KR101388910B1 - Water station of underwater robot - Google Patents

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KR101388910B1 KR1020120111392A KR20120111392A KR101388910B1 KR 101388910 B1 KR101388910 B1 KR 101388910B1 KR 1020120111392 A KR1020120111392 A KR 1020120111392A KR 20120111392 A KR20120111392 A KR 20120111392A KR 101388910 B1 KR101388910 B1 KR 101388910B1
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Abstract

본 발명은 수중 로봇의 유지, 보수, 운용이 상시 가능한 수상 스테이션에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 수중 로봇을 수용하며 수면 아래에 배치되는 수용부; 수용부의 상부에 마련되며 수면 위에 배치되는 메인터넌스부; 수중 로봇을 수용부로부터 메인터넌스부로 이송시키는 이송부;를 포함하는 수상 스테이션을 제공할 수 있다.The present invention relates to a water station that can always maintain, repair, and operate an underwater robot.
According to an aspect of the invention, the receiving portion for receiving the underwater robot and disposed below the water surface; A maintenance unit provided at an upper portion of the accommodation unit and disposed on the water surface; It can provide a water station including a; transfer unit for transferring the underwater robot from the receiving unit to the maintenance unit.

Description

수중 로봇의 수상 스테이션{Water station of underwater robot} Water station of underwater robot

본 발명은 수중 로봇의 유지, 보수, 운용을 위한 수중 로봇의 수상 스테이션에 관한 것이다.The present invention relates to a water station of an underwater robot for maintenance, repair and operation of the underwater robot.

수중 로봇은 수중 곳곳을 이동하며 수중을 탐사한다. 이러한 수중 로봇은 내장된 배터리의 전력을 사용하여 수중을 이동하고 탐사하는데, 수중 로봇의 배터리가 수중에서 모두 소모되는 경우 더 이상 수중 로봇은 동작할 수 없으므로 배터리의 충전이 요구된다.Underwater robots move around and explore underwater. These underwater robots move and explore underwater using the power of the built-in battery. When the batteries of the underwater robot are exhausted underwater, the underwater robot can no longer operate, so the battery needs to be charged.

이러한 수중 로봇의 충전, 및 유지 보수 운용을 위해 다양한 기술이 제안되었다. 예를 들면, 특허문헌 1(한국 등록특허 10-1003967)에 개시된 것처럼, 수중 탐사 로봇이 도킹할 수 있는 본체와, 본체에서 수중 로봇의 충전이 이뤄질 수 있도록 충전 스테이션이 제안된 바 있으며, 특허문헌 2(한국 공개특허 2011-0012324)에 개시된 것처럼, 수중 로봇의 배터리의 잔량이 임계치 이하인 경우 충전 요청 패킷을 전송하는 수중 로봇과, 전자석을 작동시켜 자력에 의해 수중 로봇을 충전 위치에 위치시키는 충전스테이션이 제안되기도 했다.Various technologies have been proposed for charging and maintenance of such underwater robots. For example, as disclosed in Patent Document 1 (Korean Patent No. 10-1003967), a main body to which the underwater exploration robot can be docked, and a charging station has been proposed so that the underwater robot can be charged from the main body. As disclosed in 2 (Korean Patent Application Publication No. 2011-0012324), an underwater robot that transmits a charge request packet when the remaining battery level of the underwater robot is below a threshold, and a charging station that operates the electromagnet to position the underwater robot in the charging position by magnetic force. This has been suggested.

그러나, 상기와 같은 종래 기술은 수중에서 수중 로봇의 충전이 이루어지므로 충전을 완벽한 방수 처리가 어려워 단락이 발생될 수 있는 문제가 있다.However, the above-described prior art has a problem in that the charging of the underwater robot is made in the water, so that it is difficult to completely waterproof the charging and a short circuit may occur.

또, 그에 따라 수중 탐사 로봇에 내장된 각종 회로 및 배터리가 손상되기 쉬운 문제가 있다.In addition, there is a problem that various circuits and batteries incorporated in the underwater exploration robot are easily damaged.

또, 수중에서만 운용되므로 원활한 수중 로봇의 운영이 어렵다는 문제가 있다.In addition, since it operates only underwater, there is a problem that it is difficult to operate the underwater robot smoothly.

(특허문헌1) 한국 등록특허공보 제10-1003967호(2010.12.30. 공고)(Patent Document 1) Korean Registered Patent Publication No. 10-1003967 (August 30, 2010)

(특허문헌2) 한국 공개특허공보 제10-2011-0012324호(2011.02.09. 공고)(Patent Document 2) Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2011-0012324 (2011.02.09. Notification)

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로서, 수중 로봇의 유지, 보수, 운용이 상시 가능한 수상 스테이션을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a water station capable of maintaining, repairing, and operating an underwater robot at all times.

본 발명의 일 측면에 따르면, 수중 로봇을 수용하며 수면 아래에 배치되는 수용부; 상기 수용부의 상부에 마련되며 수면 위에 배치되는 메인터넌스부; 및 상기 수중 로봇을 상기 수용부로부터 상기 메인터넌스부로 이송시키는 이송부;를 포함하는 수상 스테이션을 제공할 수 있다.According to an aspect of the invention, the receiving portion for receiving the underwater robot and disposed below the water surface; A maintenance unit provided on an upper portion of the accommodation unit and disposed on the water surface; And a transfer unit configured to transfer the underwater robot from the accommodation unit to the maintenance unit.

또한, 상기 수용부는, 상기 수중 로봇의 이동을 가이드 하는 가이드 암과,In addition, the receiving portion, the guide arm for guiding the movement of the underwater robot,

상기 가이드 암으로부터 안내되는 상기 수중 로봇이 안착되도록 마련되는 도킹부를 포함하는 수상 스테이션 을 제공할 수 있다.The water station may include a docking unit provided to seat the underwater robot guided from the guide arm.

또한, 상기 도킹부는, 상기 수중 로봇이 안착되도록 마련되는 슬라이딩 도킹홈과, 상기 슬라이딩 도킹홈이 상측으로 회동될 수 있도록 마련되는 구동부를 포함하는 수상 스테이션을 제공할 수 있다.The docking unit may provide a water station including a sliding docking groove provided to seat the underwater robot and a driving unit provided to pivot upward.

또한, 상기 슬라이딩 도킹홈은, 상기 구동부에 연결되는 전단부와, 상기 전단부를 기준으로 상방으로 회동되는 후단부를 포함하는 수상 스테이션을 제공할 수 있다.In addition, the sliding docking groove may provide a water station including a front end connected to the driving unit and a rear end pivoted upward based on the front end.

또한, 상기 상기 후단부는 상기 전단부보다 낮은 위치에서 회동되어 상기 전단부보다 높은 위치에 위치하게 되는 수상 스테이션을 제공할 수 있다.In addition, the rear end may be provided in the water station is rotated at a position lower than the front end to be located at a position higher than the front end.

또한, 상기 수용부는, 상기 수용부 양측에 설치되어 부력을 제공하는 부력체를 더 포함하는 수상 스테이션을 제공할 수 있다.In addition, the receiving portion may be provided in the water station is provided on both sides of the receiving portion further comprises a buoyancy body that provides a buoyancy.

또한, 상기 메인터넌스부는, 상기 수중 로봇의 세척과 건조를 위한 제1 메인터넌스와, 상기 수중 로봇의 배터리를 충전하기 위한 제2 메인터넌스를 포함하는 수상 스테이션을 제공할 수 있다.The maintenance unit may provide a water station including a first maintenance for washing and drying the underwater robot, and a second maintenance for charging the battery of the underwater robot.

또한, 상기 이송부는, 상기 메인터넌스부에 설치되는 이송 레일과, 상기 이송 레일에 의해 이동 가능하게 장착되는 이송 가이드와, 상기 이송 가이드에 연결되어 상기 수중 로봇을 이동시킬 수 있도록 고정하는 그립퍼를 포함하는 수상 스테이션을 제공할 수 있다.The transfer unit may further include a transfer rail installed in the maintenance unit, a transfer guide movably mounted by the transfer rail, and a gripper connected to the transfer guide to fix the underwater robot. A water station can be provided.

또한, 상기 그립퍼는, 상기 수중 로봇의 일측을 지지하도록 마련되는 제1 고정부재와, 상기 수중 로봇의 타측을 고정하도록 마련되는 제2 고정부재를 포함하는 수상 스테이션을 제공할 수 있다.In addition, the gripper may provide a water station including a first fixing member provided to support one side of the underwater robot, and a second fixing member provided to fix the other side of the underwater robot.

또한, 상기 제1 및 제2 고정부재는, 상기 수중 로봇의 외형에 대응되는 형상의 굴곡부를 포함하는 수상 스테이션을 제공할 수 있다.In addition, the first and second fixing members may provide a water station including a bent portion having a shape corresponding to the outer shape of the underwater robot.

또한, 상기 굴곡부는 상기 수중 로봇이 안정되게 고정되도록 돌출 형성되는 안착부를 포함하는 수상 스테이션을 제공할 수 있다.In addition, the bent portion may provide a water station including a seating portion protruding to securely fix the underwater robot.

또한, 상기 메인터넌스부는, 카메라 또는 안테나 또는 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하는 수상 스테이션을 제공할 수 있다.The maintenance unit may provide a water station including at least one of a camera, an antenna, and a sensor.

또한, 상기 수용부는, 상기 수상 스테이션을 이동시킬 수 있도록 마련되는 이동장치를 포함하는 수상 스테이션을 제공할 수 있다.In addition, the receiving unit may provide a water station including a mobile device provided to move the water station.

또한, 상기 이동장치는, 수중 이동을 목적으로 하는 프로펠러를 포함하는 수상 스테이션을 제공할 수 있다.In addition, the mobile device can provide a water station including a propeller for the purpose of underwater movement.

또한, 상기 이동장치는, 상기 수상 스테이션의 위치를 인식할 수 있는 위치 인식노드를 포함하는 수상스테이션을 제공할 수 있다.In addition, the mobile device may provide a water station including a position recognition node that can recognize the position of the water station.

본 발명의 다른 측면에 따른 수중 로봇의 유지 관리를 위한 수상 스테이션에 있어서, 상기 수상 스테이션은, 상기 수중 로봇의 도킹을 안내하기 위한 가이드 암을 갖는 수용부와, 상기 가이드 암에 의해 안내되는 상기 수중 로봇이 안착되도록 마련되는 도킹부를 포함하고, 상기 도킹부는 상기 수중 로봇이 슬라이딩 되어 안착되는 슬라이딩 도킹홈을 포함하는 수상 스테이션을 제공할 수 있다.In a water station for maintenance of an underwater robot according to another aspect of the present invention, the water station includes: a receiving portion having a guide arm for guiding docking of the underwater robot; and the water underwater guided by the guide arm. The dock may include a docking part provided to be seated by the robot, and the docking part may provide a water station including a sliding docking groove in which the underwater robot is slid.

또한, 상기 슬라이딩 도킹홈은, 상기 구동부에 연결되는 전단부와, 상기 전단부를 기준으로 상방으로 회동되어 상기 전단부보다 높은 위치에 위치하는 후단부를 포함하는 수상 스테이션을 제공할 수 있다.In addition, the sliding docking groove may provide a water station including a front end connected to the drive unit and a rear end pivoted upward with respect to the front end and positioned at a position higher than the front end.

또한, 상기 수상 스테이션은, 상기 수중 로봇의 세척과 건조를 위한 제1 메인터넌스와, 상기 수중 로봇을 충전하기 위한 제2 메인터넌스를 포함하는 수상 스테이션을 제공할 수 있다.The water station may provide a water station including a first maintenance for washing and drying the underwater robot, and a second maintenance for charging the underwater robot.

또한, 상기 수용부는 수면 아래 위치하고, 상기 제1 및 제2 메인터넌스는 수면 위에 위치하는 수상 스테이션을 제공할 수 있다.In addition, the receiving portion may be provided below the water surface, the first and second maintenance may provide a water station located above the water surface.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 수중 로봇의 수상 스테이션에 의하면, 점검, 충전, 세척, 관제, 위치 인식용 노드 및 통신 중계 등 수중 로봇의 상시 운용이 가능하여 효율적인 수중 탐사를 수행할 수 있다.According to the water station of the underwater robot according to the embodiment of the present invention as described above, it is possible to always operate the underwater robot, such as inspection, charging, washing, control, location recognition node and communication relay can perform efficient underwater exploration. .

또한, 수중 로봇의 자중에 의한 슬라이딩 위치 조정을 통해 구조의 단순화 및 경제성을 향상 시킬 수 있다.In addition, the sliding position adjustment by the weight of the underwater robot can be simplified and the economics can be improved.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수중 로봇의 수상 스테이션을 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수중 로봇의 수상 스테이션을 나타내는 정면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수중 로봇의 수상 스테이션을 나타내는 측면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수상 스테이션의 슬라이딩 도킹홈을 나타내는 사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수상 스테이션의 이송부를 나타내는 단면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 수상 스테이션의 메인테넌스부를 나타내는 단면도,
도 7 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 수상 스테이션의 그립퍼를 나타내는 사시도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 수상 스테이션의 동작 방법을 나타내는 순서도.1 is a perspective view showing the water station of the underwater robot according to an embodiment of the present invention,
2 is a front view showing the water station of the underwater robot according to an embodiment of the present invention,
3 is a side view showing the water station of the underwater robot according to an embodiment of the present invention,
4 is a perspective view showing a sliding docking groove of the water station according to an embodiment of the present invention,
5 is a cross-sectional view showing a transfer unit of the water station according to the embodiment of the present invention;
6 is a cross-sectional view showing the maintenance unit of the water station according to the embodiment of the present invention;
7 to 8 are perspective views showing the gripper of the water station according to an embodiment of the present invention,
9 is a flowchart illustrating a method of operating an award station according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they may obscure the subject matter of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수중 로봇의 수상 스테이션을 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수중 로봇의 수상 스테이션을 나타내는 정면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수중 로봇의 수상 스테이션을 나타내는 측면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수상 스테이션의 슬라이딩 도킹홈을 나타내는 사시도이다.
1 is a perspective view showing the water station of the underwater robot according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a front view showing the water station of the underwater robot according to an embodiment of the present invention, Figure 3 according to an embodiment of the present invention 4 is a side view showing the water station of the underwater robot, and FIG. 4 is a perspective view showing the sliding docking groove of the water station according to the embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4 를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 수상 스테이션(10)은 수면 아래 배치되며 수중 로봇(20)을 수용하도록 마련되는 수용부(200)와, 수용부(200)의 상부에 마련되며 수면 위에 배치되는 메인터넌스부(100)와, 메인터넌스부(100) 내부에 설치되며 수중 로봇(20)을 수용부(200)로부터 메인터넌스부(100)로 이송시키는 이송부(130)를 포함한다.1 to 4, the water station 10 according to the embodiment of the present invention is disposed below the water surface and is provided to accommodate the underwater robot 20 and the upper portion of the accommodation portion 200. It is provided in the maintenance unit 100 is disposed on the water surface and the maintenance unit 100, and includes a transfer unit 130 for transferring the underwater robot 20 from the receiving unit 200 to the maintenance unit 100. .

수중 로봇(20)은 머리, 몸통, 꼬리를 포함하는 물고기 형태로 형성될 수 있으며, 전체적으로 유선형으로 형성되어 물의 저항을 최소화 할 수 있다.The underwater robot 20 may be formed in a fish shape including a head, a body, and a tail, and may be formed in a streamline shape to minimize water resistance.

수상 스테이션(10)의 수용부(200)와 메인터넌스부(100)는 그 내부가 연통되도록 형성되며, 수면 아래 배치되는 수용부(200)의 상부 중심에 메인터넌스부(100)가 위치됨으로써 메인터넌스부(100)는 수면 위에 배치될 수 있다. 본 실시예에서, 메인터넌스부(100)가 수면 위에 배치된다는 것은 메인터넌스부(100)와 수용부(200)의 경계가 항상 수면과 일치한다는 의미는 아니며, 수면 아래에 배치되어 수중 로봇(20)을 수중(W)에서 수용하는 기능을 하는 수용부(200)에 상대되는 개념으로서 메인터넌스부(100)의 주요 기능이 수행되는 부분들이 수면 위에 배치된다는 개념으로 이해되어야 한다. 예를 들면, 메인터넌스부(100)의 하측 일부는 물에 잠기도록 형성될 수도 있다.The receiving part 200 and the maintenance part 100 of the water station 10 are formed to communicate with each other, and the maintenance part 100 is positioned at the upper center of the receiving part 200 disposed below the water surface. 100 may be disposed on the surface of the water. In the present embodiment, the maintenance unit 100 is disposed on the water surface does not mean that the boundary between the maintenance unit 100 and the receiving unit 200 always coincides with the water surface, and is disposed below the water surface to move the underwater robot 20. It is to be understood as a concept that the main function of the maintenance unit 100 is disposed on the water surface as a concept relative to the receiving unit 200 having a function of receiving underwater W. For example, a portion of the lower side of the maintenance unit 100 may be formed to be submerged in water.

수용부(200)는 직사각 형태로 형성되는 본체(200a)와, 본체(200a) 내부로 수중 로봇(20)이 유도되도록 마련되는 가이드 암(201)을 포함할 수 있다.The accommodating part 200 may include a main body 200a formed in a rectangular shape and a guide arm 201 provided to guide the underwater robot 20 into the main body 200a.

본체(200a)의 측면에는 수상 스테이션(10)에 부력을 제공하기 위한 부력체(106)가 설치되며, 부력체(106)는 적어도 한 개 이상 설치될 수 있다.The side of the main body 200a is provided with a buoyancy body 106 for providing buoyancy to the water station 10, at least one buoyancy body 106 may be installed.

본체(200a)의 저면에는 수상 스테이션(10)을 육상에서 이동 가능하게 하는 이동 장치(107)가 설치될 수 있다. 본 실시예에서 이동 장치(107)는 바퀴인 것을 예로 들어 도시하였으나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않는다. 또한, 본체(200a)에는 물에 뜬 상태에서 수상 스테이션(10)의 위치를 조절하기 위한 프로펠러 등의 추진 장치(미도시)가 더 제공될 수도 있다.On the bottom of the main body 200a, a mobile device 107 for moving the water station 10 on land can be installed. In this embodiment, the moving device 107 is shown as an example of a wheel, but the spirit of the present invention is not limited thereto. In addition, the main body 200a may be further provided with a propulsion device (not shown) such as a propeller for adjusting the position of the water station 10 in a state of being floated in water.

또한, 이동 장치(107)는 수중에서의 위치 인식을 위한 위치인식 노드(Node)를 포함할 수 있다.In addition, the mobile device 107 may include a location recognition node (Node) for location recognition underwater.

본체(200a)의 전면에는 수중 로봇(20)이 그 내부로 유입될 수 있도록 수용구(200b)가 형성되고, 수용구(200b)의 양측에 각각 가이드 암(201)이 설치될 수 있다.Receptacles 200b are formed on the front surface of the main body 200a so that the underwater robot 20 can be introduced therein, and guide arms 201 may be installed on both sides of the receptacle 200b, respectively.

가이드 암(201)은 수중 로봇(20)의 위치 인식 오차를 반영하여 그 크기가 결정될 수 있으며, 수중 로봇(20)의 파손을 방지 할 수 있도록 부드러운 재질로 형성될 수 있다. 가이드 암(201)은 수중 로봇(20)이 수상 스테이션으로 이동하는 중 가이드 암(201)에 부딪혔을 때 수용구(200b) 측으로 유도될 수 있도록 수용구(200b)를 중심으로 퍼지는 형상으로 형성될 수 있다.The guide arm 201 may be determined by reflecting a position recognition error of the underwater robot 20, and may be formed of a soft material to prevent damage of the underwater robot 20. The guide arm 201 may be formed in a shape that spreads around the receiver 200b so that the underwater robot 20 may be guided toward the receiver 200b when the underwater robot 20 hits the guide arm 201 while moving to the water station. have.

수용부(200)에는 가이드 암(201)을 통해 안내된 수중 로봇(20)이 안착할 수 있는 도킹부(210)가 마련된다.The accommodation unit 200 is provided with a docking unit 210 on which the underwater robot 20 guided through the guide arm 201 can be seated.

도킹부(210)는 수용구(200b)를 통해 유입되는 수중 로봇(20)이 슬라이딩하여 안착될 수 있도록 형성되는 슬라이딩 도킹홈(211)을 포함한다.The docking unit 210 includes a sliding docking groove 211 formed to allow the underwater robot 20 introduced through the receiving port 200b to slide and seat.

수중 로봇(20)은 세척, 건조, 충전, 점검 등의 운용(management)을 위해 수용부(200)로부터 메인터넌스부(100)로 이송부(130)에 의해 이동되는데, 이때, 수중 로봇(20)은 이송부(130)의 그립퍼(133)에 안정적으로 잡힐 수 있도록 슬라이딩 도킹홈(211)에 위치되어야 한다.The underwater robot 20 is moved by the transfer unit 130 from the accommodation unit 200 to the maintenance unit 100 for management of washing, drying, filling, inspection, etc., wherein the underwater robot 20 is It should be positioned in the sliding docking groove 211 to be stably gripped by the gripper 133 of the transfer unit 130.

메인터넌스부(100)는 수용부(200) 상측에 배치되며 외체를 형성하는 케이스(100a)를 포함하고, 케이스(100a)의 외부에 장착되는 CCD 카메라(101), GPS(102), 기상대(103), wireless안테나(104) 등을 포함할 수 있다.The maintenance unit 100 includes a case 100a disposed above the accommodating unit 200 and forms an external body, and is mounted on the outside of the case 100a, the CCD camera 101, the GPS 102, and the weather station 103. ), a wireless antenna 104, and the like.

이러한, CCD 카메라(101), GPS(102), 기상대(103), wireless안테나(104)는 케이스(100a)의 상단에 배치될 수 있으나, 이에 한정 되지 않는다.The CCD camera 101, the GPS 102, the weather station 103, and the wireless antenna 104 may be disposed on the top of the case 100a, but are not limited thereto.

또, 수용부(200)에는 USBL 통신 모듈(105), 수질 측정 센서(108) 등이 설치될 수도 있다.
In addition, the accommodation unit 200 may be provided with a USBL communication module 105, a water quality measurement sensor 108, and the like.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수상 스테이션의 이송부를 나타내는 단면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 수상 스테이션의 메인테넌스부를 나타내는 단면도이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수상 스테이션의 그립퍼를 나타내는 사시도이고,
5 is a cross-sectional view showing a conveying unit of the water station according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is a cross-sectional view showing a maintenance unit of the water station according to an embodiment of the present invention, Figure 7 is according to an embodiment of the present invention It is a perspective view showing the gripper of the water station,

도 5 내지 도 7을 참고하면, 메인터넌스부(100)는 케이스(100a) 내부에 마련되는 제1 메인터넌스(110)와 제1 메인터넌스(110)의 상측에 배치되는 제2 메인터넌스(120)를 포함하여 이루어진다.5 to 7, the maintenance unit 100 includes a first maintenance 110 provided inside the case 100a and a second maintenance 120 disposed above the first maintenance 110. Is done.

제1 메인터넌스(110)는 수중 로봇(20)의 외부에 부착된 이물질을 제거하기 위한 세척 장치(112)와, 수중 로봇(20)의 외부에 묻은 수분을 건조시키기 위한 건조 장치(111)를 포함할 수 있다.The first maintenance 110 includes a washing device 112 for removing foreign matters attached to the outside of the underwater robot 20, and a drying device 111 for drying moisture adhered to the outside of the underwater robot 20. can do.

제2 메인터넌스(120)는 수중 로봇(20)의 배터리 충전을 위한 충전부(121)를 포함할 수 있다.The second maintenance 120 may include a charging unit 121 for charging the battery of the underwater robot 20.

충전부(121)는 적어도 한 개 이상의 돌출형 충전 단자(122)를 포함할 수 있다.The charging unit 121 may include at least one protruding charging terminal 122.

본 실시예에서 메인터넌스부(100)는 제2 메인터넌스(120)가 제1 메인터넌스(110)의 위에 배치됨으로써 2층으로 배치되는 것을 예로 들었으나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않고, 제1 메인터넌스(110)와 제2 메인터넌스(120)가 수평 방향으로 배치될 수도 있다.In the present embodiment, the maintenance unit 100 has been described in that the second maintenance 120 is arranged in two layers by being disposed on the first maintenance 110, the spirit of the present invention is not limited to this, the first maintenance 110 and the second maintenance 120 may be arranged in a horizontal direction.

도 6을 참조하여 구체적으로 설명하면, 수용부(200)의 슬라이딩 도킹홈(211)으로부터 이송되는 수중 로봇(20)은 수중 탐사 중 부착된 이물질이 제1 메인터넌스(110)의 세척 장치(112)에 의해 제거 되고, 세척이 완료된 수중 로봇(20)은 건조 장치(111)로 이동되어 건조되게 된다.Specifically, referring to FIG. 6, in the underwater robot 20 transferred from the sliding docking groove 211 of the accommodation part 200, the foreign matter attached during the underwater exploration is the cleaning device 112 of the first maintenance 110. Removed by, and the underwater robot 20 has been cleaned is moved to the drying apparatus 111 is to be dried.

세척과 건조가 완료되면, 수중 로봇(20)은 제2 메인터넌스(120)의 충전 위치로 이동하게 되고, 충전부(121)의 충전 단자(122)를 통해 충전하게 된다.When the washing and drying is completed, the underwater robot 20 is moved to the charging position of the second maintenance 120, and is charged through the charging terminal 122 of the charging unit 121.

이렇게 수중 로봇(20)을 수용부(200)로부터 메인터넌스부(100)로 이송시키기 위한 이송부(130)는 메인터넌스부(100)의 케이스(100a) 내측에 설치되는 이송 레일(131)과, 이송 레일(131)에 이동 가능하게 장착되는 이송 가이드(132)와, 이송 가이드(132)의 단부에 연결되어 수중 로봇(20)을 이동시킬 수 있도록 고정하기 위한 그립퍼(133)를 포함할 수 있다.The transfer unit 130 for transferring the underwater robot 20 from the accommodation unit 200 to the maintenance unit 100 may include a transfer rail 131 installed inside the case 100a of the maintenance unit 100 and a transfer rail. It may include a transfer guide 132 movably mounted to the 131 and a gripper 133 connected to an end of the transfer guide 132 to fix the underwater robot 20.

이송 레일(131)은 케이스(100a)의 상면 내측 또는 측면 내측 중 어느 한 면에 설치될 수 있으며, 이송 가이드(132)는 이송 레일(131)을 따라 상하 좌우 방향 이동이 가능하도록 마련된다.The transfer rail 131 may be installed on any one of the inner side of the upper surface of the case 100a or the inner side of the side surface, and the transfer guide 132 may be provided to move up, down, left, and right along the transfer rail 131.

이송 가이드(132)는 그립퍼(133)의 정밀한 이동 및 방향 제어를 위해 체인 또는 벨트 형태를 띨 수 있으며, 그 형상과 길이 및 크기는 적절히 선택될 수 있다.The transfer guide 132 may take the form of a chain or a belt for precise movement and direction control of the gripper 133, and the shape, length and size may be appropriately selected.

그립퍼(133)는 슬라이딩 도킹홈(211)에 위치한 수중 로봇(20)의 일측을 지지하도록 마련되는 제1 고정부재(134)와, 타측을 고정하도록 마련되는 제2 고정부재(135)를 포함할 수 있다.The gripper 133 may include a first fixing member 134 provided to support one side of the underwater robot 20 located in the sliding docking groove 211 and a second fixing member 135 provided to fix the other side. Can be.

제1 고정부재(134)와 제2 고정부재(135)는 이송 가이드(132)와 그립퍼 암(138)을 통해 연결되며, 그립퍼 암(138)은 제1 고정부재(134)에 연결되는 제1 그립퍼 암(138a)과 제2 고정부재(135)에 연결되는 제2 그립퍼 암(138b)을 포함하여 이루어진다.The first fixing member 134 and the second fixing member 135 are connected through the transfer guide 132 and the gripper arm 138, and the gripper arm 138 is connected to the first fixing member 134. And a second gripper arm 138b connected to the gripper arm 138a and the second fixing member 135.

그립퍼(133)는 제1 고정부재(134)와 제2 고정부재(135) 사이 간격 조정을 통해 수중 로봇(20)을 잡거나 놓을 수 있다.The gripper 133 may hold or place the underwater robot 20 by adjusting a gap between the first fixing member 134 and the second fixing member 135.

제2 고정부재(135)의 제2 그립퍼 암(138b)은 제1 그립퍼 암(138a)과 힌지(135a)에 의해 결합되어 회동 가능하게 마련되며, 제1 고정부재(134)로부터 힌지(135a)를 기준으로 회전하여 이동하면서 간격을 조정할 수 있다.The second gripper arm 138b of the second fixing member 135 is rotatably coupled by the first gripper arm 138a and the hinge 135a and is hinged 135a from the first fixing member 134. You can adjust the distance while rotating by moving around.

제1 고정부재(134)와 제2 고정부재(135)에는 수중 로봇(20)의 유선형상 외형에 대응되는 형상의 굴곡부(136)가 각각 형성되고, 굴곡부(136)의 단부에는 수중 로봇(20)의 안정적인 고정을 위해 돌출되는 안착부(137)가 형성될 수 있다.The first fixing member 134 and the second fixing member 135 are each formed with a bent portion 136 corresponding to the streamlined appearance of the underwater robot 20, and the underwater robot 20 is formed at the end of the bent portion 136. Protruding seating portion 137 may be formed for stable fixing.

제1 고정부재(134)와 제2 고정부재(135)의 굴곡부(136)는 서로 마주보게 설치될 수 있다.The bent portion 136 of the first fixing member 134 and the second fixing member 135 may be installed to face each other.

따라서, 제1 고정부재(134)의 굴곡부(136)에 수중 로봇(20)의 일측이 지지되면 힌지(135a)를 중심으로 제2 고정부재(135)가 회동하여 수중 로봇(20)의 타측을 지지 및 고정 할 수 있다.Therefore, when one side of the underwater robot 20 is supported by the bent portion 136 of the first fixing member 134, the second fixing member 135 is rotated around the hinge 135a to move the other side of the underwater robot 20. Can be supported and fixed

도 9 는 본 발명의 실시예에 따른 수상 스테이션의 동작 방법을 나타내는 순서도이다.9 is a flowchart illustrating a method of operating a water station according to an embodiment of the present invention.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 수중 로봇(20)을 상시 운용하기 위한 수상 스테이션(10)의 프로세스를 설명한다.The process of the water station 10 for always operating the underwater robot 20 according to the embodiment of the present invention having the above configuration will be described.

수중 로봇(20)은 수중 환경을 탐사하고, 수상 스테이션(10)은 수중 로봇(20)의 상태 및 수중 로봇(20)이 취득한 테이터를 모니터링 한다.The underwater robot 20 explores the underwater environment, and the water station 10 monitors the state of the underwater robot 20 and the data acquired by the underwater robot 20.

수중 로봇(20)이 충전, 보관, 또는 수리를 위해 수상 스테이션(10)에 접근하면, 수상 스테이션(10)은 수중 로봇(20)의 ID를 확인한 후, 수중 로봇(20)을 수상 스테이션(10)의 내부로 유입시킨다.When the underwater robot 20 approaches the water station 10 for charging, storage, or repair, the water station 10 checks the ID of the underwater robot 20 and then moves the underwater robot 20 to the water station 10. Inside).

이때, 수중 로봇(20)은 수면 아래 배치된 수용부(200)의 가이드 암(201)에 의해 안내되어 수용부(200) 내부의 도킹부(210)로 원활하게 유입될 수 있다.At this time, the underwater robot 20 may be guided by the guide arm 201 of the receiving portion 200 disposed below the water surface and may smoothly flow into the docking portion 210 inside the receiving portion 200.

도킹부(210)로 유입된 수중 로봇(20)은 구동부(214)에 의해 슬라이딩 도킹홈(211)의 후단부(211b)가 전단부(211a)보다 높아지도록 슬라이딩 도킹홈(211)을 소정 각도(θ) 상방향으로 회동된다. 수중 로봇(20)은 슬라이딩 도킹홈(211)의 후단부(211b)가 전단부(211a)보다 높아지면 슬라이딩 도킹홈(211)의 'V'자 형 단면 형상과 그 자중에 의해 슬라이딩 도킹홈(211)의 전단부(211a)쪽으로 슬라이딩되어 안착될 수 있다.The underwater robot 20 introduced into the docking unit 210 may move the sliding docking groove 211 by a predetermined angle such that the rear end 211b of the sliding docking groove 211 is higher than the front end 211a by the driving unit 214. (θ) is rotated upward. When the rear end 211b of the sliding docking groove 211 is higher than the front end 211a, the underwater robot 20 has a 'V' shaped cross-sectional shape of the sliding docking groove 211 and the sliding docking groove by its own weight ( Sliding toward the front end portion 211a of 211 may be seated.

도킹부(210)의 슬라이딩 도킹홈(211)에 안착된 수중 로봇(20)은 이송부(130)에 의해 이송되어 수면 위에 배치된 메인터넌스부(100)의 제1 메인터넌스(110)에서 세척 장치(112)와 건조 장치(111)에 의해 세척 및 건조를 하고, 제2 메인터넌스(120)로 이동하여 배터리를 충전하게 된다.The underwater robot 20 seated in the sliding docking groove 211 of the docking unit 210 is transported by the transfer unit 130, the cleaning device 112 in the first maintenance 110 of the maintenance unit 100 disposed on the water surface ) And the drying apparatus 111 to clean and dry the battery, and move to the second maintenance 120 to charge the battery.

그리고, 충전이 완료된 수중 로봇(20)은 이송부(130)에 의해 수용부(200)를 통해 방출된다.In addition, the underwater robot 20 that has been charged is discharged through the receiving part 200 by the transfer part 130.

이러한 수중 로봇(20)의 수상 스테이션(10) 내부로의 유도, 세척, 건조, 충전, 방출에 대한 이상 유무를 사용자가 모니터리 할 수 있도록 지상에 데이터를 송부할 수도 있다.Data may be sent to the ground so that the user can monitor the presence or absence of abnormalities in the induction, washing, drying, filling, and discharge into the water station 10 of the underwater robot 20.

또한, 메인터넌스부(100)에 설치된 USBL 통신모듈(105), Wireless 안테나(104), GPS(102), CCD 카메라(101), 수질 센서(108)등을 이용하여 풍향, 온도 등의 기상 상태 또는 수질 모니터링을 할 수도 있다.In addition, by using the USBL communication module 105, the wireless antenna 104, the GPS 102, the CCD camera 101, the water quality sensor 108, etc. installed in the maintenance unit 100, weather conditions such as wind direction, temperature, or You can also monitor water quality.

수상 스테이션(10)의 수중과 지상의 통신 중계를 가능하도록 하여 게이트 웨이(gateway)의 역할을 할 수도 있다.It may also serve as a gateway by enabling communication between the water station 10 and underwater.

그리고, 수상 스테이션(10)의 저면에 설치되는 이동 장치(107)에 의해 통신 및 수중에서의 위치 인식을 위한 위치인식 노드(Node)를 포함할 수 있다.And, it may include a location recognition node (Node) for communication and location recognition in the water by the mobile device 107 installed on the bottom of the water station (10).

따라서, 수상 스테이션(10)의 수중 이동에 의한 위치 인식 노드의 활용을 할 수도 있다.Therefore, the position recognition node may be utilized by the underwater movement of the water station 10.

또한, 수상 스테이션(10)의 이동 자체의 운행 기능을 이용하여 GPS 위치 인식과 연계하여 광범위적인 수중 로봇(20)의 위치를 인식할 수도 있다.In addition, it is also possible to recognize the position of the extensive underwater robot 20 in conjunction with GPS location recognition using the navigation function of the movement of the water station 10 itself.

따라서, 다양한 기상 및 수중 정보를 수중 로봇(20)에 전달함으로써 수중 로봇(20)의 운용 안전에 효율성을 증대시킬 수 있다. Therefore, by transmitting various weather and underwater information to the underwater robot 20, it is possible to increase the efficiency in the operation safety of the underwater robot 20.

결국, 본 발명의 실시예에 따른 수상 스테이션(10)은 수중 로봇(20)을 수용하는 수용부(200)는 수면 아래 위치하고, 수중 로봇(20)의 운용을 위한 메인터넌스부(100)는 수면 위에 위치하게 되므로, 수상 스테이션(10)의 상시 운용이 가능하여 효율적인 수중 탐사를 할 수 있다. As a result, the receiving station 10 according to the embodiment of the present invention is located in the receiving portion 200 for receiving the underwater robot 20 is located below the water surface, the maintenance unit 100 for the operation of the underwater robot 20 is above the water surface Since it is located, it is possible to operate the water station 10 at all times to enable efficient underwater exploration.

또한, 수중 로봇(20)이 수상 스테이션(10)에 장착되기 위한 전체적인 구조를 간단하게 할 수 있으며, 그 결과 수상 스테이션(10)의 구조를 단순화 시킬 수 있다.In addition, the overall structure for the underwater robot 20 to be mounted to the water station 10 can be simplified, and as a result, the structure of the water station 10 can be simplified.

이상 본 발명의 실시예에 따른 수중 로봇의 수상 스테이션을 구체적인 실시 형태로 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.Although the water station of the underwater robot according to the embodiment of the present invention has been described as a specific embodiment, this is only an example, and the present invention is not limited thereto, and has the broadest scope in accordance with the basic idea disclosed herein. Should be interpreted. Skilled artisans may implement a pattern of features that are not described in a combinatorial and / or permutational manner with the disclosed embodiments, but this is not to depart from the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications may be readily made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

10 : 수상 스테이션 20 : 수중 로봇
100 : 메인터넌스부 110 : 제1 메인터넌스
111 : 건조 장치 112 : 세척 장치
120 : 제2 메인터넌스 121 : 충전부
122 : 충전단자 130 : 이송부
131 : 이송레일 132 : 이송 가이드
133 : 그립퍼 134 : 제1 고정부재
135 : 제2 고정부재 136 : 굴곡부
137 : 안착부 138 : 그립퍼 암
200 : 수용부 201 : 가이드 암
210 : 도킹부 211 : 슬라이드 도킹홈10: water station 20: underwater robot
100: maintenance unit 110: the first maintenance
111: drying apparatus 112: washing apparatus
120: second maintenance 121: charging unit
122: charging terminal 130: transfer unit
131: transfer rail 132: transfer guide
133: gripper 134: first fixing member
135: second fixing member 136: bent portion
137: mounting portion 138: gripper arm
200: receiving portion 201: guide arm
210: docking unit 211: slide docking groove

Claims (19)

수중 로봇을 수용하며 수면 아래에 배치되는 수용부;
상기 수용부의 상부에 마련되며 수면 위에 배치되는 메인터넌스부; 및
상기 수중 로봇을 상기 수용부로부터 상기 메인터넌스부로 이송시키는 이송부;를 포함하고,
상기 수용부는,
상기 수중 로봇의 이동을 가이드 하는 가이드 암과,
상기 가이드 암으로부터 안내되는 상기 수중 로봇이 안착되도록 마련되는 도킹부를 포함하며,
상기 도킹부는,
상기 수중 로봇이 안착되도록 마련되는 슬라이딩 도킹홈과,
상기 슬라이딩 도킹홈이 상측으로 회동될 수 있도록 마련되는 구동부를 포함하는 수상 스테이션.
Receiving portion for receiving the underwater robot and disposed below the water surface;
A maintenance unit provided on an upper portion of the accommodation unit and disposed on the water surface; And
And a transfer unit configured to transfer the underwater robot from the accommodation unit to the maintenance unit.
The receiving portion includes:
A guide arm for guiding the movement of the underwater robot,
It includes a docking portion provided to be seated, the underwater robot guided from the guide arm,
The docking unit,
A sliding docking groove provided to mount the underwater robot;
The water station including a drive unit provided so that the sliding docking groove can be rotated upward.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 슬라이딩 도킹홈은,
상기 구동부에 연결되는 전단부와,
상기 전단부를 기준으로 상방으로 회동되는 후단부를 포함하는 수상 스테이션.The method according to claim 1,
The sliding docking groove,
A front end connected to the driving unit;
A water station including a rear end rotated upward based on the front end. 제 4 항에 있어서,
상기 후단부는 상기 전단부보다 낮은 위치에서 회동되어 상기 전단부보다 높은 위치에 위치하게 되는 수상 스테이션.5. The method of claim 4,
The rear end portion is rotated at a position lower than the front end portion and the water station is located at a position higher than the front end portion. 제 1 항에 있어서,
상기 수용부는,
상기 수용부 양측에 설치되어 부력을 제공하는 부력체를 더 포함하는 수상 스테이션.The method according to claim 1,
The receiving portion includes:
Water station further comprises a buoyancy body provided on both sides of the receiving portion to provide buoyancy. 제 1 항에 있어서,
상기 메인터넌스부는,
상기 수중 로봇의 세척과 건조를 위한 제1 메인터넌스와,
상기 수중 로봇의 배터리를 충전하기 위한 제2 메인터넌스를 포함하는 수상 스테이션.The method according to claim 1,
The maintenance unit,
A first maintenance for washing and drying the underwater robot,
And a second maintenance for charging the battery of the underwater robot. 제 1 항에 있어서,
상기 이송부는,
상기 메인터넌스부에 설치되는 이송 레일과,
상기 이송 레일에 의해 이동 가능하게 장착되는 이송 가이드와,
상기 이송 가이드에 연결되어 상기 수중 로봇을 이동시킬 수 있도록 고정하는 그립퍼를 포함하는 수상 스테이션.The method according to claim 1,
The transfer unit
A transfer rail installed in the maintenance unit;
A transfer guide movably mounted by the transfer rail,
And a gripper connected to the transfer guide and configured to fix the underwater robot. 제 8 항에 있어서,
상기 그립퍼는,
상기 수중 로봇의 일측을 지지하도록 마련되는 제1 고정부재와,
상기 수중 로봇의 타측을 고정하도록 마련되는 제2 고정부재를 포함하는 수상 스테이션.The method of claim 8,
The gripper includes:
A first fixing member provided to support one side of the underwater robot;
A water station comprising a second fixing member provided to fix the other side of the underwater robot. 제 9 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 고정부재는,
상기 수중 로봇의 외형에 대응되는 형상의 굴곡부를 포함하는 수상 스테이션.The method of claim 9,
Wherein the first and second fixing members comprise:
Water station comprising a bent portion of a shape corresponding to the appearance of the underwater robot. 제 10 항에 있어서,
상기 굴곡부는 상기 수중 로봇이 안정되게 고정되도록 돌출 형성되는 안착부를 포함하는 수상 스테이션.11. The method of claim 10,
The bent portion includes a water station comprising a seating portion protruding to securely fix the underwater robot. 제 1 항에 있어서,
상기 메인터넌스부는,
카메라 또는 안테나 또는 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하는 수상 스테이션. The method according to claim 1,
The maintenance unit,
A water station comprising at least one of a camera or an antenna or a sensor. 제 1 항에 있어서,
상기 수용부는,
상기 수상 스테이션을 이동시킬 수 있도록 마련되는 이동장치를 포함하는 수상 스테이션.The method according to claim 1,
The receiving portion includes:
A water station comprising a mobile device provided to move the water station. 제 13 항에 있어서,
상기 이동장치는,
수중 이동을 목적으로 하는 프로펠러를 포함하는 수상 스테이션.14. The method of claim 13,
The mobile device comprising:
A water station comprising a propeller for the purpose of underwater movement. 제 13 항에 있어서,
상기 이동장치는,
상기 수상 스테이션의 위치를 인식할 수 있는 위치 인식노드를 포함하는 수상스테이션.14. The method of claim 13,
The mobile device comprising:
A water station comprising a position recognition node that can recognize the position of the water station. 수중 로봇의 유지 관리를 위한 수상 스테이션에 있어서,
상기 수상 스테이션은,
상기 수중 로봇의 도킹을 안내하기 위한 가이드 암을 갖는 수용부와,
상기 가이드 암에 의해 안내되는 상기 수중 로봇이 안착되도록 마련되는 도킹부를 포함하고,
상기 도킹부는 상기 수중 로봇이 슬라이딩 되어 안착되는 슬라이딩 도킹홈을 포함하고,
상기 슬라이딩 도킹홈은,
구동부에 연결되는 전단부와,
상기 전단부를 기준으로 상방으로 회동되어 상기 전단부보다 높은 위치에 위치하는 후단부를 포함하는 수상 스테이션.
In the water station for the maintenance of the underwater robot,
The water station,
A receiving portion having a guide arm for guiding the docking of the underwater robot;
And a docking part provided to seat the underwater robot guided by the guide arm.
The docking unit includes a sliding docking groove in which the underwater robot is seated by sliding,
The sliding docking groove,
A front end connected to the driving unit,
And a rear end pivoted upwardly with respect to the front end and positioned at a position higher than the front end.
삭제delete 제 16 항에 있어서,
상기 수상 스테이션은,
상기 수중 로봇의 세척과 건조를 위한 제1 메인터넌스와,
상기 수중 로봇을 충전하기 위한 제2 메인터넌스를 포함하는 수상 스테이션.17. The method of claim 16,
The water station,
A first maintenance for washing and drying the underwater robot,
A water station comprising a second maintenance for charging the underwater robot. 제 18 항에 있어서,
상기 수용부는 수면 아래 위치하고,
상기 제1 및 제2 메인터넌스는 수면 위에 위치하는 수상 스테이션.
19. The method of claim 18,
The receiving portion is located below the water surface
And the first and second maintenances are located above the water surface.
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