KR101796070B1 - Motion platform for ski virtual reality experience - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스키 시뮬레이션 프로그램과 연동하는 스키 가상현실 체험을 위한 모션 플랫폼에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 엑츄에이터에 의한 좌우 발판의 롤(roll; 좌우 회전), 피치(pitch; 앞뒤 회전) 운동으로 실제 스키와 같은 다이나믹한 움직임을 구현하는 스키 가상현실 체험을 위한 모션 플랫폼에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motion platform for a ski virtual reality experience linked to a ski simulation program, and more particularly, to a motion platform for a ski virtual reality experience by means of a roll (left- To a motion platform for a ski virtual reality experience that implements a dynamic motion such as a virtual reality.
일반적으로 가상현실 시뮬레이터는 시뮬레이션 프로그램과 연동하여 가상 현실을 구현하는 장치이다.Generally, a virtual reality simulator is a device that implements a virtual reality in conjunction with a simulation program.
이러한 가상현실 시뮬레이터는 영상장치, 조종장치, 운동장치, 제어장치로 구성되는데, 상기 운동장치와 제어장치에 해당하는 것이 모션 플랫폼(또는 모션 베이스)이다.The virtual reality simulator is composed of an image device, a control device, a motion device, and a control device. The motion device and the control device correspond to a motion platform (or a motion base).
한편 스키는 스키보드, 부츠, 폴 등의 장비를 갖추어 눈 위를 미끄러지듯이 이동하면서 즐기는 동계 스포츠이다.On the other hand, skiing is a winter sport in which skiing, boots, poles, and other equipment are equipped to enjoy sliding and sliding on snow.
이러한 스키는 눈이 오지 않는 계절과 지역, 장소에서는 이를 즐길 수 없는 단점이 있었다.These skis have disadvantages that they can not be enjoyed in season, area, and place where snow does not come.
이와 같은 스키를 스키 시뮬레이션 프로그램과 연동하여 가상 현실을 구현하므로 계절과 지역, 장소에 상관없이 즐길 수 있도록 하는 스키 시뮬레이터가 다수 개시된 바 있다.Many ski simulators have been disclosed to enable such a ski to simulate a virtual reality by linking it with a ski simulation program so that it can be enjoyed regardless of season, region, or place.
이와 같은 스키 시뮬레이터를 구현하는 종래 모션 플렛폼은 일 예로 베이스 프레임 상부에 좌우 발판을 축 설치하여 사용자가 고정 손잡이를 잡고 좌우 발판을 좌우 회전시키면서 스키의 움직임을 부여하는 기술이 개시 되었으나 이는 좌우 발판이 좌우 회전 운동만 가능하여 움직임이 단순하고, 별도 제어장치에 의해 움직임을 제어할 수 있는 구성이 없어 사용자의 재미와 흥미가 크게 떨어지는 문제점이 있었다.In the conventional motion platform for implementing such a ski simulator, for example, a technique has been disclosed in which the left and right footrests are mounted on the upper part of the base frame to allow the user to move the left and right footrests while holding the fixed knob, There is a problem that the user's fun and interest are greatly reduced because there is no configuration that can control the movement by a separate control device.
또한, 다른 예로 베이스 프레임 상부의 좌우 레일을 따라 수평 또는 돔 형상으로 곡면 이동하는 이동체 상부에 좌우 발판을 축 설치하여 사용자가 고정 손잡이를 잡고 이동체를 좌우로 움직이면서 좌우 발판을 축 회전시키므로 스키의 움직임을 부여하는 기술이 개시되었으나 이 또한 좌우 발판이 좌우 회전 운동만 가능하여 움직임이 단순하고, 사용자의 자세 또한 상체의 움직임 없이 하체만을 좌우로 움직이게 됨은 물론 스키장의 굴곡 등의 노면 상태를 구현할 수 없어 실제 스키와 움직임의 차이가 많고, 별도 제어장치에 의해 움직임을 제어할 수 있는 구성이 없어 사용자의 재미와 흥미가 크게 떨어지는 문제점이 있었다.As another example, since the left and right footrests are installed on the upper part of the moving body that is curved in a horizontal or dome shape along the left and right rails on the upper part of the base frame, the user moves the moving body in the left and right direction while holding the fixed knob, However, since the left and right footrests can only be rotated in the left and right directions, the movement is simple, the user's posture can not move the lower body only to the left and right without moving the upper body, And there is no configuration in which the motion can be controlled by a separate control device, so that there is a problem that the fun and interest of the user is greatly reduced.
한편, 공개특허 제10-2015-131748호의 스키 시뮬레이터에서는 좌우 발판 하부에 전후로 각각 승하강 실린더를 설치하고, 상기 승하강 실린더 상부와 좌우 발판을 좌우 회전 가능하게 힌지 연결하여 상기 좌우 발판을 4개의 승하강 실린더 제어에 의해 좌우 발판의 좌우 및 전후 높낮이 변화를 주면서 실제 스키와 같은 움직임을 부여하도록 하였으나 이는 다수의 엑츄에이터를 사용하는 비 경제적인 문제점과, 상기 좌우 발판이 승하강 실린더 상단에 수직 설치되어 좌우 발판의 하중 부하가 승하강 실린더에 집중되어 내구성이 떨어지는 문제점과, 무엇 보다 4개의 승하강 실린더를 단순히 승하강하는 운동 제어로 좌우 발판의 회전 각도, 즉 실제 스키와 같이 좌우 발판의 높낮이와 좌우 발판의 회전 각도를 동시 제어할 수 없는 한계로 실제 스키의 다이나믹한 움직임과 차이가 많고, 이로 인해 사용자의 재미와 흥미를 극대화할 수 없는 문제점이 있었다.On the other hand, in the ski simulator disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2015-131748, the lifting and lowering cylinders are respectively installed forward and backward on the lower part of the left and right footrests, and the left and right footrests are connected by hinging However, this is uneconomical in that a large number of actuators are used, and that the left and right foot plates are installed vertically on the upper and lower sides of the lifting cylinder, The load load of the footrest is concentrated on the lifting and lowering cylinder and the durability of the footrest is lowered. In particular, the rotational angle of the left and right footrests, that is, the actual height of the left and right footrests, The dynamic angle of the actual ski can not be controlled simultaneously Lots of movement and differences, thereby there is a problem that can not be maximizing your fun and interesting.
본 발명은 상기한 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 발명된 것으로서, 스키 시뮬레이션 프로그램과 연동하여 가상 현실을 구현하되, 엑츄에이터에 의한 좌우 발판의 롤(roll; 좌우 회전), 피치(pitch; 앞뒤 회전) 운동으로 실제 스키와 같은 다이나믹한 움직임을 구현하도록 하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a virtual reality in cooperation with a ski simulation program, in which a roll (left-right rotation), a pitch ) Exercise to achieve a dynamic movement like a real ski.
특히, 최소의 엑츄에이터와 간단한 동력 전달 구조에 의해 좌우 발판의 롤(roll; 좌우 회전), 피치(pitch; 앞뒤 회전) 운동을 안정적으로 구현하므로 경제성, 효율성 및 만족성을 우수하게 제공하는데 그 목적이 있다.Particularly, since the roll (left-right rotation) and pitch (back-and-forth rotation) movements of the left and right footrests are stably realized by the smallest actuator and simple power transmission structure, the object of the present invention is to provide excellent economical efficiency, have.
이러한 본 발명은 좌우 발판과, 상기 좌우 발판의 내측 전후 위치에 대향 설치되어 발판을 승하강시키되 발판이 회전 가능하게 구형 조인트로 연결되는 제1,2,3,4 승하강 작동부와, 상기 좌우 발판의 외측 중앙 위치에 수직 설치되어 발판을 지지하되 발판이 회전 가능하게 구형 조인트로 연결되는 제1,2 수직 지지부 및, 상기 제1,2,3,4 승하강 작동부를 승하강 작동시켜 좌우 발판의 롤(Roll; 좌우 회전), 피치(Pitch, 앞뒤 회전) 운동을 발생시키는 엑츄에이터로 구성함에 그 특징이 있다.The present invention is characterized in that it comprises a left and right footrest, a first, second, third and fourth rising and lowering operation parts provided to be opposed to the inner front and rear positions of the left and right footrests so as to move the footrest upward and downward while the footrest is rotatably connected by a spherical joint, First and second vertical supporting parts vertically installed at an outer central position of the footrest to support the footrests, the footrests being rotatably connected by spherical joints, and first and second vertical supporting parts moving up and down the first, And an actuator for generating a roll (pitch) movement of the rollers.
본 발명의 상기 엑츄에이터는 베이스 프레임 상부에 전후로 병렬 설치되어 제1,2 서보모터에 의해 회전 구동하는 제1,2 볼스크류와, 상기 제1,2 볼스크류의 좌우 위치에 각각 설치되어 제1,2 볼스크류의 정,역 회전에 의해 좌우 이동 작동하는 좌우 이동너트로 구성하고, 상기 제1,2 승하강 작동부는 상단이 좌우 발판의 내측 전방에 구형 조인트로 연결된 제1링크 하부를 제1 볼스크류의 좌우 이동너트에 대향 경사지게 힌지 연결하고, 상기 제1링크의 중앙과 베이스 프레임에 고정 설치되는 고정블럭을 제2링크로 대향 경사지게 힌지 연결하여 제1 볼스크류의 정,역 회전에 의해 제1,2 승하강 작동부가 서로 반대로 승하강 작동하도록 구성하며, 상기 제3,4 승하강 작동부는 상단이 좌우 발판의 내측 후방에 구형 조인트로 연결된 제1링크 하부를 제2 볼스크류의 좌우 이동너트에 대향 경사지게 힌지 연결하고, 상기 제1링크의 중앙과 베이스 프레임에 고정 설치되는 고정블럭을 제2링크로 대향 경사지게 힌지 연결하여 제2 볼스크류의 정,역 회전에 의해 제3,4 승하강 작동부가 서로 반대로 승하강 작동하도록 구성함에 그 특징이 있다.The actuator of the present invention comprises first and second ball screws installed in parallel on the upper part of the base frame and rotationally driven by first and second servomotors, first and second ball screws installed on left and right positions of the first and second ball screws, The first and second lifting and lowering actuating parts are configured such that the first and second lifting and lowering actuating parts are respectively connected to the first and second rails by connecting the lower part of the first link connected to the inner front side of the left and right footrests by a spherical joint, And a fixed block fixed to the center of the first link and fixed to the base frame is hinged by a second link so as to be inclined and hinged to each other so that the first ball screw is rotated forward and backward by the forward and reverse rotations of the first ball screw, And the second and third lowering operation portions are configured to move up and down in opposite directions to each other, and the lower portion of the first link connected to the inner rear side of the left and right footrests by the upper end is connected to the lower portion of the second ball screw The fixing block fixedly installed at the center of the first link and the base frame is connected to the left and right moving nuts by being hinged to be opposite to each other with the second link. And the up-and-down operation parts are configured to be moved up and down in opposite directions to each other.
본 발명의 상기 구형 조인트(spherical joint)는 브라켓에 축 설치된 축봉에 습동 가능하게 축 삽입 설치하되, 제1,2,3,4 승하강 작동부에서는 전후 방향, 제1,2 수직 지지부에서는 좌우 방향으로 습동 가능하도록 교차되게 축 삽입 설치하여 구성함에 그 특징이 있다.The spherical joint of the present invention is slidably inserted into a shaft rod provided on a bracket so as to be slidable in a forward and backward direction in the first, So as to be capable of being slidable with respect to each other.
본 발명 상기 좌우 발판의 상부에는 사용자가 착용하는 스키부츠 바닥에 적어도 하나 이상의 압력 센서를 설치하여 사용자의 무게 이동에 따른 압력 변화에 따라 좌우 발판의 롤, 피치 운동을 실시간으로 제어하도록 구성함에 그 특징이 있다.In accordance with the present invention, at least one pressure sensor is provided on the bottom of the ski boot to be worn by the user so that the roll and pitch movements of the left and right footrests are controlled in real time in accordance with the pressure change caused by the weight movement of the user. .
이러한 본 발명은 스키 시뮬레이션 프로그램과 연동하여 가상 현실을 구현하되, 엑츄에이터에 의한 좌우 발판의 롤(roll; 좌우 회전), 피치(pitch; 앞뒤 회전) 운동으로 실제 스키와 같은 다이나믹한 움직임을 구현하므로 가상 현실 체험 효과, 즉 재미와 흥미를 극대화하는 것이다.The present invention realizes a virtual reality by interlocking with a ski simulation program, and realizes a dynamic movement such as an actual ski by a roll (left-right rotation) and a pitch (backward-rearward) motion of the left and right footrests by an actuator, It is to maximize the experience effect, that is, fun and interest.
특히, 최소의 엑츄에이터(2개의 서보모터)와 간단한 동력 전달 구조(볼스크류와 링크 구조)에 의해 좌우 발판의 롤(roll; 좌우 회전), 피치(pitch; 앞뒤 회전) 운동을 안정적으로 구현하므로 경제성, 효율성 및 만족성이 우수하게 제공되는 것이다.Particularly, since the roll (left) and pitch (right and left) and pitch (back and forth) movements of the left and right footrests can be stably implemented by the smallest actuator (two servo motors) and simple power transmission structure (ball screw and link structure) , Efficiency and satisfaction.
또한, 상기 좌우 발판 상부에 설치되는 압력센서에 의해 사용자의 무게 이동에 따른 압력 변화에 따라 좌우 발판의 롤, 피치 운동을 실시간으로 제어하여 실제 스키와 같은 다이나믹한 움직임을 더욱 실감나게 구현하므로 가상 현실 체험 효과, 즉 재미와 흥미를 더욱 극대화할 수 있는 것이다.In addition, since the pressure sensor installed on the left and right footrests controls the roll and pitch movements of the left and right footrests in real time according to the pressure change caused by the movement of the user's weight, It is possible to maximize the experience effect, that is, the fun and the interest.
도 1은 본 발명의 일 실시 예를 보여주는 사시도.
도 2는 도 1의 배면도.
도 3은 도 1의 측면도.
도 4는 도 3의 "E" 부분 확대도.
도 5는 도 1의 좌우 발판 분리 상태의 사시도.
도 6은 도 5의 평면도.
도 7은 본 발명 좌우 발판의 롤 운동 상태를 보여주는 배면도.
도 8은 본 발명 좌우 발판의 피치 운동 상태를 보여주는 측면도.
도 9는 도 7에 의한 사용 상태를 보여주는 정면도.1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a rear view of Fig. 1; Fig.
3 is a side view of Fig.
4 is an enlarged view of the "E" portion of FIG. 3;
FIG. 5 is a perspective view of the left and right foot separated state of FIG. 1; FIG.
Fig. 6 is a plan view of Fig. 5; Fig.
Fig. 7 is a rear view showing the roll motion state of the left and right footrests of the present invention. Fig.
8 is a side view showing the pitch movement state of the left and right footrests of the present invention.
Fig. 9 is a front view showing the use state according to Fig. 7; Fig.
이하, 상기한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 스키 가상현실 체험을 위한 모션 플랫폼은 도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이 좌우 발판(10)(10')과, 상기 좌우 발판(10)(10')의 내측 전후 위치에 대향 설치되어 발판을 승하강시키되 발판이 회전 가능하게 구형 조인트(spherical joint)(30)로 연결되는 제1,2,3,4 승하강 작동부(21)(22)(23)(24)와, 상기 좌우 발판(10)(10')의 외측 중앙 위치에 수직 설치되어 발판을 지지하되 발판이 회전 가능하게 구형 조인트(spherical joint)(30)로 연결되는 제1,2 수직 지지부(41)(42) 및, 상기 제1,2,3,4 승하강 작동부(21)(22)(23)(24)를 승하강 작동시켜 좌우 발판(10)(10')의 롤(Roll; 좌우 회전), 피치(Pitch, 앞뒤 회전) 운동을 발생시키는 엑츄에이터(50)로 구성되어 실제 스키와 같은 다이나믹한 움직임을 구현하도록 이루어진 것이다.The motion platform for a ski virtual reality experience of the present invention includes a left and
특히, 상기 엑츄에이터(50)는 베이스 프레임(2) 상부에 전후로 병렬 설치되어 제1,2 서보모터(M1)(M2)에 의해 회전 구동하는 제1,2 볼스크류(51)(52)와, 상기 제1,2 볼스크류(51)(52)의 좌우 위치에 각각 설치되어 제1,2 볼스크류의 정,역 회전에 의해 좌우 이동 작동하는 좌우 이동너트(51a)(51b),(52a)(52b)로 구성된다.Particularly, the
그리고 상기 제1,2 승하강 작동부(21)(22)는 상단이 좌우 발판의 내측 전방에 구형 조인트(30)로 연결된 제1링크(25)(25') 하부를 제1 볼스크류(51)의 좌우 이동너트(51a)(51b)에 대향 경사지게 힌지 연결하고, 상기 제1링크(25)(25')의 중앙과 베이스 프레임(2)에 고정 설치되는 고정블럭(28)(28')을 제2링크(26)로 대향 경사지게 힌지 연결하여 제1 볼스크류(51)의 정,역 회전에 의해 제1,2 승하강 작동부(21)(22)가 서로 반대로 승하강 작동하도록 구성하고,The first and second raising and lowering actuating
상기 제3,4 승하강 작동부(23)(24)는 상단이 좌우 발판의 내측 후방에 구형 조인트(30)로 연결된 제1링크(25)(25') 하부를 제2 볼스크류(52)의 좌우 이동너트(52a)(52b)에 대향 경사지게 힌지 연결하고, 상기 제1링크(25)(25')의 중앙과 베이스 프레임(2)에 고정 설치되는 고정블럭(28)(28')을 제2링크(26)(26')로 대향 경사지게 힌지 연결하여 제2 볼스크류(52)의 정,역 회전에 의해 제3,4 승하강 작동부(23)(24)가 서로 반대로 승하강 작동하도록 구성된다.The lower part of the
상기 구형 조인트(spherical joint)(30)는 브라켓(31)에 축 설치된 축봉(32)에 습동 가능하게 축 삽입 설치하되, 제1,2,3,4 승하강 작동부(21)(22)(23)(24)에서는 전후 방향, 제1,2 수직 지지부(41)(42)에서는 좌우 방향으로 습동 가능하도록 교차되게 축 삽입 설치하여 구성된다.The
즉, 상기 제1,2,3,4 승하강 작동부(21)(22)(23)(24)의 구형 조인트(30)는 전후 방향으로 축 삽입 설치하고, 제1,2 수직 지지부(41)(42)의 구형 조인트(30)는 좌우 방향으로 축 삽입하는 구조로 좌우 발판에서 서로 교차 방향으로 습동 가능하게 축 삽입 설치되어 좌우 발판(10)(10')의 무너짐없이 안정적인 자세를 유지하도록 서로 보완하면서 좌우 발판(10)(10')의 롤(Roll; 좌우 회전), 피치(Pitch, 앞뒤 회전) 운동이 안정적이면서 복합적으로 부드럽게 발생할 수 있도록 제공되는 것이다.That is, the
그리고 상기 좌우 발판(10)(10')의 롤(Roll; 좌우 회전), 피치(Pitch, 앞뒤 회전) 운동은 스키 시뮬레이션 프로그램과 연동하여 영상 장치에서 제공되는 가상 현실(스키장의 노면)에 따라 엑츄에이터(50)를 제어하여 구현하도록 구성된다.In addition, the roll (pitch) motion of the left and
뿐만 아니라 상기 좌우 발판(10)(10')에는 사용자가 올라서는 위치로 바닥에 적어도 하나 이상의 압력 센서(16)를 설치하여 사용자의 무게 이동에 따른 압력 변화에 따라 좌우 발판(10)(10')의 롤, 피치 운동을 실시간으로 제어하도록 구성할 수 있음은 물론이다.In addition, at least one
또한, 상기 좌우 발판(10)(10') 상부에는 사용자가 착용할 수 있는 스키부츠(15) 또는 스키부츠와 스키 보드를 함께 설치하여 구성할 수 있음은 물론이다.In addition, it is needless to say that the
그리고 상기 좌우 발판(10)(10')의 상부 외측에는 움직임이 자유로운 조인트로 연결되는 폴(19)(19')을 수직 설치하여 구성된다.The
다음은 상기와 같이 구성되는 본 발명의 작동 및 작용에 대해 살펴보기로 한다.Hereinafter, the operation and operation of the present invention will be described.
본 발명은 사용자가 좌우 발판(10)(10')에 올라서서 상기 좌우 발판의 스키부츠(15)를 착용한 상태로 스키 시뮬레이션 프로그램과 연동하여 2개의 서보모터와 간단한 동력 전달 구조에 의해 좌우 발판(10)(10')의 롤(roll; 좌우 회전), 피치(pitch; 앞뒤 회전) 운동을 복합적으로 제어하므로 실제 스키와 같은 다이나믹한 움직임을 구현하는 것이다.The present invention relates to a ski simulation program in which a user wears
이를 좀더 구체적으로 설명하기로 한다.This will be described in more detail.
먼저, 상기 좌우 발판(10)(10')의 롤(roll; 좌우 회전) 운동은 제1,2 서보모터(M1)(M2)에 의해 제1,2 볼스크류(51)(52)를 정,역 회전시키는 것이다.The first and second servomotors M1 and M2 move the first and
상기 제1,2 볼스크류(51)(52)가 정 회전하면, 상기 제1,2 볼스크류(51)(52)의 좌우 위치에 각각 설치된 좌우 이동너트(51a)(51b),(52a)(52b)가 좌측(C)에서 우측(D) 방향으로 이동한다.When the first and second ball screws 51 and 52 are rotated forwardly, the left and right moving
이때, 상기 제1,2 볼스크류(51)(52)의 좌측 이동너트(51a)(52a)에 연결된 제1,3 승하강 작동부(21)(23)는 도 7에 도시된 바와 같이 승강 작동하면서 좌측 발판(10)을 제1 수직 지지부(41) 상단의 구형 조인트(30)를 지점으로 상승 회전시킨다.The first and third ascending / descending
즉, 상기 제1,2 볼스크류(51)(52)의 좌측 이동너트(51a)(52a)가 좌측(C)에서 우측(D) 방향으로 이동하면서 좌측 이동너트(51a)(52a)와 좌측 발판(10)에 연결된 제1링크(25)와, 상기 제1링크(25)의 중앙과 고정블럭(28)에 힌지 연결된 제2링크(26)의 링크 작동으로 좌측 발판(10)을 승강시켜 상기 좌측 발판(10)이 제1 수직 지지부(41) 상단의 구형 조인트(30)를 지점으로 상승 회전시키게 되는 것이다.That is, the left moving
이와 동시에 상기 제1,2 볼스크류(51)(52)의 우측 이동너트(51b)(52b)에 연결된 제2,4 승하강 작동부(22)(24)는 하강하면서 우측 발판(10')을 제2 수직 지지부(42) 상단의 구형 조인트(30)를 지점으로 하강 회전시킨다.At the same time, the second and fourth ascending / descending
즉, 상기 제1,2 볼스크류(51)(52)의 우측 이동너트(51a)(52a)가 좌측(C)에서 우측(D) 방향으로 이동하면서 우측 이동너트(51a)(52a)와 우측 발판(10')에 연결된 제1링크(25')와, 상기 제1링크(25')의 중앙과 고정블럭(28')에 힌지 연결된 제2링크(26')의 링크 작동이 좌측 발판(10)과 대향 작동하면서 우측 발판(10')을 하향시켜 상기 우측 발판(10')을 제2 수직 지지부(42) 상단의 구형 조인트(30)를 지점으로 하강 회전시키게 되는 것이다.That is, while the right moving
이와 같이 상기 1,2 서보모터(M1)(M2)에 의한 제1,2 볼스크류(51)(52)의 정 회전으로 제1,2 볼스크류(51)(51)의 좌우 이동너트(51a)(51b),(52a)(52b)가 좌측(C)에서 우측(D) 방향으로 이동하면서 제1,3 승하강 작동부(21)(23)와, 제2,4 승하강 작동부(22)(24)가 동시에 서로 대향되게 승하강 작동하는데, 상기 좌측 발판(10)은 제1 수직 지지부(41)를 지점으로 하강 회전되고, 우측 발판(10')은 제2 수직 지지부(42)를 지점으로 상승 회전되면서 실제 스키와 같은 좌우 발판(10)(10')의 높낮이와 함께 경사를 제공하게 되는 것이다.The first and second ball screws 51 and 52 are rotated in the forward direction by the first and second servomotors M1 and M2 so that the left and right moving
그리고, 상기 1,2 서보모터(M1)(M2)에 의해 제1,2 볼스크류(51)(52)가 역회전하면, 도 7에 도시된 바와 같이 제1,2 볼스크류(51)(52)의 좌우 이동너트(51a)(51b),(52a)(52b)가 전술한 바와 반대로 우측(D)에서 좌측(C) 방향으로 이동하면서 제1,3 승하강 작동부(21)(23)와, 제2,4 승하강 작동부(22)(24)가 동시에 서로 대향되게 승하강 작동하는데, 상기 좌측 발판(10)은 제1 수직 지지부(41)를 지점으로 하강 회전되고, 우측 발판(10')은 제2 수직 지지부(42)를 지점으로 상승 회전되면서 실제 스키와 같은 좌우 발판(10)(10')의 높낮이와 함께 경사를 제공하게 되는 것이다.When the first and second ball screws 51 and 52 are reversely rotated by the first and second servomotors M1 and M2 as shown in FIG. 7, the first and
이와 같이 본 발명은 상기 1,2 서보모터(M1)(M2)에 의한 제1,2 볼스크류(51)(52)의 정,역 회전에 의해 좌우 발판(10)(10')을 제1,3 승하강 작동부(21)(23)와 제2,4 승하강 작동부(22)(24)가 서로 대향되게 승하강 제어하면서 실제 스키와 같이 좌우 발판(10)(10')의 롤(roll; 좌우 회전) 운동을 행하게 되는 것이다.As described above, the left and
또한, 본 발명 좌우 발판(10)(10')의 피치(pitch; 앞뒤 회전) 운동은 제1 서보모터(M1)에 의해 제1 볼스크류(51)를 정 회전시켜 제1 볼스크류(51)의 좌우 이동너트(51a)(51b)에 의해 제1,3 승하강 작동부(21)(22)를 서로 대향되게 승하강시키므로 좌우 발판(10)(10')의 전방(A)을 좌측 발판(10)은 상승, 우측 발판(10')은 하강 작동시킨다.The pitch of the left and
이와 동시에 제2 서보모터(M2)에 의해 제2 볼스크류(52)를 역 회전시켜 제2 볼스크류(52)의 좌우 이동너트(52a)(52b)에 의해 제2,4 승하강 작동부(22)(24)를 서로 대향되게 승하강시키므로 좌우 발판(10)(10')의 후방(B)을 좌측 발판(10)은 하강, 우측 발판(10')은 상승 작동시킨다.At the same time, the
즉, 상기 좌우 발판(10)(10')은 제1,2 수직 지지부(41)(42)을 지점으로 전방은 좌측 발판(10)을 상승, 우측 발판(10')을 하강 작동시키고, 후방(D)은 좌측 발판(10)을 하강, 우측 발판(10')을 상승 작동시키는 과정을 좌우 및 전후로 번갈아 작동시키므로 실제 스키와 같이 좌우 발판(10)(10')의 피치(Pitch, 앞뒤 회전) 운동을 제어하게 되는 것이다.In other words, the left and
또한, 상기 제1,2,3,4 승하강 작동부(21)(22)(23)(24)의 구형 조인트(30)는 좌우 발판에서 브라켓(31)에 축 설치된 축봉(32)에 전후 방향으로 축 삽입 설치하고, 제1,2 수직 지지부(41)(42)의 구형 조인트(30)는 좌우 발판에서 브라켓(31)에 축 설치된 축봉(32)에 좌우 방향으로 축 삽입하는 구조로 서로 교차 방향으로 습동 가능하게 축 삽입 설치되기 때문에 상기 좌우 발판(10)(10')의 무너짐없이 안정적인 자세를 유지하도록 서로 보완하면서 좌우 발판(10)(10')의 롤(Roll; 좌우 회전), 피치(Pitch, 앞뒤 회전) 운동이 안정적이면서 부드럽게 발생하게 되는 것이다.The
즉, 상기 좌우 발판(10)(10')의 롤(Roll; 좌우 회전), 피치(Pitch, 앞뒤 회전) 운동시 구형 조인트(30)의 회전 운동과 구형 조인트(30)의 습동 운동, 특히 제1,2,3,4 승하강 작동부(21)(22)(23)(24)와 제1,2 수직 지지부(41)(42)의 구형 조인트(30)가 서로 교차되게 습동 운동하면서 좌우 발판(10)(10')의 롤(Roll; 좌우 회전), 피치(Pitch, 앞뒤 회전) 운동이 안정적이면서 부드럽게 발생하여 사용자는 실제 스키와 같은 움직임을 갖게 되는 것이다.That is, the rotational motion of the
한편, 본 발명은 스키 시뮬레이션 프로그램과 연동하여 영상 장치에서 제공되는 가상 현실(스키장의 노면)에 따라 제1,2 서보모터(M1)(M2)에 의한 제1,2,3,4 승하강 작동부(21)(22)(23)(24)가 좌우 발판(10)(10')을 승하강 제어하면서 전술한 바와 같이 좌우 발판(10)(10')이 롤(Roll; 좌우 회전), 피치(Pitch, 앞뒤 회전) 운동을 복합적으로 발생하여 실제 스키와 같이 다이나믹한 움직임을 구현하게 되는 것이다.In the meantime, according to the present invention, the first, second, third, and fourth-order downward motion by the first and second servomotors M1 and M2 is performed according to the virtual reality (road surface of the ski slope) The left and
뿐만 아니라 사용자의 무게 이동 움직임에 따라 좌우 발판(10)(10')을 제어하여 실제 스키와 같은 현실감을 더욱 부여하게 되는데, 이는 상기 좌우 발판(10)(10') 상부에 설치되는 스키부츠(15) 하부에 복수의 압력 센서(16)를 설치하여 상기 압력 센서가 사용자의 무게 이동에 따른 압력 변화를 감지하고 이와 같은 사용자의 무게 이동에 맞추어 엑츄에이터(50)로 전술한 바와 같이 좌우 발판(10)(10')의 롤(Roll; 좌우 회전), 피치(Pitch, 앞뒤 회전) 운동을 복합적으로 제어하므로 사용자에 움직임에 맞추어 실제 스키와 같은 다이나믹한 움직임을 더욱 실제적으로 구현하게 되는 것이다.In addition, the left and
따라서, 본 발명은 스키 시뮬레이션 프로그램과 연동하여 가상 현실을 구현하되, 엑츄에이터에 의해 좌우 발판의 롤(roll; 좌우 회전), 피치(pitch; 앞뒤 회전) 운동으로 실제 스키와 같은 다이나믹한 움직임을 구현하게 되는 것이다.Accordingly, the present invention provides a virtual reality in cooperation with a ski simulation program, and realizes a dynamic movement such as an actual ski by a roll (left and right) and a pitch (back and forth) .
특히, 최소의 엑츄에이터와 간단한 동력 전달 구조에 의해 좌우 발판의 롤(roll; 좌우 회전), 피치(pitch; 앞뒤 회전) 운동을 안정적으로 구현하므로 경제적이고 효율적이면서 사용자의 재미와 흥미를 극대화하는 것이다.In particular, the rollers (left and right) and pitch (pitch and back and forth) motions of the left and right footrests can be stably implemented by a minimum actuator and a simple power transmission structure, thereby maximizing the user's fun and interest.
2: 베이스 프레임
10,10': 좌우 발판
15: 스키부츠
16: 압력센서
21,22,23,24: 제1,2,3,4 승하강 작동부
25,25': 제1링크
26,26': 제2링크
28,28': 고정블럭
30: 구형 조인트
31: 브라켓
32: 축봉
41,42: 제1,2 수직 지지부
50: 엑츄에이터
51,52: 제1,2 볼스크류
51a,51b,52a,52b: 이동너트2: Base frame
10,10 ': left and right footrests
15: Ski boots
16: Pressure sensor
21, 22, 23, 24: first, second,
25, 25 ': first link
26,26 ': second link
28, 28 ': fixed block
30: Rectangular joint
31: Bracket
32: Axis
41, 42: first and second vertical supports
50: Actuator
51, 52: 1st and 2nd ball screws
51a, 51b, 52a, 52b:
Claims (4)
상기 좌우 발판(10)(10')의 내측 전후 위치에 대향 설치되어 발판을 승하강시키되 발판이 회전 가능하게 구형 조인트(30)로 연결되는 제1,2,3,4 승하강 작동부(21)(22)(23)(24)와,
상기 좌우 발판(10)(10')의 외측 중앙 위치에 수직 설치되어 발판을 지지하되 발판이 회전 가능하게 구형 조인트(30)로 연결되는 제1,2 수직 지지부(41)(42) 및, 상기 제1,2,3,4 승하강 작동부(21)(22)(23)(24)를 승하강 작동시켜 좌우 발판(10)(10')의 롤(Roll; 좌우 회전), 피치(Pitch, 앞뒤 회전) 운동을 발생시키는 엑츄에이터(50)로 구성하되,
상기 엑츄에이터(50)는 베이스 프레임(2) 상부에 전후로 병렬 설치되어 제1,2 서보모터(M1)(M2)에 의해 회전 구동하는 제1,2 볼스크류(51)(52)와, 상기 제1,2 볼스크류(51)(52)의 좌우 위치에 각각 설치되어 제1,2 볼스크류의 정,역 회전에 의해 좌우 이동 작동하는 좌우 이동너트(51a)(51b),(52a)(52b)로 구성하고,
상기 제1,2 승하강 작동부(21)(22)는 상단이 좌우 발판의 내측 전방에 구형 조인트(30)로 연결된 제1링크(25)(25') 하부를 제1 볼스크류(51)의 좌우 이동너트(51a)(51b)에 대향 경사지게 힌지 연결하고, 상기 제1링크(25)(25')의 중앙과 베이스 프레임(2)에 고정 설치되는 고정블럭(28)(28')을 제2링크(26)로 대향 경사지게 힌지 연결하여 제1 볼스크류(51)의 정,역 회전에 의해 제1,2 승하강 작동부(21)(22)가 서로 반대로 승하강 작동하도록 구성하며,
상기 제3,4 승하강 작동부(23)(24)는 상단이 좌우 발판의 내측 후방에 구형 조인트(30)로 연결된 제1링크(25)(25') 하부를 제2 볼스크류(52)의 좌우 이동너트(52a)(52b)에 대향 경사지게 힌지 연결하고, 상기 제1링크(25)(25')의 중앙과 베이스 프레임(2)에 고정 설치되는 고정블럭(28)(28')을 제2링크(26)(26')로 대향 경사지게 힌지 연결하여 제2 볼스크류(52)의 정,역 회전에 의해 제3,4 승하강 작동부(23)(24)가 서로 반대로 승하강 작동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 스키 가상현실 체험을 위한 모션 플랫폼.
Left and right footrests 10 and 10 '
The first, second, third, and fourth ascending / descending operation portions 21 (21, 21, 22, 24, 25) are disposed opposite to the inner front and rear positions of the left and right footrests 10, 10 ' ) 22, 23 and 24,
First and second vertical supporting portions 41 and 42 vertically installed at the outer center positions of the left and right footsteps 10 and 10 'to support the footsteps, the footsteps being rotatably connected to the spherical joints 30, The first, second, third, fourth, and fourth ascending / descending operation portions 21, 22, 23 and 24 are raised and lowered to move the rolls 10, 10 ' , And an actuator (50) for generating forward and backward movement,
The actuator 50 includes first and second ball screws 51 and 52 mounted in parallel on the base frame 2 to rotate by the first and second servo motors M1 and M2, Left and right moving nuts 51a, 51b, 52a, 52b (52a, 52b) which are respectively installed at the right and left positions of the first and second ball screws 51, 52 and move left and right by the first and second ball screws, ),
The first and second raising and lowering operation parts 21 and 22 are constructed such that the lower part of the first link 25 and 25 'connected by the spherical joint 30 to the inner front side of the left and right footrests is connected to the first ball screw 51, A fixed block 28 or 28 'fixed to the center of the first link 25 or 25' and the base frame 2 is hinge-connected to the left and right moving nuts 51a and 51b of the first link 25 ' The first and second lifting and lowering operation parts 21 and 22 are configured to move up and down in opposite directions by forward and reverse rotation of the first ball screw 51 by hinging the second link 26 in an inclined manner,
The lower part of the first link 25 and the lower part of the second link 25 are connected to the second ball screw 52 by the spherical joint 30, A fixed block 28 or 28 'fixed to the center of the first link 25 or 25' and the base frame 2 is hinged to the left and right moving nuts 52a and 52b of the first link 25 ' The third and fourth rising and falling portions 23 and 24 are moved up and down by the second link 26 and 26 'by hinging the second link 26 and 26' And a motion platform for a ski virtual reality experience.
상기 구형 조인트(spherical joint)(30)는 브라켓(31)에 축 설치된 축봉(32)에 습동 가능하게 축 삽입 설치하되, 제1,2,3,4 승하강 작동부(21)(22)(23)(24)에서는 전후 방향, 제1,2 수직 지지부(41)(42)에서는 좌우 방향으로 습동 가능하도록 교차되게 축 삽입 설치하여 구성된 것을 특징으로 하는 스키 가상현실 체험을 위한 모션 플랫폼.
The method according to claim 1,
The spherical joint 30 is slidably inserted into the shaft rod 32 provided on the bracket 31 so that the first, second, third, and fourth ascending / descending operation portions 21, 22 23. The motion platform for a virtual reality experience of skiing according to claim 24, wherein the first and second vertical support portions (41) and (42) are slidably inserted into the first and second support portions.
상기 좌우 발판(10)(10')의 상부에는 사용자가 착용하는 스키부츠(15) 바닥에 적어도 하나 이상의 압력 센서(16)를 설치하여 사용자의 무게 이동에 따른 압력 변화에 따라 좌우 발판(10)(10')의 롤, 피치 운동을 실시간으로 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 스키 가상현실 체험을 위한 모션 플랫폼.The method according to claim 1,
At least one pressure sensor 16 is installed on the bottom of the ski boots 15 worn by the user so that the left and right footsteps 10 are moved in accordance with the pressure change due to the user's weight movement. Is configured to control in real time the roll and pitch movements of the vehicle (10 ').
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160057405A KR101796070B1 (en) | 2016-05-11 | 2016-05-11 | Motion platform for ski virtual reality experience |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2016
- 2016-05-11 KR KR1020160057405A patent/KR101796070B1/en active IP Right Grant
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