KR101733724B1 - 지진체험장치 - Google Patents

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KR101733724B1
KR101733724B1 KR1020160145279A KR20160145279A KR101733724B1 KR 101733724 B1 KR101733724 B1 KR 101733724B1 KR 1020160145279 A KR1020160145279 A KR 1020160145279A KR 20160145279 A KR20160145279 A KR 20160145279A KR 101733724 B1 KR101733724 B1 KR 101733724B1
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허완규
이명수
이경숙
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주식회사 샛별교육연구
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Abstract

지진체험장치를 제공한다.
본 발명은 하부고정프레임에 고정설치되는 제1모터의 회전구동력을 전달받아 회전구동되는 제1회전부재와 일단이 편심연결되는 일정길이의 제1작동축을 갖추며, 상기 제1작동축의 타단과 상부가동프레임사이를 연결하는 제1볼조인트를 갖추어 상기 제1모터의 회전구동력에 의해서 상기 상부가동프레임을 x축방향에서 왕복운동시키는 제1작동부 ; 상기 하부고정프레임에 고정설치되는 제2모터의 회전구동력을 전달받아 회전구동되는 제2회전부재와 일단이 편심연결되는 일정길이의 제2작동축을 갖추며, 상기 제2작동축의 타단과 상기 상부가동프레임사이를 연결하는 제2볼조인트를 갖추어 상기 제2모터의 회전구동력에 의해서 상기 상부가동프레임을 y축방향에서 왕복운동시키는 제2작동부 ; 상기 하부고정프레임과 제3볼조인트를 매개로 하단이 연결되고, 상기 상부가동프레임과 제4볼조인트를 매개로 로드선단이 연결되는 작동실린더를 갖추어 상기 상부가동프레임을 z축방향에서 상하방향으로 왕복운동시키는 제3작동부 ; 를 포함하여 상기 제1모터 또는 제2모터의 구동력에 의해서 x축방향 또는 y축방향으로 왕복운동되는 상부가동프레임을 상기 작동실린더에 의해서 z축방향으로 상하 왕복이동시켜 상기 상부가동프레임에 올려진 체험실을 입체적으로 진동시킬 수 있다.

Description

지진체험장치{An earthquake experience apparatus}
본 발명은 지진 발생 상황을 체험할 수 있는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세히는 지진발생시 지진강도에 맞추어 다양한 형태의 실질적인 지진 발생상황을 복합적이면서 현실적으로 재현할 수 있는 지진체험장치에 관한 것이다.
최근 들어 지진발생에 대한 관심이 높아지고 지진발생건수가 점차 늘어감에 따라, 지진발생 상황을 간접적으로 체험하고, 지진체험에 의해서 실질적인 지진발생에 대비하기 위한 체험학습교육에 대한 필요성이 점차 커지고 있다.
이에 따라, 실질적인 지진발생 상황과 비슷한 여건을 인공적으로 조성할 수 있도록 지진 발생시에 건물이 지진파에 의해서 흔들리는 것을 재현하는 지진체험장치가 다양한 형태로 개발되어 사용되고 있다.
이러한 지진체험장치를 이용하여 가상으로 지진을 체험하게 되면, 향후 더욱 잦아지게 되는 지진발생에 따른 지진의 강도를 직접적으로 체감하고, 지진발생에 대한 현장 공포를 최소화하며, 실질적인 지진에 대한 대비자세를 훈련하여 준비할 수 있는 것이다.
일반적으로 공지의 종래 지진체험장치는 일반적인 건물의 실내 공간처럼 내부공간이 꾸며진 체험실과, 상기 체험실을 지진발생시와 유사하도록 진동시키는 진동장치를 포함한다.
체험하고자 하는 사람들은 체험실에 들어간 상태에서 진동장치를 이용하여 체험실을 강제로 진동시킴으로써 지진이 일어날 때에 건물이 흔들리는 것과 동일한 상황을 재현하여 체험하게 된다.
그러나 장치구조물에 의해서 인위적으로 재현되는 지진을 실질적으로 체험하기 위해서는, 전후좌우 방향과 상하방향으로 복잡한 형태를 갖는 진동을 발생시켜야 되는데, 종래의 지진체험장치는 체험실을 단순히 좌우 방향 또는 이에 직교하는 상하 방향과 같이 일 방향으로만 진동시켜 지진체험을 하게 됨에 따라 다양한 패턴의 지진을 실질적으로 재현하기 어려운 문제점이 있었다.
(특허문헌 1) KR10-1069755 B1
(특허문헌 2) KR10-1590955 B1
특허문헌 1과 특허문헌 2에는 상하방향 및 좌우방향으로 체험실을 복합적으로 진동시켜 지진발생을 실질적으로 재현하고자 하는 지진체험장치를 개시하고 있으나 전후좌우 수평방향 및 수직방향에 대하여 전방위에 걸쳐서 진동발생을 정밀하게 연출하고, 사용자의 조합에 의해 다양한 형태의 지진 상황을 연출하는데 한계가 있었다.
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 지진발생시 지진강도에 맞추어 다양한 형태의 실질적인 지진 발생상황을 복합적이면서 현실적으로 재현할 수 있는 지진체험장치를 제공하고자 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명의 바람직한 실시예는, 건물이나 체험차량, 체험장의 실내 공간처럼 내부공간이 꾸며진 체험실을 지진발생시와 유사하도록 전후좌우 및 상하방향으로 진동시켜 지진발생을 체험하는 장치에 있어서, 바닥면에 고정설치되는 하부고정프레임 ; 상기 체험실이 올려지고 상기 하부고정프레임과 일정간격을 두고 이격배치되는 상부가동프레임 ; 상기 하부고정프레임에 고정설치되는 제1모터의 회전구동력을 전달받아 회전구동되는 제1회전부재와 일단이 편심연결되는 일정길이의 제1작동축을 갖추며, 상기 제1작동축의 타단과 상기 상부가동프레임사이를 연결하는 제1볼조인트를 갖추어 상기 제1모터의 회전구동력에 의해서 상기 상부가동프레임을 x축방향에서 왕복운동시키는 제1작동부 ; 상기 하부고정프레임에 고정설치되는 제2모터의 회전구동력을 전달받아 회전구동되는 제2회전부재와 일단이 편심연결되는 일정길이의 제2작동축을 갖추며, 상기 제2작동축의 타단과 상기 상부가동프레임사이를 연결하는 제2볼조인트를 갖추어 상기 제2모터의 회전구동력에 의해서 상기 상부가동프레임을 y축방향에서 왕복운동시키는 제2작동부 ; 상기 하부고정프레임과 제3볼조인트를 매개로 하단이 연결되고, 상기 상부가동프레임과 제4볼조인트를 매개로 로드선단이 연결되는 작동실린더를 갖추어 상기 상부가동프레임을 z축방향에서 상하방향으로 왕복운동시키는 제3작동부 ; 를 포함하여 상기 제1모터 또는 제2모터의 구동력에 의해서 x축방향 또는 y축방향으로 왕복운동되는 상부가동프레임을 상기 작동실린더에 의해서 z축방향으로 상하 왕복이동시켜 상기 상부가동프레임에 올려진 체험실을 입체적으로 진동시키는 것을 특징으로 지진 체험장치를 제공한다.
바람직하게, 상기 제1볼조인트는 상기 제1작동축의 단부에 고정설치되는 제1조인트바와, 상기 제1조인트바에 구비되는 제1강구수용체의 수용홈에 회전이 자유롭도록 구속되는 제1강구회전체 및 상기 제1강구회전체를 관통하여 상기 상부가동프레임에 구비되는 제1연결브라켓과 연결되는 제1회전지지축을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 제2볼조인트는 상기 제2작동축의 단부에 고정설치되는 제2조인트바와, 상기 제2조인트바에 구비되는 제2강구수용체의 수용홈에 회전이 자유롭도록 구속되는 제2강구회전체 및 상기 제2강구회전체를 관통하여 상기 상부가동프레임에 구비되는 제2연결브라켓과 연결되는 제2회전지지축을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 제3볼조인트는 상기 작동실린더의 하단에 고정설치되는 제3강구수용체의 수용홈에 회전이 자유롭도록 구속되는 제3강구회전체와, 상기 제3강구회전체를 관통하여 상기 하부고정프레임에 구비되는 제3연결브라켓과 연결되는 제3회전지지축을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 제4볼조인트는 상기 작동실린더의 로드선단에 고정설치되는 제4강구수용체와, 상기 제4강구수용체의 수용홈에 회전이 자유롭도록 구속되는 제4강구회전체를 일체로 갖추어 상기 상부가동프레임에 고정설치되는 강구연결체를 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게, 상기 하부고정프레임과 상부가동프레임사이에는 충격방지부를 포함하고, 상기 충격방지부는 상기 상부가동프레임 또는 하부고정프레임 중 어느 하나의 프레임으로부터 나머지 프레임측으로 일정길이 연장되는 연장프레임과, 상기 연장프레임의 단부에 구비되어 위치고정된 하부고정프레임 또는 낙하되는 상부가동프레임과 접하도록 일정크기의 면적을 갖는 접촉판을 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게, 상기 충격방지부는 상기 상부가동프레임 또는 하부고정프레임 중 어느 하나의 프레임 모서리부에 배치될 수 있다.
바람직하게, 상기 제1,2회전부재의 회전위치를 감지하여 왕복작동되는 상부가동프레임의 왕복이동 위치를 확인하는 감지부를 포함하고, 상기 감지부는 상기 제1,2회전부재와 더불어 회전되는 반원단면상의 회전감지판과, 상기 회전감지판의 일측단을 감지하면서 회전수를 측정하는 센서부재를 포함할 수 있다.
삭제
상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 상부가동프레임을 제1,2모터의 회전구동력에 의해서 x축방향 또는 y축방향으로 동시에 또는 선택적으로 수평왕복이동함과 동시에 복수개의 작동실린더에 의해서 z축방향으로 상하왕복이동함으로써 체험실이 올려진 상부가동프레임을 입체적이고 복합적으로 진동하여 지진발생을 재현할 수 있기 때문에 체험실에 수용되는 사람들에게 지진발생 상항을 실제와 유사하게 체험할 수 있도록 하여 체험교육효과를 높일 수 있다.
(2) 제1,2모터의 회전구동력에 의해서 x축방향 또는 y축방향으로 동시에 또는 선택적으로 수평왕복이동되는 상부가동프레임을 복수개의 작동실린더의 선택적인 상하작동에 의해서 z축을 다양하게 가변시켜 경사진 상태에서 지진 진동을 발생시킬 수 있기 때문에, 체험실이 올려진 상부가동프레임을 더욱 입체적이고 복합적으로 진동하여 지진발생을 재현할 수 있는 한편, 다양한 지진강도에 맞추어 상부가동프레임의 진동발생을 정밀하게 제어할 수 있다.
(3) 하부고정프레임과 상부가동프레임사이에 개재되는 충격방지부에 의해서 상부가동프레임의 추락사고시 충격을 흡수함으로써 체험실에 수용된 사람의 안전사고를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지진체험장치를 도시한 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지진체험장치를 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2의 A 방향에서 바라본 측면도이다.
도 4는 도 2의 B 방향에서 바라본 측면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지진체험장치에 적용되는 충격방지부 도시한 작동상태도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지진체험장치에 적용되는 감지부의 회전감지판을 도시한 작동상태도이다.
도 7a 내지 도 7c 은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지진체험장치에 적용되는 제1 및 2 볼조인트의 작동상태도이다.
도 8a 내지 도 8d 는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지진체험장치에 적용되는 상부가동프레임의 왕복이동상태를 도시한 작동상태도이다.
도 9a 내지 도 9c 는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지진체험장치에 적용되는 제3,4볼조인트를 도시한 작동상태도이다.
도 10a 내지 도 10d 는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지진체험장치를 도시한 작동상태도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 구조 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지진체험장치(100)는 도 1 내지 도 4 에 도시한 바와 같이, 건물의 실내 공간처럼 내부공간이 꾸며진 체험실(101)을 지진발생시와 유사하도록 전후좌우 및 상하방향으로 진동시켜 지진발생을 체험할 수 있도록 하부고정프레임(110), 상부가동프레임(120) 및 제1,2,3 작동부(130a,130b,130c)를 포함할 수 있다.
상기 하부고정프레임(110)은 바닥면에 고정설치되는 대략 사각형상의 프레임구조물이며, 이러한 하부고정프레임(110)은 한쌍의 가로프레임(111)과 한쌍의 세로프레임(112)에 의해서 대략 사각틀형상로 이루어지는 외부프레임(113)과, 서로 마주하는 가로프레임 또는 세로프레임 중 어느 하나의 프레임들사이에 연결되는 한쌍의 지지프레임(114)과, 서로 마주하는 지지프레임들사이에 연결되는 연결프레임(115)으로 이루어질 수 있다.
이러한 하부고정프레임(110)에는 상기 제1,2 및 3작동부(130a,130b,130c)의 제1,2모터(131,132) 및 복수개의 작동실린더(133)가 올려져 설치될 수 있도록 복수개의 하부 고정판(119)을 각각 설치할 수 있다.
이와 더불어 상기 하부고정프레임(110)에는 상기 복수개의 작동실린더(133)에 작동유를 공급하는 유압탱크가 올려져 설치되는 판재를 갖추거나 상기 복수개의 작동실린더(133)와 각각 연결된 유압라인과 유압탱크사이에 설치되어 상기 유압라인을 통하여 공급되는 작동유의 공급흐름을 제어하는 밸브블럭이 올려져 설치되는 다른 판재를 포함할 수 있다.
상기 상부가동프레임(120)은 체험하고자 하는 사람들을 수용하도록 체험실(101)이 올려지고 상기 하부고정프레임과 일정간격을 두고 이격배치되는 프레임구조물이다.
이러한 상부가동프레임(120)은 상기 하부고정프레임과 상하 대칭구조로 이루어지는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 다른 프레임구 조물로 이루어질 수 있다.
상기 상부가동프레임(120)은 상기 제1,2작동부의 제1,2볼조인트(141,142)와 연결되는 제1,2연결브라켓(128a,128b)을 하부면에 구비하는 상부고정판(129a,129b) 을 포함할 수 있다.
상기 제1,2 및 3작동부(130a,130b,130c)는 상기 하부고정프레임(110)과 상부가동프레임(120)사이에 형성되는 공간에 배치되어 위치고정된 하부고정프레임에 대하여 체험실이 올려지는 상부가동프레임을 x축, y축 및 z축 방향으로 복합적이고 입체적으로 왕복이동시킴으로써 지진파에 의한 지진발생을 실질적으로 재현할 수 있도록 인위적인 진동을 부여하는 것이다.
상기 제1작동부(130a)는 상기 하부고정프레임(110)의 대략 중앙부에 고정설치되는 제1모터(131)를 포함하고, 상기 제1모터의 회전구동력을 전달받아 회전구동되는 제1회전부재(134)를 포함하며, 상기 제1회전부재의 회전중심으로 부터 일정간격으로 이격된 위치에 일단이 편심연결되는 일정길이의 제1작동축(135)을 포함하여 상기 상부가동프레임을 x축방향으로 왕복이동시키는 것이다.
상기 제1작동축(135)의 타단은 제1볼조인트(141)를 매개로 하여 상기 상부가동프레임(120)의 하부면에 설치되는 제1연결브라켓(128a)과 연결됨으로써 상기 제1모터(131)의 회전구동력에 의해서 제1회전부재(134)가 일방향으로 회전하게 되면, 상기 제1회전부재(134)에 일단이 편심연결된 제1작동축(135)은 크랭크 운동을 하기 때문에 회전운동을 왕복운동으로 전환하여 상기 상부가동프레임(120)은 x축 방향으로 왕복운동을 수행하게 되는 것이다.
이때, 상기 제1작동축(135)의 단부와 상기 상부가동프레임(120)사이에 개재되어 관절역할을 수행하는 제1볼조인트(141)는 상기 제1작동축의 단부에 고정설치되는 제1조인트바(141a)를 갖추고, 상기 제1조인트바(141a)에 구비되는 제1강구수용체(141b)의 수용홈에 회전이 자유롭도록 구속되는 제1강구회전체(141c)를 갖추고, 상기 제1강구회전체(141c)를 관통하여 상기 상부가동프레임의 하부에 구비되는 제1연결브라켓(128a)과 연결되는 제1회전지지축(141d)을 포함한다.
그리고 상기 제1회전부재(134)는 기어박스(131a)를 매개로 하여 상기 제1모터(131)의 구동축과 직교하도록 연결되어 동일방향으로 회전구동되는 좌우한쌍의 동력전달축(134a,134b)의 일단에 각각 구비되고, 상기 좌우한쌍의 동력전달축(134a,134b)의 각 단부에 구비된 제1회전부재(134)는 제1작동축(135)과 연결되고, 한쌍으로 구비되는 제1작동축(135)은 상기 상부가동프레임의 양측 모서리부에 구비되는 제1연결브라켓과 각각 제1볼조인트(141)를 매개로 하여 각각 연결될 수 있다.
이에 따라, 상기 상부가동프레임(120)은 상기 제1모터의 구동에 의해서 상기 좌우한쌍의 동력전달축(134b,134b)이 동일방향으로 회전하면서 그 단부에 구비된 제1회전부재(134)가 회전하게 되면, 도 7a 내지 도 8d 에 도시한 바와 같이, 상기 제1회전부재의 회전중심으로부터 벗어나 편심위치에 일단이 편심연결된 제1작동축(135)이 크랭크운동을 하기 때문에 상기 제1작동축의 타단과 제1볼조인트(141)를 매개로 연결된 상부가동프레임은 x축 방향으로 왕복이동하게 된다.
그리고 상기 제1모터에 의해서 상기 상부가동프레임(120)이 x축방향으로 왕복이동을 수행하는 동안, 상기 제2모터(132)에 의한 y축방향으로의 왕복이동 및 상기 복수개의 작동실린더(133)에 의한 z축방향으로의 수직왕복이동이 병행하여도 관절부 역할을 수행하는 제1볼조인트(141)에 의해서 상기 상부가동프레임은 x축방향, y축방향 및 z축방향 왕복이동을 동시에 수행하게 되면서 상기 상부가동프레임의 상부면에 올려지는 체험실을 복합적으로 진동시킬 수 있는 것이다.
또한, 상기 제2작동부(130b)는 상기 하부고정프레임(110)의 대략 중앙부에 고정설치되는 제1모터(131)과 인접하여 배치되는 제2모터(132)를 포함하고, 상기 제2모터(132)의 회전구동력을 전달받아 회전구동되는 제2회전부재(136)를 포함하며, 상기 제2회전부재의 회전중심으로 부터 일정간격으로 이격된 위치에 일단이 편심연결되는 일정길이의 제2작동축(137)을 포함하여 상기 상부가동프레임을 y축방향으로 왕복이동시키는 것이다.
상기 제2작동축(137)의 타단은 제1작동부와 마찬가지로 제2볼조인트(142)를 매개로 하여 상기 상부가동프레임(120)의 하부면에 설치되는 제2연결브라켓(128b)과 연결됨으로써 상기 제2모터(132)의 회전구동력에 의해서 제2회전부재(136)가 일방향으로 회전하게 되면, 상기 제2회전부재(136)에 일단이 편심연결된 제2작동축(137)은 크랭크 운동을 하기 때문에 회전운동을 왕복운동으로 전환하여 상기 상부가동프레임(120)은 y축 방향으로 왕복이동을 수행하게 되는 것이다.
이때, 상기 제2작동축(137)의 단부와 상기 상부가동프레임(120)사이에 개재되어 제1볼조인트와 마찬가지로 관절역할을 수행하는 제2볼조인트(142)는 상기 제2작동축의 단부에 고정설치되는 제2조인트바(142a)를 갖추고, 상기 제2조인트바(142a)에 구비되는 제2강구수용체(142b)의 수용홈에 회전이 자유롭도록 구속되는 제2강구회전체(142c)를 갖추고, 상기 제2강구회전체(142c)를 관통하여 상기 상부가동프레임의 하부에 구비되는 제2연결브라켓(128b)과 연결되는 제2회전지지축(142d)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 제2회전부재(136)는 제2모터의 구동축과 기어박스(132a)를 매개로 연결되어 상기 제1작동축과 직교하도록 배치되는 제2작동축과 연결되는 것으로 도시하고 설명하였지만 상기 제2모터의 구동축과 직접연결되어 상기 제2작동축과 연결될 수 있다.
이에 따라, 상기 상부가동프레임(120)은 상기 제2모터의 구동에 의해서 제2회전부재(136)가 회전하게 되면, 상기 제2회전부재의 회전중심으로부터 벗어나 편심위치에 일단이 편심연결된 제2작동축(137)이 크랭크운동을 하기 때문에 상기 제2작동축의 타단과 제2볼조인트를 매개로 연결된 상부가동프레임은 y축방향으로 왕복이동하게 된다.
그리고 상기 제2모터(132)에 의해서 상기 상부가동프레임(120)이 y축 방향으로 왕복이동을 수행하는 동안, 상기 제1모터(131)에 의한 x축방향으로의 왕복이동 및 상기 복수개의 작동실린더(133)에 의한 z축방향으로의 수직왕복이동이 병행하여도 관절부 역할을 수행하는 제2볼조인트(142)에 의해서 상기 상부가동프레임은 x축방향, y축방향 및 z축방향 왕복이동을 동시에 수행하게 되면서 상기 상부가동프레임의 상부면에 올려지는 체험실을 복합적으로 진동시킬 수 있는 것이다.
한편, 상기 하부고정프레임(110)과 상부가동프레임(120)사이에는 도 5에 도시한 바와 같이, 위치고정된 하부고정프레임에 대하여 복합적이고 입체적으로 왕복이동되면서 진동하게 되는 상부가동프레임과 연결되는 구성부품의 파손에 기인하는 갑작스러운 낙하시 충돌에 의한 충격을 흡수하면서 상기 제1,2 및 작동부의 손상을 방지할 수 있도록 충격방지부(150)를 포함할 수 있다.
이러한 충격방지부(150)는 상기 상부가동프레임(120)으로부터 상기 하부고정프레임측으로 일정길이 연장되는 연장프레임(151)을 갖추고, 상기 하부고정프레임(110)과 일정간격으로 이격되는 연장프레임의 단부에 구비되는 접촉판(152)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 접촉판(152)은 x축 또는 y축 방향으로 왕복이동되는 상부가동프레임의 이동범위내에서 낙하시 위치고정된 하부고정프레임의 상부면과 항상 간섭되어 접촉할 수 있도록 일정크기의 면적을 갖는 금속판재로 이루어지는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 연장프레임(151)은 상기 상부가동프레임(120)의 각 모서리부로부터 일정길이 하향연장되어 상부가동프레임(120)의 낙하시 위치고정된 하부고정프레임(110)의 상부면에 상기 접촉판(152)이 간섭되어 접촉되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 하부고정프레임(110)으로부터 일정길이 상향연장되는 연장프레임의 단부에 접촉판을 갖추어 상부가동프레임의 낙하시 낙하되는 상부가동프레임의 하부면에 간섭되어 접촉될 수도 있다.
이러한 충격방지부(150)는 상기 하부고정프레임 또는 상부가동프레임의 각 모서리부에 배치되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 제1,2회전부재(134,136)의 회전위치를 감지하여 왕복작동되는 상부가동프레임(120)의 왕복이동 위치를 확인하는 감지부(160)를 포함하는바, 이러한 감지부(160)는 대략 반원단면상으로 이루어져 제1,2회전부재와 더불어 회전되는 회전감지판(161)을 포함하고, 상기 회전감지판의 일측단를 감지하여 상기 제1,2회전부재의 회전위치를 감지하여 왕복작동되는 상부가동프레임의 왕복이동 위치를 확인함과 동시에 상기 회전감지판(161)의 회전수를 측정하는 센서부재(162)를 포함할 수 있다.
이러한 센서부재(162)는 후술하는 제어부와 전기적으로 연결되어 상부가동프레임의 이동위치를 확인할 수 있으며, 이를 기초로 하여 상기 제1,2모터의 회전구동에 의한 상부가동프레임의 수평방향 왕복이동 폭을 제어하고, 상기 상부가동프레임의 수평방향 왕복이동을 상기 작동실린더의 상하작동에 의한 상부가동프레임의 상하방향 왕복이동과 더불어 연동하여 복합적으로 제어할 수 있는 것이다.
상기 제3작동부(130c)는 상기 하부고정프레임과 하단이 제3볼조인트(143)를 매개로 하여 연결되고, 상기 상부가동프레임과 로드선단이 제4볼조인트(144)를 매개로 하여 연결되는 복수개의 작동실린더(133)를 포함하여 상기 복수개의 작동실린더의 작동에 의해서 상기 상부가동프레임(120)을 z축방향에서 상하방향으로 왕복이동시키는 것이다.
상기 복수개의 작동실린더(133)의 하단은 제3볼조인트(143)를 매개로 하여 상기 하부고정프레임(110)의 하부고정판(119)에 설치되는 제3연결브라켓(128c)과 연결되고, 상기 복수개의 작동실린더의 로드선단(133a)은 상기 상부가동프레임의 상부고정판에 구비되는 제4볼조인트(144)를 매개로 하여 연결됨으로써, 상기 작동실린더의 로드선단(133a)이 상하작동하게 되면, 상기 상부가동프레임(120)은 z축 방향으로 왕복운동을 수행하게 되는 것이다.
이때, 상기 하부고정프레임과 작동실린더의 하단사이에 연결되어 상기 제1,2볼조인트와 마찬가지로 관절역할을 수행하는 제3볼조인트(143)는 상기 작동실린더의 하단에 고정설치되는 제3강구수용체(143b)의 수용홈에 회전이 자유롭도록 구속되는 제3강구회전체(143c)를 갖추고, 상기 제3강구회전체(143c)를 관통하여 상기 하부고정프레임의 상부고정판에 구비되는 제3연결브라켓(128c)과 연결되는 제3회전지지축(143d)을 포함한다.
또한, 상기 상부가동프레임(120)과 작동실린더(133)의 로드선단(133a)사이에 연결되어 상기 제1,2볼조인트(141,142)와 마찬가지로 관절역할을 수행하는 제4볼조인트(144)는 상기 작동실린더의 로드선단에 고정설치되는 제4강구수용체(144b)를 갖추고, 상기 제4강구수용체의 수용홈에 회전이 자유롭도록 구속되는 제4강구회전체(144c)를 일체로 갖추어 상기 상부가동프레임의 상부고정판(129c)에 고정설치되는 강구연결체(144d)를 포함할 수 있다.
이에 따라, 상기 체험실이 올려지는 상부가동프레임(120)은 상기 작동실린더에 의해서 로드선단이 상하작동하게 되면, 상기 상부가동프레임(120)은 위치고정된 하부고정프레임에 대하여 z축방향으로 상하 왕복이동하게 된다.
그리고 상기 작동실린더(133)에 의해서 상기 상부가동프레임(120)이 z축방향으로 상하왕복이동을 수행하는 동안, 상기 제1,2모터(131,132)에 의한 x축 또는 y축방향으로의 왕복이동이 병행하여도 관절부 역할을 수행하는 제3,4볼조인트(143,144)에 의해서 상기 상부가동프레임(120)은 x축방향, y축방향 및 z축방향 왕복이동을 동시에 수행하게 되면서 상기 상부가동프레임의 상부면에 올려지는 체험실을 복합적으로 진동시킬 수 있는 것이다.
한편, 상기 제1작동부(130a)에 구비되는 한쌍의 제1작동축(135)과 연결되는 한쌍의 제1볼조인트(141)는 상기 상부가동프레임(120)의 y축방향 일측 프레임의 양측에 형성되는 모서리부에 각각 배치되어 연결되고, 상기 제2작동부에 구비되는 제2작동축(137)과 연결되는 제2볼조인트(142)는 한쌍의 제1볼조인트 중 어느 하나와 대응하여 상기 상부가동프레임의 x축방향 일측 프레임의 길이중간에 배치되어 연결되고, 상기 제3,4볼조인트(143,144)는 상기 한쌍의 제1볼조인트와 마주하여 대응배치되도록 상기 상부가동프레임(120)의 y축방향 타측 프레임의 양측에 형성되는 모서리부에 각각 한쌍으로 배치되고, 상기 한쌍의 제1볼조인트사이에 해당하는 y축방향 일측 프레임의 길이중간에 배치되어 3개의 작동실린더와 연결될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1,2모터(131,132)의 회전구동력에 의해서 제1,2작동축(135,137)이 동시에 또는 선택적으로 크랭크 작동되면서 상기 상부가동프레임(120)을 x축 방향 또는 y축방향으로 동시에 또는 선택적으로 왕복이동시키면, 상기 상부가동프레임은 그 상부에 올려지는 체험실을 수평방향으로 왕복이동시켜 지진발생을 재현하도록 진동발생을 유발하게 된다.
또한, 상기 하부고정프레임(110)과 상부가동프레임(120)사이에 배치된 복수개의 작동실린더(133)가 상하작동하게 되면, 상기 제1,2모터의 회전구동력에 의해서 x축방향 또는 y축방향으로 동시에 또는 선택적으로 왕복이동되는 상부가동프레임은 체험실과 더불어 높이방향으로 상하왕복이동되기 때문에 x축방향, y축방향 및 z축방향으로 흔들리면서 가상의 지진발생을 복합적으로 재현할 수 있는 것이다.
그리고 복수개의 작동실린더(133)중 한쌍의 작동실린더는 상승작동시키고, 나머지 작동실린더는 하강작동시키면, 상기 상부가동프레임과 더불어 체험실을 경사지게 위치시킴과 동시에 경사도를 가변시킬 수 있기 때문에 x축방향, y축방향 및 z축방향으로 흔들리면서 지진발생을 더욱 복합적으로 재현할 수 있고, 이로 인하여 지진체험을 실제상황과 유사하게 재현할 수 있는 것이다.
이러한 상부가동프레임(120)의 입체적인 진동발생은 상기 제1,2,3 및 4볼조인트에 구비되는 제1,2,3 및 4강구수용체에 자유로운 회전이 가능하도록 수용된 제1,2,3 및 4강구회전체과 더불어 제1,2 및 3연결브라켓과 회전가능하게 조립되는 제1,2 및 3회전지지축에 의해서 이루어질 수 있다.
그리고 상기 제1,2모터 및 상기 작동실린더와 전기적으로 연결되는 제어부에 의해서 상기 제1,2모터의 회전속도 및 회전수를 제어하고, 상기 작동실린더의 상하작동을 제어함으로써, 상기 체험실이 올려지는 상부가동프레임의 입체적인 진동발생을 제어할 수 있다.
이때, 상기 상부가동프레임의 왕복이동 세기는 상기 제1,2모터의 회전속도를 높이거나 낮추어 조절하고, 상기 상부가동프레임의 왕복이동폭은 상기 제1,2모터에서 회전되는 제1,2회전부재의 회전위치를 감지하여 제어하는 한편 상기 상부가동프레임의 상하높이는 상기 작동실린더에서 상하왕복작동되는 로드선단의 위치를 제어하는 것에 의해서 조절할 수 있다.
그리고 상기 제어부는 상기 제1,2모터의 회전구동과 상기 작동실린더의 상하작동을 동시에 또는 선택적으로 제어함으로써 상기 상부가동프레임의 왕복이동 및 상하이동과 더불어 복합적이고 입체적인 진동발생을 다양한 지진강도에 맞추어 재현할 수 있는 것이다.
또한, 상기 제1,2회전부재에 일단이 편심연결되어 제1,2모터의 회전운동을 왕복운동으로 전환하는 제1,2작동축(135,137)은 전체길이의 가변이 곤란한 단일한 축부재로 이루어지는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 위치고정된 하부고정프레임에 대하여 상부가동프레임사이의 간격을 늘리거나 좁히게 되는 경우, 길이방향으로 연장되거나 축소될 수 있도록 상기 제1,2회전부재와 일단이 연결되는 제1축부재와, 상기 제1,2볼조인트와 타단이 연결되는 제2축부재를 포함하고, 서로 마주하는 제1,2축부재중 어느 하나의 축부재의 타단에 형성되는 암나사공과 나머지 축부재의 타단에 형성된 수나사부이 나사결합되어 작동축의 전체길이를 길게 연장하거나 줄일 수 있도록 이루어질 수 있다.
이때, 상기 제1,2작동축이 길이가변이 가능한 제1,2축부재로 이루어지는 경우, 상기 작동실린더의 로드선단은 제1,2작동축의 길이변화에 맞추어 상하이동 길이를 조절할 수 있다.
한편, 상기 체험실(101)은 일반인 또는 학생 등과 같은 체험자가 외부에서 내부로 진입되는 적어도 하나의 입구 및 지진체험 후 외부로 진출되는 적어도 하나의 출구를 포함하여 체험자가 수용되는 일정크기의 내부공간을 갖는 대략 육면체상의 박스구조물로 이루어질 수 있다.
이러한 체험실의 일측면은 외부에서 내부상황을 육안으로 확인할 수 있도록 전면개방할 수 있으며, 상기 체험실의 내부공간에는 가정의 거실이나 주방구조와 유사하거나 사무실 내부공간과 유사하도록 책상, 의자, 소파, 식탁 및 침대 등과 같은 가구와 더불어 텔레비젼, 냉장고와 같은 가전제품이 실질적으로 구비되어 꾸며짐으로써 체험실에서 재현되는 지진발생에 의해서 건물 내부 및 외부에서 일어날 수 있는 상황을 모두 체험할 수 있는 것이다.
이러한 체험실의 내부에는 재현되는 지진발생 및 지진강도에 맞추어 효과음을 발생시키는 음향부를 포함하고, 체험실의 일측 벽면이나 스크린에서 건물 외부에서 발생하는 지진발생 상황을 동영상이나 화면으로 표현하는 디스플레이부를 포함할 수 있는 한편, 상기 체험실의 일측벽면에는 발생되는 지진의 강도에 맞추어 벽면이 갈라지는 것을 가상으로 재현하는 벽체부를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 체험실의 내부공간에는 지진체험 후 심페 소생 체험과 같은 안전교육을 수행할 수 있는 교육공간을 구비하거나 각종 재난안전사고 발생시 붕괴상황에 경험적으로 침착하게 대처할 수 있도록 외부로부터 빛이 들어오지 않아 암흑상태를 조성하는 암흑체험실을 구비할 수 있다.
이에 따라, 상기 체험실의 교육공간에는 심폐 소생 교육(CPR)을 통해 체험자가 체험하면서 교육을 받을 수 있도록 체험자가 누울 수 있는 공간을 제공하는 절첩식 심폐 소생 체험대를 구비하고, 체험자들의 심폐 소생 체험 교육이 가능하도록 교육용 심폐 소생기를 구비하는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
110 : 하부고정프레임
120 : 상부고정프레임
130a : 제1작동부
130b : 제2작동부
130c : 제3작동부
131 : 제1모터
132 : 제2모터
133 : 작동실린더
134 : 제1회전부재
135 : 제1작동축
136 : 제2회전부재
137 : 제2작동축
141 : 제1볼조인트
142 : 제2볼조인트
143 : 제3볼조인트
144 : 제4볼조인트
150 : 충격방지부
160 : 감지부

Claims (9)

  1. 건물이나 체험차량, 체험장의 실내공간처럼 내부공간이 꾸며진 체험실을 지진발생시와 유사하도록 전후좌우 및 상하방향으로 진동시켜 지진발생을 체험하는 장치에 있어서,
    바닥면에 고정설치되는 하부고정프레임 ;
    상기 체험실이 올려지고 상기 하부고정프레임과 일정간격을 두고 이격배치되는 상부가동프레임 ;
    상기 하부고정프레임에 고정설치되는 제1모터의 구동축과 직교하도록 일단이 연결되어 동일방향으로 회전구동되는 좌우한쌍의 동력전달축을 갖추고, 상기 좌우한쌍의 동력전달축의 각 타단에 구비되는 제1회전부재와 일단이 편심연결되는 일정길이의 제1작동축을 갖추며, 상기 제1작동축의 타단과 상기 상부가동프레임사이를 연결하는 제1볼조인트를 갖추어 상기 제1모터의 회전구동력에 의해서 상기 상부가동프레임을 x축방향에서 왕복운동시키는 제1작동부 ;
    상기 하부고정프레임에 고정설치되는 제2모터의 회전구동력을 전달받아 회전구동되는 제2회전부재와 일단이 편심연결되는 일정길이의 제2작동축을 갖추며, 상기 제2작동축의 타단과 상기 상부가동프레임사이를 연결하는 제2볼조인트를 갖추어 상기 제2모터의 회전구동력에 의해서 상기 상부가동프레임을 y축방향에서 왕복운동시키는 제2작동부 ;
    상기 하부고정프레임과 제3볼조인트를 매개로 하단이 연결되고, 상기 상부가동프레임과 제4볼조인트를 매개로 로드선단이 연결되는 작동실린더를 갖추어 상기 상부가동프레임을 z축방향에서 상하방향으로 왕복운동시키는 제3작동부 ; 를 포함하여
    상기 제1볼조인트는 상기 제1작동축의 단부에 고정설치되는 제1조인트바와, 상기 제1조인트바에 구비되는 제1강구수용체의 수용홈에 회전이 자유롭도록 구속되는 제1강구회전체 및 상기 제1강구회전체를 관통하여 상기 상부가동프레임에 구비되는 제1연결브라켓과 연결되는 제1회전지지축을 포함하고,
    상기 제2볼조인트는 상기 제2작동축의 단부에 고정설치되는 제2조인트바와, 상기 제2조인트바에 구비되는 제2강구수용체의 수용홈에 회전이 자유롭도록 구속되는 제2강구회전체 및 상기 제2강구회전체를 관통하여 상기 상부가동프레임에 구비되는 제2연결브라켓과 연결되는 제2회전지지축을 포함하며,
    상기 제3볼조인트는 상기 작동실린더의 하단에 고정설치되는 제3강구수용체의 수용홈에 회전이 자유롭도록 구속되는 제3강구회전체와, 상기 제3강구회전체를 관통하여 상기 하부고정프레임에 구비되는 제3연결브라켓과 연결되는 제3회전지지축을 포함하며,
    상기 제4볼조인트는 상기 작동실린더의 로드선단에 고정설치되는 제4강구수용체와, 상기 제4강구수용체의 수용홈에 회전이 자유롭도록 구속되는 제4강구회전체를 일체로 갖추어 상기 상부가동프레임에 고정설치되는 강구연결체를 포함하며,
    상기 하부고정프레임과 상부가동프레임사이에는 충격방지부를 포함하고,
    상기 충격방지부는 상기 상부가동프레임 또는 하부고정프레임 중 어느 하나의 프레임으로부터 나머지 프레임측으로 일정길이 연장되는 연장프레임과, 상기 연장프레임의 단부에 구비되어 위치고정된 하부고정프레임 또는 낙하되는 상부가동프레임과 x축 또는 y축 방향으로 왕복이동되는 상부가동프레임의 이동범위내에서 접하도록 일정크기의 면적을 갖는 접촉판을 포함하며,
    상기 제1모터 또는 제2모터의 구동력에 의해서 x축방향 또는 y축방향으로 왕복운동되는 상부가동프레임을 상기 작동실린더에 의해서 z축방향으로 상하 왕복이동시켜 상기 상부가동프레임에 올려진 체험실을 입체적으로 진동시키는 것을 특징으로 지진 체험장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 충격방지부는 상기 상부가동프레임 또는 하부고정프레임 중 어느 하나의 프레임 모서리부에 배치되는 것을 특징으로 하는 지진체험장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1,2회전부재의 회전위치를 감지하여 왕복작동되는 상부가동프레임의 왕복이동 위치를 확인하는 감지부를 포함하고,
    상기 감지부는 상기 제1,2회전부재와 더불어 회전되는 반원단면상의 회전감지판과, 상기 회전감지판의 일측단을 감지하면서 회전수를 측정하는 센서부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 지진체험장치.
  9. 삭제
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