KR101422641B1

KR101422641B1 - 해저용 레일유닛, 해저용 레일모듈 및 해저용 원격주행로봇

Info

Publication number: KR101422641B1
Application number: KR1020120069047A
Authority: KR
Inventors: 조승빈
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2014-07-23
Also published as: KR20140001458A

Abstract

해저용 레일유닛, 해저용 레일모듈 및 해저용 원격주행로봇이 개시된다. 본 발명의 제 1 측면에 따르면, 프레임부; 프레임부에 의해 지지되며, 길이방향으로 연장 형성되는 레일부; 및 프레임부에 구비되어 소정정도 부력을 제공하는 부력제공부;를 포함하는 해저용 레일유닛이 제공된다. 본 발명의 제 2 측면에 따르면, 각각 길이방향으로 레일부가 연장 형성된 복수개의 해저용 레일유닛; 및 복수개의 해저용 레일유닛을 해저면에서 소정간격 이격된 상태로 지지하는 지지부;를 포함하되, 복수개의 해저용 레일유닛은 연속적으로 힌지 결합된 해저용 레일모듈이 제공된다. 본 발명의 제 3 측면에 따르면, 바디부; 및 바디부의 양측에 서로 대응되도록 장착된 한 쌍의 롤러부;를 포함하되, 한 쌍의 롤러부는 각각, 상하 방향으로 소정간격 이격되도록 배치되어 해저용 레일유닛의 레일부에 접촉되어 구름 운동하며, 각각 상측 방향 또는 하측 방향으로 탄성 지지되는 한 쌍의 주행롤러; 및 상기 바디부의 측면에 장착되어 상기 한 쌍의 주행롤러를 지지하는 롤러브라켓;을 포함하는 해저용 원격주행로봇이 제공된다.

Description

해저용 레일유닛, 해저용 레일모듈 및 해저용 원격주행로봇 {SUBMARINE RAIL UNIT, SUBMARINE RAIL MODULE AND SUBMARINE ROMOTELY DRIVING DEVICE}

본 발명은 해저용 레일유닛, 해저용 레일모듈 및 해저용 원격주행로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해저광물 채취, 심해저 탐사 등 각종 무인 해저활동을 가능하게 하는 해저용 레일유닛, 해저용 레일모듈 및 해저용 원격주행로봇에 관한 것이다.

근래에는 육상광물자원의 고갈로 인해 해양광물자원에 대한 관심이 급증되고 있으며, 이를 위해, 해저광물 채광설비나 심해저 탐사장비 등에 대한 연구개발이 지속적으로 이뤄지고 있다. 일 예로, 특허문헌 1(일본공개특허공보 제2003-269070호)에서는 심해저 광물 자원의 양광 방법 내지 양광 장치를 개시하고 있다.

한편, 최근에는 ROV(ROMOTELY OPERATED VEHICLE) 등을 사용하여 인간이 직접 접근하기 어려운 심해저를 탐사하거나, 희토류 등의 심해저 광물을 채광하기 위한 방안이 고려되고 있다.

그러나 상기와 같은 ROV 등은 해저지형의 형태에 따라 충돌 등으로 인해 파손되는 경우가 빈번하며, 저비용으로 반복 구동하는데 한계가 있어 해저광물 채광설비 등으로 상용화되지는 못하고 있는 실정이다.

특허문헌 1: 일본공개특허공보 제2003-269070호 (2003년 09월 25일 공개)

본 발명의 실시예들은, 해저광물 채취, 심해저 탐사 등 각종 무인 해저활동을 가능하게 하는 해저용 레일유닛, 해저용 레일모듈 및 해저용 원격주행로봇을 제공하고자 한다.

본 발명의 제 1 측면에 따르면, 프레임부; 상기 프레임부에 의해 지지되며, 길이방향으로 연장 형성되는 레일부; 및 상기 프레임부에 구비되어 소정정도 부력을 제공하는 부력제공부;를 포함하는 해저용 레일유닛이 제공될 수 있다.

본 발명의 제 2 측면에 따르면, 각각 길이방향으로 레일부가 연장 형성된 복수개의 해저용 레일유닛; 및 상기 복수개의 해저용 레일유닛을 해저면에서 소정간격 이격된 상태로 지지하는 지지부;를 포함하되, 상기 복수개의 해저용 레일유닛은 연속적으로 힌지 결합된 해저용 레일모듈이 제공될 수 있다.

본 발명의 제 3 측면에 따르면, 바디부; 및 상기 바디부의 양측에 서로 대응되도록 장착된 한 쌍의 롤러부;를 포함하되, 상기 한 쌍의 롤러부는 각각, 상하 방향으로 소정간격 이격되도록 배치되어 해저용 레일유닛의 레일부에 접촉되어 구름 운동하며, 각각 상측 방향 또는 하측 방향으로 탄성 지지되는 한 쌍의 주행롤러; 및 상기 바디부의 측면에 장착되어 상기 한 쌍의 주행롤러를 지지하는 롤러브라켓;을 포함하는 해저용 원격주행로봇이 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 해저용 레일유닛 및 해저용 레일모듈은 해저면의 굴곡에 대응 가능한 주행경로를 제공할 수 있으며, 해저용 원격주행로봇은 해저면과 일정한 간격을 유지한 채 상기와 같은 주행경로를 따라 원활하게 이동할 수 있다.

따라서 본 발명의 실시예들에 따른 해저용 레일유닛, 해저용 레일모듈 및 해저용 원격주행로봇은 해저광물 채취나 심해저 탐사 등 각종 무인 해저활동에 다양하게 활용될 수 있으며, 해저 작업의 효율성을 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 해저용 레일유닛의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 해저용 레일유닛의 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 해저용 레일유닛의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 해저용 레일모듈의 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 해저용 레일모듈의 평면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 해저용 레일모듈의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 해저용 원격주행로봇의 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 해저용 원격주행로봇의 정면도이다.
도 9는 도 7에 도시된 해저용 원격주행로봇의 측면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 해저용 레일유닛, 해저용 레일모듈 및 해저용 원격주행로봇의 제 1 작동상태도이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 해저용 레일유닛, 해저용 레일모듈 및 해저용 원격주행로봇의 제 2 작동상태도이다.

이하, 도면을 참고하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 해저용 레일유닛에 대하여 설명한다.

설명의 편의를 위하여, 이하에서는 도 1 내지 12에 표시된 x축 방향을 폭 방향 또는 좌우 방향으로 지칭하고, y축 방향을 길이 방향 또는 전후 방향으로 지칭하며, z축 방향을 높이 방향 또는 상하 방향으로 지칭하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 해저용 레일유닛의 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 해저용 레일유닛의 정면도이다. 도 3은 도 1에 도시된 해저용 레일유닛의 측면도이다.

도 1 내지 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 해저용 레일유닛(100)은, 프레임부(110), 레일부(120) 및 부력제공부(130)를 포함할 수 있다.

프레임부(110)는 해저용 레일유닛(100)의 전체적인 골격을 형성한다.

보다 구체적으로, 프레임부(110)는 한 쌍의 사이드프레임(111)과, 한 쌍의 사이드프레임(111) 하부에 각각 형성되는 한 쌍의 로워프레임(112)을 포함할 수 있다.

한 쌍의 사이드프레임(111)은 폭방향으로 소정간격 이격되도록 배치될 수 있다. 또한, 각각의 사이드프레임(111)은 대략 삼각형 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 사이드프레임(111)의 형상은 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 상기 예시한 삼각형 형상에 한정되는 것은 아니다.

한 쌍의 로워프레임(112)은 각각 한 쌍의 사이드프레임(111) 하부에 형성될 수 있다. 또한 한 쌍의 로워프레임(112)은 각각 반대편의 사이드프레임(111) 측을 향해 연장 형성될 수 있다. 즉, 정면에서 바라보았을 때, 한 쌍의 로워프레임(112)은 한 쌍의 사이드프레임(111) 내측으로 돌출 형성된 형태로 형성될 수 있다.

한 쌍의 로워프레임(112)은 레일부(120)를 지지할 수 있다. 이때, 레일부(120)는 한 쌍으로 형성될 수 있으며, 한 쌍의 레일부(120)가 각각 한 쌍의 로워프레임(112)에 의해 지지될 수 있다. 따라서 상기와 같은 경우, 한 쌍의 레일부(120)는 폭방향으로 소정간격 이격되도록 배치되게 된다.

한편, 레일부(120)는 후술할 해저용 원격주행로봇(300, 도 7 참고)의 주행을 가이드하기 위한 것으로, 프레임부(110)에 의해 지지될 수 있다.

보다 구체적으로, 레일부(120)는 길이방향으로 연장 형성될 수 있으며, 상술한 바와 같이 한 쌍이 소정간격 이격되어 배치될 수 있다. 이는 해저용 원격주행로봇(300)이 주행시, 한 쌍의 레일부(120)가 해저용 원격주행로봇(300, 도 7 참고)의 좌우측에 각각 체결되어, 보다 안정적으로 해저용 원격주행로봇(300)을 지지하기 위함이다.

도 1의 부분 확대도 A를 참고하면, 레일부(120)는 롤러안착부(122)와, 이탈방지턱(121)을 포함할 수 있다.

롤러안착부(122)는 길이방향으로 연장 형성되며, 해저용 원격주행로봇(300)의 주행롤러(322, 도 7 참고)가 안착될 수 있다.

이탈방지턱(121)은 롤러안착부(122)에 안착된 주행롤러(322, 도 7 참고)의 이탈을 방지하기 위한 것으로, 롤러안착부(122)의 양측에 길이방향을 따라 형성될 수 있다. 이때, 이탈방지턱(121)은 전후단이 각각 하향 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 이탈방지턱(121)의 전후단에는 도 1의 부분 확대도에 도시된 바와 같이 경사면(121a)이 형성될 수 있다. 이는 해저용 레일유닛(100)이 길이방향으로 연속 힌지 결합되는 경우, 이탈방지턱(121)으로 인해 각 해저용 레일유닛(100)의 회동이 방해 받지 않도록 하기 위함이다. 이에 대하여는 후술할 해저용 레일모듈(200, 도 4 참고)과 관련하여 부가 설명하기로 한다.

또한, 상기와 같은 롤러안착부(122) 및 이탈방지턱(121)은 레일부(120)의 상부 및 하부에 모두 형성될 수 있다.

한편, 부력제공부(130)는 해저용 레일유닛(100)에 소정정도 부력을 제공하기 위한 것으로, 프레임부(110)에 구비될 수 있다.

보다 구체적으로, 부력제공부(130)는 프레임부(110)의 상부에 마련될 수 있으며, 부력을 통해 해저용 레일유닛(100)에 작용되는 하중을 소정정도 감쇄시키게 된다. 즉, 해저용 레일유닛(100)은 자중으로 인해 해저면 방향의 하중을 받게 되는데, 부력제공부(130)는 반대 방향의 부력을 통해 상기와 같은 하중을 소정정도 감쇄시킬 수 있다. 따라서 부력제공부(130)는 해저용 레일유닛(100)을 지지하기 위한 지지력을 보조하는 효과가 있다.

특히, 후술할 바와 같이, 본 실시예에 따른 해저용 레일유닛(100)은 복수개가 연속 체결되어 해저용 레일모듈(200, 도 4 참고)을 형성하고, 지지부(220, 도 4 참고)에 의해 해저면에서 소정간격 이격된 상태로 지지되는 바, 상기와 같은 부력제공부(130)는 지지부(220)의 지지력을 보조하는데 매우 효과적인 수단으로 활용될 수 있다. 또한, 후술할 바와 같이, 복수개가 연속 체결된 해저용 레일유닛(100)에는 해저용 원격주행로봇(300, 도 7 참고)이 탑재되어 주행하게 되는 바, 상기와 같은 부력제공부(130)는 해저용 원격주행로봇(300)의 중량을 일부 지지하는 기능도 가질 수 있다.

한편, 부력제공부(130)로는 해수보다 밀도가 작게 형성되어 해저용 레일유닛(100)에 소정정도 부력을 제공할 수 있는 것이면, 다양한 종류의 부력수단이 사용될 수 있다. 예를 들면, 부력제공부(130)는 발포수지 등으로 형성된 부이(buoy, 미도시) 등을 포함할 수 있다.

보다 바람직하게는, 부력제공부(130)는 프레임부(110)의 일측에 마련된 발라스트탱크(131)를 포함할 수 있다. 발라스트탱크(131)의 경우, 필요에 따라 해수를 유출입시켜 부력의 크기를 조절 가능하며, 비교적 간편하게 제작이 가능한 이점이 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 부력제공부(130)로서 발라스트탱크(131)가 구비된 경우를 중심으로 설명하기로 한다. 다만, 전술한 바와 같이, 부력제공부(130)는 해저용 레일유닛(100)에 소정정도 부력을 제공할 수 있는 것이면 무방하며, 상기 예시한 부이나 발라스트탱크(131)에 한정되는 것은 아니다.

한편, 본 실시예에 따른 해저용 레일유닛(100)은, 힌지결합부(140)를 더 포함할 수 있다.

힌지결합부(140)는 복수개의 해저용 레일유닛(100)을 길이방향으로 연결시키기 위한 것으로, 프레임부(110)에 구비될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 실시예의 경우, 프레임부(110)가 한 쌍의 사이드프레임(111)을 구비하는 바, 상기와 같은 힌지결합부(140)가 각 사이드프레임(111)의 하측 전후단에 구비될 수 있다. 힌지결합부(140)는 복수개의 해저용 레일유닛(100)을 길이방향 연결시, 인접한 해저용 레일유닛(100)을 서로 힌지 결합시킴으로써, 각 해저용 레일유닛(100)이 해저면의 굴곡에 따라 소정정도 회동될 수 있도록 한다. 이에 대하여는 후술할 해저용 레일모듈(200, 도 4 참고)과 관련하여 부가 설명하기로 한다.

한편, 힌지결합부(140)는 힌지축(141) 및 제 1, 2 힌지결합편(142, 143)을 구비할 수 있다.

힌지축(141)은 복수개의 해저용 레일유닛(100)을 연결시 회동축을 형성하게 된다. 제 1 힌지결합편(142)은 일측이 프레임부(110)에, 타측이 힌지축(141)에 회동 가능하도록 체결될 수 있다. 또한, 제 2 힌지결합편(143)은 상기와 같은 제 1 힌지결합편(142)에 대응되도록 일측이 힌지축(141)에 회동 가능하게 체결되며, 타측이 인접한 다른 해저용 레일유닛(100')의 프레임부에 체결될 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 해저용 레일유닛(100)은, 굴곡조절부(150)를 더 포함할 수 있다.

굴곡조절부(150)는 복수개의 해저용 레일유닛(100)을 연결시 인접한 해저용 레일유닛(100) 간 회동각도를 조절하기 위한 것으로, 프레임부(110)나 발라스트탱크(131)의 일측에 마련될 수 있다. 본 실시예의 경우, 굴곡조절부(150)가 발라스트탱크(131)의 상단부에 장착될 형태를 예시하였다. 다만, 굴곡조절부(150)는 필요에 따라 프레임부(110)에 장착될 수도 있으며, 발라스트탱크(131)의 내부 공간을 일부 구획하여 발라스트탱크(131) 내측에 배치될 수도 있으며, 상기 예시한 바에 한정되는 것은 아니다.

보다 구체적으로, 굴곡조절부(150)는, 구동모터(151), 와이어스풀(152) 및 와이어(153)를 포함할 수 있다.

구동모터(151)는 해저용 레일유닛(100)의 일측에 장착될 수 있으며, 본 실시예의 경우에는 발라스트탱크(131)의 상단부에 장착된 형태를 예시하였다. 구동모터(151)는 필요에 따라 와이어(153)를 감거나 풀 수 있도록 정회전 및 역회전 구동 가능하도록 형성될 수 있다.

와이어스풀(152)은 구동모터(151)에 체결되며, 구동모터(151)에 의해 회전 구동될 수 있다.

와이어(153)는 와이어스풀(152)에 권취되며, 일단이 인접한 다른 해저용 레일유닛(100')에 고정될 수 있다. 따라서 구동모터(151)가 일 방향으로 구동되면 와이어(153)는 인접한 다른 해저용 레일유닛(100')을 소정정도 잡아당길 수 있으며, 이로 인해, 인접한 다른 해저용 레일유닛(100')은 힌지축(141)을 중심으로 소정정도 회동될 수 있다. 이에 대하여는 후술할 해저용 레일모듈(200, 도 4 참고)과 관련하여 부가 설명 하기로 한다.

이하, 도면을 참고하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 해저용 레일모듈에 대하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 해저용 레일모듈의 사시도이다. 도 5는 도 4에 도시된 해저용 레일모듈의 평면도이다. 도 6은 도 4에 도시된 해저용 레일모듈의 측면도이다.

도 4 내지 6을 참고하면, 본 실시예에 따른 해저용 레일모듈(200)은 복수개의 해저용 레일유닛(210)이 연속적으로 연결되어 길이방향으로 연장된 일종의 해저 레일을 형성하게 된다.

보다 구체적으로, 본 실시예에 따른 해저용 레일모듈(200)은, 복수개의 해저용 레일유닛(210)과, 복수개의 해저용 레일유닛(210)을 지지하는 지지부(220)를 포함할 수 있다.

각각의 해저용 레일유닛(210)은 전술한 실시예의 해저용 레일유닛(100)과 동일 유사하게 형성될 수 있다. 또한, 각각의 해저용 레일유닛(210)은 길이방향으로 연장 형성된 레일부(212)를 구비할 수 있다.

또한, 복수개의 해저용 레일유닛(210)은 길이방향으로 연결될 수 있다. 즉, 복수개의 해저용 레일유닛(210)은 각각에 형성된 레일부(212)가 하나의 긴 주행경로를 형성하도록 길이방향으로 연속 체결될 수 있다.

이때, 복수개의 해저용 레일유닛(210)은 각각 힌지 결합을 통해 연결될 수 있다. 또한, 복수개의 해저용 레일유닛(210)은 해저면의 굴곡에 대응하여 각각 힌지축을 중심으로 소정각도 회동 가능하도록 형성될 수 있다. 이는 해저면이 굴곡진 형태로 형성된 경우에도, 후술할 해저용 원격주행로봇(300, 도 7 참고) 등이 해저면이 일정한 간격을 두고 주행할 수 있도록 하기 위함이다.

보다 구체적으로, 복수개의 해저용 레일유닛(210)은 힌지결합부(214)를 통해 서로 힌지 결합될 수 있다. 또한, 각 해저용 레일유닛(210)에 형성된 레일부(212)는 해저용 레일유닛(210)의 회동시 간섭을 방지하기 위하여 전후단이 소정정도 하향 경사지도록 형성될 수 있다. 이에 대하여는 전술한 실시예의 해저용 레일유닛(100)과 관련하여 설명한 바 있으므로, 상세한 설명을 생략한다 (도 1 참고).

또한, 인접한 해저용 레일유닛(210) 간 회동각도를 조절하기 위하여, 각각의 해저용 레일유닛(210)에는 전술한 실시예의 굴곡조절부(215)가 구비될 수 있다. 굴곡조절부(215)는 와이어(W)의 인장력을 통해 인접한 해저용 레일유닛(210) 간 회동각도를 조절할 수 있다. 즉, 굴곡조절부(215)는 와이어(W)를 소정정도 잡아당기나 풀어 인접한 해저용 레일유닛(210)이 이루는 회동각도를 조절할 수 있다. 이에 대하여는 전술한 실시예의 해저용 레일유닛(100)과 관련하여 설명한 바 있으므로, 상세한 설명을 생략한다 (도 1 참고).

상기와 같이, 본 실시예에 따른 해저용 레일모듈(200)은 각 해저용 레일유닛(210) 간의 회동각도 조절을 통해, 해저면의 굴곡에 대응되는 주행경로를 형성할 수 있으며, 이로 인해, 해저광물 채취 등 해저면과의 일정한 간격이 요구되는 해저설비에 유용하게 활용될 수 있다.

또한, 도 5에 도시된 평면도를 참고하면, 굴곡조절부(215)는 각 해저용 레일유닛(210)의 좌우측에 번갈아가며 배치될 수 있다. 이는 각 굴곡조절부(215)의 와이어(W) 간에 간섭이 발생되는 것을 방지하기 위함이다.

한편, 지지부(220)는 복수개의 해저용 레일유닛(210)을 해저면에서 소정간격 이격된 상태로 지지한다. 보다 구체적으로, 지지부(220)는 상부플레이트(221), 복수개의 컬럼(222) 및 적어도 하나의 레일지지구(223)를 포함할 수 있다.

상부플레이트(221)는 복수개의 해저용 레일유닛(210)을 따라 길이방향으로 연장 형성되며, 복수개의 해저용 레일유닛(210)의 상측에 배치될 수 있다. 상부플레이트(221)는 복수개의 해저용 레일유닛(210)에 암석 등의 중량물이 떨어지거나, 해수 중의 부유물 등이 적층되는 것을 방지할 수 있다.

복수개의 컬럼(222)은 해저면에 상하 방향으로 설치되어 상부플레이트(221)를 지지한다. 이때, 각각의 컬럼(222)은 높이 조절이 가능하도록 형성될 수 있다. 이는 해저면의 굴곡이나 지형 조건에 따라 상부플레이트(221)나 해저용 레일유닛(210)의 높이를 조절하기 위함이다. 상기와 같은 높이 조절을 위하여, 각 컬럼(222)은 유압 액츄에이터 등으로 형성될 수 있다.

레일지지구(223)는 복수개의 해저용 레일유닛(210)을 상부플레이트(221)에 현수 또는 지지하기 위한 것으로, 일측이 상부플레이트(221)에 체결되고, 타측이 해저용 레일유닛(210)에 체결될 수 있다. 필요에 따라, 레일지지구(223)는 복수개가 형성될 수 있으며, 복수개의 레일지지구(223)는 소정간격으로 각 해저용 레일유닛(210)에 체결되어, 복수개의 해저용 레일유닛(210)을 상부플레이트(221)에 현수시킬 수 있다.

한편, 레일지지구(223)는 유연한 재질의 와이어(wire) 등으로 형성될 수도 있으나, 필요에 따라, 강성을 가지는 바아(bar)나 브라켓(bracket) 등으로 형성될 수 있다. 다만, 상기와 같이 레일지지구(223)가 바아나 브라켓 등으로 형성되는 경우에는 레일지지구(223)로 인해 해저용 레일유닛(210)의 회동이 간섭되지 않도록, 레일지지구(223)의 양단이 각각 상부플레이트(221) 및 해저용 레일유닛(210)에 힌지 결합됨이 바람직하다.

이하, 도면을 참고하여, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 해저용 원격주행로봇에 대하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 해저용 원격주행로봇의 사시도이다. 도 8은 도 7에 도시된 해저용 원격주행로봇의 정면도이다. 도 9는 도 7에 도시된 해저용 원격주행로봇의 측면도이다.

도 7 내지 9를 참고하면, 본 실시예에 따른 해저용 원격주행로봇(300)은, 전술한 실시예의 해저용 레일유닛(100)이나 해저용 레일모듈(200)에 장착되어, 레일부(120, 212)를 따라 주행하는 것으로, 바디부(310) 및 롤러부(320)로 구성될 수 있다.

바디부(310)는 해저용 원격주행로봇(300)의 전체적인 외관을 형성하는 것으로, 필요에 따라, 다양한 목적 및 기능의 설비가 탑재될 수 있다. 예를 들면, 바디부(310)에는 해저광물 채취를 위한 채광 설비가 탑재될 수 있으며, 이러한 경우, 해저용 원격주행로봇(300)은 해저광물 채취설비로 활용될 수 있다. 다른 예로, 바디부(310)에는 각종 탐사장비가 탑재될 수도 있으며, 이러한 경우, 해저용 원격주행로봇(300)은 심해저 탐사장비 등으로 활용될 수도 있다. 즉, 본 실시예에 따른 해저용 원격주행로봇(300)은 그 용도나 목적에 한정되지 않고, 다양한 종류의 해저 활동에 사용될 수 있다.

롤러부(320)는 한 쌍으로 형성될 수 있으며, 각각 바디부(310)의 좌우측에 서로 대응되록 장착될 수 있다. 본 실시예의 경우, 바디부(310)의 양측에 모두 4개의 롤러부(320)가 서로 대응되도록 장착된 경우를 예시하였다.

또한, 각 롤러부(320)는 바디부(310)의 측면에 장착된 롤러브라켓(321)과 롤러브라켓(321)에 체결되는 한 쌍의 주행롤러(322)를 구비할 수 있다.

한 쌍의 주행롤러(322)는 전술한 실시예의 해저용 레일유닛(100)이나 해저용 레일모듈(200)의 레일부(120, 212)에 안착되어 구름 운동할 수 있다(도 1 및 4 참고). 이때, 한 쌍의 주행롤러(322)는 상하방향으로 소정간격 이격되도록 배치될 수 있으며, 이러한 경우, 한 쌍의 주행롤러(322)는 각각 레일부(120, 212)의 상하부에 접촉되어 구름 운동하게 된다.

또한, 한 쌍의 주행롤러(322)는 레일부(120, 212)의 굴곡에 대응 가능하도록 소정정도 탄성 지지될 수 있다. 즉, 한 쌍의 주행롤러(322)는 각 회전축(322a)이 롤러브라켓(321) 내측에 마련된 탄성부재(미도시) 등 통해 상하 방향으로 탄성 지지될 수 있다. 따라서 한 쌍의 주행롤러(322)는 외력에 의해 일시적으로 간격이 벌어졌다가, 외력이 제거되면 탄성부재에 의해 다시 원위치로 복귀될 수 있다.

이하, 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예들에 따른 해저용 레일유닛, 해저용 레일모듈 및 해저용 원격주행로봇의 작동에 대하여 설명한다.

도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 해저용 레일유닛, 해저용 레일모듈 및 해저용 원격주행로봇의 제 1 작동상태도이다. 도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 해저용 레일유닛, 해저용 레일모듈 및 해저용 원격주행로봇의 제 2 작동상태도이다.

도 10 및 11을 참고하면, 해저용 레일유닛(100)은 복수개가 길이방향으로 연결되어 해저용 레일모듈(200)을 형성하게 되며, 상기와 같은 해저용 레일모듈(200)은 지지부(미표기)에 의해 지지되어 해저용 원격주행로봇(300)의 주행경로를 제공하게 된다.

이때, 각각의 해저용 레일유닛(100)은 힌지결합부(140, 도 1 참고)를 통해 서로 힌지 결합되며, 인접한 해저용 레일유닛(100) 간의 회동각도가 조절됨에 따라, 해저면의 굴곡에 대응하는 주행경로가 제공될 수 있다. 보다 구체적으로, 사용자는 각 해저용 레일유닛(100)에 장착된 굴곡조절부(150, 도 1 참고)를 구동 제어하여 인접한 해저용 레일유닛(100) 간 회동각도를 해저면의 굴곡에 대응되도록 조절할 수 있다. 이때, 필요에 따라, 사용자가 해상 등에서 굴곡조절부(150)를 구동 제어할 수 있도록, 유무선 제어 수단이 사용될 수 있다.

한편, 해저용 원격주행로봇(300)은 상기와 같은 해저용 레일유닛(100)이나 해저용 레일모듈(200)에 장착되어, 레일부(120, 도 1 참고)를 따라 주행하게 된다. 이때, 레일부(120)는 각 해저용 레일유닛(100)이 해저면의 굴곡에 따라 회동됨에 따라, 도 10에 도시된 바와 같이, 꺽인선 형태의 주행경로를 제공하게 된다. 해저용 원격주행로봇(300)은 상하로 탄성 지지되는 한 쌍의 주행롤러(322, 도 7 참고)를 통해 상기와 같은 꺽인선 부위(즉, 각 해저용 레일모듈(100)이 힌지 결합된 부위) 또한 용이하게 주행 가능하다. 즉, 해저용 원격주행로봇(300)이 꺽인선 부위를 통과시에는 한 쌍의 주행롤러(322) 간 간격이 소정정도 벌어지면서 걸림 현상 등이 없이 원활하게 꺽인선 부위를 통과하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 해저용 레일유닛(100) 및 해저용 레일모듈(200)은 해저면의 굴곡에 대응 가능한 주행경로를 제공할 수 있으며, 해저용 원격주행로봇(300)은 해저면과 일정한 간격을 유지한 채 상기와 같은 주행경로를 따라 원활하게 이동할 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들에 따른 해저용 레일유닛(100), 해저용 레일모듈(200) 및 해저용 원격주행로봇(300)은 해저광물 채취나 심해저 탐사 등 각종 무인 해저활동에 다양하게 활용될 수 있으며, 해저 작업의 효율성을 증대시킬 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

100: 해저용 레일유닛 200: 해저용 레일모듈
300: 해저용 원격주행로봇

Claims

프레임부;
상기 프레임부에 의해 지지되며, 길이방향으로 연장 형성되는 레일부;
상기 프레임부에 구비되어 소정정도 부력을 제공하는 부력제공부; 및
상기 프레임부에 구비되어 상기 프레임부를 인접한 다른 해저용 레일유닛의 프레임부와 길이방향으로 연결시키는 힌지결합부;를 포함하는 해저용 레일유닛.
청구항 1에 있어서,
상기 프레임부는,
폭방향으로 소정간격 이격되도록 배치된 한 쌍의 사이드프레임; 및
상기 한 쌍의 사이드프레임 하부에서 각각 반대편의 사이드프레임 측을 향해 연장 형성되어 상기 레일부를 지지하는 한 쌍의 로워프레임;을 포함하는 해저용 레일유닛.
청구항 1에 있어서,
상기 레일부는,
해저용 원격주행로봇의 주행롤러가 안착되는 롤러안착부; 및
상기 롤러안착부의 양측에 길이방향을 따라 형성되되, 전후단이 각각 하향 경사지도록 형성된 이탈방지턱;을 포함하는 해저용 레일유닛.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 힌지결합부는,
힌지축;
일측이 상기 프레임부에 체결되고, 타측이 상기 힌지축에 회동 가능하도록 체결되는 제 1 힌지결합편; 및
일측이 상기 힌지축에 회동 가능하도록 체결되고, 타측이 인접한 다른 해저용 레일유닛의 프레임부에 체결되는 제 2 힌지결합편;을 포함하는 해저용 레일유닛.
청구항 1에 있어서,
굴곡조절부;를 더 포함하되,
상기 굴곡조절부는,
상기 해저용 레일유닛의 일측에 장착되는 구동모터;
상기 구동모터에 체결되는 와이어스풀; 및
상기 와이어스풀에 권취되며, 일단이 인접한 다른 해저용 레일유닛에 고정되는 와이어;를 포함하는 해저용 레일유닛.
각각 길이방향으로 레일부가 연장 형성된 복수개의 해저용 레일유닛; 및
상기 복수개의 해저용 레일유닛을 해저면에서 소정간격 이격된 상태로 지지하는 지지부;를 포함하되,
상기 복수개의 해저용 레일유닛은 연속적으로 힌지 결합된 해저용 레일모듈.
청구항 7에 있어서,
상기 복수개의 해저용 레일유닛은,
상기 해저면의 굴곡에 대응하여 각각 힌지축을 중심으로 소정각도 회동 가능한 해저용 레일모듈.
청구항 7에 있어서,
상기 복수개의 해저용 레일유닛은,
인접한 해저용 레일유닛 간에 형성된 회동각도를 조절하는 굴곡조절부를 각각 구비하되,
상기 굴곡조절부는 와이어를 구비하고, 상기 와이어의 인장력을 통해 인접한 해저용 레일유닛 간 회동각도를 조절하는 해저용 레일모듈.
청구항 7에 있어서,
상기 지지부는,
상기 복수개의 해저용 레일유닛의 상측에 배치되며, 상기 복수개의 해저용 레일유닛을 따라 길이방향으로 연장 형성된 상부플레이트;
상기 해저면에 설치되어 상기 상부플레이트를 지지하며, 높이 조절이 가능한 복수개의 컬럼; 및
일측이 상기 상부플레이트에 체결되고, 타측이 상기 복수개의 해저용 레일유닛 중 적어도 하나에 체결되어, 상기 복수개의 해저용 레일유닛을 지지하는 적어도 하나의 레일지지구;를 포함하는 해저용 레일모듈.
연속적으로 힌지 결합된 복수개의 해저용 레일유닛을 따라 주행하는 것으로,
바디부; 및
상기 바디부의 양측에 서로 대응되도록 장착된 한 쌍의 롤러부;를 포함하되,
상기 한 쌍의 롤러부는 각각,
상하 방향으로 소정간격 이격 배치되어 상기 각 해저용 레일유닛의 레일부를 구름 운동하며, 상기 각 해저용 레일유닛이 힌지 결합된 부위를 통과할 수 있도록 각각 상측 방향 또는 하측 방향으로 탄성 지지되는 한 쌍의 주행롤러; 및
상기 바디부의 측면에 장착되어 상기 한 쌍의 주행롤러를 지지하는 롤러브라켓;을 포함하는 해저용 원격주행로봇.