KR100429068B1 - 선박용 자동조타 및 자동제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박에서의 좌, 우 방향을 조절하는 데 주로 사용하는 선박용 자동조타 및 자동제어 장치에 관한 것으로 유압식 조타 장치를 전기제어 장치로 제어하여 수동제어 및 자동제어, 특히 자동제어에서의 원격제어, 콤파스 조타제어, 플로타 조타제어가 가능케한 선박용 자동 조타방치에 관한 것이다.종래에도 여러 가지 종류의 선박용 조타 장치가 개발되어 사용되고 있으나, 주로 대형 선박용이며 소형 선박에서의 조타 장치는 아직도 수동조작에 의존하는 실정이고 특히 부두 접안시나 기상이 나쁘고 파도가 심할 경우에는 전복사고 등의 위험이 많으며 개선된 조타장치로서 방향타에 유압실린더를 설치하여 오피트롤(조타장치용 유압 펌프)에 핸들을 장착한 수동 유압식 조타장치와 유압펌프를 엔진으로 구동하는 기동식 조타 장치가 사용되고 있으나 이러한 것들은 전자장치에 유압 솔레노이드 밸브나 전동모터를 연결하여 제어하는 방식으로 되어 있어 설치하기가 매우 어렵고 고장이 잦으며 설치비가 많이 들어 소형 선박에서는 설치하기엥 부적합한 실정이다.본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 발명한 것으로서 이의 발명요지는 대형 선박뿐만 아니라 중, 소형 선박까지 공히 사용가능하며 기존에 사용 중인 조타장치에 전기제어장치를 연결하여 사용하도록 한 것으로 이는 설치가 간단하고 비용이 절감되며 조타의 편리성 및 안전성을 특징으로 한 선박용 자동조타 장치인 것이다.

Description

선박용 자동조타 및 자동제어 장치{Automatic steering and control apparatus for ship}

본 발명은 선박용 자동조타 및 자동제어 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 선박의 좌, 우 방향을 조정하기 위하여 유압조타장치를 전자제어장치로 제어함으로써 수동제어 및 자동제어를 원활하고 안정되게 작동할 수 있으며, 특히 자동제어에서는 원격제어, 콤파스 조타제어, 플로타 조타제어가 가능하도록 설계되도록 하는 선박용 자동조타 및 자동제어 장치에 관한 것이다.

선박의 조타장치에 대하여 여러 기술수단이 제공되어 왔다. 그러나 이러한 종래 기술은 대형선박을 중심으로 개발되어 활용되고 있으며 많은 소형선박에서는 아직도 사람의 힘에 의존하는 장치가 대부분이고 선박의 방향을 바꾸는 방향타(키 또는 라다 라고도 함)의 중앙 축에 나무막대기를 연결하여 손이나 발로서 선박의 방향을 조정하거나, 방향타와 조타핸들을 체인이나 회전철봉을 연결하여 사용하고 있다.이러한 장치들은 많은 힘이 필요하므로 선박의 접안(선착장에 선박을 붙이는 작업)시 어려움이 많으며 파도가 많을 때에는 방향타에 미치는 파도의 힘으로 말미암아 원활한 조타의 어려움으로 인한 선박의 전복위험이 큰 문제점이 있었다.한편 이러한 문제점을 해결하고자 한 단계 발전한 기술들이 제공되어왔으며, 그 대표적인 것들은 다음과 같다.1. 기동유압식 조타장치기동유압식은 선박엔진을 동력으로 유압을 발생시키고, 이 유압을 솔레노이드 전기회로에서 제어하는 방식으로 설치가 복작하고 설치하기 위한 비용이 많이 소요되므로 소형선박에서는 부적당하며 주로 중, 대형 선박에서 사용되고 있다.2. 수동유압식 조타장치이 조타장치방식은 원격제어나 전자제어가 되지 않는 조타방식으로서 사람의 손으로 조타하며 기계식보다 유압식이므로 힘이 많이 소요되지 않으므로 원격조정하지 않는 소형선박은 대부분 이 방식을 사용하고 있다.3. 병렬 헬륨펌프식 조타장치이 조타장치는 2개의 헬륨펌프를 병렬로 연결하고 한 개는 핸들을 붙여서 수동조타용으로 사용하며, 나머지 한 개는 전동모터를 연결하여 원격조정 또는 전자제어용으로 사용하도록 구성된 조타장치로서 설치비용이 많이 소요되고 설치 자체가 복잡한 문제점이 있다.4. 수동전환식 조타장치이 조타장치는 원격제어 및 수동제어 모두 가능하고 설치가 간단하지만, 조타장치를 사용 중에 수동 또는 원격제어의 전환방법에 있어서, 수동레버를 사용하여 헬륨펌프를 핸들하거나 전동모터로 연결하므로 원격에서 전환하는 것이 불가능하여 위급할 때의 조치가 어렵게 되어 안전에 큰 부담이 따르는 문제점이 있다.이러한 상기 종래기술들의 문제점들을 극복하기 위하여 예의 연구노력한 결과, 콤파스, 플로타 또는 리모트 방식을 선택하여 조타할 수 있도록 설계된 전자제어장치를 구성하고, 전자클러치 코일에 전원을 공급하면 자동조타방식이 되고 전원을 공급하지 않으면 수동조타방식이 되게 하여 상기 전자제어장치 및 기타 전자 장치의 고장에도 수동조타로서 사용이 가능하게 구성하게 되면, 안정성이 확보될 뿐만 아니라 설치도 용이한 장점이 있음을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 안전이 우선적으로 고려되어 자동조타장치들이 고장나더라도 아무런 위험 없이 수동조타가 가능하도록 하는 기술수단을 제공하고, 자동조타에 이용되는 전자제어장치에 있어서 여러 가지 기능선택을 할 수 있는 선박용 자동조타 및 자동제어 장치를 제공하는 데 있다.또한 본 발명의 다른 목적은 설치가 간단할 뿐만 아니라 현재 사용중인 조타장치를 그대로 이용할 수 있도록 함으로써 적은 비용으로 설치할 수 있도록 하는 기술수단을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 전체 구성도

도 2는 도 1의 A 부분의 자동전환장치의 일 실시예의 구성도

도 3은 본 발명의 전자제어장치의 구성 블록도

도 4는 본 발명에 따른 원격조타장치의 일 실시예의 정면도.

도 5는 본 발명에 따른 조타 및 엔진 콘트롤 원격 제어장치의 일 실시예의 정면도.

도 6은 위 도 5의 측면도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1 : 조타핸들 2 : 핸들 연결용 스풀

3 : 핸들/모터 연결용 스풀 4 : 모터 연결용 기어

5 : 전자클러치 코일 6 : 모터 기어

7 : 감속기어 8 : 전동모터

9 : 헴륨펌프 10 : 고압 오일호스

11 : 실린더 12 : 틸러

13 : 방향타 14 : 라다센서 연결봉

15 : 라다센서 16 : 원격조정기

17 : 전자제어장치 18 : 연결단자함

19 : 전자 콤파스 20 : 타각지시기

21 : 경보용 부저 22 : 외부장치 연결용 단자

23 : 전원공급단자 24 : 핸들 결합부

25 : 스프링 26 : 모터구동시 결합부

27 : 베어링 28 : 전자클러치 코일 전원공급선

29 : 헬륨펌프 결합부 30 : 중앙 샤프트

30a : 실린더 오일 호스 연결구31 : 헬륨펌프 오일 주입구 32 : 기어 결합부33 : 전환장치 외함 34 : 전동모터 전원공급선35 : 현재 선박의 방향타의 각도 표시기36 : 타각 조정기 (좌, 우 각각 40도 조정가능)37 : 원격제어기 연결용 케이블38 : 원격제어기 케이스 39 : 스크류 클러치 조정기40 : 엔진회전수(rpm) 조정기

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 전동모터의 구동과 조타핸들을 이용한 선박용 조타 장치에 있어서, 기능선택 스위치부가 포함된 전자제어장치부를 구비하고, 상기 조타핸들과 연결되는 핸들 연결용 스풀과, 상기 전동모터의 회전운동을 감속시켜주는 감속기어와, 이 감속기어를 거쳐 상기 전동모터에 연결되는 전동모터기어와, 이 전동모터기어에 연결되어 있는 모터 연결용 기어와, 상기 전자제어장치부와 연결되며 통상의 외부전원의 공급을 받는 전자클러치 코일과, 상기 전자제어장치부의 전원이 off되어 있거나 상기 전동모터 또는 전자클러치 코일의 전원이 off된 상태에서는(즉 수동조타 상태) 상기 모터 연결용 기어와 분리되어 상기 핸들 연결용 스풀과 결합되고, 상기 전자클러치 코일에 전원이 on되는 상태에서는(즉 자동조타 상태) 상기 전자클러치 코일의 전자석에 의해 상기 모터 연결용 기어와 결합되어 상기 핸들 연결용 스풀과 분리되는 핸들/모터 연결용 스풀과, 이 핸들/ 모터 연결용 스풀과 연결되는 헬륨펌프 및 이 헬륨펌프의 연결방향으로 이어지는 고압 오일호스와, 이 고압 오일호스의 내부에 있는 오일을 통하여 작동되는 실린더와, 이 실린더의 직선운동을 회전운동으로 바꿔주는 틸러 및 이와 연결되는 방향타를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 자동조타 및 자동제어 장치를 제공한다.

또한 본 발명의 상기 전자제어장치부는, 전원 작동 및 기능선택 스위치부와 타각비 조절기, 파고비 조절기 및 표시부 등으로 구성된 전면장치부와, 기억장치 및 신호 입출력 장치, 아날로그/디지털 변환부 및 연산장치 등으로 구성되는 처리장치부(마이크로 프로세서부)와, 전자코일 및 증폭기로 된 전자방위센서에 신호공급과 상기 전자방위센서로부터 입력되는 신호를 비교 증폭하여 상기 처리장치부의 신호변환기에 공급하는 방위센서부와, 전원부, 모타 및 클러치 구동부를 포함하고, 상기 전자방위센서, 타각센서, 원격 조정기, 전원공급단자, 타각 지시기, 자동조타전환기 등과 연결되는 외부연결장치를 또한 포함하는 단자함과, 기타 주변장치로 구성된 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 상기 전자제어장치부 중, 상기 기능선택 스위치부는 콤파스, 플로타 및 리모트 방식을 선택할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하가 위한 것이며, 본 발명의 보호범위는 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

도 1에서 본 발명의 전체적인 동작구성이 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명은 수동 조타와 자동조타(원격조타 포함)로 구성되고, 자동 조타는 콤파스 조타 방식, 플로타 조타 방식 및 원탁조타 방식으로 이루어진다. 이러한 자동 조타방식의 구체적인 내용은 다시 설명하기로 하고 먼저 기본적인 작동원리를 설명한다.

본 발명의 수동 조타의 작동은 전자제어장치부(17)에 전원이 꺼져 있거나, 동작선택 스위치가 수동일 때는 전동모터(8)나 전자 클러치 코일(5)의 전원이 off된 상태가 되므로 자동전환장치부의 핸들/모터 연결용 스풀(3)은 모터 연결용 기어(4)와 분리되고 핸들 연결용 스풀(2)과 결합된 상태가 된다. 이때 조타핸들(1)을 좌측 또는 우측으로 돌리면 핸들 연결용 스풀(2)이 돌게 되는데, 이 핸들 연결용 스풀(2)에 상기 핸들/모터 연결용 스풀(3)이 결합되어 있고, 상기 핸들/모터 연결용 스풀(3)에 헬륨펌프(9)가 연결되어 있으므로, 상기 수동조타방식으로 상기 조타핸들(1)을 작동하게 되면 결국 상기 헬륨펌프(9) 또한 작동하게 되어 이 헬륨펌프(9)의 연결 방향에 따라 헬륨펌프(9)의 내부에 있는 오일은 고압오일 호스(10)를 통하여 실린더(11)를 작동시키고 이 실린더(11)의 직선 운동은 틸러(12)에 의해 회전운동으로 바뀐 후 방향타(13)를 좌측 또는 우측으로 각각 최고 35도까지 조정하게 된다.

한편, 자동 조타의 작동은 상기 전자제어장치부(17)의 패널에 있는 동작 선택 스위치를 콤파스, 플로타 또는 리모트위치 중 어느 한 개를 선택하면 연결 단자함(18)으로 부터 통상 24v 전기가 전자클러치 코일(5)에 공급되므로 자성체로 된 상기 핸들/모터 연결용 스풀(3)이 상기 전자 클러치코일(5)의 전자석에 의해 상기 모터 연결용 기어(4)와 결합하게 되고 상기 핸들 연결용 스풀(2)과는 분리된다. 즉 수동 조타방식과는 반대로 결합하게 되는 것이다.

이때의 작동은 연결단자함(18)에 의해 공급되는 전기로 전동모터(8)의 방향이 달라지며 이 회전 운동은 감속기어(7)에 의해 감속되어 모터기어(6)가 회전하며 이 모터기어(6)와 모터 연결용 기어(4)가 연결되어 있고 약 2:1의 감속비로 다시 감속되어 상기 핸들/모터 연결용 스풀(3)을 회전시키며 이 스풀(3)과 상기 헬륨펌프(9)는 상호 연결되어 있음은 위에서 설명한 것과 동일하기 때문에, 그 다음 작동은 수동조타방식 때와 같다.

이 처럼 상기 전자클러치코일(5)에 전원을 공급하면 자동조타방식이 되고 전원을 공급하지 않으면 수동조타방식이 되므로 상기 연결단자함(18) 또는 상기 전자제어장치부(17) 및 기타 전자 장치의 고장에도 수동 조타로서 사용이 가능하여 안정성이 확보된다. 특히 자동조타 또는 원격조타에서의 전자제어장치부(17)의 작동선택스위치에는 콤파스 조타방식과 플로타 조타방식 및 원격 조타방식으로 구성되어 있으며 각 작동 상태에 따라 전동모터(8)가 제어 되어 진다.

콤파스 조타방식은 상기 전자제어장치부(17)에 설정된 방위(선박이 가고자하는 방향)와 전자 콤파스(19)에 의해 현재 선박의 방위를 전자제어장치부(17)와 비교하여 좌측 또는 우측으로 차이각에 따라 상기 연결단자함(18)에 의해 전동모터(8)를 구동하게 되고 라다센서(15)에 의해 입력되는 타각을 설정각과 현재각의 오차각과 상기 전자제어 장치부(17)에 의해 설정된 타각비를 비교하여 가장 적합한 타각으로 조정하게 되며 따라서 상기 전자제어장치부(17)에 설정된 방향으로 선박은 자동 조타되어 항해하게 된다. 이에 대해서 아래에서 다시 설명하기로 한다.

플로타 조타방식은 상기 연결단자함(18)의 외부장치 연결용 단자(22)에 의하여 외부에 GPS 플로타 장치가 연결된 상태로 작동하며, 플로타 장치의 기능에서 목적지를 한 곳 또는 여러 곳을 선택하면 플로타에서는 현재의 위치에서 목적지까지의 방위를 상기 연결단자함(18)을 통해 상기 전자제어장치부(17)로 데이터화하여 나타내므로 상기 전자제어장치부(17)에서는 이 데이터와 상기 전자콤파스(19)에서 공급되는 현재 선박의 방위를 비교하여 상기 전자제어장치부(17)에 의해 조정 및 설정되는 타각비 및 파고비에 따라 적정한 신호를 상기 연결 단자함(18)에 의하여 전동모터(8)로 공급하게 되며, 따라서 조류나 바람의 영향을 받지 않고 오차 없이 목적지 도착이 가능해 진다.

리모타 조타 방식은 상기 연결 단자함(18)과 전기 배선으로 연결된 원격 조정기(16)에 의해 조타하는 방식으로 원격 조정기(16)에 장치된 조타 조정기를 좌측, 또는 우측으로 조타하고자 하는 각도로 설정하면 방향타(13)가 설정된 조타 각도와 똑같이 설정되는 방식으로서, 가변 저항기를 조정기로 사용하므로 정확한 조타 각도를 조정 할 수 있으며, 조정한 조타 각도에 따라 전동모터(8)를 구동하여 상기 방향타(13)를 작동하게 되며 상기 방향타(13)의 각도는 라다센서(15)에서 감지되어 상기 연결 단자함(18)을 통해 타각지시기(20)로 표시되며 또 상기 전자제어장치부(17)로 공급하여 상기 전자제어장치부(17)에서는 상기 원격조정기(16)에서 조정된 타각과 상기 라다센서(15)에서 읽어진 타각을 비교하여 오차가 있을 때 상기 연결단자함(18)을 통해 전동모터(8)를 구동하게 된다.

한편, 본 발명의 구성을 보다 세밀히 살펴보면 다음과 같다.

본 발명의 자동전환장치의 구조는 도 2에서 확대 도시하고 있는 바와 같다.

본 발명의 상기 헬륨펌프(9)의 회전축은 헬륨펌프 결합부(29)에 의하여 요철 형태로 결합되며 상기 헬륨펌프(9)의 회전축과 중앙 샤프트(30)는 3개의 베어링(27)으로 결합되며 상기 핸들 연결용 스풀(2)과 베어링에 의하여 결합되고, 좌, 우 수직운동으로부터 고정되며, 회전운동으로는 상기 핸들 연결용 스풀(2)과 상기 중앙 샤프트(30)가 분리되고 상기 핸들/모터 연결용 스풀(3)은 상기 중양 샤프트(30)와 톱니로 결합되어 회전 운동으로부터 고정되어 있고, 좌우 수직운동으로부터 분리되어 좌측으로는 요철면으로 상기 핸들 연결용 스풀(2)과 결합되고 우측으로는 상기 모터 연결용 기어(4)와 평면으로 결합된 구조이다. 즉 상기 핸들/모터 연결용 스풀(3)은 상기 핸들 연결용 스풀(2)과 상기 기어(4)사이에서 움직이며 상기 전자클러치 코일(5)이 전자클러치 코일 전원공급선(28)으로부터 전원이 공급되지 않을 때는, 상기 핸들/모터 연결용 스풀(3)이 스프링(25)에 의하여 상기 핸들 연결용 스풀(2)과 결합되며 이러한 핸들/모터 연결용 스풀(3)과 핸들 연결용 스풀(2)의 핸들 결합부(24)는 요철로 결합되어 있다. 그러나 전자클러치 코일(5)에 전원이 상기 전자클러치 코일 전원공급선(28)을 통해 공급되면 상기 핸들/모터 연결용 스풀(3)은 상기 기어(4)와 결합되게 된다.

그리고 모타구동시 결합부(26)는 평면으로 전자클러치 코일(5)의 전자석 힘으로 결합되며 결합 강도를 높이기 위하여 상기 핸들/모터 연결용 스풀(3) 및 상기 기어(4)의 원형 판에 여러 개의 구멍이 구성된다. 또 상기 기어(4)와 전동 모터기어 (6)는 상호 톱니로 결합되며 미 전동모터기어(6)는 감속기어(7)를 거쳐 전동모터(8)와 연결되어 있고 핸들 연결용 스풀(2)은 자동전환장치 외함 몸체(33)와 베어링으로 결합되고 축은 조타핸들(1)과 결합되는 구조로 구성되어 있다

이러한 구조의 작동을 다시 설명하면, 상기 전자클러치 코일(5)에 전기가 공급되지 않은 상태 즉 수동 조타에서 조타 핸들(1)을 좌측 또는 우측으로 돌리면 핸들 연결용 스풀(2)이 회전하고 스프링(25)에 의해 상기 핸들/모터 연결용 스풀(3)이 상기 핸들 연결용 스풀(2)과 상기 핸들 결합부(24)의 결합면으로 결합하게 된다.

이 때, 상기 핸들/모터 연결용 스풀(3)은 중앙 샤프트(30)와 결합되어 있으므로 이 중앙 샤프트(30)는 헬륨 펌프 결합부(29)의 요철로 된 결합면을 통해 헬륨펌프(9)의 회전축과 연결되어 조타핸들(1)의 회전 방향과 같은 방향으로 헬륨펌프(9)가 회전하여 회전방향에 따라 오일을 실린더 오일호스 연결구(31a)를 통해 실린더(11)로 공급하므로 수동 조타가 가능하게 되는 것이다.

그리고, 상기 전자클러치 코일(5)에 전기가 공급되는 상태 즉 자동조타 또는 원격 조타의 작동은 상기 전자클러치 코일(5)에 의한 전자석의 힘으로 상기 핸들/모터 연결용 스풀(3)은 상기 기어(4)와 결합하고, 이 기어(4)는 전동 모터기어(6)와 톱니로 된 기어 결합부(32)로 결합되고 전동모터기어(6)는 감속기어(7)를 거쳐 전동모터(8)와 연결되어 전원공급선(34)의 전기의 극성에 따라 좌측 또는 우측으로 상기 핸들/모터 연결용 스풀(3)이 회전하게 되며 이 핸들/모터 연결용 스풀(3)은 중앙샤프트(30)와 연결되어 헬륨펌프 결합부(29)면을 통해 헬륨펌프(9)의 회전축과 연결되어 실린더 오일호스 연결구(31a)를 통해 오일이 실린더로 공급되어 자동 조타 또는 원격 조타가 가능하게 되는 것이다.

본 발명의 전자제어장치부(17)에 대해서 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3에서 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 전자제어장치부(17)은 전면 장치부, 처리장치부, 방위센서부, 단자함 및 주변 장치로 구성된다.

전면 장치부에는 전원 off-수동-콤파스-플로타-리모트로 전원 off 및 기능선택 스위치와 u턴/회피/기능/경보 스위치, 가변 저항으로 된 명암조절기, 타각비 조절기, 파고비 조절기 및 한글/ 영문/그래프를 표시하는 LCD장치로 구성되는 것이 바람직하다.

처리 장치부는 3개의 기억장치, 신호 입출력 장치, 아날로그 신호를 디지털로 전환하는 신호 전환 장치 및 마이크로프로세서인 연산 장치로 구성되며 모든 기능의 입력, 연산, 출력, 표시등은 이 처리 장치에 의하여 이루어지는 것이 바람직하다.

방위 센서부는 전자 코일 및 증폭기로 된 전자 방위센서에 신호공급과 전자방위 센서로부터 입력되는 신호를 비교 증폭하여 XY의 각 신호를 처리장치부 신호변환기로 공급한다.

단자함은 주 전자 제어 장치와 센서 등 외부 장치를 연결하기 위한 장치와 전원부, 타각지시기 조정기, 모터 및 클러치 구동부, 입출력 잡음 방지회로 등으로 구성되어 있다.

상기 외부연결장치로 전자방위센서, 타각센서, 원격 조정기, 타각지시기, 자동 조타 전환기 및 전원 공급 단자의 기본 구성장치와, 선택장치로서, 엔진콘트롤장치 및 GPS플로타를 연결 사용할 수 있도록 구성되어 있다. 이 때, 플로타 조타 방식으로 사용 할 경우에는 GPS 플로타를 연결하여야 사용 가능하며 여기에 사용하는 GPS 플로타는 표준 신호인 MNEA-0183 신호를 공급할 수 있는 GPS 플로타인 것이 바람직하다.이러한 구성은 전원 전압 DC-24V에 의해 작동되며 전원공급단자(+-극성)는 접지로부터 분리되어 있어 타 장비로 부터의 영향(-접지 방식에서 -접지된 다른 장비의 전원 공급선중 -공급선이 절단, 또는 스위치를 OFF 할때 -공급 전원선이 먼저 OFF되면 치명적인 손상이 될 수 있음)을 없애고 기타 잡음 등의 영향을 최소화하여 안정성이 매우 높음을 첨언한다.그리고 전자제어장치부(17)의 작동은 다시 한 번 설명하면 다음과 같다.전원 및 기능 선택 스위치가 OFF일 때 수동 위치에서의 조타방식은 수동으로 작동하며 전면 장치의 표시기 및 타각지시기는 현재의 라다의 각도를 표시하게 되며, OFF일 때와 같이 자동 조타 전환기에는 클러치 신호 전원 및 모타 제어 전원은 출력되지 않는다.상기 기능 선택 스위치가 콤파스 일 때는 클러치 신호 DC 24V를 자동 조타전환기로 공급하고 'U턴/회피/기능'의 스위치로서 목적지의 방위를 입력하면 연산부에서는 이 방위를 방위 센서로부터 상기 방위센서부를 거쳐 변환되어 읽어진 디지털 값을 연산하여 현재의 방위 값으로 변환한 값을 비교한 후, 상기 단자함을 통하여 자동 조타 전환기의 모터를 제어하게 되며, 이 제어되는 신호는 타각 센서로부터 입력되는 신호를 연산부에서 방위 센서에 의한 현재의 방위와 비교하여 제어하게 된다. 표시기에는 현재의 방위와 목적지 방위가 숫자로 표시되며, 현재의 타각을 수평 막대로 표시하고 출력되는 타의 방향을 좌측 또는 우측에 화살표로 표시한다. 또 타각지시기를 통해 아날로그 메타에 의해 표시되고, 조타 중 문제가 발생하면 에러 표시 및 부저가 울리고 경보 스위치를 누르면 정지 하게 되는 것이다.기능 선택 스위치가 플로타일 때 클러치 신호 DC-24V를 자동 조타 전환기로공급하고, GPS플로타로부터 목적지에 관한 정보를 RS-232C 신호선을 통해 처리 장치에 입력되고, 한 방위센서로부터 상기 방위센서부를 거쳐 전환된 디지털 값을 상기 처리장치부에서 연산하여 현재의 방위 값으로 바꾸어 두 신호를 비교 한 후 상기 단자함을 통하여 자동 조타 전환기의 전동모터를 제어하며 이 제어되는 신호는 타각 센서로부터 입력되는 신호를 연산부에서 방위 센서에 의한 현재의 방위와 비교되어 제어한다. 표시기에는 현재의 방위와 목적지 방위가 숫자로 표시되며, 현재의 타각을 수평 막대로 표시하고 출력되는 타의 방향을 좌측 또는 우측에 화살표로 표시한다. 또 외부에 연결된 타각지시기를 통해 현재의 타각이 아날로그 메타에 의해 표시되고, 외부에 연결된 GPS플로타로부터 신호가 없거나 조타 중 문제가 발생하면 에러 표시와 부저가 울리게 된다.기능 선택 스위치가 리모트일 때는 클러치 신호 DC-24V를 자동 조타 전환기로 공급하고 원격제어기의 타각 조정기를 좌측 또는 우측으로 돌리면 원격제어기의 타각과, 타각 센서에 의한 현재의 타각을 비교한 후 상기 단자함을 통하여 자동조타전환기의 모터를 제어하게 된다. 표시기에는 현재의 방위가 숫자로 표시되며, 현재의 타각을 수평 막대로 표시하고 출력되는 타의 방향을 좌측 또는 우측에 화살표로 표시한다. 또한 외부에 연결된 타각 지시기를 통해 현재의 타각이 아날로그메타에 표시되고 조타 중 문제가 발생하면 에러표시 및 부저가 울리게 되는 것이다.한편, 조타 방식 중 콤파스조타, 플로타 조타 및 리모타 조타에서 전면장치에 있는 타각비 조정기와 파고비 조정기는 모터를 제어하기 위한 주요한 설정으로서, 이 조정기는 선박의 크기와 바람과 파도의 세기 또는 각종 선박의 특성에 가장 적합하게 자동조타 장치가 작동되도록 조정할 수 있음을 첨언한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 선박의 좌우 방향을 조정하기 위한 유압 조타 장치를 전자제어장치로 제어하는 것으로서 수동제어와 자동제어 조타방식을 상호 자유롭게 연동되도록 함으로써 기존에 이용되어온 조타장치를 본 발명을 적용하면서 효율적으로 이용할 수 있는 장점이 있으며, 특히 자동제어 조타방식에 있어서 원격제어, 콤파스 조타제어, 플로타 조타제어가 가능한 기술 수단을 제공함으로써, 상황에 따라 효율적인 조타방식을 선택할 수 있을 뿐만 아니라, 설치가 간단하고 설치비용도 저렴한 뛰어난 효과가 있다.

Claims (7)

1. 전동모터(8)의 구동과 조타핸들(1)을 이용한 선박용 조타 장치에 있어서,

   기능선택 스위치부가 포함된 전자제어장치부(17)를 구비하고;

   상기 조타핸들과 연결되는 핸들 연결용 스풀(2)과;

   상기 전동모터의 회전운동을 감속시켜주는 감속기어(7)와;

   이 감속기어를 거쳐 상기 전동모터에 연결되는 전동모터기어(6)와;

   이 전동모터기어에 연결되어 있는 모터 연결용 기어(4)와;

   상기 전자제어장치부와 연결되며 통상의 외부전원의 공급을 받는 전자클러치 코일(5)과;

   상기 전자제어장치부의 전원이 off되어 있거나 상기 전동모터 또는 전자클러치 코일의 전원이 off된 상태에서는(즉 수동조타 상태) 상기 모터 연결용 기어(4)와 분리되어 상기 핸들 연결용 스풀(2)과 결합되고, 상기 전자클러치 코일에 전원이 on되는 상태에서는(즉 자동조타 상태) 상기 전자클러치 코일의 전자석에 의해 상기 모터 연결용 기어(4)와 결합되어 상기 핸들 연결용 스풀(2)과 분리되는 핸들/모터 연결용 스풀(3)과;

   이 핸들/모터 연결용 스풀(3)과 연결되는 헬륨펌프(9) 및 이 헬륨펌프의 연결방향으로 이어지는 고압 오일호스(10)와;

   이 고압 오일호스의 내부에 있는 오일을 통하여 작동되는 실린더(11)와;

   이 실린더의 직선운동을 회전운동으로 바꿔주는 틸러(12) 및 이와 연결되는 방향타(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 자동조타 및 자동제어 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서 상기 전자제어장치부(17)는,

   전원 작동 및 기능선택 스위치부와 타각비 조절기, 파고비 조절기 및 표시부 등으로 구성된 전면장치부와;

   기억장치 및 신호 입출력 장치, 아날로그/디지털 변환부 및 연산장치 등으로 구성되는 처리장치부(마이크로 프로세서부)와;

   전자코일 및 증폭기로 된 전자방위센서에 신호공급과 상기 전자방위센서로부터 입력되는 신호를 비교 증폭하여 상기 처리장치부의 신호변환기에 공급하는 방위 센서부와;

   전원부, 모타 및 클러치 구동부를 포함하고, 상기 전자방위센서, 타각센서, 원격 조정기, 전원공급단자, 타각 지시기, 자동조타전환기 등과 연결되는 외부연결장치를 또한 포함하는 단자함과;

   기타 주변장치로 구성된 것을 특징으로 하는 선박용 자동조타 및 자동제어 장치.
6. 삭제
7. 제1항 또는 제5항에 있어서,

   상기 기능선택 스위치부는 콤파스, 플로타 및 리모트 방식을 선택할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 선박용 자동조타 및 자동제어 장치.