KR101383293B1 - 자동 조타 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소형선박의 조타 핸들에 착탈이 가능하며, GPS를 이용한 위치신호와 관성 데이터 측정을 이용한 방향 및 속도 신호를 함께 참조함으로써 누적에러를 방지하고 정확한 조타 위치를 설정하며, 엔코더 및 모터를 이용하여 조타 핸들에 걸리는 부하를 감지하여 기계 장치의 고장 발생을 방지함과 아울러 조타 핸들을 더욱 정밀하고 안정되게 제어하는 자동 조타 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 목표 좌표 입력부, GPS 수신부, 관성 데이터 측정부를 포함하고, 선박의 방향 및 속도를 참조하여 현재 선박의 위치 및 진행 방향을 판단하고, 판단된 현재 선박의 위치 및 진행 방향을 상기 입력된 목표 좌표와 비교하여 목표 방향 및 거리를 계산한다. 또한, 목표 방향 및 거리 데이터를 분석하여 모터 제어신호를 출력하고, 수신되는 엔코딩 신호에 따라 상기 모터 제어신호를 보정하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 자동 조타 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소형선박의 조타 핸들에 착탈이 가능하며, GPS를 이용한 위치신호와 관성 데이터 측정을 이용한 방향 및 속도 신호를 함께 참조하여 정확한 조타 위치를 설정하고, 엔코더 및 모터를 이용하여 조타 핸들을 더욱 정밀하고 안정되게 제어하는 자동 조타 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
종래에도 여러 가지 종류의 선박용 조타 장치가 개발되어 사용되고 있으나, 주로 대형 선박용이며 소형 선박에서의 조타 장치는 아직도 수동조작에 의존하는 실정으로며, 특히 부두 접안시나 기상이 나쁘고 파도가 심할 경우에는 전복사고 등의 위험이 많았다.
이의 개선된 조타 장치로서 방향타에 유압실린더를 설치하여 오피트롤(조타 장치용 유압 펌프)에 핸들을 장착한 수동 유압식 조타 장치와 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 설치하기에 부적합한 실정이다.
대한민국 등록특허공보 제10-429068호(2001년07월25일)에는 대형선박뿐만 아니라 중, 소형 선박까지 공히 사용가능하며 기존에 사용 중인 조타 장치에 전기제어장치를 연결하여 사용하도록 한 것으로 이는 설치가 간단하고 비용이 절감되며 조타의 편리성 및 안전성을 특징으로 한 선박용 자동 조타 장치가 개시되어 있다.
도 1은 개시된 종래 선박용 자동 조타 장치의 전체 구성도이다.
도시된 바와 같이 종래의 선박용 자동 조타 장치는, 전동모터(8)의 구동과 조타 핸들(1)을 이용한 선박용 조타 장치에 있어서, 기능선택 스위치부가 포함된 전자제어장치부(17)를 구비하고; 상기 조타 핸들과 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 자동 조타 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 한다.
그러나, 상기와 같이 개시된 종래의 선박용 자동 조타 장치는, 선박 내부의 센서 신호만을 감지하여 조타 방향을 제어하기 때문에 센서의 측정 데이터에 의하여 누적에러가 발생할 수 있어 선박의 조타 방향을 정확하게 설정하기 어려운 문제점이 있었다.
또한, 모터를 회전시켜 조타 핸들을 자동으로 제어할 때에 조타 핸들에 걸리는 부하를 감지하지 못하기 때문에 과부하에 의하여 기계 장치에 고장이 발생하거나 조타 방향 제어에 오류가 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 소형선박의 조타 핸들에 착탈이 가능하며, GPS를 이용한 위치신호와 관성 데이터 측정을 이용한 방향 및 속도 신호를 함께 참조함으로써 누적에러를 방지하고 정확한 조타 위치를 설정하는 자동 조타 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 데에 목적이 있다.
또한, 엔코더 및 모터를 이용하여 조타 핸들에 걸리는 부하를 감지하여 기계 장치의 고장 발생을 방지함과 아울러 조타 핸들을 더욱 정밀하고 안정되게 제어하는 자동 조타 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 데에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 소형선박의 조타 핸들에 착탈이 가능한 착탈 수단을 구비한 자동 조타 장치에 있어서, 사용자로부터 목표 좌표를 입력받는 목표 좌표 입력부, GPS 신호를 수신하여 선박의 위치를 파악하는 GPS 수신부, 상기 선박의 방향 및 속도를 감지하는 관성 데이터 측정부, 상기 수신된 GPS 신호와, 상기 선박의 방향 및 속도를 참조하여 현재 선박의 위치 및 진행 방향을 판단하고, 판단된 현재 선박의 위치 및 진행 방향을 상기 입력된 목표 좌표와 비교하여 목표 방향 및 거리를 계산하는 제 1 제어부, 상기 GPS 신호에 의한 선박의 위치, 선박의 진행 방향 및 속도와, 상기 제 1 제어부에서 계산된 결과 및 상기 입력된 목표 좌표를 저장하는 데이터 저장부, 상기 제 1 제어부에서 계산된 목표 방향 및 거리 데이터를 원격 전송하는 통신부, 상기 통신부를 통하여 전송된 목표 방향 및 거리 데이터를 분석하여 모터 제어신호를 출력하고, 수신되는 엔코딩 신호에 따라 상기 모터 제어신호를 보정하는 제 2 제어부, 상기 제 2 제어부에서 출력되는 모터 제어신호에 따라 회전되어 상기 조타 핸들을 회전시키는 모터, 상기 모터의 회전 상태를 감지하여 상기 제 2 제어부에 엔코딩 신호를 출력하는 엔코더 및 상기 제 1 및 제 2 제어부의 제어 상태를 화면에 표시하는 화면 표시부를 포함하는 자동 조타 장치를 제공한다.
상기 착탈 수단은, 상기 모터의 회전력을 전달하는 동력 전달부 및 상기 조타 핸들의 상부에 결합 고정되고, 상기 동력 전달부를 통해 전달된 회전력에 의하여 상기 조타 핸들을 회전시키는 결합부를 포함할 수 있다.
상기 제 2 제어부는, 상기 엔코더에서 전달되는 엔코딩 신호를 통하여 모터의 부하를 감지하고, 상기 감지된 모터의 부하량이 미리 설정된 기준값 이상일 경우 상기 모터의 자동 제어 상태를 소정시간 동안 해제하는 것이 바람직하다.
상기 제 2 제어부는, 상기 엔코더에서 감지된 모터의 부하량이 미리 설정된 기준값 이하로 감지될 경우 상기 모터의 자동 제어 상태로 복귀하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명은, 소형선박의 조타 핸들에 착탈이 가능한 착탈 수단을 구비한 자동 조타 장치의 제어 방법에 있어서, 사용자로부터 목표 좌표를 입력받는 목표 좌표 입력 단계, GPS 신호를 수신하여 선박의 위치를 파악하는 GPS 수신 단계, 상기 선박의 방향 및 속도를 감지하는 관성 데이터 측정 단계, 제 1 제어부에서 상기 GPS 신호와, 상기 선박의 방향 및 속도를 참조하여 현재 선박의 위치 및 진행 방향을 판단하고, 판단된 현재 선박의 위치 및 진행 방향을 상기 입력된 목표 좌표와 비교하여 목표 방향 및 거리를 계산하는 제 1 제어 단계, 상기 GPS 신호에 의한 선박의 위치, 선박의 진행 방향 및 속도와, 상기 제 1 제어부에서 계산된 결과 및 상기 입력된 목표 좌표를 저장하는 데이터 저장 단계, 상기 제 1 제어 단계에서 계산된 목표 방향 및 거리 데이터를 원격 전송하는 통신 단계, 제 2 제어부에서 상기 통신 단계를 통하여 전송된 목표 방향 및 거리 데이터를 분석하여 모터 제어신호를 출력하고, 수신되는 엔코딩 신호에 따라 상기 모터 제어신호를 보정하는 제 2 제어 단계, 상기 제 2 제어 단계에서 출력되는 모터 제어신호에 따라 회전되어 상기 조타 핸들을 회전시키는 모터 회전 단계, 상기 모터의 회전 상태를 감지하여 제 2 제어부에 엔코딩 신호를 전달하는 엔코딩 단계 및 상기 제 1 및 제 2 제어부의 제어 상태를 화면에 표시하는 화면 표시 단계를 포함하는 자동 조타 장치의 제어 방법을 제공한다.
상기 제 2 제어 단계는, 상기 엔코딩 단계에서 전달되는 엔코딩 신호를 통하여 모터의 부하를 감지하고, 상기 감지된 모터의 부하량이 미리 설정된 기준값 이상일 경우 상기 모터의 자동 제어 상태를 소정시간 동안 해제하는 것이 바람직하다.
상기 제 2 제어 단계는, 상기 엔코딩 단계에서 감지된 모터의 부하량이 미리 설정된 기준값 이하로 감지될 경우 상기 모터의 자동 제어 상태로 복귀하는 것이 더욱 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 자동 조타 장치 및 그 제어 방법에 의하면, 소형선박의 조타 핸들에 착탈이 가능하여 설치 및 제거가 용이하며, GPS를 이용한 위치신호와 관성 데이터 측정을 이용한 방향 및 속도 신호를 함께 참조함으로써 누적에러를 방지하고 선박의 조타 방향을 더욱 정확하게 설정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 엔코더 및 모터를 이용하여 조타 핸들에 걸리는 부하를 감지하여 기계 장치의 고장 발생을 방지함과 아울러 조타 핸들을 더욱 정밀하고 안정되게 제어할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 종래 선박용 자동 조타 장치의 전체 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자동 조타 장치를 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명의 자동 조타 장치를 조타 핸들과 결합시킨 상태를 나타낸 개략도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 자동 조타 장치의 시제품의 외관 형상을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자동 조타 장치의 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자동 조타 장치를 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명의 자동 조타 장치를 조타 핸들과 결합시킨 상태를 나타낸 개략도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 자동 조타 장치의 시제품의 외관 형상을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자동 조타 장치의 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자동 조타 장치를 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명의 자동 조타 장치를 조타 핸들과 결합시킨 상태를 나타낸 개략도이며, 도 4 및 도 5는 본 발명의 자동 조타 장치의 시제품의 외관 형상을 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자동 조타 장치는, 소형선박의 조타 핸들에 착탈이 가능한 착탈 수단을 구비한 자동 조타 장치에 있어서, 모터(100), 제 2 제어부(108), 화면표시부(109), 엔코더(110), 동력전달부(102), 결합부(130) 및 조타핸들(140)을 포함하는 착탈수단과, GPS 수신부(101), 관성 데이터 측정부(IMU)(102), 목표 좌표 입력부(104), 제 1 제어부(105), 데이터 저장부(106), 통신부(107)를 포함하는 고정수단으로 이루어진다.
목표 좌표 입력부(104)는 사용자로부터 키보드 입력 등을 통하여 목표 좌표를 입력받는다.
GPS 수신부(101)는 GPS 신호를 수신하여 선박의 위치를 파악한다.
GPS(global positioning system)는 위성항법장치로서, 잘 알려진 바와 같이, GPS 수신기로 3개 이상의 위성으로부터 정확한 시간과 거리를 측정하여 3개의 각각 다른 거리를 삼각 방법에 따라서 현 위치를 정확히 계산할 수 있다. 현재 3개의 위성으로부터 거리와 시간 정보를 얻고 1개 위성으로 오차를 수정하는 방법을 널리 쓰고 있다.
관성측정부(IMU)(102)는 상기 선박의 방향 및 속도를 감지한다. 이를 위하여, 상기 관성측정부(102)는 상기 선박의 방향을 감지하는 방향 센서(102a) 및 상기 선박의 속도를 감지하는 속도 센서(102b)로 이루어진다.
본 발명의 관성측정부(102)는 통상의 IMU(inertial measurement unit; 관성 측정 장치)가 적용될 수 있다. IMU는 가속도 및 회전운동을 측정하는 전자기기로 항공 또는 선박의 속도, 방향, 중력을 측정한다. 이러한 IMU의 단점은 누적에러(abbe error, accumulated error)이다. IMU는 이미 측정된 기존 값에서 계산을 하기 때문에 중간에 잘못된 수치가 들어오면 오류가 점점 커질 수 있다.
따라서, 본 발명의 제 1 제어부(105)는 상기 수신된 GPS 신호와, 상기 선박의 방향 및 속도를 참조하여 현재 선박의 위치 및 진행 방향을 판단하고, 판단된 현재 선박의 위치 및 진행 방향을 상기 입력된 목표 좌표와 비교하여 목표 방향 및 거리를 계산함으로써, 누적에러를 방지할 수 있다.
데이터 저장부(106)는 상기 GPS 신호에 의한 선박의 위치, 선박의 진행 방향 및 속도와, 상기 제 1 제어부(105)에서 계산된 결과 및 상기 입력된 목표 좌표를 저장한다.
통신부(107)는 상기 제 1 제어부(105)에서 계산된 목표 방향 및 거리 데이터를 원격 전송한다. 이를 위하여, 상기 통신부(107)는 통상의 유선 또는 무선 원격 송/수신부를 포함할 수 있다.
제 2 제어부(108)는 상기 통신부(107)를 통하여 전송된 목표 방향 및 거리 데이터를 분석하여 모터 제어신호를 출력하고, 수신되는 엔코딩 신호에 따라 상기 모터 제어신호를 보정할 수 있다.
모터(100)는 상기 제 2 제어부(108)에서 출력되는 제어신호에 따라 회전되어 상기 조타 핸들을 회전시키고, 엔코더(110)는 상기 모터(100)의 회전 상태를 감지하여 상기 제 2 제어부(108)에 엔코딩 신호를 출력한다.
또한, 화면 표시부(109)는 상기 제 1 및 제 2 제어부(105)(108)의 제어 상태를 화면에 표시하여 사용자로 하여금 현재의 제어 상태를 용이하게 파악할 수 있게 한다.
상기 제 2 제어부(108)는 상기 엔코더(110)에서 전달되는 엔코딩 신호를 통하여 모터의 부하를 감지하고, 상기 감지된 모터의 부하량이 미리 설정된 기준값 이상일 경우 상기 모터(100)의 자동 제어 상태를 소정시간 동안 해제하는 것이 바람직하다.
또한 상기 제 2 제어부(108)는 상기 엔코더(110)에서 감지된 모터의 부하량이 미리 설정된 기준값 이하로 감지될 경우 상기 모터(100)의 자동 제어 상태로 복귀하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 착탈 수단은 상기 모터(100)의 회전력을 전달하는 동력 전달부(120) 및 상기 조타 핸들(140)의 상부에 결합 고정되고, 상기 동력 전달부(120)를 통해 전달된 회전력에 의하여 상기 조타 핸들(140)을 회전시키는 결합부(130)를 포함할 수 있다.
상기 결합부(130)는 통상의 지지대에 볼트 및 너트를 끼워 사용할 수 있고, 집게나 클립과 같이 간편한 형태로 구성할 수도 있으며, 본 발명의 요지에 따라 다양한 변형실시가 가능하므로 여기서는 이에 대한 세세한 구성 설명은 생략하기로 한다.
따라서, 상기 결합부(130)를 통하여 소형선박의 조타 핸들에 착탈이 가능하여 매우 편리하고 신속하게 설치 및 제거할 수 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자동 조타 장치의 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자동 조타 장치의 제어 방법은, 소형선박의 조타 핸들에 착탈이 가능한 착탈 수단을 구비한 자동 조타 장치의 제어 방법에 있어서, 목표 좌표 입력 단계(S001), GPS 수신 단계(S002), 관성 데이터 측정 단계(S003), 제 1 제어 단계(S004), 데이터 저장 단계(S005), 통신 단계(S006), 제 2 제어 단계(S007), 모터 회전 단계(S008), 엔코딩 단계(S009) 및 화면 표시 단계(S011)로 이루어진다.
목표 좌표 입력 단계(S001)는 사용자로부터 목표 좌표를 입력받는다.
GPS 수신 단계(S002)는 GPS 신호를 수신하여 선박의 위치를 파악하고, 관성 데이터 측정 단계(S003)는 상기 선박의 방향 및 속도를 감지한다.
제 1 제어 단계(S004)는 제 1 제어부(105)에서 상기 GPS 신호와, 상기 선박의 방향 및 속도를 참조하여 현재 선박의 위치 및 진행 방향을 판단하고, 판단된 현재 선박의 위치 및 진행 방향을 상기 입력된 목표 좌표와 비교하여 목표 방향 및 거리를 계산한다.
데이터 저장 단계(S005)는 상기 GPS 신호에 의한 선박의 위치, 선박의 진행 방향 및 속도와, 상기 제 1 제어부(105)에서 계산된 결과 및 상기 입력된 목표 좌표를 저장한다.
통신 단계(S006)는 상기 제 1 제어 단계(S004)에서 계산된 목표 방향 및 거리 데이터를 원격 전송한다.
제 2 제어 단계(S007)는 제 2 제어부(108)에서 상기 통신 단계를 통하여 전송된 목표 방향 및 거리 데이터를 분석하여 모터 제어신호를 출력하고, 수신되는 엔코딩 신호에 따라 상기 모터 제어신호를 보정한다.
상기 제 2 제어 단계(S007)는 상기 엔코딩 단계(S009)에서 전달되는 엔코딩 신호를 통하여 모터의 부하를 감지하고, 상기 감지된 모터의 부하량이 미리 설정된 기준값 이상일 경우 상기 모터(100)의 자동 제어 상태를 소정시간 동안 해제한다.
또한, 상기 제 2 제어 단계(S007)는 상기 엔코딩 단계(S009)에서 감지된 모터의 부하량이 미리 설정된 기준값 이하로 감지될 경우 상기 모터(100)의 자동 제어 상태로 복귀한다.
모터 회전 단계(S008)는 상기 제 2 제어 단계(S007)에서 출력되는 모터 제어신호에 따라 회전되어 상기 조타 핸들(140)을 회전시킨다.
엔코딩 단계(S009)는 상기 모터(100)의 회전 상태를 감지하여 제 2 제어부(108)에 엔코딩 신호를 전달한다.
화면 표시 단계(S011)는 상기 제 1 및 제 2 제어부(105)(108)의 제어 상태를 화면에 표시한다.
따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 자동 조타 장치 및 그 제어 방법에 의하면, 소형선박의 조타 핸들에 착탈이 가능하여 설치 및 제거가 용이하며, GPS를 이용한 위치신호와 관성 데이터 측정을 이용한 방향 및 속도 신호를 함께 참조함으로써 누적에러를 방지하고 선박의 조타 방향을 더욱 정확하게 설정할 수 있다.
또한, 엔코더 및 모터를 이용하여 조타 핸들에 걸리는 부하를 감지하여 기계 장치의 고장 발생을 방지함과 아울러 조타 핸들을 더욱 정밀하고 안정되게 제어할 수 있다.
본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 관한 것이고, 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 권리범위 내에 있게 된다.
100 : 모터 101 : GPS 수신부
102 : 관성 데이터 측정부 102a : 방향 센서
102b : 속도 센서 104 : 목표 좌표 입력부
105 : 제 1 제어부 106 : 데이터 저장부
107 : 통신부 108 : 제 2 제어부
109 : 화면 표시부 110 : 엔코더
120 : 동력 전달부 130 : 결합부
140 : 조타 핸들
102 : 관성 데이터 측정부 102a : 방향 센서
102b : 속도 센서 104 : 목표 좌표 입력부
105 : 제 1 제어부 106 : 데이터 저장부
107 : 통신부 108 : 제 2 제어부
109 : 화면 표시부 110 : 엔코더
120 : 동력 전달부 130 : 결합부
140 : 조타 핸들
Claims (7)
- 소형선박에 고정되는 고정수단과, 조타 핸들에 착탈이 가능한 착탈 수단을 구비한 자동 조타 장치에 있어서,
상기 고정수단은;
사용자로부터 목표 좌표를 입력받는 목표 좌표 입력부;
GPS 신호를 수신하여 선박의 위치를 파악하는 GPS 수신부;
IMU(Inertial Measurement Unit)로 상기 선박의 방향 및 속도를 감지하는 관성 데이터 측정부;
상기 GPS 수신부로 수신된 GPS 신호와, 상기 IMU에서 감지된 선박의 방향 및 속도를 참조하여 현재 선박의 위치 및 진행 방향을 판단하고, 판단된 현재 선박의 위치 및 진행 방향을 상기 입력된 목표 좌표와 비교하고 보정하여 누적에러를 방지하며 목표 방향 및 거리를 계산하는 제 1 제어부;
상기 GPS 신호에 의한 선박의 위치, 선박의 진행 방향 및 속도와, 상기 제 1 제어부에서 계산된 결과 및 상기 입력된 목표 좌표를 저장하는 데이터 저장부;
상기 제 1 제어부에서 계산된 목표 방향 및 거리 데이터를 상기 착탈 수단으로 원격 전송하는 통신부;를 포함하고,
상기 착탈 수단은 상기 통신부를 통하여 전송된 목표 방향 및 거리 데이터를 분석하여 모터 제어신호를 출력하고, 수신되는 엔코딩 신호에 따라 상기 모터 제어신호를 보정하는 제 2 제어부;
상기 제 2 제어부에서 출력되는 모터 제어신호에 따라 회전되어 상기 조타 핸들을 회전시키는 모터;
상기 모터의 회전 상태를 감지하여 상기 제 2 제어부에 엔코딩 신호를 출력하는 엔코더; 및
상기 제 1 및 제 2 제어부의 제어 상태를 화면에 표시하는 화면 표시부를 포함하는 자동 조타 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 착탈 수단은;
상기 모터의 회전력을 전달하는 동력 전달부; 및
상기 조타 핸들의 상부에 결합 고정되고, 상기 동력 전달부를 통해 전달된 회전력에 의하여 상기 조타 핸들을 회전시키는 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 조타 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 제 2 제어부는;
상기 엔코더에서 전달되는 엔코딩 신호를 통하여 모터의 부하를 감지하고, 상기 감지된 모터의 부하량이 미리 설정된 기준값 이상일 경우 상기 모터의 자동 제어 상태를 미리 설정된 시간 동안 해제하는 것을 특징으로 하는 자동 조타 장치.
- 제 3항에 있어서,
상기 제 2 제어부는;
상기 엔코더에서 감지된 모터의 부하량이 미리 설정된 기준값 이하로 감지될 경우 상기 모터의 자동 제어 상태로 복귀하는 것을 특징으로 하는 자동 조타 장치.
- 소형선박의 조타 핸들에 착탈이 가능한 착탈 수단을 구비한 자동 조타 장치의 제어 방법에 있어서,
사용자로부터 목표 좌표를 입력받는 목표 좌표 입력 단계;
GPS 신호를 수신하여 선박의 위치를 파악하는 GPS 수신 단계;
상기 선박의 방향 및 속도를 감지하는 관성 데이터 측정 단계;
제 1 제어부에서 상기 GPS 신호와, 상기 선박의 방향 및 속도를 참조하여 현재 선박의 위치 및 진행 방향을 판단하고, 판단된 현재 선박의 위치 및 진행 방향을 상기 입력된 목표 좌표와 비교하여 목표 방향 및 거리를 계산하는 제 1 제어 단계;
상기 GPS 신호에 의한 선박의 위치, 선박의 진행 방향 및 속도와, 상기 제 1 제어부에서 계산된 결과 및 상기 입력된 목표 좌표를 저장하는 데이터 저장 단계;
상기 제 1 제어 단계에서 계산된 목표 방향 및 거리 데이터를 원격 전송하는 통신 단계;
제 2 제어부에서 상기 통신 단계를 통하여 전송된 목표 방향 및 거리 데이터를 분석하여 모터 제어신호를 출력하고, 수신되는 엔코딩 신호에 따라 상기 모터 제어신호를 보정하는 제 2 제어 단계;
상기 제 2 제어 단계에서 출력되는 모터 제어신호에 따라 회전되어 상기 조타 핸들을 회전시키는 모터 회전 단계;
상기 모터의 회전 상태를 감지하여 제 2 제어부에 엔코딩 신호를 전달하는 엔코딩 단계; 및
상기 제 1 및 제 2 제어부의 제어 상태를 화면에 표시하는 화면 표시 단계를 포함하는 자동 조타 장치의 제어 방법.
- 제 5항에 있어서,
상기 제 2 제어 단계는;
상기 엔코딩 단계에서 전달되는 엔코딩 신호를 통하여 모터의 부하를 감지하고, 상기 감지된 모터의 부하량이 미리 설정된 기준값 이상일 경우 상기 모터의 자동 제어 상태를 미리 설정된 시간 동안 해제하는 것을 특징으로 하는 자동 조타 장치의 제어 방법.
- 제 6항에 있어서,
상기 제 2 제어 단계는;
상기 엔코딩 단계에서 감지된 모터의 부하량이 미리 설정된 기준값 이하로 감지될 경우 상기 모터의 자동 제어 상태로 복귀하는 것을 특징으로 하는 자동 조타 장치의 제어 방법.
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