KR0159480B1 - 운동재현기의 조작장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 운동재현기의 조작장치에 곤한 것으로, 상면중심에 조작레버가 돌설된 소정 형상의 플랫포옴과, 저면 중심이 지지플레이트의 중심으로부터 돌설되는 지지보스의 상단에 고정되며, 상기 플랫포옴의 수직하방으로 일정거리 이격된 지점에 위치되는 원판형의 베이스와, 상기 베이스의 외주를 120°간격으로 분할하는 선을 중심으로 하여 좌우 양쪽으로 돌출되며, 내부에는 소정간격의 장착공이 형성된 한쌍의 협지브라켓과, 상단이 상기 플랫포옴의 외주를 3등분할하는 각 꼭지점의 저면에 전방향 회동가능하게 결합되고, 하부는 상기 협지브라켓의 내부에 끼워지며, 외측면에는 그 길이방향을 따라 랙기어가 형성된 한쌍의 랙플레이트와, 상기 랙플레이트상의 랙기어와 맞물리는 태양기어와, 상기 태양기어의 외접기어부에 맞물려 회동되면서 회전수를 검출하는 엔코더와, 상기 태양기어상의 내접기어부에 맞물려 회동되는 유성기어에 치합된 상태에서 조작시 가상상황에 따라 역방향으로 부하를 걸어주는 모터로 이루어지는 운동재현기의 조작장치에 있어서, 상기 플랫포옴의 소정 위치의 동일선상에서 일정간격으로 형성되는 소정 길이의 안내장공과, 저면에 상기 각 랙플레이트의 상단이 전방향 회동가능하게 구면결합되고, 상면이 플랫포옴의 아랫쪽에서 상기 각 안내장공을 통하여 끼워지는 가이드볼트에 의하여 체결되는 하우징과, 상기 각 하우징의 외측으로부터 그 내부를 관통하여 반대쪽 하우징의 내부에 나사결합되고, 외측단에는 조정손잡이가 일체로 형성되며, 서로 반대방향으로 향하는 나사부를 갖는 한쌍의 리드스크류와, 상기 플랫포옴의 저면 소정 위치에 결합되는 별도의 브라켓과 상기 플랫포옴의 저면사이에서 임의 회동가는하게 설치되며, 상기 리드스크류의 내측에 치합되는 전동기어를 구비하므로써 조작반경을 가능한한 넓게 학보할 수 있도록 한 것이다.

Description

운동재현기의 조작장치

제1도는 종래 운동재현기의 조작장치를 나타내는 사시도.

제2도는 종래 운동재현기의 조작장치를 요부결합상태 및 그 작동상태를 나타내는 부분단면을 보인 측면도.

제3도는 본 발명에 따른 운동재현기의 조작장치의 요부확대 분리사시도.

제4도는 본 발명에 따른 운동재현기의 조작장치를 나타내는 전체사시도.

제5도는 본 발명의 작동상태를 나타내는 부분단면을 보인 측면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

28 : 랙클레이트 52 : 안내장공

54 : 가이드볼트 56, 56' : 하우징

60 : 리드스크류 64 : 전동기어

본 발명은 운동재현기의 조작장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 랙플레이트와 태양기어의 맞물림동작에 따른 상기 태양기어의 회전수를 검출하여 3차원의 공간좌표를 입력할 수 있도록 하고, 가상상황(假想狀況)에서 예상되는 힘이나 느낌등이 조작자에게 피드백(Force-Feedback)될 수 있도록 구성되어 조작자가 가상의 상황소에서 실제와 같은 느낌을 느낄 수 있도록 하는 운동재현기의 조작장치에서 상기 태양기어에 맞물린 한쌍의 랙플레이트의 상단이 각각 좌우방향으로 동시조정될 수 있도록하여 조작반경을 가능한한 넓게 확보할 수 있도록 한 운동재현기의 조작장치에 관한 것이다.

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.

한편, 이와 같은 가상현실장치를 구성하는 시스템은 3차원 모델입력장치, 3차원 움직임 추적장치, 그래픽표현장치와 화상출력장치등의 하드웨어와, 상기 각각의 장치등을 제어하고 다른 장치와의 인터페이스등을 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.

한편, 상기와 같은 운동재현기에 3차원의 공간좌표를 입력할 수 있도록 하기 위해서는 상기 운동재현기와 동일한 6자유도를 갖는 조작장치가 사용되는 바, 이와 같은 종래 운동재현기의 조작장치(10)는 제1도에 도시된 바와 같이, 상면중심에 조작레버(12)가 돌설된 소정 형상의 플랫포옴(14)과, 저면 중심이 지지플레이트(16)의 중심으로부터 돌설되는 지지보스(16a)의 상단에 고정되며, 상기 플랫포옴(14)의 수직하방으로 일정거리 이격된 지점에 위치되는 원판형의 베이스(18)와, 상기 베이스(18)의 외주를 120°간격으로 분할하는 선을 중심으로 하여 좌우 양쪽으로 돌출되며, 내부에는 소정 간격의 장착공(20)이 형성된 한쌍의 협지브라켓(22)과, 상단이 상기 플랫포옴(14)의 외주를 3등분할하는 각 꼭지점의 저면에 유니버설조인트(24)를 매개로하여 전방향 회동가능하게 결합되고, 하부는 상기 협지브라켓(22)의 내부에 끼워지며, 외측면에는 그 길이방향을 따라 랙기어(26)가 형성된 한쌍의 랙플레이트(28)와, 상기 협지브라켓(22)상의 장착공(20)을 구성하는 내측면 소정 위치에 임의 회동가능하게 설치되며, 외주면에는 상기 랙플레이트(28)상의 랙기어(26)와 맞물리는 외접기어부(30)가 형성되고, 내측에는 다수의 유성기어(32)가 맞물리는 내접기어부(34)가 형성된 소정 크기의 태양기어(36)와, 상기 협지브라켓(22)의 아랫쪽 내면에서 회동가능하게 설치되며, 상기 태양기어(36)의 외접기어부(30)에 맞물려 회동되면서 회전수를 검출하는 엔코더(38)와, 상기 협지브라켓(22)상의 소정 위치로부터 설치되며, 상기 태양기어(36)상의 내접기어부(34)에 맞물려 회동되는 유성기어(32)에 치합된 상태에서 조작시 가상상황에 따라 역방향으로 부하를 걸어주는 모터(40)로 이루어진다.

그러나, 이와 같이 이루어지는 종래의 조작장치(10)는 제2도에 도시된바와 같이, 외측면에 그 길이방향을 따라 랙기어(26)가 형성된 한쌍의 랙플레이트(28)의 상단이 상기 플랫포옴(14)의 외주를 3등분할하는 각 꼭지점의 저면에 유니버설조인트(24)를 매개로하여 전방향 회동가능하게 결합되는 바, 이와 같은 종래의 경우에 상기 한쌍의 랙플레이트(28)사이의 각도가 일정한 범위로 제한되기 때문에 조작반경이 좁아진다는 문제가 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 랙플레이트와 태양기어의 맞물림동작에 따른 상기 태양기어의 회전수를 검출하여 3차원의 공간좌표를 입력할 수 있도록 하고, 가상상황(假想狀況)에서 예상되는 힘이나 느낌등이 조작자에게 피드백(Force-Feedback)될 수 있도록 구성되어 조작자가 가상의 상황속에서 실제와 같은 느낌을 느낄 수 있도록 하는 운동재현기의 조작장치에서 상기 태양기어에 맞물린 한쌍의 랙플레이트의 상단이 각각 좌우방향으로 동시 조정될 수 있도록 하여 조작반경을 가능한한 넓게 확보할 수 있도록 한 새로운 형태의 운동재현기의 조작장치를 제공하고자 하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상면중심에 조작레버가 돌설된 소정 형상의 플랫포옴과, 저면 중심이 지지플레이트의 중심으로부터 돌설되는 지지보스의 상단에 고정되며, 상기 플랫포옴의 수직하방으로 일정거리 이격된 지점에 위치되는 원판형의 베이스와, 상기 베이스의 외주를 120°간격으로 분할하는 선을 중심으로 하여 좌우 양쪽으로 돌출되며, 내부에는 소정 간격의 장착공이 형성된 한쌍의 협지브라켓, 상단이 상기 플랫포옴의 외주를 3등분할하는 각 꼭지점의 저면에 전방향 회동가능하게 결합되고, 하부는 상기 협지브라켓의 내부에 끼워지며, 외측면에는 그 길이방향을 따라 랙기어가 형성된 한쌍의 랙플레이트와, 상기 랙플레이트상의 랙기어와 맞물리는 태양기어와, 상기 태양기어의 외접기어부에 맞물려 회동되면서 회전수를 검출하는 엔코더와, 상기 태양기어상의 내접기어부에 맞물려 회동되는 유성기어에 치합된 상태에서 조작시 가상상황에 따라 역방향으로 부하를 걸어주는 모터로 이루어지는 운동재현기의 조작장치에 있어서, 상기 플랫포옴의 소정 위치의 동일선상에서 일정간격으로 형성되는 소정 길이의 안내장공과, 저면에 상기 각 랙플레이트의 상단이 전방향 회동가능하게 구면결합되고, 상면이 플랫포옴의 아랫쪽에서 상기각 안내장공을 통하여 끼워지는 가이드볼트에 의하여 체결되는 하우징과, 상기각 하우징의 외측으로부터 그 내부를 관통하여 반대쪽 하우징의 내부에 나사결합되고, 외측단에는 조정손잡이가 일체로 형성되며, 서로 반대방향으로 향하는 나사부를 갖는 한쌍의 리드스크류와, 상기 플랫포옴의 저면 소정 위치에 결합되는 별도의 브라켓과 상기 플랫포옴의 저면사이에서 임의 회동가능하게 설치되며, 상기 리드스크류의 내측에 치합되는 전동기어를 구비하여 된 특징을 갖는다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

제3도는 본 발명에 따른 운동재현기의 조작장치의 요부확대 분리사시도이고, 제4도는 본 발명에 따른 운동재현기의 조작장치를 나타내는 전체사시도로서, 이에 따른 본 발명의 운동재현기의 조작장치(50)는 상면중심에 조작레버(12)가 돌설된 소정 형상의 플랫포옴(14)과, 저면 중심이 지지플레이트(16)의 중심으로부터 돌설되는 지지보스(16a)의 상단에 고정되며, 상기 플랫포옴(14)의 수직하방으로 일정거리 이격된 지점에 위치되는 원판형의 베이스(18)와, 상기 베이스(18)의 외주를 120°간격으로 분할하는 선을 중심으로 하여 좌우 양쪽으로 돌출되며, 내부에는 소정 간격의 장착공(20)이 형성된 한쌍의 협지브라켓(22)과, 상단이 상기 플랫포옴(14)의 외주를 3등분할 하는 각 꼭지점의 저면에 전방향 회동가능하게 결합되고, 하부는 상기 협지브라켓(22)의 내부에 끼워지며, 외측면에는 그 길이방향을 따라 랙기어(26)가 형성된 한쌍의 랙플레이트(28)와, 상기 랙플레이트(28)상의 랙기어(26)와 맞물리는 태양기어(36)와, 상기 태양기어(36)의 외접기어부(30)에 맞물려 회동되면서 회전수를 검출하는 엔코더(38)와, 상기 태양기어(36)상의 내접기어부(34)에 맞물려 회동되는 유성기어(32)에 치합된 상태에서 조작시 가상상황에 따라 역방향으로 부하를 걸어주는 모터(40)로 이루어지는 운동재현기의 조작장치에 있어서, 상기 플랫포옴(14)의 소정 위치의 동일선상에서 일정간격으로 형성되는 소정 길이의 안내장공(52)과, 저면에 상기 각 략플레이트(28)의 상단이 전방향 회동가능하게 구면 결합되고, 상면이 플랫포옴(14)의 아랫쪽에서 상기 각 안내장공(52)을 통하여 끼워지는 가이드볼트(54)에 의하여 체결되는 하우징(56)(56')과, 상기 각 하우징(56)(56')의 외측으로부터 그 내부를 관통하여 반대쪽 하우징(56)(56')의 내부에 나사결합되고, 외측단에는 조정손잡이(58)가 일체로 형성되며, 서로 반대방향으로 향하는 나사부를 갖는 한쌍의 리드스크류(60)와, 상기 플랫포옴(14)의 저면 소정 위치에 결합되는 별도의 브라켓(62)면과 상기 플랫포옴(14)의 저면 사이에서 임의 회동가능하게 설치되며, 상기 리드스크류(60)의 내측에 치합되는 전동기어(64)를 구비하여 된 것을 나타낸다.

한편, 상기 베이스(18)의 외주를 3등분하는 지점으로부터는 소정 폭의 페결리브(18a)가 돌출되고, 상기 체결리브(18a)의 외측으로부터는 상기 협지브라켓(22)이 스크류(42)에 의하여 장착된 것을 나타낸다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 작동상태는 다음과 같다.

저면에 랙플레이트(28)의 상단이 구면결합된 하우징(56)(56')의 상면이 상기 플랫포옴(14)상의 안내장공(52)의 아랫쪽에서 가이드볼트(54)에 의하여 좌우 이동가는하게 결합되고, 상기 각 하우징(56)(56')의 외측으로부터 반대쪽 하우징의 내측으로는 서로 반대방향으로 형성된 나사부를 갖는 리드스크류(60)가 끼워져 결합되는 한편, 상기 각 리드스크류(60)사이에는 전동기어(64)가 임의 회동가능하게 끼워져 설치되어 상기 각 리드스크류(60)의 내측에 치합된 상태에서, 조작자가 상기 랙플레이트(28)사이의 간격을 조절하고자 하는 경우에, 제5도에 도시된 바와 같이, 상기 각 하우징(56)(56')의 일측에 돌출된 조정손잡이(58)를 왼쪽 또는 오른쪽으로 회동시키면, 상기 조정손잡이(58)와 결합된 해당 리드스크류(60)가 제자리 회전되면서 상기 하우징(56)(56')이 상기 전동기어(64)의 작용에 의하여 동시에 중심쪽으로 모아지거나 외측으로 벌어지면서 간격조정이 이루어지는 것이다.

이와 같이 하여 랙플레이트(28)사이의 간격조절이 원하는 상태에서 완료된 후 상기 가이드볼트(54)를 조여 그 가이드볼트(54)의 헤드부 저면이 상기 플랫포옴(14)의 상면에 견고히 밀착되면 상기 하우징(56)(56')이 위지조정된 상태로 유지되는 것이다.

이와 같은 본 발명을 적용하면, 상기 랙플레이트이 간격이 안내장공의 범위내에서 조작자 임의로 조절되기 때문에 조작반경이 넓어지게 되고, 그 결과 사용상의 편의성이 현저히 향상된다는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 상면중심에 조작레버(12)가 돌설된 소정 형상의 플랫포옴(14)과, 저면중심이 지지플레이트(16)의 중심으로부터 돌설되는 지지보스(16a)의 상단에 고정되며, 상기 플랫포옴(14)의 수직하방으로 일정거리 이격된 지점에 위치되는 원판형의 베이스(18)와, 상기 베이스(18)의 외주를 120°간격으로 분할하는 선을 중심으로 하여 좌우 양쪽으로 돌출되며, 내부에는 소정 간격의 장착공(20)이 형성된 한쌍의 협지브라켓(22)과, 상단이 상기 플랫포옴(14)의 외주를 3등분할하는 각 꼭지점의 저면에 전방향 회동가능하게 결합되고, 하부는 상기 협지브라켓(22)의 내부에 끼워지며, 외측면에는 그 길이방향을 따라 랙기어(26)가 형성된 한쌍의 랙플레이트(28)와, 상기 랙플레이트(28)상의 랙기어(26)와 맞물리는 태양기어(36)와, 상기 태양기어(36)의 외접기어부(30)에 맞물려 회동되면서 회전수를 검출하는 엔코더(38)와, 상기 태양기어(36)상의 내접기어부(34)에 맞물려 회동되는 유성기어(32)에 치합된 상태에서 조작시 가상상황에 따라 역방향으로 부하를 걸어주는 모터(40)로 이루어지는 운동재현기의 조작장치에 있어서, 상기 플랫포옴(14)의 소정 위치의 동일선상에서 일정간격으로 형성되는 소정 길이의 안내장공(52)과; 저면에 상기 각 랙플레이트(28)의 상단이 전방향 회동가능하게 구면결합되고, 상면이 플랫포옴(14)의 아랫쪽에서 상기 각 안내장공(52)을 통하여 끼워지는 가이드볼트(54)에 의하여 체결되는 하우징(56)(56')과; 상기 각 하우징(56)(56')의 외측으로부터 그 내부를 관통하여 반대쪽 하우징(56)(56')의 내부에 나사결합되고, 외측단에는 조정손잡이(58)가 일체로 형성되며, 서로 반대방향으로 향하는 나사부를 갖는 한쌍의 리드스크류(60)와; 상기 플랫포옴(14)의 저면 소정 위치에 결합되는 별도의 브라켓(62)면과 상기 플랫포옴(14)의 저면사이에서 임의 회동가능하게 설치되며, 상기 리드스크류(60)의 내측에 치합되는 전동기어(64)를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 운동재현기의 조작장치.