KR200347158Y1

KR200347158Y1 - 3차원 자이로모션 시뮬레이터

Info

Publication number: KR200347158Y1
Application number: KR20-2004-0000554U
Authority: KR
Inventors: 정재영
Original assignee: (주)엔틱스소프트
Priority date: 2004-01-09
Filing date: 2004-01-09
Publication date: 2004-04-09

Abstract

본 고안은 자이로스코프(gyroscope) 원리를 응용한 시뮬레이터에 관한 것으로서, 특히 탑승자가 실제에 가까운 가상현실을 간접 체험할 수 있도록 승강은 물론 3방향(X,Y,Z)으로 자유롭게 회전되도록 한 3차원 자이로모션 시뮬레이터에 관한 것이다.

이를 위한 본 고안은 일측은 지면(地面)에 지지되고, 타측은 승강수단(21)에 의해 승강 가능하게 설치된 베이스 플레이트(20); 상기 베이스 플레이트상에 수직축(31)을 기점으로 360°로 회전되게 설치된 상부 개구형의 수직고리(30); 상기 수직고리의 개구된 상단에 수평축(41)을 기점으로 360°로 회전되게 설치된 폐회로 형상의 수평고리(40); 상기 수평고리의 내부에 상기 수평축(41)과 직교하는 교축(51)을 기점으로 360°로 회전되게 설치되며, 내부에는 탑승실(53)이 형성되면서 이 탑승실의 전방으로는 컴퓨터로부터 전송된 화상데이터가 출력되는 화상스크린(52)이 구비된 캡슐(50)로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

3차원 자이로모션 시뮬레이터{3-dimension gyro-motion simulator}

본 고안은 자이로스코프(gyroscope) 원리를 응용한 시뮬레이터에 관한 것으로서, 특히 탑승자가 실제에 가까운 가상현실을 간접 체험할 수 있도록 승강은 물론 3방향(X,Y,Z)으로 자유롭게 회전되도록 한 3차원 시뮬레이터에 관한 것이다.

통상, 가상현실 체험용 시뮬레이터(simulator)는 컴퓨터 등과 같은 제어수단에 의해 제공되는 가상현실에 따른 동적변화를 재현하므로써 이용자가 가상현실의 움직임을 마치 현실처럼 느낄 수 있도록 하는 장치를 일컫는 것으로서, 위험을 수반하거나, 현저하게 비용이 많이 드는 경우에 사용되고 있으며, 훈련 및 실험용에 실제와 근접한 상황을 인공적으로 구현하여 교육·훈련시키므로써 긴급사태 등과 같은 실제상황에 효율적으로 대처하기 위한 목적으로 사용되고 있다.

이러한 시뮬레이터는 게임용, 군사용, 훈련용 및 각종 테스트의 용도로서 여러분야에서 다양하게 적용되고 있으나, 대부분의 종래 시뮬레이터는 요(yaw:항공기나 차량, 선박의 기체, 차체, 선체 등의 상·하방향으로 흔들이는 진동), 롤(roll:비행기·우주선등의 회전), 피치(pitch:수평면과 이루는 각)값의 한계치가 정해져 있어 그 이상으로는 모션 베이스를 구현할 수 없었다.

따라서, 실제 비행기 등과 같은 조정에서 360°회전하거나, 한계값 이상으로 움직이는 상황 구현이 불가능하여 화상으로서 이를 보완하고 있다. 이에 따라 가상현실을 역동적으로 표현하는데는 부분적으로 한계가 있었으며, 각 모션체의 구동수단으로서 공압 및 유압실린더를 사용하므로써 누유로 인한 주위환경의 저해 및 작동시의 소음발생 등과 같은 문제점이 있었다.

본 고안은 상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 3차원 시뮬레이터는 모션요소를 추가적인 구성하므로써 상·하 구동은 물론 x,y,z축 어느 방향으로든 자유롭게 회전 가능토록 하여 현실감을 배가시킬 수 있는 3차원 자이로모션 시뮬레이터를 제공하는데 그 목적을 두고 있다.

도 1은 본 고안에 따른 3차원 시뮬레이터의 구성도

도 2는 본 고안에 따른 시뮬레이터의 모션관계를 나타낸 모식도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 시뮬레이터 20 : 베이스 플레이트

21 : 승강수단 30 : 수직고리

31 : 수직축 40 : 수평고리

41 : 수평축 50 : 캡슐

51 : 교축 52 : 화상

53 : 탑승실

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 3차원 자이로모션 시뮬레이터는

일측은 지면에 지지되고, 타측은 승강수단에 의해 승강 가능하게 설치된 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트상에 수직축을 기점으로 360°로 회전되게 설치된 상부 개구형의 수직고리; 상기 수직고리의 개구된 상단에 수평축을 기점으로 360°로 회전되게 설치된 폐회로 형상의 수평고리; 상기 수평고리의 내부에 상기 수평축과 직교하는 교축을 기점으로 360°로 회전되게 설치되며, 내부에는 탑승실이 형성되면서 이 탑승실의 전방으로는 컴퓨터로부터 전송된 화상데이터가 출력되는 화상스크린이 구비된 캡슐로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 승강수단은 유압 또는 공압실린더인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수직고리, 수평고리, 캡슐은 각각 슬립링과 엑츄에이터로 구성된 회전수단에 의해 정·역방향 회전이 가능토록 된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 따른 시뮬레이터의 구성도이며, 도 2는 본 고안에 따른 시뮬레이터의 모션관계를 나타낸 모식도이다.

도면에 따르면, 본 고안에 따른 시뮬레이터(10)는 편측이 승강 가능토록 하므로써 중력감을 느끼게 해주는 베이스 플레이트(20)를 구비하고 있다. 이때, 이 베이스 플레이트(20)의 일측은 지면에 지지되고, 타측은 유압실린더, 공압실린더 또는 캠(cam)중 어느 하나로 된 의 승강수단(21)에 의해 지지되어 필요에 따라 승강수단(21)을 동작시켜 베이스 플레이트(20)의 편측 승강이 가능토록 하였다.

이러한 편측 승강은 지면에서는 탑승자가 언덕길을 올라가는듯한 상황을 재현할 수 있으며, 공중에서는 탑승자가 경사지게 상승하는듯한 상황을 재현할 수 있게 된다.

그리고, 상기 베이스 플레이트(20)상에는 베이스 플레이트의 상면과 수직하는 축(Vs:31)(이하 "수직축"이라 함)을 기준으로 360°로 회전되는 상부 개구형의 수직고리(30)가 설치된다. 이 수직고리(30)는 후에 설명될 수평고리의 회전시 간섭을 피하기 위해 반드시 상부개구형(대략 디긋자 형상)으로 되어야 한다.

그리고, 상기 수직고리(30)의 개구된 상단을 잇는 축(Hs₁:41)(이하 "수평축"이라 함)을 기준으로 360°로 회전되는 폐회로 형상의 수평고리(40)가 설치된다.

따라서, 상기 수직고리(30)와 수평고리(40)는 서로 직교하는 방향으로 회전된다.

그리고, 상기 수평고리(40)의 내부에는 상기 수평축(Hs₁:41)과 동일면상에서 직교하는 교축(Hs₂:51)을 중심으로 360°로 회전되게 설치되며, 내부에는 제어 컴퓨터로부터 전송된 화상 데이터가 출력되는 돔형의 화상스크린(52)이 설치된 탑승실(53)을 갖는 캡슐(50)로 구성된다.

상기 캡슐(50)의 내부공간(53)에는 탑승자가 탑승할 수 있도록 적정크기의 공간확보가 필수적이며, 탑승자의 출입이 가능하도록 도어도 갖추어야 할 것이다.

그리고, 상기 수직고리(30), 수평고리(40), 캡슐(50)은 각각 슬립링와 액츄에이터로 구성된 회전수단에 의해 정·역방향 회전이 가능토록 되어 있다.

이때, 상기 슬립링(slip ring)은 전동기나 발동기의 회전자에 외부로 부터 전류를 흐르게 하기 위해 회전자축에 부착하는 접촉자를 일컫는 것이고, 액츄에이터는 각 회전체인 수직고리(30), 수평고리(40), 캡슐(50)의 회전이 가능하도록 로터리형 액츄에이터를 적용하는 것이 바람직하다.

이상의 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 명세서에 기재된 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 기술분야의 통상의 지식을 가진자에 의해 다양하게 변형, 실시될 수 있고, 이러한 실시형태는 본 발명의 보호범위에 속하는 것임을 이해하여야 할 것이다.

이상에서와 같이 본 고안은 상,하구동은 물론 x,y,z축 어느 방향으로든 자유롭게 회전 가능하여, 실제와 동일한 상황을 가상현실에서 재현할 수 있음은 물론이고, 구동수단으로서 엑츄에이터를 이용하므로 제품의 품질을 보다 높일 수 있는 장점을 갖게 된다.

Claims

일측은 지면(地面)에 지지되고, 타측은 승강수단(21)에 의해 승강 가능하게 설치된 베이스 플레이트(20); 상기 베이스 플레이트상에 수직축(31)을 기점으로 360°로 회전되게 설치된 상부 개구형의 수직고리(30); 상기 수직고리의 개구된 상단에 수평축(41)을 기점으로 360°로 회전되게 설치된 폐회로 형상의 수평고리(40); 상기 수평고리의 내부에 상기 수평축(41)과 직교하는 교축(51)을 기점으로 360°로 회전되게 설치되며, 내부에는 탑승실(53)이 형성되면서 이 탑승실의 전방으로는 컴퓨터로부터 전송된 화상데이터가 출력되는 화상스크린(52)이 구비된 캡슐(50)로 구성됨을 특징으로 하는 3차원 자이로모션 시뮬레이터.
제1 항에 있어서,

상기 승강수단(21)은 유압 또는 공압실린더인 것을 특징으로 하는 3차원 자이로모션 시뮬레이터.
제1 항에 있어서,

또한, 상기 수직고리(30), 수평고리(40), 캡슐(50)은 각각 슬립링과 엑츄에이터로 구성된 회전수단에 의해 정·역방향 회전이 가능토록 된 것을 특징으로 하는 3차원 자이로모션 시뮬레이터.