KR101726971B1 - 선박과 항구 간의 무선통신을 활용한 무인 정박 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박과 항구 간의 무선통신을 활용한 무인 정박 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 계선줄이 연결된 발사체를 전자기력에 의해 사출하기 위한 코일건을 선박 측에 설치하고, 항구 측에 코일건에서 사출된 발사체와 계선줄을 수용하기 위한 발사체 수용부를 설치하여 선박과 항구 간에 무선통신을 수행하며 발사체 수용부의 개폐장치를 제어함으로써 선박을 항구에 무인으로 자동 정박할 수 있는 선박과 항구 간의 무선통신을 활용한 무인 정박 시스템에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 선박에 설치되는 베이스; 베이스의 중앙부에 좌우 회동가능하게 설치되는 원판; 원판의 상면에 코일건 거치를 위해 설치되는 코일건 거치대; 계선줄의 일측 단이 연결되어 전자기력에 의해 사출되는 발사체가 내부에 장착되고, 코일건 거치대에 상하방향으로 회동가능하게 설치되는 코일건; 계선줄의 타측 단이 연결되어 감겨져 있으며, 구동모터에 의해 회동하며 계선줄의 장력을 조절하기 위해 선박에 설치되는 윈치; 내부에 공간이 형성되며, 상면에 절개부가 형성되고, 절개부의 일측 단에 복수의 걸림부가 형성되며, 항구에 설치되는 발사체 수용부; 발사체 수용부의 절개부 타측 단에 일측이 연결되어 상하방향으로 힌지 회동하며 절개부를 개폐하는 개폐장치; 코일건의 사격방향을 관측하기 위해 선박에 설치되는 카메라; 항구에 설치된 발사체 수용부와 선박과의 거리를 감지하기 위한 거리 측정 센서, 선박의 기울기 감지를 위한 기울기 감지 센서를 포함하고, 선박에 설치되는 센서부; 및 카메라와 센서부에서 전송된 신호를 처리하여 코일건의 발사각과 발사체 수용부의 개폐장치의 개폐동작 신호를 포함한 제어신호를 송출하는 코일건 제어부을 포함하는 선박과 항구 간의 무선통신을 활용한 무인 정박 시스템을 제공한다.

Description

선박과 항구 간의 무선통신을 활용한 무인 정박 시스템{Unmanned Anchoring System Using The Wireless Communication Between The Ship and The Port}

본 발명은 선박과 항구 간의 무선통신을 활용한 무인 정박 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 계선줄이 연결된 발사체를 전자기력에 의해 사출하기 위한 코일건을 선박 측에 설치하고, 항구 측에 코일건에서 사출된 발사체와 계선줄을 수용하기 위한 발사체 수용부를 설치하여 선박과 항구 간에 무선통신을 수행하며 발사체 수용부의 개폐장치를 제어함으로써 선박을 항구에 무인으로 자동 정박할 수 있는 선박과 항구 간의 무선통신을 활용한 무인 정박 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 선박 또는 부두나 선착장 등에는 정박하는 선박들이 해류에 의해 선착장이나 부두로부터 떠내려 가는 것을 방지하기 위해 계선줄 묶을 수 있도록 하는 계선주가 구비되어 있다.

통상적인 계류수단은 계선주(Mooring Bollard)나 스마이트 브래킷(Smit Bracket)을 설치하여 사용하게 되며, 계선주는 용접 등의 고정수단에 의하여 선체의 갑판상에 고정되어 있고, 고정하는 선박의 크기에 따라 다양한 크기로 형성된다.

그러나, 이와 같은 종래의 계선작업은 항구 측과 선박 측에 사람이 있는 상태에서 선원이 계선줄과 보조줄을 항구 측으로 던지고, 그 줄을 항구 측에서 작업자가 받아 계선주에 걸고 그 후에 계선줄을 당겨 감는 방식을 취하고 있다.

상술한 계선 작업과정에서 계선줄은 그 무게가 상당하고, 장력이 강하기 때문에 폭풍 등에 의해 풍랑이 높을 경우 요동치는 선박과 함께 움직이는 계선줄이 작업 중인 작업자에게 닿거나 감길 경우 인명사고로 이어질 수 있는 문제점이 있다.

또한, 계선 작업시에 던지는 보조줄은 비교적 비거리가 짧아 바다에 빠지는 등 항측에 제대로 전달이 되지 못하였을 때 보조줄을 회수하여 재차 반복된 작업을 해야 하는 등 계선 작업에 많은 시간이 소모되는 문제점이 있다.

선행기술문헌 : KR등록특허공보 제10-1497686호(2015.03.03.공고)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 계선줄이 연결된 발사체를 전자기력에 의해 사출하기 위한 코일건을 선박 측에 설치하고, 항구 측에 코일건에서 사출된 발사체와 계선줄을 수용하기 위한 발사체 수용부를 설치하여 선박과 항구 간에 무선통신을 수행하며 발사체 수용부의 개폐장치를 제어함으로써 선박을 항구에 무인으로 자동 정박할 수 있는 선박과 항구 간의 무선통신을 활용한 무인 정박 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 선박과 항구 간의 무선통신을 활용한 무인 정박 시스템은 선박에 설치되는 베이스; 베이스의 중앙부에 좌우 회동가능하게 설치되는 원판; 원판의 상면에 코일건 거치를 위해 설치되는 코일건 거치대; 계선줄의 일측 단이 연결되어 전자기력에 의해 사출되는 발사체가 내부에 장착되고, 코일건 거치대에 상하방향으로 회동가능하게 설치되는 코일건; 계선줄의 타측 단이 연결되어 감겨져 있으며, 구동모터에 의해 회동하며 계선줄의 장력을 조절하기 위해 선박에 설치되는 윈치; 내부에 공간이 형성되며, 상면에 절개부가 형성되고, 절개부의 일측 단에 복수의 걸림부가 형성되며, 항구에 설치되는 발사체 수용부; 발사체 수용부의 절개부 타측 단에 일측이 연결되어 상하방향으로 힌지 회동하며 절개부를 개폐하는 개폐장치; 코일건의 사격방향을 관측하기 위해 선박에 설치되는 카메라; 항구에 설치된 발사체 수용부와 선박과의 거리를 감지하기 위한 거리 측정 센서, 선박의 기울기 감지를 위한 기울기 감지 센서를 포함하고, 선박에 설치되는 센서부; 및 카메라와 센서부에서 전송된 신호를 처리하여 코일건의 발사각과 발사체 수용부의 개폐장치의 개폐동작 신호를 포함한 제어신호를 송출하는 코일건 제어부를 포함한다.

또한, 개폐장치의 일측 면에 부착되는 충격흡수 패드를 더 포함할 수 있다.

또한, 코일건 제어부 및 발사체 수용부에는 무선통신부가 각 설치되어 코일건 제어부의 무선 제어 신호에 의해 발사체 수용부의 개폐장치가 개폐동작을 수행하는 것을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면 무선통신을 통해 선박을 항구에 무인으로 자동 정박할 수 있어 계선 작업과정에 발생할 수 있는 인명피해를 예방할 수 있는 효과가 있다.

또한, 계선 과정을 신속하게 용이하게 처리할 수 있는 선박의 정박시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 선박과 항구 간의 무선통신을 활용한 무인 정박 시스템의 개념도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박과 항구 간의 무선통신을 활용한 무인 정박 시스템의 구성도,
도 3은 선박 측에 설치되는 코일건을 도시한 도면,
도 4는 코일건 내부에 장착되는 발사체를 도시한 도면,
도 5는 윈치와 계선설로 연결된 윈치를 도시한 도면,
도 6은 항구 측에 설치되는 발사체 수용부를 도시한 도면,
도 7은 선박과 항구 간의 무선통신을 활용한 무인 정박 시스템의 모니터링부를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 선박과 항구 간의 무선통신을 활용한 무인 정박 시스템의 개념도, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박과 항구 간의 무선통신을 활용한 무인 정박 시스템의 구성도, 도 3은 선박 측에 설치되는 코일건을 도시한 도면, 도 4는 코일건 내부에 장착되는 발사체를 도시한 도면, 도 5는 윈치와 계선설로 연결된 윈치를 도시한 도면, 도 6은 항구 측에 설치되는 발사체 수용부를 도시한 도면, 도 7은 선박과 항구 간의 무선통신을 활용한 무인 정박 시스템의 모니터링부를 도시한 도면이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박과 항구 간의 무선통신을 활용한 무인 정박 시스템은, 도 1 내지 도 7을 참조하면, 베이스(10), 원판(20), 코일건 거치대(30), 코일건(40), 발사체(45), 윈치(50), 발사체 수용부(60), 개폐장치(70), 카메라(80), 거리 측정 센서(90) 및 기울기 감지 센서(100)를 포함한 센서부(110), 코일건 제어부(120), 무선통신부(130), 및 전원부(140)를 포함하여 이루어진다.

본 발명의 실시 예에 따른 선박과 항구 간의 무선통신을 활용한 무인 정박 시스템은 도 1에 도시한 바와 같이 계선줄(42)이 연결된 발사체를 장착한 코일건(40)을 선박에 설치하고, 코일건에서 사출된 발사체(45)와 계선줄(42)을 항구에 설치된 발사체 수용부(60)에 삽입 연결하여 선박을 항구에 정박하는 시스템으로써, 선박의 브릿지 내에서 도 7에 도시한 모니터링부를 통해 계선 상황을 실시간으로 감시하며 무선통신을 통해 계선 과정을 제어하며 무인으로 선박을 항구에 정박할 수 있는 시스템이다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 선박과 항구 간의 무선통신을 활용한 무인 정박 시스템을 구성하는 요소에 대해 상세하게 설명한다.

베이스(10)는 도 3을 참조하면, 선박의 선수 또는 선미의 갑판 등에 설치되어 고정되며, 아래에 서술된 코일건(40)을 포함한 다양한 장치들이 베이스에 설치된다.

원판(20)은 도 3을 참조하면, 베이스(10)의 중앙부 상면에 위치하고, 코일건 제어부(120)에 의해 제어되는 구동모터 등의 구동장치에 의해 원판(20)이 좌우 방향으로 회동 가능하게 설치된다.

코일건 거치대(30)는 도 3을 참조하면, 원판(20)의 상면에서 돌출되어 설치되며, 아래에 서술된 코일건(40)이 거치된다.

코일건(40)은 도 3 및 도 4를 참조하면, 하나 혹은 여러 개의 전자기 코일을 이용하여 고속의 자기 추진력을 발생시켜 발사체(45)를 사출시키는 장치로써, 코일건 거치대(30)에 상하방향으로 회동가능하게 설치된다.

원판의 좌우 회동 및 코일건(40)의 상하방향의 회동은 아래에 서술된 코일건 제어부에 의해 제어되는 하나 이상의 구동모터(미도시)가 베이스 및 코일건 거치대(30)에 설치되어 발사체의 사출 방향과 발사체의 발사각을 정밀하게 제어한다.

또한, 도 4를 참조하면, 코일건(40)의 내부에서 전자기력에 의해 사출되는 발사체(45)에는 계선줄(42)의 일측 단이 연결되어 장착되며, 코일건에서 사출된 발사체가 계선줄(42)과 함께 비행하게 된다.

윈치(50)는 도 2 및 도 5를 참조하면, 계선줄(42)의 타측 단이 연결되어 감겨져 있으며, 코일건 제어부에 의해 제어되는 구동모터가 회동하며 정박을 위해 코일건(40)에서 사출된 발사체(45)가 항구에 설치된 발사체 수용부에 삽입되어 선박과 발사체 수용부가 계선줄로 연결된 후 계선줄(42)의 장력을 조절하기 위해 선박에 설치된다.

발사체 수용부(60)는 도 6을 참조하면, 항구에 설치되며, 발사체 수용부(60)의 내부에는 공간이 형성된다.

또한, 발사체 수용부(60)의 상면에는 도 6에 도시한 바와 같이 절개부(62)가 형성되어 선박의 코일건에서 사출된 발사체는 절개부를 표적으로 하여 절개부(62)를 통해 발사체 수용부의 내부로 삽입된다.

한편, 발사체 수용부(60)에 형성된 절개부(62)의 일측 단에 복수의 걸림부(64)가 형성된다.

이 걸림부(64)는 코일건에서 발사된 발사체가 발사체에 연결된 계선줄(42)의 일측 단과 함께 발사체 수용부의 내부로 삽입된 후 아래에 서술된 개폐장치(70)가 닫혀 발사체 수용부의 절개부를 폐쇄할 경우 계선줄 부분은 걸림부(64)를 통해 발사체 수용부의 외부로 빠져나올 수 있으나, 발사체 부분은 개폐장치 및 걸림부에 걸려 발사체 수용부 내부에 있게 된다.

또한, 출항시 계선줄(42)을 발사체 수용부(60)로부터 인출하고자 할 때는 개폐장치(70)를 열고, 선박에 설치된 윈치로 계선줄을 감으면, 발사체와 계선줄은 걸림부(64)를 통해 발사체 수용부(60)에서 외부로 빠져나오게 된다.

따라서, 걸림부(64)의 하부는 발사체와 계선줄이 발사체 수용부(60)로부터 용이하게 빠져나올 수 있도록 발사체와 계선줄이 인출되는 방향으로 비스듬한 기울기를 가지는 것이 바람직하다.

개폐장치(70)는 도 6을 참조하면, 발사체 수용부(60)에 형성된 절개부(62)의 타측 단에 일측이 연결되어 상하방향으로 힌지 회동하며 발사체 수용부에 형성된 절개부(62)를 개폐한다.

개폐장치(70)는 아래에 서술된 선박 측에 구비된 코일건 제어부(120)의 개폐제어 신호를 무선으로 전송받아 스텝모터 또는 서보모터 등의 구동모터가 회동하며 개폐동작을 수행한다.

한편, 선박의 코일건에서 사출된 발사체는 발사체 수용부에 형성된 절개부를 직접 표적으로 하여 절개부에 삽입될 수도 있고, 개폐장치가 열려 있을 경우 선박을 향해 있는 개폐장치의 일 측면이 발사체의 표적이 될 수 있으므로 코일건에서 사출된 발사체가 개폐장치의 일 측면과 충돌할 경우 발사체의 충격을 흡수 완화하여 발사체가 발사체 수용부의 절개부로 삽입될 수 있도록 개폐장치의 일 측면에는 충격흡수 패드(미도시)가 부착된다.

카메라(80)는 도 2를 참조하면, 발사체 수용부를 표적으로 하여 코일건의 사격방향을 관측하기 위해 선박에 설치된다.

센서부(110)에는 도 2를 참조하면, 항구에 설치된 발사체 수용부(60)와 선박과의 거리를 감지하기 위한 적외선 센서 등을 포함한 거리 측정 센서(90)와 선박의 기울기를 감지하기 위한 기울기 감지 센서(100)가 포함된다.

기울기 감지 센서(100)는 가속도 센서와 자이로 센서를 사용하여 선박의 롤(Roll), 피치(Pitch), 요(Yaw)를 포함한 회전각을 측정하여 아래의 코일건 제어부로 측정된 센서 값을 전송한다.

한편, 선박의 카메라와 센서부에 의해 측정된 항구와의 정박 거리, 방향, 코일건의 각도 등의 센서 값들은 도 5와 같은 모니터링 시스템을 통해 선박의 브릿지에서 감시할 수 있다.

코일건 제어부(120)는 도 2를 참조하면, 선박에 설치되는 카메라(80)를 통해 획득된 영상 데이터 및 센서부(110)에서 전송된 신호를 처리하여 코일건의 조준 방향과 코일건의 발사각을 보정하고, 발사체 수용부에 설치된 개폐장치의 개폐를 위한 개폐동작 신호를 포함한 제어신호를 송출한다.

또한, 코일건 제어부(120)는 부스트 컨버터(Boost Converter) 등의 전압 승압형 컨버터를 포함한 전원부(140)와 연계되어 거리 측정 센서(90)에 의해 측정된 선박과 발사체 수용부와의 거리에 비례하여 코일건에 들어갈 전압을 자동으로 산출한다.

한편, 코일건 제어부(120) 및 발사체 수용부(60)에는 와이파이를 포함한 무선통신부(130)가 각각 연결되어 설치되며, 코일건 제어부(120)에서 송출한 무선 제어 신호를 송신한 발사체 수용부의 개폐장치가 무선통신을 통해 개폐동작을 수행한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 - 베이스 20 - 원판
30 - 코일건 거치대 40 - 코일건
50 - 윈치 60 - 발사체 수용부
70 - 개폐장치 80 - 카메라
90 - 거리 측정 센서 100 - 기울기 감지 센서
120 - 코일건 제어부 130 - 무선통신부
140 - 전원부

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 선박에 설치되는 베이스;
   베이스의 중앙부에 좌우 회동가능하게 설치되는 원판;
   원판의 상면에 코일건 거치를 위해 설치되는 코일건 거치대;
   계선줄의 일측 단이 연결되어 전자기력에 의해 사출되는 발사체가 내부에 장착되고, 코일건 거치대에 상하방향으로 회동가능하게 설치되는 코일건;
   계선줄의 타측 단이 연결되어 감겨져 있으며, 구동모터에 의해 회동하며 계선줄의 장력을 조절하기 위해 선박에 설치되는 윈치; 및
   내부에 공간이 형성되며, 상면에 절개부가 형성되고, 절개부의 일측 단에 복수의 걸림부가 형성되며, 항구에 설치되는 발사체 수용부
   를 포함하는, 선박과 항구 간의 무선통신을 활용한 무인 정박 시스템.
4. 선박에 설치되는 베이스;
   베이스의 중앙부에 좌우 회동가능하게 설치되는 원판;
   원판의 상면에 코일건 거치를 위해 설치되는 코일건 거치대;
   계선줄의 일측 단이 연결되어 전자기력에 의해 사출되는 발사체가 내부에 장착되고, 코일건 거치대에 상하방향으로 회동가능하게 설치되는 코일건;
   계선줄의 타측 단이 연결되어 감겨져 있으며, 구동모터에 의해 회동하며 계선줄의 장력을 조절하기 위해 선박에 설치되는 윈치;
   내부에 공간이 형성되며, 상면에 절개부가 형성되고, 절개부의 일측 단에 복수의 걸림부가 형성되며, 항구에 설치되는 발사체 수용부; 및
   발사체 수용부의 절개부 타측 단에 일측이 연결되어 상하방향으로 힌지 회동하며 절개부를 개폐하는 개폐장치
   를 포함하는, 선박과 항구 간의 무선통신을 활용한 무인 정박 시스템.
5. 선박에 설치되는 베이스;
   베이스의 중앙부에 좌우 회동가능하게 설치되는 원판;
   원판의 상면에 코일건 거치를 위해 설치되는 코일건 거치대;
   계선줄의 일측 단이 연결되어 전자기력에 의해 사출되는 발사체가 내부에 장착되고, 코일건 거치대에 상하방향으로 회동가능하게 설치되는 코일건;
   계선줄의 타측 단이 연결되어 감겨져 있으며, 구동모터에 의해 회동하며 계선줄의 장력을 조절하기 위해 선박에 설치되는 윈치;
   내부에 공간이 형성되며, 상면에 절개부가 형성되고, 절개부의 일측 단에 복수의 걸림부가 형성되며, 항구에 설치되는 발사체 수용부;
   발사체 수용부의 절개부 타측 단에 일측이 연결되어 상하방향으로 힌지 회동하며 절개부를 개폐하는 개폐장치;
   코일건의 사격방향을 관측하기 위해 선박에 설치되는 카메라;
   항구에 설치된 발사체 수용부와 선박과의 거리를 감지하기 위한 거리 측정 센서, 선박의 기울기 감지를 위한 기울기 감지 센서를 포함하고, 선박에 설치되는 센서부; 및
   카메라와 센서부에서 전송된 신호를 처리하여 코일건의 발사각과 발사체 수용부의 개폐장치의 개폐동작 신호를 포함한 제어신호를 송출하는 코일건 제어부
   를 포함하는, 선박과 항구 간의 무선통신을 활용한 무인 정박 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   개폐장치의 일측 면에 부착되는 충격흡수 패드
   를 더 포함하는, 선박과 항구 간의 무선통신을 활용한 무인 정박 시스템.
7. 제5항에 있어서,
   코일건 제어부 및 발사체 수용부에는 무선통신부가 각 설치되어 코일건 제어부의 무선 제어 신호에 의해 발사체 수용부의 개폐장치가 개폐동작을 수행하는, 선박과 항구 간의 무선통신을 활용한 무인 정박 시스템.
   

Images