KR101295321B1

KR101295321B1 - 수중 탐사로봇용 동체

Info

Publication number: KR101295321B1
Application number: KR1020120031951A
Authority: KR
Inventors: 손중호
Original assignee: 평화정공 주식회사
Priority date: 2012-03-28
Filing date: 2012-03-28
Publication date: 2013-08-09

Abstract

본 발명은 동체의 골격을 형성하면서 수밀을 요하는 내장품을 수밀상태로 수납하는 수중 탐사로봇용 동체에 관한 것으로,
본 발명에서는 수납공간이 형성된 중공의 본체와; 상기 본체의 단부에 설치되어, 개방된 수납공간을 폐쇄하는 앤드캡을 포함하여 구성되며,
상기 본체는 어댑터와, 어댑터의 단부에 이음되는 하나 이상의 연결관체를 포함하여 구성되어, 어댑터와 하나 이상의 연결관체가 이음된 형태로 구성되고,
상기 어댑터와 연장관체들로 이루어진 본체의 외벽면에는 일렬로 정렬된 고정홈들이 방사구조로 형성되고, 이들 일렬로 정렬된 고정홈들 사이에는 지지바가 배치되어, 본체는 외벽면에 방사구조로 배치된 지지바에 의해 강도가 보완되어 굽힘 발생이 억제되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

Description

수중 탐사로봇용 동체{Robot fuselage for undersea exploration}

본 발명은 수중 탐사로봇용 동체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동체의 골격을 형성하면서 수밀을 요하는 내장품을 수밀상태로 수납하는 수중 탐사로봇용 동체에 관한 것이다.

일반적으로 자율형 무인 잠수정(AUV; Autonomous Underwater Vehicle) 또는 원격 조정이 가능한 수중 운동체(ROV; Remotely Operated Vehicle) 등과 같은 수중 로봇은 심해저와 같이 생리학적으로 인간의 잠수 한계를 초과한 지역이나 오염지역 등에서 해저의 지형과 수온 및 염분도 등 각종 해양 생태의 환경을 탐사하기 위한 연구 및 학술용 목적과, 기뢰 등의 폭발물을 탐지하고 이를 제거하는 등의 인명 및 장비의 손실이 예상되는 위험한 작업을 대신하거나 주기적인 수중의 정찰 활동과 같은 군사용 목적 등 다양한 목적의 수행을 위해 개발된 것이다.

특히, 수중 탐사로봇은 전원모듈과 제어모듈, 카메라 모듈, 센서모듈 등의 각종 내장 구성품(이하, 내장품이라 칭함)이 동체 내에 수밀구조로 탑재되고, 또 동체의 외부에는 추력모듈 등의 수밀기능을 갖는 외장 구성품(이하, 외장품이라 칭함)이 설치되어, 수중에서 이동이 가능하도록 한다.

그런데, 상기 수중 탐사로봇은 깊은 수심에서 이동하므로 높은 수압이 동체에 지속적으로 가해지고, 또 이동 과정에 장애물 등에 의해 동체에 과도한 충격이 가해질 수 있다.

그리고, 이러한 충격이나 수압이 가해져 동체의 변형이 발생되면, 충격 등에 의해 내장품의 직접적인 손상이 발생되기도 하고, 수밀상태가 훼손되어 동체 내로 수납된 내장품들의 전기적 손상이 발생될 수도 있다.

이러한 문제점들은, 제작, 및 유지 보수에 따른 편리를 도모하기 위해 동체를 단일 몸체로 구성하지 아니하고 분할되게 구성한 다음, 이들을 이음하여 단일몸체로 구성한 경우에 더욱 심화될 수 있다.

상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 수중 탐사로봇에 설치되어 수밀을 요하는 내장품을 수밀상태로 수납함에 있어, 개량된 강성 보완구조를 통한 내구성의 향상을 통해 외력에 의한 굽힘, 및 변형발생이 억제되도록 한 수중 탐사로봇용 동체를 제공함에 있다.

상기한 목적은, 하기 구성에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 수중 탐사로봇용 동체는,

수납공간이 형성된 중공의 본체와; 상기 본체의 단부에 설치되어, 개방된 수납공간을 폐쇄하는 앤드캡을 포함하여 구성되며,

상기 본체는 어댑터와, 어댑터의 단부에 이음되는 하나 이상의 연결관체를 포함하여 구성되어, 어댑터와 하나 이상의 연결관체가 이음된 형태로 구성되고,

상기 어댑터와 연장관체들로 이루어진 본체의 외벽면에는 일렬로 정렬된 고정홈들이 방사구조로 형성되고, 이들 일렬로 정렬된 고정홈들 사이에는 지지바가 배치되어, 본체는 외벽면에 방사구조로 배치된 지지바에 의해 강도가 보완되어 굽힘 발생이 억제되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 어댑터의 단부에는 플렌지 이음부가 형성되고, 연장관체의 단부에는 플렌지 이음부가 형성되어, 어댑터와 연장관체는 플렌지 이음부를 통해 이음되도록 구성된다.

보다 바람직하게는, 상기 고정홈에는 지지바를 고정하는 고정 브라켓이 형성되어, 고정홈에 배치된 지지바들은 고정 브라켓을 통해 본체에 고정되도록 구성한다.

그리고, 상기 본체의 외벽면에 고정된 지지바에는 레일홈이 형성되어, 상기 지지바에 형성된 레일홈에는 레일홈에 진입하여 위치 고정되는 슬라이더를 구비한 외장품이 고정되도록 구성한다.

전술한 바와 같이 본 발명에서는 어댑터와 연장관체가 이음된 본체에, 지지바를 방사구조로 배치하고 있다.

이와 같이 이음된 어댑터와 연장관체를 포함하는 본체가, 지지바에 의해 지지된 상태를 형성하면 수압이나 외부 충격에 의한 본체의 굽힘, 및 변형발생이 억제되므로, 결과적으로 향상된 내구성의 형성이 가능하다.

또한, 본 발명에서는 어댑터와 연장관체 사이에 플랜지 이음부를 통한 1중의 수밀상태와, 상호 삽입을 통해 마주하는 부위에 삽입된 기밀링을 통해 2중의 수밀상태를 형성하므로, 수납공간의 안정된 수밀상태를 형성할 수 있다.

특히, 본 발명에서는 상기 본체의 내구성을 향상시키기 위해 배치되는 지지바에 레일홈을 형성하고, 이 레일홈을 통해 슬라이더가 구비된 외장품들의 장착이 가능하도록 구성함으로써, 구조의 간소화와 제작에 따른 부대비용이 절감되는 이점을 갖는다.

도 1과 도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 수중 탐사로봇용 동체의 외형 구성을 보여주는 결합, 및 분해 사시도이고,
도 3과 도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 수중 탐사로봇용 동체의 내부 구성을 보여주는 결합, 및 분해 단면도이고,
도 5는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 수중 탐사로봇용 동체에 있어, 지지바에 외장품을 고정하는 상태를 보여주는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 수중 탐사로봇용 동체를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 수중에 입수된 상태로 이동하면서, 카메라 모듈이나 각종 센서모듈을 통해 수중의 영상이나, 수심값, 수류값 등을 관측하고, 로봇암 등을 통해 채집물 등을 채집하거나, 절단이나 용접 등의 간단한 수중 작업을 수행하는 수중 탐사로봇에 설치되어, 수밀을 요하는 제어모듈, 카메라 모듈, 센서모듈 등의 내장품(I)을 수밀구조로 수납하고, 또 수밀 상태가 확보된 추력모듈 등의 외장품(O)을 고정하는 기능을 도모하는 것이다.

상기 수중 탐사로봇용 동체는, 도 1 내지 도 4에서 보는 바와 같이 수납공간(10a)을 갖는 중공의 본체(10)와; 개방된 본체(10)의 양단에 고정되어 개방된 수납공간(10a)을 밀폐하는 앤드캡(20)을 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 앤드캡(20)은 개방된 본체(10)의 양단에 압입하여 고정되며, 앤드캡(20)을 압입시킨 본체(10)의 외벽에는 도 3과 같이 압박밴드(21)가 결박되어, 앤드캡(20)은 본체(10)의 외벽을 감싼 상태로 압박하는 압박밴드(21)를 통해 본체(10)의 내벽에 긴밀히 밀착된 상태로 고정된다.

그리고, 상기 앤드캡(20)에 의해 수밀상태를 형성한 본체(10)의 수납공간(10a)에는 수밀을 요하는 제어모듈이나, 카메라 모듈, 각종 센서모듈 등의 내장품(I)들이 수용되며, 상기 앤드캡(20)은 투명재질로 제작되어 수납공간(10a)에 수용된 내장품(I)인 카메라 모듈의 촬영 시야 등을 확보한다.

또한, 상기 본체(10)에 형성된 수납공간(10a)에는 안내레일(10c)이 형성되고, 이 안내레일(10c)에는 내장품(I)들의 장착공간을 형성하는 베이스(10d)가 진퇴구조로 설치되어, 도 4와 같이 베이스(10d)의 진퇴에 의해 수납공간(10a)에 수용된 내장품(I)들의 신속한 인출이 가능하도록 한다.

한편, 상기 본체(10)는 플렌지 이음부(11a)가 형성된 어댑터(11)와, 플렌지 이음부(12a)가 형성된 연장관체(12)로 구성되어, 플렌지 이음부(11a, 12a)를 통해 어댑터(11)의 양단에 연장관체(12)가 이음된 형태로 구성된다.

이때, 어댑터(11)의 단부는 연장관체(12)의 단부 보다 직경이 작도록 제작되어, 도 3에서 보는 바와 같이 연장관체(12)의 단부를 어댑터(11)의 외경 단부에 삽입하면, 어댑터(11)와 연장관체(12)에 형성된 플렌지 이음부는 상호 밀착되어 1차적인 수밀상태를 형성하는 한편, 어댑터(11)의 단부 외경과 연장관체(12)의 단부 내경은 상호 마주한다.

이때, 상기 어댑터(11)의 단부 외경에 수밀링(11b)을 배치하여, 상호 마주하는 어댑터(11)의 단부 외경과 연장관체(12)의 단부 내경 사이에 안정된 수밀성이 확보되도록 한다.

따라서, 플랜지 이음부(11a, 12a)를 통해 1중의 수밀상태를 형성한 본체(10)는, 상호 마주하는 어댑터(11)의 단부 외경과 연장관체(12)의 단부 내경 사이에 형성된 수밀구조를 통해 2중의 수밀상태를 형성한다.

본 실시예에서는 플렌지 이음부(11a, 12a)를 통해 상호 이음된 어댑터(11)와 연장관체(12) 사이에 이들의 굽힘 발생을 억제하는 개량된 보강구조를 부가하여, 수압이나 외부 충격에 의한 내장품(I)들을 수용한 본체(10)의 굽힘이나 변형발생이 억제되도록 한다.

이를 위해, 본 실시예에서는 상기 어댑터(11)와 연장관체(12)들로 이루어진 본체(10)의 외벽면에 일렬로 정렬된 고정홈(10d)들을 방사구조로 형성하고, 이들 일렬로 정렬된 고정홈(10d)들 사이에 지지바(30)를 각각 배치하여, 본체(10)의 외벽면에 지지바(30)들이 방사구조로 형성되도록 한다.

바람직한 실시예를 보여주는 도면을 보면, 본 실시예에서는 4개의 지지바(30)를 본체(10)의 외벽에 방사구조로 배치하고 있다.

이때, 상기 지지바(30)는 통상 경량성과 내식성을 갖는 알루미늄 재질 등으로 제작되며, 상기 고정홈(10d)들이 형성된 본체(10)의 외벽면에는 본체(10)와 지지바(30)에 체결을 통해 고정되는 고정 브라켓(10e)이 형성되어, 본체(10)의 외벽면에 방사구조로 배치된 지지바(30)들은 고정 브라켓(10e)을 통해 본체(10)의 외벽에 고정된다.

본 실시예와 같이 어댑터(11)와 연장관체(12)들이 이음된 본체(10)의 외벽면에 지지바(30)들을 방사구조로 배치하면, 본체(10)에 외벽면들은 방사구조로 배치된 지지바(30)에 의해 외벽이 길이방향으로 지지된 상태를 형성한다.

그리하여, 상기 지지바(30)에 의해 어댑터(11)와 연장관체(12)의 굽힘발생이 억제되므로, 결과적으로 본체(10)는 향상된 내구성을 겸비한다.

그리고, 본 실시예에서는 상기 본체(10)의 내구성을 향상시키기 위해 배치된 지지바(30)에, 지지 프레임나 추력모듈 등 외장품(O)을 고정하는 전용의 구조를 마련하여, 본체(10)의 훼손 없이 외장품(I)들의 간편한 설치를 도모하고, 또 외장품(I)들의 신속하고 간편한 분해, 및 조립이 도모되도록 한다.

이를 상술하자면, 본 실시에서는 도 5에서 보는 바와 같이 상기 본체(10)의 외벽면에 배치된 지지바(30)에 레일홈(31)을 형성하고, 외장품(I)에는 지지바(30)에 형성된 레일홈(31)을 따라 진입하여 지지바(30)의 일지점의 고정되는 슬라이더(S)를 구비하도록 한다.

따라서, 상기 외장품(I)들은 본체(10)의 외벽에 형성된 레일홈(31)에 슬라이더(S)를 통해 진입하여 위치 고정되므로, 외장품(I)들의 설치에 따른 본체(10) 자체의 훼손이 방지되고, 또 다양한 위치에 외장품을 설치할 수 있다.

이때, 상기 슬라이더(S)에는 볼트(B)가 형성되어, 외장품(I)을 고정한 상태로 지지바(30)의 레일홈(31)에 진입된 슬라이더(S)는 볼트(B)를 통해 지지바(30)의 일지점에 위치 고정된다.

이와 더불어, 본 실시예에서는 도 3과 도 4에서 보는 바와 같이 상기 본체(10)를 구성하는 어댑터(11)와 연장관체(12)의 내벽에는 내경 지지부재(14)을 배치하여, 본체(10)의 내벽이 안착홈에 진입된 내경 지지부재(14)에 의해 지지되도록 구성한다.

이때, 상기 내경 지지부재(14)를 온도에 의해 직경이 신축하는 형상 기억합금으로 제작하고, 형상 기억합금으로 이루어진 내경 지지부재(14)에 내장품(I)인 제어모듈이 전류를 인가하도록 구성하면, 제어모듈을 통해 인가되는 전류량에 따라 가변되는 저항열에 의해 내경 지지부재(14)의 직경은 신축된다.

이를 통해, 수심에 따른 깊은 곳에 입수할 경우에는 내경 지지부재에 인가되는 전류량을 증가시켜 내경 지지부재의 체적을 증가시킴으로써, 높은 수압에 의한 본체의 변형발생을 예방할 수 있고, 또 저항열에 의해 수납공간에 생성되는 습도를 감소시킬 수 있다.

1. 수중 탐사로봇용 동체
10. 본체 10a. 수납공간
10b. 고정홈 10c. 안내레일
10d. 베이스 10e. 고정 브라켓
10f. 안착홈
11. 어댑터 11a. 플렌지 이음부
11b. 수밀링 12. 연장관체
12a. 플렌지 이음부 14. 내경 지지부재
20. 엔드캡 21. 압박밴드
30. 지지바 31. 레일홈
I. 내장품 O. 외장품
S. 슬라이더 B. 볼트

Claims

수납공간이 형성된 중공의 본체와; 상기 본체의 단부에 설치되어, 개방된 수납공간을 폐쇄하는 앤드캡을 포함하여 구성되며,
상기 본체는 어댑터와, 어댑터의 단부에 이음되는 하나 이상의 연결관체를 포함하여 구성되어, 어댑터와 하나 이상의 연결관체가 이음된 형태로 구성되고,
상기 어댑터와 연장관체들로 이루어진 본체의 외벽면에는 일렬로 정렬된 고정홈들이 방사구조로 형성되고, 이들 일렬로 정렬된 고정홈들 사이에는 지지바가 배치되어, 본체는 외벽면에 방사구조로 배치된 지지바에 의해 강도가 보완되어 굽힘 발생이 억제되도록 구성하고,
상기 본체의 외벽면에 고정된 지지바에는 레일홈이 형성되어, 상기 지지바에 형성된 레일홈에는 레일홈에 진입하여 위치 고정되는 슬라이더를 구비한 외장품이 고정되도록 구성한 것을 특징으로 하는 수중 탐사로봇용 동체.
제 1항에 있어서, 상기 어댑터의 단부에는 플렌지 이음부가 형성되고, 연장관체의 단부에는 플렌지 이음부가 형성되어, 어댑터와 연장관체는 플렌지 이음부를 통해 이음되는 것을 특징으로 하는 수중 탐사로봇용 동체.
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