KR20240035383A

KR20240035383A - 모션 제너레이터

Info

Publication number: KR20240035383A
Application number: KR1020237039884A
Authority: KR
Inventors: 애슐리 윌리엄 호커 원; 다니엘 챔버리 와드; 제임스 골딩
Original assignee: 다이니스마 엘티디.
Priority date: 2021-05-31
Filing date: 2022-05-30
Publication date: 2024-03-15
Also published as: EP4348625A1; WO2022253466A1; JP2024522527A

Abstract

본 발명의 제 1 양태에 따르면, 하나 이상의 가늘고 긴 강성 스트럿에 연결된 표면에 대한 이펙터 페이로드에 힘, 모멘트 및 움직임을 적용하기 위한 이펙터를 포함하는 모션 제너레이터가 제공되며, 각각의 스트럿은 그 일단부가 제 1 조인트에 의해 이펙터에 연결되고, 그 타단부가 제 2 조인트에 의해 관련된 로커에 연결되고, 로커는 로커 암을 포함하고, 표면과 일반적으로 평행한 피봇축을 가져서, 피봇축에 대해 일반적으로 수직인 아크를 통한 로커 암의 움직임이 이펙터의 움직임으로 이어지고, 관련된 로커에 적용되는 힘은 이펙터에 적용되는 힘으로 이어지고, 여기에서 로커의 움직임 및 로커에 의해 적용되는 힘은 액추에이터에 의해 제어되며, 액추에이터는 로커의 피봇축으로부터 떨어져 있는 관련된 로커 상의 한 지점에 힘을 적용하도록, 관련된 로커에 양단부가 연결되는 가늘고 긴 벨트, 케이블 또는 로프 드라이브의 형태이거나 또는 이를 포함하고, 모션 제너레이터는 관련된 로커의 움직임 동안 가늘고 긴 벨트, 케이블 또는 로프 드라이브에 텐션을 적용하기 위한 수단을 더 포함한다.

Description

모션 제너레이터

본 발명은 특히 운전 또는 비행과 같은 모션을 시뮬레이션하기 위한 모션 시스템 분야에 관한 것이다. 특히, 배타적이지는 않지만, 본 발명은 모션 제너레이터와, 이러한 모션 제너레이터를 포함하는 모션 시스템과, 모션 제너레이터를 사용하는 방법과, 예를 들면 운전 시뮬레이터로서 사용되는 모션 시스템과, 그 제조 방법에 관한 것이다.

모션 제너레이터는 하나 이상의 방향 또는 자유도로 페이로드(payload)에 움직임, 힘 및 가속도를 적용할 수 있는 장치이다. 페이로드는, 예를 들면 모션 제너레이터를 포함하는 모션 시뮬레이터에서 유사체험을 하고 있는 인간일 수 있다. 대안적으로, 페이로드는 또한 제 1 모션 제너레이터와 직렬로 연결되어 있다고 하는 추가 모션 제너레이터일 수도 있다. 모션 제너레이터는 모션 시스템에 사용된다. 본 발명의 맥락에서 모션 시스템은 모션 제너레이터를 제어하기 위한 제어 시스템을 포함한다.

모션 시스템은 모션 시뮬레이터에 사용된다. 모션 시스템은 모션 시뮬레이션(예를 들면 비행 시뮬레이터, 차량 및 운전 시뮬레이터), 로봇 공학, 3D 프린팅, 진동 및 지진 시뮬레이션을 포함한 다양한 용도에 사용된다. 현재 모션 시뮬레이션에 사용되는 가장 일반적인 유형의 모션 제너레이터는 스튜워트 플랫폼(Stewart platform)(또는 "헥사포드(hexapod)") 모션 제너레이터이다. 이것은 보통 매니퓰레이터의 베이스 상의 3개의 위치에 쌍으로, 플랫폼 또는 상부 플레이트(또는 "엔드 이펙터") 상의 3개 장착 지점에 대해 교차하여 부착된 6개의 액추에이터를 갖는 병렬형 매니퓰레이터의 유형이다. 일반적으로 조종석, 운전자 영역 또는 모델 차량의 일부 형태에 있어서, 플랫폼 상에 위치된 인간 사용자와 같은 장치 또는 페이로드는, 자유롭게 서스펜딩된 보디가 움직이는 것이 가능한 자유도 6으로, 즉 3개의 직선 운동 x, y, z(좌우(lateral), 전후(longitudinal) 및 상하(vertical)) 및 3개의 회전(피치(pitch), 롤(roll) 및 요(yaw))으로 움직일 수 있다. 일반적으로 말하면, 병렬형 매니퓰레이터 기반 모션 시스템에 있어서, 수 개의 컴퓨터 제어 액추에이터는 페이로드를 지지하기 위해 병렬로 동작하도록 배열된다. 이러한 맥락에서, "병렬"은 페이로드와 베이스 사이의 각 개별 하중 경로(load path)에 하나의 액추에이터만 존재하는 것을 의미하는 반면, 직렬 매니퓰레이터에서는 페이로드와 베이스 사이의 가능한 하중 경로 중 하나 이상은 적어도 2개의 액추에이터를 포함하는 것을 의미한다.

모션 시뮬레이터는 탑승자가 움직이는 차량에 있는 것과 같은 효과 또는 느낌을 생성할 수 있는 적어도 하나의 모션 제너레이터/모션 시스템을 포함하는 시뮬레이션 시스템이다. 모션 시뮬레이터는 운전 시뮬레이터 및 비행 시뮬레이터의 형태로 운전자와 조종사를 각각 훈련시키는데 전문적으로 사용된다. 또한, 그들은 산업적으로 차량 자체의 제작, 설계 및 테스트하는데 사용될 뿐만 아니라, 차량 구성요소의 설계에도 사용된다. 운전 및 비행 시뮬레이션에 사용되는 전문 모션 시뮬레이터는 통상적으로 더욱 우수한 움직이는 효과의 느낌을 제공하기 위해서, 예를 들면 프로젝션 시스템과 관련 스크린 및 오디오 신호에 의해 제공되는 시각 표시장치를 운전자 또는 조종사가 있는 캐리지(또는 섀시)의 움직임과 동기화한다. 가상 현실(VR) 헤드 장착 디스플레이(HMD)의 출현으로 몰입형 시뮬레이션의 양태를 현재 모션 시스템을 이용하여 저비용으로 제작하고, 또한 한 명 이상의 플레이어가 운전, 승마, 비행 또는 1인칭 게임 체험에 대해 어느 정도 제어할 수 있는, 수동 놀이 공원 또는 아케이드 운전, 1인칭 승마, 또는 비행 놀이기구에서 및 액티브 게이밍에서와 같은 레저 용도에 가상 현실 애플리케이션을 제공하는 능력을 갖는다. 모션 시뮬레이션에 사용되는 모션 제너레이터의 페이로드, 예를 들면 섀시 또는 조종석은, 게이밍과 같은 소정 용도에서는 보다 소형의 페이로드가 가능하지만, 종종 100kg 정도로 비교적 무겁다. 모션 제너레이터를 위한 모션 시뮬레이션 용도에서는 종종 대략 1미터 이상 정도의 상당한 움직임에 걸쳐 이러한 비교적 무거운 페이로드를 정밀하게 제어하는 것이 요구된다.

인간 참여자를 위한 모션 시뮬레이션에 통상적으로 사용되는 헥사포드의 유형은 통상적으로 최대 약 20Hz의 비교적 낮은 대역폭을 갖는다. 이것은 그들이 초당 최대 20회의 빈도로 일정한 진폭의 요동 운동과 진동을 생성할 수 있고, 그 이상에서는 빈도가 증가함에 따라 움직임의 진폭이 감소하는 것을 의미한다. 이것은 대부분의 자동차 서스펜션 움직임을 복제하는 데 충분하지만, 자동차 엔진의 진동, 타이어 진동, 도로 소음, 및 경마장의 날카로운 연석과 관련된 것과 같은 진동수 성분은 전달하지 못한다. 또한, 낮은 대역폭은 신호가 지연됨을 의미하며, 이는 운전자가 가능한 신속하게 반응할 수 없다는 것을 의미한다.

현재의 모션 시스템, 특히 군사 및 상업용 비행 교육 및 훈련 용도와 같은 하이엔드 사용을 위한 것들은 일반적으로 매우 대형이고, 무겁고, 복잡하며, 매우 고가이다. 그 복잡성으로 인해 광범위한 프로그래밍 및 유지 관리가 필요해서, 비용이 사용자에게 더욱 증대된다.

전용 운전 시뮬레이터 모션 시스템은 McLaren/MTS Williams/ABD 및 Ansible과 같은 회사에서 개발했지만, 이들은 기계적으로 매우 복잡하며, 따라서 매우 고가인 경향이 있으며, 정밀 제작된 사용자 지정 구성요소(custom component) 와 종종 고가의 리니어 모터를 특징으로 한다. 이들 전용 운전 시뮬레이터 모션 시스템은 일부 방향으로 움질일 때 헥사포드보다 민감성이 더 높지만 다른 방향에서는 여전히 제한적이다. 이러한 시스템에서 볼 나사를 일반적으로 사용하는 것은 위치 확립에는 우수하지만, 힘 전달을 방해하고, 낮은 대역폭만을 달성할 수 있다는 점에서 단점이 있다. 이러한 문제로 인해 인간 사용자의 모션 시뮬레이션 체험이 덜 자연스럽게 된다. 이것에 의해, 예를 들면 멀미를 최소화하기 위한 추가적인 시정 조치가 필요한 열악한 시스템 레이턴시가 초래된다(예를 들면 Lucas, G et al. - Study of latency gap corrections in a dynamic driving simulator - In: Driving Simulation Conference & Exhibition, France, 2019-09-04 - DSC 2019 EUROPE VR - 2019 참조) .

EP2486558에 개시된 모션 시뮬레이터는 피치, 히브 및 롤의 움직임을 제어하기 위해 벨 크랭크에 의해 구동되는 3개의 직립 암을 포함하는 자유도 3의 병렬 매니퓰레이터를 사용하는 메커니즘을 포함하므로, 민감성이 높고 또한 이러한 자유도에서 높은 대역폭을 갖는다. 리니어 액추에이터에 의해 회전 구동되는 회전 테이블에 있어서는 요를 제공하는 것이 요구된다. 모션 시뮬레이터는 비교적 콤팩트하도록 의도된 것이다. 그러나, 그 수평 자유도는 수평 자유도에서 시스템의 민감성과 대역폭을 제한하는 순응성, 관성 및 마찰을 도입하는 직렬 매니퓰레이터에 의해 제공된다.

US5,919,045는 공압 제어하에 리니어 가이드에 대해 X 방향 및 Y 방향으로 각각 움직이도록 배열되고, "X 및 Y 프레임"이라고 하는 중첩하는 직사각형 프레임의 간단한 직렬 배열을 포함하는 1차 모션 제너레이터를 포함하는 대화형 경주용 자동차 시뮬레이터를 개시한다. 이 문헌에 개시된 유형의 X 및 Y 프레임의 간단한 배열은 X 및 Y 방향으로 우수한 편위(excursion)를 제공하지만, 프레임이 서로의 위에 적층되기 때문에, 직렬 모션 제너레이터는 특히 수직 치수가 콤팩트하지 않다. 또한, X 및 Y 방향으로의 움직임이 특히 정밀하지 않고, 또한 시뮬레이터는 비교적 낮은 대역폭을 갖는다.

운전 시뮬레이터에 조합하여 사용되는 1차 모션 제너레이터의 예가 EP2810268A에 제공되어 있고, 이것은 1차 모션 제너레이터를 사용하여 수평면에서 큰 움직임을 지속시킬 수 있음과 아울러, 2차 모션 제너레이터의 최대 수직 이동을 동시에 달성할 수 있는 자유도 6의 모션 제너레이터와 직렬로 배열된 자유도 3의 모션 제너레이터를 개시한다. 따라서, 직렬로 작동하는 2개의 모션 제너레이터는 유사한 크기의 헥사포드로로는 불가능한 상이한 자유도의 움직임의 조합을 달성할 수 있다. 그러나, 이 문헌에 기재된 헥사포드는 리니어 액추에이터, 구체적으로 리서큘레이팅 볼 나사 구동 리니어 액추에이터를 사용한다. 상술한 바와 같이, 리서큘레이팅 볼 나사 액추에이터는 상당한 마찰을 가져서, 민감성 및 대역폭의 부족을 야기한다. 헥사포드 아키텍처에 다른 리니어 액추에이터를 사용하면 추가 문제를 야기한다. 리니어 액추에이터가 이동 스트럿의 일부로서 이동할 수 있는 경우에, 낮은 주파수에서 기계적 공진을 야기하는 높은 이동 질량을 가져서, 시스템 민감성 및 대역폭이 제한된다. 대안적으로, 리니어 액추에이터가 베이스에 대해 고정되고, 또한 헥사포드 스트럿의 일단부가 리니어 액추에이터를 따라 병진(translate)하는 경우, 시스템의 중량과 관성 하중은 다시 상당한 마찰을 수반하는 리니어 베어링에 의해 반응된다.

US2017/0053548A는 대형의 저마찰 고정 베이스 상에서 슬라이딩 가능하고, 또한 플랫폼의 상당한 수평 움직임을 허용하는 케이블/액추에이터 제어 플랫폼을 포함하는 모션 시스템을 개시한다. 케이블과 액추에이터는 대형 베이스의 주변부 주위에 배치되어, 이 설계로 플랫폼의 상당한 수평 운동을 가능하게 한다. 헥사포드 기반 2차 모션 제너레이터는 결과적으로 플랫폼에 장착되어, 조종석의 추가 움직임을 제공하기 위해 모델 차량 조종석을 지지한다. 모션 시스템은 대형의 저마찰 고정 베이스 설계에 의해 제공되는 편위 수준에 비해 콤팩트하지 않다.

본 출원인의 WO2020/228992(공개번호 EP3739558)는, 적어도 하나의 로커의 피봇축이 기울어지고, 바람직한 구성에 있어서는 모든 로커의 피봇축이 기준면에 대해 수직인 로커 기반 모션 제너레이터를 개시한다.

US2014/157916(DYNAMIC MOTION SYSTEMS GMBH)은 크랭크와 맞물리는 관련된 서보모터에 의해 구동되는 유성 기어박스를 각각 갖는 일련의 액추에이터를 포함하는 모션 시뮬레이션 시스템을 개시한다. 이러한 직접 구동 시스템은 놀이 공원과 같은 용도에 사용하기 위한 높은 마찰, 높은 레이턴시 배열이다(도 17a∼17g 참조). 데이터는 제공되지 않지만, US2014/157916의 배열은 비교적 낮은 대역폭과 높은 레이턴시를 가질 것으로 예상된다. 따라서, 높은 대역폭과 낮은 레이턴시가 소망되는 운전 시뮬레이션 또는 게임 장치에는 적합하지 않다.

본 발명의 목적은 개선된 모션 제너레이터, 특히 운전 및 차량 모션형 시뮬레이션 용도, 또는 경량의 페이로드를 포함하는 용도에 유용한 개선된 모션 제너레이터, 및 다시 이들 용도에 특히 적합한 이러한 모션 제너레이터를 포함하는 개선된 모션 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 수평 및 수직 자유도에 있어서 양호한 편위 특성을 갖는 모션 제너레이터를 제공하는 것이다.

본 발명의 제 1 양태에 따르면, 모션 제너레이터의 이펙터 또는 이펙터의 페이로드에 힘, 모멘트 및 움직임을 적용하기 위한 모션 제너레이터가 제공되고, 상기 이펙터는 표면에 대해 배치, 배열 또는 위치되고, 상기 이펙터는 하나 이상의 가늘고 긴 강성 스트럿에 연결되고, 각각의 스트럿은 그 일단부가 제 1 조인트에 의해 상기 이펙터에 연결되고, 그 타단부가 제 2 조인트에 의해 관련된 로커(즉, 특정 스트럿이 연결된 로커)에 연결되고, 각각의 로커는 로커 암을 포함하고, 일반적으로 표면과 평행한 로커 피봇축을 가져서, 피봇축에 대한 로커의 움직임이 이펙터의 움직임으로 이어지고, 또한 로커에 적용된 힘이 이펙터에 적용되는 힘으로 이어지고, 여기에서 로커의 움직임과 상기 로커에 의해 적용된 힘은 액추에이터에 의해 제어되고, 상기 액추에이터는 로커의 피봇축으로부터 떨어져 있는 관련된 로커 상의 한 지점에 힘을 적용하도록, 관련된 로커에 양단부가 연결되는 가늘고 긴 벨트, 케이블 또는 로프 드라이브의 형태이거나 또는 이를 포함하고, 상기 모션 제너레이터는 관련된 로커의 움직임 동안 벨트, 케이블 또는 로프 드라이브에 텐션을 유지하도록 관련된 가늘고 긴 벨트, 케이블 또는 로프 드라이브에 텐션을 적용하기 위한 수단을 더 포함한다.

상기 또는 각각의 로커의 피봇축은 바람직하게는 수평, 즉 표면과 평행하다. 로커(들)는 바람직하게는 일반적으로 수직인 평면, 즉 일반적으로 수직인 아크를 통해 움직인다.

본 발명에 따른 이러한 모션 제너레이터는 비교적 콤팩트한 풋프린트(footprint)를 가지면서 놀라울 정도로 우수한 수평 및 상하 편위 특성을 갖는 것으로 밝혀졌다. 예를 들면, 본 발명에 따른 모션 제너레이터는, 수평으로 움직이는 로커 암, 즉 수직 피봇축을 갖지만, 비교 가능한 모션 제너레이터(즉, 이하에 정의된 바와 같은 유사한 섀시 암 반경을 갖는 모션 제너레이터)보다 60%∼100% 더 큰 편위 증가를 가질 수 있다. 이것은 운전 시뮬레이션과 같은 용도의 수평 또는 상하 편위 특성의 현저한 개선을 나타낸다.

표면은 일반적으로 평면일 수 있으며, 통상적으로 평면이다. 예를 들면, 많은 용도에 있어서, 표면은 단순히 본 발명의 본 발명에 따른 모션 제너레이터가 설치된 건물의 바닥일 수 있지만, 모션 제너레이터용의 비교적 평평한 베이스플레이트/베이스일 수 있다. 고가의 고도로 평평한 표면이 필요하지 않다. 이하에 기재된 조합과 같이, 2차 모션 제너레이터가 본 발명에 따른 모션 제너레이터인 다른 상황에 있어서, 표면은 상기 조합이 1차 모션 제너레이터에 의해 설치된, 통상적으로 제공된 또는 정의된 물리적 표면 위의 기준면일 수 있고, 또한 이 표면은 1차 모션 제너레이터와 함께 동작한다.

이러한 맥락에서, 로커는 전형적으로 가늘고 긴 회전 조인트 또는 피봇의 알단부에 부착되어 있는 솔리드 본체(로커 암이라고도 함)를 의미하며, 상기 보디는 이 조인트 또는 피봇에 의해 제공되는 피봇축에 대해 회전할 수 있음으로써, 조인트의 타단부 또는 피봇에 부착된 다른 솔리드 보디에 대해 회전할 수 있다. 또한, 로커는 통상적으로 그 보디에 대해 다른 조인트 및 픽업 지점을 가져서, 다른 움직이는 요소에 부착된다. 로커는 통상적으로 기계적 시스템에서 움직이는 요소의 상대적 모션을 제어하고, 기계적 이점을 제어하고, 또한 모션의 방향을 변경하기 위해 사용된다. 벨 크랭크 및 레버와 같은 기계적 요소는 로커의 형태이다. 로커는, 예를 들면 자동차 서스펜션, 예를 들면 푸시 로드(push rod) 또는 풀 로드(pull rod) 서스펜션 어레인지먼트에 자주 사용된다. 또한, "로커"라는 용어는, 본 개시의 목적을 위해, 보디가 굴곡부에 부착된 또는 일체화된 솔리드 보디를 포함하여, 상기 보디가 가상축 주위에 아크를 그릴 수 있고, 그 가상축은 다른 로커에 대해 상기 언급된 바와 같이 피봇축과 동등하다.

따라서, 본 발명은 각각 민감성 및 고대역폭 움직임을 생성할 수 있는 1개 이상, 통상적으로는 6개의 액추에이터를 포함하는 자유도 1, 2, 3, 4, 5 또는 바람직하게는 6의 병렬 매니퓰레이터의 형태의 모션 제너레이터를 제공한다. 따라서, 본 발명에 따른 모션 제너레이터에 있어서, 이펙터는 통상적으로 4개 이상의 가늘고 긴 강성 스트럿, 보다 통상적으로는 6개의 이러한 스트럿에 연결될 수 있다. 따라서, 본 발명의 모션 제너레이터는 모션 제너레이터 풋프린트의 상대적인 크기에 대해 수평 및 수직 치수에서의 특히 우수한 편위와 함께 자유도 6 모두에서 민감성 및 고대역폭의 모션을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 모션 제너레이터는 공지된 모션 제너레이터와 비교하여 몇몇 측면의 일부 또는 전부에서 유리할 수 있다. 수평 몇 수직 자유도에서 우수한 수준의 편위 이외에도, 그 움직이고 있는 부품 내에서 낮은 수준의 마찰을 가질 수 있다. 본 발명의 모션 제너레이터 설계는 마찰을 최소화하므로, 페이로드에 부여된 중량 및 하중은 종래의 설계에 사용된 리니어 베어링 또는 리니어 가이드보다 적은 마찰을 갖는 로커(통상적으로 피봇점에서 회전 베어링과 함께)에 의해 반응하기 때문에, 민감성 및 높은 대역폭을 갖는다. 다시 말해서, 로커는 모션 제너레이터의 민감성에 기여하는 낮은 마찰 가이드를 제공한다. 추가적으로, 액추에이터 모터는 벨트 또는 유사한 드라이브에, 짧은 길이의 벨트 또는 다른 유사한 드라이브를 통해 록커에 직접 연결한다. 더욱이, 스트럿은 또한 모션 제너레이터의 민감성에 기여하는 상부 및 하부 조인트를 통해 엔드 이펙터와 관련된 로커를 유리하게 직접 상호 연결한다. 모션 제너레이터는 알려진 설계에 비해 움직이는 요소의 질량이 낮기 때문에 관성이 낮을 수 있다. 따라서, 운전 시뮬레이션과 같은 모션 시뮬레이션 용도에서 레이턴시가 낮을 수 있다. 모션 제너레이터의 레이턴시(latency)는 통상적으로 약 3-4ms일 수 있지만, 약 3ms 미만일 수도 있다. 또한, 1을 초과하는 자유도에서 통상적으로 50Hz보다 우수한 고대역폭을 가질 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 이는 다중 자유도에 있어서 50Hz보다 훨씬 더 높은 대역폭, 예를 들면 80Hz, 90Hz, 또는 100Hz 이상을 가질 수 있고, 이것은 비슷한 모션 제너레이터 설계를 뛰어넘는 상당한 진전이다. 더욱이, 기존의 건물 바닥에 설치할 수 있기 때문에, 예를 들면 EP2810268A의 모션 제너레이터의 슬라이딩 요소가 필요로 하는 정밀 가공 금속 베이스가 필요하지 않다.

자유도 6에서의 모션 제너레이터의 편위는 유리한 모션 비율을 선택함으로써 향상될 수 있다. 모션 비율은 각 액추에이터 모터의 움직임에 대한 각 방향에서의 엔드 이펙터의 움직임 비율을 나타내는 시스템 기하학적 배열의 속성이다. 시스템 기하학적 배열은 로커와 액추에이터 모터의 달성 가능한 이동 내에서 넓은 범위의 엔드 이펙터의 모션을 달성하도록, 즉 유리한 모션 비율을 갖도록 설계될 수 있다.

모션 비율은 모션 제너레이터 편위 전체에 걸쳐 달라질 수 있으며, 시스템 기하학적 배열은 전체 이동에 걸쳐 크게 달라지지 않는 모션 비율을 유지하도록 설계될 수 있다. 극단적인 경우, 시스템 이동 내에서 모션 비율이 0에 도달하면, 대응하는 액추에이터 모터가 엔드 이펙터의 모션을 제어할 수 없어, 엔드 이펙터가 쓰러지게 될 수 있기 때문에 문제가 된다.

편위는 6차원 포락선(envelope)에 의해 제한되며, 자유도의 일부 또는 전부가 크고 볼록하도록 선택되는 것이 이상적이다. 하이퍼스피어(Hypersphere)는 전체 표면에 걸쳐 볼록한 포락선의 예이고, 볼록한 포락선은, 시스템이 포락선을 벗어나는 일 없이 그 사용 가능한 이동에서의 임의의 지점으로부터 그 사용 가능한 이동에서의 임의의 다른 지점까지 직선으로 움직일 수 있기 때문에 유용한다.

본 발명의 모션 제너레이터의 제 1 및 제 2 조인트, 즉 상부 및 하부 조인트는 함께 적어도 자유도 5의 자유도 총수를 가질 수 있다. 바람직하게는, 제 1 또는 제 2 조인트 중 하나는 유니버셜(universal), 카르단(cardan), 스페리컬(spherical) 조인트, 또는 굴곡부를 포함할 수 있는 한편, 다른 하나는 스페리컬 조인트일 수 있다. 이러한 조인트의 강성은 통상적으로 필요한 모션 범위가 증가함에 따라 감소한다. 시스템 기하학적 배열과, 제 1 및 제 2 조인트의 배향 및 위치는 시스템 편위 내에서 각 조인트의 모션 범위를 최소화하도록 개선될 수 있다. 이러한 이유로 카르단 조인트가 바람직하다.

본 발명에 따른 모션 제너레이터는 통상적으로 복수의 로커를 포함한다. 대부분의 배열에 있어서, 모션 제너레이터는 6개의 로커를 포함할 수 있다. 적어도 하나, 바람직하게는 각각의 로커의 피봇축은 표면이 모션 제너레이터가 설치된 물리적 표면인 표면에 대해 일반적으로 평행한, 피봇축을 중심으로 피보팅하도록 고정되고, 즉 피봇축이 수평면 내에 있다. 각 피봇축은 표면과 평행할 수 있다. 대안적으로, (통상적으로 1차 모션 제너레이터 상에 2차 모션 제너레이터로서 장착된 본 발명에 따른 모션 제너레이터를 포함하는 조합의 맥락에서), 로커의 피봇축은 그 표면에 대해 고정되지 않을 수 있지만, 물리적 표면 위의 평면에 대해 일반적으로 평행하게 고정되고, 그 평면은 1차 모션 제너레이터와 함께 움직인다. 로커 피봇은 회전 조인트, 베어링이 있는 차축, 또는 굴곡부일 수 있다. 각각의 로커는 표면에 수직인 평면에서 움직일 수 있고, 즉 회전하거나 피보팅할 수 있다. 바람직하게는, 액추에이터와 로커(구체적으로 움직임의 아크를 묘사하는 로커의 "자유" 단부) 둘 다는 관련된 가늘고 긴 강성 스트럿의 종축과 동축으로 움직인다. 다시 말해서, 액추에이터와 로커가 스트럿과 정렬되어, 로커/스트럿 연결의 효율성과 액추에이터로부터 이펙터로의 힘의 전달이 향상된다. 더욱 구체적으로, 바람직하게는, 액추에이터 및/또는 로커가 공칭 조건일 때, 즉 모션 제너레이터가 공칭 조건일 때, 액추에이터와 로커 둘 다는 관련된 가늘고 긴 강성 스트럿의 종축과 평행하게 또는 일직선상으로 배열된다.

유리하게는, 벨트, 케이블 또는 로프가 평행하게, 바람직하게는 스트럿의 종축과 일직선 상으로 움직일 수 있다. 이러한 방식으로, 관련된 로커가 받는 굽힘 하중이 줄어들고, 하중이 벨트, 케이블 또는 로프 및 관련된 모터에 더욱 직접적으로 전달된다. 이러한 팩터는 모션 제너레이터의 민감성을 증가시킨다.

본 발명에 따른 모션 제너레이터는 통상적으로 4, 5, 6개 이상의 가늘고 긴 스트럿을 포함할 수 있지만, 1, 2 또는 3개의 가늘고 긴 스트럿을 갖는 모션 제너레이터도 고려된다. 예를 들면, 모션 제너레이터는 X개의 가늘고 긴 스트럿(여기에서 X가 6 미만임), 및 이펙터의 Y 자유도를 구속하는 적어도 하나의 기계적 구속 수단(여기에서 Y = 6 - X임)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 6개를 초과하는 가늘고 긴 스트럿이 있을 수 있다. 가늘고 긴 스트럿의 쌍이 이펙터의 반대측에 배열될 수 있다. 하나의 통상적인 실시형태에 있어서, 모션 제너레이터는 3쌍의 가늘고 긴 스트럿을 포함한다.

적어도 하나의 액추에이터는 하중을 표면에 다시 반응시킬 수 있도록 배열될 수 있다. 벨트, 케이블 또는 로프 드라이브 액추에이터가 비교적 저렴한 점에서 유리할 수 있다. 모션 제너레이터는 가늘고 긴 벨트, 케이블 또는 로프 드라이브와 같은 액추에이터에 의해 동력 공급되면, 가늘고 긴 벨트, 케이블 또는 로프 드라이브는 풀리 또는 캡스턴에 의해 작동될 수 있다. 이러한 풀리 또는 캡스턴은 전기 모터 또는 기어 모터에 의해 구동될 수 있다.

벨트, 케이블 또는 로프 드라이브의 양단부는 관련된 로커에 부착되어, 로커의 두 부착 지점 사이에서 벨트, 케이블 또는 로프 드라이브에 폐쇄 루프를 효과적으로 형성한다. 대안적으로, 벨트 또는 유사한 드라이브는 관련된 로커에 적절하게 고정된 폐쇄 루프의 형태일 수 있다. 수동 텐셔닝 장치, 예를 들면 풀리를 포함하는 수동 텐셔닝 장치가 벨트, 케이블 또는 로프 드라이브에 텐션을 유지하고 또한 그 고정 길이를 이 시스템의 변화하는 기하학적 배열 내에 수용하도록, 벨트, 케이블 또는 로프 드라이브의 일단부 또는 일부에 적용될 수 있다. 수동 텐셔닝 장치는 로커의 기하학적 배열의 변화를 수용할 수 있다. 수동 텐셔닝 장치에는 리니어 가이드 상의 스프링을 포함할 수 있고, 또는 리니어 가이드는 다른 로커/레버로 대체될 수 있다. 대안적으로, 수동 텐셔닝 장치의 리니어 스프링은 토션 스프링으로 대체될 수 있다. 하나 이상의 수동력 적용 장치(passive force application device)는 로커에 연결되어, 정적 예압 또는 댐핑과 같이 액추에이터에 보조를 제공하거나 또는 페이로드를 중립 상태(또는 "조건")로 유지하는 경향이 있도록 페이로드의 중량을 지지할 수 있다. 이러한 지원은 스프링, 가스 스트럿 또는 번지(bungee)와 같은 수동적력 적용 장치에 의해 제공될 수 있다.

적어도 하나의 로커 및/또는 액추에이터가 표면에 또는 표면 상에 장착될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 적어도 하나의 로커 및/또는 액추에이터는 표면에 고정된 프레임 또는 다른 지지체에 장착될 수 있다.

이펙터에 의해 지지되는 페이로드는 10kg 초과, 바람직하게는 80kg 초과, 바람직하게는 250kg 초과, 또는 심지어는 500kg 초과일 수 있다. 통상적으로, 모션 시뮬레이션 용도에 있어서, 페이로드는 차량 섀시, 조종석 또는 그 모델일 수 있다.

본 발명에 따른 모션 제너레이터는 1차 모션 제너레이터와 직렬로 연결된 2차 모션 제너레이터로서 작동하도록 배열될 수 있다. 1차 및 2차 모션 제너레이터를 포함하는 이러한 조합 배열은 사용자에게 페이로드에 대한 더 큰 모션 범위를 제공할 수 있다. 예를 들면, 조합은 모션 시뮬레이션, 특히 차량 모션 시뮬레이션 용도에 필요한 1미터 정도의 편위를 달성할 수 있다. 더욱이, 그러한 조합 배열은 보다 복잡한 모션을 제공하는 2차 모션 제너레이터와 함께 예를 들면 X 및 Y 방향으로만 모션을 제공하는 비교적 단순하여 비용 효율적인 1차 모션 제너레이터의 사용을 허용할 수 있다. 대안적으로, 1차 모션 제너레이터는 X, Y, 및 요(yaw) 자유도를 가질 수 있다. 2차 모션 제너레이터로서 본 발명에 따른 모션 제너레이터와 함께, 1차 모션 제너레이터로서 사용하기에 적합한 공지된 모션 제너레이터의 일례는 US2017/0053548에 개시된 것이다. 이러한 조합에 있어서, 본 발명에 따른 모션 제너레이터는 그 제너레이터의 적어도 하나의 로커 및/또는 액추에이터가 프레임, 1차 모션 제너레이터의 엔드 이펙터 상에 또는 페이로드로서 장착된 2차 모션 제너레이터로서 배열된다. 예를 들면, 1차 모션 제너레이터는 엔드 이펙터로서 프레임 또는 플랫폼을 포함할 수 있고, 또한 2차 모션 제너레이터의 적어도 하나의 로커는 1차 모션 제너레이터의 프레임에 피봇식으로 장착될 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명에 따른 적어도 하나의 모션 제너레이터를 포함하는 모션 시스템 및 제어 시스템이 제공된다. 제어 시스템은 적어도 하나의 모션 제너레이터 액추에이터의 동작, 바람직하게는 모든 액추에이터의 동작을 제어할 수 있다. 제어 시스템은 요구되는 모션 프로파일을 생성하기 위해 각 액추에이터에서 생성되어야 하는 위치, 가속도 및/또는 힘을 계산할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명에 따른 모션 제너레이터 또는 본 발명에 따른 모션 시스템, 및 시각적 프로젝션 또는 디스플레이 수단, 및 오디오 수단으로부터 선택된 적어도 하나의 환경 시뮬레이션 수단을 포함하는 운전 또는 차량 시뮬레이터가 제공된다. 운전 또는 차량 시뮬레이터는 조종석 또는 섀시 및/또는 차량 시뮬레이션 요소를 포함할 수 있다. 운전 또는 차량 시뮬레이터는 디스플레이 장치, 가상 현실 장치, 프로젝션 장치, 및 가상 환경을 모델링하기 위한 소프트웨어 수단 중 적어도 하나를 포함하는 환경을 시뮬레이션하기 위한 수단, 및 차량 모델을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양태는 본 발명에 따른 모션 제너레이터를 제조 또는 제공하는 단계, 및 제어 시스템을 모션 제너레이터에 연결하여 모션 시스템을 제조하는 단계를 포함하는 모션 시스템을 제조하는 방법을 제공한다.

모션 제너레이터, 모션 시스템 및 운전 시뮬레이터의 다른 특징은 본원에 제시된 설명 및 추가 청구범위로부터 명백해질 것이다. 본 발명의 모션 제너레이터, 모션 시스템, 모션 시뮬레이터 및 소정 양태 또는 실시형태와 같은 장치에 대한 언급이 있는 경우, 당업자는 본 발명의 다른 양태 및 실시형태가 이러한 장치에 동일하게 적용될 수 있음을 이해할 것이다.

단일 로커 및 관련된 가늘고 긴 벨트, 케이블 또는 로프 드라이브 및 스트럿을 포함하는 모션 제너레이터는 소정 용도로도 고려된다. 구체적으로, 이러한 모션 제너레이터는 표면에 대한 이펙터 및/또는 이펙터 페이로드에 힘, 모멘트 및 움직임을 적용하기 위한 이펙터를 포함하고, 상기 이펙터는 가늘고 긴 강성 스트럿에 연결되고, 각각의 가늘고 긴 강성 스트럿은 그 일단부가 제 1 조인트에 의해 이펙터에 연결되고, 그 타단부가 제 2 조인트에 의해 관련된 로커에 연결되고, 로커는 일반적으로 표면과 평행한, 바람직하게는 표면과 평행한 피봇축을 가져서, 피봇축에 대해 일반적으로 수직인 아크를 통과하는 로커의 일반적인 수직인 움직임이 이펙터의 움직임으로 이어지고, 또한 로커에 적용된 힘은 이펙터에 적용되는 힘으로 이어지고, 여기에서 로커의 움직임과 로커에 의해 적용된 힘은 액추에이터에 의해 제어되고, 액추에이터는 로커의 피봇축으로부터 떨어져 있는 로커 상의 한 지점에 힘을 적용하도록 배열된 가늘고 긴 벨트, 케이블 또는 로프 드라이브의 형태이거나 또는 이를 포함하고, 상기 모션 제너레이터는 가늘고 긴 벨트, 케이블 또는 로프 드라이브를 텐셔닝하기 위한 텐셔닝 수단을 더 포함한다. 당업자는 스트럿의 종축, 또는 로커를 통과하는 벨트 또는 다른 드라이브의 일부와의 벨트 또는 다른 드라이브, 로커의 바람직한 정렬과 같은 본 모션 제너레이터의 다른 특징은 모션 제너레이터로부터 얻을 수 있다는 것을 이해할 것이다.

본 발명에 따른 모션 제너레이터, 모션 시스템 및 운전 시뮬레이터와, 그 동작 및 제조에 대해서 이제 첨부된 도면인 도 1∼10을 참조하여 단지 예로서 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 모션 제너레이터의 상방 일측에서 본 개략 사시도이고;
도 2는 명료성을 위해 일부 외부 구성 요소를 제거한, 도 1의 모션 제너레이터를 상방에서 동일 측에서 본 다른 개략 사시도이고;
도 2a는 명료성을 위해 일부 외부 구성 요소를 제거한, 도 2에 도시된 모션 제너레이터의 동일 측에서 본 입면도이고;
도 3은 본 발명에 따른 모션 제너레이터에 사용하기 위한 로커 및 액추에이터 배열의 개략 사시도이고;
도 3a는 본 발명에 따른 모션 제너레이터에 사용하기 위한 대안적인 로커 및 액추에이터 배열의 개략 사시도이고;
도 4는 본 발명에 따른 모션 제너레이터와 함께 사용하기 위한 제어 시스템의 개략도이고;
도 5는 본 발명에 따른 모션 제너레이터 및 비교 가능한 모션 제너레이터(도 7에 도시됨)의 이펙터의 상이한 자유도에서의 편위에 대한 모델링 실험의 결과를 도시하고;
도 6은 본 발명에 따른 모션 제너레이터 및 비교 가능한 모션 제너레이터의 이펙터의 다양한 자유도에서의 편위에 대한 추가 모델링 실험의 결과를 도시하고;
도 7은 도 5 및 도 6에 나타낸 결과를 갖는 모델링 실험에 사용된, 수직 피봇축을 갖는 로커를 갖고 섀시 페이로드를 지지하는 비교 가능한 모션 제너레이터의 평면도이고;
도 8은 도 5 및 도 6에 나타낸 모델링 실험에 사용된, 수평 피봇축을 갖고 섀시 페이로드를 지지하는 본 발명에 따른 모션 제너레이터의 평면도이고;
도 9는 본 발명에 따른 모션 제너레이터와 다른 모션 제너레이터를 포함하는 조합의 개략도이고; 또한
도 10은 본 발명에 따른 운전 시뮬레이터의 사시도이다.
본 명세서에서 상부 또는 하부와 같은 특정 배향 및 위치에 대한 언급은 첨부 도면에 도시된 바와 같은 배향 또는 위치를 지칭한다.

모션 제너레이터

본 발명의 제 1 양태에 따른 모션 제너레이터(10) 및 그 요소는 도 1∼도 3a에 도시되어 있다. 모션 제너레이터(10)는 플랫폼(13)으로 구성된 엔드 이펙터를 갖고, 표면(14) 상에 장착된다. 본 실시형태에서 플랫폼(13)은 모션 제너레이터(10)의 페이로드를 구성한다. 추가로 또는 대안적으로, 페이로드가 포함될 수 있다. 예를 들면, 페이로드는 경주용 자동차 조종석의 복제품 형태의 섀시를 포함할 수 있다(예를 들면 도 7 및 8에 도시된 바와 같음). 모션 제너레이터(10)는 일반적으로 삼각형 형상을 가지며, 알루미늄과 같은 경량의 강성 재료로 구성된다. 모션 제너레이터(10)는 표면(14) 상에 직접 장착된다. 대안적으로, 모션 제너레이터(10)는 공간 프레임과 같은 프레임 상에 또는 프레임 내에 장착될 수 있다. 프레임의 사용은, 특히 모션 제너레이터가 2차 모션 제너레이터로서 1차 모션 제너레이터와 직렬로 사용되는 경우에, 전체 모션 제너레이터를 운반하는 데 사용할 수 있다는 장점을 갖는다. 플랫폼(13)은 가늘고 긴 강성 로드 또는 스트럿의 쌍(S1, S2; S3, S4; 및 S5, S6)에 의해 지지되며; 그 상단은 상부 조인트(UJ1, UJ2, UJ3, UJ4, UJ5 및 UJ6)에 의해 각각 플랫폼(13)에 연결된다. 용어 "로드" 및 "스트럿"은 본 명세서에서 상호교환적으로 사용된다. 가늘고 긴 강성 스트럿(S1-6)은, 예를 들면 강철, 알루미늄과 같은 강하고 가벼운 재료, 또는 탄소 섬유와 같은 복합 재료로 이루어질 수 있다. 이 실시형태에 있어서 상부 조인트(UJ1-UJ6)는 스페리컬 조인트이지만, 예를 들면 카르단, 또는 다른 유니버셜 조인트, 피봇팅 베어링 또는 스위블을 포함할 수 있고, 및/또는 굴곡부를 포함할 수 있다. 각각의 가늘고 긴 스트럿(S1-S6)의 하단부는 하부 조인트(LJ1, LJ2, LJ3, LJ4, LJ5 및 LJ6)에 의해 수평(표면(14)에 대해) 피봇축을 중심으로 한 피봇 운동을 위해 배열된 관련된 로커(R1, R2, R3, R4, R5 및 R6)에 각각 연결된다. 로커(R3 및 R6)의 수평 로커 피봇축(RPA3 및 RPA6)은 각각 도 2a에 예시로 도시된다. 또한, 하부 조인트(LJ1-LJ6)는 스페리컬, 카르단, 또는 다른 유니버셜 조인트, 피봇팅 베어링 또는 스위블을 포함할 수 있고, 및/또는 굴곡부를 포함할 수 있다. 하부 및/또는 상부 조인트에는 카르단 조인트가 바람직하다. 더욱 특히, 카르단 조인트의 2개의 회전축을 오프셋하는 것은 이러한 배열이 회전축이 교차하는 종래의 카르단 조인트에 비해 축 모션시 조인트가 더욱 강해지게 하기 때문에 특히 바람직하다. 관련된 전기 모터(EM1-6)에 의해 구동되는 톱니형 벨트 드라이브(BD1-6) 형태의 액추에이터는 로커(R1-6)에 연결된다. 또한, 각각의 벨트 드라이브(BD1-6)는 로커에 연결된 벨트 드라이브에 대해 연결된 관련된 로커에 예압 텐션을 제공하는 벨트 텐셔너(T1-6)의 형태의 텐셔닝 장치에 각각 연결된다. 각 벨트 텐셔너(T1-6)는 관련된 벨트가 통과하는 풀리, 및 리니어 가이드의 스프링 또는 레버 암의 피봇 주위에 작용하는 토션 스프링과 같이 풀리에 힘을 제공하는 수단을 포함하고, 풀리는 레버 암의 단부에 장착된다. 벨트 텐셔너(T1-6)에 의해 제공되는 힘은 관련된 로커 이동에 따른 기하학적 배열의 변화를 수용하기 위해 벨트에서의 텐션을 유지시킨다. 하우징(H1-3)은 로커의 쌍(R1,2; R3,4; R5,4) 및 관련된 벨트 드라이브(BD1-6) 주위에 배열된다. 로커(R1-R6)와, 관련된 벨트 드라이브(BD1-6)와, 전기 모터(EM1-6) 사이의 연결은 도 2, 2a 및 3에 더욱 상세히 도시되고, 여기에서 하우징(H1-3)은 도시되어 있지 않다.

도 3은 로커 및 관련된 액추에이터 배열의 예로서 로커(예: R6) 및 연결된 요소를 더욱 상세히 나타내고, 이하에 더욱 상세히 설명한다. 모션 제너레이터의 다른 로커(R1-5) 및 관련된 요소는 상응하여 구성 및 배열된다. 로커(R6)는 표면(14)과 평행하고 배열에 있어서 저마찰 가이드를 구성하는 로커 피봇축(RPA6)을 중심으로 피봇팅하도록 배열된다. 도시된 실시형태에 있어서, 로커 피봇은 피봇 샤프트의 양단부에 베어링을 포함하지만, 이들은 예를 들면 굴곡부에 의해 대체될 수 있다. 로커(R6)는 텐션 스프링(SP6)에 의해 지지되며, 이 스프링의 타단부는 모션 제너레이터 구조에 앵커링된다. 스프링(SP6)은 그 이동 범위 내 중립(또는 "공칭") 위치에 또는 그 근처에서 페이로드/엔드 이펙터 중량을 지지하도록 복원력을 제공함으로써 액추에이터에 보조를 제공하는 수동력 장치(passive force device)를 구성한다. 이러한 수동력 장치는 페이로드의 중량에 반응하는 방향으로 잡아당기는 로커 암의 한 지점에 부착된 번지, 텐션 스프링, 가스 스트럿에 의해 제공될 수 있다. 가늘고 긴 스트럿(S6)은 그 하단부가 하부 조인트(LJ6)에 의해 또한 그 상단부가 UJ6에 의해(엔드 이펙터에 연결됨) 로커 암의 외부 단부에 힌지식으로 연결된다. 가늘고 긴 스트럿(S6)은 중앙 종축(SA6)을 정의한다. 가늘고 긴 톱니형 벨트(BD6)의 양단부는 연결된 벨트(BD6)의 마모를 감소시키는 둥근형상 요소(E6)를 통해 로커(R6)와 연결된다. 요소(E6)는, 예를 들면 풀리 형태와 같이 만곡형 또는 원형일 수 있고, 톱니형 벨트와 맞물리도록 톱니가 있을 수 있다. 적합한 톱니형 벨트의 예로는 Continental제의 Conti® Synchrochain Carbon 벨트이다. 벨트(BD6)의 주요 길이는 로커(R6)의 로커 암에 의해 정의된 개구부(RA6)를 통과하여, 모션 제너레이터 작동 동안 요소 간의 원치 않는 접촉을 회피한다.

본 실시형태에서는 가늘고 긴 벨트의 양단부가 관련된 로커에 고정되어 있지만, 상술한 바와 같이, 완전히 폐쇄된 루프 벨트 또는 유사한 드라이브가 본 발명의 모션 제너레이터에 사용되어, 폐쇄된 루프 벨트가 로커에 적절하게 고정될 수 있다는 것이 고려된다.

톱니형 벨트(BD6)는 전기 모터(EM6)의 상응하는 톱니형 전동식 캡스턴(C6)(가려져 있음) 주위를 통과한다. 전동식 캡스턴의 적절한 예는 Kollmorgan의 AKM2G Servo Motor로 구동되는 Martin의 동기식 벨트 스프로킷이다. 캡스턴(C6)/모터(EM6)는 제어 시스템(예를 들면 도 4와 관련하여 기재됨)의 제어 하에 동작한다. 모터(EM6)는 비교적 짧은 길이의 벨트(BD6)에 의해 로커(R6)에 연결되어 모션 제너레이터의 민감성에 효과적으로 기여한다는 점에 유의해야 한다. 텐셔너와 모터/캡스턴의 위치는 상호교환 가능하다는 점을 이해해야 한다. 모터는 일부 배열에서 텐셔너 위에 장착될 수 있다. 이는 벨트의 길이를 단축하고, 잠재적으로 벨트의 임의의 늘어남을 줄여 고대역폭, 낮은 레이턴시 동작을 가능하게 하는 데 유리할 수 있다.

벨트(BD6) 및 관련된 로커(R6)는 관련된 스트럿(S6)의 종축(SA6)과 평행하게 움직이도록 배열된다는 점에 유의해야 한다. 이러한 방식으로, 유리하게는, 로커(R6)에 의해 더 적은 굽힘 하중이 걸리고, 하중은 벨트(BD6)에 더욱 직접적으로 전달되어 모터(EM6)에 전달된다. 이러한 배열은 모터(EM6)로부터 스트럿(S6)까지의 힘의 보다 직접적인 작용선을 유리하게 제공한다. 다시 말해서, 모터(EM6)로부터 벨트(BD6)에서 스트럿(S6)까지 더욱 강한 부하 경로가 존재하여, 로커(R6)에 의해 제공되도록 요구되는 반동력을 취득한다. 이는 굽힘 시(적어도 시스템이 중앙에 있을 때) 로커(R6)가 반동력을 제공할 필요가 없으므로, 다른 모션 제너레이터 설계에 비해 로커(R6)의 움직임이 향상된다는 것을 의미이다.

도 3a는 도 3과 관련하여 상술한 것에 대안적이지만 일반적으로 유사한 로커(R6A) 및 액추에이터 배열을 도시하며, 대응하는 부호는 대응하는 구성요소와 관련하여 사용되었다. 선택적인 추가 제동 시스템(BS)은 로커(R6A)에 연결되어 로커의 감속을 제어한다.

제어 시스템의 제어 하에 관련된 벨트(BD1-6) 및 캡스턴(C1-6)에 의해 구동되는 하나 이상의 로커(R1-R6)(또는 상술한 다른 실시형태에서의 로커)의 움직임에 의해, 스트럿(S1-6)은 이펙터(13)를 다양한 조건에서 자유도 6 중 어느 하나에서 고대역폭으로 움직이게 하고, 그 중 일부는 이하에 설명되어 있다.

더욱이, 모션 제너레이터(10)는 유사한 풋프린트의 다른 모션 제너레이터 설계와 비교하여, 예를 들면 이하에 설명된 섀시 암 반경의 관점에서 정의된 바와 같이, 그 풋프린트에 대한 우수한 좌우, 전후 및 상하 편위 능력을 갖는다.

모션 제너레이터(10)는 도 4에 도시되고 부호 100으로 나타낸 제어 시스템의 제어 하에 동작될 수 있다. 모션 제너레이터와 제어 시스템은 함께 모션 시스템을 구성한다. 도 4와 관련하여, 모션 제너레이터는 부호 102로 지칭되지만, 제어 시스템(101)은 본원에 설명된 다른 모션 제너레이터, 모션 시스템 및 모션 시뮬레이터에 적용 가능하다. 제어 시스템(101)은 바람직하게는 결정론적 또는 실시간 방식으로 컴퓨터 프로그램을 실행하고, 또한 시뮬레이션 환경(103) 또는 설정점 생성기(106)와 같은 요구 생성기로부터 모션 요구 입력(105)을 취하는 모션 컨트롤러(104)를 포함한다. 모션 컨트롤러는 요구되는 모션 프로파일(105)을 생성하기 위해 각 액추에이터(109)에서 생성되어야 하는 위치, 가속도 및/또는 힘(107)을 계산한다. 또한, 제어 시스템(101)은 액추에이터(109)를 구동하기 위해 정밀하게 제어되는 전류(110)를 제공하는 서보 드라이브(108)를 포함한다(예를 들면, 상기 예시적인 실시형태에서는 전기 모터(EM1-6); 및 관련 캡스턴(C1-6) 및 벨트(BD1-6))

동작 시, 모션 컨트롤러는 요구되는 위치 또는 힘(107)을 각각의 서보 드라이브(108)에 전송한다. 액추에이터(109)는 선택적으로 서보 드라이브를 통해 모션 컨트롤러에 모션 피드백(112)을 제공하는 인코더와 같은 모션 측정 장치(111)를 갖는다. 모션 컨트롤러는 요구된 모션 프로파일(105)을 측정된 모션 프로파일(112)과 비교하고, 이에 따라 액추에이터 요구(107)를 업데이트한다.

또한, 도 4는 시뮬레이션된 차량의 물리적 특성 및 그 환경, 예를 들면 경마장 또는 도시 도로가 계산되는 운전 시뮬레이션과 같은 시뮬레이션 환경(503)을 갖는 제어 시스템(101)을 도시한다. 예를 들면, 운전 시뮬레이션은 후술하는 바와 같이 본 발명에 따른 운전 시뮬레이터의 맥락 내일 수 있다. 이 실시형태에 있어서, 제어 시스템(101)은 시뮬레이션 환경(103)으로부터 모션 요구를 수신하고 가상 차량의 모션을 나타낸다. 컴퓨터 프로그램은 가상 세계(114)에서의 차량의 모션을 결정한 다음, 시뮬레이션된 차량 모션을 모션 제너레이터에 의해 표현될 수 있는 모션으로 변환하도록 모션 큐잉 알고리즘(Motion Cueing Algorithm)(113)(MCA, 워시아웃 필터라로도 알려짐)을 적용한다. 그 다음, 이들 계산된 모션은 모션 요구(105)로서 제어 시스템에 제공된다. MCA(113)는 시뮬레이션 환경(103) 또는 제어 시스템(101)의 일부이거나, 또는 양방으로 분리될 수 있다. 시뮬레이션 환경(103)은 오퍼레이터, 즉 운전자, 승객 또는 조종사와 같은 인간 사용자가 시뮬레이션 환경에서 가상 차량을 제어하는데 사용하는 조향, 스로틀 또는 브레이크 입력과 같은 제어 장치(116)로부터의 입력 신호(115)를 수신할 수 있다. 오퍼레이터는 모션 제너레이터(102)(예를 들면 예시 실시형태에서의 모션 제너레이터(10)) 상의 페이로드로서의 섀시 내의 승객(운전자)일 수 있다. 이들 입력(115)은 제어 시스템을 통해 또는 직접 시뮬레이션 환경으로 되돌아갈 수 있다. 또한, 시뮬레이션 환경은 운전자, 승객, 또는 다른 사용자나 오퍼레이터를 위한 시각 표시장치(117)에 출력을 생성할 것이다. 또한, 시뮬레이션 환경은 모션 제너레이터의 위치 또는 제어 장치 입력 신호에 관련된 것과 같은, 제어 시스템으로부터 추가 데이터(118)를 요구할 수 있다.

모션 제너레이터의 동작

모션 제너레이터(10)는 도 1, 2 및 2a에 있어서 플랫폼이 중립(또는 "공칭") 조건, 즉 모션 제너레이터가 중립 또는 공칭 조건에 있는 것으로 도시되어 있다. 모션 제너레이터는 엔드 이펙터를 다양한 다른 조건으로 움직이도록 동작될 수 있다. 모션 제너레이터(10)가 후방으로의 서지(surge rearward), 우측으로의 스웨이(sway right), 히브 다운(heave down), 좌측 내림 롤(roll left side down), 기수 올림 피치(pitch nose up), 및 기수를 우측으로 한 요(yaw nose right)를 포함하지만, 배타적이지 않게 많은 조건으로 동작될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, 모션 제너레이터(10)가 이러한 조건의 다중 조합으로 동작될 수 있다는 것도 당업자는 알 수 있을 것이다. 예를 들면, 모션 제너레이터는 히브업과 기수를 좌측으로 한 요 조건이 조합된 조건으로 동작될 수 있다. 모션 제너레이터는 페이로드/엔드 이펙터(13)의 움직임의 정확성을 증가시키는 높은 대역폭, 낮은 마찰 및/또는 낮은 관성을 포함한 본 발명의 이점을 갖는다.

본 발명에 따른 모션 제너레이터와 비교 가능한 모션 제너레이터의 비교

도 5 및 6에 묘사된 결과는 엔드 이펙터(실선으로 표시된 결과)를 지지하는 스트럿에 연결된 수평면에서 움직이는 암을 갖는 6개의 로커(즉, 수직 피봇축을 갖고 도 7의 평면도에 도시됨)를 갖는 WO2020/228992(EP37395580)의 바람직한 실시형태에 따른 구성 A인 비교 가능한 기준 모션 제너레이터와, 수평적 로커축을 중심으로 수직면에서 움직이고 엔드 이펙터를 지지하는 6개의 록커를 갖는 상술한 모션 제너레이터(10)와 같은 구성 B의 본 발명에 따른 모션 제너레이터 사이의 편위 포락선을 비교한 것이다(결과는 점선으로 표시됨). 본 발명에 따른 모션 제너레이터는 도 8에 평면도로 도시되어 있다. 경주용 자동차 조종석 형태에서의 섀시(C)가 모션 제너레이터 플랫폼의 엔드 이펙터 상에 장착되어 있고, 사용자(U)가 두 조종석 모두에 도시되어 있는 점에 유의해야 한다. 모션 제너레이터 구성 A와 B는 모두 동일한 "섀시 암 반경"을 갖는다. "섀시 암 반경"은, 도 7 및 8에서 R로 표시된, 엔드 이펙터의 중심으로부터/스트럿을 엔드 이펙터에 연결하는 상부 조인트까지의 거리이고, 비교 가능한 풋프린트를 가지고 있다고 할 수 있다.

본 연구에서는, 2개의 모션 제너레이터 구성의 로커가 6개의 로커에 걸친 로커 위치의 모든 조합으로 가능한 전체 범위에 걸쳐 휩쓸고 지나가는 시뮬레이션이 수행되었다. 시뮬레이션 동안, 얻어진 엔드 이펙터 변위는 자유도 6의 각각에서 측정되었다. 각각의 편위 포락선은 다양한 자유도의 상이한 조합의 단면에서 엔드 이펙터에 의해 달성 가능한 최대 위치를 시각화한 것이다.

본 발명의 모션 제너레이터인 구성 B의 상이한 자유도에서의 편위의 증가(점선으로 표시됨)를 비교 가능한 모션 제너레이터인 구성 A(실선으로 표시됨)의 상이한 자유도에서의 편위의 백분율로서 나타내는 도 5로부터, 본 발명의 모션 제너레이터의 편위 포락선은, 이러한 모든 자유도에서 편위가 현저히 커지기 때문에, 기준 모션 제너레이터인 구성 A에 비해서 상하 및 수평 편위에 있어서 현저한 개선을 제공한다는 것을 알 수 있다. 따라서, 증가 비율은 비교 가능한 모션 제너레이터 구성과 비교하여 본 발명의 모션 제너레이터 구성이 60%∼100% 더 크다. 모션 제너레이터 구성 둘 다는, 엔드 이펙터의 얻어진 편위 포락선이 대략 원형이고 볼록형이므로, 편위를 사용 가능하고, 즉 포락선의 임의의 한 지점으로부터 다른 지점으로 기하학적 한계에 도달하지 않고, 즉 엔드 이펙터의 움직임이 움직임 범위 전체에 걸쳐 제한되지 않고, 직선 상으로 움직일 수 있다는 것을 의미한다. 도 6은 섀시 암 반경의 백분율로서 병진 편위(translational excursion)를 도시한다. 예를 들면, 800mm인 섀시 암 반경의 50%는 400mm 편위를 초래한다. 그러나, 특히 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 모션 제너레이터는 사용 가능한 전후 및 좌우 편위 포락선과, 롤 대 피치 포락선에 있어서 기준 모션 제너레이터 구성에서보다 더 크고 더 균일한 원형이기 때문에, 특히 개선된다. 모션 비율의 측면에서, WO2020/228992의 모션 제너레이터는 로커와 수직 자유도 사이의 통상적인 모션 비율은 약 0.17∼약 0.52이다. 대조적으로, 동일한 수직 이동 범위에 걸쳐 본 발명의 모션 제너레이터의 모션 비율은 약 0.38∼약 0.45이다.

모션 제너레이터의 조합

본 발명에 따른 모션 제너레이터는 추가의 모션 제너레이터와 직렬로, 즉 제 1 및 제 2 모션 제너레이터 스테이지로서 사용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 모션 제너레이터는 2차 모션 제너레이터로서 사용될 수 있고, 다시 말해서 모션 제너레이터 자체가 1차 모션 제너레이터의 페이로드가 된다. 도 9는 본 발명에 따르고, 제 1(또는 "1차") 모션 제너레이터(202)와 제 2(또는 "2차") 모션 제너레이터(204)(이는 도 1∼3에 대해 일반적으로 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 모션 제너레이터임)를 포함하는 조합(200)을 도시한다. 조합(200)은 통상적으로 건물 바닥인 평면(201)(미도시) 상에 설치된다. 1차 모션 제너레이터(202)는 하부 프레임 부재(207, 208)를 포함하는 하부 프레임(206) 및 상부 프레임(210)을 포함하는 단순한 X 및 Y 프레임 배열이다. 하부 프레임 부재(208)는 프레임(210)이 X 방향으로 움직이도록 제어 시스템(205)(예를 들면 도 4에 도시된 바와 같음)으로부터의 명령 하에 동작될 수 있는 모터(212)를 지지한다. 유사한 모터(214)가 제어 시스템(205)으로부터의 명령 하에 해당 프레임을 Y 방향으로 움직이게 하기 위해 프레임(210) 상에 상응하여 배열된다. 1차 모션 제너레이터(202) 상에 장착된 본 발명의 제 1 양태에 따른 모션 제너레이터인 2차 모션 제너레이터는 액추에이터(모터, 및 하우징에 의해 모두 가려진 캡스턴 주위를 통과하는 로커의 이동 가능한 단부에 부착된 가늘고 긴 벨트를 포함함), 및 가늘고 긴 강성 스트럿에 구동 가능하게 연결된 로커(1차 모션 제너레이터의 상부 프레임 요소(211) 상에 직접 장착됨, 즉 표면(201) 상의 평면에 장착됨)를 포함한다. 가늘고 긴 스트럿은 일단부가 하부 조인트에 의해 관련된 로커의 자유 단부에 연결되고 타단부가 상부 조인트에 의해 엔드 이펙터/페이로드(219)에 연결된다. 모터(217)가 제어 시스템으로부터의 명령 하에 동작하면, 이것은 구동 캡스턴을 구동하고, 결과적으로 벨트를 구동하여, 관련된 로커를 움직이게 한다. 로커는 수평 피봇축을 중심으로 피봇팅하고, 로커 암은 수직 아크를 그린다. 로커의 움직임은 관련된 스트럿을 움직여서 엔드 이펙터/페이로드(219)를 X 및 Y 방향으로 움직이게 할 뿐만 아니라, 요(yaw), 히브(heave) 및 피치(pitch) 모션을 허용한다. 조합(200)은 1차 모션 제너레이터(202)가 비교적 저렴하지만, X 및 Y 방향으로 양호한 편위 범위를 제공하고, 2차 모션 제너레이터(204)가 더 높은 대역폭과 더 낮은 수준의 관성 및 마찰을 제공하여, 페이로드에 전달되는 움직임의 정확성을 증가시킨다는 점에서 유리한다. 1차 모션 제너레이터는 단순한 X 및 Y 프레임 배열인 조합이지만, 예를 들면 WO2020/249262에 일반적으로 설명된 바와 같은 X, Y 편위 및 무한 요 기능(즉, Z축을 중심으로 한 회전)을 제공하는 더 복잡한 1차 모션 제너레이터를 조합하여 사용할 수도 있다.

운전 시뮬레이터

본 발명에 따른 운전 시뮬레이터(300)가 도 10에 도시되어 있다. 운전 시뮬레이터(300)는, 예를 들면 도 1∼도 4와 관련하여 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 모션 제너레이터(304), 또는 상술하는 바와 같은 본 발명의 모션 제너레이터를 포함하는 조합을 포함하는 모션 시스템을 포함한다. 모션 제너레이터는 이펙터 페이로드로서 섀시(305)를 갖는다. 모션 시스템(302)은 운전 환경의 이미지를 표시할 수 있는 프로젝션 시스템(307)(환경 시뮬레이션 수단의 일례를 구성하는 프로젝션 시스템)의 전방의 표면(306) 상에 장착된다. 오디오 시스템(미도시)은 운전 환경의 소리를 재현하여 사용자에게 소리를 제공하는 것으로, 환경 시뮬레이션 수단의 또 다른 예를 구성한다. 운전 시뮬레이터(300)의 모션 제너레이터(304)는 제어 시스템(308)의 명령 하에 동작된다(예를 들면, 도 4와 관련하여 상술한 바와 같음).

본 실시형태에 기재된 운전 시뮬레이터에 사용되는 본 발명에 따른 모션 제너레이터는 이러한 용도로 알려진 모션 제너레이터와 비교하여 여러 측면 중 일부 또는 전부에서 유리할 수 있다. 특히 주목할 점은, 도 6과 7에 도시된 결과에 의해 나타낸 바와 같이, 이러한 콤팩트한 풋프린트의 모션 제너레이터의 수평 및 수직 치수에서의 높은 수준의 편위이다. 또한, a) 중량 및 관성 하중에 반응하기 위해 리니어 베어링이 아니라 회전 조인트 또는 회전 베어링을 사용하고, b) 재순환 볼 스크류 리니어 액추에이터를 사용하여 디스펜싱하기 때문에, 움직이는 부품 내에서의 낮은 수준의 마찰을 가질 수 있다. 또한, 특히 회전 모터가 사용되는 경우 낮은 관성을 가질 수 있다. 또한, 1 초과의 자유도에서 통상적으로 50Hz보다 우수한 높은 대역폭을 가질 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 이는 50Hz보다 상당히 더 높은 대역폭, 예를 들면 80Hz, 90Hz, 100Hz 또는 그 이상을 가질 수 있다. 이러한 특성은 상술한 바와 같이 운전 시뮬레이터가 낮은 레이턴시(3-4ms 이하)를 가져서, 다른 운전 시뮬레이터, 특히 훨씬 더 고가의 운전 시뮬레이터에서 필요한 레이턴시 수정의 필요성을 회피 또는 최소화한다는 것을 의미한다.

모션 시스템의 제조 방법

상술한 것과 같은 모션 제너레이터, 및 제어 수단을 포함하는 본 발명에 따른 모션 시스템은, 예를 들면 상술한 바와 같은 사용자 지정 및 표준 구성요소로부터 종래의 수단에 의해 조립될 수 있다. 특히, 모션 시스템은 도 4와 관련하여 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 모션 제너레이터를 제어 시스템과 연결함으로써 제조될 수 있다.

Claims

모션 제너레이터의 이펙터 및/또는 이펙터 페이로드에 힘, 모멘트 및 움직임을 적용하기 위한 모션 제너레이터로서,
상기 이펙터는 표면에 대해 배열되고, 상기 이펙터는 복수의 가늘고 긴 강성 스트럿에 연결되고, 각각의 가늘고 긴 강성 스트럿은 그 일단부가 제 1 조인트에 의해 상기 이펙터에 연결되고, 그 타단부가 제 2 조인트에 의해 관련된 로커에 연결되고, 상기 로커는 일반적으로 표면과 평행한 피봇축을 가져서, 상기 피봇축에 대해 일반적으로 수직인 아크를 통한 로커의 움직임이 상기 이펙터의 움직임으로 이어지고, 관련된 로커에 적용된 힘이 상기 이펙터에 적용되는 힘으로 이어지고, 여기에서 상기 로커의 움직임과 상기 로커에 의해 적용된 힘은 액추에이터에 의해 제어되고, 상기 액추에이터는 상기 로커의 피봇축으로부터 떨어져 있는 상기 관련된 로커 상의 한 지점에 힘을 적용하도록, 관련된 로커에 양단부가 연결되는 가늘고 긴 벨트, 케이블 또는 로프 드라이브의 형태이거나 또는 이를 포함하고,
모션 제너레이터는 관련된 로커의 움직임 동안 상기 가늘고 긴 벨트, 케이블 또는 로프 드라이브를 텐셔닝시키기 위한 텐셔닝 수단을 더 포함하는 모션 제너레이터.
제 1 항에 있어서,
각각의 로커의 피봇축은 표면과 평행한 모션 제너레이터.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
각각의 로커의 피봇축은 수평인 모션 제너레이터.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 액추에이터와 상기 로커 중 적어도 하나, 바람직하게는 둘 모두는, 상기 액추에이터 및/또는 상기 로커가 공칭 조건에 있을 경우, 상기 관련된 가늘고 긴 강성 스트럿의 종축과 평행하게 또는 일직선 상으로 배열되는 모션 제너레이터.
제 4 항에 있어서,
상기 액추에이터와 상기 로커 중 적어도 하나, 바람직하게는 둘 모두는 상기 관련된 가늘고 긴 강성 스트럿의 종축과 동축으로 움직이는 모션 제너레이터.
제 5 항에 있어서,
상기 액추에이터의 가늘고 긴 부분은 상기 관련된 로커 암에 의해 정의된 개구부를 통과하거나 또는 상기 로커 암의 둘레 내를 통과함으로써, 상기 로커 암과 상기 가늘고 긴 부분이 모션 제너레이터의 동작 동안에 서로에 관련하여 움직이는 모션 제너레이터.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이펙터의 최대 전후 편위는 섀시 암 반경의 25%보다 큰 모션 제너레이터.
제 7 항에 있어서,
상기 이펙터의 최대 전후 편위는 섀시 암 반경의 40%보다 큰 모션 제너레이터.
제 8 항에 있어서,
상기 이펙터의 최대 전후 편위는 섀시 암 반경의 약 50%인 모션 제너레이터.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이펙터의 최대 좌우 편위는 섀시 암 반경의 25%보다 큰 모션 제너레이터.
제 10 항에 있어서,
상기 이펙터의 최대 좌우 편위는 섀시 암 반경의 40%보다 큰 모션 제너레이터.
제 11 항에 있어서,
상기 이펙터의 최대 좌우 편위는 섀시 암 반경 길이의 약 50%인 모션 제너레이터.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 최대 상하 편위는 섀시 암 반경의 15%보다 큰 모션 제너레이터.
제 13 항에 있어서,
상기 최대 상하 편위는 섀시 암 반경의 30%보다 큰 모션 제너레이터.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
4개 이상, 바람직하게는 6개의 가늘고 긴 강성 스트럿을 포함하는 모션 제너레이터.
제 15 항에 있어서,
3개의 쌍으로 배열된 6개의 스트럿이 있고, 각각의 상기 스트럿은 그 각각의 일단부가 관련된 로커와 연결되고, 상기 쌍을 이룬 스트럿의 각각의 타단부가 상기 이펙터의 3개의 장착 지점 또는 조인트에 연결되는 모션 제너레이터.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 상기 제 1 및 상기 제 2 조인트는 함께 적어도 5의 자유도 총수를 갖는 모션 제너레이터.
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 또는 상기 제 2 조인트 중 하나는 유니버셜 조인트, 카르단 조인트, 스페리컬 조인트, 스위블, 또는 굴곡부를 포함하고, 다른 하나는 회전 조인트와 직렬로 연결된 유니버셜 조인트, 스페리컬 조인트, 카르단 조인트, 스위블 또는 굴곡부인 모션 제너레이터.
제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가늘고 긴 벨트, 케이블 또는 로프 드라이브는 캡스턴에 의해 작동되는 모션 제너레이터.
제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
관련된 액추에이터가 공칭 조건에서 페이로드/엔드 이펙터를 지지하도록 보조하기 위해 상기 페이로드/엔드 이펙터의 중량에 반응하도록 관련된 로커에 작용하는 수동력 적용 장치를 포함하는 모션 제너레이터.
제 20 항에 있어서,
상기 수동력 적용 장치는 관련된 로커에 연결된 번지, 인장 스프링, 또는 가스 스트럿을 포함하는 모션 제너레이터.
제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
0.3∼0.5 범위의 모션 비율을 갖는 모션 제너레이터.
함께 동작하도록 배열된 1차 모션 제너레이터와 2차 모션 제너레이터를 포함하는 조합으로서,
상기 1차 또는 상기 2차 모션 제너레이터는 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 기재된 모션 제너레이터인 조합.
제 23 항에 있어서,
상기 2차 모션 제너레이터는 제 1 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 기재된 모션 제너레이터인 조합.
제 24 항에 있어서,
상기 1차 모션 제너레이터는 프레임을 포함하고, 상기 2차 모션 제너레이터의 로커 중 적어도 하나는 수평 피봇축을 가진 상기 1차 모션 제너레이터의 프레임에 피봇식으로 장착되는 조합.
제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 기재된 적어도 하나의 모션 제너레이터, 또는 제 23 항 내지 제 25항 중 어느 한 항에 기재된 적어도 하나의 조합, 및 제어 시스템을 포함하는 모션 시스템.
제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 기재된 모션 제너레이터, 제 24 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 기재된 조합, 또는 제 26 항에 기재된 모션 시스템과, 시각적 프로젝션 또는 디스플레이 수단, 및 오디오 수단으로부터 선택된 적어도 하나의 환경 시뮬레이션 수단을 포함하는 운전 시뮬레이터.
제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 기재된 모션 제너레이터와, 상기 모션 제너레이터를 제어하도록 배열된 제어 시스템과, 게임 장면을 표시하기 위한 시각 디스플레이를 포함하는 게임기.
제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 기재된 모션 제너레이터의 제조 방법으로서,
표면에 대한 페이로드에 힘, 모멘트 및 움직임을 적용하기에 적합한 이펙터를 제공하는 단계, 4개 이상의 가늘고 긴 강성 스트럿에 연결하는 단계, 각각의 상기 스트럿의 일단부를 제 1 조인트에 의해 상기 이펙터에 연결하고, 타단부를 제 2 조인트에 의해 로커에 연결하는 단계를 포함하고,
상기 로커는 고정된 수평 피봇축을 가져서, 로커의 움직임이 상기 이펙터의 움직임으로 이어지고, 로커에 적용되는 힘이 상기 이펙터에 적용되는 힘으로 이어지고, 여기에서 로커의 움직임과 로커에 의해 적용되는 힘은 액추에이터에 의해 제어되고, 상기 액추에이터는 상기 로커의 피봇축으로부터 떨어져 있는 로커 상의 한 지점에 힘을 가하도록 배열되는 모션 제너레이터의 제조 방법.