KR20230031460A - 펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

일 실시예에 따른 펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 장치는 상기 펜듈럼 타입 놀이기구에 배치되는 관성 센서 및 상기 펜듈럼 타입 놀이기구의 회전 경로의 적어도 일부의 회전 구간에 걸쳐 상기 관성 센서를 통해 계측된 가속도 값을 측정 경로 정보로 저장하고, 상기 가속도 값을 그래프로 변환하여, 디스플레이부를 통해 관리자에게 출력하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 장치 및 방법{PENDULUM TYPED ATTRACTION AGING MEASURMENT APPARATUS AND METHOD}

아래의 실시예들은 펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.

펜듈럼 타입 놀이기구는 승객들이 탑승한 승물을 진자처럼 왕복하여 스윙시키는 놀이기구이다. 이를 이용하는 승객들에게는 '바이킹'이라는 이름으로 보통 알려져 있다. 하지만 이런 형태에 한정되는 것이 아니고, 진자 운동을 하는 모든 놀이기구들은 펜듈럼 타입 놀이기구로 분류된다. 즉 진자운동을 하면서 추가적인 자유도에 의한 회전 또는 스윙을 하는 놀이기구도 펜듈럼 타입 놀이기구가 될 수 있다.

이러한 펜듈럼 타입 놀이기구는 승물 자체의 하중 또는 같은 경로에서 지속적인 회전을 하면서 발생하는 진동 또는 관성력 등에 의해, 놀이기구의 구성들 또는 그 사이에 내구 문제가 생길 수 있다. 예를 들어, 승물과 승물을 지지한 채 회전시키는 연결부 사이의 결합이 헐거워지는 등의 내구 문제가 발생할 수 있다.

특히 펜듈럼 타입의 놀이기구는 한 번에 여러 승객을 태우기 위해 상당한 하중의 승물을 가지고 있고, 공중에 부유한 채 진자운동을 한다는 점에서 회전축 또는 승물을 지지한 채 회전시키는 연결부에 그러한 하중이 집중된다.

즉, 상기 하중이 집중되는 부분들에 균열이 생기는 경우, 놀이기구의 부분들이 부서지는 등의 큰 문제가 발생할 수 있다.

하지만 이러한 내구 문제들은 육안으로 판별하기가 어렵고, 이를 방지하기 위해 매 운행전마다 실제로 필요한 이상의 점검을 하는 것은 비용상 문제가 있다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.

일 실시예에 따른 목적은 펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 정도를 판단할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

일 실시예에 따른 목적은 펜듈럼 타입 놀이기구의 내구 문제를 사전에 방지할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

일 실시예에 따른 목적은 펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화를 그래픽으로 확인할 수 있어 불필요한 정비를 하지 않게 하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

일 실시예에 따른 펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 장치는 상기 펜듈럼 타입 놀이기구에 배치되는 관성 센서 및 상기 펜듈럼 타입 놀이기구의 회전 경로의 적어도 일부의 회전 구간에 걸쳐 상기 관성 센서를 통해 계측된 가속도 값을 측정 경로 정보로 저장하고, 상기 가속도 값을 그래프로 변환하여, 디스플레이부를 통해 관리자에게 출력하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 펜듈럼 타입 놀이기구는 설치 장소에서 상부로 연장하는 프레임, 상기 프레임의 상단에 연결되어 일측으로 연장하는 회전축, 상기 회전축에 일단이 연결되는 연결봉 및 상기 연결봉의 타단과 연결되고, 승객이 탑승가능한 승물 및 상기 승물의 하부에서 맞닿는, 상기 승물을 회전시키는 구동부를 포함할 수 있다.

상기 제어부는 구조적 문제점이 없는 조건의 상기 펜듈럼 타입 놀이기구의 전체 회전 구간에 걸쳐 상기 관성 센서에서 기록된 가속도 값을 사전에 기준 경로 정보로 저장하고, 상기 측정 경로 정보를 사전에 형성한 상기 기준 경로 정보와 비교하여, 상기 측정 경로 정보의 가속도 값이 상기 기준 경로 정보의 가속도 값에 비해 설정 비율만큼 편차가 존재하는 이상 구간을 판별할 수 있다.

상기 기준 경로 정보는, 1년을 임의의 구간으로 나누어 각각의 기간 별로 별도로 저장될 수 있고, 상기 측정 경로 정보는, 측정 시기에 대응하는 기간의 상기 기준 경로 정보와 비교될 수 있다.

상기 제어부는 상기 측정 경로 정보 및 상기 기준 경로 정보 각각으로부터 형성된 그래프를 서로 같은 축을 공유하도록 중첩시킴으로써, 가속도 값의 편차의 유무 및 상기 편차의 크기를 관리자에게 가시적으로 출력하여, 중첩된 상기 그래프 형상의 차이를 통해 관리자가 가시적으로 상기 이상 구간을 판별하는 것이 가능할 수 있다.

상기 관성 센서는 상기 승물, 상기 회전축 및 상기 연결봉 중 적어도 어느 하나에 배치될 수 있다.

또한 상기 관성 센서는 상기 승물에 배치되는 제1 관성 센서 및 상기 연결봉에 배치되는 제2 관성 센서를 포함할 수 있다.

또한 상기 관성 센서는 서로 직교하는 적어도 2 개 이상의 축으로의 가속도를 계측할 수 있다.

일 실시예에 따른 펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 장치는 상기 구동부 주위에 설치되고, 상기 구동부가 상기 승물에 맞닿는 부분을 촬영하는 영상 센서를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 회전 경로의 전체 회전 구간에 걸쳐 상기 영상 센서를 통해 촬영된 이미지를 측정 경로 정보로 저장할 수 있다.

일 실시예에 따른 펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 방법은 설치 장소에서 상부로 연장하는 프레임, 승객이 탑승하는 승물, 상기 프레임에 연결되는 상기 승물의 회전축, 상기 회전축으로부터 상기 승물까지 연장하는 연결봉 및 상기 승물의 하부에서 맞닿아서 상기 승물을 회전시키는 구동부를 포함할 수 있는 펜듈럼 타입 놀이기구에 대해, 구조적 문제점이 없는 조건의 회전 경로의 적어도 일부의 회전 구간 동안, 상기 펜듈럼 타입 놀이기구에 설치되는 관성 센서를 통해 계측된 가속도 값을 통해 기준 경로 정보를 형성하는 단계, 상기 기준 경로 정보를 형성하는 단계가 수행된 시간과 다른 시간에 수행되는 단계로써, 상기 적어도 일부의 회전 구간 동안, 상기 관성 센서를 통해 계측된 가속도 값을 통해 측정 경로 정보를 형성하는 단계 및 상기 측정 경로 정보를 상기 기준 경로 정보에 비교하여 상기 펜듈럼 타입 놀이기구의 이상 구간을 판별하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 이상 구간을 판별하는 단계는 상기 적어도 일부의 회전 구간을 복수 개의 부분 구간으로 구획하였을 때, 상기 부분 구간별로 비교하여, 상기 측정 경로 정보의 가속도 값이 상기 기준 경로 정보의 가속도 값에 비해 설정 비율만큼 편차가 존재하는 부분 구간을 이상 구간으로 결정할 수 있다.

또한 상기 이상 구간을 판별하는 단계는 상기 측정 경로 정보 및 상기 기준 경로 정보 각각에서, 관성 센서에서 적어도 2 개 이상의 축별로 저장된 가속도 값들을, 상기 전체 회전 구간에 따라 변화하는 그래프로 형성할 수 있고, 상기 측정 경로 정보 및 상기 기준 경로 정보 각각으로부터 형성된 그래프를 서로 같은 축을 공유하도록 중첩시킴으로써, 개별 주행 구간별로 형성되는 가속도 값의 편차의 유무 및 상기 편차의 크기를 가시적으로 출력할 수 있다.

일 실시예에 따른 펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 장치 및 방법은 펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 정도를 판단할 수 있다.

일 실시예에 따른 펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 장치 및 방법은 펜듈럼 타입 놀이기구의 내구 문제를 사전에 방지할 수 있다.

일 실시예에 따른 펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 장치 및 방법은 펨듈럼 티입 놀이구구의 노후화를 그래픽으로 확인할 수 있어 불필요한 정비를 하지 않게 한다.

일 실시예에 따른 펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 장치 및 방법의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1a는 일 실시예에 따른 펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 장치의 사시도이다.
도 1b는 일 실시예에 따른 펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 장치의 측면도이다.
도 1c는 일 실시예에 따른 펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 장치의 정면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 장치의 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 장치를 통해 얻어진 기준 경로 정보 및 측정 경로 정보에 대한 그래프이다.
도 4는 관성 센서의 위치가 다른 일 실시예에 따른 펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 장치의 측면도이다.
도 5는 관성 센서의 위치가 또 다른 일 실시예에 따른 펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 장치의 정면도이다.
도 6a는 다른 실시예에 따른 펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 장치의 측면도이다.
도 6b는 다른 실시예에 따른 펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 장치의 정면도이다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1a는 일 실시예에 따른 펜듈럼 타입 놀이기구(10)의 노후화 측정 장치(100)의 사시도이고, 도 1b는 일 실시예에 따른 펜듈럼 타입 놀이기구(10)의 노후화 측정 장치(100)의 측면도이고, 도 1c는 일 실시예에 따른 펜듈럼 타입 놀이기구(10)의 노후화 측정 장치(100)의 정면도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 펜듈럼 타입 놀이기구(10)의 노후화 측정 장치(100)의 블록도이고, 도 3은 일 실시예에 따른 펜듈럼 타입 놀이기구(10)의 노후화 측정 장치(100)를 통해 얻어진 기준 경로 정보 및 측정 경로 정보에 대한 그래프이고, 도 4는 관성 센서의 위치가 다른 일 실시예에 따른 펜듈럼 타입 놀이기구(10)의 노후화 측정 장치(100)의 측면도이고, 도 5는 관성 센서의 위치가 또 다른 일 실시예에 따른 펜듈럼 타입 놀이기구(10)의 노후화 측정 장치(100)의 정면도이고, 도 6a는 다른 실시예에 따른 펜듈럼 타입 놀이기구(20)의 노후화 측정 장치(200)의 측면도이고, 도 6b는 다른 실시예에 따른 펜듈럼 타입 놀이기구(20)의 노후화 측정 장치(200)의 정면도이다.

펜듈럼 타입 놀이기구는 진자처럼 스윙하는 형태의 놀이기구 모두를 포괄하는 개념이다. 즉 진자처럼 스윙하는 놀이기구라면, 스윙하는 부분에서 추가적인 움직임의 여부와 관계없이 펜듈럼 타입 놀이기구로 분류될 수 있다.

대표적으로, 도 1a 내지 도 1c, 도 4 및 도5에는 승객들이 탑승하는 부분만이 진자 운동을 하는 펜듈럼 타입 놀이기구(10)가 도시되어 있고, 도 6a 및 도 6b에는 스윙하는 진자 부분이 z 축을 기준으로 추가적인 회전을 하는 펜듈럼 타입 놀이기구(20)가 도시되어 있다.

실시예들에 따른 노후화 측정 장치(100, 200)는 상기 언급한 펜듈럼 타입 놀이기구(10, 20)와 그 외의 다양한 형태의 펜듈럼 타입 놀이기구에 설치될 수 있다.

서로 다른 형태의 펜듈럼 타입 놀이기구(예 : 펜듈럼 타입 놀이기구(10, 20)는 서로 다른 내구 취약 부분을 가질 수 있고, 실시예들에 따른 노후화 측정 장치(예 : 노후화 측정 장치(100, 200))는 그에 따라 다양한 형태로 설치될 수 있다.

본원에서는 상기 언급한 두가지 형태의 펜듈럼 타입 놀이기구(10, 20)를 기준으로 설명할 것이다. 또한 일 실시예에 따른 노후화 측정 장치(100)가 설치될 수 있는 펜듈럼 타입 놀이기구(10)의 구성들에 대해 설명한 후, 노후화 측정 장치의 로직 등을 설명할 것이다.

다시, 도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 일 실시예에 따른 노후화 측정 장치(100) 및 상기 노후화 측정 장치가 설치되는 펜듈럼 타입 놀이기구(10)가 도시된다.

도 1a 내지 도 1c에서 도시되는 펜듈럼 타입 놀이기구(10)는 상기 언급한 바와 같이 진자 부분에서 추가적인 움직임이 없는 단순 진자 구조이다. 이는 예를 들어, 콜럼버스 또는 바이킹 등으로 불린다. 이하 이를 제1형 펜듈럼 타입 놀이기구(10)라고 칭한다.

일 실시예에 따른 노후화 측정 장치(100)가 설치되는 제1형 펜듈럼 타입 놀이기구(10)는 설치 장소에서 상부로 연장하는 프레임(11)을 포함할 수 있다. 도 1a 내지 도 1c에는 지면에 4점으로 설치되는 프레임(11)이 도시되었으나, 좀 더 견고한 설치를 위해서 지면 상의 설치점은 더 많을 수도 있다.

또한, 제1형 펜듈럼 타입 놀이기구(10)는 프레임(11)의 상단에 위치하는 회전축(12), 회전축(12)에 일단이 연결되고 승물(14)에 타단이 연결되는 연결봉(13) 및 승객이 탑승가능한 승물(14)을 포함할 수 있다.

승물(14)은 승객을 태운채 회전축(12)(x 축)을 중심으로 진자운동을 할 수 있다. 도면에서 연결봉(13)의 개수는 4개로 도시되었지만, 연결봉(13)의 개수는 제한되지 않는다.

또한 제1형 펜듈럼 타입 놀이기구(10)는 승물(14)의 하부에 위치하는 구동부(15)를 포함할 수 있다. 구동부(15)는 모터 및 모터에 연결되는 타이어를 포함할 수 있는데, 이 타이어가 승물(14)에 맞닿을 수 있다. 승물(14)이 진자 운동을 하면서 구동부(15) 위를 지나가며 승물(14)의 하부가 구동부(15)의 타이어에 맞닿을 때, 마찰력에 의하여 모터의 구동력이 승물(14)에 전달될 수 있다. 경우에 따라서는 승물(14)에 동력을 전달하는 구동부(15)는 회전축(12)에 위치할 수 있다.

일 실시예에 따른 노후화 측정 장치(100)가 설치되는 제1형 펜듈럼 타입 놀이기구(10)의 구성들 사이에는 놀이기구의 가동으로 인한 내구 문제가 발생할 수 있다. 역학적으로 봤을 때, 일체로 형성되지 않은 별개의 부분이 결합되는 연결부 등에는 응력이 집중될 수 있기 때문이다.

대표적으로, 제1형 펜듈럼 타입 놀이기구(10)에서 내구문제가 발생할 수 있는 부분들은 다음과 같다.

프레임(11)과 회전축(12) 사이에서는 회전축(12)이 회전을 계속함에 따라, 프레임(11)과 회전축(12) 사이의 베어링 부분 등에서 내구 문제가 발생할 수 있다. 또한 연결봉(13)과 승물(14)이 연결되는 부분에서도 회전에 따른 진동으로 인해 체결부위가 헐거워지는 등의 내구문제가 발생할 수 있다.

상기 내구 문제를 조기에 그리고 경제적으로 해결하기 위해 일 실시예에 따른 노후화 측정 장치(100)가 제1형 펜듈럼 타입 놀이기구(10)에 설치될 수 있다.

도 1a 내지 도 1c 및 도 2를 참조하면, 제1형 펜듈럼 타입 놀이기구(10)에 설치된 일 실시예에 따른 노후화 측정 장치(100)가 도시된다. 일 실시예에 따른 노후화 측정 장치는 제1형 펜듈럼 타입 놀이기구(10)에 배치되는 관성 센서(110), 관성 센서(110)를 제어하는 제어부(도 2의 120) 및 영상 센서(130)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 노후화 측정 장치의 관성 센서(110)는 상기 내구 문제가 발생되는 부분의 노후화를 판단하기 위해서 다양한 위치에 위치할 수 있다. 예를 들어, 관성 센서(110)는 회전축(12), 연결봉(13) 또는 승물(14) 중 적어도 어느 하나에 배치될 수 있다.

제어부(도 2의 120)는 놀이기구의 회전 경로의 적어도 일부의 회전 구간에 걸쳐서 관성 센서(110)를 통해 계측된 가속도 값을 '측정 경로 정보'로 저장할 수 있고, 측정된 가속도 값을 그래프로 변환하여 출력할 수 있다.

제어부(도 2의 120)의 위치는 도 1a 내지 도 1c에서 도시되지 않았지만, 제1형 펜듈럼 타입 놀이기구(10)의 작동에 따라 손상되지 않도록, 통상의 기술자에 의하여 적당한 위치에 배치될 수 있다.

또한 제어부(도 2의 120)는 계측된 가속도 값을 통하여 노후화를 판단할 수 있다. 이러한 판단과정은 기준 가속도 값과 측정 가속도 값을 비교함으로써 이루어진다.

먼저 정비 등이 완료되어 구조적 문제점이 없는 조건의 펜듈럼 타입 놀이기구(10)가 준비된 이후, 펜듈럼 타입 놀이기구(10)를 전체 회전 구간에 걸쳐 작동시킨다. 그 동안 관성 센서(110)에서 기록된 가속도 값을 '기준 경로 정보'로 저장한다.

이후 펜듈럼 타입 놀이기구(10)의 회전 경로의 적어도 일부의 구간 또는 전체 구간에서 관성 센서(110)를 통해 계측된 측정 경로 정보를 상기 기준 경로 정보와 대응되는 구간에서 비교를 한다. 비교 결과 측정 경로 정보의 가속도 값이 기준 경로 정보의 가속도 값에 비해 설정 비율(예 : 1% ~ 5%)만큼 편차가 존재하는 경우에 이를 이상 구간으로 판별한다.

제1형 펜듈럼 타입 놀이기구(10)의 구성들의 결합들이 정비가 완료된 상태로 견고하게 유지되어 있는 경우라면, 프레임(11)에 대한 회전축(12)의 회전 양상은 동일할 것이다. 또한 승물(14)도 연결봉(13)에 견고하게 연결되어 있을 것이므로, 프레임(11)에 대한 승물(14)의 회전 양상도 동일할 것이다. 따라서, 회전 경로 또는 연결 상태에 이상이 생겨서 회전 구간에 따른 가속도 값에 편차가 생긴 경우에는 이를 이상 구간으로 판단할 수 있는 것이다.

도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 노후화 측정 장치(100)를 통해 얻어진 기준 경로 정보 및 측정 경로 정보에 대한 그래프가 도시된다. 이처럼 일 실시예에 따른 노후화 측정 장치(100)의 제어부(도 2의 120)는 위와 같은 판단을 사용자에게 가시적으로 표시할 수 있다.

구체적으로, 측정 경로 정보 및 기준 경로 정보 각각으로부터 형성된 그래프를 서로 같은 축을 공유하도록 중첩시킴으로써 가속도 값의 편차의 유무와 그 편차의 크기를 사용자 즉 관리자에게 예를 들면 디스플레이를 이용하여 출력하는 것이다. 사용자는 디스플레이 등을 통해 출력된 그래프 형상의 차이를 통해 가시적으로 이상 구간을 직접 판별할 수 있다.

예를 들어, 도 3에는 여름 시기의 기준 경로 정보(A로 표시됨) 및 측정 경로 정보(B로 표시됨)가 중첩되어 표시되어 있다. 그래프의 길이방향은 시간축을 의미하고, 각 시간에 따라 측정된 z 방향(도 1a 내지 도 1c에서의 z 방향과 동일) 가속도 값 및 x 방향(도 1a 내지 도 1c에서의 x 방향과 동일) 가속도 값이 표시되어 있다.

제어부가 연산을 통해 이상구간을 판단하는 것 외에도, 도 3과 같이 육안으로 볼 수 있는 그래프를 통해 사용자는 측정 경로 정보(B)가 기준 경로 정보(A)에 비해 극심하게 튀어나오는 부분을 관찰하여 직관적으로 이상구간을 판단할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 노후화 측정 장치(100)의 제어부(도 2의 120)는 계절에 따라 별개의 기준 경로 정보를 저장할 수 있다. 금속은 열을 받게되면 열팽창 계수에 따라 부피가 변할 수 있기 때문에, 여름 또는 겨울과 같은 온도 차이를 고려하는 것이다.

따라서, 제어부(도 2의 120)는 1년을 임의의 구간으로 나누어서, 각각의 구간 별로 기준 경로 정보를 별도로 저장할 수 있다. 이후 측정 경로 정보는 그 측정 경로 정보의 측정 시기에 대응하는 기간의 기준 경로 정보와 비교된다.

예를 들어, 제어부(도 2의 120)는 봄, 여름, 가을 및 겨울에 정비가 완료된 상태에서 기준 경로 정보를 저장해두고, 이후 예를 들어 측정 경로 정보가 겨울에 측정된 것이라면 겨울의 기준 경로 정보와 비교하여 편차를 판단한다.

위와 같은 제어부(도 2의 120)에 저장되는 정보들은 관성 센서(110)를 통하여 측정될 수 있다. 이때 관성 센서(110)는 x, y 및 z축 방향의 가속도 값이 모두 합하여진 벡터 값을 측정할 수 있다. 또한 관성 센서(110)는 가속도 값을 x, y 및 z 축 방향으로 나누어서도 측정할 수 있다.

상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 노후화 측정 장치(100)는 구동부(15) 주위에 설치되어 구동부(15)와 승물(14)이 맞닿는 부분을 촬영하는 영상 센서(130)를 포함할 수 있다. 제어부(도 2의 120)는 회전 경로의 전체 회전 구간에 걸쳐 영상 센서(130)를 통해 촬영된 이미지를 측정 경로 정보로 저장할 수 있다.

기준 경로 정보에 가속도 값으로 저장된 측정 경로 정보를 비교하여 이상 구간이 판단된 경우, 이미지로 저장된 측정 경로 정보에서 이상 구간에 대응되는 시점의 이미지를 확인하여 직관적으로 노후화 여부를 판단할 수 있다.

특히, 구동부(15) 및 승물(14)은 펜듈럼 타입 놀이기구(10)에서 직접 마찰이 발생하는 부분이므로, 이미지를 통해 모니터링하는 것이 효과적이다.

상술한 일 실시예에 따른 노후화 측정 장치(100)의 제어부(도 2의 120)의 로직을 정리하면 아래와 같다. 이는 일 실시예에 따른 노후화 측정 방법이 될 수 있다.

일 실시예에 따른 노후화 측정 방법은, 기준 경로 정보를 형성하는 단계, 측정 경로 정보를 형성하는 단계 및 이상 구간을 판별하는 단계를 포함할 수 있다.

기준 경로 정보 형성하는 단계에서는 구조적 문제점이 없는 조건의 회전 경로의 적어도 일부의 회전 구간 동안, 제1형 펜듈럼 타입 놀이기구(10)에 설치되는 관성 센서(110)를 통해 계측된 가속도 값을 통해 기준 경로 정보를 형성한다. 이때 이러한 기준 경로 정보의 형성은 상술한 바와 같이 계절별로 각각 이루어질 수 있다.

측정 경로 정보를 형성하는 단계는 기준 경로 정보를 형성하는 단계가 수행된 시간과 다른 시간에 수행되는 단계이고, 이때 적어도 일부의 회전 구간 동안, 상기 관성 센서(110)를 통해 계측된 가속도 값을 통해 측정 경로 정보가 형성된다.

이상 구간을 판별하는 단계에서는 측정 경로 정보를 기준 경로 정보에 비교하여 상기 펜듈럼 타입 놀이기구(10)의 이상 구간을 판별한다. 기준 경로 정보에 비교할 때, 측정 경로 정보는 계절이나 특정 시점 별로 대응하는 기준 경로 정보에 비교될 수 있다.

구체적으로, 이상 구간을 판별하는 단계에서는, 적어도 일부의 회전 구간을 복수 개의 부분 구간으로 구획하였을 때, 부분 구간별로 비교하여, 측정 경로 정보의 가속도 값이 기준 경로 정보의 가속도 값에 비해 설정 비율만큼 편차가 존재하는 부분 구간을 이상 구간으로 결정할 수 있다.

또한 이상 구간을 판별하는 단계에서는, 측정 경로 정보 및 상기 기준 경로 정보 각각에서, 관성 센서(110)에서 적어도 2 개 이상의 축별로 저장된 가속도 값들을, 전체 회전 구간에 따라 변화하는 그래프로 형성할 수 있고, 상기 측정 경로 정보 및 상기 기준 경로 정보 각각으로부터 형성된 그래프를 서로 같은 축을 공유하도록 중첩시킴으로써, 개별 주행 구간별로 형성되는 가속도 값의 편차의 유무 및 상기 편차의 크기를 가시적으로 출력할 수 있다.

다시 도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 펜듈럼 타입 놀이기구(10)의 노후화 측정 장치(100)의 변형예가 나타난다.

일 실시예에 따른 노후화 측정 장치(100)는 복수 개의 관성 센서(110)를 포함할 수 있고, 도 4에서는 승물(14)에 배치되는 제1 관성 센서(111) 및 연결봉(13)에 배치되는 제2 관성 센서(112)를 포함하는 노후화 측정 장치(100)가 도시된다.

복수 개의 관성 센서(110)를 사용하면 추가적인 장점을 얻을 수 있다. 예를 들어, 승물(14)에만 관성 센서가 설치되어 있다면 측정 경로 정보에 이상이 있더라도 이상 구간의 원인이 회전축(12)인지 연결봉(13)과 승물(14) 사이의 연결부인지 알 수 없다. 반면에 승물(14)과 연결봉(13)에 동시에 관성 센서(111, 112)를 설치한다면, 승물(14)을 기준으로 한 측정 경로 정보에는 이상이 있고 연결봉(13)을 기준으로 한 측정 경로 정보에는 이상이 없는 경우에, 승물(14)과 연결봉(13) 사이의 연결부에 이상 구간의 원인이 있을 것이라는 추측이 가능하다.

이외의 상세한 작동 원리 및 로직은 상술한 일 실시예에 따른 노후화 측정(100) 장치와 동일하다.

다시 도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 펜듈럼 타입 놀이기구(10)의 노후화 측정 장치(100)의 또다른 변형예가 나타난다. 제1 관성 센서(111)는 승물(14)의 좌측부에 제2 관성 센서(112)는 승물(14)의 우측부에 배치된다.

승물(14)의 가속도 값을 좌우측에서 알 수 있으므로, 이상 구간의 원인이 회전축(12)의 좌측부, 연결봉(13)과 승물(14)의 좌측 연결부 ‹š문인지, 아니면 회전축(12)의 우측부, 연결봉(13)과 승물(14)의 우측 연결부 때문인지 파악이 가능하다.

이외의 상세한 작동 원리 및 로직은 상술한 일 실시예에 따른 노후화 측정 장치(100)와 동일하다.

일 실시예에 따른 노후화 측정 장치(100)의 관성 센서(110)의 개수 및 위치는 도면에 표현된 것에 제한되지 않는다.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 다른 실시예에 따른 펜듈럼 타입 놀이기구(20)의 노후화 측정 장치(200) 및 다른 형태의 펜듈럼 타입 놀이기구(20)가 나타난다. 제1형 펜듈럼 타입 놀이기구(10)가 단순 진자운동만 한 것에 비해, 이것은 도 6a에 도시된 것처럼 회전축(21)(x 축 방항)을 기준으로 회전하는 진자가 z 축을 기준으로 추가적으로 더 회전할 수 있다. 이것을 이하 제2형 펜듈럼 타입 놀이기구(20)라고 한다.

제2형 펜듈럼 타입 놀이기구(20)도 제1형 펜듈럼 타입 놀이기구(10)와 마찬가지의 구성을 포함할 수 있다. 즉 프레임(21), 회전축(22), 연결봉(23), 승물(24), 구동부(25)를 포함할 수 있다. 이들 간의 연결관계, 위치관계 또는 기능은 상술한 제1형 펜듈럼 타입 놀이기구(10)와 동일하다. 다만, 승물(24)은 연결봉(23)에 회전가능하게 결합될 수 있다.

다른 실시예에 따른 노후화 측정 장치(200) 역시, 일 실시예에 따른 노후화 측정 장치(100)와 마찬가지로 관성 센서(210), 제어부(220), 영상 센서(230)를 포함할 수 있다. 이들의 기능은 상술한 일 실시예에 따른 노후화 측정 장치(100)와 동일하다.

관성 센서(210)의 경우, 회전축(22), 연결봉(23) 및 승물(24) 중에 적어도 어느 하나에 위치할 수 있고, 복수 개가 동시에 위치할 수 있다. 도 6a 및 도 6b에서는 예시적으로 승물(24) 및 연결봉(23)에 각각 제1 관성 센서(211) 및 제2 관성 센서(212)가 위치한 것으로 도시되어 있다.

이것의 상세한 작동 원리 및 로직은 상술한 일 실시예에 따른 노후화 측정 장치와 동일하다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

10, 20 : 펜듈럼 타입 놀이기구
11, 21 : 프레임
12, 22 : 회전축
13, 23 : 연결봉
14, 24 : 승물
15, 25 : 구동부
100, 200 : 노후화 측정 장치
110, 111, 112, 211, 212 : 관성 센서
120, 220 : 제어부
130, 230 : 영상 센서

Claims (12)

1. 펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 장치에 있어서,
   상기 펜듈럼 타입 놀이기구에 배치되는 관성 센서; 및
   상기 펜듈럼 타입 놀이기구의 회전 경로의 적어도 일부의 회전 구간에 걸쳐 상기 관성 센서를 통해 계측된 가속도 값을 측정 경로 정보로 저장하고, 상기 가속도 값을 그래프로 변환하여, 디스플레이부를 통해 관리자에게 출력하는 제어부;
   를 포함하는,
   펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 펜듈럼 타입 놀이기구는,
   설치 장소에서 상부로 연장하는 프레임;
   상기 프레임의 상단에 연결되어 일측으로 연장하는 회전축;
   상기 회전축에 일단이 연결되는 연결봉;
   상기 연결봉의 타단과 연결되고, 승객이 탑승가능한 승물; 및
   상기 승물의 하부에서 맞닿는, 상기 승물을 회전시키는 구동부;
   를 포함하는,
   펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 제어부는,
   구조적 문제점이 없는 조건의 상기 펜듈럼 타입 놀이기구의 전체 회전 구간에 걸쳐 상기 관성 센서에서 기록된 가속도 값을 사전에 기준 경로 정보로 저장하고,
   상기 측정 경로 정보를 사전에 형성한 상기 기준 경로 정보와 비교하여, 상기 측정 경로 정보의 가속도 값이 상기 기준 경로 정보의 가속도 값에 비해 설정 비율만큼 편차가 존재하는 이상 구간을 판별하는,
   펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 기준 경로 정보는, 1년을 임의의 구간으로 나누어 각각의 기간 별로 별도로 저장되고,
   상기 측정 경로 정보는, 측정 시기에 대응하는 기간의 상기 기준 경로 정보와 비교되는,
   펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 장치.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 측정 경로 정보 및 상기 기준 경로 정보 각각으로부터 형성된 그래프를 서로 같은 축을 공유하도록 중첩시킴으로써, 가속도 값의 편차의 유무 및 상기 편차의 크기를 관리자에게 가시적으로 출력하여, 중첩된 상기 그래프 형상의 차이를 통해 관리자가 가시적으로 상기 이상 구간을 판별하는 것이 가능한,
   펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 장치.
   
6. 제3항에 있어서,
   상기 관성 센서는,
   상기 승물, 상기 회전축 및 상기 연결봉 중 적어도 어느 하나에 배치되는
   펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 장치.
   
7. 제3항에 있어서,
   상기 관성 센서는,
   상기 승물에 배치되는 제1 관성 센서; 및
   상기 연결봉에 배치되는 제2 관성 센서;
   를 포함하는,
   펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 장치.
   
8. 제3항에 있어서,
   상기 관성 센서는,
   서로 직교하는 적어도 2 개 이상의 축으로의 가속도를 계측할 수 있는,
   펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 장치.
   
9. 제3항에 있어서,
   상기 구동부 주위에 설치되고, 상기 구동부가 상기 승물에 맞닿는 부분을 촬영하는 영상 센서;
   더 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 회전 경로의 전체 회전 구간에 걸쳐 상기 영상 센서를 통해 촬영된 이미지를 측정 경로 정보로 저장하는,
   펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 장치.
   
10. 펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 방법에 있어서,
    상기 펜듈럼 타입 놀이기구는, 설치 장소에서 상부로 연장하는 프레임, 승객이 탑승하는 승물, 상기 프레임에 연결되는 상기 승물의 회전축, 상기 회전축으로부터 상기 승물까지 연장하는 연결봉 및 상기 승물의 하부에서 맞닿아서 상기 승물을 회전시키는 구동부를 포함하고,
    상기 측정 방법은,
    구조적 문제점이 없는 조건의 회전 경로의 적어도 일부의 회전 구간 동안, 상기 펜듈럼 타입 놀이기구에 설치되는 관성 센서를 통해 계측된 가속도 값을 통해 기준 경로 정보를 형성하는 단계;
    상기 기준 경로 정보를 형성하는 단계가 수행된 시간과 다른 시간에 수행되는 단계로써, 상기 적어도 일부의 회전 구간 동안, 상기 관성 센서를 통해 계측된 가속도 값을 통해 측정 경로 정보를 형성하는 단계; 및
    상기 측정 경로 정보를 상기 기준 경로 정보에 비교하여 상기 펜듈럼 타입 놀이기구의 이상 구간을 판별하는 단계;
    를 포함하는,
    펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 방법.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 이상 구간을 판별하는 단계는,
    상기 적어도 일부의 회전 구간을 복수 개의 부분 구간으로 구획하였을 때, 상기 부분 구간별로 비교하여, 상기 측정 경로 정보의 가속도 값이 상기 기준 경로 정보의 가속도 값에 비해 설정 비율만큼 편차가 존재하는 부분 구간을 이상 구간으로 결정하는,
    펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 방법.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 이상 구간을 판별하는 단계는,
    상기 측정 경로 정보 및 상기 기준 경로 정보 각각에서, 관성 센서에서 적어도 2 개 이상의 축별로 저장된 가속도 값들을, 상기 전체 회전 구간에 따라 변화하는 그래프로 형성할 수 있고, 상기 측정 경로 정보 및 상기 기준 경로 정보 각각으로부터 형성된 그래프를 서로 같은 축을 공유하도록 중첩시킴으로써, 개별 주행 구간별로 형성되는 가속도 값의 편차의 유무 및 상기 편차의 크기를 가시적으로 출력하는,
    펜듈럼 타입 놀이기구의 노후화 측정 방법.

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