KR20150128184A

KR20150128184A - 전방향 트레드밀

Info

Publication number: KR20150128184A
Application number: KR1020140055141A
Authority: KR
Inventors: 김용훈; 구경본
Original assignee: 김용훈; 구경본
Priority date: 2014-05-08
Filing date: 2014-05-08
Publication date: 2015-11-18

Abstract

본 발명은 가상현실 게임 등에 이용되는 트레드밀에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가상현실 게임 등을 수행하는 도중에 사용자의 걷기, 뛰기, 점프 등을 전방향에 걸쳐 안정되게 구현할 수 있는 전방향 트레드밀에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 피이송물이 탑재되며 중앙을 향하여 오목한 오목면을 갖는 본체와; 상기 본체의 상측에 상기 오목면을 따라 배치되는 다수의 아이들볼롤러의 볼어레이; 및 상기 다수의 아이들볼롤러에 설치되어 아이들볼롤러의 회전을 감지하는 감지유닛;을 포함하여 이루어진다.

Description

전방향 트레드밀{OMNI-DIRECTIONAL TREADMILL}

본 발명은 가상현실 게임 등에 이용되는 트레드밀에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가상현실 게임 등을 수행하는 도중에 사용자의 걷기, 뛰기, 점프 등을 전방향에 걸쳐 안정되게 구현할 수 있는 전방향 트레드밀에 관한 것이다.

가상현실(virtual reality)은 어떤 특정한 환경이나 상황을 컴퓨터에 의해 사용자가 마치 실제 주변 상황, 환경 등과 상호 작용을 하고 있는 것처럼 구현하여 주는 인간-컴퓨터 사이의 인터페이스를 의미한다.

사용 목적은 사람들이 일상적으로 경험하기 어려운 환경을 직접 체험하지 않고서도 그 환경에 들어와 있는 것처럼 보여주고 조작할 수 있게 해주는 것이다. 구체적인 예로서, 탱크·항공기의 조종법 훈련, 가구의 배치 설계, 수술 실습, 게임 등 다양하다. 가상현실 시스템에서는 인간 참여자와 실제·가상 작업공간이 하드웨어로 상호 연결된다. 또한 가상적인 환경에서 일어나는 일을 참여자가 주로 시각으로 느끼도록 하며, 보조적으로 청각, 촉각 등을 사용한다.

시스템은 사용자의 시점이나 동작의 변화를 감지하여 그에 대응하는 적절한 변화를 가상환경에 줄 수 있다. 또한 사용자의 현실감을 높여 주기 위해서 입체표시장치, 두부장착교시장치(Head-mounted display) 등의 이펙터(effector)들을 사용하며, 사용자의 반응을 감지하기 위해서 데이터 장갑(data glove), 두부위치센서 등의 센서(sensor) 등을 사용한다.

그리고, 가상현실 상황에서 이동문제를 현실감 있게 구현함은 물론 물리적 이동공간의 한계를 극복하기 위한 트레드밀이 이용되고 있다.

이러한 트레드밀은 사용자의 걷기, 달기기, 점프 등과 같은 움직임을 시스템이 보다 효과적으로 인식시키게 구성되고, 특히 사용자의 움직임을 안정되게 구현할 수 있도록 구성된다.

하지만, 종래의 트레드밀은 그 구조가 매우 복잡하여 제조단가가 매우 높음에 따라 상품화하기엔 경제성이 낮아지는 단점이 있었다.

따라서 비교적 구조가 단순하여 상품화 가능한 트레드밀의 개선이 요구되는 실정이다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 오목면 상에 배열되는 아이들볼롤러의 볼어레이에 의해 사용자가 전방향으로 이동하더라도 미끄러짐 현상에 의해 중앙 평탄면에 위치하도록 하는 전방향 트레드밀을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징으로 갖는다.

본 발명은 사용자가 위치되며 상부가 중앙을 향하여 오목한 오목면을 갖는 본체와; 상기 본체의 상부 오목면을 따라 서로 이격 배치되는 다수의 아이들볼롤러로 이루어지는 볼어레이; 및 다수의 상기 아이들볼롤러 일측에 설치되어 각 아이들볼롤러들의 회전을 감지하는 다수의 센싱유닛;을 포함하여 이루어진다.

여기서 상기 센싱유닛은 아이들볼롤러로부터 하부측 일정지점에 이격되는 압력센서인 것이 바람직하며, 상기 본체의 상측 중앙에는 평탄면이 형성된다.

또한 상기 볼어레이는 볼 하우징에 의하여 상기 본체의 상측에 배열되는 복수의 볼을 포함하고, 상기 볼 하우징은, 상기 본체의 상측에 설치되며 상기 볼이 수용되는 수용부를 갖는 제1 하우징과, 상기 수용부를 복개하도록 설치되며 상기 볼이 외부로 돌출되는 관통홀을 갖는 제2 하우징과, 상기 볼과 상기 수용부 사이에 개재되는 복수의 지지볼을 포함한다.

아울러 상기 볼은 스프링에 의해 탄성적으로 지지되며, 상기 볼어레이는 볼 하우징에 의하여 상기 본체의 상측에 배열되는 복수의 볼을 포함하고, 상기 볼 하우징은, 상기 본체의 상측에 설치되며 상기 볼이 수용되는 수용부를 갖는 제1 하우징과, 상기 수용부를 복개하도록 설치되며 상기 볼이 외부로 돌출되는 관통홀을 갖는 제2 하우징과, 상기 볼과 상기 수용부 사이에 개재되는 스프링을 포함한다.

본 발명에 따르면 오목면 상에 배열되는 아이들볼롤러의 볼어레이에 의해 사용자가 전방향(360°)으로 이동하더라도 미끄러짐 현상에 의해 중앙 평탄면에 위치할 수 있게 함으로써 비교적 간단한 구성으로 안정적으로 전방향 트레드밀을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 트레드밀이 개략적으로 도시된 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 트레드밀이 개략적으로 도시된 평면도이다.
도 3은 도 1의 A부분의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 트레드밀에 구비되는 볼하우징의 일예가 도시된 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 트레드밀에 구비되는 볼하우징의 다른 예가 도시된 단면도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 전방향 트레드밀에 대해 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 트레드밀이 개략적으로 도시된 측면도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 트레드밀이 개략적으로 도시된 평면도이고, 도 3은 도 1의 A부분의 확대도이다.

또한 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 트레드밀에 구비되는 볼하우징의 일예가 도시된 단면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 트레드밀에 구비되는 볼하우징의 다른 예가 도시된 단면도이다.

도면을 참조하면 본 발명에 따른 전방향 트레드밀은 사용자가 위치되며 상부가 중앙을 향하여 오목한 오목면을 갖는 본체(10)와, 상기 본체의 상부 오목면을 따라 서로 이격 배치되는 다수의 아이들볼롤러(21)로 이루어지는 볼어레이(20) 및 다수의 상기 아이들볼롤러(21) 일측에 설치되어 각 아이들볼롤러(21)들의 회전을 감지하는 다수의 센싱유닛(50)으로 이루어진다.

본체(10)는 대략 원형으로 형성될 수 있다. 본체(10)는 수직 중심축(Z)을 중심으로 둘레 방향으로 형성되고 본체(10)의 중앙을 향하여 오목한 오목면(11)을 갖는다. 본체(10)의 오목면은 대략 구면일 수 있다. 본체(10)의 오목면(11)에 의하여, 본체(10)가 수평 자세를 유지하는 경우, 사용자가 본체(10)의 상측 중앙에 안정적으로 유지될 수 있다.

또한, 본체(10)의 상면 중앙에는 평탄면(12)이 형성될 수 있다. 본체(10)의 평탄면(12)에는 볼어레이(20)가 배치되지 않을 수 있다. 본체(10)의 평탄면(12)에 의해, 본체(10)가 수평 자세를 유지하는 경우, 사용자가 본체(10)의 상측 중앙에 더욱 안정적으로 유지될 수 있다.

한편, 본체(10)의 평탄면(12)에 볼어레이(20)가 배치되는 구성도 가능하다. 또한, 본체(10)에 평탄면(12)이 형성되지 않고, 본체(10)의 상면 전체가 오목면(11)으로 형성될 수 있다.

볼어레이(20)는 단층으로 배치되는 복수의 아이들볼롤러(21)를 포함한다. 복수의 아이들볼롤러(21)는 본체(10)의 중심을 기준으로 방사형으로 배열될 수 있다. 복수의 아이들볼롤러(21)는 서로 소정의 간격으로 이격될 수 있다.

복수의 아이들볼롤러(21)의 상부에는 피이송물이 탑재된다. 사용자는 복수의 아이들볼롤러(21)에 의하여 미끄러지면서 중앙으로 이동될 수 있다.

복수의 아이들볼롤러(21)는 볼하우징(80)에 의하여 본체(10)의 상면의 오목한 형상을 따라 배열될 수 있다. 볼하우징(80)은 단층으로 배치되는 복수의 아이들볼롤러(21)을 회전 가능하게 수용한다.

예를 들면, 볼하우징(80)은, 본체(10)의 상면에 설치되며 아이들볼롤러(21)가 수용되는 수용부(811)를 갖는 제1 하우징(81)과, 제1 하우징(81)의 수용부(811)를 복개하도록 설치되며 아이들볼롤러(21)가 외부로 돌출되는 관통홀(821)을 갖는 제2 하우징(82)을 포함할 수 있다.

제1 하우징(81)은 본체(10)의 오목면(11)의 형상에 대응하는 만곡된 형상으로 형성될 수 있다. 제1 하우징(81)은 복수의 수용부(811)를 갖는 판형상으로 형성될 수 있다. 다른 예로서, 각각 하나의 수용부(811)를 갖는 복수의 부재가 서로 결합되어 제1 하우징(81)을 구성할 수 있다.

제2 하우징(81)은 본체(10)의 오목면(11)의 형상에 대응하는 만곡된 형상으로 형성될 수 있다. 제2 하우징(82)은 복수의 관통홀(821)을 갖는 판형상으로 형성될 수 있다. 다른 예로서, 각각 하나의 관통홀(821)을 갖는 복수의 부재가 서로 결합되어 제2 하우징(82)을 구성할 수 있다.

다른 예로서, 볼하우징(80)은, 본체(10)의 상면에 설치되며 아이들볼롤러(21)가 수용되는 수용부(811)를 갖는 제1 하우징(81)과, 제1 하우징(81)의 수용부(811)를 복개하도록 설치되며 아이들볼롤러(21)가 외부로 돌출되는 관통홀(821)을 갖는 제2 하우징(82)과, 아이들볼롤러(21)와 수용부(811) 사이에 개재되는 복수의 지지볼(83)을 포함할 수 있다. 복수의 지지볼(83)은, 아이들볼롤러(21)을 수용부(811)에 대하여 지지지하는 역할과 함께, 아이들볼롤러(21)가 회전될 때 아이들볼롤러(21)와 함께 회전되면서 아이들볼롤러(21)의 회전에 따른 마찰을 줄이는 역할을 한다.

이와 같은 구성에 따르면, 복수의 지지볼(83)에 의하여 아이들볼롤러(21)가 구름 운동할 수 있으므로, 아이들볼롤러(21)가 더욱 원활하게 회전될 수 있으며, 이에 따라, 사용자의 미끄러짐은 보다 원활하게 수행될 수 있다.

또 다른 예로서, 볼하우징(80)은, 본체(10)의 상면에 설치되며 아이들볼롤러(21)가 수용되는 수용부(811)를 갖는 제1 하우징(81)과, 제1 하우징(81)의 수용부(811)를 복개하도록 설치되며 아이들볼롤러(21)가 외부로 돌출되는 관통홀(821)을 갖는 제2 하우징(82)과, 아이들볼롤러(21)와 수용부(811) 사이에 개재되는 스프링(84)을 포함할 수 있다.

스프링(84)은 아이들볼롤러(21)를 탄성적으로 지지하는 역할을 한다. 이와 같은 경우, 아이들볼롤러(21)와 스프링(84) 사이에는 아이들볼롤러(21)를 회전 가능하게 유지하는 지지 부재(86)가 구비될 수 있다.

이와 같은 구성에 따르면, 스프링(84)에 의해 아이들볼롤러(21)가 탄성적으로 지지되므로, 예를 들면, 아이들볼롤러(21)이 마모되는 경우에도, 아이들볼롤러(21)가 외부로 돌출되는 정도가 일정하게 유지될 수 있고, 이에 따라, 피이송물이 원활하게 이송될 수 있다. 또한, 아이들볼롤러(21)의 상부에 안착된 피이송물이 스프링(84)에 의하여 탄성적으로 지지될 수 있고, 사용자의 발이 아이들볼롤러(21)에 접촉될 때 아이들볼롤러(21)에 가해지는 충격이 스프링(84)에 의해 흡수될 수 있다.

한편 상기 센싱유닛(50)은 아이들볼롤러(21)의 가압력을 센싱하여 사용자의 위치를 검출하기 위해 구비된다.

상기 센싱유닛(50)은 일예로 로드셀과 같은 압력센서일 수 있으며, 이외에도 다양한 형태의 센서가 채용될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예가 예시적으로 설명되었으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경될 수 있다.

10: 본체 20: 볼 어레이
30: 위치 센싱 유닛 80: 볼 하우징

Claims

사용자가 위치되며 상부가 중앙을 향하여 오목한 오목면을 갖는 본체와;
상기 본체의 상부 오목면을 따라 서로 이격 배치되는 다수의 아이들볼롤러로 이루어지는 볼어레이; 및
다수의 상기 아이들볼롤러 일측에 설치되어 각 아이들볼롤러들의 회전을 감지하는 다수의 센싱유닛;을 포함하여 이루어지는 전방향 트레드밀.
제1항에 있어서,
상기 센싱유닛은 아이들볼롤러로부터 하부측 일정지점에 이격되는 압력센서인 것을 특징으로 하는 전방향 트레드밀.
제1항에 있어서,
상기 본체의 상측 중앙에는 평탄면이 형성되는 것을 특징으로 하는 전방향 트레드밀.
제1항에 있어서,
상기 볼어레이는 볼 하우징에 의하여 상기 본체의 상측에 배열되는 복수의 볼을 포함하고,
상기 볼 하우징은, 상기 본체의 상측에 설치되며 상기 볼이 수용되는 수용부를 갖는 제1 하우징과, 상기 수용부를 복개하도록 설치되며 상기 볼이 외부로 돌출되는 관통홀을 갖는 제2 하우징과, 상기 볼과 상기 수용부 사이에 개재되는 복수의 지지볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 전방향 트레드밀.
제3항에 있어서,
상기 볼은 스프링에 의해 탄성적으로 지지되는 것을 특징으로 하는 전방향 트레드밀.
제1항에 있어서,
상기 볼어레이는 볼 하우징에 의하여 상기 본체의 상측에 배열되는 복수의 볼을 포함하고,
상기 볼 하우징은, 상기 본체의 상측에 설치되며 상기 볼이 수용되는 수용부를 갖는 제1 하우징과, 상기 수용부를 복개하도록 설치되며 상기 볼이 외부로 돌출되는 관통홀을 갖는 제2 하우징과, 상기 볼과 상기 수용부 사이에 개재되는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 전방향 트레드밀.