KR101467283B1 - 자세제어형 해저계류장비 - Google Patents

자세제어형 해저계류장비 Download PDF

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손병근
구정본
김경만
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(주)지오시스템리서치
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Abstract

이 발명은 자세제어형 해저계류장비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해저면에 설치되는 해저계류장치(TRBM, Trawl Resistant Bottom Mount)를 운용하는 과정에서 해저면의 변화 등에 따른 해저계류장치의 유동을 보정하여 수평자세를 유지할 수 있도록 한 것이다.
특히, 이 발명은 외부하우징이 해저면에 고정된 상태에서 내부하우징의 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching)을 제어할 수 있으며, 해저계류장비의 내부공간에 대한 수밀성을 충분히 확보함과 동시에 토사나 이물질의 침투를 방지하여 수평조절장치의 신뢰성을 향상시키고, 저인망어선 등의 어업활동에 지장을 주지 않으면서 해저계류장비가 훼손되거나 유실되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 해양과학분야 및 해양탐사장비 분야, 특히 해저계류장비(TRBM) 분야는 물론, 이와 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

Description

자세제어형 해저계류장비{Horizontality control type seebed mooring apparatus}
이 발명은 자세제어형 해저계류장비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해저면에 설치되는 해저계류장치(TRBM, Trawl Resistant Bottom Mount)를 운용하는 과정에서 해저면의 변화 등에 따른 해저계류장치의 유동을 보정하여 수평자세를 유지할 수 있도록 한 것이다.
특히, 이 발명은 해저계류장비의 내부공간에 대한 수밀성을 충분히 확보함과 동시에 토사나 이물질의 침투를 방지하여 수평조절장치의 신뢰성을 향상시키며, 저인망어선 등의 어업활동에 지장을 주지 않으면서 해저계류장비가 훼손되거나 유실되는 것을 방지할 수 있는 자세제어형 해저계류장비에 관한 것이다.
해양자원의 이용 및 개발로 인해 해양에 대한 중요성은 날로 증가하고 있으며, 다양한 계측장치나 구조물 등을 이용하여 해양에서 일어나는 여러 가지 현상들(예를 들어, 조석, 조류의 흐름, 수온변화, 탁도변화 등)을 과학적으로 연구하고 있다.
이와 같이, 해양과학분야에서 해양탐사를 위하여 해저면에 설치되는 다양한 계류장비들은, 표식부이(부표)가 연결된 상태에서 해저면에 설치된 후 원하는 데이터의 수집이 완료되면 부표를 통해 위치를 파악하고 부표와 연결된 로프를 이용하여 회수하는 방식이 이용되어 왔다.
한편, 연안지역의 해저면에 설치된 계류장비의 경우, 표사에 의한 퇴적과 조석간만에 의한 침식 작용의 반복에 의한 지형변화, 그리고 저인망어선 등의 어업활동에 의해, 계류장비 자체에 움직임(예를 들어, 기울어짐)이 빈번하게 발생할 수 있다.
이와 같이, 해저면에 설치된 계류장비의 유동이 빈번하게 발생하게 되면, 계류장비 내부에 구성된 다양한 계측기기들에 의해 측정된 데이터의 신뢰성에 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, 음향 도플러 유속계(ADCP)의 경우 자세각도가 20°이상이 되면 측정된 데이터를 사용하지 못하게 된다.
따라서, 계류장비의 수평자세를 제어할 수 있는 방법이 요구되고 있다.
하기의 선행기술문헌인 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0042331호 '차량 수평제어 시스템'(이하 '선행기술'이라 함)은, 차량의 수평을 조절하는 기술에 관한 것으로, 선행기술과 같이 수평을 제어하는 기술이나 장치는 다양한 구성들이 알려져 있으나, 이를 해저면에 설치되는 계류장비(예를 들어, TRBM(Trawl Resistant Bottom Mount) 등)에 적용하기에는 몇 가지 요구사항이 있다.
첫째, 운용환경이 수중이기 때문에 수밀성을 확보해야 한다.
둘째, 수평제어시 수중에 부유되는 토사나 이물질 등이 내부로 침투되는 것을 방지해야 한다.
셋째, 저인망 어선 등의 어업활동에 지장을 주지 않으면서 장비가 훼손되는 것을 방지할 수 있어야 한다.
이와 같은 요구조건을 가진 해저계류장비는 아직까지 알려진바 없으며, 선행기술에서도 이러한 기술에 대해서는 나타나 있지 않다.
대한민국 공개특허공보 제10-2005-0042331호 '차량 수평제어 시스템'
이 발명은 상기와 같은 요구를 해결하기 위한 기술로서, 해저면에 설치되는 해저계류장치를 운용하는 과정에서 수평자세를 지속적으로 유지할 수 있는 자세제어형 해저계류장비를 제공하는데 목적이 있다.
특히, 이 발명은 해저계류장비의 내부공간에 대한 수밀성을 충분히 확보함으로써, 해저계류장비에 탑재되는 계측기기에 이상이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있는 자세제어형 해저계류장비를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 이 발명은 해저계류장비의 외부로 노출되는 수평조절장치 측으로 토사나 이물질이 침투하는 것을 방지함으로써, 수평조절장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 자세제어형 해저계류장비를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 이 발명은 해저계류장비에 그물 등이 걸리는 것을 방지함으로써, 저인망어선 등의 어업활동에 지장을 주지 않으면서 해저계류장비가 훼손되거나 유실되는 것을 방지할 수 있는 자세제어형 해저계류장비를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 이 발명에 따른 자세제어형 해저계류장비는, 내부에 계측기기가 탑재되고 수평을 측정하여 수평제어신호를 출력하는 수평제어장치가 탑재된 내부하우징; 상기 내부하우징의 저면에 설치되어 해저면으로부터 상기 내부하우징을 지지하며 상기 수평제어신호에 따라 상기 내부하우징의 수평을 조절하는 적어도 하나의 수평조절장치; 및 상기 내부하우징의 적어도 일부 및 상기 수평조절장치를 감싸도록 형성되어 해저면에 설치되는 외부하우징;을 포함한다.
또한, 상기 외부하우징은, 상부방향으로 돌출된 반구형의 적어도 일부에 대응하도록 형성되고, 상기 내부하우징의 외측면은, 상기 외부하우징의 내측면 형상에 대응하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 외부하우징은, 중앙에 개방부가 형성되도록 반구형의 하부형상에 대응하여 형성되고, 상기 내부하우징은, 상부가 상기 개방부로 돌출되도록 상기 외부하우징에 끼워져 설치될 수 있다.
또한, 상기 외부하우징의 내측면 및 상기 내부하우징의 외측면 중 적어도 일측면에는, 적어도 하나의 볼베어링이 구성될 수 있다.
또한, 상기 외부하우징은, 중량체로 형성되고, 내부에는 상기 외부하우징의 승하강을 조절하는 부력조절장치가 구성될 수 있다.
또한, 상기 수평조절장치는, 실린더몸체의 적어도 일부가 상기 내부하우징의 내측에 삽입되도록 구성되고, 피스톤로드가 상기 내부하우징의 저면 외측으로 노출되도록 구성된 수평조절용 유압실린더; 및 상기 피스톤로드의 종단부에 구성된 고정지지구;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 고정지지구는, 상기 피스톤로드의 종단부에 회동가능하도록 설치될 수 있다.
또한, 상기 고정지지구는, 하부면에 적어도 하나의 미끄럼방지돌기가 형성될 수 있다.
또한, 상기 수평제어장치는, 상기 볼베어링에 가해지는 압력을 측정하는 압력센서; 상기 내부하우징의 수평면에 대한 기울기를 감지하는 기울기감지센서; 및 상기 압력센서의 측정데이터를 분석하여 상기 내부하우징의 외부에 상기 외부하우징의 설치가 완료됨을 확인하면, 상기 기울기감지센서의 감지데이터를 분석하여 상기 내부하우징의 기울기를 확인하고, 확인된 상기 내부하우징의 기울기에 대응하여 상기 수평조절장치를 제어하는 수평제어부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수평제어부는, 상기 외부하우징이 해저면에 설치됨을 확인하는 확인신호를 수신하면, 상기 수평조절장치를 최대로 동작시키면서 상기 압력센서에서 측정된 압력을 확인하고, 상기 볼베이링에 가해지는 압력이 증가되면 상기 외부하우징의 설치가 완료된 것으로 판단하며, 상기 외부하우징의 설치완료후 상기 내부하우징의 기울기를 수평으로 조절하면, 상기 계측기기가 동작을 시작하도록 제어할 수 있다.
상기와 같은 해결수단에 의해, 이 발명은 해저면에 설치되는 해저계류장치를 운용하는 과정에서 해저계류장치의 수평자세를 지속적으로 유지할 수 있는 장점이 있다.
특히, 이 발명은 수평조절장치가 구성된 내부하우징과, 이들을 보호하기 위해 구성되는 외부하우징을 반구형으로 형성함으로써, 외부하우징이 해저면에 고정된 상태에서 내부하우징의 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching)을 제어할 수 있는 장점이 있다.
이를 통해, 이 발명은 해저계류장치에 탑재된 특정기기들로부터 높은 신뢰도를 갖는 데이터를 수집할 수 있는 효과가 있다.
또한, 이 발명은 계측기기가 탑재되는 내부하우징을 독립구조로 구성함으로써, 해수에 대한 수밀성을 충분히 확보하고 탑재된 계측기기가 안정적으로 운용될 수 있도록 하는 장점이 있다.
또한, 이 발명은 내부하우징을 이용하여 해저계류장비의 외부(하부)로 노출되는 수평조절장치가 해수의 이동에 따른 토사나 이물질에 영향을 받는 것을 방지함으로써, 수평조절장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
결과적으로, 이 발명은 해저계류장비 및 계측기기의 부식이나 훼손, 오동작 등을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 이 발명은 외부하우징을 반구형으로 형성함에 따라, 해저계류장비에 그물 등이 걸리는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해 저인망어선 등의 어업활동에 지장을 주지 않으면서 해저계류장비가 훼손되거나 유실되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
따라서, 해양과학분야 및 해양탐사장비 분야, 특히 해저계류장비(TRBM) 분야는 물론, 이와 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 이 발명에 따른 자세제어형 해저계류장비의 일 실시예를 나타내는 부분절개 사시도이다.
도 2는 도 1의 설치상태 구성도이다.
도 3은 도 1에 나타난 자세제어형 해저계류장비의 다른 일 실시예를 나타내는 부분절개 사시도이다.
도 4는 도 3에 나타난 볼베어링을 설명하는 부분확대 단면도이다.
도 5는 도 1에 나타난 외부하우징의 다른 일 실시예를 나타내는 측단면도이다.
도 6은 도 1에 나타난 수평조절장치의 다른 실시예들을 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6의 수평조절장치가 구성된 내부하우징의 저면사시도이다.
도 8은 도 2에 나타난 수평제어장치의 구체적인 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 9는 도 8에 나타난 수평제어부의 동작에 대한 일 실시예를 나타내는 순서도이다.
이 발명에 따른 자세제어형 해저계류장비에 대한 예는 다양하게 적용할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 이 발명에 따른 자세제어형 해저계류장비의 일 실시예를 나타내는 부분절개 사시도이고, 도 2는 도 1의 설치상태 구성도이다.
도 1을 참조하면, 자세제어형 해저계류장비(A)는 내부하우징(100), 수평조절장치(200) 및 외부하우징(300)을 포함한다.
내부하우징(100)은 도 2에 나타난 바와 같이 내부의 탑재공간부(101)에 계측기기(ADCP, Acoustic Doppler Current Profiler; 음향 도플러 유속계)가 탑재되고 수평을 측정하여 수평제어신호를 출력하는 수평제어장치(400)가 탑재된다.
여기서, 수평제어장치(400)에서 출력된 수평제어신호가 수평조절장치(200)로 전송되는 전기적 연결관계에 대해서는 특정한 것에 한정하지 않는다. 또한, 탑재공간부(101)는 계측기기의 설치, 교환 및 회수가 용이하도록 상부가 개방되어 형성될 수 있으며, 상부의 개방부에는 개폐도어(102)가 구성될 수 있다.
수평조절장치(200)는 내부하우징(100)의 저면에 설치되어 해저면으로부터 내부하우징(100)을 지지하며, 수평제어장치(400)에서 출력된 수평제어신호에 따라 내부하우징(100)의 수평을 조절한다. 도 2에서, 수평조절장치(200)는 개념적인 구성을 나타낸 것으로, 구체적인 실시예에 대해서는 하기에서 도 6 및 도 7을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
외부하우징(300)은 내부하우징(100)의 적어도 일부 및 수평조절장치(200)를 감싸도록 형성되고, 하부의 가장자리가 해저면에 안착되도록 설치되는 것으로, 도 1에 나타난 바와 같이 하부의 가장자리에 곡면부(310)를 형성함으로써, 해저면과의 접촉면을 증가시켜 지지력 및 고정력을 향상시킴은 물론, 저인망 어선에 대한 저항성 또한 향상시킬 수 있다. 여기서, 외부하우징(300)은 해수의 이동에 대한 지지력을 자체의 하중으로 발생시킬 수 있도록 중량체로 구성함이 바람직하다.
또한, 수평조절장치(200)의 동작에 의해 내부하우징(100)이 외부하우징(300)의 내부에서 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching)될 수 있도록 하기 위하여, 외부하우징(300)은 도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이 상부방향으로 돌출된 반구형에 대응하도록 형성될 수 있고, 내부하우징(100)의 외측면은 외부하우징(300)의 내측면 형상에 대응하여 형성될 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2에서 내부하우징(100)과 외부하우징(300)의 하부면에는 수평조절장치(200)에 의한 높이차가 발생됨을 알 수 있다. 특히, 내부하우징(100)의 롤링 및 피칭을 위하여, 내부하우징(100)과 외부하우징(300)이 고정결합되지 않은 상태에서 이러한 높이차가 발생하는 경우, 해당 해역에 정박중인 선상에서 내부하우징(100) 및 외부하우징(300)이 결합된 상태로 해수면으로 하강시키게 되면, 하강되는 과정에서 내부하우징(100)과 외부하우징(300) 간의 유동이 발생되어 손상이나 파손이 발생될 수 있으며, 심한 경우에는 내부하우징(100)에 탑재된 계측기기에 이상이 발생될 수 있다.
따라서, 이 발명에서는 이 발명은 수평조절장치가 구성된 내부하우징을 해수면에 설치하고 외부하우징이 이들을 감싸도록 설치함으로써, 해저계류장비가 안정적으로 설치될 수 있도록 함이 바람직하다.
이때, 도 1 및 도 2와 같은 반구형의 외부하우징(300)을 수중으로 하강시키는 경우, 외부하우징(300)의 내부공간으로 유입된 해수에 의한 저항이 발생될 수 있으며, 이로 인해 외부하우징(300)이 안정적으로 하강되지 못하는 경우가 발생할 수 있다.
또한, 외부하우징(300)이 내부하우징(100)의 상부에 설치되는 과정에서도, 외부하우징(300)의 내부공간으로 유입된 해수가 원활하게 배출되지 못하는 경우가 발생할 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 외부하우징(300)의 상부에는 다양한 형상이나 크기의 관통홀(도시하지 않음)이 형성될 수 있다.
도 3은 도 1에 나타난 자세제어형 해저계류장비의 다른 일 실시예를 나타내는 부분절개 사시도이다.
도 3을 참조하면, 외부하우징(300')의 중앙부인 상부에는 개방부(301')가 형성될 수 있다. 이에 외부하우징(300')은 반구형의 하부형상에 대응하도록 형성될 수 있다.
이와 같이, 외부하우징(300')에 개방부(301')를 형성하여 외부하우징(300')의 하강시, 외부하우징(300') 내부로 유입되는 해수가 상부로 배출될 수 있도록 함으로써, 외부하우징(300')이 안정적으로 하강하여 내부하우징(100)에 설치될 수 있도록 할 수 있다.
따라서, 도 3에 나타난 바와 같이 내부하우징(100)은, 상부가 외부하우징(300')의 개방부(301')로 돌출되도록 외부하우징(300')에 끼워져 설치될 수 있다.
한편, 도 2에 나타난 바와 같이 내부하우징(100)의 외측면과 외부하우징(300)의 내측면이 곡면으로 면접촉하게 되는 경우, 내부하우징(100)의 롤링 및 피칭에 따른 마찰력이 외부하우징(300)으로 전달되면서, 외부하우징(300)에 유동이 발생될 수 있으며, 이러한 경우, 외부하우징(300)의 하부가 이격될 수 있으며, 이격된 공간을 통해 토사나 이물질이 유입되어 수평조절장치(200)가 정상적으로 동작되는 것을 방해할 수 있다.
이를 방지하기 위하여, 도 3에 나타난 바와 같이 내부하우징(100)의 외측면에는 복수개의 볼베어링(500)이 구성될 수 있다.
도 4는 도 3에 나타난 볼베어링을 설명하는 부분확대 단면도이다.
도 4를 참조하면, 내부하우징(100)의 외측면에는 적어도 하나, 바람직하게는 적어도 세 개의 볼베어링(500)이 평면상에서 삼각형의 꼭지점에 해당하는 위치를 포함하여 내부하우징(100)의 외측면에 돌출되도록 구성될 수 있다.
이에, 외부하우징(300)의 내측면은 볼베어링(500)과 점접촉함에 따라, 내부하우징(100)이 롤링 및 피칭된다 하더라도, 해저면에 지지된 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.
물론, 볼베어링(500)을 외부하우징(300)의 내측면에 돌출되도록 구성할 수 있으며, 내부하우징(100)의 외측면 및 외부하우징(300)의 내측면에 동시에 구성할 수도 있음은 물론이다.
한편, 도 1의 설명에서 외부하우징(300)가 자체 하중에 의해 해저면에 지지될 수 있도록 중량체로 구성됨이 바람직하다고 설명하였다. 그러나, 외부하우징(300)의 하중이 과도하게 큰 경우, 외부하우징(300)을 내부하우징(100)에 설치하는 과정에서 내부하우징(100)에 손상이 발생될 수 있다.
이에, 외부하우징(300)을 수면에서 해저면으로 하강하는 과정에서는, 외부하우징(300)의 하중이 작은 것이 바람직하다.
도 5는 도 1에 나타난 외부하우징의 다른 일 실시예를 나타내는 측단면도이다.
도 5를 참조하면, 외부하우징(300)은 중량체로 형성될 수 있고, 내부에는 외부하우징(300)의 하강 및 회수시 상승을 조절할 수 있는 부력조절장치(310)가 구성될 수 있다.
부력조절장치(310)는 외부하우징(300)의 하부에 대칭구조로 구성되는 복수 개의 밸러스트탱크(311) 및 밸러스트탱크(311)들의 동작을 제어하는 부력제어부(312)를 포함할 수 있으며, 부력제어부(312)는 음파통신을 통해 외부기기(이 발명의 자세제어형 해저계류장비를 해저면에 설치하는 다이버가 휴대한 리모콘 등)의 제어에 의해 밸러스트탱크(311)의 부력을 제어할 수 있다.
따라서, 외부하우징(300)을 해저면에 설치하는 과정에서는 부력조절장치(310)에서 발생된 부력에 의해 외부하우징(300)의 하중을 최소한으로 줄임으로써, 쉽게 외부하우징(300)을 설치할 수 있도록 하고, 외부하우징(300)의 설치가 완료되면, 부력조절장치(310)에서 발생되는 부력을 최소화하여 외부하우징(300)의 하중을 최대로 증가시킴으로써, 외부하우징(300)이 해저면에 안정적으로 지지될 수 있도록 할 수 있다.
도 6은 도 1에 나타난 수평조절장치의 다른 실시예들을 나타내는 사시도이고, 도 7은 도 6의 수평조절장치가 구성된 내부하우징의 저면사시도이다.
도 6을 참조하면, 수평조절장치(200)는 수평조절용 유압실린더(210)를 포함할 수 있다.
수평조절용 유압실린더(210)는 내부하우징(100)의 내측(도 6에서 상부)에 삽입되도록 구성되는 실린더몸체(211)와 실린더몸체(211)의 일측(도 6에서 하부)에서 슬라이드이동 가능하도록 구성되는 피스톤로드(212)를 포함할 수 있다.
이때, 실린더몸체(211)는 내부하우징(100)의 내부와 외부가 밀폐되도록 내부하우징(100)에 설치되는바, 피스톤로드(212)가 안정적으로 동작할 수 있도록 실린더몸체(2110)의 로드측(도 6에서 하부)이 내부하우징(100)의 저면 외측으로 노출되도록 구성될 수 있다. 물론, 피스톤로드(212)의 이동을 조절하기 위한 유체가 공급 및 배출되는 헤드측포트(211a) 및 로드측포트(211b)가 모두 내부하우징(100)의 내측에 위치됨은 당연하다.
그리고, 피스톤로드(212)의 종단부에는 해저면에 밀착지지되는 고정지지구(213)가 구성될 수 있다.
한편, 도 6의 (a)에 나타난 바와 같이 피스톤로드(212)와 고정지지구(213)가 고정된 상태에서, 고정지지구(213)가 지지된 해저면의 변형이나 자세제어형 해저계류장비(A)의 유동이 크게 발생하게 되면, 피스톤로드(212)와 고정지지구(213)가 연결된 부분에 스트레스(Stress, 물체에 비정상적으로 가해지는 힘)가 작용할 수 있으며, 이러한 스트레스는 수평조절용 유입살린더(210)의 변형이나 파손을 초래할 수 있다.
이에, 이 발명에서는 도 6의 (b)에 나타난 바와 같이, 피스톤로드(212)에 회동형 고정지지구(214)를 구성함으로써, 해저면의 변형이나 자세제어형 해저계류장비(A)의 유동에 적절하게 대응할 수 있도록 할 수 있다.
한편, 도 6의 (b)와 같이 고정지지구(214)를 회동형으로 구성하는 경우, 해저면에 대한 지지력이 저하될 수 있다.
이에, 이 발명에서는 도 7에 나타난 바와 같이 회동형 고정지지구(214)의 하부면에 적어도 하나의 미끄럼방지돌기(214a)를 형성할 수 있다.
따라서, 수평조절용 유압실린더(210)에 대하여, 해저면의 변형이나 자세제어형 해저계류장비(A)의 유동에 따른 스트레스를 최소화하면서도, 해저면에 대하여 충분한 지지력을 갖도록 할 수 있다.
한편, 상기에서 설명한 바와 같이, 수평조절장치(200)가 구성된 내부하우징(100)을 해저면에 설치한 후, 그 외부로 외부하우징(300)을 설치하게 되면, 외부하우징(300)의 내측면이 내부하우징(100)의 내측면에 밀착되지 못하는 경우가 발생할 수 있다.
하기에서는, 이를 해결하기 위한 방법에 대하여 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 8은 도 2에 나타난 수평제어장치의 구체적인 일 실시예를 나타내는 블록도이고, 도 9는 도 8에 나타난 수평제어부의 동작에 대한 일 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 8을 참조하면, 수평제어장치(400)는 도 3 및 도 4에 나타난 볼베어링(500)에 가해지는 압력을 측정하는 압력센서(410), 내부하우징(100)의 수평면(또는 계측기기가 탑재되는 탑재공간부)에 대한 기울기를 감지하는 기울기감지센서(420) 및 수평제어부(430)를 포함할 수 있다. 여기서, 압력센서(410)는 볼베어링(500)의 개수에 대응하여 구성됨이 바람직하다.
수평제어부(430)는 압력센서(410)의 측정데이터 및 기울기감지센서(420)의 감지데이터에 기초하여, 수평조절장치(200)를 제어하기 위한 수평제어신호 및 탑재공간부(101)에 탑재되는 계측기기를 동작시키는 계측기기 동작신호를 출력할 수 있다.
예를 들어, 수평제어부(430)는 압력센서(410)들의 측정데이터를 분석하여 내부하우징(100)의 외부에 외부하우징(300)의 설치가 안정적으로 완료됨을 확인할 수 있으며, 이를 다이버(자세제어형 해저계류장비 설치작업자)가 휴대한 리모콘(이하 '제어리모콘'과 혼용함)으로 알려줄 수 있다. 이때, 수평제어부(430)는 제어리모콘과 음파통신으로 데이터통신을 수행할 수 있으며, 이를 위하여 수평제어장치(400)에 음파통신부(도시하지 않음)를 구성할 수 있음은 물론이다.
이후, 수평제어부(430)는 제어리모콘으로부터 계측기기의 동작시작을 요청받으면, 계측기기 동작신호를 출력하여 계측기기의 동작을 시작시킬 수 있고, 계측기기가 운용되는 과정에서, 기울기감지센서(420)의 감지데이터를 분석하여 내부하우징(100)의 기울기를 확인하고, 확인된 내부하우징(100)의 기울기에 대응하는 수평제어신호를 출력하여 수평조절장치(200)를 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 9에 나타난 바와 같이, 수평제어부(430)는 다이버가 휴대한 제어리모콘으로부터 외부하우징(300)이 해저면에 설치됨을 확인하는 확인신호를 수신하면, 내부하우징(100)의 외측면이 외부하우징(300)의 내측면에 밀착되도록 수평조절장치(200)인 수평조절용 유압실린더(210)의 피스톤로드(212)를 최대로 동작(전진)시킬 수 있다(단계 S101).
이에, 내부하우징(100)의 외측면이 외부하우징(300)의 내측면에 밀착되면, 볼베어링(500)으로 가해지는 압력이 급격히 상승하게 되므로, 압력센서(410)를 통해 내부하우징(100)과 외부하우징(300)의 밀착여부를 확인할 수 있다.
따라서, 수평제어부(430)는 피스톤로드(212)를 전진시키는 과정에서, 도 8에 나타난 압력센서(410)들로 압력상승에 따른 감지신호의 수신여부를 확인할 수 있고(단계 S102), 모든 압력센서(410)들로부터 압력상승신호를 수신하면(단계 S103), 내부하우징(100)과 외부하우징(300)이 밀착되어 설치가 완료된 것으로 판단할 수 있다.
이후, 수평제어부(430)는 기울기감지센서(420)의 감지데이터를 확인하여(단계 S104), 내부하우징(100)의 수평자세를 조절할 수 있다(단계 S105).
이와 같이, 내부하우징(100)의 수평조절이 완료되면, 수평제어부(430)는 내부하우징(100)에 탑재된 계측기기들의 동작을 시작시키고(단계 S106), 계측기기들이 운용되는 동안 기울기감지센서(420)의 감지데이터를 확인하여 내부하우징(100)의 수평자세를 제어할 수 있다(단계 S107).
다시 말해, 수평제어부(430)는 압력센서(410)를 통해 외부하우징(300)의 내측면에 내부하우징(100)의 외측면을 밀착시킨 후, 계측기기가 동작되기 이전에 먼저 내부하우징(100)의 수평자세를 조절하고, 이후 계측기기를 운용하면서 지속적으로 수평자세를 조절할 수 있도록 제어할 수 있다.
따라서, 이 발명의 자세제어형 해저계류장비(A)의 설치 및 운용이 용이할 뿐만 아니라, 계측기기들의 측정데이터에 대한 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다.
이상에서 이 발명에 의한 자세제어형 해저계류장비에 대하여 설명하였다. 이러한 이 발명의 기술적 구성은 이 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 이 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다.
A : 자세제어형 해저계류장비
100 : 내부하우징
200 : 수평조절장치
210 : 수평조절용 유압실린더 211 : 실린더몸체
212 : 피스톤로드 213 : 고정지지구
214 : 회동형 고정지지구 214a : 미끄럼방지돌기
300, 300' : 외부하우징 301' : 개방부
310 : 부력조절장치
400 : 수평제어장치 410 : 압력센서
420 : 기울기감지센서 430 : 수평제어부
500 : 볼베어링

Claims (10)

  1. 내부에 계측기기가 탑재되고 수평을 측정하여 수평제어신호를 출력하는 수평제어장치가 탑재된 내부하우징;
    상기 내부하우징의 저면에 설치되어 해저면으로부터 상기 내부하우징을 지지하며 상기 수평제어신호에 따라 상기 내부하우징의 수평을 조절하는 적어도 하나의 수평조절장치; 및
    상기 내부하우징의 적어도 일부 및 상기 수평조절장치를 감싸도록 형성되어 해저면에 설치되는 외부하우징;을 포함하는 자세제어형 해저계류장비.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 외부하우징은,
    상부방향으로 돌출된 반구형의 적어도 일부에 대응하도록 형성되고,
    상기 내부하우징의 외측면은,
    상기 외부하우징의 내측면 형상에 대응하여 형성된 것을 특징으로 하는 자세제어형 해저계류장비.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 외부하우징은,
    중앙에 개방부가 형성되도록 반구형의 하부형상에 대응하여 형성되고,
    상기 내부하우징은,
    상부가 상기 개방부로 돌출되도록 상기 외부하우징에 끼워져 설치되는 것을 특징으로 하는 자세제어형 해저계류장비.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 외부하우징의 내측면 및 상기 내부하우징의 외측면 중 적어도 일측면에는,
    적어도 하나의 볼베어링이 구성된 것을 특징으로 하는 자세제어형 해저계류장비.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 외부하우징은,
    중량체로 형성되고, 내부에는 상기 외부하우징의 승하강을 조절하는 부력조절장치가 구성된 것을 특징으로 하는 자세제어형 해저계류장비.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 수평조절장치는,
    실린더몸체의 적어도 일부가 상기 내부하우징의 내측에 삽입되도록 구성되고, 피스톤로드가 상기 내부하우징의 저면 외측으로 노출되도록 구성된 수평조절용 유압실린더; 및
    상기 피스톤로드의 종단부에 구성된 고정지지구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자세제어형 해저계류장비.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 고정지지구는,
    상기 피스톤로드의 종단부에 회동가능하도록 설치된 것을 특징으로 하는 자세제어형 해저계류장비.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 고정지지구는,
    하부면에 적어도 하나의 미끄럼방지돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 자세제어형 해저계류장비.
  9. 제 4항에 있어서,
    상기 수평제어장치는,
    상기 볼베어링에 가해지는 압력을 측정하는 압력센서;
    상기 내부하우징의 수평면에 대한 기울기를 감지하는 기울기감지센서; 및
    상기 압력센서의 측정데이터를 분석하여 상기 내부하우징의 외부에 상기 외부하우징의 설치가 완료됨을 확인하면, 상기 기울기감지센서의 감지데이터를 분석하여 상기 내부하우징의 기울기를 확인하고, 확인된 상기 내부하우징의 기울기에 대응하여 상기 수평조절장치를 제어하는 수평제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자세제어형 해저계류장비.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 수평제어부는,
    상기 외부하우징이 해저면에 설치됨을 확인하는 확인신호를 수신하면, 상기 수평조절장치를 최대로 동작시키면서 상기 압력센서에서 측정된 압력을 확인하고, 상기 볼베어링에 가해지는 압력이 증가되면 상기 외부하우징의 설치가 완료된 것으로 판단하며,
    상기 외부하우징의 설치완료후 상기 내부하우징의 기울기를 수평으로 조절하면, 상기 계측기기가 동작을 시작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자세제어형 해저계류장비.
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