KR101814539B1 - 선박의 평형계측 장치 및 평형계측 방법 - Google Patents

선박의 평형계측 장치 및 평형계측 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은
관한 것이다.
본 발명에 의한 연습용 포탄은,
구서된다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 작업반경이 증대되고 작업능률이 향상되는 이점이 있다.

Description

선박의 평형계측 장치 및 평형계측 방법{Device and Method for balance measuring of Ship}
본 발명은 선박의 평형계측 장치 및 평형계측 방법에 관한 것으로서, 선박의 건조시 선박의 선두, 선체중심, 선미에 복수개의 측정수단이 설치되어, 설정된 설계시의 하중값 및 기울기값과 제작 중 선박의 실제 하중값 및 기울기값을 실시간으로 비교하여 실제해상에서와 같은 조건의 Trim(트림)값 분석을 통해 실시간으로 선박의 평형 상태를 확인할 수 있는 선박의 평형계측 장치 및 평형계측 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 선박 건조는 최종 도크 내에서 그 건조를 최종 완료시킨 후, 도크 게이트를 개방하여 도크 내로 해수를 유입시키고 건조 완료된 선박을 진수시키게 된다.
이러한 최종 건조완료 전 미완성 선박은 드라이도크 내 반복에 의하여 도크바닥으로부터 일정 높이(작업자의 위보기 작업이 용이하도록 대략 1800mm 정도 유지) 지지된 상태를 취하게 되며, 드라이도크 내에서 진수 전 미완성 선작에 대한 마무리 건조 작업을 수행하게 된다.
이후 건조가 완료된 선박은 드라이도크의 케이트를 열어 해수를 유입시켜 도크 박으로 예인하여 전수시키게 된다.
이상과 같이 드라이도크에서 선박 진수 시, 반목(support)에 지지된 선박은 일정높이의 흘수(물에 잠겨있는 부분의 깊이)가 확보되기 전까지는 반목에 지지된 상태를 유지하게 된다.
일반적으로 건조 완료된 선박의 진수 시 충분한 흘수를 만족하기 위해서는 충분한 크기의 드라이도크가 마련되어야 하는 것이 당연하나 큰 부지가 확보되어야 ㅎ하 제작의 여건상 해수 유입용량이 정해진 드라이도크 내에서 다양한 크기의 선박 건조 및 진수 작업이 수행되고 있다.
이때, 선박은 도크 바닥면에 배치되는 반목(support)에 의해 지지되는데, 진수되는 선박은 평형 상태로 유지되어야 하므로 진수선박의 기울어짐을 파악하는 것이 중요하다.
또한, 통상적인 진수선박의 기울어짐 파악은 선체의 외부표면에 눈금선을 표기하여 작업자가 육안으로 확인하기 때문에 야간이나 우천과 같은 변수에 따라, 작업자의 시야확보가 어려운 상황에서는 선박의 평형 확인의 정확성이 떨어져 오차가 발생할 수 있다.
이러한 문제점을 개선한 장치 선박의 평형감지가 가능한 반목 및 이를 이용한 진수선박 자세 모니터링장치가 대한민국공개특허공보 10-2014-0031511에 개시되어 있다.
상기와 같은 장치는, 도크의 바닥면에서 선박을 지지하기 위해 설치되는 복수개의 반목과, 이러한 반목 중 선박의 선수측, 선미측, 좌현측, 우현측 중 적어도 하나의 반목은 선박의 수평을 유지하는 높이를 갖는 몸체와, 몸체의 상면에 구비되며 선박을 지지하는 선박받침대와, 몸체의 하부에 결합되며, 도크에 해수를 채우는 선박진수작업시 선박의 평형상태를 감지하는 평형감지수단을 포함하도록 구성된다.
종래의 장치는 단순히 선박의 선수측, 선미측, 좌현측, 우현측에 각각 선박의 각운동 변환값(기울기값)을 감지하는 반목을 설치, 이를 이용하여 선박의 평형을 감지한다.
따라서, 도크의 내부에 해수가 채워진 상태에서 장치를 사용하야하므로, 도크 없이는 작업이 불가능하고, 선박의 기울기값만으로 평형상태를 감지하도록 구성되어 있으므로, 기울기값과 가장 밀접한 연관성이 있는 선박의 하중값이 산출되지 못하는 문제점이 있다.
또한, 선박의 제작 초기부터 선박의 평형을 측정하는 것이 아니라 선박의 건조가 거의 완료된 상태에서 평형감지를 실시하므로, 기울기값의 오차범위가 큰 경우에는 선박의 보수 작업이 장시간 소요될 수 있으며, 보수비용이 과도하게 발생하는 문제점이 있을 수 있다.
대한민국공개특허공보 10-2014-0031511호
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 선박의 건조시 선박의 선두, 선체중심, 선미에 복수개의 측정수단이 설치되어, 설정된 설계시의 하중값 및 기울기값과 제작 중 선박의 실제 하중값 및 기울기값을 실시간으로 비교하여 실제해상에서와 같은 조건의 Trim(트림)값 분석을 통해 실시간으로 선박의 평형 상태를 확인할 수 있는 선박의 평형계측 장치 및 평형계측 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명에 의한 선박의 평형계측 장치 및 평형계측 방법은, 선박의 선수측, 선미측, 좌현측, 우현측에 복수개가 설치되며, 선박 각부위의 하중값과 기울기값을 실시간으로 측정하고, 선박의 높낮이를 조절하는 측정수단과, 복수개의 상기 측정수단과 각각 연결되며, 상기 측정수단에 의해 검출된 선박 각부위의 실제 하중값 및 기울기값과 설계시 설정된 설정값을 비교하여 상기 측정수단의 높낮이를 조절하고, 선박의 설정값과 측정값을 일치시키는 제어부를 포함하며, 상기 측정수단은, 사각형 판재로 이루어져, 선박의 바닥면에에 밀착되며, 선박의 바닥면을 지지하는 선박지지판과, 상기 선박지지판의 하부면에 설치되며, 상기 선박지지판에 가해지는 하중값을 산출하는 하중측정부재와, 상기 하중측정부재의 하부면에 설치되며, 상기 하중측정부재를 지지하고, 상기 선박지지판과 상기 하중측정부재를 상하로 이동시키는 승강플레이트와, 상기 승강플레이트의 하부에 설치되며, 상기 승강플레이트를 상하로 이동시키는 승강실린더와, 상기 승강실린더의 일측에 설치되며, 일단이 상기 승강플레이트의 일측에 고정 설치되어 상기 승강플레이트의 상하 이동에 따라 상하로 이동되어 상기 승강플레이트의 이동거리를 산출하는 거리측정부재를 포함한다.
상기 승강실린더는, 내부가 중공된 원통 형상을 가지며, 상하로 길게 형성되는 승강몸체와, 상기 승강몸체의 내부에 상하로 습동 가능하게 설치되며, 작동유의 공급 및 배출에 따라 상기 승강플레이트를 상하로 승강시키는 승강바와, 상기 승강몸체의 일측에 설치되며, 내부가 중공된 통체로 이루어져 내부에 작동유가 저장되는 작동유탱크와, 상기 승강몸체의 일측에 설치되며, 다수개의 관체로 이루어져, 상기 작동유탱크와 연결되고, 상기 제어부의 조작에 따라 작동유의 공급방향 및 배출방향을 안내하는 매니폴더부와, 상기 매니폴더부의 일측에 설치되며, 고속으로 회전되어 작동유를 상기 승강몸체의 내부에 공급하는 공급모터를 포함한다.
상기 거리측정부재는, 포텐션메타로 이루어진다.
선박의 바닥면 선수측, 선미측, 좌현측, 우현측에 각각 복수개의 측정수단을 설치하는 측정준비단계와, 복수개의 상기 측정수단의 설치가 완료되면, 복수개의 상기 측정수단을 작동시켜 선박지지판을 상부 방향으로 작동시키고, 상기 측정수단의 하중측정부재에 "0"값 이상이 검출되는 위치까지 상기 선박지지판을 이동시켜 측정수단의 원점을 설정하는 원점 설정단계와, 상기 원점 설정단계가 완료되면, 각 승강실린더를 작동시켜 제어부에 입력된 설계시의 하중값(설정값)과 일치하는 위치까지 선박의 선수측, 선미측, 좌현측, 우현측의 높낮이를 조절하는 지정위치이송단계와, 상기 지정위치이송단계가 완료되면, 복수개의 상기 측정수단에 설치된 하중측정부재와 거리측정부재에 의해 선박의 각부위에 작용하는 하중값과 이동거리값을 산출하는 선박측정모니터링단계와, 상기 선박측정모니터링단계에서 산출된 각부위의 하중값과 이동거리값을 제어부에서 연산하여 선박의 트림값(기울기값)과 비교하여 각부위의 하중값을 보정하고, 보정된 하중값에 따라 각 부위의 상기 승강실린더를 작동시켜 선박의 높낮이를 조절하는 선박위치보정단계와, 상기 선박위치보정단계에 의해 위치가 보정된 선박 각부위을 하중값과 이동거리값을 재측정하여 선박의 기울기값과 하중값을 산출하고, 보정된 기울기값과 하중값에 따라 선박 건조시 이를 반영하는 데이터 산출단계를 포함한다.
상기 데이터 산출단계 이후에는, 상기 데이터 산출단계에 의해 산출된 기울기값과 하중값을 바탕으로 제어부에서 이를 연산하여 선박의 트림값과 무게 중심값을 도출하는 선박평형산출단계을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 선박의 평형계측 장치 및 평형계측 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은, 선박의 선수측, 선미측, 좌현측, 우현측의 하부에 각각 복수개의 측정수단이 설치되어 실시간으로 하중값을 검출할 수 있으며, 이를 바탕으로 설계치의 트림값과 실제의 하중값을 비교하여 건조 중인 선박의 실시간 보정작업이 가능하다.
따라서, 이러한 선박의 평형계측 방법을 통해 육상에서 선박을 건조하는 과정 중에 실시간으로 선박의 평형상태를 확인할 수 있을 뿐만 아니라, 설계치 트림값과 현재 건조되는 선박의 실제값을 비교하여 선박의 건조에 실시간으로 반영할 수 있으므로 선박 건조 시간을 단축할 수 있으며, 선박 건조의 작업 효율성이 향상되는 이점이 있다.
또한, 별도의 도크를 설치하지 않고도 선박의 평형상태를 실시간으로 측정할 수 있으므로 선박건조 비용을 최소화 할 수 있으며, 선박의 건조 정밀도가 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 선박의 평형계측장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 정면도.
도 2는 본 발명에 의한 선박의 평형계측장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 측면도.
도 3은 본 발명 실시예를 구성하는 측정수단의 구성을 보인 정면도.
도 4는 본 발명 실시예를 구성하는 측정수단의 구성을 보인 좌측면도.
도 5는 본 발명 실시예를 구성하는 측정수단의 구성을 보인 우측면도.
도 6은 본 발명 실시예를 구성하는 측정수단의 구성을 보인 평면도.
도 7은 본 발명에 의한 선박의 평형계측방법의 바람직한 실시예의 구성을 보인 플로우차트.
이하 본 발명에 의한 선박의 평형계측 장치 및 평형계측 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명에 의한 선박의 평형계측장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 정면도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명에 의한 선박의 평형계측장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 측면도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명 실시예를 구성하는 측정수단의 구성을 보인 정면도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명 실시예를 구성하는 측정수단의 구성을 보인 좌측면도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명 실시예를 구성하는 측정수단의 구성을 보인 우측면도가 도시되어 있고, 도 6에는 본 발명 실시예를 구성하는 측정수단의 구성을 보인 평면도가 도시되어 있다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 선박의 평형계측 장치는, 선박(S)의 선수측, 선미측, 좌현측, 우현측에 복수개가 설치되며, 선박(S) 각부위의 하중값과 기울기값을 실시간으로 측정하고, 선박(S)의 높낮이를 조절하는 측정수단(10)과, 복수개의 상기 측정수단(10)과 각각 연결되며, 상기 측정수단(10)에 의해 검출된 선박(S) 각부위의 실제 하중값 및 기울기값과 설계시 설정된 설정값을 비교하여 상기 측정수단(10)의 높낮이를 조절하고, 선박(S)의 설정값과 측정값을 일치시키는 제어부(40)를 포함하며, 상기 측정수단(10)은, 사각형 판재로 이루어져, 선박(S)의 바닥면에 밀착되며, 선박의 바닥면을 지지하는 선박지지판(12)과, 상기 선박지지판(12)의 하부면에 설치되며, 상기 선박지지판(12)에 가해지는 하중값을 산출하는 하중측정부재(14)와, 상기 하중측정부재(14)의 하부면에 설치되며, 상기 하중측정부재(14)를 지지하고, 상기 선박지지판(12)과 상기 하중측정부재(14)를 상하로 이동시키는 승강플레이트(16)와, 상기 승강플레이트(16)의 하부에 설치되며, 상기 승강플레이트(16)를 상하로 이동시키는 승강실린더(20)와, 상기 승강실린더(20)의 일측에 설치되며, 일단이 상기 승강플레이트(16)의 일측에 고정 설치되어 상기 승강플레이트(16)의 상하 이동에 따라 상하로 이동되어 상기 승강플레이트(16)의 이동거리를 산출하는 거리측정부재(26) 등으로 이루어진다.
상기 선박(S)의 건조시에는 선수측, 선미측, 좌현측, 우현측에 작용하는 하중값을 조절하여 트림(trim)값을 설정하다. 여기서 트림값은 선박이 길이 방향으로 일정 각도로 기울어진 것을 말하며, 선수, 선미간의 흘수(Draft)차이로 이를 표시한다. 일반적으로 선박(S)의 측면에 기울기선을 표시하며, 이는 상기 선박(S)이 완전히 완전히 건조된 후 선체가 해수에 잠기는 부분을 표시하는 기준위치에 해당된다.
상기 선박(S)의 하부면, 즉, 선수측, 선미측, 좌현측, 우현측에는 복수개의 측정수단(10)이 일정한 간격으로 설치된다. 상기 측정수단(10)은, 선박지지판(12), 하중측정부재(14), 승강플레이트(16), 승강실린더(20), 거리측정부재(26) 등으로 이루어진다.
상기 선박지지판(12)은 도 3 내지 도 6과 같이, 직사각형 판재로 이루어져, 상기 선박(S)의 하부면에 밀착된다. 상기 선박지지판(12)은 상기 선박(S)의 하부면을 지지하며, 후술할 승강실린더(20)에 의해 상하로 승강되어 상기 선박(S)의 각부위의 높낮이를 조절한다.
상기 선박지지판(12)의 하부면에는 하중측정부재(14)가 설치된다. 상기 하중측정부재(14)는 일반적인 로드셀(load cell)로 자세한 설명은 생략한다. 상기 하중측정부재(14)는 상기 선박지지판(12)의 하부면에 설치되어, 상기 선박지지판(12)에 가해지는 ㅇ압력을 측정하고, 이를 연산하여 하중값을 측정하는 역할을 한다.
즉, 상기 하중측정부재(14)는 상기 선박(S)의 하부면에 상기 선박지지판(12)이 밀착되어 상하로 승강되는 경우에 상기 선박지지판(12)에 작용하는 압력을 측정하여 상기 선박(S)의 각부위에 작용하는 하중값을 측정하는 역할을 한다.
상기 하중측정부재(14)의 하부면에는 승강플레이트(16)가 설치된다. 상기 승강플레이트(16)는 소정 두께를 가지는 원판 형상으로 형성되어 상기 하중측정부재(14)의 하부면을 지지한다. 상기 승강플레이트(16)는 후술할 승강실린더(20)에 의해 상하로 이동되며, 이에 따라 상기 하중측정부재(14)를 상하로 이동시키는 역할을 한다.
상기 승강플레이트(16)의 하부면에는 승강실린더(20)가 설치된다. 상기 승강실린더(20)는, 내부가 중공된 원통 형상을 가지며, 상하로 길게 형성되는 승강몸체(22)와, 상기 승강몸체(22)의 내부에 상하로 습동 가능하게 설치되며, 작동유의 공급 및 배출에 따라 상기 승강플레이트(16)를 상하로 승강시키는 승강바(24)와, 상기 승강몸체(22)의 일측에 설치되며, 내부가 중공된 통체로 이루어져 내부에 작동유가 저장되는 작동유탱크(26)와, 상기 승강몸체(22)의 일측에 설치되며, 다수개의 관체로 이루어져, 상기 작동유탱크(26)와 연결되고, 상기 제어부(40)의 조작에 따라 작동유의 공급방향 및 배출방향을 안내하는 매니폴더부(28)와, 상기 매니폴더부(28)의 일측에 설치되며, 고속으로 회전되어 작동유를 상기 승강몸체(22)의 내부에 공급하는 공급모터(30) 등으로 이루어진다.
상기 승강몸체(22)는 내부가 중공된 원통 형상으로 형성되며, 상기 승강플레이트(16)의 하부면에 상하로 길게 설치된다. 상기 승강몸체(22)는 상기 승강플레이트(16)의 하부면에 수직하게 설치되며, 바닥면으로 부터 후술할 승강바(24)를 수직하게 지지한다.
상기 승강몸체(22)의 내부에는 승강바(24)가 설치된다. 상기 승강바(24)는 원통 형상을 가지며, 상하로 길게 형성된다. 상기 승강바(24)는 상기 승강몸체(22)의 내부에 상하로 길게 설치되며, 상단부가 상기 승강플레이트(16)의 하부면에 고정 결합된다. 상기 승강바(24)는 상기 승강몸체(22)의 내부에 설치되며, 작동유의 공급에 따라 상하로 습동되어 상기 승강플레이트(16)를 상하로 이동시킨다.
상기 승강몸체(22)의 일측에는 작동유탱크(26)가 설치된다. 상기 작동유탱크(26)는 내부가 중공된 육면체 형상으로 이루어지며, 상기 승강몸체(22)의 측면 상단에 고정 설치된다. 상기 작동유탱크(26)의 내부에는 작동유가 저장되며, 후술할 매니폴더부(28)와 연결되어 작동유를 공급 및 작동유의 저장이 이루어진다.
상기 작동유탱크(26)의 하부에는 매니폴더부(28)가 설치된다. 상기 매니폴더부(28)는 직육면체 형상을 가지며, 내부에 복수개의 관체가 설치되어, 후술할 제어부(40)의 조작에 따라 작동유의 공급 방향 및 배출 방향을 안내한다.
상기 매니폴더부(28)의 하부에는 공급모터(30)가 설치된다. 상기 공급모터(30)는 일반적인 유압모터로 자세한 설명은 생략한다. 상기 공급모터(30)는 상기 매니폴더부(28)를 통해 작동유를 공급받고, 회전력을 이용하여 유압을 발생시켜 상기 승강몸체(22)의 내부에 작동유를 공급한다.
상기 승강몸체(22)의 측면에는 제1작동유공급 및 배출관(32)과 제2작동유공급 및 배출관(34)이 각각 설치되며, 상기 제1작동유공급 및 배출관(32)과 제2작동유공급 및 배출관(34)은 일단은 매니폴더부(28)와 연결되고, 타단은 상기 승강몸체(22)의 상,하단측에 각각 연결된다. 상기 제1작동유공급 및 배출관(32)과 상기 제2작동유공급 및 배출관(34)은 상기 승강바(24)의 상하 이동에 따라 상기 승강몸체(22)의 내부에 공급되는 작동유의 공급 및 배출을 안내한다.
상기 승강몸체(22)의 측면에는 거리측정부재(26)가 설치된다. 상기 거리측정부재(26)는 일반적인 포텐션 메타(Potention meter)로 자세한 설명은 생략한다. 상기 거리측정부재(26)는 상단부는 상기 승강플레이트(16)의 좌측 하단면에 고정 설치되며, 상기 승강플레이트(16)의 상하 이동에 따라 상기 승강몸체(22)에 습동 가능하게 설치된다. 상기 거리측정부재(26)는 상기 승강플레이트(16)의 상하 이동에 따라 습동되며, 습동된 거리를 산출하여 상기 선박지지판(12)의 상하 이동거리를 측정한다.
상기 측정수단(10)의 일측에는 제어부(40)가 설치된다. 상기 제어부(40)는 일반적인 컨트롤러(controller)로 자세한 설명은 생략한다. 상기 제어부(40)는 디스플레이부(미도시)를 포함하고 있으며, 상기 측정수단(10)에 의해 산출된 하중값과 거리측정값을 입력받아 이를 연산하여 트림값과 기울기값을 산출하고, 상기 측정수단(10)을 제어하는 역할을 한다.
또한, 상기 제어부(40)는 디스플레이부를 통해 외부의 사용자에게 다양한 측정값을 표시하고, 측정값을 통해 산출된 트림값과 기울기값을 외부에 표시하는 역할을 한다.
이러한 상기 측정수단(10)은 상기 선박(S)의 선수측, 선미측, 좌현측, 우현측의 각 6개 부위에 일정한 간격으로 설치된다. 상기 측정수단(10)은 선박(S)의 각 부위에 하중값과 각 부위의 이동거리값을 검출하여 상기 제어부(40)에 이를 송신하는 역할을 한다.
또한, 상기 제어부(40)의 조작에 따라 상기 선박(S)의 각 부위의 높낮이를 조절하여 상기 제어부(40)에 설정된 설계치 하중값에 따라 상기 선박(S)의 각 부위의 높낮이를 조절한다. 그리고, 상기 측정수단(10)은 상기 제어부(40)의 보정된 하중값과 기울기값에 따라 상기 선박(S)의 각부위의 높낮이를 재보정하는 역할을 한다.
이하 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 선박의 평형계측 장치 및 평형계측 방법의 작용에 대해 도 1 내지 도 7를 참조하여 살펴본다.
본 발명에 의한 선박의 평형계측 방법은, 선박(S)의 바닥면 선수측, 선미측, 좌현측, 우현측에 각각 복수개의 측정수단(10)을 설치하는 측정준비단계(S100)와, 복수개의 상기 측정수단(10)의 설치가 완료되면, 복수개의 상기 측정수단(10)을 작동시켜 선박지지판(12)을 상부 방향으로 작동시키고, 상기 측정수단(10)의 하중측정부재(14)에 "0"값 이상이 검출되는 위치까지 상기 선박지지판(12)을 이동시켜 상기 측정수단(10)의 원점을 설정하는 원점 설정단계(S110)와, 상기 원점 설정단계(S110)가 완료되면, 각 승강실린더(20)를 작동시켜 제어부(40)에 입력된 설계시의 하중값(설정값)과 일치하는 위치까지 선박(S)의 선수측, 선미측, 좌현측, 우현측의 높낮이를 조절하는 지정위치이송단계(S120)와, 상기 지정위치이송단계(S120)가 완료되면, 복수개의 상기 측정수단(10)에 설치된 하중측정부재(14)와 거리측정부재(26)에 의해 선박의 각부위에 작용하는 하중값과 이동거리값을 산출하는 선박측정모니터링단계(S130)와, 상기 선박측정모니터링단계(S130)에서 산출된 각부위의 하중값과 이동거리값을 제어부(40)에서 연산하여 선박(S)의 트림값(기울기값)과 비교하여 각부위의 하중값을 보정하고, 보정된 하중값에 따라 각 부위의 상기 승강실린더(20)를 작동시켜 선박의 높낮이를 조절하는 선박위치보정단계(S140)와, 상기 선박위치보정단계(S140)에 의해 위치가 보정된 선박 각부위을 하중값과 이동거리값을 재측정하여 선박의 기울기값과 하중값을 산출하고, 보정된 기울기값과 하중값에 따라 선박 건조시 이를 반영하는 데이터 산출단계(S150) 등으로 이루어진다.
상기 측정준비단계(S100)는 복수개의 측정수단(10)을 선박(S)의 선수측, 선미측, 좌현측, 우현측에 각각 설치한다. 상기 측정수단(10)의 설치는 상기 선박(S)의 선수 및 선미 양측에 2군데, 그리고, 상기 선박(S)의 중앙 양측에 2군데 이렇게 총 6군데에 상기 측정수단(10)을 설치한다.
상기 선박(S)이 중형이 이상인 경우에는 상기 측정수단(10)의 설치 갯수는 6군데 이상으로 설정할 수 있으며, 여기서는 상기 측정수단(10)의 설치 갯수를 6군데로 하여 설명하기로 한다.
상기 측정수단(10)은 바닥면으로 부터 소정 높이 만큼 이격된 상기 선박(S)의 하부면에 설치되어 상기 선박(S)의 하중값을 측정하기 위한 상기 측정준비단계(S100)를 완료한다.
상기 측정준비단계(S100)가 완료되면, 원점 설정단계(S110)를 실시한다. 상기 원점 실정단계(S110)는 상기 측정수단(10)의 선박지지판(12)을 상부방향으로 이동시켜, 상기 선박지지판(12)이 상기 선박(S)을 바닥면 각 부위에 밀착되도록 이동시킨다.
상기 선박지지판(12)이 상부방향으로 이동하는 과정에서 하중측정부재(14)에 측정된 하중값이 "0" 이상이 경우에는 상기 선박지지판(12)의 상부이동을 정지시킨다.
즉, 상기 측정수단(10)이 설치되는 바닥면이 평탄하지 못하므로, 상기 선박지지판(12)을 연속적으로 상부방향으로 이동시키고, 상기 하중측정부재(14)에 "0" 이상의 하중값이 검출되면 상기 선박지지판(12)의 이동을 정지시키고, 제어부(40)에서 상기 측정수단(10)의 제로값인 원점을 설정한다.
상기 선박(S)의 각부위에 설치되는 상기 측정수단(10)의 원점 설정이 완료되면, 지정위치이송단계(S120)를 실시한다. 상기 지정위치이송단계(S120)는 상기 제어부(40)에 사용자가 직접 입력한 각부위의 설계치에 따른 하중값에 따라 승강실린더(20)를 작동시킨다. 상기 승강실린더(20)는 상기 제어부(40)에 입력된 설계치 하중값과 동일한 위치까지 상기 선박(S)의 각부위를 상부 방향으로 이동시켜 상기 지정위치이송단계(S120)를 실시한다.
상기 지정위치이송단계(S120)가 완료되면, 선박측정모니터링단계(S130)를 실시한다. 상기 선박측정모니터링단계(S130)는 복수개의 상기 측정수단(10)에 설치된 하중측정부재(14)와 거리측정부재(26)에 의해 선박의 각부위에 작용하는 하중값과 이동거리값을 산출하고 이를 상기 제어부(40)에 송신한다.
상기 하중측정부재(14)와 상기 거리측정부재(26)에 의해 산출된 하중값과 이동거리값은 상기 제어부(40)의 디스플레이부(미도시)를 통해 사용자가 육안으로 실제 측정값을 확인할 수 있다.
상기 선박측정모니터링단계(S130)가 완료되면, 선박위치보정단계(S140)가 실시된다. 상기 선박위치보정단계(S140)는 상기 선박측정모니터링단계(S130)에서 산출된 각부위의 하중값과 이동거리값을 제어부(40)에서 연산하여 선박(S)의 설계치의 트림값(기울기값)과 비교하여 각부위의 하중값을 보정하고, 보정된 하중값에 따라 각 부위의 상기 승강실린더(20)를 작동시켜 선박의 높낮이를 조절한다.
상기 선박위치보정단계(S140)에 의한 하중값과 이동거리값의 보정 연산 방식은 상기 제어부(40)에 입력된 PID(Proportional Intergral Differential)제어 관계식에 의해 연산되며, PID 제어 관계식은 다음과 같다.
y(t) = K(Z+1/Ti Z(t) dt + Td dZ(t)/dt)
y(t)는 조작량, 즉 실린더의 이동거리를 나타내고, Z(t)는 동작신호을 나타낸다. 상기 PID제어 관계식은 비례동작의 관계식 y(t)=K Z(t)과, 적분동작의 관계식 y(t)=K Z(t) dt 그리고, 미분동작의 관계식 y(t)=dZ(t)/dt의 조합에 의해 생성된다.
상기 선박위치보정단계(S140)는 설계치의 트림값(기울기값)과 현재 하중값과 이동거리값을 비교하여 오차값을 산출하고, 상기 오차값에 따라 상기 승강실린더(20)의 높낮이를 조절하여 설계치의 트림값(기울기값)과 상기 선박(S) 각부위의 높낮이를 일치는 단계이다.
상기 선박위치보정단계(S140)가 완료되면, 데이터 산출단계(S150)를 실시한다. 상기 데이터 산출단계(S150)는 보정된 각 상기 측정수단(10)의 하중값과 이동거리값을 측정하고, 이를 상기 제어부(40)에 송신하여 디스플레이부(미도시)에 이를 나타낸다.
상기 데이터 산출단계(S150)가 완료되면, 선박평형산출단계(S160)를 실시한다. 상기 선박평형산출단계(S160)는, 상기 데이터 산출단계(S150)에 의해 산출된 기울기값과 하중값을 바탕으로 제어부(40)에서 이를 연산하여 선박(S)의 트림값과 무게 중심값을 도출하여 설계치의 트림값과 비교하여 최정 결과값을 확인하는 단계이다.
상기와 같은 선박의 평형계측 방법은 육상에서 선박을 건조하는 과정 중에 실시간으로 선박의 평형상태를 확인할 수 있을 뿐만 아니라, 설계치 트림값과 현재 건조되는 선박의 실제값을 비교하여 선박의 건조시 실시간으로 반영할 수 있으므로 선박 건조 시간을 단축할 수 있으며, 선박 건조의 작업 효율성이 향상되는 이점이 있다.
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당 업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.
10. 측정수단 12. 선박지지판
14. 하중측정부재 16. 승강플레이트
20. 승강실린더 36. 거리측정부재

Claims (5)

  1. 선박(S)의 선수측, 선미측, 좌현측, 우현측에 복수개가 설치되며, 선박(S) 각부위의 하중값과 기울기값을 실시간으로 측정하고, 선박(S)의 높낮이를 조절하는 측정수단(10)과;
    복수개의 상기 측정수단(10)과 각각 연결되며, 상기 측정수단(10)에 의해 검출된 선박(S) 각부위의 실제 하중값 및 기울기값과 설계시 설정된 설정값을 비교하여 상기 측정수단(10)의 높낮이를 조절하고, 선박(S)의 설정값과 측정값을 일치시키는 제어부(40)를 포함하며;
    상기 측정수단(10)은,
    사각형 판재로 이루어져, 선박(S)의 바닥면에 밀착되며, 선박의 바닥면을 지지하는 선박지지판(12)과, 상기 선박지지판(12)의 하부면에 설치되며, 상기 선박지지판(12)에 가해지는 하중값을 산출하는 하중측정부재(14)와, 상기 하중측정부재(14)의 하부면에 설치되며, 상기 하중측정부재(14)를 지지하고, 상기 선박지지판(12)과 상기 하중측정부재(14)를 상하로 이동시키는 승강플레이트(16)와, 상기 승강플레이트(16)의 하부에 설치되며, 상기 승강플레이트(16)를 상하로 이동시키는 승강실린더(20)와, 상기 승강실린더(20)의 일측에 설치되며, 일단이 상기 승강플레이트(16)의 일측에 고정 설치되어 상기 승강플레이트(16)의 상하 이동에 따라 상하로 이동되어 상기 승강플레이트(16)의 이동거리를 산출하는 거리측정부재(26)로 이루어지며;
    상기 복수개의 상기 측정수단(10)에 의해 산출된 선박(S) 각부위의 실제 하중값 및 이동거리값을 제어부(40)에서 연산하여 선박(S) 설계치의 트림값(기울기값)과 비교 및 보정하고, 보정된 하중값에 따라 각 부위의 상기 승강실린더(20)을 작동시켜 선박의 높낮이를 보정하는 것을 특징으로하는 선박의 평형계측 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 승강실린더(20)는,
    내부가 중공된 원통 형상을 가지며, 상하로 길게 형성되는 승강몸체(22)와;
    상기 승강몸체(22)의 내부에 상하로 습동 가능하게 설치되며, 작동유의 공급 및 배출에 따라 상기 승강플레이트(16)를 상하로 승강시키는 승강바(24)와;
    상기 승강몸체(22)의 일측에 설치되며, 내부가 중공된 통체로 이루어져 내부에 작동유가 저장되는 작동유탱크(26)와;
    상기 승강몸체(22)의 일측에 설치되며, 다수개의 관체로 이루어져, 상기 작동유탱크(26)와 연결되고, 상기 제어부(40)의 조작에 따라 작동유의 공급방향 및 배출방향을 안내하는 매니폴더부(28)와;
    상기 매니폴더부(28)의 일측에 설치되며, 고속으로 회전되어 작동유를 상기 승강몸체(22)의 내부에 공급하는 공급모터(30);를 포함하는 선박의 평형계측 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 거리측정부재(26)는, 포텐션메타로 이루어짐을 특징으로 하는 선박의 평형계측 장치.
  4. 선박(S)의 바닥면 선수측, 선미측, 좌현측, 우현측에 각각 복수개의 측정수단(10)을 설치하는 측정준비단계(S100)와;
    복수개의 상기 측정수단(10)의 설치가 완료되면, 복수개의 상기 측정수단(10)을 작동시켜 선박지지판(12)을 상부 방향으로 작동시키고, 상기 측정수단(10)의 하중측정부재(14)에 "0"값 이상이 검출되는 위치까지 상기 선박지지판(12)을 이동시켜 측정수단(10)의 원점을 설정하는 원점 설정단계(S110)와;
    상기 원점 설정단계(S110)가 완료되면, 각 승강실린더(20)를 작동시켜 제어부(40)에 입력된 설계시의 하중값(설정값)과 일치하는 위치까지 선박(S)의 선수측, 선미측, 좌현측, 우현측의 높낮이를 조절하는 지정위치이송단계(S120)와;
    상기 지정위치이송단계(S120)가 완료되면, 복수개의 상기 측정수단(10)에 설치된 하중측정부재(14)와 거리측정부재(26)에 의해 선박의 각부위에 작용하는 하중값과 이동거리값을 산출하는 선박측정모니터링단계(S130)와;
    설계치의 트림값(기울기값)과 상기 선박측정모니터링단계(S130)에서 산출된 실제 하중값 및 이동거리값을 비교하여 오차값을 산출하고, 상기 오차값에 따라 상기 승강실린더(20)의 높낮이를 조절하여 설계치의 트림값(기울기값)과 상기 선박(S) 각 부위의 높낮이를 조절하여 일치시키는 선박위치보정단계(S140)와;
    상기 선박위치보정단계(S140)에 의해 위치가 보정된 선박 각부위을 하중값과 이동거리값을 재측정하여 선박의 기울기값과 하중값을 산출하고, 보정된 기울기값과 하중값에 따라 선박 건조시 이를 반영하는 데이터 산출단계(S150)와;
    상기 데이터 산출단계(S150)에 의해 산출된 기울기값과 하중값을 바탕으로 제어부(40)에서 이를 연산하여 선박(S)의 트림값과 무게 중심값을 도출하는 선박평형산출단계(S160);를 포함하는 선박의 평형계측방법.
  5. 삭제
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