KR102040261B1 - 지진상황 체험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본 발명은 지진상황을 체험할 수 있는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지진상황을 연출하기 위한 좌우방향, 전후방향, 그리고 상하방향으로 운동하는 프레임의 높이를 최소화하여 보다 안정적이고 공간 효율성을 높인 지진상황 체험장치에 관한 것이다.
이를 위해서 본 발명은 Y축 구동모터와 Y축 구동부는 바닥 프레임에 탑재되어 하부 프레임, 중간 프레임, 상부 프레임을 X축 방향으로 진동시키고, Y축 구동모터와 Y축 구동부는 하부 프레임에 탑재되어 중간 프레임과 상부 프레임을 Y축 방향으로 진동시키며, 실린더는 중간 프레임에 탑재되어 상부 프레임을 상하방향으로 진동시키게 되는 것이다.

Description

지진상황 체험장치{An apparatus for having experience of earthquake}

본 발명은 지진상황을 체험할 수 있는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지진상황을 연출하기 위한 좌우방향, 전후방향, 그리고 상하방향으로 운동하는 프레임의 높이를 최소화하여 보다 안정적이고 공간 효율성을 높인 지진상황 체험장치에 관한 것이다.

최근 들어 지진발생의 횟수와 크게 증가하고, 또한 지진 강도가 매우 커져서 지진 상황에 대한 안전 교육이 필요성이 커지고 있다.

이러한 안전 교육의 한 방안으로서 직접 지진상황을 체험하고, 그에 대한 대비 훈련을 하여야 하지만 실제 지진에 의한 체험이 매우 힘드므로 가상의 시뮬레이터에 의해 지진 상황에 대한 체험 및 대비 훈련을 하게 된다.

지진 상황을 체험하기 위한 선행기술로서 등록특허 제10-1069755호(지진체험장치)에서는 "상면에 X축 가이드레일이 구비되는 베이스와; 상기 X축 가이드레일의 상부에 올려지는 X축 롤러가 하측에 구비되고 상면에는 Y축 가이드레일이 구비되는 X축 진동플레이트와; 상기 베이스의 일측에 설치되는 구동모터와, 상기 구동모터의 구동축에 설치되며 상기 X축 진동플레이트에 연결되는 크랭크기구를 포함하여, 상기 X축 진동플레이트를 X축 방향으로 진동시키는 X축 진동장치와;

상기 Y축 가이드레일의 상부에 올려지는 Y축 롤러가 하측에 구비되는 Y축 진동플레이트와; 상기 X축 진동플레이트의 일측에 설치되는 구동모터와, 상기 구동모터의 구동축에 설치되며 상기 Y축 진동플레이트에 연결되는 크랭크기구를 포함하여, 상기 Y축 진동플레이트를 Y축 방향으로 진동시키는 Y축 진동장치와;

상기 Y축 진동플레이트의 상부에 상하로 진동될 수 있도록 설치되며 상부에 체험실이 구비되는 상하 진동플레이트와; 상기 상하 진동플레이트에 연결되어 상하 진동플레이트를 상하로 진동시키는 상하진동장치를 포함하며,

상기 Y축 진동플레이트의 상면 중앙부에는 지지축이 상향 연장되고, 상기 상하 진동플레이트는 상기 지지축에 측방향으로 기울어져 시소 운동할 수 있도록 결합되며,

상기 상하진동장치는 상기 Y축 진동플레이트의 상면에 구비되는 브래킷에 상하 방향으로 회전 가능하게 설치되며 상측 둘레부가 상기 상하 진동플레이트의 하측면에 밀착되어 회전 시 상기 상하 진동플레이트를 상측으로 밀어 올리는 복수개의 편심캠과, 상기 편심캠을 연결하여 편심캠이 상호 연동되어 회전되도록 하는 연동축과, 상기 편심캠에 연결되어 편심캠을 구동시키는 구동모터를 포함하여 구성"되어 있다.

이러한 구조에 의해 베이스의 상부에 X축으로 진동되는 X축 진동플레이트와 Y축으로 진동되는 Y축 진동플레이트 및 상하로 진동되는 상하 진동플레이트가 순차적으로 설치되어, Y축과 X축 방향 및 상하 방향으로 진동될 수 있으므로, 좌우측 방향으로만 진동되던 종래의 지진체험장치에 비해, 더욱 다양한 패턴의 지진을 효과적으로 재현할 수 있는 장점을 가진다.

그런데, 이러한 종래의 기술은 X축 진동플레이트, Y축 진동플레이트의 측부에 각각 구동모터가 설치되고, 상하 진동플레이트에는 북수의 편심캠 및 편심캠을 구동시키기 위한 구동모터가 설치되는 구조로서, X축과 Y축, 그리고 상하 진동플레이트의 간격은 구동모터의 높이에 대응되는 상하간격을 가지므로, 작동구조상 수직방향의 높이가 증가되어 협소한 공간에서는 설치의 제약성이 따르게 된다.

또한, 편심캠의 구조에 의해 수직방향의 높이가 더욱 높아지게 되어 구조상 매우 불안정한 단점이 있다.

아울러, 각 진동플레이트의 측부에 구동모터가 위치하게 되므로, 넓이도 매우 커져서 이 또한 협소한 공간에서는 설치의 제약성이 따르게 되는 문제점이 있는것이다.

그리고, 편심캠에 의해 상하방향의 진동을 발생시킴으로써 정밀한 진동을 구현할 수 없어서 체험의 효과가 저하됨은 물론, 편심캠에 의한 소음이 증가하고, 기계적인 내구성이 저하되어 잦은 유지보수가 이루어져야 하는 단점이 있다.

<선행기술문헌>

1. 등록특허 제10-1069755호

(지진체험장치)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여, 좌우 및 전후, 그리고 상하방향으로 진동하는 각 프레임간의 수직 간격을 최소화하고, 평면 넓이 또한 최소화하도록 한 지진상황 체험장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 지진상황 체험장치는,

상부면에 X축 방향으로 X축 레일이 구비되고, 일측부에 X축 구동모터 및 상기 X축 구동모터로부터 발생된 동력에 의해 X축 방향으로 직선 운동하는 X축 구동부가 설치된 바닥 프레임;

상기 바닥 프레임의 상측에서 상기 X축 구동모터와 간섭되지 않게 위치하면서 상기 X축 구동부와 연결되며, Y축 방향으로 Y축 레일이 구비되고, 하부면에는 상기 X축 레일 상에서 구름 운동하는 X축 롤러부가 구비되며, 대략 가운데 부위에는 상하로 관통된 제1관통부가 형성되어 그 제1관통부로부터 상기 바닥 프레임의 상부면에 근접하도록 제1안착 브라켓이 설치됨과 아울러, 상기 제1안착 브라켓에 Y축 구동모터 및 상기 Y축 구동모터로부터 발생된 동력에 의해 Y축 방향으로 직선 운동하는 Y축 구동부가 설치되고, 중심부로부터 양측방향으로는 상하로 관통된 제2관통부가 각각 형성된 하부 프레임;

상기 하부 프레임의 상측에 위치하면서 상기 Y축 구동부와 연결되고, 하부면에는 상기 Y축 레일 상에서 구름 운동하는 Y축 롤러부가 구비되며, 상기 제2관통부를 관통하여 상기 바닥 프레임의 상부면에 근접하도록 제2안착 브라켓이 각각 설치됨과 아울러 상기 제2안착 브라켓에 상하방향으로 각각 실린더가 입설되어 설치된 중간 프레임;

상기 중간 프레임의 상측에 위치하고, 상부면으로는 체험실이 설치되며, 중간 프레임을 관통한 상기 실린더의 로드가 회전가능하게 체결되는 로드결합부가 설치된 상부 프레임;으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명은 하부 프레임과 중간 프레임을 관통하여 구동모터와 구동부, 그리고 실린더가 설치됨으로써 수직방향의 높이가 최소화됨은 물론 평면의 넓이도 그만큼 축소되어 협소한 공간에서도 설치가 가능하므로 설치의 제약성이 그만큼 해소되며 장점이 있다.

아울러, 실린더에 의해 상하방향 진동을 발생시킴으로써 소음의 감소는 물론, 기계적인 내구성이 뛰어난 장점도 있다.

도1은 본 발명의 정면 결합 구조를 보인 도.
도2는 바닥 프레임의 평면 및 정면 구조를 보인 도.
도3은 하부 프레임의 평면 및 정면 구조를 보인 도.
도4는 중간 프레임의 평면 및 정면 구조를 보인 도.
도5는 상부 프레임의 평면 구조를 보인 도.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.

본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다.

또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다.

따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다.

그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 실시 예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.

도1은 본 발명에 따른 정면 결합 구조를 보인 도이고, 도2는 바닥 프레임의 평면 및 정면 구조를 보인 도이며, 도3은 하부 프레임의 평면 및 정면 구조를 보인 도이고, 도4는 중간 프레임의 평면 및 정면 구조를 보인 도이며, 도5는 상부 프레임의 평면 구조를 보인 도이다.

본 발명은 도1에서와 같이 하측으로부터 수직방향으로 순차적으로 바닥 프레임(100), 하부 프레임(200), 중간 프레임(300), 그리고 상부 프레임(400)이 위치한다.

도2에서와 같이 바닥 프레임(100)은 각체로 된 파이프에 의해 X축 방향으로 사다리 형태로 형성되는데, 좌우방향 상측에는 각각 X축 레일(110,120)이 설치되어 있고, 일측에는 동력을 발생시키는 X축 구동모터(210)와 상기 X축 구동모터(210)의 회전동력을 인가받아 X축 방향으로의 직선운동으로 변환하는 X축 구동부(220)가 탑재되어 있다.

이러한 X축 구동부(220)는 하부 프레임(200)과 결합되어 하부 프레임(200)을 X축 방향으로 운동시킨다.

상기 바닥 프레임(100)의 상측으로는 도3에서와 같이 하부 프레임(200)이 위치하는데, 이러한 하부 프레임(200) 또한 각체로 된 파이프에 의해 형성되며, 하부면에는 상기 X축 레일(110,120) 상에서 X축 방향 즉 좌우방향으로 구름 운동하는 X축 롤러부(230,231,222,233)가 각각 구비되어 있다.

이때, 하부 프레임(200)의 일측은 상기 바닥 프레임(100)에 탑재된 구동모터(210)와 간섭이 발생하지 않도록 좌우방향 크기가 바닥 프레임(100)보다 약간 작게 형성된다.

상기 하부 프레임(200)에는 Y축 방향 즉 전후방향으로 복수의 Y축 레일(240,241,242,243)이 설치되어 있으며, 대략 중간 부위에는 Y축 방향으로 길게 제1관통부(250)가 형성되는데, 이러한 제1관통부(250)는 하부 프레임(200)을 상하방향으로 완전히 관통한 형태이고, Y축 방향으로의 길이는 Y축 구동모터(310)와 Y축 구동부(도시하지 않음)가 삽입될 수 있는 길이를 가져서 이에 Y축 구동모터(310)와 Y축 구동부(도시하지 않음)가 탑재된다.

여기서 Y축 구동부는 X축 구동부(220)와 동일한 형태로서, Y축 구동모터(310)의 회전동력을 인가받아 Y축 방향으로의 직선운동으로 변환하게 된다.

상기 제1관통부(250)에는 제1안착브라켓(251)이 삽입되어 고정되는데, 상기 제1안착브라켓(251)의 하단은 바닥 프레임(100)의 상부면에 근접하도록 한 깊이를 가지고 장착된다.

즉, 하부 프레임(200)의 하단으로부터 바닥 프레임(100)의 상부면과 간격은 X축 레일(110,120)과 그 X축 레일(110,120) 상에 놓이는 Y축 롤러부(230,231,232,233)의 두께 만큼이므로, 하부 프레임(200)의 하부면으로 돌출되는 제1안착브라켓(251)은 그 두께보다 약간 작게 형성되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 제1관통부(250)의 양측으로는 각각 제2관통부(260,261)가 형성되어 있다.

상기 하부 프레임(200)의 상측으로는 도4에서와 같이 중간 프레임(300)이 위치하는데, 이러한 중간 프레임(300)도 각체로 된 파이프에 의해 형성되며, 하부면에는 상기 Y축 레일(240,241,242,243) 상에서 Y축 방향 즉 전후방향으로 구름 운동하는 Y축 롤러부(330,331,332,333)가 각각 구비되어 있다.

또한, 상기 하부 프레임(200)의 Y축 구동부에 체결되어 중간 프레임(300)을 전후방향으로 운동시키기 위한 러그(321)가 하측으로 돌출되어 형성되어 있다.

상기 중간 프레임(300)에는 중간 부위의 양측 즉, 상기 제2관통부(260,261)가 형성된 위치와 대응된 위치에는 제3관통부(340,350)가 형성되어 있으며, 제3관통부(340,350)에는 각각 제2안착브라켓(341,351)이 삽입되어 고정되는데, 상기 제2안착브라켓(341,351)의 하단은 바닥 프레임(100)의 상부면에 근접하도록 한 깊이를 가지고 장착된다.

상기 각각의 제2안착브라켓(341,351)에는 상하방향으로 입설된 실린더(410,420)가 장착되며, 그 실린더(410,420)의 로드는 제3관통부(340,350)를 통해 중간 프레임(300)의 상측으로 돌출된다.

상기 중간 프레임(300)의 상측으로는 도5에서와 같이 상부 프레임(400)이 위치하는데, 이러한 상부 프레임(400)도 각체로 된 파이프로 형성되고, 상부면에는 건물의 실내 형태로 꾸며진 체험실이 설치된다.

상부 프레임(400)에는 상기 실린더(410,420)의 로드가 회전이 가능하게 체결되는 로드 결합부(430,440)가 구비되어 있다.

따라서, 실린더(410,420)의 구동에 의해 상부 프레임(400)이 상하방향으로 진동하거나 기울임 등의 운동을 할 수 있는 것이다.

이러한 구조에 의해서 Y축 구동모터(210)와 Y축 구동부(220)는 바닥 프레임(100)에 탑재되어 하부 프레임(200), 중간 프레임(300), 상부 프레임(400)을 X축 방향으로 직선왕복운동시키고, Y축 구동모터(310)와 Y축 구동부는 하부 프레임(200)에 탑재되어 중간 프레임(300)과 상부 프레임(400)을 Y축 방향으로 직선왕복운동시키며, 실린더(410,420)는 중간 프레임(300)에 탑재되어 상부 프레임(400)을 상하방향으로 진동시키게 되는 것이다.

이때, 하부 프레임(200)의 제2관통부(260)는 중간프레임(300)이 전후방향으로 이동할 때 제2안착브라켓(341,351)이 하부 프레임(200)가 간섭되지 않도록 하는 크기를 가지게 된다.

결국, 수직 방향으로 가장 많은 공간을 차지하는 Y축 구동모터(310)와 실린더(410,420)를 프레임들을 관통하여 탑재시킴으로써 본 발명의 지진상황 체험장치가 수직방향으로 매우 얇게 설치될 수 있는 것이다.

전술한 본 발명에 따른 지진상황 체험장치에 대한 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.

100 : 바닥 프레임
110,120 : X축 레일
200 : 하부 프레임
210 : X축 구동모터
220 : X축 구동부
230,231,232,233 : X축 롤러부
240,241,242,243 : Y축 레일
250 : 제1관통부
251 : 제1안착브라켓
260,261 : 제2관통부
300 : 중간 프레임
310 : Y축 구동모터
321 : 러그
330,331,332,333 : Y축 롤러부
340,350 : 제3관통부
341,351 : 제2안착브라켓
400 : 상부 프레임
410,420 : 실린더
430,440 : 로드 결합부

Claims (1)

1. 상부면에 X축 방향으로 X축 레일이 구비되고, 일측부에 X축 구동모터 및 상기 X축 구동모터로부터 발생된 동력에 의해 X축 방향으로 직선 운동하는 X축 구동부가 설치된 바닥 프레임;
   상기 바닥 프레임의 상측에서 상기 X축 구동모터와 간섭되지 않게 위치하면서 상기 X축 구동부와 연결되며, Y축 방향으로 Y축 레일이 구비되고, 하부면에는 상기 X축 레일 상에서 구름 운동하는 X축 롤러부가 구비되며, 가운데 부위에는 상하로 관통된 제1관통부가 형성되어 그 제1관통부로부터 상기 바닥 프레임의 상부면에 근접하도록 제1안착 브라켓이 설치됨과 아울러, 상기 제1안착 브라켓에 Y축 구동모터 및 상기 Y축 구동모터로부터 발생된 동력에 의해 Y축 방향으로 직선 운동하는 Y축 구동부가 설치되고, 중심부로부터 양측방향으로는 상하로 관통된 제2관통부가 각각 형성된 하부 프레임;
   상기 하부 프레임의 상측에 위치하면서 상기 Y축 구동부와 연결되고, 하부면에는 상기 Y축 레일 상에서 구름 운동하는 Y축 롤러부가 구비되며, 상기 제2관통부가 형성된 위치와 대응되는 위치에는 제3관통부가 각각 형성되어 그 제3관통부에 각각 제2안착 브라켓이 삽입되어 고정됨과 아울러 상기 제2안착 브라켓의 하단은 상기 바닥 프레임의 상부면에 근접하도록 장착되고, 상기 제2안착 브라켓에는 상하방향으로 각각 실린더가 입설되어 설치되며, 상기 실린더의 로드는 상기 제3관통부의 상측으로 돌출되도록 구성된 중간 프레임;
   상기 중간 프레임의 상측에 위치하고, 상부면으로는 체험실이 설치되며, 상기 중간 프레임을 관통한 상기 각 실린더의 로드가 회전가능하게 체결되는 로드결합부가 설치되어 상기 실린더에 의해 진동 또는 기울임 운동하는 상부 프레임;으로 구성된 것을 특징으로 하는 지진상황 체험장치.

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