KR101942823B1 - 음향탐사에 의한 해수로의 지형변화 측량시스템 - Google Patents

음향탐사에 의한 해수로의 지형변화 측량시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음향탐사에 의한 해수로의 지형변화 측량시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부력체를 연결하는 부위의 기밀성을 유지하면서 신속 정확하게 접속할 수 있도록 개선된 구조를 갖는 음향탐사에 의한 해수로의 지형변화 측량시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 수중탐지기에 부양장치 및 표식장치를 구비함으로써, 수중탐지기와 탐사선박의 연결이 끊어지더라도, 수중탐지기를 용이하게 찾을 수 있는 효과가 있다.

Description

음향탐사에 의한 해수로의 지형변화 측량시스템{Geological change surveying system by seawater by acoustic survey}
본 발명은 음향탐사에 의한 해수로의 지형변화 측량시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수중탐지기가 정지된 상태로 정확하게 해저 측량이 가능하도록 자체 부력조절 및 피칭(Pitching)과 스위블(Swivel)을 억제하여 안정적으로 정확한 측량이 가능하도록 개선된 구조를 갖는 음향탐사에 의한 해수로의 지형변화 측량시스템에 관한 것이다.
일반적으로 해저 지형변화 조사는 수중탐지기를 탐사선박으로 끌고 가면서 수중탐지기로부터 생성된 해저영상을 매개로 지형변화를 확인함으로써 이루어진다.
이러한 지형변화 확인을 위해 대한민국 등록실용신안(등록번호 제20-0415471호, 수중탐지기)가 고안되었다.
상기 수중탐지기는 탐사선박에 의해 끌려가면서 해저지형에 따른 해저영상을 생성한다.
하지만 상기와 같은 수중탐지기는 탐사선박과 연결해주는 와이어가 끊어질 경우, 수중탐지기가 가라앉으면서 분실되기 쉬웠다.
따라서, 고가의 수중탐지기를 찾기 위해 많은 시간과 노동력이 소비되었다.
이에, 상기 수중탐지기의 분실을 방지하며, 안정적으로 해저지형을 확인할 수 있는 해수로의 지형변화 측량시스템이 요구되고 있다.
대한민국 특허 등록번호 제10-1492863호(2015.02.11.), 음향탐사에 의한 해수로의 지형변화 측량시스템
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 수중탐지기가 정지된 상태로 정확하게 해저 측량이 가능하도록 자체 부력조절 및 피칭(Pitching)과 스위블(Swivel)을 억제하여 안정적으로 정확한 측량이 가능하도록 개선된 구조를 갖는 음향탐사에 의한 해수로의 지형변화 측량시스템을 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 상방으로 개구되며 내벽에 형성된 제1걸림부(112a)를 갖추고서 상부에 구비되는 부력체설치부(112)와, 제1걸림부(112a)와 맞물리는 제1돌부(113a)를 갖추고서 부력체설치부(112)를 개폐하는 제1덮개(113)와, 상방으로 개구되며 내벽에 형성된 제2걸림부(114a)를 갖추고서 상부에 구비되는 조명등설치부(114)와, 제2걸림부(114a)와 맞물리는 제2돌부(115a)를 갖추고서 조명등설치부(114)를 개폐하는 제2덮개(115)를 구비한 탐지기바디(110)와; 부력체설치부(112)에 배치되는 신축재질의 부력체(126)와, 탐지기바디(110)에 내설되어 부력체(126)와 연통되는 부양장치압축탱크(121)와, 탐지기바디(110)에 내설되어 부양장치압축탱크(121)에 고압의 가스를 압축해 공급하는 부양장치컴프레서(122)와, 부양장치컴프레서(122)에 내설되어 부양장치압축탱크(121)로부터 부력체(126)로의 압축가스공급을 제어하는 부양장치밸브(123)를 갖춘 부양장치(120)와; 조명등설치부(114)에 설치되는 실린더기구(161)와, 실린더기구(161)에 설치되어 승강하는 조명등(162)을 갖춘 표식장치(160)와; 탐지기바디(110)에 설치되어 수압을 측정하며 수압에 따른 수압신호를 출력하는 수압센서(170)와; 탐지기바디(110)에 내설되며 수압센서(170)로부터 수압신호를 수신하여 각각의 수압신호에 따라 부양장치밸브(123) 및 실린더기구(161)를 작동제어하는 제어유닛(180)과; 탐지기바디(110)에 설치되며, 제어유닛(180)에 의해 작동제어되어 해저면과의 거리를 측정하는 거리측정유닛(130)과; 탐지기바디(110)에 설치되며 제어유닛(180)에 의해 작동제어되어 탐지기바디(110)의 위치를 측정하는 위치추적장치(140)와; 탐지기바디(110)에 설치되며, 제어유닛(180)에 의해 작동제어되어, 거리측정유닛(130)로부터의 거리측정신호와 위치추적장치(140)로부터의 위치측정신호를 무선송출하는 송신유닛(150)으로 구성된 수중탐지기(100)와, 수면 위를 이동하는 선박바디(211)와, 선박바디(211)에 수직방향으로 설치되어 회전하는 지지체(213)와, 지지체(213)에 수평방향으로 설치되는 수평체(214)와, 지지체(213) 또는 수평체(214)에 설치되는 다수의 가이드체(215)를 갖춘 탐사선박(210)과; 선박바디(211)에 설치되며, 지지체(213)를 회전시키는 구동장치(220)와; 선박바디(112)에 설치되고, 가이드체(215)에 의해 안내되며 탐지기바디(110)에 연결되는 인양와이어(231)를 갖추고서 인양와이어(231)를 감거나 푸는 인양장치(230)와; 선박바디(211)에 설치되며 송신유닛(150)로부터 거리측정신호 및 위치측정신호를 수신하는 수신부(240)와; 선박바디(211)에 설치되며, 수신부(240)로부터 거리측정신호 및 위치측정신호를 수신하여 측정해저영상을 생성하고, 기존해저영상을 업데이트하는 제어부(250)와; 선박바디(211)에 설치되며, 제어부(250)에 의해 작동제어되어, 해저영상을 디스플레이하는 출력부(260)를 갖춘 탐사장치(200)로 이루어지며; 상기 수중탐지기(100)에는 내장품들과 간섭되지 않는 위치에서 씰링된 상태로 상하로 관통하여 설치되어 자체 부력을 조절하는 탐지기부력구(1100)와, 수중탐지기(100)의 무게중심을 조절하는 무게조절구(1200)를 더 포함하되, 상기 탐지기부력구(1100)는 호형상의 인테이크(1110)와, 상기 인테이크(1110)의 단부에 조립되는 임펠러하우징(1120)과, 상기 임펠러하우징(1120)에 내장된 임펠러(1130) 및 제어유닛(180)에 의해 구동제어되는 임펠러모터(1140)와, 상기 임펠러하우징(1120)들을 서로 연결하는 물도입관(1150)을 포함하고; 상기 무게조절구(1200)는 수중탐지기(100)의 내부 바닥면에 설치되는 무게조절모터(1210)와, 상기 무게조절모터(1210)의 모터축에 고정되어 회동되는 스크류샤프트(1220)와, 상기 스크류샤프트(1220)가 제자리 회전될 수 있도록 베어링고정하는 한 쌍의 샤프트베어링블럭(1230)과, 상기 스크류샤프트(1220)에 치결합되어 그 회전방향에 따라 전진 혹은 후진하는 유동무게조절블럭(1240)과, 상기 샤프트베어링블럭(1230)을 가로질러 상기 스크류샤프트(1220)와 평행하게 설치되고 상기 샤프트베어링블럭(1230)을 관통하여 상기 샤프트베어링블럭(1230)이 회전되지 않고 직선왕복할 수 있도록 안내하는 가이드봉(1250)을 포함하는 것을 특징으로 하는 음향탐사에 의한 해수로의 지형변화 측량시스템을 제공한다.
본 발명에 따르면, 수중탐지기가 정지된 상태로 정확하게 해저 측량이 가능하도록 자체 부력조절 및 피칭(Pitching)과 스위블(Swivel)을 억제하여 안정적으로 정확한 측량이 가능하도록 개선된 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 수중탐지기를 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 9는 본 발명에 따른 시스템의 작용을 나타낸 도면이다.
그리고
도 10 내지 도 13은 본 발명에 따른 시스템을 구성하는 다른 실시예를 보인 예시도이다.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 해저를 수평이동하는 수중탐지기(100)와, 수중탐지기(100)와 연결되는 탐사장치(200)를 포함한다.
상기 수중탐지기(100)는, 수중을 이동하는 유선형의 탐지기바디(110)와, 탐지기바디(110)에 내설되는 부양장치(120)와, 탐지기바디(110)에 설치되는 표식장치(160)와, 탐지기바디(110)에 설치되는 수압센서(170)와, 탐지기바디(110)에 설치되는 제어유닛(180)과, 탐지기바디(110)에 설치되는 거리측정유닛(130)과, 탐지기바디(110)에 설치되는 위치추적장치(140)와, 탐지기바디(110)에 설치되는 송신유닛(150)으로 구성된다.
상기 탐지기바디(110)는, 내부에 형성되는 룸 형상의 설치부(111)와, 설치부(111)의 상부에 형성되며 설치부(111)와 연통되는 부력체설치부(112)와, 부력체설치부(112)를 개폐하는 제1덮개(113)와, 설치부(111)의 상부에 형성되는 조명등설치부(114)와, 조명등설치부(114)를 개폐하는 제2덮개(115)로 구성된다.
상기 부력체설치부(112)는, 상면이 개구되며, 내벽에 홈 형상의 제1걸림부(112a)가 다수개 구비되고, 상부에 홈형상의 제1안착부(112c)가 형성되며, 하부에 상하로 관통된 관통부(112b)가 형성된다.
상기 제1덮개(113)는, 부력체설치부(112)의 제1안착부(112c)에 안착되는 제1개폐판(113c)과, 제1개폐판(113c)로 부터 연장되어 부력체설치부(112)에 삽입되는 다수의 제1삽입바(113b)와, 제1삽입바(113b)의 끝단에 형성되어 부력체설치부(112)의 제1걸림부(112a)과 맞물리는 제1돌부(113a)로 구성된다. 이때, 제1삽입바(113b)는 약간의 탄성을 가져 외력이 가해질 경우 내측으로 오므라든다.
상기 조명등설치부(114)는, 탐지기바디(110)의 후미에 형성되어 상면이 개구되며, 내벽에 홈 형상의 제2걸림부(114a)가 다수개 구비되고, 상부에 홈 형상의 제2안착부(114b)가 형성된다.
상기 제2덮개(115)는, 판 형상으로, 외주면 하부에 제2돌부(115a)가 다수개 구비되며, 제2돌부(115a)가 조명등설치부(114)의 제2걸림부(114a)에 삽탈가능하게 고정된다. 이때, 제2돌부(115a)는 제2걸림부(114a)에 용이하게 삽탈되도록 약간의 탄성을 갖는 것이 바람직하다.
상기 부양장치(120)는, 부력체설치부(112)에 배치되는 부력체(126)와, 설치부(111)에 설치되는 부양장치압축탱크(121)와, 부양장치압축탱크(112)와 연결된 부양장치컴프레서(122)와, 부양장치압축탱크(112)로부터 배출되는 압축공기를 제어하는 부양장치밸브(123)를 갖춘다.
상기 부력체(126)는, 신축재질을 갖는 튜브형상의 부양부(126a)와, 부양부(126a)와 연통되며 하단이 부력체설치부(112)의 관통부(112b)의 상단과 나사산결합되는 부력체체결부(126b)로 구성된다.
상기 부양장치압축탱크(121)는 압축공기를 수용하는 통상의 저장탱크로서, 별도의 연결라인(L)을 매개로 부력체설치부(112)의 관통부(112b)와 연통된다. 이때, 연결라인(L)의 단부에는 나사산이 형성되어, 관통부(112b)의 하부와 나사산 결합된다.
상기 부양장치컴프레서(122)는, 기체를 압축하는 통상의 압축기로, 부양장치압축탱크(121)에 이웃되도록 설치부(111)에 설치되며, 공기를 압축하여, 압축된 공기를 부양장치압축탱크(121)에 공급한다.
상기 부양장치밸브(123)는, 연결라인(L) 상에 설치되며, 제어유닛(180)에 의해 작동제어되어, 연결라인(L)을 개방 또는 폐쇄시킨다.
상기 표식장치(160)는, 조명등설치부(114)에 설치되는 실린더기구(161)와, 실린더기구(161)에 승강가능하게 설치되는 조명등(162)으로 구성된다.
상기 실린더기구(161)는, 유압 또는 공압에 의해 작동되는 통상의 것으로, 실린더(161a)와, 실린더(161a)에 승강가능하게 설치되는 피스톤(161b)로 구성된다.
상기 조명등(162)는, 빛을 발하는 통상의 것으로서, 제어유닛(180)에 의해 작동제어되어 점등 또는 소등된다.
또한, 조명등(162)은 피스톤(161b)에 설치되어 피스톤(161b)의 승강에 따라 상하이동한다. 이때, 조명등(162)는 외력에 충분히 견디며 빛이 투과되는 보호케이스(미도시)가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 수압센서(170)는, 탐지기바디(110)의 저면에 설치되며, 탐지기바디(110)가 위치한 수압을 측정하여, 수압신호를 제어유닛(180)으로 출력한다. 이때, 수압센서(170)는 수위에 따른 수압을 측정할 수 있는 것이면 어떤 것이든 무방하다.
상기 제어유닛(180)은, 탐지기바디(110)의 설치부(111)에 설치되어, 수압센서(170)로부터 수압신호를 수신하며, 수신된 수압신호를 판독하여, 탐지기바디(110)의 현재위치 수압에 따라 부양장치밸브(123), 조명등(162), 및 실린더기구(161)를 작동제어한다.
상기 거리측정유닛(130)은 초음파를 출력하고 이로부터 돌아오는 반사파를 수신하는 통상의 초음파센서로, 제어유닛(180)에 의해 작동제어되며, 해저면과의 거리를 측정하여 측정값에 따른 측정신호를 출력한다.
상기 위치추적장치(140)는, 제어유닛(180)에 의해 작동제어되며, 측정되고 있는 위치를 나타내는 위치측정신호를 출력한다. 이때, 위치추적장치(140)는, 수중탐지기(100)의 위치를 나타내는 통상의 대수심용 위치추적장치로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 송신유닛(150)은, 제어유닛(180)에 의해 작동제어되며, 거리측정유닛(130)로부터의 거리측정신호와, 위치추적장치(140)로부터의 위치측정신호를 출력한다. 이때, 상기 송신유닛(150)은 각각의 신호를 음파를 이용하여 무선송출한다.
상기 탐사장치(200)는, 수면 위를 이동하는 탐사선박(210)과, 탐사선박(210)에 설치되는 구동장치(220)와, 탐사선박(210)에 설치되는 인양장치(230)와, 탐사선박(210)에 설치되는 수신부(240)와, 탐사선박(210)에 설치되는 제어부(250)와, 탐사선박(210)에 설치되는 출력부(260)로 구성된다.
상기 탐사선박(210)은, 수면 위를 이동하는 선박바디(211)와, 탐사선박(110)의 후미에 설치되는 베이스(126)와, 베이스(126)의 상부에 회전가능하게 설치되는 선회체(212)와, 선회체(212)의 상부에 수직방향으로 입설되는 지지체(213)와, 지지체(213)의 상부에 수평방향으로 설치되는 수평체(214)와, 지지체(213)의 측면 또는 수평체(214)의 하면에 설치되는 다수의 가이드체(215)로 구성된다.
상기 구동장치(220)는, 유압 또는 전기를 이용하는 통상의 모터를 갖추고서, 베이스(216)에 내설되어, 선회체(212)를 회전시킨다. 또한, 구동장치(220)는 통상의 크레인장치에 사용되는 것으로, 선회체(212)와의 연결관계는 생략하기로 한다.
상기 인양장치(230)는, 유압 또는 전기를 이용하는 통상의 모터(미도시)와, 모터에 의해 회전하는 드럼(미도시)과, 일단이 드럼에 고정되고 타단이 탐사선박(210)의 선박바디(211)의 상부 중심에 고정되는 인양와이어(231)를 갖추고서, 탐사선박(210)의 상부에 설치된다. 이때, 인양와이어(231)는 모터의 회전에 따라 감거나 풀린다.
상기 수신부(240)는, 탐사선박(210)의 저면에 설치되며, 수중탐지기(100)의 송신유닛(150)으로부터 출력되는 거리측정신호 및 위치측정신호를 수신한다.
상기 제어부(250)는, 탐사선박(210)에 설치되며, 수신부(240)로부터 거리측정신호와 위치측정신호를 수신하고, 이를 판독하여 출력부(260)를 매개로 측정된 해저지형을 해저영상으로 나타낸다. 이때, 제어부(250)는, 기존해저영상과 생성된 해저영상이 동일하면 생성된 해저영상을 삭제하고, 기존해저영상과 생성된 해저영상이 다르면 기존해저영상을 삭제함과 동시에 생성된 해저영상을 저장한다.
상기 출력부(260)는, 통상의 디스플레이장치로서, 탐사선박(210)에 설치되며, 제어부(250)에 의해 작동제어되어, 생성된 해저영상을 디스플레이한다.
도 4 내지 도 9는 본 발명에 따른 시스템의 작용을 나타낸 도면으로서, 도 4 내지 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.
우선, 상기 수중탐지기(100) 및 탐사장치(200)를 해저지형을 확인하고자 하는 장소에 배치시킨 후, 탐사선박(210)을 전방으로 이동시키면, 수중탐지기(100)는 탐사선박(210) 보다 후방에 배치되면서 탐사선박(210)에 의해 이끌려 수중을 이동한다.
이때, 상기 거리측정유닛(130)은 해저면으로 초음파를 송출하고, 되돌아 오는 반사파를 수신하여, 측정된 해저지형에 대한 거리측정신호를 출력하며, 거리측정신호를 수신한 송신유닛(150)이 이를 외부로 무선송출한다. 또한, 위치추적장치(140)는 현재위치를 나타내는 위치측정신호를 출력하고, 위치측정신호를 수신한 송신유닛(150)이 이를 외부로 무선송출한다.
상기 송신유닛(150)으로부터 거리측정신호 및 위치측정신호가 출력되면, 탐사장치(200)의 수신부(240)가 이를 수신하여 제어부(250)로 송출한다. 이때, 제어부(250)는 거리측정신호와 위치측정신호를 판독하여 해저영상을 생성한 후, 생성된 해저영상이 기존해저영상과 동일하면 삭제하고 동일하지 않으면, 기존해저영상을 새로운 해저영상으로 업데이트한다.
한편, 장기간의 사용 또는 기타 외력에 의해 인양장치(230)의 인양와이어(231)가 끊어지면, 수중탐지기(100)는 탐사선박(210)과의 연결이 끊어지면서, 가라앉는다.
이때, 상기 수중탐지기(100)가 가라앉음에 따라, 수압센서(170)가 측정하는 수압이 변하며, 변화된 수압에 따른 수압신호가 수압센서(170)로부터 제어유닛(180)으로 전달된다.
여기서, 상기 제어유닛(180)이 측정수압이 기준값을 벗어났다는 수압신호를 수신하면, 제어유닛(180)은 부양장치밸브(124)를 개방한다.
상기 부양장치밸브(124)가 개방되면, 고압의 압축가스가 연결라인(L)을 경유하여, 탐지기바디(110)의 부력체(126)로 공급되고, 압축가스의 팽창력에 의해 부력체(126)가 부풀어 오르면서, 제1개폐판(113c)이 상방으로 힘을 받게 되고, 제1덮개(113)의 제1돌부(113a)가 부력체설치부(112)의 제1걸림부(112a)로부터 이탈되어, 도 4와 같이 된다.
계속해서 상기 부력체(126)에 압축가스가 공급되면, 도 5와 같이 부력체(126)이 더욱 부풀어 오르고, 부력체(126)의 팽창력에 의해 제1덮개(113)가 부력체설치부(112)로부터 완전히 이탈된다.
따라서, 상기 부력체(126)에는 부력이 작용하게 되고, 부력에 의해 도 6과 같이 수중탐지기(100)가 수면으로 부양된다. 이때, 부력체(126)가 일정정도 부풀어 오르면 제어유닛(180)은 부양장치밸브(124)를 폐쇄하여 부력체(126)이 더이상 부풀어 오르지 않도록 한다.
이에 따라, 유실된 상기 수중탐지기(100)를 용이하게 찾을 수 있다.
한편, 상기와 같이 수중탐지기(100)가 수면으로 부양되면, 수압센서(170)는 수중탐지기(100)가 부양된 위치에 따른 수압신호를 출력하고, 이를 수신한 제어유닛(180)은, 표식장치(160)의 실린더기구(161)를 작동하여 피스톤(161b)을 상방으로 이동시키고, 조명등(162)를 점등시킨다.
상기 피스톤(161b)이 상방으로 이동함에 따라, 도 6과 같이 피스톤(161b)의 상단이 탐지기바디(110)의 제2덮개(115)에 맞닿게 되고, 피스톤(161b)의 계속적인 상방이동에 의해 제2덮개(115)가 상부로 이동한다. 이때, 제2덮개(115)의 제2돌부(115a)가 조명등설치부(114)의 제2걸림부(114a)로부터 이탈되고, 제2덮개(115)가 열리면서 조명등설치부(114)가 개방된다. 따라서, 도 7과 같이 조명등(162)이 외부로 노출되면서 조명등(162)의 조명이 외부로 발산된다.
따라서, 관리자는 조명등(162)의 조명을 통해 주변이 어두운 곳에서도 분실된 수중탐지기(100)를 용이하게 찾을 수 있다.
한편, 상기 해저지형 확인작업이 완료되면, 수중탐지기(100)가 탐사선박(210)으로 이동되어야 한다.
이때, 상기 작업자가 인양장치(230)를 구동시키면, 인양와이어(231)가 권취되면서 수중탐지기(100)가 수면 위로 이동하여 도 8과 같이 된다. 이후, 작업자가 구동장치(220)를 구동하여, 선회체(212)를 회전시키면, 도 9와 같이 수중탐지기(100)가 탐사선박(210)의 상부에 위치하게 된다. 계속해서, 작업자가 인양장치(230)를 작동시켜 인양와이어(231)를 풀면 수중탐지기(100)가 탐사선박(210)에 안착된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 해수로의 지형변화 확인 및 시스템은, 수중탐지기(100)가 탐사선박(210)으로부터 이탈되더라도, 수중탐지기(100)를 수면위로 부양시킬 수 있어, 분실된 수중탐지기(100)를 용이하게 찾을 수 있으며, 특히 조명등(162)을 통해 어두운 장소에서도 수중탐지기(100)를 쉽게 찾을 수 있다.
이에 더하여, 본 발명에서는 수중탐지기(100)가 해저 지형을 탐사할 때 정확한 탐사를 위해 항상 일정한 자세를 유지할 필요가 있다.
이와 관련하여, 상술한 실시예에서는 탐사선박(210)에 의해 견인되면서 수중에서의 수중탐지기(100)의 변화(유동)에 대해서는 제어가 이루어지지 않기 때문에 탐사의 정확도가 떨어질 수 있다.
이에, 본 발명에서는 수중탐지기(100)의 탐지중 수중내 거동을 안정적으로 유지하기 위한 구성을 더 포함한다.
예컨대, 도 10의 예시와 같이, 본 발명에 따른 시스템은 상기 수중탐지기(100)에 탐지기부력구(1100)와, 무게중심을 조절하는 무게조절구(1200)를 더 포함한다.
이때, 상기 탐지기부력구(1100)는 수중탐지기(100)의 내장품들과 간섭되지 않는 위치에서 씰링된 상태로 상하로 관통하여 설치되며, 도 11의 예시와 같이, 상단은 전진방향으로 개방되고 하단은 그 반대방향으로 개방된 호형상의 인테이크(INTAKE)(1110)와, 상기 인테이크(1110)의 단부에 조립되는 임펠러하우징(1120)과, 상기 임펠러하우징(1120)에 내장된 임펠러(1130) 및 임펠러모터(1140)와, 상기 임펠러하우징(1120)들을 서로 연결하는 물도입관(1150)을 포함한다.
이 경우, 상기 인테이크(1110)는 물도입관(1150) 보다 상대적으로 더 큰 직경을 갖고 형성되어 해수 도입량을 충분하게 유지할 수 있도록 구성된다.
그리고, 상기 임펠러모터(1140)는 상기 제어유닛(180)에 의해 구동 제어되며, 항상 해수중에 노출된 상태가 유지되므로 침수가 발생하지 않도록 완벽한 방수구조를 이루어야 한다.
이를 위해, 본 발명에서는 도 12의 예시와 같이, 상기 임펠러모터(1140)는 고정자(철심+코일) 사이에서 회전자(영구자석)가 회전하는 일반적인 모터 구조와 달리, 고정자(1141)와 회전자(1142)가 서로 약간의 간극을 두고 분리된 상태에서 마주보는 형태로 구비된다.
이때, 상기 고정자(1141)는 코어에 코일이 감긴 형태로서, 모터케이스(1143) 내부에 고정설치되고, 상기 회전자(1142)는 상기 모터케이스(1143)의 일측면에 개방된 부분을 밀폐하면서 돌출되게 고정된 축보스(1144) 내부에 설치된다.
여기에서, 상기 회전자(1142)는 디스크판에 영구자석이 부착된 구조로서 상기 고정자(1141)를 마주보고 모터축(1145)에 스플라인 방식으로 고정되어 일체를 이룸으로써 함께 회전할 수 있게 구성된다.
아울러, 상기 모터축(1145)의 원활한 회전을 위해 상기 모터축(1145)이 관통하는 상기 축보스(1144)의 내경과, 상기 모터축(1145)의 외경 사이에는 베어링(1146)이 개재되며, 상기 모터축(1145)에는 임펠러(1130)가 고정된다.
뿐만 아니라, 상기 모터케이스(1143) 의 양측면에 형성된 개방부는 모터케이스(1143) 내부에서 고정되는 박판 형태의 분리플레이트(1147)에 의해 완전히 밀폐된다.
때문에, 상기 고정자(1141)와 회전자(1142)는 완전히 분리되게 된다.
이러한 구조는 단지 배열을 바꿨을 뿐 일반적인 고정자와 회전자의 관계에 의해 발생되는 회동력은 동일하다.
이에 더하여, 확대 도시한 바와 같이, 분리플레이트(1147)는 회전자(1142)와 약 1mm의 틈새를 유지시키도록 모터케이스(1143) 의 내부에 설치되기 때문에 회전자(1142)의 회전구동에 영향을 미치지 않으며, 불측의 이유로 인해 물이 스며들더라도 모터축(1145)을 타고 빠지거나 혹은 틈새를 통해 빠질 뿐만 아니라, 이미 씰링된 상태이기 때문에 스며드는 물도 극미량이어서 그 물이 고정자(1141) 쪽으로 흘러 들어가는 것이 원천 봉쇄된다.
때문에, 전기가 연결된 고정자(1141) 측이 상시 수중에 침지된 상태로 놓여 있더라도 완전히 방수되므로 안전성이 극대화되며, 상기 분리플레이트(1147)와 모터축(1145)도 서로 접촉되지 않기 때문에 모터축(1145)의 구동도 원활하게 된다.
덧붙여, 침투된 미량의 물이 혹여라도 회전자(1142)에 영향을 주는 것 까지 방지할 수 있도록 상기 회전자(1142)의 표면을 마커로 방수코팅하면 더욱 좋다.
뿐만 아니라, 도 10에서와 같이, 상기 무게조절구(1200)는 수중탐지기(100)의 무게중심을 조절하여 수중탐지기(100)가 수중에서 해류 등의 요인에 의해 앞뒤로 움직이면서 기울어지는 피칭(Pitch)을 억제하는데 기여한다.
이러한 무게조절구(1200)는 수중탐지기(100)의 내부 바닥면에 다른 내장품과 간섭되지 않는 위치에 설치되며, 무게조절모터(1210)와, 상기 무게조절모터(1210)의 모터축에 고정되어 회동되는 스크류샤프트(1220)와, 상기 스크류샤프트(1220)가 제자리 회전될 수 있도록 베어링고정하는 한 쌍의 샤프트베어링블럭(1230)과, 상기 스크류샤프트(1220)에 치결합되어 그 회전방향에 따라 전진 혹은 후진하는 유동무게조절블럭(1240)과, 상기 샤프트베어링블럭(1230)을 가로질러 상기 스크류샤프트(1220)와 평행하게 설치되고 상기 샤프트베어링블럭(1230)을 관통하여 상기 샤프트베어링블럭(1230)이 회전되지 않고 직선왕복할 수 있도록 안내하는 가이드봉(1250)을 포함한다.
그리하여, 수중탐지기(100)의 길이방향으로 수평이 안맞고 피칭이 발생하면 상기 무게조절모터(1210)가 제어유닛(180)의 제어신호에 따라 구동되면서 상기 샤프트베어링블럭(1230)을 앞, 뒤로 움직여 무게중심을 잡아줌으로써 이를 억제하면서 안정적으로 수평을 유지할 수 있게 유도한다.
또한, 도 13에서와 같이, 상기 수중탐지기(100)은 수중에 위치되기 때문에 해류 등의 영향으로 스위블이 발생될 수 있으므로 이를 방지하기 위한 스위블방지유닛(1300)을 더 포함할 수 있다.
상기 스위블방지유닛(130)은 상기 수중탐지기(100)의 선수와 선미 양측에 수중탐지기(100)의 폭방향으로 일정크기의 반경을 갖는 해수관류홈(1310)을 각각 일정깊이 요입형성하고, 각 해수관류홈(1310)은 수중탐지기(100)의 상면과 연통되게 설계된다.
그리고, 상기 해수관류홈(1310)에는 각각 제어유닛(180)에 의해 구동 제어되는 관류프로펠러(1320)가 구비되며, 수중탐지기(100)의 선수 중심에는 자이로스코프(1330)를 설치하고, 그 검출값에 따라 기울어짐 혹은 회전량을 보상할 수 있도록 제어유닛(180)이 상기 관류프로펠러(1320)를 개별 제어하게 된다.
이에 따라, 스위블이 유발되면 해수관류홈(1310)을 통해 선수와 선미가 회전하려는 반대방향으로 해수를 뿜어 내어 수중탐지기(100)가 선회되지 않고 제자리를 유지하도록 구성할 수 있다.
이와 같이 구성함으로써 보다 더 정확하고 안정적인 측량이 가능하게 된다.
100; 수중탐지기 110; 탐지기바디
120; 부양장치 130; 거리측정유닛
140; 위치추적장치 150; 송신유닛
160; 표식장치 170; 수압센서

Claims (1)

  1. 상방으로 개구되며 내벽에 형성된 제1걸림부(112a)를 갖추고서 상부에 구비되는 부력체설치부(112)와, 제1걸림부(112a)와 맞물리는 제1돌부(113a)를 갖추고서 부력체설치부(112)를 개폐하는 제1덮개(113)와, 상방으로 개구되며 내벽에 형성된 제2걸림부(114a)를 갖추고서 상부에 구비되는 조명등설치부(114)와, 제2걸림부(114a)와 맞물리는 제2돌부(115a)를 갖추고서 조명등설치부(114)를 개폐하는 제2덮개(115)를 구비한 탐지기바디(110)와; 부력체설치부(112)에 배치되는 신축재질의 부력체(126)와, 탐지기바디(110)에 내설되어 부력체(126)와 연통되는 부양장치압축탱크(121)와, 탐지기바디(110)에 내설되어 부양장치압축탱크(121)에 고압의 가스를 압축해 공급하는 부양장치컴프레서(122)와, 부양장치컴프레서(122)에 내설되어 부양장치압축탱크(121)로부터 부력체(126)로의 압축가스공급을 제어하는 부양장치밸브(123)를 갖춘 부양장치(120)와; 조명등설치부(114)에 설치되는 실린더기구(161)와, 실린더기구(161)에 설치되어 승강하는 조명등(162)을 갖춘 표식장치(160)와; 탐지기바디(110)에 설치되어 수압을 측정하며 수압에 따른 수압신호를 출력하는 수압센서(170)와; 탐지기바디(110)에 내설되며 수압센서(170)로부터 수압신호를 수신하여 각각의 수압신호에 따라 부양장치밸브(123) 및 실린더기구(161)를 작동제어하는 제어유닛(180)과; 탐지기바디(110)에 설치되며, 제어유닛(180)에 의해 작동제어되어 해저면과의 거리를 측정하는 거리측정유닛(130)과; 탐지기바디(110)에 설치되며 제어유닛(180)에 의해 작동제어되어 탐지기바디(110)의 위치를 측정하는 위치추적장치(140)와; 탐지기바디(110)에 설치되며, 제어유닛(180)에 의해 작동제어되어, 거리측정유닛(130)로부터의 거리측정신호와 위치추적장치(140)로부터의 위치측정신호를 무선송출하는 송신유닛(150)으로 구성된 수중탐지기(100)와, 수면 위를 이동하는 선박바디(211)와, 선박바디(211)에 수직방향으로 설치되어 회전하는 지지체(213)와, 지지체(213)에 수평방향으로 설치되는 수평체(214)와, 지지체(213) 또는 수평체(214)에 설치되는 다수의 가이드체(215)를 갖춘 탐사선박(210)과; 선박바디(211)에 설치되며, 지지체(213)를 회전시키는 구동장치(220)와; 선박바디(112)에 설치되고, 가이드체(215)에 의해 안내되며 탐지기바디(110)에 연결되는 인양와이어(231)를 갖추고서 인양와이어(231)를 감거나 푸는 인양장치(230)와; 선박바디(211)에 설치되며 송신유닛(150)로부터 거리측정신호 및 위치측정신호를 수신하는 수신부(240)와; 선박바디(211)에 설치되며, 수신부(240)로부터 거리측정신호 및 위치측정신호를 수신하여 측정해저영상을 생성하고, 기존해저영상을 업데이트하는 제어부(250)와; 선박바디(211)에 설치되며, 제어부(250)에 의해 작동제어되어, 해저영상을 디스플레이하는 출력부(260)를 갖춘 탐사장치(200)로 이루어지며;
    상기 수중탐지기(100)에는 내장품들과 간섭되지 않는 위치에서 씰링된 상태로 상하로 관통하여 설치되어 자체 부력을 조절하는 탐지기부력구(1100)와, 수중탐지기(100)의 무게중심을 조절하는 무게조절구(1200)를 더 포함하되,
    상기 탐지기부력구(1100)는 호형상의 인테이크(1110)와, 상기 인테이크(1110)의 단부에 조립되는 임펠러하우징(1120)과, 상기 임펠러하우징(1120)에 내장된 임펠러(1130) 및 제어유닛(180)에 의해 구동제어되는 임펠러모터(1140)와, 상기 임펠러하우징(1120)들을 서로 연결하는 물도입관(1150)을 포함하고;
    상기 무게조절구(1200)는 수중탐지기(100)의 내부 바닥면에 설치되는 무게조절모터(1210)와, 상기 무게조절모터(1210)의 모터축에 고정되어 회동되는 스크류샤프트(1220)와, 상기 스크류샤프트(1220)가 제자리 회전될 수 있도록 베어링고정하는 한 쌍의 샤프트베어링블럭(1230)과, 상기 스크류샤프트(1220)에 치결합되어 그 회전방향에 따라 전진 혹은 후진하는 유동무게조절블럭(1240)과, 상기 샤프트베어링블럭(1230)을 가로질러 상기 스크류샤프트(1220)와 평행하게 설치되고 상기 샤프트베어링블럭(1230)을 관통하여 상기 샤프트베어링블럭(1230)이 회전되지 않고 직선왕복할 수 있도록 안내하는 가이드봉(1250)을 포함하는 것을 특징으로 하는 음향탐사에 의한 해수로의 지형변화 측량시스템.
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