KR102449814B1

KR102449814B1 - 교육용 천구의

Info

Publication number: KR102449814B1
Application number: KR1020200092449A
Authority: KR
Inventors: 김현상
Original assignee: 재단법인 송암스페이스센터
Priority date: 2020-07-24
Filing date: 2020-07-24
Publication date: 2022-10-04
Also published as: KR20220013199A; WO2022019727A1; US20230267855A1

Abstract

본 발명에 따른 천구의는, 별자리가 표시되는 천구부; 상기 천구부의 내측에 수용되며, 관측지점의 지면을 정의하는 원판부와, 상기 원판부의 상측에 결합되며 관측자의 입장에서 본 하늘을 정의하는 상측 반구부로 구성되는 지평 좌표계부; 및 지구 자전축을 정의하고, 상기 원판부에 일측이 회전 가능하게 결합되고, 상기 천구부에 타측이 관통하는 회전축 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

교육용 천구의{Celestial globe for education}

본 발명은 교육용 천구의에 관한 것이다.

본 발명은 교육용 천구의에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 지평 좌표, 적도 좌표를 쉽게 알 수 있으며, 관측자 자신은 천구의 안에 서 있다고 상상하면서 천구의 밖에서 천체의 운동을 시뮬레이션 할 수 있는 교육용 천구의에 관한 것이다.

이러한 천구의는 고대 그리스 시대부터 만들어졌으며, 기원전 6세기경 그리스의 고대 도시인 밀레투스(Miletus)의 탈레스(Thales, BC 624~BC 546)가 처음으로 만들었다고 알려져 있다. 가장 오래된 천구의는 그리스의 나폴리의 국립 고고학 박물관에 소장된 파네스 천구의로 BC 3세기에 만들어진 것으로 추정된다.

천구의(天球儀, celestial globe)는 관측자가 천구의 안에 서있다고 상상하면서 천구의 밖에서 별의 위치, 별자리, 황도 및 천구의 적도와 같은 대원 등을 구 표면에 나타낸 천구 모형이다. 지구본이 지구 표면의 수륙 분포나 지형, 경도, 위도 등을 나타내는 것처럼 지구를 둘러싼 공간을 한개의 구로 보고, 별이나 별자리, 천구의 적도, 황도, 시간권, 적위선 등을 그려 넣어 실제 천구의 모든 현상, 즉 천체의 출몰이나 고도, 방위 등을 알 수 있도록 만든 장치이다.

천구의는 천구 안에서 본 천구의 상황이 구면에 그려져 있기 때문에, 관측자가 천구의 밖에서 보게 되므로 실제로 천구의 안에서 보는 것과 달리 별자리가 뒤집혀 있다.

천구의를 이용하면 천구상에서의 천체의 위치를 여러가지 좌표계를 통해 측정할 수 있다. 천체의 위치를 나타내기 위해 쓰이는 좌표계 중 널리 쓰이는 좌표계로, 관측자 중심으로 관측자가 서 있는 지평면과 지평선상의 북점을 기준으로 방위각과 고도로 천체의 위치를 나타내는 좌표계인 지평좌표계와, 지구를 중심으로 해서 천구의 적도와 춘분점을 이용하여 적경과 적위로 천체의 위치를 나타내는 좌표계인 적도 좌표계가 있다.

일반적으로 초등학교, 중학교의 교육 과정 중 지구의 운동에 관한 수업을 진행할 경우 위와 같은 천구의나, 지구본, 삼구의 등의 교보재를 이용하여 강의한다. 그럼에도 불구하고, 학생들에게 여러가지 좌표계 개념과, 공간적이고 입체적인 개념을 이해시키기가 무척 어려운 것이 현실이다. 그렇기 때문에 학습효율을 높이기 위하여 기존의 천구의 등을 개선한 교보재(대한민국 등록특허 제10-1597031호, 교육용 천구의)가 제안된 바 있다.

종래의 교육용 천구의는, 별의 위치, 별자리, 황도 등이 새겨진 천구의와, 상기 천구의 내측에 수용되는 지평 좌표계부와, 상기 천구의와 상기 지평 좌표계부를 관통하여 지구 자전축을 정의하는 회전축과, 상기 회전축을 지지하는 지지대로 구성된다.

그러나, 종래의 교육용 천구의는, 지평 좌표계와 적도 좌표계를 동시에 설명하기 위해 적도 좌표계를 나타내는 천구부의 내부에 지평 좌표계를 나타내는 반구부와 원판을 설치하였지만, 관측지점의 위도를 변경하기 위해 반구부에 대한 회전축의 위치를 변경하면, 지면과 수평해야 하는 원판이 경사지게 위치됨으로써, 관측자가 관측하고자 하는 관측지점의 천체도 경사지게 위치하기에, 관측지점의 천계를 해석하는 과정에서 이용자가 경사진 지평면을 고려해야 하기에 관측지점의 천계를 오 해석하는 문제 발생될 수 있다.

또한, 천구부를 회전축에 대해 회전시키는 과정에서 반구부와 원판이 상기 천구부와 함께 회전되어 지평선에 서 있는 관측자의 시점에서 관측지점의 천계를 확인하는 것에 어려움이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하여 학습효과가 좋은 구조를 가지면서 가격이 저렴하고, 관측지점의 위도 변경이 용이하고, 지평면이 지면과 수평 하게 유지되고, 부피를 줄여 작은 공간에도 보관할 수 있도록 하여 학생 개인이 학습할 수 있는 교육용 천구의를 제공함에 있다.

본 발명에 따른 교육용 천구의는, 별자리가 표시되는 천구부; 상기 천구부의 내측에 수용되며, 관측지점의 지면을 정의하는 원판부와, 상기 원판부의 상측에 결합되며 관측자의 입장에서 본 하늘을 정의하는 상측 반구부로 구성되는 지평 좌표계부; 및 지구 자전축을 정의하고, 상기 원판부에 일측이 회전 가능하게 결합되고, 상기 천구부에 타측이 관통하는 회전축 부재를 포함할 수 있다.

또한, 상기 지평 좌표계부는, 상기 원판부의 하측에 결합되며, 상기 회전축 부재가 관통하는 가이드 홀과, 중력 방향으로의 하중을 제공하는 하중부가 구비되는 하측 반구부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 회전축 부재는, 상기 천구부를 관통하고, 상기 가이드 홀 상에 위치하는 회전축; 및 상기 원판부의 원 중심부에 배치되어 상기 원판부에 대해 회전하는 회전 중심부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 원판부는, 상기 회전 중심부가 내측에 위치하는 관통부; 및 상기 회전 중심부가 회전 가능하게 결합되는 결합홀이 구비되는 원판 결합부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 회전축 부재는, 상기 회전축과 상기 회전 중심부의 사이에 형성되며, 상기 원판부에 선택적으로 접촉되는 스토퍼; 및 상기 회전축의 일측에 배치되며, 상기 회전축보다 작은 직경을 가지는 지지대 결합부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 스토퍼에는, 상기 원판부의 일부가 안착되는 원판 안착부가 더 포함될 수 있다.

또한, 상기 원판부에는, 상기 원판 안착부에 삽입되는 회전축 안착홈이 포함될 수 있다.

또한, 상기 원판부는, 상기 상측 반구부와 상기 하측 반구부가 결합되도록 하는 끼움 돌기를 포함하고, 상기 상측 반구부와 상기 하측 반구부는, 상기 끼움 돌기에 삽입되는 끼움 홈을 포함할 수 있다.

또한, 상기 회전축 부재는, 상기 원판부에 대해 회전 가능하게 결합되는 제1회전축 부재; 및 상기 제1회전축 부재에 분리 가능하게 결합되는 제2회전축 부재를 포함할 수 있다.

또한, 상기 상측 반구부의 외주면 또는 내주면에는, 지평 좌표계에서 지평면의 남점과 북점, 천정 및 천저를 지나는 자오선; 및 지평면 상에 방위각을 측정할 수 있는 방위각 눈금자가 표시되며, 상기 자오선 상에 관측지점의 위도에 따른 북극성 고도부가 표시될 수 있다.

또한, 상기 북극성 고도부는, 상기 자오선을 따라 일정 간격으로 이격되게 배치되는 다수의 관통홀을 포함하고, 상기 제2회전축 부재는, 다수의 관통홀 중 관측자의 위도에 대응하는 관통홀에 삽입된 상태에서 상기 제1회전축 부재에 결합될 수 있다.

또한, 상기 제1회전축 부재는, 상기 원판부의 원 중심부에 배치되며, 상기 원판부에 대해 상기 자오선을 따라 이동 가능하게 상기 원판부에 장착되는 회전 중심부; 상기 천구 남극점을 관통하며, 상기 회전 중심부의 일측에 연결되는 제1회전축; 및 상기 회전 중심부의 타측에 연결되며, 상기 제1회전축의 연장선 상에 위치하고, 상기 제2회전축 부재가 결합되는 회전축 결합부가 포함될 수 있다.

또한, 상기 제2회전축 부재는, 상기 천구 북극점과 상기 북극점 고도부를 관통하고, 상기 회전축 결합부에 결합되는 제2회전축을 포함할 수 있다.

또한, 상기 천구부는, 반구 형상으로 형성되고, 상기 제2회전축 부재가 관통하는 천구 북극점이 형성되는 상반구; 및 상기 상반구와 대응되는 형상을 가지고, 상기 상반구와 결합되며, 상기 제1회전축 부재가 관통하는 천구 남극점이 형성되는 하반구를 포함하며, 상기 상반구와 상기 하반구는 탈부착이 가능하게 결합될 수 있다.

또한, 상기 상반구와 상기 하반구에는, 태양의 이동 궤도인 황도를 표시하는 하는 황도선 표시부가 더 포함되고, 상기 황도선 표시부는, 상기 상반구와 상기 하반구를 결합 시 폐루프를 형성하는 하나의 황도를 정의할 수 있다.

또한, 상기 상반구 또는 상기 하반구에는, 상기 황도선 표시부를 따라 이동하는 태양을 나타내는 태양 표시부가 더 포함되고, 상기 태양 표시부는, 상기 상반구 또는 상기 하반구 중 어느 하나에 대해 회전 가능하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 태양 표시부는, 상기 상반구와 하반구 중 어느 하나의 내측에 위치하고, 태양을 표현하는 광원이 구비되는 회전체; 및 상기 상반구와 하반구 중 어느 하나의 외측에서 상기 회전체에 결합되고, 상기 회전체를 회전시킬 수 있는 회전체 고정부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 천구의 조립체는, 천구의; 및 상기 천구의가 지지되는 천구의 지지부를 포함하고, 상기 천구의 지지부는, 지지대 삽입부가 형성되는 지지판; 및 상기 지지판의 삽입부에 이동 가능하게 결합되는 지지대를 포함할 수 있다.

또한, 상기 지지대는, 일측에 상기 회전축 부재가 고정되고, 타측에 상기 천구부의 일부가 회전 가능하게 지지될 수 있다.

또한, 상기 지지대는, 상기 회전축 부재를 고정하기 위한 고정부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 지지판에는, 상기 지지대 삽입부의 내측에서 돌출되어 형성되는 가이드 리브가 포함되고, 상기 지지대에는, 상기 가이드 리브가 삽입되는 가이드 삽입홈이 포함될 수 있다.

또한, 상기 지지대에는, 회전축 각도를 표시하기 위한 고도 표시부가 포함되고, 상기 지지판에는, 상기 고도 표시부를 지시하기 위한 고도 지시부가 포함될 수 있다.

또한, 상기 지지판에 상기 지지대를 고정하기 위한 고정부재를 더 포함하고, 상기 지지판에는, 상기 고정부재의 일측이 삽입되는 일측 고정부재 삽입홈이 더 포함되며, 상기 지지부에는, 상기 고정부재의 타측이 삽입되고, 90도 범위 내에서 원주 방향으로 일정 각도로 이격 배치되는 다수의 타측 고정부재 삽입홈이 형성될 수 있다.

또한, 상기 고정부재는, 관측자의 위도에 대응하는 다수의 타측 고정부재 삽입홈 중 어느 하나와 상기 일측 고정부재 삽입홈에 함께 삽입될 수 있다.

본 발명에 의하면, 지면과 수평 하게 지평면이 위치한 상태에서 천구의가 작동하기에, 관측자가 관측하고 하는 관측지점의 천계를 관측자의 시점에서 용이하게 확인할 수 있다.

또한, 지면과 수평하게 지평면이 위치한 상태에서 천구가 회전하기에, 관측자의 시점에서 변화되는 천계를 확인할 수 있다.

또한, 지면과 수평하게 지평면이 위치할 수 있기에, 작동 편의성이 향상될 수 있다.

또한, 관측지점의 위도를 손쉽게 변경 가능하기에, 천구의에 대한 조작이 간편해지는 이점이 있다.

또한, 관측자의 시점에서 태양의 이동 궤도를 직접 확인할 수 있다.

또한, 지평 좌표계 및 적도 좌표계의 개념을 원판, 림(rim) 등의 보조장치 없이도 쉽게 이해할 수 있다.

또한, 천구의가 투명한 재질로 구성되므로, 관측자가 실제 천구 안에서 관측하는 것과 같이 별자리를 확인할 수 있다.

또한, 제작이 용이하며 소형 제작도 가능하므로, 제작 비용이 크게 절감될 수 있다. 이에 따라 1인당 1개의 천구의로 수업이 가능하여 학습효과가 증대될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 천구의 조립체의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 천구의 조립체의 분해도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 상반구의 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하반구의 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하반구의 요부를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양 표시부의 사시도.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지평 좌표계부의 사시도.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원판부의 사시도.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전축 부재의 사시도.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지평 좌표계부가 천구의 지지부에 결합된 모습을 나타내는 도면.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 천구의 조립체의 단면도.
도 12는 본 발명의 타 실시 예에 따른 천구의 조립체의 사시도.
도 13은 본 발명의 타 실시 예에 따른 천구의 조립체의 분해도.
도 14는 본 발명의 타 실시 예에 따른 지평 좌표계부에서 상측 반구부를 제거한 사시도.
도 15는 본 발명의 타 실시 예에 따른 원판부의 요부를 나타내는 도면.
도 16은 본 발명의 타 실시 예에 따른 하측 반구부의 사시도.
도 17은 본 발명의 타 실시 예에 따른 회전축 부재의 사시도.
도 18은 본 발명의 타 실시 예에 따른 천구의 지지부의 분해도.
도 19는 본 발명의 타 실시 예에 따른 지평 좌표계부가 천구의 지지부에 결합된 모습을 나타내는 도면.
도 20은 본 발명의 타 실시 예에 따른 천구의 조립체의 단면도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일 또는 유사한 부호를 사용한다.

첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.

한편, 제 1 또는 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들이 상기 용어들에 의해 한정되지 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별시키는 목적으로만 사용된다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결' 되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결' 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결' 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함' 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 천구의 조립체의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 천구의 조립체의 분해도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 천구의(10)는 별자리가 표시되는 천구부(100)를 포함할 수 있다.

상기 천구부(100)는 반구 형상의 상반구(110)와, 상기 상반구(110)와 대응되는 형상을 가지며 상기 상반구(110)와 결합하는 하반구(120)를 포함할 수 있다. 상기 상반구(110)는 천구의 북반구를 의미하며, 상기 하반구(120)는 천구의 하반구를 의미한다. 상기 상반구(110) 및 상기 하반구(120)는 투명한 재질로 구성될 수 있다.

상기 천구의(10)는 상기 천구부(100)의 내측에 수용되는 지평 좌표계부(200)를 포함할 수 있다.

상기 지평 좌표계부(200)는 반원으로 형성되는 반구부(210)와, 상기 반구부(210)에 결합되는 원판부(220)를 포함할 수 있다. 상기 반구부(210)와 상기 원판부(220)는 분리 가능하게 결합될 수 있다.

상기 천구의(10)는 상기 지평 좌표계부(200) 및 상기 천구부(100)를 관통하여 지구 자전축을 정의하는 회전축 부재(300)를 포함할 수 있다.

상기 회전축 부재(300)는 상기 제1회전축 부재(310)와, 상기 제1회전축 부재(310)에 분리 가능하게 결합되는 제2회전축 부재(320)를 포함할 수 있다. 상기 제1회전축 부재(310)는 상기 원판부(220)에 결합될 수 있다. 상기 제1회전축 부재(310)는 상기 하반구(120)를 관통할 수 있다. 상기 제2회전축 부재(320)는 상기 상반구(110)와 상기 반구부(210)를 관통할 수 있다. 상기 제1회전축 부재(310)와 상기 제2회전축 부재(320)는 상기 반구부(210)와 상기 원판부(220)의 사이에서 결합 또는 분리될 수 있다.

상기 천구의(10)는 상기 회전축 부재(300)가 지지되는 천구의 지지부(600)를 포함할 수 있다.

상기 천구의 지지부(600)는 상기 천구부(100) 및 지평 좌표계부(200)가 결합된 상기 회전축 부재(300)를 지지할 수 있다. 상기 천구의 지지부(600)는 상기 천구부(100), 상기 지평 좌표계부(200), 및 회전축 부재(300)와 결합되어 천구의 조립체를 형성할 수 있다.

상기 천구의 지지부(600)는 지지판(610)과, 상기 지지판(610)에 지지되는 지지대(620)를 포함할 수 있다.

상기 지지판(610)에는 상기 지지대(620)가 삽입될 수 있는 지지대 삽입홈이 형성되어 상기 지지대(620)가 상기 지지판(610)에 결합될 수 있다. 상기 지지판(610)은 바닥면에 놓이는 플레이트 형상을 가질 수 있다. 상기 지지대(620)는 상기 지지판(610)에 수직한 방향으로 배치되며, 상기 지지판(610)에 대해 회전 가능하게 결합될 수 있다.

상기 지지대(620)는 상기 천구부(100)가 내측에 위치할 수 있도록 형성될 수 있다. 상기 지지대(620)는 상기 천구부(100)의 직경 보다 큰 직경을 가지는 곡선을 가지도록 형성되어, 상기 지지대(620)의 내측에 상기 천구부(100)가 위치할 수 있다. 또한, 상기 지지대(620)는 상기 천구부(100)의 외주면을 따라 원주 방향으로 연장되는 원호 형상으로 형성되며, 상기 천구부(100)는 상기 지지대(620)의 내측에서 회전할 수 있다. 상기 지지대(620)에는 상기 회전축 부재(300)가 분리 가능하게 결합될 수 있다. 한편, 상기 천구부(100)에는 후술할 태양 표시부(400)가 장착되며, 상기 태양 표시부(400)가 설치된 천구부(100)가 상기 지지대(620)의 내측에서 회전할 수 있다.

상기 천구의 지지부(600)는 상기 지지판(610)에 상기 지지대(620)를 고정하는 고정부재(630)를 포함할 수 있다.

상기 지지판(610)에는 상기 고정부재(630)의 일부가 삽입되는 일측 고정부재 삽입홈이 형성되고, 상기 지지대(620)에는 상기 고정부재(630)의 나머지 일부가 삽입되는 타측 고정부재 삽입홈이 형성될 수 있다. 상기 지지대(620)와 상기 지지판(610)을 결합 시, 상기 일측 고정부재 삽입홈과 상기 타측 고정부재 삽입홈이 정렬되어 하나의 고정부재 삽입홈을 형성하며, 상기 고정부재 삽입홈에 상기 고정부재(630)가 삽입될 수 있다. 상기 고정부재(630)가 상기 고정부재 삽입홈에 삽입되면, 상기 지지대(620)와 상기 지지판(610)은 상기 고정부재(630)에 의해 고정될 수 있다. 본 실시 예에서 상기 고정부재(630)는 'ㅗ' 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 고정부재 삽입홈은 '삽입홈'으로 형성된 것으로 설명하고 있으나, '삽입홀'로 형성되는 것도 가능하다.

한편, 상기 고정부재(630)는 상기 지지대(620) 또는 상기 지지판(610)과 일체로 형성되어 상기 지지대(620)가 상기 지지판(610)에 직접 결합되도록 할 수 있다. 상기 고정부재(630)가 상기 지지대(620)에서 돌출되어 형성되면, 상기 지지판(610)의 지지대 삽입홈 일측이 함몰되어 고정부재 삽입홈이 형성될 수 있다. 또는, 상기 고정부재(630)가 상기 지지판(610)에서 돌출되어 형성되면, 상기 지지대(620)의 일부가 함몰되어 상기 고정부재 삽입홈이 형성될 수 있다.

상기 천구의(10)는 태양의 궤도를 나타내는 황도를 표시하는 황도선 표시부(150)를 더 포함할 수 있다.

상기 황도선 표시부(150)는 상기 천구부(100)에 인쇄 등에 의해 제공되는 연장선으로 형성될 수 있다. 상기 황도선 표시부(150)는 상기 상반구(110)와 상기 하반구(120)에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 황도선 표시부(150)의 일부는 상기 상반구(110)에 제공되고, 상기 황도선 표시부(150)의 나머지 일부는 상기 하반구(120)에 제공되어, 상기 상반구(110)와 상기 하반구(120)를 결합하면 폐루프를 형성하는 하나의 황도를 형성할 수 있다. 상기 황도선 표시부(150)는 상기 천구부(100)의 내주면 또는 외주면에 음각 또는 양각 형태로 표시될 수도 있다.

또한, 상기 황도선 표시부(150)는 상기 천구부(100)의 외주면에 탈부착 가능하게 제공될 수도 있다. 상기 황도선 표시부(150)는 상기 천구부(100)에 태양의 궤도를 나타내는 황도를 표시하는 동시에, 상반구(110)와 하반구(120)로 분리되는 상기 천구부(100)를 결속하는 역할을 할 수도 있다. 상기 황도선 표시부(150)는 고무줄 등의 탄성부재로 구성되거나, 끈(string)으로 구성될 수 있다.

상기 천구의(10)는 상기 천구부(100)에 태양의 이동 모습을 표시하는 태양 표시부(400)를 더 포함할 수 있다.

상기 태양 표시부(400)는 상기 천구부(100)에 회전 가능하게 장착될 수 있다. 상기 태양 표시부(400)는 상기 황도선 표시부(150)를 따라 이동하는 태양을 표시할 수 있다. 본 실시 예에서 상기 태양 표시부(400)는 상기 하반구(120)에 회전 가능하게 제공되며, 상기 황도선 표시부(150)를 따라 이동하는 태양의 이동 모습을 직관적으로 표시할 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 실시 예에 따른 천구의(10)를 구성하는 각각의 구성들에 대해 도면에 기초하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 상반구의 사시도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상반구(110)는 상기 상반구(110)에서 반구 부분을 구성하는 구면부(111)와, 상기 구면부(111)의 내주면 또는 외주면에 표시되는 별자리(112)와, 상기 회전축 부재(300)가 관통하는 천구 북극점(113)과, 상기 하반구(120)와 접촉하는 부분에 형성되는 상측 날개부(115)를 포함할 수 있다.

상기 구면부(111)는 투명한 재질로 구성될 수 있다. 상기 구면부(111)가 투명한 재질로 구성되면, 상기 상반구(110)의 내측에 위치하는 지평 좌표계부(200)를 상기 상반구(110)의 외측에서 관찰할 수 있다.

상기 별자리(112)는 홀이나 홈으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 상반구(110)의 내주면 또는 외주면에 인쇄된 별자리(112)가 부착될 수 있다. 또한, 상기 별자리(112)에 야광물질 또는 형광물질이 도포되어 미적인 효과를 거둘 수 있다. 상기 구면부(111)가 투명한 재질로 구성되므로, 상기 별자리(112)가 상기 구면부(111)의 내주면에 표시되더라도 관찰 가능함을 알 수 있다.

한편, 상기 천구의(10) 제작 시에 별을 잇는 선을 생략하고 별의 위치만을 표시하여, 이용자가 상기 구면부(111)에 펜 등으로 별을 잇는 선을 그어 상기 별자리(112)를 직접 완성하도록 할 수 있다. 또한, 이용자가 야광 액 등을 이용하여 상기 별자리(112)를 이루는 각각의 별 등급에 따른 색상 차이를 표현하도록 할 수 있다. 이와 같이, 교육 시 이용자가 직접 상기 별자리(112)를 완성하도록 하는 과정을 통해 학습효과를 증대시킬 수 있다.

또한, 상기 별자리(112)는 후술할 상기 하반구(120)의 구면부(121)에도 표시될 수 있다.

상기 천구의 북극점(113)은, 지구 자전축의 연장선이 천구의 상반구와 맞닿는 부분인 천구의 북극을 정의하며, 관통홀로 형성되어 상기 회전축 부재(300)가 삽입될 수 있다.

상기 상측 날개부(115)는, 상기 상측 날개부(115)에 일정 간격으로 형성되는 적경 눈금자(116)를 포함할 수 있다. 상기 상측 날개부(115)는 상기 황도선 표시부(150)가 설치되는 한 쌍의 탈부착 홈(117)을 더 포함할 수 있다. 상기 상측 날개부(115)는 상기 상반구(110)와 상기 하반구(120)를 결합하여 천장 등에 고정할 수 있는 걸이줄이 삽입되는 한 쌍의 걸이홀(118)을 더 포함할 수 있다.

상기 적경 눈금자(116)는 상기 천구부(100)에 표시된 별자리 등의 적경을 확인하기 위한 목적으로 표시된다. 적경이란, 춘분점을 기준으로 천체까지의 각으로서, 춘분점을 지나는 시간권부터 천체를 지나는 시간권이 이루는 반시계방향의 각을 0°에서 360°, 또는 0시에서 24시의 범위로 측정한 값을 말한다.

상기 적경 눈금자(116)는 탈부착 가능한 별도의 눈금자가 부착되거나, 상기 상측 날개부(115)에 눈금이 직접 표시될 수 있다. 또한, 도면에 도시되지 않았지만, 상기 적경 눈금자(116)는 후술할 하측 날개부(125)에도 형성될 수도 있다.

상기 탈부착 홈(117)은 황도를 의미하는 상기 황도선 표시부(150)와 천구의 적도를 의미하는 상기 상측 날개부(115)의 교점에 해당하며, 춘분점 또는 추분점을 의미한다. 구체적으로, 천구의 적도와 황도의 두 교점 중에서 태양이 적도의 남쪽에서 북쪽으로 통과할 때의 점을 춘분점, 태양이 북에서 남으로 적도를 통과하는 점을 추분점이라 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하반구의 사시도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 하반구(120)는 상기 하반구(120)에서 반구 부분을 구성하는 구면부(121)와, 상기 구면부(121)의 내주면 또는 외주면에 탈부착 가능하게 제공되는 적위 눈금자(122)와, 상기 회전축 부재(300)가 관통되는 천구 남극점(123)과, 적위가 동일한 점들을 연결한 선으로 이루어진 등적위선(124)과, 상기 상반구(110)와 접촉하는 부분에 형성되는 하측 날개부(125)를 포함할 수 있다.

상기 적위 눈금자(122)는 천체의 적위를 측정하기 위한 것이다. 한편, 적위[declination, 赤緯]란, 천구상의 천체의 위치를 나타내는 좌표의 하나로서, 시간권을 따라 천구의 적도면에서 천체까지의 각을 말한다. 적도에서 북반구는 (+)로, 하반구는 (-)로 하여 0°~±90°으로 나타낸다.

상기 적위 눈금자(122)는 상기 적위 눈금자(122)의 일단부가 상기 회전축 부재(300)에 의하여 관통되고, 타단부는 상기 회전축 부재(300)을 중심으로 상기 천구부(100)의 외주면을 따라 원주 방향으로 회전 가능하도록 할 수 있다. 이때, 상기 적위 눈금자(122)의 타단부에는 상기 하측 날개부(125) 부근에서 탈부착 되도록 접착제가 도포될 수 있다.

또한, 상기 적위 눈금자(122)는 위와 달리 상기 구면부(121)의 내주면 또는 외주면에 음각 또는 양각 형태로 직접 표시될 수도 있다. 또한, 상기 적위 눈금자(122)는 상기 상반구(110)의 구면부(111)에도 제공될 수 있다.

상기 등적위선(124)은 상기 적위 눈금자(122)의 일부 적위 값이 등간격을 이루며 표시될 수 있다. 또한, 상기 등적위선(124)은 상기 상반구(110)의 구면부(111)의 내주면 또는 외주면에 형성될 수도 있다.

상기 천구의 남극점(123)은, 지구 자전축의 연장선이 천구의 하반구와 맞닿는 부분인 천구의 남극을 정의하며, 관통홀로 형성되어 상기 회전축 부재(300)가 삽입될 수 있다.

상기 하측 날개부(125)에는 탈부착 홈(127)과, 걸이줄이 삽입되는 걸이홀(128)이 형성될 수 있다. 상기 하측 날개부(125)의 탈부착 홈(127)과 상기 걸이홀(128)은 상기 상측 날개부(115)의 탈부착 홈(117)과 상기 걸이홀(118)에 대응되는 위치에 배치될 수 있다.

상기 상반구(110)와 상기 하반구(120)는 탈부착이 가능하게 결합할 수 있다. 상기 상반구(110)와 상기 하반구(120) 결합 시, 상기 상측 날개부(115)와 하측 날개부(125)가 접촉하며, 상기 상측 날개부(115)와 하측 날개부(125)를 통칭하여 날개부(115, 125)라 할 수 있다. 상기 날개부(115, 125)는 천구의 적도면을 의미한다.

상기 하반구(120)는 상기 태양 표시부(400)가 설치되는 회전체 관통홀(126)이 형성될 수 있다. 상기 회전체 관통홀(126)은 상기 황도선 표시부(150)에 의해 상기 천구부(100)에 형성된 황도의 회전 중심축을 기준으로, 상기 황도의 회전 중심축과 상기 하반구(120)가 접하는 위치에 형성될 수 있다. 본 실시 예에서 상기 하반구(120)에 상기 회전체 관통홀(126)이 형성되는 것으로 설명하고 있으나, 상기 상반구(110)에 형성될 수 있다. 다시 말하면, 상기 황도의 회전 중심축에서 연직 방향으로 연장되는 가상선과 교차하는 상기 하반구(120) 또는 상기 상반구(110)에 상기 회전체 관통홀(126)이 형성될 수도 있다. 상기 황도를 연결한 가상의 평면과 상기 회전체 관통홀(126)에서 연직 방향으로 연장되는 가상선은 수직일 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하반구의 요부를 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양 표시부의 사시도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 태양 표시부(400)는 상기 천구부(100)에 회전 가능하게 장착될 수 있다. 본 실시 예에서 상기 태양 표시부(400)는 상기 하반구(120)에 회전 가능하게 장착될 수 있다. 상기 태양 표시부(400)는 결합된 상반구(110)와 하반구(120)의 내주면을 따라 원주 방향으로 회전할 수 있다. 상기 태양 표시부(400)는 상기 황도선 표시부(150)에 의해 형성되는 황도를 따라 이동하는 태양의 모습을 상기 천구부(100)에 직접 표시할 수 있다. 이용자는 관측자의 입장에서 본 하늘에 태양이 이동하는 모습을 상기 태양 표시부(400)를 통해서 확인할 수 있다.

상기 태양 표시부(400)는 상기 천구부(100)의 내측에 위치하는 회전체(420)와, 상기 천구부(100)의 외측에 위치하는 회전체 고정부(410)를 포함할 수 있다. 상기 회전체(420)는 상기 천구부(100)의 회전체 관통홀(126)을 통과하여, 상기 회전체 고정부(410)에 결합될 수 있다.

상기 회전체(420)는 상기 천구부(100)의 내주면에서 회전할 수 있다. 상기 회전체(420)는 상기 천구부(100)의 직경보다 보다 작은 직경을 가지는 곡선 또는 원호 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 회전체(420)는 상기 천구부(100)의 내주면을 따라 원주 방향으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 상기 회전체(420)는 상기 천구부(100)의 내주면과 상기 지평 좌표계부(200)의 사이에서 이동할 수 있다.

상기 회전체(420)에는 상기 천구부(100)를 관통하는 회전체 회전축(421)과, 태양을 정의하는 광원(423)이 포함될 수 있다. 상기 회전체 회전축(421)은 상기 회전체(420)의 일측 단부에 인접하게 위치하고, 상기 광원(423)은 상기 회전체(420)의 타측 단부에 인접하게 위치한다. 상기 회전체 회전축(421)은 상기 천구부(100)를 관통하여 상기 회전체 고정부(410)에 결합될 수 있다. 상기 천구부(100)에는 상기 회전체 회전축(421)이 관통하는 홀이 형성될 수 있다. 상기 회전체(420)가 상기 천구부(100)에 대해 회전하면, 상기 광원(423)은 상기 황도선 표시부(150)를 따라 이동할 수 있다.

상기 회전체 고정부(410)는 상기 천구부(100)의 외측에서 상기 회전체 회전축(421)에 결합될 수 있다. 상기 회전체 고정부(410)는 상기 회전체 회전축(421)이 결합되며 내부에 공간을 가지는 고정부 몸체(411)와, 상기 고정부 몸체(411)에 결합되어 상기 공간을 차폐하는 몸체 커버(415)를 포함할 수 있다. 상기 고정부 몸체(411)의 내부에는 상기 광원(423)으로 전원을 공급하는 전원 공급부가 수용될 수 있다. 상기 회전체 회전축(421)은 상기 광원(423)으로 전원 공급부의 전원을 공급하기 위한 전선이 통과할 수 있도록 중공을 가지도록 형성될 수 있다.

상기 회전체 고정부(410)는 상기 회전체 회전축(421)이 삽입되는 회전축 삽입부(413)를 포함할 수 있다. 상기 회전축 삽입부(413)는 상기 회전체 회전축(421)이 삽입되도록 개구될 수 있다. 상기 회전축 삽입부(413)는 상기 고정부 몸체(411)의 내부 공간과 연통될 수 있다. 상기 회전축 삽입부(413)와 상기 회전체 관통홀(126)은 서로 대응되는 직경을 가질 수 있다. 상기 회전체 회전축(421)은 상기 회전축 삽입부(413)보다 작은 직경으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 회전체(420)와 상기 회전체 고정부(410)가 결합되면, 상기 회전축 삽입부(413)가 상기 회전체 관통홀(126)에 위치하여, 상기 태양 표시부(400)가 상기 천구부(100)에 대해 회전되도록 할 수 있다.

상기 천구부(100)의 외측에서 상기 회전체(420)가 결합된 회전체 고정부(410)를 회전 시, 상기 회전체(420)는 상기 천구부(100)의 내측에서 회전할 수 있다. 상기 회전체 고정부(410)를 시계 방향으로 회전 시 상기 회전체(420)도 시계 방향으로 회전하고, 상기 회전체 고정부(410)를 반시계 방향으로 회전 시 상기 회전체(420)도 반시계 방향으로 회전한다. 상기 회전체 고정부(410)를 조작하여 상기 회전체(420)를 회전시킬 수 있기에, 상기 회전체 고정부(410)를 상기 회전체(420)를 회전시키기 위한 회전체 조작부라 칭할 수도 있다.

상기 천구부(100)에는 날짜 표시부(126a)가 더 포함될 수 있다. 상기 날짜 표시부(126a)는 태양의 궤도가 변함에 따라 변화되는 날짜의 변화를 표시할 수 있다. 상기 날짜 표시부(126a)는 상기 천구부(100)의 외주면 또는 내주면에 양각 또는 음각으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 날짜 표시부(126a)는 상기 천구부(100)의 외주면 또는 내주면에 문자가 인쇄되어 제공될 수도 있다. 본 실시 예에서 상기 날짜 표시부(126a)는 상기 천구부(100)의 하반구(120)에 제공되는 것으로 설명한다. 상기 날짜 표시부(126a)는 상기 회전체 관통홀(126)을 회전 중심으로 하는 원형으로 형성될 수 있다. 상기 날짜 표시부(126a)는 날짜 단위를 표시하는 다수의 눈금이 시계 방향으로 표시될 수 있다. 상기 회전체 고정부(410)를 회전시켜서 상기 천구부(100)의 내측에서 회전하는 회전체(420)가 날짜 단위로 표시되는 날짜 표시부(126a)의 눈금에 위치시키면, 이용자가 원하는 날짜에 태양 표시부(400)가 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 날짜 표시부(126a)는 1월~12월을 나타내는 월 단위와, 일 단위를 나타내는 눈금이 함께 제공될 수 있다. 이용자가 관측하고자 하는 월 단위와 일 단위로 상기 태양 표시부(400)의 회전체 조작부를 조작하면, 해당하는 월 단위와 일 단위에 해당되는 태양의 궤도에 상기 태양 표시부(400)가 위치할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지평 좌표계부의 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원판부의 사시도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전축 부재의 사시도이다.

도 7 내지 도 9 중 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 지평 좌표계부(200)는 관측자의 입장에서 본 하늘을 정의하는 반구부(210)와, 관측지점의 지면을 정의하는 원판부(220)와, 상기 원판부(220)의 회전 중심에 위치하여 상기 반구부(210)를 관통하는 회전축 부재(300)를 포함할 수 있다. 상기 반구부(210) 투명한 재질로 구성될 수 있고, 상기 원판부(220)는 불투명한 재질로 구성될 수 있다.

상기 원판부(220)는 원형의 판 형상을 가지며, 상기 천구부(100)의 내주면을 향하는 방향으로 연장될 수 있다. 상기 원판부(220)의 원 중심부에는 관측지점을 정의하며, 상기 회전축 부재(300)가 관통하는 관통부(221, 222)가 형성될 수 있다. 상기 관통부(221, 222)는 상기 원판부(220)의 중심이 개구되어 형성될 수 있다.

상기 천구부(100)의 별자리(112)는 상기 원판부(220)를 기준으로 아래쪽에 위치하는 천체와 위쪽에 위치하는 천체를 구분될 수 있다. 상기 원판부(220)는 관측자의 지면을 의미하므로, 이를 통해 지면 위로 뜨는 별과 뜨지 않는 별을 확인할 수 있다. 상기 원판부(220)를 기준으로, 상기 반구부(210)와 접촉하는 면은 위쪽을 의미하며, 반대편 면은 아래쪽을 의미할 수 있다. 상기 반구부(210)와 접하는 위쪽의 면을 상기 원판부(220)의 상면으로 정의하고, 아래쪽의 면을 상기 원판부(220)의 하면으로 정의할 수 있다.

상기 반구부(210)는 구면을 이루며 관측자의 하늘을 의미하는 구면부(211)를 포함할 수 있다.

상기 구면부(211)에는 상기 원판부(220)의 관통부(221, 222)를 지나며, 상기 원판부(220)의 원 중심부에서 가상의 연직선이 상기 반구부(210)와 만나는 천정점(219a)이 구비될 수 있다.

상기 구면부(211)에는 상기 천정점(219a)과, 상기 남점(216)과, 상기 북점(217)을 모두 지나는 선인 자오선(218)이 표시될 수 있다. 자오선이란, 천구상에서 관측자를 중심으로 지평면의 남점, 북점, 천정, 천저를 지나는 선을 의미한다.

상기 자오선(218)에는 관측지점에 따른 북극성의 고도를 나타내는 북극성 고도부(219a, 219b, 219c, 219d)가 표시될 수 있다. 상기 천정점(219a)은 상기 북극성 고도부(219a, 219b, 219c, 219d)에 포함될 수 있다.

한편, 관측지점에서의 북극성의 고도는 그 관측지점에서의 위도와 동일하다. 따라서, 관측지점의 위도에 따라 상기 회전축 부재(300)이 관통되는 상기 북극성 고도부(219a, 219b, 219c, 219d)의 관통홀을 변경하여 천체의 운동을 시뮬레이션 할 수 있다.

관측지점이 북극인 경우에는 위도와 북극성의 고도가 90도이므로 상기 회전축 부재(300)를 고도가 90도인 상기 천정점(219a)에 관통시킨다. 관측지점이 우리나라인 경우에는 위도와 북극성의 고도가 대략 37도이므로 상기 회전축 부재(300)를 고도가 37도인 세번째 북극성 고도부(219c)에 관통시킨다. 관측지점이 적도인 경우에는 위도와 북극성의 고도가 0도이므로 상기 회전축 부재(300)를 고도가 0도인 네번째 북극성 고도부(219d)에 관통시킨다. 두번째 북극성 고도부(219b)는 위도와 북극성의 고도가 대략 66도이며, 한대와 온대를 구분하거나 동지와 하지를 구분하는 경계선인 북극권을 정의한다. 상기 회전축 부재(300)를 고도가 대략 66도인 두번째 북극성 고도부(219b)에 관통시키면, 하지에 태양이 지평선 밑으로 지지 않는 백야 현상을 확인할 수 있다.

상기 북극성 고도부(219a, 219b, 219c, 219d)는 도면에 도시된 것과 달리 상기 자오선(218)을 따라 일정 간격 이격되어 배치되는 다수의 관통홀을 더 포함할 수 있다. 이때, 관통홀의 개수는 설정 간격에 따라 달라질 수 있다.

상기 반구부(210)는 상기 구면부(211)의 내주면 또는 외주면에 탈부착 가능하게 제공되는 고도 눈금자(212)를 포함할 수 있다.

상기 고도 눈금자(212)는 천체의 위치를 지평좌표로 측정할 때 천체의 고도를 측정하기 위한 것이다. 고도(altitude)란, 지평선에서 천체 현상의 위치까지 수직권을 따라 잰 가장 짧은 각거리를 말한다.

상기 고도 눈금자(212)는 상기 구면부(211)의 내주면 또는 외주면에 음각 또는 양각 형태로 직접 표시될 수도 있다. 상기 고도 눈금자(212)는 후술할 자오선(218) 상에 제공될 수 있다.

한편, 상기 고도 눈금자(212)는 상기 고도 눈금자(212)의 일단부가 상기 회전축 부재(300)에 의하여 관통되고, 타단부는 상기 회전축 부재(300)을 중심으로 상기 반구부(210)의 외주면을 따라 원주 방향으로 회전 가능하도록 할 수 있다. 이때, 상기 고도 눈금자(212)의 타단부에는, 후술할 돌출부(215) 부근에서 탈부착 되도록 접착제가 도포될 수 있다.

상기 반구부(210)는 고도각이 동일한 점들을 연결한 선인 등고도선(213)를 포함할 수 있다.

상기 반구부(210)는 상기 원판부(220)와 접촉하는 부분에 형성되는 돌출부(215)를 포함할 수 있다. 상기 원판부(220)와 상기 돌출부(215)는 서로 접촉될 수 있다. 또한, 상기 돌출부(215)와 상기 원판부(220)는 서로 결합 가능하도록 구성될 수 있다.

상기 돌출부(215)는 상기 반구부(210)와 상기 원판부(220)가 맞닿는 부분에서 상기 반구부(210)의 외측을 향하여 평행하게 연장되며, 상기 천구부(100)의 내주면을 향하는 방향으로 연장될 수 있다.

상기 돌출부(215)에는 지평좌표계의 남점(216)과 북점(217), 방위각 눈금자가 표시될 수 있다. 상기 남점(216), 북점(217), 방위각 눈금자는 인쇄된 형태로 부착되거나, 양각 또는 음각 형태로 표시될 수 있다.

상기 방위각 눈금자는, 천체의 지평좌표 측정할 때 천체의 방위각을 측정하기 위한 것이다. 방위각(azimuth)이란, 북점에서 천체가 있는 수직권과 지평이 만나는 점까지 지평선을 따라 동쪽 방향으로 측정한 각거리를 말한다.

도 7 내지 도 9 중 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 원판부(220)는 상기 회전축 부재(300)과 관통하는 관통부(221, 222)를 포함할 수 있다. 상기 관통부(221, 222)는 상기 원판부(220)의 원 중심부에 형성되는 제1관통부(221)와, 상기 제1관통부(221)의 일측에 형성되는 제2관통부(222)를 포함할 수 있다. 상기 제1관통부(221)와 상기 제2관통부(222)는 서로 연통될 수 있다.

상기 제1관통부(221)는 상기 원판부(220)의 원 중심부에 위치하며, 상기 회전축 부재(300)가 상기 제1관통부(221)의 내측에 위치할 수 있다. 상기 제2관통부(222)는 상기 회전축 부재(300)를 상기 원판부(220)에 대해 회전 시 상기 회전축 부재(300)의 일부가 수용되는 공간을 정의할 수 있다. 상기 제2관통부(222)는 상기 제1관통부(221)로부터 반경 방향으로 연장되는 개구로 형성될 수 있다. 상기 제2관통부(222)는 후술할 회전축 부재(300)의 회전축 결합부(317)에 대응되는 크기로 형성될 수 있다.

상기 원판부(220)는 회전축 부재(300)가 결합되기 위한 원판 결합부(225, 226)를 포함할 수 있다. 상기 원판 결합부(225, 226)는 상기 회전축 부재(300)의 일측이 결합되는 제1원판 결합부(225)와 상기 회전축 부재(300)의 타측이 결합되는 제2원판 결합부(226)를 포함할 수 있다. 상기 회전축 부재(300)는 상기 제1원판 결합부(225)와 상기 제2원판 결합부(226)를 회전 중심으로 하여, 상기 원판부(220)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.

상기 원판 결합부(225, 226)는 상기 원판부(220)의 하면에 형성될 수 있다. 상기 제1원판 결합부(225)는 상기 제1관통부(221)의 일측에 위치하고, 상기 제2원판 결합부(226)는 상기 제1관통부(221)의 타측에 위치할 수 있다. 상기 제1원판 결합부(225)와 상기 제2원판 결합부(226)는 서로 마주하도록 배치되며, 상기 제1관통부(221)를 기준으로 양측에 대향 배치될 수 있다. 상기 제2관통부(222)는 상기 원판부(220)에서 상기 제1원판 결합부(225)와 제2원판 결합부(226)를 연결하는 가상의 직선과 수직으로 교차하는 수직선 상에 형성될 수 있다.

상기 제1원판 결합부(225)에는 제1결합홀(225a)이 포함되고, 상기 제2원판 결합부(226)에는 제2결합홀(226a)이 포함될 수 있다. 상기 제1결합홀(225a)과 상기 제2결합홀(226a)은 상기 원판부(220)의 원 중심부와 교차되는 가상의 직선 상에 배치될 수 있다. 상기 제1결합홀(225a)과 상기 제2결합홀(226a)의 중심을 연결하는 중심선은 상기 원판부(220)의 원 중심부와 교차하며, 상기 회전축 부재(300)는 상기 중심선을 기준으로 상하 방향으로 회동할 수 있다.

상기 원판부(220)는 가이드 리브(228, 229)를 더 포함할 수 있다. 상기 가이드 리브(228, 229)는 상기 제2관통부(222)의 일측과 타측에 위치할 수 있다. 상기 가이드 리브(228, 229)는 상기 원판부(220)의 하면에 형성될 수 있다. 상기 가이드 리브(228, 229)는 상기 제2관통부(222)의 일측에 위치하는 제1가이드 리브(228)와, 상기 제2관통부(222)의 타측에 위치하는 제2가이드 리브(229)를 포함할 수 있다. 상기 제1가이드 리브(228)와 상기 제2가이드 리브(229)는 상기 회전축 부재(300)의 회전축 결합부(317)가 상기 제2관통부(222)를 향해 이동 시 상기 회전축 결합부(317)의 이동 방향을 안내할 수 있다. 또한, 상기 제1가이드 리브(228)와 상기 제2가이드 리브(229)는 상기 제2관통부(222)를 향해 이동 가능한 회전축 결합부(317)의 양측에 위치하여, 상기 회전축 결합부(317)가 수용될 수 있는 수용 공간을 형성할 수 있다.

상기 원판부(220)에는 상기 반구부(210)와 상기 원판부(220)의 결합을 위한 결합돌기가 형성될 수 있다. 상기 결합돌기는 상기 원판부(220)의 상면에 형성될 수 있다. 상기 반구부(210)의 돌출부(215)에는 상기 결합돌기에 대응되는 위치에 돌기 삽입홈이 형성될 수 있다. 상기 결합돌기와 상기 돌기 삽입홈은 상기 반구부(210)와 상기 원판부(220)가 올바른 위치에 결합되도록 하는 기능을 수행할 수 있다. 본 실시 예에서 상기 결합돌기는 한쌍으로 제공되며, 상기 반구부(210)의 돌출부(215)에는 상기 한쌍의 결합돌기가 삽입되는 한쌍의 돌기 삽입홈이 형성될 수 있다.

도 7 내지 도 9 중 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 회전축 부재(300)는 상기 원판부(220)에 회전 가능하게 장착되는 제1회전축 부재(310)와, 상기 제1회전축 부재(310)에 분리 가능하게 결합되는 제2회전축 부재(320)를 포함할 수 있다. 상기 회전축 부재(300)는 상기 천구부(100)와 상기 반구부(210)를 관통한 후 상기 천구의 지지부(600)에 고정될 수 있다.

상기 제1회전축 부재(310)의 일측은 상기 원판부(220)의 제1관통부(221)를 관통하고, 상기 제1회전축 부재(310)의 타측은 상기 천구부(100)의 천구 남극점(123)을 관통한 후 상기 천구의 지지부(600)에 결합될 수 있다. 상기 제2회전축 부재(320)의 일측은 상기 반구부(210)의 북극성 고도부(219a, 219b, 219c, 219d)를 관통한 후 상기 제1회전축 부재(310)에 결합되고, 상기 제2회전축 부재(320)의 타측은 상기 천구부(100)의 천구 북극점(113)을 관통한 후 상기 천구의 지지부(600)에 결합될 수 있다.

상기 제1회전축 부재(310)는 상기 천구 남극점(123)을 관통하는 제1회전축(311)과, 상기 제1회전축(311)보다 큰 직경을 가지는 제1스토퍼(312)와, 상기 원판부(220)에 회전 가능하게 결합되는 회전 중심부(315)와, 상기 제2회전축 부재(320)가 결합되는 회전축 결합부(317)를 포함할 수 있다.

상기 제1회전축(311)과 상기 제1스토퍼(312)는 상기 회전 중심부(315)의 일측에 연결되고, 상기 회전축 결합부(317)는 상기 회전 중심부(315)의 타측에 연결될 수 있다. 상기 제1회전축(311)과, 상기 제1스토퍼(312)와, 상기 회전축 결합부(317)와, 상기 회전 중심부(315)의 중심은 동일한 수직선 상에 위치할 수 있다.

상기 제1스토퍼(312)의 일단에는 상기 회전축 결합부(317)가 연결되고, 상기 제1스토퍼(312)의 타단에는 상기 제1회전축(311)이 연결될 수 있다. 상기 제1스토퍼(312)는 상기 천구 남극점(123)보다 큰 직경으로 형성되어 상기 제1회전축 부재(310)가 상기 하반구(120)에 지지되도록 할 수 있다.

상기 제1회전축(311)은 상기 천구 남극점(123)을 관통하며, 상기 천구 남극점(123)과 동일하거나, 상기 천구 남극점(123)보다 작은 직경으로 형성될 수 있다. 상기 제1회전축(311)은 상기 제1스토퍼(312)로부터 길이 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 상기 제1회전축(311)의 일단은 상기 제1스토퍼(312)에 연결되고, 상기 제1회전축(311)의 타단에는 지지대 결합부(313)가 형성될 수 있다.

상기 지지대 결합부(313)는 상기 제1회전축 부재(310)를 상기 천구의 지지부(600)에 고정하기 위한 구성이다. 상기 천구의 지지부(600)에는 상기 지지대 결합부(313)가 삽입될 수 있는 제1회전축 삽입홈(621)이 구비될 수 있다. 상기 제1회전축 삽입홈(621)과 상기 지지대 결합부(313)는 서로 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제1회전축 부재(310)가 상기 천구의 지지부(600)에 대해 회전되는 것을 방지하기 위해 상기 지지대 결합부(313)와 상기 제1회전축 삽입홈(621)은 다각형, 반원 등으로 형성될 수 있다.

상기 회전 중심부(315)는 상기 원판부(220)에 회전 가능하게 결합되기 위한 제1결합돌기(315a) 및 제2결합돌기(315b)를 포함할 수 있다. 상기 제1결합돌기(315a) 및 상기 제2결합돌기(315b)는 상기 회전 중심부(315)로부터 반경 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 상기 제1결합돌기(315a)는 상기 원판부(220)의 제1결합홀(225a)에 삽입되고, 상기 제2결합돌기(315b)는 상기 원판부(220)의 제2결합홀(226a)에 삽입될 수 있다. 본 실시 예에서 상기 회전 중심부(315)는 내부에 중공을 가지는 링 형상으로 형성될 수 있다. 상기 회전 중심부(315)의 내부에는 지구를 형상화한 구가 배치될 수 있다. 상기 회전 중심부(315)와 상기 원판부(220)의 제1관통부(221)는 서로 대응되는 형상으로 형성되며, 상기 회전 중심부(315)가 상기 제1관통부(221)의 내측에서 상기 제1결합돌기(315a)와 상기 제2결합돌기(315b)를 회전 중심으로 하여 회전할 수 있다. 본 실시 예에서 상기 회전 중심부(315)는 상기 원판부(220)에 대해 상하 방향으로 이동하여, 위도를 변경할 수 있다.

상기 회전축 결합부(317)의 일측은 상기 회전 중심부(315)에 연결되고, 상기 회전축 결합부(317)의 타측에는 상기 제2회전축 부재(320)가 삽입되도록 내부에 중공을 가지도록 형성될 수 있다. 상기 제2회전축 부재(320)는 상기 회전축 결합부(317)에 분리 가능하게 끼움 결합될 수 있다.

상기 제2회전축 부재(320)는 상기 회전축 결합부(317)에 결합되는 제2회전축(321)과, 상기 제2회전축(321)보다 큰 직경으로 형성되는 제2스토퍼(322)를 포함할 수 있다. 본 실시 예에서 상기 제2스토퍼(322)는 상기 제2회전축(321)의 일단과 타단 사이에 위치할 수 있다. 상기 제2스토퍼(322)의 일단에서 상기 제2회전축(321)의 일부가 상기 회전 중심부(315)를 향해 길이 방향으로 연장되고, 상기 제2스토퍼(322)의 타단에서 상기 제2회전축(321)의 다른 일부가 상기 회전 중심부(315)로부터 멀어지는 길이 방향으로 연장될 수 있다.

상기 제2회전축(321)의 일부는 상기 회전축 결합부(317)에 삽입되고, 상기 반구부(210)의 천정점(219a)을 관통할 수 있다. 상기 제2회전축(321)의 다른 일부는 상기 상반구(110)의 천구 북극점(113)을 관통할 수 있다. 상기 제2회전축(321)의 일부는 상기 천정점(219a)에 대응되는 직경으로 형성되고, 상기 제2회전축(321)의 다른 일부는 상기 천구 북극점(113)에 대응되는 직경으로 형성될 수 있다. 상기 제2회전축(321)의 다른 일부는 상기 천구 북극점(113)을 관통한 후 상기 천구의 지지부(600)에 결합될 수 있다. 상기 천구의 지지부(600)에는 상기 제2회전축(321)의 다른 일부가 삽입되는 제2회전축 삽입홈(622)가 구비될 수 있다.

상기 제2스토퍼(322)는 상기 천구부(100)와 상기 반구부(210)의 사이에 위치할 수 있다. 상기 제2스토퍼(322)는 상기 제2회전축 부재(320)가 상기 천정점(219a)를 통과하여 상기 반구부(210)의 내측으로 이동되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제2스토퍼(322)는 상기 제2회전축 부재(320)가 상기 천구 북극점(113)을 관통하여 상기 제2회전축 부재(320)가 상기 상반구(110)로부터 외측으로 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 본 실시 예에서 상기 제2스토퍼(322)는 상기 상반구(110)를 지지하는 지지 기능을 수행할 수 있다. 상기 제2회전축 부재(320)를 상기 제1회전축 부재(310)로부터 분리하는 과정에서, 상기 제2회전축 부재(320)가 상기 상반구(110)와 함께 상기 하반구(120) 및 상기 지평 좌표계부(200)로부터 분리될 수 있다.

이용자가 관측하고자 하는 관측지점의 위도를 결정한 후 관측지점의 위도에 해당되는 반구부(210)의 북극성 고도부(219a, 219b, 219c,219d)에 상기 상반구(110)가 지지되는 제2회전축 부재(320)를 관통하여, 상기 제1회전축 부재(310)에 결합할 수 있다. 상기 제2회전축 부재(320)가 상기 제1회전축 부재(310)에 결합되면, 상기 상반구(110)와 상기 하반구(120)도 서로 결합될 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지평 좌표계부가 천구의 지지부에 결합된 모습을 나타내는 도면이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 천구의(10)는 상기 천구의 지지부(600)에 의해 지지될 수 있다. 상기 천구의(10)와 상기 천구의 지지부(600)를 포함하여 천구의 조립체라고 칭할 수 있다. 상기 천구부(100)와 지평 좌표계부(200)가 결합된 회전축 부재(300)가 상기 천구의 지지부(600)에 고정되면, 이용자는 상기 천구부(100)를 회전시켜서 관측지점에서의 천체의 일주 운동을 관찰할 수 있다. 도 10에서는 상기 지평 좌표계부(200)가 결합된 회전축 부재(300)가 상기 천구의 지지부(600)에 결합된 모습을 나타낸다.

상기 천구의 지지부(600)는 지지판(610)과, 상기 지지판(610)에 결합되는 지지대(620)를 포함할 수 있다. 본 실시 예에서 상기 천구의 지지부(600)는 상기 지지판(610)에 결합된 지지대(620)를 상기 지지판(610)에 고정하기 위한 고정부재(630)를 더 포함할 수 있다.

상기 지지판(610)은 바닥에 놓이는 플레이트 형상으로 형성되며, 일 예로 원판으로 형성될 수 있다. 상기 지지판(610)에는 상기 지지대(620)가 삽입되기 위한 지지대 삽입홈(611)과, 상기 고정부재(630)가 삽입되는 고정부재 삽입홈(612, 624)이 포함될 수 있다.

상기 지지대(620)는 상기 천구부(100)가 내측에 위치할 수 있도록 형성될 수 있다. 상기 지지대(620)는 상기 천구부(100)의 직경 보다 큰 직경을 가지는 곡선을 가지도록 형성되어, 상기 지지대(620)의 내측에 상기 천구부(100)가 위치할 수 있다. 또한, 상기 지지대(620)는 상기 천구부(100)의 외주면을 따라 원주 방향으로 연장되는 원호 형상으로 형성되며, 상기 천구부(100)는 상기 지지대(620)의 내측에서 회전할 수 있다.

상기 지지대(620)는 상기 지지대 삽입홈(611)에 삽입된 상태에서 상기 지지대 삽입홈(611)에 대해 이동할 수 있다. 상기 지지대 삽입홈(611)에 삽입된 지지대(620)를 상기 지지판(610)에 고정하기 위해 상기 고정부재(630)를 상기 고정부재 삽입홈(612, 624)에 삽입할 수 있다.

상기 고정부재 삽입홈(612, 624)은 상기 지지판(610)에 형성되는 일측 고정부재 삽입홈(612)과, 상기 지지대(620)에 형성되는 타측 고정부재 삽입홈(624)을 포함할 수 있다. 상기 일측 고정부재 삽입홈과 타측 고정부재 삽입홈을 하나로 정렬하면 하나의 고정부재 삽입홈(612, 624)이 형성될 수 있다. 상기 고정부재 삽입홈(612, 624)은 상기 고정부재(630)와 대응되도록 형성될 수 있다.

본 실시 예에서 상기 타측 고정부재 삽입홈(624)은 상기 지지대(620)에 다수로 제공되며, 다수의 타측 고정부재 삽입홈(624a, 624b, 624c, 624d)은 서로 이격되게 배치될 수 있다. 상기 타측 고정부재 삽입홈(624a, 624b, 624c, 624d)은 상기 지지대(620)의 측면이 상기 지지대(620)의 내부를 향하는 방향으로 함몰되어 형성될 수 있다. 상기 타측 고정부재 삽입홈(624a, 624b, 624c, 624d)은 상기 지지대(620)에 90도 범위 내에서 원주 방향으로 일정 각도로 이격되어 형성될 수 있다. 상기 타측 고정부재 삽입홈(624a, 624b, 624c, 624d)은 상기 북극성 고도부(219a, 219b, 219c, 219d)에 대응되는 각도로 제공될 수 있다. 예를 들어, 첫번째 타측 고정부재 삽입홈(624a)는 천정점(219a)에 대응되고, 두번째 타측 고정부재 삽입홈(624b)는 두번째 북극성 고도부(219b)에 대응되고, 세번째 타측 고정부재 삽입홈(624c)는 세번째 북극성 고도부(219c)에 대응되고, 네번째 타측 고정부재 삽입홈(624d)는 네번째 북극성 고도부(219d)에 대응될 수 있다. 추가적으로 다섯번째 타측 고정부재 삽입홈(624e)는 상기 첫번째 타측 고정부재 삽입홈(624a)에 대해 90도로 수직한 각도를 가질 수 있다. 상기 지지대(620)에서 상기 첫번째 타측 고정부재 삽입홈(624a)을 기준으로 두번째 내지 다섯번째 타측 고정부재 삽입홈(624b, 624c, 624d, 624e)이 이루는 각도를 '삽입홈의 각도'라 한다. 상기 첫번째 타측 고정부재 삽입홈(624a)은 지면과 수직한 각도를 이룰 수 있다.

이용자는 상기 타측 고정부재 삽입홈(624a, 624b, 624c, 624d)의 각도와 상기 북극성 고도부(219a, 219b, 219c, 219d)의 고도를 동일하게 설정한 후 상기 고정부재(630)를 상기 고정부재 삽입홈(612, 624)에 삽입할 수 있다. 상기 타측 고정부재 삽입홈(624a, 624b, 624c, 624d)과 상기 북극성 고도부(219a, 219b, 219c, 219d)를 동일하게 설정하는 이유는 지평면을 정의하는 원판부(220)가 지면과 수평하게 배치되도록 하기 위함이다.

상기 지지대(620)에서 첫번째 타측 고정부재 삽입홈(624a)이 형성된 위치에 상기 제1회전축 부재(310)가 삽입되기 위한 제1회전축 삽입홈(621)이 위치할 수 있다. 상기 지지대(620)에서 상기 제2회전축 부재(320)가 삽입되기 위한 제2회전축 삽입홈(622)은 상기 제1회전축 삽입홈(621)에 대해 180도를 가지도록 상기 지지대(620)에 형성될 수 있다.

한편, 이용자가 상기 지평 좌표계부(200)의 원판부(220)에 서 있다고 가정하고 천체의 운동을 시뮬레이션 하려면, 이용자가 관측하고자 하는 위도를 결정하여 상기 천구부(100)와 상기 지평 좌표계부(200)를 상기 회전축 부재(300)로 고정할 수 있다. 또한, 이용자의 지면과 상기 원판부(220)가 수평이 되도록 상기 천구의(10)를 상기 천구의 지지부(600)에 고정시킬 필요가 있다.

이용자는 상기 제1회전축 부재(310)로부터 상기 제2회전축 부재(320)를 분리한 후, 상기 제2회전축 부재(320)를 다수의 북극성 고도부(219a, 219b, 219c, 219d) 중 관측자의 위도에 해당되는 어느 하나의 북극성 고도부를 관통하도록 할 수 있다. 어느 하나의 북극성 고도부를 관통한 제2회전축 부재(320)는 상기 제1회전축 부재(310)에 결합될 수 있다.

상기 지지판(610)과 상기 원판부(220)가 수평이 되도록, 상기 지지판(610)과 상기 지지대(620)를 고정할 수 있다. 상기 회전축 부재(300)가 관측자의 위도에 대응하도록 상기 지지대(620)와 상기 지지판(610)을 결합한 후, 상기 타측 고정부재 삽입홈(624a, 624b, 624c, 624d)와 일측 고정부재 삽입홈(612)를 정렬하여 상기 고정부재(630)를 결합할 수 있다.

관측지점의 위도에 따라서 상기 회전축 부재(300)가 삽입되는 상기 북극성 고도부(219a, 219b, 219c, 219d)가 변경되므로, 상기 원판부(220)와 상기 회전축 부재(300)의 길이 방향과의 각도는 관측지점에서의 북극성의 고도와 동일하게 변경될 수 있다. 구체적으로, 관측지점에서의 북극성의 고도가 90도인 경우, 상기 원판부(220)와 상기 회전축 부재(300) 사이의 각도도 90도가 되며, 관측지점에서의 북극성의 고도가 37도인 경우, 상기 원판부(220)와 상기 회전축 부재(300)사이의 각도도 37도가 된다. 상기 원판부(220)와 상기 회전축 부재(300)의 길이 방향 사이에 형성되는 각도를 '회전축의 각도'라 한다.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 천구의 조립체의 단면도이다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 회전축 부재(300)는 상기 원판부(220)의 관통부(221)에 회전 가능하게 고정되며, 상기 반구부(200)의 북극성 고도부(219a, 219b, 219c, 219d)중 하나와, 상기 상반구(110)의 천구 북극점(113)과, 상기 하반구(120)의 천구 남극점(123)을 동시에 관통할 수 있다.

상기 회전축 부재(300)가 관통하는 지점은, 상기 관통부(221)의 원 중심과, 천구 북극점(113)과, 상기 천구 남극점(123)의 경우 변함없으나, 관측지점의 위도에 따라서 상기 북극성 고도부(219a, 219b, 219c, 219d)의 위치만 변경된다.

예를 들어, 관측지점의 위도가 90도인 경우에는 상기 회전축 부재(300)가 상기 북극성 고도부(219a, 219b, 219c, 219d) 중 북극성의 고도가 90도에 해당하는 천정점(219a)에 삽입되고, 관측지점의 위도가 66도인 경우에는 북극성의 고도가 66도에 해당하는 북극성 고도부(219b)에 삽입된다.

상기 회전축 부재(300)가 상기 반구부(210)와, 상기 원판부(220)와, 상기 상반구(110) 및 상기 하반구(120)를 동시에 관통한 상태에서, 상기 회전축 부재(300)을 중심으로 상기 천구부(100)를 회전시킬 수 있다.

상기 회전축 부재(300)는 지구 자전축을 의미하므로, 상기 지평 좌표계부(200)는 고정시킨 채로 상기 회전축 부재(300)을 중심으로 상기 천구부(100)를 회전시키면, 관측지점에서의 천체의 일주 운동을 관찰할 수 있다.

상기 태양 표시부(400)가 상기 천구부(100)의 황도선 표시부(150)를 따라 회전되도록 하여, 관측지점에서의 태양의 이동 궤도를 관찰할 수 있다. 또한, 상기 태양 표시부(400)를 통해서 상기 지평 좌표계부(200) 및 원판부(220)에 조사되는 태양의 빛을 직접 확인할 수도 있다.

본 발명에 의하면, 상기 회전축 부재(300)가 상기 원판부(220)의 원 중심부에서 자오선(218) 방향으로 이동 가능하도록 구성하여, 상기 회전축 부재(300)가 상기 북극성 고도부(219a, 219b, 219c, 219d) 중 어느 하나의 북극성 고도부에 용이하게 삽입되도록 할 수 있다. 또한, 상기 제1회전축 부재(310)가 상기 원판부(220)에 회전 가능하게 구비되기에, 상기 제2회전축 부재(320)를 상기 제1회전축 부재(310)로부터 분리 및 결합하는 동작을 통해 관측지점의 위도를 변경 가능함으로, 상기 천구의(10)에 대한 이용자의 조작 편의성이 향상될 수 있다. 또한, 상기 원판부(220)가 장착된 회전축 부재(300)가 상기 천구의 지지부(600)에 단단히 고정될 수 있기에, 상기 회전축 부재(300)에 대해 상기 천구부(100)를 회전하여도 지평면을 정의하는 원판부(220)가 상기 천구부(100)와 함께 회전되지 않을 수 있다.

한편, 본 실시 예에서 상기 천구의 지지부(600)는 상기 고정부재(630)에 의해 삽입홈 각도가 조절되는 것으로 설명하였으나, 상기 지지대(620)가 상기 지지판(610)에 대해 삽입홈 각도가 손쉽게 조절될 수 있도록, 상기 지지대(620)에는 래크가 형성되고 상기 지지판(610)에는 상기 래크와 연동되는 기어와, 상기 기어를 회전시키기 위한 모터 또는 상기 기어와 연동하는 조작 레버 등이 구비될 수도 있다.

본 발명에 의하면, 지면과 수평 하게 지평면이 위치한 상태에서 천구의가 작동하기에, 관측자가 관측하고 하는 관측지점의 천계를 관측자의 시점에서 용이하게 확인할 수 있다. 또한, 지면과 수평 하게 지평면이 위치한 상태에서 천구가 회전하기에, 관측자의 시점에서 변화되는 천계를 확인할 수 있다. 또한, 관측지점의 위도를 손쉽게 변경 가능하기에, 천구의에 대한 조작이 간편해지는 이점이 있다. 또한, 지평 좌표계 및 적도 좌표계의 개념을 원판, 림(rim) 등의 보조장치 없이도 쉽게 이해할 수 있다. 또한, 천구의가 투명한 재질로 구성되므로, 관측자가 실제 천구 안에서 관측하는 것과 같이 별자리를 확인할 수 있다. 또한, 제작이 용이하며 소형 제작도 가능하므로, 제작 비용이 크게 절감될 수 있다. 이에 따라 1인당 1개의 천구의로 수업이 가능하여 학습효과가 증대될 수 있다.

도 12는 본 발명의 타 실시 예에 따른 천구의 조립체의 사시도이고, 도 13은 본 발명의 타 실시 예에 따른 천구의 조립체의 분해도이다.

본 발명의 타 실시 예에 따른 천구의 및 천구의 조립체는 상기 일 실시 예에 따른 천구의 및 천구의 조립체의 일부 구성이 개선된 것을 특징으로 한다. 그래서, 타 실시 예에 따른 천구의 및 천구의 조립체에 포함된 구성 일부는 일 실시 예에 따른 천구의 및 천구의 조립체에 포함된 구성 일부와 동일할 수 있다. 따라서, 타 실시 예에 따른 천구의 및 천구의 조립체에 포함된 일부 구성들에 대한 상세한 설명은 일 실시 예에 따른 천구의 및 천구의 조립체에 포함된 동일한 구성들에 대한 설명으로 대체하여 이해할 수 있다.

도 12 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 천구의(20)는 별자리가 표시되는 천구부(100)를 포함할 수 있다.

상기 천구부(100)는 반구 형상의 상반구(130)와, 상기 상반구(130)와 대응되는 형상을 가지며 상기 상반구(130)와 결합하는 하반구(140)를 포함할 수 있다. 상기 상반구(130)와 상기 하반구(140)가 결합되어 구 형상의 천구부(100)를 형성할 수 있다.

상기 상반구(130)는 구면부(131)와 상측 날개부(135)를 포함할 수 있다. 상기 상반구(130)에는 별자리(132), 등적위선(134), 적경 표시부(미도시), 황도선 표시부(150)가 제공될 수 있다. 상기 별자리(132), 등적위선(134), 적경 표시부(미도시), 황도선 표시부(150)는 상기 하반구(140)에도 제공될 수도 있다.

상기 하반구(140)는 구면부(141)와 하측 날개부(145)를 포함할 수 있다. 상기 하반구(140)에는 적위 눈금자(142)와 등적위선(144)이 제공될 수 있다. 상기 적위 눈금자(142)는 상기 상반구(130)에도 제공될 수 있다.

상기 상반구(130)는 관통홀로 형성되는 천구의 북극점(133)을 포함하고, 상기 하반구(140)는 관통홀로 형성되는 천구의 남극점(143)을 포함할 수 있다. 상기 상반구(130) 및 상기 하반구(140) 중 어느 하나에는 태양 표시부(400)를 장착하기 위한 회전체 관통홀(136)이 형성될 수 있다. 본 실시 예에서 상기 회전체 관통홀(136)은 상기 상반구(130)에 제공될 수 있다. 상기 천구부(100)는 상기 천구의 북극점(133)과 상기 천구의 남극점(143)을 연결하는 회전 중심선을 기준으로 회전할 수 있다.

상기 천구부(100)는 태양 표시부(400)를 포함할 수 있다. 상기 태양 표시부(400)는 상기 천구부(100)에 회전 가능하게 제공될 수 있다. 본 실시 예에서 상기 태양 표시부(400)는 상반구(130)에 제공되는 것으로 설명하고 있으나, 하반구(140)에 제공될 수도 있다.

상기 태양 표시부(400)는 상기 천구부(100)의 내측에 배치되며 태양의 이동 경로를 표시하는 회전체(420)와, 상기 천구부(100)의 외측에 배치되는 회전체 고정부(410)를 포함할 수 있다. 상기 회전체(420)와 상기 회전체 고정부(410)는 상기 회전체 관통홀(136)을 관통하여 서로 결합되고, 상기 천구부(100)에 대해 회전할 수 있다. 상기 회전체(420)에는 태양을 표시하기 위한 광원이 구비될 수 있다. 상기 회전체 고정부(410)에는 상기 광원에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부가 구비될 수 있다.

상기 천구의(20)는 상기 천구부(100)의 내측에 수용되는 지평 좌표계부(200)를 포함할 수 있다.

상기 지평 좌표계부(200)는 반원으로 형성되는 상측 반구부(230)와, 반원으로 형성되는 하측 반구부(250)와, 상기 상측 반구부(230)와 상기 하측 반구부(250)가 결합되는 원판부(240)를 포함할 수 있다.

상기 상측 반구부(230)와 상기 하측 반구부(250)는 상기 원판부(240)에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 상기 상측 반구부(230)는 상기 원판부(240)의 상측에 결합되고, 상기 하측 반구부(250)는 상기 원판부(240)의 하측에 결합될 수 있다.

상기 상측 반구부(230)는 관측자의 입장에서 본 하늘을 정의할 수 있다. 상기 상측 반구부(230)는 구면부(231)와 상측 돌출부(235)를 포함할 수 있다. 상기 상측 반구부(230)에는 등고도선(233), 자오선(238), 천정점(239), 북극성 고도부(미도시)가 제공될 수 있다. 상기 상측 돌출부(235)에는 지평 좌표계의 남점, 북점, 방위각 눈금자가 표시될 수 있다.

상기 하측 반구부(250)는 구면부(251)와 하측 돌출부(255)를 포함할 수 있다. 상기 하측 반구부(250)는 상기 회전축 부재(350)가 관통하는 가이드 홀(257)과, 일정한 무게를 가지는 하중부(290)를 포함할 수 있다. 상기 하측 반구부(250)에는 등고도선이 제공될 수도 있다. 상기 등고도선은 상측 반구부에 제공될 수도 있다. 상기 하측 돌출부(255)에 지평 좌표계의 남점, 북점, 방위각 눈금자가 제공될 수도 있다.

상기 원판부(240)는 관측지점의 지면을 정의할 수 있다. 상기 원판부(240)의 상측에는 상기 상측 반구부(230)가 결합되고, 상기 원판부(240)의 하측에는 하측 반구부(250)가 결합될 수 있다. 상기 원판부(240)는 관통부(241)를 포함할 수 있다. 상기 관통부(241)의 내측에는 상기 회전축 부재(350)가 회전 가능하게 위치할 수 있다.

상기 상측 돌출부(235)와 상기 하측 돌출부(255)는 상기 원판부(240)에 결합될 수 있다. 상기 원판부(240)에는 외주면을 따라 원주 방향으로 이격되는 다수의 끼움 돌기(244)가 형성될 수 있다. 상기 상측 돌출부(235)와 상기 하측 돌출부(255)에는 외주면을 따라 상기 끼움 돌기(244)가 삽입되는 끼움 홈(234,254)이 형성될 수 있다. 상기 원판부(240)의 끼움 돌기(244)가 상기 상측 돌출부(235) 및 상기 하측 돌출부(255)의 끼움 홈(234,254)에 삽입되어 결합 위치가 고정되며, 결합 위치가 고정된 상태에서 상기 원판부(240)에 상기 상측 돌출부(235)와 상기 하측 돌출부(255)가 결합될 수 있다.

본 실시 예에서 상기 하측 반구부(250)는 상기 원판부(240)의 하측에 결합되어 관측지점의 지면이 수평 방향을 유지하도록 할 수 있다. 상기 하측 반구부(250)는 상기 원판부(240)가 수평 방향을 유지할 수 있도록 중력 방향으로의 무게 중심을 제공할 수 있다.

상기 천구의(20)는 회전축 부재(350)를 포함할 수 있다. 상기 회전축 부재(350)는 상기 원판부(240)에 결합될 수 있다. 상기 원판부(240)는 상기 회전축 부재(350)에 의해 회전할 수 있다. 상기 회전축 부재(350)는 상기 하측 반구부(250)의 가이드 홀(257)을 관통할 수 있다. 상기 회전축 부재(350)는 상기 가이드 홀(257)을 따라 이동할 수 있다. 상기 회전축 부재(350)는 상기 하반구(140)의 천구 남극점(143)을 관통할 수 있다. 상기 하반구(140)는 상기 회전축 부재(350)를 회전 중심으로 회전할 수 있다.

상기 천구의(20)는 상기 회전축 부재(350)와 천구부(100)를 지지하는 천구의 지지부(700)를 포함할 수 있다. 상기 천구의 지지부(700)는 상기 천구부(100), 상기 지평 좌표계부(200), 및 회전축 부재(350)와 결합되어 천구의 조립체를 형성할 수 있다.

상기 천구의 지지부(700)는 지지판(710)과, 상기 지지판(710)에 지지되는 지지대(720)를 포함할 수 있다. 상기 지지대(720)는 상기 지지판(710)에 이동 가능하게 결합될 수 있다. 상기 지지판(710)은 바닥면에 놓이는 플레이트 형상을 가질 수 있다. 상기 지지대(720)는 상기 지지판(710)에 수직한 방향으로 배치되며, 상기 지지판(710)에 대해 회전 가능하게 결합될 수 있다. 상기 지지대(720)가 상기 지지판(710)에 대해 회전되면, 상기 지지대(720)에 지지된 천구의(20)의 고도가 변경될 수 있다.

아래에서는 본 발명의 타 실시 예에 따른 천구의(20)의 요부에 대해 상세히 설명한다.

도 14는 본 발명의 타 실시 예에 따른 지평 좌표계부에서 상측 반구부를 제거한 사시도이고, 도 15는 본 발명의 타 실시 예에 따른 원판부의 요부를 나타내는 도면이고, 도 16은 본 발명의 타 실시 예에 따른 하측 반구부의 사시도이고, 도 17은 본 발명의 타 실시 예에 따른 회전축 부재의 사시도이다.

도 14 내지 도 17을 참조하면, 본 발명에 따른 원판부(240)에는 하측 반구부(250)와 회전축 부재(350)가 결합될 수 있다. 상기 하측 반구부(250)에 상기 원판부(240)의 하측 돌출부(255)가 고정 결합될 수 있다. 상기 회전축 부재(350)는 상기 원판부(240)의 관통부(241)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.

상기 원판부(240)는 관통부(241)와 끼움 돌기(244)를 포함할 수 있다. 상기 관통부(241)는 상기 원판부(240)의 중심에 형성될 수 있다. 상기 관통부(241)의 내측에는 상기 회전축 부재(350)의 일부가 위치할 수 있다. 상기 끼움 돌기(244)는 상기 원판부(240)의 원주 방향으로 이격되게 다수로 제공될 수 있다. 상기 끼움 돌기(244)는 상기 원판부(240)로부터 상하 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 원판부(240)의 상방으로 돌출된 끼움 돌기(244)에는 상기 상측 반구부(230)의 끼움 홈(234)이 삽입될 수 있다. 상기 원판부(240)의 하방으로 돌출된 끼움 돌기(244)에는 상기 하측 반구부(250)의 끼움 홈(254)이 삽입될 수 있다.

상기 원판부(240)는 원판 결합부(245,246)를 포함할 수 있다. 상기 원판 결합부(245,246)는 상기 원판부(240)의 하면에 제공될 수 있다. 상기 원판 결합부(245,246)는 상기 회전축 부재(350)의 일측이 결합되는 제1원판 결합부(245)와 상기 회전축 부재(350)의 타측이 결합되는 제2원판 결합부(246)를 포함할 수 있다. 상기 제1원판 결합부(245)와 상기 제2원판 결합부(246)는 서로 대향되게 배치될 수 있다.

상기 제1원판 결합부(245)에는 제1결합홀(245a)이 포함되고, 상기 제2원판 결합부(246)에는 제2결합홀(246a)이 포함될 수 있다. 상기 원판부(240)는 상기 제1결합홀(245a)과 상기 제2원판 결합부(246)을 연결하는 가상의 중심선을 회전 중심으로 하여 상기 회전축 부재(350)에 대해 하여 회전할 수 있다. 상기 원판부(240)는 상기 가상의 중심선을 회전 중심으로 하여 상하 방향으로 회전할 수 있다.

상기 원판부(240)는 하측 연장부(240a)를 포함할 수 있다. 상기 하측 연장부(240a)는 상기 원판부(240)의 하면으로부터 하방으로 연장될 수 있다. 상기 하측 연장부(240a)는 상기 원판부(240)의 외주면에서 원주 방향으로 연장되게 형성될 수 있다. 상기 하측 연장부(240a)는 회전축 안착홈(240b)을 포함할 수 있다.

상기 회전축 안착홈(240b)에는 상기 회전축 부재(350)의 일부가 삽입될 수 있다. 상기 회전축 안착홈(240b)은 상기 하측 연장부(240a)의 일부가 상방으로 함몰되어 형성될 수 있다.

다른 측면으로, 상기 하측 연장부(240a)의 일측 단부와 타측 단부는 상기 회전축 안착홈(240b)에 연결될 수 있다. 상기 회전축 안착홈(240b)에 의해 상기 하측 연장부(240a)의 일측 단부와 타측 단부가 서로 이격될 수 있다. 상기 회전축 안착홈(240b)은 상기 회전축 부재(350)가 삽입될 수 있는 크기로 형성될 수 있다.

상기 회전축 안착홈(240b)은 상기 원판 결합부(245,246)에 결합된 회전축 부재(350)와 상기 원판부(240)가 수평하게 위치되도록 할 수 있다. 상기 회전축 부재(350)에는 상기 원판부(240)와 상기 회전축 부재(350)가 수평하게 위치되도록 하는 원판 안착부(352a)이 포함될 수 있다. 상기 원판 안착부(352a)가 상기 회전축 안착홈(240b)에 삽입되면, 상기 회전축 부재(350)와 상기 원판부(240)가 수평하게 위치할 수 있다.

상기 하측 반구부(250)는 구면부(251)와 하측 돌출부(255)를 포함할 수 있다. 상기 구면부(251)에는 가이드 홀(257)이 형성될 수 있다. 상기 하측 돌출부(255)에는 끼임 홈(254)가 형성될 수 있다. 상기 끼임 홈(254)은 상기 원판부(240)에 형성되는 끼움 돌기(244)에 대응되는 개수 및 대응되는 위치로 형성될 수 있다.

상기 가이드 홀(257)은 상기 회전축 부재(350)의 이동 방향을 가이드할 수 있다. 상기 회전축 부재(350)가 상기 천구의 지지부(700)의 지지대(720)에 지지된 상태에서, 상기 회전축 부재(350)는 상기 가이드 홀(257)을 따라 이동할 수 있다. 상기 가이드 홀(257)은 상기 원판부(240)의 원 중심부에서 가상의 연직선이 상기 구면부(251)와 만나는 일점으로부터 상기 하측 돌출부(255)까지 개구되어 형성될 수 있다. 상기 회전축 부재(350)는 상기 가이드 홀(257)에 의해 상기 하측 반구부(250)를 관통하여 이동할 수 있다. 상기 회전축 부재(350)는 상기 가이드 홀(257)에 의해 상기 원판부(240)와 수평한 각도인 0도에서 상기 원판부(240)에 대해 수직한 각도인 90도까지 이동할 수 있다.

상기 하측 반구부(250)는 하중부(290)를 포함할 수 있다. 상기 하중부(290)는 상기 가이드 홀(257)의 양측에 복수로 제공될 수 있다. 상기 복수의 하중부(290)는 상기 가이드 홀(257)을 기준으로 양측에 대향되게 배치될 수 있다. 상기 하중부(290)는 상기 원판부(240)의 원 중심부에서 가상의 연직선이 상기 구면부(251)와 만나는 일점에서 연장되는 동일한 직선 상에 위치할 수 있다. 상기 구면부(251)와 만나는 일점에서 연장되는 직선은 상기 가이드 홀(257)이 형성되는 방향과 수직한 방향에 위치할 수 있다. 본 실시 예에서 상기 구면부(251)의 일점에는 상기 가이드 홀(257)이 형성되어 있기에, 상기 하중부(290)는 상기 가이드 홀(257)의 양측에 복수로 제공되는 것으로 설명한다.

상기 하중부(290)를 복수로 제공하여, 상기 하측 반구부(250)가 편향되는 것을 방지할 수 있다. 상기 하중부(290)는 중력 방향으로 일정한 무게를 제공하기에, 상기 구면부(251)의 일점이 중력 방향을 향하도록 하여, 상기 하측 돌출부(255)에 결합된 원판부(240)가 상기 중력 방향과 수직한 수평 방향을 유지하도록 할 수 있다.

한편, 본 실시 예에서 상기 하측 반구부(250)는 상기 원판부(240)가 수평 방향을 유지하도록 하는 기능을 제공하는 것으로 설명하고 있으나, 상기 하측 반구부(250)의 구성이 상측 반구부(230)에 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 회전축 부재(350)는 회전축(351), 스토퍼(352), 지지대 결합부(353), 및 회전 중심부(355)를 포함할 수 있다.

상기 회전축(351)은 상기 천구부(100)를 관통할 수 있다. 상세히, 상기 회전축(351)은 상기 하반구(140)의 천구의 남극점(143)을 관통할 수 있다. 상기 하반구(140)는 상기 회전축(351)을 회전 중심으로 회전할 수 있다. 상기 회전축(351)의 일측에 상기 스토퍼(352) 및 회전 중심부(355)가 위치하고, 상기 회전축(351)의 타측에 상기 지지대 결합부(353)가 위치할 수 있다.

상기 스토퍼(352)는 상기 회전축(351)에 연결될 수 있다. 상기 스토퍼(352)는 상기 회전축(351)보다 큰 직경으로 형성될 수 있다. 본 실시 예에서 상기 회전축(351)은 단면이 원형으로 형성되고, 상기 스토퍼(352)는 단면이 다각형으로 형성될 수 있다. 상기 회전축(351)은 상기 하반구(140)의 천구의 남극점(130)을 관통하며, 상기 하반구(140)는 상기 스토퍼(352)에 접촉되어 이동이 제한될 수 있다. 상기 천구의 남극점(143)은 상기 스토퍼(352)보다 작은 직경으로 형성되고, 상기 회전축(351)과 대응되는 직경을 가질 수 있다.

상기 스토퍼(352)는 원판 안착부(352a)를 포함할 수 있다. 상기 원판 안착부(352a)는 상기 스토퍼(352)의 일부가 함몰되어 형성될 수 있다. 상기 원판 안착부(352a)는 상기 원판부(240)의 하면을 마주하는 스토퍼(352)의 일면이 함몰되어 형성될 수 있다. 상기 원판 안착부(352a)는 상기 원판부(240)의 회전축 안착홈(240b)에 삽입되며, 상기 원판 안착부(352a)가 상기 회전축 안착홈(240b)에 삽입되면 상기 스토퍼(352)와 상기 원판부(240)의 상면은 수평한 방향으로 위치할 수 있다. 또한, 상기 원판 안착부(352a)에는 상기 회전축 안착홈(240b)과 함께 상기 원판부(240)가 삽입될 수 있다. 상세히, 상기 원판 안착부(352a)에 상기 관통부(241)가 형성된 원판부(240)의 내주면으로부터 상기 원판부(240)의 외주면까지 안착될 수 있다.

상기 회전 중심부(355)는 상기 스토퍼(352)에 연결될 수 있다. 상기 회전 중심부(355)는 상기 원판부(240)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 상기 회전 중심부(355)는 제1회전축(351)과 제2회전축(351)을 포함할 수 있다. 상기 제1회전축(355a)과 상기 제2회전축(355b)은 상기 원판부(240)의 원판 결합부(245,246)에 결합될 수 있다. 상기 회전 중심부(355)는 상기 원판부(240)의 원판 결합부(245,246)를 회전 중심으로 진자 이동할 수 있다. 상기 회전축 부재(350)는 상기 제1회전축(351)과 상기 제2회전축(351)을 연결하는 가상의 직선을 회전 중심으로 하여 상기 원판부(240)를 향하는 방향으로 이동할 수 있다.

상기 지지대 결합부(353)는 상기 회전축(351)에 연결될 수 있다. 상기 지지대 결합부(353)는 상기 회전축 부재(350)를 상기 지지대(720)에 고정되도록 할 수 있다. 본 실시 예에서 상기 지지대 결합부(353)는 단면이 다각형으로 형성될 수 있다. 상기 지지대 결합부(353)의 단면이 다각형으로 형성될 경우에, 상기 회전축 부재(350)가 상기 지지대(720)에 대해 회전하는 것을 제한할 수 있다. 본 실시 예에서 상기 지지대 결합부(353)는 상기 회전축(351)보다 작은 직경으로 형성될 수 있다.

상기 회전축 부재(350)는 지구 표시부(359)를 더 포함할 수 있다. 상기 지구 표시부(359)는 상기 회전 중심부(355)의 내측에 위치할 수 있다. 상기 지구 표시부(359)는 상기 관통부(241)의 내측에 위치하여 외부로 노출될 수 있다. 상기 지구 표시부(359)는 지구의 모습을 직관적으로 표시하여 학생의 이해력을 향상시킬 수 있다.

도 18은 본 발명의 타 실시 예에 따른 천구의 지지부의 분해도이다.

도 18을 참조하면, 본 발명에 따른 천구의 지지부(700)는 지지판(710)과, 지지대(720)를 포함할 수 있다. 상기 지지대(720)는 상기 천구부(100)와 상기 지평 좌표계부(200)를 지지할 수 있다. 상기 천구부(100)는 상기 회전축 부재(350)에 의해 상기 지지대(720)에서 회전할 수 있다. 상기 지평 좌표계부(200)는 상기 천구부(100)의 내측에서 원판부(240)가 수평 방향으로 유지될 수 있다.

상기 지지판(710)은 바닥에 놓이는 플레이트 형상으로 형성되며, 일 예로 원판으로 형성될 수 있다. 상기 지지판(710)은 상기 지지대(720)가 삽입되는 지지대 삽입부(711)를 포함할 수 있다. 상기 지지대 삽입부(711)는 상기 지지판(710)이 개구되어 형성될 수 있다. 상기 지지대 삽입부(711)는 상기 지지대(720)에 대응되는 크기로 형성될 수 있다.

상기 지지판(710)은 회전축 각도를 표시하기 위한 고도 지시부(713)를 포함할 수 있다. 상기 고도 지시부(713)는 화살표 형상으로 형성될 수 있다. 상기 고도 지시부(713)는 상기 지지대(720)에 표시되는 고도 표시부(721,725)를 지시할 수 있다. 상기 고도 지시부(713)는 상기 지지대(720)가 상기 지지판(710)에 대해 회전 시, 상기 지지판(710)과 상기 지지대(720)에 장착된 회전축 부재(350)의 사이 각도를 표시할 수 있다. 사용자는 상기 고도 지시부(713)를 기준으로 상기 지지대(720)의 회전축 각도를 조절할 수 있다. 상기 회전축 각도는 상기 지지판(710)과 상기 회전축 부재(350)의 길이방향 사이에 형성되는 각도를 정의할 수 있다. 상기 회전축 각도는 관측지점에서의 북극성 고도를 표현할 수 있다. 또한, 상기 회전축 부재(350)의 길이방향과 상기 지지판(710) 사이에 형성되는 각도는 관측자의 위도를 정의할 수 있다.

상기 지지대 삽입부(711)는 가이드 리브(712)를 포함할 수 있다. 상기 가이드 리브(712)는 상기 지지대 삽입부(711)의 내측에 형성될 수 있다. 상기 가이드 리브(712)는 상기 지지대 삽입부(711)의 내면에서 내측 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 지지대 삽입부(711)는 상기 지지대(720)에 대응되는 원호 형상 또는 반원 형상으로 형성될 수 있다. 상기 지지대(720)는 상기 지지대 삽입부(711)를 따라 이동할 수 있다. 본 실시 예에서 상기 가이드 리브(712)는 상기 지지대 삽입부(711)의 양측 내면에서 내측을 향하는 방향으로 복수로 형성될 수 있다.

상기 지지대(720)는 반원 형상으로 형성될 수 있다. 상기 지지대(720)는 상기 천구부(100)의 직경보다 큰 직경을 가질 수 있다. 상기 천구부(100)는 상기 지지대(720)의 내측에서 회전할 수 있다. 또한, 상기 지지대(720)는 상기 천구부(100)의 외주면을 따라 원주 방향으로 연장되는 원호 형상으로 형성될 수 있다.

상기 지지대(720)는 고도 표시부(721,725)를 포함할 수 있다. 상기 고도 표시부(721,725)는 상기 지지대(720)의 일측에 형성되는 제1고도 표시부(721)와 상기 지지대(720)의 타측에 형성되는 제2고도 표시부(725)를 포함할 수 있다. 상기 고도 표시부(721,725)는 상기 지지대(720)에 눈금으로 표시될 수 있다. 상기 고도 표시부(721,725)는 상기 지지대(720)에 각도로 표시될 수 있다. 예를 들어, 상기 고도 표시부(721,725)가 10도 단위로 눈금으로 표시될 수 있다.

상기 제1고도 표시부(721)는 미리 설정된 북극성 고도를 표시할 수 있다. 상기 제1고도 표시부(721)에는 관측지점이 적도인 북극성 고도 0도, 관측지점이 우리나라인 북극성 고도 37도, 관측지점이 북극권인 북극성 고도 66도 등이 포함될 수 있다.

상기 제2고도 표시부(725)는 0도에서 90도까지의 북극성 고도를 표시할 수 있다. 상기 제2고도 표시부(725)는 0도에서 180도까지의 북극성 고도를 표시할 수도 있다. 상기 고도 표시부(721,725)는 상기 지지대(720)의 원주 방향으로 이격되게 형성될 수 있다.

본 실시 예에서 상기 제1고도 표시부(721)는 상기 지지대(720)의 내면에 형성되고, 상기 제2고도 표시부(725)는 상기 지지대(720)의 측면에 형성될 수 있다. 상기 지지대(720)의 내면은 상기 천구부(100)를 마주하는 일면으로 정의하고, 상기 지지대(720)의 외면은 상기 천구부(100)로부터 멀어지는 타면을 정의하고, 상기 지지대(720)의 측면은 상기 내면과 상기 외면을 연결하는 양면으로 이해할 수 있다.

상기 지지대(720)는 가이드 삽입홈(722)을 포함할 수 있다. 상기 가이드 삽입홈(722)은 상기 지지대(720)의 측면에 형성될 수 있다. 상기 가이드 삽입홈(722)은 상기 지지판(710)의 지지대 삽입부(711)에 삽입될 수 있다. 상기 가이드 삽입홈(722)은 상기 지지대(720)의 일측 단부에서 타측 단부를 향하는 방향으로 연장될 수 있다. 즉, 상기 가이드 삽입홈(722)은 상기 지지대(720)의 원주 방향으로 연장될 수 있다. 상기 가이드 삽입홈(722)이 상기 지지대 삽입부(711)를 따라 슬라이딩 이동하여, 상기 지지대(720)가 상기 지지판(710)에 대해 회전할 수 있다.

상기 지지대(720)는 상기 상반구(130)의 천구의 북극점(133)에 회전 가능하게 고정되는 일측 고정부(723)와, 상기 회전축 부재(350)가 고정되는 타측 고정부(724)를 포함할 수 있다. 상기 회전축 부재(350)는 상기 하반구(140)의 천구의 남극점(143)에 회전 가능하게 장착될 수 있다.

상기 일측 고정부(723)는 상기 지지대(720)의 일측 단부에 인접하게 위치하고, 상기 타측 고정부(724)는 상기 지지대(720)의 타측 단부에 인접하게 위치할 수 있다. 상기 일측 고정부(723)와 상기 타측 고정부(724)는 상기 회전축 부재(350)의 길이 방향으로 연장되는 가상선 상에 위치할 수 있다. 즉, 상기 일측 고정부(723)와 상기 타측 고정부(724)를 연결하는 가상선을 회전 중심으로 하여 상기 천구부(100)가 회전할 수 있다.

상기 타측 고정부(724)는 상기 회전축 부재(350)가 안착될 수 있도록 형성될 수 있다. 상기 타측 고정부(724)는 상기 회전축 부재(350)의 일부를 감싸는 형상으로 형성될 수 있다. 상기 타측 고정부(724)에는 지지대 결합부(353)가 삽입되는 결합 홈(724a)가 형성될 수 있다. 상기 타측 고정부(724)에 상기 회전축 부재(350)가 안착된 상태에서 상기 결합 홈(724a)에 상기 지지대 결합부(353)가 삽입되어 고정될 수 있다. 본 실시 예에서 상기 회전축 부재(350)는 상기 지평 좌표계부(200)를 지지할 수 있다. 따라서, 상기 회전축 부재(350)에 상기 지평 좌표계부(200)의 하중이 집중되는데, 상기 타측 고정부(724)를 통해 상기 회전축 부재(350)에 가해지는 하중을 상기 지지대(720)로 분산하여, 상기 회전축 부재(350)의 내구성을 확보할 수 있다.

도 19는 본 발명의 타 실시 예에 따른 지평 좌표계부가 천구의 지지부에 결합된 모습을 나타내는 도면이고, 도 20은 본 발명의 타 실시 예에 따른 천구의 조립체의 단면도이다.

도 19 및 도 20을 참조하면, 본 발명에 따른 천구부(100)의 내측에는 지평 좌표계부(200)가 배치될 수 있다. 상기 지평 좌표계부(200)는 회전축 부재(350)에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 상기 회전축 부재(350)는 상기 천구부(100)의 하반구(140)를 관통하여 지지대(720)의 타측 고정부(724)에 고정될 수 있다. 상기 천구부(100)의 상반구(130)는 상기 지지대(720)의 일측 고정부(723)에 회전 가능하게 고정될 수 있다. 상기 일측 고정부(723)와 상기 타측 고정부(724)는 동일한 가상선 상에 위치하기에, 상기 천구부(100)가 상기 가상선을 회전 중심으로 하여 회전할 수 있다.

상기 천구부(100)의 내측에 위치하는 지평 좌표계부(200)는 상측 반구부(230) 및 하측 반구부(250)와 상기 상측 반구부(230) 및 상기 하측 반구부(250)의 사이에 위치하는 원판부(240)를 포함할 수 있다. 상기 원판부(240)에 상기 회전축 부재(350)가 회전 가능하게 연결될 수 있다. 상기 하측 반구부(250)에는 상기 회전축 부재(350)가 관통하는 가이드 홀(257)과, 중력 방향으로의 하중을 제공하는 하중부(290)가 포함될 수 있다.

즉, 상기 원판부(240)의 하측에 결합되는 하측 반구부(250)에 의해 상기 원판부(240)는 상기 회전축 부재(350)에 연결된 상태에서 수평한 방향을 유지할 수 있다. 상기 회전축 부재(350)가 상기 가이드 홀(257) 상에서 이동하여도 상기 원판부(240)는 상기 하측 반구부(250)의 하중부(290)에 의해 중력 방향과 수직한 수평 방향을 유지할 수 있다.

상기 회전축 부재(350)가 고정된 지지대(720)는 지지판(710)에 대해 이동 가능하게 장착될 수 있다. 상기 지지판(710)에는 상기 지지대(720)가 이동 가능하게 장착되도록 하는 지지대 삽입부(711)와 가이드 리브(712)가 포함될 수 있다.

상기 지지대(720)에 구비되는 고도 표시부(721,725)와 상기 지지판(710)에 구비되는 고도 지시부(713)를 통해 관측지점의 위도와 북극성 고도를 조절할 수 있다. 상기 관측지점의 위도와 상기 북극성 고도는 동일하다. 상기 지지대(720)를 상기 지지판(710)에 대해 이동시켜서 상기 지지판(710)의 고도 지시부(713)가 관측지점의 위도에 해당되는 지지대(720)의 고도 표시부(721,725)를 지시하도록 할 수 있다.

상기 지지대(720)에 고정된 회전축 부재(350)는 상기 지지대(720)의 이동에 의해 회전축 각도가 변화되지만, 상기 지평 좌표계부(200)의 원판부(240)는 수평한 방향을 유지할 수 있다.

이러한 본 발명에 의하면, 관측지점의 위도를 변화시켜도 관측자가 위치하는 지평면이 지면과 수평한 상태를 유지하기에, 천구의(20)에 대한 사용 편의성이 향상될 수 있다.

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 천구의 100: 천구부
110,130: 상반구 120,140: 하반구
200: 지평 좌표계부 210: 반구부
220,240: 원판부 230: 상측 반구부
250; 하측 반구부 300: 회전축부
310: 제1회전축 부재 320: 제2회전축 부재
350: 회전축 부재 400: 태양 표시부
600,700: 천구의 지지부

Claims

별자리가 표시되는 천구부;
상기 천구부의 내측에 수용되며, 관측지점의 지면을 정의하는 원판부와, 상기 원판부의 하측에 결합되며 내측 하부에 중력 방향으로의 하중을 제공하는 하중부가 구비되는 하측 반구부로 구성되는 지평 좌표계부; 및
지구 자전축을 정의하고, 상기 원판부에 일측이 회전 가능하게 결합되고, 상기 천구부에 타측이 관통하는 회전축 부재를 포함하고,
상기 하측 반구부는, 상기 회전축 부재가 상하 방향으로 이동이 가능하도록 절개되어 형성되는 가이드 홀을 더 포함하고,
상기 원판부는, 상기 회전축 부재가 상기 가이드 홀을 따라 이동 시 수평 방향을 유지하는 것을 특징으로 하는 천구의.
제 1 항에 있어서,
상기 지평 좌표계부는,
상기 원판부의 상측에 결합되며 관측자의 입장에서 본 하늘을 정의하는 상측 반구부를 더 포함하는 천구의.
제 1 항에 있어서,
상기 회전축 부재는,
상기 천구부를 관통하고, 상기 가이드 홀 상에 위치하는 회전축; 및
상기 원판부의 원 중심부에 배치되어 상기 원판부에 대해 회전하는 회전 중심부를 포함하는 천구의.
제 3 항에 있어서,
상기 원판부는,
상기 회전 중심부가 내측에 위치하는 관통부; 및
상기 회전 중심부가 회전 가능하게 결합되는 결합홀이 구비되는 원판 결합부를 포함하는 천구의.
제 3 항에 있어서,
상기 회전축 부재는,
상기 회전축과 상기 회전 중심부의 사이에 형성되며, 상기 원판부에 선택적으로 접촉되는 스토퍼; 및
상기 회전축의 일측에 배치되며, 상기 회전축보다 작은 직경을 가지는 지지대 결합부를 더 포함하는 천구의.
제 5 항에 있어서,
상기 스토퍼에는, 상기 원판부의 일부가 안착되는 원판 안착부가 더 포함되는 천구의.
제 6 항에 있어서,
상기 원판부에는, 상기 원판 안착부에 삽입되는 회전축 안착홈이 포함되는 천구의.
제 4 항에 있어서,
상기 원판부는, 상기 원판부의 상측에 결합되는 상측 반구부와 상기 하측 반구부가 결합되도록 하는 끼움 돌기를 포함하고,
상기 상측 반구부와 상기 하측 반구부는, 상기 끼움 돌기에 삽입되는 끼움 홈을 포함하는 천구의.
별자리가 표시되는 천구부;
상기 천구부의 내측에 수용되며, 관측지점의 지면을 정의하는 원판부와, 상기 원판부의 상측에 결합되며 관측자의 입장에서 본 하늘을 정의하는 상측 반구부로 구성되는 지평 좌표계부; 및
지구 자전축을 정의하고, 상기 원판부에 일측이 회전 가능하게 결합되고, 상기 천구부에 타측이 관통하는 회전축 부재를 포함하고,
상기 회전축 부재는,
상기 원판부에 대해 회전 가능하게 결합되는 제1회전축 부재; 및
상기 제1회전축 부재에 분리 가능하게 결합되는 제2회전축 부재를 포함하는 천구의.
제 9 항에 있어서,
상기 상측 반구부의 외주면 또는 내주면에는,
지평 좌표계에서 지평면의 남점과 북점, 천정 및 천저를 지나는 자오선; 및
지평면 상에 방위각을 측정할 수 있는 방위각 눈금자가 표시되며,
상기 자오선 상에 관측지점의 위도에 따른 북극성 고도부가 표시되는 천구의.
제 10 항에 있어서,
상기 북극성 고도부는, 상기 자오선을 따라 일정 간격으로 이격되게 배치되는 다수의 관통홀을 포함하고,
상기 제2회전축 부재는, 다수의 관통홀 중 관측자의 위도에 대응하는 관통홀에 삽입된 상태에서 상기 제1회전축 부재에 결합되는 것을 특징으로 하는 천구의.
제 10 항에 있어서,
상기 제1회전축 부재는,
상기 원판부의 원 중심부에 배치되며, 상기 원판부에 대해 상기 자오선을 따라 이동 가능하게 상기 원판부에 장착되는 회전 중심부;
상기 천구부의 천구 남극점을 관통하며, 상기 회전 중심부의 일측에 연결되는 제1회전축; 및
상기 회전 중심부의 타측에 연결되며, 상기 제1회전축의 연장선 상에 위치하고, 상기 제2회전축 부재가 결합되는 회전축 결합부가 포함되는 천구의.
제 12 항에 있어서,
상기 제2회전축 부재는,
상기 천구부의 천구 북극점과 상기 북극성 고도부를 관통하고, 상기 회전축 결합부에 결합되는 제2회전축을 포함하는 천구의.
제 1 항에 있어서,
상기 천구부는,
반구 형상으로 형성되고, 천구 북극점이 형성되는 상반구; 및
상기 상반구와 대응되는 형상을 가지며, 상기 상반구에 결합되고, 상기 회전축 부재가 관통하는 천구 남극점이 형성되는 하반구를 포함하며,
상기 상반구와 상기 하반구는 탈부착이 가능하게 결합되는 천구의.
제 14 항에 있어서,
상기 상반구와 상기 하반구에는, 태양의 이동 궤도인 황도를 표시하는 하는 황도선 표시부가 더 포함되고,
상기 황도선 표시부는, 상기 상반구와 상기 하반구를 결합 시 폐루프를 형성하는 하나의 황도를 정의하는 천구의.
제 15 항에 있어서,
상기 상반구 또는 상기 하반구에는, 상기 황도선 표시부를 따라 이동하는 태양을 나타내는 태양 표시부가 더 포함되고,
상기 태양 표시부는, 상기 상반구 또는 상기 하반구 중 어느 하나에 대해 회전 가능하도록 구성되는 천구의.
제 16 항에 있어서,
상기 태양 표시부는,
상기 상반구와 하반구 중 어느 하나의 내측에 위치하고, 태양을 표현하는 광원이 구비되는 회전체; 및
상기 상반구와 하반구 중 어느 하나의 외측에서 상기 회전체에 결합되고, 상기 회전체를 회전시킬 수 있는 회전체 고정부를 포함하는 천구의.
제 1 항 내지 제 8 항, 및 제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 천구의; 및
상기 천구의가 지지되는 천구의 지지부를 포함하고,
상기 천구의 지지부는,
지지대 삽입부가 형성되는 지지판; 및
상기 지지판의 삽입부에 이동 가능하게 결합되는 지지대를 포함하는 천구의 조립체.
제 18 항에 있어서,
상기 지지대는, 일측에 상기 회전축 부재가 고정되고, 타측에 상기 천구부의 일부가 회전 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 천구의 조립체.
제 19 항에 있어서,
상기 지지대는, 상기 회전축 부재를 고정하기 위한 고정부를 더 포함하는 천구의 조립체.
제 18 항에 있어서,
상기 지지판에는, 상기 지지대 삽입부의 내측에서 돌출되어 형성되는 가이드 리브가 포함되고,
상기 지지대에는, 상기 가이드 리브가 삽입되는 가이드 삽입홈이 포함되는 천구의 조립체.
제 21 항에 있어서,
상기 지지대에는, 회전축 각도를 표시하기 위한 고도 표시부가 포함되고,
상기 지지판에는, 상기 고도 표시부를 지시하기 위한 고도 지시부가 포함되는 천구의 조립체.
제 18 항에 있어서,
상기 지지판에 상기 지지대를 고정하기 위한 고정부재를 더 포함하고,
상기 지지판에는, 상기 고정부재의 일측이 삽입되는 일측 고정부재 삽입홈이 더 포함되며,
상기 지지부에는, 상기 고정부재의 타측이 삽입되고, 90도 범위 내에서 원주 방향으로 일정 각도로 이격 배치되는 다수의 타측 고정부재 삽입홈이 형성되는 천구의 조립체.
제 23 항에 있어서,
상기 고정부재는, 관측자의 위도에 대응하는 다수의 타측 고정부재 삽입홈 중 어느 하나와 상기 일측 고정부재 삽입홈에 함께 삽입되는 천구의 조립체.