KR19990043651A

KR19990043651A - 가속도 측정장치

Info

Publication number: KR19990043651A
Application number: KR1019970064691A
Authority: KR
Inventors: 김정태
Original assignee: 전주범; 대우전자 주식회사
Priority date: 1997-11-29
Filing date: 1997-11-29
Publication date: 1999-06-15

Abstract

본 발명은 가속도 측정장치에 관한 것으로, 시뮬레이터의 하부 지지판과 상부 유동판의 사이에 연결되는 엑튜에이터에 길이 변화를 측정하여 전기적 신호로 출력하는 길이 측정용 센서를 결합하여 구성되어 있으며, 상기 각 엑튜에이터는 실린더와 피스톤으로 이루어지고, 상기 실린더의 내부에는 상기 피스톤에 의해 압축되는 스프링이 결합되며, 상기 길이 측정용 센서가 상기 실린더와 피스톤의 외측에 결합되어 구성되어 있다.

이러한 본 발명은 복수개의 엑튜에이터에 결합된 길이 측정용 센서에 의해 상부 유동판의 상면에 올려진 질량물의 위치 변화를 감지하여 질량물의 가속도 변화를 측정할 수 있게 된다. 또, 구동수단의 모터에 의해 선택적으로 작동되는 3차원 공간에서 상하, 좌우, 전후로 위치가 자유로이 다양하게 변위되는 엑튜에이터의 가속도를 측정함에 의해 위치를 자유로이 다양하게 변위시킬 수 있는 6자유도 시뮬레이터의 복잡하게 작용하는 가속도 및 힘을 측정하여 각 방향별로 분석할 수 있으며, 이러한 원리를 가상현실 체험용 의자에 채용하는 경우 이용자가 보다 다채로운 진동을 느낄 수 있게 되고, 이에 따라 가상환경을 보다 실감있게 체험하게 되는 이점이 있다.

Description

가속도 측정장치(A DEVICE MEASURING ACCELERATION)

본 발명은 가속도 측정장치에 관한 것으로, 특히 시뮬레이터의 복수개 엑튜에이터에 길이 측정용 센서를 부착하여 각각 가속도를 측정하여 각 방향별로 가하여지는 힘을 분석하여 예를 들어 동적 변화가 생동감있게 느껴지는가상현실 체험용 시뮬레이터를 구현할 수 있도록 한 가속도 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 가상현실(virtual reality) 체험용 시뮬레이터는 컴퓨터에 의해 제어되는 가상 환경에 따른 동적 변화를 재현함으로써 이용자가 가상 현실의 움직임을 마치 현실 처럼 느낄 수 있도록 하는 것으로 게임장용 의자 등으로 널리 보급되고 있다.

이러한 가상현실 체험용 시뮬레이터에서 이용자가 가상적인 환경을 보다 실감있게 느낄 수 있도록 하기 위해서는 이용자의 의자를 다채롭게 진동시켜 동적 변화를 생동적으로 재현하도록 하는 것이 필요하며, 동적 변화를 생동적으로 재현하기 위해서는 각 방향별로 가하여지는 힘을 분석하여 보다 이를 기본으로 시스템을 제어하는 것이 필요하게 된다.

종래에는 가속도계를 이용하여 엑튜에이터에 작용되는 가속도를 측정하여 힘을 분석하도록 하는 장치가 채용되어 있으나, 종래의 가속도계는 1 내지 3방향 성분만을 측정할 수 있어 동적 변화를 생동적으로 재현하기에 미흡한 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 시뮬레이터의 복수개 엑튜에이터에 길이 측정용 센서를 부착하여 각각 가속도를 측정하여 각 방향별로 가하여지는 힘을 분석하여 예를 들어 동적 변화가 보다 생동감있게 느껴지는 가상현실 체험용 시뮬레이터를 구현할 수 있게 되는 가속도 측정장치를 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 가속도 측정장치는 시뮬레이터의 하부 지지판과 상부 유동판의 사이에 연결되는 엑튜에이터에 길이 변화를 측정하여 전기적 신호로 출력하는 길이 측정용 센서를 결합하여 구성된다.

또한, 상기 각 엑튜에이터는 실린더와 피스톤으로 이루어지고, 상기 실린더의 내부에는 상기 피스톤에 의해 압축되는 스프링이 결합되며, 상기 길이 측정용 센서가 상기 실린더와 피스톤의 외측에 결합되어 구성된다.

도 1 은 본 발명이 적용되는 시뮬레이터의 부분 사시도.

도 2 는 본 발명 가속도 측정장치를 보인 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 하부 지지판 20 : 상부 유동판

30 : 엑튜에이터 31 : 실린더

32 : 피스톤 33 : 스프링

100 : 측정용 센서

이하, 이와 같은 본 발명을 첨부한 도면에 의하여 일 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명이 적용되는 시뮬레이터의 부분 사시도를 보인 것이고, 도 2 는 본 발명 가속도 측정장치를 보인 단면도로서, 이에 도시한 바와 같이, 예컨데 가상현실 체험용 시뮬레이터와 같은 시뮬레이터의 하부 지지판(10)과 상부 유동판(20)의 사이에 복수개의 엑튜에이터(30)가 결합되어 있으며, 상기 각 엑튜에이터(30)의 상,하단부는 하부 지지판(10)과 상부 유동판(20)에 각각 유니버셜 조인트(40)로 각각 결합되어 있다.

상기 각 엑튜에이터(30)에는 유압실린더 또는 공압실린더가 이용될 수 있으나, 본원인에 의하여 특허출원 제 호로 선출원된 모터 작동식 작동봉과 같은 형태를 이용하는 경우를 예시하여 설명하면, 상기 하부 지지판(10)의 상부에 결합되는 지지판에 복수개의 모터가 결합되고, 각 모터와 상기 엑튜에이터(30)가 레버로 연결되어 모터가 회전함에 따라 레버가 회동하면서 각 엑튜에이터(30)를 유동시키는 구성을 갖을 수 있으며, 상기 각 엑튜에이터(30)는 부분적으로 또는 전체적으로 운동량이 다르게 제어될 수 있다.

상기 각 엑튜에이터(30)는 실린더(31)와 피스톤(32)으로 이루어지고, 실린더(31)의 내부에는 피스톤(32)에 의해 압축되는 스프링(33)이 결합된다. 그리고, 상기 실린더(31)와 피스톤(32)의 외측에는 길이 측정용 센서(100)가 각각 결합되어 있다. 상기 길이 측정용 센서(100)는 일단부가 피스톤(32)에 결합되고, 타측부가 상기 실린더(31)에 고정되어 피스톤(32)의 길이가 변경될 때에 길이의 변화를 측정하게 된다. 또, 상기 엑튜에이터(30)에는 마찰력이 충분히 적은 실린더(31)와 피스톤(32)이 이용된다.

상기한 바와 같은 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

상기한 본 고안 장치는 하부 지지판(10)과 상부 유동판(20) 사이에 결합된 복수개의 엑튜에이터(30)가 모터에 레버로 각각 연결되어 모터의 구동력에 의해 각 엑튜에이터(30)가 움직이게 되고, 이에 따라 상부 유동판(20)의 상면에 올려져 있는 질량물(W)의 위치가 변위됨과 아울러 질량물(W)의 위치 변화에 따라 각 엑튜에이터(30)의 실린더(31)와 피스톤(32) 사이의 길이가 변화되며, 각 엑튜에이터(30)의 변화된 길이가 길이 측정용 센서(100)에 의해 감지된다. 그리고, 각 엑튜에이터(30)의 변화된 길이에 의해 가속도 변화를 산출하게 된다.

즉, 상기 복수개(도면에는 6개)의 엑튜에이터(30)는 각 구동수단의 모터가 콘트롤러에 입력된 프로그램에 따라 제어됨으로써 어느 일부 또는 전체가 선택적으로 구동됨에 의해 어느 하나 또는 일부만 부분적으로 구동되거나, 동시에 모두 구동될 수 있으며, 엑튜에이터(30)가 부분적 또는 전체적으로 움직이게 되면, 엑튜에이터(30)의 3차원 공간 좌표에서의 위치가 변경되며, 엑튜에이터(30)의 부분적 또는 전체적 움직임에 따라 엑튜에이터(30)의 상,하단부가 연결되어 있는 유니버셜 조인트(40)가 각각 대응하여 균형있게 움직이게 됨으로써 의자(100)의 위치가 원활하게 변위된다.

상술한 바와 같은 본 발명 장치는 복수개의 엑튜에이터(30)가 구동되고 이에 의해 상부 유동판(20)위에 올려진 질량물(W)이 변위되는 경우를 예시하여 설명하였으나, 역으로 상기 질량물(W)에 작동력이 직접 가하여져 질량물(W)이 변위됨에 따라 엑튜에이터(30)가 변위되는 경우에도 적용할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명 가속도 측정장치는 복수개의 엑튜에이터에 결합된 길이 측정용 센서에 의해 상부 유동판의 상면에 올려진 질량물의 위치 변화를 감지하여 질량물의 가속도 변화를 측정할 수 있게 된다. 또, 구동수단의 모터에 의해 선택적으로 작동되는 3차원 공간에서 상하, 좌우, 전후로 위치가 자유로이 다양하게 변위되는 엑튜에이터의 가속도를 측정함에 의해 위치를 자유로이 다양하게 변위시킬 수 있는 6자유도 시뮬레이터의 복잡하게 작용하는 가속도를 측정하여 각 방향별로 분석할 수 있으며, 이러한 원리를 가상현실 체험용 의자에 채용하는 경우 이용자가 보다 다채로운 진동을 느낄 수 있게 되고, 이에 따라 가상환경을 보다 실감있게 체험하게 되는 이점이 있다.

지금까지 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 명세서에 기재되고 청구된 원리의 진정한 정신 및 범위 안에서 수정 및 변경할 수 있는 여러가지 실시형태는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것임을 이해하여야 할 것이다.

Claims

시뮬레이터의 하부 지지판(10)과 상부 유동판(20)의 사이에 연결되는 엑튜에이터(30)에 길이 변화를 측정하여 전기적 신호로 출력하는 길이 측정용 센서(100)를 결합하여 구성된 것을 특징으로 하는 가속도 측정장치.
제 1 항에 있어서, 상기 각 엑튜에이터(30)는 실린더(31)와 피스톤(32)으로 이루어지고, 상기 실린더(31)의 내부에는 상기 피스톤(32)에 의해 압축되는 스프링(33)이 결합되며, 상기 길이 측정용 센서(100)가 상기 실린더(31)와 피스톤(32)의 외측에 결합되어 구성된 것을 특징으로 하는 가속도 측정장치.