KR20130014097A

KR20130014097A - 운동기구를 이용한 식물재배시스템

Info

Publication number: KR20130014097A
Application number: KR1020110076024A
Authority: KR
Inventors: 강성식
Original assignee: 이강메디칼(주)
Priority date: 2011-07-29
Filing date: 2011-07-29
Publication date: 2013-02-07

Abstract

본 발명은 운동기구를 이용한 식물재배시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전운동기구의 사용시 버려지는 운동에너지를 효율적으로 이용하여 가정이나 사무실 등에서 친환경 식물재배가 가능하도록 하는 운동기구 발전을 이용한 식물재배 시스템을 제공하기 위한 것으로, 사용자가 회전운동부의 속도를 선택적으로 제어할 수 있는 속도제어부가 구비되고, 상기 속도제어부에 의해 회전속도가 각각 독립되게 제어되는 회전축이 구비된 회전운동부가 구비된다.
또한, 상기 운동기구의 회전운동부에 연결되어 회전운동부의 회전력에 의해 전기를 생산·저장하는 축전지가 구비된 발전부가 설치되고, 상기 발전부에서 생산된 전기를 이용하여 식물재배에 필요한 급수를 위한 급수공급장치나 식물성장조절용 조명을 위한 조명장치의 전원으로 이용하거나 또는 상기 회전운동부의 회전력을 직접 급수펌프와 연결하여 급수가 가능한 다단의 식재부가 구비된 식물재배설비를 포함하여 이루어지는 운동기구를 이용한 식물재배시스템에 관한 것이다.

Description

운동기구를 이용한 식물재배시스템{Plant cultivation system using the sporting goods}

본 발명은 운동기구를 이용한 식물재배시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일반 가정이나 헬스클럽 등에서 사용하는 회전 운동기구의 회전력을 이용하여 발전(發電)하거나 펌핑하고, 발전된 전기를 이용하여 식물재배시설에 조명이나 급수를 제공하여 식물재배가 가능하도록 하는 운동기구를 이용한 식물재배시스템에 관한 것이다.

일반적으로 가정이나 헬스클럽 등에서 신체단련용으로 사용되는 회전운동기구는 전기적이나 기계적으로 회전운동부에 일정한 부하를 제공하여 부하가 제공된 회전운동부를 사용자가 구동함으로써 신체의 특정부위에 대한 근력을 향상시킬 수 있도록 하는 운동기구이다.

이러한 운동기구는 사용시 사용자의 체력이나 연령에 관계없이 일정한 회전력이 발생되는데, 여기서 발생되는 회전력을 이용하여 전기를 생산하고, 생산된 전기를 다양한 용도로 사용할 수 있도록 하는 아이디어는 종래에 일부 안출된 바 있었다.

종래에 안출된 고안의 경우, 운동기구에서 운동시 발생되는 회전운동부의 회전력을 이용하여 전기를 생산하는 개념적인 아이디어는 에너지를 절약하고, 환경을 보호하며, 사용자의 운동욕구를 향상시킬 수 있다는 장점을 제공하지만, 실생활에 적용하기 위한 상세하고 구체적인 기술적인 내용은 제시하지 못하고 있었다.

따라서, 본 발명자는 친환경적이고 가정이나 사무실 등에 신체단련용으로 회전운동기구가 설치된 공간에 간단히 설치하여 운동기구에서 발생되는 회전력을 이용하여 전기를 생산하고, 또한 회전력을 이용하여 급수용펌프를 구동하여 식물 재배가 가능하도록 함으로써 사용자가 직접 가꾼 식물을 섭취하거나 이용할 수 있도록 하는 식물재배시스템의 개발에 대한 필요성을 인식하여 본 발명을 안출하게 되었다.

본 발명의 목적은 회전운동기구의 사용시 버려지는 운동에너지를 효율적으로 이용하여 가정이나 사무실 등에서 친환경 식물재배가 가능하도록 하는 운동기구를이용한 식물재배 시스템을 제공하는데 있다.

특히, 본 발명은 하나의 운동기구에서 발생되는 회전운동에너지를 이용하여 전기를 생산하고, 압축펌프를 구동하여 조명장치와 급수장치를 이용할 수 있도록 하여 식물재배설비의 효율적인 이용과 운동효과를 향상시킬 수 있도록 하는 운동기구를 이용한 식물재배 시스템을 제공하는데 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 운동기구를 이용한 식물재배시스템의 일실시예는 사용자에 의해 제어가능한 속도제어부와, 상기 속도제어부에 의해 회전속도가 제어되는 회전운동부가 구비되는 운동기구; 상기 운동기구의 회전운동부에 연결되어 회전운동부의 회전력에 의해 전기를 생산하는 발전부; 식물이나 씨앗을 식재할 수 있는 식재부와, 상기 발전부에서 생산된 전기를 이용하여 상기 식재부에 필요한 양액을 제공하는 급수공급장치와, 상기 발전부에서 생산된 전기를 이용하여 상기 식재부에 식재된 식물의 성장조절을 위한 조명을 제공하는 조명장치가 구비된 식물재배설비;를 포함하여 이루어진다.

특히, 상기 회전운동부는 페달에 의해 구동되는 구동부와, 상기 구동부와 동력전달수단으로 연결되어 회전되는 피동부와, 상기 동력전달수단에 연결 설치되어 상기 구동부에 의해 회전되는 피동부의 변속을 위해 상기 속도제어부에 의해 제어되는 동력변환수단으로 구성되어지되, 상기 피동부는 서로 다른 속도비를 갖으며 독립적인 회전이 가능하도록 직경이 상이한 기어가 각각 결합되는 제1, 제2 회전축으로 구성으로 이루어진다.

또한, 상기 발전부는 복수개의 발전기로 구성되어지되, 상기 복수개의 발전기는 상기 피동부의 제1, 제2회전축에 각각 연결되어 회전축의 회전력을 통해 전기를 생산할 수 있도록 구성되고, 상기 복수개의 발전기 중 어느 하나의 발전기는 상기 식물재배설비의 급수를 위한 급수공급장치에 연결되고, 상기 복수개의 발전기중 다른 하나의 발전기는 상기 식물재배설비에 조명을 제공하는 조명장치에 각각 연결되어 전기공급이 가능하도록 구성된다.

또한, 상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 운동기구를 이용한 식물재배시스템의 다른 실시예는 속도제어부와, 상기 속도제어부에 의해 회전속도가 제어되는 회전운동부가 구비되는 운동기구; 상기 운동기구의 회전운동부에 연결되어 회전운동부의 회전력에 의해 전기를 생산·저장하는 축전지가 구비된 발전부; 식물이나 씨앗을 식재할 수 있는 식재부와, 상기 발전부에서 생산된 전기를 이용하여 상기 식재부에 식재된 식물의 성장조절을 위한 조명을 제공하는 조명장치가 구비된 식물재배설비; 상기 운동기구의 회전운동부에 연결되어 회전운동부의 회전력으로 회전되는 기계식펌프가 구비되어 상기 식재부에 필요한 양액을 제공하는 급수공급장치; 를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 급수공급장치는 식물재배설비에 제공되는 물이 저장된 저수조와, 상기 저수조의 물을 급수펌프로 공급받아 투여된 약액과 혼합되어 저장되는 양액저장조와, 상기 양액저장조와 상기 식물재배설비 사이에 설치되어 양액저장조의 양액을 식물재배설비에 제공하는 양액공급부를 포함하여 이루어지며, 상기 양액공급부는 양액공급조절부가 구비되어 상기 식물재배설비에 양액을 공급하는 주관과, 상기 주관으로부터 공급된 양액을 식재부에 공급하도록 주관과 연결설치되는 복수개의 분기관으로 구성된다.

또한, 상기 식물재배설비에는 각 배지에 제공된 양액의 재사용이 가능하도록 각 배지의 하단에 폐양액이 배출되어 모이는 집수조가 구비되고, 상기 집수조에 모인 폐양액을 재활용할 수 있도록 상기 집수조는 폐양액공급관에 의해 상기 저수조와 연결 설치되어지되, 상기 폐양액공급관에는 오물제거용 여과필터가 구비되어 이물질이 제거된 폐양액만 저수조로 공급될 수 있도록 구성된다.

특히, 본 발명의 식물재배설비에 제공되는 조명장치는 식물성정조절용으로 제공되는 상기 조명장치는 전조재배(電照栽倍)용으로 사용가능한 630~690㎚ 파장대의 적색 엘이디나 420~480㎚ 파장대의 청색엘이디 중 어느 한 종류의 엘이디가 설치되거나 또는 두 종류의 엘이디가 혼합설치되어 필요에 따라 선택된 조명으로 사용가능하도록 구성된다.

본 발명에 따른 운동기구 발전을 이용한 식물재배시스템은 하나의 운동기구를 이용하여 생산된 전기를 회전운동부의 선택적 조작에 따라 급수펌프나 발전기를 구동하여 식물재배에 필요한 전기와 급수를 동시에 제공할 수 있어 운동의욕을 향상시키고, 실내에서 섭취가능한 식물 재배나 취미용 관상식물을 제배할 수 있도록 하는 식물재배시스템을 제공할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 운동기구 발전을 이용한 식물재배시스템 의 전체 구성사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 운동기구 발전을 이용한 식물재배시스템의 주요 구성부의 동작상태를 도시한 블럭도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 운동기구를 이용한 식물재배시스템의 전체 구성사시도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 운동기구에서 회전운동부의 일부 발췌사시도,
도 5는 도 4의 일부 분해사시도,
도 6는 본 발명의 일실시예에 따른 운동기구에 적용되는 회전운동부의 결합단면도이다.

본 발명에 따른 운동기구를 이용한 식물재배시스템은 회전운동부가 구비되어 사용자가 신체단련을 할 수 있도록 구성된 운동기구에서 회전운동부의 회전력을 이용하여 전기 생산과 급수용 펌프를 구동하여 생산된 전기와 양액공급을 통해 식물재배설비에 이용할 수 있도록 하는 것이다.

즉, 본 발명에 이용된 운동기구에는 사용자가 회전운동부의 속도를 선택적으로 제어할 수 있는 속도제어부가 구비되고, 상기 속도제어부에 의해 회전속도가 각각 독립되게 제어되는 회전축이 구비된 회전운동부가 구비된다.

또한, 상기 운동기구의 회전운동부에 연결되어 회전운동부의 회전력에 의해 전기를 생산·저장하는 축전지가 구비된 발전부가 설치되고, 상기 발전부에서 생산된 전기를 이용하여 식물재배에 필요한 급수공급장치나 식물성장조절용 조명을 위한 조명장치로 이용할 수 있도록 하는 다단의 식재부가 구비된 식물재배설비를 포함하여 이루어진다.

특히, 상기 회전운동부는 운동기구의 사용자가 조작하는 페달에 의해 구동되는 구동부와, 상기 구동부와 동력전달수단으로 연결되어 회전되는 피동부와, 상기 동력전달수단에 연결 설치되어 상기 구동부에 의해 회전되는 피동부의 변속을 위해 상기 속도제어부에 의해 제어되는 동력변환수단이 포함되어 있으며, 상기 피동부는 서로 다른 속도비를 갖으며 독립적인 회전이 가능하도록 직경이 상이한 기어가 각각 결합되는 제1, 제2 회전축이 구비된 특징을 갖는다.

특히, 제1, 제2 회전축은 상기 속도제어부에 의해 서로 다른 속도가 발생되되도록 서로 다른 직경을 갖는 복수개의 기어가 일련의 킷트로 각각 결합되어 있으며, 두개의 회전축 중 어느 하나의 회전축이 다른 하나의 회전축 내측으로 내삽되어 서로 다른 회전력에 의해 회전되도록 동일축상에 설치되는 구조로 이루어진다.

또한, 본 발명의 일실시예의 경우, 상기 발전부는 한 개 이상의 발전기로 구성되어지되, 복수개의 발전기가 구비되는 경우 각각의 발전기는 상기 피동부의 제1, 제2회전축에 각각 연결되어 회전축의 회전력을 통해 전기를 생산할 수 있도록 구성되고,상기 복수개의 발전기 중 어느 하나의 발전기는 상기 식물재배설비의 급수를 위한 급수공급장치에 연결되고, 상기 제1, 제2발전기중 다른 하나의 발전기는 상기 식물재배설비에 조명을 제공하는 조명장치에 각각 연결되어 전기공급이 가능하도록 구성되며, 상기 발전기가 한 개로 구성되는 경우 하나의 발전기에서 급수공급장치와 조명장치에 동시에 전기를 공급할 수 있도록 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예의 경우에는 상기 운동기구의 회전운동부에 상기 급수공급장치의 기계식펌프가 연결되어 회전운동부의 회전력을 이용하여 직접 펌프를 구동하여 식물재배설비에 양액을 공급할 수 있도록 구성된다.

상기 급수공급장치는 식물재배설비에 제공되는 물이 저장된 저수조와, 상기 저수조의 물을 급수펌프로 공급받아 투여된 약액과 혼합되어 저장되는 양액저장조와, 상기 양액저장조와 상기 식물재배설비 사이에 설치되어 양액저장조의 양액을 식물재배설비에 제공하는 양액공급부를 포함하고, 상기 양액공급부는 양액공급조절부가 구비되어 상기 식물재배설비에 양액을 공급하는 주관과, 상기 주관으로부터 공급된 양액을 식재부에 공급하도록 주관과 연결설치되는 복수개의 분기관으로 구성되고, 각각의 분기관 선단부에는 공급되는 양액의 제어를 위한 차단밸브가 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 식물재배설비의 식재부 하단에는 사용된 폐양액이 배출되어 모이는 집수조가 구비되고, 상기 집수조는 집수된 폐양액을 재활용할 수 있도록 오물제거용 여과필터가 구비된 폐양액공급관에 의해 상기 저수조와 연결 설치된 구조로 이루어져 폐양액의 재사용이 가능하도록 구성되며, 상기 식물재배설비에 설치되는 조명장치로는 전조재배(電照栽倍)용으로 사용가능한 엘이디 조명이 사용되는 것이 바람직하다.

특히, 상기 조명장치는 식재된 식물의 광합성작용과 발아 및 개화 조절에 기여하도록 630~690㎚ 파장대의 적색 엘이디가 설치되고, 상기 적색엘이디 이외에도 광합성 촉진과 발아 및 개화조절이 기여하는 420~480㎚ 파장대의 청색엘이디가 설치되며, 상기 적색엘이디나 청색엘이디는 사용자의 선택에 따라 어느 한 종류의 엘이디만 설치되거나 또는 두 종류의 엘이디가 혼합설치된 구성으로 이루어질 수 있으며, 상기 두 종류의 엘이디 이외에도 식물성장 및 병해충 방지를 위한 다양한 종류와 색상의 엘이디 조명에 채택될 수 있다.

또한, 상기 급수공급장치의 양액저장조에는 내부의 수위를 감지하는 수위감지센서가 설치되고, 상기 저수조의 외측에는 발전기를 이용하여 급수펌프를 발전하는 경우 상기 수위감지센서에서 감지된 수위 계측신호에 따라 급수펌프의 가동을 제어하여 저수조의 물을 양액저장조로 자동으로 공급하거나 차단하는 자동컨트롤러가 설치되어 사용편의성을 증대시킬 수 있도록 구성된다.

이하, 본 발명의 운동기구 발전을 이용한 식물재배 시스템의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하기로 한다. 그러나 다음에 예시되는 본 발명의 실시예는 다양한 형태로 변형되어 실시될 수 있으며, 본 발명에서 제공되는실시예는 당 업계의 통상의 지식을 가진자가 본 발명을 보다 완전하게 실시할 수 있도록 설명하기 위한 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 운동기구를 이용한 식물재배 시스템의 전체적인 구성을 도시한 개략적인 사시도이고, 도 2는 일실시예의 주요구성부 동작에 관한 블럭도를 도시하고 있다.

도 1에 도시된 바와, 본 발명에 적용된 운동기구는 그 일실시예로 사이클 형태의 운동기구(10)가 도시되어 있는데, 이용자가 체력단련을 위해 이용하는 운동기구중 사용자가 직접 페달을 밟아 동력을 일으키는 구동부와, 상기 구동부에 연결되어 회전되는 피동부가 갖춰진 회전운동부가 구비된 운동기구(10)면 본 발명의 실시예에 따른 식물재배시스템의 운동기구로서 그 적용이 가능하다.

상기 운동기구(10)는 사용자의 이용시 사용자가 착석하여 운동할 수 있도록 착석부(14)와, 상기 착석부(14)의 하단으로 회전운동이 이루어지는 회전운동부(20)와, 운동기구(10)의 전방에 설치되어 사용자의 조작이 가능한 속도제어부(13)와, 운동기구를 바닥에 안정되게 고정 지지하는 받침대(15)가 구비되어 있다.

상기 운동기구(10)는 외부 전원이 공급되는 전기식인 경우에는 외부에서 직접 전원을 공급받지만, 본 운동기구의 사용에 따른 발생된 전기를 이용할 수도 있으며, 기계식인 경우에는 별도의 전원공급 없이 구동되는 구조로 이루어진다.

상기 운동기구(10)의 회전운동부(20)는 사용자가 페달(11)을 밟고 회전시킬 때 회전력이 발생되는 구동부(22)와, 상기 구동부(22)의 회전력을 동력전달수단에 의해 전달받아 회전되는 피동부(24, 도 3참조)로 구성되는데, 상기 피동부(24)에는 피동부(24)의 회전운동에너지를 이용해 전기를 발생시킬 수 있도록 발전부(30)가 연결 설치되며, 상기 발전부(30)는 식물재배시설에서 필요한 급수와 전기를 이용하는데 사용될 수 있도록 식물재배시설(70)에 설치된 조명장치(80)와 급수공급장치(50)에 연결 설치된다.

상기 회전운동부(20)에 의해 전기를 발생시키는 발전부(30)는 상기 피동부(24)의 회전축에서 각각 독립적으로 회전력을 얻어 전기를 생산할 수 있도록 하나의 발전기, 또는 복수개의 발전기(31)(32)로 구성될 수 있으며, 상기 발전기(31)(32)에서 생산된 전기가 저장되는 축전지(40)(41)를 포함하여 구성되며, 상기 축전지(40)(41)에는 충전상태를 표시하는 충전표시계(도시 생략)가 설치되어 충전여부를 사용자가 쉽게 파악할 수 있도록 부가될 수 있다.

상기 식물재배시설(70)은 복수단으로 이루어져 식물이나 씨앗을 식재할 수 있는 식재부(72)가 구비되고, 각 식재부(72)에는 급수공급장치(50)의 양액공급부(60)와 조명장치(80)가 설치되어 상기 발전부(30)에서 공급된 전원에 의해 식재부(72)에 양액이나 전기를 공급할 수 있도록 구성된다.

또한, 식물이 식재되는 상기 식재부(72)의 하단에는 집수조(74)가 설치되어 식재부(72)에 공급되어 사용된 폐양액이 식재부(72)의 하단으로 배출된 후에 한곳으로 모일 수 있는 구조로 이루어지며, 상기 집수조(74)에는 집수된 폐양액을 재활용하기 위한 폐양액회수관(76)이 후술하는 저수조(51)로 연결 설치된다.

또한, 상기 급수공급장치(50)는 상기 식물재배설비(70)에 제공되는 물이 저장된 저수조(51)와, 상기 발전부(30)에서 공급된 전원으로 동작되는 급수펌프(52)와, 상기 급수펌프(52)의 구동에 의해 상기 저수조(51)의 물을 공급받아 투여된 약액과 혼합되어 저장되는 양액저장조(54)가 포함되어 이루어지며, 상기 양액저장조(54)에는 양액공급부(60)가 연결 설치되고, 상기 양액저장조(54)의 내부에는 저장된 양액을 살균처리하기 위한 살균램프(56)가 설치되어 무균상태의 양액이 식재부(72)에 공급될 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 양액저장조(54)의 내측에는 채워진 양액의 높낮이를 감지하는 수위감지센서(도시생략)가 설치되어 수위를 감지한 후에 양액저장조(54)의 외측에 설치된 제어컨트롤러(57)에 수위량에 대한 정보를 전송하며, 상기 제어컨트롤러(57)에서는 프로그래밍된 제어회로에 의해서 상기 수위감지센서에서 전송된 신호를 분석하여 급수펌프(52)의 동작을 제어할 수 있도록 구성된다.

따라서, 상기 양액저장조(54)의 수위가 낮은 것으로 수위감지센서가 인식하고, 수위감지센서에서 전송된 수위정보에 의해 상기 제어컨트롤러(57)는 급수펌프(52)에 동작신호를 보내 급수펌프(52)를 구동하여 저수조(51)에 저장된 물이 양액저장조(54)로 공급될 수 있도록 하며, 공급된 물로 인해 상기 양액저장조(54)에 일정높이의 수위가 유지되면, 다시 수위감지센서에서 감지된 신호를 전송받은 제어컨트롤러(57)는 급수펌프(52) 측으로 동작중지 신호를 보내 실시간으로 양액저장조(54)의 수위를 자동으로 유지할 수 있도록 하며, 상기 급수펌프(52)는 제1축전지(40)에 저장된 전기에 의해 일정시간 동작이 이루어지게 된다.

상기 양액저장조(54)에 연결 설치된 양액공급부(60)는 상기 양액저장조(54)로부터 양액이 공급될 때, 공급되는 양액을 조절할 수 있는 양액조절수단(62)이 일측에 구비되는 주관(64)과, 상기 주관(64)에 연결되어 복수단으로 이루어진 식재부(72)에 각각 양액을 공급하도록 주관(64)에서 분기 설치되는 복수개의 분기관(66)으로 구성된다.

상기 분기관(66)에는 양액이 배출되는 배출공 또는 분사노즐(도시 안됨)이 일정간격으로 설치될 수 있으며, 각 분기관(66)의 선단부에는 주관(64)에서 공급되는 양액을 필요에 따라 차단할 수 있는 제어밸브(67)가 설치되어 식재부(72)에 식생하는 식물에 따라 양액공급을 조절할 수 있도록 구성되며, 상기 분기관(66)의 내측에는 수위감지센서(도시 생략)가 추가로 설치되어 분기관(66) 내의 양액 적정여부에 따라 상기 제어밸브(67)를 자동으로 개폐조절할 수 있는 시스템을 구성할 수도 있다.

또한, 상기 식물재배설비(70)의 식재부(72) 하단에는 사용된 폐양액이 배출되어 모이는 집수조(74)가 폐양액을 재활용할 수 있도록 폐양액회수관(76)에 의해 상기 저수조(51)와 연결 설치되는데, 상기 폐양액회수관(76)에는 사용된 폐양액에 포함된 이물을 제거하기 위한 오물제거용 여과필터(78)가 구비되며, 상기 여과필터(78)는 착탈가능하도록 구성되어 여과필터(78)에 구비된 이물질 제거가 용이하도록 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 식물재배설비(70)에서 식재부(72)의 상단에 설치되는 상기 조명장치(80)는 전조재배(電照栽倍)용으로 사용가능한 복수개의 엘이디조명(82)이 일정간격으로 설치되고, 엘이디조명(82)이 설치된 상부에는 반사갓(84)이 설치되는 구조로 이루어진다.

본 발명에 적용되는 바람직한 엘이디조명(82)으로는 식물의 광합성촉진과 발아조절, 생육촉진에 적합한 적색 엘이디조명과 청색 엘이디조명이 설치되며, 적색 엘이디조명으로는 630~690㎚ 파장대의 엘이디를 사용하고, 청색 엘이디로는 420~480㎚ 파장대의 엘이디가 설치된다.

상기 조명장치(80)로 제공되는 적색 및 청색 엘이디조명(82)은 식재되는 식물의 종류에 따라 어느 한 종류의 엘이디만 설치되거나 또는 두 종류의 엘이디를 혼합하여 설치될 수 있으며, 상기 두 종류의 엘이디 뿐만 아니라 식재된 식물의 병해충을 방지할 수 있는 해충퇴치용으로 녹색이나 황색 등의 엘이디조명을 추가로 설치할 수 있다.

또한, 상기 엘이디조명(82)이 설치되는 반사갓(84)이나 식물재배설비의 일측에는 외부 빛의 조도를 감지하는 조도센서(86)가 설치되고, 상기 조도센서(86)에서 감지된 신호에 따라 엘이디조명의 점·소등을 제어할 수 있는 제어컨트롤러(88)가 설치되며, 상기 반사갓(84)에는 상기 엘이디조명(82)에서 발생되는 열을 방출시킬 수 있는 방열공이 형성될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 식물재배시스템의 전체적인 동작관계를 블럭도로 도시하고 있는 것으로, 상술한 바와 같이 사용자가 체력단련을 위해 운동기구(10)에 착석하여 속도제어부(13)를 조작하여 필요한 운동단계를 선택하고 회전운동부(20)를 구동하게 되면, 회전운동부(20)에서는 일정한 회전력이 발생되어 발전부(30)에 전달된다.

상기 발전부(30)에서는 한 개 이상의 발전기(31)(32)가 구비되어 전기를 생산하고, 생산된 전기는 축전지(40)(41)에 각각 축전이 이루어지면서 식물재배시설의 급수공급장치(50)와 조명장치(80)에 전원공급이 이루어지게 되어 식물재배에 필요한 급수와 전기공급을 통해 식물재배시설을 운영할 수 있도록 구성되는 것으로, 사용자가 운동기구를 통해 운동을 하면서 부가적으로 전기를 생산하여 다양한 이용이 가능하게 되는 것이다.

한편, 도 3에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 운동기구를 이용한 식물재배시스템(100a)의 전체적인 구성을 개략적으로 도시하고 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 식물재배시스템(100a)에서는 상술한 일실시예와 전체적인 구조 및 구성에 있어서 동일하지만, 상기 운동기구(10)의 피동부(24)와, 상기 피동부(24)의 회전력을 전달받아 식물재배시설(70)에 양액을 공급하는 급수공급장치(50a)의 급수펌프(53)가 직접 연결되어 급수가 가능하도록 구성된 차이점이 있다.

즉, 본 발명의 다른 실시예의 급수공급장치(50a)는 운동기구(10)의 회전운동부(20)에서 전달된 회전력으로 직접 급수펌프(53)를 구동할 수 있도록 구성되어, 별도의 발전기를 이용한 전기를 이용하지 않고 기계식으로 급수펌프를 구동할 수 있도록 구성된 것으로, 상기 급수펌프(53)는 기계식 방식으로 구동 가능한 원심펌프나 진공펌프, 왕복펌프 등에서 사용용량이나 환경에 따라 선택 사용될 수 있으며, 기계식 급수펌프(53)를 적용할 경우에는 상술한 제1실시예에 구비된 급수공급장치 제어용 제어컨트롤러가 구비되지 않아도 무방하다.

한편, 도 4에는 본 발명의 실시예에 적용된 운동기구(10)의 일실시예로 적용가능한 회전운동부(20)의 일부를 발췌하여 도시하고 있으며, 도 5는 도 4의 구성을 알아보기 쉽도록 일부 분리도시한 것이고, 도 6은 도 4에서 피동부(24)의 회전축(27)(28)에 기어가 결합된 상태의 단면을 도시하고 있다.

본 발명에 적용된 일실시예에 따른 운동기구(10)의 회전운동부(20)에 대한 특징에 대해서 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하면, 상기 구동부(22) 및 피동부(24)는 각각 직경이 상이한 복수개의 기어가 일련의 킷트로 결합되어 구성될 수 있으나, 본 발명의 실시예에서는 상기 피동부(24)의 회전축(27)(28)에 복수개의 기어(24a) (24b)가 결합되어 그중 일부 기어(24a)는 일측의 제1회전축(27)에 결합되고, 나머지 기어(24b)는 다른 제2회전축(28)에 각각 결합되어 있다.

따라서, 사용자가 속도제어부(13)의 조작에 따라 상기 구동부(22)와 피동부(24) 사이에 연결 설치된 동력전달수단(26)이 변속제어수단(25a)(25b)의 동작에 따라 다른 회전축에 결합된 기어로 이동되어 속도조절이 가능하도록 구성된다.

도면에 도시된 실시예에서는 동력을 전달하는 동력전달수단(26)으로 체인이 이용되고 있으나, 상기 동력전달수단(26)은 운동기구(10)에 적용되는 구동부와 피동부의 구성에 따라 벨트 등 다른 수단으로 이용될 수 있으며, 도면과 같이 체인을 동력전달수단(26)으로 이용하는 경우에는 상기 구동부(22) 및 피동부(24)는 기어로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 구동부(22)에서 피동부(24)로 동력을 전달하는 상기 동력전달수단(26)은 회전운동부(20)의 내측에 설치된 변속제어수단(25a)(25b)에 의해 서로 다른 속도비를 갖는 기어로 이동되어지며, 이러한 변속제어수단(25a)(25b)은 통상 자전거 등에 널리 이용되는 공지기술을 적용하여 실현될 수 있으므로, 본 발명에서는 이에 대한 상세한 설명을 생략한다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 피동부(24)의 회전축은 서로 다른 직경을 갖는 제1회전축(27)과 제2회전축(28)으로 구성되고, 어느 일측의 회전축, 즉 제2회전축(28)이 제1회전축(27) 및 베어링(29)의 내측으로 끼움 결합되고, 각각의 제1, 제2회전축(27)(28)에는 고속용 또는 저속용으로 구분되는 직경이 서로 다른 복수개의 기어(24a)(24b)가 일련의 킷트로 분리 구성된다.

따라서, 운동기구(10)의 속도제어부(13)에서 고속으로 속도조절이 이루어진 경우에 상기 동력전달수단(26)은 변속제어수단(25a)(25b)에 의해 직경이 작은 기어(24a)측으로 연결되어 제1회전축(27)이 회전되고, 속도제어부(13)에서 저속으로 속도조절이 이루어진 경우에는 동력전달수단(26)이 변속제어수단(25a)(25b)에 의해 직경이 큰 기어(24b)측으로 연결되어 제2회전축이 회전될 수 있도록 구성됨으로써, 고속용 기어(24a)가 결합된 제1회전축(27)과 저속용 기어(24b)가 결합된 제2회전축(28)이 각각 별도의 회전력을 전달받아 회전되도록 구성된다.

또한, 서로 다른 속도비로 회전되도록 분리구성되어 회전이 이루어지는 상기 피동부(24)의 각 회전축(27)(28)에는 상기 식물재배설비(70)의 급수공급장치(50)와 조명장치(80)의 전원공급을 위해 발전부(30)의 발전기(31)(32)에 개별적으로 연결되어 상기 급수공급장치(50)와 조명장치(80)의 구동용 전기를 생산할 수 있도록 한다.

상술한 본 발명의 제1실시예를 기준으로 부연설명하면, 상기 속도제어부(13)에서 고속회전을 선택한 경우, 구동부(22)와 피동부(24) 사이에 설치된 동력전달수단(26)은 변속제어수단(25a)(25b)에 의해 피동부(24)에서 기어의 직경이 작은 쪽으로 이동되어 제1회전축(27)에 동력전달이 이루어지게 되고, 직경이 작은 기어(24a)와 결합된 제1회전축(27)이 회전됨으로써 제1회전축(27)과 결합된 발전기(31)가 회전되어 전기를 생산하게 되고, 상기 발전기(31)의 회전으로 생산된 전기는 축전지(40)에 저장되고, 상기 축전지(40)에 저장된 전기는 제1실시예의 경우 급수공급장치(50)의 급수펌프(52)를 구동하여 저수조(51)에 저장된 물을 양액저장조(54)로 공급할 수 있게 되고, 제2실시예의 경우 급수공급장치(50a)의 급수펌프(53)를 구동하여 저수조(51)에 저장된 물을 양액저장조(54)로 공급할 수 있게 된다.

또한, 상기 속도제어부(13)에서 저속회전을 선택한 경우, 구동부(22)와 피동부(24) 사이에 설치된 동력전달수단(26)은 변속제어수단(25a)(25b)에 의해 피동부(24)에서 기어의 직경이 큰 기어(24b)와 결합된 제2회전축(28)이 회전되어 제2회전축(28)과 결합된 발전기(32)가 회전되어 전기를 생산하게 되고, 발전기(32)의 구동으로 생산된 전기는 축전지(41)에 저장되고, 상기 축전지(41)에 저장된 전기는 상기 식물재배시설(70)의 조명장치(80)에 전기를 공급하여 조명장치(80)의 점등이 가능하도록 한다.

물론, 상기 발전기(31)(32)를 통해 공급되는 전기는 각각의 급수공급장치(50)와 조명장치(80)의 제어를 담당하는 제어컨트롤러(57)(88)의 제어명령에 따라 전기공급이 차단되거나 공급될 수 있도록 구성되며, 상기 제어컨트롤러(57)(88)는 양액저장조(54)에 구비된 수위감지센서(도시생략)와, 식물재배시설(70)에 구비된 조도센서(86)에서 각각 감지된 신호를 수신하여 동작이 제어될 수 있도록 전기회로부를 포함하여 구성되는 것은 당연하며, 상기 기능 이외에도 필요한 부가기능을 수행할 수 있도록 상기 제어컨트롤러(57)(88)를 구성하는 것은 통상의 지식을 가진 당업자에 의해 충분히 실시가능하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 적용된 일실시예의 회전운동부(20)는 체인방식의 동력전달수단과 이에 적용된 변속제어수단, 기어로 이루어진 구동부와 피동부가 도시되어 있지만, 전기(자)식으로 회전운동부가 구성되는 경우에는 피동부에 걸리는 부하를 전기(자)식 또는 유압식으로 조절하여 속도조절이 가능하므로, 이러한 회전운동부가 채택되는 경우에는 별도의 변속제어수단이 구비되지 않고도 본 발명의 실시가 가능하다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 운동기구를 이용한 식물재배 시스템에는 각 발전기에서 생산된 전기를 사용하는 장치의 규격에 맞도록 전기를 변환하는 수단이나 정류장치 등 안정적인 전기공급이 가능하도록 하는 부수적인 전기안전설비가 추가로 구비될 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나,본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 실시가 가능하며, 이러한 변형된 실시 또한 첨부된 청구범위에 속하는 것은 당연하다.

상술한 본 발명의 실시예에 따르면 일반 가정에서는 물론 사무실이나 헬스클럽 등에 설치된 회전운동이 가능한 다양한 형태의 운동기구에서 사용자가 운동을 통해 발생되는 회전운동에너지를 전기로 변환하여 실내에 구비된 식물재배설비에 이용가능 하도록 함으로써, 운동의 즐거움을 제공함은 물론 운동시에 버려지는 회전운동에너지를 전기에너지로 생산하여 식물재배설비의 이용을 통한 건강한 식단을 마련할 수 있고, 다양한 취미생활을 겸할 수 있는 운동기구 발전을 이용한 식물재배 시스템을 제공할 수 있도록 한다.

100, 100a : 식물재배시스템
10 : 운동기구 11 : 페달
13 : 속도제어부 14 : 착석부
15 : 받침대 20 : 회전운동부
22 : 구동부 24 : 피동부
25a, 25b : 변속제어수단 26 : 동력전달수단
27 : 제1회전축 28 : 제2회전축
30 : 발전부 31, 32 : 제1, 제2발전기
40, 41 : 축전지 50, 50a : 급수공급장치
51 : 저수조 52, 53 : 급수펌프
54 : 양액저장조 56 : 살균램프
57,88 : 제어컨트롤러 60 : 양액공급부
62 : 양액조절수단 64 : 주관
66 : 분기관 67 : 제어밸브
70 : 식물재배시설 72 : 식재부
74 : 집수조 76 : 폐양액회수관
78 : 여과필터 80 : 조명장치
82 : 엘이디조명 84 : 반사갓
86 : 조도센서

Claims

속도제어부와, 상기 속도제어부에 의해 회전속도가 제어되는 회전운동부가 구비되는 운동기구;
상기 운동기구의 회전운동부에 연결되어 회전운동부의 회전력에 의해 전기를 생산·저장하는 축전지가 구비된 발전부;
식물이나 씨앗을 식재할 수 있는 식재부와, 상기 발전부에서 생산된 전기를 이용하여 상기 식재부에 필요한 양액을 제공하는 급수공급장치와, 상기 발전부에서 생산된 전기를 이용하여 상기 식재부에 식재된 식물의 성장조절을 위한 조명을 제공하는 조명장치가 구비된 식물재배설비;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 운동기구를 이용한 식물재배시스템.
제1항에 있어서,
상기 회전운동부는 페달에 의해 구동되는 구동부와, 상기 구동부와 동력전달수단으로 연결되어 회전되는 피동부와, 상기 동력전달수단에 연결 설치되어 상기 구동부에 의해 회전되는 피동부의 변속을 위해 상기 속도제어부에 의해 제어되는 변속제어수단으로 구성되어지되,
상기 피동부는 서로 다른 속도비를 갖으며 상호 독립적인 회전이 가능하도록 직경이 상이한 기어가 각각 결합되는 제1, 제2 회전축이 동일축상에 분할 구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 운동기구를 이용한 식물재배 시스템.
제2항에 있어서,
상기 발전부는 복수의 제1, 제2발전기로 구성되어지되,
상기 제1, 제2발전기는 상기 피동부의 제1, 제2회전축에 각각 연결되어 회전축의 회전력을 통해 개별적으로 전기를 생산할 수 있도록 구성되고,
상기 제1, 제2발전기 중 어느 하나의 발전기는 상기 식물재배설비의 급수를 위한 급수공급장치에 연결되고, 상기 제1, 제2발전기중 다른 하나의 발전기는 상기 식물재배설비에 조명을 제공하는 조명장치에 각각 연결되어 전기공급이 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 운동기구를 이용한 식물재배시스템.
운동기구의 일측에 설치되는 속도제어부;
상기 속도제어부에 의해 회전속도가 제어되는 회전운동부가 구비되어지되, 상기 회전운동부는 페달에 의해 구동되는 구동부와, 상기 구동부와 동력전달수단으로 연결되어 회전되는 것으로 서로 다른 속도비를 갖도록 직경이 상이한 기어로 구성되어 상호 독립적인 회전이 가능한 제1, 제2 회전축이 동일축상에 결합된 피동부와, 상기 구동부에 의해 회전되는 피동부의 변속을 위해 상기 속도제어부에 의해 제어되도록 동력전달수단에 연결설치되는 변속제어수단이 구비된 운동기구;
상기 운동기구의 회전운동부에 연결되어 회전운동부의 회전력에 의해 전기를 생산·저장하는 축전지가 구비된 발전부;
식물이나 씨앗을 식재할 수 있는 식재부와, 상기 발전부에서 생산된 전기를 이용하여 상기 식재부에 식재된 식물의 성장조절을 위한 조명을 제공하는 조명장치가 구비된 식물재배설비;
상기 운동기구의 회전운동부에 연결되어 회전운동부의 회전력으로 회전되는 기계식펌프가 구비되어 상기 식재부에 필요한 양액을 제공하는 급수공급장치;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 운동기구를 이용한 식물재배시스템.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 급수공급장치는
식물재배설비에 제공되는 물이 저장된 저수조와, 상기 저수조의 물을 급수펌프로 공급받아 투여된 약액과 혼합되어 저장되는 양액저장조와, 상기 양액저장조와 상기 식물재배설비 사이에 설치되어 양액저장조의 양액을 식물재배설비에 제공하는 양액공급부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 운동기구를 이용한 식물재배시스템.
제5항에 있어서,
상기 양액공급부는 양액공급조절부가 구비되어 상기 식물재배설비에 양액을 공급하는 주관과, 상기 주관으로부터 공급된 양액을 식재부에 공급하도록 주관과 연결설치되는 복수개의 분기관으로 구성된 것을 특징으로 하는 운동기구를 이용한 식물재배시스템.
제6항에 있어서,
상기 식물재배설비의 식재부 하단에는 사용된 폐양액이 배출되어 모이는 집수조가 구비되고, 상기 집수조는 집수된 폐양액을 재활용할 수 있도록 오물제거용 여과필터가 구비된 폐양액공급관을 통해 상기 저수조와 연결 설치된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 운동기구를 이용한 식물재배시스템.
제7항에 있어서,
상기 조명장치는 전조재배(電照栽倍)용으로 사용가능한 630~690㎚ 파장대의 적색 엘이디, 420~480㎚ 파장대의 청색엘이디 중 어느 한 종류의 엘이디 또는 두 종류의 엘이디가 혼합설치된 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 운동기구를 이용한 식물재배시스템.
제8항에 있어서,
상기 급수공급장치의 양액저장조에는 내부의 수위를 감지하는 수위감지센서가 설치되고, 상기 저수조의 외측에는 상기 수위감지센서에서 감지된 수위 계측신호에 따라 급수펌프의 가동을 제어하여 저수조의 물을 양액저장조로 자동으로 공급하거나 차단하는 제어컨트롤러가 설치되고,
상기 조명장치에는 외부 빛을 감지하는 조도센서가 설치되고, 상기 조명장치 또는 식물재배시설 중 어느 일측에는 상기 조도센서에서 감지 신호에 따라 조명장치에 공급되는 전원의 온/오프를 제어하는 제어컨트롤러가 설치된 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 운동기구를 이용한 식물재배 시스템.