KR102120938B1 - 세일드론 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 해수면에 부유되는 선체부 및 상기 선체부에 형성된 세일(sail)부를 포함하되, 상기 세일부는, 상호 대면 위치되고 소정 면적으로 형성된 한 쌍의 돛부재; 및 상기 한 쌍의 돛부재를 연결하는 연결프레임;을 포함하고, 상기 한 쌍의 돛부재는 사이에 공기 유동로를 형성하도록 상호 이격 배치되고, 상기 한 쌍의 돛부재 각각은 상기 공기 유동로 측으로 만곡 형성된, 세일드론 장치에 관한 것이다.

Description

세일드론 장치{SAIL-DRONE APPARATUS}
본 발명의 실시예들은 세일드론 장치에 관한 것이다.
세계 제2차 대전 당시 어뢰와 미사일 공경의 목표물로 개발되거나 지뢰 제거 등에 이용하기 위하여 해양 세일드론 등의 개발이 시작되었다. 세일드론이란, 무선원격 조정에 의해 운항되는 요트형 무인 선박으로, 항공드론으로는 할 수 없는 다양한 해양과학 자료의 조사와 선형 및 사용 용도를 변경하면 군사적으로도 이용할 수 있는 선박용 드론 장치이다.
하지만, 종래의 세일드론의 경우, 주된 개발 목적이 군사적 활용에 있어 해양 탐사나 해양 환경 정보 측정 등에 이용하기는 어려웠으며, 나아가, 적재 하중 등의 제한으로 충분한 양의 배터리를 수용하기 어려워 장시간 기동에 어려움이 존재하였다.
한국등록특허공보 제10-1983297호 (2019.05.22)
본 발명의 실시예들은, 무선 원격 조정되어 사람이 직접 탐지하기 어려운 해양 지형 등의 정찰에 이용할 수 있는 세일드론 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들은, 무선 원격 조정으로 해양환경 조건을 용이하게 관측 및 측정할 수 있는 세일드론 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들은, 태양광 발전을 통해 동력원으로 이용하여 장시간 운행이 가능한 세일드론 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 해수면에 부유되는 선체부 및 상기 선체부에 형성된 세일(sail)부를 포함하되, 상기 세일부는, 상호 대면 위치되고 소정 면적으로 형성된 한 쌍의 돛부재; 및 상기 한 쌍의 돛부재를 연결하는 연결프레임;을 포함하고, 상기 한 쌍의 돛부재는 사이에 공기 유동로를 형성하도록 상호 이격 배치되고, 상기 한 쌍의 돛부재 각각은 상기 공기 유동로 측으로 만곡 형성된, 세일드론 장치를 제공할 수 있다.
상기 세일부는, 상기 한 쌍의 돛부재 중 적어도 하나에 부착된 적어도 하나의 태양광패널을 포함하고, 상기 선체부는 상기 적어도 하나의 태양광패널에서 수집된 전기에너지를 축전하는 축전부를 포함할 수 있다.
상기 선체부의 하측에는 상기 축전부를 포함하는 선체꼬리가 형성되고, 상기 선체꼬리의 내부에는 상기 선체부의 무게중심을 하방 이동시키기 위한 밸러스트부가 위치될 수 있다.
상기 선체부는, 상기 선체부의 일측에서 상기 선체부의 진행 방향을 조정하는 라더(rudder)부; 및 상기 라더부의 위치를 제어하는 라더모터;를 포함할 수 있다.
상기 세일드론 장치는, 상기 세일부와 상기 선체부를 연결하는 연결부 및 상기 연결부를 회전 제어하는 세일제어부(311)를 더 포함할 수 있다.
상기 세일부는 제1 센서부 및 상기 제1 센서부에서 측정된 정보를 전송하기 위한 송신기를 더 포함하고, 상기 제1 센서부는, 기온 센서, 기압 센서, 풍향 센서, 풍속 센서, 이미지 센서, 위치 센서 및 전파 센서 중 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 선체부는 제2 센서부를 더 포함하고, 상기 제2 센서부는, 광 센서, 이산화탄소 센서, 용해산소 센서, 수심 센서 및 음파 센서 중 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 무선 원격 조정되어 사람이 직접 탐지하기 어려운 해양 지형 등의 정찰에 이용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 무선 원격 조정으로 해양환경 조건을 용이하게 관측 및 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 태양광 발전을 통해 동력원으로 이용하여 장시간 운행이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세일드론 장치를 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세일드론 장치의 세일부를 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세일드론 장치의 세일부 상면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 세일드론 장치의 선체부를 나타낸 도면
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세일드론 장치(10)를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 세일드론 장치(10)는 해수면에 부유되는 선체부(200) 및 선체부(200)에 형성된 세일(sail)부를 포함할 수 있다. 이 때, 상술한 세일부(100)는 상호 대면 위치되고 소정 면적으로 형성된 한 쌍의 돛부재(110) 및 한 쌍의 돛부재(110)를 연결하는 적어도 하나의 연결프레임(120)을 포함할 수 있다. 또한, 상술한 세일부(100)는 한 쌍의 돛부재(110) 사이에서 상기 적어도 하나의 연결프레임(120)과 결합되어 한 쌍의 돛부재(110)를 지지하는 지지축(160)을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상술한 적어도 하나의 연결프레임(120)은 복수 개가 해수면에 수직한 높이 방향을 따라 상호 이격 배치될 수 있다. 이 때, 복수 개의 연결프레임(120)은 해수면에 수직하게 위치된 지지축(160) 상에 결합 위치될 수 있다.
또한, 상술한 한 쌍의 돛부재(110)는 사이에 공기 유동로(130)를 형성하도록 상호 이격 배치되고, 한 쌍의 돛부재(110) 각각은 공기 유동로(130) 측으로 만곡 형성될 수 있다. 즉, 한 쌍의 돛부재(110)는 내측으로 만곡 형성된 오목 형상으로 형성될 수 있다. 위와 같이, 한 쌍의 돛부재(110) 사이에는 바람이 통과되는 공기 유동로(130)가 형성된 바, 본 발명의 일 실시예에 따른 세일드론 장치(10) 주행 간 공기 저항 및 바람에 의한 영향을 최소화 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세일드론 장치(10)의 세일부(100)를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세일드론 장치(10)의 세일부(100) 상면도이다.
도 2 및 3을 참조하면, 상술한 세일부(100)는 한 쌍의 돛부재(110) 중 적어도 하나에 부착된 적어도 하나의 태양광패널(140)을 포함할 수 있고, 선체부(200)는 적어도 하나의 태양광패널(140)에서 수집된 전기에너지를 축전하는 축전부(211)를 포함할 수 있다. 이 때, 상술한 적어도 하나의 태양광패널(140)은 복수 개 형성될 수 있고, 복수 개의 태양광패널(140)은 높이 방향을 따라 상호 이격 배치될 수 있다.
한편, 상술한 복수 개의 태양광패널(140) 각각은 한 쌍의 돛부재(110) 각각의 외측면에 부착될 수 있고, 선체부(200)의 갑판 위치인 선체부(200) 상면에 배치될 수 있다. 나아가, 복수 개의 태양광패널(140) 각각은 플렉서블(flexible) 구조로 형성될 수 있다. 즉, 태양광패널(140) 각각이 플렉서블한 구조로 형성됨에 따라, 태양광패널(140)이 부착된 돛부재(110)가 바람 등에 의해 구부러지거나 돛부재(110)에 심한 진동이 발생한 경우에도 태양관패널은 돛부재(110)로부터 분리되어 이탈되지 않을 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 일 실시예에 따른 세일드론 장치(10)는 사격 훈련 등에 이용하기 위한 타겟 보드(target board)를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상술한 타겟 보드는 복수 개 형성되어 각각이 태양패널 각각 상에 배치될 수 있다. 이를 통해, 사용자는 해상 사격 훈련 등을 수행할 수 있다.
나아가, 복수 개의 연결프레임(120) 각각은 상측에서 봤을 때 X자 형상으로 형성될 수 있다. 즉, X자 형상의 연결프레임(120) 양측에는 한 쌍의 돛부재(110)가 결합되어 위치될 수 있고, 한 쌍의 돛부재(110)는 연결프레임(120)의 좌우 양측면을 따라 연결프레임(120) 측으로 만곡된 오목 형상으로 위치될 수 있다.
뿐만 아니라, 상술한 한 쌍의 돛부재(110)는 지지축(160)에서부터 전방 말단까지의 거리가 지지축(160)에서부터 후방 말단까지의 거리보다 더 짧게 형성될 수 있다. 또한, 한 쌍의 돛부재(110)는 지지축(160)에서 전방 또는 후방으로 갈수록 한 쌍의 돛부재(110) 간의 이격 거리가 점차 커지도록 형성될 수 있다. 즉, 한 쌍의 돛부재(110)는 지지축(160)에서 전방 또는 후방으로 갈수록 양측이 벌어지는 형상으로 형성될 수 있다.
이를 통해, 선체부(200)의 이동 방향 후방에서 전방으로 바람이 불러오는 경우, 공기 유동로(130)를 통해 바람이 유동이 유도될 수 있고, 나아가, 벤츄리 효과(Venturi effect)를 통해 공기 유동로(130)를 통한 바람의 이동을 더욱 빠르게 유도할 수 있다. 나아가, 지지축(160)을 기준으로, 한 쌍의 돛부재(110)의 후방 길이가 전방 길이보다 더 길게 형성되는 바, 공기 유동로(130)로 유입된 바람에 의한 돛부재(110)의 공기 저항으로 선체부(200)의 이동을 더욱 용이하게 유도할 수 있다.
한편, 상술한 세일부(100)는 제1 센서부(150) 및 제1 센서부(150)에서 측정된 정보를 전송하기 위한 송신기(151)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1 센서부(150)는 기온 센서, 기압 센서, 풍향 센서, 풍속 센서, 이미지 센서, 위치 센서 및 전파 센서 중 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있고, 본 발명의 일 실시예에 따른 세일드론 장치(10) 운행 간 제1 센서부(150)는 주변 환경의 기온, 기압, 풍향, 풍속, 이미지, 위치 및 전파 중 적어도 하나를 센싱할 수 있다. 이 때, 제1 센서부(150)는 지지축(160) 상에 위치될 수 있다.
또한, 상술한 송신기는 외부 통신시설(미도시 됨)에 상기 측정된 정보를 전달할 수 있는 송신부(미도시 됨) 및 외부 통신시설로부터 선체부(200) 제어 신호 등을 수신하는 수신부(미도시 됨)를 포함할 수 있다. 즉, 사용자는 본 발명의 일 실시예에 따른 세일드론 장치(10)를 통해 검사 대상 위치의 해양 환경 정보를 획득할 수 있고, 상술한 송신기(151)를 통해 측정된 정보를 실시간으로 외부 통신시설에 전달할 수 있다. 이를 통해, 사용자는 원격으로 본 발명의 일 실시예에 따른 세일드론 장치(10)를 제어할 수 있고, 제1 센서부(150)를 통해 수집된 정보를 실시간 확인할 수 있다.
한편, 상술한 지지축(160)의 길이 방향 상단에는 피뢰침(미도시 됨)이 더 형성될 수 있다.
즉, 기상 악화 등으로 낙뢰가 발생하는 경우에도 본 발명의 일 실시예에 따른 세일드론 장치(10)는 피뢰침을 통해 낙뢰에 의한 전류를 지지축(160) 하부 및 해상으로 흘려보낼 수 있고, 세일부(100) 및 선체부(200)에 발생할 수 있는 화재 및 파손 등의 문제를 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 세일드론 장치(10)의 선체부(200)를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 상술한 선체부(200)의 하측에는 상기 축전부(211)를 포함하는 선체꼬리(210)가 형성될 수 있고, 선체꼬리(210)의 내부에는 선체부(200)의 무게중심을 하방 이동시키기 위한 밸러스트부(212)가 위치될 수 있다. 이 때, 밸러스트부(212)에는 해수가 수용될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 비중이 물보다 큰 콘크리트 등이 충진되어 형성될 수 있다.
또한, 축전부(211)는 상술한 복수 개의 태양전지패널과 연결된 복수 개의 축전지를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상술한 복수 개의 축전지는 12V로 형성되어 상호 병렬 연결된 상태로 위치될 수 있다. 또한, 축전부(211)는 선체꼬리(210)의 내측 하부에 밸러스트부(212)와 함께 위치될 수 있고, 이를 통해, 선체부(200)의 무게중심을 하방 이동시킬 수 있다. 한편, 축전부(211)에 충전된 전력은 상술한 제1 센서부(150) 및 송신기(151)뿐만 아니라, 후술할 라더모터(221), 제2 센서부(230), 추진부(240) 및 세일제어부(311) 각각에 공급될 수 있다.
한편, 상술한 선체부(200)는 주행 방향 측 말단부에 형성된 선수(250)를 더 포함할 ㅜ 있다. 이 때, 선수(250)는 선체부(200)의 주행 간 공기 저항을 감소시킬 수 있도록 외면이 유선형으로 형성될 수 있고, 해수면에 평행하고 선체부(200)의 길이 방향에 수직한 폭이 선수(250) 말단으로 갈수록 점차 감소되는 형상으로 형성될 수 있다.
이를 통해, 선체부(200)에 작용되는 공기 저항이 감소된 바, 본 발명의 일 실시예에 따른 세일드론 장치(10)의 주행 성능이 향상될 수 있고, 폐그물 등의 장애물에 걸리는 등의 문제를 최소화 할 수 있다.
나아가, 상술한 선체부(200)는 선체부(200)의 일측에 위치되어 선체부(200)의 진행 방향을 조정하는 라더(rudder)부 및 라더부(220)의 위치를 제어하는 라더모터(221)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 라더부(220)는 선체부(200)의 길이 방향에서 선수(250)의 반대 측에 형성될 수 있고, 라더모터(221)에 의해 선체부(200)의 좌우로 회전 조작될 수 있다.
사용자는 송신기(151)를 통해 라더모터(221)를 제어하기 위한 신호를 원격 송신할 수 있고, 본 발명의 일 실시예에 따른 세일드론 장치(10)의 주행 방향을 용이하게 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 세일드론 장치(10)는 세일부(100)와 선체부(200)를 연결하는 연결부(310) 및 연결부(310)를 회전 제어하는 세일제어부(311)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 연결부(310)는 선체부(200) 내측에 일체로 형성되거나 견고히 결합된 상태로 위치될 수 있고, 세일부(100)는 지지축(160)을 통해 연결부(310)에 결합될 수 있다.
뿐만 아니라, 상술한 세일제어부(311)는 연결부(310) 및 지지축(160)을 회전 조작할 수 있다. 이 때, 연결부(310) 및 지지축(160)은 지지축(160)의 길이 방향 중심 축을 기준으로 회전될 수 있고, 한 쌍의 돛부재(110)의 배치를 선체부(200)의 좌우로 회전 조작할 수 있다.
한편, 상술한 선체부(200)는 제2 센서부(230)를 더 포함할 수 있고, 제2 센서부(230)는 광 센서, 이산화탄소 센서, 용해산소 센서, 수심 센서 및 음파 센서 중 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 세일드론 장치(10) 운행 간 제2 센서부(230)는 주변 해양환경의 광량, 이산화탄소량, 용해산소량, 수심 및 음파 중 적어도 하나를 센싱할 수 있다. 이 때, 제2 센서부(230)는 선체부(200) 상에 위치될 수 있다.
더 구체적으로, 상술한 제2 센서부(230)는 선체꼬리(210)의 내측 또는 외측면에 위치될 수 있고, 본 발명의 일 실시예에 따른 세일드론 장치(10) 주행 간 해수면 아래 잠긴 상태로 위치될 수 있다. 또한, 제2 센서부(230)는 상술한 송신기(151)와 연결될 수 있고, 송신기(151)는 제2 센서부(230)에서 센싱된 정보를 외부 통신장치로 송신할 수 있다. 즉, 사용자는 제2 센서부(230)에서 측정된 센싱 정보를 실시간으로 확인할 수 있다.
또한, 상술한 선체부(200)는 본 발명의 일 실시예에 따른 세일드론 장치(10)를 전진 또는 후진시키기 위한 추진부(240)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 추진부(240)는 스크류 구조로 형성될 수 있고, 추진모터(미도시 됨)에 연결되어 회전 방향에 따라 선체부(200)를 전진시키거나 후진시킬 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10 : 세일드론 장치
100 : 세일부
110 : 돛부재
120 : 연결프레임
130 : 공기 유동로
140 : 태양광패널
150 : 제1 센서부
151 : 송신기
160 : 지지축
200 : 선체부
210 : 선체꼬리
211 : 축전부
212 : 밸러스트부
220 : 라더부
221 : 라더모터
230 : 제2 센서부
240 : 추진부
250 : 선수
310 : 연결부
311 : 세일제어부

Claims (7)

  1. 해수면에 부유되는 선체부 및 상기 선체부에 형성된 세일(sail)부를 포함하되,
    상기 세일부는,
    상호 대면 위치되고 소정 면적으로 형성된 한 쌍의 돛부재;
    상기 한 쌍의 돛부재를 연결하는 연결프레임; 및
    상기 한 쌍의 돛부재 사이에서 상기 연결프레임과 결합되어 상기 한 쌍의 돛부재를 지지하는 지지축을 포함하고,
    상기 한 쌍의 돛부재는 사이에 공기 유동로를 형성하도록 상호 이격 배치되고,
    상기 한 쌍의 돛부재 각각은 상기 공기 유동로 측으로 만곡 형성된 오목 형상으로 형성되되, 상기 지지축에서부터 전방 말단까지의 거리가 상기 지지축에서부터 후방 말단까지의 거리보다 더 짧게 형성되고 상기 지지축에서 전방 및 후방으로 갈수록 상기 한 쌍의 돛부재 간의 이격 거리가 커지도록 형성되는, 세일드론 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 세일부는,
    상기 한 쌍의 돛부재 중 적어도 하나에 부착된 적어도 하나의 태양광패널을 포함하고,
    상기 선체부는 상기 적어도 하나의 태양광패널에서 수집된 전기에너지를 축전하는 축전부를 포함하는, 세일드론 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 선체부의 하측에는 상기 축전부를 포함하는 선체꼬리가 형성되고,
    상기 선체꼬리의 내부에는 상기 선체부의 무게중심을 하방 이동시키기 위한 밸러스트부가 위치된, 세일드론 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 선체부는,
    상기 선체부의 일측에서 상기 선체부의 진행 방향을 조정하는 라더(rudder)부; 및
    상기 라더부의 위치를 제어하는 라더모터;를 포함하는, 세일드론 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 세일드론 장치는,
    상기 세일부와 상기 선체부를 연결하는 연결부 및
    상기 연결부를 회전 제어하는 세일제어부를 더 포함하는, 세일드론 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 세일부는 제1 센서부 및 상기 제1 센서부에서 측정된 정보를 전송하기 위한 송신기를 더 포함하고,
    상기 제1 센서부는,
    기온 센서, 기압 센서, 풍향 센서, 풍속 센서, 이미지 센서, 위치 센서 및 전파 센서 중 선택되는 적어도 하나를 포함하는, 세일드론 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 선체부는 제2 센서부를 더 포함하고,
    상기 제2 센서부는,
    광 센서, 이산화탄소 센서, 용해산소 센서, 수심 센서 및 음파 센서 중 선택되는 적어도 하나를 포함하는, 세일드론 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007500638A (ja) * 2003-07-31 2007-01-18 ソーラー セーラー ピーティーワイ リミテッド 無人海洋艇
KR20150042158A (ko) * 2012-06-29 2015-04-20 윈드쉽 테크놀로지 리미티드 에어로포일 세일
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