사람 또는/및 동물을 위한 운동기구{AN EXERCISER FOR HUMANS AND/OR ANIMALS}
본 발명은 사람 또는/및 동물을 위한 운동기구에 관한 것이다. 본 발명은 특히 말, 예를 들어 경주마를 위한 운동기구(이하, 말 운동기구라 칭한다)에 관한 것이나 이에 한정되는 것은 아니나, 편의상 이하에서는 본 실시예에 관련된 발명을 설명하기로 한다. 본 발명의 주된 용도는 말을 훈육시키거나 속보, 구보, 질주를 가르치고, 또한 일정 속도로 지속하는 운동을 말에게 시키는데 있다. 하지만, 명백히 다양한 응용예가 가능하다는 점은 명확하다. 예를 들어, 동일하게 개, 예를 들어 경주용 그레이하운드(greyhounds)를 훈련시킬 수 있다. 또한 본 발명은 운동선수에 사용될 수 있으며, 이를 제외하는 것은 아니다.
역사적으로 사람은 말에게 명령을 하여 속보, 구보, 질주를 가르쳐왔으며, 일정 길이의 로프나 밧줄(tether), 일종의 채찍을 이용하여 왔다. 로프의 길이만큼으로 결정되는 반지름만큼 조련사의 주위를 원을 그리면서 말을 이동시켜 훈련시켰다. 하지만, 이러한 방법은 매우 고되고, 한 사람이 한번에 한 마리의 말을 훈련시킬 수 밖에 없는 제한이 있었다. 속보, 구보, 질주를 가르치는 기본적인 말 운동기구는 이미 알려져 있다. 이러한 기구의 장점은 조련사의 적은 노동 강도가 요구되고 한번에 한 마리 이상의 말을 조련시킬 수 있다는데 있다. 운동기구는 정해진 경로 주위로 말을 인도한다. 전형적으로 알려진 말 운동기구는 지면에 장착되는 베이스를 구비하며, 베이스는 그 위에 장착되어 회전할 수 있는 턴테이블(turntable)을 구비한다. 운동기구는 턴테이블에 장착된 복수개의 암을 구비하며, 상기 암은 일정한 간격을 가지고 반지름 방향으로 외측으로 연장되어 있다. 암은 회전하면서 원 형상을 그리면서 일정 공간을 경유한다. 또한 운동기구는 원형 트랙(track)상에 말을 측면방향으로 감금하기 위한 내측 및 외측 레이스(race)를 포함하고 있다. 또한, 운동기구는 인접 암의 각 쌍 사이에 말 구획을 형성하기 위하여 암으로부터 달려있는 디바이더(divider)를 더 포함하고 있다. 그러나, 일반적인 방식의 알려진 말 운동기구는 원격지에 세우기가 어려운 문제가 있다. 또한, 기구 및 장비가 예를 들어 용접 장비 등이 필요하게 되므로, 원격지에 운동기구를 조립하는 것이 매우 비싸게 되는 문제가 있다. 이러한 문제로 인하여 특정 농장에 설치된 운동기구를 원격 농장으로 옮기는 것이 제한을 받는다. 따라서, 운동기구를 보다 간단하게 만들고, 또한/그리고 그 끝단을 쉽게 조립할 수 있도록 하는 방법은 장점이 될 것이다. 이것은 원격지에 운동기구를 운반하는 비용을 감소시킬 수 있다. 또한, 다른 장소에 운동기구를 조립하는 비용을 줄일 수 있다. 이상적이게는 운동기구를 용접 장비나 용접에 대한 전문지식이 없거나 다른 전문가의 도움이 실질적으로 없어도 원격지에 조립하는 것이다. 또한, 이상적이게는 승강장비의 도움이 없이도 두 사람에 의하여 조립되는 것이다. 또한, 운동기구의 구조가 보다 쉽게 제조할 수 있도록 향상되는 장점이 있을 것이다. 예를 들어, 구동 전달이 단순하다면 장점이 될 것이다.
따라서, 본 발명의 일관점에 따르면, 사람 또는 동물에 의해 사용되는 운동기구가 제공되며, 운동기구는 지지면상에 장착된 베이스; 구동수단; 상기 베이스에 회전 가능하게 장착된 턴 테이블(turn table); 상기 턴 테이블과 상기 구동수단에 체인이나 벨트 구동 없이 구동가능하게 연동되는 구동 전달 수단; 상기 턴 테이블에 장착되되, 방사 외측방향으로 연장되어 상기 턴테이블의 주위에 원 방향으로 각각 일정 간격 배치되며, 각각은 외측단을 구비한 복수개의 암; 각각이 결합된 암에 장착되는 복수의 암 연장부; 를 포함한다. 각각의 상기 암 연장부는 내측단 및 외측단을 구비하며, 내측단의 연장부는 상기 암의 외측단에 장착된다. 상기 구동 전달 수단은 구동 샤프트를 구비하며, 상기 구동 샤프트는 상기 턴테이블과 직접 구동 기어박스를 구동 가능하게 결합한다. 기어박스는 입력으로는 상기 구동수단과 연동되고, 출력으로는 상기 턴테이블을 구동시키도록 연결된다. 상기 직접 구동 기어박스는 중공이 있는 출력 샤프트 및 상기 중공 내부에 수용된 구동 샤프트를 구비한다. 이것은 구동이 기어박스로부터 상기 구동 샤프트로 키(key) 결합되어 직접 전달된다. 모터의 출력 샤프트로부터 구동되는 변형 형태는 구동샤프트로 체인이나 스프라켓(sprochet), 또는 벨트나 풀리로 전달되는 것이다. 이것은 직접 구동 기어박스를 대신하여 사용될 수 있다. 특정 방법에 의하여 본 발명이 한정되지는 않으며, 몇 가지 방법으로 실시될 수 있음은 중요하다. 상기 구동수단은 전기 모터, 예를 들어 상기 베이스에 장착된다, 및 사용자 인터페이스(user interface)를 통한 명령에 의하여 상기 전기모터의 속도를 변화시키는 수단을 구비한 구동 수단을 포함한다. 상기 사용자 인터페이스는 상기 암 및 암 연장부 외부에 장착된 제어박스 및 전위차계를 구비하여 상기 모터의 속도를 변화시키는 상기 수단을 포함한다. 상기 모터의 속도는 250 rpm 에서 1600 rpm 까지의 속도로 조절되고 상기 기어박스는 턴 테이블의 회전 속도가 0.833 내지 5.33 rpm 사이로 되도록 조절된다. 상기 베이스는 수직 지지를 포함하며, 상기 수직 지지는 상기 구동 샤프트 및 턴 테이블을 수직 방향으로 지지한다. 상기 수직 지지는 턴테이블의 무게 및 상기 수직 지지 상에 장착된 구성요소의 수직 위치에 상기 턴 테이블 및 구성 요소가 상기 수직 지지에 대해 회전되도록 장착된다. 상기 수직 지지는 둘레방향으로 상기 구동 샤프트와 테이퍼 베어링을 둘러싸는 실린더 몸체를 포함하며, 상기 테이퍼 베어링은 상기 실린더 몸체와 상기 몸체의 상부 및 저부에 각각 위치한 상기 구동 샤프트 사이에 위치한다. 상기 수직 지지는 상기 실린더 몸체를 밀봉하는 상기 실린더 몸체의 각단을 향해 상기 구동 샤프트에 장착되는 봉인을 포함하며, 또한 상부 베어링 밑의 봉인을 포함한다. 상기 지지는 상기 베어링을 윤활하기 위해 상기 몸체에 투입되는 그리스 같은 윤활제를 더 포함한다. 상기 수직 지지는 외측으로 이격되어 실린더 몸체를 둘러싸는 실린더 몸체 지지를 또한 구비한다. 상기 실린더 몸체 및 몸체 지지는 예를 들어 최소 상기 배럴의 일단에 위치하는 배럴 장착 플레이트나 플랜지에 의해 상호간 굳건히 장착된다. 바람직하게는 상기 몸체 지지상에서 상기 몸체가 장착되는 실린더 바디의 각 단에 위치한 장착 플레이트가 있는 것이 좋다. 몸체 지지는 사각형 베이스이며, 각 장착 플레이트는 스퀘어 대 라운드 플렌지(square to round flange)로 구성될 수 있다. 몸체 지지는 회전 구동 샤프트로부터 이격되며, 용접 등의 방법에 의하여 베이스의 다른 부분에 장착된다. 실린더 몸체는 배럴 및 배럴 몸체는 배럴 지지에 의해 지지된다. 상기 베이스는 그라운드에 장착하기 위하여 지지프레임에 있는 그라운드를 포함한다. 상기 지지프레임이 있는 그라운드, 즉 직접 상기 지지 밑에, 구동 수단이 장착된다. 상기 베이스는 수직 위치에서 상기 수직 지지를 지지하는 지지프레임에 있는 면으로부터 연장된 상측 연장 지지 프레임을 구비한다. 상기 상측 연장 지지 프레임은 상기 베이스 프레임으로부터 상기 수직 지지로 연장되어 적어도 2개의 대향변이 상기 몸체를 수직 방향으로 지지하는 지지 버팀대를 구비한다. 구동 샤프트는 턴 테이블 연동단 및 기어박스 연동단을 구비한다. 구동 샤프트는 턴테이블 단에 위치한 플랜지를 포함하며, 이는 구동 샤프트를 턴테이블에 구동가능하게 연결한다. 플랜지는 원형으로서, 복수개의 볼트 구멍을 구비한다. 볼트 구멍은 동일한 반지름을 가지면서 플랜지의 센터 주위로 연장되고, 볼트 구멍은 대략 서로 동일 거리 이격되어 있다. 플렌지는 턴 테이블 위치 구성을 포함하며, 이는 구동 샤프트의 플렌지 상에 턴 테이블을 정확히 위치시키기 위함이다. 위치 구성은 마개 또는 플렌지의 잔여부분 외측으로 예를 들어 플렌지의 중심 위치, 에 돌출된 돌출부를 포함한다. 구동 샤프트의 기어박스 연동단은 직접 구동 기어박스의 출력 샤프트에 구동가능하게 연동되는 구동 커플링을 구비한다. 출력단 또는 구동 샤프트의 상부단에 장착되는 턴 테이블은 수직 연장 포스트, 상기 포스트의 상부단에 위치한 상부 턴테이블 플랫폼 및 상기 포스트의 저부단에 위치한 저부 턴테이블 플랫폼을 포함한다. 저부 턴테이블 플랫폼은 원형이며, 구동 샤프트의 플렌지와 실질적으로 동일 사이즈로 구성된다. 또한, 연결 볼트를 수용하기 위한 첫번째 볼트 구멍 세트를 구비하고, 구동 샤프트의 플랜지와 상보된다. 따라서, 턴 테이블은 구동 샤프트와 키 결합되고, 구동 샤프트와 함께 이동된다. 저부 턴테이블 플랫폼은 다른 볼트 구멍 세트를 구비하고, 예를 들어, 첫번째 볼트 구멍의 방사 외측방향, 이는 턴 테이블에 암을 장착하기 위하여, 암을 통과하는 연결 볼트를 수용한다. 상기 상부 턴 테이블 플렛폼은 상호간 각방향으로 정확히 이격될 수 있도록 각 암을 정위치에 위치시키는 상부 암 위치 구성을 구비한다. 상기 상부 암 위치 구성은 상기 상부 턴 테이블 플랫폼의 둘레 주위에 일정 간격을 가지고 위치한 스페이서를 포함하며, 각 간격은 인접 스페이서 사이로 견고한 암이 위치한다. 상부 턴 테이블 플랫폼은 암을 통과하는 연결 볼트를 수용하는 볼트 구멍을 구비하며, 볼트 구멍으로는 암이 통과되고, 이를 통해 턴 테이블에 암이 장착된다. 각 암은 저부 플랫폼 및 상부 플랫폼에 장착되고, 두 개의 수직한 부착점을 제공한다. 이는 단순하지만, 효율적인 턴 테이블에 암을 장착하는 방법을 제공한다. 운동기구는 말 같은 동물이 사용한다. 운동기구는 특별히 경주마에 사용된다. 운동 기구는 복수의 디바이더를 구비하며, 각 디바이더는 결합된 암 연장부에 장착된다. 운동기구는 내측 배리어(barrier) 및 외측 배리어가 구비되어 측방향으로 디바이더에 의해 원형의 영역을 한정하게 된다. 내측 및 외측 배리어는 레이스(race) 또는 배리어(barrier) 형태이다. 그러므로, 각 말은 내측 및 외측 레이스에 의해 측방향으로 감금된다. 말은 인접 디바이더에 의해 앞 및 뒤가 감금된다. 운동기구는 또한, 액체 수용수단, 예를 들어 풀장(wading pool)을 포함하며, 물을 수용하여 암이 회전하는 밑 영역 및 그라운드 위에 놓을 수 있다. 액체 수용 수단은 개방 상부를 구비하며, 사람 또는 동물, 즉 말이 물을 통과하여 도섭(徒涉)(wade)하면서 운동기구를 원형으로 이동한다. 액체 수용 수단은 1.5미터 높이를 넘지 않으며, 물은 1.5미터 깊이 이상되지 않고 대략 1.1~1.2m, 예를 들어 1.2m 정도 되도록 한다. 기구는 물 처리 장치를 포함하며, 물을 필터링 및 정화한다. 처리의 목적은 물속의 박테리아같은 유해 성분을 줄이기 위한 것이며, 이는 수용장 물의 처리와 유사하다. 액체 수용 수단은 평면에서 보면 원형이며, 최소 외측 레이스와 같은 사이즈이다. 다른 형상으로는 정사각형이나 직사각형이 사용될 수 있다. 본 발명의 다른 관점에 따르면, 사람 또는 동물에 의해 사용되는 운동기구가 제공되며, 운동기구는 지지면상에 장착된 베이스; 상기 베이스에 회전 가능하게 장착된 턴 테이블(turn table); 상기 턴 테이블을 회전시키기 위한 구동 수단; 상기 턴 테이블에 장착되되, 방사 외측방향으로 연장되어 상기 턴테이블의 주위에 원 방향으로 각각 일정 간격 배치되는 복수개의 암; 각각이 암에 장착되고, 상기 암의 끝단과 원격으로 다른 암의 개방단 사이에서 수용되는 복수의 암 연장부; 및 케이스가 정확한 범위에 있을 경우에 상기 암 및 상기 암 연장부 상에서 상기 암 또는 상기 암 연장부를 수용하기 위한 방사위치선정수단; 을 포함한다. 각 암 연장부는 암의 개방 외측단 내부에 수용되는 크기의 직선 부재를 포함한다. 각 암 연장부는 암의 끝단 내부에 수용되므로, 암의 중공은 필요없게 된다. 각 암 연장부상의 방사 위치 선정 수단은 탭(tab)을 포함하며, 탭은 측면 외측 방향으로 부재의 직선 길이방향으로 따라 적당한 지점에 적어도 하나의 부재면으로부터 돌출된다. 바람직하게는 대향면으로부터 외측으로 돌출되는 2개의 탭이 있는 것이 좋다. 돌출부는 암의 개방 외측단 내부로 수용될 수 없는 크기이며, 이것은 암 내부에 원격으로 수용되는 암 연장부는 범위를 한정한다. 더구나, 돌출부는 뒤쪽으로 약간 기울어지며, 예를 들어 암 연장부의 자유단으로부터 멀어진다. 각 암은 수평 연장 상부 요소, 수직 요소 및 대각선 빗변 요소를 포함하며, 또한 수평 부재와 상부 요소 사이에 위치한 복수의 강화 버팀목 또는 버팀대(strut) 또는 암 연장부를 포함한다. 이들은 그 자체적 구조로서 암을 지지한다. 각 암의 상부 부재는 중공 튜브, 예를 들어 정사각형, 원형 스틸 튜브, 로 만들어지며, 암 연장부의 끝단이 통과되는 개방 외측단을 구비한다. 각 암은 턴 테이블에 암을 장착하기 위하여 수직 요소의 상부 및 바닥 각각에 위치한 장착 구성을 더 포함한다. 각 장착 구성은 보스(boss)나 평판 플레이트 형태이며, 턴 테이블의 수평면에 안착하기 위한 수직연장으로서, 볼트 구멍을 구비하고, 볼트 구멍 및 턴테이블의 대응되는 볼트 구멍에 볼트를 통과시켜 각 암이 턴테이블 상에 장착된다. 수직 요소의 상부에 위치한 플레이트는 턴 테이블의 상부 플랫폼에 장착된다. 대응되도록, 수직 요소의 바닥에 위치한 플레이트는 턴 테이블 상의 저부 플렛폼에 장착되며, 예를들어 구동 샤프트에 장착 플렌지의 부탁의 방사외측방향의 지점에 장착된다. 운동기구는 예를 들어 시트 형태의 복수의 디바이더를 더 포함하며, 인접한 암 연장부로부터 지지된다. 전형적으로, 각 암 연장부와 디바이더는 결합된다. 암 연장부는 디바이더를 지지하는 수단을 더 포함한다. 디바이더를 지지하는 수단은 최소 2개의 탭을 구비하고, 탭은 상기 방사 위치 선정 수단이 형성된 상기 탭의 외측으로 암 연장부의 길이 방향을 따라 이격된다. 이격 플레이트 또는 탭은 개방부 또는 구멍을 구비한다. 각 디바이더는 장착핀을 구비하며, 장착핀은 상부단을 향해 시트의 각면의 외측에 옆방향으로 돌출되며, 예를 들어, 지지수단이 형성된 탭의 개방부에서 수용된다. 그러므로, 디바이더는 암 연장부로부터 지지되거나 걸려있다. 디바이더 시트는 상부 메쉬부 및 하부 벨트부로 구성된다. 운동기구는 상호간 일정 거리 이격되도록 암을 유지하는 수단을 더 포함하며, 유지수단은 복수의 안정 라드를 포함한다. 각 라드는 인접 암 및/또는 암 연장부 사이에 연장되고, 암의 끝단 외측 방사방향을 향하고, 정확한 방사 위치에서 외측으로 연장되도록 턴 테이블 주위에 서로 각방향으로 위치한다. 안정 라드는 암의 방사 위치를 선정하는 중요한 역할을 하며, 구획을 동일한 크기로 구획하는 역할을 한다. 운동기구는 암의 개방단 외부로 암 연장부의 이동을 저지하는 수단을 포함한다. 인접 암 상에서 암 연장부를 지지하기 위한 수단은 상기 암 안정 라드를 포함하며, 이는 암 연장부, 예를 들어 방사 위치 선정 수단, 암 쪽으로 끌어 당겨 부착된다. 각 암 연장부는 최소안정 라드에 부착되는 안정 라드 부착 구성을 구비한다. 바람직하게는 각 암 연장부는 2개의 부착 구성을 구비한다. 하나의 상기 부착 구성은 시계방향으로 인접 암 연장부를 향해 연장되는 안정 라드이다. 다른 하나는 반시계방향으로 인접 안 연장부로 연장된다. 안정 라드 부착 구성은 암의 개방단으로 암 연장부의 이동을 제한하는 위치 수단이 형성된 암 연장부 상의 탭에 의하여 제공된다. 바람직한 형태로는 각 암 연장부 상의 2개의 상기 탭 중 하나는 각 면에 위치하며, 이들은 부착구성을 형성하여 암 연장부의 각 면으로부터 연장되는 안정 라드를 형성하는 것이 좋다. 그러므로, 암 안정 라드는 암 연장부에 위치한 존재하는 구성을 사용한다. 본 발명의 다른 관점에 따르면, 사람 또는 동물에 의해 사용되는 운동기구가 제공되며, 운동기구는 지지면상에 장착되고, 지지 프레임이 있는 면과 상기 지지 프레임 상에 장착되는 수직 지지를 구비하고, 상기 수직 지지는 배럴 지지 및 상기 배럴의 외측 방사방향으로 이격되어 상기 배럴 상에 장착되는 배럴을 포함하고, 상기 배럴을 지지하는 배럴 장착을 위한 수단을 구비하는 베이스; 상기 배럴 내부에 회전 가능하도록 수용되는 구동 샤프트; 상기 구동 샤프트 상에 회전 가능하게 장착되는 턴 테이블; 사기 구동 샤프트를 회전시키기 위한 구동 수단; 상기 턴 테이블상에 장착되고, 이로부터 외측 방사방향으로 연장되고, 각각은 상기 턴 테이블의 둘레 주위를 각방향으로 일정거리 이격된 복수의 암; 말 구획의 개수로 상기 암의 경유영역을 분할하기 위해 상기 암과 각각 결합되는 복수의 디바이더; 를 포함한다. 배럴 지지에 배럴을 장착하기 위한 수단은 하나 또는 그 이상의 배럴 끝단 쪽으로 배럴을 부착하되, 배럴의 끝단이 간섭을 일으키지는 않게 한다. 바람직하게는 부착 수단은 배럴 및 배럴 지지의 대향측 각 단부를 향하는 횡단 플레이트 또는 플랜지를 포함한다. 가장 바람직한 형태는 배럴과 배럴 지지의 끝단 사이로 연장된 정사각형 대 원형 플랜지(square to circular flange)이며, 정사각형 대 원형 플렌지가 배럴 및 배럴 지지의 저부단 사이로 연장되는 것이다. 이들 플랜지는 배럴 및 배럴 지지에 용접되고, 그 후 배럴 지지에 배럴이 장착되는데 필요한 강도 및 견고함을 제공한다. 그러므로, 베이스의 나머지부분은 배럴과 다른 무엇으로 배럴 지지에 용접하고, 서로 이격시킨다. 베이스 프레임이 배럴 지지에 용접되면, 용접 결과로 발생하는 변형을 지지하게 되고, 배럴 지지에 분배되어 배럴이 왜곡이나 변형하지 않는다. 이것은 미세한 공차를 유지하고, 배럴 내부에서 구동 샤프트의 마찰없는 회전을 하는데 중요하다. 베이스는 배럴 지지까지 연장된 암을 구비하며, 배럴 지지는 상기 암에 용접된다. 본 발명의 관점에서 기술된 운동기구는 하나 또는 그 이상의 실시예나 선택적 특징들이 본 발명의 제1 실시예의 관점에서 기술하였다. 본 발명은 기술된 본 발명의 제1, 2 실시예 관점에서 운동기구를 사용하여 말을 훈련시키는 방법에도 확장된다. 더구나, 본 발명은 기술된 본 발명의 제1, 2 실시예 관점에서 운동기구를 사용하여 제조하거나, 조립하는 방법에도 확장된다. 제조를 위해 각 암 및 암 연장부를 턴 테이블의 방사 방향에 장착하기 위하여 미세한 공차로 지그를 사용하는 것을 포함하며, 암의 외측단이 모두 같은 높이로 위치하는 것을 포함한다.
본 발명에 따른 말 운동기구는 다양한 형태로 응용 가능하다. 본 도면과 관련하여, 최소 2개의 최선의 실시예를 편의상 도시하기로 한다. 상세한 설명을 제공하는 목적은 관심있는 사람들이 실제적으로 발명을 어떻게 수행하는가를 교육시키기 위함이다. 상세한 설명의 특정 부분이 본 발명의 일반적인 광의의 사상을 제한하는 것은 아니다. 도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 말 운동기구의 삼차원 도면이다. 도 2는 도 1의 말 운동기구의 베이스, 구동 및 구동 전달을 도시한 삼차원 도면이다. 도 3은 도 1의 말 운동기구의 배럴 및 배럴 지지를 도시한 앞에서 본 단면도이다. 도 4는 도 3의 IV-IV 에 따른 배럴과 배럴 지지의 부분 단면 평면도이다. 도 5는 암이 어떻게 부착되었는지를 도시하기 위한 도 1의 말 운동기구의 턴테이블의 삼차원 도면이다. 도 6은 도 1의 말 운동기구의 개략적인 평면도로서, 암, 암 연장부 및 턴테이블을 간략화를 위해 일부 생략하여 도시한 것이다. 도 7은 도 1의 운동기구의 암의 정면도이다. 도 8은 상부 장착 구성을 구비한 암의 내측단의 윗 영역을 도시한 삼차원 도면이다. 도 9는 저부 장착 구성을 구비한 암의 내측단의 아래 영역을 도시한 삼차원 도면이다. 도 10은 도 1의 말 운동기구의 암 상에 장착된 암 연장부의 하면도이다. 도 11은 도 1의 말 운동기구의 암 상에 장착되기 위한 도 10의 암 연장부의 정면도이다. 도 12는 도 1의 운동기구의 암 상에 장착된 도 10의 암 연장부의 평면도 및 암 연장부로부터 지지되는 디바이더를 도시한 것이다. 도 13은 디바이더의 정면도이다. 도 14는 도1의 운동기구의 방사 위치를 안정화시키는 암 안정 라드의 정면도이다. 도 15는 암 연장부의 원격 부착의 상세구성 및 안정 라드의 부착의 상세구성을 도시한 삼차원 도면이다. 도 16은 제2 실시예에 따른 말 운동기구의 베이스, 구동 및 구동 전달을 도시한 삼차원 도면이다.
도 1의 참조번호 1은 본 발명에 따른 말 운동기구이다. 말 운동기구(1)는 크게 지면과 같은 지지면에 장착된 베이스(2)를 구비한다. 턴 테이블(3)은 상기 베이스(2)에 회전 가능하게 장착된다. 복수개의 암(5, arm)은 턴 테이블(3) 상에 장착되며, 턴 테이블(3)로부터 외측 방사 방향으로 연장된다. 암(5)은 내측단 및 외측단(6,7)을 구비하며, 이들은 일정 간격으로 이격되어 원 방향으로 배치된다. 각 암(5)의 외측단(7)은 개방되어 있고, 암 연장부(8)는 인근 암(5)의 외측단(7) 범위에서 포개어 끼워져 수용된다. 또한, 운동기구(1)는 방사방향으로 외측 및 내측 장벽(13, 14)이 구비되어 있으며, 이는 말이 운동중에 의하여 거동하는 원형 경로를 정의하게 된다. 이들은 종종 내측 및 외측 경주로로 사용될 수 있다. 이러한 경주로의 구조는 당업자에게 잘 알려져 있으며, 모든 도면에 가능한한 도시하지 않아도 단순하고 명백한 사항이다. 디바이더(10)는 각각의 암 연장부(7)에 장착되며, 하방으로 연장되어 다른 말 구획과 암에 의하여 경유되는 원형의 면적을 분할하게 된다. 또한, 운동기구(1)는 전기모터(12) 형태로서 베이스(2)에 장착되는 구동수단 을 포함하며, 또한 턴 테이블(3)을 회전시키기 위하여 턴 테이블과 구동유닛을 구동 가능하게 연동시키는 구동 전달 수단을 포함한다. 모터는 AC 모터를 사용한다. 국내의 주된 단상 전기(single phase electricity)는 삼상(three phase)으로 변환하는 인버터(inverter)를 사용하여 모터를 구동하기도 한다. 모터는 전형적으로 정속도에서는 2암페어의 전류를 끌어다 쓴다. 제어 박스는 연결된 모터를 작동하도록 한다. 전형적으로, 제어박스는 접근이 용이하도록 암 연장부의 바깥쪽에 위치하는 것이 좋다. 제어 박스에 담긴 전위차계(potentiometer)(미도시)는 모터의 코일에 공급되는 전압을 공급하여 회전하는 모터의 속도 및 턴테이블의 분당회전수를 변화시킨다. 모터는 200~1900 rpm의 속도를 가지고 있다. AC 모터에서 인버터, 전위차계는 당업자에게 공지의 기술이므로, 본 명세서에서 더 설명하지 않기로 한다. 이제 각 구성요소 각각에 대하여 보다 자세히 설명하기로 한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스(2)는 사각형 개방 프레임이 놓여지며, 상측으로 연장된 상측 연장 프레임을 구비한 지지 프레임이 놓인 그라운드(ground)를 포함한다. 상기 상측 연장 프레임은 세개의 버팀대(strut) 또는 암을 구비하며, 상위구조의 주무게를 견디고, 각 방향으로 연장된다. 개방 프레임은 전기 모터(12) 상의 장착 브래킷을 구비하며, 전기 모터(12)는 턴 테이블(3)을 회전시키기 위해 장착된다. 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 베이스(2)는 또한 실린더 몸체의 배럴 (barrel, 20)을 구비한 수직 지지를 포함하며, 이는 수직으로 연장되어 회전된다. 구동 샤프트(21)는 상기 배럴(20) 내부에 회전 가능하도록 수용된다. 상기 수직 지지는 또한 배럴(20)의 외측 방사방향으로 배럴(20) 주위를 감싸는 배럴 지지대(22)를 구비한다. 배럴(20)은 배럴 지지대(22)에 장착되는데, 배럴(20) 및 배럴 지지대(22)의 아래 및 바닥에 용접된 사각 대 원 플렌지(square to round flange)에 의해 지지된다. 배럴 지지대(22)는 그 후 베이스(2)의 잔존 부분에 장착된다. 프레임(15)이 직접 배럴(20)에 용접되는 것을 회피하고 있으므로, 용접으로 인한 배럴(20)의 뒤틀림이 없다. 이것은 배럴(20) 내부에 수용된 구동 샤프트(21)가 여전히 간섭없이 배럴(20) 내에서 회전하게 한다. 배럴(20)의 외형의 원형 단면에는 미세한 공차(tolerance)가 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 구동 샤프트(21)는 원형 실린더부재를 포함하며, 배럴(20)의 상부 및 바닥 밖으로 돌출된다. 구동 샤프트(21)는 수직하게 베어링, 예를 들어 테이퍼나 롤러 베어링에 의하여 도 3에 도시된 바와 같은 배럴의 상부 및 바닥에서 지지된다. 배럴(20)은 또한 회전 샤프트(21)에 대하여 배럴(20)을 밀폐할 수 있는 봉인(seal)을 구비한다. 베어링을 윤활하기 위하여 배럴(20) 내부는 그리스 윤활제로 밀봉되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 구동 샤프트(21)의 저단은 배럴(20)의 바닥 바깥쪽으로 돌출되며, 풀리(pulley, 27)가 장착된다. 모터(12)는 풀리(29)가 장착된 출력 샤프트를 구비한다. 벨트(28)는 구동 샤프트(21)의 풀리(27)상에 장착되고, 또한 배럴(20) 내부 에 수용된 구동 샤프트(21)와 전기 모터(12)를 연결하는 모터(12) 상의 풀리(29) 상에 더 장착된다. 모터로부터 구동 샤프트로 일방향 구동되는 벨트 구동이 도면상에 이해되도록 도시되어 있다. 예를 들어, 톱니바퀴(sprocket)과 체인은 동일하게 사용된다. 출원인은 중공 샤프트 기어박스를 사용하였으며, 이는 특히 편리하고 효율적임을 확인하였다. 이것은 도 16과 함께 아래에서 설명한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 원형 플렌지(30)는 구동 샤프트(21)의 상부에 장착된다. 플렌지(30)는 아래에서 보다 자세히 구술할 턴 테이블(3)로 구동 샤프트(21)를 장착하기 위한 복수의 구멍(31)을 구비한다. 플렌지(30)는 또한 플렌지(30)의 상부 표면에 상측으로 장착되는 플렌지와 떨어져 있는 마개(spigot, 33)을 구비한다. 마개(33)는 턴 테이블(3)이 플렌지(30) 상에 장착될 때 플렌지(30) 상의 턴 테이블(3)이 정위치할 수 있도록 중심에 위치한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 턴 테이블(3)은 원형 플레이트 부재 또는 플렌지(35)가 플렌지의 상부면에 장착된 저부 플랫폼을 구비하며, 짧은 중심 기립주재(36)가 장착된 후 상부에 상부 플렛폼(37)이 역시 원형 플렌지 형상으로 장착된다. 플렌지(30)는 면 대 면 접착 방식으로 저부 플랫폼(35)에 장착되거나 플렌지(30)의 플렌지 대 플렌지 접착 방식으로 저부 플렛폼(35)에 장착된다. 볼트는 상기 플렌지(30, 35)의 복수의 기울어진 볼트 구멍(32)에 체결된다. 저부 플랫폼(35)은 또한 각각의 암(5)의 저부에 장착하기 위한 미도시된 2번 째 홀 세트(34)를 구비하고 있다. 이 홀(34)은 일반적으로 플랜지(30)의 접착을 위하여 사용되며 홀(32)의 방사 외측방향에 위치한다. 상부 턴 테이블 플랫폼(37)은 복수의 홀(38)이 구비되어 암(5)을 장착하며, 저부 플랫폼(35)이 장착되는 방식과 유사하게 장착된다. 복수의 기립 스페이서(40, spacer)는 또한 턴테이블(3) 의 둘레 주위에 위치하며, 자세히 후술하겠지만 암(5)을 수용하여 그들 사이에서 공간을 형성하게 된다. 스페이서(40)는 각각 복수의 직선 연장 스틸 라드(rod) 또는 대략 0.5 인치(inch) 두께의 플레이트로서 인접 라드의 끝단과 서로 이격되어 암(5)을 그 사이에 수용하도록 구성된다. 각 암(5)의 구조는 도 7 내지 도 9에 도시하였다. 각 암(5)은 수평 연장 상부 부재(50), 기립 부재(51), 및 상기 기립 부재(51)의 저부단과 상부 부재(50)의 방사 외측단(7) 사이로 연장된 대각선 또는 빗변 부재(52)를 포함한다. 복수의 버팀대(strut) 또는 교차 버팀목(cross brace, 53)은 대각선 및 상부 부재 사이에 연장되어 암을 지지하고 강화한다. 더구나, 암(5)은 접착 구성 또는 평판 또는 보스(55, boss)을 구비하며, 이들은 수직하게 연장 부재(51)의 상부 및 바닥 사이에 위치하고, 턴 테이블(3)에 암(5)을 장착하기 위해 사용된다. 전형적으로, 각 암(5)은 상호 용접된 서로 다른 부재로 이루어진 스틸로 구성된 표준 부품으로 조립된다. 각 암(5)은 하기와 같이 턴 테이블에 조립된다. 먼저, 암(5)은 턴 테이블(5) 상의 인접 스페이스(40) 사이에 있는 공간을 상부 부 재(50)가 경유하도록 통과하여 암을 정확히 방사 방향으로 위치시킨다. 수직하게 연장 부재(51)의 상부 및 바닥 각각에 위치한 접착 구성 또는 평판(55)는 각각 요소(35) 및 상부 요소(37)에 각 플랫(55)의 기울어진 구멍에 볼트를 채결하고 턴 테이블(3)의 관련된 부품을 체결함으로써 장착된다. 암(5)의 다른 중요한 특징은 상부 부재(50)의 외측단(7)이 개방된다는 거이다. 이 개방단(7)은 이후 자세히 언급되는 바와 같이 암 연장부(8)의 끝단을 수용한다. 암 연장부(8)는 도 10 내지 도 12에 도시되었다. 이는, 예를 들어 사각 라드, 사각 튜브 등등과 같은 연장 직선 부재를 포함한다. 부재는 최소한 작은 공차를 구비하여 암(5)의 개방단 내부로 수용되는 크기를 갖는다. 부재(8)는 방사위치 구성 또는 멈춤 구성(60)을 구비하며, 이는 정확한 거리에서 암(5) 내부로 연장부(8)를 수용하기 위하여 멤버(8)의 양측으로부터 돌출된다. 도시된 멈춤 구성(60)은 멤버(8)의 각 측면으로부터 돌출된 탭(tab) 또는 보스(boss) 형태이다. 암 연장 부재(8)는 또한 구성(64)을 구비하며, 길이 방향으로 상호간 이격되며, 디바이더(10)를 장착한다. 장착 구성(64)은 브래킷(bracket) 또는 탭(64)의 형태로서, 암 연장 부재(8)로부터 하방으로 돌출된다. 장착 구성(64)은 또한 디바이더(10)를 고정하기 위한 구멍을 구비한다. 암 연장 부재(8)가 인접 암(5)에 장착될 때에, 내부 끝단은 대략 멈춤 구성(60)에 이르며 암(5)의 상부 부재의 개방단(7)을 원격 방식으로 경유하여 구성(60) 이 상부 부재(7)의 끝단(7)에 이르도록 한다. 구성(60)의 위치가 결과적으로 암 연장부(8)가 부재(50) 내부로 수용되는 것을 차단한다. 이것을 도 18에 도시하였다. 도 13에 도시한 바와 같이, 각 디바이더(10)는 기본적으로 평평한 패널을 포함하며, 패널은 2개의 인접한 디바이더(10) 사이의 영역에 말을 감금하여 말이 움직이는 장애물을 제공하게 된다. 각 디바이더(10)는 장착핀(70)을 구비하며, 이는 인접한 암 연장부(8)에 디바이더를 장착하기 위하여 각 끝단에서 측면 바깥방향으로 돌출되어 있다. 각 디바이더(10)는 도면에 도시된 바와 같이, 장착 구성(64)의 구멍을 통해 장착핀 또는 기타 등등(70)이 통과하여 인접한 암 연장부(10)로부터 걸려있게 된다. 말 운동기구(1)는 또한 정위치에 암 연장부(8)를 유지할 수 있고, 또한 정확한 방사 방향에 암의 외측단이 유지될 수 있는 수단을 포함한다. 연장 유지수단 및 암 위치 수단은 암 안정 라드(90)를 포함하며, 이는 인접 암(5) 사이로 연장되고, 특별히 도 14에 도시된 암 연장부(7) 상에 위치 구성(60)으로 연장된다. 특별히 이들은 위치 구성(60) 내부의 홀을 통과하게 된다. 라드(90)는 인접 암(5)의 각각의 암 연장부(8)를 유지한다. 이들은 또한 각 인접 암(5)으로부터 정확히 방사 방향 거리가 이격되는 각 암(5)의 끝단을 유지한다. 각 라드(90)는 고정시키기 위하여 잡아당기기 위한 턴버클(turnbuckle)을 포함할 수 있다. 조립된 운동기구의 평면도가 많은 구성요소를 도 6에서 도시하고 있다. 운동 기구(1)의 사용시에 제조지로부터 농장으로 운반되어 사용하게 된다. 이것은 화물 운송을 수반하게 된다. 운동 기구는 도로 운반을 위해 구성요소로 분해되어 운반되게 된다. 일단 사용하게 될 장소에 도착하면, 운동기구(1)는 조립되게 된다. 먼저, 구동 전달 및 턴 테이블(3)이 포함된 구동 시스템을 베이스(2)을 장착하여 도 2 및 16에 도시된 서브 구조를 만든다. 그 후, 암(5)은 턴 테이블 상에 기술한 바와 같이 장착된다. 순서대로 암 연장부(8)를 각 암(5)에 장착한 후에, 암 안정 라드(90)를 인접 암 연장부(8)의 위치 구성(60)에 연결한다. 마지막으로, 디바이더(10)가 각 암(5)의 암 연장부(8)으로부터 걸리도록 한다. 운동기구(1)의 조립은 암(5)과 암 연장부(8) 같은 것을 정위치에 놓는 등 다양한 부품을 운반하기 위한 인력이 필요하다. 그러나, 긱적 운반 기구는 요구되지 않는다. 더구나, 다양한 구성요소가 단순히 농장의 기본적 도구를 사용하여 볼트 연결되고, 용접을 필요로 하지 않는다. 조립된 운동기구는 도 6에 도시하였다. 운동기구는 말을 훈련시키기 위해 사용된다. 하나 또는 그 이상의 말이 인접 디바이더(10) 사이의 공간에 배치되고, 말 구획으로 정의된 내측 및 외측 경주 사이에 배치된다. 모터가 그후 구동하여 샤프트(21)를 회전시키면 턴 테이블(3)이 회전한다. 회전은 암(5)이 인접 디바이더(10)와 함께 회전하게 한다. 이것은 각 말이 자신의 구획 안에서 움직이게 하며, 암의 회전에 따라 페이스를 맞추도록 한다. 암의 회전 속도는 모터에 의하여 변화할 수 있다. 운동기구는 말을 훈련시키기에 유용하며, 또한 특히 경주마를 훈련시키기 좋다. 훈련 기간이 종료되면, 모터의 스위치를 껴서 암의 회전이 느리도록 한다. 각 말은 암이 완전히 멈출때까지 암과 함께 천천히 걷게 되며, 그 후 운동기구 외부로 나오게 된다. 도 17은 구동 수단 및 구동 전달 수단이 제2 실시예에 따라 구현된 모습을 도시한 것이다. 전기모터(12)는 직접 중공이 있는 출력 샤프트를 구비한 직접 구동 기어박스(92)에 직접 연동되어 있다. 구동 샤프트(21)의 저단부는 중공 샤프트 내부에 수용되어 있고, 운전가능하게 키(key) 결합된다. 모터(12)는 전위차계가 구비된 AC 모터이며, 250rpm 에서 1600rpm 범위에서 모터 속도가 조정된다. 이것은 턴 테이블의 회전 속도가 0.833에서 5.33 rpm 인 것을 의미한다. 사용자는 암 연장부의 외부에 편리하게 장착된 제어박스(93)의 사용자 인터페이스(user interface) 형태로 속도를 제어할 수 있다. 직접 구동 기어 박스는 모터와 같이 규격품을 구입할 수 있다. 이러한 구성요소는 본 발명을 형성하지 않으며, 구조나 기능은 당업자에게 잘 알려져 있으므로 본 명세서에서 더 이상 기술하지 않는다.
사용시에 직접 구동은 구동력을 구동 샤프트에 효과적으로 전달한다. 더구나, 직접 구동은 매우 용이하며, 유지보수가 필요없거나 적게 든다. 말 운동기구의 효과를 도면과 관련하여 설명하면, 복수개의 구성요소로 제작하여 운반한 후에, 이를 사용시에는 쉽게 조립할 수 있다. 다른 구성요소를 함께 볼트에 의하여 조립하고, 조립을 하기 위해서 어떠한 용접도 사용되지 않는다. 이것은 운동기구가 조립 장소나 제조장소와 떨어진 위치에서 사용되기 때문에 중요하 다. 특별히, 구성요소는 볼트 체결되고, 용접이 사용되지 않는다. 구동 샤프트를 수용하는 실린더 몸체는 수직하게 턴 테이블, 암 및 베이스와 용접된 바디 지지에 둘레 쌓인 암 연장부 구조를 지지한다. 배럴보다는 외측 배럴 지지부가 베이스에 용접되어 있다는 사실은 몸체 내부의 구동 샤프트의 원활하고 저마찰 회전을 위해 실린더 몸체의 대칭에 세밀한 공차를 보존하게 된다. 더구나, 직접구동 기어박스는 모터로부터 직접 모터 샤프트로의 효율적이고 용이한 구동 전달을 제공한다. 이것은 벨트나 체인을 결합하는 구동보다 우수하다. 상기에서 설명되고 예시된 운동기구는 작동시에는 강력하고 용이하다. 낮은 유지보수만으로도 강인하도록 설계되었다. 본 발명의 넓은 범위안에서 본 발명의 실시예가 수정이나 변형되어 구현될 수 있음은 당업자에게 자명한 사실이다. |
