KR102029039B1 - 해양무인관측 자료 송수신 네트워크를 갖춘 수로조사시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해양무인관측 자료 송수신 네트워크를 갖춘 수로조사시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해상에 부유되어 파랑에 의해 자유롭게 이동되면서 해양정보를 관측하는 관측체, 상기 관측체로부터 해상정보를 수신받거나 관측체에 제어신호를 송신하며 육상에 설치되는 기지국 및 해상에서 운행되며 AIS장비가 탑재되어 인접 위치한 관측체로부터 수신받은 해양정보를 기지국에 전달하거나 기지국으로부터 수신받은 제어신호를 관측체로 전달하는 해양선박을 포함하는 것을 특징으로 하여, 기존의 AIS장비를 이용해 해양정보를 무인으로 송수신할 수 있으며, AIS장비가 상하좌우로 진동하는 것을 방지할 수 있는 해양무인관측 자료 송수신 네트워크를 갖춘 수로조사시스템에 관한 것이다.

Description

해양무인관측 자료 송수신 네트워크를 갖춘 수로조사시스템{HYDROGRAPHIC INVESTIGATION SYSTEM HAVING NETWORK TRANSMITTING AND RECEIVING MARINE INFORMATION}

본 발명은 수로조사시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 AIS장비가 탑재된 해양선박을 이용하여 기지국과 먼 거리에 위치한 관측체의 해양정보도 용이하게 송수신할 수 있으며, 관측체가 자동으로 균형을 맞춰 해상에 직립된 상태로 부유할 수 있는 해양무인관측 자료 송수신 네트워크를 갖춘 수로조사시스템에 관한 것이다.

수로조사는 해상교통안전, 해양의 보전·이용·개발, 해양관할권의 확보 및 해양재해 예방을 목적으로 하는 수로측량, 해양관측, 항로조사 및 해양지명조사를 말하며, 하천·운하·항만 등을 건설하거나 개수 공사에 필요한 여러 가지 측량과 해안선과 연안의 자연환경 등을 조사하는 것도 포함된다.

일반적으로 해양에서 운행되는 300톤급 이상의 선박은 선박의 위치, 침로, 속력 등 항해 정보를 실시간으로 제공하는 장비인 AIS(Automatic Identification System, 선박자동식별장치)를 의무장착으로 하고 있다.

이러한, AIS장비는 해상에서 선박의 충돌을 방지하기 위한 장치로서, 국제 해사 기구(IMO, International Maritime Organization)가 추진하는 의무 사항이며, AIS장비가 도입되면 주위의 선박을 인식할 수 없는 경우에도 타선의 존재와 진행 상황 판단이 가능하고, 시계가 좋지 않은 경우에도 선명, 침로, 속력 식별이 가능하여 선박 충돌 방지, 광역 관제, 조난 선박의 수색 및 구조 활동 등 안전 관리를 더욱 효과적으로 수행할 수 있다.

하지만, 이러한 AIS장비는 무료로 사용 가능하지만 통신거리는 평균 10km 정도에 불과하여, 기지국으로부터 AIS장비를 장착한 해양선박이 AIS장비의 통신범위를 벗어나게 되면 기지국과 해양선박 상호 간의 정보 송수신이 어렵다는 문제점이 있다.

아울러, 해양에서 운전되거나 해상에 부유하여 해양정보를 관측하는 다양한 관측장비로부터 정보를 전송받는 해양선박의 경우, 관측장비와의 상호 간 정보 송수신 무선통신수단으로 VHF(Very High Frequency, 초단파) 또는 CDMA(Code Division Multiple Access, 코드분할다중접속)가 사용되고 있는데, VHF의 경우 무료이지만 통신거리가 CDMA의 절반에 미치는 5km 라는 점에서 단점이 있고, CDMA의 경우 VHF보다 통신거리가 10km 로 다소 넓긴 하지만 유로라는 점에서 단점이 있다.

나아가, 이를 개선하기 위해 관측체로부터 측정된 해양정보를 AIS장비를 이용하여 기지국으로 전송하는 시스템도 개발된 바 있으나, 관측체가 파랑에 의해 뒤집히면서 해양정보가 제대로 전송되지 않는 문제점이 있다.

위의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대해 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 해양선박에 AIS장비를 장착하여 관측체의 해상정보를 수신한 후 이를 기지국으로 전송하는 중계기 역할을 할 수 있도록 함으로써, 기존의 AIS장비를 이용해 해양정보를 무인으로 송수신할 수 있는 해양무인관측 자료 송수신 네트워크를 갖춘 수로조사시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 관측체가 파랑에 의해 흔들려도 자동으로 균형을 맞춰 직립된 상태를 유지할 수 있으며, AIS장비의 하부에 완충부 및 상하감쇠부를 장착하여 AIS장비가 상하좌우로 진동하는 것을 방지할 수 있는 해양무인관측 자료 송수신 네트워크를 갖춘 수로조사시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 해상에 부유되어 파랑에 의해 자유롭게 이동되면서 해양정보를 관측하는 관측체; 상기 관측체로부터 해상정보를 수신받거나 관측체에 제어신호를 송신하며 육상에 설치되는 기지국; 및 해상에서 운행되며 AIS장비가 탑재되어 인접 위치한 관측체로부터 수신받은 해양정보를 기지국에 전달하거나 기지국으로부터 수신받은 제어신호를 관측체로 전달하는 해양선박; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 해양무인관측 자료 송수신 네트워크를 갖춘 수로조사시스템에서 상기 관측체는 기지국으로부터 해양정보 발신주기에 대한 제어신호를 전송받거나 또는 해양정보 발신주기가 미리 설정되어 있으며, 상기 해양선박은 해양선박과 기지국 사이의 이격거리가 AIS장비의 통신범위를 벗어나는 경우, 인접한 다른 다수의 해양선박들과 릴레이 형태로 해양정보를 송수신하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 해양무인관측 자료 송수신 네트워크를 갖춘 수로조사시스템에서 상기 관측체는, 해상에 부유되는 부유체; 상기 부유체의 상부에 결합되어 해상정보를 관측하고 이를 기지국으로 송신하는 관측통신체; 및 상기 부유체의 하부에 결합되어 수중에 위치하며 말단에 소정의 하중을 지니는 무게추가 결합되는 균형체; 를 포함하는 것이 바람직하다.

아울러, 본 발명의 실시예에 따른 해양무인관측 자료 송수신 네트워크를 갖춘 수로조사시스템에서 상기 균형체는, 상기 부유체의 하부면에 결합되며 내부가 비어있는 균형케이스; 및 상기 균형케이스의 내부에 장착된 승강모터에 결합되어 상하로 이동 가능하며 그 하단에 무게추가 결합된 승강로드; 를 포함하며, 상기 승강로드의 측부에는 균형케이스의 내측면과 접촉되어 승강로드가 일시적으로 움직이지 않도록 하는 유동방지부가 장착되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 해양무인관측 자료 송수신 네트워크를 갖춘 수로조사시스템에서 상기 유동방지부는, 승강로드의 측부에 결합되는 내부가 비어있는 원통형의 유동방지케이스; 유동방지케이스의 일측면을 관통하여 좌우로 이동 가능하도록 장착되는 유동방지로드; 유동방지로드의 일측 단부에 결합되어 유동방지로드가 유동방지케이스로부터 이탈되는 것을 방지하는 이탈방지부; 유동방지로드의 타측 단부에 결합되어 균형케이스의 내측면에 접촉될 수 있는 접촉부; 접촉부의 일면에 결합되는 다수의 반구형 유동마찰부; 및 이탈방지부와 유동방지케이스의 내측면 사이에 배치되어 유동방지로드에 탄성복원력을 제공하는 유동방지스프링; 을 포함하며, 상기 이탈방지부와 접촉부는 유동방지로드에 직교하도록 배치되고, 상기 유동방지케이스의 내측면에는 전류가 흐르면 자기화되는 전자석부가 결합되며, 유동방지케이스의 내측면과 마주보는 이탈방지부의 일측면에는 자성체로 이루어지는 접속판이 결합되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 해양무인관측 자료 송수신 네트워크를 갖춘 수로조사시스템에서 상기 AIS장비는 해양선박의 선체 상부면에 다수의 완충부 및 다수의 상하감쇠부를 매개로 장착되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 해양무인관측 자료 송수신 네트워크를 갖춘 수로조사시스템에서 상기 완충부는, 상기 AIS장비의 하부면에 결합된 완충로드; 중앙에 형성된 완충홀을 통해 완충로드가 관통할 수 있도록 결합되는 완충결합부; 완충결합부의 외측에 이격하여 완충결합부를 둘러쌀 수 있도록 배치되는 완충케이스; 및 완충결합부와 완충케이스의 사이에 배치되며 완충결합부의 일측에 장착된 주입구를 통해 내부로 공기가 주입될 수 있는 내부가 비어있는 완충고무부; 를 포함하고, 상기 완충결합부의 양 단부에는 각각 걸림단부가 완충결합부의 둘레를 따라 돌출 형성되고, 완충고무부의 양 단부에는 각각 걸림단부의 형태에 대응되는 결합단부가 형성되어 완충고무부가 완충결합부에 결합될 수 있도록 하며, 상기 결합단부에는 완충결합부의 둘레를 따라 링 형태로 감쌀 수 있도록 원형 로프가 삽입되고, 상기 완충케이스와 접촉되는 완충고무부의 내부에는 그 길이방향을 따라 보강층이 삽입되는 것이 바람직하다.

나아가, 본 발명의 실시예에 따른 해양무인관측 자료 송수신 네트워크를 갖춘 수로조사시스템에서 상기 상하감쇠부는, 상기 완충부의 하부에 배치되며 상부가 개구된 원통형의 감쇠케이스; 상기 감쇠케이스의 내측면에 상하로 장착되는 레일; 상기 레일을 따라 상하로 이동 가능하도록 결합되며 내부가 비어있는 다수의 흡수부; 상기 감쇠케이스의 내측 중앙에 장착되며 그 내부에 유체가 충진된 주름관; 상기 흡수부와 주름관 사이에 배치되는 감쇠스프링; 및 상기 흡수부, 주름관 및 감쇠스프링의 상부에 결합되며 상하로 이동 가능한 원판형의 감쇠덮개; 를 포함하는 것이 바람직하다.

위와 같은 구성을 가지는 본 발명은, AIS장비를 통한 해상정보 송수신 네트워크를 구성하여 관측체에서 관측된 해상정보를 용이하게 기지국으로 전송할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 중소형 해양선박에 AIS장비를 장착하고, 이러한 해양선박들이 해상정보를 관측 및 측정하는 관측체와 기지국 사이에서 릴레이 형태로 중계기 역할을 함으로써, 정보 송수신 거리가 증가되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 기존에 운영되던 VHF 통신을 벗어나 AIS장비를 이용하여 통신이 이루어질 수 있도록 함으로써, 통신의 안정성과 정확성이 향상된 해양 관측의 무선 데이터통신 네트워크 구축이 가능해지는 효과가 있다.

아울러, 본 발명은 파랑에 의해 관측체가 요동쳐도 균형체에 의해 관측체가 자동적으로 수중에 직립되는 형태를 유지할 수 있으므로 관측통신체가 파랑에 의해 파손되거나 수중에 잠기는 등의 문제를 예방하는 효과가 있다.

나아가, 본 발명은 완충부 및 상하감쇠부를 이용하여 AIS장비를 선체에 장착할 수 있으므로 외부로부터 가해지는 충격이나 진동이 AIS장비로 전달되는 것을 최소화하여 네트워크 통신의 안정성이 현저하게 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 해양무인관측 자료 송수신 네트워크를 갖춘 수로조사시스템의 전체적인 구성을 도시한 예시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 관측체의 모습을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 균형체의 단면 모습을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 유동방지부의 단면 모습을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 AIS장비가 해양선박의 선체에 장착된 모습을 개략적으로 도시한 예시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 완충부의 단면 모습을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 상하감쇠부의 단면 모습을 도시한 도면.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 해양무인관측 자료 송수신 네트워크를 갖춘 수로조사시스템의 전체적인 구성을 도시한 예시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수로조사시스템은 해상에 부유되어 해양정보(A)를 관측하는 관측체(100), 육상에 설치되는 기지국(200) 및 해상에서 운행되는 해양선박(300)을 포함한다.

상기 관측체(100)는 해상에 부유되어 파랑에 의해 자유롭게 움직이면서 해양에 관련된 다양한 해양정보(A)를 관측 및 측정하는 장치이다. 상기 관측체(100)가 관측 및 측정하는 해양정보(A)로는 해류, 풍향, 풍속, 파고(波高), 파향, 기온, 해수온도, 조류, 해류, 염분 등이 포함될 수 있다.

상기 관측체(100)의 관측목적에 따라 관측체(100)에 설치되는 관측장비 또한 다양하게 이루어질 수 있으며, 사용자에 따라 다양한 해양정보(A) 중 어느 하나만 관측하거나 또는 다수의 해양정보를 관측하는 등 관측대상의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.

상기 관측체(100)는 해상에 다량이 부유되어 자유롭게 해양정보(A)를 관측하여 기지국(200)으로 전송할 수 있으며, 기지국(200)으로부터 다양한 제어신호(B)도 수신받을 수 있다. 상기 기지국(200)은 다수의 관측체(100)로부터 다양한 해양정보(A)를 수신받을 수 있으며, 관측체(100)에 제어신호(B)를 송신할 수 있다.

상기 관측체(100)가 수신받는 제어신호(B)는 관측체(100)가 항상 해양정보(A)를 외부로 발신하도록 하거나, 미리 설정된 발신주기에 따라 해양정보(A)를 발신하도록 하거나, 또는 기지국(200)으로부터 전송받은 발신주기에 따라 해양정보(A)를 발신하도록 할 수 있다.

또한, 이러한 제어신호(B)는 관측체(100)에 내장된 다수의 관측장비(예를 들어, 해류측정장치, 풍향계, 풍속계 등) 중 관측을 원하는 관측장비만 가동되도록 하거나, 또는 후술되는 균형체(130)의 승강모터(133) 및 유동방지부(140)가 작동되도록 할 수도 있다.

상기 해양선박(300)은 해상에서 운행되며, AIS장비(310)가 탑재되어 운행 중 인접한 관측체(100)로부터 수신받은 해양정보(A)를 기지국(200)으로 전달하거나, 기지국(200)으로부터 수신받은 제어신호(B)를 관측체(100)로 전달하는 중계기 역할을 할 수 있다.

상기 해양선박(300)에 AIS장비(310)가 설치되어 있으므로 다수의 관측체(100)가 기지국(200)으로부터 멀어져 해양정보(A)의 송수신이 불가능하거나 원활하지 않을 때에도 해양선박(300)이 해양정보(A)를 수신받아 기지국(200)으로 전송할 수 있으며, 이에 따라 관측체(100)의 해양정보(A)를 먼거리에서도 용이하게 기지국(200)으로 전송할 수 있게 된다.

한편, 해양선박(300)과 기지국(200) 사이의 거리가 AIS장비의 통신범위(D2: 예컨대 20km)를 초과하는 경우, 관측체(100)에 인접한 제1해양선박(301)이 해양정보(A)를 수신하여 주변의 제2해양선박(302)에 전달하고, 제2해양선박(302)이 다시 기지국(200)에 해양정보(A)를 전송할 수 있다.

여기에서 제1해양선박(301) 및 제2해양선박(302)은 구분을 위해 편의로 숫자를 붙인 것에 불과하며, 순차적인 선박, 단수 또는 특정한 선박 등을 지칭하는 것은 아니고, 해양선박의 수가 2개로 한정되는 것도 아니다.

다시 말하면, 관측체(100)와 기지국(200) 사이의 거리가 관측체의 발신범위(D1)보다 짧은 경우에는 관측체(100)로부터 획득된 해양정보(A)가 바로 기지국(200)에 전송되고, 관측체(100)와 기지국(200) 사이의 거리가 관측체의 발신범위(D1)보다 멀면서 해양선박(300)과 기지국(200) 사이의 거리가 AIS장비의 통신범위(D2)보다 짧은 경우에는 관측체(100)로부터 획득된 해양정보(A)가 해양선박(300)을 통해 해양정보(A)가 기지국(200)으로 전달되며, 관측체(100)와 기지국(200) 사이의 거리가 관측체의 발신범위(D1)보다 멀면서 해양선박(300)과 기지국(200) 사이의 거리가 AIS장비의 통신범위(D2)보다 먼 경우에는 다수의 해양선박(300)들이 상호 릴레이 형태로 해양정보(A)를 전달받아 기지국(200)에 AIS장비의 통신범위(D2)까지 근접해있는 해양선박(300)을 통해 멀리 이격되어 있는 관측체(100)의 해양정보(A)를 기지국(200)에 전송할 수 있다.

아울러, 상기 기지국(200)으로부터 송신된 제어신호(B) 역시 다수의 해양선박(300)들을 통해 상호 릴레이 형태로 멀리 이격되어 있는 관측체(100)까지 전달될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 관측체의 모습을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 상기 관측체(100)는 해상에 부유되는 부유체(110), 상기 부유체의 상부에 결합되어 해상정보를 관측하고 이를 기지국(200)으로 송신하는 관측통신체(120) 및 상기 부유체의 하부에 결합되어 수중에 위치하며 말단에 소정의 하중을 지니는 무게추(134)가 결합되는 균형체(130)를 포함한다.

상기 부유체(110)는 원통형으로 형성되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 저면이 원호 형상을 가지는 선박 형상 또는 반구형 등 해상에 부유될 수 있는 형상이라면 다양하게 형성될 수 있다.

상기 관측통신체(120)는 부유체(110)의 상부면에 고정 설치되어 해상을 자유롭게 부유하면서 다양한 해상정보를 관측할 수 있다. 도시되어 있지는 않지만 관측통신체(120)의 내부에는 다양한 관측장비가 내장될 수 있다.

상기 관측통신체(120)는 송수신기가 내장되어 관측 및 측정한 해상정보를 기지국(200)으로 전송할 수 있으며, 기지국(200)으로부터 전송되는 다양한 제어신호(B)를 수신할 수 있다.

상기 균형체(130)는 상면에 관측통신체(120)가 고정 설치되어 있는 부유체(110)의 저면에 설치되는 것으로, 부유체(110)가 해상에 부유되어 있는 상태이므로 균형체(130)는 수중에 위치하게 된다.

상기 균형체(130)의 하단에는 소정의 하중을 지니는 무게추(134)가 결합되고, 이러한 무게추(134)가 부유체(110)의 하부에서 부유체를 잡아당기므로 부유체가 파랑에 의해 요동쳐도 관측통신체(120)가 항상 수면에 수직인 상태를 유지할 수 있다.

또한, 상기 균형체(130)는 상하 길이를 자유롭게 조절할 수 있다. 하지만, 균형체(130)의 상하 길이가 최대로 연장된 상태에서도 관측통신체(120)의 연장 길이보다 상대적으로 짧은 상하 길이를 가지는 것이 바람직하다.

상기 균형체(130)의 상하 길이 조절은 주변 해양 환경 등을 고려하여 미리 설정되거나 또는 기지국(200)으로부터 해양선박(300)을 통해 전송된 제어신호(B)에 따라 이루어질 수도 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 균형체의 단면 모습을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 유동방지부의 단면 모습을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 상기 균형체(130)는 부유체(110)의 하부면에 결합되며 내부가 비어있는 균형케이스(131) 및 상기 균형케이스의 내부에 장착된 승강모터(133)에 결합되어 상하로 이동 가능하며 그 하단에 무게추(134)가 결합되는 승강로드(132)를 포함한다.

상기 승강모터(133)의 작동에 따라 승강로드(132)는 상하로 이동 가능하다. 상기 승강모터(133)의 제어는 기지국(200)으로부터 수신받은 제어신호(B)에 의해 이루어지며, 사용자가 수동으로 제어하거나 또는 파랑을 감지하여 자동으로 제어될 수 있다.

한편, 상기 승강로드(132)의 측부에는 균형케이스(131)의 내측면과 접촉되어 승강로드(132)의 위치가 결정되었을 때 승강로드가 더 이상 움직이지 않도록 하는 유동방지부(140)가 장착된다.

상기 부유체(110) 및 관측통신체(120)의 수직이 확정되면 유동방지부(140)가 작동하여 승강로드(132)의 위치를 고정시키고, 이에 따라 균형체(130)의 전체적인 상하 길이가 고정된다.

상기 유동방지부(140)는 유동방지케이스(141), 유동방지로드(142), 이탈방지부(143), 접촉부(144), 유동마찰부(145) 및 유동방지스프링(146)을 포함하여 이루어진다.

상기 유동방지케이스(141)는 승강로드(132)의 측부에 결합되며 내부가 비어있는 원통형으로 형성된다. 도시된 실시예에서 상기 유동방지케이스(141)는 승강로드(132)에 2개가 결합되는 것으로 표현되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 3개, 4개 등 다양한 개수로 장착될 수 있다.

상기 유동방지로드(142)는 유동방지케이스(141)의 일측면에 형성된 관통홀을 관통하여 좌우로 이동 가능하도록 결합된다. 상기 유동방지로드(142)의 일측 단부에는 유동방지로드가 유동방지케이스(141)로부터 이탈되는 것을 방지하는 이탈방지부(143)가 결합되고, 유동방지로드(142)의 타측 단부에는 균형케이스(131)의 내측면에 접촉될 수 있는 접촉부(144)가 결합된다.

상기 이탈방지부(143)와 접촉부(144)는 유동방지로드(142)에 직교하도록 배치되고, 서로 마주보도록 배치된다. 즉, 상기 유동방지로드(142), 이탈방지부(143) 및 접촉부(144)는 전체적으로 'H' 형태로 배치된다.

상기 접촉부(144)의 일면에는 유동마찰부(145)가 결합되어 균형케이스(131)와의 마찰력을 증대시킨다. 특히, 상기 유동마찰부(145)는 다수의 반구형 돌기가 서로 연합된 형태로 형성되어 마찰력을 더욱 증대시키는 효과를 달성할 수 있다.

다시 말하면, 일반적인 일자형 마찰부는 케이스 내측의 형태 등에 따라 접촉이 불량하여 충분한 마찰력을 얻을 수 없는데 비해, 본 발명에 따른 다수의 반구형 유동마찰부(145)는 모든 상황에서도 어느 한 부분은 접촉될 수 있으므로 충분한 마찰력을 얻을 수 있도록 구성되어 있다.

구체적으로 상기 유동마찰부(145)는 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 아라미드 섬유 5 내지 7 중량부, 폴리이미드 섬유 4 내지 5 중량부, 소석회 20 내지 30 중량부가 혼합된 혼합물과 산화알루미늄 연마제 20 내지 30 중량부를 포함할 수 있다.

이와 같이 구성된 유동마찰부(145)는 균형케이스(131)의 내측면과 접촉되어 승강로드(132)가 지정된 위치에서 움직이는 것을 방지하는 효과를 달성할 수 있으며, 접촉부(144)의 내마모성을 더불어 구비할 수 있다.

여기에서 유동마찰부(145)를 구성하는 에폭시 수지는 분자 내에 에폭시기 2개 이상을 갖는 수지상 물질 및 에폭시기의 중합에 의해서 생긴 열경화성 수지를 의미하며, 기계적 성질이 우수하고 경화할 때 재료면에서 큰 접착력을 가지는 특성이 있다.

아리미드 섬유와 폴리이미드 섬유는 에폭시 수지의 보강재 역할을 하며, 유동마찰부(145)의 표면에 비규칙적인 돌기부 등을 형성하여 마찰력을 증대시키는 역할을 한다.

아라미드 섬유가 5 중량부 미만, 폴리이미드 섬유가 4 중량부 미만이면 보강재 기능과 마찰력 증대 기능이 미미하고, 아라미드 섬유가 7 중량부 초과, 폴리이미드 섬유가 5 중량부 초과이면 기능에 크게 영향을 미치지 않으면서 가격경쟁력을 악화시키는 원인이 된다.

소석회는 충전재 역할을 하며, 유동마찰부(145)의 전체적인 쿠션 효과를 결정하는 구성이다. 소석회가 20 중량부 미만이면 마찰부가 지나치게 경화되어 표면에 밀착하기 어렵고, 소석회가 30 중량부 초과이면 마찰부가 지나치게 부드러워 쉽게 떨어질 수 있다.

산화알루미늄 연마제는 유동마찰부(145)에 거칠기를 추가로 부여하기 위한 구성으로서, 산화알루미늄 연마제가 20 중량부 미만이면 거칠기 부여 효과가 미미하고, 산화알루미늄 연마제가 30 중량부 초과이면 마찰부가 지나치게 거칠어져 다른 부품에 손상을 가할 수 있다.

상기 유동방지스프링(146)은 이탈방지부(143)와 유동방지케이스(141)의 내측면 사이에 배치되어 유동방지로드(142)에 탄성복원력을 제공한다. 즉, 기본적으로 별다른 외력이 없을 때 이탈방지부(143)는 유동방지스프링(146)에 의해 유동방지케이스(141)의 내측으로 이동하려는 힘이 작용한다.

한편, 상기 유동방지케이스(141)의 내측면에는 전류가 흐르면 자기화되는 전자석부(147)가 결합되며, 유동방지케이스(141)의 내측면과 마주보는 이탈방지부(143)의 일측면에는 자성체로 이루어지는 접속판(148)이 결합된다.

상기 전자석부(147)는 제어신호(B)에 따라 작동될 수 있다. 상기 전자석부(147)에 전류가 흐르면 전자석부(147)와 접속판(148)은 서로 접촉되고, 전자석부(147)에 전류가 흐르지 않으면 전자석부(147)와 접속판(148)은 유동방지스프링(146)에 의해 떨어진다.

다시 말하면, 전류가 흐르지 않을 때에는 유동방지스프링(146)이 당기고 있는 상태이므로 접촉부(144) 및 유동마찰부(145)가 최대한 인입된 상태를 유지하여 균형케이스(131)의 내측면으로부터 떨어져 있으며, 전류가 흐를 때에는 전자석부(147)와 접속판(148)에 의해 유동방지스프링(146)의 탄성복원력을 극복하고 접촉부(144) 및 유동마찰부(145)가 균형케이스(131)의 내측면에 접촉되므로 승강로드(132)가 움직이지 않고 고정될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 AIS장비가 해양선박의 선체에 장착된 모습을 개략적으로 도시한 예시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 완충부의 단면 모습을 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 상하감쇠부의 단면 모습을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 상기 AIS장비(310)는 해양선박(300)의 선체 상부면에 다수의 완충부(320) 및 다수의 상하감쇠부(330)를 매개로 장착되어 해양정보(A) 또는 제어신호(B)를 송수신한다.

상기 완충부(320)는 AIS장비(310)에 가해지는 좌우 방향 진동이나 충격을 감쇠하고, 상하감쇠부(330)는 AIS장비(310)에 가해지는 상하 방향 진동이나 충격을 감쇠한다.

이에 따라, 해양선박(300)의 선체에 장착된 AIS장비(310)에 외부로부터 가해지는 충격이나 진동이 최소화되어 전달될 수 있으므로 해양선박(300)을 통한 네트워크 통신의 안정성이 현저히 향상될 수 있다.

상기 완충부(320)는 AIS장비(310)의 하부면에 결합되는 완충로드(321), 중앙에 형성된 완충홀(322a)을 통해 완충로드(321)가 관통할 수 있도록 결합되는 완충결합부(322), 완충결합부의 외측에 이격하여 완충결합부를 둘러쌀 수 있도록 배치되는 완충케이스(323) 및 완충결합부와 완충케이스의 사이에 배치되며 완충결합부의 일측에 장착된 주입구(325)를 통해 내부로 공기가 주입될 수 있는 내부가 비어있는 완충고무부(324)를 포함한다.

상기 완충결합부(322) 및 완충케이스는 모두 내부가 비어있는 형태로 형성되고, 그 사이가 완충고무부(324)에 의해 서로 연결되어 있다. 즉, 완충고무부(324)는 완충결합부(322)를 둘러싸고 있는 내부가 비어있는 도넛 형태로 배치된다.

상기 주입구(325)를 통해 완충고무부(324) 내부에 충진되는 공기의 양을 조절함으로써, 완충고무부(324)의 강성이 조절될 수 있다. 다시 말하면, 본 발명은 장비의 전체적인 크기나 종류, 외부의 환경 등을 고려하여 다양하게 강성을 조절하여 효과적으로 진동이 전달되는 것을 방지할 수 있다.

상기 완충결합부(322)의 상단과 하단에는 각각 걸림단부(322b)가 완충결합부(322)의 둘레를 따라 돌출 형성될 수 있다. 상기 걸림단부(322b)는 완충결합부(322)의 외측으로 연장된 후, 다시 완충결합부(322)의 길이방향으로 직교 연장되는 형태로 이루어진다.

상기 완충고무부(324)의 상단과 하단 양 끝단에는 각각 이러한 걸림단부(322b)의 형태에 대응되는 결합단부(324a)가 형성되어 완충고무부(324)가 완충결합부(322)에 결합될 수 있도록 한다.

상기 걸림단부(322b) 및 결합단부(324a)는 완충고무부(324) 내부의 공기 압력이 줄어들었을 때 완충고무부(324)가 완충결합부(322)로부터 빠지는 것을 방지하고, 완충고무부(324) 내부의 공기 압력이 지나치게 높아졌을 때 완충고무부(324)가 완충결합부(322)로부터 퉁겨나가는 것을 방지한다.

상기 완충고무부(324)의 양 끝단에 배치된 결합단부(324a)의 내부에는 완충결합부(322)의 둘레를 따라 링 형태로 감쌀 수 있도록 원형의 로프(326)가 삽입되는 것이 바람직하다.

상기 로프(326)는 완충고무부(324) 양 끝단의 결합단부(324a)를 완충결합부(322)에 강하게 압착하여 완충고무부(324) 내부에 주입된 공기의 밀폐력을 높이는 기능을 수행한다.

아울러, 상기 완충케이스(323)와 접촉되는 완충고무부(324)의 내부에는 그 길이방향을 따라 보강층(327)이 삽입되는 것이 바람직하다. 상기 보강층(327)은 완충고무부(324)의 경도보다 상대적으로 높은 경도의 소재로 이루어져 완충고무부(324)가 파손되는 것을 방지하는 기능을 한다.

상기 보강층(327)은 아세테이트, 아크릴, 비닐론 및 금은사 중 어느 하나와 철선을 직물에 층층이 보강하고, 그 위에 얇은 탄성층을 부가하여 결합하는 방식으로 이루어진다.

도시된 바와 같이, 상기 상하감쇠부(330)는 완충부(320)의 하부에 배치되어 해양선박(300)의 선체 상부면에 결합되며, 감쇠케이스(331), 레일(332), 다수의 흡수부(333), 주름관(335), 감쇠스프링(334) 및 감쇠덮개(336)를 포함한다.

상기 감쇠케이스(331)는 완충케이스(323)에 비해 상대적으로 큰 직경의 원통형으로 이루어지고, 상부가 개구되어 있으며, 그 내부가 비어있는 형태로 형성된다.

상기 감쇠케이스(331)의 내측면에는 상하 방향으로 레일(332)이 장착된다. 상기 레일(332)은 다수 개 설치될 수 있으며, 도시된 실시예에서와 같이 감쇠케이스의 내측면 양쪽에 2개가 설치되거나, 그 이상 설치될 수 있다.

상기 레일(332)에는 다수의 흡수부(333)가 상하로 슬라이딩 가능하도록 장착된다. 상기 흡수부(333)는 상하로 이동 가능하므로 AIS장비(310)에 큰 진동이나 충격이 가해졌을 때에도 능동적으로 대처할 수 있다.

상기 흡수부(333)는 내부가 비어있는 정육면체 박스 형태로 형성되고, 우레탄 고무 등 탄성이 있는 재질로 이루어지므로 가해지는 충격에 따라 오므라들거나 펼쳐질 수 있다.

즉, 상기 감쇠덮개(336)를 하부로 가압하는 충격이 전달되면 다수의 흡수부(333)는 오므라들면서 레일(332)을 따라 하부로 이동하여 충격을 감쇠시키고, 감쇠덮개(336)를 가압하는 충격이 제거되면 다시 펼쳐지면서 레일(332)을 따라 상부로 이동하여 원래 형태로 복원된다.

상기 흡수부(333)의 내부에는 그 내부 공간을 가로지를 수 있도록 'X'자 형태로 흡수리브(333a)가 설치될 수 있다. 상기 흡수리브(333a)는 흡수부(333)와 마찬가지로 탄성이 있는 재질로 이루어진다.

상기 주름관(335)은 감쇠케이스(331)의 내측 중앙에 장착된다. 상기 주름관(335)의 내부에는 유체가 충진되어 AIS장비(310)에 가해지는 충격을 완화시킨다. 상기 주름관(335) 역시 감쇠덮개(336)의 상하 이동에 따라 오므라들거나 펼쳐질 수 있다.

상기 감쇠스프링(334)은 흡수부(333)와 주름관(335) 사이에서 주름관(335)을 둘러쌀 수 있도록 배치된다. 즉, 감쇠케이스(331)의 중앙을 기준으로 주름관(335), 감쇠스프링(334), 흡수부(333), 레일(332)이 순차적으로 배치된다.

상기 감쇠덮개(336)는 흡수부(333), 주름관(335) 및 감쇠스프링(334)의 상부에 결합된다. 감쇠덮개(336)는 원판형으로 형성되며 상하로 이동 가능하다. 감쇠덮개(336)의 상부에는 완충부(320)가 결합된다.

다시 말하면, 상기 감쇠덮개(336)가 상하로 움직이면서 흡수부(333), 주름관(335) 및 감쇠스프링(334) 역시 오므라들거나 펼쳐질 수 있으며, 이러한 과정을 통해 AIS장비(310)로 가해지는 충격이나 진동이 감쇠될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

100 : 관측체 110 : 부유체 120 : 관측통신체
130 : 균형체 131 : 균형케이스 132 : 승강로드
133 : 승강모터 134 : 무게추 140 : 유동방지부
141 : 유동방지케이스 142 : 유동방지로드 143 : 이탈방지부
144 : 접촉부 145 : 유동마찰부 146 : 유동방지스프링
147 : 전자석부 148 : 접속판 200 : 기지국
300 : 해양선박 301 : 제1해양선박 302 : 제2해양선박
310 : AIS장비 320 : 완충부 321 : 완충로드
322 : 완충결합부 322a : 완충홀 322b : 걸림단부
323 : 완충케이스 324 : 완충고무부 324a : 결합단부
325 : 주입구 326 : 로프 327 : 보강층
330 : 상하감쇠부 331 : 감쇠케이스 332 : 레일
333 : 흡수부 333a : 흡수리브 334 : 감쇠스프링
335 : 주름관 336 : 감쇠덮개

Claims (1)

1. 해상에 부유되어 파랑에 의해 자유롭게 이동되면서 해양정보를 관측하는 관측체; 상기 관측체로부터 해상정보를 수신받거나 관측체에 제어신호를 송신하며 육상에 설치되는 기지국; 및 해상에서 운행되며 AIS장비가 탑재되어 인접 위치한 관측체로부터 수신받은 해양정보를 기지국에 전달하거나 기지국으로부터 수신받은 제어신호를 관측체로 전달하는 해양선박; 을 포함하되,
   상기 관측체는 기지국으로부터 해양정보 발신주기에 대한 제어신호를 전송받거나 또는 해양정보 발신주기가 미리 설정되어 있으며,
   상기 해양선박은 해양선박과 기지국 사이의 이격거리가 AIS장비의 통신범위를 벗어나는 경우, 인접한 다른 다수의 해양선박들과 릴레이 형태로 해양정보를 송수신하고,
   상기 관측체는,
   해상에 부유되는 부유체; 상기 부유체의 상부에 결합되어 해상정보를 관측하고 이를 기지국으로 송신하는 관측통신체; 및 상기 부유체의 하부에 결합되어 수중에 위치하며 말단에 소정의 하중을 지니는 무게추가 결합되는 균형체; 를 포함하며,
   상기 균형체는,
   상기 부유체의 하부면에 결합되며 내부가 비어있는 균형케이스; 및 상기 균형케이스의 내부에 장착된 승강모터에 결합되어 상하로 이동 가능하며 그 하단에 무게추가 결합된 승강로드; 를 포함하며, 상기 승강로드의 측부에는 균형케이스의 내측면과 접촉되어 승강로드가 일시적으로 움직이지 않도록 하는 유동방지부가 장착되고,
   상기 유동방지부는,
   승강로드의 측부에 결합되는 내부가 비어있는 원통형의 유동방지케이스; 유동방지케이스의 일측면을 관통하여 좌우로 이동 가능하도록 장착되는 유동방지로드; 유동방지로드의 일측 단부에 결합되어 유동방지로드가 유동방지케이스로부터 이탈되는 것을 방지하는 이탈방지부; 유동방지로드의 타측 단부에 결합되어 균형케이스의 내측면에 접촉될 수 있는 접촉부; 접촉부의 일면에 결합되는 다수의 반구형 유동마찰부; 및 이탈방지부와 유동방지케이스의 내측면 사이에 배치되어 유동방지로드에 탄성복원력을 제공하는 유동방지스프링; 을 포함하며,
   상기 이탈방지부와 접촉부는 유동방지로드에 직교하도록 배치되고, 상기 유동방지케이스의 내측면에는 전류가 흐르면 자기화되는 전자석부가 결합되며, 유동방지케이스의 내측면과 마주보는 이탈방지부의 일측면에는 자성체로 이루어지는 접속판이 결합되고,
   상기 AIS장비는 해양선박의 선체 상부면에 다수의 완충부 및 다수의 상하감쇠부를 매개로 장착되며,
   상기 완충부는,
   상기 AIS장비의 하부면에 결합된 완충로드; 중앙에 형성된 완충홀을 통해 완충로드가 관통할 수 있도록 결합되는 완충결합부; 완충결합부의 외측에 이격하여 완충결합부를 둘러쌀 수 있도록 배치되는 완충케이스; 및 완충결합부와 완충케이스의 사이에 배치되며 완충결합부의 일측에 장착된 주입구를 통해 내부로 공기가 주입될 수 있는 내부가 비어있는 완충고무부; 를 포함하고,
   상기 완충결합부의 양 단부에는 각각 걸림단부가 완충결합부의 둘레를 따라 돌출 형성되고, 완충고무부의 양 단부에는 각각 걸림단부의 형태에 대응되는 결합단부가 형성되어 완충고무부가 완충결합부에 결합될 수 있도록 하며, 상기 결합단부에는 완충결합부의 둘레를 따라 링 형태로 감쌀 수 있도록 원형 로프가 삽입되고, 상기 완충케이스와 접촉되는 완충고무부의 내부에는 그 길이방향을 따라 보강층이 삽입되며,
   상기 상하감쇠부는,
   상기 완충부의 하부에 배치되며 상부가 개구된 원통형의 감쇠케이스; 상기 감쇠케이스의 내측면에 상하로 장착되는 레일; 상기 레일을 따라 상하로 이동 가능하도록 결합되며 내부가 비어있는 다수의 흡수부; 상기 감쇠케이스의 내측 중앙에 장착되며 그 내부에 유체가 충진된 주름관; 상기 흡수부와 주름관 사이에 배치되는 감쇠스프링; 및 상기 흡수부, 주름관 및 감쇠스프링의 상부에 결합되며 상하로 이동 가능한 원판형의 감쇠덮개; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양무인관측 자료 송수신 네트워크를 갖춘 수로조사시스템.

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