本發明涉及可實現在虛擬現實體驗中使用的直線行駛、轉向及轉彎行駛且轉向時可體驗摩擦性和滑動感的曲線轉彎模擬裝置。

背景技術：

本發明涉及可實現在虛擬現實體驗中使用的直線行駛、轉向及轉彎行駛且轉向時可體驗摩擦性和滑動感的曲線轉彎模擬裝置。最近，提出應用虛擬現實的多種虛擬現實裝置，這種裝置在動作實現設備連接計算機來通過動作實現設備將借助程序的虛擬環境的變化由物理方式的變動呈現，從而可使使用人員以實際的狀況認知并感受虛擬的狀況。

用于體驗這種虛擬現實的裝置中作為代表性的裝置廣泛普及具有位置位移的乘坐式虛擬體驗機構，上述乘坐式虛擬體驗機構在使用人員坐的姿勢下，根據在大型顯示屏中呈現的影像，使具有椅子、汽車、直升機及馬形狀的乘坐機構向上下左右等改變方向，這種乘坐式模擬裝置為了使椅子或馬形狀的乘坐機構向前后左右位置位移或振動，在乘坐機構的下部設置多個油壓氣缸或空壓氣缸，并對這些氣缸施加控制信號來實現多種動作。

但是，就利用油壓氣缸或空壓氣缸的乘坐式模擬裝置而言，需要將位置控制信號轉換成空壓控制信號或油壓控制信號，并且需要充足壓力傳遞介質的壓縮條件，因而存在設備復雜且制造費用高的缺點，除此之外，還存在隨著體積和重量增加，不僅受到設置場所的制約，而且使動作反應的迅速性降低，從而降低現實感的問題。

并且，在行駛式體驗機構的情況下，在使用如上所述的油壓式氣缸或空壓式氣缸的情況下，反應慢，并且對左右旋轉不能敏感地反應，在曲線式軌道上行駛的情況下，無法再現實際旋轉時感受到的滑動感。

在韓國特許公開號10-號的“體感型游戲裝置”的情況下，針對游戲影像的變化，反映游戲桿之類的使用人員的輸入裝置的輸入，并且通過齒輪來向使用人員的椅子提供旋轉運動，以垂直軸為中心利用馬達和齒輪來引起旋轉運 動，借助游戲桿的輸入反映到使用人員的椅子不僅需要時間，而且椅子只進行單純的旋轉運動，因而與實際行駛的感受差距大。

例如，在實際后輪驅動車的情況下，當轉彎時，若將油門踩到最后，則導致后輪向側向滑動，為了在不大減速的情況下，也進行轉彎，在實際運行中可利用這種技巧，在上述的專利的情況，或其他現有的多個虛擬現實體驗設備無法實現滑動，在油壓式的情況下只是不連續地突然移動。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題

本發明為了解決如上所述的缺點而提出，其目的在于，提供在虛擬現實的體驗中，可再現實際行駛的感受的體驗設備。

技術方案

為了實現如上所述的目的，提供轉向時可體驗摩擦性和滑動感的曲線轉彎模擬裝置，上述曲線轉彎模擬裝置可包括腳蹬板3，上述腳蹬板3能夠以旋轉軸為中心進行旋轉運動，上述腳蹬板3隔著旋轉軸形成有兩個踏板，在踏板2的下側安裝腳輪34，當踩踏板時，位于腳輪的上側的腳輪制動器下降來防止腳輪旋轉，來使腳輪與包括用于使兩個輥的外側移動的帶的軌道帶7的帶相接觸，從而當踩腳踏板時向踩腳踏板2的方向移動。

上述軌道帶雖然與腳蹬板3的旋轉軸位于直線上，但以能夠旋轉的方式放置在未結合的下端旋轉軸11上，在軌道帶7的下端隔著下端旋轉軸形成一對下端腳輪10，從而向產生偏載荷的方向受壓，來發生旋轉，當轉向時可體驗摩擦性和滑動感。

上述下端腳輪10可設置于底板12上，在下端旋轉軸11上放置具有多個臂的中間框架8，四角框架15與中間框架8相結合，軌道帶7與四角框架15相結合，中間框架8的底部被下端腳輪10和彈簧9支撐，從而當施加偏載荷時，可借助偏載荷使下端腳輪受壓。

在上述腳蹬板3的末端可形成有把手結合部，在把手結合部豎立把手軸，在把手軸的末端形成把手，把手向上下方向移動，把手的兩側聯動來向互不相同的方向移動。

上述下端腳輪和上端腳輪可向兩個支撐軸的內側結合腳輪來旋轉，向結合有支撐軸的方向附著有彈簧的腳輪制動器可向腳輪側移動，從而利用踏板踩腳輪制動器 或使腳輪受壓，來當腳輪制動器與腳輪相接觸時，減小腳輪的轉速。

本發明的特征在于，還包括檢測位置收集部，上述檢測位置收集部用于檢測腳蹬板和底板的旋轉角及把手的上下位置并發送，從而當轉向時可體驗摩擦性和滑動感。

有益效果

本發明具有如下效果：通過如上所述的結構再現滑動之類的在以往的設備中無法實現的現象來可實現更接近于實際的虛擬現實體驗。

附圖說明

圖1至圖7a、圖7b、圖7c、圖7d、圖7e及圖7f為用于示出本發明的一實施例的圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發明進行詳細說明。需要留意在附圖中，相同的結構要素或多個部件盡可能用相同的附圖標記表示。在說明本發明的過程中，為了防止本發明的要旨變得模糊，省略相關的公知的功能或結構的具體說明。

圖1為表示本發明實施例的模擬裝置的外觀的立體圖，圖2為用于說明組裝相關關系的分解立體圖。圖3示出把手的工作。在圖1中，向殼體4的上側形成有腳蹬板3，在腳蹬板3以相向的方式向兩側形成有腳踏板1，在腳蹬板3的末端形成有把手軸20來附著把手17。使用人員在腳蹬板3上踩腳踏板1，并旋轉把手17來使設備工作。

圖2示出更詳細的組裝圖，若從下側開始說明，則在底板12上設置下端旋轉軸11，并向下端旋轉軸的上側結合具有多個臂的中間框架8。中間框架8被一側末端與底板相結合的彈簧9支撐，在中間框架8的正上方結合四角框架15，四角框架15的前部面和背部面與從中間框架8的圓形的中心向半徑方向突出的臂中的朝向前部面和背部面的臂螺紋結合，支撐板與四角框架15的邊角部分相結合，來使支撐板與形成于臂的孔相結合。并且，從底板12向下端旋轉軸11的兩側結合下端腳輪10，當結合時，向中間框架8的臂之間上升。中間框架8可沿著下端旋轉軸旋轉或上下傾斜。

由于在四角框架的前部面和背部面中，與中間框架8相結合，因而四角框架15 可沿著軸方向旋轉，或在側面上能夠以軸為中心向上下方向進行運動。

在四角框架15結合軌道帶7，從電動馬達6接收旋轉力來使軌道帶7的帶進行旋轉運動，并且電動馬達6安裝于殼體的內側。

并且，下端腳輪10與軌道帶7的下部面相接觸，上端腳輪與軌道帶7的上部面相接觸。向四角框架15和電動馬達6的上側覆蓋殼體4，向殼體4的上側，腳蹬板3與殼體4的上部面相結合，在腳蹬板3形成一對腳踏板1，來使腳踏板1與形成于殼體4上部面的踏板結合部16相結合，踏板結合部16用于貫通殼體4，在踏板結合部16的下端附著上端腳輪31，上端腳輪與軌道帶7上部面相接觸。根據如上所述的結構，若在登上腳蹬板3上并抓住把手17的狀態下，踩腳踏板1，則向上端腳輪傳遞腳踏板1的旋轉。把手17附著于把手軸20，把手軸20以插入的方式與腳蹬板3的正面的把手結合部2相結合。軌道帶可分離成一個或多個，可形成踏板的數量的軌道帶，以相同的轉速進行旋轉。

在圖3示出把手的結構，可向上下方向移動把手，并通過齒輪和帶將一側把手的移動傳遞到另一側把手，來向另一側方向聯動來移動。

上端腳輪31進行旋轉運動，當踩腳踏板時，可借助與腳踏板相連接的腳輪制動器抑制旋轉運動，若從腳踏板中挪開腳，則借助形成于腳輪薄片的彈簧產生恢復力。

在圖4及圖5中示出上端腳輪、下端腳輪及軌道帶的結構。如圖所示，上端腳輪隔著軌道帶7與下端腳輪10相向，從底板12的上部面借助下端旋轉軸11結合中間框架8，在中間框架8結合四角框架15，中間框架8固定于下端旋轉軸11，當在下端旋轉軸11周圍被彈簧9支撐而向下側受壓時，具有恢復力，在四角框架15的邊角部分內側結合支撐板32，并結合成可借助結合于邊角部分內側的螺紋和彈簧向內側按壓。若按壓支撐板32，則借助彈簧向內側推動，但重新回復到原位置，支撐板32嵌入于形成在中間框架8的臂部分的孔，從而在對中間框架8或四角框架15施加力的情況下，有可能也按壓支撐板32，此時，若按壓力大，則支撐板有可能下降到臂的孔的下側，還有可能借助彈性一點一點地向內側按壓。

并且，在四角框架15結合軌道帶7，軌道帶7的下部面與附著于底板12的下端腳輪10相接觸，中間框架8呈臂從中心延伸的形態，因而可通過沒有臂的空的空間，下端腳輪10與軌道帶7的下部面相接觸。

在圖4及圖5中示出這種結構，圖4示出從側向觀察的形狀，圖5示出從前部 面和背部面觀察的形狀。

根據這種結構，若使用人員踩腳踏板1，并轉動把手，則如圖4及圖5所示，腳踏板1下側的上端腳輪31受壓，腳輪制動器41向下側被按壓來防止腳輪旋轉，且腳輪在進行旋轉的軌道帶上滑動，由此，腳蹬板3稍微向踩腳踏板的方向傾斜。在未踩腳踏板的情況下，腳踏板下側的腳輪沿著軌道帶進行旋轉運動，但若抑制腳輪的旋轉運動，并發生滑動，則產生摩擦噪音，改變兩側腳輪的轉速，使未踩的踏板繼續進行旋轉，并使腳蹬板向踏踏板的方向旋轉。

以往，使用一個腳輪來代替使用兩個腳輪，并且可轉換腳輪的方向來實現這種旋轉運動，而在本發明中，使用兩個腳輪，從而即使不轉換腳輪方向，腳蹬板3也可進行旋轉運動。

在前進或后退的情況下，可不轉動把手，而按壓腳踏板，可根據軌道帶7的旋轉方向來確定前進和后退，可由把手調節軌道帶7的旋轉方向。

但是，若最大限度地向一側方向傾斜駕駛人員的上體或利用其他方法施加偏載荷，則四角框架受壓，并按壓與四角框架下側相接觸的下端腳輪10，四角框架向與四角框架15相結合的中間框架8的臂方向受壓，下端腳輪10被彈簧支撐，中間框架8還借助彈簧9得到支撐，因而抵消按壓力。

但是，當軌道帶7受壓，并按壓下端腳輪時，下端腳輪10的腳輪與腳輪制動器相接觸，并導致轉速變小或停止并從帶上滑動。但是，若位于兩側的腳輪中的一側腳輪繼續旋轉，另一側腳輪滑動或減小轉速，則四角框架15將以軸為中心受壓的底板為基準向腳輪側移動。即，當踏踏板時，與腳蹬板3移動的方向單獨地向承載體重的方向進行旋轉。此時，被下側的彈簧9或下端腳輪10支撐，從而雖然不與底面相接觸，但通過這種作用，當以底板12為基準觀察時，四角框架和中間框架向側面扭曲。

使用人員處于以在腳蹬板3蹬腳的狀態踩踏板的狀態，在使用人員的立場上，處于觀察腳蹬板3和殼體4及底板12的狀態，在踩踏板的情況下，腳蹬板3的方向扭曲，若承載體重，則以底板為基準扭曲至殼體4的方向，將只有腳蹬板3旋轉的情況稱為第一次旋轉，將就連殼體4也旋轉的情況稱為第二次旋轉。

在以往的虛擬現實體驗設備的情況下，具有相當于腳蹬板3的踏板旋轉的情況，但僅用一個踏板難以實現借助多種驅動裝置和制動器工作的可乘坐之物。但是，在本發明的情況下，可更微細地體現這種移動，尤其旋轉時的移動。

由于以往的多個設備無法實現滑動之類的現象，因而由不連續的移動改變方向，但本發明可實現左右調節及承載體重的動作，因而可感受更接近于現實的移動。為此，可檢測腳蹬板3和軌道蓋4的旋轉角及把手的上下位置位移和左右位置位移，來與游戲或內容的播放器聯動，且可利用六軸陀螺儀檢測器。

本發明的系統在100伏特至240伏特條件下工作，可調節軌道帶7的速度，從而若在處于停止的狀態下按壓開始按鈕，則以最低速度開始旋轉，且可提高速度或降低速度，這種裝置安裝于把手。并且，為了檢測軌道帶的旋轉速度，在帶的輥安裝檢測器來防止軌道帶的旋轉速度超過規定速度。

并且，通過單獨的送風控制器來向使用人員發送風，送風量與軌道帶的旋轉速度聯動，從而旋轉速度越高，送風量就越變大，以使使用人員可感受到實在感。當使停止按鈕工作或脫離擋止部時，斷開電源。

圖4及圖5示出上端腳輪、下端腳輪及軌道帶的結合圖。若踩腳踏板3，則腳輪制動器32下降來防止腳輪旋轉，若從腳踏板中挪開腳，則借助彈簧的作用，腳輪制動器上升，來使腳輪重新轉動。在腳輪制動器32工作的情況下，腳輪從軌道帶7上滑動并進行移動。在這種情況下，存在與兩側的輪子(腳輪)的轉速不同，并向制動器工作的方向傾斜。

下端腳輪與軌道帶7的下部面相接觸，在從上側受壓的情況下，若腳輪因腳輪制動器32的工作而不轉動，則一側的腳輪被推動，并向被推動的方向傾斜。

圖6示出把手和腳踏板工作時及施加偏載荷時的腳蹬板的移動。

圖7a、圖7b、圖7c、圖7d、圖7e及圖7f通過流程圖示出本發明的裝置的工作。圖7a、圖7b、圖7c、圖7d、圖7e及圖7f示出試運行動作試驗，選擇本發明的裝置和使用上述裝置的內容來接通電源，此時，可在頭部佩戴支援虛擬現實的頭戴式可視設備(HMD)之后，乘坐腳蹬板。

若按壓左側踏板時，腳蹬板3向左側旋轉，則屬于正常工作，否則，確認在軌道帶上端接觸的上端腳輪是否存在接觸不良。在正常工作的情況下，確認是否進行把手的左右旋轉動作，否則，確認是否為上端腳輪和把手的連接動作不良。在無異常的情況下，解除左側腳踏板的按壓，并對右側腳踏板也進行相同方法的確認。若腳踏板的異常確認結束，則確認腳踏板的前進及后退，且在設定前進的過程中，在不前進而腳踏板旋轉的情況下，確認在軌道帶上端的左右側腳輪中的一側腳輪是否存在接觸狀態不良，否則，確認在軌道帶上端左右中的兩側是否存在接觸不良。

在后退的情況下，與前進相同的方法進行確認，并最大限度地向左側傾斜駕駛人員的上體來施加左側偏載荷，并確認腳踏板是否第二次左旋轉，在未發生第二次左旋轉的情況下，確認是否為下端腳輪的左側接觸不良，使把手進行右旋轉動作，確認是否發生腳踏板的第一次右旋轉，增加軌道帶的速度，并確認對把手的連接動作。

之后，在最大限度地向右側傾斜駕駛人員的上體來施加右側偏載荷的狀態下，確認是否發生腳踏板的第二次右旋轉，確認是否存在下端腳輪的接觸不良，并確認是否借助把手的左旋轉、腳踏板的按壓正常工作。若所有確認結束，則佩戴頭戴式可視設備(HMD：Head Mount Display)，并開始虛擬現實游戲或虛擬現實內容體驗。

符號說明

1：腳踏板 3：腳蹬板

4：殼體 6：電動馬達

7：軌道帶 8：中間框架

9：彈簧 10：下端腳輪

11：下端旋轉軸 12：底板

15：四角框架 16：踏板結合部

17：把手 31：上端腳輪

51：送風機