KR101968555B1

KR101968555B1 - 무인 스마트 보트

Info

Publication number: KR101968555B1
Application number: KR1020190008560A
Authority: KR
Inventors: 박형규
Original assignee: 주식회사 한국과학모형
Priority date: 2019-01-23
Filing date: 2019-01-23
Publication date: 2019-08-13

Abstract

본 발명은, 선체(1)의 상면 부위에 일정 넓이로 설치되는 태양광패널부(5), 선체(1)의 전방 부위에서 일정 수직 높이를 가지며 설치되는 통신부(6), 통신부(6) 하측 부위에 설치되는 영상부(7)가 마련되는 무인 스마트 보트로서, 일정 직경을 가지며 선체(1)의 하측 부위를 수직하게 관통하여 마련되는 문풀(10); 문풀(10)의 하측 내부에 착탈 가능하게 설치되되 하면 부위가 문풀(10)의 하측 개구부(11)를 통해 노출되는 소나(20); 문풀(10)의 하측 개구부(11)를 중앙에 두고 개구된 후측 부위가 선체(1)의 후방으로 향하도록 선체(1)의 하면에 설치되는 ∧ 구조의 소나보호구(30);가 구비되는 무인 스마트 보트를 제공한다.

Description

무인 스마트 보트{Unmanned smart boat for measuring underwater geographical feature}

본 발명은 무인 스마트 보트에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 소나를 탑재한 상태로 하천이나 연안 등과 같이 수심이 얕은 수면위를 지상 관제국의 원격 조정에 의해 운항하는 무인 스마트 보트가 수면을 부유하는 이물질들에 의해 영향을 받지 않고 해저면에 대한 정확한 영상 정보를 획득할 수 있는 무인 스마트 보트에 관한 것이다.

하천이나 연안의 해저면에 대한 형상 정보는 태풍 및 홍수와 같은 자연재해 피해를 예측하거나 예방하기 위한 필수적인 기초자료로 활용된다. 하천이나 연안의 경우 연근해에 비해 수심이 매우 얕아 일반전인 수상 선박의 항행이 곤란하기 때문에 무인 보트를 이용하여 해저면에 대한 형상 정보를 수집하고 있다.

스마트 보트라고 불리는 무인 보트는 지상 기지국과의 통신을 위한 통신수단 및 해저면에 대한 영상정보의 획득수단이 탑재되며, 지상 기지국의 관제 요원에 의한 원격 조정으로 운항이 이루어진다. 무인 보트에 탑재되는 해저면 영상정보 획득수단은 일반적으로 소나(sonar)로 구성되며, 소나에서 발진되어 해저면에서 반사되는 초음파를 분석하여 해저면에 대한 영상정보를 추출한다.

한편, 하천이나 연안의 경우 수심이 얕을 뿐 아니라 부유물이 존재할 수 있기 때문에, 무인 보트에서의 소나 사용은 예인 방식이 아닌 도 6과 같이, 소나가 수면에 일정 깊이로 충분히 잠긴 상태에서 작동할 수 있도록 소나를 무인 보트의 하측 중앙 부위에 돌출시켜 고정하는 방식을 주로 사용하고 있다.

하지만, 이러한 방식으로 무인 보트에 소나를 탑재하게 되면, 무인 보트가 운항하는 과정에서 조류나 생활쓰레기 등과 같이 수면을 따라 부유하는 각종 이물질들이 소나와 직접 접하거나 충돌하게 되는데, 이럴 경우 소나의 성능이 저하될 수 있음은 물론 소나 자체가 손상되는 문제가 있었다. 게다가, 무인 보트는 현장으로부터 멀리 떨어져 있는 지상 관제국에서 원격 조정에 의해 운항이 이루어지기 때문에 신속한 대응 자체가 불가능하다는 점에서 더욱 문제가 되고 있다.

대한민국 공개특허 제2005-0115818호 대한민국 등록특허 제1184590호

본 발명은 이러한 종래 무인 보트의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 수면을 따라 부유하는 이물질들에 영향을 받지 않으면서 해저면에 대한 영상정보 획득이 가능한 무인 스마트 보트를 제공함에 있다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여, 선체(1)의 상면 부위에 일정 넓이로 설치되는 태양광패널부(5), 선체(1)의 전방 부위에서 일정 수직 높이를 가지며 설치되는 통신부(6), 통신부(6) 하측 부위에 설치되는 영상부(7)가 마련되는 무인 스마트 보트로서, 일정 직경을 가지며 선체(1)의 하측 부위를 수직하게 관통하여 마련되는 문풀(10); 문풀(10)의 하측 내부에 착탈 가능하게 설치되되 하면 부위가 문풀(10)의 하측 개구부(11)를 통해 노출되는 소나(20); 문풀(10)의 하측 개구부(11) 전방으로 일정 간격 이격되어 선체(1)의 하면에 설치되는 제1고정판(31), 문풀(10)의 하측 개구부(11) 좌우로 일정 간격 이격되어 상호 대향하며 선체(1)의 저면에 설치되는 제2, 3고정판(33, 35), 일단 부위는 제1고정판(31)에 결합되고 타단 부위는 제2고정판(33)에 결합되는 제1가이드(34), 일단 부위는 제1고정판(31)에 결합되고 타단 부위는 제3고정판(35)에 결합되는 제2가이드(36)로 이루어지는 소나보호구(30);가 구비되는 것을 그 기술적 특징으로 한다.

삭제

이때, 상기 제1고정판(31)에는 상호 간에 일정 간격 이격되어 형성되는 복수 개의 제1체결홈(32)이 형성되고, 상기 제1, 2가이드(34, 36) 각각의 일단 부위는 제1체결홈(32) 중의 어느 하나와 결합될 수 있다.

상기 제2, 3고정판(33, 35) 각각은 선체(1)의 저면에 일정 각도 회전 가능하게 설치될 수 있다.

본 발명은 선체의 저면을 통해 외부로 노출되는 소나를 소나보호구로서 감싸 부유물에 의해 소나가 영향을 받거나 손상되는 현상을 원천적으로 방지할 수 있음은 물론 소나를 감싸는 소나보호구의 경사 각도를 임의 조절하는 것에 의해 부유물의 크기나 형상에 적절하게 대처하여 소나의 보다 완전한 보호가 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 무인 스마트 보트의 작동 시스템 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 무인 스마트 보트의 개략적인 사시 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 무인 스마트 보트 선체의 개략적인 단면 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 무인 스마트 보트 선체의 개략적인 저면 구성도.
도 5a는 본 발명에 따른 무인 스마트 보트에 있어 소나보호구의 개략적인 분해 구성도.
도 5b는 본 발명에 따른 무인 스마트 보트에 있어 소나보호구의 개략적인 결합 구성도.
도 6은 종래 무인 스마트 보트의 개략적인 일 구성도.

본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명의 실시예를 상술함에 있어 본 발명의 기술적 특징과 직접적인 관련성이 없거나, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 1 및 도 2 각각은 본 발명에 따른 무인 스마트 보트의 작동 시스템 구성도 및 무인 스마트 보트의 개략적인 사시 구성도이며, 도 3 및 도 4 각각은 본 발명에 따른 무인 스마트 보트 선체의 개략적인 단면 구성도 및 선체의 개략적인 저면 구성도이다.

각 도면에 개시된 것과 같이 본 발명은, 패양광패널부(5), 통신부(6), 영상부(7), 문풀(10), 소나(20), 소나보호구(30)를 포함하여 이루어지는 무인 스마트 보트를 제안한다. 이하 이들 각 구성을 구체적으로 살펴본다.

태양광패널부(5)는 선체(1)의 상면 부위에 일정 넓이로 설치된다. 도면부호 2는 태양광패널부(5)의 설치를 위한 설치단이다. 도면에는 선체(1)가 좌우 대칭의 이중 선체로 이루어지는 경우가 개시되어 있는데 본 발명은 단일 선체로 이루어지는 경우를 배제하지 않음은 물론이다.

통신부(6)는 지상 관제국(C)과의 통신을 위한 수단으로, 선체(1)의 전방 부위에서 일정 수직 높이를 가지며 설치된다. 통신부(6)에는 안테나 및 GPS 등이 포함될 수 있다. 도면부호 3은 설치단(2)의 일측 부위에 마련되는 돌출구조물이다.

영상부(7)는 통신부(6)의 하측으로 일정 간격 이격되어 돌출구조물(3)에 설치된다. 영상부(7)는 통상적인 카메라 및 카메라 구동장치로 이루어질 수 있으며, 카메라 구동장치는 짐벌 구조를 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.

영상부(7)의 작동은 지상 관제국(C)에서 제어하며, 영상부(7)에서 획득되는 영상은 통신부(6) 및 지상안테나(A)를 거쳐 지상 관제국(C)으로 전달되고, 지상 관제국(C)의 관제 요원은 전달되는 영상을 보면서 선체(1)의 운항 여부 및 운항 경로 등을 적절하게 제어한다.

도면부호 8은 전기모터부이며, 도면부호 9는 추진부이다. 태양광패널부(5)에서 생성되는 전원은 미도시된 축전지에 저장되고, 전기모터(8)는 축전지에 저장된 전원을 이용하여 추진기(9)를 작동시킨다. 통신부, 영상부, 추진기 등은 미도시된 제어부에 의해 그 작동이 제어되며, 제어부는 지상 관제국에 의해 그 작동이 제어되는데 이와 관련된 내용은 관련 업계에 널리 알려져 있는바 상세한 설명은 생략한다.

문풀(moon pool, 10)은 선체(1)의 하측 부위를 수직하게 관통하여 마련되며, 일정 직경을 가지는 원통 구조로 이루어질 수 있다. 문풀(10)의 상측 및 하측 각각은 개구된 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.

소나(20)는 문풀(10)이 하측 부위에 착탈 가능하게 설치되며, 그 하면 부위는 문풀(10)의 하측 개구부(11)를 통해 노출된다. 도면부호 13은 소나(20)를 문풀(10)에 장착하기 위한 플레이트이며, 도면부호 14는 패킹이고, 도면부호 15는 체결볼트이다. 플레이트(13)의 모서리부위에는 미도시된 연결브라켓이 마련될 수 있으며, 이를 통해 소나(20)는 문풀(10)과 결합될 수 있다.

소나보호구(30)는 수면을 따라 부유하는 이물질들로부터 소나(20)를 보호하기 위한 수단으로, 후측 부위가 개구된 ∧ 구조로 이루어져 소나(20)의 하면 부위를 감싸며 선체(1)의 하면에 설치되는 특징이 있다.

보다 구체적으로 살펴보면, 소나보호구(30)는 도 4에 개시된 것과 같이, 문풀(10)의 하측 개구부(11)를 중앙에 두고 개구된 후측 부위가 선체(1)의 후방으로 향하도록 설치되는 것이 바람직하다. 이럴 경우, 선체(1)가 운항하는 과정에서 소나(20) 쪽으로 접근하는 부유물들은 소나보호구(30)에 의해 가이드되어 좌우로 자연스럽게 밀려나가 소나(20)와의 접촉이 원천적으로 방지된다.

한편, 본 발명은 소나보호구(30)가 도 5a에 개시된 것과 같이, 제1, 2, 3고정판(31, 33, 35) 및 제1, 2가이드(34, 36)로 구성되는 경우를 제안한다. 제1고정판(31)은 판상 구조로 이루어지며, 문풀(10)의 하측 개구부(11) 전방으로 일정 간격 이격되어 선체(1)의 하면에 설치된다.

제2고정판(33)은 문풀(10)의 하측 개구부(11) 좌측으로 일정 간격 이격되어 선체(1)의 저면에 설치되며, 제3고정판(35)은 제2고정판(33)과 대향하며 문풀(10)의 하측 개구부(11) 우측으로 일정 간격 이격되어 선체(1)의 저면에 설치된다. 도면부호 331, 351 각각은 제2, 3체결홈이다.

제1가이드(34)는 그 일단 부위가 제1고정판(31)에 결합되고, 그 타단 부위는 제2고정판(33)의 제2체결홈(331)에 결합된다. 제2가이드(36)는 그 일단 부위가 제1고정판(31)에 결합되고, 그 타단 부위는 제3고정판(35)의 제3체결홈(351)에 결합된다.

이에 따라, 제1, 2가이드(34, 36)의 각 일단 부위는 밀착되고, 각 타단 부위는 일정 각도 벌어지면서 후측 부위가 개구된 ∧ 구조로 이루게 된다. 제1, 2가이드 각각은 삼각형의 단면이나 ∧ 형의 단면을 가지는 구조로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명은 제1고정판(31)에 복수 개의 제1체결홈(32)이 형성되고, 제1, 2가이드(34, 36) 각각의 일단 부위는 제1체결홈(32) 중의 어느 하나와 결합되는 경우를 제안한다. 제1체결홈(32)은 도면과 같이 좌우로 배치되며, 각각은 상호 간에 일정 간격 이격되어 형성되는 특징이 있다.

이럴 경우, 도 5b와 같이 문풀(10)의 하측 개구부(11)를 감싸는 제1, 2가이드(34, 36)의 후측 개구부가 이루는 경사 각도가 달라진다. 수면에 부유하는 이물질은 그 크기나 형상이 매우 다양한데, 도면과 같이 제1, 2가이드의 후측 개구부 경사 각도를 달리함으로써 부유물의 크기나 형상에 따른 적절한 대처가 가능하다.

한편, 본 발명은 제2, 3고정판(33, 35) 각각은 선체(1)의 저면에 일정 각도 회전 가능하게 설치되는 경우를 배제하지 않는다. 이는, 별도의 회전핀 등을 매개하여 제2, 3고정판(33, 35) 각각을 선체(1) 저면에 결합하는 등의 다양한 방법에 의해 이루어질 수 있다.

제2, 3고정판(33, 35) 각각이 선체(1)의 저면에 일정 각도 회전 가능하게 설치되면, 제1, 2가이드(34, 36)의 후측 개구부의 경사가 달라지는 경우, 제2, 3고정판(33, 35) 각각은 변화하는 경사 각도에 따라 자연스럽게 적응하며 제1, 2가이드(34, 36) 각각의 타단 부위와 결합될 수 있다.

도면부호 38은 제1, 2가이드(34, 36)와의 연결을 위한 제3가이드이며, 제3가이드(38)의 후단 부위는 제1, 2가이드(34, 36) 각각의 일단 부위와 접한다. 도면부호 311은 제3가이드(38)의 결합을 위해 제1고정판(31)에 형성되는 결합공이다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 한정하여 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않고 여러 다양한 방법으로 변경되어 실시될 수 있으며, 나아가 개시된 기술적 사상에 기초하여 별도의 기술적 특징이 부가되어 실시될 수 있음은 자명하다 할 것이다.

1 : 선체 5 : 태양광패널부
6 : 통신부 7 : 영상부
8 : 전기모터부 9 : 추진부
10 : 문풀 20 : 소나
30 : 소나보호구 31, 33, 35 : 제1, 2, 3고정판
32 : 제1체결홈 34, 36 : 제1, 2가이드

Claims

선체(1)의 상면 부위에 일정 넓이로 설치되는 태양광패널부(5), 선체(1)의 전방 부위에서 일정 수직 높이를 가지며 설치되는 통신부(6), 통신부(6) 하측 부위에 설치되는 영상부(7)가 마련되는 무인 스마트 보트로서,
일정 직경을 가지며 선체(1)의 하측 부위를 수직하게 관통하여 마련되는 문풀(10);
문풀(10)의 하측 내부에 착탈 가능하게 설치되되 하면 부위가 문풀(10)의 하측 개구부(11)를 통해 노출되는 소나(20);
문풀(10)의 하측 개구부(11) 전방으로 일정 간격 이격되어 선체(1)의 하면에 설치되는 제1고정판(31), 문풀(10)의 하측 개구부(11) 좌우로 일정 간격 이격되어 상호 대향하며 선체(1)의 저면에 설치되는 제2, 3고정판(33, 35), 일단 부위는 제1고정판(31)에 결합되고 타단 부위는 제2고정판(33)에 결합되는 제1가이드(34), 일단 부위는 제1고정판(31)에 결합되고 타단 부위는 제3고정판(35)에 결합되는 제2가이드(36)로 이루어지는 소나보호구(30);가
구비되는 무인 스마트 보트.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1고정판(31)에는 상호 간에 일정 간격 이격되어 형성되는 복수 개의 제1체결홈(32)이 형성되고, 상기 제1, 2가이드(34, 36) 각각의 일단 부위는 제1체결홈(32) 중의 어느 하나와 결합되는 것을 특징으로 하는 무인 스마트 보트.
제3항에 있어서,
상기 제2, 3고정판(33, 35) 각각은 선체(1)의 저면에 일정 각도 회전 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 무인 스마트 보트.