KR20170036205A - 체감형 시뮬레이터 장치 - Google Patents

Abstract

(Haptic Simulating Device)
본 발명은 완구용 자동차나 레이싱용 스포츠용품, 또는 컴퓨터나 스마트폰을 이용한 게임이나 헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display)를 활용한 가상현실 게임에 관련하여 커브트랙에서 회전시 발생하는 미끄러짐과 이에 따른 마찰력에 의한 2차적 회전을 유발하는 동작 상태를 실제감이 나도록 구현한 시뮬레이터 장치로 동반되어지는 미끄러짐 마찰소음과 떨림현상을 손과 귀로 감지할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 체감형 시뮬레이터 장치이다.

Description

체감형 시뮬레이터 장치{Haptic Simulating Device}

일반적인 게임기나 운동기기에 적용되는 게임용 시뮬레이터 장치가 단순히 좌·우 방향으로 회전되어지거나 상·하 방향으로 위치변위를 준다든지 진동장치에 의한 떨림기능만을 제공함으로써 실제감을 느끼기에는 불충분하였다. 본 발명은 완구용 자동차나 레이싱 게임에 있어서 실제감이 일어나도록 하기 위해서는 회전시 미끄러짐이나 마찰력에 의한 진동이 핸들을 통해 전달되어야 놀이나 게임중에 실제의 운전이나 경주에서와 같은 다양한 곡선트랙에서 발생하는 동작과 느낌을 구현할 수 있는 신개념의 촉감피이드백 기능이 가능한 실제와 같은 승차감이나 조작느낌에 희열을 가미할 수 있는 장치에 관한 것이다.

종래 대부분의 시뮬레이터 장치들은 특정의 동작 구현을 목적으로 제작됨에 따라 이용자가 사용중 지속적으로 흥미를 갖기에는 부족한 점이 있었다. 일 예로. 게임중에 단순히 게임용 마우스를 클릭한다거나 운동중에 단조로운 동작을 반복한다든지 실제감을 느끼지 못하는 경우 시간이 지남에 따라 흥미를 잃게되면서 사용을 중단하게 된다.

이러한 단점을 해결하기 위해서 근래에 와서는 다양한 시뮬레이터 장치가 고안되어 발명되어지고 있다. 특히 최근에는 가상현실(Virtual reality)을 응용한 게임이나 콘텐츠가 개발되어지면서 이에 상응하는 하드웨어나 주변기기가 더욱 실제감이 나는 기능이 필요로 하게 되었다.

현재까지 개발되어진 시뮬레이터의 시스템은 사용자가 실제 주행코스의 코너링과 같은 회전시 동작 변화에 따른 미끄러짐과 같은 동작 구현이 불가능하였다.

본 발명이 가상현실용 게임을 위한 시뮬레이터 장치에 적용되어지면 컴퓨터에 연결되거나 스마트폰이 장착되어진 헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display)에 의해 360°방향으로 가상환경의 변화를 동작 구현기기를 통해 물리적이고 시각적으로 변동을 나타나게 함으로써 사용자가 가상의 상황을 실제와 같이 느끼도록 몰입도를 배가시켜 줄 수 있다.

대한민국 등록 실용신안 제20-0184370호에는 '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 없도록 되어 있다.

또한 대한민국 등록 실용신안 제20-0237973호에는 '사이클 머신'이 마찬가지로 제안된 바 있으나 단순히 자전거를 실내에서 탈 수 있도록 자전거 바퀴와 맞닿는 3개의 롤러가 장착되어 자전거의 회전에 대한 반작용으로 역회전만 하는 기능으로 본 발명에 따른 시뮬레이터 장치와는 구조와 시스템이 판이하다 할 수 있다. 즉, 본 발명의 장치는 실내 사이클과 같은 운동기구에 장착되거나 게임 콘트롤러에 내장되어 회전바퀴가 마찰력을 발생시키면서 회전력과 미끄러짐을 유발시키는 것이 큰 차이점이라 할 수 있다.

본 발명은 완구용 자동차나 레이싱 게임용 콘트롤러에도 적용되어질 수 있는 바 이와 관련된 종전의 특허에는 대한민국 등록특허 제10-2005-0113932호 '핸들기능을 포함하는 게임기'가 제안된 바 있고 대한민국 등록특허 제10-2008-0039986호 '다목적 동작인식 콘트롤러' 등이 제안되었으나. 이들은 모두 2차원적인 체감효과를 얻는 것에 국한되어 있으며 대한민국 등록특허 제10-2009-0122023호 '게임용 시뮬레이터'는 3차원적인 체감효과는 얻을 수는 있지만 동작의 마찰력에 의한 회전동작을 구현하는 시스템이 완전히 다르도록 구성되어 있다.

이와 같이 특허사항에 대하여 비교 검토된 종래의 발명이나 제안으로는 좌·우 방향에서 기울어짐 동작에 의해 회전력과 동시에 미끄러짐 효과의 느낌을 발생시키기에는 종전의 기술로는 해결하기 어려웠다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 제한적이고 한계성있는 시스템을 극복하고 시장으로부터의 '스릴모션(Thrill Motion)'과 같은 짜릿한 흥미가 있는 체감형 시뮬레이터 장치의 요건을 충족시키기 위해서 첫째, 구동력 발생원으로부터 회전판을 회전시키기 위한 동력전달장치가 구비되어야 하고 둘째, 하나의 동력전달을 받아 좌·우 2개소의 회전판이 서로 역방향으로 회전되도록 구성되어야 하고 셋째, 회전판의 상단에서 접촉되면서 순간정지 마찰력을 일으키는 회전바퀴와 압착할 수 있는 구조를 갖추어야 하고 넷째, 회전바퀴는 지지대가 좌·우측으로 기울어지는 경우에만 압착되면서 회전되어야 하고 다섯째, 회전판이 정해진 일정한 각도에서만 회전하는 구조로 구성되어야 한다. 여섯째, 회전판에서 발생하는 마찰력에 의한 회전동작과 회전판의 진동, 그리고 미끄러짐과 같은 느낌이 핸들 통하여 감지될 수 있어야 한다. 마지막으로 이와 같은 체감할 수 있는 동작이 연속적으로 지지대가 좌·우로 기울어질 때마다 반복적이고 규칙적으로 일어나야 한다.

운동동작이나 게임 또는 놀이의 몰입도를 높히기 위하여 체감성을 증대시킬 수 있는 고도의 기술이 다양하게 시도되어지고 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 장치는 좌·우로 회전시키기 위해 핸들을 동작하지 않고 좌·우측으로 지지대나 핸들을 기울이기만 하여도 회전력이 발생되도록 발명되어져 있고 지지대의 회전 중심축과 회전판의 회전 중심축이 다름으로써 회전시 미끄러짐이 발생하도록 구성되어 있고 회전 또는 미끄러짐시에 진동이 발생하여 체감효과를 극대화시키는 구조로 형성되어 있다. 구동 발생원은 다양하게 채택할 수 있다. 즉 전동모터를 장착할 수도 있고 수동식 페달을 이용하여 회전력을 생성할 수 있으며 차바퀴를 장착하여 전·후로 이동시 퀴를 통하여 회전력을 얻을 수도 있다. 지지대를 좌·우로 기울이기 위한 탄성재로는 스프링이나 고무등을 사용할 수 있으며 진동을 발생시키기 위한 돌기는 회전판에 양각으로 가공할 수도 있고 마찰력이 큰 재질을 회전판 상단에 부착하여 사용할 수도 있을 것이다. 본 발명의 장치는 게임의 콘트롤러에 내장하기 위해 초소형으로 제작할 수도 있으며 자전거 사이클의 핸들 하부에 장착하기 위해 대형으로도 제작할 수 있으며 재질은 가벼운 플라스틱 소재로 가공할 수 있고 또한 고강도로 이루어진 철재로도 제작할 수 있다. 회전판에 순간 마찰력을 형성하기 위한 압착용 회전바퀴는 다양한 형태로 구성되어질 수 있다. 즉 스프링이나 고무로 바퀴 자체를 고정시킬 수도 있고 바퀴대신 세라믹과 같이 내구성과 내마모성을 가진 재질로 제작한 스톱퍼(STOPPER)로 대체할 수도 있을 것이다.

본 발명에 장착되어지는 핸들의 형태는 다양한 목적을 달성하기 위하여 여러 형태로 갖출 수 있다. 자전거의 핸들과 같은 모양을 지지대에 고정하여 핸들 자체를 좌우로 기울일 수 있으며 지지대 자체를 바디에 고정하여 바디를 좌·우로 기울여 동작할 수 있다. 때에 따라서는 휠(WHEEL)형태의 핸들을 지지대에 고정하여 사용할 수도 있다.

본 발명의 장치가 장착되어지는 제품의 외관의 형태는 자동차, 자전거, 스케이트보드, 스키보드, 서핑보드, 봅쓸레이, 수상보트, 컴퓨터 마우스 등 다양하게 이루어질 수 있다.

본 발명의 장치에 따르는 동력전달장치의 구조나 시스템으로는 도시된 바와 같은 베벨기어의 링·피니언 기어나 벨트로 동력전달할 수 있는 풀리를 사용할 수도 있을 것이다.

본 발명의 장치에 따른 제어장치로는 다양한 센서를 구비하고 송·수신장치가 내장되어질 수도 있고 수동식으로 단순한 체감효과만을 목적으로 별도의 전기적 제어장치가 구비되지 않은 것도 사용되어질 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 체감형 시뮬레이터 장치가 장착되어진 다양한 운동기구(예: 사이클, 스텝퍼머신, 스케이트보드, 서핑보드)는 야외에서 커브길 회전시의 동작을 유사하게 재현시킴으로써 사용자가 더욱 현장감이나 실제감을 느낄 수 있도록 하면서 운동의 흥미를 높혀주고 이를 게임과 연계하여 동작시키는 경우 게임의 재미가 가미되면서 운동효과를 증대시킬 수 있고 지속적으로 반복 사용해도 싫증이 나지 않는다.

외부의 전기적인 전원을 사용하지 않고도 체감효과를 얻을 수 있으므로 구조가 간단하고 제작비가 저렴하여 상품화가 용이한 장점을 가지고 있다. 몰입도를 높히면서 건전하면서도 건강한 운동효과를 얻기 때문에 젊은 청소년층은 물론이고 적당한 운동을 요하는 노년층에게도 유익한 발명장치가 될 수 있다.

또한 본 발명의 장치를 게임용 콘트롤러에 장착하여 사용하는 경우에는 전투게임과 같은 폭력성이 큰 불건전한 중독성 게임으로부터 스포츠 게임으로 유도해 줌으로써 사회폭력이나 총기사고와 같은 사회적인 문제를 해결할 수 있는 대안으로 채택되어질 수 있다. 또한 본 발명의 장치를 소형으로 모듈화하는 경우에는 일반적인 게임용 콘트롤러로도 저렴하게 공급할 수 있다.

또한 가상현실용 게임이 점차 대중화될 것으로 예상되어지고 이와 같은 게임 특성상 더욱 체감도가 큰 하드웨어와의 접목이 필연적으로 요구되고 있으므로 이에 대한 게임이나 콘텐츠의 주변기기 장치로도 활용되어질 것이다.

마지막으로 본 발명의 체감형 시뮬레이터 장치는 다양한 완구류나 운동기기에 부속품으로 내장되어 사용되어질 수 있다. 제품의 바퀴회전에 의한 전·후 이동과 핸들에 의한 방향전환과 같은 기본기능에 부가적으로 좌·우 회전을 위해 제품을 기울여주면서 회전될 때 느낄 수 있는 회전감도와 미끄러짐, 진동, 작동음 등을 형성하면서 실제와 유사한 체감형 기기로 제작 가능하여 종전의 제품과는 차별화된 제품으로 활용되어질 수 있다.

완구제품이나 운동기기를 사용하는 사용자에게 실제감이 운전·동작하는 손을 통해 제공해 줌으로써 놀이기구로써 만족도를 높혀줄 수 있을 뿐만 아니라 상품의 대중화를 꾀할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 체감형 시뮬레이터 장치를 내장하여 장착한 자전거 사이클에 대한. 전면부 외관을 나타낸 사시도.
도 2a는 본 발명에 따른 2개의 회전판(16)으로 구성된 체감형 시뮬레이터 장치의 전체적인 부품구성을 설명하기 위한 총분해도.
도 2b는 본 발명에 따른 1개의 회전판(16')으로 구성된 체감형 시뮬레이터 장치의 전체적인 부품구성을 설명하기 위한 총분해도
도 3a는 본 발명에 따른 2개의 회전판(16)으로 구성된 체감형 시뮬레이터 장치의 부품구성을 설명하기 위한 전체 단면도
도 3b는 본 발명에 따른 1개의 회전판(16')으로 구성된 체감형 시뮬레이터 장치의 부품구성을 설명하기 위한 전체 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 체감형 시뮬레이터 장치의 회전바퀴지지대(15)가 좌측으로 기울어진 경우 회전판(16)에 대한 회전동작을 설명하기 위한 평면도 및 단면도
도 5a는 본 발명에 따른 2개의 회전판(16)으로 구성된 체감형 시뮬레이터 장치의 회전바퀴지지대(15)가 우측으로 기울어진 경우 회전판(16)에 대한 회전동작을 설명하기 위한 평면도 및 단면도
도 5b는 본 발명에 따른 1개의 회전판(16')으로 구성된 체감형 시뮬레이터 장치의 회전바퀴지지대(15)가 우측으로 기울어진 경우 회전판(16')에 대한 회전동작을 설명하기 위한 평면도 및 단면도.
도 6a는 본 발명에 따른 체감형 시뮬레이터 장치의 회전바퀴(26)의 회전각도에 대한 설명도
도 6b는 본 발명에 따른 체감형 시뮬레이터 장치의 회전바퀴지지대(15)의 회전각에 대한 동작상태를 설명하기 위한 사시도
도 7은 본 발명에 따른 압착구조가 구비된 회전바퀴(26)를 설명하기 위한 사시도 및 단면도
도 8은 본 발명에 따른 체감형 시뮬레이터 장치가 장착된 자전거 사이클에 대한 전체 분해사시도
도 9는 본 발명에 따른 체감형 시뮬레이터 장치가 장착된 게임용 콘트롤러용 마우스를 적용사례로 도시한 사시도
도 10은 본 발명에 따른 체감형 시뮬레이터 장치가 내장된 완구용 자동차를 적용사례로 도시한 사시도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 체감형 시뮬레이터 장치를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 체감형 시뮬레이터 장치를 내장하여 장착한 자전거 사이클의 전면부 외관을 나타낸 사시도로 상부의 핸들 연결구(32)에 핸들(42)와 핸들 손잡이(43)와 마찬가지로 상기의 핸들 연결구(32)에 디스플레이(41)이 고정되어 있어 상기의 체감형 시뮬레이터 장치가 좌·우 회전동작과 상하 롤링동작함에 따라 연동되어지도록 구성되어 있다. 상부바디(46)와 하부바디(47)은 상기의 체감형 시뮬레이터의 외부에 조립되어 자전거 사이클의 외관을 형성하고 또한 프레임(44)도 외관뿐만 아니라 전면부의 강도 보강대로. 체감형 시뮬레이터 장치를 지지하도록 구성되어 있다. 체감형 시뮬레이터 장치를 구동시키는 동력전달의 기능을 벨트(19)가 상기의 상부바디(46), 하부바디(47) 및 프레임(44)에 내장 조립되어 있고 이에 대한 회전력은 페달(45)을 사용자가 회전시킴으로써 발생한다.

도 2a는 본 발명에 따른 2개의 회전판(16)으로 구성된 체감형 시뮬레이터 장치에 대한 총분해도로 전체적인 부속품의 구성과 조립관계를 나타내고 있다.

기기의 하체를 이루는 베이스판(11)에는 2개의 회전축 고정판(13)과 프레임 고정판(12)이 장착되어 있다.

상기의 회전축 고정판(13)은 회전축(24)이 회전 용이하도록 회전축(24)의 양단에서 조립되고 상기의 회전축(24)에는 스퍼기어(23)와 2개의 피니언기어(22)가 고정되어 있어 회전축(24)와 연동하여 회전되어지고, 회전판 지지대(25)는 회전축(24)이 회전 용이하도록 조립되어 있다. 상기의 회전판 지지대(25)도 상기의 베이스판(11)에 고정되어지고 상부에 회전판(16)이 회전 용이하도록 조립되어 있다. 상기의 프레임 고정판(12)는 프레임판(14)이 좌·우에서 상하 롤링동작할 수 있도록 조립되어지고 스프링(17)은 상기의 베이스판(11)과 상기의 프레임판(14)의 사이에 장착되어 상기의 프레임판(14)이 상·하 롤링동작시 탄성작용을 하도록 구비되어 있다. 상기의 회전판(16)의 하부면에 고정되어 있는 링기어(21)는 상기의 피니언기어(22)와 맞물려 벨트(19)에 의해 전달되어진 구동력이 상기의 회전축(24)에 고정되어 있는 피니언기어(22)를 통해 회전판(16)을 회전시켜 주도록 구성되어 있다. 상기의 프레임판(14)의 상부 중심에 회전 용이하도록 베어링A(27)이 장착되고 회전바퀴지지대(15)가 조립되어 있고 상기의 회전바퀴지지대(15)의 양단에 회전바퀴(26)가 장착되어져 상기의 회전판(16)의 상면에서 구름운동하도록. 구성되어 있다. 이때 돌기(31)는 상기의 회전바퀴지지대(15)와 상기의 프레임판(14)이 스프링(17)에 의해 진동이 발생시키도록 되어 있다. 또한. 상기의 회전바퀴지지대(15)의 회전각도에 조정은. 지지대 평형구(30)와 지지대 스토퍼(51)에 의해 이루어진다. 상기의 회전바퀴지지대(15)의 상면 중심부에 핸들연결구(32)가 고정되어 연동하며 회전동작하도록 되어 있다. 베어링B(28)은 상기의 회전판(16)이, 베어링C(29)는. 상기의 프레임판(14)이 회전 용이하도록 조립되어져 있다. 마지막으로. 상기의 회전바퀴지지대(15)에 고정되어 있는 상기의 회전바퀴(26)가 상기의 회전판(16)에 접촉하며 눌러질 때(압착할 때) 상기의 회전바퀴(26)의 브레이크(18)이 캐스터(20)를 압착함으로써 상기의 캐스터(20)가 구름동작을 정지시키도록 구성되어 있다. 그리고 스프링B(33)는 상기의 회전바퀴지지대(15)가 회전된 상태에서 탄성에 의해 복귀되도록 기능을 한다.

도 2b에는 본 발명에 따른 1개의 회전판(16')으로. 구성된 체감형 시뮬레이터 장치로 이에 대한 전체 구성부품의 조립관계를 도시하였다. 도 2a에 도시되었던 2개의 회전판(16)으로 구성된 체감형 시뮬레이터 장치와 마찬가지로 상기의 베이스판(11)의 상면에는. 2개의 회전축 고정판(13)과 2개의. 프레임 고정판(12)가 고정되어 장착되어 있다.

상기의 회전축 고정판(13)에 조립되어 회전 동작하는 회전축(24)에는. 상기의 스퍼기어(23)와 2개의 마찰재A(52)가 고정되어 상기의 회전축(24)과 함께 회전되어지도록 장착되어 있다.

상기의 프레임 고정판(12)에 좌·우측에서 상·하 방향으로 롤링동작이 되도록 조립되어 있는 상기의 프레임판(14)에는 상기의 회전바퀴지지대(15)가 상기의 베어링A(27)와 함께 회전이 용이하도록 조립되어 있고 상기의 회전판(16')은 상기의 회전바퀴지지대(15)와 연동되어 회전되도록 장착되어 있다. 상기의 회전판(16')에는. 마찰재B(53)이 원주방향으로 장착되어 상기의 마찰재A(52)와 접촉되면 마찰력에 의해 상기의 회전축(24)에 고정되어 있는 마찰재A(52)의 회전력으로 연동하여 상기의 회전판(16')이 회전하게 된다. 이와 같은 마찰력에 의한 회전력은 상기의 회전바퀴지지대(15)의 좌·우측이 기울어져 함께 고정되어 연동하는 상기의 회전판(16')이 기울어질 때만 발생하게 된다.

도 3a는 본 발명에 따른 2개의 회전판(16)으로 구성되고 도 3b는 본 발명에 따른 1개의 회전판(16')으로 구성된 체감형 시뮬레이터 장치의 구성부품에 대한 조립상태를 각각 도시한 것으로 도 2a와 도 2b에서 도시한 구성부품들의 조립 상관관계와 상태를 명확하게 나타내었다. 도 3a에 도시되어 있는 상기의 회전바퀴(26)은. 2개의 회전판(16)에 떨어지도록 상기의 회전바퀴지지대(15)에 고정되어 있고 상기 회전판(16)의 하면에 장착되어 있는 상기의 링기어(21)는 상기의 회전축(24)에 고정되어 있는 상기의 피니언기어(22)와 밀착되어 조립되어 있는 상태로 되어 있다. 반면에 도 3b에 도시된 바와 같이 상기의 회전바퀴지지대(15)의 양단에 장착되어진 2개의 회전바퀴(26)은 상기의 프레임판(14)의 상면에 밀착되도록 조립되고, 상기의 1개의 회전판(16')하면에 장착되어진 상기의 마찰재A(52)는 상기의 회전축(24)에 고정되어 회전하는 마찰재B(53)에 떨어져 조립되어 있다.

이상으로 본 발명에 따른 체감형 시뮬레이터 장치에 대한 구성요소들과 부속품들을 설명하였고 다음으로 구성부품들에 관련된 기능과 동작에 대해 다음의 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

먼저 도 4는 본 발명에 따른 체감형 시뮬레이터 장치 상기의 회전바퀴지지대(15)가 좌측으로 기울어진 경우 상기의 회전판(16)에 대한 동작상태를 도시한 것으로 구동원.(구동 Source)에 의해 발생한 회전력은 상기의 벨트(19)에 의해 상기의 스퍼기어(23)에 전달되어지고 상기의 스퍼어기어(23)는 상기의 회전축(24)에 고정되어 있으므로 연동하여 상기의 회전축(24)에 전달된 회전력은 상기의 2개의 피니언기어(22)를 회전시키게 되어 상기의 피니언기어(22)에 맞물려 조립되어 있는 상기의 링기어(21)가 회전되면서 상기의 회전판(16)이 회전하게 되는 것이다. 이때 상기의 회전바퀴지지대(15)의 좌측부에 힘이 가해지면 이힘은 상기의 프레임판(14)의 좌측에 전달되어지고 상기의 프레임판(14)의 좌측부는 상기의 스프링(17)을 상기의 베이스판(11)의 방향으로 압축하게 되면서 좌측으로 상기의 프레임 고정판(12)와의 조립부를 중심축으로 하여 롤링동작을 하게 된다. 상기의 회전바퀴지지대(15)의 좌측 하단에 고정되어 있는 회전바퀴(26)은 상기 회전판(16)의 상부에 접촉하면서 상기의 돌기(30)에 의해 상기의 회전바퀴지지대(15)에 진동이 발생하기 시작하며 이 진동은 상기의 핸들 연결구(32)에 전달되면서 상기의 핸들(42)를 통해 손과 몸으로부터 감지되게 된다. 그리고 상기의 회전바퀴지지대(15)의 좌측부에 더욱 힘이 가해지게 되면 도 7에 도시되어 있는 상기의 브레이크(18)는 상기의 캐스터(20)의 방향으로 내려가게 되고, 결국 상기의 캐스터(20)를 압착하게 되면서 상기의 캐스터(20)는 더이상 굴러가지 못하게 된다. 상기의 캐스터(20)의 구름동작이 정지하게 되면 상기의 캐스터(20)는 상기의 회전판(16)의 상면에서 큰 마찰력을 형성하면서 상기의 회전판(16)을 따라 상기 회전바퀴지지대(15)의 중심축을 기준으로 반시계 방향으로 회전동작이 시작된다.

이와 같은 상기 회전바퀴지지대(15)는 도 6a에 도시된 좌하부 한계각에 도달되기전에 도 6b에 도시되어 있는 상기의 지지대 평형구(30)에 접촉하게 되면서 기울어진 상태에서 회전하였던 상기 회전바퀴지지대(15)의 좌측부가 평형상태로 돌아오게 되면서 도 6b에 도시되어 있는 상기의 지지대 스토퍼(51)에 의해 회전동작이 멈추게 된다.

그리고 나서 상기 회전바퀴지지대(15)의 우측부에 힘이 가해지게 되면 상기 회전바퀴지지대(15)의 우측부가 상기 프레임고정판(12)의 조립부를 중심축으로 하여 롤링동작으로 기울어지게 된다. 도 5a는 도 4에서 도시한 것과 반대측으로 상기의 회전바퀴지지대(15)가 기울어진 경우의 동작상태를 도시하였다. 모든 동작의 원리와 과정이 도 4와 동일하게 상기의 회전바퀴지지대(15)가 기울어진 상태에서 시계방향으로 회전하게 되고 상기의 지지대 평형구(30)에 접촉하게 되면서 기울어진 상태로부터 평형상태로 복귀되면서 상기의 지지대 스토퍼(51)에 의해 회전동작이 멈추게 된다. 이때 사용자가 더 이상 동작을 원하지 않게 되면 상기의 스프링B(33)에 의해. 상기 회전바퀴지지대(15)는 원래의 시작위치로 복귀하게 된다.

도 5b는 본 발명에 따른 1개의 회전판(16')으로 구성된 체감형 시뮬레이터 장치의 상기 회전바퀴지지대(15)가 우측으로 기울어진 경우 상기 회전판(16')의 동작상태를 도시한 것으로 구동원(구동 Source)에 의해 발생한 회전력은 상기의 벨트(19)에 의해 상기의 스퍼기어(23)에 전달되어지고 상기의 스퍼어기어(23)는 상기의 회전축(24)에 고정되어 있으므로 연동하여 상기의 회전축(24)에 전달된 회전력은 상기의 2개의 마찰재A(52)를 회전시키게 된다. 이때 사용자가 상기 회전바퀴지지대(15)의 우측부에 힘이 가해지면 이 힘은 상기의 프레임판(14)의 우측부에 전달되어지고 상기의 프레임판(14)의 우측부는 상기의 스프링(17)을 상기의 베이스판(11)의 방향으로 압축하게 되면서 우측으로 상기의 프레임고정판(12)와의 조립부를 중심축으로 롤링동작을 하여 기울어지게 된다. 이때 상기의 회전바퀴지지대(15)에 상기의 회전판 지지대(25')에 의해 고정되어 있는 상기의 회전판(16')이 동시에 우측으로 기울어지게 된다. 상기의 회전판(16')의 하면에 장착되어진 마찰재B(53)이 상기의 마찰재A(52)에 접촉되어지면서 상기의 회전판(16')은 시계방향으로 회전동작을 시작하게 된다. 이와 같은 상기 회전바퀴지지대(15)는 도 6a에 도시된 우하부 한계각에 도달되기전에 도 6b에 도시되어 있는 상기의 지지대 평형구(30)에 접촉하게 되면서 기울어진 상태에서 회전하였던 상기 회전바퀴지지대(15)의 우측부가 평형상태로 돌아오게 되면서 도 6b에 도시되어 있는 상기의 지지대 스토퍼(51)에 의해 회전동작이 멈추게 된다. 사용자가 더 이상 동작을 원하지 않게 되면 상기의 스프링B(33)에 의해 상기 회전바퀴지지대(15)는 원래의 시작위치로 복귀하게 된다.

도 8은 본 발명에 따른 체감형 시뮬레이터 장치가 자전거 사이클에 장착된 것을 전체 분해사시도로 도시한 것이고. 도 9와 도 10은 도 8과 다른 적용사례를 전체 분해사시도로 도시한 것으로 각각 게임용 콘트롤러용 마우스 및. 완구용 자동차에 내장하여 장착한 것을 도시하였다.

이와 같이 본 발명에 따른 체감형 시뮬레이터 장치는 실제 사용하는 것처럼 체감도를 높여야 하거나, 필요한 것들에 다양하게 적용할 수 있는바, 그 적용범위는 본 기술분야의 통상의 지식을 가진자가 본원에 개시된 본원의 이러한 실시 및 응용을 고려하면 더욱 명백해질 것이다.

본원의 상세한 설명 및 예들은 단 예시적인 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실제 범주 및 사상은 첨부되는 청구범위에 기본적인 사항으로 명시되어 있지만 개시된 실시예들의 조합들에 대한 각각의 변형 및 수정은 첨부의 청구범위내에서 이루어질 수 있다.

11 : 베이스판 12 : 프레임 고정판
13 : 회전축 고정판 14,14' : 프레임판
15 : 회전바퀴지지대 16,16' : 회전판
17 : 스프링A 18 : 브레이크
19 : 벨트 20 : 캐스터
21 : 링기어 22 : 피니언기어
23 : 스퍼기어 24 : 회전축
25,25' : 회전판 지지대 26,26' : 회전바퀴
27 : 베어링A 28 : 베어링B
29 : 베어링C 30 : 지지대 평형구
31 : 돌기 32 : 핸들 연결구
33 : 스프링B 42 : 핸들
41 : 디스플레이 44 : 프레임
43 : 핸들손잡이 46,46',46" : 상부바디
45 : 페달 48 : 전동모터
47,47',47" : 하부바디 50 : 바퀴
49 : 방향전환벨트 52 : 마찰재A
51 : 지지대 스토퍼
53 : 마찰재B

Claims (5)

1. 기기의 하체를 이루는 베이스판(11)의 상부에서 회전판 지지대(25,25')를 중심축으로 회전되도록 장착된 회전판(16,16'); 기기의 상체를 이루는 프레임판(14,14')에 장착되어져 회전운동하고, 양단에 2개의 회전바퀴(26,26')가 장착되어진 회전바퀴지지대(15); 상기의 회전바퀴지지대(15)가 상기의 베이스판(11)과 프레임판(14,14') 사이에 구비된 스프링(17)으로 구성된 것을 특징으로 하여 상기 회전바퀴지지대(15)가 좌·우 한쪽의 방향으로 기울어질 때 상기 회전판(16,16')의 회전력에 의해 상기의 회전바퀴지지대(15)가 회전되어지는 특성을 갖는 체감형 시뮬레이터 장치
2. 제 1항에 있어서
   상기의 회전판 지지대(25)를 중심축으로 회전되도록 장착된 2개의 회전판(16)이 상호 역방향으로 회전되도록 회전축(24)의 양단에서 서로 맞물려 장착된 링기어(21)와 피니언기어(22)가 구비된 것을 특징으로 하는 체감형 시뮬레이터 장치
3. 제 1항에 있어서
   상기의 회전바퀴지지대(15)가 좌·우 한쪽의 방향으로 기울어질 때, 상기의 회전판 지지대(25')를 중심축으로 회전되도록 장착된 1개의 회전판(16')의 하부면의 마찰재A(52)가 상기의 회전축(24)에 장착되어 회전하는 마찰재B(53)와의 접촉으로 상기의 회전바퀴지지대(15)가 회전되어지는 특성을 갖는 체감형 시뮬레이터 장치
4. 제 1항과 제 2항에 있어서
   상기의 회전바퀴지지대(15)가 좌·우 한쪽의 방향으로 기울어질 때 상기의 회전판(16)의 회전력에 의해 상기의 회전판(16)의 상면에서 상기의 회전바퀴(26)의 캐스터(20)가 구름운동이 정지되기 위하여 상기의 회전바퀴(26)에 브레이크(18)가 구비된 것을 특징으로 하는 체감형 시뮬레이터 장치
5. 제 1항과 제 2항에 있어서
   상기의 회전판(16)의 상부면에서 회전시 진동을 발생시킬 수 있도록 돌기(31)가 구비된 것을 특징으로 하는 체감형 시뮬레이터 장치

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