KR101281413B1

KR101281413B1 - 모형 선박 시험용 롤-피치 모션 제어 시스템

Info

Publication number: KR101281413B1
Application number: KR1020110117775A
Authority: KR
Inventors: 장영진; 김경환
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2011-11-11
Filing date: 2011-11-11
Publication date: 2013-07-02
Also published as: KR20130052368A

Abstract

본 발명은 피치 모션부와 롤 모션부와 제어부를 포함하여 구성하되, 상기 피치 모션부는 종방향으로 설치된 일정 길이의 피치 모션 레일과, 상기 피치 모션 레일 상에서 이동 가능하게 설치된 종방향 웨이트부와, 상기 종방향 웨이트부를 상기 피치 모션 레일 상에 왕복 운동하게 하는 종방향 구동수단과, 상기 종방향 웨이트부의 상태를 감지하는 종방향 센서부를 포함하여 구성되고, 상기 롤 모션부는 횡방향으로 설치된 일정 길이의 롤 모션 레일과, 상기 롤 모션 레일 상에서 이동 가능하게 설치된 횡방향 웨이트부와, 상기 횡방향 웨이트부를 상기 롤 모션 레일 상에 왕복 운동하게 하는 횡방향 구동수단과, 상기 횡방향 웨이트부의 상태를 감지하는 횡방향 센서부를 포함하여 구성됨으로써, 모형 선박 시험용 롤-피치 모션 제어 시스템에 있어서 정확하고 다양한 롤-피치 운동을 구현할 수 있어서 실제 선박에 대한 성능을 정확하게 계산하고 효율을 증대시킬 수 있게 하는 모형 선박 시험용 롤-피치 모션 제어 시스템에 관한 것이다.

Description

모형 선박 시험용 롤-피치 모션 제어 시스템{Roll-pitch motion control systems for testing model ship}

본 발명은 모형 선박 시험용 롤-피치 모션 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모형 선박의 롤-피치 운동을 자동적으로 정확하게 제공하는 모형 선박의 롤-피치 모션 제어 시스템에 관한 것이다.

최근 들어 민간 선박과, 군용 함정의 고성능화가 진행되면서, 선박의 운동감소 및 자세 제어의 필요성이 크게 대두되고 있다.

특히, 선박은 풍랑과 너울 등의 파랑(波浪)에 의해 지속적으로 유동되는 경우(횡 또는 종 방향으로 동요되는 경우) 탑승객들이 극심한 피로감 및 불쾌감을 느낄 수 있으며, 승무원들도 피로가 누적되어 임무 수행에 문제가 발생될 수 있고, 이로 인해 판단 오류 등을 범하여 안전운행에 장애가 발생될 수 있다.

또한, 선박이 안정성 있게 유지되지 못하는 경우, 탑재장비의 고장이 발생될 우려가 있으며, 고성능 수상선의 경우 자세제어가 제대로 수행되지 않음으로써 아예 운행이 불가할 수 있다.

따라서, 선박의 운동 감소 및 자세 제어는 매우 중요하게 요구된다.

한편, 일반적으로 파랑 중의 선박은 6자유도 운동을 한다. 가령 선박의 전후 방향을 X축으로 하고, 좌우 방향을 Y축으로 하고, 높이 방향을 Z축으로 하는 경우, 선박은 X축, Y축 및 Z축 방향으로 각각 이동할 수 있으며, X축을 축심으로 롤 모션(횡동요, rolling)하거나, Y축을 축심으로 피치 모션(종동요, pitching)하거나 또는 Z축을 축심으로 요 모션(선수요, yawing)할 수 있다.

이러한 6자유도 운동 중 파랑과 같은 해상의 환경에 특히 영향을 받는 운동은 피치 모션과 롤 모션이다.

즉, 파랑과 같은 해상의 환경이 선박에 가해질 때, 선박은 앞뒤로 흔들리거나(피치 모션), 좌우로 흔들리며(롤 모션), 이에 따라 전술한 바와 같은 문제점이 발생될 수 있다.

이러한 문제점을 해소하고자, 선박의 자세 제어를 위한 자세제어장치가 개발되어 사용되고 있으며, 이를 위한 저항 측정 등 안정성을 위한 정확한 시험 모델링이 요구되고 있다.

종래의 선박 모형 시험 모델링에서는, 모형 선박에 대한 정확한 롤-피치의 각도를 조정할 수 없고 정밀한 시험이 불가능하여 시험 횟수가 증대하며, 롤-피치 모션을 주기 위한 다수의 인원을 필요로 하고 있었다.

따라서, 자동으로 정확한 모형선 롤-피치 운동을 줄 수 있는 모형 선박 시험용 롤-피치 모션 제어 시스템의 필요성이 대두되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 모형 선박에 자동적으로 롤-피치 운동을 정확하게 구현할 수 있는 모형 선박 시험용 롤-피치 모션 제어 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 모형 선박의 이동 방향을 따라서 전후로 흔들리는 피치 모션을 구현하는 피치 모션부와, 모형 선박의 이동 방향에 수직하게 좌우로 흔들리는 롤 모션을 구현하는 롤 모션부와, 상기 피치 모션부와 상기 롤 모션부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하여 구성하되,

상기 피치 모션부는 상기 모형 선박의 종방향을 따라서 일정 길이의 로드가 설치된 피치 모션 레일과, 상기 피치 모션 레일 상에서 슬라이딩되며 이동 가능하게 설치된 종방향 웨이트부와, 상기 종방향 웨이트부를 상기 피치 모션 레일 상에 왕복 운동하게 하는 종방향 구동수단과, 상기 모형 선박과 상기 종방향 웨이트부의 상태를 감지하는 종방향 센서부를 포함하여 구성되고,

상기 롤 모션부는, 상기 모형 선박의 횡방향을 따라서 일정 길이의 로드가 설치된 롤 모션 레일과, 상기 롤 모션 레일 상에서 슬라이딩되며 이동 가능하게 설치된 횡방향 웨이트부와, 상기 횡방향 웨이트부를 상기 롤 모션 레일 상에 왕복 운동하게 하는 횡방향 구동수단과, 상기 모형 선박과 상기 횡방향 웨이트부의 상태를 감지하는 횡방향 센서부를 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 피치 모션/롤 모션 레일은 각각 일정 간격을 두고 평행한 2개의 로드로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 종방향/횡방향 구동수단은 상기 피치 모션/롤 모션 레일과 평행하게 설치되고 상기 종방향/횡방향 웨이트부에 관통 결합되는 종방향/횡방향 이송스크류와, 상기 종방향/횡방향 이송스크류를 회전시키는 모터로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 종방향/횡방향 웨이트부에는 상기 피치 모션/롤 모션 레일의 각 로드에 슬라이딩 가능하게 결합된 지지판 상면에 일정 중량을 가지는 웨이트가 거치되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 지지판은 하측면에 체결부를 구비하고 상기 체결부에 상기 종방향/횡방향 이송스크류가 관통 결합되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 종방향/횡방향 구동수단은 상기 종방향/횡방향 이송스크류에 타이밍벨트로 축 연결되어 회전력을 전달하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 종방향/횡방향 센서부는 상기 모형 선박의 피치 모션/롤 모션을 감지하는 피치 모션/롤 모션 각도 센서와, 상기 종방향/횡방향 웨이트부의 움직임을 감지하는 방향 전환용 근접 센서 및 비상 정지용 근접 센서로 각각 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 방향 전환용 근접 센서와 상기 비상 정지용 근접 센서는 상기 피치 모션/롤 모션 레일의 양단에 각각 인접하여 한 조(組)를 이루면서 설치되는 것이 바람직하다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 모형 선박 시험용 롤-피치 모션 제어 시스템에 있어서 정확하고 다양한 롤-피치 운동을 구현할 수 있어서 실제 선박에 대한 성능을 정확하게 모델링함으로써, 선박의 안정성 확보는 물론 선박의 추진 효율을 증대시킬 수 있게 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 모형 선박 시험용 롤-피치 모션 제어 시스템의 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 모형 선박 시험용 롤-피치 모션 제어 시스템의 측면도,
도 3은 본 발명에 따른 롤 모션부의 일실시예의 개념도,
도 4는 본 발명에 따른 모형 선박 시험용 롤-피치 모션 제어 시스템을 구축한 제어 개념도,
도 5는 본 발명에 따른 모형 선박 시험용 롤 모션 제어 알고리즘 순서도,
도 6은 본 발명에 따른 모형 선박 시험용 피치 모션 제어 알고리즘 순서도,
도 7은 본 발명에 따른 모형 선박 시험용 롤-피치 모션 제어 시스템의 다른 실시예의 평면도,
도 8은 본 발명에 따른 모형 선박 시험용 롤-피치 모션 제어 시스템의 또 다른 실시예의 평면도를 나타낸 것이다.

이하, 본 발명의 일실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 모형 선박 시험용 롤-피치 모션 제어 시스템의 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 모형 선박 시험용 롤-피치 모션 제어 시스템의 측면도를 나타낸 것이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 피치 모션부(100), 롤 모션부(200) 및 제어부(80)를 포함하여 이루어진다.

먼저, 피치 모션부(100)를 살펴보면 다음과 같다.

피치 모션부(100)는 모형 선박(5)의 이동 방향을 따라서 전후로 흔들리는 피치 모션(pitch motion, pitching)을 구현하는 것이고, 롤 모션부(200)는 모형 선박(5)의 이동 방향에 수직하게 좌우로 흔들리는 롤 모션(roll montion, rolling)을 구현하는 것이다.

그리고, 제어부(80)는 피치 모션부(100)와 롤 모션부(200)의 작동을 제어하는 것이다.

피치 모션부(100)는 피치 모션 레일(10), 종방향 웨이트부(30), 종방향 구동수단(50) 및 종방향 센서부(70a)를 포함하여 이루어진다.

피치 모션 레일(10)은 모형 선박(5)의 이동 방향인 종방향을 따라서 형성된 일정 길이의 로드(rod)가 모형 선박(5) 상에 설치된 것이다.

여기서, 피치 모션 레일(10)은 일정 간격을 두고 이격되어 병렬 배치된 평행한 2개의 로드로 이루어진다.

이때, 로드는 일정 길이와 직경을 가지는 원형 막대로 이루어지며, 로드의 양단에는 일정 폭의 지지대가 형성되어 종방향 웨이트부(30)의 이탈을 방지하게 된다.

종방향 웨이트부(30)는 피치 모션 레일(10) 상에서 슬라이딩되며 이동 가능하게 설치된 것으로서, 종방향 웨이트부(30)에는 선박 모형 시험에 따라서 무게와 갯수를 변경하는 임의의 중량의 물체인 웨이트(31)가 거치된다.

여기서, 종방향 웨이트부(30)는 일정 크기의 지지판 상면에 웨이트(31)가 거치되며, 지지판의 하부는 피치 모션 레일(10)의 로드 상에 슬라이딩 가능하게 결합되는 것이다.

종방향 구동수단(50)은 피치 모션 레일(10) 상에서 종방향 웨이트부(30)를 왕복운동하게 하는 것이다.

종방향 구동수단(50)은 종방향 이송스크류(55)와 모터(57)로 구성된다.

종방향 이송스크류(55)는 2개로 이루어진 로드 사이에 평행하게 설치된다.

모터(57)는 종방향 이송스크류(55)에 회전력을 공급하는 것이다.

여기서, 종방향 이송스크류(55)는 모터(57)와 축 연결 등으로 직접 연결되는 것이 바람직하다.

또는, 종방향 이송스크류(55)와 모터(57)는 타이밍 기어(timing gear)와 타이밍 벨트(timing belt)의 연결로 이루어질 수 있다.

또는, 전동기와 이송스크류를 직접 연결할 수도 있고, 전동기와 이송스크류 사이에 가속기어나 감속기어를 사용할 수도 있다.

또한 로드, 이송스크류, 레일로 구성하는 시스템에 국한되지 않고 리니어전동기를 사용하여 시스템을 구축할 수도 있다.

이는 도 3에 도시된 롤 모션부의 일실시예의 개념도를 참조하여 살펴본다.

상기에서 기술한 피치 모션부(100)에서의 종방향 구동수단(50)과 롤 모션부(200)에서의 횡방향 구동수단(60)은 그 설치 방향이 다를 뿐 구성 및 작동 원리는 동일하다.

상기에서와 같이 구동수단(50,60)에서 모터(57,67)와 이송스크류(55,65)가 직접 연결되지 않고 타이밍 기어와 타이밍 벨트의 연결로 이루어진 것을 살펴보면 다음과 같다.

롤 모션부(200)를 도시한 도 3을 참조하면, 횡방향 구동수단(60)은 모터(67)와 횡방향 이송스크류(65)로 이루어지고, 모터(67)의 일축에 형성된 타이밍기어(67a)와 횡방향 이송스크류(65)의 일축에 형성된 타이밍기어(65a)에 타이밍벨트(61)가 연결된다.

이 타이밍벨트(61)는 모터(67)에서의 동력을 각 기어와 맞물리며 횡방향 이송스크류(65)에 전달한다.

그리고, 횡방향 이송스크류(65)는 횡방향 웨이트부(40)의 지지판 하부에 형성된 체결부(45)를 관통하여 연결됨으로써, 횡방향 웨이트부(40)는 횡방향 이송스크류(65)의 회전에 따라 직선 왕복 이동하게 된다.

한편, 도 1 및 도 2를 참조하여 나머지 구성 요소를 설명한다.

종방향 센서부(70a)는 피치 모션 레일(10) 상에 이동하는 종방향 웨이트부(30)와 모형 선박(5)의 상태를 감지하는 것이다.

종방향 센서부(70a)는 피치 모션 각도 센서(73), 방향 전환용 근접 센서(71) 및 비상 정지용 근접 센서(72)를 포함하여 이루어진다.

피치 모션 각도 센서(73)는 모형 선박(5)의 피치 모션의 각도 및/또는 경사, 기울기를 감지하는 센서이다.

방향 전환용 근접 센서(71)는 종방향 웨이트부(30)가 피치 모션 레일(10)의 양단의 각 끝에 근접하는 것을 감지하는 센서이다.

따라서, 종방향 웨이트부(30)가 원하는 피치 각도에 도달하지 못하여도 이 방향 전환용 근접 센서(71)에서 감지하면 안전을 위하여 종방향 웨이트부(30)를 진행 방향과 반대로 방향 전환되도록 제어부(80)에 신호를 전달한다.

비상 정지용 근접 센서(72)는 종방향 웨이트부(30)가 피치 모션 레일(10) 상에서 선정된 제한 거리 이상 이동하는 것은 감지하는 센서이다.

따라서, 비상 정지용 근접 센서(72)는 종방향 웨이트부(30)가 왕복 운동 중 제한 거리 이상으로 지나가게 되면 감지하여 제어부(80)로 신호를 전달하고 종방향 웨이트부(30)를 비상 정지시키는 것이다.

여기서, 비상 정지용 근접 센서(72)는 피치 모션 레일(10) 상에서 방향 전환용 근접 센서(71) 보다 더 외측(즉, 피치 모션 레일(10)의 말단에 가깝게)에 설치하는 것이 바람직하다.

그리고, 방향 전환용 근접 센서(71)와 비상 정지용 근접센서(72)는 고정 설치할 수도 있고, 도 3에서와 같이 피치 모션/롤 모션 레일(10,20)의 길이방향을 따라서 피치 모션/롤 모션 레일(10,20)과 이격되어 일측에 형성된 레일을 따라 이동시키게 할 수도 있다.

그리고, 방향 전환용 근접 센서(71)와 비상 정지용 근접 센서(72)는 피치 모션 레일(10)의 양단에 각각 인접하여 한 조(組)를 이루면서 설치된다.

이는 방향 전환용 근접 센서(71)의 오작동 등으로 인하여 종방향 웨이트부(30)의 움직임이 감지되지 못하여서, 피치 모션 레일(10) 상에서 계속 이동되고 있는 종방향 웨이트부(30)를 비상 정지용 근접 센서(72)에서 감지하여 정지시키게 하기 위함이다.

이 방향 전환용 근접 센서(71), 비상 정지용 근접 센서(72) 및 피치 모션 각도 센서(73)는 PLC(Programmable Logical Controller)(90)에 연결되고 이 PLC(90)는 제어부(80)와 연결되는 것이 바람직하다.

한편, 횡방향 센서부(70b)는 롤 모션 레일(20) 상에 이동하는 횡방향 웨이트부(40)를 감지하는 것이다.

횡방향 센서부(70b)는 롤 모션 각도 센서(74), 방향 전환용 근접 센서(71) 및 비상 정지용 근접 센서(72)를 포함하여 이루어진다.

롤 모션 각도 센서(74)는 모형 선박(5)의 롤 모션의 각도 및/또는 경사, 기울기를 감지하는 센서이다.

방향 전환용 근접 센서(71)와 비상 정지용 근접 센서(72)는 상기에서 설명한 것으로 갈음한다.

도 4는 본 발명에 따른 모형 선박 시험용 롤-피치 모션 제어 시스템을 구축한 제어 개념도를 나타낸 것이다.

제어부(80)는 센서부(70)로부터 감지된 신호를 통하여 종방향/횡방향 구동수단(50,60)의 작동을 제어하는 것이다.

이 제어부(80)는 횡방향/종방향 구동수단(50,60)에 대하여 인코더(encoder) 또는 속도 검출기(tacho generator)로부터 속도 피드백을 받고, 또한 방향 전환용 근접 센서(71), 비상 정지용 근접 센서(72), 롤 모션 각도 센서(73) 및 피치 모션 각도 센서(74) 또는 경사계로부터 롤/피치 운동 시의 각도를 피드백 받는 것이 바람직하다.

그리고, 이러한 운전 상태 등은 스크린(screen), 모니터(monitor) 등의 운전반(95)을 통하여 운전자가 확인할 수 있다.

한편, 롤 모션부(200)는 상기에서 설명한 피치 모션부(100)와 진행 방향이 수직하고 그 길이가 다른 뿐 구성과 작동 원리는 동일하다.

따라서, 롤 모션부(200)의 구성 및 작동에 대한 설명은 피치 모션부(100)의 설명으로 갈음한다.

이러한 구성 요소로 이루어진 본 발명의 롤-피치 제어 알고리즘을 살펴보면 다음과 같다.

도 5는 본 발명에 따른 모형 선박 시험용 롤 모션 제어 알고리즘 순서도이고, 도 6은 본 발명에 따른 모형 선박 시험용 피치 모션 제어 알고리즘 순서도를 나타낸 것이다.

먼저, 롤 모션 제어 Setpoint, 롤 각도, 가감속도 등을 선정하고 초기 운동 진행 방향(正/逆)을 선택한다.

그리고, 수동/자동 모드를 선택한다.

수동 모드 운전 시에는 운전자가 직접 롤과 피치를 각각 정역 운전(正逆運轉)할 수 있다.

운전자는 원하는 속도를 입력하고, 원하는 가감속도를 선정한 후 START 버튼을 눌러 운전을 수행한다.

여기서, 가감속도는 4단계로 선정할 수 있도록 시스템을 구축하는 것이 바람직하다.

자동 모드 운전 시에는 운전자가 원하는 롤-피치 속도, 각도를 입력하고 가감속도를 선정한 후, 초기진행방향을 선택하고 START 버튼을 누르면 STOP 버튼을 누를 때까지 계속하여 왕복운전을 수행한다.

여기서, 자동 모드의 운전을 좀 더 자세히 살펴보면 다음과 같다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에서의 자동 모드 운전시 롤 모션 제어 알고리즘은 다음과 같다.

먼저, PLC(90)에서는 자동 모드가 선택되어 횡방향 웨이트부(40)가 비상 정지용 근접 센서(72)에서 감지되었는지 여부를 판단한다(S101).

횡방향 웨이트부(40)가 비상 정지용 근접 센서(72)에 감지되면, 제어부(80)에서 횡방향 구동수단(60)의 작동을 멈추게 하여 횡방향 웨이트부(40)를 정지시킨다.

횡방향 웨이트부(40)가 비상 정지용 근접 센서(72)에 감지되지 않으면, 제어부(80)는 횡방향 웨이트부(40)를 진행 방향으로 계속 자동 운전되게 한다(S102).

다음으로, STOP 버튼이 눌러졌는지 판단하며, STOP 버튼이 눌러졌으면 운전을 종료하고, 그렇지 않으면 계속 자동 운전되게 한다(S106).

다음으로, PLC(90)는 모형 선박(5)이 선정된 롤 각도에 도달하였는지 여부를 롤 모션 각도 센서(74)에 감지된 신호를 통하여 판단한다(S103).

여기서, 모형 선박(5)이 설정된 롤 각도에 도달하였으면, 제어부(80)는 횡방향 웨이트부(40)의 진행방향을 180°방향 전환하여 횡방향 웨이트부(40)를 계속 자동 운동되게 한다(S104).

한편, 모형 선박(5)이 선정된 롤 각도에 도달하지 않았으면, 제어부(80)는 횡방향 웨이트부(40)를 진행 방향으로 계속 이송하고 방향 전환용 근접 센서(71)에서 감지되는지 여부를 판단한다(S105).

횡방향 웨이트부(40)가 방향 전환용 근접 센서(71)에 감지되면, 제어부(80)는 횡방향 웨이트부(40)의 진행방향을 180°방향 전환하여 횡방향 웨이트부(40)를 계속 자동 운동되게 한다.

횡방향 웨이트부(40)가 방향 전환용 근접 센서(71)에 감지되지 않으면, 제어부(80)는 횡방향 웨이트부(40)를 진행 방향으로 계속 자동 운전되게 한다.

한편, 피치 모션 제어 알고리즘은 도 6에 도시되어 있으며, 상술한 롤 모션 제어 알고리즘과 동일하다.

단, 피치 모션 제어 알고리즘에서는 모형 선박(5)의 피치 각도를 감지하는 센서는 피치 모션 각도 센서(73)이다.

또한, 피치 모션 제어 알고리즘에서 각 센서가 감지하는 것은 모형 선박(5)의 각도이며, 종방향 웨이트부(30)의 위치는 Encoder 펄스를 카운팅하여 알 수 있으며, 모형 선박(5)과 종방향 웨이트부(30)의 상태는 피치 모션 각도 센서(73), 비상 정지용 근접 센서(72) 및 방향 전환용 근접 센서(71)를 통하여 감지한다.

도 6에 도시된 본 발명에서의 자동 모드 운전시 피치 모션 제어 알고리즘을 간략히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, PLC(90)에서 종방향 웨이트부(30)가 비상 정지용 근접 센서(72)에 감지되었는지 여부를 판단한다(S201).

종방향 웨이트부(30)가 비상 정지용 근접 센서(72)에 감지되면, 종방향 웨이트부(30)를 정지시킨다.

종방향 웨이트부(30)가 감지되지 않으면 계속 자동 운전한다(S202).

다음으로, STOP 버튼이 눌러졌는지 판단하며, STOP 버튼이 눌러졌으면 운전을 종료하고, 그렇지 않으면 계속 자동 운전되게 한다(S206).

그리고, PLC(90)는 모형 선박(5)이 피치 각도에 도달하였는지 여부를 판단한다(S203).

모형 선박(5)이 피치 각도에 도달하였으면, 종방향 웨이트부(30)의 방향을 전환하여(S204) 계속 자동 운전한다.

모형 선박(5)이 피치 각도에 도달하지 않았으면, 종방향 웨이트부(30)가 방향 전환용 근접 센서(71)에 감지되었는지 여부를 판단한다(S205).

종방향 웨이트부(30)가 방향 전환용 근접 센서(71)에 감지되지 않았으면 계속 자동 운전하고, 감지되었으며 방향을 전환하고 계속 자동 운전한다.

한편, 이송장치의 배치는 다양하게 구성될 수 있다. 도 1과 도 2에서는 ┼ 형태의 이송장치의 배치를 보여주었다. 이송장치의 배치는 ├ 형태도 가능하고, ┤ 형태도 가능하며, H 형태도 가능하다.

도 7 및 도 8에서는 다양한 형태의 “모형 선박 시험용 롤-피치 모션 제어 시스템” 구성을 보여준다.

도 7은 본 발명에 따른 모형 선박 시험용 롤-피치 모션 제어 시스템의 다른 실시예의 평면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 모형 선박 시험용 롤-피치 모션 제어 시스템의 또 다른 실시예의 평면도를 나타낸 것이다.

도 7 및 도 8은 상기에서 설명한 모형 선박 시험용 롤-피치 모션 제어 시스템에서 피치 모션 레일(10)과 롤 모션 레일(20)의 배치의 다른 실시예를 나타낸 것이다.

도 7 및 도 8에 도시된 각 구성요소는 상기에서 설명한 것과 그 구조와 기능을 같이하는 것으로써, 상기에서의 설명으로 갈음한다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.

5: 모형 선박
10: 피치 모션 레일
20: 롤 모션 레일
30: 종방향 웨이트부
31: 웨이트
40: 횡방향 웨이트부
41: 웨이트 45: 체결부
50: 종방향 구동수단
55: 종방향 이송스크류 57: 모터
60: 횡방향 구동수단
61: 타이밍벨트
65: 횡방향 이송스크류 67: 모터
65a: 횡방향 이송스크류 축의 타이밍기어
67a: 모터 축의 타이밍기어
70: 센서부
70a: 종방향 센서부 70b: 횡방향 센서부
71: 방향 전환용 근접 센서 72: 비상 정지용 근접 센서
73: 피치 모션 각도 센서 74: 롤 모션 각도 센서
80: 제어부
90: PLC(Programmable Logical Controller)
95: 운전반
100: 피치 모션부
200: 롤 모션부

Claims

모형 선박의 이동 방향을 따라서 전후로 흔들리는 피치 모션을 구현하는 피치 모션부와, 모형 선박의 이동 방향에 수직하게 좌우로 흔들리는 롤 모션을 구현하는 롤 모션부, 및 상기 피치 모션부와 상기 롤 모션부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하여 구성하되,
상기 피치 모션부는,
상기 모형 선박의 종방향을 따라서 일정 길이의 로드가 설치된 피치 모션 레일;
상기 피치 모션 레일 상에서 슬라이딩되며 이동 가능하게 설치된 종방향 웨이트부;
상기 종방향 웨이트부를 상기 피치 모션 레일 상에 왕복 운동하게 하는 종방향 구동수단; 및
상기 모형 선박과 상기 종방향 웨이트부의 상태를 감지하는 종방향 센서부;를 포함하여 구성되고,
상기 롤 모션부는,
상기 모형 선박의 횡방향을 따라서 일정 길이의 로드가 설치된 롤 모션 레일;
상기 롤 모션 레일 상에서 슬라이딩되며 이동 가능하게 설치된 횡방향 웨이트부;
상기 횡방향 웨이트부를 상기 롤 모션 레일 상에 왕복 운동하게 하는 횡방향 구동수단; 및
상기 모형 선박과 상기 횡방향 웨이트부의 상태를 감지하는 횡방향 센서부;를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 모형 선박 시험용 롤-피치 모션 제어 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 피치 모션/롤 모션 레일은 각각 일정 간격을 두고 평행한 2개의 로드로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 모형 선박 시험용 롤-피치 모션 제어 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 종방향/횡방향 구동수단은,
상기 피치 모션/롤 모션 레일과 평행하게 설치되고 상기 종방향/횡방향 웨이트부에 관통 결합되는 종방향/횡방향 이송스크류와,
상기 종방향/횡방향 이송스크류를 회전시키는 각각의 모터로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 모형 선박 시험용 롤-피치 모션 제어 시스템.
제 3항에 있어서,
상기 종방향/횡방향 웨이트부에는,
상기 피치 모션/롤 모션 레일의 각 로드에 슬라이딩 가능하게 결합된 지지판 상면에 일정 중량을 가지는 웨이트가 거치되어 있는 것을 특징으로 하는 모형 선박 시험용 롤-피치 모션 제어 시스템.
제 4항에 있어서,
상기 지지판은 하측면에 체결부를 구비하고 상기 체결부에 상기 종방향/횡방향 이송스크류가 관통 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 모형 선박 시험용 롤-피치 모션 제어 시스템.
제 3항에 있어서,
상기 종방향/횡방향 구동수단은 상기 종방향/횡방향 이송스크류에 타이밍벨트로 축 연결되어 회전력을 전달하는 것을 특징으로 하는 모형 선박 시험용 롤-피치 모션 제어 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 종방향/횡방향 센서부는,
상기 모형 선박의 피치 모션/롤 모션을 감지하는 피치 모션/롤 모션 각도 센서와,
상기 종방향/횡방향 웨이트부의 움직임을 감지하는 방향 전환용 근접 센서 및 비상 정지용 근접 센서로 각각 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 모형 선박 시험용 롤-피치 모션 제어 시스템.
제 7항에 있어서,
상기 방향 전환용 근접 센서와 상기 비상 정지용 근접 센서는 상기 피치 모션/롤 모션 레일의 양단에 각각 인접하여 한 조(組)를 이루면서 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 모형 선박 시험용 롤-피치 모션 제어 시스템.