KR100534551B1

KR100534551B1 - 교육용 지구의

Info

Publication number: KR100534551B1
Application number: KR10-2004-0010593A
Authority: KR
Inventors: 이재호
Original assignee: 주식회사 해피텍
Priority date: 2004-02-18
Filing date: 2004-02-18
Publication date: 2005-12-07
Also published as: KR20050082216A

Abstract

본 발명은 지구본이 지구의 자전주기와 일치하는 주기로 회전하도록 하고 지구본의 표면에 상황(계절역서)에 맞게끔 광원을 조사할 수 있도록 함으로써 지구의 자전 및 공전주기를 실제 상황과 같이 재현할 수 있는 교육용 지구의에 관한 것이다.

본 발명은 지구의(10)를 입설시키기 위한 지지수단(20)과, 지지수단(20)의 상부에 결합되는 고정프레임(30)과, 고정프레임(30)에 설치되어 구동모터(M1)에 의해 자전하는 지구본(40)과, 지구본(40)에 빛을 조사하기 위한 조광수단(32) 등으로 구성되며, 지지수단(20) 내부에는 구동모터(M1)등의 동작을 제어하기 위한 작동데이터가 입력된 제2 마이크로프로세서 수단(MPU2; 26)을 설치한 것이다.

본 발명은 지구의 자전과 공전에 의한 상황을 모두 재현할 수 있을 뿐만 아니라 계절역서별 황도 및 빛의 분포도 등을 사실적이고 정확하게 재현할 수 있어 매우 효율적이고 과학적인 교육이 가능하며, 또한, 지속적으로 자전하고 있는 지구본 표면을 비추고 있는 조광수단의 빛에 의해 은은한 조명효과가 연출되어 장식효과까지 배가시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

Description

교육용 지구의{global model for education}

본 발명은 교육용 지구의에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 지구본이 실제 지구의 자전주기와 일치하는 주기로 자전하도록 하고 조광수단을 이용하여 자전하는 지구본의 표면에 상황(계절역서)에 맞게끔 광원을 조사할 수 있도록 함으로써 지구의 자전 및 공전주기를 실제 상황과 같이 재현할 수 있는 교육용 지구의(地球儀)에 관한 것이다.

통상의 지구의는 교육수단 또는 장식수단 등으로 사용되는데, 그 구성을 보면 지지수단의 상부에 지구본을 회전가능하게 설치한 것이 주류를 이루고 있는 바, 위 지구의는 위도나 경도 및 지축의 기울기 등을 표현하고 있는 것으로 현장감있는 교육의 진행이 이루어질 수 없었을 뿐만 아니라 장식효과도 그다지 뛰어나지 않는 것이어서 보다 다양한 기능과 세련된 장식감을 요구하는 수요자의 욕구를 만족시켜 줄 수 없었다.

그에 따라 종래의 지구의에 약간의 기능을 첨가시킨 지구의가 안출되고 있는데, 그와 같은 지구의는 전원에 의해 구동하는 모터가 지구본을 자전시킬 수 있도록 하거나 조명등을 부설한 것 등이 있는 바, 위와 같은 개량 지구의는 종전의 지구의에 비해 어느 정도 향상된 기능과 장식감을 갖추었다고는 하나 이 또한 보다 정확하고 현장감있는 교육에 사용되기에는 미비하고 그 장식감 또한 월등히 향상되었다고 보기도 어렵다.

본 발명은 구동모터에 의해 지구본이 실제 지구의 자전주기와 같은 주기로 자전하도록 함과 아울러 조광수단을 이용하여 자전하는 지구본의 표면에 상황(계절역서별 지표면에 대한 빛의 분포도)에 맞게끔 광원을 조사할 수 있도록 함으로써 지구의 자전주기 및 공전주기에 따른 지표면의 상황을 사실적으로 재현하여 정확하고 현장감있는 교육이 가능하게 하면서 지속적으로 자전하는 지구본의 일측 표면을 비추는 조광수단에 의해 은은하고 독특한 장식감도 감득할 수 있도록 함에 기술적 과제의 주안점을 두고 완성한 교육용 지구의를 제공하고자 한다.

상기한 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명은 외부 데이터를 입력하기 위한 제1 마이크로프로세서 수단과 작동데이터가 입력된 제2 마이크로프로세서 수단을 구비하는 지지수단과, 지지수단에 결합되는 고정프레임과, 고정프레임에 설치되는 조광수단 및 구동모터에 의해 자전하는 지구본 등을 구비한다.

도 1에 본 발명에서 제시하는 지구의(10)의 바람직한 실시예를 도시한 사시도가 도시되고 도 2에 본 발명에 따른 지구본(40)의 설치상태를 도시한 참고 단면도가 도시되는데, 도시된 바와 같이 본 발명은 지구의(10)를 입설시키기 위한 지지수단(20)과 지지수단(20)의 상부에 결합 고정되는 고정프레임(30)과 고정프레임(30)에 설치되는 지구본(40) 등으로 대분하여 구성되어짐을 알 수 있다.

상기 지지수단(20)의 일측에는 컴퓨터와의 연계를 위한 범용 연결포트(USB port; 24) 및 셋팅스위치(23) 등이 마련되는 조작판넬(21)과 내부 상태의 출력을 위한 표시창(22)을 설치하고, 조작판넬(21)의 이면에 외부 데이터를 입력하기 위한 제1 마이크로프로세서 수단(MPU1; 25)을 장착하고, 지지수단(20)의 내부에 미리 설정된 데이터 또는 외부 입력 데이터에 따라 장비의 작동을 제어하기 위한 제2 마이크로프로세서 수단(MPU1; 26)을 설치한다.

상기 고정프레임(30)의 일측에는 제2 마이크로프로세서 수단(26)의 제어에 의해 구동하는 구동모터(M1)와 구동모터(M1)에 의해 구동하는 자전축(31)을 설치하고, 자전축(31)과 대응하는 위치에 자전축(31) 방향으로 빛(光)을 조사할 수 있는 조광수단(32)을 설치한다.

이때, 상기 구동모터(M1)는 24시간 주기로 1회전이 이루어질 수 있게끔 감속기어를 배열한 것을 사용하여야 하는 바, 그와 같은 구동모터(M1)의 구성은 기안출된 모터(시계모터 등)의 구성과 대등한 것이므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 고정프레임(30)의 자전축(31)상에 지구본(40)을 설치하여 지구본(40)이 구동모터(M1)의 구동에 의해 24시간 주기로 1회전씩 자전할 수 있도록 한다.

도 3에 본 발명에 따른 조광수단(32)의 일실시예가 도시되는데, 도시된 바와 같이 조광수단(32)은 하우징(33)의 후방에 가이드 부시(36)를 일체로 형성한 다음 가이드 부시(36)내로 고정프레임(30)이 관통되도록 하여 조광수단(32)이 고정프레임(30)상에서 이동이 가능하도록 하며, 조광수단(32)의 하우징(33) 내부에는 외부 전원에 의해 점등되는 광원(L)을 설치하고, 상기 광원(L)의 선측에 조사각 조절부재(34)를 마련하여 회전축(P1)상에 회전가능하게 축설치한 다음 조사각 조절부재(34) 일측에 조절손잡이(34a)를 설치하여서 된 것임을 알 수 있다.

상기 조사각 조절부재(34)에는 회전축(P1)을 중심으로 하는 복수개의 광구(35)를 형성하되, 각각의 광구(35)는 각기 다른 규격을 갖도록 하여 조사각 조절부재(34)를 회전시켜 임의로 선택한 광구(35)로 광원(L)에서 발생한 빛이 통과하여 자전축(31)에 설치된 지구본(40)에 도달되도록 한다.

이때, 계절역서별 조사각(a)을 설정해주기 위한 각 광구(35)의 규격과 광구(35)로부터 지구본(40)까지의 거리는 실제 태양과 지구의 계절역서에 따른 거리와 그와 같은 계절역서별 거리에 의해 실제 태양이 지구 표면에 형성하는 빛의 분포도를 기준하여 설정하여야 한다.

위와 같이 조사각 조절부재(34)를 구성하게 되면 광원(L)에 의한 조사각(a)을 각각의 광구(35)로 차등지게 조절하여 계절역서에 맞는 상황(계절별 태양광으로 인해 지표면에 형성되는 빛의 분포 정도)의 연출이 가능해진다.

도 4에 본 발명에 따른 조광수단(32)과 고정프레임(30)의 다른 결합태양을 도시한 일부 파절 단면도가 도시되는데, 도시된 바와 같이 조광수단(32)의 하우징(33) 후방에 마련되는 가이드 부시(36)내로 고정프레임(30)을 관통시켜 조광수단(32)이 고정프레임(30)상에서 이동이 가능하도록 하되, 가이드 부시(36) 일측에는 조임나사 등과 같은 클램핑 수단(37)을 설치하여 하우징(33)을 고정프레임(30)상의 임의위치에 단속시킬 수 있도록 함으로써 조광수단(32)의 설치(고정)위치를 임의로 설정할 수 있도록 한다.

이때, 상기 고정프레임(30)에 지구본(40)을 지지하고 있는 자전축(31)을 기준으로 하는 계절역서별 황도를 측정눈금(미도시됨.) 등의 수단으로 표시하고, 조광수단(32)의 하우징(33)에 식별눈금(미도시됨.)을 표시하면 지구의 자전과 공전주기에 따른 계절역서별 황도(태양의 궤도)를 현실감있게 연출할 수 있게 된다.

도 5에 본 발명에 따른 조광수단(32)의 다른 실시예가 도시되는데, 도시된 바와 같이 상기 조광수단(32)의 하우징(33)에 제2 마이크로프로세서 수단(MPU2: 26)의 제어에 의해 구동하는 회전모터(M2)를 설치하여 그 구동축(P2)에 피니언(G1)을 축설치하고, 조사각 조절부재(34)의 외주연상에 피니언(G1)과 치합하는 회전기어(G2)를 형성하여 제2 마이크로프로세서 수단(MPU2; 26)의 제어에 의해 조사각 조절부재(34)의 회전을 제어할 수 있도록 구성한다.

위와 같이 구성할 경우 제2 마이크로프로세서 수단(MPU2: 26)에 미리 프로그래밍된 데이터 또는 외부 입력 데이터에 따라 조사각 조절부재(34)의 회전을 자동으로 제어할 수 있으므로 광원(L)에 의한 조사각(a)의 조절을 더욱 편리하게 할 수 있을 뿐만 아니라 계절역서별로 나타나는 지표면에 대한 빛의 분포도를 더욱 정밀하고 정확하게 재현할 수 있게 된다.

도 6에 본 발명에 따른 조광수단(32)과 고정프레임(30)의 또 다른 결합태양을 설명하기 위한 참고 단면도가 도시되는데, 도시된 바와 같이 조광수단(32)의 하우징(33) 일측에 제2 마이크로프로세서 수단(MPU2: 26)의 제어에 의해 구동하는 이동모터(M3)를 설치한 다음 그 구동축(P3)에 웜(G3)을 축설치하고, 고정프레임(30)에 웜(G3)과 치합하는 워엄기어(G4)를 형성하여 제2 마이크로프로세서(MPU2; 26)의 제어에 의해 조광수단(32)의 위치가 조절되도록 한다.

위와 같이 구성할 경우 제2 마이크로프로세서 수단(MPU2: 26)에 미리 프로그래밍된 데이터 또는 외부 입력 데이터에 따라 조광수단(32)의 위치조절을 자동으로 제어할 수 있으므로 조광수단(32)의 조사위치 조절을 더욱 편리하게 할 수 있을 뿐만 아니라 지구의 자전과 공전주기에 따른 계절역서별 황도를 보다 정밀하고 정확하게 재현할 수 있는 것이다.

도 7에 본 발명의 블록도가 도시되는데, 도시된 바와 같이 제1 마이크로프로세서 수단(MPU1; 25)과 제2 마이크로프로세서 수단(MPU2; 26)이 서로 연계되어 상호간에 데이터를 주고 받음을 알 수 있으며, 제2 마이크로프로세서 수단(26)은 연결포트(24)에 연결된 범용 케이블(USB cable)을 통해 외부 기기인 컴퓨터(computer)로부터 데이터를 전송받도록 구성된다.

상기 제1 마이크로프로세서 수단(25)은 조작판넬(21)에 마련되는 각각의 셋팅스위치(23)에 의해 입력되는 외부 입력신호를 처리하여 제2 마이크로프로세서 수단(26)에 전송하여 주기 위한 것으로, 외부 입력신호를 처리하여 주기 위한 신호변조부(251)와, 제2 마이크로프로세서 수단(26)으로부터 전송된 데이터를 표시창(22)으로 출력하여 주기 위한 데이터 출력부(252)로 구성된다.

상기 제2 마이크로프로세서 수단(26)은 지구상의 각 지역별 실시간 데이터(RTC; Rea Time Clock)와 지구의 과거 및 현재와 미래의 각 시기별 공전 및 자전데이터가 입력된 데이터 저장부(RAM; 261)와, 외부 입력신호에 의해 데이터 저장부(261)에 저장된 데이터를 교정 및 보완해주기 위한 데이터 셋팅부(262)와, 외부(조작판넬(21), 컴퓨터)의 원격신호에 의해 구동모터(M1) 및 회전모터(M2)와 이동모터(M3)의 구동을 임의로 제어해주기 위한 구동제어부(263)와, 장비의 현재 작동상태(설정지역, 시간 등)를 제1 마이크로프로세서 수단(25)으로 전송하여 주기 위한 데이터 전송부(264)와, 외부 기기와의 데이터 송수신을 위한 원격제어부(265) 등으로 구성된다.

이상의 구성으로 된 본 발명은 장비에 전원을 인가하면 구동모터(M1)가 24시간 주기로 1회전하며 자전축(31)에 설치된 지구본(40)을 자전시키게 되고 위와 같이 지구본(40)이 자전하는 과정에서 조광수단(32)에 마련된 광원(L)은 자전하는 지구본(40)의 표면에 빛을 조사하여 실제 지구의 자전상황과 동일한 상황을 재현하게 되는 것이며, 고정프레임(31)상에 설치된 조광수단(32)의 위치를 가변시킴과 아울러 광원(L)에 의한 조사각(a)을 조사각 조절부재(34)로 조절할 수 있도록 함으로써 계절역서별 황도와 지구의 공전주기를 정확하고도 사실적으로 재현할 수 있게 된다.

본 발명은 외부(컴퓨터, 조작판넬(21))에서 특정 데이터값(지역, 일짜 및 시간 등)을 입력하면 그와 같은 데이터값을 원격으로 수신받은 제2 마이크로프로세서 수단(26)이 구동모터(M1)를 구동시켜 지구본(40)의 위치를 입력된 데이터값으로 자동 설정함과 아울러 이동모터(M3)를 구동시켜 조광수단(32)의 위치가 자동으로 가변되어 계절역서에 따른 황도를 정확하게 재현할 수 있으며, 또한, 제2 마이크로프로세서 수단(26)의 제어에 의해 회전모터(M2)가 조사각 조절부재(34)를 회전시켜 입력된 데이터 값에 부합되는 광구(35)가 선택되도록 한 것으로 조사각(a)을 임의선택하여 특정한 시기에 특정지역에 형성되는 빛의 분포 등을 정밀하고도 정확하게 재현할 수 있게 된다.

본 발명에서 제시하는 교육용 지구의(10)는 24시간 주기로 자전하는 지구본(40)의 표면에 조광수단(32)에 의한 빛(光)이 조사될 수 있도록 한 것으로, 조광수단(32)의 위치를 가변시킬 수 있도록 함으로써 지구의 자전과 공전에 의한 상황을 매우 사실적으로 재현할 수 있을 뿐만 아니라 조광수단(32)의 광원(L)에 의해 조사되는 빛의 조사각(a)을 조사각 조절부재(34)로 조절할 수 있도록 함으로써 각 지역에 대한 계절역서별 빛의 분포도 등을 사실적이고 정확하게 재현할 수 있어 매우 효율적이고 과학적인 교육이 가능한 것이며, 또한, 본 발명은 현재 본인이 위치하고 있는 지역과 비교하고자 하는 특정 지역간의 시차 등을 시각적으로 즉시 확인할 수 있으므로 교육의 흥미감을 상당히 고취시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

그리고, 본 발명에서 제시하는 지구의(10)는 교육적인 효과는 물론이고 지속적으로 자전하고 있는 지구본 표면을 비추고 있는 조광수단(32)의 빛에 의해 은은한 조명효과가 연출되어 장식효과까지 배가시킬 수 있는 등 본 발명은 그 기대되는 효과가 실로 다대한 매우 유익한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명에서 제시하는 지구의의 바람직한 실시예를 도시한 정면도.

도 2는 본 발명에서 제시하는 지구의의 참고 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 조광수단의 일실시예를 도시한 참고 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 조광수단과 고정프레임의 다른 결합태양을 도시한 참고 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 조광수단의 다른 실시예를 도시한 참고 단면도.

도 6은 본 발명에 따른 조광수단과 고정프레임의 또 다른 결합태양을 설명하기 위한 참고 단면도.

도 7은 본 발명의 블록도.

▣ 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 ▣

10: 지구의 20: 지지수단

21: 조작판넬 24: 연결포트

30: 고정프레임 31: 자전축

32: 조광수단 34: 조사각 조절부재

40: 지구본 M1: 구동모터

M2: 회전모터 M3: 이동모터

Claims

컴퓨터와의 연계를 위한 연결포트(USB port; 24) 및 셋팅스위치(23)를 마련하는 조작판넬(21)과 내부 상태의 출력을 위한 표시창(22)과, 조작판넬(21)의 이면에 장착되며 외부 데이터를 입력하기 위한 제1 마이크로프로세서 수단(MPU1; 25)과, 장비의 작동을 제어하기 위한 제2 마이크로프로세서 수단(MPU2; 26)을 구비하는 지지수단(20)과;

상기 지지수단(20)의 상부에 설치되는 것으로, 구동모터(M1)에 의해 24시간을 주기로 1회전하는 자전축(31)과 자전축(31)과 대응하는 위치에 자전축(31) 방향으로 빛(光)을 조사할 수 있는 조광수단(32)을 설치하여서 된 고정프레임(30)과;

상기 고정프레임(30)의 자전축(31)상에 설치하여 구동모터(M1)에 의해 일방향으로 자전하도록 한 지구본(40)을 포함하는 것을 특징으로 하는 교육용 지구의.
제1항에 있어서;

상기 조광수단(32)은 하우징(33) 내부에 전원에 의해 점등되는 광원(L)을 설치하고, 상기 광원(L)의 선측에 조절손잡이(34a)가 형성된 조사각 조절부재(34)를 마련하여 회전축(P1)상에 회전 가능하게 축설치하며, 상기 조사각 조절부재(34)에 그 규격을 달리하는 복수개의 광구(35)를 마련하여 조사각 조절부재(34)을 회전시켜 광원(L)에 의한 조사각(a)을 임의로 조절할 수 있도록 한 것임을 특징으로 하는 교육용 지구의.
제1항에 또는 제2항에 있어서;

상기 조광수단(32)은 하우징(33) 후방에 형성된 가이드 부시(36)에 의해 고정프레임(30)에 고정되도록 하여 고정프레임(30)상에서 이동이 가능하도록 하고, 가이드 부시(36)에는 하우징(33)을 고정프레임(30)상의 임의위치에 단속시킬 수 있는 클램핑수단(37)을 설치하여 조광수단(32)의 설치위치를 임의로 설정할 수 있도록 한 것임을 특징으로 하는 교육용 지구의.
제1항에 또는 제2항에 있어서;

상기 조광수단(32)의 하우징(33)에 제2 마이크로프로세서 수단(MPU2: 26)의 제어에 의해 구동하는 회전모터(M2)를 설치하여 그 구동축(P2)에 피니언(G1)을 축설치하고, 조사각 조절부재(34)의 외주연상에 피니언(G1)과 치합하는 회전기어(G2)를 형성하여 제2 마이크로프로세서 수단(MPU2; 26)의 제어에 의해 조사각 조절부재(34)의 회전이 제어되도록 한 것임을 특징으로 하는 교육용 지구의.
제1항에 또는 제2항에 있어서;

상기 조광수단(32)의 하우징(33)에 제2 마이크로프로세서 수단(MPU2: 26)의 제어에 의해 구동하는 이동모터(M3)를 설치하여 그 구동축(P3)에 웜(G3)을 축설치하고, 고정프레임(30)에 웜(G3)과 치합하는 워엄기어(G4)를 형성하여 제2 마이크로프로세서 수단(MPU2; 26)의 제어에 의해 조광수단(32)의 위치가 조절되도록 한 것임을 특징으로 하는 교육용 지구의.
제1항에 있어서;

상기 제1 마이크로프로세서 수단(MPU1; 25)은 외부 입력신호를 처리하여 제2 마이크로프로세서수단(MPU2; 26)으로 전송하여 주기 위한 신호변조부(251)와, 제2 마이크로프로세서 수단(26)으로부터 전송된 데이터를 표시창(22)으로 출력하여 주기 위한 데이터 출력부(252)로 구성되며;

상기 제2 마이크로프로세서 수단(MPU2; 26)은 실시간 데이터(RTC; Rea Time Clock)와 지구상의 각 지역에 대한 과거 및 현재와 미래의 공전 및 자전데이터가 입력된 데이터 저장부(RAM; 261)와, 외부 입력신호에 의해 데이터 저장부에 저장된 데이터를 교정 및 보완해주기 위한 데이터 셋팅부(262)와, 외부의 원격신호에 의해 장비의 구동을 임의로 제어하기 위한 구동제어부(263)와, 장비의 현재 상태(설정지역, 시간 등)를 제1 마이크로프로세서 수단(25)으로 전송하여 주기 위한 데이터 전송부(264)와, 외부 기기와의 데이터 송수신을 위한 원격제어부(265)로 구성되어짐을 특징으로 하는 교육용 지구의.