KR102083132B1 - 초음파 두께 측정 기술과 영상 송출 기능을 탑재한 선박검사 및 측정용 드론 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박 검사 및 측정용 드론 시스템은 선박의 외판 및 격벽(철판) 두께를 측정 시 초음파 검사법(ultrasonic inspection: UT)을 적용하고 드론에 소형 초음파 두께측정기를 탑재하여 선박 내 인력의 접근이 불가한 위치의 철판 두께를 신속하고 안전하게 측정하는 시스템이다. 드론은 600급의 쿼드콥터 드론을 적용하여 안정적인 호버링으로 드론의 흔들림을 최소화하여 측정의 신뢰도를 높이고, 측정값이 실시간으로 전송 프린트될 수 있도록 블루투스 프린터를 적용하여 검사의 신속성과 정확도 및 신뢰도를 높여 안전하게 검사를 완료한다. 이를 통해 높은 위치에 설치된 철판 두께를 빠르고 안전하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라 작업자가 쉽게 접근할 수 없는 위험하고 협소한 공간의 철판 두께도 안전하게 측정할 수 있으며, 선박 외판이나 격벽에 별도의 족장(비계와 발판 등)을 설치할 필요가 없는 초음파 두께 측정 기술과 영상 송출 기능을 탑재한 선박검사 및 측정용 드론 시스템을 제공한다.

Description

초음파 두께 측정 기술과 영상 송출 기능을 탑재한 선박검사 및 측정용 드론 시스템{Drone system for inspecting and measuring ships with ultrasonic wave thickness measurement technology and sending capabilities}

본 발명은 초음파 두께 측정 기술과 영상 송출 기능을 탑재한 선박검사 및 측정용 드론 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철판 외면에 기체를 안정적으로 고정시킬 수 있고, 또한 측정을 위한 프로브가 철판 외면에서 떨어지거나 유동하지 않고 안정적인 접촉상태를 유지하여 정확한 두께 측정을 행할 수 있는 초음파 두께 측정 기술과 영상 송출 기능을 탑재한 선박검사 및 측정용 드론 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 대형 철구조물인 30,000톤급 이상의 대형 선박(일 예로, Bulk&Tank Ship)의 높은 위치에 있는 외판, 격판의 철판 두께를 측정할 때는 고소 작업차를 타고 작업자가 해당 위치까지 이동하여 두께를 측정하거나 현장에 작업 및 이동을 위한 비계나 발판을 설치하고 두께 측정 장비를 가지고 해당 위치까지 이동하여 두께를 측정한다. 또한, 고소 작업차를 사용 시 입구가 좁은 탱크선의 경우 적용이 불가능하고, 고소 작업차의 활용이 가능한 벌크선의 경우 화물의 하역이 완료된 후 고소 작업차를 상거할 수 있는 조건이 되는 안벽에 접안하여 고소 작업차로 철판 두께 검사를 진행하거나 화물창 내부에 비계와 발판 등의 족장을 설치한 후 철판 두께 검사를 진행해야만 한다.

한편, 대한민국 특허청 등록특허공보 등록번호 제 10-1937156 호(명칭: 철판소재 두께 계측을 위한 드론 시스템과 이를 이용한 두께측정방법)(이하, 선행기술이라 칭함)에는 드론을 활용하여 선박 철판의 두께를 측정하는 기술이 개발된 바 있다.

상기 선행기술은 본체 지지다리에 의해 지면으로부터 소정높이를 구비하는 비행본체부, 비행본체부를 중심으로 방사상으로 위치하도록 연결설치되어 비행본체부의 비행이 이루어지도록 하는 복수의 로터부, 비행본체부의 후방에 위치하도록 연결설치되는 배터리부, 비행본체부의 전방에 위치하도록 비행본체부의 양측에 위치하는 로터부에 연결설치되고 계측대상물에 접촉되어 계측대상물과 비행본체부의 간격이 일정하게 유지되도록 하는 접촉지지부, 접촉지지부의 상측에 위치하도록 비행본체부 및 접촉지지부에 연결되어 지지되고, 계측대상물의 두께를 측정하는 두께측정센서가 고정설치된 두께측정부를 포함하되, 두께측정부는, 비행본체부 및 접촉지지부에 연결지지되는 붐대와, 붐대의 끝단에 연결설치되는 플렉시블 마운트와, 플렉시블 마운트에 고정설치되는 두께측정센서와, 붐대의 일측에 고정설치되어 플렉시블 마운트에 설치된 두께측정센서로 젤상태의 약액(전해질액)을 공급하는 약액공급부를 포함하는 것을 요지로 한다.

그러나 선행기술의 드론은 다음과 같은 많은 문제점을 가지고 있다.

먼저, 자체 중량외에 추가 장비 탑재시 중량 증가로 인한 호버링 불안정과 비행시간이 짧아 잦은 베터리 교체를 요구하는 문제점이 있다.

또한, 두께 측정용 프로브와 전방기체지지대가 몸체와 프로펠러 보다 돌출되어 무게의 중심이 앞으로 쏠려 기체의 흔들림이 심하며, 베터리의 무게 중심을 맞춰도 앞뒤로 무게가 분산되어 기체의 흔들림이 오래간다.

또한, 프로펠러 protection cover가 없어 조작 미숙이나 바람에 의한 측면이 구조물에 접촉시 프로펠러의 파손과 추락 가능성이 높다.

또한, 전방으로 돌출된 접촉지지대의 완충댐퍼 충격보완용으로 기체의 상, 하 유동을 고정시켜 주지 못해 정확한 두께 측정이 어렵고 측정 정확도가 떨어진다.

또한, 기체 대비 랜딩기어의 크기가 작아 착륙 불안정 전복 위험이 높다.

또한, 두께 측정에 필요한 약액의 공급시 조종기의 스위치를 지속적으로 조작해야 함으로 미세하고 신속한 측정이 어렵다.

또한, 조명장치가 없어 어두운 공간의 측정이 불가능하며, 영상 송수신 장치가 없어 측정 부위를 정확히 확인할 수 없다.

또한, 프로브가 전방으로 돌출된 고정식으로 설치됨에 따라 프로브가 철판면에 접촉된 상태이다가도 기체의 흔들림에 따라 접촉이 순간 해지될 수 있으며, 이는 결과적으로 정확한 측정값을 제공할 수 없다.

또한 고정식 프로브는 철판면에 접촉되는 과정에서 발생한 충격을 완충시킬 수 없어 프로브의 잦은 파손을 유발하는 문제점이 있다.

문헌 1: 대한민국 특허청 등록특허공보 등록번호 제 10-1937156 호

따라서 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 프로브를 본체 전방으로 인출 및 인입 가능하게 구성하고,상기 프로브를 지지하는 프로브 고정브라켓에 자석을 설치하여 프로브가 철판 외면에 안정적인 접촉상태를 유지할 수 있도록 한 초음파 두께 측정 기술과 영상 송출 기능을 탑재한 선박검사 및 측정용 드론 시스템을 제공한다.

본 발명의 다른 목적은 프로브와 지지대 사이에 완충수단을 설치하여 철판 에 접촉되는 과정에서 발생한 충격을 흡수하도록 한 초음파 두께 측정 기술과 영상 송출 기능을 탑재한 선박검사 및 측정용 드론 시스템을 제공한다.

본 발명의 또 다른 목적은 본체의 전방에도 자석을 설치하여 두께 측정과정에서 본체를 흔들림없이 고정상태를 유지할 수 있도록 한 초음파 두께 측정 기술과 영상 송출 기능을 탑재한 선박검사 및 측정용 드론 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 측정용 프로브를 지지하는 지지대가 필요에 따라 전, 후방으로 이동하도록 하여 본체의 무게 중심이 중앙에 있도록 유도하여 본체의 흔들림을 최소화할 수 있는 초음파 두께 측정 기술과 영상 송출 기능을 탑재한 선박검사 및 측정용 드론 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 중력에 의한 약액 공급방식으로 프로브 표면으로 약액을 지속적으로 공급할 수 있는 초음파 두께 측정 기술과 영상 송출 기능을 탑재한 선박검사 및 측정용 드론 시스템을 제공한다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 초음파 두께 측정 기술과 영상 송출 기능을 탑재하여 선박의 철판 두께를 측정하는 선박검사 및 측정용 드론 시스템에 있어서, 상, 하부메인서포트, 상기 상, 하부메인서포트의 사이에 설치되는 연결서포트, 상기 상, 하부메인서포트의 외곽 측면에 설치되는 측면프롭가이드로 구성한 서포트부, 상기 상, 하부메인서포트의 전방에 설치되며 선박의 철판에 흡착되는 자석, 상기 서포트부의 상부메인서포트에 올려진 상태로 지지되는 상단프레임, 상기 상단프레임의 아래에 프레임 중간지지대(24)를 사이에 두고 연결 설치되는 하단프레임, 상기 상, 하단프레임의 사이에 설치되는 중간프레임으로 구성한 본체부, 상기 하단프레임의 위에 설치되는 베터리, 상기 상부메인서포트의 외곽에 설치되며 상기 베터리에서 인가된 전원으로 고속 회전하며 드론이 비행하기 위한 추진력을 발생시키는 추진부, 상기 상단프레임의 위에 설치되는 카메라, 상기 상단프레임에 설치되며 측정대상물인 철판으로 초음파를 전파하여 철판의 두께를 측정하는 측정유닛을 포함하며, 상기 측정유닛은 상기 중간프레임의 상부에 올려진 상태로 전, 후 왕복 이동 가능하게 지지되는 프로브 메인 지지대, 상기 중간프레임에 설치되며 내부가 비어 있는 상태로 상기 프로브 메인 지지대가 관통 설치되는 기어박스, 상기 기어박스에 설치되며 베터리에서 인가된 전원으로 구동하는 모터의 동력으로 회전하는 톱니기어, 상기 톱니기어에 맞물리며 상기 프로브 메인 지지대에 구비된 상태에서 상기 톱니기어의 회전 동작을 직선 운동으로 변환시켜 프로브 메인 지지대를 전, 후 이동시키는 톱니, 상기 프로브 메인 지지대에 각각 돌출 형성되며 상기 프로브 메인 지지대의 전, 후 이동거리를 제한하는 스토퍼로 구성하여 상기 프로브 메인 지지대를 전, 후 이동시키는 인출 및 인입수단, 상기 프로브 메인 지지대의 선단에 끼워진 상태에서 브라켓 고정용 핀으로 고정되며 내부에는 구멍이 관통 형성된 프로브 고정 브라켓, 상기 프로브 고정 브라켓의 외경에 형성되며 상기 브라켓 고정용 핀이 관통하며 상기 프로브 고정 브라켓의 후방 밀림을 가이드하는 브라켓 고정핀 가이드 장공, 상기 프로브 고정브라켓의 구멍에 삽입되며 상기 프로브 메인 지지대의 전방 이동에 따라 철판의 외면에 접촉된 상태에서 상기 베터리의 전원을 인가받아 초음파를 발산하며 철판의 두께를 측정하는 프로브, 상기 프로브 고정브라켓의 구멍에 삽입되며 상기 프로브와 상기 프로브 메인 지지대의 선단 사이에 위치한 상태에서 상기 프로브의 후방 밀림을 탄력지지 하며 프로브의 충격을 흡수하는 스프링, 상기 프로브 고정 브라켓의 전방 외경에 형성된 플랜지, 상기 플랜지의 외곽에 함몰 형성되어 있는 자석수용홈에 삽입되며 철판에 자력으로 흡착되며 상기 철판에 접촉된 프로브가 흔들리지 않도록 고정시키는 접촉 강화용 자석을 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

본 발명은 프로브를 본체 전방으로 인출 및 인입 가능하게 구성하고, 상기 프로브를 지지하는 프로브 고정브라켓에 자석을 설치하여 프로브가 철판 외면에 안정적인 접촉상태를 유지시켜 정확한 두께 측정값을 얻을 수 있는 효과를 가진다.

또한 프로브와 지지대 사이에 완충수단을 설치하여 철판에 접촉되는 과정에서 발생한 충격을 흡수하도록 하여 프로브의 파손을 방지하여 기기의 사용수명을 연장할 수 있는 효과를 가진다.

또한 본체의 전방에도 자석을 설치하여 두께 측정과정에서 바람이나 기타 외부 충격에도 드론을 흔들림없이 고정상태를 유지할 수 있는 효과를 가진다.

또한 측정용 프로브를 지지하는 지지대가 필요에 따라 전, 후방으로 이동하도록 하여 본체의 무게 중심이 중앙에 있도록 유도하여 비행중인 드론의 흔들림을 방지할 수 있는 효과를 가진다.

또한 약액 공급방식으로 프로브 표면으로 약액을 지속적으로 공급할 수 있음은 물론 중력을 이용하여 약액이 지속적으로 공급되도록 하여 정확한 두께 측정을 행할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 사용되는 드론의 정면도.
도 2는 도 1의 측면도.
도 3은 도 1의 평면도.
도 4는 도 1의 배면도.
도 5a와 도 5b는 인출 및 인입수단의 구조를 발췌하여 도시한 도면들.
도 6a는 프로브와 프로브 고정브라켓 및 프로브 메인 지지대의 구성을 정면에서 도시한 도면.
도 6b는 도 6a의 A-A선 단면도.
도 6c는 도 6a의 B-B선 단면도.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

본 발명의 선박 검사 및 측정용 드론 시스템은 선박의 외판 및 격벽(철판) 두께를 측정 시 초음파 검사법(ultrasonic inspection: UT)을 적용하고 드론에 소형 초음파 두께측정기를 탑재하여 선박 내 인력의 접근이 불가한 위치의 철판 두께를 신속하고 안전하게 측정하는 시스템이다. 드론은 600급의 쿼드콥터 드론을 적용하여 안정적인 호버링으로 드론의 흔들림을 최소화하여 측정의 신뢰도를 높이고, 측정값이 실시간으로 전송 프린트될 수 있도록 블루투스 프린터를 적용하여 검사의 신속성과 정확도 및 신뢰도를 높여 안전하게 검사를 완료한다. 이를 통해 높은 위치에 설치된 철판 두께를 빠르고 안전하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라 작업자가 쉽게 접근할 수 없는 위험하고 협소한 공간의 철판 두께도 안전하게 측정할 수 있으며, 선박 외판이나 격벽에 별도의 족장(비계와 발판 등)을 설치할 필요가 없는 것이다.

첨부된 도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 초음파 두께 측정 기술과 영상 송출 기능을 탑재한 선박검사 및 측정용 드론 시스템의 구성을 정면에서 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 측면도이며, 도 3은 도 1의 평면도이며, 도 4는 도 1의 배면도이다.

도 1 내지 도 4에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 초음파 두께 측정 기술과 영상 송출 기능을 탑재한 선박검사 및 측정용 드론 시스템에 사용되는 드론은 크게 서포트부(A), 추진부(B) 및 본체부(C) 그리고 측정유닛(60)을 포함한다.

상기 서포트부(A)는 본체부(C)를 지면에서 일정거리 이격시킨 상태로 지지하는 부재이다.

상기 서포트부는(A) 상, 하부메인서포트(10a, 10b), 상기 상, 하부메인서포트(10a, 10b) 사이에 설치되는 연결서포트(15) 및 상기 상, 하부메인서포트(10a, 10b)의 외곽 측면에 설치되는 측면프롭가이드(11)로 구성한다.

상기 서포트부(A)의 상, 하부메인서포트(10a, 10b)의 전방에는 자석(13)이 설치된다. 상기 자석(13)은 비행중인 드론이 측정대상물인 철판 외면에 접촉함과 동시에 자력을 발생시켜 측정과정에서 비행중인 드론이 바람 등에 의해 흔들려 두께 측정과정에서 오차가 발생하는 것을 방지하게 된다.

상기 연결서포트의 전방에는 LED램프가 설치된다. 상기 LED램프는 야간 비행시 측정대상물로 빛을 조사하여 어두운 공간에서 측정이 가능하도록 한다.

상기 본체부(C)는 상기 서포트부(A)에 지지되어 지는 부재로서, 상기 본체부(C)에는 카메라(30)와 접촉매질 저장용기(5), 상기 측정유닛(60) 그리고 기체의 비행을 관리하는 비행컨트롤러(FC)(70) 및 기체 작동에 필요한 전기를 공급하는 베터리(90)가 마련된다.

상기 본체부(C)는 상기 서포트부(A)의 상부메인서포트(10a)에 올려진 상태로 지지되는 상단프레임(21), 상기 상단프레임(21)의 아래에 프레임 중간지지대(24)를 사이에 두고 연결 설치되는 하단프레임(23) 그리고 상, 하단 프레임(21, 23)의 사이에 위치하는 중간프레임(22)으로 구성한다.

상기 중간프레임의 위에는 측정유닛(60)과 비행컨트롤러(FC)(70)가 설치된다. 또한 상기 하단프레임(23)의 위에는 베터리(90)가 올려지고, 상기 상단프레임(21)의 위에는 카메라(30) 및 접촉매질 저장용기가 올려진다.

또한, 상기 본체부(C)의 상단프레임(21)에는 GPS수신장치(3)가 설치된다. 상기 GPS수신장치(3)는 위성에서 수신되는 전파를 수신하고 지상의 조종기로부터 송신된 전파를 FC와 연결된 수신기로 수신된 조작신호에 따라 구동하며 본체부(C)를 부상시키는 추진부(B) 및 무선조종기와의 교신을 위한 무선통신모듈이 장착된다.

상기 추진부(B)는 상기 서포트부(A)의 상부메인서포트(10a)에 4개가 설치되며 상기 베터리(90)에서 인가된 전원으로 고속 회전하며 드론이 부상한 후, 비행할 수 있도록 추진력을 발생시키게 된다.

상기 추진부(B)는 베터리(90)와 전기적으로 연결되어 구동하는 모터(2), 상기 모터(2)의 축에 결합되며 상기 모터(2)의 동력으로 고속 회전하는 프로펠러(1)로 구성한다.

상기 카메라(30)는 측정유닛(60)으로 검사하고자 하는 철판의 두께를 측정하는 과정을 실시간으로 촬영하여 외부로 전송하게 된다.

상기 측정유닛(60)은 측정대상물인 철판의 외면에 드론이 자력으로 부착 고정되고 나면 철판으로 초음파를 전파하여 철판의 두께를 측정하는 유닛이다.

초음파 비파괴검사는 비파괴 검사(NDT) 방법 중 하나이며, 초음파를 구조물에 전파하여 결함이나 불균일한 부분이 있으면 초음파가 반사되는 성질을 이용하여 검사하는 방법으로서, 대부분 신호 획득을 위해 접촉식 센서를 사용하여 검사를 진행한다. 검사에 사용되는 초음파의 주파수 범위는 1~25MHz 정도이며, 발생된 초음파는 물, 기름, 글리세린, 그리스 같은 중간매질(전해액)을 거처 검사대상물에 전달된다. 이 방법은 투과성과 감도가 우수하며, 기차바퀴, 압력용기, 금형 같은 대형 물체, 대형 구조물, 항공기, 선박 등의 결함을 여러 방향에서 검사하는데 사용되고 있는 검사 방법이다.

측정유닛(60)은 접촉매질 저장용기(5), 접촉매질 이동호스(6), 프로브 메인 지지대(50), 인출 및 인입수단, 프로브 고정브라켓(42), 두께 측정용 프로브(40) 및 접촉 강화용 자석(41)을 포함하여 구성한다.

상기 접촉매질 저장용기(5)는 내부에 액상의 접촉매질을 저장하기 위한 챔버가 마련된 용기로서, 상기 접촉매질 저장용기(5)는 전술한 본체부(A)의 상단프레임(21)에 올려진 상태로 지지된다.

상기 접촉매질 이동호스(6)는 상기 접촉매질 저장용기(5)에 저장되어 있는 접촉매질을 측정대상물인 철판 외면으로 배출시키는 호스이다. 상기 접촉매질 이동호스(6)의 일단은 상기 접촉매질 저장용기(5)의 바닥면에 밸브로 연결 설치되고 그 타단은 프로브 매인 지지대(50)를 거쳐 프로브 고정브라켓(42)의 플랜지에 관통 설치된다. 이를 통해 접촉매질 저장용기(50)에 저장되어 있는 접촉매질은 밸브의 개방 동작에 따라 중력에 의해 아래의 접촉매질 이동호스(6)로 공급되고, 공급된 접촉매질은 철판 외면에 접촉되어 있는 프로브(40)로 지속적으로 배출되어 진다.

상기 프로브 메인 지지대(50)는 초음파 측정을 위한 프로브(40)를 지지한 상태에서 인출 및 인입수단의 동작에 따라 전, 후 왕복 이동시켜 프로브(40)를 본체부(C)의 외부로 인출시키거나 혹은 본체부(C)의 내부로 인입시키게 된다. 상기 프로브 메인 지지대(50)의 인출 및 인입 구조를 통해 결과적으로 프로브(40)와 지지대(50)의 무게의 중심은 본체부(C)의 중앙에 위치하게 됨으로서 드론의 안정적인 비행 동작을 도모할 수 있다.

상기 인출 및 인입수단은 전술한 프로브 메인 지지대를 자동 인출 및 인입 동작시키는 수단이다.

도 5a와 도 5b는 인출 및 인입수단의 구조를 발췌하여 도시한 도면들이다.

도 5a와 도 5b에서와 같이 인출 및 인입수단은 내부가 비어 있는 상태로 상단프레임(21)의 저면에 고정되며 상기 프로브 메인 지지대(50)가 관통 설치되는 기어박스(38), 상기 기어박스(38)의 내부 공간에 설치되며 상기 프로브 메인 지지대(50)의 전, 후 이동을 가이드하는 베어링(39), 상기 기어박스(38)에 설치되며 배터리(90)에서 인가된 전원으로 구동하는 모터(34)의 동력으로 회전하는 톱니기어(35), 상기 톱니기어(35)에 맞물리며 상기 프로브 메인 지지대(50)에 구비된 상태에서 상기 톱니기어(35)의 회전 동작을 직선 운동으로 변환시켜 프로브 메인 지지대(50)를 전, 후 이동시키는 톱니(37), 상기 프로브 메인 지지대(50)에 각각 돌출 형성되며 상기 프로브 메인 지지대(50)의 전, 후 이동거리를 제한하는 전, 후방스토퍼(33)를 포함한다.

상기한 이동수단은 모터(34)로 전원이 인가되면 톱니기어(35)가 회전하게 되고, 이에 따라 상기 톱니기어(35)에 맞물려져 있는 톱니(37)는 직선 운동으로 변한하며 프로브 메인 지지대(50)를 전, 후 왕복 이동시키게 된다.

상기 프로브 고정 브라켓(42), 두께 측정용 프로브(40) 및 접촉 강화용 자석(41)은 프로브 메인 지지대(50)의 선단에 설치되어, 상기 프로브 메인 지지대(50)의 구동으로 본체부(C)의 앞쪽으로 인출 동작하며 철판의 두께를 측정하게 된다.

첨부된 도 6a는 프로브와 프로브 고정브라켓 및 프로브 메인 지지대의 구성을 정면에서 도시한 도면이고, 도 6b는 도 6a의 A-A선 단면도이며, 도 6c는 도 6a의 B-B선 단면도이다.

도 6a 내지 도 6c에서 도시하고 있는 바와 같이, 프로브 고정브라켓(42)은 파이프 형태로 중앙으로 구멍(42a)이 관통 형성되고 그 후방에는 프로브 메인 지지대(50)의 선단에 끼워진 상태로 브라켓 고정용 핀(44)으로 프로브 메인 지지대(50)의 외경에 유동 가능하게 고정된다.

상기 프로브 고정 브라켓(42)의 외경에는 상기 브라켓 고정용 핀(50)이 관통하기 위한 브라켓 고정핀 가이드장공(45)이 형성되고, 상기 브라켓 고정핀 가이드장공(45)을 관통한 브라켓 고정용 핀(50)은 프로브 메인 지지대(50)에 결합된다.

상기 프로브 고정브라켓(42)의 구멍(42a)에는 두께 측정용 프로브(40)가 끼워진다. 상기 두께 측정용 프로브(40)는 상기 프로브 메인 지지대(50)에 연결되어 있는 케이블(61)을 통해 두께 측정기 본체(배터리)의 전원으로 초음파를 발산하며 측정 대상물인 철판의 두께를 측정한다.

상기 프로브 고정 브라켓(42)의 구멍에는 스프링(43)이 더 설치된다. 상기 스프링(43)은 상기 프로브(40)와 프로브 메인 지지대(50)의 선단 사이에 위치한 상태에서, 두께 측정을 위해 프로브(40)가 철판 외면에 접촉되는 과정에서 프로브(40)로 전해지는 충격을 흡수하게 된다.

상기 프로브(40)를 고정하는 프로브 고정 브라켓(42) 역시 상기 프로브(40)와 함께 밀려나게 되는 데, 이때 브라켓 고정핀 가이드장공(45)이 브라켓 고정용 핀(44)을 타고 이동하며 프로브 고정 브라켓(42)의 밀림을 간섭하지 않게 된다.

상기 프로브 고정 브라켓(42)의 전방 외경에는 플랜지(42b)가 더 마련되고, 상기 플랜지(42b)의 외곽에는 자석수용홈(42c)이 형성되며, 상기 자석수용홈(42c)으로 접촉 강화용 자석(41)이 삽입 설치된다.

상기 접촉 강화용 자석(41)은 상기 프로브(40)가 철판 외면에 접촉하고 나면 철판에 자력으로 흡착되며 측정과정에서 프로브(40)가 흔들리지 않도록 고정시켜 정확한 두께 측정이 가능하도록 한다.

다음, 측정유닛(60)인 인출 및 인입수단의 모터(34)로 전원을 인가하면 톱니기어(35)가 회전하게 되고, 이와 함께 프로브 메인 지지대(50)에 설치되어 있는 톱니(37)는 톱니기어(35)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환시켜 프로브 메인 지지대(50)를 드론의 본체부(C) 중앙에서 외부로 인출 동작시킨다.

다음, 프로브 메인 지지대(50)의 선단에 끼워져 있는 프로브 고정 브라켓(42)은 함께 이동하며 측정 도구인 프로브(40)를 철판 외면에 접촉시키게 된다. 이때 접촉과정에서 발생한 충격으로 프로브(40)는 후방으로 밀리는 과정에서 스프링(43)의 텐션력에 의해 흡수되고, 이와 동시에 프로브 고정 브라켓(42) 역시 상기 프로브(40)와 함께 밀려나게 되는 데, 이때 브라켓 고정핀 가이드장공(45)이 브라켓 고정용 핀(44)을 타고 이동하며 프로브 고정 브라켓(42)의 밀림을 간섭하지 않게 된다.

그리고 프로브(40)의 접촉과 동시에 접촉매질 저장용기(5)에 저장되어 있는 접촉매질은 밸브의 개방 동작에 따라 접촉매질 이동호스(6)로 유입된 후, 프로브(40)의 접촉부위로 배출되어 진다.

또한 상기 프로브(40)가 철판에 접촉함과 동시에 프로브 고정 브라켓(42)의 플랜지(42c)에 삽입되어 있는 접촉 강화용 자석(41)은 철판 외면에 흡착되며 초음파 측정과정에서 외부 흔들림으로 인한 프로부(40)의 유동을 잡아 정확한 측정을 유도하게 된다.

1: 프로펠러 5: 접촉매질 저장용기
6: 접촉매질 이동호스 10a: 상부메인서포트
10b: 하부메인서포트 13: 자석
21: 상단프레임 22: 중간프레임
23: 하단프레임 30: 카메라
34: 모터 35: 톱니기어
37: 톱니 38: 기어박스
40: 프로브 41: 접촉 강화용 자석
42: 프로브 고정 브라켓 43: 스프링
44: 브라켓 고정용 핀 50: 프로브 메인 지지대
60: 측정유닛 80: LED램프
90: 베터리

Claims (1)

1. 초음파 두께 측정 기술과 영상 송출 기능을 탑재하여 선박의 철판 두께를 측정하는 선박검사 및 측정용 드론 시스템에 있어서,
   상, 하부메인서포트(10a, 10b);
   상기 상, 하부메인서포트(10a, 10b)의 사이에 설치되는 연결서포트(15);
   상기 상, 하부메인서포트(10a, 10b)의 외곽 측면에 설치되는 측면프롭가이드(11)로 구성한 서포트부(A);
   상기 상, 하부메인서포트(10a, 10b)의 전방에 설치되며 선박의 철판에 흡착되는 자석(13);
   상기 서포트부(A)의 상부메인서포트(10a)에 올려진 상태로 지지되는 상단프레임(21);
   상기 상단프레임(21)의 아래에 프레임 중간지지대(24)를 사이에 두고 연결 설치되는 하단프레임(23);
   상기 상, 하단프레임(21, 23)의 사이에 설치되는 중간프레임(22)으로 구성한 본체부(C);
   상기 하단프레임(23)의 위에 설치되는 베터리(90);
   상기 상부메인서포트(10a)의 외곽에 설치되며 상기 베터리(90)에서 인가된 전원으로 고속 회전하며 드론이 비행하기 위한 추진력을 발생시키는 추진부(B);
   상기 상단프레임(21)의 위에 설치되는 카메라(30);
   상기 상단프레임(21)에 설치되며 측정대상물인 철판으로 초음파를 전파하여 철판의 두께를 측정하는 측정유닛(60)을 포함하며;
   상기 측정유닛(60)은;
   상기 중간프레임(22)의 상부에 올려진 상태로 전, 후 왕복 이동 가능하게 지지되는 프로브 메인 지지대(50);
   상기 중간프레임(22)에 설치되며 내부가 비어 있는 상태로 상기 프로브 메인 지지대(50)가 관통 설치되는 기어박스(38);
   상기 기어박스(38)에 설치되며 외부에서 인가된 전원으로 구동하는 모터(34)의 동력으로 회전하는 톱니기어(35);
   상기 톱니기어(35)에 맞물리며 상기 프로브 메인 지지대(50)에 구비된 상태에서 상기 톱니기어(35)의 회전 동작을 직선 운동으로 변환시켜 프로브 메인 지지대(50)를 전, 후 이동시키는 톱니(37);
   상기 프로브 메인 지지대(50)에 각각 돌출 형성되며 상기 프로브 메인 지지대(50)의 전, 후 이동거리를 제한하는 스토퍼(33)로 구성하여 상기 프로브 메인 지지대(50)를 전, 후 이동시키는 인출 및 인입수단;
   상기 프로브 메인 지지대(50)의 선단에 끼워진 상태에서 브라켓 고정용 핀(44)으로 고정되며 내부에는 구멍(42a)이 관통 형성된 프로브 고정 브라켓(42);
   상기 프로브 고정 브라켓(42)의 외경에 형성되며 상기 브라켓 고정용 핀(44)이 관통하며 상기 프로브 고정 브라켓(42)의 후방 밀림을 가이드하는 브라켓 고정핀 가이드 장공(45);
   상기 프로브 고정브라켓(42)의 구멍(42a)에 삽입되며 상기 프로브 메인 지지대(50)의 전방 이동에 따라 철판의 외면에 접촉된 상태에서 초음파를 발산하며 철판의 두께를 측정하는 프로브(40);
   상기 프로브 고정브라켓(42)의 구멍(42a)에 삽입되며 상기 프로브(40)와 상기 프로브 메인 지지대(50)의 선단 사이에 위치한 상태에서 상기 프로브(40)의 후방 밀림을 탄력지지 하며 프로브(40)의 충격을 흡수하는 스프링(43);
   상기 프로브 고정 브라켓(42)의 전방 외경에 형성된 플랜지(42b);
   상기 플랜지(42b)의 외곽에 함몰 형성되어 있는 자석수용홈(42c)에 삽입되며 철판에 자력으로 흡착되며 상기 철판에 접촉된 프로브(40)가 흔들리지 않도록 고정시키는 접촉 강화용 자석(41)을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 초음파 두께 측정 기술과 영상 송출 기능을 탑재한 선박검사 및 측정용 드론 시스템.
   
   
   
   
   

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