KR20210046502A - Motion simulator capable of linear motion and rotary motion - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 직선운동과 회전운동이 동시에 가능한 모션 시뮬레이터에 관한 것으로, 이동체의 직선운동이 안정적으로 이루어질 수 있고, 조립되는 부품간에 공차가 발생하더라도 이동체의 직선운동시 부하가 증가하는 것을 방지할 수 있는 직선운동과 회전운동이 동시에 가능한 모션 시뮬레이터에 관한 것이다.The present invention relates to a motion simulator capable of simultaneous linear motion and rotational motion, and the linear motion of the moving object can be stably made, and even if a tolerance occurs between the assembled parts, it is possible to prevent an increase in the load during the linear motion of the moving object. It relates to a motion simulator capable of simultaneous linear motion and rotational motion.
일반적으로 모션 시뮬레이터는 컴퓨터에 의해 제어되는 가상 환경에 맞도록 동적 변화를 재현함으로써 사용자에게 가상 현실의 움직임을 현실처럼 느낄 수 있도록 하는 장치로서, 비행 시뮬레이션이나 운전 시뮬레이션 등을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 최근에는 3차원을 체감할 수 있도록 게임용이나 극장용 시뮬레이터 등으로 널리 사용되고 있다. In general, motion simulators are devices that allow users to feel the movements of virtual reality as if they were real by reproducing dynamic changes to fit into a virtual environment controlled by a computer. In addition to implementing flight simulations and driving simulations, recently It is widely used as a simulator for games or theaters so that you can experience 3D.
모션 시뮬레이터는 직선운동과 회전운동의 조합에 의해 3차원 운동을 수행하게 된다. 공간상에서의 물체의 운동은, 전후 방향(Z축), 좌우 방향(X축) 및 상하 방향(Y축)으로의 직선운동과, Z축을 회전 중심으로 하는 롤링(Rolling), X축을 회전 중심으로 하는 피칭(Pitching) 및 Y축을 회전 중심으로 하는 요잉(Yawing) 회전운동의 조합에 의해 이루어지게 된다.The motion simulator performs three-dimensional motion by a combination of linear motion and rotational motion. The motion of an object in space is linear motion in the anteroposterior direction (Z-axis), left-right direction (X-axis), and vertical direction (Y-axis), rolling with the Z-axis as the center of rotation, and the X-axis as the center of rotation. It is achieved by a combination of pitching and yawing rotational motion around the Y-axis.
이러한 종래의 모션 시뮬레이터의 일례로서, 대한민국 등록특허 제10-1250429호가 공개되어 있다. As an example of such a conventional motion simulator, Korean Patent Registration No. 10-1250429 is disclosed.
상기 종래의 모션 시뮬레이터는, 사용자가 착석하는 의자를 포함하는 탑승부의 경우 회전만 이루어지고, 직선운동은 이루어지지 않는 구조로 되어 있다.In the conventional motion simulator, in the case of a boarding part including a chair on which the user is seated, only rotation is performed and linear motion is not performed.
사용자가 모션 시뮬레이터에서 가상환경을 보다 더 실감나게 체험할 수 있도록 하기 위해 상기 탑승부에 대해 회전이 이루어지는 상태에서 직선운동이 동시에 이루어지도록 할 필요성이 제기된다.In order to allow the user to experience the virtual environment more realistically in the motion simulator, the need to simultaneously perform linear motion while rotating about the boarding part is raised.
이 경우 탑승부의 직선운동이 일정 거리 이상 이루어지도록 할려면, 탑승부가 프레임에 안정적으로 지지된 상태에서 직선 운동이 이루어지도록 하는 것이 필요하게 된다.In this case, in order to ensure that the linear motion of the boarding part is performed for a certain distance or more, it is necessary to make the linear movement of the boarding part stably supported by the frame.
본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 탑승부가 구비된 이동체가 직선운동하는 경우 안정적인 이동이 가능하도록 하는 모션 시뮬레이터를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.The present invention has been conceived to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a motion simulator that enables stable movement when a moving object equipped with a boarding unit moves linearly.
본 발명의 다른 목적은, 이동체를 직선운동시키기 위한 구성부품들 간의 공차 발생시에도 부하가 증가하는 것을 방지할 수 있는 모션 시뮬레이터를 제공하고자 함에 있다.Another object of the present invention is to provide a motion simulator capable of preventing an increase in load even when a tolerance between component parts for linear motion of a moving body occurs.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 모션 시뮬레이터는, 이용자가 탑승할 수 있는 탑승부(110)와, 상기 탑승부를 적어도 하나의 자유도로 회전시켜 상기 탑승부에 모션을 발생시키는 모션구동부(120)를 포함하는 이동체(100); 상기 이동체(100)를 직선 운동시키기 위한 구동력을 발생시키는 메인구동부(300); 상기 메인구동부(300)의 구동력을 상기 이동체(100)에 전달하기 위한 동력전달부(200); 상기 이동체(100)의 하부를 지지하되, 상기 메인구동부(300)와 동력전달부(200)가 결합된 프레임 본체(400);를 포함하고, 상기 동력전달부(200)는, 상기 이동체(100)의 일측과 타측에 각각 연결되되, 상기 이동체(100)의 직선 이동방향을 따라 상기 이동체(100)가 이동되도록 회전 구동되는 제1체인(211)과 제2체인(212)을 포함한다.The motion simulator of the present invention for achieving the above object includes a
상기 메인구동부(300)는, 상기 이동체(100)의 직선 운동을 위한 구동력을 발생시키는 모터(310); 상기 모터(310)에 연결되어 상기 구동력에 의해 회전하는 제1샤프트(380); 상기 제1샤프트(380)의 양단에 각각 연결되어 상기 제1샤프트(380)와 함께 회전하는 제2샤프트(381)와 제3샤프트(382); 상기 제1샤프트(380)와 제2샤프트(381) 사이를 연결하는 제1커플러(330-1); 상기 제1샤프트(380)와 제3샤프트(382) 사이를 연결하는 제2커플러(330-2)를 포함할 수 있다.The
상기 제2샤프트(381)에는 상기 제2샤프트(381)와 일체로 회전하되, 상기 제1체인(211)에 회전력을 전달하기 위한 제1스프로켓(370-1)이 결합되고; 상기 제3샤프트(382)에는 상기 제3샤프트(382)와 일체로 회전하되, 상기 제2체인(212)에 회전력을 전달하기 위한 제2스프로켓(370-2)이 결합되며; 상기 제2샤프트(381)와 제3샤프트(382)는 복수의 베어링에 의해 회전 가능하도록 지지될 수 있다.The
상기 이동체(100)의 하부에 구비되어 상기 탑승부(110)와 모션구동부(120)를 지지하기 위한 이동체 프레임(130); 상기 이동체 프레임(130)의 양측에 각각 구비된 제1 이동체 가이드부재(140)와 제2 이동체 가이드부재(150); 상기 프레임 본체(400)의 상부에 구비된 상부프레임(410)의 일측에 유동 가능한 상태로 구비되어, 상기 이동체(100)의 직선 운동시 상기 제1 이동체 가이드부재(140)를 가이드하기 위한 제1 프레임 본체 가이드(440); 상기 상부프레임(410)의 타측에 고정된 상태로 구비되어, 상기 이동체(100)의 직선 운동시 상기 제2 이동체 가이드부재(150)를 가이드하기 위한 제2 프레임 본체 가이드(450)를 포함할 수 있다.A moving
상기 제1 프레임 본체 가이드(440)는 상기 상부프레임(410)에 구비된 제1 가이드 프레임(421)에 고정되지 않고 유동 가능한 상태가 되도록 하여 상기 이동체(100)의 직선 이동시 상기 제1 프레임 본체 가이드(100)와 제1 가이드 프레임(421) 사이는 이격될 수 있다.The first
상기 제1 프레임 본체 가이드(440)는 단면 형상이 ⊃ 형상으로 이루어지고; 상기 제2 프레임 본체 가이드(450)는 상기 제1 프레임 본체 가이드(440)와 대칭되는 형상으로서 단면 형상이 ⊂ 형상으로 이루어지고; 상기 제1 이동체 가이드부재(140)에서 측면으로 돌출된 제1 가이드 삽입부(141)가 상기 ⊃ 형상의 내부에 삽입되고; 상기 제2 이동체 가이드부재(150)에서 상기 제1 가이드 삽입부(141)와 대향하도록 측면으로 돌출된 제2 가이드 삽입부(151)가 상기 제2 프레임 본체 가이드(450)의 ⊂ 형상의 내부에 삽입되고; 상기 제1 프레임 본체 가이드(440)와 제2 프레임 본체 가이드(450)에서 상기 제1 가이드 삽입부(141)와 제2 가이드 삽입부(151)에 각각 접촉하는 부분에는 접촉 면적을 줄이기 위해 원호 형상으로 돌출부가 각각 형성되며; 상기 제1 가이드 삽입부(141)와 제2 가이드 삽입부(151)에는 상기 돌출부에 대응되는 형상으로 상기 돌출부가 삽입되는 홈이 각각 형성될 수 있다.The first
상기 프레임 본체(400)는, 상기 이동체(100)가 직선 이동 가능하도록 결합되는 상부프레임(410), 바닥에 지지되는 하부프레임(420), 상기 상부프레임(410)과 하부프레임(420) 사이를 연결하는 중간프레임(430)으로 이루어지고; 상기 상부프레임(410)은 경사지도록 구비되어, 상기 이동체(100)는 상기 경사진 상부프레임(410)의 길이방향을 따라 직선 운동하는 것일 수 있다.The
본 발명에 의하면, 탑승부가 구비된 이동체가 직선운동하는 경우 안정적인 이동이 가능하다.According to the present invention, stable movement is possible when the moving body provided with the boarding unit moves linearly.
또한, 이동체를 직선운동시키기 위한 구성부품들 간의 공차 발생시에도 부하가 증가하는 것을 방지할 수 있다.In addition, it is possible to prevent an increase in load even when a tolerance between component parts for linear motion of the moving body occurs.
도 1은 본 발명에 의한 모션 시뮬레이터의 전체 사시도
도 2는 본 발명에 의한 모션 시뮬레이터의 측면도
도 3은 본 발명에 의한 모션 시뮬레이터의 이동체를 보여주는 사시도
도 4는 본 발명에 의한 모션 시뮬레이터의 동력전달부와 메인 구동부를 보여주는 사시도
도 5는 본 발명에 의한 모션 시뮬레이터의 저면도
도 6은 본 발명에 의한 모션 시뮬레이터의 메인 구동부로서 도 5의 A-A 단면도
도 7은 본 발명에 의한 모션 시뮬레이터의 메인 구동부를 보여주는 사시도
도 8은 본 발명에 의한 모션 시뮬레이터의 평면도
도 9는 도 8에 도시된 B-B 단면도
도 10은 도 9의 X부분 확대도
도 11은 도 9의 Y부분 확대도1 is an overall perspective view of a motion simulator according to the present invention
2 is a side view of a motion simulator according to the present invention
3 is a perspective view showing a moving body of a motion simulator according to the present invention
4 is a perspective view showing a power transmission unit and a main driving unit of a motion simulator according to the present invention
5 is a bottom view of a motion simulator according to the present invention
6 is an AA cross-sectional view of FIG. 5 as a main driving part of the motion simulator according to the present invention.
7 is a perspective view showing a main driving unit of a motion simulator according to the present invention
8 is a plan view of a motion simulator according to the present invention
9 is a cross-sectional view taken along BB shown in FIG. 8
10 is an enlarged view of part X of FIG. 9
11 is an enlarged view of part Y of FIG. 9
이하 본 발명에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 모션 시뮬레이터(1)는, 이용자가 탑승할 수 있는 탑승부(110)와 상기 탑승부(110)를 적어도 하나의 자유도로 회전시켜 상기 탑승부(110)에 모션을 발생시키는 모션구동부(120)를 포함하는 이동체(100), 상기 이동체(100)를 직선 운동시키기 위한 구동력을 발생시키는 메인구동부(300), 상기 메인구동부(300)의 구동력을 상기 이동체(100)에 전달하기 위한 동력전달부(200), 상기 이동체(100)의 하부를 지지하되 상기 메인구동부(300)와 동력전달부(200)가 결합된 프레임 본체(400)를 포함한다.1 and 2, the
공간 상에서의 물체의 운동은 전후 방향으로 직선운동(Forward ↔ Back; Z축), 좌우 방향으로 직선운동(Right ↔ Left; X축), 상하 방향으로 직선운동(Up ↔ Down; Y축), Z축을 회전 중심으로 하는 롤링(Rolling), X축을 회전 중심으로 하는 피칭(Pitching), Y축을 회전 중심으로 하는 요잉(Yawing)의 6가지로 나타나고 이를 일컬어 6자유도(six degree of freedom)라 한다.Movement of an object in space is linear movement in the front and rear direction (Forward ↔ Back; Z axis), linear movement in the left and right direction (Right ↔ Left; X axis), linear movement in the vertical direction (Up ↔ Down; Y axis), Z There are six types of rolling around the axis, pitching around the X axis, and yawing around the Y axis, and they are called six degrees of freedom.
상기 모션구동부(120)는 상기 탑승부(110)가 상기 6자유도 중 하나 이상의 자유도로 회전운동이 이루어지도록 구비된다. 상기 모션구동부(120)는 적어도 하나의 모터를 구비하고, 상기 모터를 구동시켜 상기 이동체(100)의 탑승부(110)에 상기 6자유도 중 하나 이상의 자유도 회전운동이 이루어지도록 할 수 있다. 이러한 회전운동이 나타난 모션 시뮬레이터의 동작 원리에 대해서는 종래기술에서 기재한 대한민국 등록특허 제10-1250429호를 비롯한 다수의 공개된 특허에 나타나 있으므로, 자세한 설명은 생략한다. The
상기 프레임 본체(400)는, 상기 이동체(100)가 직선 이동 가능하도록 결합되어 상기 이동체(100)의 직선 주행 경로를 제공하는 상부프레임(410), 바닥에 지지되는 하부프레임(420), 상기 상부프레임(410)과 하부프레임(420) 사이를 연결하는 중간프레임(430)으로 이루어진다.The
상기 상부프레임(410)은 경사지도록 구비되어, 상기 이동체(100)는 상기 경사진 상부프레임(410)의 길이방향을 따라 직선 운동하도록 이루어져 있다. 이러한 구성으로 인해 상기 프레임 본체(400)는 도 2에 나타난 바와 같이, 측면에서 보았을 때 직각삼각형 형상으로 이루어져 있다.The
상기 이동체(100)가 상기 상부프레임(410)을 따라 직선 이동하게 되면, 상기 이동체(100)의 높이가 달라지게 된다. 일례로, 상기 이동체(100)가 상기 상부프레임(410)의 가장 높은 곳에 위치해 있다가, 상기 메인구동부(300)의 구동에 의해 상부프레임(410)의 길이 방향을 따라 이동하게 되면, 상기 이동체(100)는 낮은 곳에 위치하게 된다. 이 경우 상기 메인구동부(300)의 구동을 제어하여 상기 이동체(100)의 이동 속도를 제어함으로써 이동체(100)가 높은 위치에서 낮은 위치로 하강할 때 탑승부(110)에 탑승한 이용자가 속도감을 느껴 가상환경을 보다 실감나게 체험할 수 있다.When the
상기 메인구동부(300)는 일례로, 모터를 포함하고, 상기 모터를 구동시키면, 상기 모터의 구동력이 상기 동력전달부(200)에 전달되고, 상기 동력전달부(200)에 결합된 이동체(100)가 상기 프레임본체(400)의 상부프레임(410)의 길이방향을 따라 직선이동하게 된다.The
상기 동력전달부(200)는, 일례로 체인을 이용해 메인구동부(300)의 구동력을 이동체(100)에 전달하는 것으로 구성할 수 있다. The
도 3을 참조하면, 상기 이동체(100)는 탑승부(110)와 모션구동부(120)와 이동체 프레임(130) 및 이동체 가이드부재(140,150; 도 9)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the moving
상기 탑승부(110)는 이용자가 착석할 수 있는 의자를 포함한다. 상기 탑승부(110)의 하부는 상기 모션구동부(120)에 의해 지지된 상태가 된다. 상기 모션구동부(120)는 이동체 프레임(130) 상에 고정 결합된다. The
상기 이동체 프레임(130)의 일측과 타측 하부에는 제1 이동체 가이드부재(140)와 제2 이동체 가이드부재(150)가 구비된다. 상기 제1 이동체 가이드부재(140)와 제2 이동체 가이드부재(150)는 동일한 구성으로 이루어질 수 있다.A first moving
상기 제1 이동체 가이드부재(140)는 일측에 복수로 구비되고, 상기 제2 이동체 가이드(150)는 타측에 복수로 구비될 수 있다.The first moving
상기 이동체(100)의 직선이동시 상기 이동체 가이드부재(140,150)는 상부프레임(410)의 양측에 각각 구비된 프레임 본체 가이드(440,450; 도 10, 도 11)에 의해 각각 가이드되도록 구비된다.When the moving
상기 이동체 프레임(130)의 저면으로서, 상기 제1 이동체 가이드부재(140)와 제2 이동체 가이드부재(150)의 내측에는, 후술하는 제1체인(211)과 결합하기 위한 제1 이동체 체인 결합부재(160)와 제2체인(212)에 결합하기 위한 제2 이동체 체인 결합부재(170)가 구비되어 있다.As a bottom surface of the
도 4를 참조하면, 상기 동력전달부(200)는 상기 이동체(100)의 직선 이동방향에 대하여 일측과 타측에 각각 연결된 제1체인(211)과 제2체인(212)을 포함한다. Referring to FIG. 4, the
상기 제1체인(211)은 일측 단부가 메인 구동부(300)의 스프로켓(370-1)에 연결되어 있고, 타측 단부가 스프로켓(240-1)에 연결되어 있다. 상기 메인 구동부(300)의 스프로켓(370-1)은 구동력을 인가하는 구동 스프로켓이고, 상기 타측 단부의 스프로켓(240-1)은 종동 스프로켓이 된다. 상기 제1체인(211)의 단부끼리는 서로 연결되어 있고, 상기 메인 구동부(300)의 구동에 의해 회전하게 된다.One end of the
상기 제2체인(212)은 일측 단부가 메인 구동부(300)의 스프로켓(370-2)에 연결되어 있고, 타측 단부가 스프로켓(240-2)에 연결되어 있다. 상기 메인 구동부(300)의 스프로켓(370-2)은 구동력을 인가하는 구동 스프로켓이고, 상기 타측 단부의 스프로켓(240-2)은 종동 스프로켓이 된다. 상기 제2체인(212)의 단부끼리는 서로 연결되어 있고, 상기 메인 구동부(300)의 구동에 의해 회전하게 된다. The
상기 메인 구동부(300)에 연결된 일측의 스프로켓(370-1)과 타측의 스프로켓(370-2)은 메인 구동부(300)의 구동에 의해 동일한 방향으로 함께 회전하게 되고, 그에 따라 상기 제1체인(211)과 제2체인(212)도 동일한 방향으로 함께 회전하게 된다.The sprocket 370-1 on one side and the sprocket 370-2 on the other side connected to the
상기 제1체인(211)과 제2체인(212)은 길이가 길게 형성되어 있으므로, 상기 제1체인(211)의 처짐 방지를 위해 복수의 스프로켓(220)이 고정된 위치에 구비될 수 있고, 상기 제2체인(212)에도 처짐 방지를 위해 복수의 스프로켓(220)이 고정된 위치에 구비될 수 있다.Since the
또한, 상기 제1체인(211)에 텐션(tension)을 인가하기 위해 텐션인가부(230-1)가 구비될 수 있고, 제2체인(212)에 텐션(tension)을 인가하기 위해 텐션인가부(230-2)가 구비될 수 있다.In addition, a tension applying unit 230-1 may be provided to apply tension to the
상기 제2체인(212)에는 복수의 이동체 결합부재(250)가 결합되어 있다. 상기 이동체 결합부재(250)는 이동체(100)의 하부에 구비된 이동체 프레임(130)의 저면에 결합되어 있다. 또한, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 상기 제1체인(212)에도 이동체 결합부재가 동일하게 결합되어 있고, 상기 제1체인(212)의 이동체 결합부재도 이동체 프레임(130)의 저면에 결합되어 있다.A plurality of moving
상기 제1체인(211)에 결합된 이동체 결합부재는 상기 제1 이동체 체인 결합부재(160)에 결합되고, 상기 제2체인(212)에 결합된 이동체 결합부재(250)는 상기 제2 이동체 체인 결합부재(170)에 결합된다. The movable body coupling member coupled to the
상기 이동체 결합부재(250)와 이동체 프레임(130)이 결합된 상태에서 메인 구동부(300)를 구동시키면, 상기 제1체인(211)과 제2체인(212)이 회전하여, 상기 이동체(100)는 상기 제1체인(211)과 제2체인(212)의 길이방향을 따라 직선 이동하게 된다.When the
상기 스프로켓(240-1,240-2) 각각은 상기 제1체인(211)과 제2체인(212)의 단부에 회전 가능하도록 연결되어 있다. 따라서 상기 제1체인(211)과 제2체인(212)이 회전하게 되면, 상기 스프로켓(240-1,240-2)은 각각의 중심축을 중심으로 회전하게 된다.Each of the sprockets 240-1 and 240-2 is rotatably connected to ends of the
상기와 같이 2개의 체인(211,212)을 이용하여 이동체(100)를 직선 이동시키게 되면 이동체(100)의 직선 이동시 보다 안정적으로 이동시킬 수 있다. 또한, 체인(211,212)을 이용하게 되면 메인 구동부(300)의 구동력을 이동체(100)에 보다 확실하게 전달할 수 있다.When the moving
도 5 내지 도 7을 참조하여 메인 구동부(300)에 대해 설명한다.The
상기 메인구동부(300)는, 상기 이동체(100)의 직선 운동을 위한 구동력을 발생시키는 모터(310), 상기 모터(310)에 연결되어 상기 구동력에 의해 회전하는 제1샤프트(380), 상기 제1샤프트(380)의 양단에 각각 연결되어 상기 제1샤프트(380)와 함께 회전하는 제2샤프트(381)와 제3샤프트(382), 상기 제1샤프트(380)와 제2샤프트(381) 사이를 연결하는 제1커플러(330-1), 상기 제1샤프트(380)와 제3샤프트(382) 사이를 연결하는 제2커플러(330-2), 상기 제2샤프트(381)와 일체로 회전하고 상기 제1체인(211)에 회전력을 전달하기 위해 상기 제2샤프트(381)에 결합된 제1스프로켓(370-1), 상기 제3샤프트(382)와 일체로 회전하고 상기 제2체인(212)에 회전력을 전달하기 위해 상기 제3샤프트(382)에 결합된 제2스프로켓(370-2), 상기 제2샤프트(381)와 제3샤프트(382)를 회전 가능하도록 지지하는 복수의 베어링(340-1,350-1,340-2,350-2)을 포함한다.The
상기 모터(310)에는 감속기(320)가 연결되어, 모터(310)의 회전 속도를 제어할 수 있다. 상기 감속기(320)에서 회전 속도가 제어된 회전력은 제1샤프트(380)에 전달된다. A
상기 제1샤프트(380)의 일측에는 상기 제2샤프트(381)가 제1커플러(330-1)에 의해 연결되고, 상기 제1샤프트(380)의 타측에는 상기 제3샤프트(382)가 제2커플러(330-2)에 의해 연결된다.The
상기 제2샤프트(381)에는 한 쌍의 베어링(340-1,350-1)이 결합되어 상기 제2샤프트(381)의 양측이 회전가능하도록 지지되고, 상기 제3샤프트(382)에는 한 쌍의 베어링(340-2,350-2)이 결합되어 상기 제3샤프트(382)의 양측이 회전가능하도록 지지된다.A pair of bearings 340-1 and 350-1 are coupled to the
상기 제2샤프트(381)에 결합된 한 쌍의 베어링(340-1,350-1) 사이에는 샤프트연결부재(360-1)가 상기 제2샤프트(381)와 일체로 회전하도록 결합되어 있고, 상기 샤프트연결부재(360-1)의 외주 둘레에는 제1스프로켓(370-1)이 일체로 결합되어 있다. 상기 제1스프로켓(370-1)에는 상기 제1체인(211)이 연결되어 있다.A shaft connection member 360-1 is coupled to rotate integrally with the
이와 마찬가지로 상기 제3샤프트(382)에 결합된 한 쌍의 베어링(340-2,350-2) 사이에는 샤프트연결부재(360-2)가 상기 제3샤프트(382)에 일체로 회전하도록 결합되어 있고, 상기 샤프트연결부재(360-2)의 외주 둘레에는 제2스프로켓(370-2)이 일체로 결합되어 있다. 상기 제2스프로켓(370-2)에는 상기 제2체인(212)이 연결되어 있다.Likewise, between the pair of bearings 340-2 and 350-2 coupled to the
따라서 상기 모터(310)의 구동에 의해 상기 제1샤프트(380), 제2샤프트(381), 샤프트연결부재(360-1), 제1스프로켓(370-1), 제3샤프트(382), 샤프트연결부재(360-2), 제2스프로켓(370-2)이 회전하게 되면, 상기 제1체인(211)과 제2체인(212)이 회전함으로써 상기 이동체(100)의 직선 운동이 이루어지게 된다.Therefore, by driving the
상기 제1샤프트(380)와 제2샤프트(381) 사이는 제1커플러(330-1)에 의해 연결되고, 상기 제1샤프트(380)와 제3샤프트(382) 사이는 제2커플러(330-2)에 의해 연결되어 있다.The
만약, 모터(310)와 체인(211,212) 사이에 하나의 샤프트만으로 연결하게 되면, 부품들 사이의 조립시 공차에 의해 모터(310) 구동시 부하가 증가하는 문제점이 있다.If only one shaft is connected between the
본 발명에서는 모터(310)와 체인(211,212) 사이를 복수의 샤프트(380,381,382)와 커플러(330-1,330-2)를 이용하여 연결하도록 구성함으로써, 각각의 연결된 부품들 사이의 공차가 발생하더라도 상기 제1커플러(330-1)와 제2커플러(330-2)에서 부하를 흡수해주게 되어, 모터(310)의 구동시 부하가 증가하는 것을 방지할 수 있다. In the present invention, a plurality of shafts (380, 381, 382) and couplers (330-1, 330-2) are used to connect the
도 8 내지 도 10을 참조하여 이동체(100)가 직선 이동할 때 프레임본체(400)에 의해 가이드되는 구조에 대해 설명한다.A structure guided by the
도 8는 본 발명에 의한 모션 시뮬레이터(1)의 평면도로서, 이동체(100)는 경사진 상부프레임(410)의 하측에 위치해 있다. 상기 상부프레임(410)은 평판 형상으로 이루어진 상부프레임 상판(413)과, 상기 상부프레임 상판(413)의 일측에 구비된 제1 상부프레임 측부(411)와, 상기 상부프레임 상판(413)의 타측에 구비된 제2 상부프레임 측부(412)로 이루어진다.8 is a plan view of the
도 9는 도 8에서 이동체(100)가 위치해 있는 B-B 단면도로서, 프레임본체(400)의 일측과 타측에 이동체(100)에 구비된 제1 이동체 가이드부재(140)와 제2 이동체 가이드부재(150)가 제1 프레임 가이드부재(440)와 제2 프레임 가이드부재(450)에 의해 각각 가이드되는 구조가 나타나 있다. 9 is a cross-sectional view taken along the BB in which the moving
상기 제1 프레임 가이드부재(440)는 상기 상부프레임(410)의 일측에 유동 가능한 상태로 구비되어, 상기 이동체(100)의 직선 운동시 상기 제1 이동체 가이드부재(140)를 가이드한다.The first
상기 제2 프레임 가이드부재(450)는 상기 상부프레임(410)의 타측에 고정된 상태로 구비되어, 상기 이동체(100)의 직선 운동시 상기 제2 이동체 가이드부재(150)를 가이드한다. The second
도 10을 참조하여 제1 프레임 본체 가이드(440)와 제1 이동체 가이드부재(140) 사이의 가이드 구조에 대해 설명한다.A guide structure between the first
상기 제1 프레임 본체 가이드(440)는 단면 형상이 ⊃ 형상으로 이루어지고, 상기 이동체 프레임(130)에 결합된 상기 제1 이동체 가이드부재(140)는 상기 제1 프레임 본체 가이드(440)의 ⊃ 형상 내부에 일부가 삽입되는 형상으로 이루어져 있다.The first
상기 제1 프레임 본체 가이드(440)는, 상기 상부프레임(410)의 길이방향을 따라 길게 형성된 것으로서, 상측에 형성된 가이드상부(441)와 하측에 형성된 가이드하부(442)와 상기 가이드상부(441)와 가이드하부(442) 사이를 연결하는 가이드중간부(443)로 이루어진다. 상기 가이드상부(441)의 저면에는 ⊃ 형상의 내측 공간을 향해 하향 돌출된 상측 돌출부(444)가 형성되고, 상기 가이드하부(442)의 상면에는 ⊃ 형상의 내측 공간을 향해 상향 돌출된 하측 돌출부(445)가 형성된다.The first frame
상기 제1 이동체 가이드부재(140)는, 상기 제1 프레임 본체 가이드(440)의 ⊃ 형상 내부에 삽입되는 제1 가이드 삽입부(141), 상기 제1 가이드 삽입부(141)와 일체로 형성되어 상기 이동체 프레임(130) 측에 결합되는 제1 프레임 결합부(142)로 이루어져 있다. 즉, 상기 제1 가이드 삽입부(141)는 상기 제1 프레임 결합부(142)로부터 측방향으로 돌출된 형상으로 이루어져 있고, 상기 돌출된 부분이 상기 제1 프레임 본체 가이드(440)의 ⊃ 형상 내부에 삽입된다. 상기 제1 가이드 삽입부(141)의 상단과 하단에는 각각 상부홈(144)과 하부홈(143)이 서로 대향되는 방향으로 형성되어 있다.The first moving
상기 제1 가이드 삽입부(141)가 상기 제1 프레임 본체 가이드(440)의 ⊃ 형상 내부에 삽입되고, 상기 상부홈(144)에 상측 돌출부(444)가 삽입되고, 상기 하부홈(143)에 하측 돌출부(445)가 삽입된다. 상기 상부홈(144)과 상측 돌출부(444)와 하부홈(143) 및 하측 돌출부(445)는 원호 형상으로 이루어져 있다.The first
이와 같이 조립되면 제1 이동체 가이드부재(140)와 제1 프레임 본체 가이드(440)는 상기 상부홈(144)과 상측 돌출부(444)에서 접촉하고, 상기 하부홈(143)과 하측 돌출부(445)에서 접촉하며, 나머지 부분은 접촉하지 않게 되므로, 접촉 면적을 줄여 이동체(100)의 직선 이동시 접촉 저항을 줄일 수 있다.When assembled in this way, the first moving
또한, 상기 제1 프레임 본체 가이드(440)는 단면 형상이 제1 프레임 본체 가이드(440)와 동일하게 ⊃ 형상으로 형성된 제1 가이드 프레임(421) 내부에 삽입된다. 이 경우 상기 제1 프레임 본체 가이드(440)는 제1 가이드 프레임(421) 내부에서 고정되지 않고 유동 가능한 상태로 구비된다. In addition, the first
따라서 상기 제1 프레임 본체 가이드(440)의 외측면과 상기 제1 가이드 프레임(421)의 내측면 사이는 서로 이격되어 그 사이에 이격공간(G)을 형성하게 된다.Accordingly, the outer surface of the first
도 11을 참조하여 제2 프레임 본체 가이드(450)와 제2 이동체 가이드부재(150) 사이의 가이드 구조에 대해 설명한다.A guide structure between the second
상기 제2 프레임 본체 가이드(450)는 상기 제1 프레임 본체 가이드(440)와 대칭되는 형상으로서 단면 형상이 ⊂ 형상으로 이루어지고, 상기 제2 이동체 가이드부재(150)는 상기 제2 프레임 본체 가이드(450)의 ⊂ 형상 내부에 일부가 삽입되는 형상으로 이루어져 있다.The second
상기 제2 프레임 본체 가이드(450)는, 상기 상부프레임(410)의 길이방향을 따라 길게 형성된 것으로서, 상측에 형성된 가이드상부(451)와 하측에 형성된 가이드하부(452)와 상기 가이드상부(451)와 가이드하부(452) 사이를 연결하는 가이드중간부(453)로 이루어진다. 상기 가이드상부(451)의 저면에는 ⊂ 형상의 내측 공간을 향해 하향 돌출된 상측 돌출부(454)가 형성되고, 상기 가이드하부(452)의 상면에는 ⊂ 형상의 내측 공간을 향해 상향 돌출된 하측 돌출부(455)가 형성된다.The second frame
상기 제2 이동체 가이드부재(150)는, 상기 제2 프레임 본체 가이드(450)의 ⊂ 형상 내부에 삽입되는 제2 가이드 삽입부(151), 상기 제2 가이드 삽입부(151)와 일체로 형성되어 상기 이동체 프레임(130) 측에 결합되는 제2 프레임 결합부(152)로 이루어져 있다. 즉, 상기 제2 가이드 삽입부(151)는 상기 제2 프레임 결합부(152)로부터 측방향으로 돌출된 형상으로 이루어져 있고, 상기 돌출된 부분이 상기 제2 프레임 본체 가이드(450)의 ⊂ 형상 내부에 삽입된다. 상기 제2 가이드 삽입부(152)의 상단과 하단에는 각각 상부홈(154)과 하부홈(153)이 서로 대향되는 방향으로 형성되어 있다.The second moving
상기 제2 가이드 삽입부(151)가 상기 제2 프레임 본체 가이드(450)의 ⊂ 형상 내부에 삽입되고, 상기 상부홈(154)에 상측 돌출부(454)가 삽입되고, 상기 하부홈(153)에 하측 돌출부(455)가 삽입된다. The second
이와 같이 조립되면 제2 이동체 가이드부재(150)와 제2 프레임 본체 가이드(450)는 상기 상부홈(154)과 상측 돌출부(454)에서 접촉하고, 상기 하부홈(153)과 하측 돌출부(455)에서 접촉하며, 나머지 부분은 접촉하지 않게 되므로, 접촉 면적을 줄여 이동체(100)의 직선 이동시 접촉 저항을 줄일 수 있다.When assembled in this way, the second moving
또한, 상기 제2 프레임 본체 가이드(450)는 단면 형상이 제2 프레임 본체 가이드(450)와 동일하게 형성된 제2 가이드 프레임(422) 내부에 삽입된다. 이 경우 상기 제2 프레임 본체 가이드(450)는 제2 가이드 프레임(421) 내부에서 체결부재(미도시)에 의해 고정되어 유동하지 않는 구조로 구비된다.In addition, the second
상기에서 설명한 바와 같이, 제1 프레임 본체 가이드(440)는 제1 가이드 프레임(421) 내부에 고정되지 않고 유동 가능한 상태로 구비되어 제1 프레임 본체 가이드(440)와 제1 가이드 프레임(421) 사이는 이격되고, 상기 제2 프레임 본체 가이드(450)는 제2 가이드 프레임(422) 내부에 고정된 상태로 구비되므로, 이동체(100)를 직선 운동시키기 위한 구성부품들 간의 공차 발생시에도 이동체(100)가 상부프레임(410)을 따라 직선 이동하는 경우에도 상기 제1 프레임 본체 가이드(440)와 제1 가이드 프레임(421)의 이격된 부분에 의해 부하가 증가하는 것을 방지할 수 있다.As described above, the first
전술한 바와 같이 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.As described above, the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications within the scope of the claims, the detailed description of the invention, and the accompanying drawings. It is possible to do so and this also belongs to the present invention.
1 : 모션 시뮬레이터
100 : 이동체
110 : 탑승부
120 : 모션구동부
130 : 이동체 프레임
140 : 제1 이동체 가이드부재
141 : 제1 가이드 삽입부
142 : 제1 프레임 결합부
143 : 하부홈
144 : 상부홈
150 : 제2 이동체 가이드부재
151 : 제2 가이드 삽입부
152 : 제2 프레임 결합부
153 : 하부홈
154 : 상부홈
160 : 제1 이동체 체인 결합부재
170 : 제2 이동체 체인 결합부재
200 : 동력전달부
211 : 제1체인
212 : 제2체인
230-1,230-2 : 텐션인가부
240-1,240-2 : 스프로켓
250 : 이동체 결합부재
300 : 메인구동부
310 : 모터
320 : 감속기
330-1 : 제1커플러
330-2 : 제2커플러
340-1,350-1,340-2,350-2 : 베어링
360-1,360-2 : 샤프트연결부재
370-1 : 제1스프로켓
370-2 : 제2스프로켓
380 : 제1샤프트
381 : 제2샤프트
382 : 제3샤프트
400 : 프레임 본체
410 : 상부프레임
420 : 하부프레임
430 : 중간프레임
440 : 제1 프레임 가이드부재
450 : 제2 프레임 가이드부재1: motion simulator 100: moving object
110: boarding unit 120: motion driving unit
130: moving body frame 140: first moving body guide member
141: first guide insertion portion 142: first frame coupling portion
143: lower groove 144: upper groove
150: second moving body guide member 151: second guide insertion portion
152: second frame coupling portion 153: lower groove
154: upper groove 160: first moving body chain coupling member
170: second moving body chain coupling member 200: power transmission unit
211: first chain 212: second chain
230-1,230-2: Tension application part 240-1,240-2: Sprocket
250: moving body coupling member 300: main driving unit
310: motor 320: reducer
330-1: first coupler 330-2: second coupler
340-1,350-1,340-2,350-2: bearing 360-1,360-2: shaft connecting member
370-1: 1st sprocket 370-2: 2nd sprocket
380: first shaft 381: second shaft
382: third shaft 400: frame body
410: upper frame 420: lower frame
430: intermediate frame 440: first frame guide member
450: second frame guide member
Claims (7)
상기 이동체(100)를 직선 운동시키기 위한 구동력을 발생시키는 메인구동부(300);
상기 메인구동부(300)의 구동력을 상기 이동체(100)에 전달하기 위한 동력전달부(200);
상기 이동체(100)의 하부를 지지하되, 상기 메인구동부(300)와 동력전달부(200)가 결합된 프레임 본체(400);
를 포함하고,
상기 동력전달부(200)는, 상기 이동체(100)의 일측과 타측에 각각 연결되되, 상기 이동체(100)의 직선 이동방향을 따라 상기 이동체(100)가 이동되도록 회전 구동되는 제1체인(211)과 제2체인(212)을 포함하는 직선운동과 회전운동이 동시에 가능한 모션 시뮬레이터A moving body 100 including a boarding unit 110 in which a user can board, and a motion driving unit 120 for generating a motion in the boarding unit by rotating the boarding unit in at least one degree of freedom;
A main driving unit 300 generating a driving force for linearly moving the moving body 100;
A power transmission unit 200 for transmitting the driving force of the main driving unit 300 to the moving body 100;
A frame body 400 to which the main driving unit 300 and the power transmission unit 200 are coupled to each other to support the lower portion of the moving body 100;
Including,
The power transmission unit 200 is connected to one side and the other side of the moving body 100, respectively, the first chain 211 rotationally driven to move the moving body 100 along the linear movement direction of the moving body 100 ) And a motion simulator capable of simultaneous linear motion and rotational motion including a second chain 212
상기 메인구동부(300)는,
상기 이동체(100)의 직선 운동을 위한 구동력을 발생시키는 모터(310);
상기 모터(310)에 연결되어 상기 구동력에 의해 회전하는 제1샤프트(380);
상기 제1샤프트(380)의 양단에 각각 연결되어 상기 제1샤프트(380)와 함께 회전하는 제2샤프트(381)와 제3샤프트(382);
상기 제1샤프트(380)와 제2샤프트(381) 사이를 연결하는 제1커플러(330-1);
상기 제1샤프트(380)와 제3샤프트(382) 사이를 연결하는 제2커플러(330-2);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 직선운동과 회전운동이 동시에 가능한 모션 시뮬레이터The method of claim 1,
The main driving unit 300,
A motor 310 generating a driving force for linear motion of the moving body 100;
A first shaft 380 connected to the motor 310 and rotated by the driving force;
A second shaft 381 and a third shaft 382 connected to both ends of the first shaft 380 and rotating together with the first shaft 380;
A first coupler (330-1) connecting between the first shaft (380) and the second shaft (381);
A second coupler 330-2 connecting between the first shaft 380 and the third shaft 382;
A motion simulator capable of simultaneous linear motion and rotational motion, comprising:
상기 제2샤프트(381)에는 상기 제2샤프트(381)와 일체로 회전하되, 상기 제1체인(211)에 회전력을 전달하기 위한 제1스프로켓(370-1)이 결합되고;
상기 제3샤프트(382)에는 상기 제3샤프트(382)와 일체로 회전하되, 상기 제2체인(212)에 회전력을 전달하기 위한 제2스프로켓(370-2)이 결합되며;
상기 제2샤프트(381)와 제3샤프트(382)는 복수의 베어링에 의해 회전 가능하도록 지지된 것을 특징으로 하는 직선운동과 회전운동이 동시에 가능한 모션 시뮬레이터The method of claim 2,
The second shaft 381 rotates integrally with the second shaft 381, and a first sprocket 370-1 for transmitting a rotational force to the first chain 211 is coupled;
The third shaft 382 rotates integrally with the third shaft 382, and a second sprocket 370-2 for transmitting a rotational force to the second chain 212 is coupled;
The second shaft 381 and the third shaft 382 are supported to be rotatable by a plurality of bearings, characterized in that linear motion and rotational motion are possible at the same time motion simulator
상기 이동체(100)의 하부에 구비되어 상기 탑승부(110)와 모션구동부(120)를 지지하기 위한 이동체 프레임(130);
상기 이동체 프레임(130)의 양측에 각각 구비된 제1 이동체 가이드부재(140)와 제2 이동체 가이드부재(150);
상기 프레임 본체(400)의 상부에 구비된 상부프레임(410)의 일측에 유동 가능한 상태로 구비되어, 상기 이동체(100)의 직선 운동시 상기 제1 이동체 가이드부재(140)를 가이드하기 위한 제1 프레임 본체 가이드(440);
상기 상부프레임(410)의 타측에 고정된 상태로 구비되어, 상기 이동체(100)의 직선 운동시 상기 제2 이동체 가이드부재(150)를 가이드하기 위한 제2 프레임 본체 가이드(450);
를 더 포함하는 직선운동과 회전운동이 동시에 가능한 모션 시뮬레이터The method of claim 1,
A moving body frame 130 provided under the moving body 100 to support the boarding part 110 and the motion driving part 120;
A first movable body guide member 140 and a second movable body guide member 150 provided on both sides of the movable body frame 130, respectively;
It is provided in a flowable state on one side of the upper frame 410 provided on the upper portion of the frame main body 400, and is used to guide the first moving body guide member 140 when the moving body 100 moves linearly. Frame body guide 440;
A second frame body guide 450 provided in a state fixed to the other side of the upper frame 410 and configured to guide the second moving body guide member 150 when the moving body 100 moves linearly;
Motion simulator capable of simultaneous linear motion and rotational motion further comprising
상기 제1 프레임 본체 가이드(440)는 상기 상부프레임(410)에 구비된 제1 가이드 프레임(421)에 고정되지 않고 유동 가능한 상태가 되도록 하여 상기 이동체(100)의 직선 이동시 상기 제1 프레임 본체 가이드(100)와 제1 가이드 프레임(421) 사이는 이격되는 것을 특징으로 하는 직선운동과 회전운동이 동시에 가능한 모션 시뮬레이터The method of claim 4,
The first frame body guide 440 is not fixed to the first guide frame 421 provided in the upper frame 410 and is in a flowable state, so that the first frame body guides when the moving body 100 moves linearly. A motion simulator capable of simultaneous linear motion and rotational motion, characterized in that spaced between the 100 and the first guide frame 421
상기 제1 프레임 본체 가이드(440)는 단면 형상이 ⊃ 형상으로 이루어지고;
상기 제2 프레임 본체 가이드(450)는 상기 제1 프레임 본체 가이드(440)와 대칭되는 형상으로서 단면 형상이 ⊂ 형상으로 이루어지고;
상기 제1 이동체 가이드부재(140)에서 측면으로 돌출된 제1 가이드 삽입부(141)가 상기 ⊃ 형상의 내부에 삽입되고;
상기 제2 이동체 가이드부재(150)에서 상기 제1 가이드 삽입부(141)와 대향하도록 측면으로 돌출된 제2 가이드 삽입부(151)가 상기 제2 프레임 본체 가이드(450)의 ⊂ 형상의 내부에 삽입되고;
상기 제1 프레임 본체 가이드(440)와 제2 프레임 본체 가이드(450)에서 상기 제1 가이드 삽입부(141)와 제2 가이드 삽입부(151)에 각각 접촉하는 부분에는 접촉 면적을 줄이기 위해 원호 형상으로 돌출부가 각각 형성되며;
상기 제1 가이드 삽입부(141)와 제2 가이드 삽입부(151)에는 상기 돌출부에 대응되는 형상으로 상기 돌출부가 삽입되는 홈이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 직선운동과 회전운동이 동시에 가능한 모션 시뮬레이터The method of claim 4,
The first frame body guide 440 has a cross-sectional shape of ⊃ shape;
The second frame body guide 450 is symmetrical with the first frame body guide 440 and has a cross-sectional shape of ⊂;
The first guide insertion portion 141 protruding laterally from the first moving body guide member 140 is inserted into the inside of the ⊃ shape;
A second guide insertion portion 151 protruding laterally from the second moving body guide member 150 to face the first guide insertion portion 141 is inside the ⊂ shape of the second frame body guide 450. Being inserted;
A portion of the first frame body guide 440 and the second frame body guide 450 in contact with the first guide insertion portion 141 and the second guide insertion portion 151, respectively, has an arc shape to reduce the contact area. Each of the protrusions is formed;
A motion simulator capable of simultaneous linear motion and rotational motion, characterized in that a groove into which the protrusion is inserted is formed in the first guide insertion part 141 and the second guide insertion part 151 in a shape corresponding to the protrusion.
상기 프레임 본체(400)는, 상기 이동체(100)가 직선 이동 가능하도록 결합되는 상부프레임(410), 바닥에 지지되는 하부프레임(420), 상기 상부프레임(410)과 하부프레임(420) 사이를 연결하는 중간프레임(430)으로 이루어지고;
상기 상부프레임(410)은 경사지도록 구비되어, 상기 이동체(100)는 상기 경사진 상부프레임(410)의 길이방향을 따라 직선 운동하는 것을 특징으로 하는 직선운동과 회전운동이 동시에 가능한 모션 시뮬레이터 The method of claim 1,
The frame body 400 includes an upper frame 410 coupled to allow the moving body 100 to move linearly, a lower frame 420 supported on the floor, and a gap between the upper frame 410 and the lower frame 420. It consists of an intermediate frame 430 to connect;
The upper frame 410 is provided to be inclined, the moving body 100 is a motion simulator capable of simultaneous linear motion and rotational motion, characterized in that linear motion along the longitudinal direction of the inclined upper frame 410
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KR1020190130289A KR20210046502A (en) | 2019-10-18 | 2019-10-18 | Motion simulator capable of linear motion and rotary motion |
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