WO2013154386A1 - 모션 시뮬레이터 - Google Patents

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WO2013154386A1
WO2013154386A1 PCT/KR2013/003087 KR2013003087W WO2013154386A1 WO 2013154386 A1 WO2013154386 A1 WO 2013154386A1 KR 2013003087 W KR2013003087 W KR 2013003087W WO 2013154386 A1 WO2013154386 A1 WO 2013154386A1
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WO
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link
base frame
rod
driving means
support member
Prior art date
Application number
PCT/KR2013/003087
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이종찬
강유신
전상곤
정대성
Original Assignee
주식회사 모션디바이스
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Publication date
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Priority to JP2015505645A priority patent/JP2015513123A/ja
Priority to CN201380019781.2A priority patent/CN104246853A/zh
Publication of WO2013154386A1 publication Critical patent/WO2013154386A1/ko
Priority to US14/512,089 priority patent/US20150030999A1/en

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    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
    • G09B9/02—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft
    • G09B9/04—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B22/00—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements
    • A63B22/16—Platforms for rocking motion about a horizontal axis, e.g. axis through the middle of the platform; Balancing drums; Balancing boards or the like
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63G—MERRY-GO-ROUNDS; SWINGS; ROCKING-HORSES; CHUTES; SWITCHBACKS; SIMILAR DEVICES FOR PUBLIC AMUSEMENT
    • A63G31/00—Amusement arrangements
    • A63G31/16—Amusement arrangements creating illusions of travel
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
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    • G—PHYSICS
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    • G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
    • G09B9/02—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft
    • G09B9/08—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of aircraft, e.g. Link trainer
    • G09B9/12—Motion systems for aircraft simulators
    • G09B9/14—Motion systems for aircraft simulators controlled by fluid actuated piston or cylinder ram

Definitions

  • the present invention relates to a motion simulator, and more particularly, to a motion simulator capable of five degrees of freedom movement by a simple structure.
  • the motion simulator is a device that allows the user to feel the motion of the virtual reality as a reality by reproducing the dynamic change to match the virtual environment controlled by the computer. It is widely used as a simulator for games or theaters to experience 3D.
  • the exercise plate for the bodily motion simulator of Korean Patent Registration No. 10-0932231 is disclosed.
  • the support frame 110, the movable frame 120, the center pivot joint 130, the horizontal actuator 140, the first upper and lower actuators 150, and the second upper and lower actuators 160 are illustrated in FIG. 1.
  • the above-described conventional simulator drives the first upper and lower actuators 150 or the second upper and lower actuators 160 to impart rotational movement to the movable frame 120 by the vertical movement of the rods 154 and 164, and the horizontal actuator
  • the three degrees of freedom rotational motion is implemented by applying the rotational motion to the movable frame 120 by the horizontal motion of the rod 144 by driving the 140.
  • the degree of freedom to be implemented is limited, so that the user may not experience the reality, and the horizontal actuator 140 is installed to cross in the horizontal direction to install an additional actuator for realizing higher degrees of freedom. In order to do so, there is a problem in that the structure is complicated.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a motion simulator that enables a maximum of five degrees of freedom movement by a simpler structure.
  • a first link unit 50 for vertical movement Upper ends are respectively connected to the left and right end portions of the support member to enable rolling and pitching rotation, and lower ends are respectively connected to the left and right sides of the base frame 10 to enable rolling and pitching rotation, and the second driving means and the third driving means.
  • a second link unit 60 and a third link unit 70 which transmit power of a means to vertically move both left and right sides of the support member; Both side ends are connected to the first link unit 50 and the base frame 10 so as to be pitched rotatable, respectively, and transmits the power of the fourth driving means to pitch the rotational movement of the first link unit 50; It comprises a four link unit 80.
  • the first driving means to the fourth driving means may be provided in the base frame.
  • the first link unit 50 includes a first link member 51 having a lower end connected to the base frame 10 so as to be pitched and rotatable, and inside the first link member 51 by the first driving means.
  • the second link unit 60 and the third link unit 70 may include a second link member 61 and a third link member 71 connected to the lower end of the second link unit 60 so as to be rotatable and pitched to the base frame 10.
  • the fourth link unit 80 may include a fourth link member 81 having one end connected to the base frame 10 so as to be rotatable pitched, and the fourth link member 81 by the fourth driving means. It may be made of a fourth rod 82 which is slide-operated inside and connected to the first link member 51 to be pitched rotatable.
  • the support member includes a first support member 30 to which the chair 1 is coupled to the rear and the monitor 2 to the front, and the handle 3 to the first support member 30. It consists of a second support member 40 integrally coupled to;
  • the first link unit 50 is connected to the rear end of the first support member 30 so as to be rotatable and pitched rotatable, and the second link unit 60 and the third link unit 70 are supported by the second support unit 30. Rolling and pitching may be connected to both left and right ends of the member 40.
  • An upper end may be further provided with a fifth link unit 90 connected to the front end of the support members 30 and 40 so as to be pitched rotatably and connected to the base frame 10 to be pitched rotatable.
  • the fifth link unit 90 may include a fifth link member 91 having a predetermined length, a fifth rod 92 inserted into the fifth link member 91, and sliding in the vertical direction.
  • a fifth upper connection member 93 having one side end rotatably connected to the upper end of the fifth rod 92 and the other end fixedly coupled to the front end of the support member 30;
  • a fifth lower connection member (94) connected to the fifth link member (91) so that the fifth link member (91) is rotatably pitched and the other end is fixedly coupled to the base frame (10);
  • the fifth rod 92 may be vertically moved by the movement of the support members 30 and 40 by the driving force of the first to fourth driving means.
  • the first link unit 50 includes a first link member 51 having a lower end connected to the base frame 10 so as to be pitched and rotatable, and inside the first link member 51 by the first driving means.
  • the first rod 52 which is slide-operated in, and the first upper connection member is connected to the rear end of the support member in a rotatable manner and the other end is rotatably connected to the first rod (52) ( 53);
  • the fifth link unit 90 may include a fifth link member 91 having a predetermined length, a fifth rod 92 inserted into the fifth link member 91, and sliding in the vertical direction.
  • a fifth upper connection member 93 having one side end rotatably connected to the upper end of the fifth rod 92 and the other end fixedly coupled to the front end of the support member 30;
  • a fifth lower connection member (94) connected to the fifth link member (91) so that the fifth link member (91) is rotatably pitched and the other end is fixedly coupled to the base frame (10);
  • the first upper connecting member 53 and the fifth upper connecting member 93 may be coaxially positioned.
  • the first link member 51 and the fifth link member 91 may have a lower width than the upper portion.
  • It may further include a rotary support plate 20 for supporting the lower portion of the base frame 10, and guides the rotation of the base frame 10 when the base frame 10 is rotated by the rotation driving force of the rotation driving means.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a conventional motion simulator
  • FIG. 3 is a perspective view showing a motion simulator according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a side view showing a motion simulator according to a first embodiment of the present invention.
  • FIGS 5 and 6 are diagrams showing the lifted state in the motion simulator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing a state that is advanced and tilted forward in the motion simulator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing a state in which the motion simulator in the motion simulator according to the first embodiment of the present invention forward and tilted and lifted at the same time
  • FIG. 9 is a view showing a state in which the rearward backward and inclined in the motion simulator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view showing a state in which the motion simulator backwards and tilts and lifts at the same time in the motion simulator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a view illustrating a state in which the right side is lifted and inclined in the state of being back backward in the motion simulator according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 12 is a view showing a state in which the right side is elevated and inclined in the state of moving forward in the motion simulator according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 13 and 14 are perspective views showing a motion simulator according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a side view showing a motion simulator according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a view showing a state that is advanced in the motion simulator according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a view illustrating a state in which the vehicle is moved backward in the motion simulator according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a view showing a state in which the right side is lifted and inclined in the motion simulator according to the second embodiment of the present invention.
  • first support member 31 chair support
  • monitor support portion 40 second support member
  • first lower connection member 60 second link portion
  • Figure 2 is a view for explaining the degree of freedom
  • Figure 3 is a perspective view showing a motion simulator according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a side view showing a motion simulator according to a first embodiment of the present invention.
  • the motion of an object in space is a linear motion in the front-rear direction (Forward ⁇ Back; Z-axis) and a linear motion in the left-right direction (Right ⁇ Left; X).
  • Axis linear motion in the vertical direction (Up ⁇ Down; Y-axis), rolling with the Z-axis as the center of rotation, pitching with the X-axis as the center of rotation, yawing with the Y-axis as the center of rotation It appears in six ways, also known as six degree of freedom.
  • the axis connecting the left and right axes to the X axis, the axis connecting the up and down axes to the Y axis, and the axis connecting the front and back to the Z axis will be described based on the movement and rotation directions.
  • the motion simulator of the present invention the base frame 10, the rotary support plate 20 for supporting the lower portion of the base frame 10, the chair 1 seated by the user and provides a virtual environment according to the user's operation as an image
  • the base frame 10 and the connection between the support member (30, 40) The first link unit 50, the second link unit 60, the third link unit 70, and the fourth link unit 80 are included.
  • the base frame 10 supports the overall structure of the motion simulator of the present invention, and has a plurality of driving means for providing power to the first link portion 50 to the fourth link portion 80 in a substantially hexahedral shape. It may be provided, the plurality of driving means may be a motor, a cylinder, a linear actuator and the like.
  • the rotary support plate 20 is provided between the ground and the base frame 10, while supporting the base frame 10 at the same time the rotary guide 21 is protruded upward to a predetermined width and height formed on the upper surface, the rotation The base frame 10 is rotatable while being guided by the rotation guide 21 by the rotational force transmitted from the driving means (not shown).
  • the lower surface of the base frame 10 is provided with a plurality of wheels 11 so that the base frame 10 is rotated while being guided by the rotation guide 21, the rotation guide 21 is the rotation
  • the support plate 20 may be formed in a circular band shape around the edge of the upper surface.
  • the motion simulator according to the present invention implements a virtual reality in which a user experiences driving a car, a chair 1 in which a user is seated, a monitor 2 providing a virtual environment according to a user's operation as an image, and a user driving
  • a handle 3 for manipulating the direction and a pedal 4 for adjusting the speed of the vehicle can be provided, which can be replaced by other configurations depending on the purpose of the motion simulator.
  • the driving direction of the vehicle according to the operation of the steering wheel 3 and the speed data of the vehicle according to the operation of the pedal 4 are input to a controller (not shown in the drawing), and the monitor 2 according to the input data.
  • a virtual environment such as actual driving is provided as an image by combining the input vehicle direction and speed data with preset virtual environment data.
  • the support members 30 and 40 may include a first support member 30 to which the monitor 2 and a chair 1 are coupled, respectively, and a second support member to which the handle 3 is coupled. 40, the first support member 30 and the second support member 40 are integrally coupled.
  • the 'front' means the direction the user looks when sitting on the chair 1
  • the 'rear' means the opposite direction the user looks at.
  • the directions of front, rear, left, and right are defined based on the above direction. will be.
  • the first support member 30 is composed of a chair support part 31 and a monitor support part 32.
  • the chair support part 31 has a 'b' shape in cross section and the chair 1 is formed on an upper surface thereof. It consists of a horizontal portion 31a fixedly coupled and a connecting portion 31b extending inclined upward from the rear end of the horizontal portion 31a, wherein the monitor support portion 32 is a monitor coupling in which the monitor 2 is fixedly coupled vertically. It is formed to be inclined downward from the lower end of the portion (32a) and the monitor coupling portion (32a) consists of a connecting portion (32b) connected to the front end of the horizontal portion (31a).
  • the second support member 40 is for fixing and supporting the handle 3, the handle fixing portion 41 formed in the horizontal direction so that the handle 3 is fixedly coupled, and the amount of the handle fixing portion 41 It is composed of a connecting portion 42 formed to be inclined downward to connect to the horizontal portion (31a) of the chair support portion 31 at the end.
  • the chair 1, the monitor 2, the handle 3, the first support member 30 and the second support member 40 are integrally coupled so that the driving force is transmitted when the driving force is transmitted by the driving means. Done.
  • the link members 50, 60, 70, and 80 are connected between the support members 30 and 40 and the base frame 10.
  • the first link unit 50 is connected to an upper end of the first support member 30 to enable rolling and pitching rotation, and to enable a pitching rotation behind the base frame 10.
  • the first link member 51 having a predetermined length and the first link member 51 are inserted into the first link member 51 in the vertical direction by the driving of the first driving means (not shown).
  • a first rod 52 which slides linearly and a first rod 52 provided at an upper end of the first rod 52 and connected to a rear end of the first support member 30 so as to be rotatably rolled and pitched.
  • the first upper connection member 53 and the lower end of the first link member 51 are formed of a first lower connection member 54 connected to the rear end of the base frame 10 so as to pitch.
  • first lower connection member 54 prevents rolling rotation and only pitching rotation to prevent the user from falling in the left and right directions when the user is in the chair 1 during the simulator operation. While being fixedly coupled to the base frame 10, the other side is connected to the lower end of the first link member 51 via a rotating shaft (not shown in the drawing) which serves as a center of rotation in the front-rear direction.
  • the first driving means may be a motor or a cylinder, and may be provided inside the base frame 10 or may be provided inside the first link member 51.
  • the linear actuator may be installed outside the base frame 10 in direct connection to the first link member 51 without being provided inside the base frame 10.
  • the second link unit 60 is connected to the right end of the second support member 40 so as to be rotatable for rolling and pitching, and the lower end is rolled to the right end of the base frame 10.
  • the pitching (Pitching) rotatably connected, the third link portion 70 is connected to the upper end of the rolling (Rolling) and pitching (Rolling) to the left end of the second support member 40 and the base
  • the lower end is connected to the right end of the frame 10 so as to be rotatable for rolling and pitching.
  • the second link portion 60 is inserted into the second link member 61 having a predetermined length and the second link member 61 to drive the second driving means (not shown in the figure).
  • a second rod 62 which slides linearly in the vertical direction by the upper and lower ends of the second rod 62, and a rolling and pitching rotation at the right end of the second support member 40.
  • a second upper connection member 63 connected to each other and a lower end of the second link member 61 connected to the right end of the base frame 10 so as to be rotatably rolled and pitched. It consists of two lower connection members (64).
  • the second lower connection member 64 has one side connected to the base frame 10 via a rotating shaft (not shown) so as to be pitchable to the base frame 10, and the other side of the second link member 61. Rolling and pitching are rotatable by being connected to a lower end of the rotating shaft through a rotating shaft (not shown).
  • the third link portion 70 has the same configuration as the second link portion 60, and is inserted into the third link member 71 and the third link member 71 having a predetermined length.
  • a third rod 72 which slides linearly in a vertical direction by driving of a third driving means (not shown in the drawing), and is provided on an upper end of the third rod 72 so that the second support member 40
  • a third upper connection member 73 connected to the left end so as to be rotatable and pitched to be rotatable, and a lower end of the third link member 71 is rolled to the left end of the base frame 10.
  • Rolling and pitching consists of a third lower connection member 74 is connected to be rotatable.
  • the third lower connection member 74 has one side connected to the base frame 10 via a rotating shaft (not shown) to enable pitching rotation, and the other side of the third link member 71. Rolling and pitching can be rotated by being connected to a lower end of the rotating shaft through a rotating shaft (not shown) to enable rotation.
  • the second link unit 60 and the third link unit 70 is different from the first link unit 50 in that it is connected to the base frame 10 so as to be rotatable and rolled.
  • the second link means is the same as the first link portion 50 in that it can be a motor or a cylinder and a linear actuator can be used in direct connection with the second link member 61 and the third link member 71.
  • the fourth link unit 80 applies a driving force so that the first link unit 50 is pitchable and rotated with the link connection unit at the lower end as the rotation center, while the user rides on the chair 1 during the simulator operation.
  • one end is connected to the body of the first link member 51 so as to be pitched rotatable and the other end is a base
  • the upper surface of the frame 10 is connected to be pitched (Pitching) rotatable.
  • the fourth link unit 80 is inserted into the fourth link member 81 having a predetermined length and the fourth link member 81 to drive the fourth driving means (not shown).
  • a fourth rod 82 which slides linearly in a vertical direction inclined by an inclined direction, and is provided at an upper end of the fourth rod 82 to be connected to the body of the first link member 51 to be pitched rotatable.
  • a fourth upper connecting member 83 and a lower end of the fourth link member 81 are formed of a fourth lower connecting member 84 connected to an upper surface of the base frame 10 so as to pitch.
  • the fourth lower connection member 84 and the fourth link member 81 are connected via the rotation shaft 85 to enable pitching rotation.
  • the fourth drive means is the same as the first link portion 50 in that it can be a motor or a cylinder and the linear actuator can be used in direct connection with the fourth link member 81.
  • the rotation driving means may be provided between the base frame 10 and the rotation support plate 20 to rotate the base frame 10 while the bottom surface is fixed to the rotation support plate 20. have.
  • the support member 30 or 40 to which the base frame 10, the chair 10, and the monitor 2 are coupled does not rotate. Yaw rotates by the driving force of the rotation driving means.
  • the wheel 11 attached to the bottom surface of the base frame 10 is rotated while being guided by the rotation guide 21 formed on the top surface of the rotation support plate 20.
  • FIG 5 and 6 are diagrams showing the lifted state in the motion simulator according to the first embodiment of the present invention.
  • the first rod 52, the second rod 62, and the third rod 72 are driven upward by driving the first driving means, the second driving means, and the third driving means. It is in the state of sliding and lifting.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which the vehicle is advanced and tilted forward in the motion simulator according to the first embodiment of the present invention.
  • the first driving means of the first link part 50 is driven to slide the first rod 52 upward, and the fourth driving means of the fourth link part 80 is driven to drive the fourth driving means.
  • the rod 82 slides forward, the user is inclined forward and at the same time advanced forward.
  • the inclination angle forwardly inclined forwards the second rod 62 and the third rod 72 to the second driving means and the third driving means of the second link portion 60 and the third link portion 70. It can adjust by descending.
  • FIG. 8 is a view illustrating a state in which the motion simulator according to the first embodiment of the present invention is advanced and tilted and lifted at the same time.
  • the first driving means of the first link portion 50, the second driving means of the second link portion 60, and the third driving means of the third link portion 70 are driven to drive the first driving means.
  • the fourth driving means of the fourth link unit 80 is driven to slide the fourth rod 82 forward. In this case, the user is elevated upward and at the same time, the user is advanced forward.
  • FIG. 9 is a view illustrating a state in which the vehicle is reversed and tilted backward in the motion simulator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view illustrating a state in which the motion simulator according to the first embodiment of the present invention backwards, tilts, and lifts at the same time.
  • the first driving means of the first link portion 50, the second driving means of the second link portion 60, and the third driving means of the third link portion 70 are driven to operate.
  • the first rod 52, the second rod 62, and the third rod 72 are slid upward, and the fourth rod 82 is slid backward by driving the fourth driving means of the fourth link portion 80.
  • the user is lifted upward and at the same time in a state in which the user is in the rear and backward.
  • the angle of inclination to the rear may be adjusted, and the fourth rod 82 is moved. By adjusting the distance, you can adjust the distance to move backward.
  • FIG. 11 is a view illustrating a state in which the right side is lifted and inclined in the state of being backward in the motion simulator according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 12 is moving forward in the motion simulator according to the first embodiment of the present invention. It is a figure which shows the state which the right side raises and inclined in the turned state.
  • the fourth link unit 80 drives the fourth driving means to slide the fourth rod 82 backward or slide forward and simultaneously move the second link unit.
  • the second rod 62 is moved upward by driving the second driving means of the user 60, the user is inclined by lifting the right side.
  • the monitor (2) is provided with a rotary support plate 20 and a rotation drive means, the rotation drive When the means are driven, the rotational force is transmitted to the base frame 10 so that the wheel 11 is guided by the rotation guide 21 while simultaneously rolling.
  • linear motion in the front and rear and up and down directions, rolling, pitching, and yawing rotation are possible, and five degrees of freedom motion can be realized, so that the user can experience a more realistic virtual environment. It becomes possible.
  • FIG. 13 and 14 are perspective views showing a motion simulator according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 15 is a side view showing a motion simulator according to a second embodiment of the present invention.
  • the fifth link unit 90 is provided to compensate for this disadvantage.
  • the second embodiment of the present invention is provided with support members 30 and 40 to which the chair 1, the monitor 2, and the handle 3 are fixedly coupled, and the first support member 30 and the second support member ( The first link unit 50, the second link unit 60, the third link unit 70, the fourth link unit 80, and the fifth link unit 90 supporting the linear movement and the rotational movement 40. ) Is provided.
  • the first link unit 50 is connected to an upper end of the first support member 30 so that rolling and pitching can be rotated, and a pitching rotation is performed behind the base frame 10. It is connected to the lower end as possible, the first link member 51 having a predetermined length, and is inserted into the first link member 51, the upper and lower by driving of the first driving means (not shown in the figure)
  • a first rod 52 which slides linearly in a direction and an upper end of the first rod 52 so as to be connected to a rear end of the first support member 30 so that rolling and pitching can be rotated.
  • the first upper connection member 53 is formed, and the lower end of the first link member 51 is composed of a first lower connection member 54 which is connected to the rear end of the base frame 10 so as to pitch. .
  • the first link member 51 is preferably configured to have a lower width than the upper portion. Do.
  • a motor 55 is provided as a first driving means in the body of the first link member 51, and the shaft of the motor 55 is connected to the first rod 52, thereby providing the motor 55. When driven, the first rod 52 moves up and down.
  • the second link portion 60 is inserted into the second link member 61 having a predetermined length and the second link member 61 to drive the second driving means (not shown in the figure).
  • a second rod 62 that slides linearly in the vertical direction and an upper end of the second rod 62 to rotate and roll at the right end of the second support member 40.
  • a second upper connection member 63 connected to each other and a lower end of the second link member 61 connected to the right end of the base frame 10 so as to be rotatably rolled and pitched. It consists of two lower connection members (64).
  • One side of the second lower connection member 64 is connected to the rotation shaft 12 so that the second link member 61 is pitched to the base frame 10, and the other side of the second link member 64 is rotated.
  • the second link member 61 is connected to the lower end of the member 61 via another rotating shaft (not shown) so as to be able to roll. The rolling of the second link member 61 is performed. And pitching rotation.
  • the rotating shaft 12 is installed on the base frame 10 by the support plate 13.
  • the third link portion 70 has the same configuration as the second link portion 60, and is inserted into the third link member 71 and the third link member 71 having a predetermined length.
  • a third rod 72 which slides linearly in a vertical direction by driving of a third driving means (not shown in the drawing), and is provided on an upper end of the third rod 72 so that the second support member 40
  • the third upper connection member 73 connected to the rolling and pitching rotation at the left end and the lower end of the third link member 71 are rolled at the left end of the base frame 10.
  • Rolling and pitching (Pitching) consists of a third lower connection member 74 is connected to be rotatable.
  • the third lower connection member 74 also allows the third link member 71 to roll and pitch with respect to the base frame 10. It is provided between the third link member 71 and the base frame 10, the third link member 71 is connected to the rotary shaft 12 to enable pitching (Pitching) rotation.
  • the fourth link unit 80 is inserted into the fourth link member 81 having a predetermined length and the fourth link member 81 to drive the fourth driving means (not shown).
  • a fourth rod 82 which slides linearly in a vertical direction inclined by an inclined direction, and is provided at an upper end of the fourth rod 82 to be connected to the body of the first link member 51 to be pitched rotatable.
  • a fourth upper connecting member 83 and a lower end of the fourth link member 81 are formed of a fourth lower connecting member 84 connected to an upper surface of the base frame 10 so as to pitch.
  • the fifth link unit 90 may include a fifth link member 91 having a predetermined length, a fifth rod 92 inserted into the fifth link member 91, and sliding in the vertical direction.
  • a fifth upper connection member 93 having one side end rotatably connected to the upper end of the fifth rod 92 and the other end fixedly coupled to the front end of the first support member 30;
  • the fifth link member 91 is connected to the fifth link member 91 so as to be rotatably pitched, and the other end includes a fifth lower connection member 94 fixedly coupled to the base frame 10.
  • the fifth link member 91 is preferably configured to have a lower width than the upper portion. Do.
  • the first rod 51 to the fourth rod 81 are linearly moved by the first to fourth driving means, but the fifth rod 92 does not have its own driving source and the first to fourth rods.
  • the support members 30 and 40 move up and down or rotate by the driving force of the driving means, the slide movement occurs according to the movement.
  • the user moves, such as rolling, the user moves left and right. Since the force acts to receive a large torque in the first link portion 50 and the durability may be reduced, the above-mentioned durability problem is solved by allowing the torque to act together on the fifth link portion 90.
  • the first upper connecting member 53 provided in the first link unit 50 and the fifth upper connecting member 93 provided in the fifth link unit 90 are coaxially positioned. . If the first upper connecting member 53 and the fifth upper connecting member 93 are not positioned coaxially, the torsion occurs in the first link member 51 and the fifth link member 91 during the operation of the simulator. Therefore, the durability is weakened, so in the present embodiment, the first upper connecting member 53 and the fifth upper connecting member 93 are coaxially positioned so that the first link member 51 and the fifth link member ( 91) prevented torsion.
  • the motor 22 having the gear 22a formed at the end of the motor shaft as the fifth driving means is fixedly coupled to the base frame 10, and a disk shape is formed at the center of the upper surface of the rotating support plate 20 fixed to the bottom surface.
  • the gear connecting plate 23 is fixedly coupled, and the rotary shaft 24 is fixedly coupled to the upper portion of the gear connecting plate 23.
  • a tooth shape is formed on the outer circumferential surface of the gear connecting plate 23 and is engaged with the gear 22a of the motor 22.
  • the wheel 11 coupled to the lower portion of the base frame 10 is guided by the rotation guide 21 of the rotation support plate 20 to rotate.
  • 16 is a view showing a state that is advanced in the motion simulator according to a second embodiment of the present invention.
  • the fourth rod 82 slides forward by the driving of the fourth driving means, and the first link unit 50, the second link unit 60, and the third link unit ( 70 is pitched and rotated in the counterclockwise direction, and thus the fifth link unit 90 is pitched and rotated so that the support members 30 and 40 are advanced forward.
  • first driving means, the second driving means and the third driving means is driven to adjust the position of the first rod 52, the second rod 62 and the third rod 72 support members (30, 40)
  • the tilt angle can be adjusted as well as the up and down position of.
  • 17 is a view showing a state in which the motion backward in the motion simulator according to the second embodiment of the present invention.
  • the fourth rod 82 slides backward by the driving of the fourth driving means, and the first link unit 50 and the second link unit ( 60 and the third link portion 70 is pitched (pitching) rotated in the clockwise direction, and thus the fifth link portion 90 is pitched (pitching) rotated, thereby supporting members 30 and 40. ) Is in a backward state.
  • the first driving means, the second driving means, and the third driving means are driven to adjust the positions of the first rod 52, the second rod 62, and the third rod 72, the support member 30,
  • the tilt angle can be adjusted as well as the up and down positions of 40).
  • FIG. 18 is a view showing a state in which the right side is lifted and inclined in the motion simulator according to the second embodiment of the present invention.
  • the supporting members 30 and 40 are moved. As shown in FIG. 18, the right side is lifted and inclined to form a rolling rotation of the support members 30 and 40.
  • the first upper connecting member 53 and the fifth upper connecting member 93 are hinged to allow such a rolling rotation, and the first upper connecting member 53 and the fifth upper connecting member 93. ) Is coaxial to prevent the occurrence of torsion.

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Abstract

본 발명은 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임의 상측에 위치되어, 모니터와 핸들을 지지하는 지지부재; 상단이 상기 지지부재의 후단에 롤링 및 피칭 회전 가능하도록 연결되고, 하단이 상기 베이스 프레임의 후단에 피칭 회전 가능하도록 연결되며, 제1구동수단의 동력을 전달하여 상기 지지부재의 후단을 상하 운동시키는 제1링크부; 상단이 상기 지지부재의 좌우 양측단에서 롤링 및 피칭 회전 가능하도록 각각 연결되고, 하단이 상기 베이스 프레임의 좌우 측단에서 롤링 및 피칭 회전 가능하도록 각각 연결되며, 제2구동수단과 제3구동수단의 동력을 전달하여 상기 지지부재의 좌우 양측을 상하 운동시키는 제2링크부와 제3링크부; 양측단이 상기 제1링크부와 베이스 프레임에 피칭 회전 가능하도록 각각 링크 연결되고, 제4구동수단의 동력을 전달하여 상기 제1링크부를 피칭 회전 운동시키는 제4링크부를 포함한다.

Description

모션 시뮬레이터
본 발명은 모션 시뮬레이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간단한 구조에 의하여 5 자유도 운동이 가능한 모션 시뮬레이터에 관한 것이다.
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 활용되고 있다.
이러한 종래의 시뮬레이터로서 대한민국 특허등록 제10-0932231호의 체감형 운동 시뮬레이터용 운동판이 개시되어 있다. 이러한 시뮬레이터는 도 1에 도시된 바와 같이, 지지프레임(110), 가동프레임(120), 중앙 피봇 조인트(130), 수평 액츄에이터(140), 제1 상하 액츄에이터(150) 및 제2 상하 액츄에이터(160)를 구비하여 중앙 피봇 조인트(130)를 중심으로 3 자유도(Degree of Freedom) 회전 운동이 가능하도록 구성한 것이다.
상기한 종래의 시뮬레이터는 제1 상하 액츄에이터(150) 또는 제2 상하 액츄에이터(160)를 구동하여 로드(154, 164)의 상하 운동에 의해 가동 프레임(120)에 회전 운동을 부여하고, 수평 방향 액츄에이터(140)를 구동하여 로드(144)의 수평 방향 운동에 의해 가동 프레임(120)에 회전 운동을 부여함으로써 3 자유도 회전 운동이 구현되는 구조이다.
그러나 이러한 구조에 의하면 구현되는 자유도가 낮아 사용자가 실제 현실과 같은 체험을 하기에는 한계가 있고, 수평액츄에이터(140)가 수평방향으로 가로지르도록 설치되어 있어 더 높은 자유도를 구현하기 위한 추가의 액츄에이터를 설치하기 위해서는 구조가 복잡해지는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 보다 간단한 구조에 의해 최대 5 자유도 운동이 가능하도록 하는 모션 시뮬레이터를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 모션 시뮬레이터는, 베이스 프레임(10); 상기 베이스 프레임(10)의 상측에 위치되어, 사용자가 착석하는 의자(1)와 사용자의 조작에 따른 가상 환경을 영상으로 제공하는 모니터(2) 및 상기 가상 환경을 제공하기 위해 사용자가 조작하는 핸들(3)을 지지하는 지지부재(30,40); 상단이 상기 지지부재의 후단에 롤링 및 피칭 회전 가능하도록 연결되고, 하단이 상기 베이스 프레임(10)의 후단에 피칭 회전 가능하도록 연결되며, 제1구동수단의 동력을 전달하여 상기 지지부재의 후단을 상하 운동시키는 제1링크부(50); 상단이 상기 지지부재의 좌우 양측단에서 롤링 및 피칭 회전 가능하도록 각각 연결되고, 하단이 상기 베이스 프레임(10)의 좌우 측단에서 롤링 및 피칭 회전 가능하도록 각각 연결되며, 제2구동수단과 제3구동수단의 동력을 전달하여 상기 지지부재의 좌우 양측을 상하 운동시키는 제2링크부(60)와 제3링크부(70); 양측단이 상기 제1링크부(50)와 베이스 프레임(10)에 피칭 회전 가능하도록 각각 링크 연결되고, 제4구동수단의 동력을 전달하여 상기 제1링크부(50)를 피칭 회전 운동시키는 제4링크부(80)를 포함하여 이루어진다.
이 경우 상기 제1구동수단 내지 제4구동수단은 상기 베이스 프레임 내부에 구비될 수 있다.
상기 제1링크부(50)는, 하단이 상기 베이스 프레임(10)에 피칭 회전 가능하게 연결된 제1링크부재(51)와, 상기 제1구동수단에 의해 상기 제1링크부재(51)의 내부에서 슬라이드 작동되고 상단이 상기 지지부재에 롤링 및 피칭 회전 가능하게 연결된 제1로드(52)로 이루어지고; 상기 제2링크부(60)와 제3링크부(70)는, 하단이 상기 베이스 프레임(10)에 롤링 및 피칭 회전 가능하도록 연결된 제2링크부재(61)와 제3링크부재(71), 상기 제2구동수단 및 제3구동수단에 의해 상기 제2링크부재(61)와 제3링크부재(71)의 내부에서 슬라이드 작동되고 상단이 상기 지지부재에 롤링 및 피칭 회전 가능하도록 연결된 제2로드(62)와 제3로드(72)로 이루어지며; 상기 제4링크부(80)는, 일측단이 상기 베이스 프레임(10)에 피칭 회전 가능하도록 연결된 제4링크부재(81)와, 상기 제4구동수단에 의해 상기 제4링크부재(81)의 내부에서 슬라이드 작동되고 상기 제1링크부재(51)에 피칭 회전 가능하도록 연결된 제4로드(82)로 이루어진 것일 수 있다.
상기 지지부재는, 후방에 상기 의자(1)가 결합되고 전방에 상기 모니터(2)가 결합되는 제1지지부재(30)와, 상기 핸들(3)이 결합되며 상기 제1지지부재(30)에 일체로 결합된 제2지지부재(40)로 이루어지며; 상기 제1링크부(50)는 상기 제1지지부재(30)의 후단에 롤링 및 피칭 회전 가능하도록 연결되고, 상기 제2링크부(60)와 제3링크부(70)는 상기 제2지지부재(40)의 좌우 양측단에 롤링 및 피칭 회전 가능하도록 연결되는 것일 수 있다.
상단이 상기 지지부재(30,40)의 전단에 피칭 회전 가능하도록 연결되고, 하단이 상기 베이스 프레임(10)에 피칭 회전 가능하도록 연결되는 제5링크부(90)를 더 구비한 것일 수 있다.
상기 제5링크부(90)는, 소정의 길이를 갖는 제5링크부재(91)와, 상기 제5링크부재(91)의 내부에 삽입되어 상하 방향으로 슬라이드 이동하는 제5로드(92)와, 일측단이 상기 제5로드(92)의 상단에 피칭 회전 가능하게 연결되고 타측단이 상기 지지부재(30)의 전단에 고정 결합된 제5상부연결부재(93)와, 일측단이 상기 제5링크부재(91)에 연결되어 상기 제5링크부재(91)가 피칭 회전 가능하게 연결되고 타측단이 베이스 프레임(10)에 고정 결합된 제5하부연결부재(94)로 이루어지며; 상기 제5로드(92)는 상기 제1 내지 제4구동수단의 구동력에 의한 지지부재(30,40)의 운동에 의해 상하 이동되는 것일 수 있다.
상기 제1링크부(50)는, 하단이 상기 베이스 프레임(10)에 피칭 회전 가능하게 연결된 제1링크부재(51)와, 상기 제1구동수단에 의해 상기 제1링크부재(51)의 내부에서 슬라이드 작동되는 제1로드(52)와, 일측단이 상기 지지부재의 후단에 롤링 회전 가능하게 연결되고 타측단이 상기 제1로드(52)에 피칭 회전 가능하게 연결되는 제1상부연결부재(53)를 포함하고; 상기 제5링크부(90)는, 소정의 길이를 갖는 제5링크부재(91)와, 상기 제5링크부재(91)의 내부에 삽입되어 상하 방향으로 슬라이드 이동하는 제5로드(92)와, 일측단이 상기 제5로드(92)의 상단에 피칭 회전 가능하게 연결되고 타측단이 상기 지지부재(30)의 전단에 고정 결합된 제5상부연결부재(93)와, 일측단이 상기 제5링크부재(91)에 연결되어 상기 제5링크부재(91)가 피칭 회전 가능하게 연결되고 타측단이 베이스 프레임(10)에 고정 결합된 제5하부연결부재(94)로 이루어지며; 상기 제1상부연결부재(53)와 제5상부연결부재(93)는 동축상에 위치하는 것일 수 있다.
상기 제1링크부재(51)와 제5링크부재(91)는 하부가 상부에 비해 폭이 넓은 것일 수 있다.
상기 베이스 프레임(10)의 하부를 지지하며, 회전구동수단의 회전 구동력에 의해 상기 베이스 프레임(10)의 회전시 상기 베이스 프레임(10)의 회전을 가이드하는 회전 지지판(20)을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 최대 5 자유도 운동이 가능한 모션 시뮬레이터를 구현함으로써 사용자에게 보다 현실감 있는 가상 환경을 체험할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한 5 자유도 운동이 가능하면서도 지지부재를 지지하는 링크부에 큰 토오크 및 비틀림이 작용하는 것을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 모션 시뮬레이터를 보여주는 사시도,
도 2는 자유도를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 모션 시뮬레이터를 보여주는 사시도,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 의한 모션 시뮬레이터를 보여주는 측면도,
도 5와 도 6은 본 발명의 제1실시예에 의한 모션 시뮬레이터에서 승강된 상태를 보여주는 도면,
도 7은 본 발명의 제1실시예에 의한 모션 시뮬레이터에서 전방으로 전진되고 기울어진 상태를 보여주는 도면,
도 8은 본 발명의 제1실시예에 의한 모션 시뮬레이터에서 전방으로 전진되고 기울어짐과 동시에 승강된 상태를 보여주는 도면,
도 9는 본 발명의 제1실시예에 의한 모션 시뮬레이터에서 후방으로 후진되고 기울어진 상태를 보여주는 도면,
도 10은 본 발명의 제1실시예에 의한 모션 시뮬레이터에서 후방으로 후진되고 기울어짐과 동시에 승강된 상태를 보여주는 도면,
도 11은 본 발명의 제1실시예에 의한 모션 시뮬레이터에서 후방으로 후진된 상태에서 우측이 승강되어 기울어진 상태를 나타내는 도면,
도 12는 본 발명의 제1실시예에 의한 모션 시뮬레이터에서 전방으로 전진된 상태에서 우측이 승강되어 기울어진 상태를 나타내는 도면,
도 13, 14는 본 발명의 제2실시예에 의한 모션 시뮬레이터를 보여주는 사시도,
도 15는 본 발명의 제2실시예에 의한 모션 시뮬레이터를 보여주는 측면도,
도 16은 본 발명의 제2실시예에 의한 모션 시뮬레이터에서 전방으로 전진된 상태를 보여주는 도면,
도 17은 본 발명의 제2실시예에 의한 모션 시뮬레이터에서 후방으로 후진한 상태를 보여주는 도면,
도 18은 본 발명의 제2실시예에 의한 모션 시뮬레이터에서 우측이 승강되어 기울어진 상태를 보여주는 도면.
** 부호의 설명**
1 : 의자 2 : 모니터
3 : 핸들 4 : 페달
10 : 베이스 프레임 11 : 바퀴
20 : 회전 지지판 21 : 회전 가이드
22 : 모터 22a : 기어
23 : 기어연결판 24 : 회전축
30 : 제1지지부재 31 : 의자 지지부
32 : 모니터 지지부 40 : 제2지지부재
41 : 핸들 고정부 42 : 수직 연결부
50 : 제1링크부 51 : 제1링크부재
52 : 제1로드 53 : 제1상부연결부재
54 : 제1하부연결부재 60 : 제2링크부
61 : 제2링크부재 62 : 제2로드
63 : 제2상부연결부재 64 : 제2하부연결부재
70 : 제3링크부 71 : 제3링크부재
72 : 제3로드 73 : 제3상부연결부재
74 : 제3하부연결부재 80 : 제4링크부
81 : 제4링크부재 82 : 제4로드
83 : 제4상부연결부재 84 : 제4하부연결부재
90 : 제5링크부 91 : 제5링크부재
92 : 제5로드 93 : 제5상부연결부재
94 : 제5하부연결부재
도 2는 자유도를 설명하기 위한 도면, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 모션 시뮬레이터를 보여주는 사시도, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 의한 모션 시뮬레이터를 보여주는 측면도이다.
먼저, 도 2를 참조하여 운동 및 회전 방향과 자유도에 대해 설명하면, 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.
이하에서는 도 2에서 정의한 바와 같이 좌우를 연결하는 축을 X축, 상하를 연결하는 축을 Y축, 전후를 연결하는 축을 Z축이라 하고, 이를 기준으로 이동 및 회전 방향을 설명한다.
본 발명의 모션 시뮬레이터는, 베이스 프레임(10), 상기 베이스 프레임(10)의 하부를 지지하는 회전 지지판(20), 사용자가 착석하는 의자(1)와 사용자의 조작에 따른 가상 환경을 영상으로 제공하는 모니터(2) 및 상기 가상 환경을 제공하기 위해 사용자가 조작하는 핸들(3)을 지지하는 지지부재(30,40), 상기 베이스 프레임(10)과 지지부재(30,40) 사이를 연결하는 제1링크부(50)와 제2링크부(60)와 제3링크부(70) 및 제4링크부(80)를 포함한다.
상기 베이스 프레임(10)은 본 발명의 모션 시뮬레이터 전체 구조를 지지하는 것으로서, 대략 육면체 형상의 내부에는 상기 제1링크부(50) 내지 제4링크부(80)에 동력을 제공하는 복수의 구동수단이 구비될 수 있으며, 상기 복수의 구동수단은 모터, 실린더, 리니어 액츄에이터 등이 사용될 수 있다.
상기 회전 지지판(20)은 지면과 베이스 프레임(10) 사이에 구비되어, 상기 베이스 프레임(10)을 지지하는 동시에 상면에는 회전 가이드(21)가 소정의 폭과 높이로 상향 돌출 형성되어 있어, 회전 구동수단(미도시)으로부터 전달된 회전력에 의해 상기 베이스 프레임(10)이 상기 회전 가이드(21)에 의해 가이드되면서 회전가능하게 된다.
상기 베이스 프레임(10)의 하면에는 상기 회전 가이드(21)에 의해 가이드되면서 상기 베이스 프레임(10)이 회전될 수 있도록 바퀴(11)가 복수 개 구비되어 있으며, 상기 회전 가이드(21)는 상기 회전 지지판(20) 상면 가장자리 둘레를 따라 원형의 띠 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 모션 시뮬레이터는 사용자가 자동차 주행을 체험하는 가상 현실을 구현하는 것으로서, 사용자가 착석하는 의자(1), 사용자의 조작에 따른 가상 환경을 영상으로 제공하는 모니터(2), 사용자가 운전 방향을 조작하기 위한 핸들(3) 및 자동차의 속도를 조절하기 위한 페달(4)이 구비될 수 있으며, 이러한 구성들은 모션 시뮬레이터의 용도에 따라 다른 구성으로 대체 가능하다.
상기 핸들(3)의 조작에 따른 자동차의 진행 방향 및 상기 페달(4)의 조작에 따른 자동차의 속도 데이터는 제어부(도면에 미도시)에 입력되고, 이렇게 입력된 데이터에 따라 상기 모니터(2)에는 기 설정된 가상 환경 데이터에 상기 입력된 자동차 방향 및 속도 데이터를 결합하여 실제 운전하는 것과 같은 가상 환경을 영상으로 제공하게 된다.
상기 지지부재(30,40)는, 전방과 후방에 상기 모니터(2)와 의자(1)가 각각 결합되는 제1지지부재(30)와, 상기 핸들(3)이 결합되는 제2지지부재(40)로 이루어지고, 상기 제1지지부재(30)와 제2지지부재(40)는 일체로 결합되어 있다.
여기서 '전방'이란 사용자가 의자(1)에 앉았을 때 바라보는 방향을 의미하고, '후방'이란 사용자가 바라보는 반대 방향을 의미하며, 이하에서 전후좌우의 방향은 상기한 방향을 기준으로 하여 정의한 것이다.
상기 제1지지부재(30)는, 의자 지지부(31)와 모니터 지지부(32)로 이루어지는데, 상기 의자 지지부(31)는 단면이 대략 'ㄴ'자 형상으로 이루어져 상면에 상기 의자(1)가 고정 결합되는 수평부(31a)와 상기 수평부(31a)의 후단에서 상향 경사지도록 연장된 연결부(31b)로 이루어지고, 상기 모니터 지지부(32)는 모니터(2)가 수직으로 고정 결합되는 모니터 결합부(32a)와 상기 모니터 결합부(32a)의 하단에서 하향 경사지게 형성되어 상기 수평부(31a)의 전방 단부와 연결되는 연결부(32b)로 이루어진다.
상기 제2지지부재(40)는 핸들(3)을 고정 지지하기 위한 것으로, 상기 핸들(3)이 고정 결합되도록 수평 방향으로 형성된 핸들 고정부(41)와, 상기 핸들 고정부(41)의 양 끝단에서 상기 의자 지지부(31)의 수평부(31a)에 연결하기 위해 하향 경사지게 형성된 연결부(42)로 이루어진다.
상기 의자(1), 모니터(2), 핸들(3), 제1지지부재(30) 및 제2지지부재(40)는 일체로 결합되어 있어 상기 구동수단에 의해 구동력이 전달되는 경우 일체로 운동하게 된다.
상기 지지부재(30,40)와 베이스 프레임(10) 사이에는 4개의 링크부(50,60,70,80)에 의해 연결된다.
제1링크부(50)는 상기 제1지지부재(30)의 후방에 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 상단이 연결되고 베이스 프레임(10)의 후방에 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 하단이 연결되는 것으로서, 소정의 길이를 갖는 제1링크부재(51)와, 상기 제1링크부재(51)의 내부에 삽입되어 제1구동수단(도면에 미도시)의 구동에 의해 상하 방향으로 슬라이드 직선 운동하는 제1로드(52)와, 상기 제1로드(52)의 상단에 구비되어 상기 제1지지부재(30)의 후단에 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 연결되는 제1상부연결부재(53)와, 상기 제1링크부재(51)의 하단부가 상기 베이스 프레임(10)의 후단에 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 연결되는 제1하부연결부재(54)로 이루어진다.
상기 제1하부연결부재(54)는 시뮬레이터 동작시 사용자가 의자(1)에 탑승한 상태에서 좌우 방향으로 넘어지는 것을 방지하기 위해 롤링(Rolling) 회전은 방지되고 피칭(Pitching) 회전만 가능하도록 일측이 상기 베이스 프레임(10)에 고정결합되는 한편, 타측이 전후 방향의 회전 중심이 되는 회전축(도면에 미도시)을 매개로 상기 제1링크부재(51)의 하단부와 연결되어 있다.
상기 제1구동수단은 모터 또는 실린더가 될 수 있고, 베이스 프레임(10) 내부에 구비되거나, 상기 제1링크부재(51) 내부에 구비되는 것으로 구성할 수 있다. 또한 모터를 이용한 리니어 액츄에이터를 구동수단으로 사용하는 경우에는 상기 베이스 프레임(10) 내부에 구비하지 않고 상기 제1링크부재(51)에 직결하여 상기 베이스 프레임(10) 외부에 설치하는 것으로 구성할 수도 있다.
제2링크부(60)는 상기 제2지지부재(40)의 우측단에 상단이 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 연결되고 베이스 프레임(10)의 우측단에 하단이 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 연결되는 것이고, 제3링크부(70)는 상기 제2지지부재(40)의 좌측단에 상단이 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 연결되고 베이스 프레임(10)의 우측단에 하단이 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 연결되는 것이다.
상기 제2링크부(60)는, 소정의 길이를 갖는 제2링크부재(61)와, 상기 제2링크부재(61)의 내부에 삽입되어 제2구동수단(도면에 미도시)의 구동에 의해 상하 방향으로 슬라이드 직선 운동하는 제2로드(62)와, 상기 제2로드(62)의 상단에 구비되어 상기 제2지지부재(40)의 우측단에 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 연결되는 제2상부연결부재(63)와, 상기 제2링크부재(61)의 하단부가 상기 베이스 프레임(10)의 우측단에 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 연결되는 제2하부연결부재(64)로 이루어진다.
상기 제2하부연결부재(64)는 일측이 상기 베이스 프레임(10)에 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 회전축(도면에 미도시)을 매개로 연결되어 있고, 타측이 상기 제2링크부재(61)의 하단부에 롤링(Rolling) 회전 가능하도록 회전축(도면에 미도시)을 매개로 연결됨으로써, 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching) 회전 가능하다.
상기 제3링크부(70)는 제2링크부(60)와 동일한 구성을 갖는 것으로, 소정의 길이를 갖는 제3링크부재(71)와, 상기 제3링크부재(71)의 내부에 삽입되어 제3구동수단(도면에 미도시)의 구동에 의해 상하 방향으로 슬라이드 직선 운동하는 제3로드(72)와, 상기 제3로드(72)의 상단에 구비되어 상기 제2지지부재(40)의 좌측단에 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 연결되는 제3상부연결부재(73)와, 상기 제3링크부재(71)의 하단부가 상기 베이스 프레임(10)의 좌측단에 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 연결되는 제3하부연결부재(74)로 이루어진다.
상기 제3하부연결부재(74)는 일측이 상기 베이스 프레임(10)에 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 회전축(도면에 미도시)을 매개로 연결되어 있고, 타측이 상기 제3링크부재(71)의 하단부에 롤링(Rolling) 회전 가능하도록회전축(도면에 미도시)을 매개로 연결됨으로써, 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching) 회전 가능하다.
상기 제2링크부(60)와 제3링크부(70)는 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 베이스 프레임(10)에 연결된다는 점에서 제1링크부(50)와 차이가 있고, 제2구동수단으로서 모터 또는 실린더가 될 수 있고 리니어 액츄에이터를 제2링크부재(61)와 제3링크부재(71)에 직결하여 사용할 수 있다는 점에서는 제1링크부(50)와 동일하다.
제4링크부(80)는, 제1링크부(50)가 하단부의 링크 연결부를 회전 중심으로 하여 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 구동력을 인가하는 한편, 시뮬레이터 동작시 사용자가 의자(1)에 탑승한 상태에서 좌우 방향으로 넘어지는 것을 방지하기 위해 롤링(Rolling) 회전이 일어나지 않도록 하기 위한 것으로, 일측단이 제1링크부재(51)의 몸체에 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 연결되고 타측단이 베이스 프레임(10)의 상면에서 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 연결되어 있다.
상기 제4링크부(80)는, 소정의 길이를 갖는 제4링크부재(81)와, 상기 제4링크부재(81)의 내부에 삽입되어 제4구동수단(도면에 미도시)의 구동에 의해 경사진 상하 방향으로 슬라이드 직선 운동하는 제4로드(82)와, 상기 제4로드(82)의 상단에 구비되어 상기 제1링크부재(51)의 몸체에 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 연결되는 제4상부연결부재(83)와, 상기 제4링크부재(81)의 하단부가 상기 베이스 프레임(10)의 상면에 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 연결되는 제4하부연결부재(84)로 이루어진다. 상기 제4하부연결부재(84)와 제4링크부재(81)는 회전축(85)을 매개로 연결되어 있어 피칭(Pitching) 회전 가능하게 된다.
상기 제4구동수단으로서 모터 또는 실린더가 될 수 있고 리니어 액츄에이터를 제4링크부재(81)에 직결하여 사용할 수 있다는 점에서는 제1링크부(50)와 동일하다.
한편 상기 회전 구동수단은 상기 베이스 프레임(10)과 회전 지지판(20) 사이에 구비되어, 상기 회전 지지판(20)에 저면이 고정지지된 상태에서 상기 베이스 프레임(10)을 회전시키도록 구성할 수 있다. 이 경우 상기 회전 구동수단은 저면은 회전 지지판(20)에 고정 지지되어 있으므로 회전하지 않고, 상기 베이스 프레임(10)과 의자(10), 모니터(2)가 결합된 지지부재(30,40) 전체가 상기 회전 구동수단의 구동력에 의해 요잉(Yawing) 회전하게 된다. 상기 베이스 프레임(10)을 회전시키는 경우 베이스 프레임(10)의 하면에 부착된 바퀴(11)가 회전 지지판(20)의 상면에 형성된 회전 가이드(21)에 의해 가이드되면서 회전하게 된다.
이하 본 발명의 제1실시예에 따른 모션 시뮬레이터의 작용을 도 5 내지 12를 참조하여 설명한다.
도 5와 도 6은 본 발명의 제1실시예에 의한 모션 시뮬레이터에서 승강된 상태를 보여주는 도면이다.
도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 제1구동수단과 제2구동수단 및 제3구동수단을 구동시켜 제1로드(52)와 제2로드(62) 및 제3로드(72)가 상향 슬라이드되어 승강된 상태로 되어 있다.
이와 같이 상기 제1로드(52)와 제2로드(62) 및 제3로드(72)가 상향 슬라이드되는 과정에서는 제2링크부(60)와 제3링크부(70)의 상하 단부인 제2상부연결부재(63), 제2하부연결부재(64), 제3상부연결부재(73), 제3하부연결부재(74)에서는 제2링크부재(61)와 제3링크부재(71)가 좌우 방향으로 소정의 각도 만큼 벌어질 수 있도록 회전 작용이 발생한다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 의한 모션 시뮬레이터에서 전방으로 전진되고 기울어진 상태를 보여주는 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제1링크부(50)의 제1구동수단을 구동시켜 제1로드(52)를 상향 슬라이드시키고 제4링크부(80)의 제4구동수단을 구동시켜 제4로드(82)를 전방으로 슬라이드시키면, 사용자는 전방으로 기울어짐과 동시에 전방으로 전진된 상태로 있게 된다.
이 경우 전방으로 기울어지는 경사 각도는 제2링크부(60)와 제3링크부(70)의 제2구동수단과 제3구동수단으로 제2로드(62)와 제3로드(72)를 승하강시킴으로써 조절할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 의한 모션 시뮬레이터에서 전방으로 전진되고 기울어짐과 동시에 승강된 상태를 보여주는 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제1링크부(50)의 제1구동수단과 제2링크부(60)의 제2구동수단 및 제3링크부(70)의 제3구동수단을 구동시켜 제1로드(52)와 제2로드(62) 및 제3로드(72)를 상향 슬라이드시키고, 제4링크부(80)의 제4구동수단을 구동시켜 제4로드(82)를 전방으로 슬라이드시키면, 사용자는 상방향으로 승강됨과 동시에 전방으로 기울어진 상태에서 전방으로 전진된 상태로 있게 된다.
이 경우 제1로드(52)의 이동 거리와 제2로드(62) 및 제3로드(72)의 이동 거리를 조절하게 되면 전방으로 기울어지는 각도를 조절할 수 있고, 제4로드(82)의 이동 거리를 조절하게 되면 전방으로 전진하는 거리를 조절할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제1실시예에 의한 모션 시뮬레이터에서 후방으로 후진되고 기울어진 상태를 보여주는 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제4링크부(80)의 제4구동수단을 구동시켜 제4로드(82)를 후방으로 상향 슬라이드시키면, 사용자는 후방으로 후진된 상태로 있게 된다. 이 경우 제2링크부(50)와 제3링크부(60)의 제2구동수단과 제3구동수단을 구동시켜 제2로드(52)와 제3로드(53)를 상향 슬라이드 이동시키면 후방으로 기울어지는 각도를 조절할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제1실시예에 의한 모션 시뮬레이터에서 후방으로 후진되고 기울어짐과 동시에 승강된 상태를 보여주는 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제1링크부(50)의 제1구동수단과 제2링크부(60)의 제2구동수단 및 제3링크부(70)의 제3구동수단을 구동시켜 제1로드(52)와 제2로드(62) 및 제3로드(72)를 상향 슬라이드시키고, 제4링크부(80)의 제4구동수단을 구동시켜 제4로드(82)를 후방으로 슬라이드 이동시키면, 사용자는 상방향으로 승강됨과 동시에 후방으로 기울어진 상태에서 후방으로 후진된 상태로 있게 된다.
이 경우 제1로드(52)의 이동 거리와 제2로드(62) 및 제3로드(72)의 이동 거리를 조절하게 되면 후방으로 기울어지는 각도를 조절할 수 있고, 제4로드(82)의 이동 거리를 조절하게 되면 후방으로 후진하는 거리를 조절할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제1실시예에 의한 모션 시뮬레이터에서 후방으로 후진된 상태에서 우측이 승강되어 기울어진 상태를 나타내는 도면, 도 12는 본 발명의 제1실시예에 의한 모션 시뮬레이터에서 전방으로 전진된 상태에서 우측이 승강되어 기울어진 상태를 나타내는 도면이다.
도 11과 도 12에 도시된 바와 같이, 제4링크부(80)의 제4구동수단을 구동시켜 제4로드(82)를 후방으로 슬라이드 이동시키거나 전방으로 슬라이드 이동시킴과 동시에 제2링크부(60)의 제2구동수단을 구동시켜 제2로드(62)를 상향 슬라이드 이동시키면 사용자는 우측이 들어올려져 기울어지게 된다.
한편, 상기 베이스 프레임(10) 및 의자(1), 모니터(2)가 결합된 지지부재(30,40)를 일체로 회전시키기 위해서 회전 지지판(20)과 회전 구동수단이 구비되는데, 상기 회전 구동수단을 구동시키면 베이스 프레임(10)에 회전력이 전달되어 바퀴(11)가 구름운동을 함과 동시에 회전 가이드(21)에 의해 가이드되면서 회전 운동을 하게 된다.
이와 같이 본 발명에 의하면 전후 및 상하 방향의 직선 운동, 롤링(Rolling), 피칭(Pitching), 요잉(Yawing) 회전이 가능하여 5 자유도 운동을 구현할 수 있어 사용자는 보다 현실감 있는 가상 환경을 체험할 수 있게 된다.
<제2실시예>
도 13, 14는 본 발명의 제2실시예에 의한 모션 시뮬레이터를 보여주는 사시도, 도 15는 본 발명의 제2실시예에 의한 모션 시뮬레이터를 보여주는 측면도이다.
제1실시예의 경우 사용자가 탑승한 상태에서 롤링(Rolling) 등의 동작을 하게 되면 좌우 방향으로 힘이 작용하여 제1링크부(50)에서 큰 토오크를 받게 되어 내구성이 떨어질 수 있다. 제2실시예의 경우에는 이러한 단점을 보완하기 위해 제5링크부(90)를 구비한 점에 특징이 있다.
본 발명의 제2실시예는 의자(1), 모니터(2), 핸들(3)이 고정 결합되는 지지부재(30,40)가 구비되고, 제1지지부재(30)와 제2지지부재(40)를 직선 운동 및 회전 운동 가능하게 지지하는 제1링크부(50), 제2링크부(60), 제3링크부(70), 제4링크부(80), 제5링크부(90)가 구비된다.
상기 제1링크부(50)는, 상기 제1지지부재(30)의 후방에 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 상단이 연결되고 베이스 프레임(10)의 후방에 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 하단이 연결되는 것으로서, 소정의 길이를 갖는 제1링크부재(51)와, 상기 제1링크부재(51)의 내부에 삽입되어 제1구동수단(도면에 미도시)의 구동에 의해 상하 방향으로 슬라이드 직선 운동하는 제1로드(52)와, 상기 제1로드(52)의 상단에 구비되어 상기 제1지지부재(30)의 후단에 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 연결되는 제1상부연결부재(53)와, 상기 제1링크부재(51)의 하단부가 상기 베이스 프레임(10)의 후단에 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 연결되는 제1하부연결부재(54)로 이루어진다.
이 경우 제1링크부재(51)는 시뮬레이터의 동작 중 좌우 방향의 힘이 작용하는 경우 상기 제1링크부재(51)에 토오크가 작용하게 되므로 하부가 상부에 비해 폭이 넓은 형상으로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 제1링크부재(51)의 몸체 내부에는 제1구동수단으로서 모터(55)가 구비되고, 상기 모터(55)의 축은 상기 제1로드(52)에 연결되어 있어, 상기 모터(55)를 구동하면 상기 제1로드(52)가 상하 운동하게 된다.
상기 제2링크부(60)는, 소정의 길이를 갖는 제2링크부재(61)와, 상기 제2링크부재(61)의 내부에 삽입되어 제2구동수단(도면에 미도시)의 구동에 의해 상하 방향으로 슬라이드 직선 운동하는 제2로드(62)와, 상기 제2로드(62)의 상단에 구비되어 상기 제2지지부재(40)의 우측단에서 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 연결되는 제2상부연결부재(63)와, 상기 제2링크부재(61)의 하단부가 상기 베이스 프레임(10)의 우측단에 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 연결되는 제2하부연결부재(64)로 이루어진다.
상기 제2하부연결부재(64)는 일측이 상기 베이스 프레임(10)에 상기 제2링크부재(61)가 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 회전축(12)에 연결되어 있고, 타측이 상기 제2링크부재(61)의 하단부에 상기 제2링크부재(61)가 롤링(Rolling) 회전 가능하도록 다른 회전축(도면에 미도시)을 매개로 연결됨으로써, 상기 제2링크부재(61)의 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching) 회전 가능하다.
상기 회전축(12)은 지지판(13)에 의해 베이스 프레임(10) 상부에 설치된다.
상기 제3링크부(70)는 제2링크부(60)와 동일한 구성을 갖는 것으로, 소정의 길이를 갖는 제3링크부재(71)와, 상기 제3링크부재(71)의 내부에 삽입되어 제3구동수단(도면에 미도시)의 구동에 의해 상하 방향으로 슬라이드 직선 운동하는 제3로드(72)와, 상기 제3로드(72)의 상단에 구비되어 상기 제2지지부재(40)의 좌측단에서 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 연결되는 제3상부연결부재(73)와, 상기 제3링크부재(71)의 하단부가 상기 베이스 프레임(10)의 좌측단에 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 연결되는 제3하부연결부재(74)로 이루어진다.
상기 제3하부연결부재(74)도 제2하부연결부재(64)와 동일하게 제3링크부재(71)가 상기 베이스 프레임(10)에 대하여 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 상기 제3링크부재(71)와 베이스 프레임(10) 사이에 구비되며, 제3링크부재(71)가 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 회전축(12)에 연결되어 있다.
상기 제4링크부(80)는, 소정의 길이를 갖는 제4링크부재(81)와, 상기 제4링크부재(81)의 내부에 삽입되어 제4구동수단(도면에 미도시)의 구동에 의해 경사진 상하 방향으로 슬라이드 직선 운동하는 제4로드(82)와, 상기 제4로드(82)의 상단에 구비되어 상기 제1링크부재(51)의 몸체에 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 연결되는 제4상부연결부재(83)와, 상기 제4링크부재(81)의 하단부가 상기 베이스 프레임(10)의 상면에 피칭(Pitching) 회전 가능하도록 연결되는 제4하부연결부재(84)로 이루어진다.
상기 제5링크부(90)는, 소정의 길이를 갖는 제5링크부재(91)와, 상기 제5링크부재(91)의 내부에 삽입되어 상하 방향으로 슬라이드 이동하는 제5로드(92)와, 일측단이 상기 제5로드(92)의 상단에 피칭 회전 가능하게 연결되고 타측단이 제1지지부재(30)의 전단에 고정 결합된 제5상부연결부재(93)와, 일측단이 상기 제5링크부재(91)에 연결되어 상기 제5링크부재(91)가 피칭 회전 가능하게 연결되고 타측단이 베이스 프레임(10)에 고정 결합된 제5하부연결부재(94)로 이루어진다.
이 경우 제5링크부재(91)는 시뮬레이터의 동작 중 좌우 방향의 힘이 작용하는 경우 상기 제5링크부재(91)에 토오크가 작용하게 되므로 하부가 상부에 비해 폭이 넓은 형상으로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 제1로드(51) 내지 제4로드(81)는 제1 내지 제4구동수단에 의해 직선 운동을 하지만, 상기 제5로드(92)는 자체 구동원을 구비하지 않고, 상기 제1 내지 제4구동수단의 구동력에 의해 지지부재(30,40)가 상하 이동하거나 회전 운동을 할 때 그 운동에 따라 슬라이드 운동이 일어나는 것으로서, 사용자가 탑승한 상태에서 롤링(Rolling) 등의 동작을 하게 되면 좌우 방향으로 힘이 작용하여 제1링크부(50)에서 큰 토오크를 받게 되어 내구성이 떨어질 수 있으므로, 상기 제5링크부(90)에 토오크가 함께 작용하도록 함으로써 상기한 내구성의 문제점을 해결하였다.
한편, 상기 제1링크부(50)에 구비된 제1상부연결부재(53)와 상기 제5링크부(90)에 구비된 제5상부연결부재(93)는 동축상에 위치하는 것이 바람직하다. 만약 제1상부연결부재(53)와 제5상부연결부재(93)가 동축상에 위치하지 않게 되면 시뮬레이터의 동작 중 제1링크부재(51)와 제5링크부재(91)에 비틀림이 발생하게 되므로 내구성이 약해지는 문제점이 발생하므로, 본 실시예에서는 제1상부연결부재(53)와 제5상부연결부재(93)을 동축상에 위치시킴으로써 제1링크부재(51)와 제5링크부재(91)에 비틀림이 발생하는 것을 방지하였다.
한편, 베이스 프레임(10)에는 제5구동수단으로서 모터축의 끝단부에 기어(22a)가 형성된 모터(22)가 고정 결합되고, 바닥면에 고정된 회전 지지판(20)의 상면 중앙에는 디스크 형상의 기어연결판(23)이 고정 결합되어 있으며, 상기 기어연결판(23)의 상부에는 회전축(24)이 고정 결합되어 있다. 상기 기어연결판(23)의 외주면에는 치형이 형성되어 있어, 상기 모터(22)의 기어(22a)에 치합되어 있다.
상기 모터(22)를 구동시키면 상기 기어(22a)가 회전하고, 상기 기어(22a)가 기어연결판(23)의 외주면에 치합되어 있으므로, 베이스 프레임(10)이 회전축(24)을 중심으로 하여 회전운동을 하게 되며, 상기 베이스 프레임(10)의 상부에 결합된 링크부 및 지지부재 전체가 요잉(Yawing) 운동을 하게 된다.
이 경우 베이스 프레임(10)의 하부에 결합된 바퀴(11)가 회전 지지판(20)의 회전 가이드(21)에 의해 가이드되면서 회전이 이루어진다.
이하 본 발명의 제2실시예에 따른 모션 시뮬레이터의 작용을 도 15 내지 을 참조하여 설명한다.
도 16은 본 발명의 제2실시예에 의한 모션 시뮬레이터에서 전방으로 전진된 상태를 보여주는 도면이다.
도 16에 도시된 바와 같이, 제4구동수단의 구동에 의해 제4로드(82)가 전방으로 슬라이드 이동하고, 제1링크부(50)와 제2링크부(60) 및 제3링크부(70)가 반 시계 방향으로 피칭(Pitching) 회전된 상태가 되며, 그에 따라 제5링크부(90)도 피칭(Pitching) 회전된 상태가 됨으로써, 지지부재(30,40)는 전방으로 전진된 상태가 된다.
여기서 제1구동수단과 제2구동수단과 제3구동수단을 구동시켜 제1로드(52)와 제2로드(62)와 제3로드(72)의 위치를 조절하면 지지부재(30,40)의 상하 위치 뿐만 아니라 기울어지는 각도도 조절이 가능하다.
도 17은 본 발명의 제2실시예에 의한 모션 시뮬레이터에서 후방으로 후진한 상태를 보여주는 도면이다.
도 17에 도시된 바와 같이, 제4구동수단의 구동에 의해 제4로드(82)가 후방으로 슬라이드 이동하고, 도 16에 도시된 상태에 대하여 제1링크부(50)와 제2링크부(60) 및 제3링크부(70)가 시계 방향으로 피칭(Pitching) 회전된 상태가 되며, 그에 따라 제5링크부(90)도 피칭(Pitching) 회전된 상태가 됨으로써, 지지부재(30,40)는 후방으로 후진된 상태가 된다.
이 경우에도 제1구동수단과 제2구동수단과 제3구동수단을 구동시켜 제1로드(52)와 제2로드(62)와 제3로드(72)의 위치를 조절하면 지지부재(30,40)의 상하 위치 뿐만 아니라 기울어지는 각도도 조절이 가능하다.
도 18은 본 발명의 제2실시예에 의한 모션 시뮬레이터에서 우측이 승강되어 기울어진 상태를 보여주는 도면이다.
제2구동수단을 구동시켜 제2로드(62)가 상방향으로 슬라이드 이동하고, 제3구동수단을 구동시켜 제3로드(72)를 하방향으로 슬라이드 이동시키면, 지지부재(30,40)는 도 18과 같이 우측이 승강되어 기울어진 상태가 됨으로써 지지부재(30,40)의 롤링(Rolling) 회전이 이루어진다. 이 경우 제1상부연결부재(53)와 제5상부연결부재(93)에서는 이러한 롤링(Rolling) 회전이 가능하도록 힌지 연결이 되며, 제1상부연결부재(53)와 제5상부연결부재(93)이 동축상에 위치함으로써 비틀림이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정한 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 변형실시가 가능하며 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.

Claims (9)

  1. 베이스 프레임(10);
    상기 베이스 프레임(10)의 상측에 위치되어, 사용자가 착석하는 의자(1)와 사용자의 조작에 따른 가상 환경을 영상으로 제공하는 모니터(2) 및 상기 가상 환경을 제공하기 위해 사용자가 조작하는 핸들(3)을 지지하는 지지부재(30,40);
    상단이 상기 지지부재의 후단에 롤링 및 피칭 회전 가능하도록 연결되고, 하단이 상기 베이스 프레임(10)의 후단에 피칭 회전 가능하도록 연결되며, 제1구동수단의 동력을 전달하여 상기 지지부재의 후단을 상하 운동시키는 제1링크부(50);
    상단이 상기 지지부재의 좌우 양측단에서 롤링 및 피칭 회전 가능하도록 각각 연결되고, 하단이 상기 베이스 프레임(10)의 좌우 측단에서 롤링 및 피칭 회전 가능하도록 각각 연결되며, 제2구동수단과 제3구동수단의 동력을 전달하여 상기 지지부재의 좌우 양측을 상하 운동시키는 제2링크부(60)와 제3링크부(70);
    양측단이 상기 제1링크부(50)와 베이스 프레임(10)에 피칭 회전 가능하도록 각각 링크 연결되고, 제4구동수단의 동력을 전달하여 상기 제1링크부(50)를 피칭 회전 운동시키는 제4링크부(80);
    를 포함하여 이루어진 모션 시뮬레이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1구동수단 내지 제4구동수단은 상기 베이스 프레임 내부에 구비된 것을 특징으로 하는 모션 시뮬레이터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1링크부(50)는, 하단이 상기 베이스 프레임(10)에 피칭 회전 가능하게 연결된 제1링크부재(51)와, 상기 제1구동수단에 의해 상기 제1링크부재(51)의 내부에서 슬라이드 작동되고 상단이 상기 지지부재에 롤링 및 피칭 회전 가능하게 연결된 제1로드(52)로 이루어지고;
    상기 제2링크부(60)와 제3링크부(70)는, 하단이 상기 베이스 프레임(10)에 롤링 및 피칭 회전 가능하도록 연결된 제2링크부재(61)와 제3링크부재(71), 상기 제2구동수단 및 제3구동수단에 의해 상기 제2링크부재(61)와 제3링크부재(71)의 내부에서 슬라이드 작동되고 상단이 상기 지지부재에 롤링 및 피칭 회전 가능하도록 연결된 제2로드(62)와 제3로드(72)로 이루어지며;
    상기 제4링크부(80)는, 일측단이 상기 베이스 프레임(10)에 피칭 회전 가능하도록 연결된 제4링크부재(81)와, 상기 제4구동수단에 의해 상기 제4링크부재(81)의 내부에서 슬라이드 작동되고 상기 제1링크부재(51)에 피칭 회전 가능하도록 연결된 제4로드(82)로 이루어진 것을 특징으로 하는 모션 시뮬레이터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재는, 후방에 상기 의자(1)가 결합되고 전방에 상기 모니터(2)가 결합되는 제1지지부재(30)와, 상기 핸들(3)이 결합되며 상기 제1지지부재(30)에 일체로 결합된 제2지지부재(40)로 이루어지며;
    상기 제1링크부(50)는 상기 제1지지부재(30)의 후단에 롤링 및 피칭 회전 가능하도록 연결되고, 상기 제2링크부(60)와 제3링크부(70)는 상기 제2지지부재(40)의 좌우 양측단에 롤링 및 피칭 회전 가능하도록 연결되는 것을 특징으로 하는 모션 시뮬레이터.
  5. 제1항에 있어서,
    상단이 상기 지지부재(30,40)의 전단에 피칭 회전 가능하도록 연결되고, 하단이 상기 베이스 프레임(10)에 피칭 회전 가능하도록 연결되는 제5링크부(90)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 모션 시뮬레이터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제5링크부(90)는, 소정의 길이를 갖는 제5링크부재(91)와, 상기 제5링크부재(91)의 내부에 삽입되어 상하 방향으로 슬라이드 이동하는 제5로드(92)와, 일측단이 상기 제5로드(92)의 상단에 피칭 회전 가능하게 연결되고 타측단이 상기 지지부재(30)의 전단에 고정 결합된 제5상부연결부재(93)와, 일측단이 상기 제5링크부재(91)에 연결되어 상기 제5링크부재(91)가 피칭 회전 가능하게 연결되고 타측단이 베이스 프레임(10)에 고정 결합된 제5하부연결부재(94)로 이루어지며;
    상기 제5로드(92)는 상기 제1 내지 제4구동수단의 구동력에 의한 지지부재(30,40)의 운동에 의해 상하 이동되는 것을 특징으로 하는 모션 시뮬레이터.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1링크부(50)는, 하단이 상기 베이스 프레임(10)에 피칭 회전 가능하게 연결된 제1링크부재(51)와, 상기 제1구동수단에 의해 상기 제1링크부재(51)의 내부에서 슬라이드 작동되는 제1로드(52)와, 일측단이 상기 지지부재의 후단에 롤링 회전 가능하게 연결되고 타측단이 상기 제1로드(52)에 피칭 회전 가능하게 연결되는 제1상부연결부재(53)를 포함하고;
    상기 제5링크부(90)는, 소정의 길이를 갖는 제5링크부재(91)와, 상기 제5링크부재(91)의 내부에 삽입되어 상하 방향으로 슬라이드 이동하는 제5로드(92)와, 일측단이 상기 제5로드(92)의 상단에 피칭 회전 가능하게 연결되고 타측단이 상기 지지부재(30)의 전단에 고정 결합된 제5상부연결부재(93)와, 일측단이 상기 제5링크부재(91)에 연결되어 상기 제5링크부재(91)가 피칭 회전 가능하게 연결되고 타측단이 베이스 프레임(10)에 고정 결합된 제5하부연결부재(94)로 이루어지며;
    상기 제1상부연결부재(53)와 제5상부연결부재(93)는 동축상에 위치하는 것을 특징으로 하는 모션 시뮬레이터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1링크부재(51)와 제5링크부재(91)는 하부가 상부에 비해 폭이 넓은 것을 특징으로 하는 모션 시뮬레이터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 프레임(10)의 하부를 지지하며, 회전구동수단의 회전 구동력에 의해 상기 베이스 프레임(10)의 회전시 상기 베이스 프레임(10)의 회전을 가이드하는 회전 지지판(20)을 더 포함하는 모션 시뮬레이터.
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