KR102291611B1

KR102291611B1 - 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼

Info

Publication number: KR102291611B1
Application number: KR1020210094790A
Authority: KR
Inventors: 박요섭; 김병남; 김성현
Original assignee: 한국해양과학기술원
Priority date: 2021-07-20
Filing date: 2021-07-20
Publication date: 2021-08-18

Abstract

본 발명은 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 본체함체의 단부와 회전가능하도록 연결되는 회전모듈부의 중심부를 기준으로 수중음향탐지장치가 구비되는 수중탐지절반부 및 위성위치측정기가 구비되는 위치측정절반부로 나눌 때, 상기 수중탐지절반부의 무게가 상기 위치측정절반부의 무게보다 무겁게 형성되어, 상기 수중음향탐지장치가 수중에, 상기 위성위치측정기가 수상에 위치되도록 유지될 수 있는 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 복수개의 부력체는 상기 모선에 예인되는 방향의 횡단면에 놓이는 가상의 삼각형 꼭지점에 위치할 수 있도록 배치되어, 상기 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼이 전복되더라도, 상기 복수 개의 부력체 중에 적어도 2개는 수면에 부유하고, 나머지 1개는 상기 본체함체의 상방에 위치하여 상기 본체함체를 보호하는 상태를 유지할 수 있는 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼에 관한 것이다.

Description

전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼 {towed marine observation platform for overcoming capsize}

본 발명은 기계적 구조에 의해 전복이 되지 않는 수상 예인 플랫폼에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수중음향탐지장치는 항시 수면 아래에, 센서의 지구좌표계상 위치를 측정하는 위성위치측정기 및 통신안테나는 항시 수면 위에 위치도록 구현되어, 어떠한 해상환경에서도 위치정보 및 수중탐색을 수행할 수 있는 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼에 관한 것이다.

일반적으로 물속에 위치하여 해저 바닥을 탐색하는 예인식 소나 시스템이나 자율운항 무인잠수정의 위치 추적을 위해서, 음향을 이용한 수중위치추적기(USBL, Ultral Short Base Line)가 사용되며, 수중위치추적기는 대형 전용 선박 건조 시에 선저에 장착되는 장비이다.

육상에서는 GNSS(Global Navigation Stellite System)이 매우 다양한 분야에서 활용되고 있으나, 전자기파가 투과되지 않는 수중에서는 GPS 신호를 사용할 수 없기 때문에, 음파를 이용한 위치 측정 시스템의 운영이 필요하다.

수중에서 탐지 센서의 절대적 위치가 필요함에도 불구하고, 이를 구현하기 위한 시스템은 대형 연구선에만 장착되어 있는 현실에서, 대부분의 경우 현장 탐사를 위해 임시적으로 일반선박을 임차하여 사용한다.

임차선박에서는 임시적으로 센서를 장착하여 사용해야 하는데, 수중예인체를 추적하기 위한 수중위치추적기의 음향트랜스듀서를 임차선 선박의 현측에 선저 용골보다 아래에 위치시키도록 거치하기 위해, 매우 길고 무거운 강체 파이프로 구성된 센서거치대를 구성하여 활용한다.

이러한 강체 센서거치대는 길이가 길고, 재료 자체가 매우 무겁기 때문에 선박 장착시에 대형크레인과 여러 명의 작업인부가 필요하게 된다. 또한, 선박 현거치를 완료한 후에도, 선박의 이동에 따른 저항이 증대하여 선박의 구조적 안정성에도 영향을 끼쳐 전체적인 이동속도를 낮추어 탐사를 진행하게 된다.

그러나, 선체 측면에 파이프로 고정하고 수중위치추적기를 운영하면, 선박 운항 중에 선박 저항 및 진동이 발생되며, 모선의 위치와 3차원 회전운동에 의한 위치 편차의 불확실성이 발생한다는 문제점이 있다.

이러한, 종래의 문제점을 해결하고자, 수중위치추적에 필요한 위성위치추적기, 통신안테나, 수중음향탐지장치 및 모션센서 등을 소형 보트 형상의 무동력 보트에 구현하고, 무동력 보트 자체를 모선에서 예인하는 방식으로 파이프 장착의 어려움과 운영상의 저항 등을 회피하기 위한 방안이 활용하였다.

예를 들면, 종래의 선행기술인 선행문헌1은 사이드 스캔 소나 안전 예인장치에 관한 것으로, 해저 지형 정보를 수집하기 위한 사이드 스캔 소나(Side Scan Sonar)를 이용하여 수중 음향 영상을 촬영할 때 수중에 위치하는 사이드 스캔 소나를 수중에서 안정적이면서 일정한 고도에 위치시킬 수 있는 사이드 스캔 소나 안전 예인장치에 관한 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 사이드 스캔 소나 안전 예인장치는, 수중예인체의 고도 조정에 관한 내용으로 한정되어 있고, 조파 및 갑작스런 큰 파도 등에 의해 전복의 우려가 항시 존재하는 문제점이 남아있다.

따라서, 본원발명에서는 수중음향탐지장치를 항시 수면 아래에, 센서의 지구좌표계상 위치를 측정하는 위성위치측정기 및 통신안테나를 항시 수면 위에 위치도록 구현되어, 어떠한 해상환경에서도 전복 가능성을 대비할 수 있고, 위치정보 및 수중탐색을 수행할 수 있는 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼를 제안한다.

대한민국공개특허 제10-2016-0115008호

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본체함체의 단부와 회전가능하도록 연결되는 회전모듈부의 중심부를 기준으로 수중음향탐지장치가 구비되는 수중탐지절반부 및 위성위치측정기가 구비되는 위치측정절반부로 나눌 때, 상기 수중탐지절반부의 무게가 상기 위치측정절반부의 무게보다 무겁게 형성되어, 상기 수중음향탐지장치가 수중에, 상기 위성위치측정기가 수상에 위치되도록 유지될 수 있는 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 복수개의 부력체는 상기 모선에 예인되는 방향의 횡단면에 놓이는 가상의 삼각형 꼭지점에 위치할 수 있도록 배치되어, 상기 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼이 전복되더라도, 상기 복수 개의 부력체 중에 적어도 2개는 수면에 부유하고, 나머지 1개는 상기 본체함체의 상방에 위치하여 상기 본체함체를 보호하는 상태를 유지할 수 있는 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼을 그 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼은 모선에 의해 예인되는 수상 예인 플랫폼에 있어서, 수면에 부유할 수 있도록 구비되는 복수 개의 부력체, 상기 복수 개의 부력체 사이의 공간에 위치하는 본체함체, 상기 복수 개의 부력체 및 본체함체를 서로 연결하는 프레임, 상기 본체함체의 단부와 회전가능하도록 연결되는 회전모듈부 및 상기 모선과 연결될 수 있도록 상기 프레임의 일측에 설치되는 연결고리를 포함하고, 상기 회전모듈부는, 상기 본체함체의 단부와 회전가능하게 연결되는 중심부, 상기 중심부로부터, 상기 회전모듈부를 횡방향으로 관통하는 가상의 일직선을 따라 양방향으로 연장되는 지지대, 상기 지지대의 일단부에 설치되어, 위치정보를 습득할 수 있는 복수 개의 위성위치측정기 및 상기 지지대의 타단부에 설치되어, 수중의 장애물을 탐지할 수 있는 수중음향탐지장치를 포함하고, 상기 회전모듈부의 상기 중심부를 기준으로 상기 수중음향탐지장치가 구비되는 수중탐지절반부 및 상기 위성위치측정기가 구비되는 위치측정절반부로 나눌 때, 상기 수중탐지절반부의 무게가 상기 위치측정절반부의 무게보다 무겁게 형성되어, 상기 수중음향탐지장치가 수중에, 상기 위성위치측정기가 수상에 위치되도록 유지될 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 복수 개의 부력체는, 상기 모선에 예인되는 방향의 횡단면에 놓이는 가상의 삼각형 꼭지점에 위치할 수 있도록 배치되어, 상기 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼이 전복되더라도, 상기 복수 개의 부력체 중에 적어도 2개는 수면에 부유하고, 나머지 1개는 상기 본체함체의 상방에 위치하여 상기 본체함체를 보호하는 상태를 유지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본체함체는, 상기 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼에 전원을 공급할 수 있도록 상기 본체함체의 내측 하단부에 설치되는 배터리 및 상기 본체함체의 내측 단부에 설치되어, 상기 배터리를 회전시킬 수 있도록 상기 배터리의 단부와 연결되는 회전베어링을 포함하고, 상기 배터리의 자중에 의해, 상기 배터리는 중력 방향으로 상기 본체함체의 내측 하단부에 항상 위치한 상태로 유지할 수 있게 됨으로써, 상기 플랫폼은 무게 중심이 낮아져 해상환경에서 보다 안정적으로 운항될 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 회전모듈부는, 상기 수중음향탐지장치와 인접한 위치에서 탈착이 가능하도록 설치되어, 상기 플랫폼에 추진력을 발생시키는 전기추진기를 더 포함하고, 상기 모선에 예인된 상태로 위치정보 및 수중탐색을 할 수 있는 예인 모드와, 상기 전기추진기가 추진력을 발생하여 스스로 운항하면서 위치정보 및 수중탐색을 할 수 있는 추진 모드 중 어느 하나의 모드로 선택적으로 사용될 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 연결고리는, 상기 모선과 연결된 상태에서 회전이 가능하도록 구성되어, 상기 모선에 예인됨에 따라 상기 프레임에 작용하는 회전력을 상쇄시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼은 수중음향탐지장치가 구비되는 수중탐지절반부의 무게가 위성위치측정기가 구비되는 상기 위치측정절반부의 무게보다 무겁게 형성되어, 상기 수중음향탐지장치가 수중에, 상기 위성위치측정기가 수상에 위치되도록 유지될 수 있어, 어떠한 해상환경에서도 그 기능을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명은 부력체가 원형의 모양으로 형성되되, 모선에 예인되는 전방으로 구상돌기가 형성되어, 모선이 운행하는데 있어서 파도 저항이 최소화될 수 있다.

또한, 본 발명은 본체함체의 내부에 마련되는 배터리로 인하여, 전체적으로 무게중심이 낮아져 해상환경에서 보다 안정적으로 운항될 수 있다.

또한, 본 발명은 전기추진기가 설치되어, 자체의 추진력으로 속도와 방향을 제어하면서 위치정보 및 수중탐사를 수행할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 상세한 설명 및 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼을 전측면에서 바라본 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼을 후측면에서 바라본 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼을 후측에서 바라본 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼을 측면에서 바라본 내부 투시 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼이 모선과 연결된 모습을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼를 나타내는 구성도이다.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함” 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 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 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시 예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼을 전측면에서 바라본 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼을 후측면에서 바라본 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼을 후측에서 바라본 평면도, 도 4는 본 발명에 따른 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼을 측면에서 바라본 내부 투시 개념도, 도 5는 본 발명에 따른 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼이 모선과 연결된 모습을 나타낸 도면, 도 6은 본 발명에 따른 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼를 나타내는 구성도이다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼(10)을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼(10)은 모선(1A)에 의해 예인되면서 위치측정 및 수중탐색을 할 수 있도록 구성되는 플랫폼으로서, 어떠한 해상환경에서도 기능을 수행할 수 있는 것을 특징으로 한다. 그리고, 명세서 전반에 사용하는 '전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼'는 간략히 '플랫폼'으로 칭해질 수 있다.

도 1 내지 도 2를 참조하면 상기 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼(10)은 수면에 부유할 수 있도록 구비되는 복수 개의 부력체(100), 상기 복수 개의 부력체(100) 사이의 공간에 위치하는 본체함체(200), 상기 복수 개의 부력체(100) 및 본체함체(200)를 서로 연결하는 프레임(300), 상기 본체함체(200)의 단부와 회전가능하도록 연결되는 회전모듈부(400) 및 상기 모선(1A)과 연결될 수 있도록 상기 프레임(300)의 일측에 설치되는 연결고리(500)를 포함한다.

먼저, 수면에 부유할 수 있도록 구비되는 복수 개의 부력체(100)가 마련된다. 상기 부력체(100)는 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼(10)을 수면에 부유시키기 위한 부력을 제공하며, 원통의 형상으로 길게 형성된다. 상기 부력체(100)는 예를 들면 오탁방지막, 정치망 어장 및 부유식 계류장에서 사용하는 충돌방지 덴트 등의 상용 부력체로 구성될 수 있다. 물론, 상기 부력체(100)는 현지 상황과 지형에 맞게 다양한 크기와 형태로 제작될 수 있다.

또한, 상기 복수 개의 부력체(100)는, 상기 모선(1A)에 예인되는 방향의 횡단면에 놓이는 가상의 삼각형 꼭지점에 위치할 수 있도록 배치되어, 상기 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼(10)이 전복되더라도, 상기 복수 개의 부력체(100) 중에 적어도 2개는 수면에 부유하고, 나머지 1개는 상기 본체함체(200)의 상방에 위치하여 상기 본체함체(200)를 보호하는 상태를 유지할 수 있다.

또한, 상기 부력체(100)에는 상기 모선(1A)에 예인되는 전방에 형성되는 구상돌기(110)를 포함한다.

상기 구상돌기(110)는, 상기 복수 개의 부력체(100) 전방과 이어지도록 형성되며, 뾰족하게 튀어나오도록 삼각형으로 돌출된다. 상기 구성돌기(110)는 상기 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼(10)이 상기 모선(1A)에 예인되면서 운항하는 경우에, 조파 저항을 줄여줄 있는 효과가 있다.

또한, 상기 구상돌기(110)는, 상기 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼(10)이 생성하는 파도와 위상이 반대인 파도를 발생시켜 전체적으로 파도를 줄여주는 효과가 있다. 다시 말하면, 상기 구상돌기(110)는 상기 부력체(100) 부근에 발생하는 쇄파(Wave Breaking)를 줄여 주는 역할을 하는 것이다.

다음으로, 상기 복수 개의 부력체(100) 사이의 공간에 위치하는 본체함체(200)가 마련된다. 상기 본체함체(200)는 상기 부력체(100)와 유사하게 원통의 형상으로 길게 형성된다. 상기 본체함체(200)는 상기 모선(1A)에 예인되는 방향의 횡단면에 놓이는 가상의 삼각형 꼭지점에 위치하는 상기 복수 개의 부력체(100)의 사이 공간에 배치되도록 설치된다. 따라서, 상기 본체함체(200)는 수면과 접촉되지 않도록 항상 수상에 위치하게 되며, 상기 부력체(100)의 회전에도 항시 중력 방향으로 정렬할 수 있다. 또한, 상기 본체함체(200)는 상기 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼(10)가 구동되기 위한 전원을 공급할 수 있으며, 상기 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼(10)을 전반적으로 제어 및 통신할 수 있도록 구비된다.

또한, 상기 본체함체(200)는 배터리(210)를 포함한다. 상기 배터리(210)는 상기 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼(10)에 전원을 공급할 수 있도록 상기 본체함체(200)의 내측 하단부에 설치된다. 상기 배터리(210)는 사각형의 모양으로 형성되며, 상기 본체함체(200)의 높이에서 “1/3” 에 해당하는 높이에 설치되는 것이 바람직하다. 물론, 상기 배터리(210)는 상기 본체함체(200)의 내측 하단부에 설치될 수 있도록 상기 본체함체(200)의 내측면을 따라 완만한 곡선을 이루도록 형성될 수도 있다.

또한, 상기 본체함체(200)는 모션센서(220)를 포함한다. 상기 모션센서(220)는 상기 본체함체(200)의 내측 중심부에 설치된 기판지지대(201)에 설치되어, 상기 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼(10)의 움직임을 측정할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 모션센서(220)는 상기 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼(10)에 미치는 외력에 의한 6자유도 운동을 계측할 수 있다. 이때, 상기 6자유도 운동은 롤링(rolling), 요잉(yawing), 피칭(pitching), 서징(serging), 히빙(heaving) 및 스웨잉(swaying)를 포함한다. 상기 모션센서(220)는 상기 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼(10)의 거동 데이터를 계측하여 신호를 후술할 제어부(240)로 전달한다. 물론, 상기 모션센서(220)는 센서 간의 위치 및 각도 오프셋을 해소할 수 있도록 영점을 보정하기 위한 캘리브레이션 기능을 포함할 수 있다.

또한, 상기 본체함체(200)는 카메라(230)를 포함한다. 상기 카메라(230)는 상기 본체함체(200)의 전방부에 설치되되, 상기 폴랫폼(10)의 전방을 바라볼 수 있도록 설치된다. 상기 카메라(230)는 전방의 장애물을 감지할 수 있도록 회전할 수도 있다. 상기 카메라(230)는 영상 데이터를 획득하여 후술할 제어부(240)로 전달하게 된다.

또한, 상기 카메라(230)는 보호커버(231)를 포함한다. 상기 보호커버(231)는 상기 본체함체(200)의 전방부, 상기 카메라(230)에 인접하게 설치된다. 상기 보호커버(231)는 상기 카메라(230)를 보호할 수 있도록 상기 카메라(230)를 둘러싸는 구상의 형태로 형성된다. 물론, 상기 보호커버(231)는 아크릴판과 같은 투명의 재질로 형성되어, 상기 카메라(230)가 영상을 촬영하는 경우에 상기 보호커버(231)를 투영할 수 있도록 한다.

또한, 상기 본체함체(200)는 제어부(240)를 포함한다. 상기 제어부(240)는 상기 모션센서(220)에 인접하도록 상기 기판지지대(201)에 설치된다. 상기 제어부(240)는 상기 모션센서(220)에 의하여 측정된 상기 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼(10)의 거동 데이터 및 상기 카메라(230)에 의하여 측정된 영상 데이터를 받아 실시간 계산을 통해 탐색하고자하는 목표물을 향해 상기 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼(10)을 종합적으로 제어할 수 있다. 다시 말하면, 상기 제어부(240)는 상기 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼(10)의 모든 데이터 및 신호를 분석 및 가공하여, 통합 제어할 수 있는 시스템이다. 상기 제어부(240)는 후술할 통신부(250)로 제어 명령을 전달할 수 있다.

또한, 상기 제어부(240)는 센서제어모듈(241)를 포함한다. 상기 센서제어모듈(241)은 상기 제어부(240)에 인접하게 설치되며, 후술할 위성위치측정기(430) 및 수중음향탐지장치(450)의 동작을 제어할 수 있도록 구비된다.

또한, 상기 본체함체(200)는 통신부(250)를 포함한다. 상기 통신부(250)는 상기 본체함체(200)의 내측 중심부, 상기 기판지지대(201)에 설치되며, 상기 제어부(240)와 연결된다. 또한, 상기 통신부(250)는 상기 위성위치측정기(430), 수중음향탐지장치(450) 및 후술할 통신안테나(440)와 연결된다. 다시 말하면, 상기 통신부(250)는 상기 위성위치측정기(430), 수중음향탐지장치(450) 및 통신안테나(440)와 상기 제어부(240)가 서로 송수신될 수 있도록 연결하는 것이다.

또한, 상기 본체함체(200)는 회전베어링(260)를 포함한다. 상기 회전베어링(260)은 상기 본체함체(200)의 내측 후방단부에 설치되되, 상기 배터리(210)를 회전시킬 수 있도록 상기 배터리(210)의 단부와 연결된다. 또한, 상기 회전베어링(260)는 상기 본체함체(200)의 내측 중심부에 설치된 상기 모션센서(220), 제어부(240) 및 통신부(250)를 지지하고 있는 기판지지대(201)과도 연결된다.

상기 회전베어링(260)은 회전이 가능하되, 후술할 회전모듈부(400)로 신호와 전력을 공급할 수 있도록 구성된다. 다시 말하면, 상기 회전베어링(260)은 비 접촉식 슬립링(Slip ring)의 형태로 구성되는 것이다.

이에 따라, 상기 배터리(210)의 자중에 의해, 상기 배터리(210)는 중력 방향으로 상기 본체함체(200)의 내측 하단부에 위치한 상태로 유지할 수 있게 됨으로써, 상기 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼(10)은 무게 중심이 낮아져 해상환경에서 보다 안정적으로 운항될 수 있는 효과가 있다.

다음으로, 상기 복수 개의 부력체(100) 및 본체함체(200)를 서로 연결하는 프레임(300)이 마련된다. 상기 프레임(300)은 상기 복수 개의 부력체(100) 및 본체함체(200)가 서로 연결되어, 해상에서 부유할 수 있도록 연결대가 복합적으로 상호연결되는 형태로 구성된다. 다시 말하면, 상기 프레임(300)은 상기 프레임(300)은 상기 복수 개의 부력체(100)를 삼각형의 모양으로 배치한 상태에서, 각각의 상기 부력체(100)를 서로 이어주는 연결대가 설치되는 구성이다. 또한, 상기 프레임(300)은 나사 결합 방식으로 체결될 수 있어, 현장에서 조립 해체가 용이하도록 구현될 수 있다.

또한, 상기 프레임(300)은 전방 프레임(310)을 포함한다. 상기 전방 프레임(310)은 상기 복수 개의 부력체(100)의 전방에 위치하여, 상기 복수 개의 부력체(100)를 서로 연결시킨다. 보다 구체적으로, 상기 전방 프레임(310)은 상기 복수 개의 부력체(100)의 전방에서 상기 복수 개의 부력체(100)의 중심 방향으로 이어지도록 설치되되, 상기 복수 개의 부력체(100)의 중심부에는 원형의 판이 형성되도록 설치된다.

또한, 상기 프레임(300)은 본체고정 프레임(320)을 포함한다. 상기 본체고정 프레임(320)은 상기 복수 개의 부력체(100)와 상기 본체함체(200)의 전방을 서로 연결시킨다. 보다 구체적으로, 상기 본체고정 프레임(320)은 상기 복수 개의 부력체(100)에서 상기 전방 프레임(310) 보다 후방에 위치하되, 상기 본체함체(200)의 전방 단부에 위치한다. 또한, 상기 본체고정 프레임(320)은 상기 본체함체(200)가 위치한 상기 복수 개의 부력체의 중심 방향으로 이어지도록 설치되고, 상기 본체함체(200)의 외주면을 둘러싸는 원형의 판을 포함하는 형태로 설치된다.

또한, 상기 프레임(300)은 후방 프레임(330)을 포함한다. 상기 후방 프레임(330)은 상기 복수 개의 부력체(100)와 상기 본체함체(200)의 후방을 서로 연결시킨다. 보다 구체적으로, 상기 후방 프레임(330)은 상기 복수 개의 부력체(100)의 후방에서 상기 복수 개의 부력체(100)의 중심 방향으로 이어지도록 설치되되, 상기 본체함체(200)의 외주면을 둘러싸는 원형의 판을 포함하는 형태로 설치된다.

다음으로, 상기 본체함체(200)의 후방과 회전가능하도록 연결되는 회전모듈부(400)가 마련된다. 상기 회전모듈부(400)는 상기 본체함체(200)으로부터 전원을 공급받아 위치정보를 습득하거나, 수중의 장애물을 탐지할 수 있도록 그 기능을 한다. 또한, 상기 회전모듈부(400)는 상기 본체함체(200)와 항상 연결되고 있어, 수집된 데이터를 상기 본체함체(200)로 전달할 수 있다.

또한, 상기 회전모듈부(400)는 중심부(410)를 포함한다. 상기 중심부(410)는 상기 본체함체(200)의 후방 단부와 회전가능하도록 연결되는 구성으로, 상기 본체함체(200)의 외주면 혹은 내주면에 삽입될 수 있도록 상기 본체함체(200)와 동일한 원형으로 형성된다.

또한, 상기 회전모듈부(400)는 지지대(420)를 포함한다. 상기 지지대(420)는 상기 중심부(410)로부터, 상기 회전모듈부(400)를 횡방향으로 관통하는 가상의 일직선을 따라 양방향으로 연장된다. 또한, 상기 지지대(420)는 일단부가 상기 중심부(410)에서 연장되는 방향과 수직이 되는 양방향으로 연장된다. 따라서, 상기 지지대(420)는 전체적으로 ‘T’자형의 모양으로 형성되는 것이다.

또한, 상기 회전모듈부(400)는 위성위치측정기(430)를 포함한다. 상기 위성위치측정기(430)는 상기 지지대(420)의 일단부에서 양방향으로 연장되는 부분에 복수 개로 설치된다. 상기 위성위치측정기(430)는 상기 지지대(420)에서 서로 이격되도록 설치된다. 상기 위성위치측정기(430)는 위성으로부터 상기 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼(10)의 지구좌표계상 위치정보를 실시간으로 습득하거나, 상기 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼(10)의 이동방향을 계측할 수 있도록 구비된다. 상기 위성위치측정기(430)는 예를 들면 지구좌표계상의 위치로 환산하기 위한 GNSS(Global Navigation Stellite System) 시스템으로 구성될 수 있다. 물론, 상기 위성위치측정기(430)는 상기 통신부(250)를 통해 상기 제어부(240)로 상기 위치정보를 송수신할 수 있다.

또한, 상기 회전모듈부(400)는 통신안테나(440)를 포함한다. 상기 통신안테나(440)는 상기 복수 개의 위성위치측정기(430) 사이에 위치하여, 원격조종장치(1B)와 무선 통신할 수 있도록 구비된다. 상기 통신안테나(440)는 무선 통신을 할 수 있는 Wifi 혹은 블루투스 방식의 안테나로 구성될 수 있다.

또한, 상기 회전모듈부(400)는 수중음향탐지장치(450)를 포함한다. 상기 수중음향탐지장치(450)는 상기 지지대(420)의 상기 복수 개의 위성위치측정기(430)가 설치되는 타단부에 설치된다. 상기 수중음향탐지장치(450)는 해저면을 탐색하거나 수중의 장애물을 탐지 및 무인잠수정의 위치추적을 할 수 있는 장치로 구성된다. 상기 수중음향탐지장치(450)는 예를들면 소나센서, 음향트랜스듀서, 수중위치추적기(USBL, Ultral Short Base Line) 시스템 및 합성개구소나(SAS, Synthetic Aperture Sonar)와 상기 합성개구소나를 구현하기 위하여 필요한 수중위치추적기(USBL, Ultral Short Base Line) 시스템 중에 어느 하나를 포함하는 구성일 수 있다.

상기 합성개구소나 시스템은 소나를 일직선으로 움직이면서 동일한 해저면에 다수의 소나 핑(Ping)을 투사하여 그 결과를 합성하여 해상도가 높은 이미지를 만드는 소나 자료 분석 장비이다. 상기 수중위치추적기 시스템은 음파를 송수신하는 복수 개로 구성된 초음파 송수신기와, 상기 송수신기의 3차원 회전 거동을 계측하는 센서와 진북으로부터 센서의 거치 방향을 계측하는 센서가 포함될 수 있다.

만약, 상기 수중음향탐지장치(450)가 수상으로 노출될 경우, 공기와 물 사이의 음향임피던스의 차이로 인하여 음파가 수중으로 전달되지 않게 된다. 따라서, 상기 수중음향탐지장치(450)는 바람직하게 항시 수중에 위치하도록 설치된다.

또한, 상기 회전모듈부(400)의 상기 중심부(410)를 기준으로 상기 수중음향탐지장치(450)가 구비되는 수중탐지절반부(411) 및 상기 위성위치측정기(430)가 구비되는 위치측정절반부(412)로 나눌 때, 상기 수중탐지절반부(411)의 무게가 상기 위치측정절반부(412)의 무게보다 무겁게 형성되어, 상기 수중음향탐지장치(450)가 수중에, 상기 위성위치측정기(430)가 수상에 위치되도록 유지될 수 있다.

물론, 상기 위치측정절반부(412)에는 상기 통신안테나(440)가 포함되며, 상기 수중탐지절반부(411)에는 후술할 전기추진기(460)를 포함할 수 있다.

종합해보면, 상기 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼(10)은 상기 수중탐지절반부(411) 및 상기 위치측정절반부(412)의 무게차로 인하여, 상기 수중음향탐지장치는 수중에, 상기 위성위치측정기(430)는 수상에 항상 유지할 수 있게 됨으로써, 상기 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼(10)은 어떠한 해상환경에서도 위치정보 및 수중탐색을 수행할 수 있다.

또한, 상기 회전모듈부(400)는 전기추진기(460)를 더 포함할 수 있다. 상기 전기추진기(460)는 상기 수중음향탐지장치(450)와 인접한 위치에서 탈착이 가능하도록 설치되어, 상기 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼(10)에 추진력을 발생시킨다. 상기 전기추진기(460)는 바람직하게 복수 개로 구비될 수 있다. 또한, 상기 전기추진기(460)는 상기 배터리(210)에서 전원을 공급받을 수 있으며, 상기 배터리(210)의 전원으로 동력을 발생시키는 전기모터, 상기 전기모터와 연결되어 추진력을 발생하는 프로펠러 및 방향을 조정할 수 있는 방향타를 포함하는 구성일 수 있다. 물론, 상기 전기추진기(460)는 자체적으로 회전할 수 있도록 구성되어, 상기 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼(10)의 진행방향을 조절할 수도 있다.

따라서, 상기 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼(10)은 상기 모선(1A)에 예인된 상태로 위치정보 및 수중탐색을 할 수 있는 예인 모드와, 상기 전기추진기(460)가 추진력을 발생하여 스스로 운항하면서 위치정보 및 수중탐색을 할 수 있는 추진 모드 중에 어느 하나의 모드로 선택적으로 사용될 수 있다.

이때, 상기 수동 모드에서는 상기 원격조종장치(1B)에서 입력된 신호를 기초로 하여, 상기 제어부(240)에서 상기 전기추진기(460)를 실시간으로 제어하는 방식으로 상기 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼(10)을 운행할 수 있다.

다음으로, 상기 모선(1A)과 연결될 수 있도록 상기 프레임(300)의 일측에 설치되는 연결고리(500)가 마련된다. 상기 연결고리(500)는 바람직하게 상기 전방 프레임(310)에서 상기 모선(1A)에 예인되는 전방에 설치된다. 상기 연결고리(500)는 연결된 두 부분 중 한 쪽은 고정시키고 다른 한 쪽은 회전하게 되는 장치로 구성된다. 상기 연결고리(500)는 예를들면 요리도리 혹은 스위벨(Swivel) 타입의 회전고리와 같은 형태로 구성될 수 있다.

따라서, 상기 연결고리(500)는, 상기 모선(1A)과 연결된 상태에서 회전이 가능하도록 구성되어, 상기 모선(1A)에 예인됨에 따라 상기 프레임(300)에 작용하는 회전력을 상쇄시킬 수 있다.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼
1A : 모선
1B : 원격조종장치
100 : 부력체
110 : 구상돌기
200 : 본체함체
201 : 기판지지대
210 : 배터리
220 : 모션센서
230 : 카메라
231 : 보호커버
240 : 제어부
241 : 센서제어모듈
250 : 통신부
260 : 회전베어링
300 : 프레임
310 : 전방 프레임
320 : 본체고정 프레임
330 : 후방 프레임
400 : 회전모듈부
410 : 중심부
411 : 수중탐지절반부
412 : 위치측정절반부
420 : 지지대
430 : 위성위치측정기
440 : 통신안테나
450 : 수중음향탐지장치
460 : 전기추진기
500 : 연결고리

Claims

모선에 의해 예인되는 수상 예인 플랫폼에 있어서,
수면에 부유할 수 있도록 구비되는 복수 개의 부력체:
상기 복수 개의 부력체 사이의 공간에 위치하는 본체함체;
상기 복수 개의 부력체 및 본체함체를 서로 연결하는 프레임;
상기 본체함체의 단부와 회전가능하도록 연결되는 회전모듈부; 및
상기 모선과 연결될 수 있도록 상기 프레임의 일측에 설치되는 연결고리;를 포함하고,
상기 회전모듈부는,
상기 본체함체의 단부와 회전가능하게 연결되는 중심부;
상기 중심부로부터, 상기 회전모듈부를 횡방향으로 관통하는 가상의 일직선을 따라 양방향으로 연장되는 지지대;
상기 지지대의 일단부에 설치되어, 위치정보를 습득할 수 있는 복수 개의 위성위치측정기; 및
상기 지지대의 타단부에 설치되어, 수중의 장애물을 탐지할 수 있는 수중음향탐지장치;를 포함하고,
상기 회전모듈부의 상기 중심부를 기준으로 상기 수중음향탐지장치가 구비되는 수중탐지절반부 및 상기 위성위치측정기가 구비되는 위치측정절반부로 나눌 때, 상기 수중탐지절반부의 무게가 상기 위치측정절반부의 무게보다 무겁게 형성되어, 상기 수중음향탐지장치가 수중에, 상기 위성위치측정기가 수상에 위치되도록 유지될 수 있는 것을 특징으로 하는 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼.
제 1항에 있어서,
상기 복수 개의 부력체는,
상기 모선에 예인되는 방향의 횡단면에 놓이는 가상의 삼각형 꼭지점에 위치할 수 있도록 배치되어,
상기 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼이 전복되더라도, 상기 복수 개의 부력체 중에 적어도 2개는 수면에 부유하고, 나머지 1개는 상기 본체함체의 상방에 위치하여 상기 본체함체를 보호하는 상태를 유지할 수 있는 것을 특징으로 하는 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼.
제 1항에 있어서,
상기 본체함체는,
상기 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼에 전원을 공급할 수 있도록 상기 본체함체의 내측 하단부에 설치되는 배터리; 및
상기 본체함체의 내측 단부에 설치되어, 상기 배터리를 회전시킬 수 있도록 상기 배터리의 단부와 연결되는 회전베어링;을 포함하고,
상기 배터리의 자중에 의해, 상기 배터리는 중력 방향으로 상기 본체함체의 내측 하단부에 항상 위치한 상태로 유지할 수 있게 됨으로써, 상기 플랫폼은 무게 중심이 낮아져 해상환경에서 보다 안정적으로 운항될 수 있는 것을 특징으로 하는 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼.
제 1항에 있어서,
상기 회전모듈부는,
상기 수중음향탐지장치와 인접한 위치에서 탈착이 가능하도록 설치되어, 상기 플랫폼에 추진력을 발생시키는 전기추진기;를 더 포함하고,
상기 모선에 예인된 상태로 위치정보 및 수중탐색을 할 수 있는 예인 모드와, 상기 전기추진기가 추진력을 발생하여 스스로 운항하면서 위치정보 및 수중탐색을 할 수 있는 추진 모드 중 어느 하나의 모드로 선택적으로 사용될 수 있는 것을 특징으로 하는 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼.
제 1항에 있어서,
상기 연결고리는,
상기 모선과 연결된 상태에서 회전이 가능하도록 구성되어, 상기 모선에 예인됨에 따라 상기 프레임에 작용하는 회전력을 상쇄시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 전복을 극복하는 수상 예인 플랫폼.