KR102151138B1 - 수중지지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중도킹스테이션과 같은 피지지물의 자세를 안정적으로 조절할 수 있는 수중지지장치를 제공하고자 하는 것으로, 상기 피지지물을 지지하는 가동프레임과, 상기 가동프레임의 둘레방향을 따라 설치되는 신축가능한 적어도 3개의 신축다리와, 상기 가동프레임의 자세를 검출하는 자세검출부와, 상기 자세검출부의 신호에 기초하여 상기 가동프레임을 소정의 목표자세에 있도록 상기 신축다리들을 제어하는 제어부를 가지는 것을 특징으로 한다.

Description

수중지지장치{SUPPORT APPARATUS IN UNDERWATER}

본 발명은 수중지지장치에 관한 것이다.

해저의 자원, 기뢰, 자연환경 탐사 등의 목적을 위해 무인잠수정이 개발되어 운영되고 있다. 이러한 무인잠수정은 해수면에 정박되어 있는 모선과 케이블로 연결되어 에너지공급이나 데이터 전송 등을 하고 있으나, 케이블과의 연결로 인해 활동범위가 제한되는 문제점이 있었다.

따라서, 최근에는 해저에 수중도킹스테이션을 설치하고, 무인잠수정이 주기적으로 도킹할 수 있게 하여 에너지공급 및 데이터전송이 가능하도록 하고 있다.

그러나, 수중도킹스테이션은 조류나 설치되는 해저면의 평탄도에 따라 무인잠수정과 같은 피수용체가 도킹하기에 적절한 자세를 유지하기 어려워 이를 적절히 지지할 수 있는 지지장치의 개발이 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 수중도킹스테이션과 같은 피지지물의 자세를 안정적으로 조절할 수 있는 수중지지장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 수중에서 피지지물을 지지하는 수중지지장치에 있어서, 상기 피지지물을 지지하는 가동프레임과, 상기 가동프레임의 둘레방향을 따라 설치되는 신축가능한 적어도 3개의 신축다리와, 상기 가동프레임의 자세를 검출하는 자세검출부와, 상기 자세검출부의 신호에 기초하여 상기 가동프레임을 소정의 목표자세에 있도록 상기 신축다리들을 제어하는 제어부를 가지는 것을 특징으로 하는 수중지지장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 신축다리들의 하단을 연결하는 지지프레임을 더 포함하며, 상기 가동프레임과 상기 신축다리 사이와, 상기 지지프레임과 상기 신축다리 사이들 중 어느 하나에는 피봇연결부가 개재되며, 다른 하나에는 유니버셜조인트가 개재되도록 하여 가동프레임의 자세를 다양하게 조절할 수 있다.

또한, 상기 지지프레임과 상기 가동프레임의 사이에는 유니버셜조인트가 개재되도록 하여 가동프레임이 유니버셜조인트를 기준으로 Z축 방향 회전을 억제하여 안정적인 자세를 유지할 수 있도록 할 수 있다.

그리고, 상기 가동프레임은 지지축을 가지며, 상기 피지지물를 지지하여 상기 지지축에 대해 회전가능한 회전지지유니트를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 회전지지유니트를 제어하여 상기 피지지물이 소정의 방위각을 유지하도록 하여 피지지물이 지지축을 중심으로 회전하며 소정의 목적행위를 달성하도록 할 수 있다.

또한, 조류센서를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 조류센서의 신호에 기초하여 상기 가동프레임이 조류에 대항하는 방향으로 기울어지도록 상기 신축다리들을 제어하게 하는 것으로 조류의 영향을 최소화 할 수 있다.

그리고, 조류센서를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 조류센서의 신호에 기초하여 상기 피지지물이 조류방향에 가로방향으로 배치되도록 상기 회전지지유니트를 제어하여 가동프레임이 조류의 영향을 최소화 하고 있는 도중에도 피지지물은 수평을 유지할 수 있도록 조절하여 소정의 목적행위를 달성할 수 있도록 할 수 있다.

본 발명에 따른 수중지지장치는 수중도킹스테이션과 같은 피지지물의 자세를 안정적으로 조절할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수중지지장치의 사시도이다.
도 2는 수중지지장치의 단면도이다.
도 3는 회전지지유니트의 단면도이다.
도 4의 (a), (b)는 가동프레임이 피봇된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 5의 (a) 내지 (c)는 가동프레임을 자세제어하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 6은 (a)는 구면베어링의 설치상태를 나타내고, (b)는 가동프레임이 평행한 상태에서의 구면베어링을 나타내며, (c)는 가동프레임이 기울어진 상태에서의 구면베어링을 나타내는 도면이다.
도 7은 조류센서와 바닥고정부를 나타내는 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 수중지지장치를 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수중지지장치의 사시도, 도 2는 수중지지장치의 단면도, 도 3는 회전지지유니트(220)의 단면도, 도 4의 (a), (b)는 가동프레임(200)이 피봇된 상태를 나타내는 사시도, 도 5의 (a) 내지 (c)는 가동프레임(200)을 자세제어하는 과정을 나타내는 도면, 도 6은 (a)는 구면베어링(310)의 설치상태를 나타내고, (b)는 가동프레임(200)이 평행한 상태에서의 구면베어링(310)을 나타내며, (c)는 가동프레임(200)이 기울어진 상태에서의 구면베어링(310)을 나타내는 도면, 도 7은 조류센서(500)와 바닥고정부(330)를 나타내는 도면이다.

도 1 내지 도 7를 참조하여 본 발명에 따른 수중지지장치를 상세히 설명하면, 본 발명에 따른 수중지지장치는 수중에서 활동하는 무인잠수정과 같은 피수용물을 수용하는 피지지물(100)를 지지하기 위한 것으로, 크게 가동프레임(200), 신축다리(300), 자세검출부(110) 및 제어부를 가진다.

무인잠수정은 "UUV(Unmanned underwater vehicles)" 또는 "ROV(Remotely operated underwater vehicle)"와 같이, 수중에서 무인으로 이동가능한 장치를 말하며, 수중에서 해저자원 탐사, 청소, 구조활동, 기뢰폭파 등 다양한 활동을 할 수 있다.

본 발명에 따른 수중지지장치가 지지하는 피지지물(100)은 이러한 무인잠수정과 같은 피수용물이 도킹되는 도킹스테이션이나, 특정목적을 행하기 위해 수중에서 자세가 제어되어야 하는 모든 물건을 포함한다.

가동프레임(200)은 이러한 피지지물(100)을 지지하며, 적어도 3개 이상의 신축다리(300)를 가져 신축다리(300)를 통해 다양한 방향으로 자세변경이 가능하다. 이러한 가동프레임(200)은 가동프레임(200)의 자세를 실시간으로 검출하는 자세검출부(110)와 자세검출부(110)의 신호에 기초하여 가동프레임(200)을 소정의 목표자세에 있도록 신축다리(300)들을 제어하는 제어부에 의해 미리 설정되거나 사용자가 원하는 자세로 자세변경되게 된다.

가동프레임(200)은 피지지물(100)을 안정적으로 지지할 수 있는 구조를 가지면 된다. 이러한 가동프레임(200)은 도면에 도시된 바와 같이, 무게와 제작비용 저감을 위해 삼각형의 형상을 가지는 것이 바람직하고, 삼각형 각각의 모서리에는 다리연결부(230)를 가지는 것이 바람직하다. 다리연결부(230)는 가동프레임(200)의 중심축선으로부터 소정거리 이격된 반경 상에 등각도로 배치되는 것이 신축다리(300)를 통해 가동프레임(200)을 안정적으로 지지 및 제어할 수 있어 바람직하다.

자세검출부(110)는 가동프레임(200)이나 피지지물(100)에 설치될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 수중지지장치가 지지하여 자세를 변경하고자 하는 물체의 정확한 자세정보를 취득할 수 있는 위치에 설치되는 것이 바람직하고, 일반적인 AHRS(attitude/heading reference system)로 구성될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 중력가속도 벡터를 취득하여 가동프레임(200)에 투영한 후 신축다리(300)를 통해 원하는 자세로 제어하기 때문에 중력가속도 벡터를 취득할 수 있는 센서로 구성되는 것이 바람직하다.

신축다리(300)는 가동프레임(200)의 다리연결부(230)에 결합되며, 신축다리(300)의 길이를 조절할 수 있는 다양한 구성들 중에서 선택하여 설계될 수 있으며, 수중의 환경과 정확한 제어동작을 고려할 때 리니어 모터를 이용한 리니어엑츄에이터(302)와 신축로드(301)로 구성되는 것이 바람직하다.

제어부는 자세검출부(110)가 검출한 가동프레임(200)이나 피지지물(100)의 자세에 따른 신호에 기초하여 가동프레임(200)을 미리 설정된 자세를 유지하도록 하거나, 원하는 자세를 가지도록 신축다리(300)들을 제어한다.

위와 같은 구성으로 인해, 본 발명에 따른 수중지지장치는 자세검출부(110)를 통해 피지지물(100)이나 피지지물(100)을 지지하고 있는 가동프레임(200)의 자세를 검출할 수 있고, 신축다리(300)를 통해 가동프레임(200)을 소정의 목표자세에 있도록 할 수 있다.

본 발명은 도시된 바와 같이, 신축다리(300)들의 하단을 연결하는 지지프레임(400)을 더 가질 수 있고, 상기 가동프레임(200)과 상기 신축다리(300) 사이와, 상기 지지프레임(400)과 상기 신축다리(300) 사이들 중 어느 하나에는 피봇연결부(310)가 개재되며, 다른 하나에는 유니버셜조인트(320)가 개재될 수 있다.

지지프레임(400)은 가동프레임(200)과 유사하게 삼각형의 형상을 가진다. 지지프레임(400)의 중앙영역에는 제어부(410)가 설치될 수 있는 제어부설치프레임(401)이 형성되고, 제어부설치프레임(401)을 중심축선으로부터 멀어지는 방향으로 하향 경사지게 삼각형 형상의 꼭지점 위치에 다리고정부(420)가 배치된다. 이때, 다리고정부(420)는 가동프레임(200)의 다리연결부(230)보다 가동프레임(200)의 중심축선으로부터 멀리 이격되어 배치된다. 이러한 지지프레임(400)은 수중지지장치 전체의 무게 중 가장 큰 무게비율을 가져 수중지지장치의 무게중심이 하방에 위치하도록 하고, 다리고정부(420)의 상부는 신축다리(300)의 하단과 결합되고, 하부는 해저면과 접촉하여 전체적인 수중지지장치를 지지하게 된다

이때, 신축다리(300)는 초기상태에서 상단이 다리연결부(230)에 결합되고, 하단이 다리고정부(420)에 결합되므로 가동프레임(200)의 중심축선으로부터 멀어지는 방향으로 하향 경사지게 배치된다.

그리고, 가동프레임(200)과 지지프레임(400) 사이에 설치되는 신축다리(300)는 다리연결부(230)와, 다리고정부(420)에 결합되는데 한 쪽은 피봇연결부(310)에 의해 연결되고, 다른 한 쪽과는 유니버셜조인트(320)에 의해 결합되어, 가동프레임(200)이 다양한 각도로 기울어지며 목표자세를 유지하도록 할 수 있다. 만약, 신축다리(300)의 양단이 가동프레임(200)과 지지프레임(400)에 피봇연결된다면 수중지지장치가 전도되는 현상이 발생할 수 있다. 하지만, 한쪽은 피봇연결부(310) 다른 한쪽은 유니버셜조인트(320)에 의해 연결된다면, 전도되지 않고 가동프레임(200)을 기울일 수 있게 된다.

위와 같은 구성으로 인해, 수중지지장치는 해저면에 안정적으로 배치될 수 있고, 신축다리(300)의 하단이 지지프레임(400)에 결합되어 움직임이 제한되므로 신축다리(300)의 길이를 조절하여 가동프레임(200)의 다리연결부(230)의 위치만을 조절하여 가동프레임(200)의 전체적인 자세를 조절할 수 있으므로, 가동프레임(200)을 다양한 각도로 기울이게 할 수 있어 자세제어가 보다 쉽고 안정적이다.

본 발명에 따른 수중지지장치는 지지프레임(400)과 가동프레임(200) 사이에 유니버셜조인트(240)를 개재시킬 수 있다. 지지프레임(400)과 가동프레임(200) 사이에 개재되는 유니버셜조인트(240)는 가동프레임(200)의 중심축선과 지지프레임(400)의 중심축선이 서로 일치하는 위치에 설치되어 가동프레임(200)과 지지프레임(400)의 중심축선을 일치시키고 가동프레임(200)이 중심축선상의 소정의 높이에서 피봇팅되도록 한다. 따라서, 가동프레임(200)의 중심축선은 도면상 X, Y축 방향으로 이동하지 않고, Z축 축선을 중심으로 회전하지 않으며, 설치된 유니버셜조인트(240)의 조인트위치를 중심으로 피봇팅하며 기울어질 수 있게 된다. 만약, 지지프레임(400)이 가동프레임(200)과 피봇가능하게 연결된다면, 지지프레임(400)이 가동프레임(200)에 대해 소정각도 회전하게 되므로 자세제어의 변수가 많이 발생하여 자세제어가 어렵고, 완전하게 회전하지 못하므로 피지지물(100)의 활용도를 높일 수 없게 된다. 지지프레임(400)과 가동프레임(200) 사이에 설치되는 유니버셜조인트(240)는 도시된 바와 같이, 지지프레임(400)의 제어부설치프레임(401)에 설치되어 제어부(410)를 수용되는 박스형상부재의 상부와 가동프레임(200)의 하부 사이에 개재될 수 있다.

이러한 구조로 인해, 피지지물(100)의 무게와 가동프레임(200)의 무게로 인한 무게중심의 변화를 급격히 줄일 수 있어 보다 안정적인 자세유지가 가능하고, 수중지지장치가 전도되는 것을 방지할 수 있으며, 가동프레임(200)의 제어변수를 줄일 수 있어 보다 가동프레임(200)을 보다 안정적이고 쉽게 제어할 수 있다.

본 발명에 따른 수중지지장치의 가동프레임(200)은 중심축선을 따르는 지지축(210)을 가지며, 지지축(210)에는 피지지물(100)을 지지하여 지지축(210)에 대해 회전가능한 회전지지유니트(220)가 설치되어 제어부는 회전지지유니트(220)를 제어하는 것으로 피지지물(100)이 소정의 방위각을 유지하도록 할 수 있다. 즉, 본 발명은 회전지지유니트(220)를 이용하여 피지지물(100)을 가동프레임(200)에 대해 회전시키며 피지지물(100)의 활용도를 높일 수 있다.

도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 가동프레임(200)은 중심축선을 따라 상부로 연장되어 형성되는 지지축(210)을 가지며, 지지축(210)과 피지지물(100)의 사이에는 일단이 피지지물(100)과 결합되고 타단이 지지축(210)과 결합되어 피지지물(100)을 지지축(210)에 대해 회전시킬 수 있는 회전지지유니트(220)가 개재될 수 있다. 이러한 회전지지유니트(220)는 도 3에 도시된 바와 같이, 내부에 피지지물(100)을 가동프레임(200)에 대해 회전시키기 위한 모터(221)와, 정확한 모터(221)의 회전을 감속시키고 정확한 회전을 위한 하모닉감속기(222) 및 회전멈춤시키는 브레이크(223) 등을 가지고 있어 피지지물(100)을 지지축(210)에 대해 정확한 각도만큼 회전시킬 수 있다.

위와 같은 구성으로 인해, 본 발명에 따른 수중지지장치는 피지지물(100)을 가동프레임(200)의 축선에 대해 회전시킬 수 있고, 가동프레임(200)이 목표자세에 있도록 할 수 있어, 피지지물(100)이 특정목적을 달성하기에 용이한 자세를 갖도록 할 수 있다. 수중지지장치가 취할 수 있는 목표자세의 범위는 수중지지장치가 총 8개의 링크, 10개의 조인트, 이들 조인트로부터 총 20의 자유도를 가지므로, 실제로 Gruber의 자유도 공식을 적용해 보면, "dof = 6 * (8-1-10) + 20 = 2"가 되어 2개의 자유도를 갖는다. 즉, 가동프레임(200)의 Z축을 중심으로 회전이 불가한 어느 방향으로도 기울어짐이 가능한 구조이다.

다음은, 본 발명에 따른 수중지지장치를 해저면에 설치하고, 자세를 제어하는 과정에 대해 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 수중지지장치는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 신축다리(300)가 일정한 양만큼 신축되어 가동프레임(200)과 지지프레임(400)이 서로 평행하도록 된 상태에서 해수면으로부터 해저로 내보내진다.

해저의 바닥에 도착한 수중지지장치는 지지프레임(400)의 다리고정부(420)의 하부가 해저면과 접촉하여 지지될 것이다. 이때, 해저면의 굴곡에 따라서 지지프레임(400)은 다양한 자세를 가지게 된다. 만약 해저면이 평탄하다면 가동프레임(200)과 지지프레임(400)이 서로 평행한 상태에서 지지프레임(400)의 다리고정부(420)가 해저면과 접촉하여 안정적으로 배치되겠지만, 예를 들어 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 2개의 다리고정부(420)의 하부의 지형이 1개의 다리고정부(420)의 하부의 지형보다 높은 지형에 설치되거나, 또는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 1개의 다리고정부(420)의 하부의 지형이 2개의 다리고정부(420)의 하부의 지형보다 높은 지형에 설치된다면, 가동프레임(200)과 피지지물(100)의 무게로 인해 무게중심이 한쪽으로 쏠리게 되어 약한 조류나 외부충격에도 수중지지장치가 전도될 수 있을 것이다.

이렇게 도 4의 (a), (b)와 같이 지지프레임(400)이 해저의 굴곡진 지형에 의해 경사지게 배치되었을 때 제어부(410)는 자세검출부(110)의 신호에 기초하여 가동프레임(200)의 자세를 조절하여 도 4의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 가동프레임(200)은 수평을 유지하도록 할 수 있고, 이 상태에서 피지지물(100)이 목적행위를 하도록 가동프레임(200)의 자세를 제어할 수 있다.

다음은, 도 5를 참조하여 제어부(410)가 신축다리(300)를 제어하여 가동프레임(200)의 자세를 조절하는 방법에 관해 설명한다. 도 5의 (a) 내지 (c)는 지지프레임(400)은 수평한 상태를 유지하고 있고, 가동프레임(200)이 지지프레임(400)에 대해 수평하지 않을 때 가동프레임(200)을 지지프레임(400)과 수평하도록 하는 과정을 나태내고 있다.

우선, 자세검출부(110)는 피지지물(100)의 자세를 검출하여 중력가속도 벡터(

)를 취득하고, Z축 성분을 제외한 가동프레임(200)의 평면에 투영된 중력가속도 벡터(

)를 구한다. 제어를 위한 준비단계로서 중력가속도 벡터(

)는 신축다리(300A)에 따른 성분(

)과, 신축다리(300B)에 따른 성분(

)으로 분리한다. 물론 신축다리(300A)에 성분과, 신축다리(300C)에 성분으로 분리할 수도 있고, 신축다리(300B)에 성분과, 신축다리(300C)에 따른 성분으로 분리할 수도 있다. 다만, 설명의 편의를 위하여 신축다리(300A)에 따른 성분과 신축다리(300B)에 따른 성분으로 분리하는 것만 고려한다. 그러면 아래의 식이 발생된다.

이후, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 신축다리(300B)를 신장하고, 동시에 신축다리(300A)와 신축다리(300C)를 수축하여 중력가속도의 성분(

)를 제거한다.

그리고, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 신축다리(300A를 신장하고, 동시에 신축다리(300B)와 (300C)를 수축하여 중력가속도의 성분(

)를 제거한다.

이러한 과정을 통해 가동프레임(200)의 법선벡터가 중력가속도와 평행한 수평이 완성된다.

도 5에서는 가동프레임(200)을 평행하게 만드는 것을 예를 들어 설명했지만, 위와 같은 방법을 응용하여 가동프레임(200)을 원하는 자세로 기울어지게 할 수 있는 것은 당연하다.

위와 같이, 하나의 중력가속도 성분을 제거하고, 다른 중력가속도 성분을 제거하기 위해서는 신축다리(300)의 양단 중 한 곳이 가동프레임(200)이나 지지프레임(400)과 구면베어링(310)과 같은 피봇연결부(310)에 의해 결합되어야 한다.

도 6은 (a)는 구면베어링(310)의 설치상태를 나타내고, (b)는 가동프레임(200)이 평행한 상태에서의 구면베어링(310)을 나타내며, (c)는 가동프레임(200)이 기울어진 상태에서의 구면베어링(310)을 나타내는 도면이다. 즉, 피봇연결부(310)는 구면베어링(310)으로 구성될 수 있으며, 구면베어링(310)으로 인해 도 6에 도시된 바와 같은 동작이 가능하다.

구면베어링(310)은 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 가동프레임(200)에 대해 소정각도 기울어진 상태에서도 신축다리(300)가 신축하며 소정각도 회동가능하도록 한다. 즉, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 신축다리(300)는 신축하며 가동프레임(200)과의 설치각도가 조절되게 되는데, 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 구면베어링(310)으로 인해 신축다리(300)가 가동프레임(200)에 소정각도 기울어지게 설치된 상태에서도 설치각도를 조절할 수 있게 된다. 이러한 구면베어링(310)으로 구성될 수 있는 피봇연결부(310)로 인해 가동프레임(200)이 기울어진 상태에서도 신축다리(300)의 기능을 유지할 수 있어 가동프레임(200)이 자유로운 목표자세를 가지도록 할 수 있게 된다. 만약, 신축다리(300)의 양단이 유니버셜조인트(320)에 의해 가동프레임(200)과 지지프레임(400)에 결합할 경우 가동프레임(200)의 자유도가 부족하여 가동프레임(200)이 기울어진 상태에서 다른 방향으로 기울도록 할 수 없고, 신축다리(300)의 양단이 구면베어링(310)에 의해 가동프레임(200)과 지지프레임(400)에 결합할 경우 가동프레임(200)이 기울도록 하는 과정에서 불필요한 회전이 발생하거나 한쪽으로 과도하게 기울어지게 되어 자세제어가 곤란하다.

한편, 본 발명에 따른 수중지지장치는 도 7에 도시된 바와 같이, 조류센서(500)와 바닥고정부(330)를 더 가질 수 있다.

조류센서(500)는 도 7에 도시된 바와 같이, 가동프레임(200)에 설치될 수 있지만, 수중지지장치가 설치되는 영역의 조류를 검출할 수 있는 다양한 위치에 설치될 수 있다. 또한, 도시되지는 않았지만, 회전지지유니트(220)의 외표면으로부터 외측으로 소정거리 연장되도록 형성된 별도의 프레임에 설치되어, 회전지지유니트(220)에 의해 회전하며 수중지지장치가 설치된 영역의 조류를 폭넓게 감시하도록 할 수 있다.

본 발명의 제어부(410)는 조류센서(500)의 신호에 기초하여 가동프레임(200)이 조류에 대항하는 방향으로 기울어지도록 신축다리(300)들을 제어할 수 있다. 즉, 가동프레임(200)을 조류가 흐르는 축선과 마주하여, 조류가 흐르는 축선보다 소정각도 기울어지도록 하는 것으로 수중지지장치가 조류에 영향을 받을 때 조류의 힘을 소정량 해저면으로 분산시켜 조류에 의한 영향을 최소화 시키도록 할 수 있다. 이때, 가동프레임(200)을 도시된 철골구조로 형성하는 것과 달리, 조류와 접촉할 수 있는 면이 많도록 하여 조류가 흐르는 축선과 소정각도 기울어지도록 하면 조류를 가동프레임(200)의 후단으로 상향경사지게 보내며 조류에 의해 가동프레임(200)의 면에 발생하는 힘을 하부로 전달하여 보다 효과적으로 조류에 견디도록 할 수 있다.

또한, 제어부(410)는 조류센서(500)의 신호에 기초하여 피지지물(100)이 조류방향에 가로방향으로 배치되도록 회전지지유니트(220)를 제어할 수 있다. 위와 같이, 조류에 의한 저항을 줄이고, 보다 효과적으로 견디기 위해 가동프레임(200)을 조류가 흐르는 방향에 경사지게 배치할 경우 가동프레임(200)이 경사지게 배치되는 동안 피지지물(100) 또한 경사지게 배치되어 피지지물(100)의 목적행위에 방해가 될 수 있다. 이때, 제어부(410)는 피지지물(100)이 조류방향에 가로방향으로 배치되도록 회전지지유니트(220)를 제어하여 가동프레임(200)이 기울어져 있는 동안에도 피지지물(100)은 평행자세를 유지하도록 하여 원하는 목적행위를 하도록 할 수 있다.

본 발명에 따른 수중지지장치는 바닥고정부(330)를 가질 수 있다. 바닥고정부(330)는 다리고정부(420)의 하부에 설치되어 지지프레임(400)이 해저면에 더욱 견고하게 설치될 수 있도록 한다.

바닥고정부(330)는 지지프레임(400)의 바닥고정부(330)를 통과하여 하부로 연장되도록 형성되는 스크류부재와 스크류부재를 회전시키는 회전모터로 이루어지고, 본 발명에서는 스크류부재의 일단은 신축다리(300)의 하단과 지지프레임(400)의 다리고정부(420)를 연결하는 유니버셜조인트(320)의 하단과 연결되어 있고, 회전모터는 신축다리(300)를 신축시키는 리니어엑츄에이터(302)의 리니어 모터로 구성될 수 있다. 이때, 유니버셜조인트(320)는 리니어 모터와 결합 및 분리가능하게 설치되어 리니어 모터에 의해 회전할 수 있게 설치된다. 따라서, 신축다리(300)의 리니어 모터를 이용하여 신축다리(300)를 신축시킬수도 있지만, 필요에 따라 유니버셜조인트(320)를 회전시켜 유니버셜조인트(320)의 하단과 결합된 스크류부재를 회전시키는 것으로 스크류부재가 해저면에 파고들어 수중지지장치가 해저면에 보다 견고하게 설치되도록 할 수 있다.

100 : 피지지물 110 : 자세검출부
200 : 가동프레임 210 : 지지축
220 : 회전지지유니트 221 : 모터
222 : 하모닉감속기 223 : 브레이크
230 : 다리연결부 240, 320 : 유니버셜조인트
300, 300A, 300B, 300C : 신축다리 301 : 신축로드
302 : 리니어엑츄에이터 310 : 피봇연결부, 구면베어링
330 : 바닥고정부 400 : 지지프레임
401 : 제어부설치프레임 410 : 제어부
420 : 다리고정부 500 : 조류센서

Claims (6)

1. 수중에서 피지지물을 지지하는 수중지지장치에 있어서,
   상기 피지지물을 지지하는 가동프레임과,
   상기 가동프레임의 둘레방향을 따라 설치되는 신축가능한 적어도 3개의 신축다리와,
   상기 신축다리들의 하단을 연결하는 지지프레임과,
   상기 가동프레임과 상기 신축다리 사이와, 상기 지지프레임과 상기 신축다리 사이들 중 어느 하나에는 피봇연결부가 개재되며, 다른 하나에는 유니버셜조인트가 개재되고,
   상기 가동프레임의 자세를 검출하는 자세검출부와,
   상기 자세검출부의 신호에 기초하여 상기 가동프레임을 소정의 목표자세에 있도록 상기 신축다리들을 제어하는 제어부를 가지는 것을 특징으로 하는 수중지지장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 지지프레임과 상기 가동프레임의 사이에는 유니버셜조인트가 개재되는 것을 특징으로 하는 수중지지장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 가동프레임은 지지축을 가지며,
   상기 피지지물를 지지하여 상기 지지축에 대해 회전가능한 회전지지유니트를 더 포함하며,
   상기 제어부는 상기 회전지지유니트를 제어하여 상기 피지지물이 소정의 방위각을 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 수중지지장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 수중지지장치 상의 일 위치에 설치되어 상기 수중지지장치가 설치되는 영역의 조류를 검출할 수 있는 조류센서를 더 포함하며,
   상기 제어부는 상기 조류센서의 신호에 기초하여 상기 가동프레임이 조류에 대항하는 방향으로 기울어지도록 상기 신축다리들을 제어하는 것을 특징으로 하는 수중지지장치.
6. 제 4항에 있어서,
   상기 수중지지장치 상의 일 위치에 설치되어 상기 수중지지장치가 설치되는 영역의 조류를 검출할 수 있는 조류센서를 더 포함하며,
   상기 제어부는 상기 조류센서의 신호에 기초하여 상기 피지지물이 조류방향에 가로방향으로 배치되도록 상기 회전지지유니트를 제어하는 것을 특징으로 하는 수중지지장치.

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