KR200394790Y1 - 3차원 체감용 시뮬레이터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 상부에 결합된 의자가 모션 콘트롤러에서 송신된 정보에 의해 상하의 승강, 전후좌우의 기울어짐과 비틀림이 이루어짐과 동시에 360°회전이 이루어져 입체적 가상 체감을 극대로 느낄 수 있는 3차원 체감용 시뮬레이터에 관한 것으로, 그 구성은 하면에 이동용 바퀴가 부착되고 상면에 복수 개의 하부 지지대가 설치된 하부 플레이트와, 작동축의 한쪽에 감속기가 결합되면서 작동 엔코더가 내장된 작동 모터와 연결되어 작동되고 상기 하부 플레이트의 각 하부 지지대와 결합되는 작동부와, 상기 하부 플레이트의 위로 이격되면서 하면에 설치된 상부 지지대가 상기 작동축의 다른쪽과 결합되는 상부 플레이트와, 상기 상부 플레이트의 상면 양쪽에 연직으로 받침대가 세워지고 이 받침대의 한쪽은 회전 엔코더가 내장된 회전 모터와 결합된 지지부와, 상기 지지부의 양쪽 받침대인 다른쪽에 결합되고 연결체의 연결로 회전 모터에 의해 회전되는 의자 및 상기 작동축을 상하로 이동시키는 작동 모터와 의자를 회전시키는 회전 모터에 연결되고 이 모터들를 동작시키는 모션 데이타를 전송하는 모션 콘트롤러을 포함하여 상기 의자가 상하의 이동, 전후좌우의 기울어짐과 비틀림이 이루어짐과 동시에 회전이 이루어져 3차원적으로 모션을 느낄 수 있는 것을 특징으로 하는 것으로서, 모션 콘트롤러에서 송신된 신호에 따라 상하의 이동, 전후좌우의 기울어짐과 비틀림의 움직임이 이루짐과 동시에 회전도 함께 진행되어 3차원적으로 가상 현실을 스릴있게 체험할 수 있고 동시에 의자에 캡슐이 감싸져 있어 안전 사고의 발생을 방지할 수 있는 등의 효과가 있다.

Description

3차원 체감용 시뮬레이터{The three dimensions simulators for feeling sensory nerve}

본 고안은 3차원 체감용 시뮬레이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상부에 결합된 의자가 모션 콘트롤러에서 송신된 정보에 의해 상하의 승강, 전후좌우의 기울어짐과 비틀림이 이루어짐과 동시에 360°회전이 이루어져 입체적 가상 체감을 극대로 느낄 수 있는 3차원 체감용 시뮬레이터에 관한 것이다.

일반적으로 가상현실 체험용 시뮬레이터는 컴퓨터에 의해 제어되는 가상 환경에 따른 동적 변화를 재현함으로써 이용자가 가상 현실을 움직임을 마치 현실처럼 느낄 수 있도록 하는 것으로 유원지나 시뮬레이터 전용극장 등으로 널리 보급되고 있다.

이러한 가상 현실 체험용 시뮬레이터에서 이용자가 가상적인 환경을 보다 현실감있게 느낄 수 있도록 하기 위해서는 이용자의 의자를 다채롭게 진동시켜 동적 변화를 생동적으로 재현하도록 하는 것이 필요하다.

그런데, 종래의 시뮬레이터는 가상 현실 체험을 위해 앉는 의자의 하부에 복수 개의 구동 수단 연결로 작동이 이루어지는데 이 시뮬레이터의 작동은 상하의 승강 혹은 전후좌우의 기울어짐만으로 이루어져 동작의 변화가 단순하여 가상 현실을 실감적으로 체험할 수 없는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하고자 한데 있는 것으로, 하부 플레이트와 상부 플레이트 사이에 작동부를 연결하여 이 상부 플레이트를 상하로 승강시키면서 전후좌우의 기울어짐과 비틀림이 이루지는 것과 동시에 다시 상부 플레이트에서는 지지부의 연결로 360°회전이 이루어져 3차원적으로 가상 현실을 극대로 체험할 수 있는 3차원 체감용 시뮬레이터를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징은 하면에 이동용 바퀴가 부착되고 상면에 복수 개의 하부 지지대가 설치된 하부 플레이트와, 작동축의 한쪽에 감속기가 결합되면서 작동 엔코더가 내장된 작동 모터와 연결되어 작동되고 상기 하부 플레이트의 각 하부 지지대와 결합되는 작동부와, 상기 하부 플레이트의 위로 이격되면서 하면에 설치된 상부 지지대가 상기 작동축의 다른쪽과 결합되는 상부 플레이트와, 상기 상부 플레이트의 상면 양쪽에 연직으로 받침대가 세워지고 이 받침대의 한쪽은 회전 엔코더가 내장된 회전 모터와 결합된 지지부와, 상기 지지부의 양쪽 받침대인 다른쪽에 결합되고 연결체의 연결로 회전 모터에 의해 회전되는 의자 및 상기 작동축을 상하로 이동시키는 작동 모터와 의자를 회전시키는 회전 모터에 연결되고 이 모터들를 동작시키는 모션 데이타를 전송하는 모션 콘트롤러을 포함하여 상기 의자가 상하의 이동, 전후좌우의 기울어짐과 비틀림이 이루어짐과 동시에 회전이 이루어져 3차원적으로 모션을 느낄 수 있는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 연결체가 밸트, 체인으로 구성되어 의자를 회전시키는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 의자가 캡슐형으로 이루어져 관람자의 안전사고 발생을 방지한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1, 도 2는 본 고안의 실시예에 따른 3차원 체감용 시뮬레이터를 나타낸 것으로, 도 1은 본 고안의 일부인 의자가 결합된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 고안의 단면도를 설명하기 위한 도면을 각각 나타낸 것이다.

도면 중 미설명 부호는 1은 컴퓨터이다.

상기 도 1, 도 2에 도시된 바와 같이, 3차원 체감용 시뮬레이트는 하부 플레이트(10)와, 작동부(20)와, 상부 플레이트(30), 지지부(40), 의자(50), 모션 콘트롤러(60)를 포함하고 있다.

상기 하부 플레이트(10)는 하면에 이동용 바퀴(11)가 부착되어 한쪽 장소에서 다른쪽 장소로 이동이 이루어지고, 상면에는 복수 개의 하부 지지대(12)가 설치되어 상기 작동축(21)과 결합되어 가장 밑에 위치하여 지지 역활을 하고 한쪽으로 넘어지는 것을 방지하기 위해 무게가 있고 평면판으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 작동부(20)는 막대형의 작동축(21)으로 이루어지고 한쪽은 감속기(22)가 결합되면서 작동 엔코더(23)가 내장된 작동 모터(24)와 연결되어 상기 하부 지지대(12)와 연결되고 다른 쪽은 상기 상부 지지대(31)에 결합된다. 따라서 작동 모터(24)가 모션 콘트롤러(60)로부터 수신한 모션 데이타를 따라 작동하면서 감속기(22)에 동력을 전달하여 작동축(21)을 상하로 이동시키게 된다.

또한, 작동부(20)는 도 2의 일실시예로 도시된 바와 같이 작동축(21)이 6축으로 이루어지면서 모션 콘트롤러(60)로부터 각기 다른 모션 테이타를 받게 된다. 따라서, 이 작동부(20)는 상하의 이동, 전후좌우의 기울어짐과 비틀림이 동시에 이루어져 가상 현실을 입체적으로 느낄 수 있다.

상기 상부 플레이트(30)는 상기 하부 플레이트(10)와 대향되면서 이격되게 위치한다. 그리고 하면에는 상부 지지대(31)가 설치되고 여기에 작동축(21)의 다른쪽과 결합된다. 따라서, 상부 플레이트(30)는 작동축(21)에 의해 떠받쳐 있는 형상이고 작동축(21)에 결합되어 작동축(21)이 상하의 이동, 전후좌우의 기울어짐과 비틀림이 이루어질 때 같은 동작이 이루어진다.

상기 지지부(40)는 받침대(41)가 상부 플레이트(30)의 상면 양쪽에 연직으로 세워진다. 그리고 이 받침대(41)의 한쪽은 회전 엔코더(42)가 내장된 회전 모터(43)가 결합되어 모션 콘트롤러(60)에서 송신된 신호에 따라 동작한다.

상기 의자(50)는 상부 플레이트(30)의 상면 양쪽에 연직으로 세워진 받침대(41) 다른쪽에 결합된다. 그리고 이 의자(50)의 한쪽은 연결체(51)에 의해 회전 모터(43)와 연결되어 모션 콘트롤러(60)의 동작 신호를 받은 회전 모터(43)가 동작함에 따라 의자(50)도 360°회전 동작이 이루어진다. 여기서 상기 회전 모터(43)와 의자(50)를 연결시키는 연결체(51)는 밸브, 체인으로 이루지는 것이 바람직하다. 또한, 의자(50)는 상하의 이동, 전후좌우의 기울어짐과 비틀림의 움직임이 있는 동시에 회전이 이루어짐으로 의자(50)가 앉은 이의 안전 사고를 예방하기 위해 의자(50)에 안전 장치가 장착되고 부차적으로 안전 유리가 덮혀 갭슐형으로 이루어져 안전사고 발생을 방지하게 된다.

상기 모션 콘트롤러(60)는 외부에서 송신된 신호를 수신하고 이 수신을 작동 모터(24), 회전 모터(43)에 송신하는 신호를 제어를 하게 되는데, 이 신호를 받은 작동 모터(24)는 작동축(21)을 동작시켜 각 작동축(21)마다 상하의 움직임이 이루어지고, 회전 모터(43)는 의자(50)를 회전시키게 된다. 또한 작동 모터(24)에 내장된 작동 엔코더(23)와 회전 모타(43)에 내장된 회전 엔코더(42)에서 검출한 변위를 검출하여 모션 콘트롤러(60)에 송신하게 된다.

상기와 같은 구성을 가진 본 고안의 실시예에 따른 3차원 체감용 시뮬레이터는 다음과 같이 사용된다.

먼저, 컴퓨터(1)에 송신한 신호를 수신한 모션 콘트롤러(60)는 작동 모터(24), 회전 모터(43)에 각각 개별적인 신호를 전송한다. 그러면 작동 모터(24)와 회전 모터(43)는 이 제어 신호에 따른 데이타 값만큼 정회전 혹은 역회전이 이루어진다.

이어서, 작동 모터(24)의 작동으로 각 작동축(21)이 상하로 이동하고 이 작동축(21)과 연결된 상부 플레이트(30)가 상하 이동, 전후좌우의 기울어짐과 비틀림의 움직이게 되며 종국적으로 상부 플레이트(30)에 연결된 의자(50)가 같이 움직이게 되고, 동시에 회전 모터(43)에서도 회전 동작이 이루어져 의자(50)가 회전하게 된다.

여기서 동작 모터(24)와 회전 모터(43)는 모션 콘트롤러(60)의 모션 데이타에 의해 동작하게 되나 이는 고속으로 회전이 이루어짐으로 적정한 회전수를 조정하기 위해 감속기(22)를 통하게 된다. 또한 동작 모터(24)의 구동에 의해 작동축(21)에 이동하게 되고 이 변위를 동작 엔코더(23)가 검출하여 모션 콘트롤러(60)에 송신하고, 회전 모터(43)도 회전이 이루어져 변화는 변위를 회전 엔코더(42)가 검출하여 모션 콘트롤러(60)에 송신하게 된다.

따라서, 모션 콘트롤러(60)의 모션 테이타 신호에 의해 의자(50)가 상하의 이동, 전후좌우의 기울어짐과 비틀림의 움직임이 있는 동시에 회전이 이루어져 가상 현실을 입체적, 3차원적으로 느낄 수 있다.

본 고안에서는 일실시예로 6축의 3차원 체감용 시뮬레이션을 사용하였으나, 이는 4축, 8축, 9축의 3차원 체감용 시뮬레이션에도 사용된다.

이상에서와 같이 본 고안에 따른 3차원 체감용 시뮬레이터에 의하면, 모션 콘트롤러에서 송신된 신호에 따라 상하의 이동, 전후좌우의 기울어짐과 비틀림의 움직임이 이루짐과 동시에 회전도 함께 진행되어 3차원적으로 가상 현실을 스릴있게 체험할 수 있고 동시에 의자에 캡슐이 감싸져 있어 안전 사고의 발생을 방지할 수 있는 등의 효과가 있다.

본 고안은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나, 이는 예시적인 것이며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 고안의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 고안의 일부인 의자가 결합된 상태를 나타낸 사시도.

도 2는 본 고안의 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10. 하부 플레이트 20. 작동부

30. 상부 플레이트 40. 지지부

50. 의자 60. 모션 콘트롤러

Claims (3)

1. 하면에 이동용 바퀴가 부착되고 상면에 복수 개의 하부 지지대가 설치된 하부 플레이트;

   작동축의 한쪽에 감속기가 결합되면서 작동 엔코더가 내장된 작동 모터와 연결되어 작동되고 상기 하부 플레이트의 각 하부 지지대와 결합되는 작동부;

   상기 하부 플레이트의 위로 이격되면서 하면에 설치된 상부 지지대가 상기 작동축의 다른쪽과 결합되는 상부 플레이트;

   상기 상부 플레이트의 상면 양쪽에 연직으로 받침대가 세워지고 이 받침대의 한쪽은 회전 엔코더가 내장된 회전 모터와 결합된 지지부;

   상기 지지부의 양쪽 받침대인 다른쪽에 결합되고 연결체의 연결로 회전 모터에 의해 회전되는 의자; 및

   상기 작동축을 상하로 이동시키는 작동 모터와 의자를 회전시키는 회전 모터에 연결되고 이 모터들를 동작시키는 모션 데이타를 전송하는 모션 콘트롤러을 포함하여 상기 의자가 상하의 이동, 전후좌우의 기울어짐과 비틀림이 이루어짐과 동시에 회전이 이루어져 3차원적으로 모션을 느낄 수 있는 것을 특징으로 하는 3차원 체감용 시뮬레이터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 연결체가 밸트, 체인으로 구성되어 의자를 회전시키는 것을 특징으로 하는 3차원 체감용 시뮬레이터.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 의자가 캡슐형으로 이루어져 관람자의 안전사고 발생을 방지한 것을 특징으로 하는 3차원 체감용 시뮬레이터.