KR101854223B1 - 무어링 라인 관리로봇 - Google Patents

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KR101854223B1
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cleaning
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신영일
김태훈
윤국원
윤지원
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

무어링 라인 관리로봇이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 의한 무어링 라인 관리로봇은 부유식 해상구조물에 설치되는 무어링 라인을 따라 이동 가능하게 마련되며 몸체를 형성하는 프레임, 프레임을 무어린 라인에 탈착시키는 도킹유닛, 프레임의 수중 유영 및 이동을 위한 추진력을 발생시키는 복수개의 스러스터를 구비하는 이동유닛, 무어링 라인의 청소를 수행하는 청소유닛 및 무어링 라인의 관측을 수행하는 관측유닛을 포함하여 제공될 수 있다.

Description

무어링 라인 관리로봇{MANAGEMENT ROBOT FOR MOORING LINE}
본 발명은 무어링 라인 관리로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무어링 라인의 청소 및 관측 등의 관리 및 유지보수를 총괄적으로 수행할 수 있는 무어링 라인 관리로봇에 관한 것이다.
일반적으로, 선박 또는 해상에 부유되어 운용되는 각종 부유식 해상구조물에는 일정한 위치에 정박을 목적으로 하는 무어링 라인(Mooring Line) 및 앵커(Anchor)가 구비되어 있으며, 선박을 계류시키기 위해서 무어링 라인에 연결된 앵커를 해저 측으로 하강시켜 해저면에 고정시킨다. 앵커는 그 사용목적상 풍랑이나 조류에도 선박 또는 부유식 해상구조물의 선체가 안정적으로 일정한 위치를 유지하도록 충분한 무게를 갖추면서 해저면에 용이하게 고정 수 있는 구조로 형성될 수 있다.
선박 또는 부유식 해상구조물은 선체에 연결된 무어링 라인을 통해 해저면에 고정된 앵커에 지지됨으로써 풍랑이나 조류에 따라 유동하지 않고 일정한 위치에 정박될 수 있으며, 선박 또는 부유식 해상구조물이 표류되면서 발생될 수 있는 해상 작업의 어려움, 선체의 충돌 또는 좌초 등을 방지할 수 있다. 무어링 라인은 양 단부가 각각 선체 및 앵커에 연결되어 앵커에 의한 선체의 파지력을 발생 및 유지할 수 있다.
이러한 무어링 라인은 선박 또는 부유식 해상구조물의 운항 시에는 선체 내에 권선되어 보관되다가, 일정한 위치에 정박하고자 하는 때에는 수중 페어리드 체인 스토퍼(Underwater Fairlead Chain Stopper) 등과 같은 무어링 라인 설치장치에 의해 선체로부터 내어져 설치공정을 수행하게 된다.
그러나 무어링 라인의 설치공정 또는 운용 중에 파도나 돌풍 등에 의한 외력이 무어링 라인에 가해질 경우, 무어링 라인과 무어링 라인 설치장치 간의 간섭이 발생하여 무어링 라인이 파손될 위험이 있으며, 운용 중에도 외력 및 부식에 의해 무어링 라인에 손상이 가해질 우려가 있다. 또한 무어링 라인은 해저에 잠긴 상태로 장시간 운용되므로, 무어링 라인의 외면에는 물이끼, 따개비 등과 같은 수중생물이 부착될 수 있다. 이러한 이물질들은 무어링 라인의 수명 및 성능에 안 좋은 영향을 미칠 우려가 있으며, 무어링 라인의 손상 또는 파손 여부를 확인하는데 방해가 되는 바, 주기적인 청소를 통하여 제거할 필요가 있다.
이에 종래에는 무어링 라인의 설치상태 및 운용상태의 관측을 수행하기 위해 잠수부가 직접 무어링 라인에 근접하게 잠수하여 무어링 라인을 관측하거나, 잠수부가 직접 청소장치를 파지한 상태에서 수작업에 의해 청소를 수행하는 방안 등이 이용되었다. 그러나 이러한 종래의 방안은 파도나 풍랑 등의 조류가 강할 경우 잠수부의 안전사고 발생의 위험이 있으며, 잠수부의 작업을 지원하는 별도의 선박 등이 필요하여 비용이 증가하고 작업의 효율성이 저하하는 문제점이 있었다.
이에 무어링 라인의 청소, 설치상태의 관측 등 관리 및 유지보수를 효과적으로 수행함과 동시에, 비용 및 작업성 측면에서 효율적으로 운용할 수 있는 방안이 요구된다.
대한민국 공개특허공보 제10-2015-0072700호(2015. 06. 30. 공개)
본 발명의 실시 예는 무어링 라인의 청소 및 관측 등 관리 및 유지보수를 효과적으로 수행할 수 있는 무어링 라인 관리로봇을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예는 무어링 라인의 청소 및 관측 등 관리 및 유지보수를 총괄적으로 수행할 수 있는 무어링 라인 관리로봇을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예는 무어링 라인의 관리 및 유지보수에 소요되는 노동력 및 작업피로도를 절감할 수 있는 무어링 라인 관리로봇을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예는 무어링 라인의 관리 및 유지보수에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 무어링 라인 관리로봇을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예는 무어링 라인의 운용을 안정적이고 원활하게 수행할 수 있는 무어링 라인 관리로봇을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 부유식 해상구조물에 설치되는 무어링 라인을 따라 이동 가능하게 마련되며 몸체를 형성하는 프레임, 상기 프레임을 상기 무어링 라인에 탈착시키는 도킹유닛, 상기 프레임의 수중 유영 및 이동을 위한 추진력을 발생시키는 복수개의 스러스터를 구비하는 이동유닛, 상기 무어링 라인의 청소를 수행하는 청소유닛 및 상기 무어링 라인의 관측을 수행하는 관측유닛을 포함하여 제공될 수 있다.
상기 프레임은 내측에 상기 무어링 라인이 수용되는 관통부를 구비하되, 메인프레임 및 상기 메인프레임의 단부에 힌지 결합되어 개폐 가능하게 마련되는 적어도 하나의 도어프레임을 포함하고, 상기 도킹유닛은 상기 도어프레임을 개폐시키는 개폐장치 및 상기 개폐장치를 구동시키는 도킹구동부를 포함하여 제공될 수 있다.
상기 청소유닛은 공동현상에 의해 상기 무어링 라인의 외면을 청소하는 캐비테이션 건(Cavitation Gun)을 포함하여 제공될 수 있다.
상기 관측유닛은 상기 무어링 라인을 촬영하는 카메라와, 상기 무어링 라인에 빛을 조사시키는 조명장치 및 상기 무어링 라인의 손상여부 또는 두께를 감지하는 측정장치를 포함하여 제공될 수 있다.
상기 측정장치는 상기 무어링 라인에 교류전류를 공급하고, 상기 무어링 라인의 손상에 의해 변화된 전류량에 해당하는 상기 무어링 라인 외면의 자기장 변화를 감지하여 상기 무어링 라인의 손상여부를 감지하는 ACFM(Alternating Current Field Measurement) 측정기를 포함하여 제공될 수 있다.
상기 측정장치는 초음파를 이용하여 상기 무어링 라인의 두께를 측정하는 초음파 두께 측정기를 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 관측유닛에 의해 획득한 정보를 송수신하는 제어유닛을 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 관통부에는 상기 무어링 라인에 대한 상기 프레임의 이동을 안내하는 가이드 패드가 마련되어 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의한 무어링 라인 관리로봇은 무어링 라인의 청소 및 관측 등 관리 및 유지보수를 효과적으로 수행할 수 있는 효과를 가진다.
본 발명의 실시 예에 의한 무어링 라인 관리로봇은 청소 및 관측 등 관리 및 유지보수를 총괄적으로 수행할 수 있는 효과를 가진다.
본 발명의 실시 예에 의한 무어링 라인 관리로봇은 무어링 라인의 관리 및 유지보수에 소요되는 노동력 및 비용 등을 절감하여 효율적인 운용을 수행할 수 있는 효과를 가진다.
본 발명의 실시 예에 의한 무어링 라인 관리로봇은 무어링 라인의 청소 및 관측에 소요되는 작업시간을 단축시킬 수 있는 효과를 가진다.
본 발명의 실시 예에 의한 무어링 라인 관리로봇은 무어링 라인의 안정적이고 원활한 운용을 도모할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 무어링 라인 관리로봇이 부유식 해상구조물의 무어링 라인에서 운용되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 무어링 라인 관리로봇을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 의한 무어링 라인 관리로봇을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 의한 도어프레임이 도킹유닛에 의해 개방된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 의한 프레임이 도킹유닛에 의해 무어링 라인에 장착되는 작동상태를 나타내는 단면도이다.
도 6의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 실시 예에 의한 무어링 라인 관리로봇이 이동유닛에 의해 수중 유영 및 이동하는 상태를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 의한 청소유닛이 작동하는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 8는 본 발명의 실시 예에 의한 관측유닛을 나타내는 사시도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 무어링 라인 관리로봇(100)이 부유식 해상구조물(1)에 설치되는 무어링 라인(10)에서 운용되는 상태를 나타내는 도면이다. 또한 도 2 및 도 3은 각각 본 발명의 실시 예에 의한 무어링 라인 관리로봇(100)을 나타내는 사시도 및 단면도이다.
이하에서 설명하는 부유식 해상구조물(1)은 무어링 라인(10)을 이용하여 해상의 일정한 위치에 계류 또는 정박하는 다양한 구조의 선박 및 부유식 구조물을 모두 포함하는 개념으로 이해되어야 할 것이다.
도 1을 참조하면, 무어링 라인(10)은 부유식 해상구조물(1)이 일정한 위치에 정박할 수 있도록 단부에 앵커(Anchor, 미도시)가 마련될 수 있다. 무어링 라인(10)은 부유식 해상구조물(1)에 설치되는 무어링 라인 설치장치(미도시)에 의해 앵커와 함께 해저 측으로 공급되어 설치된다. 해저 측으로 공급 및 설치된 무어링 라인(10) 및 앵커는 앵커가 해저면에 정착되어 파지력을 발휘함으로써 부유식 해상구조물(1)을 일정한 위치에 정박시킬 수 있다.
이러한 무어링 라인(10)은 끊임 없이 파도 또는 풍랑 등에 의해 부하를 받게 되며 수중에 장시간 잠겨 운용되므로 파손, 변형 또는 부식에 의해 무어링 라인(10)에 손상이 가해질 우려가 있다. 또한 운용 환경에 의해 외면에 물이끼, 따개비 등과 같은 수중생물이 부착되어 무어링 라인(10)의 운용 및 성능에 지장을 초래할 우려가 있다. 따라서 무어링 라인(10)의 운용상태를 관측하고 무어링 라인(10)의 외면에 부착된 이물질을 청소를 통하여 제거하는 등 유지보수 및 관리를 주기적으로 수행할 필요성이 있다. 이에 본 발명의 실시 예에 의한 무어링 라인 관리로봇(100)이 무어링 라인(10)의 청소를 수행함과 동시에, 무어링 라인(10)의 운용 상태를 관측하고 이에 대한 정보를 작업자에게 제공하여 안정적인 무어링 라인(10)의 관리 및 유지보수를 수행하도록 마련된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 발명의 실시 예에 의한 무어링 라인 관리로봇(100)은 무어링 라인(10)을 따라 이동 가능하게 마련되고 몸체를 형성하는 프레임(110), 프레임(110)을 무어링 라인(10)에 장착 및 탈거시키는 도킹유닛(120), 프레임(110)의 수중 유영 및 무어링 라인(10)을 따라 이동시키기 위한 추진력을 발생시키는 이동유닛(130), 무어링 라인(10)의 청소를 수행하는 청소유닛(140), 무어링 라인(10)의 관측을 수행하는 관측유닛(150) 및 기기들의 작동을 제어하고 관측유닛(150)에 의해 획득한 정보를 송수신하는 제어유닛(160)을 포함하여 마련될 수 있다.
프레임(110)은 각종 기기들이 장착되는 주요 몸체를 이루고 내측에 무어링 라인(10)이 수용되는 관통부(110a)가 구비될 수 있으며, 무어링 라인(10)을 따라 이동 가능하도록 내측이 빈 중공형의 원통 형상으로 마련될 수 있다. 프레임(110)의 관통부(110a)에는 무어링 라인(10)에 대한 프레임(110)의 이동을 안내하고, 프레임(110)의 이동 시 프레임(110)과 무어링 라인(10)의 접촉에 의한 프레임(110) 또는 무어링 라인(10)의 손상을 방지하도록 가이드 패드(170)가 마련될 수 있다. 가이드 패드(170)는 무어링 라인(10)의 외면 형상에 대응하여 프레임(110)의 내측면에 무어링 라인(10)의 길이 방향을 따라 연장 형성될 수 있으며, 무어링 라인(10) 및 프레임(110)의 상대적 이동에 대한 안정적인 안내를 위해 탄성을 가진 부재로 이루어질 수 있다.
프레임(110)은 메인프레임(111) 및 메인프레임(111)의 단부에 힌지 결합되어 개폐 가능하게 마련되는 적어도 하나의 도어프레임(112)을 포함할 수 있다. 메인프레임(111)에는 후술하는 제어유닛(160) 및 각종 기기에 전원을 공급하고 정보를 송수신하는 케이블(180)이 연결되어 마련될 수 있으며, 도어프레임(112)은 메인프레임(111)에 힌지 결합되어 마련되되, 후술하는 도킹유닛(120)에 의해 관통부(110a)의 개방 및 폐쇄를 구현할 수 있다. 또한 프레임(110)은 해수에 의한 부식을 방지하도록 스테인레스가 코팅된 금속소재로 마련되거나, 엔지니어링 플라스틱처럼 강성이 높은 복합수지소재에 의해 마련될 수 있다.
도 4는 도어프레임(112)이 도킹유닛(120)에 의해 개방된 상태를 나타내는 사시도이며, 도 5의 (a) 및 (b)는 각각 도어프레임(112)이 도킹유닛(120)의 개폐장치(121)에 의해 개방되어 프레임(110)의 관통부(110a)로 무어링 라인(10)이 진입 및 탈거될 수 있는 상태 및 도어프레임(112)이 도킹유닛(120)의 개폐장치(121)에 의해 폐쇄되어 프레임(110)이 무어링 라인(10)에 장착된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 도어프레임(112)은 한 쌍이 마련되어 메인프레임(111)의 양측 단부에 각각 힌지 결합되어 마련되되, 후술하는 도킹유닛(120) 역시 각각의 도어프레임(112)에 복수 쌍이 구비되어 각각의 도어프레임(112)과 메인프레임(111) 사이에 마련될 수 있다.
도킹유닛(120)은 도어프레임(112)을 개폐시키는 개폐장치(121) 및 개폐장치(121)를 구동시키는 도킹구동부(122)를 포함하여 마련될 수 있다. 개폐장치(121)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 일단이 메인프레임(111)에 마련되는 브래킷(111a)에 연결 및 지지되고, 타단이 각각의 도어프레임(112)에 마련되는 브래킷(112a)에 연결 및 지지되도록 마련되는 유압실린더로 이루어질 수 있으며, 도킹구동부(122)는 유압실린더에 유압을 제공하는 유압장치로 이루어질 수 있다.
개폐장치(121)는 프레임(110)의 관통부(110a)로 무어링 라인(10)을 진입 또는 탈거시키고자 하는 경우에는 개폐장치(121)의 유압실린더가 단축되어 도어프레임(112)을 메인프레임(111)의 외측으로 회전시킴으로써, 관통부(110a)의 개방을 구현할 수 있다.(도 5의 (a) 참조) 이와는 반대로, 무어링 라인(10)에 프레임(110)을 장착시키고자 하는 경우에는 개폐장치(121)의 유압실린더가 확장되어 도어프레임(112)을 메인프레임(111)의 내측으로 회전시킴으로써, 관통부(110a)의 폐쇄를 구현할 수 있다.(도 5의 (b) 참조)
도 4 및 도 5와 본 실시 예에서는 개폐장치(121)가 유압실린더로 이루어져 도어프레임(112)의 개폐 작동을 구현하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 메인프레임(111)에 힌지 결합되어 마련되는 도어프레임(112)의 개방 및 폐쇄를 구현할 수 있다면 다양한 장치로 이루어지는 경우를 포함한다.
이동유닛(130)은 프레임(110)의 수중 유영 및 프레임(110)의 이동을 위한 추진력을 발생시키도록 마련될 수 있다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 의한 무어링 라인 관리로봇(100)이 이동유닛(130)에 의해 수중 유영 및 이동하는 상태를 나타내는 사시도이다.
도 6을 참조하면, 이동유닛(130)은 프레임(110)의 추진력을 발생시키는 복수개의 스러스터(131) 및 스러스터(131)를 구동시키는 구동모터(132)를 포함하여 마련될 수 있다. 복수개의 스러스터(131)는 프레임(110)의 전방 및 후방에 각각 복수개가 마련될 수 있으며, 후술하는 제어유닛(160)에 의해 구동모터(132)의 작동 여부 및 출력 정도가 조절되어 프레임(110)의 수중 유영 및 이동 방향을 조절할 수 있다. 복수개의 스러스터(131)는 도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이, 프레임(110)의 수중 유영 시 다양한 방향으로 용이하게 전환할 수 있도록 전방 및 후방에 각각 3개 이상이 설치될 수 있으나, 그 수 및 구체적인 설치 위치는 다양하게 변경될 수 있다.
복수개의 스러스터(131) 및 구동모터(132)는 프레임(110)의 전방 및 후방 측 외측면에 고정 설치되되, 제어유닛(160)은 각각의 스러스터(131)에 연결된 구동모터(132)의 출력, 다시 말해 각각의 스러스터(131)의 회전속도 및 회전방향을 서로 달리 하는 방식에 의해 프레임(110)의 수중 유영 방향 및 이동 방향을 전환할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 복수개의 스러스터(131) 및 구동모터(132)가 프레임(110)의 전방 및 후방 측 외측면에 각도 변경이 가능하게 설치되되, 제어유닛(160)이 각각의 스러스터(131) 및 구동모터(132)의 배치 각도를 변경하는 방식에 의해 프레임(110)의 수중 유영 방향 및 이동 방향을 전환하도록 마련될 수도 있다.
무어링 라인 관리로봇(100)은 이동유닛(130)에 의해 무어링 라인(10)으로 접근한 후 도킹유닛(120)에 의해 무어링 라인(10)과 도킹될 수 있으며, 무어링 라인 관리로봇(100)과 무어링 라인(10)이 도킹된 이후에는 복수개의 스러스터(131)에 의해 무어링 라인 관리로봇(100)이 무어링 라인(10)의 길이 방향을 따라 이동시킬 수 있다.
구체적으로, 무어링 라인 관리로봇(100)의 운용을 위해 무어링 라인(10)과 무어링 라인 관리로봇(100)의 도킹을 수행하고자 하는 경우 부유식 해상구조물(1)의 선체로부터 진수된 무어링 라인 관리로봇(100)은 이동유닛(130)을 이용하여 무어링 라인(10) 측으로 접근할 수 있다.(도 6의 (a) 참조) 무어링 라인 관리로봇(100)이 무어링 라인(10)에 접근한 후에는 전술한 도킹유닛(120)의 개폐장치(121)를 이용하여 도어프레임(112)을 개방하고 프레임(110)을 무어링 라인(10)에 장착시켜 무어링 라인 관리로봇(100)과 무어링 라인(10)의 도킹을 구현할 수 있다.(도 6의 (b) 참조) 무어링 라인 관리로봇(100)과 무어링 라인(10)의 도킹을 수행한 후에는 복수개의 스러스터(131)가 프레임(110)이 무어링 라인(10)의 길이방향을 따라 이동하도록 작동하여 무어링 라인 관리로봇(100)에 의해 무어링 라인(10)의 관리 및 유지보수를 수행할 수 있다.(도 6의 (c) 참조)
청소유닛(140)은 메인프레임(111) 및 도어프레임(112)의 내측면에 마련되어 무어링 라인(10)의 외면에 부착된 물이끼, 따개비 등의 이물질을 청소하도록 마련된다.
도 7 본 발명의 실시 예에 의한 청소유닛(140)이 작동하는 상태를 나타내는 단면도로서, 도 7을 참조하면, 청소유닛(140)은 공동현상에 의해 이물질을 제거하는 캐비테이션 건(Cavitation Gun)을 포함하여 마련될 수 있다. 케비테이션 건은 무어링 라인(10)의 외면 측에 고속의 유체를 분사시키거나 강한 초음파를 발사하여 국부적인 압력 감소를 일으킬 수 있으며, 이 때 해수에 용해되어 있던 기체가 무어링 라인(10)의 외면에 공동을 형성하되, 당해 공동의 소멸 시 공동의 부피가 급격히 축소됨에 따라 국부적인 압력이 크게 증가하여 무어링 라인(10)의 외면에 부착된 이물질을 침식에 의해 제거 및 청소할 수 있다. 이러한 캐비테이션 건은 무어링 라인(10)의 외면을 효과적으로 청소할 수 있도록 메인프레임(111) 및 도어프레임(112)의 전방 및 후방의 내측면에 각각 8개조가 설치될 수 있으나, 당해 설치위치 및 수에 한정되는 것은 아니며, 무어링 라인(10)의 외면 형상에 따라 다양한 위치 및 수로 설치될 수 있다.
관측유닛(150)은 메인프레임(111) 또는 도어프레임(112)에 마련되어 무어링 라인(10)의 촬영과 측정을 수행하도록 마련된다.
도 8는 본 발명의 실시 예에 의한 관측유닛(150)을 나타내는 사시도로서, 도 8을 참조하면, 관측유닛(150)은 무어링 라인(10)의 외면을 촬영하는 카메라(151)와, 카메라(151)의 무어링 라인(10) 촬영 시 안정적인 조도 및 화질의 영상을 획득하기 위해 무어링 라인(10)에 빛을 조사시키는 조명장치(미도시) 및 무어링 라인(10)의 손상여부 또는 두께를 감지하는 측정장치(152)를 포함하여 마련될 수 있다.
카메라(151)는 무어링 라인(10)의 외면을 촬영하여 후술하는 제어유닛(160)으로 전송하여 작업자가 무어링 라인(10)의 운용상태 또는 청소상태를 육안으로 확인하도록 마련된다. 조명장치는 무어링 라인(10) 청소로봇이 심해에서 운용되는 점을 고려하여 빛이 안정적으로 조사되지 못할 수 있으므로, 작업자가 일정한 품질의 영상을 획득할 수 있도록 무어링 라인(10)에 빛을 조사시키도록 마련된다. 카메라(151)는 장비의 소형화를 위해 소형 카메라 모듈(CCM) 등으로 이루어질 수 있으며, 조명장치는 전력소비의 절감과 경량화를 위해 발광 다이오드(LED) 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
측정장치(152)는 무어링 라인(10)의 손상여부 또는 두께를 감지하도록 마련된다. 측정장치(152)는 프레임(110)의 내측면에 복수개가 마련되어 무어링 라인(10)을 다각도로 관측 및 감지할 수 있다.
측정장치(152)는 ACFM(Alternating Current Field Measurement) 측정기(152a)를 포함하여 마련될 수 있다. ACFM 측정기(152a)는 무어링 라인(10)에 교류전류를 공급하는 교류전류기와 무어링 라인(10) 외면의 자기장 변화를 감지하는 자기센서를 포함할 수 있다. ACFM 측정기(152a)는 교류전류기에 의해 무어링 라인(10)에 교류전류를 흘려준 후, 자기센서가 무어링 라인(10)의 손상에 의해 변화된 전류량에 해당하는 무어링 라인(10) 외면의 자기장 변화를 감지하여 무어링 라인(10)의 손상여부를 감지할 수 있다. 이러한 ACFM 측정기(152a)는 무어링 라인(10)의 외면에 페인트, 녹 및 이물질이 존재하더라도 무어링 라인(10)의 손상여부를 효과적으로 감지할 수 있으며, 특히 무어링 라인(10)에 발생하는 크랙(Crack)의 길이, 깊이 등 구체적인 손상정도를 연속적으로 측정하여 작업자에게 제공할 수 있다. 이에 따라 ACFM 측정기(152a)는 무어링 라인(10)의 손상여부에 대한 구체적인 정보를 작업자에게 신속하게 제공할 수 있다.
또한, 관측장치는 초음파를 이용하영 무어링 라인(10)의 두께를 측정 및 감지하는 초음파 두께 측정기(Ultrasonic Thickness Measurement, 152b)를 더 포함하여 마련될 수 있다. 초음파 두께 측정기(152b)는 무어링 라인(10) 측으로 초음파를 발사한 후, 무어링 라인(10)에서 공진하는 초음파의 주파수 또는 반사되는 초음파 펄스의 왕복 시간 등을 이용하여 무어링 라인(10)의 두께를 측정할 수 있다. 그러나 전술한 ACFM 측정기(152a) 및 초음파 두께 측정기(152b)는 일 예로서, 측정장치(152)는 이 외에도 다양한 방식 및 구조를 갖는 설비로 구축될 수 있으며, 어느 하나의 방식 및 구조로 한정되는 것은 아니다.
제어유닛(160)은 도킹유닛(120), 이동유닛(130) 및 청소유닛(140)의 작동을 제어하거나, 관측유닛(150)에 의해 획득한 정보를 송수신하도록 마련될 수 있다.
제어유닛(160)은 메인프레임(111)에 마련되되 전원 및 정보를 송수신할 수 있는 케이블(180)과 연결되어 마련될 수 있다. 제어유닛(160)은 도어프레임(112)의 개방 및 폐쇄를 위한 도킹유닛(120)의 작동, 이동유닛(130)의 복수개의 스러스터(131)의 작동여부 및 출력정도, 청소유닛(140)의 작동 등을 제어할 수 있으며, 관측유닛(150)에 의해 획득한 무어링 라인(10)의 손상여부 및 두께에 관련된 정보를 송수신하거나 분석하여 작업자에게 디스플레이 등의 표시장치(미도시)를 통해 제공할 수 있다. 그 외에도 제어유닛(160)은 무어링 라인 관리로봇(100)의 수심, 조류 상태 등의 정보를 획득하여 작업자에게 제공할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 의한 무어링 라인 관리로봇(100)의 작동에 대해 설명한다.
무어링 라인(10)의 청소 및 관측 등 관리 및 유지보수를 수행하고자 하는 경우, 무어링 라인 관리로봇(100)을 수중으로 진수시킴과 동시에, 이동유닛(130)의 복수개의 스러스터(131)를 이용하여 무어링 라인 관리로봇(100)의 수중 유영을 통해 무어링 라인(10)으로 접근시킨다. 무어링 라인(10)으로 접근한 무어링 라인 관리로봇(100)은 도킹유닛(120)의 개폐장치(121)를 작동하여 도어프레임(112)을 개방시킨 후, 프레임(110)의 관통부(110a)에 무어링 라인(10)을 배치시킨 후에 다시 개폐장치(121)를 이용하여 도어프레임(112)을 폐쇄하여 프레임(110)을 무어링 라인(10)에 장착시킴으로써 무어링 라인 관리로봇(100)을 무어링 라인(10)과 도킹시킬 수 있다.
무어링 라인 관리로봇(100)이 도킹된 후에는 이동유닛(130)의 복수개의 스러스터(131)를 이용하여 무어링 라인 관리로봇(100)이 무어링 라인(10)의 길이방향을 따라 이동할 수 있도록 하고, 무어링 라인(10)의 청소가 필요한 경우에는 청소유닛(140)의 작동을 개시하여 무어링 라인(10)의 청소작업을 수행할 수 있다. 이와 동시에 무어링 라인(10)의 운용상태 및 청소상태를 관측하거나 무어링 라인(10)의 손상여부 또는 두께를 측정하고자 하는 경우에는 관측유닛(150)을 작동하여 카메라(151)를 통해 무어링 라인(10)의 운용상태 및 청소상태를 촬영하여 작업자에게 제공하며, 또한 ACFM 측정기(152a) 또는 초음파 두께 측정기(152b) 등을 포함하는 측정장치(152)를 통해 무어링 라인(10)의 손상여부 및 두께를 측정 또는 감지하여 작업자에게 제공한다.
무어링 라인(10)의 청소 및 관측을 완료한 후에는 도킹유닛(120)의 개폐장치(121)를 작동시켜 도어프레임(112)을 개방시킨 후, 프레임(110)을 무어링 라인(10)으로부터 탈거시킬 수 있으며, 복수개의 스러스터(131)를 이용하여 수면에 근접하게 수중 유영한 후에 선체의 갑판 등에 마련되는 윈치 등을 이용하여 케이블(180)을 권선하여 무어링 라인 관리로봇(100)을 회수할 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시 예에 의한 무어링 라인 관리로봇(100)은 복수개의 스러스터(131)를 이용하여 자율적인 수중 유영을 수행할 수 있으므로 무어링 라인 관리로봇(100)과 무어링 라인(10)의 도킹이 원활하고 용이하게 수행될 수 있으며, 이를 통해 무어링 라인(10)의 관리 및 유지보수에 소요되는 노동력, 비용 및 작업시간을 저감할 수 있다.
또한 본 발명의 실시 예에 의한 무어링 라인 관리로봇(100)은 무어링 라인(10)의 청소 및 관측 등의 관리 및 유지보수를 효과적으로 수행할 수 있으며, 무어링 라인(10)의 청소 및 관측을 일괄적으로 수행하여 효율적인 운용을 도모할 수 있는 효과를 가진다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시 예를 참조로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
100: 무어링 라인 관리로봇 110: 프레임
111: 메인프레임 112: 도어프레임
120: 도킹유닛 121: 개폐장치
122: 도킹구동부 130: 이동유닛
131: 스러스터 132: 구동모터
140: 청소유닛 150: 관측유닛
151: 카메라 152: 측정장치
160: 제어유닛 170: 가이드 패드

Claims (8)

  1. 부유식 해상구조물에 설치되는 무어링 라인을 따라 이동 가능하게 마련되며 몸체를 형성하는 프레임;
    상기 프레임을 상기 무어링 라인에 탈착시키는 도킹유닛;
    상기 프레임의 수중 유영 및 이동을 위한 추진력을 발생시키는 복수개의 스러스터를 구비하는 이동유닛;
    상기 무어링 라인의 청소를 수행하는 청소유닛; 및
    상기 무어링 라인의 관측을 수행하는 관측유닛을 포함하고,
    상기 이동유닛은 상기 스러스터를 구동시키는 구동모터를 더 구비하고,
    기기의 작동을 제어하고 상기 관측유닛에 의해 획득한 정보를 송수신하는 제어유닛을 더 포함하고,
    상기 제어유닛은 상기 구동모터의 작동을 제어하고,
    상기 관측유닛은
    상기 무어링 라인을 촬영하는 카메라와, 상기 무어링 라인에 빛을 조사시키는 조명장치 및 상기 무어링 라인의 손상여부 또는 두께를 감지하는 측정장치를 포함하고,
    상기 측정장치는
    상기 무어링 라인에 교류전류를 공급하고, 상기 무어링 라인의 손상에 의해 변화된 전류량에 해당하는 상기 무어링 라인 외면의 자기장 변화를 감지하여 상기 무어링 라인의 손상여부를 감지하는 ACFM(Alternating Current Field Measurement) 측정기를 포함하고,
    상기 프레임은 내측에 상기 무어링 라인이 수용되는 관통부를 구비하되,
    상기 관통부에는
    상기 무어링 라인에 대한 상기 프레임의 이동을 안내하는 가이드 패드가 마련되고,
    상기 가이드 패드는
    상기 무어링 라인의 외면 형상에 대응되고, 탄성을 가진 부재로 이루어진 무어링 라인 관리로봇.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프레임은
    메인프레임 및 상기 메인프레임의 단부에 힌지 결합되어 개폐 가능하게 마련되는 적어도 하나의 도어프레임을 포함하고,
    상기 도킹유닛은
    상기 도어프레임을 개폐시키는 개폐장치 및 상기 개폐장치를 구동시키는 도킹구동부를 포함하는 무어링 라인 관리로봇.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 청소유닛은
    공동현상에 의해 상기 무어링 라인의 외면을 청소하는 캐비테이션 건(Cavitation Gun)을 포함하는 무어링 라인 관리로봇.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 측정장치는
    초음파를 이용하여 상기 무어링 라인의 두께를 측정하는 초음파 두께 측정기를 더 포함하는 무어링 라인 관리로봇.
  7. 삭제
  8. 삭제
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