KR101263804B1 - 심해저 망간단괴 집광로봇 - Google Patents

심해저 망간단괴 집광로봇 Download PDF

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KR101263804B1 KR1020120031912A KR20120031912A KR101263804B1 KR 101263804 B1 KR101263804 B1 KR 101263804B1 KR 1020120031912 A KR1020120031912 A KR 1020120031912A KR 20120031912 A KR20120031912 A KR 20120031912A KR 101263804 B1 KR101263804 B1 KR 101263804B1
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섭 홍
김형우
최종수
여태경
박성재
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한국해양과학기술원
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Abstract

본 발명은 서로 병렬로 탈착 가능하도록 배치되는 다수의 주행장치부와; 상기 다수의 주행장치부의 전방부에 설치되며, 망간단괴를 채집하는 채집장치부와; 상기 다수의 채집장치부의 후방부에 설치되며, 채집되는 상기 망간단괴를 일정 크기로 파쇄하여 외부로 송출하는 송출장치부와; 상기 다수의 주행장치부의 상부에 설치되며, 상기 주행장치부로 동력을 제공하고, 상기 채집장치부 및 상기 송출장치부의 구동을 제어하는 동력제어계측부와; 상기 각 주행장치부를 연결하고, 상기 채집장치부와 상기 송출장치부 및 상기 동력제어계측부를 지지하는 구조프레임; 및 상기 구조 프레임의 상단에 설치되는 부력부를 포함하는 심해저 망간단괴 집광로봇을 제공한다.

Description

심해저 망간단괴 집광로봇{ROBOT FOR MINING MANGANESE NODULES ON DEEP-SEABED}
본 발명은 심해저 망간단괴 집광로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서로 병렬로 연결가능하고, 망간단괴의 채집량에 따라 추가로 연장설치 가능한 로봇기능을 가지는 심해저 망간단괴 집광장치에 관한 것이다.
일반적으로, 토목업, 건설업, 농업 등에 사용되는 무한궤도 차량은 딱딱한 지표면 상에서 운행되므로 특별히 낮은 접지압이 요구되지는 않는바 무한궤도 폭이 상대적으로 좁다.
그러나, 심해저 연약지반, 니질 펄갯벌 등과 같은 점착성 연약지반에서 운행되는 무한궤도 차량은 지표면 아래로 무한궤도 차량이 패여 들어가는 것을 방지하기 위하여 낮은 접지압이 요구된다.
이를 해소하기 위한 선행 문헌으로는 대한민국특허청 등록특허공보 제10-0795667호가 있다.
상기 선행 문헌에는 기존의 점착성 연약지반 주행을 위한 무한궤도 차량의 무한궤도를 2열로 분리하고, 분리된 무한궤도 사이의 공간을 통하여 탑재 장비의 하중을 지지하는 지지프레임을 보강하여, 무한궤도 차량의 접지압을 줄임과 동시에 탑재 장비를 안정적으로 지지할 수 있는 무한궤도가 2열로 분리된 무한궤도 차량이 개시된다.
상기 선행 문헌에 언급되는 2열로 분리되는 무한궤도 차량을 사용하여 해저에 위치되는 단괴를 채집하는 경우, 접지압을 일정 이상 늘리기 어렵다.
또한, 상기 무한궤도 차량은 서로 독립적 구동의 제어가 어렵고, 해저에서의 서로 다른 위치에서 서로 다른 채집량을 갖는 채집 작업을 할 수 없는 문제점을 갖는다.
본 발명의 목적은 채집장치부와 송출장치부를 구비하는 주행장치부들을 병렬로 탈착 가능하도록 연결하여 망간단괴의 채집용량을 조절함과 동시에 전체 구조의 안전성과 적정 접지압을 유지할 수 있는 심해저 망간단괴 집광로봇을 제공함에 있다.
본 발명은 서로 병렬로 탈착 가능하도록 배치되는 다수의 주행장치부와; 상기 다수의 주행장치부 전단부에 설치되며, 망간단괴를 채집하는 채집장치부와; 상기 다수의 주행장치부 상부에 설치되며, 채집되는 상기 망간단괴를 일정 크기 이하로 파쇄하여 외부로 송출하는 송출장치부와; 상기 다수의 주행장치부에 설치되며, 상기 주행장치부로 동력을 제공하고, 상기 채집장치부 및 상기 송출장치부의 구동을 제어하는 동력제어계측부와; 상기 각 주행장치부를 연결하고, 상기 채집장치부와 상기 송출장치부 및 상기 동력제어계측부를 지지하는 구조프레임; 및 상기 구조 프레임의 상단에 설치되는 부력부를 포함하는 심해저 망간단괴 집광로봇을 제공한다.
상기 각 주행장치부는, 좌우로 서로 나란하게 배치되는 하나 또는 다수의 무한 궤도를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 채집장치부는, 상기 각 주행장치부의 전단에 배치되며, 해저면에 물제트를 분사하여 상기 해저면에 위치되는 망간단괴를 부양시키고 내측으로 유도하는 부양장치와, 상기 부양장치와 연결되며, 상기 동력제어계측부로부터 동력을 제공 받아, 부양된 상기 망간단괴를 상기 송출장치로 이송하는 이송장치와, 상기 동력제어계측부로부터 동력을 제공 받아, 상기 부양장치의 하단과 상기 해저면이 기설정된 높이를 유지하도록 상기 부양장치를 승강시키는 자세제어장치와, 상기 자세제어장치가 설치되며, 상기 부양장치 및 상기 이송장치와 상기 구조프레임을 연결시키는 프레임을 구비하는 것이 바람직하다.
상기 부양장치에는, 상기 물제트 분사가 가능한 물제트 분사노즐장치와 유동안내판이 설치되는 것이 바람직하다.
상기 송출장치부는, 상기 동력제어계측부로부터 동력을 전달받아, 상기 채집장치부와 인접되며, 상기 이송장치에 의해 이송된 망간단괴를 일정 크기 이하로 파쇄하는 파쇄장치와, 상기 동력제어계측부로부터 동력을 전달 받아, 상기 파쇄장치와 연결되며, 파쇄된 상기 망간단괴를 송출하는 송출펌프와, 상기 송출장치와 연결되며, 송출된 상기 망간단괴를 외부로 송출하는 경로를 형성하는 송출배관과, 상기 송출배관 상에 설치되며, 상기 동력제어계측부로부터 동력을 전달받아, 상기 파쇄된 망간단괴의 송출과정에서 송출배관 및 송출펌프의 막힘 현상을 방지하는 덤프밸브를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 구조프레임은, 상기 각 주행장치부를 탈착 가능하도록 연결하는 주행장치 연결프레임과, 상기 프레임과 연결되어, 상기 채집장치부를 지지하는 채집장치 연결프레임과, 상기 송출장치부를 지지하는 송출장치 연결프레임과, 상기 동력제어계측부를 지지하는 동력제어계측부 연결프레임과, 상기 주행장치 연결프레임, 상기 채집장치 연결프레임, 상기 송출장치 연결프레임 및 상기 동력제어계측부 연결프레임을 서로 연결하는 바디 프레임을 구비하는 것이 바람직하다.
상기 자세제어장치는, 상기 부양장치에 설치되는 간격 측정기로부터 상기 해저면과의 간격값을 전송 받아 상기 간격값을 기 설정되는 기준 간격값을 이루도록 상기 부양장치의 승강을 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명은 채집장치부 및 송출장치부를 구비하는 주행장치부를 서로 병렬로 탈착 가능하게 연결하여, 단괴의 채집량에 따라 상기 주행장치부의 개수를 조절하여 장치를 설정할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 주행장치부들 중 어느 또는 다수를 교체 가능하도록 할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 해저의 연약 지반 상에서 접지 면적을 증가시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 채집 목적의 해저 지형에 따라 무한궤도를 갖는 주행장치부의 개수를 선택적으로 조절할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 다수의 무한궤도를 개별적으로 구동시킬 수 있음에 따라, 회전 속도를 서로 다르게 구현하여, 해저 지형의 임의 위치에서 주행의 곤란성을 현저하게 개선할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 채집장치부 및 송출장치부를 장착한 다수의 주행장치부를 구비하도록 하여 전체적인 채집용량을 효과적으로 조절할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 심해저 망간단괴 집광로봇의 구성을 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 주행장치부를 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 1의 구조프레임을 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 1의 채집장치부를 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 1의 송출장치부를 보여주는 사시도이다.
도 6은 도 1의 동력제어계측부를 보여주는 사시도이다.
도 7은 도 1의 구조프레임, 부력부 및 진수/회수부를 보여주는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 심해저 망간단괴 집광로봇을 보여주는 측면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 심해저 망간단괴 집광로봇을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 심해저 망간단괴 집광로봇의 구성을 보여주는 사시도이다. 도 2는 도 1의 주행장치부를 보여주는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 심해저 망간단괴 집광로봇은 다수의 주행장치부(100)와, 채집장치부(200)와, 송출장치부(300)와, 동력제어계측부(400)와 구조프레임(500)과, 부력부(600)와, 진수/회수부(700)로 구성된다.
주행장치부 (100)
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 각 주행장치부(100)는 무한궤도(110)와, 구동장치(120)와, 프레임(130)으로 구성된다.
상기 프레임(130)은 서로 나란하게 배치될 수 있다. 상기 프레임(130)의 일단에는 구동장치(120)가 설치되고, 타단에는 스프로켓(121)이 설치된다.
상기 구동장치(120)는 상기 동력제어계측부(400)로부터 동력을 전달 받아 회전된다.
상기 무한궤도(110)는 상기 구동장치(120)에 물려 상기 구동장치(120)의 회전에 의하여 회전되는 구성이며, 실질적으로 해저면에 접지된 상태에서 주행을 위하여 회전된다.
상기 각 주행장치부(100)는 병렬 연결되는 방향을 따라 배치된다.
상기 각 주행장치부(100)의 프레임(130)에는 하기에 기술되는 주행장치 연결프레임(510)이 관통 설치된다. 따라서, 상기 각 주행장치부(100)는 서로 병렬로 연결 가능할 수 있다.
본 발명에 따르는 각 주행장치부(100)는 독립적으로 무한궤도(110)를 구비한다. 또한, 상기 각 주행장치부(100)는 서로 병렬로 개수가 확장될 수 있도록 연결될 수 있다. 상기 각 주행장치부(100)는 동력제어계측부(400)로부터 동력을 전달 받아 독립적으로 구동될 수 있다.
구조프레임 (500)
도 6은 도 1의 구조프레임을 보여주는 사시도이다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 상기 구조프레임(500)의 구성을 설명한다.
상기 구조프레임(500)은 주행장치 연결프레임(510)과, 채집장치 연결프레임(520)과, 송출장치 연결프레임(530)과, 동력제어계측부 연결프레임(540)와, 바디프레임(550)으로 구성된다.
상기 주행장치 연결프레임(510)은 각 주행장치부(100)를 병렬로 연결할 수 있도록 각 주행장치부(100)의 프레임(130)을 관통하여 연결한다.
상기 주행장치 연결프레임(510)의 관통 방향은 상기 각 주행장치부(100)가 연결되는 병렬 방향을 따를 수 있다.
도면에 도시되지는 않았지만, 상기 주행장치 연결프레임(510)은 볼트체결과 같은 방식이 채택될 수도 있고, 용접 방식이 채택될 수도 있다.
상기 채집장치 연결프레임(520)은 상기 채집장치부(200)를 지지한다. 상기 채집장치 연결프레임(520)은 상기 각 주행장치부(100)에 구비되는 프레임(130)의 전단에 설치된다.
상기 송출장치 연결프레임(530)은 상기 채집장치 연결프레임(520)의 후단에 위치되며, 상기 주행장치 연결프레임(510)의 상단에 설치된다. 상기 송출장치 연결프레임(530)은 상기 송출장치부(300)를 지지한다.
상기 동력제어계측부 연결프레임(540)은 상기 송출장치 연결프레임(530)의 후방에 위치되도록 상기 주행장치 연결프레임(510) 상에 설치된다. 상기 동력제어계측부 연결프레임(540)은 상기 동력제어계측부(400)를 지지한다.
상기 바디 프레임(550)은 상기 연결프레임들을 이음과 아울러, 상방으로 상기 동력제어계측부 연결프레임(540)을 에워싸도록 다수의 갈래를 이루어 형성된다. 상기 바디 프레임(550)의 일단과 타단은 주행장치 연결프레임(510)의 양단과 연결되어 지지될 수 있다.
상기 바디 프레임(550)의 상단에는 부력부(600) 및 진수/회수부(700)가 설치될 수 있다.
채집장치부 (200)
도 3은 상기 채집장치부를 설명한다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 채집장치부(200)는 상기 각 주행장치부(100)에 하나 또는 다수로 설치될 수 있다.
상기 채집장치부(200)는 상기 각 주행장치부(100)의 프레임(130) 전단에 설치되는 채집장치 연결프레임(520)에 의하여 지지된다.
상기 채집장치부(200)는 부양장치(210)와, 이송장치(220)와, 자세제어장치(230)와, 프레임(240)으로 구성된다.
상기 부양장치(210)는 하단이 개구되는 장치 몸체(211)와, 상기 장치 몸체(211)의 하단 양측에서 전/후방에 설치되는 물제트 분사노즐장치(212)를 구비한다.
상기 장치 몸체(211)의 상단에는 물제트를 공급하는 펌프(214)가 설치된다. 상기 펌프(214)는 상기 전/후방에 설치되는 각 물제트 분사노즐장치(212)로 분기되어 상기 펌프(214)로 인한 물유량을 전달하는 배관 라인(213)을 구비한다. 상기 펌프(214)는 동력제어계측부(400)로부터 동력을 전달 받아 구동된다.
도면에 도시되지는 않았지만, 상기 이송장치(220)는 상기 장치 몸체(211)의 내부에 설치되며, 다수의 기어들(미도시)로 연결되어 회전되는 좌우 한 쌍의 구동체인과, 상기 좌우 구동체인을 서로 연결하는 다수의 스크래퍼로 구성되는 컨베이어벨트와, 상기 컨베이어벨트의 형상을 구성하는 좌우 복수의 아이들러와, 좌우 한 쌍의 스프로켓으로 구성된다.
상기 이송장치는 상기 동력제어계측부(400)로부터 동력을 공급받아, 상기 컨베이어벨트를 기설정된 회전속도로 제어할 수 있다.
상기 자세제어장치(230)는 상기 동력제어계측부(400)로부터 동력을 제공 받아, 상기 부양장치(210)의 하단과 상기 해저면이 기 설정된 높이를 형성하도록 상기 부양장치(210)를 승강시킨다.
상기 프레임(240)은 상기 자세제어장치(230)가 설치되며, 상기 부양장치(210)와 상기 이송장치(220)를 연결하여 한 몸체를 이룬다. 상기 프레임(240)은 상기 자세제어장치(230)와 연결되어 상기 채집장치 연결프레임(520)에 고정 설치된다.
상기 자세제어장치(230)는 좌우 한 쌍의 평행사변형 링크와, 상기 동력제어계측부(400)로부터 동력을 전달받아, 상기 좌우 평행사변형 링크(232)의 운동을 제어하는 좌우 한 쌍의 유압실린더(231)로 구성된다.
상기 부양장치(210)에 설치되는 간격 측정기(미도시)로부터 상기 해저면과의 거리값을 전송 받아 상기 거리값을 기 설정되는 기준 거리값을 이루도록 상기 부양장치(210)의 승강을 제어한다.
상기 유압 실린더(231)는 상기 프레임(240)과 부양장치(210)의 장치몸체(211)를 힌지 연결한다. 상기 유압 실린더(231)는 신축 가능한 축(231a)을 갖는다.
따라서, 상기 축(231a)의 신장 여부에 따라 부양장치(210)는 승강동작될 수 있다.
이에 더하여, 상기 장치 몸체(211)와 상기 프레임(240)은 상기 승강동작시 상하로의 안정적인 이동 동작을 안내하는 링크(232)를 통하여 연결된다. 도 1의 채집장치부를 보여주는 사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따르는 채집장치부(200)에서, 자세제어장치(230)의 구동에 의하여 부양장치(210)의 장치 몸체(211)의 하단은 해저 지면과 일정의 높이를 형성한다.
그리고, 부양장치(210)는 해저면에 물제트 분사를 형성하여 해저면의 망간단괴를 장치 몸체(211)의 내측으로 부양하여 유입시킨다.
이때, 이송장치(220)는 상기 부양되어 유입된 망간단괴를 상기 송출장치부(300)로 이송할 수 있다.
송출장치부 (300)
도 4는 도 1의 송출장치부를 보여주는 사시도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 채집장치부(200)의 후단에는 송출장치부(300)가 설치된다. 상기 송출장치부(300)는 송출장치 연결프레임(530)에 설치된다.
상기 송출장치부(300)는 파쇄장치(310)와, 송출펌프(320)와, 송출배관(330)과, 덤프밸브(340)를 구비한다.
상기 파쇄장치(310)는 이송장치(220)에 의하여 이송된 망간단괴를 임시 수용하는 수용부를 구비한다. 도면에 도시되지는 안았지만, 수용부의 내부에는 서로 맞물려 회전되는 파쇄기어들이 설치된다.
따라서, 상기 수용부에 수용되는 망간단괴는 상기 동력제어계측부(400)으로부터 동력을 전달받아 회전되는 파쇄기어에 의하여 일정 크기 이하로 파쇄된다. 물론, 상기 망간단괴의 파쇄 방식은 상기 방식 이외에 단괴를 일정 크기로 파쇄할 수 있는 장치이면 모두 가능할 수 있다.
상기 송출배관(330)은 상기 수용부와 외부 모선과 연결되는 라이저와 연결되는 배관으로서, 상기 파쇄되는 망간단괴가 이송되는 유로이다.
상기 송출펌프(320)는 상기 송출배관(330)상에 설치되며, 동력제어계측부(400)로부터 동력을 전달 받아, 파쇄되는 망간단괴를 송출배관(330)을 따라 이송되도록 송출력을 제공하는 장치이다.
상기 송출배관(330) 상에는 덤프 밸브(340)가 추가 설치된다.
도 7을 참조 하면, 본 발명에 따르는 송출장치부(300)는 채집장치부(200)로부터 이송되는 망간단괴를 일정 크기 이하로 파쇄한 후, 송출배관(330)으로 배출될 수 있도록 할 수 있다.
따라서, 상기 송출배관(330)으로 배출되는 망간단괴는 모선으로 배출될 수 있다.
부력부(600) 및 진수/회수부(700)
도 7은 도 1의 부력부 및 진수/회수부를 보여주는 사시도이다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 상기 부력부(600)는 상술한 구조프레임(500)의 바디 프레임(550)의 상단에 하나 또는 다수로 설치된다. 상기 부력부(600)는 본 발명의 집광로봇의 적정 접지압을 유지하기 위한 장비이다.
상기 진수/회수부(700)는 리프팅(710)과, 스러스터 방향제어장치(720)와, 엄빌리벌 케이블(730)로 구성된다.
상기 리프팅(710)은 바디 프레임(550)의 중앙 상단에 상측으로 돌출 형성된다.
상기 엄빌리벌 케이블(730)은 상기 리프팅(710)에 연결된다.
상기 스러스터 방향제어장치(720)는 상기 바디 프레임(550)의 양측에 설치된다.
또한, 도 5를 참조하면, 본 발명에 따르는 동력제어계측부(400)는 유압동력발생장치(410)와, 제어벨브장치(420)와, 계측센서장치(430)와, 압력보상장치(440)와, 전기전자장치(450)로 구성된다. 상기 장치들은 상술된 주행장치부(100), 채집장치부(200) 및 송출장치부(300)의 구동에 요구되는 동력을 비롯한 전기 전자적으로 제어하는 장치들이다.
다음은, 상기와 같은 구성을 갖는 집광로봇의 작용을 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조 하면, 본 발명의 심해저 망간단괴 집광로봇은 모선(미도시)으로부터 도시되지 않은 이송 수단을 통하여 해저 바닥으로 이동된다.
여기서, 송출배관(330)의 단부는 모선과 연결되는 이송관(미도시)과 연결된다. 도면에 도시되지는 않았지만, 상기 이송관에는 이송제어장치 및 이송펌프가 구비될 수 있다.
본 발명에 따르는 심해저 망간단괴 집광로봇은 해저면에 안착하여 작동된다.
상기 집광로봇은 채집장치부(200) 및 송출장치부(300)를 구비하는 다수의 주행장치부(100)가 서로 병렬로 연결된다. 상기 연결 개수는 2개 이상으로 구성될 수도 있다.
본 발명에서는 상기와 같은 주행장치부(100)를 병렬로 탈착 가능하게 구성함으로써, 해저 지형의 조건에 용이하게 대응함과 아울러, 연약지반을 이루는 해저 바닥에서의 접지 면적을 용이하게 확보할 수 있다.
이어, 상기 구동장치부(120)의 스프로켓(121)은 동력제어계측부(400)에 의하여 구동된다. 그리고, 동력제어계측부(400)는 각 구동장치부(120)의 스프로켓(121)의 회전 속도를 가변 설정할 수 있다.
여기서, 무한궤도(110)를 회전시키는 스프로켓(121)은 서로 동일한 회전 속도를 이룰 수도 있고, 서로 다른 회전 속도를 이룰 수도 있다.
따라서, 각 무한궤도(110)의 회전 속도를 가변 조절함으로써, 본 발명에 따르는 집광장치는 해저 지면에서 직진과 선회가 가능하다.
또한, 간격 측정기는 해저면과의 간격 값을 실시간으로 측정하여, 이를 동력제어계측부(400)로 전송한다.
상기 동력제어계측부(400)는 부양장치(210)의 장치몸체(211)와 해저면과의 간격값 또는 높이값이 기준 간격값을 이루도록 자세제어장치(230)의 실린더(231)의 축(231a)을 신축 동작을 제어한다.
상기 실린더(231)의 신축 동작에 따라, 부양장치(210)의 장치몸체(211) 하단은 해저면으로부터 항상 일정 거리 이격되어 위치될 수 있다.
따라서,본 발명은 장치가 해저 지면에 안착되어 이동시에, 불규칙한 해저면과 상기 부양장치(210)의 장치몸체(211) 하단 사이의 이격 거리를 항상 일정한 기준 간격값을 이루도록 제어할 수 있다.
이와 동시에, 본 발명에 따르는 물제트 분사노즐장치(212)는 부양장치(210)의 장치몸체(211)의 하단 양측 전후방에서 물제트를 형성한다.
따라서, 해저면에 존재하는 망간단괴는 상기와 같이 형성되는 물제트에 의하여 부양장치(210)의 장치몸체(211) 내측으로 부양되어 유입될 수 있다.
이와 동시에, 상기 부양된 단괴는 이송장치(220)에 의하여 파쇄장치(310)로 이송된다.
이때, 상기 이송장치(220)의 스크래퍼는 다수의 채로 형성되기 때문에, 상기 이동 중에 단괴에 형성된 이물질을 털어내는 역할도 한다.
이와 같이 이물질이 털어내어지는 단괴는 채집 유로를 따라 이동되어 파쇄장치(310)의 상부에 위치된다.
상기 파쇄장치(310)의 상부에 위치되도록 이동된 단괴는 수용부로 전달된다.
상기 파쇄장치(310)는 상기 단괴를 일정 크기 이하로 파쇄한다.
상기 파쇄장치(310)는 서로 맞물림되는 파쇄기어로 구성되어 회전된다. 상기 파쇄기어은 회전 장치(미도시)와 연결되고, 상기 회전 장치는 동력제어계측부(400)로부터 동력을 전달 받아 회전된다.
따라서, 상기 망간단괴는 서로 맞물림되는 회전되는 파쇄기어들 사이를 통과하면서 일정 크기로 파쇄된다.
상기 파쇄되는 망간단괴는 송출배관(330)으로 전달된다.
그리고, 상기 송출배관(330)으로 전달된 일정 크기로 파쇄된 단괴는 모선 측으로 이동된다.
한편, 본 발명의 심해저 망간단괴 집광로봇은 상기와 같은 구동 방식으로 구동된다.
특히, 본 발명에 따르는 동력제어계측부(400)는 상기 각 주행장치부(100)에 설치되는 채집장치부(200) 및 송출장치부(300)의 구동을 서로 독립적으로 제어할 수도 있다.
따라서, 본 발명의 각 채집장치부(200) 및 송출장치부(300)는 해저면의 단괴를 개별적으로 채집할 수 있기 때문에, 단위 시간당 망간단괴의 채취량을 증가시킬 수 있다.
한편, 도면에 도시되지 않았지만, 본 발명에 따르는 채집장치부(200)와 송출장치부(300)는 해저에서 이동시 충격을 완화할 수 있는 완충 수단(미도시)을 더 구비할 수 있다. 상기 완충 수단은 다단의 파이프일 수 있다. 상기 다단의 파이프는 주행장치부(100)의 프레임(130)에 연결될 수도 있다.
상기 다단의 파이프는 탄성 스프링들(미도시)을 구비하여 탄성 거동이 가능한 파이프이다.
따라서, 주행장치부(100)의 프레임(130)은 상하로의 탄성 거동이 가능할 수 있다.
이에 따라, 각 채집장치부(200) 및 송출장치부(300)는 상기 완충 수단에 의하여 채집장치 이동시 발생되는 충격으로 인한 손상이 방지될 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따르는 실시예는 개별 구동 제어가 가능한 채집장치부 및 송출장치부를 갖는 주행장치부들을 병렬로 탈착 가능하도록 구성함으로써, 해저의 연약 지반 상에서 접지 면적을 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르는 실시예는 채집 목적의 해저 지형에 따라 선택적으로 상기와 같은 주행장치부의 개수를 조절할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르는 실시예는 다수의 주행장치부를 개별적으로 구동시킬 수 있음에 따라, 회전 속도를 서로 다르게 구현하여, 해저 지형의 임의 위치에서 주행의 곤란성을 현저하게 개선할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르는 실시예는 각 주행장치부 별 다수의 채집장치부 및 송출장치부를 구비하도록 하여 전체적인 채집량을 향상시킬 수 있다.
100 : 주행장치부 110 : 무한궤도
120 : 구동장치 130 : 프레임
200 : 채집장치부 210 : 부양장치
220 : 이송장치 230 : 자세제어장치
240 : 프레임 300 : 송출장치부
310 : 파쇄장치 320 : 송출펌프
330 : 송출배관 340 : 덤프밸브
400 : 동력제어계측부 410 : 유압동력발생장치
420 : 제어밸브장치 430 : 계측센서장치
440 : 압력보상장치 450 : 전기전자장치
500 : 구조프레임 510 : 주행장치 연결프레임
520 : 채집장치 연결프레임 530 : 송출장치 연결프레임
540 : 동력제어계측부 연결프레임 550 : 바디 프레임
600 : 부력부 700 : 진수/회수부
710 : 리프팅 720 : 스러스터 방향제어장치
730 : 엄빌리벌 케이블

Claims (8)

  1. 서로 병렬로 탈착 가능하도록 배치되는 다수의 주행장치부;
    상기 다수의 주행장치부 전단에 설치되며, 망간단괴를 채집하는 채집장치부;
    상기 다수의 주행장치부 상부에 설치되며, 채집되는 상기 망간단괴를 일정 크기 이하로 파쇄하여 외부로 송출하는 송출장치부;
    상기 다수의 주행장치부 상부에 설치되며, 상기 주행장치부로 동력을 제공하고, 상기 채집장치부 및 상기 송출장치부의 구동을 제어하는 동력제어계측부;
    상기 각 주행장치부를 연결하고, 상기 채집장치부와 상기 송출장치부 및 상기 동력제어계측부를 지지하는 구조프레임; 및
    상기 구조 프레임의 상단에 설치되는 부력부를 포함하며,
    상기 채집장치부는,
    상기 각 주행장치부의 전단에 배치되며, 해저면에 물제트를 분사하여 상기 해저면에 위치되는 망간단괴를 부양시키고 내측으로 유도하는 부양장치와,
    상기 부양장치와 연결되며, 상기 동력제어계측부로부터 동력을 제공 받아, 부양된 상기 망간단괴를 상기 송출장치부로 이송하는 이송장치와,
    상기 동력제어계측부로부터 동력을 제공 받아, 상기 부양장치의 하단과 상기 해저면이 기설정된 높이를 형성하도록 상기 부양장치 및 상기 이송장치를 승강시키는 자세제어장치와,
    상기 부양장치와 상기 이송장치를 하나로 연결하는 채집장치 프레임과,
    상기 자세제어장치가 설치되며, 상기 채집장치 프레임과 상기 구조프레임을 연결시키는 프레임을 구비하는 것을 특징으로 하는 심해저 망간단괴 집광로봇.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 각 주행장치부는,
    좌우로 서로 나란하게 배치되는 다수의 무한궤도를 포함하는 것을 특징으로 하는 심해저 망간단괴 집광로봇.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 부양장치에는,
    상기 물제트 분사가 가능한 물제트 분사노즐장치와 유동안내판이 설치되는 것을 특징으로 하는 심해저 망간단괴 집광로봇.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 이송장치에는,
    좌우 한 쌍의 구동체인과, 상기 좌우 한 쌍의 구동체인을 서로 연결하는 다수의 스크래퍼로 구성되는 컨베이어벨트와, 상기 컨베이어벨트의 형상을 구성하는 좌우 복수의 아이들러와 좌우 한 쌍의 스프로켓으로 형성되며,
    상기 동력제어계측부로부터 동력을 공급받아, 상기 컨베이어벨트를 기 설정된 회전속도로 제어하는 것을 특징으로 하는 심해저 망간단괴 집광로봇.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 자세제어장치는,
    좌우 한 쌍의 평행사변형 링크와, 상기 동력제어계측부로부터 동력을 전달받아, 상기 좌우 평행사변형 링크의 운동을 제어하는 좌우 한 쌍의 유압실린더로 구성되는 자세제어링크부로 형성되며,
    상기 부양장치에 설치되는 간격 측정기로부터 상기 해저면과의 거리값을 전송 받아 상기 거리값을 기 설정되는 기준 거리값을 이루도록 상기 부양장치의 승강을 제어하는 것을 특징으로 하는 심해저 망간단괴 집광로봇.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 송출장치부는,
    상기 동력제어계측부로부터 동력을 전달받아, 상기 채집장치부와 인접되며, 상기 이송장치에 의해 이송된 망간단괴를 일정 크기 이하로 파쇄하는 파쇄장치와,
    상기 동력제어계측부로부터 동력을 전달받아, 상기 파쇄장치와 연결되며, 파쇄된 상기 망간단괴를 송출하는 송출펌프와,
    상기 송출펌프와 연결되며, 송출된 상기 망간단괴를 외부로 송출하는 경로를 형성하는 송출배관과,
    상기 송출배관 상에 설치되며, 상기 동력제어계측부로부터 동력을 전달받아, 상기 파쇄된 망간단괴의 송출과정에서 송출배관 및 송출펌프의 막힘 현상을 방지하는 덤프밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 심해저 망간단괴 집광로봇.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 구조 프레임은,
    상기 각 주행장치부를 탈착 가능하도록 연결하는 주행장치 연결프레임과,
    상기 프레임과 연결되어, 상기 채집장치부를 지지하는 채집장치 연결프레임과,
    상기 송출장치부를 지지하는 송출장치 연결프레임과,
    상기 동력제어계측부를 지지하는 동력제어계측부 연결프레임과,
    상기 주행장치 연결프레임, 상기 채집장치 연결프레임, 상기 송출장치 연결프레임 및 상기 동력제어계측부 연결프레임을 서로 연결하는 바디 프레임을 구비하는 것을 특징으로 하는 심해저 망간단괴 집광로봇.
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