KR0151347B1 - Manipulator of simulator - Google Patents
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Abstract
본 발명은 운동재현기의 조작장치에 관한 것으로, 상면중심에 조작레버가 돌설되고, 외주면상에는 일정간격으로 다수의 안내링이 돌설된 원판형상의 플랫포옴과, 상기 플랫포옴의 수직하방에서 설치면에 놓여지는 베이스플레이트와, 상기 플랫포옴의 상방에 위치되며, 중심에는 조작레버가 끼워지는 소정크기의 관통공이 형성되고, 외주면에는 일정 간격으로 가이드롤러가 설치된 상부가이드판과, 상기 플랫포옴과 베이스플레이트 사이에 위치되며, 상면 가장자리에는 일정간격으로 가이드공이 형성된 하부가이드판과, 상기 베이스플레이트의 상면을 등간격으로 분할하는 위치에서 브라켓에 의하여 좌우 방향으로 임의 회동가능하게 설치되며, 내측단에는 기어부가 형성되고, 외측단 외주면에는 나선홈이 형성된 소정 길이의 스풀(Spool)과, 일측끝은 상기 어느 하나의 스풀에 고정된 상태에서 일정 횟수만큼 권취되고, 반대쪽 끝은 상기 하부가이드판상의 가이드공과 플랫포옴상의 안내링 및 상부가이드판상의 가이드롤러를 통하여 끼워져 이웃하는 스풀에 고정된 상태에서 일정 횟수만큼 권취되어 상호 당김 및 풀림작용을 하는 와이어와, 상기 각 스풀의 일측면에 해당되는 베이스플레이트상에 설치되며, 상기 스풀상의 내측단에 형성된 기어부와 맞물려 회동되면서 상기 스풀의 회전수를 검출하는 엔코더와, 상기 각 스풀상의 기어부에 별도의 전동기어를 매개로 하여 맞물린 상태에서 상기 조작레버의 조작시 가상상황에 따라 역방향으로 부하를 걸어주는 모터로 이루어지도록 하므로써 각종 시뮬레이터와 같은 가상현실장치에 적용되는 운동재현기에 조작자의 의도와 일치하는 3차원의 공간좌표를 입력할 수 있도록 하고, 가상상황(假想狀況)에서 예상되는 힘이나 느낌등이 조작자에게 피드백(Force-Feedback)될 수 있도록 구성하여 조작자가 가상의 상황 속에서 실제와 같은 느낌을 느낄 수 있도록 하며, 조작시 정확한 공간좌표가 형성될 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a control device of the exercise reproducer, the operation lever is protruded in the center of the upper surface, a disk-shaped platform with a plurality of guide rings protruding at regular intervals on the outer circumferential surface, and placed on the installation surface in the vertical down of the platform The base plate is positioned above the platform, and a through hole of a predetermined size is formed in the center thereof to which the operation lever is fitted, and an upper guide plate provided with guide rollers at regular intervals on the outer circumference thereof, and positioned between the platform and the base plate. The upper surface edge is provided with a lower guide plate formed with a guide hole at regular intervals, and is freely rotatable in the left and right directions by brackets at positions where the upper surface of the base plate is divided at equal intervals, and a gear part is formed at the inner end thereof. On the outer circumferential surface of the outer end, a spool having a predetermined length having a spiral groove and one end thereof The fixed end is wound a certain number of times while being fixed to the spool, and the opposite end is inserted through the guide hole on the lower guide plate, the guide ring on the platform and the guide roller on the upper guide plate, and fixed to the neighboring spool. It is wound on the wire for mutual pull and loosening action, and is installed on the base plate corresponding to one side of each spool, and rotates in engagement with the gear portion formed in the inner end on the spool to detect the rotational speed of the spool The encoder and the gear unit on each spool are connected to each other by means of a separate electric gear, so that the load is reversed according to the virtual situation when the operating lever is operated. 3D spatial seat that matches the intention of the operator in the applied motion reproducer And the force or feeling expected in the virtual situation can be fed back to the operator so that the operator can feel the real feeling in the virtual situation. In this case, precise spatial coordinates can be formed during operation.
Description
제1도는 일반적인 운동재현기의 구성을 나타내는 개략사시도.1 is a schematic perspective view showing the configuration of a general exercise reproducer.
제2도는 종래 운동재현기의 조작장치를 나타내는 사시도.2 is a perspective view showing an operation apparatus of a conventional exercise reproducer.
제3도는 본 발명에 따른 운동재현기의 조작장치를 나타내는 부분단면 사시도.Figure 3 is a partial cross-sectional perspective view showing a control device of the exercise reproducer according to the present invention.
제4도는 본 발명의 따른 운동재현기의 조작장치의 평면도.Figure 4 is a plan view of the operating device of the exercise reproducer according to the present invention.
제5도는 본 발명의 결합상태 및 그 작동상태를 나타내는 것으로,Figure 5 shows the combined state and the operating state of the present invention,
(a)는 스풀이 와이어이 당김조작에 따른 중심쪽으로 이동된 상태를 나타내는 평면도.(a) is a plan view showing a state in which the spool is moved toward the center according to the pulling operation.
(b)는 스풀이 와이어의 풀림조작에 따라 외측으로 이동된 상태를 나타내는 평면도이다.(b) is a top view which shows the state where the spool was moved outward according to the loosening operation of the wire.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 운동재현기 50 : 조작장치10: exercise reproducer 50: operating device
56 : 플랫포옴 58 : 베이스플레이트56: platform 58: base plate
64 : 상부가이드판 68 : 하부가이드판64: upper guide plate 68: lower guide plate
72 : 기어부 74 : 나선홈72: gear portion 74: spiral groove
76,76' : 스풀 78 : 와이어76,76 ': Spool 78: Wire
80 : 엔코더 82 : 모터80: encoder 82: motor
본 발명은 운동재현기의 조작장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각종 시뮬레이터와 같은 가상현실장치에 적용되는 운동재현기에 조작자의 의도와 일치하는 3차원의 공간좌표를 입력할 수 있도록 하고, 가상상황(假想狀況)에서 예상되는 힘이나 느낌등이 조작자에게 피드백(Force-Feedback)될 수 있도록 구성하여 조작자가 가상의 상황속에서 실제와 같은 느낌을 느낄 수 있도록 하는 운동재현기의 조작장치에 관한 것이다.The present invention relates to an operating device of a motion reproducer, and more particularly, it is possible to input three-dimensional spatial coordinates that match the intention of an operator to a motion reproducer applied to virtual reality devices such as various simulators. The present invention relates to an operation device of a motion reproducer that allows the operator to feel a real feeling in a virtual situation by configuring the force or feeling expected in (iii) to be fed back to the operator. .
일반적으로, 가상현실장치는 이미 입력된 프로그램에 의하여 3차원 입체영상으로 디스플레이되는 가상의 상황속에 조작자가 몰입(Immersion)된 상태에서 그 가상의 상황에서 주어지는 조건에 따라 몸을 움직이거나 기기를 조작할 수 있도록 하는 것으로서, 조종사에 필요한 고난도의 비행훈련등과 같이 여러가지 제약조건 때문에 실제로는 시도할 수 없는 훈련이나, 현실의 세계에서는 구현할 수 없는 각종 오락게임등 여러분야에서 이용되고 있다.In general, a virtual reality device may move a body or operate a device according to a condition given in a virtual situation while an operator is immersed in a virtual situation displayed as a three-dimensional stereoscopic image by a program which is already input. It is used in various fields such as training that cannot be attempted in practice due to various constraints such as high-level flight training required for pilots, and various entertainment games that cannot be realized in the real world.
한편, 이와 같은 가상현실장치를 구성하는 시스템은 3차원 모델입력장치, 3차원 움직임 추적장치, 그래픽표현장치와 화상출력장치등의 하드웨어와, 상기 각각의 장치등을 제어하고 다른 장치와의 인터페이스 등을 수행하는 소프트웨어로 이루어지는 바, 이와 같은 가상현실장치를 구성하는 시스템에서 3차원 모델입력장치로서 운동재현기가 사용되며, 상기 3차원 움직임 추적장치로서 운동재현기를 조작하는 조작장치가 사용되는 바, 이와 같은 가상현실장치를 구성하는 시스템에서 상기 운동재현기와 운동재현기 조작장치는 통상적으로 6자유도운동(X축과 Y축 및 Z축방향의 움직임과, 상기 각 축을 중심으로 한 회전운동)을 구현할 수 있도록 구성된다.On the other hand, the system constituting such a virtual reality device is a hardware such as a three-dimensional model input device, a three-dimensional motion tracking device, a graphic display device and an image output device, and controls each of the devices, such as the interface with other devices, etc. It consists of a software for performing a bar, a motion reproducer is used as a three-dimensional model input device in the system constituting such a virtual reality device, an operation device for manipulating the exercise reproducer is used as the three-dimensional motion tracking device, In the system constituting the same virtual reality device, the motion reproducer and the motion reproducer manipulator can typically implement six degrees of freedom (movement in the X, Y, and Z-axis directions, and rotational movement about each axis). It is configured to be.
상기와 같은 6자유도운동을 구현하기 위해 운동재현기(10)는 제1도에 도시된 바와 같이, 소정의 형상을 갖는 플랫포옴(12)에 6개의 편로드 유압실린더(14)의 각 피스톤로드(16)가 2개씩 인접하게 배치되어 하나의 조를 이루면서 3개조로 나뉘어져 부착되고, 유압실린더(14)의 하부는 베이스(18)에 회동가능하게 장착된 구조로 이루어지며, 작동시에는 압유공급원으로부터 압유를 공급받아 서어보밸브를 매개로 압유의 주입량을 결정해서 각 유압실린더(14)에 주입하므로서 6개의 피스톤로드(16)가 각각 다르게 신장되거나 수축됨과 동시에 상기 피스톤로드(16)의 끝부위에 장착된 플랫포옴(12)이 6자유도를 갖고서 운동하게 된다.In order to implement the six degrees of freedom motion as described above, the exercise reproducer 10 includes the piston rods of the six single-rod hydraulic cylinders 14 on the platform 12 having a predetermined shape, as shown in FIG. 16) are arranged adjacent to each other and formed into one set, divided into three sets, and the lower portion of the hydraulic cylinder 14 is configured to be rotatably mounted to the base 18, and during operation, By receiving the hydraulic oil and determining the injection amount of the hydraulic oil through the servo valve and injecting the hydraulic cylinder 14, the six piston rods 16 are extended or contracted differently and at the end of the piston rod 16 The mounted platform 12 will move with six degrees of freedom.
한편, 상기와 같은 운동재현기(10)에 3차원의 공간좌표를 입력할 수 있도록 하기 위해서는 상기 운동재현기(10)와 동일한 6자유도를 갖는 조작장치가 사용되는 바, 이와 같은 종래 운동재현기의 조작장치(20)는 제2도에 도시된 바와 같이, 상면중심에 조작자가 손으로 잡을 수 있도록 된 손잡이(22)가 달린 삼각형상의 플랫포옴(24)과, 저면 중심이 설치면에 놓여지는 지지플레이트의 중심으로부터 돌설되는 지지보스(26)의 상단에 고정되며, 상기 플랫포옴(24)의 수직하방으로 일정거리 이격된 지점에 위치되는 삼각형의 베이스(28)와, 상기 베이스(28)상의 각 변의 외측에 회동가능하게 설치되는 프레임(28a)과, 상기 각 프레임(28a)의 중심위치에 고정 설치되는 태양기어(30)와, 상단이 상기 플랫포옴(24)의 각 꼭지점의 저면에 유니버설조인트(32)를 매개로 하여 전방향 회동가능하게 결합는 한쌍의 제1링크(34)와, 상단이 상기 제1링크(34)의 하단에서 상하방향으로 절첩가능하게 결합된 상태에서 상기 태양기어(30)의 중심으로부터 돌설되는 중심축에 서로 교차되게 끼워지는 한쌍의 제2링크(36)와, 상기 제2링크(36)를 구성하는 어느 하나의 링크의 하단내측에 임의 회동가능하게 설치되며, 상기 태양기어(30)에 맞물려 회동되는 유성기어(38)와, 상기 유성기어(38)의 회동축(38a)과 상기 프레임(28a)의 회동축상에 설치된 상태에서 조작자의 조작운동시 역방향으로 부하를 걸어주는 모터(40)와, 상기 모터(40)의 외측으로 돌설되는 상기 유성기어(38)의 회동축(38a)와 프레임(28a)의 회동축상에 설치된 상태에서 상기 제1링크(34) 및 제2링크(36)의 변위에 대한 상기 유성기어(38)와 프레임(28a)의 회동각변위를 콘트롤러로 보내어 상기 운동재현기(10)가 동일한 형태로 조작될 수 있도록 하는 엔코더(42)로 이루어진다.On the other hand, in order to be able to input the three-dimensional spatial coordinates to the motion reproducer 10 as described above, an operation device having the same six degrees of freedom as the motion reproducer 10 is used. Manipulator 20 is a triangular platform 24 with a handle 22 in the center of the top, the operator can hold by hand, as shown in Figure 2, the bottom center is supported on the installation surface It is fixed to the upper end of the support boss 26 protruding from the center of the plate, the triangular base 28 is located at a point spaced apart a certain distance vertically downward of the platform 24, and each side of the base 28 The frame 28a rotatably installed on the outside, the sun gear 30 fixedly installed at the center position of each frame 28a, and the upper end of the universal joint 32 on the bottom of each vertex of the platform 24. Forward via) The central axis protruding from the center of the sun gear 30 in a state that the rotationally rotatable coupling is a pair of the first link 34, the upper end is foldably coupled in the vertical direction from the lower end of the first link 34 And a pair of second links 36 fitted to cross each other, and are rotatably installed in the lower end of any one link constituting the second link 36, and rotated in engagement with the sun gear 30. And a motor 40 for applying a load in the reverse direction during the operation movement of the operator in the state of being installed on the planetary gear 38 and the rotation shaft 38a of the planetary gear 38 and the rotation shaft of the frame 28a, Displacement of the first link 34 and the second link 36 in a state of being installed on the rotation shaft 38a of the planetary gear 38 and the rotation shaft of the frame 28a protruding out of the motor 40. Sends a rotation angle displacement of the planetary gear 38 and the frame 28a to the controller. The reproduction unit 10 comprises a encoder (42) which allows to be operated in the same fashion.
한편, 이와 같은 종래 운동재현기의 조작장치의 작용은, 조작자가 손잡이(11)를 잡고서 전·후·좌·우·상·하방향으로 이동시키거나 각 방향축으로 중심으로 회동시키면서 플랫포옴(24)의 위치를 가변시키면, 상기 제1링크(34)와, 제2링크(36)가 서로 접히거나 펼쳐짐에 따라 상기 유성기어(38)가 상기 태양기어(30)에 치합된 상태에서 회동됨과 동시에 베이스(28)의 각 변에 설치된 상기 프레임(28a)이 내외방향으로 회동되면서 3차원의 공간좌표가 형성되고, 이와 같이 형성되는 3차원의 공간좌표는 상기 엔코더(42)에 의하여 콘트롤러로 보내지며, 콘트롤러에서는 상기 조작장치(20)에서 보내지는 3차원의 공간 좌표신호를 운동재현기(10)로 보내어 상기 운동재현기(10)를 조작자의 의도에 따른 상기 조작장치(20)의 조작대로 움직이도록 하는 것이며, 상기 모터(40)는 조작자가 상기 조작장치(20)를 조작할 때, 조작자가 가상의 상황속에서 실제와 같은 느낌을 느낄 수 있도록 가상상황(假想狀況)에서 예상되는 힘이나 느낌등을 조작자에게 피드백시켜 주는 역할을 하게 되는 것이다.On the other hand, the operation of the operation device of the conventional exercise reproducer is a platform (24) while the operator grasps the handle 11 and moves in the front, rear, left, right, up and down directions or rotates about the center in each direction axis. ), The planetary gear 38 is rotated while being engaged with the sun gear 30 as the first link 34 and the second link 36 are folded or unfolded. As the frame 28a installed at each side of the base 28 is rotated inward and outward, three-dimensional spatial coordinates are formed, and the three-dimensional spatial coordinates thus formed are sent to the controller by the encoder 42. In the controller, the three-dimensional spatial coordinate signal sent from the operation device 20 is sent to the motion reproducer 10 to move the motion reproducer 10 to the operation of the operation device 20 according to the intention of the operator. And the motor 40 When the operator manipulates the manipulation device 20, the operator may feed back the force or feeling expected in the virtual situation to the operator so that the operator can feel the real feeling in the virtual situation. Will be.
그러나, 이와 같은 종래 운동재현기의 조작장치는 간단한 링크구조를 채용해서 운동반경을 크게 확장시킨 잇점이 있기는 하지만, 조작시 정확한 공간 좌표가 형성되지 않는 다는 문제가 있고, 플랫포옴과 베이스 사이에 마름모형상의 형성되기 때문에 전체적인 높이가 높아져 구조물을 가능한 한 작게 구성시키려는 측면에서는 미흡하다는 결점이 있다.However, the operation device of the conventional motion reproducer has the advantage of greatly extending the radius of motion by employing a simple link structure, but there is a problem that accurate spatial coordinates are not formed during operation, and there is a rhombus between the platform and the base. Since the shape is formed, there is a drawback that the overall height is increased, so that the structure is made as small as possible.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 각종 시뮬레이터와 같은 가상현실장치에 적용되는 운동재현기에 조작자의 의도와 일치하는 3차원의 공간좌표를 입력할 수 있도록 하고, 가상상황(假想狀況)에서 예상되는 힘이나 느낌등이 조작자에게 피드백(Force-feedback)될 수 있도록 구성하여 조작자가 가상의 상황 속에서 실제와 같은 느낌을 느낄 수 있도록 하며, 조작시 정확한 공간좌표가 형성될 수 있도록 한 새로운 형태의 운동재현기의 조작작장치를 제공하고자 하는 것이다.The present invention is to solve such a conventional problem, the object is to input the three-dimensional spatial coordinates that match the intention of the operator to the motion reproducer applied to virtual reality devices such as various simulators, virtual situation The force or feeling expected in (iii) can be configured to be fed back to the operator so that the operator can feel the real feeling in the virtual situation. It is to provide a new type of operation device of the exercise reproducer.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상면중심에 조작레버가 돌설되도, 외주면상에는 일정간격으로 다수의 안내링이 돌설된 원판형상의 플랫포옴과, 상기 플플랫포옴의 수직하방에서 설치면에 놓여지는 베이스플레이트와, 상기 플랫포옴의 상방에 위치되며, 중심에는 조작레버가 끼워지는 소정크기의 관통공이 형성되고, 외주면에는 일정 간격으로 가이드롤러가 설치된 상부가이드판과, 상기 플랫포옴과 베이스플레이트 사이에 위치되며, 상면 가장자리에는 일정간격으로 가이드공이 형성된 하부가이드판과, 상기 베이스플레이트의 상면을 등간격으로 분할하는 위치에서 브라켓에 의하여 좌우 방향으로 임의 회동가능하게 설치되며, 내측단에는 기어부가 형성되고, 외측단 외주면에는 나선홈이 형성된 소정 길이의 스풀(Spool)과, 일측끝은 상기 어느 하나의 스풀에 고정된 상태에서 일정 횟수만큼 권취되고, 반대쪽 끝은 상기 하부가이드판상의 가이드공과 플랫포옴상의 안내링 및 상부가이드판상의 가이드롤러를 통하여 끼워져 이웃하는 스풀에 고정된 상태에서 일정 횟수만큼 권취되어 상호 당김 및 풀림작용을 하는 와이어와, 상기 각 스풀의 일측면에 해당되는 베이스플레이트상에 설치되며, 상기 스풀상의 내측단에 형성된 기어부와 맞물려 회동되면서 상기 스풀의 회전수를 검출하는 엔코더와, 상기 각 스풀상의 기어부에 별도의 전동기어를 매개로 하여 맞물린 상태에서 상기 조작레버의 조작시 가상상황에 따라 역방향으로 부하를 걸어주는 모터로 이루어진 특징을 갖는다.In order to achieve the above object, the present invention, even if the operating lever is protruded in the upper surface center, a disk-like platform in which a plurality of guide rings protruding at regular intervals on the outer circumference, and is placed on the installation surface in the vertical down of the platform A base plate and a through hole of a predetermined size, which is positioned above the platform, and has an operating lever fitted in the center thereof, and an upper guide plate having a guide roller installed at a predetermined interval on an outer circumferential surface thereof, and positioned between the platform and the base plate. The upper surface edge is provided with a lower guide plate formed with a guide hole at regular intervals, and is freely rotatable in left and right directions by brackets at positions where the upper surface of the base plate is divided at equal intervals. However, the outer circumferential surface has a spool of a predetermined length having a spiral groove and one end thereof It is wound up a certain number of times while being fixed to one of the spools, and the opposite end is inserted through the guide hole on the lower guide plate, the guide ring on the platform and the guide roller on the upper guide plate, and fixed to the neighboring spool. It is wound on the wire for mutual pull and loosening action, and is installed on the base plate corresponding to one side of each spool, and rotates in engagement with the gear portion formed in the inner end on the spool to detect the rotational speed of the spool An encoder and a motor that apply a load in a reverse direction according to a virtual situation when operating the operation lever in a state of engaging with a separate electric gear via a gear unit on each of the spools.
이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
제3도는 본 발명에 따른 운동재현기의 조작장치를 나타내는 사시도이고, 제4도는 본 발명에 따른 운동재현기의 조작장치를 나타내는 평면도로서, 이에따른 본 발명의 운동재현기의 조작장치(50)는 상면중심에 조작레버(52)가 돌설되고, 외주면상에는 일정간격으로 다수의 안내링(54)이 돌설된 원판형상의 플랫포옴(56)과, 상기 플랫포옴(56)의 수직하방에서 설치면에 놓여지는 베이스플레이트(58)와, 상기 플랫포옴(56)의 상방에 위치되며, 중심에는 조작레버(52)가 끼워지는 소정크기의 관통공(60)이 형성되고, 외주면에는 일정 간격으로 가이드롤러(62)가 설치된 상부가이드판(64)과, 상기 플랫포옴(56)과 베이스플레이트(58) 사이에 위치되며, 상면 가장자리에는 일정간격으로 가이드공(66)이 형성된 하부가이드판(68)과, 상기 베이스플레이트(58)의 상면을 등간격으로 분할하는 위치에서 브라켓(70)에 의하여 좌우 방향으로 임의 회동가능하게 설치되며, 내측단에는 기어부(72)가 형성되고, 외측단 외주면에는 나선홈(74)이 형성된 소정 길이의 스풀(76)과, 일측끝은 상기 어느 하나의 스풀(76)에 고정된 상태에서 일정 횟수만큼 권취되고, 반대쪽 끝은 상기 하부가이드판(68)상의 가이드공(66)과 플랫포옴(56)상의 안내링(54) 및 상부가이드판(64)상의 가이드롤러(62)를 통하여 끼워져 이웃하는 스풀(76')에 고정된 상태에서 일정 횟수만큼 권취되어 상호 당김 및 풀림작용을 하는 와이어(78)와, 상기 각 스풀(76)의 일측면에 해당되는 베이스플레이트(58)상에 설치되며, 상기 스풀(76)상의 내측단에 형성된 기어부(72)와 맞물려 회동되면서 상기 스풀(76)의 회전수를 검출하는 엔코더(80)와, 상기 각 스풀(76)상의 기어부(72)의 별도의 전동기어(82)를 매개로 하여 맞물린 상태에서 상기 조작레버(52)의 조작시 가상상황에 따라 역방향으로 부하를 걸어주는 모터(84)로 이루어진 것을 나타낸다.3 is a perspective view showing the operation device of the exercise reproducer according to the present invention, Figure 4 is a plan view showing the operation device of the exercise reproducer according to the present invention, accordingly the operation device 50 of the exercise reproducer of the present invention The operating lever 52 protrudes from the upper surface center, and a disk-shaped platform 56 in which a plurality of guide rings 54 protrude at regular intervals on the outer circumferential surface thereof, and is placed on an installation surface in a vertically downward direction of the platform 56. The base plate 58 is positioned above the platform 56, and a through hole 60 of a predetermined size to which the operation lever 52 is fitted is formed at the center thereof, and the guide rollers 62 are formed at regular intervals on the outer circumferential surface thereof. ) Is installed between the upper guide plate 64, the platform 56 and the base plate 58, the lower guide plate 68 formed with guide holes 66 at regular intervals on the upper edge, and the base The upper surface of the plate 58 is equally spaced A spool 76 having a predetermined length, which is installed to be rotated in a left and right direction by a bracket 70 at a position to be divided into parts, a gear portion 72 is formed at an inner end, and a spiral groove 74 is formed at an outer circumferential surface of the outer end. And one end is wound a certain number of times in a state fixed to any one of the spool 76, the opposite end is a guide hole 66 and the guide ring on the platform 56 on the lower guide plate 68 54) and a wire 78 which is inserted through the guide roller 62 on the upper guide plate 64 and wound around a predetermined number of times in a state of being fixed to the neighboring spool 76 ', and which pulls and loosens to each other. Is installed on the base plate 58 corresponding to one side of the spool 76, and rotates in engagement with the gear portion 72 formed on the inner end on the spool 76 to detect the rotational speed of the spool 76 Separate transmission of the encoder 80 and the gear portion 72 on the respective spools 76 In the engaged state via the gear 82, the operation lever 52 is configured to include a motor 84 that loads the load in the reverse direction according to the virtual situation.
이와 같은 본 발명에서 상기 각 스풀(76)의 외측단 측방에는 상기 베이스플레이트(58)상으로 부터 설치되어 상기 스풀(76)의 외측단 외주면상에 형성된 나선홈(74)에 끼워진 상태에서 상기 스풀(76)의 회전운동 및 직선이동이 보다 암정적으로 이루어지도록 가이드하는 이동안내편(86)이 설치된 것을 나타낸다.In the present invention as described above, the outer end side of each of the spools 76 is installed from the base plate 58, the spool in the state fitted to the spiral groove 74 formed on the outer circumferential surface of the outer end of the spool 76 The movement guide piece 86 which guides so that the rotational motion and linear movement of 76 may be made more ambiguously is shown.
한편, 이와 같은 본 발명에서 상기 각 스풀(76)은 상기 베이스플레이트(58)의 상면을 30°로 분할하는 위치마다 설치되고, 이에 따라 상기 상부가이드판(64)상의 가이드롤러(62), 상기 플랫포옴(56)상의 안내링(54) 및 상기 하부가이드판(68)상의 가이드공(66) 역시 30°로 분할되는 위치마다 형성된 것을 나타낸다.On the other hand, in the present invention, each of the spools 76 is provided for each position for dividing the upper surface of the base plate 58 by 30 °, accordingly the guide roller 62 on the upper guide plate 64, the The guide ring 54 on the platform 56 and the guide hole 66 on the lower guide plate 68 also show that they are formed at positions divided by 30 °.
제5도는 본 발명의 결합상태 및 그 작동상태를 나타내는 평면도로서, 베이스플레이트(58)의 상면에 소정의 길이를 갖는 스풀(76)이 브라켓(70)에 의하여 좌우 방향으로 회동가능하게 설치되고, 상기 스풀(76)의 일측면에 해당되는 베이스플레이트(58)상에는 상기 스풀(76)상의 내측단에 형성된 기어부(72)와 맞물려 회동되면서 상기 스풀(76)의 회전수를 검출하는 엔코더(80)가 설치되고, 상기 각 스풀(76)의 설치방향의 중심쪽에 해당되는 베이스플레이트(58)에는 상기 스풀(76)의 기어부(72)에 별도의 전동기어(82)를 매개로 하여 맞물린 상태에서 상기 조작레버(52)의 조작시 가상상황에 따라 역방향으로 부하를 걸어주는 모터(84)가 설치되는 한편, 상기 스풀(76)에는 반대쪽 끝이 이웃하는 스풀(76')에 고정된 상태에서 일정 횟수만큼 권취된 와이어(78)의 일측 끝이 고정된 상태에서 일정 횟수만큼 권취된 것을 나타낸다.5 is a plan view showing the engaged state and the operating state of the present invention, the spool 76 having a predetermined length on the upper surface of the base plate 58 is rotatably installed in the left and right directions by the bracket 70, On the base plate 58 corresponding to one side of the spool 76 is rotated in engagement with the gear portion 72 formed on the inner end on the spool 76, the encoder 80 for detecting the rotational speed of the spool 76 ) Is installed, and the base plate 58 corresponding to the center of the installation direction of each of the spools 76 is engaged with the gear unit 72 of the spool 76 via a separate electric gear 82. In the operation of the operating lever 52 is installed a motor 84 to apply the load in the reverse direction according to the virtual situation, while the opposite end is fixed to the adjacent spool 76 'in the spool 76 One end of the wire (78) wound a certain number of times Indicates that the take-up a certain number of times in the state.
이와 같이 이루어지는 본 발명의 작동상태는 다음과 같다.The operating state of the present invention made as described above is as follows.
제3도 내지 제5도에 도시된 바와 같이, 조작자가 가상의 상황에 맞추어 운동재현기를 작동시키고자 하는 경우에, 조작자가 플랫포옴(54)의 상면으로부터 돌설되어 상부가이드판(64)상의 관통공(60)을 통하여 돌출되는 조작레버(52)를 파지한 상태에서 전·후·좌·우·상·하방향으로 이동시키거나 각 방향축을 중심으로 회동시키면서 플랫포옴(54)의 위치를 가변시키면, 상기 베이스플레이트(58)상에 설치된 스풀(76)과 이웃하는 스풀(76')에 양단이 권취된 와이어(78)가 상기 조작레버(52)에 가해지는 힘의 작용방향을 따라 당겨지거나 풀어짐에 따라 상기 스풀(76)(76')이 정방향 또는 역방향으로 회동된다.As shown in Figs. 3 to 5, in the case where the operator wants to operate the motion reproducer in accordance with the virtual situation, the operator protrudes from the upper surface of the platform 54 and the through hole on the upper guide plate 64. If the position of the platform 54 is changed while moving the front, rear, left, right, up and down directions while holding the operating lever 52 protruding through the 60, or rotating about each direction axis, The wire 78 wound on both ends of the spool 76 and the neighboring spool 76 'installed on the base plate 58 is pulled or released along the direction of action of the force applied to the operating lever 52. Thus, the spools 76 and 76 'are rotated in the forward or reverse direction.
이와 같이 스풀(76)(76')이 회동되면, 상기 스풀(76)(76')의 내측단에 형성된 기어부(72)에 맞물린 엔코더(80)상의 피니언이 회동되면서 상기 스풀(76)(76')의 회전수가 검출되어 3차원의 공간좌표가 계산되고, 이와 같이 계산된 공간좌표는 콘트롤러로 보내지며, 콘트롤러에서는 상기 조작장치(50)에서 보내지는 3차원의 공간좌표신호를 운동재현기(10)로 보내어 상기 운동재현기(10)가 조작자의 의도에 따라 상기 조작장치(50)의 조작대로 움직이게 되는 것이다.When the spools 76 and 76 'are rotated in this way, the pinion on the encoder 80 meshed with the gear portion 72 formed at the inner end of the spools 76 and 76' is rotated, so that the spool 76 ( 76 ') is detected and the three-dimensional spatial coordinates are calculated, and the calculated spatial coordinates are sent to the controller, and the controller transmits the three-dimensional spatial coordinate signal sent from the operation device 50 to the motion reproducer. Sending to (10), the exercise reproducer 10 is moved to the operation of the operation device 50 in accordance with the intention of the operator.
이와 동시에 상기 각 스풀(76)(76')의 내측단의 기어부(72)에 전동기어(82)를 매개로 하여 맞물린 모터(84)가 가상상황에 맞추어 콘트롤러로부터 인가되는 신호에 의하여 정방향 또는 역방향으로 구동되면서 힘을 피드백시켜 조작자가 조작장치를 조작할 때 가상의 상황속에서 실제와 같은 느낌을 느낄 수 있게 되는 것이다.At the same time, the motor 84 engaged with the gear 72 of the inner end of each of the spools 76, 76 'via the electric gear 82 is forwarded by a signal applied from the controller in accordance with the virtual situation. As it is driven in the reverse direction, the force is fed back so that the operator can feel the reality in the virtual situation when operating the control device.
이와 같은 본 발명을 적용하면, 각종 시뮬레이터와 같은 가상현실장치에 적용되는 운동재현기에 조작자의 의도와 일치하는 3차원의 공간좌표가 보다 정확히 입력됨에 따라 정밀한 운동재현이 가능하다는 효과가 있고, 조작장치의 조작시 가상상황(假想狀況)에서 예상되는 힘이나 느낌등이 조작자에게 피드백(Force-Feedback)되어 조작자가 가상의 상황속에서 실제와 같은 느낌을 느낄 수 있다는 효과가 있으며, 전체의 높이가 낮아지므로 조작 및 관리가 간편하게 이루어진다는 효과가 있는 것이다.When the present invention is applied, the three-dimensional spatial coordinates that match the intention of the operator are more accurately input to the motion reproducer applied to virtual reality devices such as various simulators. The force or feeling expected in the virtual situation is fed back to the operator (Force-Feedback), and the operator can feel the real feeling in the virtual situation, and the overall height is low. Therefore, the operation and management is easy to effect.
Claims (3)
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Cited By (3)
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| KR100851232B1 (en) * | 2007-06-29 | 2008-08-07 | 순천대학교 산학협력단 | Control loading system for control stick |
| KR101397760B1 (en) * | 2013-02-21 | 2014-05-20 | 주식회사 티에이치아이 | Haptic device |
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1995
- 1995-12-29 KR KR1019950066360A patent/KR0151347B1/en not_active IP Right Cessation
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| KR101397760B1 (en) * | 2013-02-21 | 2014-05-20 | 주식회사 티에이치아이 | Haptic device |
| KR20170091515A (en) * | 2016-01-29 | 2017-08-09 | 성균관대학교산학협력단 | Apparatus for measuring displacement of 6-axis |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR970049979A (en) | 1997-07-29 |
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