 호(arc)를 가지고, 이러한 호는 2개의 직선 모선들의 제1 테이퍼 각도로부터 제2 테이퍼 각도로 전진한다.
직선 모선 중 적어도 하나의 길이는 하나의 가능한 실시예에서 0으로 감소될 수 있고, 그로 인해 호의 최종 각도만이 고정되며, 챔퍼(28)는 간단한 라운딩(rounding)으로서 나타나게 된다.
도 6은 크라운 기어휠 톱니(16, 17)를 형성하기 위해 2개의 부분적인 원뿔들이 어떻게 함께 조립될 수 있는지의 예를 보여준다. 크라운 기어휠 톱니(16)는 부분적인 원뿔(22)과 거울면 대칭적으로(mirror-symmetry) 배치된 부분적인 원뿔(23)로 이루어진다. 거울면 대칭적으로 배치된 부분적인 원뿔(23)은 회전 축(18)을 따라는 회전 방향의 변화 후 구동 접촉(drive contact)을 이어 받는다. 부분적인 원뿔(22)에 있어서, 원뿔 생성 축(24)과 테이퍼 각도(25)가 표시된다. 원뿔 생성 축(24)은 구동 크라운 휠의 회전 축(18)에 대해 평행하다. 부분적인 원뿔의 표면은 회전 축(24)에 대해서 테이퍼 각도(25)를 가지는 직선의 회전에 의해 생성된다. 완전한 끝이 잘린 원뿔에 관해서는 도 5에서 묘사된 것과 동일한 테이퍼 각도 범위들이 또한 도 6에서의 부분적인 원뿔들에 관해서 적용된다.
도 7은 크라운 기어(15)의 하나의 크라운 기어휠이 구동 기어(12)와 결합되는, 크라운 기어의 바람직한 일 실시예를 보여준다. 벨트 유닛들(1)의 이음매 없는 벨트들(2)이 장치의 곧고 걸을 수 있는 부분에 위치할 때, 그것들은 평면 표면을 형성한다. 이음매 없는 벨트들(2)에 의해 형성된 평면 표면은, 크라운 기어휠들, 구동 및/또는 지지 구조물들을 배열하는 설계 요구 조건들로 인해 부분적으로 간극(gap)들을 가진다. 유리한 실시예는 구동 기어(12) 내에서의 크라운 기어의 결합이다. 순환의 상부 곧은 부분에 위치하는 벨트 유닛들(1)은, 롤들(3)의 그것들의 회전 축들을 정렬한다. 그러한 바람직한 실시예로서, 크라운 기어(15)가 구동 기어(12) 내의 이러한 위치에 완전히 수용된다. 그로 인해 벨트들(2) 사이의 설계 간극은 좁고, 구동 기어(12)의 폭에 의해서만 결정된다.
본 발명에 따른 트레드밀은 모든 방향으로 운동가능한 평면 표면을 러너(runner)에게 제공한다. 밴드 유닛들(1)의 이음매 없는 벨트들(2) 사이에는 실제로 좁은 표면들이 남아 있고, 이는 제1 공간적인 방향으로의 운동들만을 이어 받는다. 하지만, 이들 좁은 표면들은 실제 작동시 간섭하지 않는데, 이는 그것들이 이음매 없는 벨트의 두께만큼 더 낮고 따라서 사용자가 그것을 밟을 때 도달되지 않기 때문이다.
요약하면, 본 발명은 제1 공간적인 방향으로 회전 운동이 이루어지는 이음매 없는 벨트들(2) 및 지지 프레임들(4)이 있는 몇몇 연결된 벨트 유닛들(1)을 가지는 전방향성 트레드밀에 관한 것이다. 제2 공간적인 방향으로는, 벨트 유닛들(1)의 이음매 없는 벨트들(2)이 움직여진다. 이음매 없는 벨트들(2)은 롤들(3) 상에 장착된 기어휠들(12)과 톱니가 나 있는 샤프트(13)에 의해 바람직하게 제2 공간적인 방향으로 구동된다. 이음매 없는 벨트들(2)의 운동은 벨트 유닛들(1) 사이에 배열된 특별한 톱니 형태의 크라운 기어들(15)과 결합시킴으로써 동시에 진행된다.

Claims (12)

  1. 2개의 공간적인 방향들(spatial direction)로 운동가능한 표면을 갖는 장치에 있어서,
    벨트 유닛들(1)은 제1 공간적인 방향으로 운동가능하고, 상기 벨트 유닛들(1)의 각각은 지지 프레임(4)이 제공되고, 고정된 거리에서 회전 연결들을 형성하는 하나 이상의 축(6)을 통해 인접한 벨트 유닛(1)의 지지 프레임(4)과 선회 연결되는(pivotal connected) 벨트 유닛(1)의 각각의 지지 프레임(4)은 적어도 하나의 구동 수단(9)에 의해 구동될 수 있고, 상기 벨트 유닛들(1)은 구동부에 결합되는 롤(roll)들(3) 및 이음매 없는 벨트들(2)과 함께 제2 공간적인 방향으로의 운동을 위해 제공되고,
    상기 인접한 벨트 유닛(1)의 롤(3)과 함께 롤(3)의 회전 이동은 치형부(tooth profile)를 갖는 크라운 기어(15)에 의해 결합되어, 상기 롤들(3)의 회전 축 사이의 각도(27)가 변할 때 상기 구동부에 결합되는 상기 롤들(3)의 가변 회전 이동들이 구동된 롤(3)에 연속으로 전달될 수 있고, 축(6)은 상기 롤들(3)의 회전 축들의 교차점 외부 및 맞물림 프로파일(engagement profile)의 영역에 놓이는 것을 특징으로 하는, 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 크라운 기어(15)에는 상기 크라운 기어휠의 회전 축(18)에 평행한 회전 축을 갖는 회전 몸체의 부분의 형태로 되어 있는 치형부(16)와, 원의 세그먼트(segment)들의 형태로 되어 있는 상기 회전 축에 직각을 이루는 단면들이 제공되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 크라운 기어(15)는 2개의 부분적인 끝이 잘린 원뿔(truncated cone)들로 선택적으로 구성되고 원뿔 축들이 상기 크라운 기어휠의 상기 회전 축(18)에 대해 평행하게 정렬되는, 끝이 잘린 원뿔의 형태로 되어 있는 치형부(16)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 부분적인 끝이 잘린 원뿔들은, 8.5°와 13°사이에 있는, 상기 원뿔 축에 대한 테이퍼 각도(taper angle)(25)를 가지는 곧은 모선(straight generatrix)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 크라운 기어(15)는 2개의 곧은 모선들에 의해 형성되는 회전 몸체 또는 회전 몸체의 부분의 형태로 되어 있는 치형부(16)를 구비하고, 상기 2개의 곧은 모선 중 제1 모선은 5°와 13°사이에 있는, 상기 원뿔 축에 대한 테이퍼 각도(25)를 갖고, 제2 모선은 8°와 15°사이에 있는, 상기 원뿔 축에 대한 테이퍼 각도(29)를 가지며, 제1 원뿔로부터 제2 원뿔로의 연결은 상기 회전 몸체의 중심 부분을 형성하기 위해 둥근 선 모선(round line generatrix)으로 만들어지고, 그로 인해 상기 둥근 선의 상기 테이퍼 각도들은 상기 원뿔들의 상기 테이퍼 각도들 사이의 상기 둥근 선의 코스(course)에서 값들을 가지는 것을 특징으로 하는, 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 크라운 기어(15)는, 2개의 부분적인 회전 몸체들로 선택적으로 구성되고 회전 축들이 상기 크라운 기어휠의 상기 회전 축(18)에 평행하게 정렬되는 회전 몸체의 형태로 되어 있는 치형부(16)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 벨트 유닛들(1)에 회전 가능하게 연결되는 롤러들(7)은 레일들(8) 상에서 상기 제1 공간적인 방향으로 움직이고, 상기 롤러(7)의 회전 축은 상기 인접한 벨트 유닛(1)과의 벨트 유닛(1)의 상기 선회 연결의 축(6)과 일치하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 롤들(3)은 상기 롤들(3)에 연결되는 기어휠(12)에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    적어도 하나의 크라운 기어(15)가 기어휠(12)에 연결되고,
    상기 기어휠(12)은 0° 각도(27)의 위치에서, 상기 제1 공간적인 방향에 대해 평행하게 배열되는 적어도 하나의 톱니가 있는 샤프트(toothed shaft)(13)와 맞물리는 것을 특징으로 하는, 장치.
  10. 제8 항 또는 제9 항에 있어서,
    상기 크라운 기어(15)는 0° 각도(27)의 위치에서 상기 기어휠(12) 내에 부분적으로 또는 완전하게 위치하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 공간적인 방향으로의 상기 구동은 상기 구동 수단(driving means)(9)에 의한 것이고, 상기 구동 수단(9) 상에는 상기 제1 공간적인 방향으로 상기 벨트 유닛들(1)과 맞물리고 상기 제1 공간적인 방향으로 상기 벨트 유닛들(1)을 구동하는 캠들(cams)(10)이 장착되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 구동 수단(9)은 상기 캠들(10)이 장착되는 적어도 하나의 구동되는 미세하게 연결되는 체인(fine-linked chain) 또는 적어도 하나의 구동되는 톱니가 있는 벨트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD854101S1 (en) 2018-01-05 2019-07-16 Peloton Interactive, Inc. Treadmill
CN109248415B (zh) * 2018-08-14 2020-09-11 东南大学 一种滚轴式人体全向运动平台及其速度合成方法
CN113507968A (zh) * 2018-10-02 2021-10-15 OmniPad股份有限公司 马达驱动的全方位运动表面
CN110013644A (zh) * 2019-04-26 2019-07-16 赵思俨 一种拼接地板式全向跑步机底盘
CN111120804A (zh) * 2020-01-16 2020-05-08 林晓甄 万向移动平台
CN111942814A (zh) * 2020-07-29 2020-11-17 李家良 一种全向传动装置
CN114275455B (zh) * 2021-12-28 2024-01-23 广东工业大学 一种短时延360度行走装置及其控制方法
CN114225314B (zh) * 2022-01-17 2022-08-16 浙江工贸职业技术学院 一种全向电动跑步机
WO2023137221A1 (en) * 2022-01-17 2023-07-20 Mark Joseph Hanfland Omnidirectional treadmill system
WO2024010825A1 (en) * 2022-07-06 2024-01-11 Terry Walter L Smart individual motion capture and spatial translation (simcast) system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7780573B1 (en) 2006-01-31 2010-08-24 Carmein David E E Omni-directional treadmill with applications
US20160199695A1 (en) 2015-01-08 2016-07-14 Gerald G. Armstrong Multi-Directional Exercise Platform

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE148695C (ko)
DE861376C (de) 1948-10-02 1952-12-29 Heinrich Hoerstermann Antrieb fuer hintereinander angeordnete Foerderbaender
CA1302229C (en) * 1988-02-29 1992-06-02 Norbert Marocco Swingable junction for blind tracks
DE4238252C2 (de) * 1992-11-12 1994-08-18 Woodway Ag Zahn- und Keilriemeneinrichtung für Laufbänder
US5562572A (en) * 1995-03-10 1996-10-08 Carmein; David E. E. Omni-directional treadmill
JPH08280843A (ja) * 1995-04-17 1996-10-29 Daikin Ind Ltd 仮想歩行機
AU2036797A (en) 1996-03-20 1997-10-10 Andrew John Mitchell Motion apparatus
RU2109337C1 (ru) * 1996-05-06 1998-04-20 Нурахмед Нурисламович Латыпов Способ погружения пользователя в виртуальную реальность и устройство для его реализации
US6152854A (en) * 1996-08-27 2000-11-28 Carmein; David E. E. Omni-directional treadmill
CA2263592A1 (en) 1996-08-27 1998-03-05 David E.E. Carmein Omni-directional treadmill
DE29615912U1 (de) * 1996-09-12 1996-10-31 Woodway AG, Schönenberg Laufbandeinrichtung
US5846135A (en) 1997-09-04 1998-12-08 Hoskins Products Universal joint comprising a pair of crown gear elements confined within a slotted casing
GB9901229D0 (en) * 1999-01-20 1999-03-10 Mitchell Andrew J Omni-directional treadmill
US6669001B1 (en) * 2002-11-12 2003-12-30 Mathews Conveyor, Inc. Linear belt sorter and methods of using linear belt sorter
US9192810B2 (en) * 2004-09-14 2015-11-24 David Beard Apparatus, system, and method for providing resistance in a dual tread treadmill
DE102005005169A1 (de) 2005-02-02 2006-08-10 ThyssenKrupp Präzisionsschmiede GmbH Verfahren zur Festlegung der Verzahnungsgeometrien einer Zahnradpaarung zweier Zahnräder mit sich schneidenden Achsen
US7682291B2 (en) * 2006-05-22 2010-03-23 Reel Efx, Inc. Omni-directional treadmill
DE102006040485A1 (de) 2006-08-30 2008-03-20 Technische Universität München Vorrichtung mit einer in zwei Raumrichtungen bewegbaren Oberfläche
US7878284B1 (en) * 2007-11-29 2011-02-01 Shultz Jonathan D Omni-directional tread and contiguous moving surface
DE102008024586A1 (de) * 2008-05-21 2009-11-26 Beumer Maschinenfabrik Gmbh & Co. Kg Sortiersystem mit einem Vertikalsorter
EP2419180B1 (de) * 2009-04-15 2017-07-19 Kybun AG Band für ein laufband sowie trainingsgerätschaft mit einem band
US9005085B2 (en) * 2009-11-02 2015-04-14 Alex Astilean Leg-powered treadmill
US8790222B2 (en) 2010-07-29 2014-07-29 George Burger Single belt omni directional treadmill
CN103961840B (zh) * 2013-02-05 2016-05-18 覃政 柱元阵列式全向跑步机
US20180036880A1 (en) * 2014-05-06 2018-02-08 Kenneth Dean Stephens, Jr. Environment Replicator for Proxy Robot Handlers
US9409716B2 (en) * 2014-06-13 2016-08-09 Bastian Solutions, Llc Cross belt slat sorter
US9675839B2 (en) * 2014-11-26 2017-06-13 Icon Health & Fitness, Inc. Treadmill with a tensioning mechanism for a slatted tread belt
KR101679223B1 (ko) * 2015-04-30 2016-11-25 한국기계연구원 측면 옴니휠을 이용한 2차원 트레드밀
KR101670718B1 (ko) * 2015-05-29 2016-10-31 경상대학교산학협력단 전 방향 트레드밀 장치
ES2849248T3 (es) * 2015-06-24 2021-08-17 Beumer Group As Clasificador de línea
CN108602625B (zh) * 2015-11-30 2021-07-09 伯曼集团股份公司 多边形效应降低的分拣机
CN106178399A (zh) * 2016-08-30 2016-12-07 喻明 一种万向跑步机
WO2019051589A1 (en) * 2017-09-12 2019-03-21 Terra Virtual Reality Systems Inc. OMNIDIRECTIONAL TRANSPORTER COMPRISING TRACKS FOR MECANUM WHEEL STYLE

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7780573B1 (en) 2006-01-31 2010-08-24 Carmein David E E Omni-directional treadmill with applications
US20160199695A1 (en) 2015-01-08 2016-07-14 Gerald G. Armstrong Multi-Directional Exercise Platform

Also Published As

Publication number Publication date
JP7042818B2 (ja) 2022-03-28
US20190255382A1 (en) 2019-08-22
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JP2020503911A (ja) 2020-02-06
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WO2018119485A1 (de) 2018-07-05
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CN109963625A (zh) 2019-07-02
EP3538227B1 (de) 2020-07-01

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