KR101031651B1

KR101031651B1 - 다목적 궤도설비

Info

Publication number: KR101031651B1
Application number: KR1020100099920A
Authority: KR
Inventors: 신명섭
Original assignee: 신명섭
Priority date: 2010-10-13
Filing date: 2010-10-13
Publication date: 2011-04-29

Abstract

본 발명은 다목적으로 활용될 수 있는 궤도설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 메인프레임의 상하이동에 따라 메인프레임 상의 레일을 따라 이동하는 승하강수단을 포함하여 실내 또는 실외에 설치되어 다목적으로 활용될 수 있으며, 특히 메인프레임의 상하이동에 따라 승하강수단을 이동시키는 이동수단이 장력과 탄성을 이용하여 작동되는 간단한 구조로 형성됨으로써 관리 및 유지에 효율적이고, 메인프레임의 상하이동에 따라 승하강수단을 이동시키는 시점을 자유로이 조절할 수 있도록 하여 활용성을 높일 수 있으며, 또한 메인프레임이 하향 이동한 상태에서는 승하강수단이 이동할 수 없도록 잠금상태를 유지하고 메인프레임이 상향 이동하는 상태에서는 승하강수단이 이동할 수 있도록 잠금상태를 해제하여 안전성을 높일 수 있고, 탑승자가 그린에너지의 양과 그로부터 발휘되는 동력의 크기를 직접 체감할 수 있어 그린에너지에 대한 체험교구로 활용될 수 있는 다목적 궤도설비에 관한 것이다.

Description

다목적 궤도설비{A Multipurpose Track Equipment}

현대사회에서는 궤도를 이용한 다양한 설비들이 실생활에 활용되어 오고 있으나, 이러한 설비들은 그 설치장소에 제약이 있음은 물론 활용되는 분야에 있어서도 대규모 운송설비나 놀이기구 등에 한정되어 이용되고 있는 실정이다. 또한, 기존의 궤도설비들은 복잡한 작동구조를 채택하고 있음으로 인해 운영 및 관리를 함에 있어서는 비효율적인 문제를 갖고 있다.

한편, 최근에는 기존의 화석연료를 이용한 에너지를 대체하기 위해 태양광설비를 비롯한 각종 그린에너지를 생산하는 설비에 대해 관심과 연구가 집중되고 있는데, 커지는 관심에 비해 이러한 그린에너지의 생산과 그 효용성을 체험할 수 있는 설비는 미비한 실정이다. 특히, 자라나는 어린 세대에 대한 교육을 위해 활용될 수 있도록 이러한 그린에너지의 생산과 그 효용성과 중요성을 직접 체험을 통해 느낄 수 있도록 하는 체험교구에 대한 필요성이 절실히 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

본 발명의 목적은 메인프레임의 상하이동에 따라 메인프레임 상의 레일을 따라 이동하는 승하강수단을 포함하여 실내 또는 실외에 설치되어 놀이기구나 체험교구 등 다목적으로 활용될 수 있는 궤도설비를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 메인프레임의 상하이동에 따라 승하강수단을 이동시키는 이동수단이 장력과 탄성을 이용하여 작동되는 간단한 구조로 형성됨으로써 관리 및 유지에 효율적인 다목적 궤도설비를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 승하강수단을 이동시키는 이동수단이 메인프레임의 상하이동에 따라 승하강수단을 이동시키는 시점을 자유로이 조절할 수 있도록 하여 활용성을 높일 수 있는 다목적 궤도설비를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 메인프레임이 하향 이동한 상태에서는 승하강수단이 이동할 수 없도록 잠금상태를 유지하고 메인프레임이 상향 이동하는 상태에서는 승하강수단이 이동할 수 있도록 잠금상태를 해제하여 안전성을 높일 수 있는 다목적 궤도설비를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 구동부가 태양광발전설비로부터 생산된 그린에너지를 입력받아 작동하며, 승하강수단에는 탑승자가 탑승할 수 있는 탑승석과, 입력되는 그린에너지의 양과 이를 입력받아 발휘되는 구동부의 동력의 크기를 표시하는 표시부를 포함하여, 탑승자가 그린에너지의 양과 그로부터 발휘되는 동력의 크기를 직접 체감할 수 있어 그린에너지에 대한 체험교구로 활용될 수 있는 다목적 궤도설비를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 메인프레임의 낙하운동에 연계되어 회전하는 회전부와, 회전부의 회전력을 이용하여 발전하는 발전부와, 메인프레임의 낙하시 위치에너지를 이용해 상기 발전부에서 발전하는 에너지의 양을 표시하는 제2표시부를 추가로 포함하여, 위치에너지를 이용한 발전에 대한 체험교구로도 활용될 수 있는 다목적 궤도설비를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 다목적 궤도설비는 다음과 같은 구성을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다목적 궤도설비는 지지프레임에 힌지결합되어 상하로 회전이동하는 메인프레임; 상기 메인프레임을 상향으로 회전이동시키는 구동부; 상기 메인프레임이 상하로 이동함에 따라 상기 메인프레임 상의 레일을 따라 이동하는 승하강수단; 상기 승하강수단을 이동시키는 이동수단;을 포함하며, 상기 구동부는 일단이 지지프레임에 힌지결합된 제1구동링크와, 일단은 상기 제1구동링크의 타단에 힌지결합되고 타단은 상기 메인프레임에 힌지결합되는 제2구동링크를 포함하고, 상기 유압실린더는 상기 제1구동링크과 제2구동링크가 상호 힌지결합된 부위를 가압하여 접혀진 상기 제1구동링크과 제2구동링크를 펴는 작용에 의해 상기 메인프레임을 상향으로 회전이동시키며, 상기 이동수단은 일단이 상기 메인프레임에 힌지결합된 제1이동링크; 일단은 상기 제1이동링크의 타단에 힌지결합되고 타단은 상기 승하강수단에 힌지결합되는 제2이동링크; 상기 제1이동링크과 제2이동링크가 상호 힌지결합된 부위에 일단이 연결되고 타단은 지지프레임에 연결되어, 상기 메인프레임이 상향으로 회전이동함에 따라 접혀진 상기 제1이동링크과 제2이동링크를 펴는 작용에 의해 상기 승하강수단을 상기 메인프레임의 말단으로 이동시키는 제1케이블; 일단은 지지프레임에 연결되고 타단은 상기 제1이동링크에 연결되어 상기 메인프레임이 하향으로 회전이동함에 따라 상기 제1이동링크를 당김으로써 펼쳐진 상기 제1이동링크과 제2이동링크가 접혀질 수 있도록 하는 제2케이블; 일단은 지지프레임에 연결되고 타단은 상기 승하강수단에 연결되어, 상기 메인프레임이 하향으로 회전이동함에 따라 탄성에 의해 상기 승하강수단을 당겨서 이동시키는 탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 다목적 궤도설비에 있어서 상기 탄성부재와 승하강수단의 연결은 상기 탄성부재의 타단에 형성된 도르레와, 상기 도르레의 회전를 따라 이동하며 일단은 상기 메인프레임에 연결되고 타단은 상기 승하강수단에 연결되는 장선에 의해 연결되는 것을 특징으로 한다

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 다목적 궤도설비에 있어서 상기 제2케이블과 제1이동링크가 연결되는 제2케이블연결부는 상기 제2케이블과 제1이동링크의 연결지점을 조절할 수 있도록 형성되어 상기 제2케이블이 상기 제1이동링크를 당기는 시점을 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 다목적 궤도설비에 있어서 상기 메인프레임은 메인프레임의 상향 이동시 메인프레임의 말단으로 이동하게 되는 상기 승하강수단의 충격량을 완화시킬 수 있도록 말단에 형성되는 제1완충장치와, 메인프레임의 하향 이동시 메인프레임의 중앙부로 이동하게 되는 상기 승하강수단의 충격량을 완화시킬 수 있는 제2완충장치를 포함하는 것을 특징으로 한다

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 다목적 궤도설비는 상기 메인프레임에 일단이 힌지결합되어 상하로 회전이동하면서 상기 메인프레임이 하향 이동한 상태에서는 상기 승하강수단이 이동할 수 없도록 잠금상태를 유지하고 상기 메인프레임이 상향 이동하는 상태에서는 상기 승하강수단이 이동할 수 있도록 잠금상태를 해제하는 잠금부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 다목적 궤도설비에 있어서 상기 잠금부는 상기 메인프레임에 일단이 힌지결합되어 상하로 회전이동하는 잠금프레임; 상기 잠금프레임의 일단에 형성되어 상기 잠금프레임의 상하 이동에 따라 상기 승하강수단의 하부에 결속되거나 결속이 해제되는 잠금돌기; 상기 메인프레임에 연결되어 상기 메인프레임의 상향 회전이동시 상기 잠금프레임을 가압하여 하향으로 회전이동시키는 가압수단; 일단은 상기 메인프레임에 연결되고 타단은 상기 잠금프레임에 연결되어 하향으로 회전이동한 상기 잠금프레임을 탄성에 의해 상향으로 회전이동시키는 탄성스프링;을 포함하는 것을 특징으로 한다

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 다목적 궤도설비에 있어서 상기 가압수단은 상기 메인프레임에 일단이 힌지결합되며 타단은 상기 메인프레임이 상향으로 회전이동함에 따라 지지프레임에서 연장되는 가이드프레임에 형성된 가이드레일에 간섭되어 하향으로 회전이동하는 회전가이드; 상기 회전가이드의 회전축에 결합하여 상기 회전가이드와 동일하게 하향으로 회전하면서 하부에 위치하는 상기 잠금프레임을 하향으로 회전이동시키는 가압돌기;를 포함하는 것을 특징으로 한다

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 다목적 궤도설비에 있어서 상기 잠금돌기는 상기 메인프레임의 하향 회전이동시 메인프레임의 중앙부로 이동하게 되는 상기 승하강수단의 하부와 접하게 되는 일면이 경사지거나 완만한 곡선을 이루도록 형성되어 상기 승하강수단이 상기 잠금돌기와 간섭되지 않고 원활하게 이동할 수 있는 것을 특징으로 한다

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 다목적 궤도설비에 있어서 상기 가이드레일은 상기 회전가이드와 간섭되는 일면이 볼록한 곡면을 이루도록 형성되어 상기 메인프레임의 상향 회전이동시 상기 회전가이드가 원활하게 상기 가이드레일을 따라 이동할 수 있음은 물론, 상기 회전가이드의 회전각도를 크게 하여 상기 가압돌기가 상기 잠금프레임을 하향 이동시키는 거리를 증대시킬 수 있는 것을 특징으로 한다

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 다목적 궤도설비는 상기 구동부가 태양광발전설비로부터 생산된 그린에너지를 입력받아 작동하며, 상기 승하강수단에는 탑승자가 탑승할 수 있는 탑승석과, 입력되는 그린에너지의 양과 이를 입력받아 발휘되는 구동부의 동력의 크기를 표시하는 표시부를 포함하여, 탑승자가 그린에너지의 양과 그로부터 발휘되는 동력의 크기를 직접 체감할 수 있어 그린에너지에 대한 체험교구로 활용될 수 있는 것을 특징으로 한다

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 다목적 궤도설비는 상기 메인프레임의 낙하운동에 연계되어 회전하는 회전부; 상기 회전부의 회전력을 이용하여 발전하는 발전부; 상기 메인프레임의 낙하시 위치에너지를 이용해 상기 발전부에서 발전하는 에너지의 양을 표시하는 제2표시부;를 추가로 포함하여, 위치에너지를 이용한 발전에 대한 체험교구로 활용될 수 있는 것을 특징으로 한다

본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 메인프레임의 상하이동에 따라 메인프레임 상의 레일을 따라 이동하는 승하강수단을 포함하여 실내 또는 실외에 설치되어 놀이기구나 체험교구 등 다목적으로 활용될 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명은 메인프레임의 상하이동에 따라 승하강수단을 이동시키는 이동수단이 장력과 탄성을 이용하여 작동되는 간단한 구조로 형성됨으로써 관리 및 유지에 효율적인 효과를 갖는다.

본 발명은 승하강수단을 이동시키는 이동수단이 메인프레임의 상하이동에 따라 승하강수단을 이동시키는 시점을 자유로이 조절할 수 있도록 하여 활용성을 높일 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명은 메인프레임이 하향 이동한 상태에서는 승하강수단이 이동할 수 없도록 잠금상태를 유지하고 메인프레임이 상향 이동하는 상태에서는 승하강수단이 이동할 수 있도록 잠금상태를 해제하여 안전성을 높일 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명은 구동부가 태양광발전설비로부터 생산된 그린에너지를 입력받아 작동하며, 승하강수단에는 탑승자가 탑승할 수 있는 탑승석과, 입력되는 그린에너지의 양과 이를 입력받아 발휘되는 구동부의 동력의 크기를 표시하는 표시부를 포함하여, 탑승자가 그린에너지의 양과 그로부터 발휘되는 동력의 크기를 직접 체감할 수 있어 그린에너지에 대한 체험교구로 활용될 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명은 메인프레임의 낙하운동에 연계되어 회전하는 회전부와, 회전부의 회전력을 이용하여 발전하는 발전부와, 메인프레임의 낙하시 위치에너지를 이용해 상기 발전부에서 발전하는 에너지의 양을 표시하는 제2표시부를 추가로 포함하여, 위치에너지를 이용한 발전에 대한 체험교구로도 활용될 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적 궤도설비의 사시도
도 2는 본 발명의 다목적 궤도설비에서 메인프레임이 하강된 상태를 도시한 측면도
도 3은 본 발명의 다목적 궤도설비에서 메인프레임이 상승된 상태를 도시한 측면도
도 4는 본 발명에 사용되는 구동부가 작동하는 과정에서의 이동거리를 나타낸 참고도
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다목적 궤도설비의 사시도
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다목적 궤도설비의 사시도
도 7은 도 6의 다목적 궤도설비의 측면도
도 8은 도 6에 사용되는 발전부를 도시한 사시도
도 9는 본 발명에 사용되는 잠금부가 상승한 상태를 도시한 사시도
도 10은 본 발명에 사용되는 잠금부가 하강한 상태를 도시한 사시도
도 11은 승하강수단이 잠금부를 타고 넘는 과정을 도시한 참고사시도

이하에서는 본 발명에 따른 다목적 궤도설비의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적 궤도설비의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 다목적 궤도설비에서 메인프레임이 하강된 상태를 도시한 측면도이고, 도 3은 본 발명의 다목적 궤도설비에서 메인프레임이 상승된 상태를 도시한 측면도이고, 도 4는 본 발명에 사용되는 구동부가 작동하는 과정에서의 이동거리를 나타낸 참고도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다목적 궤도설비의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다목적 궤도설비의 사시도이고, 도 7은 도 6의 다목적 궤도설비의 측면도이고, 도 8은 도 6에 사용되는 발전부의 일 실시예를 도시한 사시도이고, 도 9는 본 발명에 사용되는 잠금부가 상승한 상태를 도시한 사시도이고, 도 10은 본 발명에 사용되는 잠금부가 하강한 상태를 도시한 사시도이고, 도 11은 승하강수단이 잠금부를 타고 넘는 과정을 도시한 참고사시도이다.

도 1 내지 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적 궤도설비는 지지프레임(80)에 힌지결합되어 상하로 회전이동하는 메인프레임(10); 상기 메인프레임(10)을 상향으로 회전이동시키는 구동부(20); 상기 메인프레임(10)이 상하로 이동함에 따라 상기 메인프레임(10)상의 레일(110)을 따라 이동하는 승하강수단(30); 상기 승하강수단(30)를 이동시키는 이동수단(40);을 포함할 수 있다.

상기 메인프레임(10)은 본 발명에 따른 다목적 궤도설비의 주요 골격을 이루는 베이스부(810)와 지주부(820)를 포함하는 지지프레임(80)의 일단(보다 구체적으로는 베이스부(810)의 일단)에 힌지(h1)결합되어 상기 힌지(h1)를 중심으로 상하로 회전이동하게 되는 구성으로, 상기 메인프레임(10)은 후술하게 될 구동부(20)의 작동에 의해 상향으로 회전이동하며, 상기 메인프레임(10)이 상향으로 회전이동함에 따라 상기 메인프레임(10)의 말단으로 이동하게 되는 후술하게 될 승하강수단(30)의 중량과 중력에 의한 위치에너지에 의해 다시 하향으로 회전이동하게 된다.

상기 구동부(20)는 상기 메인프레임(10)을 상향으로 회전이동시키는 구성으로, 상기 구동부(20)는 일 예로 일단이 지지프레임(80)의 베이스부(810)에 힌지(h2)결합된 제1구동링크(220)과, 일단은 상기 제1구동링크(220)의 타단에 힌지(h3)결합되고 타단은 상기 메인프레임(10)에 힌지(h4)결합되는 제2구동링크(230)과, 상기 제1구동링크(220)과 제2구동링크(230)이 상호 힌지(h3)결합된 부위를 가압하여 접혀진 상기 제1구동링크(220)과 제2구동링크(230)을 펴는 작용에 의해 상기 메인프레임(10)을 상향으로 회전이동시키는 유압실린더(210)를 포함하여 형성될 수 있다.

상기 제1구동링크(220)은 일단은 지지프레임(80)의 베이스부(810)에 힌지(h2)결합되고, 타단은 상기 제2구동링크(230)에 힌지(h3)결합되어 제2구동링크(230)와 일정각도를 유지하게 되므로, 상기 힌지(h3)를 중심으로 상기 제2구동링크(230)과 접혀진 상태에서 상기 유압실린더(210)의 가압에 의해 제1구동링크(220)과 제2구동링크(230)이 펴지면서 상기 제2구동링크(230)에 힌지(h4)결합된 상기 메인프레임(10)을 상향으로 회전이동시키게 된다.

상기 제2구동링크(230)은 일단은 메인프레임(10)에 힌지(h4)결합되고, 타단은 상기 제1구동링크(220)에 힌지(h3)결합되어 제1구동링크(220)와 일정각도를 유지하게 되므로, 상기 힌지(h3)를 중심으로 상기 제1구동링크(220)과 접혀진 상태에서 상기 유압실린더(210)의 가압에 의해 제1구동링크(220)과 제2구동링크(230)이 펴지면서 상기 제2구동링크(230)에 힌지(h4)결합된 상기 메인프레임(10)을 상향으로 회전이동시키게 된다.

상기 유압실린더(210)는 컴프레스와 같은 유압발생장치에 의해 발생된 유압에 의해 접혀진 상태의 상기 제1구동링크(220)과 제2구동링크(230)의 힌지(h3) 연결부위를 가압하여 접혀진 상태의 제1구동링크(220)과 제2구동링크(230)이 펴지도록 하면서 상기 제2구동링크(230)에 연결된 상기 메인프레임(10)을 상향으로 회전이동시키게 된다. 이와 같이 상기 유압실린더(210)가 직접 상기 메인프레임(10)에 연결되어 메인프레임(10)을 상향 이동시키도록 하는 구조가 아닌, 상기 제1구동링크(220)과 제2구동링크(230)이 접혀지고 펴지는 동작에 의해 메인프레임(10)을 상향 이동시킬 수 있도록 함으로써, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 유압실린더(210)가 실제 가압하면서 이동하게 되는 거리(d3)보다 상기 제1구동링크(220)과 제2구동링크(230)이 펴지면서 상기 메인프레임(10)을 들어올리는 거리(2a-b)가 더 길어지게 되므로 상기 유압실린더(210)는 상기 메인프레임(10)을 보다 많이 상향으로 회전이동시킬 수 있게 된다. 본 발명에서는 특히 본 발명에 따른 다목적 궤도설비가 그린에너지의 발생과 그 힘을 체험할 수 있도록 하는 체험교구로 활용될 수 있게 하는데, 이 경우 도 5에 도시된 바와 같이 상기 구동부(20)를 작동시키는 전원으로는 태양광발전설비(s)에서 생산된 그린에너지가 활용될 수 있는데, 그에 대한 상세한 설명은 하기 승하강수단(30)에 대한 설명에서 후술하도록 한다.

상기 승하강수단(30)는 상기 메인프레임(10)이 상하로 이동함에 따라 상기 메인프레임(10)상의 레일(110)을 따라 이동하는 구성이며, 또한 상기 구동부(20)의 작동에 의해 상향으로 회전이동한 상기 메인프레임(10)을 하향으로 회전이동시키는 힘은 상기 메인프레임(10)의 자중을 제외하면 상기 승하강수단(30)의 중량과 중력에 의한 위치에너지가 된다. 상기 승하강수단(30)는 상기 메인프레임(10)이 상향으로 회전이동하는 동안 후술하게 될 이동수단(40)의 작동에 의해 상기 메인프레임(10)의 가장 말단으로 이동하며, 상기 메인프레임(10)이 하향으로 회전이동하는 동안에도 역시 이동수단(40)의 작동에 의해 원위치 즉, 메인프레임(10)의 중앙부로 이동하게 된다. 그리고, 이와 같이 상기 메인프레임(10) 상을 이동하게 되는 상기 승하강수단(30)의 이동에 의한 충격량을 완화함은 물론 상기 메인프레임(10) 자체의 파손을 방지하기 위해 상기 메인프레임(10)의 말단에는 제1완충장치(140)가, 상기 메인프레임(10)의 중앙측에는 제2완충장치(150)가 각각 형성될 수 있다. 상기 제1완충장치(140)와 제2완충장치(150)는 모두 상기 승하강수단(30)의 충격량을 완화하기 위한 것이므로 탄성을 발휘할 수 있는 스프링 등이 활용될 수 있다. 또한, 상기 메인프레임(10) 상에서 상기 승하강수단(30)가 원활하게 이동할 수 있도록 하기 위해 상기 메인프레임(10) 상에는 상기 승하강수단(30)의 이동방향을 가이드하는 레일(110)이나 볼스크류(120)가 사용될 수도 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 승하강수단(30)에는 탑승자가 탑승할 수 있는 탑승석(310)과, 상기 구동부(20)에 입력되는 그린에너지의 양과 이를 입력받아 발휘되는 구동부(20)의 동력의 크기를 표시하는 표시부(320)를 포함하여, 탑승자가 그린에너지의 양과 그로부터 발휘되는 동력의 크기를 직접 체감할 수 있는 그린에너지에 대한 체험교구로 활용될 수 있다.

상기 탑승석(310)은 상기 승하강수단(30)에 탑승자가 직접 탑승하여 상하 및 전후로 이동하는 승하강수단(30)을 따라 재미와 스릴을 직접 체험할 수 있도록 하는 탑승공간으로, 본 발명에 따른 다목적 궤도설비를 실내외에 설치되는 놀이기구로 활용하는 경우나 특히, 태양광 발전설비(s)로부터 생산되는 그린에너지의 힘을 직접 체험하여 그 효용성과 중요성에 대해 실감할 수 있게 하고자 하는 체험교구로 활용하는 경우 등에 있어 상기 탑승석(310)은 탑승자를 탑승시켜 체험할 수 있도록 하는 공간을 제공하게 된다.

상기 표시부(320)는 특히 본 발명에 따른 다목적 궤도설비를 태양광 발전설비(s)로부터 생산되는 그린에너지의 힘을 직접 체험하여 그 효용성과 중요성에 대해 실감할 수 있게 하고자 하는 체험교구로 활용하고자 하는 경우에 있어, 탑승자가 생산된 그린에너지의 양과 그로부터 발휘되는 동력의 크기를 직접 시각적으로 인지할 수 있도록 표시해주는 부분으로, 상기 탑승석(310)의 내부에 탑승자가 볼 수 있도록 설치되거나 또는 궤도설비 주변에 관람자가 볼 수 있도록 설치되게 된다. 따라서, 탑승자 또는 주위의 관람자는 지속적으로 승하강과 전후왕복운동을 하는 다목적 궤도설비의 운동과정과 상기 표시부(320)에 표시되는 그린에너지의 양과 그로부터 발생하는 동력의 크기를 인지하면서 그린에너지의 효용성과 중요성에 대해 글이나 말로만 설명들었던 것에 비해 재미와 흥미를 느끼면서 훨씬 직접적으로 인식할 수 있게 되므로 학습효과를 배가시킬 수 있게 된다.

상기 이동수단(40)은 상기 승하강수단(30)를 이동시키는 구성으로, 앞서 설명한 바와 같이 상기 메인프레임(10)이 상향으로 회전이동하는 동안 상기 승하강수단(30)를 상기 메인프레임(10)의 가장 말단으로 이동시키며, 상기 메인프레임(10)이 하향으로 회전이동하는 동안에는 상기 승하강수단(30)를 다시 상기 메인프레임(10)의 중앙으로 이동시키게 된다. 이를 위해 상기 이동수단(40)은 일 예로 일단이 상기 메인프레임(10)에 힌지(h5)결합된 제1이동링크(410); 일단은 상기 제1이동링크(410)의 타단에 힌지(h6)결합되고 타단은 상기 승하강수단(30)에 힌지(h7)결합되는 제2이동링크(420); 상기 제1이동링크(410)과 제2이동링크(420)이 상호 힌지(h6)결합된 부위에 일단이 연결되고 타단은 지지프레임(80)에 연결되어 상기 메인프레임(10)이 상향으로 회전이동함에 따라 접혀진 상기 제1이동링크(410)과 제2이동링크(420)을 펴는 작용에 의해 상기 승하강수단(30)를 상기 메인프레임(10)의 말단으로 이동시키는 제1케이블(430); 일단은 지지프레임(80)에 연결되고 타단은 상기 승하강수단(30)에 연결되어 상기 메인프레임(10)이 하향으로 회전이동함에 따라 탄성에 의해 상기 승하강수단(30)를 당겨서 이동시키는 탄성부재(450); 일단은 지지프레임(80)에 연결되고 타단은 상기 제1이동링크(410)에 연결되어 상기 메인프레임(10)이 하향으로 회전이동함에 따라 상기 제1이동링크(410)을 당김으로써 펼쳐진 상기 제1이동링크(410)과 제2이동링크(420)이 접혀질 수 있도록 하는 제2케이블(440);을 포함하여 형성될 수 있다.

상기 제1이동링크(410)은 일단은 메인프레임(10)에 힌지(h5)결합되고, 타단은 상기 제2이동링크(420)에 힌지(h6)결합되어, 상기 힌지(h6)를 중심으로 상기 제2이동링크(420)과 접혀진 상태에서 상기 메인프레임(10)이 상향으로 회전이동함에 따라 후술하게 될 상기 제1케이블(430)의 작용에 의해 제1이동링크(410)과 제2이동링크(420)이 펴지면서 상기 제2이동링크(420)에 힌지(h7)결합된 상기 승하강수단(30)를 밀어 승하강수단(30)를 상기 메인프레임(10)의 말단으로 이동시키게 된다.

상기 제2이동링크(420)은 일단은 상기 제1이동링크(410)에 힌지(h6)결합되고, 타단은 상기 승하강수단(30)에 힌지(h7)결합되어, 상기 힌지(h6)를 중심으로 상기 제1이동링크(410)과 제2이동링크(420)이 접혀진 상태에서 상기 메인프레임(10)이 상향으로 회전이동함에 따라 후술하게 될 상기 제1케이블(430)의 작용에 의해 상기 제1이동링크(410)과 제2이동링크(420)이 펴지면서 상기 제2이동링크(420)에 힌지(h7)결합된 상기 승하강수단(30)를 밀어 승하강수단(30)를 상기 메인프레임(10)의 말단으로 이동시키게 된다.

상기 제1케이블(430)은 일단은 상기 지지프레임(80)의 베이스부(810)에 연결고정되고, 타단은 상기 제1이동링크(410)과 제2이동링크(420)이 상호 힌지(h6)결합된 부위에 연결되는 일정 길이를 갖는 선으로, 일정 강도 이상의 내구력을 갖도록 하기 위해 여러 가닥의 철선이 꼬여서 이루어지는 와이어 등이 활용될 수 있다. 상기 제1케이블(430)의 작용에 대해 상세히 살펴보면, 상기 메인프레임(10)의 상기 구동부(20)의 작동에 의해 상향으로 회전이동을 시작하게 되면 일정 수준(즉, 상기 힌지(h6)와 지지프레임(80)에 양단이 고정된 상기 제1케이블(430)이 팽팽하게 당겨지기 직전)까지는 상기 제1케이블(430)이 작용하지 않다가 상기 메인프레임(10)이 계속 상향으로 회전이동하게 되어 상기 제1케이블(430)이 팽팽하게 당겨지게 되는 순간부터 상기 제1케이블(430)은 상기 제1이동링크(410)과 제2이동링크(420)이 힌지(h6)결합된 부위를 당기게 되어 접혀진 상기 제1이동링크(410)과 제2이동링크(420)을 점점 펴게 된다. 마지막으로 상기 메인프레임(10)의 상향 이동이 완료되어 최정점에 이르게 되는 순간 상기 제1케이블(430)은 상기 제1이동링크(410)과 제2이동링크(420)이 일직선이 되도록 완전히 펴게 되고 이때 상기 제2이동링크(420)의 말단에 힌지(h7)결합된 상기 승하강수단(30)는 상기 메인프레임(10)의 말단까지 이동하게 된다. 이를 위해 상기 제1케이블(430)의 길이는 상기 메인프레임(10)이 최정점에 이른 순간 상기 제1케이블(430)의 일단이 지지프레임(80)에 연결된 지점과 상기 힌지(h6)부분을 직선으로 연결시킨 거리와 동일한 길이로 형성되는 것이 바람직하며, 또한 상기 제1케이블(430)의 길이조정을 통해 메인프레임(10)의 승하강높이를 적절하게 조절할 수 있게 된다.

상기 탄성부재(450)는 일단은 지지프레임(80)의 지주부(820)에 연결되고 타단은 상기 승하강수단(30)에 연결되며 탄성을 갖는 구성으로, 상기 메인프레임(10)이 하향으로 회전이동함에 따라 탄성에 의해 상기 승하강수단(30)를 당겨서 상기 메인프레임(10)의 말단까지 이동한 상기 승하강수단(30)를 다시 상시 메인프레임(10)의 중앙부로 이동시키게 된다. 상기 탄성부재(450)로는 일정 크기 이상의 탄성을 갖는 스프링 등이 활용될 수 있으며 필요에 따라 상기 탄성부재(450)는 다수 개가 설치될 수도 있다. 상기 탄성부재(450)의 작용에 대해 상세히 살펴보면, 앞서 설명한 바와 같이 상기 메인프레임(10)의 상향 이동함에 따라 상기 제1케이블(430)의 작용에 의해 상기 제1이동링크(410)과 제2이동링크(420)이 펴지면서 상기 승하강수단(30)가 상기 메인프레임(10)의 말단까지 이동하게 되는 과정에서 상기 승하강수단(30)에 일단이 고정되어 있는 상기 탄성부재(450)는 점점 늘어나게 되고 상기 승하강수단(30)가 상기 메인프레임(10)의 말단에 위치하게 되면 상기 탄성부재(450)는 최대한 늘어나고 그에 따라 상기 탄성부재(450)에서 발휘되는 탄성력도 최대가 되게 된다. 이러한 상태에서 다시 상기 메인프레임(10)이 하향으로 회전이동을 시작하게 되면 상기 제1이동링크(410)과 제2이동링크(420)의 힌지(h6)결합부위를 당기고 있던 상기 제1케이블(430)의 장력도 없어지게 되고 그에 따라 상기 탄성부재(450)의 탄성력에 의해 상기 승하강수단(30)는 당겨지게 되어 상기 메인프레임(10)의 말단에서 다시 상기 메인프레임(10)의 중앙부로 이동하게 된다.

상기 탄성부재(450)와 승하강수단(30)의 연결은 상기 탄성부재(450)의 타단에 형성된 도르레(451)와, 상기 도르레(451)의 회전을 따라 이동하며 일단은 상기 메인프레임(10)에 연결되고 타단은 상기 승하강수단(30)에 연결되는 장선(452)에 의해 연결될 수 있다. 즉, 상기 탄성부재(450)와 승하강수단(30)가 직접 연결되는 방식이 아니라, 상기 탄성부재(450)의 말단에 회전할 수 있는 도르레(451)가 연결되고 상기 도르레(451)를 감싸며 일단은 상기 메인프레임(10)에 연결되고 타단은 상기 승하강수단(30)에 연결되어 도르레(451)의 회전과 연계되어 이동하는 장선(452)에 의해 상기 탄성부재(450)와 승하강수단(30)가 연결됨으로써, 상기 탄성부재(450)가 늘었다 줄었다 하는 과정에서의 상기 탄성부재(450)의 요동을 줄일 수 있게 된다.

상기 제2케이블(440)은 일정 길이를 갖으면서 일단은 지지프레임(80)의 지주부(820)에 연결되고 타단은 상기 제1이동링크(410)에 연결되어 상기 메인프레임(10)이 하향으로 회전이동함에 따라 상기 제1이동링크(410)을 당김으로써 펼쳐진 상기 제1이동링크(410)과 제2이동링크(420)이 접혀질 수 있도록 하는 구성으로, 상기 제2케이블(440) 역시 상기 제1케이블(430)과 마찬가지로 일정 강도 이상의 내구력을 갖도록 하기 위해 여러 가닥의 철선이 꼬여서 이루어지는 와이어 등이 활용될 수 있다. 상기 제2케이블(440)의 작용에 대해 상세히 살펴보면, 상기 메인프레임(10)의 상향 이동이 완료되어 최정점에 이르게 되는 순간에는 양단이 각각 상기 지지프레임(80)과 제1이동링크(410)에 연결된 상기 제2케이블(440)은 늘어져 있는 상태로 있게 되며, 상기 메인프레임(10)이 하향으로 회전이동을 시작하게 되면 일정 수준(즉, 상기 지지프레임(80)과 제1이동링크(410)에 양단이 고정된 상기 제2케이블(440)이 팽팽하게 당겨지기 직전)까지는 상기 제2케이블(440)이 작용하지 않다가 상기 메인프레임(10)이 계속 하향으로 회전이동하게 되어 상기 제2케이블(440)이 팽팽하게 당겨지게 되는 순간 상기 제2케이블(440)은 상기 제1이동링크(410)을 당기게 되어 이 순간부터 일직선으로 펼쳐진 상기 제1이동링크(410)과 제2이동링크(420) 사이의 평형이 깨지게 되어 접히기 시작하고, 이어서 상기 탄성부재의 탄성력에 의해 상기 제1이동링크(410)와 제2이동링크(420)가 완전하게 접히게 되어 승하강수단(30)가 원위치로 복귀하게 된다. 따라서, 상기 제2케이블(440)의 길이는 상기 메인프레임(10)이 하향으로 회전이동하는 과정에서 상기 제1이동링크(410)과 제2이동링크(420)이 접히게 되는 시점을 결정하는 요소가 되며, 바람직하게는 상기 승하강수단(30)가 상기 메인프레임(10)을 하향 이동시키는 힘을 최대한 발휘할 수 있도록 상기 메인프레임(10)의 하향 회전이동이 거의 완료되는 시점까지는 상기 승하강수단(30)가 상기 메인프레임(10)의 말단에 위치할 수 있도록 상기 제1이동링크(410)과 제2이동링크(420)이 접히게 되는 시점을 늦출 수 있는 정도의 길이로 형성되어야 한다. 또한, 상기 제2케이블(440)이 상기 제1이동링크(410)에 연결되는 제2케이블연결부(411)는 상기 제2케이블(440)이 상기 제1이동링크(410)에 연결되는 연결지점을 조절할 수 있도록 다수 개의 연결부위가 일정 간격으로 형성되는 형태로 형성되어 역시 상기 제2케이블(440)이 상기 제1이동링크(410)을 당기는 시점을 조절할 수 있게 할 수 있다.

이와 같이 상기 이동수단(40)은 메인프레임(10)의 상하 회전이동시 상기 승하강수단(30)를 상기 메인프레임(10) 상에서 이동시키며 또한 상기 승하강수단(30)가 이동하게 되는 시점 역시 조절할 수 있으며, 특히 별도의 추가적인 동력장치를 사용하지 않고 승하강수단(30)을 이동시킴으로써 관리,유지의 효율성을 도모할 수 있게 된다.

도 2, 3, 6 내지 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 다목적 궤도설비는 상기 메인프레임(10)의 낙하운동에 연계되어 회전하는 회전부(50); 상기 회전부(50)의 회전력을 이용하여 발전하는 발전부(60); 상기 메인프레임(10)의 낙하시 위치에너지를 이용해 상기 발전부(60)에서 발전하는 에너지의 양을 표시하는 제2표시부(660);를 추가로 포함하여, 위치에너지를 이용한 발전에 대한 체험교구로도 활용될 수 있다.

상기 회전부(50)는 상기 메인프레임(10)의 상하 회전운동에 연계되어 회전하면서 후술하게 될 발전부(60)의 발전에 필요한 회전력을 제공하는 구성으로, 이를 위해 상기 회전부(50)는 일 예로 상기 메인프레임(10)에 일단이 연결되어 상기 메인프레임(10)의 상하 회전이동에 따라 상하로 이동하는 연결프레임(510)과, 상기 연결프레임(510)의 타단에 연결되어 상기 연결프레임(510)의 상하이동에 따라 구동축(521)을 중심으로 회전하는 회전체(520)를 포함하여 형성될 수 있다.

상기 연결프레임(510)은 일단은 상기 메인프레임(10)에 힌지(h8) 연결되고, 타단은 후술하게 될 상기 회전체(520)에 힌지(h9) 연결되어 상기 메인프레임(10)의 상하 회전이동에 따라 상하로 이동하면서 상기 회전체(520)를 회전시키게 된다. 상기 연결프레임(510)의 작동에 대해 상세히 살펴보면, 앞서 설명한 바와 같이 상기 구동부(20)의 작동에 의해 상기 메인프레임(10)이 상향으로 회전이동하게 되면 상기 메인프레임(10)의 일측에 힌지(h8) 결합된 상기 연결프레임(510)은 상기 메인프레임(10)을 따라 상향으로 이동하게 된다. 이때 상향이동하는 상기 연결프레임(510)의 타측에 힌지(h9) 결합되어 있는 상기 회전체(520)는 상기 연결프레임(510)의 상향이동을 따라 일정방향(일 예로, 시계방향)으로 회전할 수 있게 된다. 반대로 상기 메인프레임(10)이 하향으로 회전이동하게 되는 경우에는 상기 연결프레임(510) 역시 상기 메인프레임(10)을 따라 하향으로 이동하게 되고 상기 회전체(520)는 상기 연결프레임(510)의 하향이동을 따라 반대방향(일 예로, 반시계방향)으로 회전할 수 있게 된다. 상기 회전체(520)의 회전범위를 극대화하기 위해서는 상기 연결프레임(510)의 길이가 적절히 조절되어야 하는데, 상기 메인프레임(10)이 상향 이동하여 최정점에 이른 순간 상기 연결프레임(510)이 상기 메인프레임(10)에 연결된 힌지(h8)점과 상기 회전체(520)의 구동축(521)을 이은 직선상에 상기 연결프레임(510)과 상기 회전체(520)를 연결한 힌지(h9)점이 위치할 수 있도록 상기 연결프레임(510)의 길이가 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 연결프레임(510)과 메인프레임(10)이 힌지(h8) 연결되는 지점인 연결프레임연결부(130)는 상기 연결프레임(510)의 연결지점을 조절할 수 있도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 연결프레임연결부(130)는 상기 연결프레임(510)과 메인프레임(10)이 힌지(h8)결합하게 되는 지점을 의미하는데, 도면에 도시된 것과 같이 다수의 힌지점이 일정간격으로 병렬로 형성되는 형태 등을 통해 상황에 따라 상기 연결프레임(510)이 상기 메인프레임(10)에 연결되는 지점을 조절할 수 있게 할 수 있다. 이와 같이 상기 연결프레임(510)의 연결지점을 조절할 수 있게 됨으로써 상기 연결프레임(510)이 상기 회전체(520)를 회전시키는 회전범위를 필요에 따라 조절할 수 있게 된다.

상기 회전체(520)는 상기 연결프레임(510)의 타단과 힌지(h9) 연결되어 상기 연결프레임(510)의 상하이동에 따라 구동축(521)을 중심으로 회전하게 되는 구성으로, 도 6 등에 도시된 것과 같은 형상에 국한하는 것은 아니며 원형이나 타원형 등의 다양한 형상으로 형성될 수도 있다. 앞서 설명한 바와 같이 상기 연결프레임(510)의 작용에 의해 상기 회전체(520)는 회전하게 되며, 회전하는 상기 회전체(520)의 구동축(521)의 회전을 이용하여 후술하게 될 발전부(60)에서 전기를 생산하게 되는데 그에 대한 구체적인 설명은 발전부(60)에 대한 설명에서 후술하도록 한다.

또한, 상기 회전체(520)의 회전모멘트가 클수록 상기 발전부(60)에 전달되는 힘도 커지게 되는바, 상기 회전체(520)의 회전모멘트를 키우기 위해 상기 회전체(520)는 상기 연결프레임(510)과 연결되는 측의 타측에 일정 길이 연장된 날개부(523)를 형성하고 상기 날개부(523)에 다수 개의 체결공(미도시)을 두어 다수 개의 체결공에 각각 중량블럭(522)을 결합할 수 있어 체결공에 결합하는 상기 중량블럭(522)의 개수와 중량을 조절할 수 있는데, 도 8에 도시된 바와 같이 구동축(521)으로부터의 상기 날개부(523)의 길이(d4)가 길어지고 상기 중량블럭(522)의 자중(W3)이 무거워질수록 상기 회전체(520)의 회전모멘트(M4 = W3*d4)가 증대될 수 있게 된다.

이와 같이 상기 회전부(50)는 상기 메인프레임(10)의 상향 회전이동 및 하향 회전이동 모두와 연동되어 회전하면서 후술하게 될 발전부(60)에 발전에 필요한 회전력을 공급하게 된다.

상기 발전부(60)는 상기 회전부(50)의 회전력을 이용하여 발전을 하는 구성으로, 이를 위해 상기 발전부(60)는 일 예로 상기 회전부(50)의 회전력에 의해 회전하는 구동기어(610); 상기 구동기어(610)에 연동되어 회전하며 상기 구동기어(610)보다 작은 반경을 갖는 제1종동기어(620); 상기 제1종동기어(620)의 회전축(621)에 결합하여 제1종동기어(620)와 동일하게 회전하며 상기 제1종동기어(620)보다 큰 반경을 갖는 제2종동기어(630); 상기 제2종동기어(630)에 연동되어 회전하며 상기 제2종동기어(630)보다 작은 반경을 갖는 제3종동기어(640); 상기 제3종동기어(640)의 회전축(642)에 결합하여 제3종동기어 회전축(642)의 회전을 이용하여 발전하는 발전기(650);를 포함할 수 있다.

상기 구동기어(610)는 상기 회전부(50)의 회전력에 의해 회전하게 되는 구성으로, 보다 구체적으로는 상기 회전체(520)의 구동축(521)에 결합 형성되어 상기 구동축(521)의 회전에 연동되어 회전하게 된다.

상기 제1종동기어(620)는 상기 구동기어(610)에 연동되어 회전하며 상기 구동기어(610)보다 작은 반경을 갖는 구성으로, 상기 구동기어(610)에 맞물려 상기 구동기어(610)의 회전방향과 반대방향으로 회전하게 되는데 이때, 상기 제1종동기어(620)는 상기 구동기어(610)보다 반경이 작게 형성되므로 상기 구동기어(610)보다 더 빠르게 회전할 수 있게 된다. 즉, 일 예로 상기 제1종동기어(620)의 반경이 상기 구동기어(610)의 반경보다 1/2이 되도록 형성되는 경우에는 상기 구동기어(610)가 1회전 하는 동안 그에 맞물려 회전하는 상기 제1종동기어(620)는 2회전하게 되므로 상기 제1종동기어(620)가 상기 구동기어(610)보다 2배 빨리 회전할 수 있게 되는 원리와 같다.

상기 제2종동기어(630)는 상기 제1종동기어(620)의 회전축(621)에 결합하여 제1종동기어(620)와 동일하게 회전하며 상기 제1종동기어(620)보다 큰 반경을 갖는 구성으로, 상기 제2종동기어(630)는 상기 제1종동기어(620)와 회전축(621)을 공유하기 때문에 상기 제2종동기어(630)의 반경이 상기 제1종동기어(620)의 반경보다 2배 크게 형성되는 경우 상기 제2종동기어(630)의 둘레의 길이는 상기 제1종동기어(620)보다 2배 늘어나더라도 상기 제2종동기어(630)는 상기 제1종동기어(620)와 동일하게 회전하게 된다(즉, 상기 제1종동기어(620)가 1회전하는 동안 상기 제2종동기어(630) 역시 1회전하게 된다).

상기 제3종동기어(640)는 상기 제2종동기어(630)에 연동되어 회전하며 상기 제2종동기어(630)보다 작은 반경을 갖는 구성으로, 상기 제2종동기어(630)에 맞물려 상기 제2종동기어(630)의 회전방향과 반대방향으로 회전하게 되는데 이때, 상기 제3종동기어(640)는 상기 제2종동기어(630)보다 반경이 작게 형성되므로 상기 제2종동기어(630)보다 더 빠르게 회전할 수 있게 된다. 즉, 일 예로 상기 제3종동기어(640)의 반경이 상기 제2종동기어(630)의 반경보다 1/2이 되도록 형성되는 경우에는 상기 제2종동기어(630)가 1회전 하는 동안 그에 맞물려 회전하는 상기 제3종동기어(640)는 2회전하게 되므로 상기 제3종동기어(640)가 상기 제2종동기어(630)보다 2배 빨리 회전할 수 있게 되는 원리와 같다. 정리해보면, 상기 제3종동기어(640)는 상기 제1종동기어(620)와 동일한 반경을 갖는 경우라 하더라도 상기 제1종동기어(620)에 직접 연동되어 회전하지 않고 상기 제1종동기어(620)보다 반경이 큰 상기 제2종동기어(630)에 연동되어 회전하게 됨으로써 상기 제1종동기어(620)보다 2배 빨리 회전할 수 있게 되며, 종국적으로는 상기 구동기어(610)보다 4배 빨리 회전할 수 있게 되는 것이다. 따라서, 상기 구동기어(610)와 제1종동기어(620)의 반경의 차, 상기 제1종동기어(620)와 제2종동기어(630)의 반경의 차 및 상기 제2종동기어(630)와 제3종동기어(640)의 반경의 차를 크게 하면 할수록 상기 제3종동기어(640)는 상기 구동기어(610) 대비 회전속도를 증대시킬 수 있게 된다.

상기 발전기(650)는 상기 제3종동기어(640)의 회전축(642)에 결합하여 제3종동기어 회전축(642)의 회전을 이용하여 전기를 발전하게 되는 구성으로, 상기 발전기(650)가 상기 제3종동기어(640)의 회전축(642)의 회전을 이용하여 발전을 하는 원리는 일반적으로 널리 이용되는 코일과 영구자석을 이용한 발전원리를 그대로 이용하는 것이므로 그에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

상기 제2표시부(660)는 메인프레임(10)의 낙하시 위치에너지를 이용해 발전하는 상기 발전부(60)에서 발전하는 에너지의 양을 시각적으로 인지할 수 있도록 표시하여, 관람자 또는 탑승자가 위치에너지를 이용한 발전에 대해서도 체험할 수 있도록 하는 구성으로, 상기 승하강수단(30)의 탑승석(310)의 내부에 탑승자가 볼 수 있도록 설치되거나 또는 도 6에 도시된 바와 같이 궤도설비 주변에 관람자가 볼 수 있도록 설치되게 된다. 따라서, 탑승자 또는 주위의 관람자는 지속적으로 승하강운동을 하는 상기 메인프레임(10)이 특히 자유낙하함에 따른 위치에너지를 이용하여 발전한 그린에너지의 양과 그로부터 발생하는 동력의 크기를 인지하면서 그린에너지의 효용성과 중요성에 대해 글이나 말로만 설명들었던 것에 비해 재미와 흥미를 느끼면서 훨씬 직접적으로 인식할 수 있게 되므로 학습효과를 배가시킬 수 있게 된다.

도 1 내지 3, 9 내지 11을 참조하면, 본 발명에 따른 다목적 궤도설비는 상기 메인프레임(10)에 일단이 힌지결합되어 상하로 회전이동하면서 상기 메인프레임(10)이 하향 이동한 상태에서는 상기 승하강수단(30)가 이동할 수 없도록 잠금상태를 유지하고 상기 메인프레임(10)이 상향 이동하는 상태에서는 상기 승하강수단(30)가 이동할 수 있도록 잠금상태를 해제하는 잠금부(70)를 추가로 포함할 수 있다.

이를 위해 상기 잠금부(70)는 일 예로 상기 메인프레임(10)에 일단이 힌지(h10)결합되어 상하로 회전이동하는 잠금프레임(710); 상기 잠금프레임(710)의 일단에 형성되어 상기 잠금프레임(710)의 상하 이동에 따라 상기 승하강수단(30)의 하부에 결속되거나 결속이 해제되는 잠금돌기(720); 상기 메인프레임(10)에 연결되어 상기 메인프레임(10)의 상향 회전이동시 상기 잠금프레임(710)을 가압하여 하향으로 회전이동시키는 가압수단(730); 일단은 상기 메인프레임(10)에 연결되고 타단은 상기 잠금프레임(710)에 연결되어 하향으로 회전이동한 상기 잠금프레임(710)을 탄성에 의해 상향으로 회전이동시키는 탄성스프링(740);을 포함할 수 있다.

상기 잠금프레임(710)은 상기 잠금부(70)의 골격을 이루며 상기 메인프레임(10)에 일단이 힌지(h10)결합되어 상하로 회전이동하는 구성으로, 도 3, 9 등에 도시된 바와 같이 상기 메인프레임(10)을 관통하여 이동할 수 있도록 형성되어 상기 잠금프레임(710)이 상하로 회전이동하게 됨에 따라 상기 잠금프레임(710)의 상부에 형성되는 후술하게 될 잠금돌기(720)가 상기 승하강수단(30)의 하부에 결속되거나 결속이 해제되게 된다. 상기 잠금프레임(710)을 상하로 회전이동시키는 작동과정은 후술하게 될 회전가이드(731) 등의 설명에서 상술하도록 한다.

상기 잠금돌기(720)는 상기 잠금프레임(710)의 일단 특히, 상단에 형성되어 상기 잠금프레임(710)의 상하 이동에 따라 상기 승하강수단(30)의 하부에 결속되거나 결속이 해제되게 되는 구성으로, 상기 잠금돌기(720)는 상기 잠금프레임(710)의 상단에서 상향으로 돌출 형성되어 상기 잠금돌기(720)가 상기 승하강수단(30)의 하부에 결속되어 있는 한 상기 승하강수단(30)가 전방으로 이동할 수 없도록 한다. 상기 잠금돌기(720)의 일측, 보다 구체적으로는 잠금상태에서 상기 잠금돌기(720)가 상기 승하강수단(30)의 하부와 접하는 측의 타측은 경사지게 형성되거나 완만한 곡면을 이루도록 형성될 수 있는데, 이는 상기 메인프레임(10)의 말단으로 이동했던 상기 승하강수단(30)가 상기 메인프레임(10)이 하향 이동함에 따라 상기 탄성부재(450)의 작용에 의해 다시 상기 메인프레임(10)의 중앙부로 이동하는 경우 상기 잠금돌기(720)를 용이하게 타고 넘으면서 상기 잠금프레임(710)을 하향 이동시킬 수 있도록 하기 위함이며, 상기 승하강수단(30)의 하부가 상기 잠금돌기(720)를 타고 넘은 이후에 상기 잠금프레임(710)은 후술하게 될 탄성스프링(740)의 작용에 의해 상향 이동하게 되어 상기 잠금돌기(720)는 다시 상기 승하강수단(30)의 하부에 결속되게 된다.

상기 가압수단(730)은 상기 메인프레임(10)에 연결되어 상기 메인프레임(10)의 상향 회전이동시 상기 잠금프레임(710)을 가압하여 하향으로 회전이동시키는 구성으로, 일 예로 상기 가압수단(730)은 상기 메인프레임(10)에 일단이 힌지(h11)결합되며 타단은 상기 메인프레임(10)이 상향으로 회전이동함에 따라 지지프레임(80)에서 연장되는 가이드프레임(90)에 형성된 가이드레일(910)에 간섭되어 하향으로 회전이동하는 회전가이드(731); 상기 회전가이드(731)의 힌지(h11)에 결합하여 상기 회전가이드(731)와 동일하게 하향으로 회전하면서 하부에 위치하는 상기 잠금프레임(710)을 하향으로 회전이동시키는 가압돌기(732);를 포함할 수 있다.

상기 회전가이드(731)는 상기 메인프레임(10)에 일단이 힌지(h11)결합되며 상기 메인프레임(10)이 상향으로 회전이동함에 따라 상기 회전가이드(731)의 타단이 상기 지지프레임(80)에서 연장된 가이드프레임(90)에 형성된 가이드레일(910)에 간섭되어 힌지(h11)를 회전축으로 하여 하향으로 회전이동하게 되는 구성으로, 상기 메인프레임(10)의 상향 회전이동시 상기 회전가이드(731)가 하향 회전이동하게 하는 것은 상기 회전가이드(731)의 회전에 연동되는 후술하게 될 가압돌기(732)가 상기 잠금프레임(710)을 가압하여 잠금프레임(710)을 하향이동시킬 수 있게 하기 위함이다. 상기 회전가이드(731)를 원활하게 하향 회전이동시킴은 물론 회전범위를 증대시키기 위해서는 상기 회전가이드(731)가 간섭되면서 따라 이동하게 되는 상기 가이드레일(910)의 일면 즉, 상기 회전가이드(731)의 타단과 접촉하게 되는 면을 볼록한 곡면형상으로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 가압돌기(732)는 상기 회전가이드(731)의 힌지(h11)에 결합하여 상기 회전가이드(731)의 하향 이동시 동일하게 하향으로 회전하면서 가압돌기(732)의 하부에 위치하는 상기 잠금프레임(710)의 일단을 하향으로 가압하여 상기 잠금프레임(710)을 하향 회전이동시키는 구성으로, 작동과정을 보다 구체적으로 설명하면 상기 잠금프레임(710)의 잠금돌기(720)가 상기 승하강수단(30)의 하부에 결속된 상태에서 상기 메인프레임(10)이 구동부(20)의 작동에 의해 상향 회전이동을 하게 되면, 상기 회전가이드(731)의 타단이 상기 가이드레일(910)에 간섭되면서 상기 가이드레일(910)의 볼록한 곡면을 따라 하향 회전이동하게 되고 상기 회전가이드(731)의 힌지(h11)에 연결된 상기 가압돌기(732) 역시 상기 회전가이드(731)와 동일하게 하향 회전이동하게 되면서 하부에 위치하고 있는 상기 잠금프레임(710)의 일단을 하향으로 가압하여 잠금프레임(710) 전체를 하향 회전이동시키게 되어 상기 잠금돌기(720)가 상기 승하강수단(30)의 하부와 결속이 해제되어 상기 승하강수단(30)가 상기 메인프레임(10)의 말단으로 이동할 수 있게 된다.

상기 탄성스프링(740)은 일 예로 일단은 상기 메인프레임(10)에 연결되고 타단은 상기 잠금프레임(710)에 연결되어 하향으로 회전이동한 상기 잠금프레임(710)을 탄성에 의해 상향으로 회전이동시키게 되는 구성으로, 상기 탄성스프링(740)은 탄성을 발휘할 수 있는 한 스프링을 포함한 다양한 형태의 구성이 활용될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 상기 가압돌기(732)의 작용이나 상기 승하강수단(30)의 하부가 상기 잠금돌기(720)의 경사진 측면을 타고 넘는 과정에 의해 하향으로 회전이동하게 된 상기 잠금프레임(710)을 다시 원위치, 즉 상향으로 이동시키는 작용은 바로 상기 탄성스프링(740)의 탄성력에 의하게 되고 또한 이로 인해 상기 잠금돌기(720)가 상기 승하강수단(30)의 하부와 결속이 유지될 수 있게 된다.

이와 같은 본 발명에 사용되는 상기 잠금부(70)는 메인프레임(10)이 하향 이동한 상태에서는 승하강수단(30)이 이동할 수 없도록 잠금상태를 유지하고 메인프레임(10)이 상향 이동하는 상태에서는 승하강수단(30)이 이동할 수 있도록 잠금상태를 해제하여 안전성을 높일 수 있게 한다.

이상에서, 출원인은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10: 메인프레임 110: 레일 120: 볼스크류
130: 연결프레임연결부 140: 제1완충장치 150: 제2완충장치
20: 구동부 210: 유압실린더 220: 제1구동링크 230: 제2구동링크
30: 승하강수단 310: 탑승석 320: 표시부
40: 이동수단 410: 제1이동링크 420: 제2이동링크
430: 제1케이블 440: 제2케이블 450: 탄성부재
451: 도르레 452: 장선
50: 회전부 510: 연결프레임 520: 회전체 521: 구동축 522: 중량블럭
60: 발전부 610: 구동기어 620: 제1종동기어 630: 제2종동기어
640: 제3종동기어 650: 발전기 660: 제2표시부
70: 잠금부 710: 잠금프레임 720: 잠금돌기 730: 가압수단
731: 회전가이드 732: 가압돌기 740: 탄성스프링
80: 지지프레임 90: 가이드프레임 910: 가이드레일
s: 태양광 발전설비

Claims

지지프레임에 힌지결합되어 상하로 회전이동하는 메인프레임;
상기 메인프레임을 상향으로 회전이동시키는 구동부;
상기 메인프레임이 상하로 이동함에 따라 상기 메인프레임 상의 레일을 따라 이동하는 승하강수단;
상기 승하강수단을 이동시키는 이동수단;을 포함하며,
상기 구동부는 일단이 지지프레임에 힌지결합된 제1구동링크와, 일단은 상기 제1구동링크의 타단에 힌지결합되고 타단은 상기 메인프레임에 힌지결합되는 제2구동링크를 포함하고, 유압실린더가 상기 제1구동링크와 제2구동링크가 상호 힌지결합된 부위를 가압하여 접혀진 상기 제1구동링크와 제2구동링크를 펴는 작용에 의해 상기 메인프레임을 상향으로 회전이동시키며,
상기 이동수단은 일단이 상기 메인프레임에 힌지결합된 제1이동링크; 일단은 상기 제1이동링크의 타단에 힌지결합되고 타단은 상기 승하강수단에 힌지결합되는 제2이동링크; 상기 제1이동링크와 제2이동링크가 상호 힌지결합된 부위에 일단이 연결되고 타단은 지지프레임에 연결되어, 상기 메인프레임이 상향으로 회전이동함에 따라 접혀진 상기 제1이동링크와 제2이동링크를 펴는 작용에 의해 상기 승하강수단을 상기 메인프레임의 말단으로 이동시키는 제1케이블; 일단은 지지프레임에 연결되고 타단은 상기 제1이동링크에 연결되어 상기 메인프레임이 하향으로 회전이동함에 따라 상기 제1이동링크를 당김으로써 펼쳐진 상기 제1이동링크와 제2이동링크가 접혀질 수 있도록 하는 제2케이블; 일단은 지지프레임에 연결되고 타단은 상기 승하강수단에 연결되어, 상기 메인프레임이 하향으로 회전이동함에 따라 탄성에 의해 상기 승하강수단을 당겨서 이동시키는 탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도설비.
제 1 항에 있어서,
상기 탄성부재와 승하강수단의 연결은 상기 탄성부재의 타단에 형성된 도르레와, 상기 도르레의 회전를 따라 이동하며 일단은 상기 메인프레임에 연결되고 타단은 상기 승하강수단에 연결되는 장선에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 궤도설비.
제 2 항에 있어서,
상기 제2케이블과 제1이동링크가 연결되는 제2케이블연결부는 상기 제2케이블과 제1이동링크의 연결지점을 조절할 수 있도록 형성되어 상기 제2케이블이 상기 제1이동링크를 당기는 시점을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 궤도설비.
제 3 항에 있어서,
상기 메인프레임은 메인프레임의 상향 이동시 메인프레임의 말단으로 이동하게 되는 상기 승하강수단의 충격량을 완화시킬 수 있도록 말단에 형성되는 제1완충장치와, 메인프레임의 하향 이동시 메인프레임의 중앙부로 이동하게 되는 상기 승하강수단의 충격량을 완화시킬 수 있는 제2완충장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도설비.
제 4 항에 있어서, 상기 궤도설비는
상기 메인프레임에 일단이 힌지결합되어 상하로 회전이동하면서 상기 메인프레임이 하향 이동한 상태에서는 상기 승하강수단이 이동할 수 없도록 잠금상태를 유지하고 상기 메인프레임이 상향 이동하는 상태에서는 상기 승하강수단이 이동할 수 있도록 잠금상태를 해제하는 잠금부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도설비.
제 5 항에 있어서, 상기 잠금부는
상기 메인프레임에 일단이 힌지결합되어 상하로 회전이동하는 잠금프레임;
상기 잠금프레임의 일단에 형성되어 상기 잠금프레임의 상하 이동에 따라 상기 승하강수단의 하부에 결속되거나 결속이 해제되는 잠금돌기;
상기 메인프레임에 연결되어 상기 메인프레임의 상향 회전이동시 상기 잠금프레임을 가압하여 하향으로 회전이동시키는 가압수단;
일단은 상기 메인프레임에 연결되고 타단은 상기 잠금프레임에 연결되어 하향으로 회전이동한 상기 잠금프레임을 탄성에 의해 상향으로 회전이동시키는 탄성스프링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도설비.
제 6 항에 있어서, 상기 가압수단은
상기 메인프레임에 일단이 힌지결합되며 타단은 상기 메인프레임이 상향으로 회전이동함에 따라 지지프레임에서 연장되는 가이드프레임에 형성된 가이드레일에 간섭되어 하향으로 회전이동하는 회전가이드;
상기 회전가이드의 회전축에 결합하여 상기 회전가이드와 동일하게 하향으로 회전하면서 하부에 위치하는 상기 잠금프레임을 하향으로 회전이동시키는 가압돌기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도설비.
제 7 항에 있어서, 상기 잠금돌기는
상기 메인프레임의 하향 회전이동시 메인프레임의 중앙부로 이동하게 되는 상기 승하강수단의 하부와 접하게 되는 일면이 경사지거나 완만한 곡선을 이루도록 형성되어 상기 승하강수단이 상기 잠금돌기와 간섭되지 않고 원활하게 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 궤도설비.
제 8 항에 있어서, 상기 가이드레일은
상기 회전가이드와 간섭되는 일면이 볼록한 곡면을 이루도록 형성되어 상기 메인프레임의 상향 회전이동시 상기 회전가이드가 원활하게 상기 가이드레일을 따라 이동할 수 있음은 물론, 상기 회전가이드의 회전각도를 크게 하여 상기 가압돌기가 상기 잠금프레임을 하향 이동시키는 거리를 증대시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 궤도설비.
제 9 항에 있어서, 상기 궤도설비는
상기 구동부가 태양광발전설비로부터 생산된 에너지를 입력받아 작동하며,
상기 승하강수단에는 탑승자가 탑승할 수 있는 탑승석과, 입력되는 태양광발전 에너지의 양과 이를 입력받아 발휘되는 구동부의 동력의 크기를 표시하는 표시부를 포함하여,
탑승자가 태양광발전 에너지의 양과 그로부터 발휘되는 동력의 크기를 직접 체감할 수 있어 태양광발전 에너지에 대한 체험교구로 활용될 수 있는 궤도설비.
제 10 항에 있어서, 상기 궤도설비는
상기 메인프레임의 낙하운동에 연계되어 회전하는 회전부;
상기 회전부의 회전력을 이용하여 발전하는 발전부;
상기 메인프레임의 낙하시 위치에너지를 이용해 상기 발전부에서 발전하는 에너지의 양을 표시하는 제2표시부;를 추가로 포함하여, 위치에너지를 이용한 발전에 대한 체험교구로 활용될 수 있는 궤도설비.