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KR102775368B1 - Crank type motion platform and motion platform control method - Google Patents

Crank type motion platform and motion platform control method Download PDF

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KR102775368B1
KR102775368B1 KR1020230003037A KR20230003037A KR102775368B1 KR 102775368 B1 KR102775368 B1 KR 102775368B1 KR 1020230003037 A KR1020230003037 A KR 1020230003037A KR 20230003037 A KR20230003037 A KR 20230003037A KR 102775368 B1 KR102775368 B1 KR 102775368B1
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crank
connecting rod
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actuator
motion platform
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윤종일
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한국건설기계연구원
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Abstract

본 발명은 지면에 고정 설치되는 하부베이스; 상기 하부베이스의 상측에 이격 배치되는 상부베이스; 상기 하부베이스에 설치되어 상기 상부베이스를 조절하는 적어도 3개의 구동기; 상기 구동기에 각각 설치되는 복수의 제어모터; 및 상기 제어모터의 회전각도를 조절하는 제어모듈;을 포함하고, 상기 구동기는, 상기 제어모터에 의해 회전하는 구동축을 포함하는 회전부; 상기 구동축에 연결되어 상기 구동축을 기준으로 공전 회전하는 크랭크핀; 및 일단이 상기 크랭크핀에 연결되어 상기 상부베이스로 회전력을 전달하는 커넥팅로드;를 포함하며, 하나의 상기 구동기의 상기 크랭크핀과 커넥팅로드가 나란하게 배치되어 최대거리에 도달하면, 상기 제어모듈은, 하나의 상기 구동기의 커넥팅로드의 타단을 하강시키고 다른 상기 구동기의 커넥팅로드의 타단이 하나의 상기 구동기가 배치된 방향으로 이동되도록 제어하는 크랭크 방식의 모션 플랫폼에 관한 것이다.The present invention relates to a crank-type motion platform, comprising: a lower base fixedly installed on the ground; an upper base spaced apart from an upper side of the lower base; at least three actuators installed on the lower base and controlling the upper base; a plurality of control motors respectively installed on the actuators; and a control module controlling a rotation angle of the control motors; wherein the actuators include a rotating part including a driving shaft rotated by the control motor; a crank pin connected to the driving shaft and rotating around the driving shaft; and a connecting rod having one end connected to the crank pin and transmitting a rotational force to the upper base; and when the crank pin and the connecting rod of one actuator are arranged in parallel and reach a maximum distance, the control module controls the other end of the connecting rod of one actuator to be lowered and the other end of the connecting rod of the other actuator to be moved in the direction in which one actuator is arranged.

Description

크랭크 방식의 모션 플랫폼 및 모션 플랫폼 제어방법{CRANK TYPE MOTION PLATFORM AND MOTION PLATFORM CONTROL METHOD}{CRANK TYPE MOTION PLATFORM AND MOTION PLATFORM CONTROL METHOD}

본 발명은 크랭크 방식의 모션 플랫폼 및 모션 플랫폼 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 특정대상물의 움직임을 가상으로 체험할 수 있도록 다자유도를 가지는 크랭크 방식의 모션 플랫폼과 이의 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a crank-type motion platform and a method for controlling the motion platform, and more specifically, to a crank-type motion platform having multiple degrees of freedom that enables a virtual experience of the movement of a specific object, and a method for controlling the same.

모션 플랫폼은 차량, 비행기 또는 탱크 등의 특정 대상물의 움직임을 모방한 장치로, 주로 가상현실 기술과의 호환을 통해 사용자에게 보다 사실적인 체험을 제공하는 장치이다. 이때 상기 모션 플랫폼은 X, Y, Z 방향에 대한 직선 운동인 Sway, Serge, Heave와 X, Y, Z 방향에 대한 회전 운동인 Roll, Pitch, Yaw 중 일부의 자유도(Degrees of Freedom, DoF)를 제공할 수 있으며, 분야에 따라 스튜어트 플랫폼(Stewart Platform) 혹은 모션 베이스(Motion Base)로 불리기도 한다.A motion platform is a device that imitates the movement of a specific object such as a vehicle, airplane, or tank, and is a device that provides a more realistic experience to the user, mainly through compatibility with virtual reality technology. At this time, the motion platform can provide some degrees of freedom (DoF) among Sway, Serge, Heave, which are linear movements in the X, Y, and Z directions, and Roll, Pitch, and Yaw, which are rotational movements in the X, Y, and Z directions, and is also called a Stewart Platform or Motion Base depending on the field.

상기 모션 플랫폼에 관련된 기술로 한국공개특허공보 제10-2021-0049328호(이하, '종래기술'이라 함)가 개시되어 있다. 위 종래기술은 도 1에서 도시된 바와 같이 360도 회전체가 부착된 6-DOF 모션 플랫폼을 구현하도록 하판(1), 상판(2) 및 액추에이터(3)를 포함하여 구성된다. 그리고 상기 액추에이터(3)는 실린더 형태로 6개가 배치되어 6 자유도를 가지는 모션 플랫폼을 제공하도록 구성된다. 이와 같이 현재 주지된 대부분의 모션 플랫폼은 스튜어트 방식으로 6개의 선형 액추에이터가 상판 및 하판에 유니버설 조인트를 통해 연결되는 것이 일반적이다. As a technology related to the above motion platform, Korean Patent Publication No. 10-2021-0049328 (hereinafter referred to as “prior art”) is disclosed. As illustrated in FIG. 1, the above prior art is configured to include a lower plate (1), an upper plate (2), and an actuator (3) to implement a 6-DOF motion platform to which a 360-degree rotating body is attached. In addition, the actuators (3) are configured to provide a motion platform having 6 degrees of freedom by arranging six in a cylinder shape. As such, most of the currently known motion platforms generally have six linear actuators connected to the upper plate and the lower plate via a universal joint in a Stewart manner.

최근 모션 플랫폼의 응용분야가 군용, 레저, 차량, 엔터테인먼트 등으로 확대됨과 더불어 특정 대상물의 동작에 따라 적합한 운용방식이 달라지므로, 기존의 선형 액추에이터 방식에서 나아가 공압식 실린더, 유압식 실린더 또는 전자력모터 등을 활용한 모션 플랫폼이 개발되고 있는 추세이다. 이 중 스텝핑모터나 서보모터 등의 모터를 활용하는 경우에는 제조 및 유지보수 비용이 낮아 범용적으로 활용하기 좋은 장점이 있다. Recently, as the application fields of motion platforms have expanded to military, leisure, automobile, and entertainment, and the appropriate operating method varies depending on the movement of a specific object, motion platforms that utilize pneumatic cylinders, hydraulic cylinders, or electromagnetic motors are being developed, moving beyond the existing linear actuator method. Among these, when motors such as stepping motors or servo motors are utilized, they have the advantage of being widely used because of low manufacturing and maintenance costs.

다만, 현재 모터를 활용한 모션 플랫폼 개발이 미흡한 실정임에 따라 기존 선형 액추에이터에 대비하여 성능이 낮은 문제점이 있으며, 모터와 연결된 커넥팅로드가 최대거리 등 하드웨어적인 동작 범위의 한계에 도달한 경우에 기존 선형 액추에이터 기반의 워시아웃 알고리즘(Washout Algorithm)을 적용하기 어려워 탑승자가 알아차리지 못할 정도의 제어가 구현되기가 어려운 문제점이 있다. However, since the development of a motion platform using a current motor is insufficient, there is a problem that the performance is low compared to the existing linear actuator, and when the connecting rod connected to the motor reaches the limit of the hardware operation range, such as the maximum distance, it is difficult to apply the washout algorithm based on the existing linear actuator, making it difficult to implement control that is not noticeable to the passenger.

KRKR 10-2021-004932810-2021-0049328 AA (2021.05.06.(2021.05.06. 공개)release)

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 목적은 모터와 연결된 커넥팅로드가 최대거리에 도달하여 원위치로 복귀하는 과정에서 사용자가 복귀과정을 체감하지 못하도록 제어될 수 있는 크랭크 방식의 모션 플랫폼 및 모션 플랫폼 제어방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and the purpose of the present invention is to provide a crank-type motion platform and a motion platform control method that can be controlled so that a user does not perceive the return process when a connecting rod connected to a motor reaches a maximum distance and returns to an original position.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 크랭크 방식의 모션 플랫폼은, 지면에 고정 설치되는 하부베이스; 상기 하부베이스의 상측에 이격 배치되는 상부베이스; 상기 하부베이스에 설치되어 상기 상부베이스를 조절하는 적어도 3개의 구동기; 상기 구동기에 각각 설치되는 복수의 제어모터; 및 상기 제어모터의 회전각도를 조절하는 제어모듈;을 포함하고, 상기 구동기는, 상기 제어모터에 의해 회전하는 구동축을 포함하는 회전부; 상기 구동축에 연결되어 상기 구동축을 기준으로 공전 회전하는 크랭크핀; 및 일단이 상기 크랭크핀에 연결되어 상기 상부베이스로 회전력을 전달하는 커넥팅로드;를 포함하며, 하나의 상기 구동기의 상기 크랭크핀과 커넥팅로드가 나란하게 배치되어 최대거리에 도달하면, 상기 제어모듈은, 하나의 상기 구동기의 커넥팅로드의 타단을 하강시키고 다른 상기 구동기의 커넥팅로드의 타단이 하나의 상기 구동기가 배치된 방향으로 이동되도록 제어할 수 있다. In order to achieve the above-described purpose, the crank-type motion platform according to the present invention comprises: a lower base fixedly installed on the ground; an upper base spaced apart from an upper side of the lower base; at least three actuators installed on the lower base to control the upper base; a plurality of control motors respectively installed on the actuators; and a control module for controlling a rotation angle of the control motors; wherein the actuators include a rotating part including a driving shaft rotated by the control motor; a crank pin connected to the driving shaft and rotating around the driving shaft; and a connecting rod having one end connected to the crank pin to transmit a rotational force to the upper base; and when the crank pin and the connecting rod of one actuator are arranged in parallel and reach a maximum distance, the control module can control the other end of the connecting rod of one actuator to be lowered and the other end of the connecting rod of the other actuator to be moved in the direction in which one actuator is arranged.

또한, 상기 제어모듈은, 상기 크랭크핀이 Ψ°의 회전범위를 가지도록 제어하고, 하나의 상기 구동기의 상기 크랭크핀과 커넥팅로드가 나란하게 배치되어 최대거리에 도달하면, 상기 제어모듈은, 하나의 상기 구동기의 커넥팅로드의 타단을 상기 크랭크핀이 2/Ψ°의 위치에 배치될 때까지 하강시킬 수 있다. (여기서, 0< Ψ <360)In addition, the control module controls the crank pin to have a rotation range of Ψ°, and when the crank pin and the connecting rod of one of the actuators are arranged in parallel and reach a maximum distance, the control module can lower the other end of the connecting rod of one of the actuators until the crank pin is arranged at a position of 2/Ψ°. (Here, 0<Ψ<360)

또한, 상기 크랭크핀은 한 쌍으로 이루어져, 한 쌍의 상기 크랭크핀이 상기 구동축의 양단에 각각 연결되고, 상기 커넥팅로드의 일단이 한 쌍의 상기 크랭크핀과 연결될 수 있다. In addition, the crank pins may be formed in a pair, with a pair of crank pins being connected to each end of the drive shaft, and one end of the connecting rod may be connected to a pair of crank pins.

또한, 상기 커넥팅로드는, 상기 구동축이 배치된 일측 방향으로 개구된 'ㄷ'자 형상의 브라켓과 상기 브라켓의 일측 단부에 결합되는 한 쌍의 보강부재를 포함하고, 한 쌍의 상기 보강부재와 한 쌍의 상기 크랭크핀이 각각 결합될 수 있다. In addition, the connecting rod includes a bracket in the shape of the letter 'ㄷ' that is opened in one direction in which the driving shaft is arranged, and a pair of reinforcing members that are joined to one end of the bracket, and a pair of the reinforcing members and a pair of the crank pins can be joined, respectively.

또한, 상기 커넥팅로드는, 상기 보강부재가 상기 브라켓의 양측 방향으로 조절될 수 있다. In addition, the connecting rod can be adjusted so that the reinforcing member can be adjusted in both directions of the bracket.

또한, 상기 구동기는, 상기 커넥팅로드의 타단에 결합되는 제1연결부재, 상기 상부베이스에 연결되는 제2연결부재 및, 상기 제1연결부재와 제2연결부재가 서로 회전 가능하도록 연결시키는 연결조인트를 포함하는 피스톤부;를 더 포함할 수 있다. In addition, the actuator may further include a piston part including a first connecting member coupled to the other end of the connecting rod, a second connecting member connected to the upper base, and a connecting joint that rotatably connects the first connecting member and the second connecting member to each other.

또한, 상기 피스톤부는, 유니버설 조인트로 형성될 수 있다. Additionally, the piston part can be formed as a universal joint.

아울러, 상술한 크랭크 방식의 모션 플랫폼에 대한 크랭크 방식의 모션 플랫폼 제어방법은, 상기 제어모듈이 입력신호에 따라 상기 구동기를 조절하여 상부베이스의 자세를 제어하는 주행진행단계; 하나의 상기 구동기가 최대거리에 도달하면, 상기 제어모듈이 하나의 상기 구동기의 커넥팅로드의 타단을 하강시키는 제1구동기 제어단계; 및 하나의 상기 구동기가 최대거리에 도달하면, 상기 제어모듈이 다른 상기 구동기의 커넥팅로드의 타단을 상기 하나의 상기 구동기가 배치된 방향으로 이동시키는 제2-3구동기 제어단계;를 포함하고, 제어모듈은, 커넥팅로드의 타단이 하강하는 하나의 상기 구동기의 상기 크랭크핀이 2/Ψ°의 위치에 배치되면 상기 주행진행단계로 회귀할 수 있다. In addition, the crank-type motion platform control method for the crank-type motion platform described above includes a driving progress step in which the control module controls the posture of the upper base by controlling the actuator according to an input signal; a first actuator control step in which the control module lowers the other end of the connecting rod of one of the actuators when one of the actuators reaches the maximum distance; and a second-third actuator control step in which the control module moves the other end of the connecting rod of the other actuator in the direction in which the one of the actuators is arranged when one of the actuators reaches the maximum distance; and the control module can return to the driving progress step when the crank pin of one of the actuators, the other end of the connecting rod of which is lowered, is arranged at a position of 2/Ψ°.

또한, 상기 제어모듈은, 하나의 상기 구동기가 최대거리에 도달하면 커넥팅로드의 타단이 하강하는 하나의 상기 구동기의 상기 크랭크핀이 2/Ψ°의 위치에 배치될 때까지 디스플레이를 통해 관련 정보를 출력할 수 있다. Additionally, the control module can output relevant information through the display until the crank pin of one of the actuators, from which the other end of the connecting rod is lowered, is positioned at a position of 2/Ψ° when one of the actuators reaches the maximum distance.

상술한 구성에 의한 본 발명에 따른 크랭크 방식의 모션 플랫폼 및 모션 플랫폼 제어방법은, 하나의 구동기가 최대길이에 도달하는 경우에 하나의 구동기의 피스톤부가 하강하면서 다른 구동기들의 피스톤부가 하나의 구동기로 이동함에 따라, 하나의 구동기의 복귀작업 중에도 탑승자는 주행감을 지속적으로 느낄 수 있으면서 복귀작업에 대한 체감이 느껴지지 않아 몰입도가 상승될 수 있는 장점이 있다. 그리고 본 발명에 따른 크랭크 방식의 모션 플랫폼 및 모션 플랫폼 제어방법은, 위와 같은 장점을 통해 보다 다양한 형태의 주행을 구현해낼 수 있는 효과로 이어질 수 있다. The crank-type motion platform and the motion platform control method according to the present invention with the above-described configuration have an advantage in that, when one actuator reaches its maximum length, the piston part of one actuator descends and the piston parts of other actuators move to one actuator, so that even during the return operation of one actuator, the passenger can continuously feel the driving sensation while not feeling the return operation, thereby increasing the level of immersion. In addition, the crank-type motion platform and the motion platform control method according to the present invention can lead to the effect of implementing more diverse forms of driving through the above-described advantages.

아울러 본 발명에 따른 크랭크 방식의 모션 플랫폼 및 모션 플랫폼 제어방법은, 길이 조절이 가능한 보강부재와 한 쌍의 크랭크핀을 통해 보다 안정적으로 장치가 운용될 수 있어 탑승감이 향상되는 장점이 있다.In addition, the crank-type motion platform and the motion platform control method according to the present invention have the advantage of improved ride comfort because the device can be operated more stably through a length-adjustable reinforcing member and a pair of crank pins.

도 1은 종래기술에 따른 모션 플랫폼을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 크랭크 방식의 모션 플랫폼을 활용한 탑승챔버를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 크랭크 방식의 모션 플랫폼의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 크랭크 방식의 모션 플랫폼의 정면도.
도 5는 본 발명에 따른 크랭크 방식의 모션 플랫폼의 측면도.
도 6은 본 발명에 따른 구동기의 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 구동기의 정면도.
도 8은 본 발명에 따른 크랭크 방식의 모션 플랫폼의 제어방법의 플로차트.
도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 크랭크 방식의 모션 플랫폼의 제어방법에 따른 개략도.
Figure 1 is a drawing illustrating a motion platform according to conventional technology.
FIG. 2 is a drawing illustrating a boarding chamber utilizing a crank-type motion platform according to the present invention.
Figure 3 is a perspective view of a crank-type motion platform according to the present invention.
Figure 4 is a front view of a crank-type motion platform according to the present invention.
Figure 5 is a side view of a crank-type motion platform according to the present invention.
Figure 6 is a perspective view of a driver according to the present invention.
Figure 7 is a front view of a driver according to the present invention.
Figure 8 is a flow chart of a control method for a crank-type motion platform according to the present invention.
Figures 9 to 11 are schematic diagrams of a control method for a crank-type motion platform according to the present invention.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 크랭크 방식의 모션 플랫폼 및 모션 플랫폼 제어방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, the crank type motion platform and the motion platform control method according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The drawings introduced below are provided as examples so that those skilled in the art can sufficiently convey the idea of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the drawings presented below and may be embodied in other forms. In addition, the same reference numerals represent the same components throughout the specification.

이때 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.Unless otherwise defined, the technical and scientific terms used herein have the meaning commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which this invention pertains, and the description of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the gist of the present invention in the following description and accompanying drawings are omitted.

또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "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. In addition, the terminology used in this specification is only used to describe specific embodiments and is not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly indicates otherwise. In this application, it should be understood that the terms "comprise" or "have" and the like are intended to specify that a feature, number, step, operation, component, part or combination thereof described in the specification is present, but do not exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 크랭크 방식의 모션 플랫폼에 관한 것으로, 도 2는 크랭크 방식의 모션 플랫폼을 활용한 탑승챔버를 도시한 도면을, 도 3은 크랭크 방식의 모션 플랫폼의 사시도를 각각 나타낸다.FIGS. 2 and 3 relate to a crank-type motion platform according to the present invention. FIG. 2 is a drawing showing a boarding chamber utilizing a crank-type motion platform, and FIG. 3 is a perspective view of the crank-type motion platform, respectively.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 크랭크 방식의 모션 플랫폼(10)은 제어모듈(20)을 포함하며, VR 시뮬레이터 등과 호환되어 활용될 수 있다. 이때 본 발명에 따른 크랭크 방식의 모션 플랫폼(10)의 상측에는 탑승챔버(30)와 같이 사용자가 탑승하여 체험할 수 있는 공간이 마련될 수 있고, 내부 사용자가 보거나 외부의 사용자가 볼 수 있는 디스플레이(40)가 설치될 수 있다. 일 예로 상기 탑승챔버(30)는 박스형으로 궤도차량 등의 모의 조종하기 위한 공간으로 구성되고 사용자에게 실체 궤도차량 조종을 위한 다양한 환경을 제공하여 실제와 같은 궤도차량의 움직임, 발생되는 진동, 소음, 충격 등을 재현하여 훈련 몰입감을 극대화할 수도 있다. 아울러 상기 제어모듈(20)은 상기 탑승챔버(30)에서 조작하는 입력신호를 기반으로 상기 크랭크 방식의 모션 플랫폼(10)을 제어하여 상기 탑승챔버(30)의 자세를 조절할 수 있으며, 상기 제어모듈(20)이 저장된 영상과 데이터에 따라 상기 탑승챔버(30)의 자세가 가변될 수도 있다. 여기서 상기 탑승챔버는 설계조건에 따라 내부 공간과 외부 공간이 별도로 형성되는 형태이면 어떠한 형태로도 이루어질 수 있음은 물론이다.Referring to FIG. 2, the crank-type motion platform (10) according to the present invention includes a control module (20) and can be utilized in compatibility with a VR simulator, etc. At this time, a space where a user can board and experience, such as a boarding chamber (30), may be provided on the upper side of the crank-type motion platform (10) according to the present invention, and a display (40) that can be viewed by an internal user or an external user may be installed. For example, the boarding chamber (30) is configured as a space for simulating the operation of a tracked vehicle, etc. in a box shape, and provides the user with various environments for operating an actual tracked vehicle, thereby reproducing the movement, vibration, noise, shock, etc. of an actual tracked vehicle, thereby maximizing the sense of immersion in training. In addition, the control module (20) can control the crank-type motion platform (10) based on the input signal operated in the boarding chamber (30) to adjust the posture of the boarding chamber (30), and the posture of the boarding chamber (30) can be changed according to the stored images and data of the control module (20). Here, the boarding chamber can be formed in any shape as long as the internal space and the external space are formed separately according to the design conditions.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 크랭크 방식의 모션 플랫폼(10)은, 하부베이스(110), 상부베이스(120), 복수의 구동기(200) 및 복수의 제어모터(300)를 포함할 수 있다. 여기서 상기 하부베이스(110)는 지면에 고정 설치될 수 있으며, 상기 상부베이스(120)는 상기 하부베이스(110)의 상측으로 이격 배치되어 상술한 탑승챔버(30) 등을 지지하여 자세를 변환시킬 수 있다. 그리고 상기 복수의 구동기(200)는 상기 하부베이스(110)의 상면에 설치되어 각각에 설치된 제어모터(300)에 의해 상기 상부베이스(120)의 자세를 조절할 수 있다. 이때 복수의 상기 구동기(200)는 제1구동기(200a), 제2구동기(200b) 및 제3구동기(200c)를 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 3, a crank-type motion platform (10) according to the present invention may include a lower base (110), an upper base (120), a plurality of actuators (200), and a plurality of control motors (300). Here, the lower base (110) may be fixedly installed on the ground, and the upper base (120) may be spaced apart from the upper side of the lower base (110) to support the boarding chamber (30), etc. described above, and change the posture. In addition, the plurality of actuators (200) may be installed on the upper surface of the lower base (110) and adjust the posture of the upper base (120) by the control motors (300) installed therein. At this time, the plurality of actuators (200) may be configured to include a first actuator (200a), a second actuator (200b), and a third actuator (200c).

상기 하부베이스(110)는 지면 등에 설치될 수 있으며, 이동이 원활하게 이루어질 수 있도록 지면에 지지되는 하측에는 잠금장치가 구비된 바퀴(캐스터)가 구비되거나 또는 하단에 지게차의 포크(fork)가 끼워질 수 있도록 전,후측으로 관통된 관통공이 형성되거나 또는 크레인 등에 걸림되도록 상단이나 측면에 별도의 고리가 구비될 수 있다. 여기에서, 바퀴(캐스터)는 중량물의 이동이 쉽게 이루어지도록 구름운동을 하는 바퀴를 의미한다. 아울러 상기 하부베이스(110)는 사각형 형태에 바퀴가 달린 것으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정된 것은 아니며, 삼각형, 육각형, 원형 등의 다각형 형상이나 굴곡진 형상 등 다양한 형상의 판형으로 실시가 가능함은 물론이다.The lower base (110) may be installed on the ground, etc., and may be provided with wheels (casters) with locking devices on the lower side that is supported on the ground so that it can be moved smoothly, or may have through holes formed in the front and rear so that a fork of a forklift can be inserted into the lower side, or may have a separate hook provided on the upper side or side so that it can be caught on a crane, etc. Here, the wheel (caster) means a wheel that rolls to easily move a heavy object. In addition, the lower base (110) is illustrated as having wheels in a square shape, but the present invention is not limited thereto, and it goes without saying that it can be implemented in a plate shape of various shapes such as polygonal shapes such as triangles, hexagons, circles, or curved shapes.

상기 상부베이스(120)는 복수의 상기 구동기(200)에 의해 히브(heave), 롤링(rolling), 피칭(pitching) 등의 다자유도 운동을 하는 구성으로, 하측에는 복수의 구동기(200)에 연결되고 상측에는 상기 탑승챔버(30) 등의 구성이 설치될 수 있다. 이때 상기 상부베이스(120)는 삼각형, 사각형, 육각형, 등의 다각형 형상이나 굴곡진 형상 등의 다양한 형상의 판형으로 실시가 가능함은 물론이고, 복수의 프레임이 서로 일체로 연결된 형태일 수도 있다. The upper base (120) is configured to perform multi-degree-of-freedom movements such as heave, rolling, and pitching by a plurality of actuators (200), and is connected to a plurality of actuators (200) on the lower side, and a configuration such as the boarding chamber (30) can be installed on the upper side. At this time, the upper base (120) can be implemented as a plate shape of various shapes such as a polygonal shape such as a triangle, square, hexagon, or a curved shape, and may also be in a form in which a plurality of frames are connected to each other integrally.

복수의 구동기(200)는 상하방향의 한 중심선을 기준으로 방사형으로 서로 이격배치될 수 있으며, 상기 구동기(200)가 3개로 구성된 경우에는 삼각형의 형태로 서로 이격 배치될 수 있다. 도 3에서는 3개의 구동기(200)를 도시하였으나, 본 발명은 4개 이상의 구동기(200)를 포함하여 방사형으로 이격 배치될 수 있음은 물론이다. 그리고 본 발명은 상기 구동기(200)를 방사형으로 구비함에 따라, 시뮬레이션 작동 전 대기 상태에서 무게중심이 어느 한 쪽으로 치우치지 않도록 하여, 평상시 어느 한 쪽으로 부하가 쏠리는 것을 방지하는 효과로 이어질 수 있다. A plurality of actuators (200) may be spaced apart radially from each other based on a vertical center line, and when the actuators (200) are composed of three, they may be spaced apart from each other in a triangular shape. In FIG. 3, three actuators (200) are illustrated, but the present invention may include four or more actuators (200) and may be spaced apart radially. In addition, the present invention prevents the center of gravity from being tilted to one side in a standby state before a simulation operation by arranging the actuators (200) radially, thereby preventing the load from being concentrated to one side during normal times.

아울러 본 발명에 따른 크랭크 방식의 모션 플랫폼(10)은, 센서를 더 포함할 수 있으며, 상기 센서는 복수의 구동기(200)의 상태를 감지하거나 상기 상부베이스(120)의 위치를 확인할 수도 있다. 이때 상기 센서는 복수로 이루어져 제1구동기(200a), 제2구동기(200b) 및 제3구동기(200c)가 각각 설치된 3지점의 위치를 확인할 수 있는 것이 바람직할 수 있다. 이에 상기 센서는 위치나 변위를 감지하는 센서로 구성될 수 있으며, 미리 결정된 지점의 위치를 검출하거나 리니어 엔코드와 같이 길이를 측정하기 위해 설치될 수도 있다. 아울러 상기 제어모듈(20)은 상기 센서와 연결되어 각 구동기(200)의 위치와 상기 상부베이스(120)의 자세를 확인하여 고장 진단, 작동의 오류 여부 등을 확인할 수 있으며, 제어명령에 의해 제어되어야 하는 위치에 차이가 발생하는 경우, 차이가 발생된 만큼 피드백 제어를 할 수 있으며, 피드백 제어로 정상 작동이 어렵다고 판단될 경우, 고장 알람이 발생되도록 할 수 있다. 또는 후술하는 바와 같이 상기 센서가 상기 구동기(200)가 최대거리에 도달하는 상황을 감지하고 상기 제어모듈(20)이 이를 통해 각 구동기(200)를 제어할 수 있다.In addition, the crank-type motion platform (10) according to the present invention may further include a sensor, and the sensor may detect the status of a plurality of actuators (200) or confirm the position of the upper base (120). At this time, it may be preferable that the sensor be composed of a plurality of sensors so as to confirm the positions of three points where the first actuator (200a), the second actuator (200b), and the third actuator (200c) are respectively installed. Accordingly, the sensor may be composed of a sensor that detects position or displacement, and may be installed to detect the position of a predetermined point or measure a length like a linear encoder. In addition, the control module (20) is connected to the sensor to check the position of each actuator (200) and the posture of the upper base (120) to diagnose a fault, check whether there is an error in operation, etc., and if there is a difference in the position that should be controlled by the control command, feedback control can be performed by the amount of difference, and if it is determined that normal operation is difficult with feedback control, a fault alarm can be generated. Or, as described below, the sensor can detect a situation in which the actuator (200) reaches the maximum distance, and the control module (200) can control each actuator (200) through this.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 크랭크 방식의 모션 플랫폼에 관한 것으로, 도 4는 크랭크 방식의 모션 플랫폼의 정면도를, 도 5는 크랭크 방식의 모션 플랫폼의 측면도를 각각 나타낸다.FIGS. 4 and 5 relate to a crank-type motion platform according to the present invention. FIG. 4 shows a front view of the crank-type motion platform, and FIG. 5 shows a side view of the crank-type motion platform, respectively.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 구동기(200)는, 지지부(210), 회전부(220), 크랭크핀(230), 커넥팅로드(240) 및 피스톤부(250)를 포함할 수 있다. 이때 상기 지지부(210)는 상기 하부베이스(110)와 결합될 수 있고, 상기 피스톤부(250)는 상기 상부베이스(120)와 결합될 수 있다. Referring to FIGS. 4 and 5, the actuator (200) may include a support member (210), a rotating member (220), a crank pin (230), a connecting rod (240), and a piston member (250). At this time, the support member (210) may be coupled with the lower base (110), and the piston member (250) may be coupled with the upper base (120).

상기 회전부(220)는 상기 지지부(210)에 결합되어 상기 제어모터(300)를 통해 회전하는 구동축(221)을 가질 수 있으며, 상기 크랭크핀(230)이 상기 구동축(221)을 기준으로 공전하도록 회전할 수 있다. The above-mentioned rotating part (220) may have a driving shaft (221) that is coupled to the support part (210) and rotates through the control motor (300), and the crank pin (230) may rotate around the driving shaft (221).

상기 크랭크핀(230)은 한 쌍으로 이루어져 좌우 방향으로 연장된 상기 구동축(221)의 좌우 단부 측에 각각 연결될 수 있다. 그리고 한 쌍의 상기 크랭크핀(230)은 서로 동일한 구동축(221)으로 서로 동일한 각속도를 가지도록 회전될 수 있다.The above crank pins (230) are configured as a pair and can be respectively connected to the left and right ends of the drive shaft (221) extending in the left and right directions. In addition, the pair of crank pins (230) can be rotated to have the same angular velocity with the same drive shaft (221).

상기 커넥팅로드(240)는 한 쌍의 상기 크랭크핀(230)에 연결될 수 있다. 이때 상기 크랭크핀(230)의 일단이 상기 구동축(221)에 연결되면 상기 크랭크핀(230)의 타단은 상기 커넥팅로드(240)가 연결될 수 있다. 이에 따라 상기 커넥팅로드(240)는 상기 크랭크핀(230)의 회전에 따라 상승 또는 하강될 수 있다. 그리고 상기 커넥팅로드(240)의 상승 또는 하강은 상기 피스톤부(250)로 전달되어 상기 상부베이스(120)의 자세를 가변할 수 있다.The above connecting rod (240) can be connected to a pair of the above crank pins (230). At this time, when one end of the above crank pin (230) is connected to the above driving shaft (221), the other end of the above crank pin (230) can be connected to the above connecting rod (240). Accordingly, the above connecting rod (240) can be raised or lowered according to the rotation of the above crank pin (230). In addition, the raising or lowering of the above connecting rod (240) can be transmitted to the above piston part (250) to change the position of the above upper base (120).

각 구동기(200)는 상술한 바와 같이 구성될 수 있음에 따라 전후방향의 회전운동(Pitch)과 좌우방향의 회전운동(Roll)이 가능할 수 있다. 예를 들어, 3개로 구동기(200) 중 전방 측에 위치한 구동기(200)의 커넥팅로드(240)가 후방 측에 위치한 구동기(200)의 커넥팅로드(240) 보다 상승하는 경우에는 상기 상부베이스(120)의 전방이 상측으로 들어올려져 기울어지게 되며, 반대로, 후방 측에 위치한 구동기(200)의 커넥팅로드(240)가 전방 측에 위치한 구동기(200)의 커넥팅로드(240) 보다 보다 더 상측으로 이동되면 상기 상부베이스(120)의 후방 측이 상측으로 들어올려져 기울어질 수 있다.Since each actuator (200) can be configured as described above, rotational motion in the forward/backward direction (Pitch) and rotational motion in the left/right direction (Roll) can be possible. For example, when the connecting rod (240) of the actuator (200) located at the front side among three actuators (200) rises higher than the connecting rod (240) of the actuator (200) located at the rear side, the front of the upper base (120) is lifted upward and tilted, and conversely, when the connecting rod (240) of the actuator (200) located at the rear side is moved higher than the connecting rod (240) of the actuator (200) located at the front side, the rear side of the upper base (120) is lifted upward and tilted.

상기 피스톤부(250)는 상기 커넥팅로드(240)와 상기 상부베이스(120) 사이를 연결하는 것으로, 유니버설 조인트 등으로 형성되어 상기 커넥팅로드(240)와 상기 상부베이스(120)가 서로 다른 축으로 회전 가능하도록 연결시킬 수도 있다. 상기 커넥팅로드(240)는 일단이 한 쌍의 크랭크핀(230)의 각각에 회동 가능하도록 연결되고 상단이 서로 연결되도록 구성되어, 상기 구동축(221)이 배치된 측으로 개구된 'ㄷ'자 형상으로 이루어져 상기 회전부(220)의 일부분을 감싸도록 구비될 수 있다. 이때 상기 피스톤부(250)는 상기 커넥팅로드(240)에서 연결된 상측 부분 상단에 회동 가능하게 결합될 수 있다.The piston part (250) connects between the connecting rod (240) and the upper base (120), and may be formed with a universal joint or the like to connect the connecting rod (240) and the upper base (120) so that they can rotate on different axes. The connecting rod (240) is configured so that one end is rotatably connected to each of a pair of crank pins (230) and the upper end is connected to each other, and may be formed in a 'ㄷ' shape that is open to the side where the driving shaft (221) is arranged, and may be provided to surround a part of the rotating part (220). At this time, the piston part (250) may be rotatably coupled to the upper end of the upper portion connected to the connecting rod (240).

또한, 다른 예로, 상기 커넥팅로드(240)는 한 쌍을 이루어져 한 쌍의 크랭크핀(230) 각각에 회동 가능하도록 연결된 후, 한 쌍의 커넥팅로드(240)이 피스톤부(250)에 의해 서로 연결되도록 구비될 수도 있다. In addition, as another example, the connecting rod (240) may be provided so that a pair of connecting rods (240) are rotatably connected to each of a pair of crank pins (230), and then the pair of connecting rods (240) are connected to each other by a piston portion (250).

상기 구동기(200)는, 구동축(221)을 축으로 하여 크랭크핀(230)이 공전되도록 회동되고 커넥팅로드(240)와 피스톤부(250) 또한 상호간 회동 가능하게 구성된 크랭크 타입으로 이루어져, 구동의 단순화에 따른 비용을 절감시키고, 제어신호의 오작동 또는 노이즈 등의 문제에도 기계적인 충돌없이 안전하게 장비를 운영할 수 있으며, 서보 모터 동작에 의한 회전을 웜감속기를 통해 회전수는 감속하고, 회전 토크는 증대하는 원리에 의해 저전력급 서보 모터를 이용하여도 상부프레임(120)과 그 위의 구조물의 하중을 견디고, 이에, 유연한 모션 움직임을 구현할 수 있다.The above actuator (200) is configured as a crank type in which a crank pin (230) rotates around a driving shaft (221) as an axis so that the crank pin (230) rotates, and a connecting rod (240) and a piston part (250) are also configured to rotate relative to each other, thereby reducing costs due to simplification of operation, and safely operating the equipment without mechanical collision even in the event of problems such as malfunction or noise of a control signal, and by reducing the rotational speed through a worm reducer and increasing the rotational torque due to the operation of a servo motor, it is possible to withstand the load of the upper frame (120) and the structure above it even when a low-power servo motor is used, thereby implementing flexible motion movements.

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 크랭크 방식의 모션 플랫폼에 관한 것으로, 도 6은 구동기의 사시도를, 도 7은 구동기의 정면도를 각각 나타낸다.FIGS. 6 and 7 relate to a crank-type motion platform according to the present invention, with FIG. 6 showing a perspective view of an actuator and FIG. 7 showing a front view of the actuator, respectively.

도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 커넥팅로드(240)는, 상기 구동축(221)이 배치된 일측 방향으로 개구된 'ㄷ'자 형상의 브라켓(241)과 상기 브라켓(241)의 일측 단부에 결합되는 한 쌍의 보강부재(242)를 포함하고, 한 쌍의 상기 보강부재(242)와 한 쌍의 상기 크랭크핀(230)이 각각 힌지결합될 수 있다. 이때 상기 구동기(200)는 상기 크랭크핀(230)과 상기 보강부재(242)를 연결하는 결합축(231)을 더 포함할 수 있다. 이에 따라 상기 크랭크핀(230)은 상승 또는 하강하면서 회전될 수 있다. 아울러 상기 보강부재(242)는 상기 브라켓(241)과 탈착 가능하게 결합될 수 있으며, 상기 보강부재(242)가 상기 브라켓(241) 상에서 길이가 조절되도록 설치될 수도 있다. 일 예로 상기 보강부재(242)에는 길이방향으로 서로 이격 배치된 다수의 관통홀이 형성되고 상기 브라켓(241)에는 하나의 하나 이상의 나사홀이 형성되어 나사가 상기 보강부재(242)의 다수의 관통홀 중 어느 하나를 관통하여 상기 브라켓(241)에 연결됨에 따라 길이를 조절하여 결합시킬 수도 있다. Referring to FIGS. 6 and 7, the connecting rod (240) includes a bracket (241) in the shape of the letter “ㄷ” that is opened in one direction where the driving shaft (221) is arranged, and a pair of reinforcing members (242) coupled to one end of the bracket (241), and the pair of reinforcing members (242) and the pair of crank pins (230) can be hinge-coupled, respectively. At this time, the actuator (200) can further include a coupling shaft (231) that connects the crank pin (230) and the reinforcing member (242). Accordingly, the crank pin (230) can rotate while rising or falling. In addition, the reinforcing member (242) can be detachably coupled to the bracket (241), and the reinforcing member (242) can be installed so that its length is adjusted on the bracket (241). For example, a plurality of through holes spaced apart from each other in the longitudinal direction are formed in the reinforcing member (242), and one or more screw holes are formed in the bracket (241), so that a screw can be connected to the bracket (241) by passing through one of the plurality of through holes of the reinforcing member (242), thereby adjusting the length and allowing for connection.

상기 피스톤부(250)는 상기 커넥팅로드(240)의 브라켓(241)에 결합되는 제1연결부재(251), 상기 상부베이스(120)에 연결되는 제2연결부재(252) 및, 상기 제1연결부재(251)와 제2연결부재(252)가 서로 회전 가능하도록 연결시키는 연결조인트(253)를 포함할 수 있다. 이때 상기 피스톤부(250)는 상술한 바와 같이 유니버설 조인트 등으로 형성될 수 있으며, 상기 제2연결부재(252)가 한 쌍의 돌출단(252a)을 포함하고 상기 연결조인트(253)가 한 쌍의 돌출단(252a)을 관통하도록 배치될 수 있다. 그리고 상기 연결조인트(253)는 상기 돌출단(252a)과 베어링 결합될 수 있다. 그리고 상기 제1연결부재(251)는 한 쌍의 상기 돌출단(252a) 사이에 삽입되어 상기 연결조인트(253)와 베어링 결합될 수 있으며, 제1연결부재(251)와 상기 제2연결부재(252)는 서로 다른 방향으로 회전되도록 상기 연결조인트(253)와 연결될 수 있다. The piston part (250) may include a first connecting member (251) coupled to the bracket (241) of the connecting rod (240), a second connecting member (252) coupled to the upper base (120), and a connecting joint (253) that rotatably connects the first connecting member (251) and the second connecting member (252). At this time, the piston part (250) may be formed as a universal joint or the like as described above, and the second connecting member (252) may include a pair of protruding ends (252a) and the connecting joint (253) may be arranged to penetrate the pair of protruding ends (252a). In addition, the connecting joint (253) may be bearing-coupled with the protruding ends (252a). And the first connecting member (251) can be inserted between a pair of the protruding ends (252a) and be bearing-coupled with the connecting joint (253), and the first connecting member (251) and the second connecting member (252) can be connected to the connecting joint (253) so as to rotate in different directions.

도 8 내지 도 11은 본 발명에 따른 크랭크 방식의 모션 플랫폼의 제어방법에 관한 것으로, 도 8은 크랭크 방식의 모션 플랫폼의 제어방법의 플로차트를, 도 9는 크랭크 방식의 모션 플랫폼의 자세 변화를 나타낸 개략도를, 도 10은 제1구동기 제어단계를 도시한 개략도를, 도 11은 제2-3구동기 제어단계를 도시한 개략도를 각각 나타낸다.FIGS. 8 to 11 relate to a control method of a crank-type motion platform according to the present invention. FIG. 8 is a flowchart of a control method of a crank-type motion platform, FIG. 9 is a schematic diagram showing a change in attitude of a crank-type motion platform, FIG. 10 is a schematic diagram showing a first actuator control step, and FIG. 11 is a schematic diagram showing a second to third actuator control step, respectively.

도 8을 참조하면, 상술한 크랭크 방식의 모션 플랫폼(10)에 대한 본 발명에 따른 크랭크 방식의 모션 플랫폼의 제어방법은 주행진행단계, 제1구동기 제어단계 및 제2-3구동기 제어단계를 포함하여 구성될 수 있다. 이때 상기 주행진행단계는, 상기 제어모듈(20)이 입력신호에 따라 상기 구동기(200)를 조절하여 상기 상부베이스(120)의 자세를 제어하는 단계일 수 있다. 즉, 복수의 상기 구동기(200)가 사용자가 입력한 조작신호 또는 기 설정된 프로그램에 따라 상기 상부베이스(120)의 자세를 가변할 수 있다. Referring to Fig. 8, the control method of the crank-type motion platform according to the present invention for the crank-type motion platform (10) described above may be configured to include a driving progress stage, a first actuator control stage, and a second-third actuator control stage. At this time, the driving progress stage may be a stage in which the control module (20) controls the position of the upper base (120) by controlling the actuator (200) according to an input signal. That is, a plurality of the actuators (200) may vary the position of the upper base (120) according to an operation signal input by a user or a preset program.

복수의 상기 구동기(200) 중 하나의 상기 구동기(200)가 최대거리에 도달하면, 상기 제1구동기 제어단계 및 제2-3구동기 제어단계로 이어질 수 있다. 그리고 상기 제1구동기 제어단계 및 제2-3구동기 제어단계는 하나의 상기 구동기(200)가 설정된 위치로 복귀하기 전까지 이어질 수 있으며, 하나의 상기 구동기(200)가 복귀하면 상기 주행진행단계로 회귀하도록 구성될 수 있다. When one of the plurality of actuators (200) reaches the maximum distance, the first actuator control step and the second to third actuator control steps may be performed. In addition, the first actuator control step and the second to third actuator control steps may be performed until one of the actuators (200) returns to the set position, and may be configured to return to the driving progress step when one of the actuators (200) returns.

상기 제1구동기 제어단계는 상기 제어모듈(20)이 하나의 상기 구동기(200)의 커넥팅로드(240)의 타단을 하강시키는 단계일 수 있으며, 여기서 상기 커넥팅로드(240)의 타단은 상기 커넥팅로드(240)의 양단 중 상기 크랭크핀(230)에 연결되어 있지 않고 상기 피스톤부(250)에 연결된 단부일 수 있다. The above first actuator control step may be a step in which the control module (20) lowers the other end of the connecting rod (240) of one actuator (200), wherein the other end of the connecting rod (240) may be an end of the connecting rod (240) that is not connected to the crank pin (230) but connected to the piston part (250).

상기 제2-3구동기 제어단계는 상기 제어모듈(20)이 다른 상기 구동기(200)의 커넥팅로드(240)의 타단을 상기 하나의 상기 구동기(200)가 배치된 방향으로 이동시키는 단계일 수 있으며, 여기서 상기 커넥팅로드(240)의 타단은 상기 커넥팅로드(240)의 양단 중 상기 크랭크핀(230)에 연결되어 있지 않고 상기 피스톤부(250)에 연결된 단부일 수 있다. The above 2-3 actuator control step may be a step in which the control module (20) moves the other end of the connecting rod (240) of the other actuator (200) in the direction in which the one actuator (200) is arranged, and here, the other end of the connecting rod (240) may be an end of the connecting rod (240) that is not connected to the crank pin (230) but connected to the piston part (250).

위는 3개의 구동기(200)의 실시예에 따라 예거한 것으로, 4개 이상의 복수의 구동기(200)로 구성된 경우에는 하나의 구동기(200)가 최대거리에 도달하면 다른 복수의 구동기(200) 중 일부가 하나의 상기 구동기(200)가 배치된 방향으로 커넥팅로드(240)의 타단이 이동되도록 제어될 수 있다. 이때 하나의 상기 구동기(200)가 전방 주행 방향으로 설정된 경우에는, 사용자가 복귀 작업 중에도 전진하는 주행감을 지속적으로 느끼도록 형성될 수 있으며, 복귀와 관련된 정보가 상기 디스플레이(40)를 통해 출력되어 사용자에게 안내될 수도 있다. 이하, 후술되는 내용에서는 하나의 상기 구동기(200)를 제1구동기(200a)로 다른 구동기(200)를 제2구동기(200b) 및 제3구동기(200c)로 정의하여 설명한다.The above is an example according to an embodiment of three actuators (200), and in the case where it is composed of four or more actuators (200), when one actuator (200) reaches the maximum distance, some of the other actuators (200) can be controlled so that the other end of the connecting rod (240) moves in the direction in which one of the actuators (200) is arranged. At this time, when one of the actuators (200) is set in the forward driving direction, it can be formed so that the user can continuously feel the feeling of driving forward even during the return operation, and information related to the return can be output through the display (40) and guided to the user. Hereinafter, in the content described below, one of the actuators (200) is defined as the first actuator (200a), and the other actuators (200) are defined as the second actuator (200b) and the third actuator (200c).

도 9를 참조하면, 상기 구동기(200)의 상기 크랭크핀(240)은 360° 회전 가능하도록 제어되거나 도시된 바와 같이 소정 회전범위를 가지도록 형성될 수 있다. 이때 상기 회전범위는 0° 보다 크고 360° 보다 작은 Ψ°로 설정될 수 있다. 그리고 상기 구동기(200)는 Ψ/2°를 기준 위치로 설정할 수 있으며, 상기 구동기(200)가 최대거리에 도달하면 크랭크핀(240)이 상기 구동축(231)을 중심으로 Ψ/2°의 각도를 가질때까지 상기 커넥팅로드(240)의 타단을 하강시키는 복귀작업이 이루어질 수 있다. 여기서 상기 기준위치는 시나리오에 따라 가변될 수 있으며, Ψ/2° ± γ° 사이에서 설정될 수 있고, 여기서 γ는 Ψ/4 이상이고 Ψ/16 미만의 값을 가질 수 있다. 도 9의 (a)는 기준위치에서의 자세를 나타내며, 도 9의 (b)와 도 9의 (c)는 각각 회전범위의 상한 및 하한에서의 자세를 나타낸다. 이때 상기 커넥팅로드(240)의 자세는 다른 구동기(200)의 커넥팅로드(240)의 자세에 따라 가변될 수 있다. Referring to FIG. 9, the crank pin (240) of the actuator (200) may be controlled to be rotatable 360° or may be formed to have a predetermined rotation range as illustrated. At this time, the rotation range may be set to Ψ° greater than 0° and less than 360°. In addition, the actuator (200) may set Ψ/2° as a reference position, and when the actuator (200) reaches a maximum distance, a return operation may be performed to lower the other end of the connecting rod (240) until the crank pin (240) has an angle of Ψ/2° with respect to the driving shaft (231). Here, the reference position may vary depending on the scenario and may be set between Ψ/2° ± γ°, where γ may have a value greater than or equal to Ψ/4 and less than Ψ/16. Figure 9 (a) shows the posture at the reference position, and Figures 9 (b) and 9 (c) show the posture at the upper and lower limits of the rotation range, respectively. At this time, the posture of the connecting rod (240) may vary depending on the posture of the connecting rod (240) of another actuator (200).

도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 최대거리는 상기 제1구동기(200a)의 크랭크핀(230) 및 커넥팅로드(240)가 나란하게 배치되는 것으로 정의될 수 있다. 즉, 상기 크랭크핀(230)이 상기 구동축(221) 및 커넥팅로드(240)에 연결되는 지점을 이은선과, 상기 커넥팅로드(240)가 상기 크랭크핀(230) 및 상기 피스톤부(250)에 연결되는 지점을 이은선이 이어질때 최대거리로 정의할 수 있다. 도 10의 (a)와 같이 상기 제1구동기(200a)가 최대거리에 도달하는 경우에는 상기 제1구동기(200a)의 커넥팅로드(240)가 하강되도록 제어될 수 있으며, 상기 커넥팅로드(240)가 하강될 수 있도록 상기 구동축(221)과 크랭크핀(230)이 상기 제어모터(300)에 의해 회전될 수 있다. 여기서 상기 커넥팅로드(240)가 상기 피스톤부(250)에 연결되는 지점은 상기 연결조인트(252)의 위치일 수 있다. 이와 같이 최대거리에 도달한 상기 제1구동기(200a)의 커넥팅로드(240)가 하강하여 기준위치로 복원될 수 있으며, 도 10의 (b)에서는 기준위치가 Ψ/2°로 정의된 것을 표현하고 있다. 이와 동시에 상기 제2구동기(200b) 및 제3구동기(200c)의 커넥팅로드(240)의 단부는 상기 제1구동기(200a)가 위치한 방향으로 이동되도록 제어될 수 있으며, 도 11에서는 제1구동기(200a)가 도면 상에서 좌측 방향에 위치하여 제어되는 것을 도시하고 있다. 이때 상기 제2구동기(200b) 및 제3구동기(200c)의 제어는 상기 제1구동기(200a)의 크랭크핀(230)이 기준위치에 도달할때까지 지속될 수 있다. 아울러 상기 제1구동기(200a), 제2구동기(200b) 및 제3구동기(200c)는 사용자가 복귀되는 것에 대한 체감을 느끼지 못하도록 늦은 속도로 제어될 수 있으며, 사용자는 위와 같은 제어를 통해 상기 제1구동기(200a)가 위치된 방향으로의 주행이 되는 것으로 느낄 수 있다. Referring to FIGS. 10 and 11, the maximum distance can be defined as the crank pin (230) and the connecting rod (240) of the first actuator (200a) being arranged in parallel. That is, the maximum distance can be defined when a line connecting the points where the crank pin (230) is connected to the driving shaft (221) and the connecting rod (240) and a line connecting the points where the connecting rod (240) is connected to the crank pin (230) and the piston portion (250) are connected. As shown in (a) of Fig. 10, when the first actuator (200a) reaches the maximum distance, the connecting rod (240) of the first actuator (200a) can be controlled to descend, and the driving shaft (221) and the crank pin (230) can be rotated by the control motor (300) so that the connecting rod (240) can be descended. Here, the point where the connecting rod (240) is connected to the piston part (250) can be the position of the connecting joint (252). In this way, the connecting rod (240) of the first actuator (200a) that has reached the maximum distance can be descended and restored to the reference position, and Fig. 10 (b) illustrates that the reference position is defined as Ψ/2°. At the same time, the ends of the connecting rods (240) of the second driver (200b) and the third driver (200c) can be controlled to move in the direction in which the first driver (200a) is located, and FIG. 11 illustrates that the first driver (200a) is controlled to be located in the left direction in the drawing. At this time, the control of the second driver (200b) and the third driver (200c) can continue until the crank pin (230) of the first driver (200a) reaches the reference position. In addition, the first driver (200a), the second driver (200b), and the third driver (200c) can be controlled at a slow speed so that the user does not feel that they are returning, and the user can feel that the vehicle is traveling in the direction in which the first driver (200a) is located through the above control.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.Although the present invention has been described with specific details such as specific components and limited example drawings, this has only been provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and those skilled in the art to which the present invention pertains can make various modifications and variations from this description.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술되는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the idea of the present invention should not be limited to the described embodiments, and all things that are equivalent or equivalent to the scope of the patent claims as well as the scope of the patent claims are included in the scope of the idea of the present invention.

10 : 크랭크 방식의 모션 플랫폼
20 : 제어모듈
30 : 탑승챔버
40 : 디스플레이
110 : 하부베이스
120 : 상부베이스
200 : 구동기
200a : 제1구동기
200b : 제2구동기
200c : 제3구동기
210 : 지지부
220 : 회전부
221 : 구동축
230 : 크랭크핀
231 : 결합축
240 : 커넥팅로드
241 : 브라켓
242 : 보강부재
250 : 피스톤부
251 : 제1연결부재
252 : 제2연결부재
252a : 돌출단
253 : 연결조인트
300 : 제어모터
10: Crank-type motion platform
20 : Control module
30: Boarding chamber
40 : Display
110 : Lower Base
120 : Upper base
200 : Driver
200a: 1st drive unit
200b: 2nd drive
200c: 3rd drive
210 : Support
220 : Rotating part
221 : Drive shaft
230 : Crank pin
231 : Coupling axis
240 : Connecting rod
241 : Bracket
242 : Reinforcing member
250 : Piston part
251: First connecting member
252: Second connecting member
252a : protrusion
253 : Connecting joint
300 : Control motor

Claims (9)

크랭크 방식의 모션 플랫폼의 제어방법에 있어서,
상기 크랭크 방식의 모션 플랫폼은,
지면에 고정 설치되는 하부베이스;
상기 하부베이스의 상측에 이격 배치되는 상부베이스;
상기 하부베이스에 설치되어 상기 상부베이스를 조절하는 적어도 3개의 구동기;
상기 구동기에 각각 설치되는 복수의 제어모터; 및
상기 제어모터의 회전각도를 조절하는 제어모듈;
을 포함하고,
상기 구동기는,
상기 하부베이스에 하단이 결합되는 지지부; 상기 지지부의 상단부에 결합되되 상기 제어모터에 의해 회전하는 구동축을 포함하는 회전부; 상기 구동축에 연결되어 상기 구동축을 기준으로 공전 회전하는 크랭크핀; 및 일단이 상기 크랭크핀에 연결되어 상기 상부베이스로 회전력을 전달하는 커넥팅로드;를 포함하며,
하나의 상기 구동기의 상기 크랭크핀과 커넥팅로드가 나란하게 배치되어 최대거리에 도달하면,
상기 제어모듈은,
하나의 상기 구동기의 커넥팅로드의 타단을 하강시키고 다른 상기 구동기의 커넥팅로드의 타단이 하나의 상기 구동기가 배치된 방향으로 이동되도록 제어하고,
상기 제어모듈은,
상기 크랭크핀이 Ψ°의 회전범위를 가지도록 제어하고,
하나의 상기 구동기의 상기 크랭크핀과 커넥팅로드가 나란하게 배치되어 최대거리에 도달하면,
상기 제어모듈은,
하나의 상기 구동기의 커넥팅로드의 타단을 상기 크랭크핀이 기준위치에 배치될 때까지 하강시키며, (여기서, 0< Ψ <360)
3개의 상기 구동기는,
중심선을 기준으로 방사형으로 서로 이격 배치되되,
각각의 상기 구동기는,
상기 지지부를 기준으로 상기 제어모터가 상기 중심선과 배향하는 방향으로 연장되도록 배치되고,
상기 크랭크 방식의 모션 플랫폼의 제어방법은,
상기 제어모듈이 입력신호에 따라 상기 구동기를 조절하여 상부베이스의 자세를 제어하는 주행진행단계;
하나의 상기 구동기가 최대거리에 도달하면, 상기 제어모듈이 하나의 상기 구동기의 커넥팅로드의 타단을 하강시키는 제1구동기 제어단계;
하나의 상기 구동기가 최대거리에 도달하면, 상기 제어모듈이 다른 상기 구동기의 커넥팅로드의 타단을 상기 하나의 상기 구동기가 배치된 방향으로 이동시키는 제2-3구동기 제어단계;
를 포함하고,
제어모듈은,
커넥팅로드의 타단이 하강하는 하나의 상기 구동기의 상기 크랭크핀이 기준위치에 배치되면 상기 주행진행단계로 회귀하고,
상기 기준위치는 입력된 시나리오에 따라 가변되어 Ψ/2° ± γ° 사이에서 설정되되,
상기 γ는 Ψ/4 이상이고 Ψ/16 미만의 값으로 형성되며,
하나의 상기 구동기가 최대거리에 도달하면 커넥팅로드의 타단이 하강하는 하나의 상기 구동기의 상기 크랭크핀이 기준위치의 위치에 배치될 때까지 디스플레이를 통해 관련 정보를 출력하는 것을 특징으로 하는 크랭크 방식의 모션 플랫폼의 제어방법.
In a control method of a crank-type motion platform,
The above crank-type motion platform is,
A lower base that is fixed to the ground;
An upper base spaced apart from the upper side of the lower base;
At least three actuators installed on the lower base and controlling the upper base;
A plurality of control motors each installed in the above actuator; and
A control module for adjusting the rotation angle of the above control motor;
Including,
The above actuator,
It includes a support part having a lower end connected to the lower base; a rotating part including a drive shaft connected to an upper end of the support part and rotated by the control motor; a crank pin connected to the drive shaft and rotating around the drive shaft; and a connecting rod having one end connected to the crank pin and transmitting rotational force to the upper base.
When the crank pin and connecting rod of one of the above actuators are arranged in parallel and reach the maximum distance,
The above control module,
Controlling the other end of the connecting rod of one of the above actuators to be lowered and the other end of the connecting rod of another above actuator to be moved in the direction in which one of the above actuators is arranged;
The above control module,
Control the above crank pin to have a rotation range of Ψ°,
When the crank pin and connecting rod of one of the above actuators are arranged in parallel and reach the maximum distance,
The above control module,
The other end of the connecting rod of one of the above actuators is lowered until the crank pin is placed at the reference position, (where, 0< Ψ <360)
The three above mentioned actuators are,
They are arranged radially apart from each other based on the center line,
Each of the above actuators,
The control motor is positioned to extend in a direction oriented with respect to the center line based on the above support member,
The control method of the above crank-type motion platform is:
A driving progress step in which the above control module controls the attitude of the upper base by controlling the actuator according to the input signal;
A first actuator control step in which the control module lowers the other end of the connecting rod of one of the actuators when the one of the actuators reaches the maximum distance;
When one of the above actuators reaches the maximum distance, a 2-3 actuator control step in which the control module moves the other end of the connecting rod of another of the above actuators in the direction in which the one of the above actuators is arranged;
Including,
The control module is,
When the crank pin of one of the above actuators, which lowers the other end of the connecting rod, is placed at the reference position, it returns to the above driving progress stage,
The above reference position is variable depending on the input scenario and is set between Ψ/2° ± γ°.
The above γ is formed with a value greater than or equal to Ψ/4 and less than Ψ/16,
A control method for a crank-type motion platform, characterized in that when one of the above actuators reaches a maximum distance, the other end of the connecting rod is lowered, and related information is output through a display until the crank pin of one of the above actuators is positioned at a reference position.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 크랭크핀은 한 쌍으로 이루어져,
한 쌍의 상기 크랭크핀이 상기 구동축의 양단에 각각 연결되고,
상기 커넥팅로드의 일단이 한 쌍의 상기 크랭크핀과 연결되는 것을 특징으로 하는 크랭크 방식의 모션 플랫폼의 제어방법.
In the first paragraph,
The above crank pins are made up of a pair,
A pair of the above crank pins are respectively connected to both ends of the above drive shaft,
A control method for a crank-type motion platform, characterized in that one end of the above connecting rod is connected to a pair of the above crank pins.
제3항에 있어서,
상기 커넥팅로드는,
상기 구동축이 배치된 일측 방향으로 개구된 'ㄷ'자 형상의 브라켓과 상기 브라켓의 일측 단부에 결합되는 한 쌍의 보강부재를 포함하고,
한 쌍의 상기 보강부재와 한 쌍의 상기 크랭크핀이 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 크랭크 방식의 모션 플랫폼의 제어방법.
In the third paragraph,
The above connecting rod,
It includes a bracket in the shape of the letter 'ㄷ' that is opened in one direction on which the above driving shaft is arranged, and a pair of reinforcing members that are joined to one end of the bracket.
A control method for a crank-type motion platform, characterized in that a pair of the above-mentioned reinforcing members and a pair of the above-mentioned crank pins are respectively combined.
제4항에 있어서,
상기 커넥팅로드는,
상기 보강부재가 상기 브라켓의 양측 방향으로 조절되는 것을 특징으로 하는 크랭크 방식의 모션 플랫폼의 제어방법.
In paragraph 4,
The above connecting rod,
A control method for a crank-type motion platform, characterized in that the reinforcing member is adjusted in both directions of the bracket.
제1항에 있어서,
상기 구동기는,
상기 커넥팅로드의 타단에 결합되는 제1연결부재, 상기 상부베이스에 연결되는 제2연결부재 및, 상기 제1연결부재와 제2연결부재가 서로 회전 가능하도록 연결시키는 연결조인트를 포함하는 피스톤부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 크랭크 방식의 모션 플랫폼의 제어방법.
In the first paragraph,
The above actuator,
A piston part including a first connecting member connected to the other end of the connecting rod, a second connecting member connected to the upper base, and a connecting joint that rotatably connects the first connecting member and the second connecting member to each other;
A control method for a crank-type motion platform, characterized by further including:
제6항에 있어서,
상기 피스톤부는,
유니버설 조인트로 형성된 것을 특징으로 하는 크랭크 방식의 모션 플랫폼의 제어방법.
In Article 6,
The above piston part,
A control method for a crank-type motion platform characterized by being formed with a universal joint.
삭제delete 삭제delete
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