KR20090039457A - 시뮬레이션 장치 - Google Patents

Abstract

열차 시뮬레이션을 위한 운전실을 지지하는 가동 플레이트를 하부 플레이트 상에서 롤링 및 피칭 구동시키기 위한 시뮬레이션 장치에 있어서, 하부 플레이트와 가동 플레이트 사이에 설치되며, 전자력을 이용하여 상기 가동 플레이트를 상기 하부 플레이트 상에서 롤링 및 피칭 구동시키는 액츄에이터; 및 가동 플레이트와 상기 하부 플레이트 사이에 설치되며, 가동 플레이트의 운동을 가이드 하는 가이더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 시뮬레이션 장치가 개시된다.

열차, 시뮬레이션, 전자석, 롤링, 피칭, 요잉, 액츄에이터

Description

시뮬레이션 장치{A train simulation apparatus}

본 발명은 시뮬레이션 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간단한 구성에 의해서 6자유도 시뮬레이션 구동이 가능한 열차 시뮬레이션 장치에 관한 것이다.

일반적으로 궤도차량 즉, 열차에 사용되는 장비의 개발 및 운전연습을 위해서는 다양한 조건하에서 시험 및 연습을 하게 된다. 이때, 실제 상황과 거의 유사한 조건이나 환경 하에서 열차의 장비를 시험하거나, 운행 연습을 해야만 정확한 실험데이터를 산출할 수 있고, 연습자의 정확한 운전능력을 평가할 수 있게 된다.

이러한 점을 감안하여 가상 현실을 시뮬레이션하는 시뮬레이션장치가 열차 시뮬레이션에 적용되어 사용되고 있다.

그런데, 종래의 시뮬레이션 장치들은 대부분이, 그 운동반경이 크고 운동궤적이 큰 비행기 또는 자동차, 선박 등에 한정된 것으로서, 이와 같이 다른 분야의 시뮬레이션을 위해 개발된 장치들을 열차 시뮬레이션 실험에 이용하게 되면 정확한 실험이 불가하며, 모의 운전 연습에 따른 효과가 미진할 수밖에 없었다.

즉, 열차의 경우에는 전진 후진운동 이외에 롤링, 피칭 및 요잉에 관련된 운 동 범위는 다른 운송수단이나 장비들에 비해서 상대적으로 매우 작은 편이다.

따라서 열차의 시뮬레이션을 위한 열차 전용 시뮬레이션 장치의 개발이 절실히 요구된다. 그리고 종래의 시뮬레이션 장치들의 경우에는 운동범위가 크다는 이유로 인하여 모션 플랫폼의 높이가 높고, 따라서 그에 들어가는 각종 액츄에이터 등의 사이즈도 클 수밖에 없기 때문에, 장치의 대형화는 물론 고 비용화 뿐만이 아니라, 구동을 위한 전력이 많이 소비되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 간단한 구성을 가지며 저비용으로 제작이 가능하도록 개선된 시뮬레이션 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시뮬레이션 장치는, 열차 시뮬레이션을 위한 운전실을 지지하는 가동 플레이트를 하부 플레이트 상에서 롤링 및 피칭 구동시키기 위한 시뮬레이션 장치에 있어서, 상기 하부 플레이트와 가동 플레이트 사이에 설치되며, 전자력을 이용하여 상기 가동 플레이트를 상기 하부 플레이트 상에서 롤링 및 피칭 구동시키는 액츄에이터; 및 상기 가동 플레이트와 상기 하부 플레이트 사이에 설치되며, 상기 가동 플레이트의 운동을 가이드 하는 가이더;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 가이더는, 상기 가동 플레이트와 상기 하부 플레이트 중 어느 한쪽에 마련된 반구형의 제1가이드부; 및 상기 제1가이드부에 대응되는 형상으로 반대쪽에 마련되는 제2가이드부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가이더는, 상기 제1 및 제2가이드부 사이에 개재되는 볼베어링을 더 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 가이더는, 상기 제1가이드부에 대한 상기 제2가이드부의 이탈을 방지하면서 상기 제2가이드부의 이동을 안내하는 이탈 방지턱을 더 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 제1가이드부는 상기 하부 플레이트에 마련되고, 상기 제2가이드부는 상기 가동 플레이트에 설치되는 것이 좋다.

또한, 상기 제1 및 제2가이드부는, 상기 하부 플레이트와 상기 가동 플레이트의 중앙부분에 설치된 것이 좋다.

또한, 상기 액츄에이터는, 상기 제1 및 제2가이드부 사이의 중앙을 기준으로 하여 복수의 위치에서 서로 대칭되게 마련되며, 상호 간에 작용하는 전자력의 크기 및 방향에 따라서 상기 가동 플레이트를 롤링 및 피칭 구동시키는 복수의 작동부를 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 복수의 작동부는, 상기 제1 및 제2가이드부의 중앙을 기준으로 전후 좌우 방향 각각으로 대칭되게 마련되어 독립적으로 구동되는 제1 내지 제4작동부인 것이 좋다.

또한, 작동부는, 상기 제1가이드부의 외측으로 노출되게 마련되며, 상기 제1가이드부의 중심에서 외측으로 소정 간격으로 마련되는 복수의 제1전자석부; 및 상기 복수의 제1전자석부에 각각 대응되게 상기 제2가이드부에 마련되는 복수의 제2전자석부;를 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 제1 및 제2가이드부 각각의 마주하는 면들에는 상기 제1 및 제2전자석부가 인입 형성되는 인입홈이 형성된 것이 좋다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 열차 시뮬레이션 장치는, 베이스 플레이트의 상부에서 제1축 방향으로 왕복 슬라이딩 가능하게 설치되는 제1슬라이딩 플레이트와; 상기 제1슬라이딩플레이트 상부에서 상기 제1축에 직교하는 제2축방향으로 왕복 슬라이딩 가능하게 설치되는 제2슬라이딩 플레이트와; 상기 제2슬라이딩 플레이트 상부에서 제3축방향으로 승강 가능하게 설치되는 승강 플레이트와; 상기 승강 플레이트 상부에서 롤링 및 피칭운동 가능하게 설치되는 가동 플레이트와; 상기 승강 플레이트에 대해 상기 가동 플레이트가 전후 좌우 방향으로 피칭 및 롤링운동 가능하게 가이드 하는 가이더와; 상기 제1슬라이딩 플레이트를 제1축으로 구동시키기 위한 제1액츄에이터와; 상기 제2슬라이딩 플레이트를 제2축으로 구동시키기 위한 제2액츄에이터와; 상기 승강 플레이트를 제3축으로 승강 구동시키기 위한 제3액츄에이터; 및 상기 가이더에 마련되며, 전자력에 의해 상기 가동 플레이트를 상기 승강 플레이트에 대해 피칭 및 롤링 구동시키는 제4액츄에이터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 가이더는, 상기 가동 플레이트와 상기 승강 플레이트 중 어느 한쪽에 마련된 반구형의 제1가이드부; 및 상기 제1가이드부에 대응되는 형상으로 반대쪽에 마련되는 제2가이드부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가이더는, 상기 제1 및 제2가이드부 사이에 개재되는 볼베어링 및 상기 제1가이드부에 대한 상기 제2가이드부의 이탈을 방지하면서 상기 제2가이드부의 움직임을 안내하는 이탈 방지턱을 더 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 제4액츄에이터는, 상기 제1 및 제2가이드부 사이의 중앙을 기준으로 하여 복수의 위치에서 서로 대칭되게 마련되며, 상호 간에 작용하는 전자력의 크기 및 방향에 따라서 상기 가동 플레이트를 피칭 및 롤링 구동시키는 복수의 작 동부를 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 작동부는, 상기 제1가이드부의 외측으로 노출되게 마련되며, 상기 제1가이드부의 중심에서 외측으로 소정 간격으로 마련되는 복수의 제1전자석부; 및 상기 복수의 제1전자석부에 각각 대응되게 상기 제2가이드부에 마련되는 복수의 제2전자석부;를 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 가동플레이트에 설치되는 운전실을 요잉(yawing) 구동시키기 위한 제5액츄에이터를 더 포함하는 것이 좋다.

본 발명의 실시예에 따른 시뮬레이션 장치에 의하면, 롤링 및 피칭구동을 위한 가동 플레이트를 그 하부의 플레이트에 대해 근접한 간격으로 배치한 상태에서 롤링 및 피칭 구동시키도록 할 수 있다.

따라서, 시뮬레이션 전체의 높이를 줄일 수 있고, 부품을 줄일 수 있기 때문에 장치의 소형화가 경량화가 가능하여 제작비용을 줄일 수 있다.

또한 운전실을 베이스 플레이트에 대해 낮은 높이로 설치하는 것이 가능하므로, 타 운동 시뮬레이터에 비하여 운동 범위가 작은 열차 시뮬레이션에 적합하다.

따라서, 열차 시뮬레이션을 통한 실험 및 운전자 연습시 실제 운행 상황과 유사한 상태로 시뮬레이션 운행을 수행할 수 있게 된다.

도 1a, 도 1b 및 도 1c를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열차 시뮬레이션 장치는, 베이스 플레이트(10)와, 상기 베이스 플레이트(10) 상에서 제1축(Z) 방 향으로 이동 가능하게 설치되는 제1슬라이딩 플레이트(20)와, 상기 제1슬라이딩 플레이트(20) 상에서 제2축(X) 방향으로 이동 가능하게 설치되는 제2슬라이딩 플레이트(30)와, 상기 제2슬라이딩 플레이트(30) 상에서 제3축(Y) 방향으로 승강 가능하게 설치되는 승강 플레이트(40)와, 상기 승강 플레이트(하부 플레이트 ; 40) 상에서 피칭(pitching) 및 롤링(rolling) 운동 가능하게 설치되는 가동 플레이트(50)와, 상기 제1슬라이딩 플레이트(20)를 구동시키기 위한 제1액츄에이터(110)와, 상기 제1슬라이딩 플레이트(20)를 구동시키기 위한 제2액츄에이터(120)와, 상기 승강 플레이트(40)를 구동시키기 위한 제3액츄에이터(130)와, 상기 가동 플레이트(50)를 구동시키기 위한 제4액츄에이터(140) 및 상기 가동플레이트(50) 상에 설치되는 운전실을 요잉(yawing) 구동시키기 위한 제5액츄에이터(150)를 구비한다.

상기 베이스 플레이트(10)는 최하부에 위치되며, 소정 지지물에 지지되어 고정된다.

상기 제1슬라이딩 플레이트(20)는 베이스 플레이트(10)의 상부에 설치되며, 제1가이더(21)에 의해 제1축(Z축) 방향으로 슬라이딩 가능하게 지지된다. 이 제1슬라이딩 플레이트(20)는 상기 제1액츄에이터(110)의 구동에 의해 제1가이더(21)에 의해 가이드 되어 제1축(Z축) 방향으로 소정거리 왕복 이동 가능하게 된다.

여기서 상기 제1가이더(21)는 한 쌍이 마련되며, LM 가이드인 것이 바람직하다.

상기 제2슬라이딩 플레이트(30)는 제1슬라이딩 플레이트(20)의 상부에서 제2축(X축) 방향으로 소정 거리 왕복 이동 가능하게 설치된다. 이를 위해 제1 및 제2 슬라이딩 플레이트(20, 30) 사이에는 제2가이더(31)가 한 쌍 마련된다. 상기 제2가이더(31)는 LM 가이드인 것이 바람직하다. 이러한 제2슬라이딩 플레이트(30)는 상기 제2액츄에이터(120)에 의해 제2축(X축) 방향으로 왕복 이동될 수 있다.

상기 승강 플레이트(40)는 제2슬라이딩 플레이트(30)의 상부에서 제3축(Y축) 방향으로 소정 거리 왕복 이동 가능하게 설치된다. 즉, 승강 플레이트(40)는 상하 방향으로 상기 제3액츄에이터(130)에 의해 제3축(Y축) 방향으로 소정 높이 왕복 이동 될 수 있게 된다.

또한, 승강 플레이트(40)와 제2슬라이딩 플레이트(30) 사이에는 승강 플레이트(40)의 상하 이동시 충력을 흡수하기 위한 댐핑부재(41)가 설치되는 것이 바람직하다. 상기 댐핑부재(41)는 승강 플레이트(40)의 중앙 부분에 대응되게 위치되어 충격을 제1 및 제2축 방향(Z, X) 각각에 대해 균형있게 흡수하도록 설치되는 것이 좋다.

상기 가동 플레이트(50)는 상기 승강 플레이트(40)의 상부에 움직임 가능하게 설치된다. 구체적으로, 가동 플레이트(50)는 승강 플레이트(40) 상에서 소정 거리 이격된 채, 수평방향(전후 좌후 방향)으로 피칭 및 롤링운동 가능하게 설치된다. 이를 위해서, 가동 플레이트(50)와 승강 플레이트(40) 사이에는 가동 플레이트(50)의 피칭 및 롤링 운동을 가이드 하는 가이더(70)가 설치된다.

상기 가이더(70)는 승강 플레이트(40)와 가동 플레이트(50)의 대략 중앙부분 즉, 제1 및 제2축(Z, X)을 기준으로 하여 중앙부분에 설치되어, 가동 플레이트(50)의 움직임이 자유롭게 이루어지도록 지지한다. 그리고 가이더(70)는 반 구형의 제1 가이드부(71)와, 제1가이드부(71)에 대응되는 형상을 갖는 제2가이드부(73)를 가진다.

상기 제1가이드부(71)는 승강 플레이트(40)의 상부에 반구형상으로 돌출되게 설치되고, 상기 제2가이드부(73)는 가동 플레이트(50)의 하부에 마련된다. 상기 제2가이드부(73)는 가동 플레이트(50)의 하부로 돌출되게 마련될 수도 있고, 인입되게 형성될 수도 있다. 그리고 상기 제1가이드부(71)는 승강 플레이트(40)와 일체로 형성될 수 있고, 제2가이드부(73)는 가동 플레이트(50)와 일체로 형성될 수도 있다. 상기와 같이 가이더(70)에 의해 지지된 가동 플레이트(50)는 상기 제4액츄에이터(140)에 의해 피칭 및 롤링운동 가능하게 구동될 수 있게 된다.

상기 가동 플레이트(50)의 상부에는 시뮬레이션 운전실(60)이 설치된다. 상기 운전실(60)에는 실제 열차의 운전실 내부와 유사한 형태로 마련되어 운전자가 탐승하여 시뮬레이션 운전을 할 수 있도록 구성되어 있다. 여기서 상기 운전실(60)의 구체적인 구성은 본 발명의 특징이 아니므로 자세한 설명은 생략한다.

상기 운전실(60)과 상기 가동플레이트(50) 사이에는 제5시뮬레이터(150)가 설치된다. 상기 제5시뮬레이터(150)는 구동모터와 구동축을 포함한다. 상기 구동모터는 가동플레이트(50)와 운전실(60) 중 어느 하나에 설치될 수 있고, 구동축은 구동모터와 나머지를 연결한다. 이러한 구성의 제5액츄에이터(150)에 의해서 운전실(60)을 요잉(yawing) 구동시킬 수 있게 된다.

도 1a 및 도 3을 참조하면, 상기 제1액츄에이터(110)는 제1서보모터(111)와, 제1서보모터(111)에 의해 회전 구동되면서 상기 제1슬라이딩 플레이트(20)를 왕복 이동시키는 리드스크류(113) 및 리드스크류 결합부(115)를 구비한다. 상기 제1서보모터(111)는 양방향 회전구동이 가능한 것으로서, 제어부(200)에 의해 구동 제어된다. 상기 리드스크류(113)는 상기 제1서보모터(111)의 구동축에 연결되어 회전되며, 상기 리드스크류 결합부(115)에 결합된다. 상기 리드스크류 결합부(115)는 상기 제2슬라이딩 플레이트(30)의 하부에 마련되어 상기 리드스크류(113)가 결합된다. 따라서 상기 리드스크류(113)의 회전시, 리드스크류 결합부(115)가 상대적으로 이동하여 제1축(Z축) 방향으로 이동될 수 있게 된다. 즉, 상기 리드스크류 결합부(115)에는 리드스크류(113)가 스크류 결합되는 나사선이 형성된다.

상기 제2액츄에이터(120)는 제2슬라이딩 플레이트(30)를 제2축(X축) 방향으로 슬라이딩 이동시키기 위한 것으로서, 상기 제1액츄에이터(110)와 동일한 구성을 가진다. 따라서 제2액츄에이터(120)는 제2서보모터(121)와, 리드스크류(123)와, 리드스크류 결합부(125)를 가진다. 상기 제2액츄에이터(120)는 제1액츄에이터(110)와는 독립적으로 상기 제어부(200)에 의해 구동 제어된다.

상기 제3액츄에이터(130)는 상기 승강 플레이트(40)를 제2슬라이딩 플레이트(30)에 대해 제3축(Y축) 방향으로 승강 구동시키기 위한 것이다. 이러한 제3액츄에이터(130)는 복수의 실린더유닛(131)을 구비한다. 상기 실린더유닛(131)은 상기 제어부(200)에 의해 동시에 구동제어됨으로써, 승강 플레이트(40)를 소정 거리 상하 즉, 제3축(Y축) 방향으로 왕복 이동시킨다. 상기 실린더유닛(131)은 유압실린더장치 또는 에어실린더 장치 모두 가능하며, 상기 댐핑부재(41)에 의해 과도한 움직임이 제한될 수 있게 된다.

상기 제4액츄에이터(140)는 전자력에 의해 가동 플레이트(50)의 구동력을 제공하는 제1 내지 제4작동부(141, 142, 143, 144)를 구비한다. 상기 제1 내지 제4작동부(141, 142, 143, 144) 각각은 모두 전자석으로 이루어져 있으며, 그 각각은 복수의 제1 및 제2전자석부를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 제1 및 제3작동부(141, 143)의 제1 및 제2전자석부(141a, 143a)(143b, 143b)만을 도시하여 설명하기로 한다.

상기 제1 및 제2전자석부(141a, 144a)(141b, 144b) 각각은 서로 동일한 극성 또는 반대 극성을 갖도록 독립적으로 구동될 수 있다. 따라서 상기 제1 내지 제4작동부(141, 142, 143, 144)를 각각 독립적으로 제어하되, 극성 및 파워를 조절함에 따라서 가동 플레이트(50)를 수평상태에서 전후 및 좌우방향으로 피칭 및 롤링 구동시킬 수 있다. 이와 같이 상기 제1 내지 제4작동부(141, 142, 143, 144)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(200)에 의해 개별적으로 구동제어된다. 구체적으로 상기 제어부(200)는 상기 제1 내지 제4작동부(141, 142, 143, 144)를 소위 가우스공식(Gaussian formula)에 따라서 전자석의 크기와 방향을 전환하면서 가동 플레이트(50)를 운동시킬 수 있다.

더 구체적으로, 상기 제어부(200)는 시뮬레이션 프로그램 구동부(300)에서 입력되는 구동신호를 가우스공식(Gaussian formula)에 대응시켜 적절히 제어함으로써, 가동 플레이트(50)의 피칭, 롤링 및 요잉 시뮬레이션 구동이 가능하게 된다. 상기와 같은 제1 내지 제4작동부(141, 142, 143, 144)는 제1 및 제2전자석부(141a, 143a)(141b, 143b)를 상기 제1 및 제2가이드부(71, 73) 각각의 서로 마주하는 면에 서로 대응되게 설치하는 것이 바람직하며, 중심에서 외측으로 소정 간격을 이루도록 복수 마련된다. 즉, 제1 내지 제4작동부(141, 142, 143, 144)는 상기 가이더(70)의 중심을 기준으로 하여 제1축(Z축)과 제2축(X축)의 중심에서 전후 좌우 방향으로 각각 대칭되게 마련된다.

또한, 상기 제2가이드부(73)가 제1가이드부(71) 위에서 미끄럼 운동할 때, 제2가이드부(73)의 이탈을 방지하면서 피칭, 롤링, 요잉 운동을 가이드 하기 위한 이탈 방지턱(75)이 상기 제1가이드부(71)의 주변에 설치된다.

또한, 상기 제1 및 제2가이드부(71, 73) 사이에는 제2가이드부(73)의 운동을 가이드하기 위한 볼베어링(77)이 다수 마련되는 것이 좋다.

따라서, 상기 가동 플레이트(50)의 하중을 볼베어링(77)이 지지하고, 제2가이드부(73)의 자연스러운 운동을 가이드 할 수 있게 된다.

또한, 상기 제1 및 제2가이드부(71, 73) 각각의 외측면에는 상기 제1 및 제2자석부(141a, 143a)(141b, 143b)안착되는 인입홈(73a)이 인입 형성된다.

이와 같이, 제4액츄에이터(140)를 전자력을 이용한 전자석부들로 마련함으로써, 소형화가 가능하며 승강 플레이트(40)와 가동 플레이트(50) 간의 간격을 좁혀서 설치하는 것이 가능하게 된다. 또한, 승강 플레이트(40)와 가동 플레이트(50)의 두께를 줄일 수 있게 된다. 따라서, 시뮬레이션 장치의 전체 높이를 줄일 수 있게 됨으로써, 운동 범위가 작은 열차의 시뮬레이션 운전에 적합하게 제작할 수 있는 이점이 있다.

또한, 입력부(400)를 별도로 구비하여 시뮬레이션 프로그램을 재설정하거나, 또는 별도의 구동신호를 입력할 수 있게 된다.

상기 제어부(200)는 시뮬레이션 프로그램 구동부(300)에서 전달되는 신호를 근거로 하여 상기 제1 내지 제5액츄에이터(110, 120, 130, 140, 150)를 실시간으로 독립적으로 구동제어함으로써, 시뮬레이션 장치 전체를 6자유도 운동시킬 수 있게 된다. 즉, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 제1슬라이딩 플레이트(20)는 제1축(Z축) 방향으로 소정 거리 왕복 이동되며, 제2슬라이딩 플레이트(30)는 제2축(X축) 방향으로 소정 거리 왕복 이동된다. 도 4a에서는 제2슬라이딩 플레이트(30)는 도 1a에 비해서 오른쪽 방향으로 소정 거리 이동된 상태를 나타낸다.

또한, 상기 승강 플레이트(40)는 제3액츄에니터(130)의 구동에 의해서 제3축(Y축) 방향으로 이동되는데, 도 4에서는 상 방향으로 소정거리 이동된 상태를 나타내 보인 것이다.

그리고 가동 플레이트(50)는 앞서 설명한 바와 같이, 가우스 공식에 따라서 피칭 및 롤링운동을 하게 된다. 그리고 가동플레이트(50)에 설치된 운전실(60)은 상기 제5액츄에이터(150)에 의해 요잉 구동 제어된다. 따라서 최종적으로 가동 플레이트(50)의 상부에 설치되는 운전실(60)의 경우에는 6자유도 운동을 하면서 구동될 수 있게 된다. 즉, 도 4b의 경우와 같이, 도면상에서 우측의 제1작동부(141)는 제1 및 제2전자석부(141a, 141b)가 서로 동일한 극성 예를 들어, 서로 N극이 작용하도록 하고, 제3작동부(143)의 제1 및 제2전자석부(143a, 143b)는 N극 및 S극이 되도록 구동 제어함으로써 화살표 방향으로 구동시킬 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 구성의 열차 시뮬레이션 장치의 경우에는, 가동 플레이트를 전자석을 구비하는 액츄에이터(140)를 이용하여 구동시키되, 그 액츄에이터(140)를 가이더(70)에 마련함으로써 작은 힘으로도 가동 플레이트(50)를 피칭 및 롤링 구동시킬 수 있게 된다. 따라서, 장치의 간소화 및 슬림화가 가능하며, 운전실(60)을 베이스 플레이트(10)로부터 낮은 높이에 설치하는 것 또한 가능하다. 그리고 실제 열차운행에 가깝게 시뮬레이션을 실현하는 것이 가능하게 된다.

또한, 전자석을 이용하여 전기적으로 구동시킴으로써, 시뮬레이션이 보다 부드럽고 자연스럽게 동작될 수 있는 이점이 있다.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 시뮬레이션 장치를 나타내 보인 개략적인 정면도.

도 1b는 도 1a의 요부를 발췌하여 나타내 보인 요부 확대 단면도.

도 1c는 도 1b의 제1가이드부를 나타내 보인 평면도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열차 시뮬레이션 장치를 설명하기 위한 블록구성도.

도 3은 도 1a에 도시된 열차 시뮬레이션 장치의 개략적인 평면도.

도 4a는 도 1a의 상태에서 시뮬레이션 구동되는 상태를 설명하기 위한 개략적인 정면도.

도 4b는 도 4a의 요부를 확대하여 나타내 보인 도면

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10..베이스 플레이트 20,30..제1 및 제2슬라이딩 플레이트

21,31..제1 및 제2가이더 40..승강 플레이트

41..댐핑부재 50..가동 플레이트

60..운전실 70..가이더

71,73..제1 및 제2가이드부 75..이탈방지턱

77..볼베어링 110,120,130..제1, 제2 및 제3액츄에이터

140,150..제4 및 제5액츄에이터 141,142,143,144..제1 내지 제4작동부

200..제어부 300..시뮬레이션 프로그램 구동부

400..입력부

Claims (16)

1. 열차 시뮬레이션을 위한 운전실을 지지하는 가동 플레이트를 하부 플레이트 상에서 롤링 및 피칭 구동시키기 위한 시뮬레이션 장치에 있어서,

   상기 하부 플레이트와 가동 플레이트 사이에 설치되며, 전자력을 이용하여 상기 가동 플레이트를 상기 하부 플레이트 상에서 롤링 및 피칭 구동시키는 액츄에이터; 및

   상기 가동 플레이트와 상기 하부 플레이트 사이에 설치되며, 상기 가동 플레이트의 운동을 가이드 하는 가이더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 시뮬레이션 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 가이더는,

   상기 가동 플레이트와 상기 하부 플레이트 중 어느 한쪽에 마련된 반구형의 제1가이드부; 및

   상기 제1가이드부에 대응되는 형상으로 반대쪽에 마련되는 제2가이드부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 시뮬레이션 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 가이더는,

   상기 제1 및 제2가이드부 사이에 개재되는 볼베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 시뮬레이션 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 가이더는,

   상기 제1가이드부에 대한 상기 제2가이드부의 이탈을 방지하면서 상기 제2가이드부의 이동을 안내하는 이탈 방지턱을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 시뮬레이션 장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 제1가이드부는 상기 하부 플레이트에 마련되고, 상기 제2가이드부는 상기 가동 플레이트에 설치되는 것을 특징으로 하는 열차 시뮬레이션 장치.
6. 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2가이드부는,

   상기 하부 플레이트와 상기 가동 플레이트의 중앙부분에 설치된 것을 특징으로 하는 열차 시뮬레이션 장치.
7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액츄에이터는,

   상기 제1 및 제2가이드부 사이의 중앙을 기준으로 하여 복수의 위치에서 서로 대칭되게 마련되며, 상호 간에 작용하는 전자력의 크기 및 방향에 따라서 상기 가동 플레이트를 롤링 및 피칭 구동시키는 복수의 작동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 시뮬레이션 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 복수의 작동부는,

   상기 제1 및 제2가이드부의 중앙을 기준으로 전후 좌우 방향 각각으로 대칭되게 마련되어 독립적으로 구동되는 제1 내지 제4작동부인 것을 특징으로 하는 열차 시뮬레이션 장치.
9. 제7항에 있어서, 작동부는,

   상기 제1가이드부의 외측으로 노출되게 마련되며, 상기 제1가이드부의 중심에서 외측으로 소정 간격으로 마련되는 복수의 제1전자석부; 및

   상기 복수의 제1전자석부에 각각 대응되게 상기 제2가이드부에 마련되는 복수의 제2전자석부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 시뮬레이션 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 제1 및 제2가이드부 각각의 마주하는 면들에는 상기 제1 및 제2전자석부가 인입 형성되는 인입홈이 형성된 것을 특징으로 하는 열차 시뮬레이션 장치.
11. 베이스 플레이트의 상부에서 제1축 방향으로 왕복 슬라이딩 가능하게 설치되는 제1슬라이딩 플레이트와;

    상기 제1슬라이딩플레이트 상부에서 상기 제1축에 직교하는 제2축방향으로 왕복 슬라이딩 가능하게 설치되는 제2슬라이딩 플레이트와;

    상기 제2슬라이딩 플레이트 상부에서 제3축방향으로 승강 가능하게 설치되는 승강 플레이트와;

    상기 승강 플레이트 상부에서 롤링 및 피칭운동 가능하게 설치되는 가동 플레이트와;

    상기 승강 플레이트에 대해 상기 가동 플레이트가 전후 좌우 방향으로 피칭 및 롤링운동 가능하게 가이드 하는 가이더와;

    상기 제1슬라이딩 플레이트를 제1축으로 구동시키기 위한 제1액츄에이터와;

    상기 제2슬라이딩 플레이트를 제2축으로 구동시키기 위한 제2액츄에이터와;

    상기 승강 플레이트를 제3축으로 승강 구동시키기 위한 제3액츄에이터; 및

    상기 가이더에 마련되며, 전자력에 의해 상기 가동 플레이트를 상기 승강 플레이트에 대해 피칭 및 롤링 구동시키는 제4액츄에이터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 시뮬레이션 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 가이더는,

    상기 가동 플레이트와 상기 승강 플레이트 중 어느 한쪽에 마련된 반구형의 제1가이드부; 및

    상기 제1가이드부에 대응되는 형상으로 반대쪽에 마련되는 제2가이드부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 시뮬레이션 장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 가이더는,

    상기 제1 및 제2가이드부 사이에 개재되는 볼베어링 및

    상기 제1가이드부에 대한 상기 제2가이드부의 이탈을 방지하면서 상기 제2가이드부의 움직임을 안내하는 이탈 방지턱을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 시뮬레이션 장치.
14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제4액츄에이터는,

    상기 제1 및 제2가이드부 사이의 중앙을 기준으로 하여 복수의 위치에서 서로 대칭되게 마련되며, 상호 간에 작용하는 전자력의 크기 및 방향에 따라서 상기 가동 플레이트를 피칭 및 롤링 구동시키는 복수의 작동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 시뮬레이션 장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 작동부는,

    상기 제1가이드부의 외측으로 노출되게 마련되며, 상기 제1가이드부의 중심에서 외측으로 소정 간격으로 마련되는 복수의 제1전자석부; 및

    상기 복수의 제1전자석부에 각각 대응되게 상기 제2가이드부에 마련되는 복수의 제2전자석부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 시뮬레이션 장치.
16. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 가동플레이트에 설치되는 운전실을 요잉(yawing) 구동시키기 위한 제5액츄에이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 시뮬레이션 장치.

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