KR100933870B1 - 자율적으로 좌우방향조절가능한 진동카 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자율적으로 좌우방향조절가능한 진동카에 관한 것이다.

소형밧데리에 의하여 전후진 혹은 좌우회전하는 자동차는 복잡한 전자장치들이 설치되어야 하며, 작동이 된다하여도 잦은 고장으로 실용성이 떨어진다.

따라서 이러한 자동차는 거의 완제품 상태로 초중등학생들에게 제공되므로 그 작동원리와 구조에 대한 이해를 위한 물리, 전기교재를 위한 것으로 적합하지 않다.

본 발명은 초중등학생들이 직접 조립할 수 있으며, 조립후에는 직접 작동하여 전진과 좌우 회전이 자유로운 전동차를 개발하였다.

특히 본 발명의 전동차는 1개의 모터와 회전로터를 전방에 배치하고 좌우에는 탄성충돌부를 설치하도록 하였다. 그리고 하부에는 미세한 진동브러시를 설치하는 것만으로 물체에 충돌하면 그 충돌에너지에 의하여 좌우로 회전이 되도록 한다. 그리고 복잡한 방향회전을 위한 구조물이 전무하므로 초중등학생이 아무리 험하게 다루어도 고장이 없어 장시간 작동이 가능하다. 조립후에는 적절한 변형을 위한 상부캡을 설치하여 학생들의 흥미를 유발하고, 충돌을 위한 구조물을 설치후에 간단한 레이싱게임을 함께 즐기면서 물리교육이 가능한 특징이 있다.

학습용, 자동차, 진동

Description

자율적으로 좌우방향조절가능한 진동카{Vibration-car automatically changing direction without the wheels}

본 발명은 하나의 모터에 의하여 전진과 좌우회전이 가능하며, 수륙양용으로도 작동 가능한 학습용 진동카에 관한 것이다.

본 발명은 더 나아가서 초중등학생들이 직접 조립하여 실제로 작동이 가능하면서 좌우 회전도 가능하게 하여 자동차의 작동원리와 함께 재미있는 놀이까지 가능하게 한 진동카에 관한 것이다.

본 발명은 특히 모터의 회전력에 의한 바퀴의 회전이 아닌 진동을 동력원으로 이용하여 전후진과 좌우회전이 가능한 수륙양용 진동카에 관한 것이다.

일반적으로 전기에 의하여 전후진 혹은 좌우 회전 가능한 소형 완구형태의 자동차는 전후진과 좌우회전을 위하여 센서를 전후방에 부착하여 충돌시 그 신호에 의하여 바퀴축을 좌우로 회전하는 것이 일반적이다. 보다 발전된 것은 내부에 적절한 마이크로 프로세서를 내장하여 충돌전에 전방의 물체를 인식하여 스텝모터에 의한 바퀴의 좌우회전수 조절에 의하여 방향을 전환한다.

이러한 전동 자동차는 기본적으로 전방에 적절한 센서를 부착하여야 하며, 이 센서에 의하여 감지되어 오는 신호를 판단하는 중앙제어장치를 필수적으로 설치하여야 한다. 이러한 중앙제어장치는 신호판단과 어느 부위의 센서인지등을 연산하는 방식이 필요하다.

이상의 전자 장치를 설치한 자동차는 초중등학생들이 직접 조립하고, 작동하기 위해서는, 우선 부품값이 상당히 필요하며, 설사 조립이 된다하여도 복잡한 회로와 장치들로 작동중에 쉽게 고장이 난다. 특히 한번 고장이 나게 되면 전자장치의 고장이므로 수리도 불가능하여 대개의 경우 1, 2회 사용하고 나면 거의 폐기되는 것이 현실이다.

본 발명은 초중등학생이 전자회로에 관한 지식이 전무하다 하여도 손쉽게 조립하여 전진과 좌우회전이 가능한 자동차를 제공하고자 한다.

본 발명은 또한 조립후 작동중에 심한 충돌이 가해진다 하여도 아무런 고장이 없이 장시간 사용가능한 자동차를 제공하고자 한다.

본 발명은 또한 적절한 부품의 교체로 전진속도, 좌우회전속도의 변화도 가능하게 하여 초중등학생들이 무게의 변화, 속도의 변화를 직접 체험할 수 있는 진동카를 제공하고자 한다.

본 발명은 또한 동일한 형태에서 부품의 교체만으로 자동차에서 배로도 변신이 가능하도록 한 수륙양용 자동차로도 이용가능하게 한다.

본 발명은 전진을 위한 구동력을 단일의 모터를 이용하되, 구동바퀴가 아닌 진동브러시를 이용하여 진동력으로 전진이 가능하게 하였다.

본 발명은 종래 자동차의 조립시 구동력을 전달받아 바퀴를 회전하여 전진과 후진 혹은 좌우회전이 가능하던 것을, 바퀴의 구동을 대신하여 하부에 진동브러시를 설치하여 전달된 바퀴의 회전이 아닌 브러시의 진동에 의한 전후진과 좌우회전이 가능하게 하였다.

또한 본 발명은 전진시 전방에 있는 물체와 충돌이 되는 경우 그 충돌에너지를 좌우에 탄성체를 설치하여 차체의 좌우회전을 자체적으로 가능하게 하였다.

본 발명은 단일의 모터와 스위치회로외에는 아무런 센서와 제어장치가 불필요하므로 초중등학생에 의한 무리한 조립과 작동으로도 고장이 전무하게 하였다.

본 발명은 아무런 전자적 장치가 없이 좌우 회전이 가능하다. 이러한 좌우회전은 학생들에게 게임과 같은 흥미를 유발하면서 충돌에너지, 탄성에너지 그리고 로터캡의 무게변화에 의한 진동브러시의 변화 그리고 속도 변화등의 물리적 변화를 직접 체험하게 하여 물리교육에 최적의 교재로 이용가능하다.

본 발명은 특히 바퀴의 회전을 위한 복잡한 전동장치가 불필요하고, 단 하나의 모터의 회전력을 진동으로 전달받아 자동차의 동작이 가능하게 되어, 작동이 대단히 간편하며 전동장치의 조립이 불필요하며 동시에 고장이 없는 특징이 있다.

본 발명은 또한 회전로터를 대신하여 프로펠러를 부착하고, 하부에 부력을 주는 구조물을 설치하여 수륙 양용으로도 이용가능한 자동차구조를 제공하여 학습자에게 최대의 흥미를 유발할 수 있다.

또한 본 발명의 자동차를 평판에 배치하고 적절한 안내 판넬을 이용하여 전진하여 오는 자동차의 탄성충돌부를 충돌하도록 하여, 자동차의 방향을 원하는 대로 전환할 수 있으며, 이러한 전환 작동으로 학습자는 물리학습과 함께 게임을 할 수 있어 자연스러운 과학학습효과를 이룰 수 있다.

본 발명은 자율적으로 좌우방향조절가능한 진동카에 관한 것이다.

본 발명은 전방과 후방에 설치된 탄성충돌부와 회전로터에 의한 진동으로 전진동작이 가능하게 하며, 동시에 좌측 혹은 우측으로의 방향전환도 가능한 진동카에 관한 것이다.

이하 본 발명의 대표적인 실시예를 첨부한 도면에 의하여 구체적으로 설명한다.

도 1 은 본 발명의 전체적인 구성을 도시한 사시도이며, 도 2 는 본 발명의 또 다른 실시예의 사시도이고, 도 3 은 본 발명의 회전로터와 캡의 분리상태 사시도이며, 도 4 는 본 발명의 측단면구성도이고, 도 5 는 본 발명의 상부캡 탈착 상태를 도시한 사시도이다.

도 6 는 본 발명의 진동카를 배로 이용할 수 있는 상태를 도시한 측단면 구성도이다.

본 발명은 전방탄성충돌부(1)와 후방탄성충돌부(1b)가 양측단부에 돌출성형되며, 박스형태의 내측 전방에 모터(2)를 설치하며, 이 모터의 구동동력을 공급하는 밧데리를 적재할 수 있는 전기공급부(5)를 모터의 후방에 설치하며, 이 전기공급부의 후방에 전원 공급의 온오프를 위한 스위치(6)가 설치된 본체,

상기한 본체의 하부에 전방을 향하여 갈수록 길이가 짧아지도록 구성한 진동브러시(10)들이 본체하부에 수직방향으로 설치된 드라이브부,

상기한 본체의 전방에 설치된 탄성충돌부의 중앙에 모터축과 축결되어져 회전하는 회전로터(20)가 설치되어져 있는 진동발생부로 구성되는 자율적으로 좌우방향조절가능한 진동카에 관한 것이다.

본 발명에서 전기공급부는 일반적으로 소형모터(2)의 동작을 위하여 AA, 혹 은 AAA형 밧데리들이 내장되는 곳이며, 모터의 형식에 따라 여러 형태로 설치가능하다.

본 발명에서 본체의 전방과 후방에 설치된 전방.후방탄성충돌부(1)(1b)는 회전로터의 회전동작에 의하여 진동이 발생하면, 하부의 진동브러시의 진동으로 전진하면서 정면, 측면등에 있는 장애물에 충돌하여 충돌에 의한 에너지를 이용하여 차체의 방향을 전환가능하게 하는 구조물이다.

본 발명에서 드라이부에 설치된 진동브러시(10)는 도 4에 도시하듯이 전방에서 부터 후방으로 갈수록 길어지게 구성하여 본체가 전방을 향하여 진동카가 기울어지게 된다. 이렇게 전방을 향하여 기울이지게 되면서 무게중심을 전방으로 치우치게 되어 진동발생시 전방을 향한 전진이 보다 용이하게 한다

또한 진동브러시의 배치를 함에 있어, 진동브러시를 식재하는 하부에 브러시삽입공(10a)을 경사지도록 하여, 이곳에 진동브러시를 삽입고정하면 브러시들이 경사진 방향대로 고정이 되도록 한다.

본 발명의 또 다른 특징으로 본체의 전방탄성충돌부(1)가 중앙에 배치되는 회전로터(20)보다 길이(d)만큼 뒤에 배치하여주는 것이다. 이러한 구조는 진동카가 전진하면서 정면에 장애물이 있는 경우 회전로터에 의한 충돌로 차체가 방향을 전환하게 되며, 이러한 차체방향전환시 동시에 좌우측 탄성충돌부도 충돌이 되어 방향전환이 신속하게 이루어 지게 된다.

본 발명의 또 다른 예로 도 2에 도시하듯이 전방의 양측단부에 설치된 전방탄성충돌부를 생략하고, 이곳에 별도의 탄성체(8)를 설치하여 충돌시 발생하는 에너지를 보다 효과적으로 방향전환용 에너지로 활용가능하게 하는 것이다. 여기서 탄성체란 자동차가 전진하면서 물체에 충돌하면 그 충돌에너지를 이용하여 차체에 적절한 반동을 주기 위한 구조물이다. 탄성체라 하여도 고무와 같이 너무 탄성력이 높은 것은 충돌에너지를 자체적으로 흡수 제거하여 차체에 대한 회전력을 부여하지 못하므로 어느 정도의 강도를 갖는 것이 적당하다. 구체적으로는 스프링이 적당하며, 이외에도 고무벌룬과 같이 벌브체, 적절하게 탄성이 조절된 고무봉체 등이 모두 사용가능하다. 이러한 탄성체의 선택은 진동카의 속도, 중량등에 의하여 적절한 좌우 전환기능이 부여되는 것으로 선택하게 된다.

본 발명에서 진동발생부의 회전로터(20)에 탄성재질로 구성된 로터캡(21)은도 3에 도시하듯이 로터캡이 임의로 탈착가능하게 한다. 여기서 로터캡(21)은 회전로터의 전체를 포괄하는 것으로, 회전로터의 충돌시 그 충돌에너지를 흡수하면서 동시에 로터캡에 적절한 무게에 의하여 회전시 미세한 진동을 주도록 한다. 미세한 진동은 하부에 설치된 진동브러시를 진동하게 하므로 전진동작이 이루어진다. 회전로터에는 별도의 체결공(20a)들을 다수개 형성하여, 모터와 체결시 체결위치를 길거나 짧게 하여 진동의 강도를 필요한 대로 선택가능하게 한다. 또한, 회전로터의 단부측을 향하여 팽윤부(20b)를 설치하여 로터캡이 일단 이곳에 장착이 되면 회전시 이탈하지 않도록 한다.

본 발명에서 본체의 스위치(6)가 유선 혹은 무선신호에 의하여 온.오프 제어 가능하도록 하여, 원거리에서 직접 온.오프 하면서 전진과 좌우회전을 임의로 가능하게 한다. 전기공급방향을 순방향과 역방향으로 전환하여 회전로터의 회전방향을 정방향과 역방향으로 전환하여 하나의 모터라 하여도 좌우 회전 등이 임의로 가능하게 할 수 있다. 스위치의 회전방향이 왼쪽으로 회전하면 회전방향으로 중심이 쏠 리게 되므로 그 방향으로 차체가 기울어지면서 진행하게 된다. 따라서 회전로터의 방향을 변환시키게 되면 좌우회전이 임의로 조정이 가능하게 된다.

본 발명에서 본체의 전후좌우측면에 결합부(9)를 설치하여 상부캡(30)을 임의로 탈착가능하게한다. 여기서 상부캡이란 사용자가 원하는 형태의 것은 어느 형태로도 가능하며, 초중등학생의 흥미를 유발할 수 있는 로봇형태, 자동차형태, 탱크형태 등 얼마든지 변형이 가능하다.

본 발명의 또 다른 예로서 본체의 모터(2)에 대한 전기공급과 동시에 발광소자 혹은 멜로디나 사이렌 소리와 같은 음발생소자를 설치하여 회전로터의 회전과 연동하여 소리와 광을 발생하도록 할 수 있다. 필요에 따라서는 좌우회전시 그 회전방향대로 좌측의 발광소자 혹은 우측의 발광소자를 점등 혹은 점멸 동작하도록 하여 시각적 효과를 줄 수 있다. 이러한 구조적 변경은 당업계에서 인용가능한 여러 가지 전자적 기능을 첨부하여 구현 가능하다.

본 발명의 진동카는 실제 초중등 학생들이 작동을 하는 경우 평판에 진동카를 배치하여 놓고, 진동카가 전진하여 오면, 그 전진 방향에 손으로 들수 있는 자그마한 판넬을 들고 진동카의 전방탄성충돌부(1)와 후방탄성충돌부(1b)에 방향전환안내를 위한 판넬을 접촉하여 주어 방향 전환을 유도하게 된다. 즉, 전진하여 오는 진동카의 회전로터, 탄성충돌부의 어느 한 부위가 충돌이 되면 차량이 충돌에 의하여 회전이 되면서 방향을 틀어 다른 방향으로 이동하게 되는 것이다.

이러한 작동에 의하여 초중등 학생은 차량의 조작과 방향 전환, 충돌에너지 그리고 작용과 반작용의 운동의 법칙들을 손쉽게 이해할 수 있는 것이다.

본 발명의 또 다른 예로 도 7과 같이 회전로터를 후방에 설치한, 즉 전기공급부와 회전로터를 거꾸로 배치하여도 차량의 동작에는 이상이 없다. 즉, 회전로터의 회전동작으로 차체에 진동이 주어지며, 이 진동력이 하부의 진동브러시가 진동하게 되므로 자동차의 전후진 동작은 동일하다. 다만, 전진하는 방향으로 회전로터가 배치될 수록 속도는 더 높으며, 후방에 배치될 수록 무게중심의 역활로 속도가 낮아지게 된다.

본 발명의 또 다른 예로 도 6에 도시한 것은 회전로터(20)를 대신하여 프로펠러(40)를 장착하여 주고, 하부의 진동브러시에 부력발생부(50)를 설치하여 주는 수륙 양용 구조를 갖는 것이다.
부력발생부란 주로 합성수지를 발포시킨 것 혹은 공기를 충진한 에어벌룬같은 것을 의미하며, 본체하부에 이들을 부착하여 본체가 물에서 부상하면 진동에 의하여 이동이 가능하게 할 수 있는 것이다.

도 1 은 본 발명의 전체적인 구성을 도시한 사시도,

도 2 는 본 발명의 또 다른 실시예의 사시도,

도 3 은 본 발명의 회전로터와 캡의 분리상태 사시도,

도 4 는 본 발명의 측단면구성도,

도 5 는 본 발명의 상부캡 탈착 상태를 도시한 사시도,

도 6 은 본 발명의 수상용으로 사용하는 상태의 측단면구성도,

도 7 은 본 발명의 또 다른 실시예의 사시도임.

Claims (10)

1. 전방탄성충돌부(1)와 후방탄성충돌부(1b)가 양측단부에 돌출성형되며, 박스형태의 내측 전방에 모터(2)를 설치하며, 이 모터의 구동동력을 공급하는 밧데리를 적재할 수 있는 전기공급부(5)를 모터의 후방에 설치하며, 이 전기공급부의 후방에 전원 공급의 온오프를 위한 스위치(6)가 설치된 본체,

   상기한 본체의 하부에 전방을 향하여 갈수록 길이가 짧아지도록 구성한 진동브러시(10)들이 본체하부에 수직방향으로 설치된 드라이브부,

   상기한 본체의 전방에 설치된 탄성충돌부의 중앙에 모터축과 축결되어져 회전하는 회전로터(20)가 설치되어져 있는 진동발생부로 구성되는 자율적으로 좌우방향조절가능한 진동카.
2. 제 1 항에 있어서,

   본체의 전방탄성충돌부(1)에 체결된 탄성체(8)는 회전로터(20)보다 길이(d)만큼 후방에 배치되도록 설치하는 것을 특징으로 하는 자율적으로 좌우방향조절가능한 진동카.
3. 제 1 항에 있어서,

   진동발생부의 회전로터(20)에 탄성재질로 구성된 로터캡(21)을 임의로 탈착가능하게 하는 것을 특징으로 하는 자율적으로 좌우방향조절가능한 진동카.
4. 제 1 항에 있어서,

   회전로터(20)에 체결공(20a)들을 다수개 형성하며, 단부측을 향하여 팽윤부(20b)를 형성한 것을 특징으로 하는 자율적으로 좌우방향조절가능한 진동카
5. 제 1 항에 있어서,

   본체의 전후좌우측면에 결합부(9)를 설치하여 상부캡(30)을 임의로 탈착가능하게 하는 것을 특징으로 하는 자율적으로 좌우방향조절가능한 진동카.
6. 제 1 항에 있어서,

   본체의 스위치(6)가 (+)(-)정역가능하여 회전로터(20)의 회전방향이 임의로 정역변환가능한 것을 특징으로 하는 자율적으로 좌우방향조절가능한 진동카.
7. 제 1 항에 있어서,

   드라이브부의 진동브러시를 식재하는 브러시삽입공(10a)이 경사지도록 구성하는 것을 특징으로 하는 자율적으로 좌우방향조절가능한 진동카.
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