KR20020076727A - 모터를 이용한 모션베이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터를 이용한 모션베이스에 관한 것으로, 모션베이스의 하부에 안정적인 지지를 하고자 갖추어진 베이스와, 상기 베이스의 양측 선단에 일정길이를 이루는 한쌍의 가이드봉을 수평의 상태로 각각 갖춘 가이드프레임과, 상기 가이드프레임 사이에 위치되면서 가이드봉을 따라 수평으로 이동하도록 갖춘 이동부재와, 상기 이동부재상에 위치되어 양측 지지대의 각 힌지축을 중심으로 회동하도록 갖춘 회동부재로 이루어진 구조로서, 모션베이스의 전체적인 구성이 간소화되어 제작.조립성을 용이하게 하고, 이에 따라 운반 및 설치를 신속.간편하게 하며, 아울러 모션베이스의 제작비용과 유지비용에 대한 부담을 현저히 줄일 수 있도록 한 것이다.

Description

모터를 이용한 모션베이스 {Motion Base Using Motor}

본 발명은 모터를 이용한 모션베이스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모션베이스의 전,후진 구현과 좌,우 회동 구현을 모터로 제어.구속함으로써, 우선 모션베이스의 전체적인 구성이 간소화되어 제작.조립성이 용이하면서 운반 및 설치를 신속.간편하게 하고, 아울러 모션베이스의 제작비용과 유지비용에 대한 부담을 현저히 낮출 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 게임기는 그 종류가 매우 다양하나, 특히 사용자에게 게임의 흥미와 박진감이 있는 현실감을 한층 느낄 수 있도록 가상현실의 기법을 이용하면서 시뮬레이터의 운동체감을 구현하기 위한 모션베이스가 갖추어지는 바, 이 모션베이스는 대부분 게임의 내용에 따라 운동체감(예를들어 수평,수직.회전)을 현실적으로 구현하기 위해 비용이 저가인 단일축으로부터 고가인 다축을 이용하여 보다 다양하게 동작을 구현시키는 것이다.

그런데, 상기 모션베이스의 동작 구현은 대부분 유압 또는 공압액츄에이터를 이용하고 있고, 여기에 동작유체를 압축시키기 위한 압축펌프와 이를 저장하는 탱크를 비롯하여 동작유체를 각각의 액츄에이터에 이동시키고자 파이프가 연결되며, 아울러 유압 또는 공압액츄에이터의 선택인 사용에 따라 서보밸브 또는 솔레노이드밸브의 필수적인 사용은 물론, 각종 장치를 모션베이스에 설치하고자 각종 구조물이 구비되어야 함으로써, 우선 상기와 같은 다양한 장치들과 구조물의 연결.결합에 따라 모션베이스의 시스템이 복잡하면서 부피가 커져 조립 및 제작상에 어려움이 있고, 특히 이를 설치하기 위한 설치공간의 확보에 제약이 발생되는 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같이 제작된 모션베이스는 무게가 무거워 이동.운반이 어렵고, 이를 해결하고자 전체적으로 분해하여 운반 후에 재 조립을 할 경우, 분해/조립에 따른 작업의 번거로움 및 불편함과 이에 대한 설치시간이 길어져 설치성이 용이하지 못한 문제점이 있었다.

또한, 상기 모션베이스의 구현이 액츄에이터로 이루어져 있어, 유지.보수에 대한 비용부담이 크고, 아울러 액츄에이터로부터 동작유체가 누수될 경우에 설치장소의 오염이 불가피한 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 모션베이스의 전,후진 구현과 좌,우 회동 구현을 모터로 제어.구속함으로써, 모션베이스의 전체적인 구성이 간소화되어 조립성이 용이하면서 운반 및 설치가 신속.간편하고, 아울러 모션베이스의 제작비용과 유지비용에 대한 부담을 현저히 줄일 수 있도록 한 모터를 이용한 모션베이스를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 모터를 이용한 모션베이스를 나타낸 사시도

도 2는 도 1의 'A' 부분을 부분적으로 나타낸 정면도

도 3는 도 1의 'B' 부분을 부분적으로 나타낸 측면도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 모션베이스 12 : 베이스

14 : 가이드봉 16 : 가이드프레임

18 : 이동부재 20 : 힌지축

22 : 회동부재 24,44 : 고정구

26 : 힌지핀 28 : 롤러

30 : 롤링부 32 : 랙

34 : 고정대 36 : 제 1구동모터

38,54 : 회전축 40 : 피니언기어

42,46 : 지지대 48 : 롤기어

50 : 고정브라켓 52 : 제 2구동모터

56 : 기어부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 모션베이스의 하부에 안정적인 지지를 하고자 갖추어진 베이스와, 상기 베이스의 양측 선단에 일정길이를 이루는 한쌍의 가이드봉을 수평의 상태로 각각 갖춘 가이드프레임과, 상기 가이드프레임 사이에 위치되면서 가이드봉을 따라 수평으로 이동하도록 갖춘 이동부재와, 상기 이동부재상에 위치되어 양측 지지대의 각 힌지축을 중심으로 회동하도록 갖춘 회동부재로 이루어진 구조로서, 모션베이스의 전체적인 구성이 간소화되어 제작 및 조립성을 용이하게 하고, 아울러 운반 및 설치를 한층 신속.간편할 수 있는 점에 특징이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

첨부된 예시도면 도 1 내지 도 3은 본 발명의 모터를 이용한 모션베이스를 도시한 것으로, 먼저 모션베이스(10)의 하부에 안정적인 지지 및 균형을 이루고자사각형으로 연결된 베이스(12)가 갖추어져 있는데, 이 베이스(12)의 양측 선단에는 일정길이를 이루며 그 내부에 한쌍의 가이드봉(14)을 구비한 가이드프레임(16)이 각각 갖추어져 있고, 이 가이드프레임(16) 사이에는 전,후진에 대한 이동만을 구현하는 이동부재(18)가 갖추어져 있으며, 상기 이동부재(18)의 상부에는 양측 힌지축(20)을 중심으로 회동하면서 이와 수평으로 연동하는 회동부재(22)가 갖추어져 있는 것이다.

우선, 상기 베이스(12)에 갖추어진 가이드프레임(16)에는 일정길이를 이루며 수평으로 가로지르는 한쌍의 가이드봉(14)이 상호 이격되는 상태로 위치 되면서 다수개의 고정구(24)를 매개로 하여 가이드프레임(16)상에 위치.고정되어 있는 것이다.

그리고, 상기 한쌍의 가이드프레임(16) 사이의 베이스(12)상에 위치한 이동부재(18)의 양측 선단상에는 힌지핀(26)을 중심으로 자유회전이 가능한 테프론 재질의 롤러(28)를 갖춘 다수개의 롤링부(30)가 부착.고정되어 있고, 이 롤링부(30)에 구비된 롤러(28)는 이동부재(18)의 하중에 대한 안정적인 지지와 이탈방지를 위해 가이드봉(14)의 상면과 측면에 각각 대응.밀착되어 있는 것이다.

또한, 상기 이동부재(18)의 중앙부위에는 일정길이를 이루며 저면에 기어를 형성한 랙(32)이 양편에 각각 구비된 고정대(34)에 의해 이동부재(18)와 연동하도록 고정되어 있고, 이 랙(32)은 그 저면의 베이스(12)상에 위치.고정된 제 1구동모터(36) 회전축(38)의 피니언기어(40)와 상호 맞물려 있는 것이다.

또한, 상기 이동부재(18)의 양편에는 다수개의 지지대(42)가 삼각형 모양을 이루며 부착.고정되어 있는데, 이 지지대(42)가 접하는 상단에는 내측으로 힌지축(20)을 돌출시킨 고정구(44)가 각각 위치.고정되어 있고, 상기 힌지축(20)은 이와 대응하는 회동부재(22)의 양측 지지대(46)에 회동가능하도록 관통되어 있는 것이다.

또한, 상기 회동부재(22)의 일측에는 반원모양으로 일정의 곡률을 갖는 롤기어부(48)가 부착.고정되어 있고, 이 롤기어부(48)는 이동부재(18)상에고정브라켓(50)으로 고정된 제 2구동모터(52) 회전축(54)의 기어부(56)와 상호 맞물려 있는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 먼저, 첨부된 예시도면 도 1에 도시된 바와 같이 사용자가 게임(예를들어 자동차 경주, 비행기, 오토바이경주 등등)중에 그 내용에 부합되는 전,후진 동작의 구현이 요구될 경우, 우선 게임기와 연결된 제어장치로부터 전,후진 구현에 해당하는 신호가 베이스(12)에 고정된 제 1구동모터(36)에 인가되면, 제 1구동모터(36)와 연결된 피니언기어(40)가 회전하게 되는 것이다.

이때, 상기 피니언기어(40)는 첨부된 예시도면 도 2에 도시된 바와 같이 베이스(12)의 상부에 갖추어진 이동부재(18)의 랙(32)과 상호 맞물려 있어 피니온기어(40)의 회전방향에 따라 랙(32)이 수평으로 이동하게 되는데, 이 랙(32)은 고정대(34)에 의해 이동부재(18)와 연동하도록 고정되어 있어, 결국 이동부재(18)가 전,후방향으로 전제적인 모션을 취하게 되는 것이다.

또한, 상기와 같이 이동부재(18)가 전.후진 이동시, 그 양측 선단에 구비된 롤링부(30)의 롤러(28)는 베이스(12)의 가이드프레임(16)상에 설치된 가이드봉(14)을 따라 밀착되는 상태로 회전.이동함으로써, 이동부재(18)의 전,후진 이동을 한층 부드럽게 구현시키고, 아울러 롤러(28)의 재질이 테프론으로 이루어져 있어 가이드봉(14)과의 마찰로 인한 마모를 최소화시키는 것이다.

한편, 게임 도중 그 내용과 부합되는 좌,우 동작의 구현이 요구될 경우, 상기 제어장치로부터 좌,우 회동의 구현에 해당하는 신호가 이동부재(18)에 고정된 제 2구동모터(52)에 인가되어 이와 연결된 기어부(54)를 회전시키게 되면, 이 기어부(54)는 롤기어부(48)와 상호 맞물려 있어 기어부(54)의 회전방향에 따라 회동부재(22)가 좌,우로 회동하게 되는 것이다.

여기서, 상기 롤기어부(48)는 첨부된 예시도면 도 3에 도시된 바와 같이 회동부재(22)의 일측 하부에 이와 연동하도록 고정된 상태에서 일정곡률을 갖는 반원으로 형성되어 있고, 상기 회동부재(22)의 양편 지지대(46)는 이동부재(18)의 양측 힌지축(20)에 각각 대응.결합되어 있어, 상기 회동부재(22)가 롤기어부(48)에 의해 좌,우로 이동하면서 동시에 힌지축(20)을 중심으로 회동하게 되는것이다.

한편, 게임의 내용에 따라 전,후진 및 좌,우 회동을 동시에 구현하는 경우에는 우선, 게임기와 연결된 제어장치로부터 전,후진 이동과 좌,우 회동의 구현에 해당하는 신호가 상기 제 1,2구동모터(36,52)에 동시에 인가되어 이와 대응하는 피니언기어(40)와 기어부(54)를 회전시키게 되는데, 이때 피니언기어(40)와 맞물린 랙(32)의 이동에 의해 이동부재(18)가 전,후진으로 구현되고, 동시에 기어부(54)와 맞물린 롤기어부(48)에 의해 회동부재(22)는 좌,우로 회동 동작을 구현하게 되는 것이다.

즉, 이동부재(18)가 전,후진으로 구현되는 과정 중에 회동부재(22)는 좌,우회동을 동시에 구현하게 되는 것이다.

따라서, 종래에는 모션베이스의 시스템이 복잡하면서 부피 크고 무게가 무거워 제작 및 운반.설치상에 많은 어려움이 있고, 특히 설치공간의 확보에 제약이 발생되며, 아울러 액츄에이터의 사용에 따른 동작유체의 누수 및 유지.보수에 대한 비용부담이 야기되었으나, 본 발명은 모션베이스(10)의 동작이 구동모터(36,52)와 기어방식으로 구현됨으로써, 상기 모션베이스(10)의 전체적인 구성이 간소하여 무게 가볍고 부피가 작아져 조립성이 용이하고, 아울러 설치공간에 대한 제약없이 운반 및 설치를 신속.간편하게 할 수 있는 것이다.

참고적으로, 본 발명의 모션베이스(10)는 게임용에 한정되는 것이 아니라, 영화관 좌석, 레이싱 시뮬레이터, 모터보트 시뮬레이터, 비해조정 시물레터 등등 각종 분야에 응용하여 사용할 수 있는 것이다.

위와 같이 본 발명은 모션베이스의 전,후진 구현과 좌,우 회동 구현을 모터로 제어.구속함으로써, 우선 모션베이스의 전체적인 구성이 간소화되어 제작.조립성이 용이하면서 운반 및 설치를 신속.간편하게 하고, 아울러 모션베이스의 제작비용과 유지비용에 대한 부담을 현저히 낮출 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (5)

1. 시뮬레이터의 운동체감을 구현하기 위한 모션베이스에 있어서,

   상기 모션베이스(10)의 하부에 안정적인 지지를 하도록 갖추어진 베이스(12)와,

   상기 베이스(12)의 양측 선단에 일정길이를 이루는 한쌍의 가이드봉(14)을 수평의 상태로 각각 갖춘 가이드프레임(16)과,

   상기 가이드프레임(16) 사이에 위치되면서 가이드봉(14)을 따라 수평으로 이동하도록 갖춘 이동부재(18)와,

   상기 이동부재(18)상에 위치되어 양측 지지대(42)의 각 힌지축(20)을 중심으로 회동하도록 갖춘 회동부재(22)로 이루어진 것을 특징으로 하는 모터를 이용한 모션베이스.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 이동부재(18)의 일측 선단상에 힌지핀(26)을 중심으로 회전하는 롤러(28)를 구비시킨 다수개의 롤링부(30)가 부착.고정되어 있고, 이 롤러(28)는 가이드봉(14)의 상면과 측면에 각각 밀착된 것을 특징으로 하는 모터를 이용한 모션베이스.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 이동부재(18)의 중앙부위에는 일정길이를 이루는 랙(32)이 양편에 구비된 고정대(34)를 통해 연동하도록 고정되어 있고, 이 랙(32)은 베이스(12)상에 위치.고정된 제 1구동모터(36) 회전축(38)의 피니언기어(40)와 상호 맞물려 있는 것을 특징으로 하는 모터를 이용한 모션베이스.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 회동부재(22)의 일측에는 반원모양의 롤기어부(48)가 연동하도록 부착.고정되어 있고, 이 롤기어부(48)는 이동부재(18)상에 위치.고정된 제 2구동모터(52) 회전축(54)의 기어부(56)와 상호 맞물려 있는 것을 특징으로 하는 모터를 이용한 모션베이스.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 롤러(28)는 테프론 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 모터를 이용한 모션베이스.