KR101735322B1 - 선체면 청소로봇 결속장치 및 이를 갖춘 선체면 청소로봇의 진수 및 회수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선체면 청소로봇 결속장치를 제공한다. 본 발명의 선체면 청소로봇 결속장치는 몸체부; 상기 몸체부의 중심선을 따라 마련되며, 상기 몸체부가 선체면 청소로봇에 연결된 테더케이블을 따라 이동하도록 안내하는 케이블 안내부; 상기 몸체부의 상부에 설치되고, 인양장치와 연결되는 연결부; 및 상기 몸체부에 설치되며, 선체면 청소로봇에 결속되거나 결속을 해제할 수 있는 샤클을 포함하되; 상기 연결부는 상기 중심선 상에 형성될 수 있다.

Description

선체면 청소로봇 결속장치 및 이를 갖춘 선체면 청소로봇의 진수 및 회수장치{SHACKLE DEVICEFOR HULL SURFACE CLEANING ROBOT, AND LUNCHING AND RETRIEVAL APPARATUS OF HULL SURFACE CLEANING ROBOT HAVING THE SAME}

본발명은선체면 청소로봇의 진수 및 회수를 위해 선체면 청소로봇을 결속하거나 결속을 해제할 수 있는 결속장치 및 이를 갖춘 선체면 청소로봇의 진수 및 회수장치에 관한 것이다.

선박은 하측(선저)이 물에 잠긴 상태에서 운용되므로 수중에 위치하는 저면이나 측면에 물이끼, 따개비 등과 같은 수중생물이 부착될 수 있다. 선체 표면에 부착되는 이물질은 선박이 운항할 때 저항으로 작용하여 속도를 저하시키고 연료소모량의 증가시키므로 주기적인 청소를 통해 제거할 필요가 있다.

선체에 부착된 이물질을 제거하기 위해 종래에는 선박을 육상의 도크(Dock)로 옮긴 후 작업자가 선체 외면에 고압의 세척수를 분사하는 방식으로 청소를 하기도 하였다. 하지만 이러한 방식은 선체를 도크로 옮기는 절차 등으로 인해 작업시간이 오래 걸릴 뿐 아니라 세척 과정에서 많은 작업인원을 동원해야 했다.

다른 방법으로는 다이버가 직접 물 속으로 들어가 청소장비를 운용하며 선체 청소를 하기도 하였다. 하지만 이 방식도 다이버가 수중에서 이동하며 작업을 해야 하기 때문에 작업시간이 많이 걸릴 뿐 아니라 해양 환경 오염 등의 문제가 발생된다. 또한, 청소과정에서 일어나는 이물질들로 인해 작업영역의 시계확보가 어렵고 열악한 해저 환경으로 인해 안전사고에 대한 부담도 있었다.

이러한 점들을 고려해, 최근에는 수중에서 선체 외면를 따라 주행하면서 선체 외면의 청소를 수행할 수 있는 선체면 청소로봇이 제안된 바 있다.이러한 선체면 청소로봇은 대한민국 공개특허공보 10-2011-0062248호(2011.06.10. 공개)의 예를 참고할 수 있다.

하지만 이러한 선체면 청소로봇은 수중에서 이용되는 장치이기 때문에 육상에서 수중의 작업영역으로 이동시키거나 작업을 완료한 후 이를 회수하는데 어려움이 있었다.

대한민국 공개특허공보 10-2011-0062248호(2011.06.10. 공개)

본 발명은 수중에서 운용하는 청소로봇을 손쉽게 결속하거나 결속을 해제할 수 있도록 하여 청소로봇의 진수 및 회수작업을 용이하게 수행할 수 있도록 하는 선체면 청소로봇 결속장치 및 이를 갖춘 선체면 청소로봇의 진수 및 회수장치를 제공하고자 한다.

본 발명은 청소로봇의 진회수 과정에서 편심을 방지함으로써 안정적인 선체면 청소로봇의 진수가 가능한 선체면 청소로봇 결속장치 및 이를 갖춘 선체면 청소로봇의 진수 및 회수장치를 제공하고자 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 몸체부; 상기 몸체부의 중심선을 따라 마련되며, 상기 몸체부가 선체면 청소로봇에 연결된 테더케이블을 따라 이동하도록 안내하는 케이블 안내부; 상기 몸체부의 상부에 설치되고, 인양장치와 연결되는 연결부; 및 상기 몸체부에 설치되며, 선체면 청소로봇에 결속되거나 결속을 해제할 수 있는 샤클을 포함하되; 상기 연결부는 상기 중심선 상에 형성되는 선체면 청소로봇 결속장치를 제공하고자 한다.

또한, 상기 연결부는 상기 몸체부의 상면에 서로 이격되어 설치되는 2개의 수직 브라켓; 상기 2개의 수직 브라켓에 양단이 각각 결합되는 수평 브라켓; 및 상기 수평 브라켓의 중심에 설치되고 인양장치의 와이어로프가 연결되는 연결편을 포함할 수 있다.

또한, 상기 수평 브라켓 아래에 설치되고 상기 케이블 안내부를 따라 이동되는 테더케이블이 상기 중심선에서 편심되도록 상기 테더케이블을 안내하는 편심 안내부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 편심 안내부는 상기 2개의 수직 브라켓에 회동 가능하게 축 결합되는 편심 롤러를 포함할 수 있다.

또한, 상기 편심 롤러는 상기 2개의 수직 브라켓 상에서 그 높이가 가변될 수 있다.

또한, 상기 케이블 안내부는 상기 몸체부의 중심선을 따라 상하로 관통하는 케이블 통과홀; 및 상기 케이블 통과홀을 지나는 테더케이블의 외면을 지지하도록 상기 몸체부에 설치되는 복수의 안내롤러를 포함할 수 있다.

또한, 상기 복수의 안내롤러는 상기 테더 테이블과 상기 몸체부 간의 마찰을 최소화하도록 상기 케이블 통과홀의 상단과 하단에 설치될 수 있다.

또한, 상기 몸체부는 테더케이블이 삽입되도록 상기 케이블 통과홀과 연통되는 개방부; 및 상기 개방부를 개폐하는 분리형 블록을 포함할 수 있다.

또한, 상기 몸체부는 선체면 청소로봇의 견인고리가 수용되는 도킹공간을 한정하는 도킹구조물을 포함할 수 있다.

또한, 상기 도킹공간은 상측부가 잘린 콘(cone)형상으로 제공될 수 있다.

또한, 상기 샤클은 선체면 청소로봇의 견인고리를 걸어서 결속하거나 결속을 해제할 수 있도록 상기 도킹구조물에 설치되는 걸림후크들; 상기 걸림후크들을 동작시켜 결속 및 결속 해제를 구현하는 작동부; 및 상기 작동부로 전원을 공급하는 배터리를 포함할 수 있다.

또한, 상기 도킹구조물은 상기 도킹 공간을 둘러싸는 내측면에 잠금해제 상태의 상기 걸림후크들이 위치되는 후크삽입홈을 가질 수 있다.

또한, 상기 샤클은 상기 걸림후크들 중 적어도 하나에 설치되어 선체면 청소로봇의 견인고리가 결속되었는지를 감지하는 터치센서를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 샤클은 상기 작동 장치의 결속 동작을 감지하는 리미트 센서; 및 상기 리미트 센서의 센싱에 의해 점등되는 표시등을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선체면 청소로봇을 수중으로 내리거나 수중으로부터 끌어올리는 인양장치;및 상기 인양장치에 연결에 연결되는 것으로, 상술한 선체면 청소로봇 결속장치를 포함하는 선체면 청소로봇의 진수 및 회수장치를 제공하고자 한다.

또한, 상기 인양장치는 상기 선체면 청소로봇의 테더케이블을 감거나 풀어주는 권취장치와, 상기 선체면 청소로봇으로 전원을 공급하는 전원공급장치와, 상기 선체면 청소로봇의 동작 제어를 위한 제어장치를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 선체면 청소로봇 결속장치는 테더케이블의 외측에 설치된 상태에서 테더케이블을 따라 수중에 위치하는 청소로봇의 견인고리 쪽으로 안내될 수 있기 때문에 수중에 위치하는 청소로봇의 견인고리를 육안으로 판단하기 어려운 상황에서도 청소로봇의 견인고리를 안정적이면서도 손쉽게 결속할 수 있는 각별한 효과를 갖는다.

본 발명의 실시예에 의하면, 테더케이블과 와이어로프의 연결 포인트가 몸체부의 중심선상에 위치시킬 수 있어 선체면 청소로봇과의 진수시 청소로봇 결속장치가 기울어지는 현상을 방지할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 걸림 후크들이 도킹 구조물 내에 설치됨으로써 몸체부 외부로 노출되지 않음으로써 주변 구조물과의 충돌로 인한 손상이나 오작동 등을 예방할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 케이블 안내부를 따라 몸체부 상면으로 빠져나온 테더케이블이 편심 롤러에 의해 편심됨으로써 연결부에 연결된 와이어로프와의 간섭으로 인한 손상을 방지할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 외부에서 볼 수 없는 걸림후크의 결속 또는 결속 해제 상태 그리고 걸림후크와 견인고리의 접촉상태를 LED 표시등을 통해 확인할 수 있어 선체면 청소로봇의 진수(또는 회수)시 안정성을 높일 수 있다.

도 1은 선체면 청소로봇을 이용하여 선박의 외면에 부착된 이물질을 청소하는 예를 나타낸다.
도 2는 선체면 청소로봇을 위에서 바라본 사시도이다.
도 3은 선체면 청소로봇을 아래에서 바라본 사시도이다.
도 4는 선체면 청소로봇의 후방에 설치된 견인고리와 테더케이블의 연결상태를 나타낸 사시도이다.
도 5와 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 진수 및 회수장치를 이용하여 선체면 청소로봇을 진수하거나 회수하는 상태를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 선체면 청소로봇 결속장치의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 선체면 청소로봇 결속장치의 단면도이다.
도 9a 및 도 9b는 분리형 블록이 개폐 동작을 보여주는 도면들이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 선체면 청소로봇 결속장치에서 샤클을 보여주는 사시도이다.
도 11a 및 도 11b는 걸림후크들의 개폐 동작 상태를 보여주는 도면들이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 선체면 청소로봇을 이용하여 선박의 외면에 부착된 이물질(물이끼, 따개비 등)을 청소하는 예를 나타낸다.

도 1에 도시한 바와 같이, 선체면 청소로봇(100)은 물에 잠긴 선체(10)의 외면에 부착상태로 주행하면서 선체(10) 외면을 청소할 수 있다. 도 1은 선체면 청소로봇이 선체(10) 외면을 청소하는 경우를 예시하고 있으나, 선체면 청소로봇(100)의 이용범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 해상에 침수상태로 존재하는 각종 해양플랜트나 해상 부유구조물의 외면을 청소하는 경우에도 이용될 수 있다.

선체면 청소로봇(100)에는 도면에 나타내지는 않았지만, 별도의 조종설비와 전원공급장치로부터 연장되는 테더 케이블(20)이 연결된다. 조종설비와 전원공급장치는 육상에 비치된 상태에서 운용되거나 청소가 이루어지는 선박의 갑판 또는 다른 선박의 갑판에 비치된 상태로 운용될 수 있다.

도 2와 도 3은 선체면 청소로봇의 외형을 나타낸 사시도로, 도 2는 상부, 도 3은 저면부 구성을 나타낸다.

도 2와 도 3을 참조하면, 선체면 청소로봇(100)은 그 외면을 덮는 상부커버(101)와 하부커버(102)를 포함할 수 있다. 상부커버(101)와 하부커버(102)는 각각 상부와 하부에서 선체면 청소로봇(100)의 외측을 덮도록 결합됨으로써 내장되는 부품들을 보호한다. 상부커버(101)와 하부커버(102)는 도면에 도시한 예처럼 유체의 저항을 최소화하여 수중에서 안정적으로 주행할 수 있도록 그 형태가 유선형으로 마련될 수 있다.

선체면 청소로봇(100)은 상부커버(101)와 하부커버(102)의 내측에 설치되는 프레임(미도시), 저면 쪽 후방 양측에 각각 설치된 두 구동유닛(110), 저면 쪽 전방 중앙에 설치된 조향유닛(120), 작업 대상면을 청소하는 청소유닛(130), 청소과정에서 작업 대상면으로부터 이탈하는 이물질을 수거하여 포집하는 이물수거장치(미도시), 동작제어를 위한 제어유닛(미도시)을 포함할 수 있다. 여기서 전방이라는 표현은 청소로봇(100)이 주행하여 나아가는 방향, 후방은 그 반대편을 의미한다.

이러한 선체면 청소로봇(100)은 구동유닛(110)의 구동휠(111)과 조향유닛(120)의 조향휠(121)이 내장된 자석의 자력에 의해 작업 대상면에 부착되므로 작업 대상면에 부착된 상태로 주행할 수 있다. 또 선체면 청소로봇(100)은 주행하는 과정에서 청소유닛(130)의 청소브러시(131)가 회전하면서 작업 대상면을 청소할 수 있다.

도 4는 선체면 청소로봇의 후방에 설치된 견인고리와 테더케이블의 연결상태를 나타낸 사시도이다.

도 4를 참조하면, 선체면 청소로봇(100)의 후방 쪽에는 청소로봇(100)의 진수 및 회수를 위한 링 형태의 견인고리(140)가 설치된다. 견인고리(140)는 선체면 청소로봇(100) 내부의 프레임으로부터 후방으로 연장되는 연장부(141)에 고정될 수 있다. 그리고 선체면 청소로봇(100)의 후미 쪽에 연결되는 테더케이블(20)은 견인고리(140)를 통과한 상태에서 후방으로 연장되도록 설치된다.

이러한 구성은 후술하겠지만, 선체면 청소로봇(100)의 진수 및 회수를 위해 견인고리(140)를 결속하는 결속장치(300)가 테더케이블(20)을 따라 이동하여 견인고리(140)를 결속할 수 있도록 하기 위함이다.

도 5와 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 진수 및 회수장치를 이용하여 선체면 청소로봇을 진수하거나 회수하는 상태를 나타낸다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 진수 및 회수장치는 선체면 청소로봇(100)을 수중으로 내리거나 수중으로부터 끌어올리는 인양장치(200)와, 인양장치(200)가 선체면 청소로봇(100)을 진수하거나 회수할 때 선체면 청소로봇(100)을 결속할 수 있도록 인양장치(200)에 연결되는 청소로봇 결속장치(300)를 포함할 수 있다.

인양장치(200)는 도 5에 도시한 바와 같이, 길이 및 각도조절이 가능한 붐대(210)와, 붐대(210)로부터 연장되는 로프(220)의 길이조절에 의해 그 높이가 변하는 인양 헤드(230)와, 중량물을 걸어서 인양할 수 있도록 인양 헤드(230)에 연결된 와이어로프(250)를 포함한다. 즉, 인양장치(200)는 통상의 크레인과 같은 형태일 수 있다.

또 도면에 나타내지는 않았지만, 인양장치(200)는 선체면 청소로봇(100)의 테더케이블(20)을 감거나 풀어주는 권취장치와, 선체면 청소로봇(100)으로 전원을 공급하는 전원공급 장치와, 사용자가 조작을 통하여 선체면 청소로봇(100)의 동작 제어를 위한 제어장치를 포함할 수 있다.

인양장치(200)를 구성하는 붐대(210), 권취장치, 전원공급장치, 제어장치 등은 트럭이나 트레일러와 같은 운송수단에 탑재된 형태일 수 있다. 물론 이러한 운송수단은 선체면 청소로봇(100)의 탑재를 위한 공간을 구비함으로써 선체면 청소로봇(100)을 실어 운송할 수도 있다.

청소로봇 결속장치(300)는 와이어로프(250) 등에 의해 인양장치(200)의 인양헤드(230)에 연결될 수 있다. 또 청소로봇 결속장치(300)는 테더케이블(20)이 그 중심부를 상하로 통과하는 형태로 테더케이블(20)의 외측에 결합됨으로써 청소로봇(100)을 수중으로부터 회수할 때 테더케이블(20)을 따라 이동하여 청소로봇(100)의 견인고리(140)에 접근할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 선체면 청소로봇 결속장치의 사시도이고, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 선체면 청소로봇 결속장치의 단면도이다.

도 7과 도 8을 참조하면, 청소로봇 결속장치(300)는 몸체부(310), 케이블 안내부(330), 연결부(370) 그리고 샤클(340)을 포함한다.

몸체부(310)는 원형의 단면구조를 가지는 원통형상으로 제공될 수 있다. 몸체부(310)에는 케이블 안내부(330)가 제공된다.

케이블 안내부(330)는 몸체부(310)의 중심선을 따라 마련되며, 몸체부(310)가 선체면 청소로봇(100)에 연결된 테더케이블(20)을 따라 이동하도록 안내하는 케이블 통과홀(332)과, 안내롤러(334)들을 포함한다.

케이블 통과홀(332)은 몸체부(310)의 중심부에 상하로 관통되어 형성된다. 그리고 안내롤러(334)들은 케이블 통과홀(332)을 지나는 테더케이블(20)의 외면을 지지하고 테더 케이블(20)과 몸체부(100) 간의 마찰 방지를 위해 테이블 통과홀(332)의 상단과 하단에 각각 설치된다. 일 예로, 4개의 안내롤러(334)가 테더 케이블을 사방에서 지지하도록 배치될 수 있다.

몸체부(310)는 상부 몸체(310a)와 하부 몸체(310b)로 구분될 수 있다. 상부 몸체(310a)에는 led 표시등(309), 배터리, 제어기 등이 설치되며, 하부 몸체(310b)에는 선체면 청소로봇(100)의 견인고리(140)가 수용되는 도킹공간(D)을 한정하는 도킹구조물(320)과, 선체면 청소로봇(100)의 견인고리(140)에 결속되거나 결속을 해제할 수 있는 샤클(340)이 설치된다.

보다 상세히 살펴보면, 도킹구조물(320)은 샤클(340)과 견인고리(140)가 결합하는 과정에서 가이드 역할을 하는 구성요소로서, 하부가 개방되고, 견인고리(140)가 수용되는 도킹 공간(D)을 형성한다. 이때, 도킹구조물(320)에 의해 형성되는 도킹 공간(D)은 견인고리(140)와 대응되는 형상이며, 바람직하게는 상측부가 잘린 콘(cone)형상으로 이루어진다.

몸체부(310)는 측면에 개방부(313)를 갖는다. 개방부(313)는 케이블 통과홀(332)과 연통되며, 테더케이블(20)은 개방부(313)를 통해 케이블 통과홀(332)에 위치될 수 있다. 개방부(313)에는 분리형 블록(314)이 설치된다. 분리형 블록(314)은 개방부(313)와 대응되는 형상으로 이루어진다.

분리형 블록(314)은 케이블 통과홀(332)의 개방이 가능하도록 개방부(313)으로부터 분리될 수 있다. 이를 위해 분리형 블록(314)은 수직 가이드핀(315)과 잠금볼트(316)를 포함한다. 분리형 블록(314)은 수직 가이드핀(315)에 의해 상방으로 이동된 후 수직 가이드핀(315)을 축으로 회동될 수 있다. 분리형 블록(314)은 잠금볼트(316)에 의해 몸체부(312)에 고정된다.

도 9a 및 도 9b는 분리형 블록이 개폐 동작을 보여주는 도면들이다.

도 9a 및 도 9b를 참조하면, 우선 잠금 볼트(316)의 잠금을 해제한 상태에서 분리형 블록(314)을 개방부(313) 상부로 완전히 인출한다. 그리고 수직 가이드핀(315)을 축으로 분리형 블록(314)을 270° 회동시키면 개방부(313)의 개방이 완료된다. 따라서 도 9b에 도시한 바와 같이, 개방부(313)를 개방 후 케이블통과홀(332)에 테더케이블(20)을 진입시킨 상태로 테더케이블(20) 외측에 설치할 수 있다.

연결부(370)는 몸체부(310)의 상부에 설치된다. 연결부에는 인양장치(200)와 연결된 와이어로프(250) 등이 결속된다. 일 예로, 연결부(370)는 2개의 수직 브라켓(372)과 수평 브라켓(374) 그리고 연결편(376)을 포함한다. 2개의 수직 브라켓(372)은 몸체부(310)의 상면에 서로 이격되어 설치된다. 수평 브라켓(374)은 2개의 수직 브라켓(372) 상단에 결합된다. 연결편(376)은 수평 브라켓(374)의 중심에 설치되며, 인양장치의 와이어로프(250)가 연결된다.

한편, 수평 브라켓(374) 아래에는 편심 안내부(380)가 설치된다. 편심 안내부(380)는 케이블 안내부(330)를 따라 이동되는 테더케이블(20)이 몸체부(310)의 중심선에서 편심되도록 테더케이블(20)을 안내하는 편심 롤러(382)를 포함한다. 편심 롤러(382)는 2개의 수직 브라켓(372)에 회동 가능하게 축 결합된다. 한편, 편심 롤러(382)는 2개의 수직 브라켓(372) 상에서 그 높이가 가변되도록 설치될 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 테더케이블과 와이어로프의 연결 포인트가 몸체부의 중심선상에 위치시킬 수 있어 선체면 청소로봇과의 진수시 청소로봇 결속장치(300)가 기울어지는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 청소로봇 결속장치(300)는 케이블 안내부(330)를 따라 몸체부(310) 상면으로 빠져나온 테더케이블(20)이 편심 롤러(382)에 의해 편심됨으로써 연결부(370)에 연결된 와이어로프(250)와의 간섭으로 인한 손상을 방지할 수 있다.

도 10은 샤클의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 11a는 걸림후크의 결속 상태를 보여주는 평면도이고, 도 11b는 걸림후크의 결속 해제 상태를 보여주는 평면도이다.

도 8 그리고 도 10 내지 도 11b를 참조하면, 샤클(340)은 걸림후크(342)들과 작동부(350) 그리고 작동부(350)로 전원을 공급하는 배터리(미도시됨)를 포함할 수 있다. 배터리는 상부 몸체(310a)에 설치될 수 있다.

걸림 후크(342)들은 선체면 청소로봇(100)의 견인고리(140)를 걸어서 결속하거나 결속을 해제할 수 있도록 도킹구조물(320)에 설치될 수 있다. 걸림 후크(342)는 도킹 구조물(320)에 회동 가능하게 설치되는 회전축(344)과, 회전축(344) 하단에 설치되어 견인고리(140)를 걸어서 결속할 수 있도록 절곡 형성된 걸이부(346)를 포함한다. 도킹구조물(320)의 내측면에는 잠금해제 상태의 걸이부(346)가 위치되는 후크삽입홈(328)을 갖는다.

한편, 걸림후크(342)들 중 적어도 하나에는 선체면 청소로봇(100)의 견인고리(140)가 결속되었는지를 감지하는 터치센서(348)가 설치될 수 있다. 몸체부(310)는 상면에 터치센서(348)의 감지신호에 따라 점등되는 LED 표시(309)등이 설치될 수 있다.

이처럼, 본 발명에 따르면 외부에서 볼 수 없는 걸림후크(342)와 견인고리(140)의 접촉상태를 LED 표시등(309)을 통해 확인할 수 있어 선체면 청소로봇(100)의 진수(또는 회수)시 안정성을 높일 수 있다.

걸림 후크(340)들은 도킹 구조물(320) 내에 설치됨으로써 몸체부(310) 외부로 노출되지 않음으로써 주변 구조물과의 충돌로 인한 손상이나 오작동 등을 예방할 수 있다.

작동부(350)는 걸림후크(340)들을 회전시켜 결속 및 결속 해제를 구현할 수 있는 다양한 형태의 장치로 구성될 수 있다. 예를 들어, 작동부(350)는 걸림후크들의 회전축을 직접 회전시키는 방식 또는 간접적으로 회전시키는 방식 또는 실린더 구동 방식으로 걸림 후크를 작동시키는 방식 등이 있다.

본 실시예에서, 작동부(350)는 모터(352)의 회전력을 걸림 후크(340)들 각각으로 동시에 전달하는 기어 장치로 제공될 수 있다. 일 예로, 작동부(350)는 모터(352)와 연결되는 원동기어(353), 원동기어(353)와 치합되도록 외주면에 기어이(gear tooth)가 형성된 피니언기어(354), 걸림 후크(342)의 회전축(344) 상단에 설치되고 피니언기어(354)와 치합되어 피니언기어(354)의 회동에 의해 회전되는 종동기어(355)를 포함할 수 있다. 피니언기어(354)는 링 형태로 이루어지며 피니언기어(354)는 상부 기어가이드(356)와 하부 기어가이드(357)에 의해 지지된다.

한편, 샤클(340)은 작동부(350)의 결속 및 결속 해제 동작을 감지하는 제1리미트 센서(362)와 제2리미트 센서(364) 그리고 제1,2리미트 센서(362,364)의 센싱에 의해 점등되는 LED 표시등(308)을 포함한다. 작동부의 피니언기어(354)에는 터치부재(368)가 설치된다. 제1,2리미트 센서(362,364)는 터치부재(368)가 직접 접촉됨에 의해 작동된다. 즉, 피니언기어(354)가 걸림후크(340)들의 결속해제를 위해 동작되었을 때 터치부재(368)는 제1리미트 센서(362)에 접촉을 인가하고, 피니언기어(354)가 걸림후크(340)들의 결속을 위해 동작되었을 때 터치부재(368)는 제2리미트 센서(364)에 접촉을 인가한다. LED 표시등(308)은 제1,2리미트 센서(362,364)의 센싱 신호에 따라 서로 다른 색상으로 점등될 수 있다.

이처럼, 본 발명에 따르면 외부에서 볼 수 없는 걸림후크(342)의 결속 또는 결속 해제 상태를 LED 표시등(309)을 통해 확인할 수 있어 선체면 청소로봇(100)의 진수(또는 회수)시 안정성을 높일 수 있다.

다음은 본 실시 예에 따른 진수 및 회수장치를 이용하여 청소로봇(100)을 수중 작업영역(선체 외면 등)으로 이동시키거나 수중 작업영역으로부터 회수하는 동작에 관하여 설명한다.

청소로봇(100)을 수중의 작업영역으로 이동시킬 때는 먼저 육상(부두의 안벽 위 등)에서 인양장치(200)에 결속장치(300)를 연결하고, 결속장치(300)를 테더케이블(20) 외측에 설치한 상태에서 결속장치(300)로 진수할 청소로봇(100)의 견인고리(140)를 결속한다.

이 상태에서 도 6의 예와 같이, 인양장치(200)를 동작시켜 청소로봇(100)을 수중의 작업영역으로 내린다. 그리고 청소로봇(100)이 수중에서 선체(10)의 외면 등에 부착된 후에는 결속장치(300)의 결속을 해제하여 결속장치(300)만을 끌어 올린다. 이때 결속장치(300)는 테더케이블(20)을 따라 상부로 이동하여 수면 위로 끌어 올려지고, 청소로봇(100)은 선체(10) 외면에 부착된 상태로 주행하며 청소작업을 수행할 수 있다.

청소작업을 마친 청소로봇(100)을 작업영역으로부터 회수할 때는 인양장치(200)의 조작을 통해 인양장치(200)에 연결된 결속장치(300)를 수중으로 내린다. 이때 결속장치(300)는 테더케이블(20)을 따라 수중에 위치하는 청소로봇(100)의 견인고리(140) 쪽으로 안내된다. 따라서 수중에 위치하는 청소로봇(100)의 견인고리(140)를 육안으로 판단하기 어려운 상황에서도 결속장치(300)를 청소로봇의 견인고리(140) 쪽으로 쉽게 안내할 수 있다.

결속장치(300)가 수중의 청소로봇(100)에 도달하면, 결속장치(300)로 청소로봇의 견인고리(140)를 결속한 후 인양장치(200)로 수중 청소로봇(100)을 끌어 올릴 수 있다.결속장치(300)가 견인고리(140)를 결속할 때는 도 8에 도시한 바와 같이, 견인고리(140)가 도킹 구조물 내부로 진입한 상태에서 걸림후크들을 견인고리(140)를 걸어서 결속하게 되므로, 청소로봇(100)을 안정적으로 결속할 수 있다.

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 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 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.

20: 테더케이블, 100: 선체면 청소로봇,
140: 견인고리, 200: 인양장치,
300: 결속장치, 310 : 몸체부
330 : 케이블 안내부 340 : 샤클
370 : 연결부

Claims (12)

1. 몸체부;
   상기 몸체부의 중심선을 따라 마련되며, 상기 몸체부가 선체면 청소로봇에 연결된 테더케이블을 따라 이동하도록 안내하는 케이블 안내부;
   상기 몸체부의 상부에 설치되고, 인양장치와 연결되는 연결부; 및
   상기 몸체부에 설치되며, 선체면 청소로봇과 결속되는 샤클을 포함하되;
   상기 몸체부는
   선체면 청소로봇의 견인고리가 수용되는 도킹 구조물을 포함하며,
   상기 샤클은
   상기 도킹구조물에 수용된 상기 견인고리를 걸어서 결속하도록 상기 도킹구조물에 설치되는 걸림후크들;
   모터의 회전력을 기어장치를 통해 전달하여 상기 걸림후크들을 구동시키는 작동부; 및
   상기 작동부로 전원을 공급하는 배터리를 포함하고,
   상기 도킹구조물은
   도킹 공간을 둘러싸는 내측면에 잠금해제 상태의 상기 걸림후크들이 위치되는 후크삽입홈을 포함하는 선체면 청소로봇 결속장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 연결부는
   상기 몸체부의 상면에 서로 이격되어 설치되는 2개의 수직 브라켓;
   상기 2개의 수직 브라켓에 양단이 각각 결합되는 수평 브라켓; 및
   상기 수평 브라켓의 중심에 설치되고 인양장치의 와이어로프가 연결되는 연결편을 포함하는 선체면 청소로봇 결속장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 수평 브라켓 아래에 설치되고 상기 케이블 안내부를 따라 이동되는 테더케이블이 상기 중심선에서 편심되도록 상기 테더케이블을 안내하는 편심 안내부를 더 포함하는 선체면 청소로봇 결속장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 편심 안내부는
   상기 2개의 수직 브라켓에 회동 가능하게 축 결합되는 편심 롤러를 포함하고,상기 편심 롤러는 상기 2개의 수직 브라켓 상에서 그 높이가 가변되는 선체면 청소로봇 결속장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 케이블 안내부는
   상기 몸체부의 중심선을 따라 상하로 관통하는 케이블 통과홀; 및
   상기 케이블 통과홀을 지나는 테더케이블의 외면을 지지하도록 상기 몸체부에 설치되는 복수의 안내롤러를 포함하는 선체면 청소로봇 결속장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 복수의 안내롤러는
   상기 테더 케이블과 상기 몸체부 간의 마찰을 최소화하도록 상기 케이블 통과홀의 상단과 하단에 설치되는 선체면 청소로봇 결속장치.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 몸체부는
   테더케이블이 삽입되도록 상기 케이블 통과홀과 연통되는 개방부; 및
   상기 개방부를 개폐하는 분리형 블록을 더 포함하는 선체면 청소로봇 결속장치.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤클은
    상기 걸림후크들 중 적어도 하나에 설치되어 선체면 청소로봇의 견인고리가 결속되었는지를 감지하는 터치센서를 더 포함하는 선체면 청소로봇 결속장치.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤클은
    상기 작동부의 결속 동작을 감지하는 리미트 센서; 및
    상기 리미트 센서의 센싱에 의해 점등되는 표시등을 더 포함하는 선체면 청소로봇 결속장치.
    
    

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