KR101126609B1 - 꼬리치는 물고기 모습의 연출이 가능한 배 형상의 학습교재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 꼬리치는 물고기 모습의 연출이 가능한 배 형상의 학습교재에 관한 것으로, 모터축(41)을 회전시키는 모터(40); 모터(40)에 전기 공급을 위한 건전지가 장착되는 건전지함(30); 고정대(51)를 매개로 모터(40)를 고정하되 모터축(41)이 상방으로 입설되도록 하고, 건전지함(30)을 탑재하며, 부력을 받도록 배 형상으로 제작된 본체(50); 모터(40) 및 건전지함(30)과 전선을 매개로 전기적으로 연결되어서, 모터(40)의 구동 여부를 제어하는 스위치(20); 스위치(20)를 표면에 노출되게 배치하고 본체(50)를 덮어 고정되며, 모터축(41)과의 일직선상에 위치하는 지점이 천공돼 구멍(11)을 형성하는 덮개(10); 모터축(41)에 고정되어 구멍(11)을 관통하는 제1주축(61)과, 제1주축(61)과는 다른 축선 상에서 평행하게 배치되도록 제1주축(61)과 연결되는 제2주축(62)을 갖춘 주축(60); 본체(50) 또는 덮개(10) 중 하나 이상의 후미에 형성된 회전구멍(12, 52)의 하방으로 노출되는 제1종축(71)과, 제1종축(71)과는 다른 축선 상에서 평행하게 배치되도록 제1종축(71)과 연결되며 회전구멍(12, 52)에 회전가능하게 관통하는 제2종축(72)과, 회전구멍(12, 52)의 상방으로 노출되고 제2종축(72)과는 다른 축선 상에서 평행하게 배치되도록 제2종축(72)과 연결되는 제3종축(73)을 갖춘 종축(70); 양단이 제2주축(62)과 제3종축(73)에 각각 회전가능하게 연결되어서, 제2주축(62)과 제3종축(73)의 연동을 매개하는 링커(80); 및 제1종축(71)에 고정되는 탄성 재질의 필름(90);을 포함하는 것이다.

Description

꼬리치는 물고기 모습의 연출이 가능한 배 형상의 학습교재{Study material whose shape is like a ship having a tail of fish}

본 발명은 꼬리치는 물고기 모습의 연출이 가능한 배 형상의 학습교재에 관한 것이다.

인간은 자연에서 끊임없이 새로운 것을 배우며 이를 모방하고, 이러한 과정을 통해 다양한 과학기술들을 창작한다. 즉, 인간이 이루어낸 건축 및 토목 구조물들, 자체적으로 동작하면서 특정한 목적을 수행하는 기계 장치들, 인간의 건강과 치료 등을 위해 활용되는 화학 약품들이 자연의 특정 현상 또는 일반적인 현상으로부터 모방해낸 것이다.

하지만, 이러한 사실을 학생들은 쉽게 이해할 수 없고, 단순히 문헌적인 가르침에 따라 기억하며 이를 암기할 뿐이다. 결국, 학생들은 암기 위주의 제한된 학습방법을 통해 새로운 것에 대한 창작능력이 저하되고, 이러한 창작능력의 저하는 과학기술 발전에 큰 걸림돌이 될 수밖에 없다.

따라서, 학생들이 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 자연현상 또는 생물들의 특성과 과학적인 원리들이 현실에서 어떻게 응용되는지를 이해할 수 있고, 이를 효과적으로 가르칠 수 있는 교육방법의 제시가 요구되었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로, 민물 또는 바닷물에 서식하는 어류들이 앞으로 나아가기 위해 자신의 몸체 중 일부인 꼬리를 수중에서 움직이면, 실제로 몸체가 어떻게 동작하는지, 그리고 이러한 원리를 통해 어떠한 모방이 가능한지를 학생들이 체험으로 이해할 수 있고, 더 나아가 학생들로 하여금 어류에 대한 호기심을 유발시켜서 지식습득에 대한 자발적인 욕구를 증대시킬 수 있도록 한 꼬리치는 물고기 모습의 연출이 가능한 배 형상의 학습교재의 제공을 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

모터축을 회전시키는 모터;

모터에 전기 공급을 위한 건전지가 장착되는 건전지함;

고정대를 매개로 모터를 고정하되 모터축이 상방으로 입설되도록 하고, 건전지함을 탑재하며, 부력을 받도록 배 형상으로 제작된 본체;

모터 및 건전지함과 전선을 매개로 전기적으로 연결되어서, 모터의 구동 여부를 제어하는 스위치;

스위치를 표면에 노출되게 배치하고 본체(50)를 덮어 고정되며, 모터축과의 일직선상에 위치하는 지점이 천공돼 구멍을 형성하는 덮개;

모터축에 고정되어 구멍을 관통하는 제1주축과, 제1주축과는 다른 축선 상에서 평행하게 배치되도록 제1주축과 연결되는 제2주축을 갖춘 주축;

본체 또는 덮개 중 하나 이상의 후미에 형성된 회전구멍의 하방으로 노출되는 제1종축과, 제1종축과는 다른 축선 상에서 평행하게 배치되도록 제1종축과 연결되며 회전구멍에 회전가능하게 관통하는 제2종축과, 회전구멍의 상방으로 노출되고 제2종축과는 다른 축선 상에서 평행하게 배치되도록 제2종축과 연결되는 제3종축을 갖춘 종축;

양단이 제2주축과 제3종축에 각각 회전가능하게 연결되어서, 제2주축과 제3종축의 연동을 매개하는 링커; 및

제1종축에 고정되는 탄성 재질의 필름;

을 포함하는 꼬리치는 물고기 모습의 연출이 가능한 배 형상의 학습교재이다.

상기의 본 발명은, 학생들이 어류의 운동모습을 시각적으로 보는 것뿐만 아니라 실제로 만들어 실습해 볼 수 있고, 이를 통해 어류가 수중에서 헤엄치는 원리를 직접 이해할 수 있는 효과가 있다. 또한, 어류의 운동모습을 인공적으로 실현하기 위해 적용되는 역학적인 동작모습을 부가적으로 이해해 학습영역을 확대할 수 있는 또 다른 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 학습교재의 덮개에 스위치와 건전지함과 모터가 탑재되는 모습을 도시한 사시도이고,
도 2는 건전지함과 모터가 탑재되는 본체에 덮개가 안착되는 모습을 도시한 사시도이고,
도 3은 주축이 모터축에 고정되는 모습을 도시한 사시도이고,
도 4는 종축이 회전구멍에 고정되는 모습을 도시한 사시도이고,
도 5는 주축과 종축에 링커가 연결되는 모습을 도시한 사시도이고,
도 6은 종축에 필름이 연결되는 모습을 도시한 사시도이고,
도 7은 본 발명에 따른 학습교재의 완성모습을 도시한 사시도이고,
도 8은 본 발명에 따른 학습교재의 동작모습을 도시한 도면이고,
도 9는 본 발명에 따른 학습교재의 다른 모습을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 학습교재의 덮개에 스위치와 건전지함과 모터가 탑재되는 모습을 도시한 사시도이고, 도 2는 건전지함과 모터가 탑재되는 본체에 덮개가 안착되는 모습을 도시한 사시도인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 학습교재는 어류가 자신의 꼬리지느러미를 이용해 전진하는 원리와, 학생들이 이러한 원리를 실제로 경험해볼 수 있도록 한 것으로, 학생들의 용이한 조립을 위해 본체(50)와 덮개(10)를 분리 가능하게 형성하고, 본체(50)와 덮개(10)에 형성되는 내측에는 건전지함(30)과 모터(40)가 장착될 수 있도록 한다. 여기서, 본체(50)는 부력을 받아 수상에서 안정하게 위치할 수 있도록 하고, 건전지함(30)과 모터(40)의 수용을 위해 배 형상으로 제작된다. 또한, 덮개(10)는 상방으로 개구된 본체(50)의 상부를 덮어 감싸서, 모터(40) 및 건전지함(30)과 같은 전기기구가 배치된 본체(50) 안으로 물이 유입되는 것을 방지한다.

한편, 수상에 안착되는 학습교재를 학생들이 손쉽게 제어할 수 있도록, 모터(40)의 구동 여부를 제어하는 스위치(20)는 덮개(10)에 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 학습교재는 통상적인 직류 모터(40)가 적용될 수 있고, 이러한 직류 모터(40)의 구동을 위해 건전기함(30)에는 직류전지(미도시함)가 장착될 수 있을 것이다. 이렇게 구비된 모터(40), 건전지함(30) 및 스위치(20)는 전선을 매개로 통상적인 회로를 구성하면서 본체(50) 및 덮개(10)에 장착된다. 참고로, 상기 학습교재는 물과 관련한 것이므로, 모터(40), 건전지함(30) 및 스위치(20)와 연결되는 전선은 테이프(T) 등과 같은 절연재질의 커버로 감싸서, 누전의 위험성을 최소화하는 것이 바람직할 것이다.

참고로, 본 발명의 학습교재는 모터(40)의 안정적인 고정을 담보하기 위해 본체(50)에 고정대(51)가 형성될 수 있다. 고정대(51)는 모터(40)를 감싸면서 수상의 너울 등에 의해 학습교재에 요동이 발생하더라도 모터(40)가 현 위치를 흔들림없이 고수할 수 있도록 한다. 반면, 건전지함(30)은 덮개(10) 또는 본체(50)에 선택적으로 고정될 수 있고, 모터(40)에 일정한 전기만을 공급하면 족하므로 덮개(10) 또는 본체(50)와의 고정이 보장될 필요는 없을 것이다.

본 발명에 따른 본체(50)와 덮개(10)의 상호 고정은 본체(50) 및 덮개(10)의 가장자리를 따라 형성되는 플랜지(13, 53)의 접합으로 이루어진다. 플랜지(13, 53)의 상호 접합은 통상적인 접착제는 물론, 클립, 클램프, 집게, 핀 등과 같은 공지,공용의 통상적인 체결수단을 통해 이루어질 것이다.

도 3은 주축이 모터축에 고정되는 모습을 도시한 사시도이고, 도 4는 종축이 회전구멍에 고정되는 모습을 도시한 사시도인 바, 이를 참조해 설명한다.

모터(40)의 모터축(41)은 상방으로 입설되어서 덮개(10)의 구멍(11)과 일직선상에 배치되고, 주축(60)은 상기 구멍(11)을 관통해 모터축(41)에 고정된다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 주축(60)은 모터축(41)에 고정되는 제1주축(61)과, 구멍(11)을 관통해 상방으로 노출되는 제2주축(62)이 서로 다른 축선 상에서 평행하게 배치 형성된 것으로, 모터축(41)의 회전으로 제1주축(61)이 회전하면, 제2주축(62)은 제1주축(61)을 중심으로 그 간격만큼의 반지름을 갖는 원형으로 회전하게 된다.

한편, 덮개(10) 또는 몸체(50) 중 선택된 하나 이상의 후미에 형성되는 회전구멍(12, 52)에는 주축(60)에 상응하는 종축(70)이 회전가능하게 끼워져 고정된다.

종축(70)은 도시한 바와 같이, 회전구멍(12, 52)을 관통해서 하방으로 노출되는 제1종축(71)과, 회전구멍(12, 52) 내에서 회전하는 제2종축(72)과, 회전구멍(12, 52)을 관통해 상방으로 노출되는 제3종축(73)이 서로 다른 축선 상에서 평행하게 배치 형성된 것으로, 제1,2,3종축(71, 72, 73)은 계단 형태로 이루어질 수 있을 것이다.

도 5는 주축과 종축에 링커가 연결되는 모습을 도시한 사시도이고, 도 6은 종축에 필름이 연결되는 모습을 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 학습교재의 완성모습을 도시한 사시도인 바, 이를 참조해 설명한다.

덮개(10)의 상방으로 노출된 주축(60)의 제2주축(62)과, 종축(70)의 제3종축(73)은 링커(80)를 매개로 회전가능하게 연결된다. 이를 위한 링커(80)는 바 형상을 이루고, 그 양단에는 제2주축(62)과 제3종축이 각각 연결된다.

결국, 제2주축(62)의 모터축(41)의 회전에 의해 일정한 반경으로 회전하면, 제3종축(73)은 링커(80)를 매개로 동력을 전달받아 동작하게 된다. 이에 대한 동작 설명은 아래에서 좀 더 상세히 한다. 참고로, 링커(80)와 제2주축(62) 및 제3종축(73) 간의 연결지점은 지속적인 회전운동이 일어나므로, 이로 인해 링커(80)는 지속적인 직선왕복운동이 일어난다. 따라서, 링커(80)와 제2주축(62) 및 제3종축(73) 간의 연결지점과, 링커(80)와 덮개(10) 간의 접촉지점을 최소화시켜서 그 마찰을 줄이는 것이 바람직하고, 이를 위해 이격대(63, 74; 도 3 및 도 4 참조)를 갖출 수 있다. 이격대(63, 74)는 제2주축(62) 및 제3종축(73)에 안착된 링커(80)가 덮개(10)와 이격돼 원활히 동작할 수 있도록 하고, 표면의 마찰계수가 낮은 재질로 적용해서 모터(40)의 에너지 손실을 줄일 수 있다.

참고로, 제2주축(62) 및 제3종축(73)으로 고정된 링커(80)가 이탈하지 않도록 제2주축(62) 및 제3주축(73)의 단부를 마개(F)로 덮어서 링커(80)가 걸리도록 한다.

계속해서, 본체(50)의 하방으로 노출된 제1종축(71)에는 어류의 꼬리지느러미에 대응하는 필름(90)이 고정된다. 필름(90)은 탄성을 갖는 재질로 되고, 학생들의 이해도를 높이기 위해 꼬리지느러미의 모양을 적용할 수 있을 것이다.

한편, 필름(90)과 제1종축(71)은 상호 간의 긴밀하면서도 유연한 결합을 위해 E.V.A 재질과 같이 탄성을 갖는 합성수지의 연결블록(75)을 매개로 연결될 수 있다. 즉, 제1종축(71)과 연결블록(75)은 서로 긴밀히 맞물려 연결되더라도, 제1종축(71)의 회동시 연결블록(75)이 갖는 자체 탄성에 의해 제1종축(71)의 동력을 적절히 흡수하면서 부드럽게 동작할 수 있는 것이다. 또한, 필름(90)은 연결블록(75)에서 제1종축(71)과 연결된 면의 대향하는 면에 고정되어서, 연결블록(75)의 동작을 따라 동작할 수 있다.

이상 설명한 과정에 따라 학습교재가 완성되면, 덮개(10) 및 본체(50) 표면에 장식부재(S1, S2)를 부착시켜서, 외관 이미지가 어류에 근접하도록 장식한다. 물론, 학생들은 어류의 모습을 하고 있는 학습교재를 실제로 수상에 띄운 후 스위치(20)를 조작해서, 학습교재가 어류와 같이 동작하는 모습을 지켜볼 수 있을 것이다.

도 8은 본 발명에 따른 학습교재의 동작모습을 도시한 도면인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 학습교재는 통상적인 크랭크 축 구동방식을 응용한 것으로, 모터(40)에 의해 회전하는 제2주축(62)이 링커(80)를 매개로 제3종축(73)에 전달되면서 제3종축(73)이 일정 범위 내에서 왕복 운동하도록 된 것이다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 제1주축(61)을 회전하는 제2주축(62)의 회전반경은 제2종축(72)을 중심으로 회전하는 제3종축(73)의 회전반경과 비교해 짧게 형성된다. 따라서, 제2주축(62)이 제1주축(61)을 중심으로 지속적인 회전이 이루어지더라도 제2종축(72)을 중심으로 회전하는 제3종축(73)은 원운동을 하지 않고 일정 범위내에서 호를 따라 왕복운동을 하게 된다.

한편, 도 8(a)에 도시한 바와 같이, 제2주축(62)의 회전으로 제3종축(73)이 회동하면, 그 반발력에 의해 덮개(10) 및 몸체(50)는 수상에서 그 반대방향으로 회동한다. 이러한 동작모습은 도 8(b) 상태에서도 관성에 의해 지속적으로 이루어지므로, 제2주축(62)이 도 8(a)와 동일한 위치에 있더라도 링커(80)에 의한 필름(90)의 배치모습은 도 8(c)와 같이 될 것이다.

물론, 지속적인 제2주축(62)의 회전을 통해 학습교재는 도 8(b)의 모습으로 복귀하고, 그때의 필름(90) 동작에 의한 반발력으로 덮개(10) 및 몸체(50)는 회동하게 된다. 결국, 덮개(10) 및 몸체(50)와 필름(90)은 서로 엇갈리게 회동하면서 지속적으로 각을 형성하게 되고, 이러한 모습은 어류의 운동모습과 유사해진다. 물론, 연결블록(74)과 필름(90)이 갖는 유연성과 탄성은 학습교재의 동작모습을 부드럽게 해서 실제 어류의 모습에 근접할 것이다.

이상 설명한 학습교재의 동작모습은 링커(80)를 매개로 한 주축(60)과 종축(70) 간의 다양한 연동 구조 중 하나를 제시한 것으로, 제1 내지 3종축(71, 72, 73)이 도 8에 도시한 바와 같이 동일한 횡축선 상에 위치하지 않고, 도 9(본 발명에 따른 학습교재의 다른 모습을 도시한 도면)와 같이 다른 횡축선 상에 위치하면서 제2주축(62)의 회전에 의한 필름(90)의 회동이 이루어지도록 할 수도 있다.

10; 덮개 20; 스위치 30; 건전지함
40; 모터 50; 본체 60; 주축
70; 종축 80; 링커 90; 필름

Claims (2)

1. 모터축(41)을 회전시키는 모터(40);
   모터(40)에 전기 공급을 위한 건전지가 장착되는 건전지함(30);
   고정대(51)를 매개로 모터(40)를 고정하되 모터축(41)이 상방으로 입설되도록 하고, 건전지함(30)을 탑재하며, 부력을 받도록 배 형상으로 제작된 본체(50);
   모터(40) 및 건전지함(30)과 전선을 매개로 전기적으로 연결되어서, 모터(40)의 구동 여부를 제어하는 스위치(20);
   스위치(20)를 표면에 노출되게 배치하고 본체(50)를 덮어 고정되며, 모터축(41)과의 일직선상에 위치하는 지점이 천공돼 구멍(11)을 형성하는 덮개(10);
   모터축(41)에 고정되어 구멍(11)을 관통하는 제1주축(61)과, 제1주축(61)과는 다른 축선 상에서 평행하게 배치되도록 제1주축(61)과 연결되는 제2주축(62)을 갖춘 주축(60);
   본체(50) 또는 덮개(10) 중 하나 이상의 후미에 형성된 회전구멍(12, 52)의 하방으로 노출되는 제1종축(71)과, 제1종축(71)과는 다른 축선 상에서 평행하게 배치되도록 제1종축(71)과 연결되며 회전구멍(12, 52)에 회전가능하게 관통하는 제2종축(72)과, 회전구멍(12, 52)의 상방으로 노출되고 제2종축(72)과는 다른 축선 상에서 평행하게 배치되도록 제2종축(72)과 연결되는 제3종축(73)을 갖춘 종축(70);
   양단이 제2주축(62)과 제3종축(73)에 각각 회전가능하게 연결되어서, 제2주축(62)과 제3종축(73)의 연동을 매개하는 링커(80); 및
   제1종축(71)에 고정되는 탄성 재질의 필름(90);
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 꼬리치는 물고기 모습의 연출이 가능한 배 형상의 학습교재.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 종축(70)은 필름(90)과 제1종축(71)을 연결하는 탄성 재질의 연결블록(75)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 꼬리치는 물고기 모습의 연출이 가능한 배 형상의 학습교재.

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