WO2019172513A1 - 가상 운동장 - Google Patents

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WO2019172513A1
WO2019172513A1 PCT/KR2018/016601 KR2018016601W WO2019172513A1 WO 2019172513 A1 WO2019172513 A1 WO 2019172513A1 KR 2018016601 W KR2018016601 W KR 2018016601W WO 2019172513 A1 WO2019172513 A1 WO 2019172513A1
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conveyor belt
support
virtual
support wire
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PCT/KR2018/016601
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강원철
송가영
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강원철
송가영
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Definitions

  • the present invention relates to a playground device for experiencing virtual reality, and more particularly, to a virtual playground for experiencing a more realistic virtual reality while wearing a VR device.
  • a virtual reality experience simulator is widely used as a game chair to reproduce the dynamic changes of a virtual environment controlled by a computer so that a user can feel the movement of the virtual reality as if it were a reality. have.
  • VR device virtual reality device
  • the VR device fills most of the user's field of view with a virtual screen so that the user can experience virtual reality, and a virtual reality such as a virtual roller coaster experience can be provided by combining the virtual reality device and the auxiliary apparatuses.
  • Korean Patent Publication No. 2010-77938 discloses a technology related to a treadmill using virtual reality.
  • the conventional technology is simply a method of running a treadmill wearing a VR device on the head, there is a problem that can be satisfied to experience a one-dimensional virtual reality.
  • the virtual reality experience device up to now has to be passively felt by the user according to the contents of the virtual reality software and have limited freedom of movement.
  • the software does not react according to the free will of the user, but only a passive experience in which the user has no choice but to respond according to the software.
  • the present invention has been proposed to improve the above problems in the prior art, by providing a playground device for a virtual reality simulation experience that can experience the movement in the 360-degree direction to make it possible to effectively experience more realistic virtual reality There is this.
  • users can feel as if they are moving in an infinite space, there is no limit to distance or running speed and direction, and safety is secured so as not to be injured by falling in the virtual space, and the virtual reality software can know and respond to the moving distance and speed.
  • the purpose is to make it possible.
  • the virtual playground of the present invention for achieving the above object is a plurality of conveyor belt disposed radially about the ball-type central bearing; A plurality of guide rollers configured at a lower portion to guide circulation of the conveyor belt; A plurality of cell rollers configured on an upper surface of the conveyor belt to rotate in a direction perpendicular to the rotation direction of the conveyor belt; Wearing band made to be worn on the user's body; A support wire connected to the wear belt and having a predetermined tension to maintain a stable support state while preventing a user from leaving the conveyor belt; A support frame for supporting the support wire at a predetermined height; And a VR device that the user wears on the head to visually experience the virtual reality.
  • the user can perform a two-dimensional or three-dimensional operation in the infinite playground according to the virtual reality that is visually implemented in the state wearing the VR device, thereby to experience a more realistic virtual reality It can be effective.
  • FIG. 1 is a plan view of a virtual sports ground plan according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged plan view of a part of the present invention virtual playground.
  • Figure 3 is a conveyor belt cross-sectional structure diagram of the present invention virtual playground.
  • Figure 4 is a cell roller cross-sectional detail view in the present invention.
  • 5 is a cross-sectional structural view of the present invention virtual playground.
  • 6 and 7 is a state diagram using the virtual playground of the present invention.
  • Figure 8 is an enlarged cross-sectional view of the buffer leg according to another embodiment of the present invention.
  • the simulation apparatus for virtual reality experience includes a plurality of conveyor belts 20 radially arranged around a ball-type center bearing 10 and to guide circulation of the conveyor belts 20.
  • a plurality of guide rollers 30 formed at a lower portion, a plurality of cell rollers 40 formed on an upper surface of the conveyor belt 20 and rotating in a direction perpendicular to a rotation direction of the conveyor belt 20, and Wearing belt 50, such as a parachute vest that is worn on the body, and connected to the wearing belt 50 to prevent a user from leaving the conveyor belt 20 while maintaining a constant tension to maintain a stable support state
  • a support wire 60 having a support frame, a support frame 70 for supporting the support wire 60 at a predetermined height, and a VR device 80 that the user wears on the head to visually experience virtual reality.
  • a sensor (not shown) is installed at one side of the device to transmit the user's exercise information to the virtual software.
  • the cell roller 40 is rotatably supported by the support shaft 11, and it can be seen that the support shaft 11 is provided with a support protrusion 42 for supporting the position of the cell roller 40. .
  • the lower portion of the conveyor belt 20 is provided with a buffer leg 90 of the elastic material for buffering the conveyor belt 20.
  • the buffer leg 90 is preferably made to support a separate base plate (not shown) for supporting the conveyor belt 20 without making direct contact with the conveyor belt 20.
  • the support frame 70 is configured with a drive motor 72 for adjusting the tension of the support wire 60, the drive motor 72 is linked with the VR device 80, the drive signal is transmitted,
  • the vertical support 71 supporting the support frame 70 at a predetermined height two restriction rings 73 and 74 for restricting the flow range of the support wire 60 according to the driving of the driving motor 72 are increased.
  • the support wire 60 is provided with a locking mechanism 75 that can be caught by the restrictive rings (73, 74).
  • the separation is prevented by the support wire 60 and even if the user falls down, the maximum allowable length of the support wire 60 is set to a length at which the user's knee does not touch the ground, thereby preventing injuries. This can be prevented.
  • Reference numeral 76 in the drawing represents a pulley for guiding the support wire 60.
  • FIGS. 6 and 7 Looking at the effect through the use of the virtual exercise device for a virtual reality experience of the present invention constituting such a configuration through FIGS. 6 and 7 as follows.
  • the user stands on the conveyor belt 20 in a state in which the wearing table 50 in the form of a vest is worn on the body.
  • the conveyor belt 20 is in a state in which the circular drive can be freely performed by the guide roller 30, so that the actual user does not leave the conveyor belt 20 section, but the simulation that the user feels is virtual while walking or running. It is possible to experience the reality, the movement information that the user moves on the conveyor belt 20 is attached to a separate sensor that can detect the number of revolutions per second of the conveyor belt 20 or the cell roller 40 Bluetooth wireless communication It delivers to VR software so that the software can respond to user's movement.
  • the conveyor belt 20 is driven to the center in the V-shape toward the center, because the cell roller 40 of the abacus ball shape is provided on the upper surface of the conveyor belt 20, the activity freely in any direction 360 degrees It becomes possible.
  • the user is supported by the support wire 60 in the course of the activity does not leave a certain area, while the stable support is made does not fall or fall out of the range of the conveyor belt 20.
  • the driving motor 72 is linked with the VR device 80 by the control of a controller (not shown), the signal transmission is made according to the virtual reality content is implemented on the VR device 80 drive motor ( As the driving of 72 is performed, the support wire 60 is pulled or released, thereby allowing the user to experience a three-dimensional virtual reality.
  • the lower portion of the conveyor belt 20 is configured with a shock absorbing leg 90, so that the shock generated by the user walking or running is made, so that a safer simulation experience can be made.
  • the simulation device for a virtual reality experience of the present invention is able to utilize a limited space in two-dimensional or three-dimensional to emerge from the existing one-dimensional virtual reality experience of the treadmill type, through the VR device 80 more realistically It shows the effect of experiencing virtual reality.
  • Figure 8 shows a configuration according to another embodiment of the present invention, the buffer leg 90, the upper pad 91 and the lower pad 92 is elastically supported by the mutual elastic spring 93, the The lower pad 92 is integrally configured with a guide housing 92a for guiding the lifting and lowering of the upper pad 91.
  • the shock from the conveyor belt 20 is buffered by the elastic spring 93 of the shock absorbing leg 90.
  • the up and down driving of the upper pad 91 is performed by the lower pad.
  • Guided by the guide housing (92a) provided in the (92) it is possible to achieve a more stable cushioning operation and to prevent the external exposure of the elastic spring (93) by the guide housing (92a) as a malfunction due to the inflow of foreign matter It is possible to prevent the occurrence.

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Abstract

가상 운동장이 개시된다. 본 발명에 의한 가상 운동장은 사용자가 VR기기를 착용한 상태에서 다양한 동작을 할 수 있도록 한 것으로 볼 타입의 중앙 베어링을 중심으로 방사방향으로 배치되는 다수의 컨베이어 벨트와; 상기 컨베이어 벨트의 순환을 가이드하기 위해 하부에 구성되는 다수의 가이드롤러와; 상기 컨베이어 벨트의 상면에 구성되어 컨베이어 벨트의 회동 방향과 직각 방향으로 회동이 이루어지는 다수의 셀 롤러와; 이용자의 몸에 착용이 이루어지는 착용대와; 상기 착용대에 연결되어 이용자가 컨베이어 벨트를 이탈하는 것을 방지하는 가운데 안정적인 지지상태를 유지하도록 일정 장력을 갖는 지지와이어와; 상기 지지와이어를 일정 높이에서 지지하는 지지프레임과; 이용자가 머리에 착용하여 가상현실을 시각적으로 체험하는 VR기기;를 포함한다.

Description

가상 운동장
본 발명은 가상현실 체험용 운동장 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 VR기기를 착용한 상태에서 보다 현실감 있는 가상현실을 체험할 수 있도록 하는 가상 운동장에 관한 것이다.
일반적으로, 가상현실(virtual reality) 체험용 시뮬레이터는 컴퓨터에 의해 제어되는 가상 환경에 따른 동적 변화를 재현함으로써 이용자가 가상 현실의 움직임을 마치 현실 처럼 느낄 수 있도록 하는 것으로 게임장용 의자 등으로 널리보급되고 있다.
이러한 가상현실 체험용 시뮬레이터에서 이용자가 가상적인 환경을 보다 실감있게 느낄 수 있도록 하기 위해서는 이용자의 의자를 다채롭게 진동시켜 동적 변화를 생동적으로 재현하도록 하는 것이 필요하다
한편, 최근에는 360도 영상 기술의 발달과 머리에 착용하는 헤드 마운트(head mount) 기기의 발달로 가상현실 장치(virtual reality device;VR기기)의 상용화가 가속화되고 있다.
이러한 VR기기는 이용자의 대부분의 시야를 가상의 화면으로 메워 이용자가 가상현실을 체험할 수 있는 것으로서, 가상현실 장치와 보조 기구들을 결합하여 가상 롤러코스터 체험과 같은 가상현실이 제공될 수 있다.
이러한 VR기기를 이용한 가상현실 시뮬레이션 체험장치의 종래 일 예로 , 대한민국 특허공개 제2010-77938호(2010.07.08. 공개)에서는 가상현실을 이용한 런닝머신에 관련된 기술이 개시되어 있다.
그러나, 상기 종래 기술은 단순히 VR기기를 머리에 착용하고 런닝머신을 달리는 방식으로서, 1차원 적인 가상현실을 체험하는데 만족할 수 밖에 없는 문제점이 있었다. 즉, 지금까지의 가상현실 체험장치는 가상현실 소프트웨어의 내용에 따라 사용자가 수동적으로 느끼고 제한적인 운동 자유도를 가질 수 밖에 없었다.
다시 말해, 사용자의 자유의지에 따라 소프트웨어가 반응하는 것이 아니라 소프트웨어에 따라 사용자가 반응할 수 밖에 없는 수동적 체험만 가능한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 360도 방향으로 이동을 경험할 수 있는 가상현실 시뮬레이션 체험용 운동장 장치를 제공함으로서 보다 현실감 있는 가상현실을 효과적으로 체험할 수 있도록 하는데 목적이 있다.
특히, 사용자가 무한한 공간에서 움직이는 것처럼 느낄 수 있고, 거리나 달리는 속도 및 방향에 제한이 없도록 하며, 가상 공간 안에서 넘어져서 부상당하지 않도록 안전성이 확보되고, 움직인 거리와 속도를 가상현실 소프트웨어가 알고 그에 대응할 수 있도록 하는데 목적이 있다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 가상 운동장은, 볼 타입의 중앙 베어링을 중심으로 방사방향으로 배치되는 다수의 컨베이어 벨트와; 상기 컨베이어 벨트의 순환을 가이드하기 위해 하부에 구성되는 다수의 가이드롤러와; 상기 컨베이어 벨트의 상면에 구성되어 컨베이어 벨트의 회동 방향과 직각 방향으로 회동이 이루어지는 다수의 셀 롤러와; 이용자의 몸에 착용이 이루어지는 착용대와; 상기 착용대에 연결되어 이용자가 컨베이어 벨트를 이탈하는 것을 방지하는 가운데 안정적인 지지상태를 유지하도록 일정 장력을 갖는 지지와이어와; 상기 지지와이어를 일정 높이에서 지지하는 지지프레임과; 이용자가 머리에 착용하여 가상현실을 시각적으로 체험하는 VR기기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명에 의할 때, 사용자는 VR기기를 착용한 상태에서 시각적으로 구현되는 가상현실에 따라 무한한 운동장에서의 2차원 또는 3차원의 동작을 할 수 있으며, 이에 보다 현실감 있는 가상현실 체험을 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 운동장 평면 구조도.
도 2는 본 발명 가상 운동장의 평면 부분 확대도.
도 3은 본 발명 가상 운동장의 컨베이어 벨트 단면 구조도.
도 4는 본 발명에서 셀 롤러 단면 상세도.
도 5는 본 발명 가상 운동장 측단면 구조도.
도 6 및 도 7은 본 발명 가상 운동장 사용 상태도.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 완충다리부 단면 확대도.
*도면 부호의 설명*
10 : 중앙 베어링 20 : 컨베이어 벨트
30 : 가이드롤러 31 : 지지축
32 : 지지돌부 40 : 셀 롤러
50 : 착용대 60 : 지지와이어
70 : 지지프레임 71 : 수직지주
72 : 구동모터 73,74 : 제한고리
75 : 걸림구 76 : 도르레
80 : VR기기 90 : 완충다리부
이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.
먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 체험용 시뮬레이션 장치의 구성을 도 1 내지 도 5를 통해 살펴보면 다음과 같다.
본 실시 예에서의 가상현실 체험용 시뮬레이션 장치는, 볼 타입의 중앙 베어링(10)을 중심으로 방사방향으로 배치되는 다수의 컨베이어 벨트(20)와, 상기 컨베이어 벨트(20)의 순환을 가이드하기 위해 하부에 구성되는 다수의 가이드롤러(30)와, 상기 컨베이어 벨트(20)의 상면에 구성되어 컨베이어 벨트(20)의 회동 방향과 직각 방향으로 회동이 이루어지는 다수의 셀 롤러(40)와, 이용자의 몸에 착용이 이루어지는 낙하산 조끼와 같은 형태의 착용대(50)와, 상기 착용대(50)에 연결되어 이용자가 컨베이어 벨트(20)를 이탈하는 것을 방지하는 가운데 안정적인 지지상태를 유지하도록 일정 장력을 갖는 지지와이어(60)와, 상기 지지와이어(60)를 일정 높이에서 지지하는 지지프레임(70)과, 이용자가 머리에 착용하여 가상현실을 시각적으로 체험하는 VR기기(80)로 구성된다. 이때, 장치 일측에는 이용자의 운동정보를 가상소프트웨어로 전달하는 센서(미도시)가 설치됨이 바람직하다.
특히, 셀 롤러(40)는 지지축(11)에 의해 회동이 가능하게 지지되며, 상기 지지축(11)에는 셀 롤러(40)의 위치 지지를 위한 지지돌부(42)가 구성된 것을 확인할 수 있다.
또한, 컨베이어 벨트(20) 하부에는 컨베이어 벨트(20)를 완충지지하기 위한 탄성재질의 완충다리부(90)가 구비된다. 이때, 완충다리부(90)는 컨베이어 벨트(20)와 직접 접촉이 이루어지지 않고 컨베이어 벨트(20)를 받쳐주는 별도의 베이스판(미도시)을 지지토록 함이 바람직하다.
또한, 지지프레임(70)에는 지지와이어(60)의 장력 조절을 위한 구동모터(72)가 구성되되, 상기 구동모터(72)는 VR기기(80)와 연동되어 구동신호의 전달이 이루어지며, 지지프레임(70)을 일정 높이로 지지하는 수직지주(71)에는 구동모터(72)의 구동에 따른 지지와이어(60)의 유동 범위를 제한하기 위한 2개의 제한고리(73,74)가 높이를 달리하여 구성되고, 상기 지지와이어(60)에는 제한고리(73,74)에 의해 걸려질 수 있는 걸림구(75)가 구성된다.
이에 따라, 지지와이어(60)에 의해 이탈이 방지됨과 함께 사용자가 넘어져도 지지와이어(60)의 최대 허용길이가 사용자의 무릎이 땅에 닿지 않는 길이로 설정됨으로서, 부상 발생이 방지되는 등 안전사고 발생이 방지되어질 수 있게 된다.
도면 중 미설명 부호 76은 지지와이어(60)의 안내를 위한 도르레를 나타낸다.
이와 같은 구성을 이루는 본 발명 가상현실 체험용 가상 운동장치의 사용에 따른 작용효과를 도 6 및 도 7을 통해 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 이용자는 조끼 형태의 착용대(50)를 몸에 착용한 상태에서 컨베이어 벨트(20) 위에 올라서게 된다.
그리고, 머리에 VR기기(80)를 착용한 상태에서 원하는 가상현실 프로그램을 선택함으로서 시각적인 가상현실을 체험할 수 있게 된다.
이때, VR기기(80)를 통해 구현되는 가상현실에 따라 이용자는 방향을 돌리거나 원하는 방향으로 실제 발걸음을 옮기게 되면, 방사방향으로 다수개가 촘촘하게 배치된 컨베이어 벨트(20) 및 셀 롤러(40) 위를 걷게 되면서 실제 지면을 걷고 이동하는 것과 같은 체험을 하게 된다.
즉, 이때에는 컨베이어 벨트(20)가 가이드롤러(30)에 의해 순환 구동이 자유롭게 이루어질 수 있는 상태를 이룸으로서 실제 이용자는 컨베이어 벨트(20) 구간을 벋어나지 않지만, 이용자가 느끼는 시뮬레이션은 걷거나 뛰면서 가상현실을 체험할 수 있게 되는데, 사용자가 컨베이어 벨트(20) 위에서 움직인 운동정보는 컨베이어 벨트(20) 또는 셀 롤러(40)의 초당 회전수를 감지할 수 있는 별도의 센서를 부착하여 블루투스 무선 통신을 통하여 가상현실 소프트웨어에 전달하여 사용자의 움직임에 따라 소프트웨어가 반응할 수 있도록 한다.
한편, 컨베이어 벨트(20)는 V자 형태로 중앙으로 갈수록 가운데로 몰리게 되는데, 주판알 형태의 셀 롤러(40)가 컨베이어 벨트(20) 상면에 구비되어 있기 때문에 360도 어느 방향으로도 자유롭게 활동이 가능하게 된다.
특히, 이용자는 활동 과정에서 지지와이어(60)에 의해 지지됨으로서 일정 영역을 벋어나지 않는 가운데, 안정적인 지지가 이루어짐으로서 넘어지거나 컨베이어 벨트(20)의 범위를 이탈하지 않게 된다.
이때, 구동모터(72)는 제어부(미도시)의 제어에 의해 VR기기(80)와 연동되어지게 되는데, VR기기(80)상에 구현되는 가상현실 내용에 따라 신호 전달이 이루어짐으로서 구동모터(72)의 구동이 이루어지면서 지지와이어(60)가 당겨지거나 풀어짐으로서 이용자로 하여금 3차원적인 가상현실 체험이 이루어질 수 있게 되는 이점을 나타낸다.
또한, 컨베이어 벨트(20) 하부에는 완충 기능의 완충다리부(90)가 구성되어져 있기 때문에 이용자가 걷거나 뛰면서 발생되는 충격의 흡수가 이루어지게 됨으로, 보다 안전한 시뮬레이션 체험이 이루어질 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 가상현실 체험용 시뮬레이션 장치는 기존 런닝머신 형태의 1차원적인 가상현실 체험에서 벋어나서 한정된 공간을 2차원 내지는 3차원으로 활용할 수 있게 되어, 보다 현실감 있게 VR기기(80)를 통해 구현되는 가상현실을 체험할 수 있는 효과를 나타낸다.
한편, 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 구성을 나타낸 것으로서, 완충다리부(90)는 상부패드(91)와 하부패드(92)가 상호 탄성스프링(93)에 의해 탄성 지지되고, 상기 하부패드(92)에는 상부패드(91)의 승하강을 가이드하기 위한 가이드 하우징(92a)이 일체로 구성된다.
이와 같은 구성을 이루게 되면, 컨베이어 벨트(20)에서의 충격은 완충다리부(90)의 탄성스프링(93)에 의해 완충작용이 이루어지게 되는데, 이때 상부패드(91)의 상하강 구동이 하부패드(92)에 구비된 가이드 하우징(92a)에 의해 가이드 되어짐으로서 보다 안정적인 완충 동작이 이루어질 수 있게 됨과 함께 가이드 하우징(92a)에 의해 탄성스프링(93)의 외부 노출이 방지됨으로서 이물질 유입에 따른 작동불량 발생을 방지할 수 있게 된다.
그리고, 상기에서는 특정한 실시예를 들어 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이러한 실시예에 국한되지 않으며 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명하다. 또한, 이러한 변형예들은 본 발명에 첨부된 특허청구범위 내에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (3)

  1. 볼 타입의 중앙 베어링(10)을 중심으로 방사방향으로 배치되는 다수의 컨베이어 벨트(20)와; 상기 컨베이어 벨트(20)의 순환을 가이드하기 위해 하부에 구성되는 다수의 가이드롤러(30)와; 상기 컨베이어 벨트(20)의 상면에 구성되어 컨베이어 벨트(20)의 회동 방향과 직각 방향으로 회동이 이루어지는 다수의 셀 롤러(40)와; 이용자의 몸에 착용이 이루어지는 착용대(50)와; 상기 착용대(50)에 연결되어 이용자가 컨베이어 벨트(20)를 이탈하는 것을 방지하는 가운데 안정적인 지지상태를 유지하도록 일정 장력을 갖는 지지와이어(60)와; 상기 지지와이어(60)를 일정 높이에서 지지하는 지지프레임(70)과; 이용자가 머리에 착용하여 가상현실을 시각적으로 체험하는 VR기기(80);를 포함하고,
    상기 셀 롤러(40)는 지지축(11)에 의해 회동이 가능하게 지지되며, 상기 지지축(11)에는 셀 롤러(40)의 위치 지지를 위한 지지돌부(42)가 구비된 것을 특징으로 하는 가상 운동장.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지프레임(70)에는 지지와이어(60)의 장력 조절을 위한 구동모터(72)가 구성되되, 상기 구동모터(72)는 VR기기(80)와 연동되어 구동신호의 전달이 이루어지도록 구성되고,
    상기 지지프레임(70)을 일정 높이로 지지하는 수직지주(71)에는 구동모터(72)의 구동에 따른 지지와이어(60)의 유동 범위를 제한하기 위한 2개의 제한고리(73,74)가 높이를 달리하여 구성되고, 상기 지지와이어(60)에는 제한고리(73,74)에 의해 걸려질 수 있는 걸림구(75)가 구성된 것을 특징으로 하는 가상 운동장.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 컨베이어 벨트(20) 하부에는 컨베이어 벨트(20)를 완충지지하기 위한 완충다리부(90)가 구성되며,
    상기 완충다리부(90)는 상부패드(91)와 하부패드(92)가 상호 탄성스프링(93)에 의해 탄성 지지되고, 상기 하부패드(92)에는 상부패드(91)의 승하강을 가이드함과 함께 탄성스프링(93)의 외부 노출을 방지하기 위한 가이드 하우징(92a)이 일체로 구성된 것을 특징으로 하는 가상 운동장.
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