KR20200048650A - 하중보상 메커니즘을 적용한 모션플랫폼 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하중보상 메커니즘을 적용한 모션플랫폼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부하와 하중을 지지하며 정지상태를 유지하는 하부체; 상기 하부체와 이격되어 위치되며, 모션이 출력되는 상부체; 상기 상부체와 상기 하부체 사이에 구비되어, 상기 상부체에 모션을 출력하는 복수의 구동유닛; 및 상기 상부체와 상기 하부체 사이에 구비되어, 상기 상부체의 하강동작시와 상승동작시 하중을 보상하는 하중보상유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 하중보상 메커니즘을 적용한 모션 플랫폼에 관한 것이다.

Description

하중보상 메커니즘을 적용한 모션플랫폼{Motion Platform using Load compensating Mechanism}
본 발명은 하중보상 메커니즘을 적용한 모션플랫폼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하중 보상 스프링 메커니즘을 적용하여 낮은 사양의 구동부로도 높은 모션 출력을 낼 수 있고, 경제성과 공간 효율성까지 만족할 수 있는 모션 플랫폼에 관한 것이다.
모션 플랫폼은 가상현실 콘텐츠와 연계하여 각종 상황에 따른 특정 대상물의 움직임을 모방한 적절한 동작을 수행함으로서 체험자로 하여금 가상의 공간에서도 실감을 느낄 수 있게 하는 플랫폼이다. 이 플랫폼은 영화, 오락, 조종훈련 및 특수장비 전문가 양성 등 다양한 목적으로 활용되고 있다.
모션 플랫폼의 활용 목적에 따라 정밀성, 모션 출력 사양, 경제성, 공간 효율성 등에 대한 요구 사양을 각기 달리하여 플랫폼을 개발하게 된다. 예를 들면 항공기 조종사의 가상 훈련용 모션 플랫폼은 높은 정밀성과 출력 사양을 요구하게 되며, 4D 영화관용 모션 플랫폼은 경제성과 공간 효율성을 요구하게 된다. 하지만 이 사양들을 모두를 갖추도록 모션 플랫폼을 개발하는 것은 매우 어려운 일이다. 예를 들면 출력 사양이 높아지면 구동부 및 관련 드라이버 등 부품의 단가가 높아지고 소비전력이 커져서 경제성이 떨어지게 되고 전체 부피가 커져 공간 효율성이 떨어지게 된다.
모션 플랫폼은 일반적으로 모든 부하와 하중을 지지하고 정지상태를 유지하는 하부체와 모션 출력이 일어나는 상부체 사이에 구동부를 병렬로 배치하는 메커니즘을 적용한다. 적용하는 구동부와 관절 방식에 따라 상부체에서 출력할 수 있는 자유도(degrees of freedom, DOF)와 모션 출력 사양이 결정된다.
모션에 대한 높은 정밀성과 출력 사양을 위해 일반적으로 많이 쓰는 모션 플랫폼 메커니즘 형태는 스튜어트 플랫폼(stewart platform)라 불리는 형태이다. 상부체와 하부체 사이에 6개의 구동부를 배치하고 실린더 각 끝은 유니버셜 관절로 상부체와 하부체와 연결하는 형태를 가진다. 이때 구동부는 직선 동작을 하는 실린더를 사용한다. 이 형태는 6 자유도를 가짐으로서 모든 자유도에 대한 모션이 가능하고 높은 정밀성과 출력 사양을 가지지만, 부품 가격이 비싸고 부피가 커서 공간 효율성이 떨어진다는 단점이 있다.
그리고 경제성과 공간 효율성을 위해 회전 동작을 하는 전동 모터와 링크 및 회전 관절의 조합으로 이루어진 메커니즘을 적용한 모션 플랫폼 형태가 있다. 이 형태는 스튜어트 플랫폼 보다 적은 개수의 구동부를 사용함으로서 구동부의 수량 만큼의 자유도를 가진다. 그리고 이 형태는 구동부를 적게 둘 수 있어서 상대적으로 저렴한 부품을 적용할 수 있고 부피가 작아 공간 효율성이 높지만 모션이 불가능한 자유도가 존재하고 출력 사양이 떨어진다는 단점이 있다.
한국공개특허 제10-2013-0038174호 한국공개특허 제10-2016-0016757호 한국등록특허 제10-1002977호
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 하중 보상 스프링 메커니즘을 적용한 모션 플랫폼을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 하중 보상 스프링 메커니즘을 적용하여 낮은 사양의 구동부로도 높은 모션 출력을 낼 수 있고, 경제성과 공간 효율성까지 만족할 수 있는 모션 플랫폼을 제공하는데 그 목적이 있다.
일반적인 모션 플랫폼은 중력방향의 하강 동작 시 중력과 같은 방향으로 동작하기 때문에 구동부의 작은 힘으로도 충분한 모션 출력이 가능하다. 하지만 상승 동작 시 하중의 무게를 이겨내면서 모션을 출력해야하는데 이때에 필요한 출력 사양을 기준으로 구동부가 선정이 된다. 여기서 하중의 무게의 일부를 구동부의 출력과는 별도로 보상해줄 수 있는 메커니즘이 적용된다면 기존보다 낮은 출력의 구동부를 적용하여도 목표하는 출력사양을 만족할 수 있게 된다. 또한 하강 동작 이후 하중 보상에 의해 축적된 스프링은 상승 동작 전환 시 신속한 모션 변화를 하는데 큰 도움을 줄 수 있기 때문에 기존보다 더 동적인 모션을 표현할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 모션 플랫폼의 상부체와 하부체 사이에 스프링을 두어 하중의 무게 일부를 보상하는 메커니즘을 적용한 모션 플랫폼을 제안하는데 목적이 있다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 목적은, 모션 플랫폼에 있어서, 부하와 하중을 지지하며 정지상태를 유지하는 하부체; 상기 하부체와 이격되어 위치되며, 모션이 출력되는 상부체; 상기 상부체와 상기 하부체 사이에 구비되어, 상기 상부체에 모션을 출력하는 복수의 구동유닛; 및 상기 상부체와 상기 하부체 사이에 구비되어, 상기 상부체의 하강동작시와 상승동작시 하중을 보상하는 하중보상유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 하중보상 메커니즘을 적용한 모션 플랫폼으로서 달성될 수 있다.
그리고 하중보상유닛은, 상기 상부체와 상기 하부체의 중앙부에 위치된 스프링인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 하중보상유닛은, 상부체의 하단면 중앙에 결합되는 스프링 상부가이드와, 상기 하부체의 상단면 중앙에 결합되는 스프링 하부가이드와, 상기 스프링 상부가이드와 상기 스프링 하부가이드 사이에 위치되는 스프링을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상부가이드는 원통부와, 상단플랜지부와, 상기 상단플랜지부의 하단면에 형성되어 상기 스프링 상부끝단이 안착되는 상부장착홈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 하부가이드는 원통부와, 하단플랜지부와, 상기 하단플랜지부의 상단면에 형성되어 상기 스프링 하부끝단을 고정시키는 스프링 이탈방지가이드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상부체의 롤, 피치 모션에 대응하여 상기 상부가이드의 원통부 외면과 상기 하부가이드의 원통부 외면에 경사면이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 구동유닛은, 일측 끝단이 상기 하부체 상면 일측에 구비된 제1관절부와 연결되는 제1링크부재와, 일측 끝단이 상기 제1링크부재 타측끝단과 제2관절부에 의해 연결되는 제2링크부재와, 상기 제1링크부재를 상기 제1관절부를 기준으로 회전구동시키는 구동부를 포함하고, 상기 제2링크부재의 타측끝단은 상기 상부체 하면 일측에 제3관절부에 의해 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 복수의 상기 구동유닛은 상기 상부체와 상기 하부체 사이 외주부에 원주방향으로 서로 균일간격 이격되어 배치된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 제3관절부 각각을 상기 상부체에 결합시키는 복수의 구동유닛 연결단과, 상기 상부 가이드를 상기 상부체 하단면 중앙에 결합시키는 스프링 연결단과, 상기 스프링 연결단의 외면을 감싸도록 결합되는 링형 연결부재와, 상기 구동부 연결단 각각을 상기 링형 연결부재에 연결시키는 복수의 연결부재를 포함하는 연결유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 하중보상유닛은 상기 상부체 하강동작시 탄성력에 의해 출력을 보상하고, 상기 하부체의 상승동작시 복원력에 의해 출력을 보상하여, 하중의 무게의 일부를 구동유닛의 출력과 별도로 보상하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 하중보상 메커니즘을 적용한 모션플랫폼에 따르면,하중 보상 스프링 메커니즘을 적용하여 낮은 사양의 구동부로도 높은 모션 출력을 낼 수 있고, 경제성과 공간 효율성까지 만족할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명의 실시예에 따른 하중보상 메커니즘을 적용한 모션플랫폼에 따르면, 하중의 무게의 일부를 구동부의 출력과는 별도로 보상해줄 수 있는 메커니즘이 적용하여, 기존보다 낮은 출력의 구동부를 적용하여도 목표하는 출력사양을 만족할 수 있고, 또한 하강 동작 이후 하중 보상에 의해 축적된 스프링은 상승 동작 전환 시 신속한 모션 변화를 하는데 큰 도움을 줄 수 있기 때문에 기존보다 더 동적인 모션을 표현할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명의 실시예에 따른 하중보상 메커니즘을 적용한 모션플랫폼에 따르면, 모션 플랫폼의 상부체와 하부체 사이에 스프링을 두어 하중의 무게 일부를 보상할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명의 실시예에 따른 하중보상 메커니즘을 적용한 모션플랫폼에 따르면, 하중 보상 스프링 메커니즘의 적용하게 됨으로써, 단순한 구조이기 때문에 적은 비용으로 대부분의 모션 플랫폼에 적용할 수 있고, 구동유닛의 필요 출력 사양이 낮아져서 제작에 필요한 부품 단가를 줄일 수 있고, 작아진 구동유닛의 출력으로 소비전력이 낮출 수 있으며, 기존의 모션 플랫폼에도 쉽게 적용할 수 있고 더 높은 모션 출력을 낼 수 있고, 모션 플랫폼이 기존보다 더 안정적이고 동적인 모션을 표현할 수 있는 장점을 갖는다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하중보상 메커니즘을 적용한 모션플랫폼의 정면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하중보상 메커니즘을 적용한 모션플랫폼의 부분 정면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 상부체가 제외된 하중보상 메커니즘을 적용한 모션플랫폼의 평면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하중보상유닛의 사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하중보상유닛의 단면도를 도시한 것이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 하중보상 메커니즘을 적용한 모션플랫폼(100)의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따르면,하중보상유닛(30)을 적용하여 낮은 사양의 구동유닛으로도 높은 모션 출력을 낼 수 있고, 경제성과 공간 효율성까지 만족할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 하중보상 메커니즘을 적용한 모션플랫폼(100)에 따르면, 하중의 무게의 일부를 구동유닛의 출력과는 별도로 보상해줄 수 있는 메커니즘이 적용하여, 기존보다 낮은 출력의 구동유닛을 적용하여도 목표하는 출력사양을 만족할 수 있고, 또한 하강 동작 이후 하중 보상에 의해 축적된 하중보상유닛(30)은 상승 동작 전환 시 신속한 모션 변화를 하는데 큰 도움을 줄 수 있기 때문에 기존보다 더 동적인 모션을 표현할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 하중보상 메커니즘을 적용한 모션플랫폼(100)에 따르면, 모션 플랫폼(100)의 상부체(70)와 하부체(10) 사이에 하중보상유닛(30)을 두어 하중의 무게 일부를 보상할 수 있고, 하중보상유닛(30)은 단순한 구조이기 때문에 적은 비용으로 대부분의 모션 플랫폼에 적용할 수 있고, 구동유닛의 필요 출력 사양이 낮아져서 제작에 필요한 부품 단가를 줄일 수 있고, 작아진 구동유닛의 출력으로 소비전력이 낮출 수 있으며, 기존의 모션 플랫폼에도 쉽게 적용할 수 있고 더 높은 모션 출력을 낼 수 있고, 모션 플랫폼이 기존보다 더 안정적이고 동적인 모션을 표현할 수 있다.
이러한 본 발명의 핵심적 기술적 특징을 갖는 하중보상유닛(30)은 기존 모션플랫폼의 대부분의 형태에 적용가능하다.
다만, 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에서는 3축의 회전 모터구동부(21) 기반의 모션플랫폼 형태에 하중보상 메커니즘을 적용한 것을 실시예로 하여 설명하도록 한다.
먼저, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하중보상 메커니즘을 적용한 모션플랫폼(100)의 정면도를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 하중보상 메커니즘을 적용한 모션플랫폼(100)은, 전체적으로 상부체(70), 하부체(10), 복수의 구동유닛(20), 하중보상유닛(30), 연결유닛 등을 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다.
하부체(10)는 부하와 하중을 지지하며 정지상태를 유지하도록 구성된다. 또한, 상부체(70)는 하부체(10)와 상부측으로 이격되어 위치되며, 복수의 구동유닛(20)에 의해 모션이 출력되게 된다.
그리고 구동유닛(20)은 상부체(70)와 하부체(10) 사이에 구비되어, 상부체(70)에 모션을 출력하도록 구성된다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하중보상 메커니즘을 적용한 모션플랫폼(100)의 부분 정면도를 도시한 것이다. 그리고 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 상부체(70)가 제외된 하중보상 메커니즘을 적용한 모션플랫폼(100)의 평면도를 도시한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 구동유닛(20) 각각은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 일측 끝단이 하부체(10) 상면 일측에 구비되며 회전관절로 구성되는 제1관절부(22)와 연결되는 제1링크부재(23)와, 일측 끝단이 제1링크부재(23) 타측끝단과 회전관절로 구성되는 제2관절부(24)에 의해 연결되는 제2링크부재(25)와, 제1링크부재(23)를 제1관절부(22)를 기준으로 회전구동시키는 구동부(21)를 포함하여 구성된다. 또한, 제2링크부재(25)의 타측끝단은 상부체(70) 하면 일측에 구면관절로 구성되는 제3관절부(36)에 의해 결합되게 된다.
또한, 복수의 구동유닛(20)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상부체(70)와 하부체(10) 사이 외주부에 원주방향으로 서로 균일간격 이격되어 3개가 배치된 형태로 구성될 수 있음을 알 수 있다.
따라서 상부체(70)와 하부체(10) 사이에 병렬로 연결된 구동부(21)와 링크 연결구조는 하부체(10)-구동부(21)-제1관절부(22)-제2관절부(24)-제3관절부(36)-상부체(70) 구조이다. 이러한 형태로 설계하면 상부체(70)의 롤(roll), 피치(pitch), 중력추(z축) 방향의 3축 모션이 가능한 모션플랫폼(100)을 설계할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하중보상유닛(30)의 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하중보상유닛(30)의 단면도를 도시한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 하중보상유닛(30)은, 상부체(70)와 하부체(10)의 사이 중앙부에 위치된 스프링(31)으로 구성될 수 있다.
보다 구체적으로 하중보상유닛(30)은, 상부체(70)의 하단면 중앙에 결합되는 스프링 상부가이드(40)와, 하부체(10)의 상단면 중앙에 결합되는 스프링 하부가이드(50)와, 스프링 상부가이드(40)와 스프링 하부가이드(50) 사이에 위치되는 스프링(31)을 포함하여 구성될 수 있다.
따라서 하중보상유닛(30)은 상부체(70) 하강동작시 탄성력에 의해 출력을 보상하고, 하부체(10)의 상승동작시 복원력에 의해 출력을 보상하여, 하중의 무게의 일부를 구동유닛(20)의 출력과 별도로 보상할 수 있게 된다.
스프링 상부가이드(40)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 원통부(41)와, 상단플랜지부(42)와, 상단플랜지부(42)의 상단면에 형성되는 상단결합단(43)과, 상단플랜지부(42)의 하단면에 형성되어 스프링(31) 상부끝단이 안착되는 상부장착홈(44)을 포함하여 구성된다.
또한, 스프링 하부가이드(50)는 원통부(51)와, 하단플랜지부(52)와, 하단플랜지부(52)의 하단면에 구비되어 하부체(10)와 결합되는 하단결합단(53)과, 하단플랜지부(52)의 상단면에 형성되어 스프링(31) 하부끝단을 고정시키는 스프링 이탈방지가이드(54)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상부체(70)의 롤, 피치 모션에 대응하여 상부가이드(40)의 원통부(41) 외면과, 하부가이드(50)의 원통부(51) 외면에 경사면(45, 55)이 형성되어 있다.
즉, 모션플랫폼(100)의 하부체(10)는 고정상태를 유지하지만, 상부체(70)는 롤, 피치, 중력축 방향으로 3축모션이 일어나게 되고, 스프링(31)은 중력축 방향 모션에 대해 원활히 대응이 되지만 롤, 피치의 자세변화 모션에 대해서는 스프링(31)이 상, 하부가 수평상태를 벗어나게 되면서 자리를 이탈할 수 있는 문제가 발생될 수 있어 본 발명의 실시예에서는 스프링 상부가이드(40)와 스프링 하부가이드(50)에 롤, 피치 모션에서 기울어지는 만큼의 경사면(45, 55)을 두어 자세가 기울어진 상태에서도 스프링 가이드 기능을 할 수 있도록 구성된다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 모션 플랫폼(100)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 연결유닛(60)을 포함하여 구성된다. 이러한 연결유닛(60)은 제3관절부(36) 각각을 상부체(70)에 결합시키는 복수의 구동유닛 연결단(62)과, 상부 가이드(40)를 상부체(70) 하단면 중앙에 결합시키는 스프링 연결단(61)과, 스프링 연결단(61)의 외면을 감싸도록 결합되는 링형 연결부재(64)와, 구동유닛 연결단(62) 각각을 링형 연결부재(64)에 연결시키는 복수의 연결부재(63)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
10:하부체
20:구동유닛
21:구동부
22:제1관절부
23:제1링크부재
24:제2관절부
25:제2링크부재
26:제3관절부
30:하중보상유닛
31:하중보상 스프링
40:스프링 상부가이드
41:원통부
42:상단플랜지부
43:상단결합단
44:상부장착홈
45:상부가이드 경사면
50:스프링 하부가이드
51:원통부
52:하단플랜지부
53:하단결합단
54:스프링 이탈방지가이드
55:하부가이드 경사면
60:연결유닛
61:스프링 연결단
62:구동부 장착단
63:연결부재
64:링형 연결부재
70:상부체
100:하중보상 메커니즘을 적용한 모션 플랫폼.

Claims (10)

  1. 모션 플랫폼에 있어서,
    부하와 하중을 지지하며 정지상태를 유지하는 하부체;
    상기 하부체와 이격되어 위치되며, 모션이 출력되는 상부체;
    상기 상부체와 상기 하부체 사이에 구비되어, 상기 상부체에 모션을 출력하는 복수의 구동유닛; 및
    상기 상부체와 상기 하부체 사이에 구비되어, 상기 상부체의 하강동작시와 상승동작시 하중을 보상하는 하중보상유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 하중보상 메커니즘을 적용한 모션 플랫폼.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하중보상유닛은, 상기 상부체와 상기 하부체의 중앙부에 위치된 스프링인 것을 특징으로 하는 하중보상 메커니즘을 적용한 모션 플랫폼.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 하중보상유닛은,
    상기 상부체의 하단면 중앙에 결합되는 스프링 상부가이드와, 상기 하부체의 상단면 중앙에 결합되는 스프링 하부가이드와, 상기 스프링 상부가이드와 상기 스프링 하부가이드 사이에 위치되는 스프링을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하중보상 메커니즘을 적용한 모션 플랫폼.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 상부가이드는 원통부와, 상단플랜지부와, 상기 상단플랜지부의 하단면에 형성되어 상기 스프링 상부끝단이 안착되는 상부장착홈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하중보상 메커니즘을 적용한 모션 플랫폼.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 하부가이드는 원통부와, 하단플랜지부와, 상기 하단플랜지부의 상단면에 형성되어 상기 스프링 하부끝단을 고정시키는 스프링 이탈방지가이드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하중보상 메커니즘을 적용한 모션 플랫폼.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 상부체의 롤, 피치 모션에 대응하여 상기 상부가이드의 원통부 외면과 상기 하부가이드의 원통부 외면에 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 하중보상 메커니즘을 적용한 모션 플랫폼.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 구동유닛은,
    일측 끝단이 상기 하부체 상면 일측에 구비된 제1관절부와 연결되는 제1링크부재와, 일측 끝단이 상기 제1링크부재 타측끝단과 제2관절부에 의해 연결되는 제2링크부재와, 상기 제1링크부재를 상기 제1관절부를 기준으로 회전구동시키는 구동부를 포함하고, 상기 제2링크부재의 타측끝단은 상기 상부체 하면 일측에 제3관절부에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 하중보상 메커니즘을 적용한 모션 플랫폼.
  8. 제 7항에 있어서,
    복수의 상기 구동유닛은 상기 상부체와 상기 하부체 사이 외주부에 원주방향으로 서로 균일간격 이격되어 배치된 것을 특징으로 하는 하중보상 메커니즘을 적용한 모션 플랫폼.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 제3관절부 각각을 상기 상부체에 결합시키는 복수의 구동유닛 연결단과, 상기 상부 가이드를 상기 상부체 하단면 중앙에 결합시키는 스프링 연결단과, 상기 스프링 연결단의 외면을 감싸도록 결합되는 링형 연결부재와, 상기 구동유닛 연결단 각각을 상기 링형 연결부재에 연결시키는 복수의 연결부재를 포함하는 연결유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하중보상 메커니즘을 적용한 모션 플랫폼.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 하중보상유닛은 상기 상부체 하강동작시 탄성력에 의해 출력을 보상하고, 상기 하부체의 상승동작시 복원력에 의해 출력을 보상하여, 하중의 무게의 일부를 구동유닛의 출력과 별도로 보상하는 것을 특징으로 하는 하중보상 메커니즘을 적용한 모션 플랫폼.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101002977B1 (ko) 2009-05-20 2010-12-22 주식회사 썬에어로시스 하중보상장치를 구비한 액추에이터 및 이를 이용한 모션 플랫폼
KR101035079B1 (ko) * 2010-11-05 2011-05-19 김상호 탑승부의 자체 회전 및 전후진이 가능한 시뮬레이터
KR20120011914A (ko) * 2010-07-27 2012-02-09 (주)트윈테크 4자유도 시뮬레이터
KR20130038174A (ko) 2011-10-07 2013-04-17 이투엠 테크놀로지스 비.브이. 모션 플랫폼 시스템
KR20160016757A (ko) 2013-03-15 2016-02-15 오셔니어링 인터내셔널 인코포레이티드 모션 플랫폼 구성

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101176297B1 (ko) * 2010-11-23 2012-08-22 (주)트윈테크 시뮬레이터
CN103426356B (zh) * 2013-07-16 2015-09-16 燕山大学 一种耦合型四自由度运动模拟台
KR101879808B1 (ko) * 2016-05-13 2018-07-18 (주)이노시뮬레이션 모션 시뮬레이터의 중력보상장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101002977B1 (ko) 2009-05-20 2010-12-22 주식회사 썬에어로시스 하중보상장치를 구비한 액추에이터 및 이를 이용한 모션 플랫폼
KR20120011914A (ko) * 2010-07-27 2012-02-09 (주)트윈테크 4자유도 시뮬레이터
KR101035079B1 (ko) * 2010-11-05 2011-05-19 김상호 탑승부의 자체 회전 및 전후진이 가능한 시뮬레이터
KR20130038174A (ko) 2011-10-07 2013-04-17 이투엠 테크놀로지스 비.브이. 모션 플랫폼 시스템
KR20160016757A (ko) 2013-03-15 2016-02-15 오셔니어링 인터내셔널 인코포레이티드 모션 플랫폼 구성

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