KR101636916B1 - 와이어 동력전달 메커니즘이 적용된 수중용 팬틸트 시스템 - Google Patents

와이어 동력전달 메커니즘이 적용된 수중용 팬틸트 시스템 Download PDF

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Abstract

와이어 동력전달 메커니즘이 적용된 수중용 팬틸트 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 동력전달 메커니즘이 적용된 수중용 팬틸트 시스템은, 정밀관측장비가 안착되어 고정되는 장비 고정용 모듈과 연결되는 상부 이동팬; 팬틸트 베이스 프레임 상에서 상호간 대각 방향을 따라 대칭으로 배치되어 상기 정밀관측장비에 대한 상하(틸팅) 및 좌우(패닝) 회전을 위한 동력을 발생시키는 제1 및 제2 모터; 상기 제1 및 제2 모터에 각각 연결되어 상기 제1 및 제2 모터의 회전력에 의해 회전되는 제1 및 제2 구동 풀리; 상기 상부 이동팬과 연결되고 상부의 서로 다른 위치에 4개의 제1 내지 제4 프레임 풀리가 마련되는 틸팅 프레임; 제1 베이스 프레임 아이들 풀리; 상기 제1 베이스 프레임 아이들 풀리와 이격 배치되는 다수의 제2 베이스 프레임 아이들 풀리; 상기 제1 구동 풀리, 상기 제1 베이스 프레임 아이들 풀리 및 상기 제1 프레임 풀리를 경유하여 상기 상부 이동팬에 고정되는 제1 구동 와이어; 상기 제1 구동 풀리, 상기 제1 베이스 프레임 아이들 풀리 및 상기 제2 프레임 풀리를 경유하여 상기 상부 이동팬에 고정되되 상기 제1 구동 와이어와 역방향으로 배치되어 상기 제1 구동 와이어와 별개로 동작되는 제2 구동 와이어; 상기 제2 구동 풀리, 상기 제2 베이스 프레임 아이들 풀리 및 상기 제3 프레임 풀리를 경유하여 상기 상부 이동팬에 고정되는 제3 구동 와이어; 및 상기 제2 구동 풀리, 상기 제2 베이스 프레임 아이들 풀리 및 상기 제4 프레임 풀리를 경유하여 상기 상부 이동팬에 고정되되 상기 제3 구동 와이어와 역방향으로 배치되어 상기 제3 구동 와이어와 별개로 동작되는 제4 구동 와이어를 포함한다.

Description

와이어 동력전달 메커니즘이 적용된 수중용 팬틸트 시스템{Pan tilt system by wire power transmission mechanism for under water condition}
본 발명은, 와이어 동력전달 메커니즘이 적용된 수중용 팬틸트 시스템에 관한 것이다.
팬틸트 시스템은 정밀관측장비의 위치제어를 위한 장치다. 정밀관측장비를 팬틸트 시스템의 상부 이동팬에 안착시킨 후, 입력신호에 기초하여 상부 이동팬을 통해 정밀관측장비를 상하(틸팅, tilting) 좌우(패닝)로 회전시킬 수 있다. 이러한 시스템의 일 예가 일본 공개특허공보 특개2009-003010호 등에 개시되어 있다.
한편, 상기 문헌에 개시된 기술을 비롯한 종래의 팬틸트 시스템의 경우, 수중에서 사용되어야 하는 관계로 일체형 방수 하우징이 필요하기 때문에 전체적으로 시스템의 무게와 부피가 증가할 수밖에 없는 문제가 있다.
실제, 일체형 방수 하우징을 적용할 경우, 방수 부분에서의 누수 발생 및 변형 등으로 인해 정밀관측장비의 정밀 위치제어가 어려워지는 문제가 있다.
뿐만 아니라 일체형 방수 하우징을 적용함으로 인해 무게 증가로 높은 속도에서의 제거가 힘들고 불안정하고 가속도가 낮은 문제가 있다.
특히, 기존에 적용되는 기어 구조의 경우, 내구성이 낮아 잦은 고장을 유발시키고 있다는 점을 고려해볼 때, 새롭고 진보된 형태의 팬틸트 시스템에 대한 기술 개발이 필요한 실정이다.
일본 공개특허공보 특개2009-003010호
본 발명의 목적은, 상하(틸팅, tilting) 및 좌우(패닝)의 움직임이 필요한 정밀관측장비를 수중에서 원활하게 위치제어할 수 있으며, 종전의 기어 구조에서 탈피하여 와이어와 풀리 구조를 적용하여 정밀관측장비의 상하좌우 회전의 동력전달 메커니즘을 구현함으로써 종전처럼 전제 시스템을 일체로 방수처리해야 하는 문제를 해소할 수 있음은 물론 시스템의 무게와 부피를 감소시킬 수 있고, 나아가 내구성을 향상시켜 고장 없이 장기간 사용할 수 있는 와이어 동력전달 메커니즘이 적용된 수중용 팬틸트 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 정밀관측장비가 안착되어 고정되는 장비 고정용 모듈과 연결되는 상부 이동팬; 팬틸트 베이스 프레임 상에서 상호간 대각 방향을 따라 대칭으로 배치되어 상기 정밀관측장비에 대한 상하(틸팅) 및 좌우(패닝) 회전을 위한 동력을 발생시키는 제1 및 제2 모터; 상기 제1 및 제2 모터에 각각 연결되어 상기 제1 및 제2 모터의 회전력에 의해 회전되는 제1 및 제2 구동 풀리; 상기 상부 이동팬과 연결되고 상부의 서로 다른 위치에 4개의 제1 내지 제4 프레임 풀리가 마련되는 틸팅 프레임; 제1 베이스 프레임 아이들 풀리; 상기 제1 베이스 프레임 아이들 풀리와 이격 배치되는 다수의 제2 베이스 프레임 아이들 풀리; 상기 제1 구동 풀리, 상기 제1 베이스 프레임 아이들 풀리 및 상기 제1 프레임 풀리를 경유하여 상기 상부 이동팬에 고정되는 제1 구동 와이어; 상기 제1 구동 풀리, 상기 제1 베이스 프레임 아이들 풀리 및 상기 제2 프레임 풀리를 경유하여 상기 상부 이동팬에 고정되되 상기 제1 구동 와이어와 역방향으로 배치되어 상기 제1 구동 와이어와 별개로 동작되는 제2 구동 와이어; 상기 제2 구동 풀리, 상기 제2 베이스 프레임 아이들 풀리 및 상기 제3 프레임 풀리를 경유하여 상기 상부 이동팬에 고정되는 제3 구동 와이어; 및 상기 제2 구동 풀리, 상기 제2 베이스 프레임 아이들 풀리 및 상기 제4 프레임 풀리를 경유하여 상기 상부 이동팬에 고정되되 상기 제3 구동 와이어와 역방향으로 배치되어 상기 제3 구동 와이어와 별개로 동작되는 제4 구동 와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 동력전달 메커니즘이 적용된 수중용 팬틸트 시스템에 의해 달성된다.
상기 제1 및 제2 구동 와이어에 연결되는 제1 방향전환 풀리; 및 상기 제3 및 제4 구동 와이어에 연결되는 제2 방향전환 풀리를 더 포함할 수 있다.
상기 상부 이동팬 내에 마련되어 상기 제1 내지 제4 구동 와이어의 단부가 고정되는 다수의 와이어 고정용 텐셔너를 더 포함할 수 있다.
상기 다수의 와이어 고정용 텐셔너 상에서 상기 제1 및 제2 구동 와이어는 서로 엇갈린 상태로 고정되고, 상기 제3 및 제4 구동 와이어는 서로 엇갈린 상태로 고정될 수 있다.
상기 상부 이동팬에는 상기 상부 이동팬으로부터 연장되어 상기 틸팅 프레임에 연결되되 상기 상부 이동팬이 틸팅되는 축을 형성하는 틸팅 샤프트가 더 마련될 수 있다.
상기 상부 이동팬과 상기 장비 고정용 모듈은 나사 결합 구조를 가질 수 있다.
상기 장비 고정용 모듈에는 양측으로 대칭되게 연장되는 한 쌍의 제1 날개 플랜지가 형성되고, 상기 상부 이동팬에는 상기 한 쌍의 제1 날개 플랜지에 대응되게 한 쌍의 제2 날개 플랜지가 형성되며, 상기 한 쌍의 제1 날개 플랜지와 상기 한 쌍의 제2 날개 플랜지에는 각각 서로 연통되어 나사 체결되는 다수의 통공이 형성될 수 있다.
상기 장비 고정용 모듈에는 상기 한 쌍의 제1 날개 플랜지의 교차 방향을 따라 양단부에 다수의 제3 통공이 더 형성되며, 상기 제3 통공들을 통해 상기 정밀관측장비를 상기 장비 고정용 모듈에 나사 결합시켜 고정시킬 수 있다.
상기 장비 고정용 모듈에는 상기 정밀관측장비의 하단부가 자리 배치되기 위한 안착홈부가 더 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상하(틸팅, tilting) 및 좌우(패닝)의 움직임이 필요한 정밀관측장비를 수중에서 원활하게 위치제어할 수 있으며, 종전의 기어 구조에서 탈피하여 와이어와 풀리 구조를 적용하여 정밀관측장비의 상하좌우 회전의 동력전달 메커니즘을 구현함으로써 종전처럼 전제 시스템을 일체로 방수처리해야 하는 문제를 해소할 수 있음은 물론 시스템의 무게와 부피를 감소시킬 수 있고, 나아가 내구성을 향상시켜 고장 없이 장기간 사용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 무인 수중탐사선에 본 발명의 제1 실시예에 따른 와이어 동력전달 메커니즘이 적용된 수중용 팬틸트 시스템과 정밀관측장비가 설치된 상태의 도면이다.
도 2는 수중용 팬틸트 시스템과 정밀관측장비의 결합 사시도이다.
도 3은 도 2의 분해 사시도이다.
도 4는 수중용 팬틸트 시스템의 좌측면도이다.
도 5는 수중용 팬틸트 시스템의 우측면도이다.
도 6은 도 3의 요부 확대도이다.
도 7은 상부 이동팬의 평면 구조도이다.
도 8은 상부 이동팬이 좌우(패닝) 회전되는 동작을 도시한 도면이다.
도 9는 상부 이동팬이 상하(틸팅) 회전되는 동작을 도시한 도면이다.
도 10 내지 도 13은 각각 정밀관측장비의 결합 구조에 따른 변형예들이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
이제 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참고로 상세하게 설명한다. 실시예의 설명 중 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여한다.
도 1은 무인 수중탐사선에 본 발명의 제1 실시예에 따른 와이어 동력전달 메커니즘이 적용된 수중용 팬틸트 시스템과 정밀관측장비가 설치된 상태의 도면, 도 2는 수중용 팬틸트 시스템과 정밀관측장비의 결합 사시도, 도 3은 도 2의 분해 사시도, 도 4는 수중용 팬틸트 시스템의 좌측면도, 도 5는 수중용 팬틸트 시스템의 우측면도, 도 6은 도 3의 요부 확대도, 도 7은 상부 이동팬의 평면 구조도, 도 8은 상부 이동팬이 좌우(패닝) 회전되는 동작을 도시한 도면, 그리고 도 9는 상부 이동팬이 상하(틸팅) 회전되는 동작을 도시한 도면이다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 수중용 팬틸트 시스템은 도 1에 도시된 무인 수중탐사선(10)의 팬틸트 베이스 프레임(100)의 하단 브래킷부재(110)와 연결될 수 있다.
물론, 무인 수중탐사선(10) 외의 다른 수중 장비에 본 실시예에 따른 수중용 팬틸트 시스템이 적용되어도 무방하지만 본 실시예의 경우, 무인 수중탐사선(10)에 적용되는 것을 예로 한다.
이처럼 무인 수중탐사선(10)에 적용될 수 있는 본 실시예에 따른 수중용 팬틸트 시스템은 상부 이동팬(510)의 상부 장비 고정용 모듈(500) 상에 안착되어 고정된 정밀관측장비(540)를 상하(틸팅, tilting, 도 9 참조) 및 좌우(패닝, 도 8 참조) 회전이 가능하도록 한다.
정밀관측장비(540)가 상하좌우로 회전 동작되기 위한 본 실시예에 따른 와이어 동력전달 메커니즘이 적용된 수중용 팬틸트 시스템은, 상부 이동팬(510), 제1 및 제2 모터(210,220), 제1 및 제2 구동 풀리(230,240), 틸팅 프레임(400), 제1 및 제2 베이스 프레임 아이들 풀리(581,582,583), 그리고 제1 내지 제4 구동 와이어(540,550,560,570)를 포함한다.
상부 이동팬(510)은 정밀관측장비(540)가 안착되어 고정되는 장비 고정용 모듈(500)과 연결되는 부분이다. 상부 이동팬(510)은 정밀관측장비(540)와 함께 동작된다.
상부 이동팬(510)의 하부에는 상부 이동팬(510)으로부터 연장되어 틸팅 프레임(400)에 연결되되 상부 이동팬(510)이 틸팅되는 축을 형성하는 틸팅 샤프트(530)가 마련된다. 틸팅 샤프트(530)는 상부 이동팬(510)의 센터축을 이룬다.
이러한 상부 이동팬(510)의 상부에는 정밀관측장비(540)가 안착되어 고정되는 장비 고정용 모듈(500)이 마련된다.
도 6을 참조하면, 상부 이동팬(510)과 장비 고정용 모듈(500)은 나사 결합 구조를 갖는다.
이를 위해, 장비 고정용 모듈(500)에는 양측으로 대칭되게 연장되는 한 쌍의 제1 날개 플랜지(501)가 형성되고, 상부 이동팬(510)에는 한 쌍의 제1 날개 플랜지(501)에 대응되게 한 쌍의 제2 날개 플랜지(511)가 형성된다. 그리고 한 쌍의 제1 날개 플랜지(501)와 한 쌍의 제2 날개 플랜지(511)에는 각각 서로 연통되는 다수의 통공(H1,H2)이 형성된다. 이에, 통공(H1,H2)들을 맞춘 상태에서 나사 체결함으로써, 상부 이동팬(510)과 장비 고정용 모듈(500)을 나사 결합시킬 수 있다.
또한 장비 고정용 모듈(500)에는 한 쌍의 제1 날개 플랜지(501)의 교차 방향을 따라 양단부에 다수의 제3 통공(H3,H4)이 더 형성되는데, 이 제3 통공(H3,H4)들을 통해 정밀관측장비(540)를 장비 고정용 모듈(500)에 나사 결합시켜 고정시킬 수 있다.
상부 이동팬(510) 내에는 도 7에 도시된 것처럼 제1 내지 제4 구동 와이어(540,550,560,570)의 단부가 고정되는 다수의 와이어 고정용 텐셔너(520)가 마련된다.
본 실시예에서 다수의 와이어 고정용 텐셔너(520)는 제1 내지 제4 구동 와이어(540,550,560,570)의 개수와 마찬가지로 4개 적용된다.
이때, 다수의 와이어 고정용 텐셔너(520) 상에서 제1 및 제2 구동 와이어(540,550)는 서로 엇갈린 상태로 고정되고, 제3 및 제4 구동 와이어(560,570)는 서로 엇갈린 상태로 고정된다. 이는 정밀관측장비(540)가 상하(틸팅, 도 9 참조) 및 좌우(패닝, 도 8 참조) 회전이 가능해지도록 하는 수단이다. 또한, 제1 및 제2 모터(210,220)는 안쪽에 각각 엔코더(212)를 부착할 수 있는데, 이는 제1 및 제2 모터(210,220)의 구동에 따라 정밀관측장비(540)의 현재 위치에 대한 정보를 확인하기 위함이다.
제1 및 제2 모터(210,220)는 팬틸트 베이스 프레임(100) 상에서 상호간 대각 방향을 따라 대칭으로 배치된다.
이러한 제1 및 제2 모터(210,220)는 정밀관측장비(540)에 대한 상하(틸팅) 및 좌우(패닝) 회전을 위한 동력을 발생시키는 역할을 한다.
본 실시예의 경우, 제1 및 제2 모터(210,220)가 적용되는 한편, 이의 구동력을 풀리와 와이어로 전달하는 메커니즘을 구현함으로써, 제1 및 제2 모터(210,220) 등의 전자장치를 방수처리할 수 있는 방수하우징(200) 외의 나머지 부품들은 수중에 노출되도록 할 수 있기 때문에, 전체적인 시스템의 경량화를 구현할 수 있다.
제1 및 제2 구동 풀리(230,240)는 제1 및 제2 모터(210,220)에 각각 연결되어 제1 및 제2 모터(210,220)의 회전력에 의해 회전되는 구조물이다.
틸팅 프레임(400)은 상부 이동팬(510)과 연결되는 구조물로서, 틸팅 프레임(400)의 상부에는 서로 다른 위치에 4개의 제1 내지 제4 프레임 풀리(411~414)가 마련된다. 제1 내지 제4 프레임 풀리(411~414)의 사이즈는 서로 다를 수 있다.
제1 및 제2 베이스 프레임 아이들 풀리(581,582,583)는 해당 위치에서 제1 내지 제4 구동 와이어(540,550,560,570)를 개개별로 회전 가능하게 안내한다.
제1 내지 제4 구동 와이어(540,550,560,570)는 풀리 구조를 통해 제1 및 제2 모터(210,220)의 동력을 정밀관측장비(540)의 상하(틸팅, 도 9 참조) 및 좌우(패닝, 도 8 참조) 회전 운동으로 전달하는 역할을 한다.
제1 구동 와이어(540)는 그 일단부가 제1 구동 풀리(230)에 연결된 상태에서 제1 베이스 프레임 아이들 풀리(581) 및 제1 프레임 풀리(411)를 경유하여 타단부가 상부 이동팬(510)의 고정용 텐셔너(520) 일측에 고정된다. 이때, 제1 구동 와이어(540)의 라인 상에는 제1 방향전환 풀리(591)가 연결된다.
제2 구동 와이어(550)는 그 일단부가 제1 구동 와이어(540)의 일단부와는 다른 위치에서 제1 구동 풀리(230)에 연결된 상태에서 제1 베이스 프레임 아이들 풀리(581) 및 제2 프레임 풀리(412)를 경유하여 타단부가 상부 이동팬(510)의 고정용 텐셔너(520) 일측에 고정되되 제1 구동 와이어(540)와 역방향으로 배치되어 제1 구동 와이어(540)와 별개로 동작된다. 즉 제1 모터(210)에 의해 제1 구동 풀리(230)가 회전될 때, 제1 구동 와이어(540)와 제2 구동 와이어(550) 중 하나만 구동될 수 있다. 제2 구동 와이어(550)의 라인 상에도 제1 방향전환 풀리(591)가 연결된다.
제3 구동 와이어(560)는 그 일단부가 제2 구동 풀리(240)에 연결된 상태에서 제2 베이스 프레임 아이들 풀리(582,583) 및 제3 프레임 풀리(413)를 경유하여 타단부가 상부 이동팬(510)의 고정용 텐셔너(520) 일측에 고정된다. 이때, 제3 구동 와이어(560)의 라인 상에는 제2 방향전환 풀리(592)가 연결된다.
제4 구동 와이어(570)는 그 일단부가 제2 구동 풀리(240)에 연결된 상태에서 제2 베이스 프레임 아이들 풀리(582,583) 및 제4 프레임 풀리(414)를 경유하여 타단부가 상부 이동팬(510)의 고정용 텐셔너(520) 일측에 고정되되 제3 구동 와이어(560)와 역방향으로 배치되어 제3 구동 와이어(560)와 별개로 동작된다. 즉 제2 모터(220)에 의해 제2 구동 풀리(240)가 회전될 때, 제3 구동 와이어(560)와 제4 구동 와이어(570)중 하나만 구동될 수 있다. 제4 구동 와이어(570)의 라인 상에도 제2 방향전환 풀리(592)가 연결된다.
도 2 내지 도 4에 도시된 것처럼 제1 및 제2 구동 풀리(230,240)는 제1 내지 제4 구동 와이어(540,550,560,570)가 여러 번 권취될 수 있을 정도의 부피를 가질 수 있다. 그리고 제1 방향전환 풀리(591)에 제1 및 제2 구동 와이어(540,550)가, 제2 방향전환 풀리(592)에 제3 및 제4 구동 와이어(560,570)가 2줄씩 배치될 수 있게 제1 방향전환 풀리(591) 및 제2 방향전환 풀리(592)가 마련된다. 제1 및 제2 베이스 프레임 아이들 풀리(581,582,583) 역시, 제1 내지 제4 구동 와이어(540,550,560,570)가 2줄씩 배치될 수 있을 정도의 사이즈를 갖는다.
이하, 정밀관측장비(540)의 좌우(패닝, 도 8 참조) 및 상하(틸팅, 도 9 참조) 회전에 대해 간략하게 알아본다.
우선, 좌우(패닝, 도 8 참조) 회전에 대해 살펴본다. 제1 및 제2 구동 풀리(230,240)에 각기 다른 방향으로 감긴 제1 내지 제4 구동 와이어(540,550,560,570)를 제1 및 제2 방향전환 풀리(591,592)를 이용하여 상부 이동팬(510)의 와이어 고정용 텐셔너(520)에 연결한 상태에서 제1 및 제2 모터(210,220)가 다른 방향으로 구동되면, 예컨대 제1 모터(210)는 시계 방향으로, 제2 모터(220)는 반시계 방향으로 구동되면 이의 동력을 전달받은 풀리 구조에 의해 제1 내지 제4 구동 와이어(540,550,560,570) 중 선택된 와이어가 동작됨으로써, 상부 이동팬(510)은 틸팅 샤프트(530)를 축으로 하여 좌측 또는 우측 회전이 가능해진다. 이에 따라, 정밀관측장비(540)가 좌측 혹은 우측으로 회전될 수 있다. 만약, 제1 모터(210)가 시계 방향, 제2 모터(220)가 반시계 방향으로 구동된 경우, 정밀관측장비(540)가 좌측 회전되었다면 제1 모터(210)가 반시계 방향, 제2 모터(220)가 시계 방향으로 구동된 경우, 정밀관측장비(540)는 우측 회전될 수 있다.
다음, 상하(틸팅, 도 9 참조) 회전에 대해 살펴본다. 전술한 동작과는 달리, 제1 및 제2 모터(210,220)가 모두 같은 방향으로 구동되면, 예컨대 제1 및 제2 모터(210,220)가 모두 시계 방향으로 구동되면 이의 동력을 전달받은 풀리 구조에 의해 제1 내지 제4 구동 와이어(540,550,560,570) 중 선택된 와이어가 동작되는데, 이때는 제1 내지 제4 구동 와이어(540,550,560,570) 중 선택된 와이어에 의해 상부 이동팬(510)이 양쪽 방향으로 동시에 구동력이 걸리게 된다. 따라서 상부 이동팬(510)은 어느 방향으로도 회전되지 못하고 멈춤 기능을 수행하게 되는데, 이때의 구동력으로 인해 팬틸트 베이스 프레임(100)에 연결된 틸팅 프레임(400)이 그 회전축(420)을 축으로 하여 상하(틸팅) 회전될 수 있다. 만약, 제1 및 제2 모터(210,220)가 모두 시계 방향으로 구동된 경우, 정밀관측장비(540)가 하 방향으로 틸팅되었다면, 제1 및 제2 모터(210,220)가 모두 반시계 방향으로 구동된 경우, 정밀관측장비(540)는 상 방향으로 틸팅될 수 있다.
이와 같은 구조와 작용을 갖는 본 실시예의 팬틸트 시스템에 따르면, 상하(틸팅, tilting) 및 좌우(패닝)의 움직임이 필요한 정밀관측장비(540)를 수중에서 원활하게 위치제어할 수 있으며, 종전의 기어 구조에서 탈피하여 와이어와 풀리 구조를 적용하여 정밀관측장비(540)의 상하좌우 회전의 동력전달 메커니즘을 구현함으로써 종전처럼 전제 시스템을 일체로 방수처리해야 하는 문제를 해소할 수 있음은 물론 시스템의 무게와 부피를 감소시킬 수 있고, 나아가 내구성을 향상시켜 고장 없이 장기간 사용할 수 있게 된다.
특히, 본 실시예의 팬틸트 시스템에 의하면 종전과 같이 전체적인 방수수단을 제거할 수 있어 경량화를 구현할 수 있다. 즉 내압 및 방수기능이 있는 소규모 형태의 방수하우징(200)을 제1 및 제2 모터(210,220) 등의 전자장치측에만 적용하고 방수하우징(200) 외의 나머지 부품들은 수중에 노출되도록 할 수 있기 때문에, 전체적인 시스템의 경량화를 구현할 수 있다.
뿐만 아니라 본 실시예의 팬틸트 시스템의 경우, 노출되는 부품들이 많아 고장 발생 시 신속하게 접근하여 유지보수할 수 있다.
또한 본 실시예의 팬틸트 시스템에 의하면, 풀리의 크기 및 모터의 출력만을 조절함으로써 정밀관측장비(540)의 사용 목적에 맞게 시스템을 제작할 수 있는 이점이 있다.
도 10 내지 도 13은 각각 정밀관측장비의 결합 구조에 따른 변형예들이다.
도 10의 변형예를 참조하면, 장비 고정용 모듈(500a)에는 정밀관측장비(540)의 하단부가 자리 배치되기 위한 안착홈부(510a)가 더 형성된다.
이처럼 장비 고정용 모듈(500a)에 안착홈부(510a)가 더 형성되면 정밀관측장비(540)를 장비 고정용 모듈(500a) 상에 안착시켜 고정시키는 작업이 훨씬 수월해지고, 또한 이 과정에서 고가의 정밀관측장비(540)가 손상을 입는 것을 예방할 수 있는 이점이 있다.
도 11의 변형예를 참조하면, 장비 고정용 모듈(500b)에 정밀관측장비(540)의 하단부가 자리 배치되기 위한 안착홈부(510b)가 형성되는 점에서는 도 10과 동일하다.
다만, 안착홈부(510b)의 형성을 위한 측벽(520b)의 상단부에는 경사진 경사부(530b)가 형성되고 있다는 점에서 도 10과 상이하다. 도 10처럼 안착홈부(510b)의 형성을 위한 측벽(520b)의 상단부에 경사부(530b)가 형성될 경우, 정밀관측장비(540)를 장비 고정용 모듈(500b) 상에 안착시켜 고정시키는 작업이 훨씬 더 수월해질 수 있다. 즉 정밀관측장비(540)의 방향이 잘 맞지 않더라도 정밀관측장비(540)는 경사부(530b)로 안내되어 측벽(520b)을 타고 안착홈부(510b)에 안착된 후 고정될 수 있기 때문에 정밀관측장비(540)의 고정 작업을 용이하게 수행할 수 있으며, 또한 이 과정에서 고가의 정밀관측장비(540)가 손상을 입는 것을 예방할 수 있는 이점이 있다.
도 12의 변형예를 참조하면, 장비 고정용 모듈(500c)에 정밀관측장비(540)의 하단부가 자리 배치되기 위한 안착홈부(510c)가 형성되는 점에서는 도 10과 동일하다.
다만, 안착홈부(510c)에는 별도의 쿠션재(540c)가 더 마련된다. 이처럼 안착홈부(510c)에 쿠션재(540c)가 더 마련될 경우, 고가의 정밀관측장비(540)가 손상을 입는 것을 예방할 수 있는 이점이 있을 것이다.
도 13의 변형예를 참조하면, 장비 고정용 모듈(500d)에 정밀관측장비(540)의 하단부가 자리 배치되기 위한 안착홈부(510d)가 형성되고, 안착홈부(510d)에 쿠션재(540c)가 마련되는 것은 도 12와 동일하다.
이러한 구조에서 안착홈부(510d)에는 제진수단(550d)이 더 갖춰진다. 제진수단(550d)은 정밀관측장비(540)가 회전 동작될 때, 불필요한 진동을 감쇄시키는 역할을 담당한다. 도 13처럼 제진수단(550d)이 갖춰지면 정밀관측장비(540)의 미세 위치제어에 좀 더 유리한 효과를 제공할 수 있을 것이다.
이상 설명한 도 10 내지 도 13의 구조가 적용되더라도 상하(틸팅, tilting) 및 좌우(패닝)의 움직임이 필요한 정밀관측장비(540)를 수중에서 원활하게 위치제어할 수 있으며, 종전의 기어 구조에서 탈피하여 와이어와 풀리 구조를 적용하여 정밀관측장비(540)의 상하좌우 회전의 동력전달 메커니즘을 구현함으로써 종전처럼 전제 시스템을 일체로 방수처리해야 하는 문제를 해소할 수 있음은 물론 시스템의 무게와 부피를 감소시킬 수 있고, 나아가 내구성을 향상시켜 고장 없이 장기간 사용할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10 : 무인 수중탐사선 100 : 팬틸트 베이스 프레임
110 : 브래킷부재 200 : 방수하우징
210,220 : 제1 및 제2 모터 230,240 : 제1 및 제2 구동 풀리
400 : 틸팅 프레임 411~414 : 제1 내지 제4 프레임 풀리
420 : 회전축 500 : 장비 고정용 모듈
510 : 상부 이동팬 520 : 와이어 고정용 텐셔너
530 : 틸팅 샤프트 540 : 정밀관측장비
540 : 제1 구동 와이어 550 : 제2 구동 와이어
560 : 제3 구동 와이어 570 : 제4 구동 와이어
581 : 제1 베이스 프레임 아이들 풀리 582 : 제2 베이스 프레임 아이들 풀리
591 : 제1 방향전환 풀리 592 : 제2 방향전환 풀리

Claims (9)

  1. 정밀관측장비가 안착되어 고정되는 장비 고정용 모듈과 연결되는 상부 이동팬;
    팬틸트 베이스 프레임 상에서 상호간 대각 방향을 따라 대칭으로 배치되어 상기 정밀관측장비에 대한 상하(틸팅) 및 좌우(패닝) 회전을 위한 동력을 발생시키는 제1 및 제2 모터;
    상기 제1 및 제2 모터에 각각 연결되어 상기 제1 및 제2 모터의 회전력에 의해 회전되는 제1 및 제2 구동 풀리;
    상기 상부 이동팬과 연결되고 상부의 서로 다른 위치에 4개의 제1 내지 제4프레임 풀리가 마련되는 틸팅 프레임;
    제1 베이스 프레임 아이들 풀리;
    상기 제1 베이스 프레임 아이들 풀리와 이격 배치되는 다수의 제2 베이스 프레임 아이들 풀리;
    상기 제1 구동 풀리, 상기 제1 베이스 프레임 아이들 풀리 및 상기 제1 프레임 풀리를 경유하여 상기 상부 이동팬에 고정되는 제1 구동 와이어;
    상기 제1 구동 풀리, 상기 제1 베이스 프레임 아이들 풀리 및 상기 제2 프레임 풀리를 경유하여 상기 상부 이동팬에 고정되되 상기 제1 구동 와이어와 역방향으로 배치되어 상기 제1 구동 와이어와 별개로 동작되는 제2 구동 와이어;
    상기 제2 구동 풀리, 상기 제2 베이스 프레임 아이들 풀리 및 상기 제3 프레임 풀리를 경유하여 상기 상부 이동팬에 고정되는 제3 구동 와이어;
    상기 제2 구동 풀리, 상기 제2 베이스 프레임 아이들 풀리 및 상기 제4 프레임 풀리를 경유하여 상기 상부 이동팬에 고정되되 상기 제3 구동 와이어와 역방향으로 배치되어 상기 제3 구동 와이어와 별개로 동작되는 제4 구동 와이어; 및
    상기 상부 이동팬 내에 마련되어 상기 제1 내지 제4 구동 와이어의 단부가 고정되는 다수의 와이어 고정용 텐셔너를 포함하되,
    상기 다수의 와이어 고정용 텐셔너 상에서 상기 제1 및 제2 구동 와이어는, 서로 엇갈린 상태로 고정되고, 상기 제3 및 제4 구동 와이어는 서로 엇갈린 상태로 고정되는 것을 특징으로 하며,
    상기 장비 고정용 모듈에는 상기 정밀관측장비의 하단부가 자리 배치되기 위한 안착홈부가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 와이어 동력전달 메커니즘이 적용된 수중용 팬틸트 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 구동 와이어에 연결되는 제1 방향전환 풀리; 및
    상기 제3 및 제4 구동 와이어에 연결되는 제2 방향전환 풀리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 동력전달 메커니즘이 적용된 수중용 팬틸트 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상부 이동팬에는 상기 상부 이동팬으로부터 연장되어 상기 틸팅 프레임에 연결되되 상기 상부 이동팬이 틸팅되는 축을 형성하는 틸팅 샤프트가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 와이어 동력전달 메커니즘이 적용된 수중용 팬틸트 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 상부 이동팬과 상기 장비 고정용 모듈은 나사 결합 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 와이어 동력전달 메커니즘이 적용된 수중용 팬틸트 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 장비 고정용 모듈에는 양측으로 대칭되게 연장되는 한 쌍의 제1 날개 플랜지가 형성되고, 상기 상부 이동팬에는 상기 한 쌍의 제1 날개 플랜지에 대응되게 한 쌍의 제2 날개 플랜지가 형성되며,
    상기 한 쌍의 제1 날개 플랜지와 상기 한 쌍의 제2 날개 플랜지에는 각각 서로 연통되어 나사 체결되는 다수의 통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 와이어 동력전달 메커니즘이 적용된 수중용 팬틸트 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 장비 고정용 모듈에는 상기 한 쌍의 제1 날개 플랜지의 교차 방향을 따라 양단부에 다수의 제3 통공이 더 형성되며,
    상기 제3 통공들을 통해 상기 정밀관측장비를 상기 장비 고정용 모듈에 나사 결합시켜 고정시키는 것을 특징으로 하는 와이어 동력전달 메커니즘이 적용된 수중용 팬틸트 시스템.
  9. 삭제
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