KR20180039415A - 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템 - Google Patents

서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템 Download PDF

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KR20180039415A
KR20180039415A KR1020160130678A KR20160130678A KR20180039415A KR 20180039415 A KR20180039415 A KR 20180039415A KR 1020160130678 A KR1020160130678 A KR 1020160130678A KR 20160130678 A KR20160130678 A KR 20160130678A KR 20180039415 A KR20180039415 A KR 20180039415A
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박홍식
윤태수
채일진
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동서대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템을 제공한다. 이와 같은 본 발명에 따른 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템은 모션베이스가 지속적으로 잔잔하게 진동하면서 영상컨텐츠의 현재 출력영상에 대응하는 단축 또는 다축(2축, 3축, 4축, 6축 등)의 모션베이스 운동이 구현되도록 함으로써 사용자에게 극대화된 현실감이 제공될 수 있고, 이를 통해 모션플랫폼을 통해 제공되는 가상현실에 대한 몰임감과 체감성이 증대될 수 있으며, 서보모터와 볼스크류를 구비하는 액추에이터 유닛에 의해 단축 또는 다축의 모션베이스 운동이 수행되도록 함으로써 부드러운 움직임의 구현, 액추에이터 설치영역의 최소화, 동작안정성의 향상, 설치작업의 단순화, 유지보수 비용의 절감이 도모될 수 있고, 4축의 모션베이스 운동 구현시 액추에이터 유닛이 전후좌우로 배치되어 4축으로 운동하도록 함으로써 기존의 3축으로 운동하는 액추에이터와 차별화되는 부드러운 롤링 운동이 구현될 수 있는 동시에 사용자의 영상컨텐츠(영화, 게임 등)에 대한 몰입감 증대와 사용자의 4D 체감도를 높일 수 있으며, 이에 따라 상업 4D 영화관에 효과적으로 적용될 수 있는 기술적 특징을 갖는다.
본 발명에 따른 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템은 설치면으로부터 상측으로 이격된 위치에 배치되는 모션베이스(10)와; 모션베이스(10) 상부면에 고정되는 모션체어(20)와; 설치면과 모션베이스(10) 사이에 배치되어 모션베이스(10)를 지지하고, 단축 운동 및 다축 운동 중에서 선택된 어느 하나의 운동을 수행하여 모션베이스(10)에 움직임을 부여하는 액추에이터(30) 및; 액추에이터(30)의 구동을 제어하되, 설정크기 이하의 진폭을 갖는 설정패턴의 진동으로 모션베이스(10)가 설정시간 동안 지속적으로 요동되도록 하는 컨트롤러(50)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

Description

서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템{Tiny vibration type motion platform system based on serbo motor}
본 발명은 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 모션베이스가 지속적으로 잔잔하게 진동하면서 영상컨텐츠의 현재 출력영상에 대응하는 단축 또는 다축(2축, 3축, 4축, 6축 등)의 모션베이스 운동이 구현되도록 함으로써 사용자에게 극대화된 현실감이 제공될 수 있고, 이를 통해 모션플랫폼을 통해 제공되는 가상현실에 대한 몰임감과 체감성이 증대될 수 있으며, 서보모터와 볼스크류를 구비하는 액추에이터 유닛에 의해 단축 또는 다축의 모션베이스 운동이 수행되도록 함으로써 부드러운 움직임의 구현, 액추에이터 설치영역의 최소화, 동작안정성의 향상, 설치작업의 단순화, 유지보수 비용의 절감이 도모될 수 있고, 4축의 모션베이스 운동 구현시 액추에이터 유닛이 전후좌우로 배치되어 4축으로 운동하도록 함으로써 기존의 3축으로 운동하는 액추에이터와 차별화되는 부드러운 롤링 운동이 구현될 수 있는 동시에 사용자의 영상컨텐츠(영화, 게임 등)에 대한 몰입감 증대와 사용자의 4D 체감도를 높일 수 있으며, 이에 따라 상업 4D 영화관에 효과적으로 적용될 수 있는 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템에 관한 것이다.
근래에 들어와서는 영화를 촬영할 때 입체촬영 장비를 사용함으로써 2차원 영상뿐 아니라 동일한 내용이지만 현실감을 보다 증가시킨 3차원 입체영화가 동시에 개봉되기도 하고 이의 상영을 위한 전문 입체영상관도 생겨나고 있으며, 제한적이긴 하지만 관객들이 현실감을 좀 더 느끼도록 하기 위하여 영상신호에 여러 특수효과 신호를 내장한 후 영상신호에 따라 특수효과가 발생되도록 하여 관객들의 후각을 자극함으로써 보다 영화에 몰입할 수 있는 환경을 제공할 수 있는 방법이 제안되기도 하였다. 또한 박물관 및 기업홍보관 등에서 방영하는 전시 및 홍보영상의 경우에도 다큐멘터리 형태의 사실전달 위주의 나열식 내용구성보다는 시나리오를 통해 입체 또는 컴퓨터 그래픽 특수 시각효과 등을 적절히 활용한 극을 구성하여 관객들이 영상에 몰입하도록 함으로써 영상 관람 후 자연스레 지식이 습득될 수 있도록 영상시스템을 구성하는 사례가 점차 증가하고 있었다.
이에 따라 시각과 청각에 의존하는 기존의 방식과는 다른 독특하고 다양한 체험을 원하는 현대인의 심리를 반영하여 인간의 오감 중 촉감 즉, 기분 나쁘지 않을 정도의 간단한 신체자극을 통해 관객들이 깜짝 놀라게 하거나 영상내용과 유사한 환경효과를 연출함으로써 더 재미있게 영상물을 관람하고 영화에 몰입할 수 있도록 하는 방법 연구에 대한 필요성이 대두되어 왔으며, 영상물이 가지고 있는 메시지를 관객들에게 효과적으로 전달하고자 하는 노력도 다각도로 진행되고 있었다.
이와 같이 영상 속에 나타나는 특수효과를 직/간접적으로 체감할 수 있도록 한 기술로는 대한민국 등록특허공보 등록번호 제20-0382343호 "입체적 체감이 가능한 의자시스템", 등록번호 제10-1005320호 "오감체험형 디지털 시네마 시스템" 등이 안출되어 있다.
특히 최근에는 각종 영상컨텐츠의 현재 출력영상에 대응하는 모션데이터를 생성시키고, 생성된 모션데이터에 따라 3차원 운동을 수행함으로써 사용자가 영상컨텐츠에 몰입할 수 있고, 실제로 체험하는 느낌을 불어일으키는 모션플랫폼 시스템이 3D/4D 영상컨텐츠의 구현과 가상현실 체험에 많이 활용되고 있다. 그리고 현재 활용되고 있는 모션플랫폼 시스템은 3개의 액추에이터 유닛을 이용하여 3축으로 운동하는 것이 일반적인데, 이에 따라 롤링 운동을 비롯한 다양한 3차원 운동을 부드럽고 원활하게 구현시키는데 한계가 있었으며, 영상컨텐츠에 대한 몰임감과 체감도를 증대시키는데에도 한계가 있었다.
또한 종래 모션플랫폼 시스템은 액추에이터 유닛에 공유압 실린더, 크랭크축 구동방식 등을 적용시키는 것이 대부분임에 따라 부드러운 움직임을 구현하는데 한계가 있었으며, 설치작업의 번거로움과 유지보수 비용의 증대가 야기되는 단점이 있었다.
(특허문헌 1) 대한민국 등록특허공보 등록번호 제20-0382343호 "입체적 체감이 가능한 의자시스템",
(특허문헌 2) 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1005320호 "오감체험형 디지털 시네마 시스템"
따라서 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하여, 영상컨텐츠의 현재 출력영상에 대응하는 단축 또는 다축(2축, 3축, 4축, 6축 등)의 기본적인 모션베이스 운동과 더불어 지속적인 미세진동을 구현하도록 모션플랫폼의 액추에이터가 제어되도록 함으로써 사용자에게 극대화된 현실감이 제공될 수 있고, 이를 통해 모션플랫폼을 통해 제공되는 가상현실에 대한 몰임감과 체감성이 증대될 수 있는 새로운 형태의 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 액추에이터 유닛이 수직배치되는 서보모터와 볼스크류를 통해 구동되도록 함으로써 부드러운 움직임의 구현, 액추에이터 설치영역의 최소화, 동작안정성의 향상, 설치작업의 단순화, 유지보수 비용의 절감이 도모될 수 있는 새로운 형태의 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고 본 발명은 4축의 모션베이스 운동 구현시 설치면의 전후좌우측에 각각 배치되는 4개의 액추에이터 유닛을 통해 모션베이스가 4축으로 운동하도록 함으로써 기존의 3축으로 운동하는 액추에이터와 차별화되는 부드러운 롤링 운동이 구현될 수 있는 동시에 사용자의 영상컨텐츠(영화, 게임 등)에 대한 몰입감 증대와 사용자의 4D 체감도를 높일 수 있으며, 이에 따라 상업 4D 영화관에 효과적으로 적용될 수 있는 새로운 형태의 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 설치면으로부터 상측으로 이격된 위치에 배치되는 모션베이스(10)와; 모션베이스(10) 상부면에 고정되는 모션체어(20)와; 설치면과 모션베이스(10) 사이에 배치되어 모션베이스(10)를 지지하고, 단축 운동 및 다축 운동 중에서 선택된 어느 하나의 운동을 수행하여 모션베이스(10)에 움직임을 부여하는 액추에이터(30) 및; 액추에이터(30)의 구동을 제어하되, 설정크기 이하의 진폭을 갖는 설정패턴의 진동으로 모션베이스(10)가 설정시간 동안 지속적으로 요동되도록 하는 컨트롤러(50)를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템을 제공한다.
이와 같은 본 발명에 따른 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템에서 액추에이터(30)는 2축, 3축, 4축, 6축 군 중에서 선택된 어느 하나의 다축 운동을 수행하여 모션베이스(10)에 움직임을 부여하고, 컨트롤러(50)는 영상컨텐츠의 현재 출력영상에 대응하여 모션베이스(10)가 3차원 운동을 구현하도록 하는 할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템에서 액추에이터 유닛(40)은, 컨트롤러(50)에 의해 구동이 제어되는 서보모터(41)와; 설치면과 모션베이스(10) 중에서 선택된 어느 하나에 고정되고, 서보모터(41)와 결합되는 고정블록(42)과; 고정블록(42)으로부터 수직으로 연장형성되고, 관체 형상으로 이루어지는 가이더(43)와; 가이더(43) 내부에 배치되고, 서보모터(41)의 모터축과 연결되어 회전하는 볼스크류(44)와; z축 기준의 회전이 제한되게 가이더(43) 내부에 배치되고, 볼스크류(44)에 삽입되어 볼스크류(44) 회전시 z축 방향으로 이동하게 되는 이동너트(45)와; 이동너트(45)와 결합되어 이동너트(45)와 일체로 이동하게 되는 이동축(46)을 포함하는 구성으로 이루어지고, 서보모터(41), 볼스크류(44), 이동축(46)이 순차적으로 상하 배열되는 한편, 서보모터(41), 고정블록(42), 가이더(43), 볼스크류(44), 이동너트(45), 이동축(46)의 중심축이 일직선 상에 배치될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템에서 액추에이터 유닛(40)은, 고정블록(42)이 모션베이스(10)에 고정되면서 이동축(46)이 설치면과 접촉하게 되는 구조와, 고정블록(42)이 설치면에 고정되면서 이동축(46)이 모션베이스(10) 저면에 연결되는 구조 중에서 선택된 어느 하나의 구조를 가질 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템에서 컨트롤러(50)는, 설정크기 이하의 진폭을 갖는 설정패턴의 진동으로 모션베이스(10)를 설정시간 동안 지속적으로 요동시키기 위한 미세진동 유도데이터가 설정되어 저장되는 미세진동 유도데이터 설정유닛(51)과; 영상컨텐츠의 현재 출력영상에 대응하는 모션베이스(10)의 3차원 운동을 유도하는 모션데이터가 설정되어 저장되는 모션데이터 설정유닛(52)과; 미세진동 유도데이터 설정유닛(51)과 모션데이터 설정유닛(52)로부터 미세진동 유도데이터와 모션데이터를 전달받아 최종 모션베이스 제어신호를 생성하는 모션베이스 제어신호 생성유닛(53)과; 모션베이스 제어신호 생성유닛(53)으로부터 최종 모션베이스 제어신호를 전달받고, 최종 모션베이스 제어신호에 맞추어 액추에이터(30)의 동작제어를 수행하게 되는 액추에이터 동작제어 유닛(54)을 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 의한 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템에 의하면, 모션베이스가 지속적으로 잔잔하게 진동하면서 영상컨텐츠의 현재 출력영상에 대응하는 기본적인 운동을 구현하여 사용자에게 극대화된 현실감을 제공하고, 이를 통해 모션플랫폼을 통해 제공되는 가상현실에 대한 몰임감과 체감성을 증대시키는 효과가 있다. 또한 본 발명에 의한 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템에 의하면, 액추에이터 유닛으로 서보모터를 사용함에 따라 부드러운 움직임의 구현, 액추에이터 설치영역의 최소화, 동작안정성의 향상, 설치작업의 단순화, 유지보수 비용의 절감이 도모되는 효과가 있다.
그리고, 본 발명의 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템이 4축의 모션베이스 운동 구현에 적용될 시 액추에이터 유닛이 전후좌우로 배치되어 4축으로 운동함에 따라 기존의 3축으로 운동하는 액추에이터와 차별화되는 부드러운 롤링 운동이 구현되는 동시에 사용자의 영상컨텐츠(영화, 게임 등)에 대한 몰입감 증대와 사용자의 4D 체감도를 높이는 효과가 있다.
이에 따라 본 발명에 따른 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템은 상업 4D 영화관에 효과적으로 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템의 기본구성 블록도;
도 2의 (a) 내지 (d)는 다축 운동을 구현하는 본 발명에 따른 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템의 예시도;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템의 전체 사시도;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액추에이터의 배치구성도;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액추에이터 유닛의 주요부 구성을 보여주기 위한 도면;
도 6은 액추에터 유닛이 모션베이스에 고정되는 본 발명의 실시예에 따른 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템의 예시도;
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템의 컨트롤러 상세 구성블록도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 7에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 일반적인 모션플랫폼, 모션베이스, 모션체어, 액추에이터, 서보모터, 볼스크류 등으로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.
본 발명의 실시예에 따른 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템(100)은 도 1에서와 같이 모션베이스(10), 모션체어(20), 액추에이터(30), 컨트롤러(50)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
모션베이스(10)는 설치면으로부터 상측으로 이격된 위치에 배치되는 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 모션베이스(10)는 액추에이터(30)에 의해 지속적으로 잔잔하게 진동하는 한편, 영상컨텐츠의 현재 출력영상에 대응하는 운동을 수행하게 된다.
모션체어(20)는 모션베이스(10) 상부면에 고정되는 것으로, 사용자가 착석하게 된다. 본 발명의 실시예에 따른 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템(100)은 상업 4D 영화관에 적용되는 것으로 모션베이스(10) 상부면에 복수의 모션체어(20)가 고정된다. 물론 모션베이스(10)와 모션체어(20)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예에 따른 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템(100)은 상업 4D 영화관에 제한되지 않고 다양한 분야에 적용될 수 있다.
액추에이터(30)는 설치면과 모션베이스(10) 사이에 배치되어 모션베이스(10)를 지지하고, 단축 또는 다축(2축, 3축, 4축, 6축 등) 운동을 수행하여 모션베이스(10)에 움직임을 부여하는 것이다. 다축 운동을 구현하는 본 발명에 따른 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템(100)은 도 2의 (a) 내지 (d)에 예시되어 있다. 여기서 본 발명의 실시예에 따른 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템(100)이 4축의 모션베이스 운동을 구현할 경우, 액추에이터(30)는 도 3과 도 4에서와 같이 설치면의 전후좌우측에 각각 배치되는 4개의 액추에이터 유닛(40)으로 이루어진다. 이와 같은 액추에이터 유닛(40)의 4축 배열을 통해 모션베이스(10)의 z축 방향 상하운동, 롤링 운동, 피칭 운동의 3차원 운동이 부드럽고 안정되게 유도된다.
한편 본 발명의 실시예에 따른 액추에이터 유닛(40)은 도 5에서와 같이 컨트롤러(50)에 의해 구동이 제어되는 서보모터(41), 설치면이나 모션베이스(10)에 고정되어 서보모터(41)와 결합되는 고정블록(42), 고정블록(42)으로부터 수직으로 연장형성되는 관체 형상의 가이더(43), 가이더(43) 내부에 배치되고 서보모터(41)의 모터축과 연결되어 회전하는 볼스크류(44), z축 기준의 회전이 제한되게 가이더(43) 내부에 배치되고 볼스크류(44)에 삽입되어 볼스크류(44) 회전시 z축 방향으로 이동하게 되는 이동너트(45), 이동너트(45)와 결합되어 이동너트(45)와 일체로 이동하게 되는 이동축(46)을 포함하는 구성으로 이루어진다. 여기서 액추에이터 유닛(40)의 서보모터(41), 볼스크류(44), 이동축(46)은 순차적으로 상하 배열되는 한편, 서보모터(41), 고정블록(42), 가이더(43), 볼스크류(44), 이동너트(45), 이동축(46)의 중심축은 일직선 상에 배치된다. 이를 통해 액추에이터(30)의 설치영역이 최소화되고, 액추에이터(30)의 동작안정성이 향상된다.
여기서 본 발명의 실시예에 따른 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템(100)은 도 6에서와 같이 액추에이터 유닛(40)의 고정블록(42)이 모션베이스(10)에 고정되면서 이동축(46)이 설치면과 접촉하도록 할 수 있다. 이때 액추에이터 유닛(40)의 고정블록(42)은 모션베이스(10)의 모서리 부위에 고정브래킷(11)을 매개로 고정될 수 있으며, 액추에이터(30)의 이동축(46) 하단부는 탄성패드(47)로 이루어질 수 있다.
이와 달리 본 발명의 실시예에 따른 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템(100)은 도 3에서와 같이 액추에이터 유닛(40)의 고정블록(42)이 설치면에 고정되면서 이동축(46)이 모션베이스(10) 저면에 연결되도록 할 수도 있다.
컨트롤러(50)는 액추에이터(30)의 구동을 제어하는 것으로, 특히 본 발명에 따른 컨트롤러(50)는 설정크기 이하의 진폭을 갖는 설정패턴의 진동으로 모션베이스(10)가 설정시간 동안 지속적으로 요동되도록 하는 한편, 영상컨텐츠의 현재 출력영상에 대응하여 모션베이스(10)가 3차원 운동을 구현하도록 액추에이터(30)를 제어하게 된다. 이를 위한 본 발명의 실시예에 따른 컨트롤러(50)는 도 7에서와 같이 미세진동 유도데이터 설정유닛(51), 모션데이터 설정유닛(52), 모션베이스 제어신호 생성유닛(53), 액추에이터 동작제어 유닛(54)을 포함하는 구성으로 이루어진다.
미세진동 유도데이터 설정유닛(51)은 설정크기 이하의 진폭을 갖는 설정패턴의 진동으로 모션베이스(10)를 설정시간 동안 지속적으로 요동시키기 위한 미세진동 유도데이터가 설정되어 저장되는 유닛이다.
모션데이터 설정유닛(52)은 영상컨텐츠의 현재 출력영상에 대응하는 모션베이스(10)의 3차원 운동을 유도하는 모션데이터가 설정되어 저장되는 유닛이다.
모션베이스 제어신호 생성유닛(53)은 미세진동 유도데이터 설정유닛(51)과 모션데이터 설정유닛(52)로부터 미세진동 유도데이터와 모션데이터를 전달받아 최종 모션베이스 제어신호를 생성하는 유닛이다. 여기서 최종 모션베이스 제어신호는 미세진동 유도데이터에 포함되는 진동 파형과 모션데이터에 포함되는 운동 파형의 중첩에 의해 생성될 수 있다.
액추에이터 동작제어 유닛(54)은 모션베이스 제어신호 생성유닛(53)으로부터 최종 모션베이스 제어신호를 전달받고, 최종 모션베이스 제어신호에 맞추어 액추에이터(30)의 동작제어를 수행하게 되는 유닛이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템(100)은 영상컨텐츠의 현재 출력영상에 대응하는 단축 또는 다축(2축, 3축, 4축, 6축 등)의 기본적인 모션베이스 운동과 더불어 지속적인 미세진동을 모션베이스(10)가 구현하도록 액추에이터(30)를 제어하므로, 사운드 바이브레이터를 모션체어의 등판 부위나 히프 부위에 내장시키는 기존의 진동부여장치와 달리 사용자에게 극대화된 현실감이 제공될 수 있고, 이를 통해 모션플랫폼을 통해 제공되는 가상현실에 대한 몰임감과 체감성이 증대될 수 있게 된다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템(100)은 액추에이터 유닛(40)이 수직배치되는 서보모터(41)와 볼스크류(44)를 통해 구동되도록 하므로, 부드러운 움직임의 구현, 액추에이터 설치영역의 최소화, 동작안정성의 향상, 설치작업의 단순화, 유지보수 비용의 절감이 도모될 수 있게 된다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템(100)은 4축의 모션베이스(10) 운동 구현시 설치면의 전후좌우측에 각각 배치되는 4개의 액추에이터 유닛(40)을 통해 모션베이스(10)가 4축으로 운동하도록 하므로, 기존의 3축으로 운동하는 액추에이터와 차별화되는 부드러운 롤링 운동이 구현될 수 있는 동시에 사용자의 영상컨텐츠(영화, 게임 등)에 대한 몰입감 증대와 사용자의 4D 체감도를 높일 수 있으며, 이에 따라 상업 4D 영화관에 효과적으로 적용될 수 있게 된다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 실시예에 따른 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
10 : 모션베이스
11 : 고정브래킷
20 : 모션체어
30 : 액추에이터
40 : 액추에이터 유닛
41 : 서보모터
42 : 고정블록
43 : 가이더
44 : 볼스크류
45 : 이동너트
46 : 이동축
47 : 탄성패드
50 : 컨트롤러
51 : 미세진동 유도데이터 설정유닛
52 : 모션데이터 설정유닛
53 : 모션베이스 제어신호 생성유닛
54 : 액추에이터 동작제어 유닛
100 : 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템

Claims (5)

  1. 설치면으로부터 상측으로 이격된 위치에 배치되는 모션베이스(10)와;
    모션베이스(10) 상부면에 고정되는 모션체어(20)와;
    설치면과 모션베이스(10) 사이에 배치되어 모션베이스(10)를 지지하고, 단축 운동 및 다축 운동 중에서 선택된 어느 하나의 운동을 수행하여 모션베이스(10)에 움직임을 부여하는 액추에이터(30) 및;
    액추에이터(30)의 구동을 제어하되, 설정크기 이하의 진폭을 갖는 설정패턴의 진동으로 모션베이스(10)가 설정시간 동안 지속적으로 요동되도록 하는 컨트롤러(50)를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    액추에이터(30)는 2축, 3축, 4축, 6축 군 중에서 선택된 어느 하나의 다축 운동을 수행하여 모션베이스(10)에 움직임을 부여하고, 컨트롤러(50)는 영상컨텐츠의 현재 출력영상에 대응하여 모션베이스(10)가 3차원 운동을 구현하도록 하는 것을 특징으로 하는 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    액추에이터 유닛(40)은,
    컨트롤러(50)에 의해 구동이 제어되는 서보모터(41)와;
    설치면과 모션베이스(10) 중에서 선택된 어느 하나에 고정되고, 서보모터(41)와 결합되는 고정블록(42)과;
    고정블록(42)으로부터 수직으로 연장형성되고, 관체 형상으로 이루어지는 가이더(43)와;
    가이더(43) 내부에 배치되고, 서보모터(41)의 모터축과 연결되어 회전하는 볼스크류(44)와;
    z축 기준의 회전이 제한되게 가이더(43) 내부에 배치되고, 볼스크류(44)에 삽입되어 볼스크류(44) 회전시 z축 방향으로 이동하게 되는 이동너트(45)와;
    이동너트(45)와 결합되어 이동너트(45)와 일체로 이동하게 되는 이동축(46)을 포함하는 구성으로 이루어지고,
    서보모터(41), 볼스크류(44), 이동축(46)이 순차적으로 상하 배열되는 한편, 서보모터(41), 고정블록(42), 가이더(43), 볼스크류(44), 이동너트(45), 이동축(46)의 중심축이 일직선 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    액추에이터 유닛(40)은,
    고정블록(42)이 모션베이스(10)에 고정되면서 이동축(46)이 설치면과 접촉하게 되는 구조와, 고정블록(42)이 설치면에 고정되면서 이동축(46)이 모션베이스(10) 저면에 연결되는 구조 중에서 선택된 어느 하나의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    컨트롤러(50)는,
    설정크기 이하의 진폭을 갖는 설정패턴의 진동으로 모션베이스(10)를 설정시간 동안 지속적으로 요동시키기 위한 미세진동 유도데이터가 설정되어 저장되는 미세진동 유도데이터 설정유닛(51)과;
    영상컨텐츠의 현재 출력영상에 대응하는 모션베이스(10)의 3차원 운동을 유도하는 모션데이터가 설정되어 저장되는 모션데이터 설정유닛(52)과;
    미세진동 유도데이터 설정유닛(51)과 모션데이터 설정유닛(52)로부터 미세진동 유도데이터와 모션데이터를 전달받아 최종 모션베이스 제어신호를 생성하는 모션베이스 제어신호 생성유닛(53)과;
    모션베이스 제어신호 생성유닛(53)으로부터 최종 모션베이스 제어신호를 전달받고, 최종 모션베이스 제어신호에 맞추어 액추에이터(30)의 동작제어를 수행하게 되는 액추에이터 동작제어 유닛(54)을 포함하는 것을 특징으로 하는 서보모터 기반 미세진동형 모션플랫폼 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110141882A (zh) * 2019-06-12 2019-08-20 中山市金马科技娱乐设备股份有限公司 一种飞行动感游乐设施
KR102110848B1 (ko) * 2019-01-24 2020-05-13 (주)이노시뮬레이션 모듈러 타입 모션 플랫폼 기반 부하 정보 추정 방법 및 그 장치

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