KR20220168778A

KR20220168778A - 6-dof motion chair driving apparatus using 8-axes actuator

Info

Publication number: KR20220168778A
Application number: KR1020210078691A
Authority: KR
Inventors: 최윤환; 강기섭
Original assignee: 주식회사 모션다이나믹스
Priority date: 2021-06-17
Filing date: 2021-06-17
Publication date: 2022-12-26

Abstract

One embodiment of the present invention provides a six-degree-of-freedom (DOF) motion chair driving apparatus using eight axes, which comprises: a motion chair; a motion platform which is positioned in a lower part of the motion chair, and moves by using eight axes to move the motion chair; and a processor which generates an operation control signal so that the motion platform can perform a translational operation of at least one of roll, pitch, yaw, surge, sway, and heave according to an input signal input from the outside. According to an embodiment of the present invention, a structure in which three axes move simultaneously can be formed so that a malfunction rate of the motion platform can be significantly reduced, and roll and pitch rotational motion values are the same so that a large range of motion can be set.

Description

6 degree of freedom motion chair driving device using 8 axes {6-DOF MOTION CHAIR DRIVING APPARATUS USING 8-AXES ACTUATOR}

본 발명은 8축을 이용한 6자유도 모션 체어 구동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모션 플랫폼을 기반으로 하는 6자유도 모션 체어 구동장치에 관한 것이다.The present invention relates to a driving device for a 6-DOF motion chair using 8 axes, and more particularly, to a driving device for a 6-DOF motion chair based on a motion platform.

4차 산업의 가상현실을 표현하기 위해 가장 큰 부분을 차지하고 있는 6자유도 모션 플랫폼은 모션을 실시간으로 표현해주므로 영화, 엔터테인먼트, 국방 조종 훈련, 특수장비 전문가 양성 등의 다양한 응용분야에서 가상현실 기술과 융복합되어 사실적인 체험을 극대화 할 수 있다.The 6DOF motion platform, which occupies the largest part to express the virtual reality of the 4th industry, expresses motion in real time, so it can be used in various application fields such as movies, entertainment, defense pilot training, and training of special equipment experts. It can be converged to maximize the realistic experience.

특히 최근에는 각종 영상 컨텐츠의 현재 출력영상에 대응하는 모션데이터를 생성시키고, 생성된 모션데이터에 따라 모션 플랫폼이 3차원 운동을 수행함으로써 사용자가 영상 컨텐츠에 몰입할 수 있고, 실제로 체험하는 느낌을 불러 일으키는 모션플랫폼 시스템이 3D/4D 영상 컨텐츠의 구현과 가상현실 체험에 많이 활용되고 있다.In particular, recently, motion data corresponding to the current output video of various video contents is generated, and the motion platform performs a 3D motion according to the generated motion data, so that the user can be immersed in the video contents and bring out the feeling of actually experiencing it. Cause motion platform system is widely used for realization of 3D/4D video contents and virtual reality experience.

이러한 기존의 모션플랫폼 시스템은 3개의 액추에이터 유닛을 이용하여 3축으로 운동하는 것이 일반적인데, 이에 따라 롤링 운동을 비롯한 다양한 3차원 운동을 부드럽고 원활하게 구현하는데 한계가 있었으며, 영상 컨텐츠에 대한 몰임감과 체감도를 증대시키는 데에도 한계가 있었다.It is common for these existing motion platform systems to exercise in 3 axes using 3 actuator units. Accordingly, there are limitations in implementing various 3-dimensional motions including rolling motions smoothly and smoothly, and it is difficult to achieve a sense of immersion and immersion in video contents. There was also a limit to increasing the sensitivity.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 3개 축이 동시에 움직이는 구조를 형성할 수 있으므로 모션 플랫폼의 오동작 발생율을 현저히 줄일 수 있고, 롤(roll), 피치(pitch) 회전 운동값이 동일하여 운동 범위가 크게 설정될 수 있는 8축을 기반으로 하는 6자유도 모션 체어 구동장치를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to form a structure in which three axes move simultaneously, so that the rate of malfunction of the motion platform can be significantly reduced, and the motion range is greatly increased because the roll and pitch rotation motion values are the same. It is to provide a 6-degree-of-freedom motion chair driving device based on 8 axes that can be set.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned technical problem, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. There will be.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 모션 체어와, 상기 모션 체어의 하부에 위치하여, 상기 모션 체어를 움직이게 하기 위해서 8축을 이용하여 운동하는 모션 플랫폼과, 외부로부터 입력되는 입력 신호에 따라 상기 모션 플랫폼을 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw), 서지(surge), 스웨이(sway), 히브(heave) 중 적어도 하나의 병진 동작을 수행하도록 동작 제어 신호를 생성하는 프로세서를 포함하는 8축을 이용한 6자유도 모션 체어 구동장치를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, one embodiment of the present invention provides a motion chair, a motion platform located below the motion chair and moving using 8 axes to move the motion chair, and an input input from the outside. Generates a motion control signal to perform at least one translational motion of the motion platform among roll, pitch, yaw, surge, sway, and heave according to the signal. It provides a 6-degree-of-freedom motion chair driving device using 8 axes including a processor that does.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 모션 플랫폼은, 상기 모션 체어의 하부를 지지하는 서브 플레이트와, 최하단에 배치되어, 상기 모션 플랫폼의 운동을 지지하는 베이스 플레이트와, 상기 서브 플레이트와 상기 베이스 플레이트 사이에 위치하여, 병진 동작을 수행하는 8개의 선형 액추에이터들을 포함하는 선형 액추에이터 모듈과, 상기 각 선형 액추에이터와 상기 서브 플레이트를 연결하기 위해 상기 서브 플레이트의 하부면에 형성되는 서브 연결 링크 모듈과, 상기 각 선형 액추에이터와 상기 베이스 플레이트를 연결하기 위해 상기 베이스 플레이트의 상부면에 형성되는 베이스 연결 링크 모듈을 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the motion platform includes a sub plate supporting the lower part of the motion chair, a base plate disposed at the lowermost end and supporting motion of the motion platform, and a space between the sub plate and the base plate. A linear actuator module including 8 linear actuators that perform a translational motion, a sub connection link module formed on a lower surface of the sub plate to connect each linear actuator and the sub plate, and each of the A base connection link module formed on an upper surface of the base plate may be included to connect the linear actuator and the base plate.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 각 선형 액추에이터는, 상기 서브 연결 링크 모듈과 결합되는 제1 힌지 부재와, 상기 베이스 연결 링크 모듈과 결합되는 제2 힌지 부재와, 구동력을 제공하는 구동 모터를 포함하되, 상기 각 선형 액추에이터는 피스톤 운동을 통해 전체 길이를 신장하거나 수축할 수 있다.In an embodiment of the present invention, each of the linear actuators includes a first hinge member coupled to the sub link module, a second hinge member coupled to the base link module, and a drive motor providing driving force However, each of the linear actuators may extend or contract the entire length through a piston motion.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 서브 플레이트는, 서로 다른 상기 선형 액추에이터의 일단부가 2개씩 결합되도록, 서로 다른 한 쌍의 상기 서브 연결 링크 모듈이 형성되는 4개의 서브 결합 영역을 포함하고, 상기 베이스 플레이트는, 서로 다른 상기 선형 액추에이터의 타단부가 2개씩 결합되도록, 서로 다른 한 쌍의 상기 베이스 연결 링크 모듈이 형성되는 4개의 베이스 결합 영역을 포함하되, 상기 서브 결합 영역과 상기 베이스 결합 영역의 지향 각도는 서로 상이할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the sub plate includes four sub coupling regions in which a pair of different sub connection link modules are formed so that two ends of the linear actuators are coupled to each other, and the base The plate includes four base coupling regions in which a pair of different base connection link modules are formed so that the other ends of the different linear actuators are coupled by two, and the direction of the sub coupling region and the base coupling region The angles may be different from each other.

본 발명의 실시예에 있어서, 사용자의 입력에 따라 상기 모션 체어 또는 상기 모션 플랫폼의 구동을 제어하기 위한 입력 정보를 입력 받는 입력부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, an input unit for receiving input information for controlling driving of the motion chair or the motion platform according to a user's input may be further included.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 입력 정보는, 피스톤 운동을 통해 전체 길이를 신장하거나 수축하는 상기 모션 플랫폼의 상기 8개의 선형 액추에이터들 각각의 제어하고자 하는 길이에 대한 정보, 또는 상기 모션 플랫폼의 기 설정된 구동 패턴별 이벤트 신호에 대한 정보일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the input information is information on the length to be controlled of each of the eight linear actuators of the motion platform that extend or contract the entire length through piston motion, or the base of the motion platform. It may be information about event signals for each set driving pattern.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 8개의 선형 액추에이터들 각각의 축의 상태, 또는 상기 이벤트 신호에 따른 상기 모션 플랫폼의 동작의 매칭 여부에 따른 에러 상태에 대하여 사용자에게 알람 정보로 제공하는 알람부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, an alarm unit for providing alarm information to a user about an error state according to whether the motion of the motion platform according to the state of each axis of the eight linear actuators or the event signal is matched is further included. can do.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 입력부로 입력된 입력 정보에 따른 상기 선형 액추에이터들의 구동을 시뮬레이션하여 상기 각 선형 액추에이터의 축의 이동값을 계산하고, 계산된 축의 이동값의 유효성을 판단하는 검증부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the verification unit for simulating the driving of the linear actuators according to the input information input to the input unit to calculate the movement value of the axis of each linear actuator, and determining the validity of the calculated movement value of the axis further can include

본 발명의 실시예에 따르면, 3개 축이 동시에 움직이는 구조를 형성할 수 있으므로 모션 플랫폼의 오동작 발생율을 현저히 줄일 수 있고, 롤(roll), 피치(pitch) 회전 운동값이 동일하여 운동 범위가 크게 설정될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since it is possible to form a structure in which three axes move simultaneously, it is possible to significantly reduce the rate of malfunction of the motion platform, and the movement range is greatly increased because the roll and pitch rotation motion values are the same. can be set.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 기존의 6축 모션 플랫폼 대비 가반중량(payload) 및 속도 값을 크게 구현할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, payload and speed values can be increased compared to the existing 6-axis motion platform.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be inferred from the description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모션 체어 구동 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모션 체어 구동장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 8축을 이용한 6자유도 모션 플랫폼을 도시한 도면이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 개략적으로 도시한 도면이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 힌지 부재와 베이스 연결 링크 모듈과 결합된 모습을 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically showing a motion chair driving system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram schematically showing the configuration of a motion chair driving device according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing a 6 degree of freedom motion platform using 8 axes according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram of a linear actuator according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a state in which a second hinge member and a base connection link module are coupled according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in many different forms and, therefore, is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, combined)" with another part, this is not only "directly connected", but also "indirectly connected" with another member in between. "Including cases where In addition, when a part "includes" a certain component, it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모션 체어 구동 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically showing a motion chair driving system according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 모션 체어 구동 시스템(1)은 도1에 도시된 바와 같이, 모션 체어 구동장치(10), 모션 체어 모듈(20), 그리고 진동 완충 베이스 부재(30)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1, the motion chair driving system 1 according to this embodiment may include a motion chair driving device 10, a motion chair module 20, and a vibration damping base member 30. there is.

본 실시예에 따른 모션 체어 구동장치(10)는 모션 체어 모듈(20)의 하부에 위치하여, 상부에 있는 모션 체어 모듈(20)을 지지하며, 모션 체어 모듈(20)의 3차원 구동을 구현시킨다. 보다 상세하게는, 본 발명의 모션 체어 구동 장치(10)는 모션 체어 모듈(20)의 모션 베이스(23)의 하부에 위치할 수 있다.The motion chair driving device 10 according to the present embodiment is located at the bottom of the motion chair module 20, supports the motion chair module 20 at the top, and implements three-dimensional driving of the motion chair module 20. let it More specifically, the motion chair driving device 10 of the present invention may be located under the motion base 23 of the motion chair module 20 .

모션 체어 모듈(20)은 도1에 도시된 바와 같이, 모션 체어(21)와 모션 베이스(23)를 포함하여 구성될 수 있다. 모션 체어(21)는 모션 베이스(23)의 상부면에 고정되는 것으로, 사용자가 착석하게 된다.As shown in FIG. 1 , the motion chair module 20 may include a motion chair 21 and a motion base 23 . The motion chair 21 is fixed to the upper surface of the motion base 23, and a user sits on it.

진동 완충 베이스 부재(30)는 모션 체어 구동장치(10)의 하부와 지면 위에 위치하여, 모션 체어 구동장치(10)의 구동에 따라 발생하는 진동을 완충하는 역할을 할 수 있다. 예컨대, 지면과 맞닿는 진동 완충 베이스 부재(30)의 하부면에는 완충 기능을 하는 완충 부재가 부착된 형태로 구현될 수 있다.The vibration-absorbing base member 30 may be positioned below the motion chair driving device 10 and on the ground, and may play a role of buffering vibrations generated according to driving of the motion chair driving device 10 . For example, a buffer member that functions as a shock absorber may be attached to a lower surface of the vibration damping base member 30 in contact with the ground.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모션 체어 구동장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.2 is a block diagram schematically showing the configuration of a motion chair driving device according to an embodiment of the present invention.

도2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 모션 체어 구동장치(10)는 입력부(100), 프로세서(200), 모션 플랫폼(300), 감지부(400), 디스플레이부(500), 및 알람부(600)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2 , a motion chair driving device 10 according to an embodiment of the present invention includes an input unit 100, a processor 200, a motion platform 300, a sensing unit 400, a display unit 500, and It may be configured to include an alarm unit 600.

본 발명의 실시예에 따른 입력부(100)는 사용자의 입력에 따라 모션 체어(21) 또는 모션 플랫폼(300)의 구동을 제어하기 위한 입력 정보를 입력 받을 수 있다.The input unit 100 according to an embodiment of the present invention may receive input information for controlling driving of the motion chair 21 or the motion platform 300 according to a user's input.

여기서, 입력 정보란, 피스톤 운동을 통해 전체 길이를 신장하거나 수축하는 모션 플랫폼(300)을 구성하는 복수개의 선형 액추에이터들 각각의 제어하고자 하는 길이에 대한 정보이거나, 모션 플랫폼(300)의 기 설정된 구동 패턴별 이벤트 신호에 대한 정보일 수 있다.Here, the input information is information on the length to be controlled of each of the plurality of linear actuators constituting the motion platform 300 that extends or contracts the entire length through piston motion, or preset driving of the motion platform 300 It may be information about event signals for each pattern.

예컨대, 이벤트 신호는 영상 컨텐츠를 포함하는 신호로서, 기 정해진 영상 컨텐츠에 대한 신호일 수 있고, 모션 플랫폼(300)은 입력부(100)로 입력된 이벤트 신호에 따라 정해진 모션 플랫폼(300)의 구동 패턴으로 동작할 수 있다.For example, the event signal is a signal including video content, and may be a signal for predetermined video content, and the motion platform 300 operates in a driving pattern of the motion platform 300 determined according to the event signal input to the input unit 100. It can work.

이러한, 이벤트 신호에는 영상 컨텐츠의 종류를 구별할 수 있는 식별 코드가 포함될 수 있고, 프로세서(200)는 입력부(100)로 입력된 입력 신호를 전달 받아, 해당 입력 신호에 대응하는 미리 정해진 구동 패턴으로 구동할 수 있도록 제어 신호를 생성하여 모션 플랫폼(300)에 인가하여 모션 플랫폼(300)을 제어할 수 있다.Such an event signal may include an identification code capable of distinguishing the type of video content, and the processor 200 receives an input signal input through the input unit 100 and uses a predetermined driving pattern corresponding to the input signal. The motion platform 300 may be controlled by generating and applying a control signal to drive the motion platform 300 .

또 다른 실시예로, 본 발명의 이벤트 신호는 사용자의 입력에 따라 미리 정해진 특정 자세를 취하기 위한 신호로서, 8축 선형 액추에이터를 이용하여 모션 플랫폼(300)이 취할 수 있는 다양한 자세들 중 하나의 자세에 대한 신호일 수 있다.In another embodiment, the event signal of the present invention is a signal for taking a predetermined specific posture according to a user's input, and is one posture among various postures that the motion platform 300 can take using an 8-axis linear actuator. may be a signal for

본 발명의 실시예에 따른 프로세서(200)는 입력 신호에 따라 모션 플랫폼(300)을 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw), 서지(surge), 스웨이(sway), 히브(heave) 중 적어도 하나의 병진 동작을 수행하도록 동작 제어 신호를 생성할 수 있다.The processor 200 according to an embodiment of the present invention performs roll, pitch, yaw, surge, sway, and heave movements of the motion platform 300 according to an input signal. ) It is possible to generate a motion control signal to perform at least one translational motion.

프로세서(200)는 입력부(100)로 입력된 입력 신호를 전달 받아, 모션 플랫폼(300)이 특정 자세를 취하도록 모션 플랫폼(300)의 복수개의 선형 액추에이터들 각각의 구동을 제어하기 위한 동작 제어 신호를 생성할 수 있다.The processor 200 receives an input signal input through the input unit 100 and generates an operation control signal for controlling driving of each of the plurality of linear actuators of the motion platform 300 so that the motion platform 300 assumes a specific posture. can create

일 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 영상 컨텐츠를 포함하는 상기 입력 신호에 따라 모션 플랫폼(300)이 타이밍별 자세를 순차 변환시키기 위한 동작 제어 신호를 생성할 수 있다.According to an embodiment, the processor 200 may generate an operation control signal for the motion platform 300 to sequentially change postures for each timing according to the input signal including video content.

모션 플랫폼(300)은 모션 체어 모듈(20)의 하부에 위치하여, 모션 체어 모듈(20)을 움직이게 하기 위해서 8축을 이용하여 운동할 수 있다.The motion platform 300 is located below the motion chair module 20 and can move using 8 axes to move the motion chair module 20 .

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 8축을 이용한 6자유도 모션 플랫폼을 도시한 도면이다.3 is a diagram showing a 6 degree of freedom motion platform using 8 axes according to an embodiment of the present invention.

도3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 모션 플랫폼(300)은 서브 플레이트(310), 서브 연결 링크 모듈(330), 선형 액추에이터 모듈(350), 베이스 연결 링크 모듈(370), 그리고 베이스 플레이트(390)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 3, the motion platform 300 according to an embodiment of the present invention includes a sub plate 310, a sub connection link module 330, a linear actuator module 350, a base connection link module 370, and a base It may be configured to include the plate 390.

서브 플레이트(310)는 모션 체어 모듈(20)의 하부를 지지하는 프레임으로서, 도3에 도시된 바와 같이 4개의 꼭지점을 가지는 플레이트로 형성될 수 있고, 다른 실시예로 사각형 등 다각형의 플레이트로 구현될 수도 있다.The sub plate 310 is a frame supporting the lower part of the motion chair module 20, and as shown in FIG. 3, it can be formed as a plate having four vertices, and in another embodiment, it is implemented as a polygonal plate such as a square. It could be.

서브 연결 링크 모듈(330)은 선형 액추에이터 모듈(350)을 이루는 복수의 선형 액추에이터들 각각과 서브 플레이트(310)를 연결하기 위해 서브 플레이트(310)의 하부면에 부착된 형태로 형성될 수 있다.The sub connection link module 330 may be attached to the lower surface of the sub plate 310 to connect each of the plurality of linear actuators constituting the linear actuator module 350 and the sub plate 310.

그리고, 베이스 연결 링크 모듈(370)은 복수의 선형 액추에이터들 각각과 베이스 플레이트(390)를 연결하기 위해 베이스 플레이트(390)의 상부면에 부착된 형태로 형성될 수 있다.And, the base connection link module 370 may be formed in a form attached to the top surface of the base plate 390 to connect each of the plurality of linear actuators and the base plate 390 .

본 발명의 선형 액추에이터 모듈(350)은 도3에 도시된 바와 같이, 8개의 선형 액추에이터들(350a, 350b, 350c, 350d, 350e, 350f, 350g, 350h)로 구성될 수 있다.As shown in FIG. 3, the linear actuator module 350 of the present invention may include eight linear actuators 350a, 350b, 350c, 350d, 350e, 350f, 350g, and 350h.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 개략적으로 도시한 도면이다.4 is a schematic diagram of a linear actuator according to an embodiment of the present invention.

도4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 선형 액추에이터(350)는 제1 힌지 부재(351), 실린더 바디(353), 구동 모터(355), 그리고 제2 힌지 부재(357)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to Figure 4, the linear actuator 350 according to an embodiment of the present invention includes a first hinge member 351, a cylinder body 353, a drive motor 355, and a second hinge member 357 can be configured.

제1 힌지 부재(351)는 서브 연결 링크 모듈(330)과 결합하기 위한 부재이고, 제2 힌지 부재(357)는 베이스 연결 링크 모듈(370)과 결합하기 위한 부재이다. 제1 힌지 부재(351) 및 제2 힌지 부재(357)는 선형 액추에이터의 실린더 바디(353)의 길이 방향을 따라, 선형 액추에이터(350)의 양단에 형성된다.The first hinge member 351 is a member for coupling with the sub connection link module 330, and the second hinge member 357 is a member for coupling with the base connection link module 370. The first hinge member 351 and the second hinge member 357 are formed at both ends of the linear actuator 350 along the length direction of the cylinder body 353 of the linear actuator.

도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 힌지 부재(357)와 베이스 연결 링크 모듈(370)과 결합된 모습을 도시한 도면이다.5 is a view showing a state in which the second hinge member 357 and the base connection link module 370 are coupled according to an embodiment of the present invention.

도5의 (a)는 제2 힌지 부재(357)와 베이스 연결 링크 모듈(370)이 결합된 형태의 모습이고, 도5의 (b)는 도5의 (a)에 대한 분해도이다. 도5의 (b)를 참조하면, 제2 힌지 부재(357)는 볼트의 역할을 하고, 베이스 연결 링크 모듈(370)은 너트 역할을 함으로써, 제2 힌지 부재(357)와 베이스 연결 링크 모듈(370)은 볼트 결합할 수 있다.Figure 5 (a) is a view of the second hinge member 357 and the base connection link module 370 are coupled, Figure 5 (b) is an exploded view of Figure 5 (a). Referring to (b) of FIG. 5, the second hinge member 357 serves as a bolt and the base connection link module 370 serves as a nut, so that the second hinge member 357 and the base connection link module ( 370) can be bolted together.

본 실시예에 따른 베이스 연결 링크 모듈(370)은, 베어링(371)과, 상기 제2 힌지 부재(357)가 삽입 가능한 체결공이 형성되는 체결공 본체(373)와, 노크너트(375)를 포함하여 구성될 수 있다.The base connection link module 370 according to this embodiment includes a bearing 371, a fastening hole body 373 in which a fastening hole into which the second hinge member 357 can be inserted is formed, and a knock nut 375 can be configured.

이와 같은 본 발명의 베이스 연결 링크 모듈(370)은 더블 베어링 구조와 노크너트를 이용함에 따라 풀림방지 현상을 예방할 수 있다. 또한, 베이스 연결 링크 모듈(370)은 주입홀을 설계에 반영하여 정기적인 구리스 주입이 가능함에 따라 구동의 내구성을 높일 수 있다.The base connection link module 370 of the present invention can prevent loosening by using a double bearing structure and a knock nut. In addition, the base connection link module 370 can increase the durability of the drive by reflecting the injection hole in the design and allowing regular grease injection.

본 실시예에 따른 서브 연결 링크 모듈(330) 또한, 베이스 연결 링크 모듈(370)과 같은 형태로 구현될 수 있고, 베이스 연결 링크 모듈(370)과 제2 힌지 부재(357)의 결합 원리와 같은 형태로 서브 연결 링크 모듈(330)과 제1 힌지 부재(351) 또한 결합될 수 있다.The sub connection link module 330 according to this embodiment may also be implemented in the same form as the base connection link module 370, and the same as the coupling principle of the base connection link module 370 and the second hinge member 357 In the form of a sub connection link module 330 and the first hinge member 351 may also be combined.

다시 도4를 참조하면, 서브 연결 링크 모듈(330)과 베이스 연결 링크 모듈(370)은 각 선형 액추에이터(350)의 일단과 결합되어, 각 선형 액추에이터(350)를 서브 플레이트(310) 및 베이스 플레이트(390)와 연결함에 따라 회동할 수 있다. 즉, 서브 연결 링크 모듈(330)과 베이스 연결 링크 모듈(370)은 선형 액추에이터(350)에 의해 선형 회동을 구동케 할 수 있다.Referring back to Figure 4, the sub connection link module 330 and the base connection link module 370 are coupled to one end of each linear actuator 350, and each linear actuator 350 is connected to a sub plate 310 and a base plate. It can rotate by connecting with (390). That is, the sub connection link module 330 and the base connection link module 370 can drive linear rotation by the linear actuator 350 .

선형 액추에이터(350)의 구동 모터(355)는 실린더 바디(353)와 제2 힌지 부재(357) 사이에 위치하여, 실린더 바디(353)에 구동력을 제공할 수 있다. 본 발명의 구동 모터(355)는 예컨대, 전기 모터(electric motor) 또는 유압 모터(hydraulic motor)로 구현될 수 있다.The driving motor 355 of the linear actuator 350 may be positioned between the cylinder body 353 and the second hinge member 357 to provide a driving force to the cylinder body 353 . The driving motor 355 of the present invention may be implemented as, for example, an electric motor or a hydraulic motor.

실린더 바디(353)는 도면에는 따로 도시하지 않았으나, 외부 실린더와 내부 실린더로 구성될 수 있고, 내부 실린더의 피스톤 운동에 의해 선형 액추에이터(350)의 전체 길이를 신장하거나 수축할 수 있다.Although not separately shown in the drawing, the cylinder body 353 may be composed of an outer cylinder and an inner cylinder, and the entire length of the linear actuator 350 may be extended or contracted by a piston movement of the inner cylinder.

복수개의 선형 액추에이터(350)들 각각이 서로 다른 구동을 함에 따라 서로 상이한 길이 조절을 함으로써, 모션 플랫폼(300)이 제1 방향으로 향하게 하거나, 제1 방향과 상이한 방향인 제2 방향으로 향하도록 제어할 수 있다. 이로써, 선형 액추에이터(350)는 모션 체어 모듈(20)의 자세를 조절할 수 있다.As each of the plurality of linear actuators 350 is driven differently, by adjusting different lengths, the motion platform 300 is directed in a first direction or controlled to be directed in a second direction different from the first direction can do. Thus, the linear actuator 350 can adjust the posture of the motion chair module 20 .

베이스 플레이트(390)는 모션 플랫폼(300)의 최하단에 배치되어, 모션 플랫폼(300)의 3차원 운동을 지지할 수 있다. 베이스 플레이트(390)도 서브 플레이트(310)와 같이 4개의 꼭지점을 가지는 플레이트로 구현될 수 있고, 다른 실시예로 사각형 등 다각형의 플레이트로도 구현 가능하다.The base plate 390 may be disposed at the lowermost end of the motion platform 300 to support a three-dimensional motion of the motion platform 300 . The base plate 390 may also be implemented as a plate having four vertices like the sub plate 310, or may be implemented as a polygonal plate such as a square in another embodiment.

서브 플레이트(310)와 베이스 플레이트(390)는 8개의 선형 액추에이터의 일단부가 2개씩 결합되도록 4개의 꼭지점, 즉, 4개의 결합 영역을 구성할 수 있다.The sub plate 310 and the base plate 390 may form four vertices, that is, four coupling regions, such that two ends of the eight linear actuators are coupled to each other.

도3을 참조하면, 서브 플레이트(310)는 서로 다른 2개의 선형 액추에이터들의 일단부들과 결합될 수 있다. 예컨대, 서브 플레이트(310)의 제2 서브 결합 영역(313)은 제4 선형 액추에이터(350d)의 일단부, 및 제5 선형 액추에이터(350e)의 일단부와 연결될 수 있다. 즉, 서브 플레이트(310)의 제2 서브 결합 영역(313)의 하면에는 상기 제4 선형 액추에이터(350d)의 일단부, 및 제5 선형 액추에이터(350e)의 일단부와의 결합을 위한 2개의 서브 연결 링크 모듈(330)이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 3 , the sub plate 310 may be coupled to one end of two different linear actuators. For example, the second sub coupling region 313 of the sub plate 310 may be connected to one end of the fourth linear actuator 350d and one end of the fifth linear actuator 350e. That is, on the lower surface of the second sub coupling region 313 of the sub plate 310, two subs for coupling with one end of the fourth linear actuator 350d and one end of the fifth linear actuator 350e A connection link module 330 may be formed.

또한, 베이스 플레이트(390)는 서브 플레이트(310)와 같이 서로 다른 2개의 선형 액추에이터들의 타단부들과 결합될 수 있다. 예컨대, 베이스 플레이트(390)의 제1 베이스 결합 영역(391)은 제5 선형 액추에이터(350e)의 타단부, 및 제6 선형 액추에이터(350f)의 타단부와 연결될 수 있고, 제2 베이스 결합 영역(393)은 제3 선형 액추에이터(350c)의 타단부, 및 제4 선형 액추에이터(350d)의 타단부와 연결될 수 있다.Also, the base plate 390 may be combined with other ends of two different linear actuators like the sub plate 310 . For example, the first base coupling region 391 of the base plate 390 may be connected to the other end of the fifth linear actuator 350e and the other end of the sixth linear actuator 350f, and the second base coupling region ( 393) may be connected to the other end of the third linear actuator 350c and the other end of the fourth linear actuator 350d.

상술한 바와 같이 본 실시예에 따른 서브 플레이트(310)의 각 서브 결합 영역(311, 313, 315, 317)은 베이스 플레이트(390)의 각 베이스 결합 영역(391, 393, 395, 397)의 지향 각도가 서로 상이하게 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 서브 결합 영역(313)과 연결되는 제4 선형 액추에이터(350d)와 제5 선형 액추에이터(350e) 지만, 제2 베이스 결합 영역(393)에 연결되는 선형 액추에이터는 제3 액추에이터(350c)와 제4 액추에이터(350d)다. 즉, 도3과 같은 기본 자세에서의 8개의 선형 액추에이터들은 사선 방향으로 기울어진 형태로 양단이 서브 플레이트(310)와 베이스 플레이트(390)에 결합되어 있을 수 있다.As described above, each of the sub coupling regions 311 , 313 , 315 , and 317 of the sub plate 310 according to the present embodiment corresponds to the direction of each base coupling region 391 , 393 , 395 , and 397 of the base plate 390 . Angles may be arranged differently from each other. For example, the fourth linear actuator 350d and the fifth linear actuator 350e are connected to the second sub coupling region 313, but the linear actuator connected to the second base coupling region 393 is the third actuator 350c. and a fourth actuator 350d. That is, both ends of the eight linear actuators in the basic posture as shown in FIG. 3 may be coupled to the sub plate 310 and the base plate 390 in an obliquely inclined form.

다시 도2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 감지부(400)는 관성 측정 센서로서 서브 플레이트(310)의 일 표면에 부착되어 마련될 수 있고, 감지부(400)는 모션 플랫폼(300)의 구동에 따른 경사값을 실시간으로 측정하여, 측정된 경사값에 대한 경사 정보를 프로세서(200)로 전달할 수 있다.Referring back to FIG. 2 , the sensing unit 400 according to the embodiment of the present invention is an inertial measurement sensor and may be provided by being attached to one surface of the sub plate 310 . ) may be measured in real time according to driving, and information on the measured slope may be transmitted to the processor 200 .

프로세서(200)는 감지부(400)로부터 전달받은 경사 정보를 분석하여, 구동 중인 모션 플랫폼(300)이 제어 신호에 따라서 정상 동작 중인지 여부를 확인할 수 있다.The processor 200 may analyze the inclination information transmitted from the sensing unit 400 to determine whether the motion platform 300 being driven is normally operating according to a control signal.

프로세서(200)는 확인 결과(정상 또는 비정상)를 모션 체어 구동장치(10)에 마련된 디스플레이부(500) 상에 표시할 수 있고, 만약 모션 플랫폼(300)의 동작이 비정상인 것으로 확인되면, 프로세서(200)는 알람부(600)로 비정상 동작 신호를 인가함에 따라, 알람부(600)는 외부의 사용자 단말과의 통신을 통해 모션 플랫폼(300)의 비정상 동작에 대하여 알람을 할 수 있다.The processor 200 may display the confirmation result (normal or abnormal) on the display unit 500 provided in the motion chair driving device 10, and if it is confirmed that the operation of the motion platform 300 is abnormal, the processor 200 As (200) applies an abnormal operation signal to the alarm unit 600, the alarm unit 600 may alarm about the abnormal operation of the motion platform 300 through communication with an external user terminal.

일 실시예로, 알람부(600)는 8개의 선형 액추에이터들 각각의 축의 상태, 또는 이벤트 신호에 따른 모션 플랫폼(300)의 동작의 매칭 여부에 따른 에러 상태(비정상 상태)에 대하여 사용자(예컨대, 사용자 단말)에게 알람 정보를 제공할 수 있다.In one embodiment, the alarm unit 600 informs the user (e.g., an error state (abnormal state) according to whether the operation of the motion platform 300 is matched according to the state of each axis of the eight linear actuators or the event signal). Alarm information may be provided to the user terminal).

본 발명의 다른 실시예에 따른 모션 체어 구동장치(10)는 검증부(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있다.The motion chair driving device 10 according to another embodiment of the present invention may further include a verification unit (not shown).

검증부(미도시)는 입력부(100)로 입력된 입력 정보에 따른 선형 액추에이터들의 구동을 시뮬레이션 하고, 각 선형 액추에이터의 축의 이동값을 계산하고, 계산된 축의 이동값의 유효성을 판단할 수 있다. 여기서, 상기 축의 이동값이란 각 선형 액추에이터가 기본 자세에서 변경된 자세에 따라 이동한 위치에 대한 값으로서, 예컨대 축의 이동값은 롤(roll) 값, 피치(pitch) 값, 요(yaw) 값 중 적어도 하나에 대한 값일 수 있다.The verification unit (not shown) may simulate driving of the linear actuators according to input information input through the input unit 100, calculate movement values of the axes of each linear actuator, and determine validity of the calculated movement values of the axes. Here, the movement value of the axis is a value for a position where each linear actuator moves according to a posture changed from the basic posture, for example, the movement value of the axis is at least one of a roll value, a pitch value, and a yaw value. It can be a value for one.

검증부는 상술한 바와 같이 판단한 각 축의 이동값의 유효성에 대한 유효성 정보를 프로세서(200)로 전달할 수 있고, 프로세서(200)는 검증부로부터 전달받은 유효성 정보를 고려하여, 모션 플랫폼(300)의 구동을 제어할 수 있다. 즉, 프로세서(200)는 검증부에서 유효성 판단 결과 적어도 하나의 선형 액추에이터의 축의 이동값이 유효하지 않은 것으로 판단하면, 모션 플랫폼(300)의 구동을 제한하여 구동시키기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.The verification unit may transmit validity information about the validity of the movement value of each axis determined as described above to the processor 200, and the processor 200 drives the motion platform 300 in consideration of the validity information received from the verification unit. can control. That is, the processor 200 may generate a control signal for restricting and driving the motion platform 300 when it is determined that the movement value of the axis of the at least one linear actuator is invalid as a result of the validity judgment in the verification unit. .

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes, and those skilled in the art can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

10: 모션 체어 구동장치
100: 입력부
200: 프로세서
300: 모션 플랫폼
310: 서브 플레이트
330: 서브 연결 링크 모듈
350: 선형 액추에이터
370: 베이스 연결 링크 모듈
390: 베이스 플레이트
400: 감지부
500: 디스플레이부
600: 알람부10: motion chair driving device
100: input unit
200: processor
300: motion platform
310: sub plate
330: sub connection link module
350: linear actuator
370: base connection link module
390: base plate
400: sensing unit
500: display unit
600: alarm unit

Claims

motion chair,
A motion platform positioned below the motion chair and moving using 8 axes to move the motion chair;
The motion platform performs at least one translational motion of roll, pitch, yaw, surge, sway, and heave according to an input signal input from the outside. A motion chair driving device with 6 degrees of freedom using 8 axes including a processor that generates motion control signals.

According to claim 1,
The motion platform,
A sub plate supporting the lower part of the motion chair;
A base plate disposed at the lowermost end to support motion of the motion platform;
A linear actuator module including 8 linear actuators that perform a translational motion, located between the sub plate and the base plate;
A sub connection link module formed on a lower surface of the sub plate to connect each of the linear actuators and the sub plate;
6 degrees of freedom motion chair driving device using 8 axes, characterized in that it comprises a base connection link module formed on the upper surface of the base plate to connect each of the linear actuators and the base plate.

According to claim 2,
Each of the linear actuators,
A first hinge member coupled to the sub connection link module;
A second hinge member coupled to the base connection link module;
Including a drive motor that provides a driving force,
Each of the linear actuators is a 6-degree-of-freedom motion chair driving device using 8 axes, characterized in that for extending or contracting the entire length through piston movement.

According to claim 2,
The sub plate includes four sub coupling regions in which a pair of different sub connection link modules are formed so that two ends of the different linear actuators are coupled to each other,
The base plate includes four base coupling regions in which a pair of different base connection link modules are formed so that the other ends of the different linear actuators are coupled by two,
A 6 degree of freedom motion chair driving device using 8 axes, characterized in that the orientation angles of the sub coupling area and the base coupling area are different from each other.

According to claim 1,
A 6 degree of freedom motion chair driving device using 8 axes, characterized in that it further comprises an input unit for receiving input information for controlling driving of the motion chair or the motion platform according to a user's input.

According to claim 5,
The input information is
Information on the length to be controlled of each of the eight linear actuators of the motion platform that extend or contract the entire length through piston motion, or
6 degrees of freedom motion chair driving device using 8 axes, characterized in that the information on the event signal for each preset driving pattern of the motion platform.

According to claim 6,
Using 8 axes, characterized in that it further comprises an alarm unit for providing alarm information to the user about the state of each axis of the eight linear actuators or an error state according to whether the operation of the motion platform according to the event signal matches. 6 degrees of freedom motion chair actuator.

According to claim 6,
8-axis, characterized in that it further comprises a verification unit for calculating the movement value of the axis of each linear actuator by simulating the driving of the linear actuators according to the input information input to the input unit, and determining the validity of the movement value of the calculated axis. 6 degrees of freedom motion chair driving device.