KR20050120402A - 파동 형상 시각화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파동 형상 시각화 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상면에 다수의 상부홀이 연직방향으로 관통 형성되고, 일측면과 타측면에 각각 마주보는 제1하부홀, 제2하부홀 및 제3하부홀이 형성된 함체형 하우징과; 상기 하우징에 내설된 다수의 가이드바에 일측이 수용되고 타측은 상기 상부홀에 삽입되어 상하 유동되는 유동바와; 상기 제1하부홀에 사이에 개재되어 일측이 회전 지지되고 타측은 돌출 되어 제1기어가 구비되며, 중간부에는 상기 유동바의 일측단에 각각 면접촉하는 다수의 원판캠이 길이방향으로 구비된 제1회전축과; 상기 제2하부홀에 일측이 회전 지지되고 타측은 상기 제1기어에 맞물리는 제2기어가 구비된 제2회전축과; 상기 제3하부홀 사이에 개재되어 일측이 회전 지지되고 타측은 돌출되어 상기 제2기어에 맞물리는 제3기어가 구비되며, 중간부에는 상기 유동 바의 일측단에 각각 면접촉하는 다수의 원판캠이 길이방향으로 구비된 제3회전축과; 상기 제1기어에 맞물리는 제4기어가 일측에 구비되고 타측은 상기 하우징에 구비된 구동모터를 포함하여 구성된다. 본 발명은 수면파의 형상을 시각적으로 형상화하여 과학교육시 교육보조재료로 사용할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

파동 형상 시각화 장치{APPARATUS FOR VISUALIZING A WAVE MOTION}

본 발명은 파동 형상 시각화 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구동모터의 회전력을 유동바의 연직직선운동으로 변환하여 수면파의 상하진동 모드를 시각적으로 표현할 수 있도록 한 파동 형상 시각화 장치에 관한 것이다.

일반적으로 잔잔한 연못에 돌을 던져 넣으면 돌이 떨어진 지점을 중심으로 하여 물의 진동이 일어나고, 이것이 동심원을 그리며 수면을 퍼져 나가는 것을 볼 수 있다. 이와 같이, 물질의 어떤 부분에서 일어난 진동이 인접한 부분으로 차례로 전파되어 나가는 현상을 파동이라 하고, 파동을 전파하는 물질을 매질이라 한다.

파동이 수면을 진행하고 있을 때, 수면의 한 지점에 떠 있는 부유체에 주목해 보면, 파동이 진행해도 부유체는 진행하지 않고 제자리에서 진동만 하고 있는 것을 볼 수 있다. 이것은 수면에서 일어난 파동이 수면에 전파되어 나가도 이 파동의 매질인 물 자체는 진행하지 않고 제자리에서 진동만 한다는 것을 보여 준다.

그러나 이와 같은 현상을 간단히 시각화하기 위한 장치가 종래에는 존재하지 않아, 컴퓨터 시뮬레이션에 의해서만 시각화 할 수밖에 없었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 자연계에서 발생되는 수면파의 형상을 가상의 시뮬레이션이 아닌 실제의 시각적 형상으로 표현할 수 있도록 한 파동 형상 시각화 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 상술한 목적은 상면에 다수의 상부홀이 연직방향으로 관통형성되고, 일측면과 타측면에 각각 마주보는 제1하부홀, 제2하부홀 및 제3하부홀이 형성된 함체형 하우징과; 상기 하우징에 내설된 다수의 가이드바에 일측이 수용되고 타측은 상기 상부홀에 삽입되어 상하 유동되는 유동바와; 상기 제1하부홀에 사이에 개재되어 일측이 회전 지지되고 타측은 돌출 되어 제1기어가 구비되며, 중간부에는 상기 유동바의 일측단에 각각 면접촉하는 다수의 원판캠이 길이방향으로 구비된 제1회전축과; 상기 제2하부홀에 일측이 회전 지지되고 타측은 상기 제1기어에 맞물리는 제2기어가 구비된 제2회전축과; 상기 제3하부홀 사이에 개재되어 일측이 회전 지지되고 타측은 돌출 되어 상기 제2기어에 맞물리는 제3기어가 구비되며, 중간부에는 상기 유동바의 일측단에 각각 면접촉하는 다수의 원판캠이 길이방향으로 구비된 제3회전축과; 상기 제1기어에 맞물리는 제4기어가 일측에 구비되고 타측은 상기 하우징에 구비된 구동모터를 포함하여 구성함에 의해 달성된다.

이하에서는, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 파동 형상 시각화 장치의 하우징을 도시한 사시도이다. 도 1에 의하면, 하우징(10)은 내부가 비어있는 함체 형상이다. 하우징(10)의 상면은 다수의 상부홀(11)이 연직으로 천공되어 있으며 상부홀(11)과 타 상부홀(11) 사이는 등간격을 이루고 있다. 전체 상부홀(11)들은 격자 형상을 이루고 있다. 하우징(10)의 일측면에는 제1하부홀(12), 제2하부홀(13) 및 제3하부홀(14)이 등간격으로 각각 구비되며, 마주보는 타측면에도 동일한 제1하부홀(미도시), 제2하부홀(미도시) 및 제3하부홀(미도시)이 구비된다.

도 2는 본 발명에 의한 파동 형상 시각화 장치의 유동바를 도시한 사시도이다. 도 2에 의하면, 유동바(20)는 상부홀(11)에 상하유동이 가능하도록 삽입된다. 그리고 유동바(20)의 일측은 하우징(10)에 내설된 가이드바(21)에 삽입되고 타측은 볼(22)이 구비된다. 등간격으로 내설된 가이드바(21)는 하우징(10)의 상기 일측면과 타측면에 수직인 면을 가로질러 양단이 고정된다.

도 3은 본 발명에 의한 파동 형상 시각화 장치의 제1회전축 및 제3회전축을 도시한 사시도이다. 도 3에 의하면, 제1회전축(30)은 제1하부홀(12) 사이에 개재되는데, 일측은 회전 지지되고 타측은 돌출되어 제1기어(31)가 구비된다. 제1회전축(30)의 중간부에는 다수의 원판캠(32)이 파형을 이루도록 편심된 상태로 구비된다. 이때 다수의 원판캠(32)은 제1회전축(30)의 길이방향으로 나열된다. 원판캠(32)의 외주면은 한개의 가이드바(21)를 관통한 다수의 유동바(21)의 일측과 각각 면접촉하게 된다. 그리고, 제3회전축(50)은 제3하부홀(14) 사이에 개재되는데, 일측은 회전 지지되고 타측은 돌출되어 제3기어(51)가 구비된다. 제3회전축(50)의 중간부에는 다수의 원판캠(52)이 파형을 이루도록 편심된 상태로 구비된다. 이때 다수의 원판캠(52)은 제3회전축(50)의 길이방향으로 나열된다. 원판캠(52)의 외주면은 한개의 또 다른 가이드바(21)를 다수의 유동바(20)의 일측과 각각 면접촉하게 된다.

도 4는 본 발명에 의한 파동 형상 시각화 장치를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명에 의한 파동 형상 시각화 장치의 저면부를 도시한 사시도이다.

도 4 및 도 5에 의하면, 제1기어(31)와 제3기어(51) 사이에는 제2기어(41)가 개재되어 맞물리며 제2회전축(40)에 의해 지지된다. 그리고 제2회전축(40)은 제2하부홀(13)에 의해 회전 지지된다.

하우징(10)에 탑재된 구동모터(60)의 제4기어(61)는 제1기어(31)에 회전 가능하게 맞물린다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 다음과 같이 작동된다.

구동모터(60)에 전원이 인가되면, 구동모터(60)의 제4기어(61)는 순방향으로 회전하게 되고 이에 맞물려 있는 제1기어(31)는 역방향으로 회전하게된다. 이때 회전력을 전달받은 제1기어(31)는 제1회전축(30)을 회전시키게 되고 이에 부설된 각각의 원판캠(32)은 편심을 이루며 회전하게 된다.

원판캠(32)의 회전시 원판캠(32)과 면접촉하고 있는 각각의 유동바(20)는 원판캠(32)의 외주면 선을 따라 연직방향으로 상하진동하게 되고 이 진동모드가 파형을 형성하게 된다.

제1기어(31)와 제3기어(51)에 맞물려 있는 제2기어(41)는 순방향으로 회전하며 동력을 제3기어(51)에 전달하게 된다.

제2기어(41)에 맞물려 있는 제3기어(51)는 역방향으로 회전하게 된다. 이때 회전력을 전달받은 제3기어(51)는 제3회전축(50)을 회전시키게 되고, 이에 부설된 각각의 원판캠(52)은 편심을 이루며 회전하게 된다. 원판캠(52)의 회전시 원판캠(52)과 면접촉하고 있는 각각의 유동바(20)는 원판캠(52)의 외주면 선을 따라 연직방향으로 상하진동하게 되고 이 진동모드가 파형을 형성하게 된다.

최종적으로 구동모터(60)의 구동력이 제1회전축(30)과 제3회전축(50)에 전달되어 회전운동이 유동바(20)의 직선운동으로 변환되는 것이며, 동시에 유동바(20)의 상하진동 모드가 파형으로 시각화되는 것이다.

이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 수면파의 형상을 시각적으로 형상화하여 과학교육시 교육보조재료로 사용할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 의한 파동 형상 시각화 장치의 하우징을 도시한 사시도,

도 2는 본 발명에 의한 파동 형상 시각화 장치의 유동바를 도시한 사시도,

도 3은 본 발명에 의한 파동 형상 시각화 장치의 제1회전축 및 제3회전축을 도시한 사시도,

도 4는 본 발명에 의한 파동 형상 시각화 장치를 도시한 사시도,

도 5는 본 발명에 의한 파동 형상 시각화 장치의 저면부를 도시한 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 하우징 11: 상부홀

12: 제1하부홀 13: 제2하부홀

14: 제3하부홀 20: 유동바

21: 가이드바 22: 볼

30: 제1회전축 31: 제1기어

32: 원판캠 40: 제2회전축

41: 제2기어 50: 제3회전축

51: 제3기어 52: 원판캠

60: 구동모터 61: 제4기어

Claims (3)

1. 상면에 다수의 상부홀(11)이 연직방향으로 관통 형성되고, 일측면과 타측면에 각각 마주보는 제1하부홀(12), 제2하부홀(13) 및 제3하부홀(14)이 형성된 함체형 하우징(10)과;

   상기 하우징(10)에 내설된 다수의 가이드바(21)에 일측이 수용되고 타측은 상기 상부홀(11)에 삽입되어 상하 유동되는 유동바(20)와;

   상기 제1하부홀(12)에 사이에 개재되어 일측이 회전 지지되고 타측은 돌출 되어 제1기어(31)가 구비되며, 중간부에는 상기 유동바(20)의 일측단에 각각 면접촉하는 다수의 원판캠(32)이 길이방향으로 구비된 제1회전축(30)과;

   상기 제2하부홀(13)에 일측이 회전 지지되고 타측은 상기 제1기어(31)에 맞물리는 제2기어(41)가 구비된 제2회전축(40)과;

   상기 제3하부홀(14) 사이에 개재되어 일측이 회전 지지되고 타측은 돌출 되어 상기 제2기어(41)에 맞물리는 제3기어(51)가 구비되며, 중간부에는 상기 유동바(20)의 일측단에 각각 면접촉하는 다수의 원판캠(52)이 길이방향으로 구비된 제3회전축(50)과;

   상기 제1기어(31)에 맞물리는 제4기어(61)가 일측에 구비되고 타측은 상기 하우징(10)에 구비된 구동모터(60)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 파동 형상 시각화 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 유동바(20)의 타측단은 볼(22)이 구비된 것을 특징으로 하는 파동 형상 시각화 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 원판캠(32, 52)은 제1회전축(30) 및 제3회전축(50)에 각각 편심되어 구비되는 것을 특징으로 하는 파동 형상 시각화 장치.