KR101598302B1 - 도로의 우수에 대한 유속 및 집수 실험장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의하면, 지면(G)에 대하여 지지되어 제1 축(X 축)에 대한 회전을 제공하기 위한 제1 지지대(10), 제1 지지대(10)에 대하여 일정 간격으로 이격된 상태로 지면(G)에 대하여 지지되어 제1 축에 직각인 제2 축(Y 축)에 대하여 선형 이동을 제공하기 위한 제2 지지대(20), 제1 지지대(10)에 대하여 일단부가 회전 결합되며 제2 지지대(20)에 대하여 선형 이동되도록 결합되는 제1 베이스 프레임(30), 제1 베이스 프레임(30)에 결합되어 제1 축(X 축)과 제2 축(Y 축)에 직각인 제3 축(Z 축)에 대하여 회전을 제공하기 위한 회전 구동부(40), 회전 구동부(40)로부터 회전을 제공받도록 회전 구동부(40)에 결합되며 우수(RW)의 흐름을 제공하기 위한 제2 베이스 프레임(50), 제2 베이스 프레임(50)의 일측에 제공되어 우수(RW)의 유속과 집속을 센싱하기 위한 유속/집수 센서(60), 및 제2 베이스 프레임(50)의 일측 상에 위치하여 제2 베이스 프레임(50) 상에 실험을 위한 물(W)을 제공하기 위한 저수조(70)로 이루어는 도로의 우수에 대한 유속 및 집수 실험장치가 제공된다.

Description

도로의 우수에 대한 유속 및 집수 실험장치{Flow velocity and water catchment experiment device of rain water on the road}
본 발명은 도로의 우수에 대한 유속 및 집수 실험장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간편하게 도로의 경사 조건과 유량의 상태를 가변함으로써 도로의 경사 조건에 따른 도로상의 유속 및 집수 상태를 측정할 수 있는 실험장치에 관한 것이다.
강우량이 일정하지 않는 기후 조건을 가진 아열대의 기후를 가진 지역에서 집중 호우 등의 예상치 않은 우수로 인하여 도로 시설물의 파손이나 교통사고를 유발하는 바, 이에 대한 대책을 정책적으로 마련하고 도로 설계에 적용할 필요성이 있다. 더욱이 산악 지형이 많은 지리적 환경으로 인하여 도로의 좌우 경사와 전후의 경사 및 그에 따른 도로 면상의 우수량에 대한 집속을 효율적으로 유도할 수 있는 설계가 요구되고 있다.
그에 따라 실제 도로 상에서 도로의 경사와 강우량을 직접 측정하는 방법을 토대로 도로의 설계 등이 이루어지고 있으나, 제한적인 도로와 우천시에만 실험이 이루어지고 있기 때문에 효율적인 실험이 이루어질 수 없는 문제점이 있다.
따라서 이러한 문제점을 해결할 수 있는 기술의 개발이 필요한 실정이다.
따라서 본 발명의 목적은 실제 도로의 조건을 간편하게 구현하여 우천에 관계없이 도로의 우수에 대한 유속과 집수를 실험할 수 있는 도로의 우수에 대한 유속 및 집수 실험장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 지면(G)에 대하여 지지되어 제1 축(X 축)에 대한 회전을 제공하기 위한 제1 지지대(10), 제1 지지대(10)에 대하여 일정 간격으로 이격된 상태로 지면(G)에 대하여 지지되어 제1 축에 직각인 제2 축(Y 축)에 대하여 선형 이동을 제공하기 위한 제2 지지대(20), 제1 지지대(10)에 대하여 일단부가 회전 결합되며 제2 지지대(20)에 대하여 선형 이동되도록 결합되는 제1 베이스 프레임(30), 제1 베이스 프레임(30)에 결합되어 제1 축(X 축)과 제2 축(Y 축)에 직각인 제3 축(Z 축)에 대하여 회전을 제공하기 위한 회전 구동부(40), 회전 구동부(40)로부터 회전을 제공받도록 회전 구동부(40)에 결합되며 우수(RW)의 흐름을 제공하기 위한 제2 베이스 프레임(50), 제2 베이스 프레임(50)의 일측에 제공되어 우수(RW)의 유속과 집속을 센싱하기 위한 유속/집수 센서(60), 및 제2 베이스 프레임(50)의 일측 상에 위치하여 제2 베이스 프레임(50) 상에 실험을 위한 물(W)을 제공하기 위한 저수조(70)로 이루어는 도로의 우수에 대한 유속 및 집수 실험장치가 제공된다.
여기서, 제1 지지대(10)는 일측에 지면(G)에 대하여 지지되는 지지대(12)와, 타측에 제1 베이스 프레임(30)의 일단부에 대하여 제1 축(X 축)의 회전을 제공하기 위한 힌지 결합부(14)로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 제2 지지대(20)는 제1 지지대(10)에 대하여 일정 간격으로 이격된 상태로 지면(G)에 대하여 지지되는 지지대(22)와, 지지대(22)로부터 연장되어 제1 베이스 프레임(30)에 대하여 제2 축(Y 축)의 선형 이동을 제공하기 위한 선형 구동부(24)로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 제2 지지대(20)의 선형 구동부(24)의 일측은 지지대(22)에 대하여 연장 결합되어 핸들(24a)의 회전에 의하여 직직운동으로 변환하기 위한 기어로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 회전 구동부(40)는 제1 베이스 프레임(30)의 장축에 수직으로 가로지르도록 제1 베이스 프레임(30)의 장축의 프레임에 연장 결합되는 리브(42), 리브(42)의 결합되어 핸들(44a)의 회전에 의하여 병진운동을 제공하며 병진운동하는 축(44b)의 단부가 자유회전된 상태로 제2 베이스 프레임(50)에 결합되기 위한 나선 회전부(44), 및 나선 회전부(44)의 병진운동에 의하여 제2 베이스 프레임(50)을 제1 베이스 프레임(30)에 대하여 제3 축(Z 축)에 대한 회전을 제공하기 위한 힌지축 결합부(46)로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 회전 구동부(40)의 나선 회전부(44)는 일단부에 구비되는 핸들(44a), 핸들(44a)의 회전에 의하여 병진운동하는 축(44b), 핸들(44a)과 축(44b) 사이에 축(44b)이 병진운동하도록 축(44b)의 나사산에 치합된 상태로 리브(42)에 결합되는 결합부(44c), 및 축(44b)의 단부가 제2 베이스 프레임(50)의 면에 대하여 핸들(44a)의 회전에 대하여 자유회전 상태로 결합되는 자유회전 결합부(44d)로 이루어지는 것이 바람직하다.
따라서 본 발명에 의하면, 제1 베이스 프레임(30)이 제1 지지대(10)의 힌지 결합부(14)에 대하여 제2 지지대(20)의 선형 구동부(24)에 의하여 제1 축(X 축)으로 회전각을 가지는 상태에서, 회전 구동부(40)의 구비된 핸들(44a)을 회전시킴으로써 나선 회전부(44)에 의하여 축(44b)이 병진될 때 힌지축 결합부(46)의 힌지축(46a)을 회전축(제3 축; Z 축)으로 하여 제2 베이스 프레임(50)를 회전시킴으로써, 제2 베이스 프레임(50) 상의 도로의 3차원 경사를 간단한 구성과 동작으로 실현할 수 있을 뿐만 아니라, 우천이나 실제 도로의 조건 제약을 받지 않고 정확한 우수에 대한 유속 및 집속에 대한 실험을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도로의 우수에 대한 유속 및 집수 실험장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도로의 우수에 대한 유속 및 집수 실험장치에 있어서 도로면의 Z축과 X축에 대한 회전을 나타내기 위한 투시된 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도로의 우수에 대한 유속 및 집수 실험장치의 분해 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도로의 우수에 대한 유속 및 집수 실험장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도로의 우수에 대한 유속 및 집수 실험장치의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도로의 우수에 대한 유속 및 집수 실험장치에 있어서 도로면의 Z축과 X축에 대한 회전을 나타내기 위한 투시된 사시도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도로의 우수에 대한 유속 및 집수 실험장치의 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도로의 우수에 대한 유속 및 집수 실험장치는 지면(G)에 대하여 지지되어 제1 축(X 축)에 대한 회전을 제공하기 위한 제1 지지대(10), 제1 지지대(10)에 대하여 일정 간격으로 이격된 상태로 지면(G)에 대하여 지지되어 제1 축에 직각인 제2 축(Y 축)에 대하여 선형 이동을 제공하기 위한 제2 지지대(20), 제1 지지대(10)에 대하여 일단부가 회전 결합되며 제2 지지대(20)에 대하여 선형 이동되도록 결합되는 제1 베이스 프레임(30), 제1 베이스 프레임(30)에 결합되어 제1 축(X 축)과 제2 축(Y 축)에 직각인 제3 축(Z 축)에 대하여 회전을 제공하기 위한 회전 구동부(40), 회전 구동부(40)로부터 회전을 제공받도록 회전 구동부(40)에 결합되며 우수의 흐름을 제공하기 위한 제2 베이스 프레임(50), 제2 베이스 프레임(50)의 일측에 제공되어 우수(RW)의 유속과 집속을 센싱하기 위한 유속/집수 센서(60), 및 제2 베이스 프레임(50)의 일측 상에 위치하여 제2 베이스 프레임(50) 상에 실험을 위한 물(W)을 제공하기 위한 저수조(70)로 이루어진다.
여기서, 제1 지지대(10)는 일측에 지면(G)에 대하여 지지되는 지지대(12)와, 타측에 제1 베이스 프레임(30)의 일단부에 대하여 제1 축(X 축)의 회전을 제공하기 위한 힌지 결합부(14)로 이루어진다. 제1 지지대(10)는 제1 베이스 프레임(30)의 양측에 각각 구비되는 것이 바람직하다.
제2 지지대(20)는 제1 지지대(10)에 대하여 일정 간격으로 이격된 상태로 지면(G)에 대하여 지지되는 지지대(22)와, 지지대(22)로부터 연장되어 제1 베이스 프레임(30)에 대하여 제2 축(Y 축)의 선형 이동을 제공하기 위한 선형 구동부(24)로 이루어진다.
제2 지지대(20)의 선형 구동부(24)의 일측은 지지대(22)에 대하여 연장 결합되어 핸들(24a)의 회전에 의하여 직직운동으로 변환하기 위한 웜기어와 래크기어(미도시)를 구비하는 것이 바람직하며, 타측은 제1 베이스 프레임(30)에 대하여 고정 결합된다. 제2 지지대(20)는 제1 베이스 프레임(30)의 양측에 각각 구비되는 것이 바람지하다.
제2 지지대(20)의 선형 구동부(24)의 핸들(24a)의 회전에 의하여 제1 베이스 프레임(30)을 제2 축(Y 축)으로 선형 이동시킬 때 제1 베이스 프레임(30)의 단부에 위치한 힌지 결합부(14)의 회전축을 중심으로 제1 베이스 프레임(30)을 제1 축(X 축)으로 회전을 제공한다.
제1 베이스 프레임(30)은 사각의 테두리를 가진 프레임으로 이루어지는 것이 바람직하다. 제1 베이스 프레임(30)은 제1 지지대(10)에 대하여 일단부가 회전 결합되기 위한 회전축(32)을 구비하며, 프레임에 대하여 회전 구동부(40)가 결합된다.
회전 구동부(40)는 제1 베이스 프레임(30)에 결합되어 제3 축(Z 축)에 대하여 회전을 제공하기 위하여 동력전달 장치를 구비한다. 즉, 회전 구동부(40)는 제1 베이스 프레임(30)의 장축에 수직으로 가로지르도록 제1 베이스 프레임(30)의 장축의 프레임에 연장 결합되는 리브(42), 리브(42)의 결합되어 핸들(44a)의 회전에 의하여 병진운동을 제공하며 병진운동하는 축(44b)의 단부가 자유회전된 상태로 제2 베이스 프레임(50)에 결합되기 위한 나선 회전부(44), 및 나선 회전부(44)의 병진운동에 의하여 제2 베이스 프레임(50)을 제1 베이스 프레임(30)에 대하여 제3 축(Z 축)에 대한 회전을 제공하기 위한 힌지축 결합부(46)로 이루어진다.
회전 구동부(40)의 나선 회전부(44)는 일단부에 구비되는 핸들(44a), 핸들(44a)의 회전에 의하여 병진운동하는 축(44b), 핸들(44a)과 축(44b) 사이에 축(44b)이 병진운동하도록 축(44b)의 나사산에 치합된 상태로 리브(42)에 결합되는 결합부(44c), 및 축(44b)의 단부가 제2 베이스 프레임(50)의 면에 대하여 핸들(44a)의 회전에 대하여 자유회전 상태로 결합되는 자유회전 결합부(44d)로 이루어진다.
나선 회전부(44)의 자유회전 결합부(44d)는 축(44b)이 자유회전되면서 이탈되지 않도록 하기 위한 링(미도시)을 축(44b) 단부의 외측에 구비하며, 상기 링은 제2 베이스 프레임(50)의 저면에 결합되도록 하는 것이 바람직하다.
회전 구동부(40)의 힌지축 결합부(46)는 리브(42)와 제2 베이스 프레임(50) 사이에 결합되는 힌지축(46a), 힌지축(46a)의 일측에 축결합되어 리브(42)에 결합되기 위한 결합부(46b), 및 힌지축(46a)의 타측에 축결합되어 제2 베이스 프레임(50)에 결합되기 위한 결합부(46c)로 이루어진다.
제1 베이스 프레임(30)이 제1 지지대(10)의 힌지 결합부(14)에 대하여 제2 지지대(20)의 선형 구동부(24)에 의하여 제1 축(X 축)으로 회전각을 가지는 상태에서, 회전 구동부(40)의 구비된 핸들(44a)을 회전시킴으로써 나선 회전부(44)에 의하여 축(44b)이 병진될 때 힌지축 결합부(46)의 힌지축(46a)을 회전축(제3 축; Z 축)으로 하여 제2 베이스 프레임(50)를 회전시킬 수 있다.
제2 베이스 프레임(50)은 우수(RW)의 흐름을 제공하기 위한 도로면(R)과 경사진 도로면(R)의 우수(RW) 흐름을 가이드하기 위한 가이드면(GR)을 상면에 구비하여 도로의 여건을 형성한다.
유속/집수 센서(60)는 제2 베이스 프레임(50)의 가이드면(GR)의 일측에 제공되어 우수의 유속과 집속을 센싱하기 위한 센서로 이루어진다. 유속/집수 센서(60)에는 우수(RW)의 집수와 배수를 위한 배수구(미도시)와 그레이팅(미도시)를 더 구비하는 것이 바람직하다.
저수조(70)는 제2 베이스 프레임(50)의 일측 상에 위치하여 제2 베이스 프레임(50) 상에 실험을 위한 물(W)을 제공한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 제1 베이스 프레임(30)이 제1 지지대(10)의 힌지 결합부(14)에 대하여 제2 지지대(20)의 선형 구동부(24)에 의하여 제1 축(X 축)으로 회전각을 가지는 상태에서, 회전 구동부(40)의 구비된 핸들(44a)을 회전시킴으로써 나선 회전부(44)에 의하여 축(44b)이 병진될 때 힌지축 결합부(46)의 힌지축(46a)을 회전축(제3 축; Z 축)으로 하여 제2 베이스 프레임(50)를 회전시킴으로써, 제2 베이스 프레임(50) 상의 도로의 3차원 경사를 간단한 구성과 동작으로 실현할 수 있을 뿐만 아니라, 우천이나 실제 도로의 조건 제약을 받지 않고 정확한 우수에 대한 유속 및 집속에 대한 실험을 수행할 수 있다.
10: 제1 지지대
12: 지지대
14: 힌지 결합부
20: 제2 지지대
22: 지지대
24: 선형 구동부
24a: 핸들
30: 제1 베이스 프레임
32: 회전축
40: 회전 구동부
42: 리브
44: 나선 회전부
44a: 핸들
44b: 축
44c: 결합부
44d: 자유회전 결합부
46: 힌지축 결합부
46a: 힌지축
46b: 결합부
46c: 결합부
50: 제2 베이스 프레임
60: 유속/집수 센서
70: 저수조(70)

Claims (6)

  1. 지면(G)에 대하여 지지되어 제1 축(X 축)에 대한 회전을 제공하기 위한 제1 지지대(10);
    제1 지지대(10)에 대하여 일정 간격으로 이격된 상태로 지면(G)에 대하여 지지되어 제1 축에 직각인 제2 축(Y 축)에 대하여 선형 이동을 제공하기 위한 제2 지지대(20);
    제1 지지대(10)에 대하여 일단부가 회전 결합되며 제2 지지대(20)에 대하여 선형 이동되도록 결합되는 제1 베이스 프레임(30);
    제1 베이스 프레임(30)에 결합되어 제1 축(X 축)과 제2 축(Y 축)에 직각인 제3 축(Z 축)에 대하여 회전을 제공하기 위한 회전 구동부(40);
    회전 구동부(40)로부터 회전을 제공받도록 회전 구동부(40)에 결합되며 우수(RW)의 흐름을 제공하기 위한 제2 베이스 프레임(50);
    제2 베이스 프레임(50)의 일측에 제공되어 우수(RW)의 유속과 집속을 센싱하기 위한 유속/집수 센서(60); 및
    제2 베이스 프레임(50)의 일측 상에 위치하여 제2 베이스 프레임(50) 상에 실험을 위한 물(W)을 제공하기 위한 저수조(70)로 이루어는 것을 특징으로 하는 도로의 우수에 대한 유속 및 집수 실험장치.
  2. 제1항에 있어서, 제1 지지대(10)는 일측에 지면(G)에 대하여 지지되는 지지대(12)와, 타측에 제1 베이스 프레임(30)의 일단부에 대하여 제1 축(X 축)의 회전을 제공하기 위한 힌지 결합부(14)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도로의 우수에 대한 유속 및 집수 실험장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 지지대(20)는 제1 지지대(10)에 대하여 일정 간격으로 이격된 상태로 지면(G)에 대하여 지지되는 지지대(22)와, 지지대(22)로부터 연장되어 제1 베이스 프레임(30)에 대하여 제2 축(Y 축)의 선형 이동을 제공하기 위한 선형 구동부(24)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도로의 우수에 대한 유속 및 집수 실험장치.
  4. 제3항에 있어서, 제2 지지대(20)의 선형 구동부(24)의 일측은 지지대(22)에 대하여 연장 결합되어 핸들(24a)의 회전에 의하여 직직운동으로 변환하기 위한 기어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도로의 우수에 대한 유속 및 집수 실험장치.
  5. 제3항에 있어서, 회전 구동부(40)는 제1 베이스 프레임(30)의 장축에 수직으로 가로지르도록 제1 베이스 프레임(30)의 장축의 프레임에 연장 결합되는 리브(42), 리브(42)의 결합되어 핸들(44a)의 회전에 의하여 병진운동을 제공하며 병진운동하는 축(44b)의 단부가 자유회전된 상태로 제2 베이스 프레임(50)에 결합되기 위한 나선 회전부(44), 및 나선 회전부(44)의 병진운동에 의하여 제2 베이스 프레임(50)을 제1 베이스 프레임(30)에 대하여 제3 축(Z 축)에 대한 회전을 제공하기 위한 힌지축 결합부(46)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도로의 우수에 대한 유속 및 집수 실험장치.
  6. 제5항에 있어서, 회전 구동부(40)의 나선 회전부(44)는 일단부에 구비되는 핸들(44a), 핸들(44a)의 회전에 의하여 병진운동하는 축(44b), 핸들(44a)과 축(44b) 사이에 축(44b)이 병진운동하도록 축(44b)의 나사산에 치합된 상태로 리브(42)에 결합되는 결합부(44c), 및 축(44b)의 단부가 제2 베이스 프레임(50)의 면에 대하여 핸들(44a)의 회전에 대하여 자유회전 상태로 결합되는 자유회전 결합부(44d)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도로의 우수에 대한 유속 및 집수 실험장치.
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CN103711101A (zh) * 2013-12-26 2014-04-09 天津大学 一种用于水流泥沙实验的可变形明渠弯道水槽装置
CN103954449A (zh) * 2014-05-12 2014-07-30 安徽安凯福田曙光车桥有限公司 一种模拟不同路况中车后桥总成齿轮润滑检测设备及检测方法

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