WO2016175587A1 - 자전거형 게임 시뮬레이션 장치 - Google Patents

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WO2016175587A1
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윤은석
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(주)피엔아이시스템
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Definitions

  • the present invention relates to a game simulation apparatus, and more particularly, a user's action motion of a player in a game can be easily operated by a foot using a crank pedal method of a bicycle, as well as a user It is about a bicycle-type game simulation device that can be enjoyed by being able to feel the reality of walking and running or looking around as a player in the game.
  • Such a game is basically equipped with a PC or a game machine, and most of them are operated by using a joystick and a button or by using a computer keyboard and a mouse.
  • the reality is greatly reduced because it is made by the user's hand operation.
  • games developed with a lot of effort and expense are often rejected by users due to their interest.
  • a car racing game installed in some off-line large amusement parks such as an amusement park may be equipped with a vehicle control device that is similar to actually driving a vehicle. It's the same with not being able to feel real.
  • Korean Patent Laid-Open No. 2000-0037168 discloses a bicycle exercise / game device that can increase the exercise effect while satisfying the reality and interest according to the game play.
  • This technology allows the occupant of the stationary bicycle to adjust the steering wheel according to the programmed screen (for example), by applying a load to the pedals of the bicycle or by vibrating the saddle according to terrain features such as gradients or obstacles. It is designed to achieve aerobic effects while making you feel as if you are riding a bicycle in a real situation.
  • this technology also moves the steering wheel only according to the driving course displayed on the screen of the display provided at the front while the bicycle is fixed, and simply puts a load on the pedal or causes vibration in response to the terrain feature of the programmed course.
  • the present invention was devised to solve the above-mentioned conventional problems, and the user's action motion of the player in the game is operated by the foot using the crank pedal method of the bicycle, as if the user is actually the player in the game, walking, running and switching directions. It is possible to provide a bicycle-type game simulation device that makes you feel as if you are looking around.
  • the present invention is a bicycle game simulation device that can enjoy the game more realistically by allowing the action motion of the player in the game, for example, inertial phenomena that may occur when running or stopping in a stationary state to be applied to the user playing it. Can be provided.
  • the first invention of a bicycle type game simulation apparatus is supported by a crankshaft, a pair of crankarms whose ends are fixed to each other at opposite ends of the crankshaft, and rotatably supported by a free end of each crankarm.
  • a crank pedal unit having a pedal shaft and a crank pedal rotatably coupled to each pedal shaft;
  • a swing scaffold installed rotatably in a horizontal direction on each crank pedal; Swing detection means for detecting the left and right rotation of each swing scaffold and transmits the signal;
  • a forward and backward rotation detection means for detecting forward and reverse rotation of the crankshaft and transmitting the signal.
  • the swing footrest includes swing detection means configured to detect the left and right rotation of the swing footrest by sensing the rotation of the hinge shaft which is rotatably coupled to the crank pedal.
  • the swing transmission means for transmitting the left and right rotation of the swing pedal to the pedal shaft further, the swing detection means detects the forward and backward rotation of the pedal shaft to detect the left and right rotation of the swing footrest.
  • the swing transmission means is composed of a driven and driven bevel gears that are fixed to the swing foot and the pedal shaft, respectively, and engaged with each other, the swing detection means can be installed in the crank pedal, In this case, the swing detection means may transmit the detection signal through a wireless communication method.
  • the battery may further include a battery in the crank pedal, and may include a generator for charging the battery by rotation of the crankshaft.
  • a swing transmission means includes: driven and driven bevel gears fixed to the swing footrest and the pedal shaft respectively to engage with each other, a swing detection guide rotatably coupled to the crankshaft, and a pedal shaft; And a linkage unit for interlocking the swing detection guide with each other, the swing detection means can detect the rotation of the pedal shaft by detecting the forward and reverse rotation of the swing detection guide.
  • a swing scaffold prevention means for preventing the swing scaffold to flow without the user's operation.
  • the swing scaffold flow preventing means may include, for example, a first timing pulley fixed to the crank pedal, a second timing pulley rotatably coupled to the crankshaft, and a timing belt coupled between the first and second timing pulleys. have.
  • the game program can be set so that the player in the game walks back and forth by the forward and reverse rotation of the crank pedal unit, and the inertia phenomenon occurs in the chair of the user who controls the movement speed of the player in proportion to the rotation speed.
  • the game player can change the direction to the left and right, and accordingly, the game program can be set so that the background screen moves at the same time. Of course, you can set it up to sit up or take other action.
  • the second invention of the bicycle-type game simulation apparatus is supported by a crank shaft, a pair of crank arms, one end of which is fixed to both ends of the crank shaft, respectively, and rotatably supported on the free ends of each crank arm.
  • a crank pedal unit having a pedal shaft and a crank pedal rotatably coupled to each pedal shaft;
  • a swing scaffold installed rotatably in a horizontal direction on each crank pedal;
  • a plurality of swing detection means for detecting the left and right rotation of each swing scaffold and transmits the signal;
  • Forward and backward rotation detection means for detecting forward and reverse rotation of the crankshaft and transmitting a signal thereof;
  • a front and rear rotation unit for rotating the chair seated by the user in the front and rear directions according to the signal of the front and rear rotation detecting means.
  • the forward and backward rotation unit includes a pedestal pivotally connected to the bottom of the seat of the chair, a swing link fixed to the seat of the chair with a long hole in the up and down direction, and a pedestal to the pedestal. It is provided with a cam motor for forward and reverse driving the cam in accordance with the signal of the cam and the rotation sensing means coupled to the long hole of the swing link.
  • a third invention of the bicycle type game simulation apparatus is rotatably supported by a crank shaft, a pair of crank arms whose ends are fixed to each other at opposite ends of the crank shaft, and a free end of each crank arm.
  • a crank pedal unit having a pedal shaft and a crank pedal rotatably coupled to each pedal shaft;
  • a swing scaffold installed rotatably in a horizontal direction on each crank pedal;
  • a plurality of swing detection means for detecting the left and right rotation of each swing scaffold and transmits the signal;
  • Forward and backward rotation detection means for detecting forward and reverse rotation of the crankshaft and transmitting a signal thereof; It characterized in that it comprises a; left and right rotation unit for rotating the chair seated by the user in the left and right directions according to the signal of the swing detection means.
  • the left and right rotation units include a base for rotatably supporting the chair in the left and right directions, and a swing motor for rotating the chair in the left and right directions according to a signal of the swing detection means, more preferably.
  • a plurality of wheels may be further provided for smooth and stable rotation.
  • group game simulation apparatus by this invention is rotatably supported by the crankshaft, a pair of crankarms whose ends are respectively fixed to both ends of a crankshaft, and the free end of each crankarm.
  • a crank pedal unit having a pedal shaft and a crank pedal rotatably coupled to each pedal shaft;
  • a swing scaffold installed rotatably in a horizontal direction on each crank pedal;
  • a plurality of swing detection means for detecting the left and right rotation of each swing scaffold and transmits the signal;
  • Forward and backward rotation detection means for detecting forward and reverse rotation of the crankshaft and transmitting a signal thereof;
  • Front and rear rotation unit for rotating the chair seated by the user in the front and rear direction in accordance with the signal of the front and rear rotation detection means; It characterized in that it comprises a; left and right rotation unit for rotating the chair seated by the user in the left and right directions according to the signal of the swing detection means.
  • the player in the game in response to the user playing the game to drive the crank pedal, the player in the game walks or runs, and rotates the swing footrest provided in the crank pedal to the left and right players Since the screen is moved from side to side at the same time, the screen also moves together, so unlike the conventional game, which relies on the keyboard and mouse for all the motions of the players in the game, the user is actually the player in the game. You can feel the reality.
  • the inertial phenomenon that can occur when the player in the game runs or stops running, that is, the body tilts back and forth, can be applied to the user who plays the game. To be able.
  • FIG. 1 is a perspective view of a bicycle type game simulation apparatus according to the present invention
  • Figure 2 is a partially separated perspective view showing the main portion of the bicycle-type game simulation apparatus according to the present invention
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a bicycle type game simulation apparatus according to the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram for explaining the configuration of a bicycle type game simulation apparatus according to the present invention.
  • Figure 6 is a cross-sectional view of the main portion of the crank pedal unit showing another embodiment of the bicycle type game simulation apparatus according to the present invention
  • FIG. 7 is a partially cut perspective view showing another embodiment of the bicycle type game simulation apparatus according to the present invention.
  • FIG. 8 is a side cross-sectional view of the embodiment shown in FIG. 7, FIG.
  • FIG. 9 is a side view showing an extract of the front and rear rotation unit of the embodiment shown in FIG.
  • 10a to 10c are side views showing the operating state of the front and rear rotation unit shown in FIG.
  • Figure 11 is a partial cutaway perspective view of the left and right rotating unit of the embodiment shown in Figure 7,
  • FIG. 12 is a partially cut plan view of the left and right rotating units shown in FIG. 9.
  • FIG. 12 is a partially cut plan view of the left and right rotating units shown in FIG. 9.
  • the bicycle-type game simulation apparatus according to the present invention, the crank pedal unit 10 and the swing footrest which is rotatably installed in the crank pedal 15 of the crank pedal unit 10 in a horizontal direction.
  • 20 and the swing detection means 30 for detecting the left and right rotation of the swing scaffold 20 and transmitting the signal, and the forward and reverse rotation of the crank shaft 12 of the crank pedal unit 10 It comprises a front and rear rotation detecting means 40 for transmitting the signal.
  • the crank pedal unit 10 has a crank housing 11, a crank shaft 12 supported through the crank housing 11 so as to be rotatably supported, and opposite ends of both sides of the crank shaft 12.
  • a pair of crank arms 13 having one end fixed to each other, a pedal shaft 14 horizontally installed so as to be orthogonal to the free end of each crank arm 13, and rotatable to these pedal shafts 14 It consists of a crank pedal 15 to be installed.
  • the crank pedal unit 10 generally takes a form similar to a crank pedal applied to a normal bicycle.
  • crank shaft 12 On both sides of the crank housing 11, sleeves 11a having a sleeve shape rotatably supporting the crank shaft 12 are provided to protrude, and both ends of the crank shaft 12 of the crank housing 11 are provided. It penetrates through the bearing 11a and protrudes outward to both sides, thereby being fixed to the crank arm 13.
  • a boss portion (13a) is provided at the free end of each crank arm (13), and the pedal shaft (14) is provided coaxially with the boss portion (13a).
  • the crank pedal 15 may be directly coupled to the pedal shaft 14, but preferably provided with a coupling sleeve 15a for rotatably inserting the pedal shaft 14 to protrude to one side of the crank arm 13; It is rotatably coupled to the boss portion (13a) of. This is to allow the swing detecting means 30 to be installed in the crank housing 11 as described below.
  • the tip of the coupling sleeve 15a penetrates the boss portion 13a of the crank arm 13 to protrude appropriately. .
  • crank pedal 15 has a space portion 15b having an upper portion opened therein for installation of the swing transfer means 50 described later, and the hinge shaft 18 is perpendicular to the space portion 15b.
  • the diaphragm 17 which protrudes to the horizontal is provided horizontally so that it may not interfere with the pedal shaft 14.
  • the swing scaffold 20 may be configured in various forms, for example, may take the form of a square block, as long as the user U can comfortably land and operate stably.
  • the non-slip pad may be further provided on the upper surface of the swing footrest 20, that is, the surface of the user U in contact with the foot.
  • the swing scaffold 20 has a hinge hole 21 at the center of the lower surface thereof, and is rotatably assembled to the hinge shaft 18 protruding upward of the crank pedal 15 to rotate in the forward and backward directions together with the crank pedal 15. At the same time, the crank pedal 15 may be rotated in the horizontal direction.
  • the swing detecting means 30 detects a direction and an angle at which the swing scaffold 20 rotates left or right, and transmits the detection signal to the communication and control unit 70.
  • the communication and control unit 70 transmits the corresponding signal to the game program (PC or game machine) 80, and accordingly, the rotational experience driving unit (3) by the detection signal of the swing detecting means 30 to which the game program 80 is transmitted.
  • the swing detection means 30 may be configured in various forms, for example, may be formed of an encoder or an angle sensor.
  • the swing detection means 30 of the bicycle-type game simulation apparatus is the first and second two respectively installed in the pair of crank pedals 15 provided on the left and right of the crank pedal unit 10, respectively.
  • Bar rotation sensor (31, 32) consisting of, using the left and right rotation of the game can be implemented in a variety of motion to the player.
  • the player in the game changes the display while changing the direction, and the first and second rotation detection sensors 31 are set.
  • the 32 is rotated in different directions or only one of the rotation detection sensors 31 or 32 is rotated to the left or the right, according to each rotation direction, the player in the game has a different action motion than the change of direction, for example. You can set it to sit, lie down, or take special social actions.
  • the first and second rotation detection sensors 31 and 32 of the swing detection means 30 may be installed at any position as long as it can detect the rotation of the swing scaffold 20, preferably swing It is configured to detect the left and right rotation of the swing footrest 20 by detecting the forward and reverse rotation of the pedal shaft 14 through the swing transmission means 50 for transmitting the rotation of the footrest 20 to the pedal shaft 14.
  • the swing detecting means 20 is installed inside the crank housing 11 through the swing transmitting means 50.
  • Swing transmission means 50 for this purpose is rotatably coupled to the driven and driven bevel gears (51) (52) and the crankshaft (12), which are fixed to the swing footrest (20) and the pedal shaft (14), respectively.
  • the swing detection guide 53 and the pedal shaft 14 and the swing detection guide 53 are configured to interlock with each other (54).
  • the prime bevel gear 51 is fitted into and fixed to the hinge hole 21 of the swing footrest 20 and is rotatably coupled to the hinge shaft 18 of the crank pedal 15 to thereby rotate the swing footrest 20. It is transmitted to the gear 51 as it is.
  • the swing detection guide 53 is formed in a pipe shape and rotatably coupled to the outer circumference of the bearing 11a of the crank housing 11.
  • the swing detection guide 53 is splined on the outer circumference for the electric coupling with the connection unit 54 described later. It consists of a timing pulley with a spline.
  • the interlocking unit 54 is a driving pulley 55 fixed to the protrusion of the pedal shaft 14 protruding through the boss portion 13a of the crank arm 13, and the driving pulley 55 swing detection guide ( 53 is composed of a transmission belt 56 for connecting.
  • the driving pulley 55 and the transmission belt 56 of the interlocking unit 54 are also made of a timing pulley and a timing belt.
  • first and second rotation detection sensors 31 and 32 are provided with a driven pulley 33 made of a timing pulley, and are simultaneously connected to the swing detection guide 53 and the interlocking belt 34 so that the swing detection guide 53 is provided. Through the forward and reverse rotation of the swing scaffold 20 to detect the left and right rotation.
  • the crank pedal 15 when the swing detecting means 30 is provided in the crank housing 11, it is preferable to set the position of the crank pedal 15 so that the swing footrest 20 is always located at the top. That is, the crank pedal 15 is rotatably coupled to the pedal shaft 14, can be rotated by its own weight, thereby swing transmission means 50 irrespective of the rotation operation of the swing footrest 20 In particular, the flow occurs in the interlocking unit 54, so that the first and second rotation detection sensors 31 and 32 do not have a risk of causing a malfunction.
  • the swing scaffold flow preventing means 60 for preventing the swing scaffold 20 from being arbitrarily rotated without the swing manipulation of the swing scaffold 20 is provided. It is preferable to further include.
  • the bearing of the crank housing 11 rotatably inserting and supporting the first timing pulley 61 fixed to the coupling sleeve 15a of the crank pedal 15 of the swing scaffold flow preventing means 60.
  • a second timing pulley 62 rotatably coupled to an outer circumference thereof and a timing belt 63 coupled between the first and second timing pulleys 61 and 62.
  • Such a swing scaffold flow prevention means 60 is a swing that can be generated by setting the position of the crank pedal 15 so that the swing scaffold 20 is always located at the top regardless of whether the crank pedal unit 10 is operated. The malfunction of the sensing means 30 is reliably prevented.
  • FIG 6 shows another embodiment of the swing transmission means 50 for transmitting the left and right rotation of the swing foot 20 to the pedal shaft 14 in this way.
  • the swing transmission means 50 is a driving force in the configuration of the embodiment described above, is fixed to the hinge hole 21 of the swing footrest 20 is rotatably coupled to the hinge shaft 18 of the crank pedal 15
  • the bevel gear 51 and the driven bevel gear 52 which are fixed to the pedal shaft 14 so as to engage with the motive bevel gear 51, the swing detection means 30 is the space of the crank pedal 15 It is a case where it is provided in the part 15b.
  • the first and second rotational detection sensors 31 (only one shown in the drawing) of the swing detection means 30 are provided with the driven gear 35 to engage with the prime mover gear 36 fixed to the pedal shaft 14.
  • the configuration of the driven and driven gears 35 and 36 may be replaced by a timing pulley and a belt.
  • the swing detection means 30 When the swing detection means 30 is provided in the crank pedal 15 as described above, it may be more preferable that the swing detection means 30 take a wireless communication method in consideration of the structural characteristics of the crank pedal unit 10. Of course, even in this case, it may be implemented by a wired communication method through a slip ring.
  • the crank pedal 15 may further include a battery for supplying power to the swing detection means 30.
  • the crank pedal 15 may be provided with a generator for charging the battery by generating power by the rotational movement of the crank pedal unit 10.
  • the front and rear rotation detecting means 40 is installed inside the crank housing 11, and is provided with the motive gear 41 to engage with the driven gear 42 fixed to the crank shaft 12 so that the forward and reverse rotation of the crank shaft 12 is performed. The rotation is sensed and sent to the communication and control unit 70.
  • the communication and the control unit 70 transmits the detection signal transmitted from the front and rear rotation detecting means 40 to the game program 80, so that the game program 80 implements an inertial phenomenon in the action motion of the player in the game.
  • the user U who transmits the corresponding signal to the front and rear rotation unit 110 of the rotating experience driving unit 100 and plays it also induces the user to experience the same inertia phenomenon as the player in the game.
  • the front and rear rotation detecting means 40 may be configured in various forms, for example, it may be made of a photo sensor.
  • the bicycle-type game simulation apparatus preferably plays a game according to the detection signals of the swing detecting means 30 and the front and rear rotation detecting means 40, as shown in FIGS. 7 and 8.
  • the user (U) can be configured to further include a rotation experience driving unit 100 that can rotate the seat (C) sitting side to side and rotate back and forth.
  • the rotation experience driving unit 100 includes a left and right rotation unit 120 and a crank shaft 12 that rotate the chair C on which the user U sits from side to side in response to the left and right rotation of the swing footrest 20. It is provided with a front and rear rotation unit 110 for rotating the chair (C) back and forth by an appropriate angle in response to the front and rear rotation.
  • the front and rear rotation unit 110 is fixed to the seat S of the chair C with a pedestal 111 connected to the bottom of the seat S of the chair C and a long hole 112a in the vertical direction.
  • the cam 113 is forward and reverse driven according to the signals of the cam 113 and the front and rear rotation detecting means 40 which are installed on the swing link 112 and the pedestal 111 and coupled to the long hole 112a of the swing link 112.
  • the cam motor 114 is provided.
  • the swinging link 112 is fixed to the seat portion S in the longitudinal direction to enter the inside of the pedestal 111, and the cam motor 114 is fixed to the inner wall of the pedestal 111. And the swing link 112 is provided with a support 115 for fixing the crank pedal unit 10 to form a proper angle toward the front.
  • the cam motor 114 is driven by the signal of the front and rear rotation detecting means 40, thereby causing the swing link 112 to move.
  • the chair C is rotated back and forth by being reciprocated within a predetermined angle about the pivot.
  • the left / right rotation unit 120 includes a base 121 for rotatably supporting the chair C in the left and right directions, and the chair C according to a signal of the swing detection means 30. ) Is provided with a swing motor 122 for rotating in the left and right directions.
  • the base 121 includes a hinge shaft 122 protruding vertically upward in the center of the upper surface to rotatably support the pedestal 111 of the front and rear rotation unit 110.
  • the swing motor 122 is fixed to the lower surface of the pedestal 111 and has a circular pulley 124 on its rotation shaft 123a, and is fixed to the pedestal 111 so as to be rotatable to the hinge shaft 122 of the base 121. It is connected to the driven pulley 125 and the belt 126 to be coupled.
  • the bottom surface of the pedestal 111 may preferably include a plurality of wheels 127 radially contacting the upper surface of the base 121.
  • the swing detecting means 30 detects the direction and angle of the swing pedal 20 and sends it out.
  • the swing motor 123 of the left and right rotation unit 120 is reversely rotated in response to the signal of the swing detection means 30 to rotate the chair C left and right.
  • the game program 80 moves the display 90 while changing the direction of the player in the game, as if the user U directly acts as a player in the game. It can make you feel like you're doing it.
  • the rotation experience driving unit 100 may be provided with the front and rear rotation unit 110 and the left and right rotation unit 120 together, or may be provided with only one, depending on the characteristics of the game.
  • the bicycle type game simulation apparatus includes a crank pedal unit 10, a swing footrest 20 which is rotatably installed in the crank pedal 15 of the crank pedal unit 10 in a horizontal direction, and the swing.

Abstract

본 발명은 자전거형 게임 시뮬레이션 장치에 관한 것으로서, 크랭크페달유닛과; 크랭크페달에 수평방향으로 회전 가능하게 설치되는 스윙발판과; 스윙발판의 좌우회전을 감지하여 그 신호를 송출하는 스윙감지수단과; 크랭크축의 정역회전을 감지하여 그 신호를 송출하는 전후회전감지수단;을 포함하여 이루어지며, 게임 속 플레이어의 행동모션을 유저가 자전거의 크랭크페달 방식을 이용하여 간편하게 발로 조작할 수 있어서 뛰어난 현실감을 느낄 수 있다.

Description

자전거형 게임 시뮬레이션 장치
본 발명은 게임 시뮬레이션 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 게임 속 플레이어의 행동모션을 유저(user)가 자전거의 크랭크페달(crank pedal) 방식을 이용하여 간편하게 발로 조작할 수 있음은 물론, 마치 유저가 실제로 게임 속 플레이어가 되어서 걷고 뛰거나 주위를 둘러보는 듯한 현실감을 느낄 수 있어 흥미를 만끽할 수 있도록 된 자전거형 게임 시뮬레이션 장치에 관한 것이다.
주지하다시피 프로그램을 이용한 전자오락 게임은 오래전부터 어린이와 청소년을 주축으로 널리 이용되어 왔으며, 근래에는 발달된 PC와 더불어 초고속 인터넷의 보급이 확대되면서 온라인 게임의 급격한 활성화를 가져와 남녀노소를 가리지 않고 누구나 간편하게 즐길 수 있는 하나의 문화로 자리매김한 상태라 해도 과언이 아니다.
이를 바탕으로 게임 산업은 비약적인 발전을 거듭하고 있는 추세에 있고, 게임의 종류도 단순 두뇌 게임을 비롯하여 각종 전투 게임이나 스포츠 게임 및 모터사이클이나 자동차 경주 게임 등에 이르기까지 매우 다양한 영역을 아우르고 있어 유저는 자신의 취향에 따라 적합한 게임을 선택하여 즐길 수 있다.
그런데, 이와 같은 게임은 기본적으로 PC 또는 게임기를 구비한 상태에서, 대부분 조이스틱과 버튼을 이용하여 조작하거나 컴퓨터의 키보드와 마우스를 이용하여 조작하도록 되어 있는 바, 게임 속 플레이어의 행동모션을 포함한 모든 행위가 이를 플레이 하는 유저의 손조작에 의해 이루어지기 때문에 현실감이 크게 떨어질 수밖에 없다. 이로 인해 많은 노력과 비용을 들여 개발한 게임이 흥미반감으로 유저로부터 외면 받는 경우도 빈번하다.
또, 예를 들어 유원지와 같은 일부 오프라인상의 대형 오락장에 설치된 자동차 경주 게임 등의 경우에는 실제로 차량을 운전하는 것과 흡사하도록 차량의 조작장치를 갖추고 있기도 한데, 이 역시 전술한 대부분의 게임들에서와 같이 현실감을 느낄 수 없기는 마찬가지이다.
즉, 차량의 출발과 가속, 방향전환 및 정지 등 모든 플레이를 실제 차량과 유사하게 조작할 수 있기는 하지만, 유저가 의자에 앉아 정지된 상태에서 손과 발을 이용하는 것일 뿐, 예컨대 출발과 정지시 유저의 몸이 뒤로 가볍게 젖혀지거나 앞으로 쏠리는 관성현상이라든가 방향전환시 유저의 몸이 게임 속 플레이어와 같이 실제로 방향이 전환되어 자신이 게임 속 플레이어가 되어 즐기는 것과 같은 체험은 전혀 느낄 수 없는 것이다.
한편, 한국 공개특허공보 특2000-0037168호에는 게임 플레이에 따른 현실감과 흥미감을 충족시키면서 운동효과를 증대시킬 수 있는 자전거 운동/게임 장치가 개시되어 있다.
이 기술은 고정 자전거의 탑승자가 프로그로밍 된 화면(코스)에 따라 핸들을 조정하고, 예컨대 구배나 장애물 등의 지형 특색에 따라 자전거의 페달에 부하가 걸리도록 한다든지 안장에 진동을 줌으로써 탑승자가 마치 실제 상황에서 자전거를 타는 것과 유사한 현실감을 느끼도록 하면서 유산소 운동효과를 얻을 수 있도록 되어 있다.
그러나, 이 기술 역시 자전거가 고정되어 있는 상태에서 전방에 구비된 디스플레이의 화면에 표시되는 주행코스에 따라 핸들만을 움직이고, 프로그래밍 된 코스의 지형 특색에 대응하여 단순히 페달에 부하가 걸리도록 하거나 진동을 유발하는 것에 불과한 바, 실제로 자전거를 탈 때 유저의 신체가 느낄 수 있는 관성현상과 방향전환 등의 현실적 체험을 유도할 수는 없는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 게임 속 플레이어의 행동모션을 유저가 자전거의 크랭크페달 방식을 이용하여 발로 조작함으로써 마치 유저가 실제로 게임 속 플레이어가 되어서 걷고 뛰고 방향을 전환하면서 주위를 둘러보는 듯한 현실감을 느낄 수 있게 하는 자전거형 게임 시뮬레이션 장치를 제공할 수 있다.
본 발명은, 게임 속 플레이어의 행동모션, 예들 들어 정지상태에서 달리거나 달리다가 멈출 때 발생될 수 있는 관성현상이 이를 플레이 하는 유저에게 적용되도록 함으로써 보다 실감나게 게임을 즐길 수 있는 자전거형 게임 시뮬레이션 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 의한 자전거형 게임 시뮬레이션 장치의 제1발명은, 크랭크축과, 이 크랭크축의 양단에 서로 엇갈리게 일단이 각각 고정되는 한 쌍의 크랭크암과, 각 크랭크암의 자유단에 회전 가능하게 지지되는 페달축 및 각 페달축에 회전 가능하게 결합되는 크랭크페달을 구비하는 크랭크페달유닛; 각 크랭크페달에 수평방향으로 회전 가능하게 설치되는 스윙발판; 각 스윙발판의 좌우회전을 감지하여 그 신호를 송출하는 스윙감지수단; 크랭크축의 정역회전을 감지하여 그 신호를 송출하는 전후회전감지수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 제1발명의 바람직한 특징에 의하면, 스윙발판이 크랭크페달에 회전 가능하게 결합하도록 설치되는 힌지축의 회전을 감지함으로써 상기 스윙발판의 좌우회전을 감지하도록 된 스윙감지수단을 포함하는 것이다.
제1발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 스윙발판의 좌우회전을 페달축에 전달하는 스윙전달수단을 더 포함하고, 스윙감지수단이 페달축의 정역회전을 감지함으로써 스윙발판의 좌우회전을 감지한다.
그리고 이러한 제1발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 스윙전달수단이 스윙발판과 페달축에 각각 고정되어 서로 맞물리는 원동 및 종동 베벨기어로 이루어지고, 스윙감지수단이 크랭크페달 내에 설치될 수 있는데, 이 경우 스윙감지수단은 무선통신방식으로 그 감지신호를 송출할 수 있다.
스윙감지수단이 무선통신방식을 취할 경우, 크랭크페달 내에 배터리를 더 구비할 수 있고, 이 배터리를 크랭크축의 회전에 의해 충전시키는 발전기를 함께 구비할 수도 있다.
제1발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 스윙전달수단이, 스윙발판과 페달축에 각각 고정되어 서로 맞물리는 원동 및 종동 베벨기어와, 크랭크축에 회전 가능하게 결합되는 스윙감지가이드와, 페달축과 스윙감지가이드를 서로 연동시키는 연동유닛으로 이루어지고, 스윙감지수단이 스윙감지가이드의 정역회전을 감지함으로써 페달축의 회전을 감지할 수 있다.
이 경우, 스윙발판이 유저의 조작없이 유동되는 것을 방지하기 위한 스윙발판 유동방지수단을 더 구비하는 것이 바람직하다.
스윙발판 유동방지수단은, 예를 들어 크랭크페달에 고정되는 제1타이밍풀리와, 크랭크축에 회전 가능하게 결합되는 제2타이밍풀리와, 제1 및 제2타이밍풀리간에 결합되는 타이밍벨트로 이루어질 수 있다.
여기서, 크랭크페달유닛의 정역회전에 의해 게임 속 플레이어가 앞뒤로 걷고, 그 회전속도에 비례하여 플레이어의 이동속도가 변화됨과 동시에 이를 조작하는 유저의 의자에 관성현상을 유발시키도록 게임 프로그램을 설정할 수 있다. 또, 각 스윙발판의 좌우회전에 따라 게임 속 플레이어가 좌우로 방향을 전환하고, 그에 따라 배경화면이 동시에 움직이도록 게임 프로그램을 설정할 수 있고, 예컨대 두 개의 스윙발판의 회전을 이용하여 게임 속 플레이어가 앉고 일어서거나 기타의 행동모션을 취하도록 설정할 수도 있음은 물론이다.
한편, 본 발명에 의한 자전거형 게임 시뮬레이션 장치의 제2발명은, 크랭크축과, 크랭크축의 양단에 서로 엇갈리게 일단이 각각 고정되는 한 쌍의 크랭크암과, 각 크랭크암의 자유단에 회전 가능하게 지지되는 페달축 및 각 페달축에 회전 가능하게 결합되는 크랭크페달을 구비하는 크랭크페달유닛; 각 크랭크페달에 수평방향으로 회전 가능하게 설치되는 스윙발판; 각 스윙발판의 좌우회전을 감지하여 그 신호를 송출하는 복수의 스윙감지수단; 크랭크축의 정역회전을 감지하여 그 신호를 송출하는 전후회전감지수단; 전후회전감지수단의 신호에 따라 유저가 착석한 의자를 전후방향으로 회동시켜 주는 전후회동유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 제2발명의 한 바람직한 특징에 의하면, 전후회동유닛은, 의자의 시트부 저면에 피벗(pivot) 연결되는 받침대와, 상하방향으로 장공을 가지고 의자의 시트부에 고정되는 요동링크와, 받침대에 설치되어 요동링크의 장공에 결합되는 캠 및 회전감지수단의 신호에 따라 캠을 정역 구동시키는 캠모터를 구비한다.
또한, 본 발명에 의한 자전거형 게임 시뮬레이션 장치의 제3발명은, 크랭크축과, 크랭크축의 양단에 서로 엇갈리게 일단이 각각 고정되는 한 쌍의 크랭크암과, 각 크랭크암의 자유단에 회전 가능하게 지지되는 페달축 및 각 페달축에 회전 가능하게 결합되는 크랭크페달을 구비하는 크랭크페달유닛; 각 크랭크페달에 수평방향으로 회전 가능하게 설치되는 스윙발판; 각 스윙발판의 좌우회전을 감지하여 그 신호를 송출하는 복수의 스윙감지수단; 크랭크축의 정역회전을 감지하여 그 신호를 송출하는 전후회전감지수단; 스윙감지수단의 신호에 따라 유저가 착석한 의자를 좌우방향으로 회동시켜 주는 좌우회전유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 제3발명에 있어서, 좌우회전유닛은, 의자를 좌우방향으로 회전 가능하게 지지하는 베이스와, 스윙감지수단의 신호에 따라 의자를 좌우방향으로 회동시켜 주는 스윙모터를 구비하며, 바람직하기로는 보다 원활하고 안정된 회전을 위해 복수의 바퀴를 더 구비할 수도 있다.
또, 본 발명에 의한 자전거형 게임 시뮬레이션 장치의 제3발명은, 크랭크축과, 크랭크축의 양단에 서로 엇갈리게 일단이 각각 고정되는 한 쌍의 크랭크암과, 각 크랭크암의 자유단에 회전 가능하게 지지되는 페달축 및 각 페달축에 회전 가능하게 결합되는 크랭크페달을 구비하는 크랭크페달유닛; 각 크랭크페달에 수평방향으로 회전 가능하게 설치되는 스윙발판; 각 스윙발판의 좌우회전을 감지하여 그 신호를 송출하는 복수의 스윙감지수단; 크랭크축의 정역회전을 감지하여 그 신호를 송출하는 전후회전감지수단; 이 전후회전감지수단의 신호에 따라 유저가 착석한 의자를 전후방향으로 회동시켜 주는 전후회동유닛; 스윙감지수단의 신호에 따라 유저가 착석한 의자를 좌우방향으로 회동시켜 주는 좌우회전유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 의한 자전거형 게임 시뮬레이션 장치에 의하면, 게임을 플레이하는 유저가 크랭크페달을 구동시키는 것에 연동하여 게임 속 플레이어가 걷거나 뛰고, 크랭크페달에 구비된 스윙발판을 좌우로 회전시킴에 따라 플레이어가 좌우로 방향을 전환함과 동시에 함께 화면도 이동되므로 게임 속 플레이어의 모든 행동모션을 키보드와 마우스 등에 의존하는 종래와 달리 마치 유저가 실제로 게임 속 플레이어가 되어서 걷고 뛰고 방향을 전환하면서 주위를 둘러보는 듯한 현실감을 느낄 수 있게 된다.
특히, 게임 속 플레이어가 정지상태에서 달리거나, 또는 달리다가 멈출 때 발생될 수 있는 관성현상, 즉 몸이 앞뒤로 젖혀지는 현상까지 게임을 플레이 하는 유저에게 그대로 적용될 수 있는 바, 더욱 실감나게 게임을 즐길 수 있게 한다.
또한, 게임 속 플레이어의 이동모션을 유저가 발로 간편하게 조작하게 되므로 확대된 조작편의성을 제공할 수 있음은 물론 게임을 플레이 하는 동안 크랭크페달을 지속적으로 구동시켜야 되는 바, 운동효과도 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 자전거형 게임 시뮬레이션 장치를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 의한 자전거형 게임 시뮬레이션 장치의 요부를 발췌하여 도시한 부분 분리 사시도,
도 3은 본 발명에 의한 자전거형 게임 시뮬레이션 장치의 단면도,
도 4는 본 발명에 의한 자전거형 게임 시뮬레이션 장치의 요부 발췌 단면도,
도 5는 본 발명에 의한 자전거형 게임 시뮬레이션 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 6은 본 발명에 의한 자전거형 게임 시뮬레이션 장치의 또 다른 실시예를 도시한 크랭크페달유닛의 요부 발췌 단면도,
도 7은 본 발명에 의한 자전거형 게임 시뮬레이션 장치의 다른 실시예를 도시한 부분 절단 사시도,
도 8은 도 7에 도시된 실시예의 측단면도,
도 9는 도 7에 도시된 실시예의 전후 회동유닛을 발췌하여 도시한 측면도,
도10a 내지 도10c는 도 9에 도시된 전후 회동유닛의 작동상태를 나타낸 측면도들,
도 11은 도 7에 도시된 실시예의 좌우 회전유닛를 발췌하여 도시한 부분 절단 사시도,
도 12는 도 9에 도시된 좌우 회전유닛의 부분 절단 평면도이다.
이와 같은 본 발명에 의한 자건거형 게임 시뮬레이션 장치의 구체적 특징과 다른 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예들의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.
도 1 내지 도 5에서, 본 발명에 의한 자전거형 게임 시뮬레이션 장치는, 크랭크페달유닛(10)과, 이 크랭크페달유닛(10)의 크랭크페달(15)에 수평방향으로 회전 가능하게 설치되는 스윙발판(20)과, 이 스윙발판(20)의 좌우회전을 감지하여 그 신호를 송출하는 복수의 스윙감지수단(30)과, 크랭크페달유닛(10)의 크랭크축(12)의 정역회전을 감지하여 그 신호를 송출하는 전후회전감지수단(40)을 포함하여 구성된다.
크랭크페달유닛(10)은 크랭크하우징(11)과, 이 크랭크하우징(11)을 수평으로 관통하여 회전 가능하게 지지되는 크랭크축(12)과, 이 크랭크축(12)의 양쪽 단부에 서로 반대방향을 향하도록 일단이 각각 고정되는 한 쌍의 크랭크암(13)과, 각 크랭크암(13)의 자유단에 직교하도록 수평으로 설치되는 페달축(14) 및 이들 페달축(14)에 회전 가능하게 설치되는 크랭크페달(15)로 구성된다. 이에 따라 크랭크페달유닛(10)은 통상의 자전거에 적용되는 크랭크페달과 대체로 유사한 형태를 취한다.
크랭크하우징(11)의 양측에는 크랭크축(12)을 회전 가능하게 지지하는 슬리브(sleeve) 형태의 축받이(11a)가 각각 돌출되게 구비되고, 크랭크축(12)의 양단부가 크랭크하우징(11)의 축받이(11a)를 관통하여 양측 외부로 돌출됨으로써 크랭크암(13)과 고정된다.
각 크랭크암(13)의 자유단에는 보스부(boss:13a)가 구비되고, 이 보스부(13a)에 페달축(14)이 동축으로 구비된다. 한편, 크랭크페달(15)은 페달축(14)에 직접 결합될 수도 있지만, 바람직하기로는 페달축(14)을 회전 가능하게 삽입하는 결합슬리브(15a)를 한쪽에 돌출되게 구비하여 크랭크암(13)의 보스부(13a)에 회전 가능하게 결합된다. 이는 후술한 바와 같이 스윙감지수단(30)을 크랭크하우징(11) 내에 설치할 수 있도록 하기 위한 것으로, 결합슬리브(15a)의 선단부는 크랭크암(13)의 보스부(13a)를 관통하여 적절히 돌출된다.
이 때, 크랭크암(13)의 보스부(13a)와 크랭크페달(15)의 결합슬리브(15a) 간에는 크랭크페달(15)의 원활한 회전을 담보하기 위해 베어링이나 부싱(16)이 개재되는 것이 바람직할 수 있다. 그리고 크랭크페달(15)은 후술한 스윙전달수단(50)의 설치를 위해 내부에 상부가 개구된 공간부(15b)를 가지며, 이 공간부(15b)에 힌지축(hinge shaft:18)을 수직으로 돌출되게 갖는 격판(17)을 페달축(14)에 간섭되지 않도록 수평으로 구비한다.
스윙발판(20)은 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 예를 들어 도시된 바와 같이 사각블록 형태를 취할 수 있는데, 유저(U)가 편안하게 착지하여 안정되게 조작할 수 있다면 어떠한 형태라도 좋다. 이를 위해 별도로 도시하지는 않았으나, 스윙발판(20)의 상면, 즉 유저(U)의 발이 접촉하는 면에 미끄럼방지 패드 등을 더 구비할 수도 있음은 물론이다.
이러한 스윙발판(20)은 하면 중앙에 힌지구멍(21)을 구비하여 크랭크페달(15)의 상측으로 돌출된 힌지축(18)에 회전 가능하게 조립됨으로써 크랭크페달(15)과 함께 전후방향으로 회전되면서도 크랭크페달(15)에 대해서는 좌우방향으로도 회전될 수 있다.
스윙감지수단(30)은 도 5에 도시된 바와 같이, 스윙발판(20)이 좌 또는 우방향으로 회전되는 방향과 각도를 감지하여 그 감지신호를 통신 및 제어부(70)에 송출한다.
그러면 통신 및 제어부(70)에서 게임 프로그램(PC 또는 게임기:80)으로 해당 신호를 전송하고, 이에 따라 게임 프로그램(80)이 전송된 스윙감지수단(30)의 감지신호에 의해 회전체험구동유닛(100)의 좌우회전유닛(120)에 구동신호를 보내 이를 플레이하는 유저(U)가 게임 속 플레이어와 동일한 방향으로 회전되도록 유도함과 동시에 디스플레이(90)를 해당 신호에 대응하여 좌우로 이동시키면서 게임 속 플레이어를 좌우로 방향전환을 시키게 된다.
이러한 스윙감지수단(30)은 여러 형태로 구성될 수 있는데, 예를 들어 엔코더(encoder)나 각도센서로 이루어질 수 있다.
여기서, 본 발명에 의한 자전거형 게임 시뮬레이션 장치의 스윙감지수단(30)은 크랭크페달유닛(10)의 좌우에 각각 구비되는 한 쌍의 크랭크페달(15)에 각각 설치되는 제1 및 제2의 2개의 회전감지센서(31)(32)로 이루어지는 바, 이들의 좌우 회전을 이용하여 게임 속 플레이어에 다양한 행동모션을 구현할 수 있다.
즉, 제1 및 제2회전감지센서(31)(32)가 같은 방향으로 회전될 경우에만 게임 속 플레이어가 방향전환을 하면서 디스플레이가 이동하도록 설정하고, 제1 및 제2회전감지센서(31)(32)가 서로 다른 방향으로 회전되거나 또는 어느 하나의 회전감지센서(31 또는 32)만 좌측 또는 우측으로 회전되는 경우에는 각각의 회전방향에 따라 게임 속 플레이어가 방향전환과는 다른 행동모션, 예컨대 앉거나 눕거나 또는 특별한 여러 가지 소셜액션 등을 취하도록 설정할 수 있다.
한편, 이와 같은 스윙감지수단(30)의 제1 및 제2회전감지센서(31)(32)는 스윙발판(20)의 회전을 감지할 수만 있으면 어느 위치에 설치되어도 무방하나, 바람직하기로는 스윙발판(20)의 회전을 페달축(14)에 전달하는 스윙전달수단(50)을 통해서 페달축(14)의 정역회전을 감지함으로써 스윙발판(20)의 좌우회전을 감지하도록 구성된다.
도시된 실시예에서는 스윙감지수단(20)이 스윙전달수단(50)을 통해 크랭크하우징(11)의 내부에 설치된 구성이다.
이를 위한 스윙전달수단(50)은 스윙발판(20)과 페달축(14)에 각각 고정되어 서로 맞물리는 원동 및 종동 베벨기어(51)(52)와, 크랭크축(12)에 회전 가능하게 결합되는 스윙감지가이드(53)와, 페달축(14)과 스윙감지가이드(53)를 서로 연동시키는 연동유닛(54)으로 구성된다.
원동 베벨기어(51)는 스윙발판(20)의 힌지구멍(21)에 끼워져 고정되고, 크랭크페달(15)의 힌지축(18)에 회전 가능하게 결합됨으로서 스윙발판(20)의 회전을 종동 베벨기어(51)에 그대로 전달하게 된다.
스윙감지가이드(53)는 파이프상으로 구성되어 크랭크하우징(11)의 축받이(11a) 외주에 회전 가능하게 결합되는데, 바람직하기로는 후술한 연결유닛(54)과의 전동결합을 위해서 외주에 스플라인(spline)을 갖는 타이밍풀리(timing pulley)로 구성된다.
연동유닛(54)은 크랭크암(13)의 보스부(13a)를 관통하여 돌출된 페달축(14)의 돌출부에 고정되는 원동풀리(55)와, 이 원동풀리(55)를 스윙감지가이드(53)와 연결하는 전동벨트(56)로 구성된다. 이러한 연동유닛(54)의 원동풀리(55)와 전동벨트(56) 역시 타이밍풀리와 타이밍벨트로 이루어짐은 물론이다.
그리고 제1 및 제2회전감지센서(31)(32)가 타이밍풀리로 이루어진 종동풀리(33)를 구비하여 스윙감지가이드(53)와 연동벨트(34)로 동시에 연결됨으로써 스윙감지가이드(53)의 정역회전을 통해 스윙발판(20)의 좌우회전을 감지하게 된다.
그런데, 이와 같이 스윙감지수단(30)이 크랭크하우징(11)내에 구비되는 경우에는 스윙발판(20)이 항상 상부에 위치하고 있도록 크랭크페달(15)의 위치를 세팅해주는 것이 바람직하다. 즉, 크랭크페달(15)은 페달축(14)에 대해 회전 가능하게 결합되어 있는 바, 자중에 의해 회전될 수 있고, 이로 인해 스윙발판(20)의 회전조작과 무관하게 스윙전달수단(50), 특히 연동유닛(54)에 유동이 발생되어 제1 및 제2회전감지센서(31)(32)가 오작동을 야기할 우려가 없지 않은 것이다.
이에 따라 스윙감지수단(30)이 크랭크하우징(11)내에 구비되는 경우에는 스윙발판(20)의 회전조작 없이 스윙발판(20)이 임의로 회전되는 것을 방지하기 위한 스윙발판 유동방지수단(60)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
스윙발판 유동방지수단(60) 크랭크페달(15)의 결합슬리브(15a)에 고정되는 제1타이밍풀리(61)와, 크랭크축(12)을 회전 가능하게 삽입 지지하는 크랭크하우징(11)의 축받이(11a) 외주에 회전 가능하게 결합되는 제2타이밍풀리(62)와, 제1 및 제2타이밍풀리(61)(62) 간에 결합되는 타이밍벨트(63)로 이루어질 수 있다.
이와 같은 스윙발판 유동방지수단(60)은 크랭크페달유닛(10)의 동작여부와 관계없이 스윙발판(20)이 항상 상부에 위치하도록 크랭크페달(15)의 위치를 세팅시킴으로써 자칫 발생될 수 있는 스윙감지수단(30)의 오작동을 확실하게 방지한다.
도 6에는 이와 같이 스윙발판(20)의 좌우회전을 페달축(14)에 전달하기 위한 스윙전달수단(50)의 다른 실시예가 도시되어 있다.
이 실시예는 스윙전달수단(50)이 전술한 실시예의 구성에서, 스윙발판(20)의 힌지구멍(21)에 고정되어 크랭크페달(15)의 힌지축(18)에 회전 가능하게 결합되는 원동 베벨기어(51)와, 이 원동 베벨기어(51)와 맞물리도록 페달축(14)에 고정되는 종동 베벨기어(52)로만 이루어진 구성으로, 스윙감지수단(30)이 크랭크페달(15)의 공간부(15b) 내에 설치된 경우이다.
그리고 스윙감지수단(30)의 제1 및 제2회전감지센서(31:도면에는 한개만 도시)가 종동기어(35)를 구비하여 페달축(14)에 고정된 원동기어(36)와 맞물림으로써 페달축(14)의 정역회전을 통해 스윙발판(20)의 좌우회전을 감지하게 된다. 여기서, 원동 및 종동기어(35)(36)의 구성은 타이밍풀리와 벨트로 대치될 수도 있다.
이와 같이 스윙감지수단(30)이 크랭크페달(15) 내에 구비되는 경우에는 크랭크페달유닛(10)의 구조적 특성을 고려하여 스윙감지수단(30)이 무선통신방식을 취하는 것이 보다 바람직할 수 있다. 물론, 이러한 경우에도 슬립링(slip ring)을 통해 유선통신방식으로 구현할 수도 있다.
한편, 스윙감지수단(30)이 무선통신방식으로 구성되는 경우에는 별도로 도시하지는 않았으나, 바람직하기로 크랭크페달(15) 내에 스윙감지수단(30)에 전원을 공급하기 위한 배터리를 더 구비할 수 있고, 이에 더해 크랭크페달유닛(10)의 회전운동에 의해 전원을 발생시켜서 배터리를 충전시키기 위한 발전기를 함께 구비할 수도 있다.
전후회전감지수단(40)은 크랭크하우징(11)의 내부에 설치되고, 원동기어(41)를 구비하여 크랭크축(12)에 고정된 종동기어(42)와 맞물림으로써 크랭크축(12)의 정역회전을 감지하여 통신 및 제어부(70)로 송출하게 된다.
그러면, 통신 및 제어부(70)가 전후회전감지수단(40)으로부터 전송된 감지신호를 게임 프로그램(80)으로 전송하고, 이에 따라 게임 프로그램(80)이 게임 속 플레이어의 행동모션에 관성현상이 구현되도록 함과 동시에 회전체험구동유닛(100)의 전후회동유닛(110)에 해당 신호를 전송하여 이를 플레이하는 유저(U)도 게임 속 플레이어와 동일한 관성현상을 체험하도록 유도한다.
이와 같은 전후회전감지수단(40)은 여러 가지 형태로 구성될 수 있는데, 예를 들어 포토센서로 이루어질 수 있다.
한편, 이와 같은 본 발명에 의한 자전거형 게임 시뮬레이션 장치는 바람직하기로 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 스윙감지수단(30)과 전후회전감지수단(40)의 감지신호에 따라 게임을 플레이하는 유저(U)가 앉아 있는 의자(C)를 좌우로 회전시키고 전후로 회동시켜 줄 수 있는 회전체험구동유닛(100)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
회전체험구동유닛(100)은 스윙발판(20)의 좌우회전에 대응하여 유저(U)가 앉아 있는 의자(C)를 좌우로 회전시켜주는 좌우회전유닛(120)과, 크랭크축(12)의 전후회전에 대응하여 의자(C)를 전후로 적정각도만큼 회동시켜주는 전후회동유닛(110)을 구비한다.
전후회동유닛(110)은 의자(C)의 시트부(S) 저면에 피벗 연결되는 받침대(111)와, 상하방향으로 장공(112a)을 가지고 의자(C)의 시트부(S)에 고정되는 요동링크(112)와, 받침대(111)에 설치되어 요동링크(112)의 장공(112a)에 결합되는 캠(113) 및 전후회전감지수단(40)의 신호에 따라 캠(113)을 정역 구동시키는 캠모터(114)를 구비한다.
요동링크(112)는 시트부(S)에 세로방향으로 고정되어 받침대(111)의 내부로 진입하고, 캠모터(114)는 받침대(111)의 내벽에 고정된다. 그리고 요동링크(112)에는 크랭크페달유닛(10)을 고정하기 위한 지지대(115)가 전방을 향해 적정각도를 이루도록 함께 구비된다.
이에 따라 의자(C)에 앉은 유저(U)가 크랭크페달유닛(10)을 구동시키거나 멈추게 되면, 전후회전감지수단(40)의 신호에 의해 캠모터(114)가 구동됨으로써 요동링크(112)가 그 장공(112a)에 의해 피벗을 중심으로 일정각도내에서 왕복 회동하게 됨으로써 의자(C)를 전후로 회동시키게 된다.
즉, 도 10a에 도시한 바와 같이 게임 속 플레이어에 아무런 관성현상도 작용하지 않는 상태에서, 유저(U)가 게임 속 플레이어가 빠른 속도로 달리게 되면 그 방향과 속도를 전후회전감지센서(40)가 감지하여 송출하게 되고, 이에 따라 도 10b에 도시한 바와 같이 캠모터(114)가 정방향으로 구동되어 요동링크(112)를 전방으로 회동시킴으로써 의자(C)가 뒤로 젖혀져 유저(U)가 게임 속 플레이어에 작용하는 관성 현상을 그대로 느낄 수 있게 되는 것이다.
반대로, 게임 속 플레이어가 달리다가 멈추게 되면, 도 10c에 도시한 바와 같이 캠모터(114)가 역방향으로 구동되어 요동링크(112)를 후방으로 회동시킴으로써 의자(C)가 앞으로 젖혀져서 유저(U)에게 게임 속 플레이어에 작용하는 관성 현상을 느끼도록 하는 것이다.
좌우회전유닛(120)은 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 의자(C)를 좌우방향으로 회전 가능하게 지지하는 베이스(121)와, 스윙감지수단(30)의 신호에 따라 의자(C)를 좌우방향으로 회동시켜 주는 스윙모터(122)를 구비한다.
이를 위해 베이스(121)는 상면 중앙에 힌지축(122)을 수직 상방으로 돌출되게 구비하여 전후회동유닛(110)의 받침대(111)를 회전 가능하게 지지한다. 스윙모터(122)는 받침대(111)의 하면에 고정되어 그 회전축(123a)에 원동풀리(124)을 가지며, 받침대(111)에 고정되어 베이스(121)의 힌지축(122)에 회전 가능하게 결합되는 종동풀리(125)와 벨트(126)로 연결된다.
그리고 의자(C)의 보다 안정되고 원활한 회전을 위해서 받침대(111)의 저면에는 베이스(121)의 윗면에서 구름 접촉하는 복수의 바퀴(127)을 방사상으로 구비하는 것이 바람직하다.
이에 따라 유저(U)가 크랭크페달유닛(10)의 각 크랭크페달(15)에 구비된 스윙발판(20)을 좌우로 회전시키게 되면, 그 방향과 각도를 스윙감지수단(30)이 감지하여 송출하고, 이 스윙감지수단(30)의 신호에 대응하여 좌우회전유닛(120)의 스윙모터(123)가 정역회전됨으로써 의자(C)를 좌우로 회전시키게 된다.
이와 동시에 스윙감지수단(30)의 신호에 연동하여 게임 프로그램(80)이 게임 속 플레이어의 방향을 전환시키면서 디스플레이(90)를 이동시키게 되는 바, 마치 유저(U)가 직접 게임 속 플레이어가 되어 행동하는 것과 같은 현실감을 느낄 수 있게 할 수 있다.
한편, 이와 같은 회전체험구동유닛(100)은 전후회동유닛(110)과 좌우회전유닛(120)을 함께 구비할 수도 있고, 또는 게임의 특성 등에 따라 어느 하나만 구비할 수도 있다.
본 발명에 의한 자전거형 게임 시뮬레이션 장치는, 크랭크페달유닛(10)과, 이 크랭크페달유닛(10)의 크랭크페달(15)에 수평방향으로 회전 가능하게 설치되는 스윙발판(20)과, 이 스윙발판(20)의 좌우회전을 감지하여 그 신호를 송출하는 복수의 스윙감지수단(30)과, 크랭크페달유닛(10)의 크랭크축(12)의 정역회전을 감지하여 그 신호를 송출하는 전후회전감지수단(40)을 포함하여 구성된다.
따라서 상기 스윙발판(20)을 밟고 크랭크축(12)을 회전시킴으로써 자전거를 타듯이 동작시키면서 스윙발판(20)의 자체 회전에 의한 좌ㆍ우 방향의 선택과, 크랭크축(12)의 정역회전에 따른 전ㆍ후 방향의 선택을 하면서 입체적인 게임을 할 수 있는 실용적인 장치로서 산업상 이용가능성이 있는 것이다.

Claims (18)

  1. 크랭크축과, 상기 크랭크축의 양단에 서로 엇갈리게 일단이 각각 고정되는 한 쌍의 크랭크암과, 상기 각 크랭크암의 자유단에 회전 가능하게 지지되는 페달축 및 상기 각 페달축에 회전 가능하게 결합되는 크랭크페달을 구비하는 크랭크페달유닛;
    상기 각 크랭크페달에 수평방향으로 회전 가능하게 설치되는 스윙발판;
    상기 각 스윙발판의 좌우회전을 감지하여 그 신호를 송출하는 스윙감지수단;
    상기 크랭크축의 정역회전을 감지하여 그 신호를 송출하는 전후회전감지수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거형 게임 시뮬레이션 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스윙감지수단은 상기 스윙발판이 상기 크랭크페달에 회전 가능하게 결합하도록 설치되는 힌지축의 회전을 감지함으로써 상기 스윙발판의 좌우회전을 감지하도록 된 것을 특징으로 하는 자전거형 게임 시뮬레이션 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 스윙발판의 좌우회전을 상기 페달축에 전달하는 스윙전달수단을 더 포함하고, 상기 스윙감지수단이 상기 페달축의 정역회전을 감지함으로써 상기 스윙발판의 좌우회전을 감지하는 것을 특징으로 하는 자전거형 게임 시뮬레이션 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 스윙전달수단이 상기 스윙발판과 페달축에 각각 고정되어 서로 맞물리는 원동 및 종동 베벨기어로 이루어지고,
    상기 스윙감지수단이 상기 크랭크페달 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 자전거형 게임 시뮬레이션 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 스윙전달수단이, 상기 스윙발판과 페달축에 각각 고정되어 서로 맞물리는 원동 및 종동 베벨기어와, 상기 크랭크축에 회전 가능하게 결합되는 스윙감지가이드와, 상기 페달축과 스윙감지가이드를 서로 연동시키는 연동유닛으로 이루어지고,
    상기 스윙감지수단이 상기 스윙감지가이드의 정역회전을 감지하는 것을 특징으로 하는 자전거형 게임 시뮬레이션 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 스윙발판 및 크랭크페달이 유저의 조작없이 유동되는 것을 방지하기 위한 스윙발판 유동방지수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자전거형 게임 시뮬레이션 장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 스윙발판 유동방지수단은,
    상기 크랭크페달에 고정되는 제1타이밍풀리와, 크랭크축에 회전 가능하게 결합되는 제2타이밍풀리와, 상기 제1 및 제2타이밍풀리간에 결합되는 타이밍벨트로 이루어진 것을 특징으로 하는 자전거형 게임 시뮬레이션 장치.
  8. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 스윙감지수단이 무선송신방식으로 그 감지신호를 송출하는 것을 특징으로 하는 자전거형 게임 시뮬레이션 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 스윙감지수단은 크랭크페달 내에 설치되고, 상기 스윙감지수단에 전원을 공급하기 위한 배터리를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자전거형 게임 시뮬레이션 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 크랭크축의 회전에 의해 상기 배터리를 충전시키는 발전기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자전거형 게임 시뮬레이션 장치.
  11. 크랭크축과, 상기 크랭크축의 양단에 서로 엇갈리게 일단이 각각 고정되는 한 쌍의 크랭크암과, 상기 각 크랭크암의 자유단에 회전 가능하게 지지되는 페달축 및 상기 각 페달축에 회전 가능하게 결합되는 크랭크페달을 구비하는 크랭크페달유닛;
    상기 각 크랭크페달에 수평방향으로 회전 가능하게 설치되는 스윙발판;
    상기 각 스윙발판의 좌우회전을 감지하여 그 신호를 송출하는 복수의 스윙감지수단;
    상기 크랭크축의 정역회전을 감지하여 그 신호를 송출하는 전후회전감지수단;
    상기 전후회전감지수단의 신호에 따라 유저가 착석한 의자를 전후방향으로 회동시켜 주는 전후회동유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거형 게임 시뮬레이션 장치.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 전후회동유닛은,
    상기 의자의 시트부 저면에 피벗 연결되는 받침대와, 상하방향으로 장공을 가지고 상기 의자의 시트부에 고정되는 요동링크와, 상기 받침대에 설치되어 상기 요동링크의 장공에 결합되는 캠 및 상기 전후회전감지수단의 신호에 따라 상기 캠을 정역 구동시키는 캠모터를 구비하는 것을 특징으로 하는 자전거형 게임 시뮬레이션 장치.
  13. 크랭크축과, 상기 크랭크축의 양단에 서로 엇갈리게 일단이 각각 고정되는 한 쌍의 크랭크암과, 상기 각 크랭크암의 자유단에 회전 가능하게 지지되는 페달축 및 상기 각 페달축에 회전 가능하게 결합되는 크랭크페달을 구비하는 크랭크페달유닛;
    상기 각 크랭크페달에 수평방향으로 회전 가능하게 설치되는 스윙발판;
    상기 각 스윙발판의 좌우회전을 감지하여 그 신호를 송출하는 복수의 스윙감지수단;
    상기 크랭크축의 정역회전을 감지하여 그 신호를 송출하는 전후회전감지수단;
    상기 스윙감지수단의 신호에 따라 유저가 착석한 의자를 좌우방향으로 회동시켜 주는 좌우회전유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거형 게임 시뮬레이션 장치.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 좌우회전유닛은,
    상기 의자를 좌우방향으로 회전 가능하게 지지하는 베이스와, 상기 스윙감지수단의 신호에 따라 상기 의자를 좌우방향으로 회동시켜 주는 스윙모터를 구비하는 것을 특징으로 하는 자전거형 게임 시뮬레이션 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 의자에 그 회전을 안내하는 복수의 바퀴가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 자전거형 게임 시뮬레이션 장치.
  16. 크랭크축과, 상기 크랭크축의 양단에 서로 엇갈리게 일단이 각각 고정되는 한 쌍의 크랭크암과, 상기 각 크랭크암의 자유단에 회전 가능하게 지지되는 페달축 및 상기 각 페달축에 회전 가능하게 결합되는 크랭크페달을 구비하는 크랭크페달유닛;
    상기 각 크랭크페달에 수평방향으로 회전 가능하게 설치되는 스윙발판;
    상기 각 스윙발판의 좌우회전을 감지하여 그 신호를 송출하는 복수의 스윙감지수단;
    상기 크랭크축의 정역회전을 감지하여 그 신호를 송출하는 전후회전감지수단;
    상기 전후회전감지수단의 신호에 따라 유저가 착석한 의자를 전후방향으로 회동시켜 주는 전후회동유닛;
    상기 스윙감지수단의 신호에 따라 유저가 착석한 의자를 좌우방향으로 회동시켜 주는 좌우회전유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거형 게임 시뮬레이션 장치.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 전후회동유닛은,
    상기 의자의 시트부 저면에 피벗 연결되는 받침대와, 상하방향으로 장공을 가지고 상기 의자의 시트부에 고정되는 요동링크와, 상기 받침대에 설치되어 상기 요동링크의 장공에 결합되는 캠 및 상기 전후회전감지수단의 신호에 따라 상기 캠을 정역 구동시키는 캠모터를 구비하는 것을 특징으로 하는 자전거형 게임 시뮬레이션 장치.
  18. 청구항 16에 있어서, 상기 좌우회전유닛은,
    상기 의자의 시트부 저면에 피벗 연결되는 받침대와, 상기 받침대를 좌우방향으로 회전 가능하게 지지하는 베이스와, 상기 스윙감지수단의 신호에 따라 상기 받침대를 좌우방향으로 회동시켜 주는 스윙모터를 구비하는 것을 특징으로 하는 자전거형 게임 시뮬레이션 장치.
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