WO2015199337A1 - 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치 - Google Patents

체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치 Download PDF

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WO2015199337A1
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haptic module
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interchangeable
present
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소병록
이성일
이상준
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Korea Institute of Industrial Technology KITECH
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    • G09B9/066—Sailing; Surfing

Definitions

  • the present invention relates to a haptic module interchangeable simulation apparatus, and more particularly, to a haptic module interchangeable simulation apparatus capable of more realistic simulation while replacing various haptic modules.
  • a simulation device that allows a user to experience a virtual experience is utilized in various fields.
  • the field of application is very diverse, such as virtual reality experiences for entertainment such as sports or games, or training for mastering the control of various vehicles.
  • the platform controls the movement of the haptic module coupled to the platform
  • the user in the haptic module can feel the virtual exercise of a particular exercise.
  • the central axis of the horse is different because the central axis of the horse must be in the body of the horse.
  • the technical problem of the present invention is to solve the problems mentioned in the background art, and to provide a haptic module interchangeable simulation device capable of more realistic simulation while replacing various haptic modules.
  • the haptic module interchangeable simulation apparatus is coupled to the first platform and the first platform to translate relative to the first coordinate axis of the three-dimensional, at least of the three-dimensional second coordinate axis
  • a haptic module coupled to the second platform and the second platform that rotates about one or more axes, and supported by the user so that the user can sense the motion provided by the first platform and the second platform It may include.
  • the second platform may be coupled to the first platform such that the vertical axis of the second coordinate axis and the vertical axis of the first coordinate axis are vertically provided on an extension line.
  • the second platform rotates about two axes on the plane of the second coordinate axis, and the first platform translates the first coordinate axis while the first coordinate axis and the second coordinate axis.
  • the rotary motion can be driven together with respect to the vertical axis of.
  • the coordinate center points of the first coordinate axis of the first platform and the second coordinate axis of the second platform may be different from each other.
  • the second platform may be provided at a position of a coordinate axis of the motion reproduced by the haptic module to be combined with the haptic module.
  • it may further include a displacement module for coupling the first platform and the second platform between the first platform and the second platform, and adjusts the position of the second platform in three dimensions.
  • the haptic module may be selectively separated from the second platform.
  • the haptic module is provided with the second platform in the movement coordinate axis of the exercise to be reproduced, the second platform may be selectively separated from the first platform.
  • haptic module interchangeable simulation apparatus According to the haptic module interchangeable simulation apparatus according to the present invention, it is possible to provide a more realistic simulation while replacing various haptic modules.
  • FIG. 1 is a view showing an example of a conventional simulation apparatus.
  • FIG. 2 is a view showing a modification of the conventional simulation apparatus.
  • FIG. 3 is a view showing the overall configuration of the haptic module interchangeable simulation apparatus according to the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the first embodiment of the haptic module interchangeable simulation apparatus according to the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing the configuration of the second embodiment of the haptic module interchangeable simulation apparatus according to the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing the configuration of the third embodiment of the haptic module interchangeable simulation apparatus according to the present invention.
  • FIG. 7 is a view illustrating a state in which a standing haptic module is applied to the haptic module interchangeable simulation apparatus according to the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing a state in which a riding type haptic module is applied to the haptic module interchangeable simulation apparatus according to the present invention.
  • FIG. 9 is a view illustrating a state in which the haptic module is replaced by selectively separating the first platform and the second platform.
  • FIG. 10 is a view showing a state in which to replace the haptic module by selectively separating the second platform and haptic module.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a conventional simulation apparatus
  • FIG. 2 is a diagram showing a modification of the conventional simulation apparatus.
  • the conventional simulation device is coupled to the haptic module 30 suitable for the drive that the user wants to experience on one platform 10, the user rides on the haptic module 30
  • the haptic module 30 suitable for the drive that the user wants to experience on one platform 10, the user rides on the haptic module 30
  • the conventional platform 10 is coupled to one side of the base 11, the base 11 for supporting the entire simulation device in contact with the ground variable frame 12 and variable to support the upper plate 13 to be described later
  • Combination with the frame 12 is composed of a top plate 13 for supporting the haptic module 30.
  • the platform 10 variable frame 12 controls the position and angle of the upper plate 13 while adjusting the angle and length of supporting the upper plate 13 to reproduce a specific movement.
  • the central axis of the horse's movement is in the body of the horse, when coupling the haptic module 30 of the horse model to the top plate 13 of the platform 10, the top plate ( The distance of shaking the user D1 when reproducing the movement based on the exercise central axis 40 of FIG. 13 is longer than the distance D2 of the user shaking when exercising the body of the horse. It will be lower than this.
  • the central axis of motion 40 of the upper plate 13 is formed close to the central axis of motion of the horse, it is possible to reproduce the motion more realistically.
  • the realisticity of the appearance of the haptic module 30 may be reduced, and the platform 10 may cause the user to run out of space for the haptic module 30.
  • haptic module interchangeable simulator apparatus for solving such a problem.
  • FIG. 3 is a view showing the overall configuration of the haptic module interchangeable simulation apparatus according to the present invention.
  • FIG 4 is a view showing the configuration of the first embodiment of the haptic module interchangeable simulation apparatus according to the present invention
  • Figure 5 is a view showing the configuration of a second embodiment of the haptic module interchangeable simulation apparatus according to the present invention
  • Figure 6 It is a figure which shows the structure of 3rd Embodiment of a haptic module interchangeable simulation apparatus which concerns on this invention.
  • the first embodiment of the haptic module interchangeable simulation apparatus includes a first platform 100, a second platform 200 and the haptic module 300.
  • the first platform 100 is a component that performs translational motion with respect to the first three-dimensional coordinate axis 400, and similarly to a conventional simulation device, the base part 110 which contacts the ground and supports the entire simulation device. ) Is coupled to one side of the base unit 110 to support the second platform 200 and the haptic module 300 by combining with the variable frame 120 and the variable frame 120 to support the upper plate unit 130 to be described later.
  • the upper plate 130 may be configured.
  • the first platform 100 controls the position of the upper panel 130 while adjusting the angle and length of the variable frame 120 supporting the upper panel 130 so that the upper panel 130 is based on the first coordinate axis 400. Can be controlled to translate.
  • variable frames 120 are provided.
  • Each variable frame 120 has one side coupled to the base unit 110, the other side coupled to the upper plate unit 130, and the variable frame 120.
  • the base portion 110 or the upper plate portion 130 may be coupled through a universal joint 122 that can be freely rotated in any direction.
  • variable frame 120 itself is configured to adjust the length, while adjusting the length of each variable frame 120, the upper plate portion 130 may be translated.
  • the configuration of the first platform 100 is not limited to the present embodiment, and may be various in shape and configuration if it is configured to drive a translational motion of a reproducing motion.
  • the second platform 200 is coupled to the first platform 100, a component that implements a rotational movement based on at least one or more of the three-dimensional second coordinate axis 500, in the present embodiment It may be responsible for the movement to rotate on all three axes of the two coordinate axes (500).
  • the second platform 200 is also not limited to the present embodiment, and may be various in shape and configuration as long as the second platform 200 is configured to drive a rotational motion of a reproducing motion.
  • the haptic module 300 is a component in which a space for a user to experience the reproduced exercise is formed, it may be advantageous that the shape and size of the object of the exercise to be reproduced similarly formed.
  • the haptic module 300 is coupled to the second platform 200, the haptic module 300 is the actual axis of motion and the center axis of the rotational motion that the second platform 200 to reproduce It may be advantageous to couple the second platform 200 such that the two central axes 500 are equal.
  • a second embodiment of the haptic module interchangeable simulation apparatus includes a first platform 100, a second platform 200, and a haptic module 300.
  • the first platform 100 may be formed in the same basic configuration as the above-described first embodiment, the upper plate portion 130 while adjusting the angle and length of the variable frame 120 supports the upper plate portion 130 By controlling the position of the upper plate 130 may be the same function that can be adjusted to perform the translational movement relative to the first coordinate axis (400).
  • variable frames 120 are provided, and through the driving of the variable frames 120, the translational motion and the vertical axis of the upper plate 130 based on the first coordinate axis 400 are referred to. It can drive the rotating motion.
  • the overall configuration of the second platform 200 is the same as the first embodiment described above.
  • the second platform 200 since the second platform 200 has a rotational motion based on the vertical axis, the first platform 100 is implemented, and thus, the second platform 200 has two axes on the plane of the second coordinate axis 500. Only rotary motion can be driven.
  • first coordinate axis 400 of the first platform 100 and the second coordinate axis 500 of the second platform 200 are vertically provided on an extension line.
  • first coordinate axis 400 implements rotation about the vertical axis
  • second coordinate axis 500 is present on the vertical axis of the first coordinate axis 400
  • a rotational movement based on the vertical axis is the first platform 100. This is because the same motion is implemented in any one of the and second platform 200.
  • haptic module 300 is the same as the configuration of the first embodiment described above, a detailed description thereof will be omitted.
  • the third embodiment of the haptic module interchangeable simulation apparatus includes a first platform 100, a second platform 200, and a haptic module 300.
  • the base 110 and the upper plate 130 of the first platform 100 have the same configuration as those of the first and second embodiments described above.
  • variable frame 120 is coupled to the base portion 110, the other side is coupled to the upper plate portion 130, the variable frame 120 is coupled to the base portion 110 or the upper plate portion 130 It can be coupled through the universal joint 122 that can be freely rotated in any direction.
  • variable frame 120 itself is not adjusted, and the universal joint 122 coupled to the variable frame 120 and the base 110 may move to a predetermined length from the top of the base 110.
  • Rail 126 may be configured.
  • variable frames 120 are provided, and the universal joint 122 connecting each base 110 and the variable frame 120 moves along the rail 126. By adjusting the angle of the 120 may control the movement of the upper plate 130.
  • the upper plate 130 may drive a rotational movement based on the vertical axis while performing translational movement with respect to the first coordinate axis 400.
  • first coordinate axis 400 of the first platform 100 and the second coordinate axis 500 of the second platform 200 are vertically provided on an extension line. .
  • FIG. 7 is a view illustrating a state in which a standing type haptic module is applied to the haptic module interchangeable simulation apparatus according to the present invention
  • FIG. 8 is a view illustrating a state in which a riding type haptic module is applied to the haptic module interchangeable simulation apparatus according to the present invention. to be.
  • FIG. 9 is a view illustrating a state in which the haptic module is replaced by selectively separating the first platform and the second platform
  • FIG. 10 is a state in which the haptic module is replaced by selectively separating the second platform and the haptic module.
  • the haptic module interchangeable simulation apparatus may be applied to a variety of haptic module 300.
  • the first platform 100 and the second platform 200 of the haptic module interchangeable simulation apparatus By combining, and combining the standing haptic module 310 on the upper portion of the second platform 200 may be a more realistic simulation.
  • the second platform 200 of the haptic module interchangeable simulation device is a riding type haptic module Inserted into the center of the 320, and coupled to maintain the distance between the first platform 100 and the second platform 200 in accordance with the size of the riding-type haptic module 320 can be a more realistic simulation have.
  • the coordinate center points of the first coordinate axis 400 of the first platform 100 and the second coordinate axis 500 of the second platform 200 are different from each other, so that the first platform 100 and the second platform ( 200 may be driven by dividing the translational and rotational movements of the movement to be reproduced in part.
  • the second platform 200 may be responsible for some or all of the rotational motion to implement a more realistic simulation.
  • the haptic module interchangeable simulation apparatus to replace and combine the various haptic module 300, the first platform 100, the second platform 200 and haptic Module 300 may be selectively separated from each other.
  • the various haptic modules 300 each have a separate second platform 200, but the center coordinates of the movement that each haptic module 300 is trying to reproduce and the second coordinate axis 500 of the second platform 200 are different.
  • the haptic module 300 may be provided with the second platform 200 to be the same.
  • the second platform 200 and the first platform 100 further include a support member protruding to a lower portion of the haptic module 300. It is also possible to be formed to be able to combine.
  • the haptic module interchangeable simulation apparatus for reproducing various movements uses the first platform 100 in common, and includes a separate second platform 200 at each of the center coordinate positions of each movement.
  • the haptic module 310 and the riding haptic module 320 may replace the haptic module 300 by selectively coupling or separating the first platform 100 and the second platform 200.
  • first platform 100 and the second platform 200 may be used in common.
  • the various haptic modules 300 each have a space that can be combined with the second platform 200, and standing type haptic module 310 on the second platform 200 is coupled to the first platform 100
  • the haptic module 300 may be replaced by combining the riding type haptic module 320.
  • the standing haptic module 310 can be simulated by coupling to the second platform 200 coupled to the first platform 100, but in the case of the riding haptic module 320, the second platform 200 ) Is advantageously maintained at a predetermined distance from the first platform 100 so that it can be inserted and coupled to the inside of the riding type haptic module 320.
  • the first platform 100 and the second platform 200 may be separated between the first platform 100 and the second platform 200. It may be advantageous to further include a displacement module 600 coupled to each other and capable of three-dimensionally adjusting the position of the second platform.
  • the displacement module 600 moves the position of the second platform 200 to the position of the center coordinate of the movement to be reproduced by the haptic module interchangeable simulation apparatus according to the present invention, and experiences riding type on the second platform 200.
  • Module 320 is combined to enable more realistic simulation.

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Abstract

본 발명은 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치에 관한 것으로 3차원의 제1 좌표축을 기준으로 병진운동하는 제1 플랫폼; 상기 제1 플랫폼과 결합하고, 3차원의 제2 좌표축 중에서 적어도 하나 이상의 축을 기준으로 회전운동을 하는 제2 플랫폼; 및 상기 제2 플랫폼과 결합하고, 사용자를 지지하여 사용자가 상기 제1 플랫폼 및 상기 제2 플랫폼이 제공하는 운동을 감지할 수 있도록 마련되는 체감모듈;을 포함한다.

Description

체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치
본 발명은 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 체감모듈을 교체하면서 보다 현실감 있는 시뮬레이션이 가능한 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치에 관한 것이다.
일반적으로 사용자가 어떠한 체험을 가상으로 경험할 수 있게 하는 시뮬레이션 장치가 다양한 분야에서 활용되고 있다.
스포츠나 게임과 같은 유희를 위한 가상현실체험 또는 각종 운송수단의 조종을 숙달시키기 위한 훈련 등 그 적용분야는 매우 다양하다.
이러한 시뮬레이션 장치는 대부분 하나의 플랫폼상에 사용자가 체험하고자 하는 구동에 맞는 체감모듈이 결합되어 체감모듈에 사용자가 탑승하는 형태로 이루어진다.
플랫폼에 결합된 체감모듈의 움직임을 플랫폼이 제어하면서 체감모듈에 탑승한 사용자가 가상으로 특정 운동을 경험하는 느낌을 받을 수 있는 것이다.
이때, 시뮬레이션 장치가 재현하고자 하는 체감모듈의 종류에 따라 시뮬레이션 장치가 재현하는 운동이 구동하는 중심축이 달라질 필요성이 있을 수 있다.
예를 들어, 말과 같은 라이딩형 운동의 경우, 말이 운동하는 중심축은 말의 몸통에 있어야 하기 때문에 운동의 중심축이 달라지는 것이다.
하지만, 플랫폼의 상부에 말 모형의 체감모듈을 결합하게 되면, 플랫폼의 위치에 운동 중심축이 있게 되어, 운동을 재현할 때 사용자가 느끼는 운동 중심축이 실제와 차이가 발생하여 재현하는 운동의 현실성이 보다 낮아지게 된다는 문제점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 체감모듈의 일부를 잘라내어 운동 중심축을 실제와 유사하게 맞추는 방법이 시도되기도 하였다.
하지만, 이러한 경우에는 체감모듈 외형의 현실성이 떨어지게 되고, 플랫폼 자체의 형태에 의해 사용자가 체감모듈에 탑승할 공간이 부족한 경우가 생길 수 있는 문제점이 있다.
본 발명의 기술적 과제는, 배경기술에서 언급한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다양한 체감모듈을 교체하면서 보다 현실감 있는 시뮬레이션이 가능한 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
기술적 과제를 해결하기 위해 안출된 본 발명에 따른 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치는 3차원의 제1 좌표축을 기준으로 병진운동하는 제1 플랫폼, 상기 제1 플랫폼과 결합하고, 3차원의 제2 좌표축 중에서 적어도 하나 이상의 축을 기준으로 회전운동을 하는 제2 플랫폼 및 상기 제2 플랫폼과 결합하고, 사용자를 지지하여 사용자가 상기 제1 플랫폼 및 상기 제2 플랫폼이 제공하는 운동을 감지할 수 있도록 마련되는 체감모듈을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 플랫폼은 상기 제2 좌표축의 수직축과 상기 제1 좌표축의 수직축이 수직으로 연장선상에 마련되도록 상기 제1 플랫폼과 결합할 수 있다.
또한, 상기 제2 플랫폼은 상기 제2 좌표축의 평면상에 있는 두 축을 기준으로 회전운동을 하고, 상기 제1 플랫폼은 상기 제1 좌표축을 기준으로 병진운동 하면서, 상기 제1 좌표축 및 상기 제2 좌표축의 수직축을 기준으로 회전운동을 함께 구동할 수 있다.
한편, 상기 제1 플랫폼의 상기 제1 좌표축 및 상기 제2 플랫폼의 상기 제2 좌표축은 각각의 좌표 중심점이 서로 상이할 수 있다.
이때, 상기 제2 플랫폼은 상기 체감모듈이 재현하는 운동이 갖는 좌표축의 위치에 구비되어 상기 체감모듈과 결합할 수 있다.
한편, 상기 제1 플랫폼 및 상기 제2 플랫폼의 사이에서 상기 제1 플랫폼 및 상기 제2 플랫폼을 상호 결합시키며, 상기 제2 플랫폼의 위치를 3차원으로 조절하는 변위모듈을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 체감모듈은 상기 제2 플랫폼과 선택적으로 분리될 수 있다.
한편, 상기 체감모듈은 재현하고자 하는 운동이 갖는 운동좌표축에 상기 제2 플랫폼을 포함하여 구비되고, 상기 제2 플랫폼은 상기 제1 플랫폼과 선택적으로 분리될 수 있다.
본 발명에 따른 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치에 의하면, 다양한 체감모듈을 교체하면서 보다 현실감 있는 시뮬레이션을 제공할 할 수 있다.
이러한 본 발명에 의한 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래 시뮬레이션 장치의 일례를 도시한 도면이다.
도 2는 종래 시뮬레이션 장치의 변형예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치의 전체적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치 제1 실시예의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치 제2 실시예의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치 제3 실시예의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치에 스탠딩형 체감모듈이 적용된 상태를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치에 라이딩형 체감모듈이 적용된 상태를 나타내는 도면이다.
도 9는 제1 플랫폼 및 제2 플랫폼을 선택적으로 분리하여 체감모듈을 교체하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 10은 제2 플랫폼 및 체감모듈을 선택적으로 분리하여 체감모듈을 교체하는 상태를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
아울러, 본 발명을 설명하는데 있어서, 전방?후방 또는 상측?하측과 같이 방향을 지시하는 용어들은 당업자가 본 발명을 명확하게 이해할 수 있도록 기재된 것들로서, 상대적인 방향을 지시하는 것이므로, 이로 인해 권리범위가 제한되지는 않는다고 할 것이다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여, 종래 시뮬레이션 장치의 문제점을 설명하기로 한다.
여기서, 도 1은 종래 시뮬레이션 장치의 일례를 도시한 도면이고, 도 2는 종래 시뮬레이션 장치의 변형예를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 시뮬레이션 장치는 하나의 플랫폼(10)상에 사용자가 체험하고자 하는 구동에 맞는 체감모듈(30)이 결합되어 체감모듈(30)에 사용자가 탑승하는 형태로 이루어진다.
일반적으로, 종래의 플랫폼(10)은 지면에 맞닿아 전체 시뮬레이션 장치를 지지하는 베이스(11), 베이스(11)의 일측에 결합되어 후술하는 상판(13)을 지지하는 가변프레임(12) 및 가변프레임(12)과 결합하여 체감모듈(30)을 지지하는 상판(13)으로 구성된다.
이러한 플랫폼(10) 가변프레임(12)이 상판(13)을 지지하는 각도 및 길이를 조절하면서 상판(13)의 위치 및 각도를 제어하여 특정 운동을 재현한다.
이때, 상판(13)의 상부에 결합되는 체감모듈(30)의 종류에 따라 시뮬레이션 장치가 재현하는 운동이 구동하는 중심축이 달라질 필요성이 있을 수 있다.
예를 들어, 말과 같은 라이딩형 운동의 경우, 말이 운동하는 중심축은 말의 몸통에 있게 되어, 플랫폼(10)의 상판(13)에 말 모형의 체감모듈(30)을 결합하게 되면, 상판(13)의 운동 중심축(40)을 기준으로 운동을 재현할 때 사용자가 흔들리는 거리(D1)가 말의 몸통을 중심축으로 운동할 때 사용자가 흔들리는 거리(D2)보다 길어지므로 재현하는 운동의 현실성이 보다 낮아지게 된다.
따라서, 말 모형의 상부 일부만을 체감모듈로(30) 결합하여 상판(13)의 운동 중심축(40)이 말의 운동 중심축에 가깝게 형성하여, 보다 현실성 있게 운동을 재현할 수도 있다.
하지만, 이러한 경우에는 체감모듈(30) 외형의 현실성이 떨어지게 되고, 플랫폼(10)에 의해 사용자가 체감모듈(30)에 탑승할 공간이 부족한 경우가 생길 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 체감모듈 교환식 시뮬레이터 장치를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 3 내지 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치의 구성에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
여기서, 도 3은 본 발명에 따른 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치의 전체적인 구성을 나타내는 도면이다.
또한, 도 4는 본 발명에 따른 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치 제1 실시예의 구성을 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치 제2 실시예의 구성을 나타내는 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치 제3 실시예의 구성을 나타내는 도면이다.
먼저, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치의 제1 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치의 제1 실시예는 제1 플랫폼(100), 제2 플랫폼(200) 및 체감모듈(300)을 포함한다.
제1 플랫폼(100)은, 3차원의 제1 좌표축(400)을 기준으로 병진운동을 하는 구성요소로, 종래의 시뮬레이션 장치와 유사하게, 지면에 맞닿아 전체 시뮬레이션 장치를 지지하는 베이스부(110), 베이스부(110)의 일측에 결합되어 후술하는 상판부(130)를 지지하는 가변프레임(120) 및 가변프레임(120)과 결합하여 제2 플랫폼(200) 및 체감모듈(300)을 지지하는 상판부(130)로 구성될 수 있다.
이러한 제1 플랫폼(100)은 가변프레임(120)이 상판부(130)를 지지하는 각도 및 길이를 조절하면서 상판부(130)의 위치를 제어하여 상판부(130)가 제1 좌표축(400)을 기준으로 병진운동을 하도록 조절할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 3개의 가변프레임(120)이 구비되는데, 각 가변프레임(120)은 일측이 베이스부(110)와 결합되고, 타측이 상판부(130)와 결합하며, 가변프레임(120)이 베이스부(110) 또는 상판부(130)와 결합하는 부위에 어느 방향으로나 자유롭게 회전 가능한 유니버셜 조인트(122)를 통하여 결합될 수 있다.
이때, 가변프레임(120) 자체는 길이를 조절할 수 있도록 구성되어 각 가변프레임(120)의 길이를 조절하면서 상판부(130)가 병진운동을 할 수 있다.
이러한 제1 플랫폼(100)의 구성은 본 실시예에 한정되지 않고, 재현하는 운동의 병진운동을 구동할 수 있게 구성된다면 그 형태 및 구성은 다양할 수 있다.
한편, 제2 플랫폼(200)은 상기 제1 플랫폼(100)과 결합하고, 3차원의 제2 좌표축(500) 중에서 적어도 하나 이상의 축을 기준으로 회전운동을 구현하는 구성요소로, 본 실시예에서는 제2 좌표축(500)의 3축 모두를 기준으로 회전하는 운동을 담당할 수 있다.
이러한 제2 플랫폼(200) 또한, 본 실시예에 한정되지 않고, 재현하는 운동의 회전운동을 구동할 수 있게 구성된다면 그 형태 및 구성도 다양할 수 있다.
한편 체감모듈(300)은 사용자가 재현된 운동을 체험할 수 있는 공간이 형성된 구성요소로, 재현하고자 하는 운동의 대상물의 형태 및 크기가 유사하게 형성되는 것이 유리할 수 있다.
또한, 체감모듈(300)은 제2 플랫폼(200)과 결합하되, 체감모듈(300)이 재현하고자 하는 운동의 실제 운동 중심축과 제2 플랫폼(200)이 재현하는 회전운동의 중심축인 제2 중심축(500)이 동일하게끔 제2 플랫폼(200)과 결합하는 것이 유리할 수 있다.
이어서, 도 3 및 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치의 제2 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치의 제2 실시예는 제1 플랫폼(100), 제2 플랫폼(200) 및 체감모듈(300)을 포함한다.
여기에서, 제1 플랫폼(100)은 전술한 제1 실시예와 기본적인 구성은 동일하게 형성될 수 있으며, 가변프레임(120)이 상판부(130)를 지지하는 각도 및 길이를 조절하면서 상판부(130)의 위치를 제어하여 상판부(130)가 제1 좌표축(400)을 기준으로 병진운동을 하도록 조절할 수 있는 기능도 동일할 수 있다.
다만, 본 실시예에서 가변프레임(120)은 4개가 구비되어 있으며, 이러한 가변프레임(120)의 구동을 통해, 제1 좌표축(400)을 기준으로 하는 상판부(130)의 병진운동 및 수직축을 기준으로 회전하는 운동을 구동할 수 있다.
또한, 제2 플랫폼(200)의 전체적인 구성은 전술한 제1 실시예와 동일하다.
다만, 본 실시예에서 제2 플랫폼(200)은 수직축을 기준으로 하는 회전운동은 전술한 제1 플랫폼(100)에서 구현하고 있으므로, 제2 좌표축(500)의 평면상에 있는 두 축을 기준으로 하는 회전운동만 구동할 수 있다.
이때, 제1 플랫폼(100)의 제1 좌표축(400) 및 제2 플랫폼(200)의 제2 좌표축(500)이 수직으로 연장선상에 마련되는 것이 유리할 수 있다.
제1 좌표축(400)이 수직축에 대한 회전을 구현할 때, 제2 좌표축(500)이 제1 좌표축(400)의 수직축 상에 존재하는 경우, 수직축을 기준으로 하는 회전운동이 제1 플랫폼(100)과 제2 플랫폼(200) 중 어느 쪽에서 구현을 하더라도 같은 운동이 되기 때문이다.
또한, 체감모듈(300)은 전술한 제1 실시예의 구성과 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이어서, 도 3 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치의 제3 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치의 제3 실시예는 제1 플랫폼(100), 제2 플랫폼(200) 및 체감모듈(300)을 포함한다.
여기에서 제2 플랫폼(200) 및 체감모듈(300)은 전술한 제2 실시예와 그 구성 및 동작이 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 실시예에서 제1 플랫폼(100)의 베이스부(110)와 상판부(130)는 전술한 제1 실시예 및 제2 실시예와 동일한 구성이다.
다만, 가변프레임(120)은 일측이 베이스부(110)와 결합되고, 타측이 상판부(130)와 결합하며, 가변프레임(120)이 베이스부(110) 또는 상판부(130)와 결합하는 부위에 어느 방향으로나 자유롭게 회전 가능한 유니버셜 조인트(122)를 통하여 결합될 수 있다.
이때, 가변프레임(120) 자체의 길이가 조절되지 않고, 가변프레임(120) 및 베이스부(110)가 결합하는 유니버셜 조인트(122)가 베이스부(110)의 상부에서 소정의 길이로 이동할 수 있는 레일(126)이 구성될 수 있다.
즉, 본 실시예에서는 가변프레임(120)이 4개가 구비되며, 각 베이스부(110) 및 가변프레임(120)을 연결하는 유니버셜 조인트(122)가 레일(126)을 따라 이동하는 것을 통해 가변프레임(120)의 각도를 조절하여 상판부(130)의 운동을 조절할 수 있다.
또한, 이러한 경우, 상판부(130)는 제1 좌표축(400)을 기준으로 병진운동을 하면서 수직축을 기준으로 하는 회전운동을 함께 구동할 수 있다.
이때, 전술한 제2 실시예와 마찬가지로, 제1 플랫폼(100)의 제1 좌표축(400) 및 제2 플랫폼(200)의 제2 좌표축(500)이 수직으로 연장선상에 마련되는 것이 유리할 수 있다.
이어서, 도 7 내지 도 10을 참조하여, 이상 설명한 바와 같이 구성될 수 있는 본 발명에 따른 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치의 일 실시예의 작용 및 효과에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
여기서, 도 7은 본 발명에 따른 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치에 스탠딩형 체감모듈이 적용된 상태를 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치에 라이딩형 체감모듈이 적용된 상태를 나타내는 도면이다.
또한, 도 9는 제1 플랫폼 및 제2 플랫폼을 선택적으로 분리하여 체감모듈을 교체하는 상태를 나타내는 도면이고, 도 10은 제2 플랫폼 및 체감모듈을 선택적으로 분리하여 체감모듈을 교체하는 상태를 나타내는 도면이다.
우선, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치는 다양한 체감모듈(300)이 적용될 수 있다.
스탠딩형 체감모듈(310)의 경우, 운동 중심축이 스탠딩형 체감모듈(310)의 하부에 있으므로, 본 발명에 따른 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치의 제1 플랫폼(100) 및 제2 플랫폼(200)을 결합시키고, 제2 플랫폼(200)의 상부에 스탠딩형 체감모듈(310)을 결합하는 것으로 보다 현실감 있는 시뮬레이션이 가능할 수 있다.
또한, 라이딩형 체감모듈(320)의 경우, 운동 중심축이 라이딩형 체감모듈(320)의 중앙부위에 있으므로, 본 발명에 따른 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치의 제2 플랫폼(200)을 라이딩형 체감모듈(320)의 중앙에 삽입하여 결합하고, 라이딩형 체감모듈(320)의 크기에 맞추어 제1 플랫폼(100) 및 제2 플랫폼(200)간의 간격을 유지하여 결합하는 것으로 보다 현실감 있는 시뮬레이션이 가능할 수 있다.
즉, 제1 플랫폼(100)의 제1 좌표축(400)과 제2 플랫폼(200)의 제2 좌표축(500)은 각각 좌표 중심점이 서로 상이하게 되어, 제1 플랫폼(100)과 제2 플랫폼(200)이 재현하고자 하는 운동의 병진운동 및 회전운동을 일부씩 분할하여 구동할 수 있다.
병진운동의 경우 실제 운동의 중심 좌표와 어긋난 위치에서 제어하더라도 실제 운동과 차이가 없으나, 회전운동의 중심 좌표가 어긋나면 그 운동의 성격이 달라져 사용자가 감지하는 운동의 현실감이 낮아질 수 있다.
따라서, 제2 플랫폼(200)이 회전운동의 일부 또는 전부를 담당하여 보다 현실감 있는 시뮬레이션을 구현할 수 있다.
또한, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치가 다양한 체감모듈(300)을 교체하며 결합하기 위하여 제1 플랫폼(100), 제2 플랫폼(200) 및 체감모듈(300)은 상호 선택적으로 분리될 수 있다.
우선, 다양한 체감모듈(300)이 각각 별도의 제2 플랫폼(200)을 구비하되, 각 체감모듈(300)이 재현하고자 하는 운동의 중심 좌표와 제2 플랫폼(200)의 제2 좌표축(500)이 동일해 지도록 체감모듈(300)이 제2 플랫폼(200)을 구비할 수 있다.
또한, 제2 플랫폼(200)이 체감모듈(300)의 내부에 삽입되는 경우에는 체감모듈(300)의 하부까지 돌출된 지지부재를 더 포함하여, 제2 플랫폼(200)과 제1 플랫폼(100)이 결합할 수 있게 형성되는 것도 가능하다.
즉, 다양한 운동을 재현하기 위한 본 발명에 따른 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치는 제1 플랫폼(100)을 공용으로 사용하며, 각 운동의 중심 좌표 위치에 각각 별도의 제2 플랫폼(200)을 포함하는 스탠딩형 체감모듈(310) 및 라이딩형 체감모듈(320)을 제1 플랫폼(100)과 제2 플랫폼(200)을 선택적으로 결합 또는 분리하는 방식으로 체감모듈(300)을 교체할 수 있다.
한편, 제1 플랫폼(100) 및 제2 플랫폼(200)을 공용으로 사용할 수도 있다.
이러한 경우, 다양한 체감모듈(300)은 각각 제2 플랫폼(200)과 결합할 수 있는 공간을 마련하고, 제1 플랫폼(100)과 결합되어 있는 제2 플랫폼(200)에 스탠딩형 체감모듈(310) 또는 라이딩형 체감모듈(320)을 결합하는 방식으로 체감모듈(300)을 교체할 수 있다.
이때, 스탠딩형 체감모듈(310)은 제1 플랫폼(100)에 결합되어 있는 제2 플랫폼(200)에 결합하는 것으로 시뮬레이션이 가능하지만, 라이딩형 체감모듈(320)의 경우에는 제2 플랫폼(200)이 라이딩형 체감모듈(320)의 내부까지 삽입되어 결합할 수 있도록 제1 플랫폼(100)과 소정의 간격을 유지하는 것이 유리하다.
따라서, 제1 플랫폼(100) 및 제2 플랫폼(200)이 결합할 때, 제1 플랫폼(100) 및 제2 플랫폼(200)의 사이에서 제1 플랫폼(100) 및 제2 플랫폼(200)을 상호 결합시키며, 제2 플랫폼의 위치를 3차원으로 조절할 수 있는 변위모듈(600)을 더 포함하는 것이 유리할 수 있다.
즉, 변위모듈(600)이 제2 플랫폼(200)의 위치를 본 발명에 따른 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치가 재현하고자 하는 운동의 중심 좌표의 위치로 이동시키고, 제2 플랫폼(200)에 라이딩형 체감모듈(320)이 결합하여 보다 현실감 있는 시뮬레이션이 가능하다.
또한, 이상 설명한 바와 같이 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 3차원의 제1 좌표축을 기준으로 병진운동하는 제1 플랫폼;
    상기 제1 플랫폼과 결합하고, 3차원의 제2 좌표축 중에서 적어도 하나 이상의 축을 기준으로 회전운동을 하는 제2 플랫폼; 및
    상기 제2 플랫폼과 결합하고, 사용자를 지지하여 사용자가 상기 제1 플랫폼 및 상기 제2 플랫폼이 제공하는 운동을 감지할 수 있도록 마련되는 체감모듈;
    을 포함하는 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 플랫폼은,
    상기 제2 좌표축의 수직축과 상기 제1 좌표축의 수직축이 수직으로 연장선상에 마련되도록 상기 제1 플랫폼과 결합하는 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 플랫폼은,
    상기 제2 좌표축의 평면상에 있는 두 축을 기준으로 회전운동을 하고,
    상기 제1 플랫폼은,
    상기 제1 좌표축을 기준으로 병진운동 하면서, 상기 제1 좌표축 및 상기 제2 좌표축의 수직축을 기준으로 회전운동을 함께 구동하는 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 플랫폼의 상기 제1 좌표축 및 상기 제2 플랫폼의 상기 제2 좌표축은 각각의 좌표 중심점이 서로 상이한 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 플랫폼은,
    상기 체감모듈이 재현하는 운동이 갖는 좌표축의 위치에 구비되어 상기 체감모듈과 결합하는 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 플랫폼 및 상기 제2 플랫폼의 사이에서 상기 제1 플랫폼 및 상기 제2 플랫폼을 상호 결합시키며, 상기 제2 플랫폼의 위치를 3차원으로 조절하는 변위모듈을 더 포함하는 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 체감모듈은,
    상기 제2 플랫폼과 선택적으로 분리되는 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 체감모듈은,
    재현하고자 하는 운동이 갖는 운동좌표축에 상기 제2 플랫폼을 포함하여 구비되고,
    상기 제2 플랫폼은,
    상기 제1 플랫폼과 선택적으로 분리되는 체감모듈 교환식 시뮬레이션 장치.
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