KR101017224B1 - 다목적 궤도설비 - Google Patents

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KR101017224B1
KR101017224B1 KR1020100099922A KR20100099922A KR101017224B1 KR 101017224 B1 KR101017224 B1 KR 101017224B1 KR 1020100099922 A KR1020100099922 A KR 1020100099922A KR 20100099922 A KR20100099922 A KR 20100099922A KR 101017224 B1 KR101017224 B1 KR 101017224B1
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    • A63H18/16Control of vehicle drives by interaction between vehicle and track; Control of track elements by vehicles
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Abstract

본 발명은 다목적으로 활용될 수 있는 궤도설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전축을 중심으로 시소운동하는 메인프레임 상의 레일을 따라 이동하는 승하강수단을 포함하여 실내 또는 실외에 설치되어 놀이기구나 체험교구 등 다목적으로 활용될 수 있으며, 이동수단에 의해 이동하며 메인프레임을 시소운동시키는 중량체가 용이하게 이동할 수 있도록 마찰력을 줄이고 또한 중량체의 이동시 발생하는 소음을 줄여 친환경적이며 실내에의 설치효용성을 높일 수 있으며, 메인프레임상에서 이동하는 중량체와 승하강수단 상호간을 연결하여 어느 하나의 이동이 다른 하나의 이동을 보조해줄 수 있도록 하며, 특히 탑승자가 그린에너지의 양과 그로부터 발휘되는 동력의 크기를 직접 체감할 수 있어 그린에너지에 대한 체험교구로 활용될 수 있는 다목적 궤도설비에 관한 것이다.

Description

다목적 궤도설비{A Multipurpose Track Equipment}
본 발명은 다목적으로 활용될 수 있는 궤도설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전축을 중심으로 시소운동하는 메인프레임 상의 레일을 따라 이동하는 승하강수단을 포함하여 실내 또는 실외에 설치되어 놀이기구나 체험교구 등 다목적으로 활용될 수 있으며, 이동수단에 의해 이동하며 메인프레임을 시소운동시키는 중량체가 용이하게 이동할 수 있도록 마찰력을 줄이고 또한 중량체의 이동시 발생하는 소음을 줄여 친환경적이며 실내에의 설치효용성을 높일 수 있으며, 메인프레임상에서 이동하는 중량체와 승하강수단 상호간을 연결하여 어느 하나의 이동이 다른 하나의 이동을 보조해줄 수 있도록 하며, 특히 탑승자가 그린에너지의 양과 그로부터 발휘되는 동력의 크기를 직접 체감할 수 있어 그린에너지에 대한 체험교구로 활용될 수 있는 다목적 궤도설비에 관한 것이다.
현대사회에서는 궤도를 이용한 다양한 설비들이 실생활에 활용되어 오고 있으나, 이러한 설비들은 그 설치장소에 제약이 있음은 물론 활용되는 분야에 있어서도 대규모 운송설비나 놀이기구 등에 한정되어 이용되고 있는 실정이다. 또한, 기존의 궤도설비들은 복잡한 작동구조를 채택하고 있음으로 인해 운영 및 관리를 함에 있어서는 비효율적인 문제를 갖고 있다.
한편, 최근에는 기존의 화석연료를 이용한 에너지를 대체하기 위해 태양광설비를 비롯한 각종 그린에너지를 생산하는 설비에 대해 관심과 연구가 집중되고 있는데, 커지는 관심에 비해 이러한 그린에너지의 생산과 그 효용성을 체험할 수 있는 설비는 미비한 실정이다. 특히, 자라나는 어린 세대에 대한 교육을 위해 활용될 수 있도록 이러한 그린에너지의 생산과 그 효용성과 중요성을 직접 체험을 통해 느낄 수 있도록 하는 체험교구에 대한 필요성이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
본 발명의 목적은 회전축을 중심으로 시소운동하는 메인프레임 상의 레일을 따라 이동하는 승하강수단을 포함하여 실내 또는 실외에 설치되어 놀이기구나 체험교구 등 다목적으로 활용될 수 있는 궤도설비를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이동수단에 의해 이동하며 메인프레임을 시소운동시키는 중량체가 용이하게 이동할 수 있도록 마찰력을 줄이고 또한, 중량체의 이동시 발생하는 소음을 줄여 친환경적이며 실내에의 설치효용성을 높일 수 있는 다목적 궤도설비를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 메인프레임상에서 이동하는 중량체와 승하강수단 상호간을 연결하여 어느 하나의 이동이 다른 하나의 이동을 보조해줄 수 있도록 하는 다목적 궤도설비를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이동수단이 태양광발전설비로부터 생산된 그린에너지를 입력받아 작동하며, 승하강수단에는 탑승자가 탑승할 수 있는 탑승석과, 입력되는 그린에너지의 양과 이를 입력받아 발휘되는 구동부의 동력의 크기를 표시하는 표시부를 포함하여, 탑승자가 그린에너지의 양과 그로부터 발휘되는 동력의 크기를 직접 체감할 수 있어 그린에너지에 대한 체험교구로 활용될 수 있는 다목적 궤도설비를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 메인프레임의 시소운동에 따라 메인프레임의 레일상을 왕복운동하는 승하강수단의 운동에너지를 이용하여 발전하는 에너지의 양을 표시하는 제2표시부를 추가로 포함하여, 운동에너지를 이용한 발전에 대한 체험교구로도 활용될 수 있는 다목적 궤도설비를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 다목적 궤도설비는 다음과 같은 구성을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다목적 궤도설비는 회전축을 중심으로 시소운동하는 메인프레임; 자중을 이용해 상기 메인프레임이 시소운동을 할 수 있도록 하는 중량체; 상기 중량체를 이동시키는 이동수단; 상기 메인프레임의 시소운동에 따라 메인프레임상을 이동하는 승하강수단;을 포함하며, 상기 중량체 및 이동수단은 각각 상기 메인프레임에서 상기 승하강수단이 위치하는 측의 타측에 연결되어 상기 메인프레임과 일체로 연동하고, 상기 이동수단이 상기 중량체를 이동시키는데 소요되는 힘을 절감할 수 있도록 하는 이동보조수단을 추가로 포함하며, 상기 메인프레임의 하부에 위치하는 상기 중량체가 원활하게 이동할 수 있도록 상기 중량체의 하부를 지지하는 받침부와, 상기 받침부와 중량체 간의 마찰력을 절감시킬 수 있는 슬라이딩부를 추가로 포함하며, 상기 메인프레임은 상기 승하강수단이 원활하게 이동할 수 있도록 상기 메인프레임상에 형성되는 제2레일부를 추가로 포함하고, 상기 승하강수단은 상기 제2레일부를 따라 이동하며 회전할 수 있는 제2레일결합회전부를 포함하며, 상기 메인프레임의 회전축을 지지하는 지지프레임상에 다수 개의 관통공을 형성하고, 시소운동하는 메인프레임의 회동범위를 일정범위 이내로 제한할 수 있도록 상기 관통공에 삽입되어 시소운동하는 상기 메인프레임에 걸릴 수 있는 락킹용봉을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 다목적 궤도설비에 있어서 상기 메인프레임의 하부에 상기 중량체, 이동보조수단, 받침부 및 슬라이딩부를 내부에 포함하는 밀폐부를 형성하여 다목적 궤도설비의 작동과정에서 발생하는 소음을 절감시킬 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다목적 궤도설비는 회전축을 중심으로 시소운동하는 메인프레임; 자중을 이용해 상기 메인프레임이 시소운동을 할 수 있도록 하는 중량체; 상기 중량체를 이동시키는 이동수단; 상기 메인프레임의 시소운동에 따라 메인프레임상을 이동하는 승하강수단;을 포함하며, 상기 중량체 및 이동수단은 각각 상기 메인프레임에서 상기 승하강수단이 위치하는 측의 타측에 연결되어 상기 메인프레임과 일체로 연동하고, 상기 이동수단이 상기 중량체를 이동시키는데 소요되는 힘을 절감할 수 있도록 하는 이동보조수단을 추가로 포함하며, 상기 메인프레임의 하부에 위치하는 상기 중량체가 원활하게 이동할 수 있도록 상기 메인프레임의 하부에 형성되는 제1레일부를 추가로 포함하고, 상기 중량체는 상기 제1레일부를 따라 이동할 수 있도록 중량체의 상부에 형성되는 제1레일결합부를 포함하며, 상기 메인프레임은 상기 승하강수단이 원활하게 이동할 수 있도록 상기 메인프레임상에 형성되는 제2레일부를 추가로 포함하고, 상기 승하강수단은 상기 제2레일부를 따라 이동하며 회전할 수 있는 제2레일결합회전부를 포함하며, 상기 메인프레임의 회전축을 지지하는 지지프레임상에 다수 개의 관통공을 형성하고, 시소운동하는 메인프레임의 회동범위를 일정범위 이내로 제한할 수 있도록 상기 관통공에 삽입되어 시소운동하는 상기 메인프레임에 걸릴 수 있는 락킹용봉을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 다목적 궤도설비에 있어서 상기 중량체는 상기 제1레일결합부에 힌지결합되어 회동할 수 있는 중량추형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다목적 궤도설비는 회전축을 중심으로 시소운동하는 메인프레임; 자중을 이용해 상기 메인프레임이 시소운동을 할 수 있도록 하는 중량체; 상기 중량체를 이동시키는 이동수단; 상기 메인프레임의 시소운동에 따라 메인프레임상을 이동하는 승하강수단;을 포함하며, 상기 중량체는 상기 메인프레임의 양단측에 별도로 설치되어 왕복운동하고, 상기 중량체와 메인프레임의 일단은 케이블로 연결되어 상기 중량체의 왕복운동에 따라 상기 메인프레임이 시소운동을 하며, 상기 이동수단이 상기 중량체를 이동시키는데 소요되는 힘을 절감할 수 있도록 하는 이동보조수단을 추가로 포함하며, 상기 메인프레임의 양단측에 각각 메인프레임의 시소운동방향에 상응하게 형성되는 안내트랙을 추가로 포함하고, 상기 메인프레임은 양단에 각각 상기 안내트랙을 따라 이동할 수 있는 트랙결합부를 포함하며, 상기 메인프레임은 상기 승하강수단이 원활하게 이동할 수 있도록 상기 메인프레임상에 형성되는 제2레일부를 추가로 포함하고, 상기 승하강수단은 상기 제2레일부를 따라 이동하며 회전할 수 있는 제2레일결합회전부를 포함하며, 상기 메인프레임의 회전축을 지지하는 지지프레임상에 다수 개의 관통공을 형성하고, 시소운동하는 메인프레임의 회동범위를 일정범위 이내로 제한할 수 있도록 상기 관통공에 삽입되어 시소운동하는 상기 메인프레임에 걸릴 수 있는 락킹용봉을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 다목적 궤도설비에 있어서 상기 안내트랙은 상기 메인프레임의 양단부가 그리는 궤적에 상보적인 윤곽을 가지는 레일을 포함하여 상기 메인프레임의 양단부가 시소운동시 상기 안내트랙에 의해 원활하게 안내될 수 있도록 하며, 상기 트랙결합부는 상기 안내트랙의 레일에 상보적인 형상을 가지거나, 레일을 따라 이동가능한 롤러 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 다목적 궤도설비에 있어서 상기 메인프레임은 양단부에 리미트스위치를 포함하고, 상기 안내트랙은 일정 위치에 리미트스위치를 추가로 포함하여, 상기 메인프레임의 리미트스위치와 상기 안내트랙의 리미트스위치가 상호 연동하여 메인프레임의 회전방향을 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 다목적 궤도설비에 있어서 상기 메인프레임 상부에서 이동하는 상기 승하강수단와 상기 메인프레임의 하부에서 이동하는 상기 중량체 상호 간을 일정 길이의 제2와이어로 연결함으로써, 승하강수단와 중량체 중 어느 하나의 이동이 다른 하나의 이동을 보조해줄 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 다목적 궤도설비에 있어서 상기 제2레일부는 기어치가 맞물려 회전할 수 있는 기어트랙형태로 형성되고, 상기 제2레일결합회전부는 상기 기어트랙을 따라 이동하며 회전하는 기어형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 다목적 궤도설비는 상기 이동수단이 태양광발전설비로부터 생산된 그린에너지를 입력받아 작동하며, 상기 승하강수단에는 탑승자가 탑승할 수 있는 탑승석과, 입력되는 그린에너지의 양과 이를 입력받아 발휘되는 이동수단의 동력의 크기를 표시하는 표시부를 포함하여, 탑승자가 그린에너지의 양과 그로부터 발휘되는 동력의 크기를 직접 체감할 수 있어 그린에너지에 대한 체험교구로 활용될 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 다목적 궤도설비는 상기 메인프레임상의 레일을 따라 이동하는 승하강수단의 운동에너지를 이용하여 발전하는 발전기; 상기 발전기에서 발전하는 에너지의 양을 표시하는 제2표시부;를 추가로 포함하여, 운동에너지를 이용한 발전에 대한 체험교구로 활용될 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 회전축을 중심으로 시소운동하는 메인프레임 상의 레일을 따라 이동하는 승하강수단을 포함하여 실내 또는 실외에 설치되어 놀이기구나 체험교구 등 다목적으로 활용될 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 이동수단에 의해 이동하며 메인프레임을 시소운동시키는 중량체가 용이하게 이동할 수 있도록 마찰력을 줄이고 또한, 중량체의 이동시 발생하는 소음을 줄여 친환경적이며 실내에의 설치효용성을 높일 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 메인프레임상에서 이동하는 중량체와 승하강수단 상호간을 연결하여 어느 하나의 이동이 다른 하나의 이동을 보조해줄 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
본 발명은 이동수단이 태양광발전설비로부터 생산된 그린에너지를 입력받아 작동하며, 승하강수단에는 탑승자가 탑승할 수 있는 탑승석과, 입력되는 그린에너지의 양과 이를 입력받아 발휘되는 구동부의 동력의 크기를 표시하는 표시부를 포함하여, 탑승자가 그린에너지의 양과 그로부터 발휘되는 동력의 크기를 직접 체감할 수 있어 그린에너지에 대한 체험교구로 활용될 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 메인프레임의 시소운동에 따라 메인프레임의 레일상을 왕복운동하는 승하강수단의 운동에너지를 이용하여 발전하는 에너지의 양을 표시하는 제2표시부를 추가로 포함하여, 운동에너지를 이용한 발전에 대한 체험교구로도 활용될 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적 궤도설비의 사시도
도 2는 도 1의 다목적 궤도설비의 측면도
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다목적 궤도설비의 측면도
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다목적 궤도설비의 사시도
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다목적 궤도설비의 측면도
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다목적 궤도설비의 사시도
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다목적 궤도설비의 사시도
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다목적 궤도설비의 사시도
도 9는 도 8의 승하강수단 내부 구성을 도시한 분해사시도
도 10은 본 발명에 따른 다목적 궤도설비의 작동과정을 순서대로 도시한 참고도
도 11과 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다목적 궤도설비의 측면도
이하에서는 본 발명에 따른 다목적 궤도설비의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적 궤도설비의 사시도이고, 도 2는 도 1의 다목적 궤도설비의 측면도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다목적 궤도설비의 측면도이고, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다목적 궤도설비의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다목적 궤도설비의 측면도이고, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다목적 궤도설비의 사시도이고, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다목적 궤도설비의 사시도이고, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다목적 궤도설비의 사시도이고, 도 9는 도 8의 승하강수단 내부 구성을 도시한 분해사시도이고, 도 10은 본 발명에 따른 다목적 궤도설비의 작동과정을 순서대로 도시한 참고도이다.
도 1 내지 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적 궤도설비는 회전축(110)을 중심으로 시소운동하는 메인프레임(10); 자중을 이용해 상기 메인프레임(10)이 시소운동을 할 수 있도록 하는 중량체(20); 상기 중량체(20)를 이동시키는 이동수단(30); 상기 이동수단(30)이 상기 중량체(20)를 이동시키는데 소요되는 힘을 절감할 수 있도록 하는 이동보조수단(40); 상기 메인프레임(10)에 연결되어 메인프레임(10)의 시소운동에 따라 메인프레임(10)상을 이동하며 발전하는 승하강수단(50);를 포함할 수 있다.
상기 메인프레임(10)은 본 발명에 따른 다목적 궤도설비의 주요 골격을 이루는 지지프레임(70)에 회전축(110)을 중심으로 힌지결합되어 상기 회전축(110)을 중심으로 좌우가 각각 번갈아 상하로 시소운동하게 되는 구성으로, 상기 메인프레임(10)은 후술하게 될 중량체(20)의 이동에 따라 중량체(20)의 중량과 중력에 의한 위치에너지에 의해 시소운동을 하게 되며, 상기 메인프레임(10)이 시소운동함에 따라 상기 메인프레임(10) 상에 위치하는 후술하게 될 승하강수단(50)는 상기 메인프레임(10) 상을 왕복이동하게 된다. 상기 메인프레임(10)에는 메인프레임(10)이 상기 회전축(110)을 중심으로 회동하는 범위를 제한할 수 있도록 하기 위한 다양한 형태의 락킹수단이 형성될 수 있는데, 특히 상기 회전축(110)을 중심으로 상기 지지프레임(70)의 일정부분에 다수 개의 관통공(710, 도 4 참조)을 형성하여 조절하고자 하는 상기 메인프레임(10)의 회동범위에 맞추어 관통공에 락킹용봉(720, 도 4 참조)을 삽입하여 락킹용봉(720)에 회동하는 메인프레임(10)이 걸려 일정범위 이상 회동할 수 없도록 회동범위를 조절할 수 있게 할 수 있다. 기타 상기 메인프레임(10)에 형성되는 구체적인 세부구성들에 대해서는 후술하게 될 (메인프레임(10)에 연결되는)구성들에 대한 설명에서 상술하도록 한다.
상기 중량체(20)는 자중을 이용해 상기 메인프레임(10)이 시소운동을 할 수 있도록 하는 구성으로, 상기 중량체(20)만의 자중에 의해 후술하게 될 승하강수단(50)이 상부에 위치한 상기 메인프레임(10)을 시소운동시킬 수 있기 위해서는 상기 중량체(20)의 중량(W1)은 후술하게 될 승하강수단(50)의 중량(W2)보다는 무거워야 한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 도 1에 도시된 바와 같이 상기 중량체(20)가 후술하게 될 이동수단(30) 및 이동보조수단(40)과 함께 상기 메인프레임(10)에서 후술하게 될 승하강수단(50)가 위치하는 측의 타측에 연결되어 상기 메인프레임(10)과 함께 움직일 수 있게 형성된다. 이 경우 통상 상기 메인프레임(10)의 하부에 위치하게 되는 상기 중량체(20)가 상기 메인프레임(10)의 길이방향으로 원활하게 이동할 수 있기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 상기 다목적 궤도설비는 상기 메인프레임(10)의 하부에 위치하며 상기 중량체(20)의 하부를 지지하는 받침부(120)와 상기 받침부(120)와 중량체(20) 간의 마찰력을 절감시킬 수 있는 슬라이딩부(130)가 추가로 형성될 수 있다.
상기 받침부(120)는 상기 메인프레임(10)의 하측에서 연장되어 상기 중량체(20)를 수용할 수 있는 박스형태를 가지며 통상 상기 메인프레임(10)의 하부에 위치하게 되는 상기 중량체(20)가 처지지 않고 상기 메인프레임(10)의 길이방향을 따라 이동할 수 있도록 하기 위해 상기 중량체(20)의 하부를 지지하는 받침대 역할을 수행하는 구성이다. 다만, 상기 받침부(120)와 상기 중량체(20)의 하부가 서로 접촉하기 때문에 접촉에 의해 마찰력을 줄이기 위해 슬라이딩부(130)가 상기 받침부(120)의 상면에 형성되게 된다.
상기 슬라이딩부(130)는 상기 받침부(120)의 상면에서 상기 받침부(120)와 중량체(20) 간의 마찰력을 절감시킬 수 있도록 하는 구성으로, 마찰력을 절감시킬 수 있는 한 도 1에 도시된 바와 같이 다수 개의 롤러가 연속적으로 배열되는 구조를 갖거나 또는 다수 개의 볼베어링이 형성되는 등의 다양한 형태와 구조를 갖을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 경우 통상 상기 메인프레임(10)의 하부에 위치하게 되는 상기 중량체(20), 받침부(120), 슬라이딩부(130) 등을 내부에 포함하여 밀폐시키는 밀폐부(140)가 추가로 형성될 수 있는데, 상기 밀폐부(140)는 상기 메인프레임(10)의 하부에서 빈번하게 왕복운동하게 되는 상기 중량체(20)를 비롯한 구성들에서 발생하게 되는 소음을 절감시킬 수 있게 하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이 상기 중량체(20), 받침부(120), 슬라이딩부(130) 등을 일정 공간 안에 밀폐시켜 외부로 소음이 발산되지 않게 하는 구성으로 일반적인 박스형태로 형성될 수 있다. 상기 밀폐부(140) 내에는 필요에 따라 후술하게 될 이동보조수단(40)도 함께 포함될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예의 경우 상기 중량체(20)가 상기 메인프레임(10)의 길이방향으로 원활하게 이동할 수 있게 하기 위한 다른 구조로 상기 받침부(120)나 슬라이딩부(130) 대신에 도 4에 도시된 바와 같이 상기 메인프레임(10)의 하부에 형성되어 상기 중량체(20)가 매달려 이동할 수 있도록 하는 제1레일부(150)와 상기 중량체(20)의 상부에 형성되어 상기 중량체(20)가 상기 제1레일부(150)를 따라 이동할 수 있도록 하는 제1레일결합부(210)가 형성될 수 있다.
상기 제1레일부(150)는 상기 메인프레임(10)의 하부에 메인프레임(10)의 양단부를 연결하도록 길이방향으로 형성되어 상기 중량체(20)가 매달려 상기 메인프레임(10)의 길이방향으로 이동할 수 있도록 가이드 및 지지하는 구성으로, 양측면이 일정부분 함입되거나 하면에서 상향으로 내부가 함입되는 등의 다양한 형태를 갖는 가이드레일 형태로 형성될 수 있다. 상기 제1레일부(150)가 어떠한 형태를 갖든 후술하게 될 제1레일결합부(210)와 결속되어 상기 중량체(20)를 지지 및 중량체(20)의 이동을 가이드할 수 있는 구조를 갖게 된다.
상기 제1레일결합부(210)는 상기 중량체(20)의 상부에 형성되어 상기 제1레일부(150)에 결속될 수 있게 되는 구성으로, 상기 중량체(20)가 상기 제1레일부(150)에 지지되고 상기 제1레일부(150)를 따라 상기 메인프레임(10)의 길이방향으로 왕복이동할 수 있도록 하게 된다. 상기 제1레일결합부(210) 역시 상기 제1레일부(150)와 접촉되어 이동하게 되므로 그 마찰력을 줄일 수 있게 하기 위해 롤러나 볼베어링이 형성되는 등 마찰력을 줄일 수 있게 하는 구성을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예의 경우 상기와 같이 상기 중량체(20)가 상기 메인프레임(10)의 길이방향으로 원활하게 이동할 수 있게 하기 위한 구조로 상기 제1레일부(150)와 제1레일결합부(210)가 형성되는 경우에 있어 상기 중량체(20)는 원통형 등의 다양한 형상으로 형성될 수 있는데, 특히 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제1레일결합부(210)에 힌지(h1)결합되어 상기 힌지(h1)을 중심으로 회동할 수 있는 중량추형태로 형성될 수 있으며 이와 같이 상기 중량체(20)가 힌지(h1)를 중심으로 회동하는 일종의 추 형태로 형성되는 경우 상기 중량체(20)의 자중과 중력에 의해 상기 중량체(20)가 위치하는 상기 메인프레임(10)의 일단(e1)이 하향으로 이동하게 되는 경우 추 형태로 형성된 상기 중량체(20)는 상기 메인프레임(10)의 일단(e1)이 수평보다 아래로 기울어지게 됨(ⓐ방향)에 따라 상기 힌지(h1)을 중심으로 상기 메인프레임(10)의 일단(e1)측으로 회동하여 기울어지게 되므로, 상기 중량체(20)의 자중을 더욱 상기 메인프레임(10)의 회전축(110)으로부터 멀어지는 방향으로 위치될 수 있게 하여 상기 메인프레임(10)이 시소운동하게 되는 속도를 증가시켜 종국적으로는 발전의 효율을 높일 수 있게 된다.
상기 이동수단(30)은 상기 중량체(20)를 이동시키는 구성으로, 중량체(20)를 이동시킬 수 있는 한 여러 종류의 다양한 장치들(일 예로, 유압실린더, 유압스크류실린더, 압축공기실린더, 압축공기스크류실린더 등)이 활용될 수 있는데 특히, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 중량체(20)를 움직이는 와이어(220)를 권취 즉, 밀거나 당길 수 있는 윈치모터가 활용될 수 있다. 상기 이동수단(30)은 상기 중량체(20)를 상기 메인프레임(10)의 일단이나 타단으로 각각 이동시킴으로써 상기 메인프레임(10)이 시소운동을 할 수 있도록 하는 것으로, 상기 메인프레임(10)의 양단에 각각 설치될 수 있으며 상기 메인프레임(10)의 양단에 설치된 이동수단(30) 즉, 윈치모터는 상기 중량체(20)가 이동하는 방향에 있는 윈치모터가 와이어(220)를 당기면 그 타측의 윈치모터는 와이어(220)를 풀어주면서 상기 중량체(20)가 원활하게 이동할 수 있도록 하게 된다. 상기 이동수단(30)의 작동원리에 대해서는 후술하는 다목적 궤도설비의 작동과정에 대한 설명에서 상술하도록 한다.
상기 이동보조수단(40)은 상기 이동수단(30)이 상기 중량체(20)를 이동시키는데 소요되는 힘을 절감할 수 있도록 하는 구성으로, 특히 도 1에 도시된 바와 같이 상기 중량체(20)의 일측에 위치한 상기 이동수단(30)이 상기 중량체(20)를 움직이는 와이어(220)를 당기는 힘을 절감시킬 수 있도록 상기 중량체(20)와 이동수단(30)의 사이에 형성될 수 있으며, 상기 이동보조수단(40)의 일 예로는 이동도르레가 활용될 수 있는데(이는 상기 이동보조수단을 이동도르레만으로 한정하는 것은 아님), 이하에서는 설명의 편의를 위해 상기 이동수단(30)의 일 예로 이동도르레인 경우를 상정하여 설명하도록 한다. 상기 이동보조수단(40)은 상기 이동수단(30)이 직접 상기 중량체(20)를 움직이는 와이어(220)를 권취하게 하는 것에 비해 이동도르레를 매개로 사용하여 권취하게 함으로써, 이동도르레 하나가 사용되는 경우에는 상기 이동수단(30)이 발휘해야 하는 힘을 1/2로 줄일 수 있고, 이동도르레 3개가 사용되는 경우에는 상기 이동수단(30)이 발휘해야 하는 힘을 1/8로 줄일 수 있게 된다. 상기 이동보조수단(40)으로 활용되는 이동도르레는 필요에 따라 하나에서 다수 개까지 연결되어 사용될 수 있다. 상기 이동보조수단(40)의 작동원리에 대해서는 후술하는 다목적 궤도설비의 작동과정에 대한 설명에서 상술하도록 한다.
상기 승하강수단(50)는 상기 메인프레임(10)에 연결되어 메인프레임(10)의 시소운동에 따라 메인프레임(10)상을 왕복이동하는 구성으로, 이를 위해 통상 상기 메인프레임(10)의 상부에 위치하게 되는 상기 승하강수단(50)가 원활하게 이동할 수 있도록 상기 메인프레임(10)의 상부에는 제2레일부(160)가 형성될 수 있고, 상기 승하강수단(50)는 상기 제2레일부(160)를 따라 이동하며 회전축(511)을 중심으로 회전할 수 있는 제2레일결합회전부(510)를 포함할 수 있다.
상기 제2레일부(160)는 통상 메인프레임(10)의 상부에 위치하게 되는 상기 승하강수단(50)가 원활하게 이동할 수 있도록 상기 메인프레임(10)의 상부에 형성되어 상기 승하강수단(50)의 이동을 가이드하는 구성으로, 측면이 일정부분 함입되거나 상면에서 하향으로 내부가 함입되는 등의 다양한 형태를 갖는 가이드레일 형태로 형성될 수 있다. 상기 제2레일부(160)가 어떠한 형태를 갖든 후술하게 될 제2레일결합회전부(510)와 결속되어 상기 승하강수단(50)를 지지 및 승하강수단(50)의 이동을 가이드할 수 있는 구조를 갖게 되는데, 특히 상기 제2레일부(160)는 후술하게 될 제2레일결합회전부(510)가 바퀴나 롤러 형태로 형성되는 경우 이에 대응하여 바퀴나 롤러가 원활히 회전할 수 있는 트랙형태로 형성될 수 있으며, 또한 제2레일결합회전부(510)가 (기어치를 갖는)기어형태로 형성되는 경우 이에 대응하여 기어치가 맞물려 원활이 회전할 수 있는 기어트랙형태(이는 도 6에 도시된 바와 같이 기어치의 간격에 상응하게 연속적인 통공이나 함입부가 트랙을 따라 형성되는 형태임)로 형성될 수 있다.
상기 제2레일결합회전부(510)는 상기 승하강수단(50)가 상기 제2레일부(160)를 따라 이동할 수 있도록 상기 제2레일부(160)에 맞닿으면서 회전축(511)을 중심으로 회전하는 구성으로, 상기 승하강수단(50)의 왕복이동을 회전력으로 변환시킬 수 있게 된다. 이를 위해 상기 제2레일결합회전부(510)는 다양한 형태로 형성될 수 있는데 특히, 바퀴나 롤러 형태로 형성되어 (전술한 바와 같이)이에 대응하여 트랙형태로 형성된 상기 제2레일부(160)를 따라 원활히 회전하거나 또는 도 6에 도시된 바와 같이 (기어치를 갖는)기어형태로 형성되어 (전술한 바와 같이)이에 대응되어 기어트랙형태로 형성된 상기 제2레일부(160)에 맞물려 원활히 회전할 수 있게 된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 승하강수단(50)에는 탑승자가 탑승할 수 있는 탑승석(570)과, 상기 이동수단(30)에 입력되는 그린에너지의 양과 이를 입력받아 발휘되는 이동수단(30)의 동력의 크기를 표시하는 표시부(580)를 포함하여, 탑승자가 그린에너지의 양과 그로부터 발휘되는 동력의 크기를 직접 체감할 수 있는 그린에너지에 대한 체험교구로 활용될 수 있다.
상기 탑승석(570)은 상기 승하강수단(50)에 탑승자가 직접 탑승하여 전후로 왕복이동하며 시소운동을 하는 승하강수단(50)을 따라 재미와 스릴을 직접 체험할 수 있도록 하는 탑승공간으로, 본 발명에 따른 다목적 궤도설비를 실내외에 설치되는 놀이기구로 활용하는 경우나 특히, 태양광 발전설비(s)로부터 생산되는 그린에너지의 힘을 직접 체험하여 그 효용성과 중요성에 대해 실감할 수 있게 하고자 하는 체험교구로 활용하는 경우 등에 있어 상기 탑승석(570)은 탑승자를 탑승시켜 체험할 수 있도록 하는 공간을 제공하게 된다.
상기 표시부(580)는 특히 본 발명에 따른 다목적 궤도설비를 태양광 발전설비(s)로부터 생산되는 그린에너지의 힘을 직접 체험하여 그 효용성과 중요성에 대해 실감할 수 있게 하고자 하는 체험교구로 활용하고자 하는 경우에 있어, 탑승자가 생산된 그린에너지의 양과 그린에너지를 입력받아 작동하는 이동수단(30)으로부터 발휘되는 동력의 크기를 직접 시각적으로 인지할 수 있도록 표시해주는 부분으로, 상기 탑승석(570)의 내부에 탑승자가 볼 수 있도록 설치되거나 또는 궤도설비 주변에 관람자가 볼 수 있도록 설치되게 된다. 따라서, 탑승자 또는 주위의 관람자는 지속적으로 시소운동을 반복하는 다목적 궤도설비의 운동과정과 상기 표시부(580)에 표시되는 그린에너지의 양과 그로부터 발생하는 동력의 크기를 인지하면서 그린에너지의 효용성과 중요성에 대해 글이나 말로만 설명들었던 것에 비해 재미와 흥미를 느끼면서 훨씬 직접적으로 인식할 수 있게 되므로 학습효과를 배가시킬 수 있게 된다.
도 8과 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다목적 궤도설비는 상기 메인프레임(10)상의 제2레일부(160)를 따라 이동하는 승하강수단(50)의 운동에너지를 이용하여 발전하는 발전기(520); 상기 발전기(520)에서 발전하는 에너지의 양을 표시하는 제2표시부(590);를 추가로 포함하여, 운동에너지를 이용한 발전에 대한 체험교구로 활용될 수 있다.
상기 발전기(520)는 상기 제2레일결합회전부(510)의 회전축(511)의 회전력을 이용하여 발전을 하게 되는 구성으로, 상기 승하강수단(50)의 하부측에 위치하게 되는데, 상기 발전기(520)의 발전량을 높일 수 있도록 하기 위해 도 9에 도시된 바와 같이 상기 승하강수단(50)는 상기 제2레일결합회전부(510)의 회전축(511)의 회전력에 의해 회전하는 구동기어(530)와, 상기 구동기어(530)에 연동되어 회전하며 상기 구동기어(530)보다 작은 반경을 갖는 제1종동기어(540)와, 상기 제1종동기어(540)의 회전축(541)에 결합하여 제1종동기어(540)와 동일하게 회전하며 상기 제1종동기어(540)보다 큰 반경을 갖는 제2종동기어(550)와, 상기 제2종동기어(550)에 연동되어 회전하며 상기 제2종동기어(550)보다 작은 반경을 갖는 제3종동기어(560)를 추가로 포함하며, 상기 발전기(520)는 상기 제3종동기어(560)의 회전축(561)에 결합하여 제3종동기어(560) 회전축(561)의 회전을 이용하여 발전하도록 형성될 수 있다.
상기 구동기어(530)는 상기 제2레일결합회전부(510)의 회전력에 의해 회전하게 되는 구성으로, 보다 구체적으로는 상기 제2레일결합회전부(510)의 회전축(511)에 결합 형성되어 상기 회전축(511)의 회전에 연동되어 회전하게 된다.
상기 제1종동기어(540)는 상기 구동기어(530)에 연동되어 회전하며 상기 구동기어(530)보다 작은 반경을 갖는 구성으로, 상기 구동기어(530)에 맞물려 상기 구동기어(530)의 회전방향과 반대방향으로 회전하게 되는데 이때, 상기 제1종동기어(540)는 상기 구동기어(530)보다 반경이 작게 형성되므로 상기 구동기어(530)보다 더 빠르게 회전할 수 있게 된다. 즉, 일 예로 상기 제1종동기어(540)의 반경이 상기 구동기어(530)의 반경보다 1/2이 되도록 형성되는 경우에는 상기 구동기어(530)가 1회전 하는 동안 그에 맞물려 회전하는 상기 제1종동기어(540)는 2회전하게 되므로 상기 제1종동기어(540)가 상기 구동기어(530)보다 2배 빨리 회전할 수 있게 되는 원리와 같다.
상기 제2종동기어(550)는 상기 제1종동기어(540)의 회전축(541)에 결합하여 제1종동기어(540)와 동일하게 회전하며 상기 제1종동기어(540)보다 큰 반경을 갖는 구성으로, 상기 제2종동기어(550)는 상기 제1종동기어(540)와 회전축(541)을 공유하기 때문에 상기 제2종동기어(550)의 반경이 상기 제1종동기어(540)의 반경보다 2배 크게 형성되는 경우 상기 제2종동기어(550)의 둘레의 길이는 상기 제1종동기어(540)보다 2배 늘어나더라도 상기 제2종동기어(550)는 상기 제1종동기어(540)와 동일하게 회전하게 된다(즉, 상기 제1종동기어(540)가 1회전하는 동안 상기 제2종동기어(550) 역시 1회전하게 된다).
상기 제3종동기어(560)는 상기 제2종동기어(550)에 연동되어 회전하며 상기 제2종동기어(550)보다 작은 반경을 갖는 구성으로, 상기 제2종동기어(550)에 맞물려 상기 제2종동기어(550)의 회전방향과 반대방향으로 회전하게 되는데 이때, 상기 제3종동기어(560)는 상기 제2종동기어(550)보다 반경이 작게 형성되므로 상기 제2종동기어(550)보다 더 빠르게 회전할 수 있게 된다. 즉, 일 예로 상기 제3종동기어(560)의 반경이 상기 제2종동기어(550)의 반경보다 1/2이 되도록 형성되는 경우에는 상기 제2종동기어(550)가 1회전 하는 동안 그에 맞물려 회전하는 상기 제3종동기어(560)는 2회전하게 되므로 상기 제3종동기어(560)가 상기 제2종동기어(550)보다 2배 빨리 회전할 수 있게 되는 원리와 같다. 정리해보면, 상기 제3종동기어(560)는 상기 제1종동기어(540)와 동일한 반경을 갖는 경우라 하더라도 상기 제1종동기어(540)에 직접 연동되어 회전하지 않고 상기 제1종동기어(540)보다 반경이 큰 상기 제2종동기어(550)에 연동되어 회전하게 됨으로써 상기 제1종동기어(540)보다 2배 빨리 회전할 수 있게 되며, 종국적으로는 상기 구동기어(530)보다 4배 빨리 회전할 수 있게 되는 것이다. 따라서, 상기 구동기어(530)와 제1종동기어(540)의 반경의 차, 상기 제1종동기어(540)와 제2종동기어(550)의 반경의 차 및 상기 제2종동기어(550)와 제3종동기어(560)의 반경의 차를 크게 하면 할수록 상기 제3종동기어(560)는 상기 구동기어(530) 대비 회전속도를 증대시킬 수 있게 된다.
이 경우 상기 발전기(520)는 상기 제3종동기어(560)의 회전축(561)에 결합하여 제3종동기어 회전축(561)의 회전을 이용하여 전기를 발전하도록 형성되므로, 앞서 설명한 바와 같이 상기 제3종동기어(560)의 회전속도가 상기 구동기어(530)나 제1종동기어(540)보다 빠르므로 상기 발전기(520)가 상기 구동기어(530)나 제1종동기어(540)의 회전을 이용하여 발전하는 것보다 상기 제3종동기어(560)의 회전을 이용하여 발전하는 것이 더 많은 전기를 생산할 수 있게 된다. 상기 발전기(520)가 상기 제3종동기어(560)의 회전축(561)의 회전을 이용하여 발전을 하는 원리는 일반적으로 널리 이용되는 코일과 영구자석을 이용한 발전원리를 그대로 이용하는 것이므로 그에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
상기 제2표시부(590)는 상기 승하강수단(50)이 전후 왕복운동하는 운동에너지를 이용해 발전하는 상기 발전기(520)에서 발전하는 에너지의 양을 시각적으로 인지할 수 있도록 표시하여, 관람자 또는 탑승자가 운동에너지를 이용한 발전에 대해서도 체험할 수 있도록 하는 구성으로, 상기 승하강수단(50)의 탑승석(570)의 내부에 탑승자가 볼 수 있도록 설치되거나 또는 도 8에 도시된 바와 같이 궤도설비 주변에 관람자가 볼 수 있도록 설치되게 된다. 따라서, 탑승자 또는 주위의 관람자는 지속적으로 시소운동을 반복하는 상기 메인프레임(10) 상에서 전후 왕복운동하는 승하강수단(50)의 운동에너지를 이용하여 발전한 그린에너지의 양과 그로부터 발생하는 동력의 크기를 인지하면서 그린에너지의 효용성과 중요성에 대해 글이나 말로만 설명들었던 것에 비해 재미와 흥미를 느끼면서 훨씬 직접적으로 인식할 수 있게 되므로 학습효과를 배가시킬 수 있게 된다.
이하에서는 도 10을 참조하여 본 발명에 따른 다목적 궤도설비의 작동과정에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 10의 (1) 내지 (4)는 본 발명에 따른 다목적 궤도설비의 작동과정의 일 예를 연속적으로 도시한 것으로, 먼저 도 10의 (1)에 도시된 바와 같이 상기 메인프레임(10)의 좌측이 내려앉고 우측이 올라간 상태(이때, 상기 승하강수단(50)는 도시된 바와 같이 메인프레임(10)의 좌측에 위치하게 됨)에서 상기 메인프레임(10)의 우측에 위치한 이동수단(30)의 와이어(220)를 당기는 힘에 의해(이때, 메인프레임(10)의 좌측에 위치하는 이동수단(30)은 와이어(220)를 풀어주게 된다) 상기 중량체(20)는 상기 메인프레임(10)의 회전축(110)을 지나 우측으로 계속 이동하게 된다. 도 10의 (2)에 도시된 바와 같이 상기 중량체(20)가 상기 메인프레임(10)의 일정부분까지 이동하게 되면 앞서 설명한 바와 같이 상기 중량체(20)의 중량(W1)에 의한 모멘트가 상기 승하강수단(50)의 중량(W2)에 의한 모멘트보다 무거워지기 때문에 상기 메인프레임(10)은 우측이 하향으로 좌측이 상향으로 이동을 하게 된다(이 경우 상기 상기 중량체(20)의 중량(W1)과 상기 승하강수단(50)의 중량(W2)을 조절하여 메인프레임(10)의 회동시점을 조절할 수 있다). 계속해서 도 10의 (3)에 도시된 바와 같이 상기 메인프레임(10)이 수평상태를 지나 우측이 하향으로 좌측이 상향으로 이동을 계속하게 되면 상기 메인프레임(10)의 좌측에 위치하던 상기 승하강수단(50)가 상기 메인프레임(10)의 우측으로 이동을 시작하게 되고 이때 상기 메인프레임(10)의 좌측말단에 위치하는 리미트스위치(180)가 이를 감지하게 되면 상기 메인프레임(10)의 좌측에 위치하는 상기 이동수단(30)이 작동을 시작하여 (상기 승하강수단(50)가 우측으로 이동하는 것에 대응하여)상기 중량체(20)의 좌측으로의 이동을 시작시키게 된다. 이 경우 상기 승하강수단(50)와 중량체(20) 사이를 연결하는 별도의 제2와이어(230)가 추가로 형성되어 상기 승하강수단(50)와 중량체(20) 중 어느 하나의 이동에 의해 다른 하나의 이동을 보조해줄 수 있도록 할 수 있다. 즉, 도 10의 (3)에서 상기 승하강수단(50)가 상기 메인프레임(10)의 우측으로 이동함에 따라 상기 제2와이어(230)가 상기 중량체(20)를 당기게 되므로 이에 의해 상기 중량체(20)를 당기는 상기 이동수단(30)의 힘을 일정 부분 절감할 수 있게 된다. 계속해서 도 10의 (4)에 도시된 바와 같이 상기 메인프레임(10)의 우측이 지속적으로 하향으로 이동을 계속하게 되면 상기 승하강수단(50)는 상기 메인프레임(10)의 우측말단까지 이동을 하게 되어(이때, 상기 승하강수단(50)는 상기 메인프레임(10)의 말단에 형성된 충격완충장치(170, 이는 일 예로 탄성을 갖는 스프링과 같은 형태일 수 있음)에 의해 충격을 덜 수 있게 됨) 상기 메인프레임(10)은 완전히 우측으로 기울어지게 되고, 이에 반해 상기 중량체(20)는 상기 메인프레임(10)의 좌측에 형성된 상기 이동수단(30)의 당김작동(이때, 상기 메인프레임(10)의 우측에 형성된 이동수단(30)은 반대로 와이어(220)를 풀게 된다)에 의해 지속적으로 상기 메인프레임(10)의 좌측으로 계속 이동하게 된다. 또한, 상기 중량체(20)가 상기 메인프레임(10)의 좌측 일정부분까지 이동하게 되면 앞서 언급한 바와 같은 (1) 에서 (4)와 같은 작동이 반복되게 된다.
도 11과 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다목적 궤도설비의 측면도이다.
도 11과 12를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다목적 궤도설비는 상기 중량체(20), 이동수단(30) 및 이동보조수단(40)이 각각 상기 메인프레임(10)과 별도로 메인프레임(10)의 양단측에 설치되며, 상기 이동수단(30) 및 이동보조수단(40)은 상기 중량체(20)가 중력방향으로 수직이동가능하도록 구비된다. 중력방향으로 상하로 왕복운동하는 상기 중량체(20)는 상기 메인프레임(10)의 일단에 케이블(240)로 연결되어 상기 중량체(20)의 왕복운동에 따라 상기 메인프레임(10)이 시소운동하는 구조로 형성될 수 있다.
그 작동과정에 대해 살펴보면, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 메인프레임(10)이 좌측이 아래쪽에 우측이 위쪽에 위치한 상태에서 상기 승하강수단(50)는 상기 메인프레임(10)의 좌측말단에 위치하게 되고 상기 메인프레임(10)의 좌측면에 형성된 상기 중량체(20')는 위로 올라간 상태이고 상기 메인프레임(10)의 우측면에 형성된 상기 중량체(20'')는 아래로 내려간 상태를 유지하게 된다(이와 같이 형성되기 위해서는 앞서의 경우와 달리 상기 승하강수단(50)의 중량(W2)가 상기 중량체(20',20'')의 중량(W1)보다 커야 한다). 이때 상기 메인프레임(10)의 우측말단에 형성된 리미트스위치(180)가 후술하게 될 안내트랙(60)의 상부에 형성된 리미트스위치(610)에 닿아 신호를 보내게 되면 상기 메인프레임(10)의 좌측면에 위치한 상기 이동수단(30')이 작동하여 메인프레임(10)의 좌측에서 올라가 있는 상기 중량체(20')를 당겨(보다 정확하게는 상기 중량체(20')에 연결된 와이어(220')를 당겨) 아래로 이동시키게 되고 상기 중량체(20')와 케이블(240)을 이용하여 연결되어 있는 상기 메인프레임(10)의 좌측말단은 그에 따라 위로 상승이동을 하게 되며 따라서 상기 메인프레임(10)의 우측말단은 아래로 하강이동을 하게 되며 상기 메인프레임(10)의 우측면에 위치하는 상기 중량체(20'') 역시 위로 이동하게 되고 상기 메인프레임(10)의 우측면에 위치한 상기 이동수단(30'')은 상기 중량체(20'')에 연결된 와이어(220'')를 풀어주는 작용을 하게 된다. 이와 같은 작동이 계속되면 도 12에 도시된 바와 같이 상기 메인프레임(10)은 우측이 아래쪽에 좌측이 위쪽에 위치하는 상태로 변경되게 되고, 상기 승하강수단(50) 역시 상기 메인프레임(10)의 좌측에서 우측으로 이동하게 되고, 상기 메인프레임(10)의 좌측면에 위치한 상기 중량체(20')는 아래로 내려가고 우측면에 위치한 상기 중량체(20'')는 위로 올라간 상태를 유지하게 되며, 이와 같은 작동과정이 반복되면서 발전이 이루어지게 된다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예의 다목적 궤도설비는 상기 메인프레임(10)의 양단측에 각각 메인프레임(10)의 시소운동방향에 상응하게 형성되는 안내트랙(60)을 추가로 포함할 수 있고, 상기 메인프레임(10)은 양단에 각각 상기 안내트랙(60)을 따라 이동할 수 있는 트랙결합부(190)를 포함할 수 있다.
상기 안내트랙(60)은 상기 메인프레임(10)의 양단측에 위치하며, 상기 메인프레임(10)의 양단부가 회전운동을 하면서 그리는 괘적에 상보적인 윤곽을 가진 레일(630)을 갖는다. 상기 메인프레임(10)의 양단부가 그리는 괘적은 대략 곡면형태를 가지므로 상기 레일(630)의 윤곽도 메인프레임(10)의 곡면형태에 상보적인 곡면형상을 가지도록 형성되며, 도 11 및 12에 도시된 바와 같이 상기 메인프레임(10)의 시소운동방향에 상응하게 형성됨으로써 상기 메인프레임(10)의 운동방향을 가이드할 수 있게 된다. 상기 안내트랙(60)의 상부에는 각각 리미트스위치(610)가 형성될 수 있는데 이는 앞서 설명한 바와 같이 시소운동을 하는 상기 메인프레임(10)의 양단에 설치된 리미트스위치(180)와 상호 접촉하여 상기 메인프레임(10)의 운동방향이 변경되어야할 시점을 알려주는 역할을 하게 된다. 또한, 상기 안내트랙(60)에는 별도로 상기 중량체(20)와 상기 메인프레임(10)의 말단을 상호 연결해주는 상기 케이블(240)이 상기 메인프레임(10)의 시소운동과정에서 꼬이지 않고 본연의 기능을 다할 수 있도록 상기 케이블(240)을 수용하여 그 이동을 가이드해줄 수 있는 케이블하우징(620)이 형성될 수도 있다.
상기 트랙결합부(190)는 상기 메인프레임(10)의 양단에 각각 형성되어 상기 메인프레임(10)이 상기 안내트랙(60)의 가이드를 받아 원활하게 시소운동을 할 수 있도록 하는 구성으로, 상기 안내트랙(60)에 결합하여 이동할 수 있도록 안내트랙면(보다 구체적으로는 상기 레일(630)면)에 상응한 형상으로 형성되거나 마찰력을 줄일 수 있기 위해 롤러나 바퀴형태로 형성될 수 있다. 도 11에 도시된 바에 의하면 상기 트랙결합부(190)의 일 예로 롤러가 도시되어 있고 상기 롤러가 상기 안내트랙(60)의 레일(630)을 따라 움직이게 된다.
이상에서, 출원인은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
10: 메인프레임 110: 회전축 120: 받침부 130: 슬라이딩부
140: 밀폐부 150: 제1레일부 160: 제2레일부
170: 충격완화장치 180: 리미트스위치 190: 트랙결합부
20: 중량체 210: 제1레일결합부 220: 와이어
230: 제2와이어 240: 케이블
30: 이동수단 40: 이동보조수단
50: 승하강수단 510: 제2레일결합회전부 511: 회전축
520: 발전기 530: 구동기어 540: 제1종동기어 541: 회전축
550: 제2종동기어 560: 제3종동기어 561: 회전축
570: 탑승석 580: 표시부 590: 제2표시부
60: 안내트랙 610: 리미트스위치 620: 케이블하우징 630: 레일
70: 지지프레임 710: 관통공 720: 락킹용봉
s: 태양광발전설비

Claims (11)

  1. 회전축을 중심으로 시소운동하는 메인프레임;
    자중을 이용해 상기 메인프레임이 시소운동을 할 수 있도록 하는 중량체;
    상기 중량체를 이동시키는 이동수단;
    상기 메인프레임의 시소운동에 따라 메인프레임상을 이동하는 승하강수단;을 포함하며,
    상기 중량체 및 이동수단은 각각 상기 메인프레임에서 상기 승하강수단이 위치하는 측의 타측에 연결되어 상기 메인프레임과 일체로 연동하고, 상기 이동수단이 상기 중량체를 이동시키는데 소요되는 힘을 절감할 수 있도록 하는 이동보조수단을 추가로 포함하며,
    상기 메인프레임의 하부에 위치하는 상기 중량체가 원활하게 이동할 수 있도록 상기 중량체의 하부를 지지하는 받침부와, 상기 받침부와 중량체 간의 마찰력을 절감시킬 수 있는 슬라이딩부를 추가로 포함하며,
    상기 메인프레임은 상기 승하강수단이 원활하게 이동할 수 있도록 상기 메인프레임상에 형성되는 제2레일부를 추가로 포함하고, 상기 승하강수단은 상기 제2레일부를 따라 이동하며 회전할 수 있는 제2레일결합회전부를 포함하며,
    상기 메인프레임의 회전축을 지지하는 지지프레임상에 다수 개의 관통공을 형성하고, 시소운동하는 메인프레임의 회동범위를 일정범위 이내로 제한할 수 있도록 상기 관통공에 삽입되어 시소운동하는 상기 메인프레임에 걸릴 수 있는 락킹용봉을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 다목적 궤도설비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인프레임의 하부에 상기 중량체, 이동보조수단, 받침부 및 슬라이딩부를 내부에 포함하는 밀폐부를 형성하여 다목적 궤도설비의 작동과정에서 발생하는 소음을 절감시킬 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 다목적 궤도설비.
  3. 회전축을 중심으로 시소운동하는 메인프레임;
    자중을 이용해 상기 메인프레임이 시소운동을 할 수 있도록 하는 중량체;
    상기 중량체를 이동시키는 이동수단;
    상기 메인프레임의 시소운동에 따라 메인프레임상을 이동하는 승하강수단;을 포함하며,
    상기 중량체 및 이동수단은 각각 상기 메인프레임에서 상기 승하강수단이 위치하는 측의 타측에 연결되어 상기 메인프레임과 일체로 연동하고, 상기 이동수단이 상기 중량체를 이동시키는데 소요되는 힘을 절감할 수 있도록 하는 이동보조수단을 추가로 포함하며,
    상기 메인프레임의 하부에 위치하는 상기 중량체가 원활하게 이동할 수 있도록 상기 메인프레임의 하부에 형성되는 제1레일부를 추가로 포함하고, 상기 중량체는 상기 제1레일부를 따라 이동할 수 있도록 중량체의 상부에 형성되는 제1레일결합부를 포함하며,
    상기 메인프레임은 상기 승하강수단이 원활하게 이동할 수 있도록 상기 메인프레임상에 형성되는 제2레일부를 추가로 포함하고, 상기 승하강수단은 상기 제2레일부를 따라 이동하며 회전할 수 있는 제2레일결합회전부를 포함하며,
    상기 메인프레임의 회전축을 지지하는 지지프레임상에 다수 개의 관통공을 형성하고, 시소운동하는 메인프레임의 회동범위를 일정범위 이내로 제한할 수 있도록 상기 관통공에 삽입되어 시소운동하는 상기 메인프레임에 걸릴 수 있는 락킹용봉을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 다목적 궤도설비.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 중량체는 상기 제1레일결합부에 힌지결합되어 회동할 수 있는 중량추형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 다목적 궤도설비.
  5. 회전축을 중심으로 시소운동하는 메인프레임;
    자중을 이용해 상기 메인프레임이 시소운동을 할 수 있도록 하는 중량체;
    상기 중량체를 이동시키는 이동수단;
    상기 메인프레임의 시소운동에 따라 메인프레임상을 이동하는 승하강수단;을 포함하며,
    상기 중량체는 상기 메인프레임의 양단측에 별도로 설치되어 왕복운동하고, 상기 중량체와 메인프레임의 일단은 케이블로 연결되어 상기 중량체의 왕복운동에 따라 상기 메인프레임이 시소운동을 하며, 상기 이동수단이 상기 중량체를 이동시키는데 소요되는 힘을 절감할 수 있도록 하는 이동보조수단을 추가로 포함하며,
    상기 메인프레임의 양단측에 각각 메인프레임의 시소운동방향에 상응하게 형성되는 안내트랙을 추가로 포함하고, 상기 메인프레임은 양단에 각각 상기 안내트랙을 따라 이동할 수 있는 트랙결합부를 포함하며,
    상기 메인프레임은 상기 승하강수단이 원활하게 이동할 수 있도록 상기 메인프레임상에 형성되는 제2레일부를 추가로 포함하고, 상기 승하강수단은 상기 제2레일부를 따라 이동하며 회전할 수 있는 제2레일결합회전부를 포함하며,
    상기 메인프레임의 회전축을 지지하는 지지프레임상에 다수 개의 관통공을 형성하고, 시소운동하는 메인프레임의 회동범위를 일정범위 이내로 제한할 수 있도록 상기 관통공에 삽입되어 시소운동하는 상기 메인프레임에 걸릴 수 있는 락킹용봉을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 다목적 궤도설비.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 안내트랙은 상기 메인프레임의 양단부가 그리는 궤적에 상보적인 윤곽을 가지는 레일을 포함하여 상기 메인프레임의 양단부가 시소운동시 상기 안내트랙에 의해 원활하게 안내될 수 있도록 하며,
    상기 트랙결합부는 상기 안내트랙의 레일에 상보적인 형상을 가지거나, 레일을 따라 이동가능한 롤러 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다목적 궤도설비.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 메인프레임은 양단부에 리미트스위치를 포함하고,
    상기 안내트랙은 일정 위치에 리미트스위치를 추가로 포함하여, 상기 메인프레임의 리미트스위치와 상기 안내트랙의 리미트스위치가 상호 연동하여 메인프레임의 회전방향을 제어하는 것을 특징으로 하는 다목적 궤도설비.
  8. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 메인프레임 상부에서 이동하는 상기 승하강수단와 상기 메인프레임의 하부에서 이동하는 상기 중량체 상호 간을 일정 길이의 제2와이어로 연결함으로써, 승하강수단와 중량체 중 어느 하나의 이동이 다른 하나의 이동을 보조해줄 수 있는 것을 특징으로 하는 다목적 궤도설비.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제2레일부는 기어치가 맞물려 회전할 수 있는 기어트랙형태로 형성되고,
    상기 제2레일결합회전부는 상기 기어트랙을 따라 이동하며 회전하는 기어형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 다목적 궤도설비.
  10. 제 1 항 또는 제 3 항 또는 제 5 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 다목적 궤도설비는
    상기 이동수단이 태양광발전설비로부터 생산된 그린에너지를 입력받아 작동하며,
    상기 승하강수단에는 탑승자가 탑승할 수 있는 탑승석과, 입력되는 그린에너지의 양과 이를 입력받아 발휘되는 이동수단의 동력의 크기를 표시하는 표시부를 포함하여,
    탑승자가 그린에너지의 양과 그로부터 발휘되는 동력의 크기를 직접 체감할 수 있어 그린에너지에 대한 체험교구로 활용될 수 있는 다목적 궤도설비.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 다목적 궤도설비는
    상기 메인프레임상의 레일을 따라 이동하는 승하강수단의 운동에너지를 이용하여 발전하는 발전기;
    상기 발전기에서 발전하는 에너지의 양을 표시하는 제2표시부;를 추가로 포함하여, 운동에너지를 이용한 발전에 대한 체험교구로 활용될 수 있는 다목적 궤도설비.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2013073736A1 (ko) * 2011-11-16 2013-05-23 황은철 시소운동을 이용한 작동장치

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JP2000088040A (ja) 1998-09-09 2000-03-28 Hokkaido Development Bureau Construction Machinery Engineering Center 減揺装置
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