WO2019168257A1 - 경주형 체험 시뮬레이션 장치 - Google Patents

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WO2019168257A1
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Definitions

  • the present invention relates to a race-type experience simulation apparatus, and more particularly, by mounting an exercise element such as a cycle that the user can apply a driving force to enjoy the driving experience, a plurality of users according to the ranking and driving conditions
  • the present invention relates to a race-type experience simulation device that can induce active participation through ranking competition and provide more interesting and realistic racing or game functions to users by giving them the effect of experiencing haptic experiences.
  • Such indoor exercise equipments typically include running machines, indoor cycles, rowing machines, and other fitness equipments, but most of these indoor exercise equipments are limited in occupied space. But it is not easy to move and store, especially as it was produced for the purpose of a specific exercise effect, there was a point that the user is not interested in a steady interest.
  • the user runs boring while looking at a wall or a mirror, and in the case of an indoor cycle, the user presses the pedal while looking at a wall or a mirror, so that the user repeatedly performs a monotonous motion.
  • the pedal in the case of an indoor cycle, the user presses the pedal while looking at a wall or a mirror, so that the user repeatedly performs a monotonous motion.
  • a system has been proposed in which a display for outputting sound and video in front of a treadmill or an indoor cycle and an audiovisual device attached to the user to have a feeling of running or driving are provided.
  • the actual behavior does not change according to the actual course of course, but simply depends on the audio-visual, there was a limit to maintain the exercise effect and the user's attention.
  • uphill, downhill, or curved roads can be expressed on the screen of the audiovisual system, but there is no change in motion that a user can feel. It is difficult to expect an increase in exercise effects.
  • virtual reality devices have been proposed using virtual reality, and these virtual reality devices connect a computer to a motion realization device to physically change a virtual environment by a program through the motion realization device. By making the change appear, the user can perceive and feel the virtual situation as the actual situation.
  • the virtual reality is divided into six types according to the implementation type: desktop type, projected type, immersive type, CAVE type, computer-assisted virtual environment type, and telepresence type. ),
  • desktop virtual reality is mainly used in fields such as industrial design, game, architecture, etc.
  • projection type is mainly used for game
  • immersive type is user's three-dimensional HMD (Head- Mounted Display is put on the head to make the computer work in the virtually created space. It is mainly used for industrial purposes.
  • the CAVE type is implemented so that many people can feel the virtual reality at the same time in the closed space. And it is used a lot for military use.
  • the remote operation type is a kind of remote environment that sends robots to dangerous areas for interaction through robots
  • augmented virtual reality is a case where the real world and virtual objects are synthesized and used in industrial or medical fields. It is predicted.
  • the riding type in which a chair, a car, a helicopter, and a horse-shaped vehicle has a positional displacement according to the image shown on a large screen in a sitting position is widely used.
  • These simulators are equipped with a plurality of hydraulic or pneumatic cylinders in the lower part of the vehicle to displace or vibrate the chair or horse-shaped vehicle to the front, rear, left and right. To implement various operations.
  • the riding simulation device using a hydraulic or pneumatic cylinder converts the position control signal into a pneumatic or hydraulic control signal, and also requires the compression conditions of the pressure transmission medium to be complicated and the manufacturing cost increases. As the weight is increased, not only the installation location is restricted, but also the drop in the reality of the rapid response of the operation is reduced.
  • the present applicant has applied the 'racing cornering simulation device' of Korean Patent No. 10-1267964, the 'curving simulation device' of Korean Patent No. 10-1267963 and the 'curve track simulation' of Korean Patent No. 10-1194699.
  • Device 'and' Indoor cycle machine with curve function 'of Korean Patent No. 10-1267965 and' Curve Track Device capable of moving forward and backward 'of Korean Patent No. 10-1530603 and' Korean Patent No. 10-1534509 ' 'Curve Track Device' has been proposed and registered.
  • the Republic of Korea Registered Utility Model No. 20-0184370 has been proposed a 'riding exercise equipment for the combined use of a bicycle exercise game', but simply the reciprocating left and right handles and the elasticity of the pedal and the spring to rotate It consists of a saddle that moves up and down by movement, which has the disadvantage of not realizing the movement of the bicycle.
  • Another conventional technology is the Republic of Korea Utility Model Registration No. 20-0237973 has a 'cycle machine', but it is equipped with three rollers that come into contact with the wheels of the bicycle so that the bicycle can be easily ride indoors. Because the function is implemented is monotonous and limited in operation, there was a problem of low experience effect.
  • the cyclic haptic simulation device does not reflect the steering operation and active movement of the occupant as it is, and is merely a change of direction to a predetermined angle according to the steering force, and thus there is a limit in enhancing experience satisfaction, in particular, high price Since there are a plurality of actuators to implement and control the operation, the heterogeneity of the occupants is large, economical production and distribution is difficult, and there is a problem of low exercise effect.
  • the prior art filed by the present applicant is to increase the experience effect through the implementation of operation, such as driving and tilting and direction control in conjunction with steering force and movement by receiving the operating force from the occupant, the prior art described above It is possible to race through a game connected online, but there was a disadvantage in that the haptic effect was not according to the ranking. That is, when several people are playing a racing game in the same space, the user can check the ranking through a driving image by wearing a display screen or a virtual reality device (VR device). There was a low disadvantage.
  • VR device virtual reality device
  • an object of the present invention is the driving position and the situation according to the ranking competition between the sports elements that can receive a driving force from a plurality of experienced users to enjoy the driving experience
  • a race type experience simulation apparatus comprising: an exercise element for generating a driving signal in which a driving speed is reflected by implementing a driving operation in conjunction with a pedal operation force and a steering operation force of a passenger; A moving unit having a plurality of wheels so that the moving element is installed at an upper side and moved before and after; A rail unit installed on the ground to guide the movement in the front and rear directions while both ends of the mobile unit are slide-fitted; A driving unit installed at one side of the rail unit to generate forward and reverse driving force to move the mobile unit in a forward and backward direction; A blowing unit installed at one side of the rail unit to blow toward the moving element; It is characterized in that it comprises a controller for receiving the driving signal from the at least one movement element based on it to determine the rank of each movement element, and select and control each drive unit and the blowing unit.
  • the mobile unit is a rectangular moving body in which the movement element is installed on the upper portion and a plurality of traveling wheels installed in the lower portion of the moving body in contact with the ground and the side of the moving body A plurality of side wheels installed on the one side of the rail unit in contact with the rolling;
  • the rail unit is coupled to form a square frame by connecting both ends of the left and right guide beams and the guide beams made of length members disposed on both sides of the mobile unit along the front and rear moving directions of the mobile unit.
  • Rail frame made of the front and rear support beams and the cover is processed to cover the rail frame so that the rail frame is not exposed to the outside and a plurality of spaced at the bottom of the rail frame is installed in contact with the ground to adjust the height It is comprised by the some support member provided with this possibility.
  • the drive unit the drive motor is installed on one side of the rail unit to generate a forward, reverse drive force;
  • a drive sprocket connected to the drive motor and installed on either one of the front and the rear of the rail unit to be rotated forward and reverse;
  • a driven sprocket installed on the other of the front and rear of the rail unit facing the driving wheel;
  • the blowing unit is configured to include a blowing fan for generating wind by receiving a control signal from the controller;
  • the controller may be configured to determine a ranking based on an input module receiving a driving signal from a plurality of motion elements, a sensing signal applied through the input module, and a signal processed through the processing module. It consists of an output module for applying a signal to the drive unit and the blowing unit.
  • the exercise element is provided with an image output module which is any one of a display or a virtual reality device that provides the topographical information and landscape information of the course and the traveling speed to the occupant; It is controlled to display the speed information in response to the control signal of the controller.
  • an image output module which is any one of a display or a virtual reality device that provides the topographical information and landscape information of the course and the traveling speed to the occupant; It is controlled to display the speed information in response to the control signal of the controller.
  • the race-type experience simulation apparatus based on the driving force generated by each of the exercise elements of the plurality of users based on the driving position of each of the exercise elements by reflecting the relative position according to the ranking in real time the occupants of their own ranking Not only can it be easily perceived, it can induce active game participation through ranking competition, and it is expected that the participants can feel a sense of realism or realism during the actual exercise and increase the satisfaction of using the product.
  • the present invention has the advantage that can increase the enjoyment of viewing as the people who do not participate in the game can check the real-time changes in the ranking of the actual participants.
  • the present invention can be operated in a narrow indoor space because it does not require a large space through the implementation of the operation more than the installation area, it is also used as the actual cycle racing content by connecting and operating several units in a network network In addition to being able to be used as a variety of racing game has the advantage.
  • 1 and 2 are a perspective view showing a race type experience simulation apparatus according to the present invention
  • 3 and 4 are views for explaining the operation implementation of the racing type experience simulation apparatus according to the present invention.
  • FIG. 5 and 6 is an excerpt perspective view for explaining the main configuration of the racing type experience simulation apparatus according to the present invention.
  • FIG. 7 and 8 are a perspective view for explaining the configuration of the mobile unit in the racing-type experience simulation apparatus according to the present invention.
  • Figure 9 is an excerpt perspective view for explaining the configuration of the rail unit in the race-type experience simulation apparatus according to the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view for explaining a blowing unit in the race-type experience simulation apparatus according to the present invention.
  • Figure 11 is a block diagram for explaining the control configuration of the controller in the racing type experience simulation apparatus according to the present invention.
  • drive sprocket 45 driven sprocket 46: driven shaft
  • FIG 1 and 2 are perspective views showing a state of the race type experience simulation apparatus according to the present invention as viewed from the top and bottom, respectively.
  • an exercise element 10 having a saddle 15 on which the occupant can sit, a pedal 11 for receiving an exercise force for driving from the occupant, and a steering wheel 13 for receiving steering force, and the exercise element 10.
  • the mobile unit 20 Along the rail unit 30 and the rail unit 30 for regulating and guiding the mobile unit 20 in the front and rear directions, the mobile unit 20 being moved forward and backward in a state where A driving unit 40 for moving the moving unit 20 in a forward and backward direction, and a blowing unit 50 for blowing the moving element 10 and the driving unit 40 and the blowing unit.
  • a race type experience simulation device 1 is shown which consists of a controller 60 that applies a control signal to the unit 50 to control its operation.
  • FIG. 3 and 4 are diagrams for explaining the operation implementation of the racing type experience simulation apparatus according to the present invention.
  • a race-type experience simulation apparatus 1 in which a mobile unit 20 installed with an exercise element 10 that acts on the occupant and acts on the operation force is moved in the front and rear directions.
  • FIG 5 and 6 are perspective views showing the main configuration of the racing type experience simulation apparatus according to the present invention.
  • an exercise element 10 having a saddle 15, a pedal 11 and a steering wheel 13 to receive an input of an exercise force and a steering force from the occupant, and the exercise element 10 in a state in which the exercise element 10 is installed on the upper portion are integrally transferred.
  • the mobile unit 20 includes a moving body 21 having a rectangular plate shape and a traveling wheel 21 and a side wheel 23 provided in a plurality of bottom and sides of the moving body 21.
  • the guide beam 31 made of a length member disposed on the left and right sides of the mobile unit 20 to guide the regulation so that the moving unit 20 can be linearly moved a predetermined distance in the front and rear directions
  • a rail unit 30 formed of a front and rear support beam 33 which is connected to a front and rear ends of the guide beams 31 to form a rectangular frame shape, and provides a space in which the driving unit 40 to be described later is mounted; Installed on one side of the rail unit 30 receives power to generate driving force in the forward and reverse directions Is a drive sprocket 44 installed on the drive motor 41 and the drive shaft 43 connected to the drive motor 41 and a driven sprocket 45 and the drive sprocket connected to and rotated in connection with the drive sprocket 44 ( By connecting the 44 and the driven sprocket 45, one end is connected to the moving unit 20, the drive unit 40 consisting of a traction belt 47 for interlocking movement in the front and rear directions, and the rail unit 30 Blowing unit 50 is installed
  • the drive unit 40 is installed on one side of the rail unit 30 is connected to the drive motor 41 and the output terminal of the drive motor 41 to generate a forward or reverse drive force selectively by receiving power from the outside It is installed and is connected to the reducer 42 to reduce the speed and the output end of the reducer 42 is rotated to the support beam of any one of the front and rear support beam 33 of the rail unit 30 so as to be rotatable ( (Unsigned) and a drive shaft 43 rotatably supported by a bearing, and a pair of drive sprockets 44 mounted on both ends of the drive shaft 43 and rotatably integrally and the other support beam rotatably.
  • the driven shaft 46 is supported and is integrally rotated to the driven shaft 46, and the pair of driven sprockets 45 corresponding to the pair of drive sprockets 44 and the corresponding drive sprockets ( 44) and driven soup
  • the kit 45 By connecting the kit 45, one end is connected to both the left and right sides of the mobile unit 20 with respect to the traveling direction of the mobile unit 20 in a configuration consisting of a pair of towing belts 47 to apply a traction force Is shown.
  • FIG. 7 and 8 are a perspective view for explaining the configuration of the mobile unit in the race-type experience simulation apparatus according to the present invention.
  • the element is provided to be moved in the forward and backward direction integrally in the state in which the occupant is equipped with the movement element 10 that can exert the movement force and steering force, it is provided in a large rectangular plate shape, the upper portion of the movement element (10)
  • the moving body 21 is fixed to the installation, and the wheel element is installed on the bottom side of the moving body 21 to move the mobile body 21 in the front and rear direction by rolling contact with the ground
  • the driving wheel 21 and the side of the mobile body 21 is provided in the rolling contact with the side of the rail unit 30 while restraining the flow of the mobile body 21 in the left and right directions, It is composed of a side wheel 23 to increase the stability of the movement in the rear direction, the moving body 21 is driven by one end of the towing belt 47 of the drive unit 40 to be described later on one side is connected and fixed It receives the driving force of 40 and moves it back and forth Be a mobile unit 20 which is configured to be shown.
  • FIG. 9 is a perspective view for explaining the configuration of the rail unit in the race-type experience simulation apparatus according to the present invention.
  • the guide guides so that both ends of the mobile unit 20 can be moved forward and backward in a sliding contact state
  • the left and right guides are made of length members disposed on both sides of the mobile unit 20.
  • Rail frame consisting of a beam 31, the front and rear support beams 33 are coupled to form a rectangular frame by connecting both ends of the pair of guide beams 31, and the plate so that the rail frame is not exposed to the outside Covers (30a) to be padded or wrapped with a member of the mold and a plurality of support members 35 are provided with a plurality of spaced intervals at the bottom of the rail frame to be height-adjustable by contacting the ground and spaced apart.
  • the rail unit 30 is shown.
  • FIG. 10 is a perspective view for explaining the configuration of a blowing unit in the race-type experience simulation apparatus according to the present invention.
  • the drawing shows a blowing unit 50 which is composed of a blowing fan 53 which is supplied with power and blows toward the moving element and a blowing cover 51 covering the blowing fan 53.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating a control configuration of a controller in a race type experience simulation apparatus according to the present invention.
  • the passengers actually reflect their ranking by reflecting the relative position according to the ranking of each of the exercise elements 10 based on the driving force generated through each of the exercise elements 10 carried by a plurality of users.
  • the kernel which is a control element, is made visible.
  • the race-type experience simulation apparatus 1 is a movement element 10 which is a component that receives a large amount of operating force from the occupant, and a movement that is integrally moved in the front and rear directions in a state where the movement element 10 is mounted.
  • the blowing unit 50 is installed on one side of the rail unit 30 to selectively blow the air according to the driving force of the movement element 10 and
  • the driving unit 40 and the blower unit 50 corresponding to the respective movement elements 10 are determined by receiving the driving signal from the one or more movement elements 10 to determine the rank of each movement element 10. It consists of a controller 60 for controlling selection.
  • the exercise element 10 may be an exercise device that is capable of exerting a driving force and a steering force in a sitting position of the occupant, and may be provided in a conventional indoor cycle form.
  • the movement element 10 provides a pedal 11 for receiving the pedal operation force, a steering wheel 13 for receiving the steering operation force, and a saddle 15 which is a seat where the occupant can sit.
  • the movement element 10 is provided with a speed sensing module 17 for generating a driving signal according to the traveling speed, such a speed sensing module to apply the driving signal to the input module 61 of the controller 60 to be described later It is composed.
  • the movement element 10 of the present invention is provided with an image output module 18, which is any one of a display or a virtual reality device for providing a passenger information such as terrain information, landscape information and driving speed of the driving course,
  • the image output module 18 is connected to the controller 60 to be described later is configured to receive a control signal.
  • the mobile unit 20 is an element provided to be moved forward and backward by receiving a driving force in a state in which the movement element 10 is mounted on the upper portion.
  • the mobile unit 20 is largely a moving body 21, a driving wheel 21, and a side wheel ( 23).
  • the moving body 21 is provided in the shape of a square plate body in which the movement element 10 is installed on the upper surface, and is provided to move forward and backward along the longitudinal direction of the guide beam 31 of the rail unit 30.
  • the moving body 21 is connected to the traction belt 47 of the drive unit 40 to be described later on both sides in the width direction based on the driving direction is moved in the front and rear directions by the traction force.
  • the traveling wheel 21 is a wheel which is installed in plural spaces at a lower portion of the moving body 21 to be in contact with the ground, the straightness so that only forward and backward movement along the longitudinal direction of the rail unit 30 is possible. It is provided to have.
  • the side wheels 23 are wheels which are installed at both sides of the mobile body 21 to be in contact with the cloud on one side of the rail unit 30, the mobile body 21 to suppress the flow in the left, right direction In order to increase the safety of the movement in the front and rear directions.
  • the side wheel 23 is preferably provided to be in contact with the inside of the guide beam 31 constituting the rail unit 30, but is provided to be in contact with the outside of the guide beam 31 by connecting a separate support structure. It would be possible.
  • the rail unit 30 is provided to be stably installed on the ground to serve as a frame for mounting various components, and is provided to have a rectangular frame structure as a whole.
  • the rail unit 30 is connected to both ends of the guide beam 31 and the pair of guide beams 31 which are disposed on the left and the right with respect to the front and rear moving direction of the mobile unit 20 as a whole. It is provided with a rail frame (unsigned) which consists of a pair of support beams 33 forming a square frame frame.
  • the rail frame is preferably configured to cover or cover the cover (30a) with a plate-shaped member made of metal or synthetic resin material to enhance the beauty of the appearance and not expose the internal structure, the rail frame in the present invention is If it does not interfere with the driving direction of the mobile unit 20 it may be possible to further configure the auxiliary beam or bracket structure in addition to the guide beam 31 or the support beam 33 in order to increase the structural safety.
  • the rail frame is provided with a plurality of support members 35 are provided at intervals to be in contact with the ground to adjust the height at intervals, such a support member 35 is non-slip to prevent slipping on the bottom surface
  • the pad may be attached, and such a configuration may be carried out by a known technique, and thus detailed description thereof will be omitted.
  • the drive unit 40 is installed on one side of the rail unit 30 to selectively generate the forward and reverse driving force to drive the mobile unit 20 in the forward and backward directions.
  • the drive motor 41 is installed on one side of the rail unit 30 to receive power to generate the forward and reverse driving force
  • the reducer 42 connected to the drive motor 41 to reduce the rotation ratio
  • Drive shaft 43 is rotatably installed on the rail unit 30 by being connected to the reducer 42, and assembled to the drive shaft 43 to be rotated integrally before and after the support of the rail unit 30
  • a driving sprocket 44 which is provided in proximity to one of the beams 33, and a driven sprocket 45 which is provided in the other of the front and rear support beams 33 corresponding to the driving sprocket 44;
  • By connecting the drive sprocket 44 and the driven sprocket 45 It is composed of a traction belt 47, one end of which is connected to one side of the mobile unit 20 to be interlocked.
  • the driving sprocket 44 and the driven sprocket 45 are left on the basis of the width direction of the mobile unit 20 in order to increase the movement safety when the mobile unit 20 moves in the front and rear directions.
  • Right and right pairs, these left and right pairs of driving sprockets 44 and driven sprockets 45 are proposed to connect to each of the towing belts 47, the weight of the mobile unit 20 B.
  • the number and positions of the drive sprockets 44, the driven sprockets 45, and the towing belts 47 may be appropriately changed.
  • the blowing unit 50 is an element that is installed on one side of the rail unit 30 and blows toward the movement element 10, and receives a control signal from the controller 60 to be described later to generate a wind fan ( 53 and a blowing cover 51 covering the blowing fan 53.
  • the blower fan 53 is preferably disposed at the front side of the occupant as shown in the figure, and appropriately adjusts the wind strength in consideration of the traveling speed of the corresponding movement element 10. It is provided so that the passenger can feel the actual driving wind.
  • the blower unit 50 exemplarily provides only wind, but may be provided by matching the sound according to the wind pressure and the wind volume in addition to the wind or by adjusting the cold or warm air.
  • the controller 60 may include an input module 61 receiving a driving signal from a plurality of motion elements 10, a processing module 63 for determining a ranking based on a sensing signal applied through the input module 61, and It is composed of an output module 65 for applying a control signal to the drive unit 40 and the blowing unit 50 of each moving element 10 on the basis of the signal processed as a result of the processing module 63.
  • the controller 60 receives the driving signal information corresponding to the traveling speed detected by the speed sensing module 17 provided to the movement element 10 from the input module 61 and ranks the information through the processing module 63. To generate the result information, and based on the result information, the output module 65 applies a control signal to the drive unit 40 and the blowing unit 50 of each of the motion elements 10 to control the result. .
  • the controller 60 is connected to the image output module 18 which is any one of a display or a virtual reality device that provides information such as terrain information, landscape information, and driving speed of the driving course to the passengers to provide information. do.
  • the driving signal information according to the traveling speed collected by the speed sensing module 17 provided to each exercise element 10 is controlled. Is applied to the input module 61 of 60.
  • the controller 60 processes the driving information of each of the plurality of motion elements 10 applied through the input module 61 as a result of ranking information in the processing module 63, and outputs the output module 65. To move the position of the corresponding movement element 10 through.
  • the driving according to the traveling speed collected through the four speed sensing module 17 provided to the four athletic elements 10
  • the input module 61 of the controller 60 receives the signal information
  • the result is processed in the order of 1, 2, 3, 4, etc. through the processing module 63, and this is output through the output module 65.
  • the interval between the respective movement elements may vary according to the running speed of each movement element.
  • the vehicle when the difference in driving speed between the first and second light is small, the vehicle is placed close to each other, and when the driving speed difference between the second and third light is large, the first and second light are disposed to be relatively far from the distance between the first and second light.
  • the occupants can intuitively recognize their ranking by moving in real time reflecting the relative position according to the ranking of each of the movement elements based on each driving signal generated by each of the movement elements of the plurality of users boarding Active participation through ranking competition can be encouraged.
  • the real-time ranking is confirmed through the movement of the position of the exercise element actually occupied by the actual occupant, not simply the rank shown on the screen, thereby increasing the fun and interest through the psychological competition between the occupants.

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Abstract

본 발명은 경주형 체험 시뮬레이션 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 경주형 체험 시뮬레이션 장치는 여러 사용자들이 탑승한 각각의 운동요소를 통해 생성하는 주행력을 기초로 하여 각 운동요소들간의 순위에 따른 상대적 위치를 실시간 반영함으로써 탑승자가 자신의 순위를 용이하게 인지할 수 있도록 하여 순위경쟁을 통한 적극적인 게임 참여를 유도함과 아울러 실제 운동시의 현장감이나 실제감을 느낄 수 있도록 하여 사용 만족도를 높임과 아울러 게임에 참여하지 않은 주변 사람들도 실제 참가자들의 순위 변화를 실시간으로 확인할 수 있음에 따라 관람의 재미를 느낄 수 있도록 하는데 있다.

Description

경주형 체험 시뮬레이션 장치
본 발명은 경주형 체험 시뮬레이션 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자가 운동력을 가하여 주행 체험을 즐길 수 있는 사이클 등의 운동요소를 탑재하여 다수의 사용자가 순위에 따른 주행 위치와 주행 상황에 따른 다양한 체감을 경험할 수 있는 효과를 부여함으로써 순위경쟁을 통한 적극적인 참여를 유도함과 아울러 사용자들에게 보다 흥미있고 실감나는 경주나 게임 기능을 제공할 수 있는 경주형 체험 시뮬레이션 장치에 관한 것이다.
현대인은 과도한 스트레스와 함께 불규칙한 식생활과 운동량의 절대적인 부족으로 인해 각종 질환에 노출되어 있으며, 건강에 대한 관심이 높아짐에 따라 실내에서도 운동이 가능한 다양한 운동기구가 출시되고 있다. 이러한 실내용 운동기구로는 대표적으로 러닝머신(running machine), 실내 사이클(cycle), 로윙 머신(rowing machine)을 비롯한 각종 헬스 기구 등이 있으나 이들 대부분의 실내용 운동기구는 점유공간에 제약을 받을 뿐만 아니라 이동 및 보관이 용이하지 않으며, 특히 특정의 운동효과를 목적으로 제작됨에 따라 이용자가 꾸준히 흥미를 갖기에는 부족한 점이 있었다.
일례로, 러닝머신의 경우 사용자가 벽이나 거울 등을 보면서 지루하게 달리도록 되어 있고, 실내 사이클의 경우 역시 벽이나 거울 등을 보면서 페달을 밟도록 되어 있으므로 사용자가 단조로운 동작을 반복 지속하여 운동효과를 얻어야 하므로 흥미가 반감됨에 따라 지속적인 운동으로 이어지기 어려운 단점이 있으며, 특히 단순 동작을 반복하는 운동종목에 국한되어 있어 소비자의 관심과 흥미를 유발하는데 한계가 있는 단점이 있었다.
이러한 단점을 해결하기 위하여 러닝머신이나 실내 사이클의 앞에 음향과 영상을 출력하는 디스플레이를 설치하고 사용자가 실제 달리거나 주행하는 느낌을 갖도록 하는 시청각 장치가 부가 설치된 시스템이 제안되고 있으나, 이러한 시스템은 사용자가 실제 주행코스에 따른 실질적인 행동 변화가 일어나지 않고 단순히 시청각에 의존하는 것에 불과하여 운동 효과와 사용자의 관심을 지속시키기에는 한계가 있는 단점이 있었다. 일례로, 러닝머신을 이용해 달리기를 하는 경우 시청각 시스템을 구성하는 스크린에서 오르막길이나 내리막길 또는 굽은 길을 화면으로 표현할 수는 있으나 실질적으로 사용자가 체감할 수 있는 동작 변화는 일어나지 않으므로 결과적으로 시청각 시스템에 의한 운동 효과의 상승을 기대하기 어려운 것이다.
한편, 최근에는 가상현실(virtual reality)을 응용한 다양한 가상현실 장치가 제안되고 있으며, 이들 가상현실 장치는 동작구현기기에 컴퓨터를 연결하여 프로그램에 의한 가상 환경의 변화를 동작구현기기를 통하여 물리적인 변동을 나타나게 함으로써 사용자가 가상의 상황을 실제의 상황으로 인지하고 느낄 수 있도록 한 것이다. 이러한 가상현실은 구현 형태에 따라 6가지 정도로 나눠지는데 데스크탑형(Desktop Type), 투사형(Projected Type), 몰입형(Immersive Type), CAVE형(Computer-Assisted Virtual Environment Type), 원격조작형(Telepresence Type) 및 증강형(Augmented Type) 등이 있으며, 데스크탑형 가상현실은 주로 산업 설계나 게임, 건축 등과 같은 분야에 사용되며 투사형 같은 경우는 주로 게임용으로 많이 사용되고, 몰입형은 사용자가 입체형 HMD(Head-Mounted Display)를 머리에 쓰고 컴퓨터가 가상으로 만든 공간에 활동하도록 만든것으로 주로 산업용으로 많이 쓰이며, CAVE형은 밀폐된 공간에서 다수의 사람들이 동시에 가상현실을 느낄 수 있도록 구현되어 있으며 주로 항공기의 모의 비행 및 군사용으로 많이 사용되고 있다. 그 외 원격조작형은 위험한 지역에 로봇을 보내 로봇을 통해 상호작용을 하도록 하는 일종의 원격환경이라 볼 수 있으며 증강형 가상현실은 실제 세계와 가상의 물체를 합성하는 경우로 산업분야나 의료 분야에 쓰일 것으로 예측하고 있다.
한편, 가상현실 체험을 위한 장치중 대표적인 것으로 사용자가 앉은 자세에서 대형의 스크린에서 보여지는 영상에 따라 의자, 자동차, 헬리콥터, 말 모양을 갖는 탑승기구가 위치 변위를 갖도록 한 탑승형이 널리 보급되어 있으며, 이들 탑승형 시뮬레이션 장치는 의자나 말 모양의 탑승기구를 전·후·좌·우로 위치 변위시키거나 진동시키기 위해 다수의 유압 또는 공압 실린더를 탑승기구의 하부에 설치하고, 이들 실린더에 제어신호를 인가하여 다양한 동작을 구현하도록 하고 있다.
그러나 유압이나 공압 실린더를 이용한 탑승형 시뮬레이션 장치는 위치 제어신호를 공압 또는 유압 제어신호로 변환하여 하고 또한 압력 전달매체의 압축 조건이 충족되어야 하므로 설비가 복잡하고 제조비용이 높아지는 단점이 있으며, 이외에도 부피와 중량이 커짐에 따라 설치 장소에 제약을 받을 뿐만 아니라 동작 반응의 신속성이 떨어져 현실감을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하고자 본 출원인은 대한민국 등록특허 제10-1267964호의 ‘레이싱 코너링 시뮬레이션 장치’와, 대한민국 등록특허 제10-1267963호의 ‘커빙 시뮬레이션 장치’ 및 대한민국 등록특허 제10-1194699호의 ‘곡선트랙 시뮬레이션 장치’ 및 대한민국 등록특허 제10-1267965호의 ‘커브기능을 가진 실내 사이클 머신’ 및 대한민국 등록특허 제10-1530603호의 ‘전,후 이동이 가능한 커브트랙장치’ 및 대한민국 등록특허 제10-1534509호의 ‘커브트랙장치’ 를 제안하여 등록받은 바 있다.
상기와 같이 본 출원인이 출원하여 등록받은 시뮬레이션 장치는 대부분 사용자의 움직임에 연동하여 특정 동작이 구현되는 원리를 기본으로 하고 있으나, 곡선트랙이나 코너링 및 커빙 등의 제한된 동작에 한정됨에 따라 다양한 동작구현이 불가하여 지속적인 재미와 흥미를 유발하기에는 부족한 단점이 있었다.
종래기술로는 대한민국 등록 실용신안 제20-0184370호에서 '게임기와 연결된 자전거 운동 겸용의 승마 운동기구'가 제안된 바 있으나, 단순히 왕복운동하는 좌·우측 핸들과 회전운동하는 페달 및 스프링의 탄성에 의해 상·하 운동하는 안장으로 구성되어 실제 자전거의 주행에서 느끼는 움직임은 구현되지 못하는 단점이 있었다. 또 다른 종래기술로는 대한민국 등록 실용신안 제20-0237973호에는 '사이클 머신'이 있으나, 단순히 자전거를 실내에서 탈 수 있도록 자전거 바퀴와 맞닿는 3개의 롤러가 장착되어 자전거의 회전에 대한 반작용으로 역회전만 하는 기능이 구현되어 있어 동작이 단조롭고 제한적이어서 체험효과가 낮은 문제점이 있었다.
즉, 종래 기술에 따른 사이클 체감형 시뮬레이션 장치는 탑승자의 조향조작과 능동적인 움직임이 그대로 반영되지 못하고 단순히 조향력에 따른 소정각도로의 방향 전환 정도에 불과하여 체험만족도를 높이는데 한계가 있으며, 특히 고가의 액츄에이터를 복수 구비하여 동작을 구현 제어하는 방식이어서 탑승자가 갖는 이질감이 크고, 경제적인 제작과 보급이 곤란하고 운동효과가 낮은 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하고자 본 출원인은 대한민국 특허출원 제10-2011-0049307호(2011.05.23.), ‘커브기능을 가진 실내 사이클 머신’ 및 대한민국 특허출원 제10-2013-0093027호(2013.08.05.), ‘커브트랙장치’및 대한민국 특허출원 제10-2015-0135092호(2015.09.24.), ‘체감형 시뮬레이터 장치’및 대한민국 특허출원 제10-2016-0148190호(2016.11.08.),‘가상현실 어트랙션 장치’등을 출원하여 등록받은 바 있다. 본 출원인이 선출원한 종래기술은 탑승자로부터 조작력을 입력받아 조향력과 움직임 등에 연동하여 주행과 기울어짐 그리고 방향조절 등의 동작구현을 통해 체험효과를 높이도록 되어 있으나, 상기의 종래 기술들은 다수의 사용자가 온라인에 연결된 게임을 통해 경주가 가능하나 순위에 따른 체감효과가 미비한 단점이 있었다. 즉, 동일한 공간 내에서 여러 사람이 경주 게임을 즐기는 경우 디스플레이 화면 또는 가상현실 디바이스(Virtual Reality Device, VR Device)를 착용하여 주행영상을 통해 순위를 확인함에 따라 결과적으로 순위 경쟁에 따른 실질적인 체감효과가 낮은 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다수의 체험자들로부터 운동력을 입력받아 주행체험을 즐길 수 있는 운동요소들 간의 순위경쟁에 따른 주행위치와 상황에 다양한 체감 효과를 부여하여 현실감 있게 재현될 수 있도록 함으로써 결과적으로 체험자들이 느끼는 현실감을 극대화하여 적극적인 참여유도를 통한 흥미와 재미 그리고 운동효과를 높일 수 있도록 경주형 체험 시뮬레이션 장치를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 바람직한 실시례에 따른 경주형 체험 시뮬레이션 장치은, 탑승자의 페달 조작력과 조향 조작력에 연동하여 주행 동작을 구현하는 것으로 주행속도가 반영된 주행신호를 발생시키는 운동요소; 상기 운동요소가 상부에 설치되는 것으로 전,후 이동되도록 복수의 휠을 구비한 이동유닛; 상기 이동유닛의 양단이 슬라이드 끼움된 상태로 전,후 방향으로의 이동을 규제 안내하는 것으로 지면에 설치되는 레일유닛; 상기 레일유닛의 일측에 설치되어 정,역 구동력을 생성하여 상기 이동유닛을 전,후 방향으로 연동 이동시키는 구동유닛; 상기 레일유닛의 일측에 설치되어 상기 운동요소를 향하여 송풍작용을 하는 송풍유닛; 상기 하나 이상의 운동요소로부터 주행신호를 인가받아 이를 기초로 각 운동요소의 순위를 판별하고, 각각의 구동유닛과 송풍유닛을 선택 제어하는 컨트롤러를 포함하여 구성되는 것을 그 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 이동유닛은, 상부에 운동요소가 설치되는 사각형상의 이동본체 및 상기 이동본체의 하부에 설치되어 지면을 따라 구름접촉되는 복수개의 주행휠 및 상기 이동본체의 측부에 설치되어 상기 레일유닛의 일측부에 구름접촉되는 복수개의 사이드휠로 구성되고;,
상기 레일유닛은, 상기 이동유닛의 전,후 이동방향을 따라 이동유닛의 양측에 배치되는 길이재로 된 좌,우 가이드빔과 이들 한 쌍의 가이드빔의 양끝단을 연결하여 사각틀이 되게 결합되는 전,후 지지빔으로 이루어진 레일프레임 및 상기 레일프레임이 외부에 노출되지 않도록 감싸도록 구비되는 판재부재를 가공하여 된 덮개 및 상기 레일프레임의 하부에 간격을 두고 복수 설치되는 것으로 지면에 접촉되어 높이조절이 가능하게 구비되는 복수의 받침부재로 구성되는 것에 있다.
본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 구동유닛은, 상기 레일유닛의 일측에 설치되어 정,역 구동력을 생성하는 구동모터; 상기 구동모터에 연결되어 연동하여 정,역 회전되는 것으로 상기 레일유닛의 전,후방 중 어느 한쪽에 설치되는 구동스프로킷; 상기 구동휠과 상대하는 레일유닛의 전,후방 중 다른 한쪽에 설치되는 종동스프로킷; 상기 구동스프로킷과 종동스프로킷을 연결하여 동력을 전달하는 것으로 일단이 상기 이동유닛의 일측에 결합되어 연동 이동시키는 벨트로 구성되는 것에 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 송풍유닛은 상기 컨트롤러로부터 제어신호를 인가받아 바람을 일으키는 송풍팬을 포함하여 구성되고;,
상기 컨트롤러는 복수의 운동요소로부터 주행신호를 인가받는 입력모듈 및 상기 입력모듈을 통해 인가된 감지신호를 기초로 순위를 판별하는 처리모듈 및 상기 처리모듈을 통해 처리된 신호를 기초로 각 운동요소의 구동유닛과 송풍유닛에 신호를 인가하는 출력모듈로 구성되는 것에 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 운동요소는 탑승자에게 코스의 지형정보 및 풍경정보 및 주행속도를 제공하는 디스플레이 또는 가상현실디바이스 중 어느 하나인 영상출력모듈이 제공되며;, 상기 영상출력모듈은 상기 컨트롤러의 제어신호를 받아 속도정보가 표시되도록 제어되는 것에 있다.
본 발명에 따른 경주형 체험 시뮬레이션 장치는, 다수의 사용자들이 탑승한 각각의 운동요소를 통해 생성하는 주행력을 기초로 하여 각 운동요소들간의 순위에 따른 상대적 위치를 실시간 반영함으로써 탑승자가 자신의 순위를 용이하게 인지할 수 있도록 하여 순위경쟁을 통한 적극적인 게임 참여를 유도할 수 있을 뿐만 아니라 참여자들이 실제 운동시의 현장감이나 실제감을 느낄 수 있도록 하여 제품에 대한 사용 만족도를 높일 수 있는 효과가 기대된다. 또한, 본 발명은 게임에 참여하지 않은 주변 사람들도 실제 참가자들의 순위 변화를 실시간으로 확인할 수 있음에 따라 관람의 재미를 높일 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 설치면적 이상의 동작 구현을 통한 공간을 크게 필요로 하지 않음에 따라 협소한 실내공간에서의 운용이 가능하며, 여러 대를 네트워크망으로 연계 운영하여 실제 사이클 경주 형태의 콘텐츠로도 활용되어질 수 있을 뿐만 아니라 다양한 경주게임으로의 활용이 가능한 이점이 있다.
본 발명은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 경주형 체험 시뮬레이션 장치를 나타낸 사시도,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 경주형 체험 시뮬레이션 장치의 동작 구현을 설명하기 위한 도면,
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 경주형 체험 시뮬레이션 장치의 주요 구성을 설명하기 위한 요부 발췌 사시도,
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 경주형 체험 시뮬레이션 장치에서 이동유닛의 구성을 설명하기 위한 발췌 사시도,
도 9는 본 발명에 따른 경주형 체험 시뮬레이션 장치에서 레일유닛의 구성을 설명하기 위한 발췌 사시도,
도 10은 본 발명에 따른 경주형 체험 시뮬레이션 장치에서 송풍유닛을 설명하기 위한 사시도,
도 11은 본 발명에 따른 경주형 체험 시뮬레이션 장치에서 컨트롤러의 제어구성을 설명하기 위한 블록도.
<부호의 설명>
1 : 경주형 체험 시뮬레이션 장치
10 : 운동요소 11 : 페달 13 : 조향핸들
15 : 안장 20 : 이동유닛 21 : 이동본체
30 : 레일유닛 30a : 덮개 31 : 가이드빔
33 : 지지빔 35 : 받침부재 40 : 구동유닛
41 : 구동모터 42 : 감속기 43 : 구동축
44 : 구동스프로킷 45 : 종동스프로킷 46 : 종동축
47 : 견인벨트 50 : 송풍유닛 51 : 송풍커버
53 : 송풍팬
이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 설명하기 위해서 제공되는 것이며, 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 경주형 체험 시뮬레이션 장치를 각각 상·하측에서 바라본 상태를 나타낸 사시도이다.
도면에는 탑승자가 앉을 수 있는 안장(15) 및 탑승자로부터 주행을 위한 운동력을 입력받는 페달(11) 및 조향력을 입력받는 조향핸들(13)을 구비한 운동요소(10)와, 이 운동요소(10)를 탑재한 상태에서 전,후 이동되는 요소인 이동유닛(20)과, 상기 이동유닛(20)을 전,후 방향으로 규제 안내하는 레일유닛(30)과, 상기 레일유닛(30)을 따라 이동유닛(20)을 전,후 방향으로 구동력을 전달하여 이동시키는 구동유닛(40)과, 상기 운동요소(10)에 대해 송풍작용을 행하는 송풍유닛(50) 그리고 상기 구동유닛(40)과 송풍유닛(50)에 제어신호를 인가하여 동작을 제어하는 컨트롤러(60)로 이루어진 경주형 체험 시뮬레이션 장치(1)가 도시되어 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 경주형 체험 시뮬레이션 장치의 동작 구현을 설명하기 위한 도면이다. 도면에는 탑승자가 탑승하여 조작력을 작용하는 운동요소(10)가 설치된 이동유닛(20)이 전,후 방향으로 이동되는 경주형 체험 시뮬레이션 장치(1)가 도시되어 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 경주형 체험 시뮬레이션 장치의 주요 구성을 발췌하여 나타낸 사시도이다.
도면에는 탑승자로부터 운동력과 조향력을 입력받도록 안장(15)과 페달(11)과 조향핸들(13)을 구비한 운동요소(10)와, 이 운동요소(10)가 상부에 설치된 상태에서 일체로 전,후 방향으로 이동되는 것으로 사각판체 형상의 이동본체(21) 및 이 이동본체(21)의 바닥과 측부에 복수 구비되는 주행휠(21)과 사이드휠(23)을 구비한 이동유닛(20)과, 상기 이동유닛(20)을 전,후 방향으로 일정거리 직선이동될 수 있도록 규제 안내하는 것으로 상기 이동유닛(20)의 좌,우측에 각각 배치되는 길이재로 이루어진 가이드빔(31) 및 이 가이드빔(31)의 전,후단을 연결하여 사각틀 형상이 되게 결합되는 전,후 지지빔(33)으로 이루어지고 후술할 구동유닛(40)이 탑재될 공간을 제공하는 레일유닛(30)과, 상기 레일유닛(30)의 일측에 설치되어 전원을 공급받아 정,역 방향의 구동력을 생성하는 구동모터(41) 및 이 구동모터(41)에 연결되는 구동축(43)에 설치된 구동스프로킷(44) 및 이 구동스프로킷(44)과 연결되어 연동 회전되는 종동스프로킷(45) 및 상기 구동스프로킷(44)과 종동스프로킷(45)을 연결하는 것으로 일단이 이동유닛(20)에 연결되어 전,후 방향으로 연동 이동시키는 견인벨트(47)로 이루어진 구동유닛(40)과, 상기 레일유닛(30)의 일측에 설치되어 송풍작용을 하는 송풍유닛(50)과, 상기 하나 이상의 운동요소(10)로부터 주행신호를 인가받아 이를 기초로 각 운동요소(10)의 순위를 판별하고 이를 각각의 구동유닛(40)과 송풍유닛(50)에 인가하여 동작을 제어하는 컨트롤러(60)로 이루어진 경주형 체험 시뮬레이션 장치(1)가 도시되어 있다.
한편, 구동유닛(40)은 상기 레일유닛(30)의 일측에 설치되어 외부로부터 전원을 공급받아 선택적으로 정방향 또는 역방향 구동력을 생성하는 구동모터(41) 및 이 구동모터(41)의 출력단에 연결 설치되어 속도를 감속시키는 감속기(42) 및 이 감속기(42)의 출력단에 연결되어 회전되는 것으로 상기 레일유닛(30)의 전,후 지지빔(33) 중 어느 한쪽 지지빔에 회전 가능하게 브라켓(미부호)과 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되는 구동축(43) 및 이 구동축(43)의 양단에 설치되어 일체로 회전되는 한 쌍의 구동스프로킷(44) 및 상기 다른 한쪽의 지지빔에 회전 가능하게 지지되는 종동축(46) 및 이 종동축(46)에 일체로 회전되게 구비되는 것으로 상기 한 쌍의 구동스프로킷(44)과 대응하는 한 쌍의 종동스프로킷(45) 그리고 상기 서로 대응하는 구동스프로킷(44)과 종동스프로킷(45)을 연결하는 것으로 일단이 이동유닛(20)의 진행방향에 대하여 이동유닛(20)의 좌,우 양측에 각각 연결되어 견인력을 작용하는 한 쌍의 견인벨트(47)로 이루어지는 구성으로 도시되어 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 경주형 체험 시뮬레이션 장치에서 이동유닛의 구성을 설명하기 위한 발췌 사시도이다.
도면에는, 탑승자가 운동력과 조향력을 작용할 수 있는 운동요소(10)를 탑재한 상태에서 일체로 전,후 방향으로 이동되게 구비되는 요소로서, 크게 사각판체 형상으로 구비되며 그 상부에는 운동요소(10)가 설치 고정되는 이동본체(21)와, 상기 이동본체(21)의 바닥측에 설치되어 지면에 구름 접촉되는 것에 의해 상기 이동본체(21)를 전,후 방향으로 이동될 수 있게 하는 바퀴요소인 주행휠(21)과, 상기 이동본체(21)의 측부에 설치되어 상기 레일유닛(30)의 측부에 구름 접촉하여 상기 이동본체(21)의 좌,우 방향으로의 유동을 억제하면서 전,후 방향으로의 이동 안정성을 높이기 위한 사이드휠(23)로 구성되며, 상기 이동본체(21)는 일측에 후술할 구동유닛(40)의 견인벨트(47)의 일단이 연결 고정되는 것에 의해 구동유닛(40)의 구동력을 전달받아 전,후 방향으로 이동될 수 있도록 구성되는 이동유닛(20)이 도시되어 있다.
도 9는 본 발명에 따른 경주형 체험 시뮬레이션 장치에서 레일유닛의 구성을 설명하기 위한 발췌 사시도이다.
도면에는, 상기 이동유닛(20)의 양단이 슬라이드 접촉된 상태에서 전,후 방향으로 이동될 수 있도록 규제 안내하는 것으로, 상기 이동유닛(20)의 양측에 배치되는 길이재로 된 좌,우 가이드빔(31)과, 이들 한 쌍의 가이드빔(31)의 양끝단을 연결하여 사각틀이 되게 결합되는 전,후 지지빔(33)으로 이루어진 레일프레임과, 상기 레일프레임이 외부에 노출되지 않도록 판재형의 부재로 덧대거나 감싸도록 된 덮개(30a) 및 상기 레일프레임의 하부에 간격을 두고 복수 설치되는 것으로 지면에 접촉되어 간격을 띄우는 것으로 높이조절이 가능하게 구비되는 복수의 받침부재(35)로 이루어진 레일유닛(30)이 도시되어 있다.
도 10은 본 발명에 따른 경주형 체험 시뮬레이션 장치에서 송풍유닛의 구성을 설명하기 위한 사시도이다. 도면에는 전원을 공급받아 운동요소를 향하여 송풍작용을 하는 송풍팬(53) 및 이 송풍팬(53)을 커버하는 송풍커버(51)로 이루어진 송풍유닛(50)이 도시되어 있다.
도 11은 본 발명에 따른 경주형 체험 시뮬레이션 장치에서 컨트롤러의 제어구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도면에는 복수의 운동요소(10)로부터 주행신호를 각각 인가받는 입력모듈(61)과, 상기 입력모듈(61)을 통해 인가된 주행신호들을 기초로 각 운동요소(10)의 순위를 판별하는 처리모듈(63)과, 상기 처리모듈(63)을 통해 처리된 결과정보를 기초로 각 운동요소(10)의 구동유닛(40)과 송풍유닛(50)에 동작제어신호를 인가하는 출력모듈(65)로 이루어지는 것으로, 다수의 사용자들이 탑승한 각각의 운동요소(10)를 통해 생성되는 주행력을 기초로 각 운동요소(10) 들간의 순위에 따른 상대적 위치를 실시간 반영함으로써 탑승자가 자신의 순위를 실제로 인지할 수 있도록 한 제어요소인 커닛이 도시되어 있다.
이상의 도면을 참조하여 본 발명에 따른 경주형 체험 시뮬레이션 장치(1)을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 경주형 체험 시뮬레이션 장치(1)은 크게 탑승자로부터 조작력을 입력받는 요소인 운동요소(10)와, 이 운동요소(10)를 탑재한 상태에서 일체로 전,후 방향으로 이동되는 이동유닛(20)과, 상기 이동유닛(20)을 전,후 방향으로 안내 규제하는 것으로 지면에 설치되는 고정요소인 레일유닛(30)과, 상기 레일유닛(30)의 일측에 설치되어 상기 이동유닛(20)의 전,후 위치를 규제하는 구동유닛(40)과, 상기 레일유닛(30)의 일측에 설치되어 운동요소(10)의 주행력에 따라 선택적으로 송풍작용을 행하는 송풍유닛(50)과, 상기 하나 이상의 운동요소(10)로부터 주행신호를 인가받아 이를 기초로 각 운동요소(10)의 순위를 판별하고 각각의 운동요소(10)에 대응하는 구동유닛(40)과 송풍유닛(50)을 선택 제어하는 컨트롤러(60)로 구성된다.
운동요소(10)는 탑승자가 앉은 자세에서 주행력과 조향력을 작용할 수 있도록 되어 있는 운동기구가 사용될 수 있으며, 통상의 실내 사이클 형태로 제공될 수 있다. 이러한 운동요소(10)는 페달 조작력을 입력받는 페달(11)과, 조향 조작력을 입력받는 조향핸들(13) 그리고 탑승자가 앉을 수 있는 자리인 안장(15)을 제공하며, 이러한 구성을 통해 탑승자의 페달 조작력과 조향 조작력에 연동하여 주행 동작을 구현하는 것으로, 탑승자로부터 운동력을 입력받는다면 공지의 다양한 실내 운동기구가 사용될 수 있다.
한편, 운동요소(10)는 주행속도에 따른 주행신호를 발생시키는 속도감지모듈(17)이 제공되며, 이러한 속도감지모듈은 주행신호를 후술할 컨트롤러(60)의 입력모듈(61)로 인가하도록 구성된다.
또한 본 발명에서의 운동요소(10)는 탑승자에게 주행 코스의 지형정보나 풍경정보 및 주행속도 등의 정보를 제공하는 디스플레이 또는 가상현실디바이스 중 어느 하나인 영상출력모듈(18)이 제공되며, 이 영상출력모듈(18)은 후술할 컨트롤러(60)에 연결되어 제어신호를 인가받도록 구성된다.
이동유닛(20)은 상기 운동요소(10)를 상부에 탑재한 상태에서 구동력을 전달받아 전,후 이동되도록 구비된 요소로서, 크게 이동본체(21)와, 주행휠(21) 그리고 사이드휠(23)로 구성된다.
상기 이동본체(21)는 상면에 운동요소(10)가 설치되는 사각판체 형상으로 제공되는 것으로 상기 레일유닛(30)의 가이드빔(31)의 길이 방향을 따라 전,후 이동되도록 구비된다.
이러한 이동본체(21)는 주행방향을 기준으로 폭방향 양측에 후술할 구동유닛(40)의 견인벨트(47)가 각각 연결되어 견인력에 의해 전,후 방향으로 이동된다.
상기 주행휠(21)은 상기 이동본체(21)의 하부에 간격을 두고 복수 설치되어 지면에 구름접촉되는 바퀴로서, 상기 레일유닛(30)의 길이 방향을 따라 전,후 이동만 가능하도록 직진성을 갖도록 구비된다.
상기 사이드휠(23)은 상기 이동본체(21)의 양측부에 설치되어 상기 레일유닛(30)의 일측에 구름접촉되는 바퀴로서, 상기 이동본체(21)가 좌,우 방향으로의 유동을 억제된 상태에서 전,후 방향으로의 이동 안전성을 높이기 위해 구비된다.
이러한 사이드휠(23)은 상기 레일유닛(30)을 구성하는 가이드빔(31)의 내측에서 접촉되도록 구비되는 것이 바람직하나 별도의 지지구조물을 연결하여 상기 가이드빔(31)의 외측에서 접촉되도록 구비되는 것도 가능할 것이다.
레일유닛(30)은 각종 구성요소를 장착하기 위한 골조 역할을 하는 것으로 지면에 안정되게 설치될 수 있도록 구비되며, 전체적으로 사각틀 구조를 갖도록 구비된다. 이러한 레일유닛(30)은 상기 이동유닛(20)의 전,후 이동방향에 대하여 좌,우측에 배치되는 한 쌍의 가이드빔(31)과, 이 가이드빔(31)의 양 끝단을 연결하여 전체적으로 사각틀 골조를 형성하는 한 쌍의 지지빔(33)으로 이루어진 레일프레임(미부호)을 구비한다.
이러한 레일프레임은 외관의 미려함을 높이고 내부 구조물이 노출되지 않도록 금속 또는 합성수지재로 된 판재 형상의 부재로 덮개(30a)를 덧대거나 감싸도록 구성되는 것이 바람직하며, 이외에도 본 발명에서의 레일프레임은 상기 이동유닛(20)의 주행방향을 간섭하지 않는 다면 구조적인 안전성을 높이기 위하여 가이드빔(31)이나 지지빔(33) 외에도 보조빔 또는 브라켓 구조물을 추가 구성하는 것도 가능할 것이다.
한편, 상기 레일프레임은 하부에 지면에 접촉되어 높이조절이 가능하게 구비되는 복수의 받침부재(35)가 간격을 두고 복수 설치되며, 이러한 받침부재(35)는 바닥면에 미끄럼 방지를 위한 미끄럼 방지패드가 부착될 수 있으며, 이러한 구성은 공지의 기술에 의해 실시되어도 무방하므로 상세한 설명은 생략한다.
구동유닛(40)은 상기 레일유닛(30)의 일측에 설치되어 정방향과 역방향 구동력을 선택적으로 생성하여 상기 이동유닛(20)을 전,후 방향으로 구동 이동시키는 요소이다.이러한 구동유닛(40)은 상기 레일유닛(30)의 일측에 설치되어 전원을 공급받아 정방향 및 역방향 구동력을 생성하는 구동모터(41)와, 이 구동모터(41)에 연결되어 회전비를 감속시키는 감속기(42)와, 이 감속기(42)에 연결되는 것으로 상기 레일유닛(30)에 회전 가능하게 설치되는 구동축(43)과, 상기 구동축(43)에 조립되어 일체로 회전되는 것으로 상기 레일유닛(30)의 전,후 지지빔(33) 중 어느 한쪽 빔에 근접되게 설치되는 구동스프로킷(44)과, 이 구동스프로킷(44)에 대응하는 전,후 지지빔(33)중 다른 한쪽 빔에 설치되는 종동스프로킷(45)과, 상기 구동스프로킷(44)과 종동스프로킷(45)을 연결하여 연동되게 하는 요소로 일단이 상기 이동유닛(20)의 일측에 연결되어 연동되게 하는 견인벨트(47)로 구성된다.
한편, 본 발명에서는 상기 이동유닛(20)이 전,후 방향으로의 이동시 이동 안전성을 높이기 위하여 상기 이동유닛(20)의 폭방향을 기준으로 상기 구동스프로킷(44)과 종동스프로킷(45)을 좌,우 한 쌍으로 구성하였고, 이들 좌,우 한 쌍의 구동스프로킷(44)과 종동스프로킷(45)은 각각의 견인벨트(47)로 연결하는 구성을 제안하였으며, 상기 이동유닛(20)의 무게나 이동거리를 고려하여 이들 구동스프로킷(44)과 종동스프로킷(45) 그리고 견인벨트(47)의 설치 개수나 위치는 적절히 변경하는 것도 가능할 것이다.
송풍유닛(50)은 상기 레일유닛(30)의 일측에 설치되어 상기 운동요소(10)를 향하여 송풍작용을 하는 요소로, 후술할 컨트롤러(60)로부터 제어신호를 인가받아 바람을 일으키는 송풍팬(53)과, 이 송풍팬(53)을 커버하는 송풍커버(51)로 구성된다. 이러한 송풍유닛(50)에서 상기 송풍팬(53)은 도면에 나타내 보인 바와 같이 탑승자의 전면측에 배치되는 것이 바람직하며, 해당 운동요소(10)의 주행속도를 고려하여 바람의 세기를 적절하게 조절하여 제공됨으로써 탑승자가 실제 주행풍을 체감할 수 있도록 하는 요소이다.
한편 본 발명에서의 송풍유닛(50)은 단순히 바람만 제공하는 것을 예시하였으나, 바람외에도 풍압과 풍량에 따른 소리를 매칭하여 제공하거나 또는 냉기나 온기로 조절하여 제공하는 것도 가능할 것이다.
컨트롤러(60)는 복수의 운동요소(10)로부터 주행신호를 인가받는 입력모듈(61)과, 상기 입력모듈(61)을 통해 인가된 감지신호를 기초로 순위를 판별하는 처리모듈(63) 그리고 상기 처리모듈(63)을 통해 결과 처리된 신호를 기초로 각 운동요소(10)의 구동유닛(40)과 송풍유닛(50)에 제어신호를 인가하는 출력모듈(65)로 구성된다. 이러한 컨트롤러(60)는 상기 운동요소(10)에 제공되는 속도감지모듈(17)을 통해 감지된 주행속도에 따른 주행신호 정보를 입력모듈(61)에서 인가받아 처리모듈(63)을 통해 순위정보를 처리하여 결과정보를 생성하고, 이 결과정보를 기초로 출력모듈(65)에서 상기 각 운동요소(10)의 구동유닛(40)과 송풍유닛(50)에 제어신호를 인가하여 제어하는 구성이다.
한편, 상기 컨트롤러(60)는 탑승자에게 주행 코스의 지형정보나 풍경정보 및 주행속도 등의 정보를 제공하는 디스플레이 또는 가상현실디바이스 중 어느 하나인 영상출력모듈(18)에 연결되어 정보를 제공하도록 구성된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 경주형 체험 시뮬레이션 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 여러 명의 탑승자들이 각각의 운동요소(10)에 탑승하여 페달력과 조향력을 작용하면, 각 운동요소(10)에 제공된 속도감지모듈(17)에서 수집된 주행속도에 따른 주행신호정보가 컨트롤러(60)의 입력모듈(61)로 인가된다.
이어서, 상기 컨트롤러(60)는 입력모듈(61)을 통해 인가된 복수의 운동요소(10)에 대한 각 주행신호정보를 처리모듈(63)에서 순위정보를 결과처리하고, 이를 출력모듈(65)을 통해 해당 운동요소(10)의 위치를 이동시키도록 한다.
일례로, 4명의 탑승자들이 각각의 운동요소(10)에 탑승한 뒤 경주 주행을 시작하면, 4대의 운동요소(10)에 제공된 4개의 속도감지모듈(17)을 통해 수집된 주행속도에 따른 주행신호 정보를 컨트롤러(60)의 입력모듈(61)이 인가받은 뒤 이를 처리모듈(63)을 통해 1등, 2등,3등, 4등 순으로 결과 처리하고, 이를 출력모듈(65)을 통해 1등에 해당하는 운동요소를 4대의 운동요소들 중 제일 앞쪽에 배치시키고, 2등, 3등, 4등을 순차 배치시킨다. 이때, 각 운동요소의 주행속도에 따라 각 운동요소들 간의 간격이 달라질 수 있다. 예컨대 1등과 2등의 주행속도의 차이가 근소한 경우 근접하게 배치시키고, 2등과 3등의 주행속도 차이가 큰 경우에는 앞선 1등과 2등의 간격보다 상대적으로 멀리 떨어지도록 배치된다.
따라서, 다수의 사용자들이 탑승한 각각의 운동요소 들이 생성하는 각각의 주행신호를 기초로 각 운동요소들간의 순위에 따른 상대적 위치를 실시간 반영하여 이동시킴으로써 탑승자는 자신의 순위를 직관적으로 인지할 수 있으므로 순위경쟁을 통한 적극적인 참여를 유도할 수 있다. 즉, 단순히 화면상에 보여지는 순위가 아닌 실제 탑승자가 탑승한 운동요소의 위치 이동을 통해 실시간 순위가 확인됨에 따라 탑승자 들간의 경쟁심리를 통한 재미와 흥미를 더욱 높일 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 기재된 실시례에 한정되는 것은 아니고, 적용 부위를 변경하여 사용하는 것이 가능하고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 탑승자의 페달 조작력과 조향 조작력에 연동하여 주행 동작을 구현하는 것으로 주행속도가 반영된 주행신호를 발생시키는 운동요소;
    상기 운동요소가 상부에 설치되는 것으로 전,후 이동되도록 복수의 휠을 구비한 이동유닛;
    상기 이동유닛의 양단이 슬라이드 끼움된 상태로 전,후 방향으로의 이동을 규제 안내하는 것으로 지면에 설치되는 레일유닛;
    상기 레일유닛의 일측에 설치되어 정,역 구동력을 생성하여 상기 이동유닛을 전,후 방향으로 연동 이동시키는 구동유닛;
    상기 레일유닛의 일측에 설치되어 상기 운동요소를 향하여 송풍작용을 하는 송풍유닛;
    상기 하나 이상의 운동요소로부터 주행신호를 인가받아 이를 기초로 각 운동요소의 순위를 판별하고, 각각의 구동유닛과 송풍유닛을 선택 제어하는 컨트롤러;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 경주형 체험 시뮬레이션 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 이동유닛은, 상부에 운동요소가 설치되는 사각판체 형상의 이동본체 및 상기 이동본체의 하부에 설치되어 지면을 따라 구름접촉되는 복수개의 주행휠 및 상기 이동본체의 측부에 설치되어 상기 레일유닛의 일측부에 구름접촉되는 복수개의 사이드휠로 구성되고;,
    상기 레일유닛은, 상기 이동유닛의 전,후 이동방향을 따라 이동유닛의 양측에 배치되는 길이재로 된 좌,우 가이드빔과 이들 한 쌍의 가이드빔의 양끝단을 연결하여 사각틀이 되게 결합되는 전,후 지지빔으로 이루어진 레일프레임 및 상기 레일프레임이 외부에 노출되지 않도록 감싸도록 구비되는 판재부재를 가공하여 된 덮개 및 상기 레일프레임의 하부에 간격을 두고 복수 설치되는 것으로 지면에 접촉되어 높이조절이 가능하게 구비되는 복수의 받침부재;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 경주형 체험 시뮬레이션 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 구동유닛은,
    상기 레일유닛의 일측에 설치되어 정,역 구동력을 생성하는 구동모터;
    상기 구동모터에 연결되어 연동하여 정,역 회전되는 것으로 상기 레일유닛의 전,후방 중 어느 한쪽에 설치되는 구동스프로킷;
    상기 구동휠과 상대하는 레일유닛의 전,후방 중 다른 한쪽에 설치되는 종동스프로킷;
    상기 구동스프로킷과 종동스프로킷을 연결하여 동력을 전달하는 것으로 일단이 상기 이동유닛의 일측에 결합되어 연동 이동시키는 벨트;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 경주형 체험 시뮬레이션 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 송풍유닛은 상기 컨트롤러로부터 제어신호를 인가받아 바람을 일으키는 송풍팬을 포함하여 구성되고;,
    상기 컨트롤러는 복수의 운동요소로부터 주행신호를 인가받는 입력모듈 및 상기 입력모듈을 통해 인가된 감지신호를 기초로 순위를 판별하는 처리모듈 및 상기 처리모듈을 통해 처리된 신호를 기초로 각 운동요소의 구동유닛과 송풍유닛에 신호를 인가하는 출력모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 경주형 체험 시뮬레이션 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 운동요소는 탑승자에게 코스의 지형정보 및 풍경정보 및 주행속도를 제공하는 디스플레이 또는 가상현실디바이스 중 어느 하나인 영상출력모듈이 제공되며, 상기 영상출력모듈은 상기 컨트롤러의 제어신호를 받아 속도정보가 표시되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 경주형 체험 시뮬레이션 장치.
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