KR101572540B1 - 유압 윈치를 이용한 선박 자동계선방법 및 선박 자동계선장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유압 윈치를 이용한 선박 자동계선방법 및 선박 자동계선장치에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 윈치에서 계선줄을 풀어 부두에 거는 단계와; 제어부의 초기 신호에 의하여 오일펌프가 구동되며, 밸브가 개방되어 유압모터가 구동되는 단계와; 상기 유압모터의 구동으로 구동력이 감속부를 경유하고, 윈치를 구동시켜 계선줄이 윈치드럼에 감겨지는 단계; 및 상기 제어부에 접속된 위치센서를 통해 동역학적으로 이동되는 선박으로부터 부두와의 거리를 계측하고, 계측된 값이 제어알고리즘을 통해 밸브의 개도량이 조절되어 선박이 부두에 계선되는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 윈치에 감겨지는 계선줄의 길이가 조절되는 것을 반복하여 파도, 바람, 해류 등의 영향으로 선박의 침로가 변경 되더라도 선박이 부두에 안정되게 계선될 수 있도록 하는 가운데 이를 통해 계선작업이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 것이다.

Description

유압 윈치를 이용한 선박 자동계선방법 및 선박 자동계선장치{Method using a hydraulic winch and auto shipping mooring}

본 발명은 유압 윈치를 이용한 선박 자동계선방법 및 선박 자동계선장치에 관한 것으로서, 특히 선박의 윈치에 감겨진 계선줄을 풀어 부두에 걸은 상태에서 거리센서를 통해 감지된 거리신호에 따라 밸브에 의한 유압모터로 윈치에서 풀린 계선줄이 감겨져 선박이 부두에 계선되도록 한 것이다.

일반적으로 해상에서 선박은 부유체로서 수시로 변하는 외부 환경에 영향을 받아 회전하거나 이동하게 된다. 이러한 선박을 일정한 위치로 확보하는 것은 계류시 안전 사고와 바로 직결되는 사항이며, 일반적인 위치 확보 시스템을 구성하기 위해서는 계측 시스템, 제어 시스템, 동력 시스템 등을 설치, 조절하여야 한다.

선박을 부두에 계선할 경우에는 선박의 선수와 선미 방향이 부두에 평행하도록 하여야 한다.

그러나 파도, 바람, 해류 등의 영향으로 선체에 외력이 작용하게 되면, 미세하게 침로가 변경 되기 때문에 일정한 침로를 유지하기 위해서는 끊임없이 타각을 조절한다. 즉, 주어진 침로와 선박의 진행 사항을 비교하여 조타륜을 움직여 선박의 진행 방향을 반복 수정하여 부두에 계선하게 된다.

이를 위해서는 작업자가 계속 수동으로 조타륜을 움직여 조작하여야 하고, 이러한 과정을 안정적으로 수행하기 위하여 경험적으로 숙련된 작업자가 필요하게 된다. 이때 작업자간이나 외적 환경에 의한 예기치 않는 영향이나 판단오류는 바로 해양사고로 이어지게 된다.

한편, 현재 항만 내에서 선박을 계류하기 위해서는 원동기, 발전기, 계류 장치(side thrust, winch, capstan 등)와 같은 장비가 선박에서 사용되고 있으며, 대형 선박인 경우에는 외부의 예인 선박이 선수와 선미에 접촉하여 예인 선박의 추력을 이용하여 계류 선박을 이동시키거나, 계류 선박의 계류선을 이용하여 계류시키는 방법을 사용하고 있다.

부두에서도 항만 용역으로 강취 장비 및 강취 인력 등이 기본적으로 준비되어야만 선박 계류 작업이 원활히 이루어진다. 최근에는 선박 자동화 추세에 따라 항해에서 사용하는 자동 운항 시스템의 기능을 확대하여 선박 자동 접안 기술에 일부 접목시키기 시작하였으나, 여전이 파도, 바람, 해류 등의 영향으로 선체에 외력이 작용하게 되면, 미세하게 침로가 변경 되기 때문에 일정한 침로를 유지하기 위해서는 끊임없이 타각을 조절해야 되는 동일한 문제점이 있었다.

한국공개특허공보 제10-2010-0097586호 한국공개특허공보 제10-2006-0009809호

본 발명은 선박이 부두에 계선되는 과정에서 파도, 바람, 해류 등의 영향으로 선체에 외력이 작용하여 침로가 변경 되더라도 윈치에 감겨지는 계선줄의 길이가 조절되도록 하여 부두에 안정되게 계선될 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 윈치(10)에서 계선줄(13)을 풀어 부두에 거는 단계(S100)와; 제어부(60)의 초기 신호에 의하여 오일펌프(70)가 구동되며, 밸브(40)가 개방되어 유압모터(30)가 구동되는 단계(S200)와; 상기 유압모터(30)의 구동으로 구동력이 감속부(20)를 경유하고, 윈치(10)를 구동시켜 계선줄(13)이 윈치드럼(11)에 감겨지는 단계(S300); 및 상기 제어부(60)에 접속된 위치센서(61)를 통해 동역학적으로 이동되는 선박으로부터 부두와의 거리를 계측하고, 계측된 값이 제어알고리즘을 통해 밸브(40)의 개도량이 조절되어 선박이 부두에 계선되는 단계(S400)로 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 상기 유압모터가 구동되는 단계(S200) 중 밸브(40)는 유압밸브로 구비되어 펄스의 폭을 제어하는 펄스폭 변조 구동신호 및 전압(전류)신호로 구동됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 유압모터가 구동되는 단계(S200) 중 유압모터(30)와 밸브(40) 사이에 압력센서(80)가 구비되어 과압력이 방지됨을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은 윈치(10)와; 상기 윈치(10)에 구비된 감속부(20)와; 상기 감속부(20)에 결합된 유압모터(30)와; 상기 유압모터(30)에 파이프 라인으로 결합된 밸브(40); 및 상기 밸브(40)에 접속되며, 위치센서(61)로 부두와의 거리를 계측하여 제어알고리즘으로 밸브(40)에 개도량을 조절하여 오일펌프(70)로부터 공급되는 오일 공급량에 의하여 오일유압모터(30)의 구동을 가감하는 제어부(60)로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 윈치(10)는 윈치드럼(11)의 드럼축(12)이 감속부(20)의 출력측에 결합되고, 상기 윈치드럼(11)의 외부에 계선줄(13)이 감겨짐을 특징으로 한다.

또한, 상기 밸브(40)는 유압밸브로 구비되어 펄스의 폭을 제어하는 펄스폭 변조 구동신호 및 전압(전류)신호로 구동됨을 특징으로 한다.

그리고 상기 윈치(10)는 선박의 선수와 선미에 각각 구비되고, 상기 유압모터(30)와 밸브(40) 사이에 압력센서(80)가 구비됨을 특징으로 한다.

본 발명은 윈치에 감겨진 계선줄을 풀어 부두에 걸고, 거리센서를 통해 감지된 거리신호에 따라 개도량이 조절되는 밸브에 의하여 유압모터가 연동되도록 함으로써, 윈치에 감겨지는 계선줄의 길이가 조절되는 것을 반복하여 파도, 바람, 해류 등의 영향으로 선박의 침로가 변경 되더라도 선박이 부두에 안정되게 계선될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 이를 통해 선박의 계선작업이 용이하게 이루어질 수 있는 효과를 더 얻을 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 유압 윈치를 이용한 선박 자동계선방법을 도시한 순서도.
도2는 본 발명에 따른 유압 윈치를 이용한 선박 자동계선장치를 도시한 구성도.
도3은 본 발명에 따른 유압 윈치를 이용한 선박에 있어 선박에 작용하는 선박 좌표를 도시한 예시도.
도4는 본 발명에 따른 유압 윈치를 이용한 선박에 있어 선박 자동 계류장치를 본드선도로 도시한 예시도.
도5는 본 발명에 따른 유압 윈치를 이용한 선박에 있어 선박이 경하(New weight)상태에서 선수, 중앙, 선미에서의 위치와 각각의 계선력을 도시한 예시도.
도6은 본 발명에 따른 유압 윈치를 이용한 선박에 있어 선박 중심에서 횡동요(Roll degree)를 도시한 예시도.
도7은 본 발명에 따른 유압 윈치를 이용한 선박에 있어 경하상태에서 재화중량이 증가했을 경우의 선수, 선미, 선미의 위치를 도시한 예시도.
도8은 본 발명에 따른 유압 윈치를 이용한 선박에 있어 선미측에 무게를 증가하여 선박의 종경사(Trim)가 발생했을때 선수, 중간, 선미의 위치와 계선력을 도시한 예시도.
도9는 본 발명에 따른 유압 윈치를 이용한 선박에 있어 선수, 중심, 선미 각각의 위치에 대한 응답특성을 확대하여 비교한 예시도.
도10은 본 발명에 따른 유압 윈치를 이용한 선박의 다른 실시예를 도시한 예시도.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명에 따른 유압 윈치를 이용한 선박 자동계선장치를 도시한 구성도이다.

본 발명에 따른 유압 윈치를 이용한 선박의 자동계선장치는 도2에 도시된 바와 같이, 윈치(10)에 감속부(20)가 구비되어 있고, 상기 감속부(20)에 결합된 유압모터(30)에는 밸브(40)가 파이프 라인으로 결합되어 있다.

상기 윈치(10)는 윈치드럼(11)의 드럼축(12)이 감속부(20)의 출력측에 결합되고, 상기 윈치드럼(11)의 외부에는 계선줄(13)이 풀려지거나 감겨질 수 있게 구성되어 있다.

상기 밸브(40)에는 위치센서(61)로 부두와의 거리를 계측하여 제어알고리즘으로 밸브(40)에 개도량을 조절하여 오일펌프(70)로부터 공급되는 오일 공급량에 의하여 오일유압모터(30)의 구동을 가감하는 제어부(60)가 접속되게 구성되어 있다.

상기 밸브(40)는 유압밸브로 구비되어 펄스의 폭을 제어하는 펄스폭 변조 구동신호 및 전압(전류)신호에 의하여 구동될 수 있게 구성되어 있다.

이러한 상기 윈치(10)는 선박의 선수와만 설치된 것이 아니라 선미에 각각 구비되어 양측에서 구동됨으로써, 윈치드럼(11)에 감져지는 계선줄(13)이 각각 제어되어 선박이 부두에 평행하게 계선될 수 있게 된다.

상기 유압모터(30)와 밸브(40) 사이에는 압력센서(80)가 구비되어 과도한 압력인 과부하가 발생되는 것을 방지하여 유압라인을 보호할 수 있게 되어 있다.

한편, 이러한 유압 윈치를 이용한 선박 자동계선장치는 선박 계류시 안정성을 최대한 확보하는 방법으로 여기에서 사용되는 유압과 선박의 동특성을 수치 해석을 통한 시뮬레이션 할 수 있다.

수치 해석의 가정은 공급되는 유압은 일정하며, 내부 누설은 없고, 관로에서 발생되는 저항은 무시하며, 계류 속도가 밸브의 작동 시간에 비하여 매우 늦으므로 밸브의 동적 특성은 고려 하지 않았고, 선박의 투영면적은 일정하며, 부두에서 반사되어 오는 파도의 영향은 없고, 계선줄의 방향, 두께 및 처짐이 선박에 미치는 영향은 없다고 간주하며, 선박에 작용하는 파도의 영향은 무시하고, 선박의 수직 방향의 운동과 공기 저항은 고려하지 않았다

이러한 유압의 수치해석은 선박에 설치된 윈치는 오일 펌프(70)와 유압모터(30)의 속도를 제어하는 밸브(40) 및 유압모터(30)로 구성되어 있다. 이때, 밸브(40)는 유압밸브를 이용하며, 구동 신호로는 펄스의 폭을 제어하는 펄스 폭 변조법(pulse width modulation: PWM) 및 전압(전류) 신호를 사용하여 밸브(40)의 개도가 조절되어 여기서 나오는 유량을 이용하여 유압모터(30)의 속도를 제어하였다.

상기 밸브(40)를 통하여 부하측으로 흐르는 유량은 수학식 1과 같이 표시할 수 있다.

상기 수학식 1을 통해 변조율 K_valve 의 변화에 따라 미소유량은 수학식 2와 같이 표시할 수 있다.

따라서, 윈치는 오일펌프(70)에서 발생된 동력을 효율적으로 전달하기 위하여 감속기어를 갖는 감속부(20)가 설치된 것이 일반적이다. 오일펌프(70)에서 발생된 동력은 감속부(20)를 토크와 각속도로 변환되며 그 비율은 기어의 감속비에 의하여 조절된다.

오일펌프(70)에서 발생되는 토크와 각속도는 감속부(20)내의 감속기어의 감속비를 고려하여 나타내며, 수학식 3과 수학식 4와 같이 표시할 수 있다.

상기 수학식 4와 수학식 5를 통하여 윈치 드럼(11)에서 발생되는 토크와 각속도를 계산할 수 있다.

도3은 본 발명에 따른 유압 윈치를 이용한 선박에 있어 선박에 작용하는 선박 좌표를 도시한 예시도이다.

한편, 선박 운동에 따른 수치해석은 물위에 떠 있는 선박은 도3에 도시된 바와 같이, 6자유도 운동으로 표시되며, 회전 운동으로 횡동요(rolling), 종동요(pitching), 선수동요(yawing)와 병진 운동인 상하동요(heaving), 전후동요(surging), 좌우동요(swaying)이다.

선박 항해시에는 이 6 가지 운동이 동시에 발생될 수 있으나, 선박에 작용되는 외부 여건에 따라 주요 선박 운동과 운동 상호간의 간섭 현상만을 고려하여 선박 동적 특성을 해석한다.

대상으로 하는 선박은 파도가 잔잔한 항내에서 비교적 느린 속력으로 선박을 계선시키므로 선박에 가해지는 파도의 영향이 미미하며, 선박의 이동은 좌 또는 우현으로만 이동하고, 선박의 상하 운동은 거의 발생되지 않는 특성을 가지고 있다.

따라서, 횡동요, 선수동요, 좌우 동요만을 고려하여 선박 운동 특성을 수치 해석 하였다.

선박은 어떤 일정한 속도로 움직이면, 선체의 표면에서 물의 점성에 의하여 접선 방향으로 마찰력이 발생된다. 또한, 선박에 가해지는 파도와 공기의 흐름에 의하여도 외력이 발생하는 과정에서 선박의 마찰력은 수학식 5와 같이 표시할 수 있다.

여기서, C_f는 마찰저항계수로 수학식 6, S는 선박 침수표면적으로 수학식 7과 같이 표시할 수 있다.

선박의 이동에 따른 관성 모멘트I는 선박의 형상 모양을 직육면체로 간주하여 수학식 8과 같이 표시할 수 있다.

한편, 선박을 계류하면서 발생하는 횡동요 각도

를 선박의 속도 변화에 따른 함수로 표현하기 위하여 선박을 중력 방향(Z)와 선박 이동 방향(Y)으로 선박에 작용하는 힘의 관계는 수학식 9와 같이 표시할 수 있다.

이러한 식을 정리하여 횡동요 각도로 표시하면 수학식 10과 같이 표시할 수 있다.

한편, 선박의 중심에서 이동하는 선박 거리는 선수와 선미 이동거리와 선박의 길이와의 상관 관계를 이용하여 수학식 11과 같이 표시할 수 있다.

또한, 선박이 계류 하면서 발생되는 선수 동요 각도는 선수쪽 계류 거리와 선미쪽 계류 거리의 차이로 발생되므로 선수 동요 각도는 선수쪽 계류 거리와 선미쪽 계류 거리의 차이로 발생되므로, 선수 동요 각도는 수학식 12와 같이 표시할 수 있다.

도4는 본 발명에 따른 유압 윈치를 이용한 선박에 있어 선박 자동 계류장치를 본드선도로 도시한 예시도이다.

SE를 중심으로 좌우는 선수와 선미를 나타내는 Forward breast line 과 After breast line 의 계선장치와 선박의 동특성을 나타내며, 노드 9와 노드29 를 중심으로 상부측은 계선장치의 유압, 하부측은 계류선의 영향에 따른 선박의 동적 시스템이 도시되어 있다.

도5는 본 발명에 따른 유압 윈치를 이용한 선박에 있어 선박이 경하(New weight)상태에서 선수, 중앙, 선미에서의 위치와 각각의 계선력을 도시한 예시도이고, 도6은 본 발명에 따른 유압 윈치를 이용한 선박에 있어 선박 중심에서 횡동요(Roll degree)를 도시한 예시도이다.

도시된 바와 같이, 제안된 선박 자동 계류장치의 유효성을 확인하기 위하여 대상 선박의 특성 즉, 선박 무게 중심의 변화와 선박의 흘수 변화 등을 변화시키면서 선박의 동특성과 유압 장치의 물리적 변화를 시뮬레이션하였다.

도5는 선박이 경하(net weight) 상태에서 선수, 중앙, 선미에서의 위치와 각각의 계선력을 나타내고, 도6은 선박 중심에서 횡동요 각도(roll degree)를 나타낸 것이다.

도5의 상부측의 거리를 나타내는 응답특성에서 영(zero)일 때는 선박의 최초 위치이며, (-)의 부호는 도3의 좌표계에 따라 이동 방향을 나타낸다.

전반적으로 속도가 점차 증가하는 비선형 응답특성을 나타내고 있으며, 계선력의 크기도 점차 증가하는 것으로 나타났다. 초반부 약 13(s)까지의 데이터를 확인하면, 이동거리는 미세하게 변화하는 것으로 나타내고 있으며, 이것은 계선 초기의 선박이 정지상태에 있기 때문에 계선이 시작되면 계선력에 비하여 자중에 의한 정지마찰력이 작용한다는 것을 알 수 있다.

초기 계선력의 크기가 점차 감소하는 형태는 정지마찰력을 극복하는 과정이며, 이를 통해 선박의 타력이 발생하는 시점을 유추할 수 있다.

도6의 횡동요 각도 응답 특성에서도 동일 시간부터 값이 점차 증가하는 것으로 나타났다. 횡각도는 선박의 크기, 무게, 형상에 따라 그 결과가 다르게 나타나지만, 정지마찰력을 극복하는 시간을 기점으로하여 횡각도의 크기가 커지는 것을 확인할 수 있었다. 이것은 초기 계선력의 크기가 롤링현상에 영향을 미친다는 것이며, 결국 계선력의 크기는 계선 초기와 타력이 발생되는 시점에 따라 적절히 조절되어야 하고 특히 초기 계선력은 횡각도를 고려하여 결정되어야 한다는 것을 알 수 있다.

도7은 본 발명에 따른 유압 윈치를 이용한 선박에 있어 경하상태에서 재화중량이 증가했을 경우의 선수, 선미, 선미의 위치를 도시한 예시도이다.

도5의 결과와 비교하면, 모의실험 설정시간까지 0.1(m/s)의 차이가 발생하고 계선력은 약 2(s)늦어진 15(s)에서 역전되었다. 이것은 선박의 무게의 증가가 침수 표면적의 증가와 함께 유체 저항력을 증가시킴으로써 정지 마찰력의 극복시간에 영향을 미치고 있음을 나타낸다. 특히 전반적인 선박 무게의 증가가 선박의 관성을 증가시키기 때문에 계선력이 상대적으로 감소됨을 확인 할 수가 있다.

도8은 본 발명에 따른 유압 윈치를 이용한 선박에 있어 선미측에 무게를 증가하여 선박의 종경사(Trim)가 발생했을때 선수, 중간, 선미의 위치와 계선력을 도시한 예시도이고, 도9는 본 발명에 따른 유압 윈치를 이용한 선박에 있어 선수, 중심, 선미 각각의 위치에 대한 응답특성을 확대하여 비교한 예시도이다.

도시된 바와 같이, 선박의 위치 특성은 비슷한 기울기를 나타내고 있지만 도9의 확대 그림을 보면 시간이 지날수록 각 부분별 차이가 발생하는 것을 알 수 있다. 선수가 보다 빠른 응답특성을 나타내는 것은 종경사로 인한 선수의 침수표면적이 감소되었기 때문이고, 상대적으로 중간과 선미의 응답특성이 미세한 것은 종경사로 인한 세로 경심 높이(longitudinal metacenter height)에 따라 무게중심(center of gravity)이 선미측으로 이동 했기 때문이다. 따라서 세로 경심 높이가 선박의 종경사 변화에 대한 저항력을 나타낸다는 특성을 잘 나타내고 있다.

도8에서 계선력의 역전시간은 선수, 중심, 선미에서 약 17(s), 12(s), 11(s)로 선수에서 가장 늦게 나타났다. 이것은 동일한 계선력에서 선미측으로의 무게중심 이동으로 인해 선미를 중심으로 관성모멘트가 발생한 것이며, 상대적으로 계선력의 크기가 중심과 선미에 집중되어 있음이 알 수 있다.

한편, 이러한 시뮬레이션을 통한 유압 윈치를 이용하여 선박이 자동계선되는 과정은 먼저, 계선줄(13)을 풀어 부두에 거는 단계(S100)로 선박의 상갑판에 구비된 윈치(10)에서 계선줄(13)을 풀어 부두에 걸은 후 제어부(60)의 초기 신호에 의하여 오일펌프(70)가 구동되며, 밸브(40)가 개방되어 유압모터(30)가 구동된다(S200). 이때, 상기 유압모터가 구동되는 단계(S200) 중 밸브(40)는 3포트 2위치 고속전자밸브로 구비되어 펄스의 폭을 제어하는 펄스폭 변조 구동신호로 구동되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 유압모터(30)와 밸브(40) 사이에 압력센서(80)가 구비되어 과압력이 방지될 수 있도록 하는 것이 더욱 바람직하다.

다음, 계선줄(13)이 윈치드럼(11)에 감겨지는 단계(S300)로 상기 유압모터(30)의 구동으로 구동력이 감속부(20)를 경유하고, 윈치(10)를 구동시켜 계선줄(13)이 윈치드럼(11)에 감겨지게 된다.

이후, 제어부(60)에 접속된 위치센서(61)를 통해 동역학적으로 이동되는 선박으로부터 부두와의 거리를 계측하고, 계측된 값이 제어알고리즘을 통해 밸브(40)의 개도량이 조절되어 선박이 부두에 계선되는 단계(S400)로 이루어져 선박이 안전하게 부두에 계류된다.

선박의 위치는 선박에 설치된 위치센서(61)에 의하여 계측되며, 이 계측된 신호를 파악하여 유압 시스템에 있는 밸브(40)의 개도를 조정한 후 여기서 나오는 유량을 가지고 유압모터(30)를 회전시킨다.

유압모터(30)에 부착된 감속부(20)를 통하여 윈치드럼(11)의 회전력을 조정하게 되며, 여기에 걸려있는 계선줄(13)의 길이를 조정함으로써 선박을 부두에 계선시키게 된다. 이때, 계선줄(13)에 의해서 움직이는 선박의 동역학적 움직임은 위치센서(61)에 의해 검출되며 선박 조정 제어 알고리즘에 의해 안정된 계선이 되도록 밸브(40)에 신호가 들어가게 된다.

도10은 본 발명에 따른 유압 윈치를 이용한 선박의 다른 실시예를 도시한 예시도이다.

본 발명에서는 선박에 구비된 윈치(10)에 계선줄(13)을 걸고 부두에 설치된 유압모터(30), 밸브(40), 제어부(60), 오일펌프(70)에 의하여 선박이 부두에 계선되도록 하였으나, 이러한 형태 이외에 도10에 도시된 바와 같이, 선박에 유압모터(30), 밸브(40), 제어부(60), 오일펌프(70)를 구비하여 계선줄을 부두에 걸어 선박 자체가 부두를 향하여 개선되도록 할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형 가능하다는 것을 이해할 수있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10:윈치 11:윈치드럼
13:계선줄 30:유압모터
40:밸브 60:제어부
61:위치센서 70:오일펌프
S100:부두에 거는 단계 S200:유압모터 구동 단계
S300:계선줄 감는 단계 S400:계선단계

Claims (7)

1. 복수의 윈치(10)에서 계선줄(13)을 풀어 부두에 거는 단계(S100)와;
   제어부(60)의 초기 신호에 의하여 오일펌프(70)가 구동되며, 복수의 밸브(40)가 개방되어 복수의 유압모터(30)가 각각 구동되는 단계(S200)와;
   상기 복수의 유압모터(30)의 구동으로 구동력이 상기 복수의 윈치(10)에 각각 구비되는 복수의 감속부(20)를 경유하고, 상기 복수의 윈치(10)를 구동시켜 계선줄(13)이 복수의 윈치드럼(11)에 각각 감겨지는 단계(S300); 및
   상기 제어부(60)에 접속된 복수의 위치센서(61)를 통해 동역학적으로 이동되는 선박의 선수로부터 부두 사이의 제1 거리 및 상기 선박의 선미로부터 상기 부두 사이의 제2 거리를 각각 계측하고, 계측된 값들이 제어알고리즘을 통해 상기 복수의 유압모터(30)에 각각 연결된 복수의 밸브(40)의 개도량이 각각 개별적으로 조절되어 선박이 부두에 평행하게 자동으로 계선되는 단계(S400);
   를 포함하고,
   상기 제어부는 상기 제1 거리와 상기 제2 거리에 해당하는 정보만을 기준으로, 제어 알고리즘에 따라 상기 복수의 밸브의 개도량을 개별적으로 조절하여, 상기 복수의 유압모터의 구동을 차별적으로 자동 제어하며,
   상기 복수의 감속부는 감속기어를 구비하고,
   상기 제1 유압모터와 상기 제1 밸브 사이 및 상기 제2 유압모터와 상기 제2 밸브 사이에 각각 압력센서(80)가 구비되는 것을 특징으로 하는 유압 윈치를 이용한 선박 자동계선방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 유압모터가 구동되는 단계(S200) 중 밸브(40)는 유압밸브로 구비되어 펄스의 폭을 제어하는 펄스폭 변조 구동신호 및 전압(전류)신호로 구동됨을 특징으로 하는 유압 윈치를 이용한 선박 자동계선방법.
3. 삭제
4. 선박의 선수에 구비되는 제1 윈치, 및 상기 선박의 선미에 구비되는 제2 윈치를 포함하는 복수의 윈치(10)와;
   상기 제1 윈치에 구비된 제1 감속부, 및 상기 제2 윈치에 구비된 제2 감속부를 포함하는 복수의 감속부(20)와;
   상기 제1 감속부에 결합된 제1 유압모터, 및 상기 제2 감속부에 결합된 제2 유압모터를 포함하는 복수의 유압모터(30)와;
   상기 제1 유압모터에 제1 파이프 라인으로 결합된 제1 밸브, 및 상기 제2 유압모터에 제2 파이프 라인으로 결합된 제2 밸브를 포함하는 복수의 밸브(40);
   상기 선수에 구비되며 상기 선수와 부두 사이의 제1 거리를 계측하는 제1 위치센서, 및 상기 선미에 구비되며 상기 선미와 부두 사이의 제2 거리를 계측하는 제2 위치센서를 포함하는 복수의 위치센서(61); 및
   상기 제1 거리와 상기 제2 거리에 해당하는 정보만을 기준으로, 제어 알고리즘에 따라 상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브의 개도량을 개별적으로 조절하여, 오일펌프(70)로부터 공급되는 오일 공급량을 개별적으로 조절함으로써, 상기 제1 유압모터와 상기 제2 유압모터의 구동을 차별적으로 자동 제어하는 제어부;
   를 포함하고
   상기 복수의 감속부는 감속기어를 구비하고,
   상기 제1 유압모터와 상기 제1 밸브 사이 및 상기 제2 유압모터와 상기 제2 밸브 사이에 각각 압력센서(80)가 구비되고,
   상기 제어부는 상기 제어 알고리즘에 따라 상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브의 개도량을 개별적으로 조절하여 상기 선박을 부두에 평행하게 계선하는 것을 특징으로 하는 유압 윈치를 이용한 선박 자동계선장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 윈치(10)는 윈치드럼(11)의 드럼축(12)이 감속부(20)의 출력측에 결합되고, 상기 윈치드럼(11)의 외부에 계선줄(13)이 감겨짐을 특징으로 하는 유압 윈치를 이용한 선박의 자동계선장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 밸브(40)는 유압밸브로 구비되어 펄스의 폭을 제어하는 펄스폭 변조 구동신호 및 전압(전류)신호로 구동됨을 특징으로 하는 유압 윈치를 이용한 선박 자동계선장치.
7. 삭제

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