KR102317352B1 - Propellant Activate Device of Unmanned Underwater Vehicle Having Rudder - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무인잠수정의 추진장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 추진력을 발생시키는 추진유닛과 별도로 구비되어 무인잠수정의 방향을 조절할 수 있도록 하는 방향타를 포함하는 무인잠수정의 추진장치에 관한 것이다.The present invention relates to a propulsion device for an unmanned submersible, and more particularly, to a propulsion device for an unmanned submersible including a rudder provided separately from a propulsion unit for generating propulsion to control the direction of the unmanned submersible.
무인잠수정(Unmanned Underwater Vehicle)은 수중에서의 정찰 및 감시, 기뢰 탐색 및 제거, 해양 환경 자료 수집, 대잠전 임무 등을 수행하기 위하여 개발된 수중용 무인 체계이다.Unmanned Underwater Vehicle is an unmanned underwater system developed to perform underwater reconnaissance and surveillance, mine search and removal, marine environment data collection, and anti-submarine warfare missions.
특히 최근의 무인잠수정은 과거 원격으로 조종해야 했던 방식에서 탈피하여, 장애물을 알아차리고 피하면서 최소한의 에너지가 드는 방향으로 움직이며 스스로 바닷속에서 몇 개월간 임무를 수행할 수 있도록 설계된다.In particular, recent unmanned submersibles are designed to move away from the remote control method in the past, detect and avoid obstacles, move in a direction that requires minimal energy, and perform missions under the sea for months on their own.
그리고 이와 같은 무인잠수정에는 추진력을 발생시키기 위한 추진기가 구비되어 있다. 일반적으로 무인잠수정의 추진기는 일명 벡터 추진기라 불리는 구조가 가장 널리 사용되고 있으며, 이는 추진기의 추진 기능과 더불어 추진기의 방향을 제어함에 따라 추진 방향을 조절하는 구조를 가지고 있다.And such an unmanned submersible is equipped with a thruster for generating propulsion. In general, the thruster of the unmanned submersible is the most widely used structure called a vector thruster, which has a structure that adjusts the direction of propulsion by controlling the direction of the thruster along with the propulsion function of the thruster.
이와 같은 종래의 벡터 추진기는 추진기 자체에 추진력을 발생시키기 위한 구성과 방향을 전환시키기 위한 구성이 모두 구비되므로, 구조가 복잡하고 공간을 많이 차지하여 무인잠수정을 소형화하는 데 장애가 되는 문제가 있다.Since such a conventional vector thruster is provided with both a configuration for generating thrust in the thruster itself and a configuration for changing the direction, the structure is complex and occupies a lot of space, which is an obstacle to miniaturization of the unmanned submersible vehicle.
따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.Therefore, a method for solving these problems is required.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 추진력을 발생시키는 구성요소와 방향을 조절하는 구성요소를 서로 별도로 분리하여 구조를 간소화하고, 이에 따라 전체 구조를 소형화시킬 수 있는 무인잠수정의 추진장치를 제공하기 위한 목적을 가진다.The present invention is an invention devised in order to solve the problems of the prior art described above, by separating a component generating a driving force and a component controlling a direction separately from each other to simplify the structure, and thus the overall structure can be miniaturized. It has a purpose to provide a propulsion device for unmanned submersibles.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방향타를 포함하는 무인잠수정의 추진장치는, 무인잠수정의 본체 후방에 장착되며, 내부에 수용공간이 형성되는 하우징, 상기 수용공간에 구비되어 회전 구동력을 발생시키는 메인 구동모터, 상기 하우징의 후방에 노출되어 구비되며, 상기 메인 구동모터의 회전 구동력에 의해 추진력을 발생시키는 추진유닛, 상기 하우징의 측부로 노출되어 구비되는 방향타 및 상기 수용공간에 구비되며, 상기 방향타의 변위를 제어하는 방향타 제어 어셈블리를 포함한다.The propulsion device of the unmanned submersible including the rudder of the present invention for achieving the above object is a housing mounted on the rear of the main body of the unmanned submersible, a housing having an accommodating space formed therein, and provided in the accommodating space to generate a rotational driving force A main driving motor, a propulsion unit provided exposed to the rear of the housing, generating a propulsion force by a rotational driving force of the main driving motor, a rudder exposed to the side of the housing and provided in the accommodation space, the rudder and a rudder control assembly for controlling the displacement of the rudder.
이때 상기 방향타는 복수 개가 구비되며, 상기 방향타 제어 어셈블리는 상기 방향타에 대응되는 개수로 형성되어 상기 방향타와 1:1 대응될 수 있다.In this case, the rudder may be provided in plurality, and the rudder control assembly may be formed in a number corresponding to the rudder to correspond to the rudder 1:1.
그리고 상기 방향타 제어 어셈블리는, 회전 구동력을 발생시키는 서브 구동모터, 상기 하우징에 좌우 방향의 회전축을 중심으로 회전 가능하게 구비되며, 상기 방향타가 고정되는 회전부재 및 상기 서브 구동모터의 회전 구동력을 상기 회전부재의 회전 운동으로 전환시키는 구동력 전환모듈을 포함할 수 있다.In addition, the rudder control assembly includes a sub driving motor generating a rotational driving force, a rotational driving force of a rotating member to which the rudder is fixed, and a rotational driving force of the sub driving motor, which is rotatably provided in the housing about a rotational axis in a left and right direction. It may include a driving force conversion module for converting the rotational movement of the member.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 방향타를 포함하는 무인잠수정의 추진장치는, 추진력을 발생시키는 추진유닛과 별도로 방향타 및 방향타 제어 어셈블리가 구비됨에 따라, 효과적으로 추진 및 방향 전환 기능을 수행하면서도 구조를 간소화할 수 있으며, 따라서 무인잠수정의 전체 구조를 소형화시킬 수 있는 장점을 가진다.In order to solve the above problems, the propulsion device of an unmanned submersible including a rudder of the present invention is provided with a rudder and a rudder control assembly separately from a propulsion unit that generates propulsion, so that the structure is improved while effectively performing propulsion and direction change functions. It can be simplified, and therefore has the advantage of miniaturizing the overall structure of the unmanned submersible.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진장치가 적용된 무인잠수정의 모습을 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인잠수정의 추진장치의 외관을 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인잠수정의 추진장치의 내부 구조를 나타낸 도면; 및
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인잠수정의 추진장치에 있어서, 구동력 전달 과정을 나타낸 도면이다.1 is a view showing the appearance of an unmanned submersible to which a propulsion device according to an embodiment of the present invention is applied;
Figure 2 is a view showing the appearance of the propulsion device of the unmanned submersible according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is a view showing the internal structure of the propulsion device of the unmanned submersible according to an embodiment of the present invention; and
4 is a view showing a driving force transmission process in the propulsion device of an unmanned submersible according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention in which the object of the present invention can be specifically realized will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present embodiment, the same names and the same reference numerals are used for the same components, and an additional description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진장치(100)가 적용된 무인잠수정(10)의 모습을 나타낸 도면이다.1 is a view showing the appearance of the unmanned submersible 10 to which the
그리고 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인잠수정(10)의 추진장치(100)의 외관을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인잠수정(10)의 추진장치(100)의 내부 구조를 나타낸 도면이다.And Figure 2 is a view showing the appearance of the
또한 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인잠수정(10)의 추진장치(100)에 있어서, 구동력 전달 과정을 나타낸 도면이다.4 is a view showing a driving force transmission process in the
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예예서 추진장치(100)는 무인잠수정(10)의 본체 후방에 구비되어 추진력을 발생시키고, 방향 전환 기능을 수행한다.1 to 4, the
그리고 본 실시예의 추진장치(100)는 무인잠수정(10)의 본체 후방에 장착되며, 내부에 수용공간(111)이 형성되는 하우징(110)과, 수용공간(111)에 구비되어 회전 구동력을 발생시키는 메인 구동모터(120)와, 하우징(110)의 후방에 노출되어 구비되며, 메인 구동모터(120)의 회전 구동력에 의해 추진력을 발생시키는 추진유닛(130)과, 하우징(110)의 측부로 노출되어 구비되는 방향타(140)와, 수용공간(111)에 구비되며, 방향타(140)의 변위를 제어하는 방향타 제어 어셈블리(150)를 포함한다.And the
그리고 방향타(140)는 복수 개가 구비되며, 방향타 제어 어셈블리(150)는 방향타(140)에 대응되는 개수로 형성되어 방향타(140)와 1:1 대응될 수 있다. 본 실시예의 경우 방향타(140)는 하우징(110)의 상하좌우에 총 4개소가 구비되는 것으로 예시하였으나, 이는 본 실시예만으로 제한되지 않는다.In addition, a plurality of
또한 추진유닛(130)은 메인 구동모터(120)의 회전 구동력에 의해 회전되는 회전자(132)와, 회전자(132)의 전방에서 기류를 발생시키는 고정자(131)를 포함하는 형태를 가진다.In addition, the
그리고 방향타 제어 어셈블리(150)는, 세부적으로 회전 구동력을 발생시키는 서브 구동모터(160)와, 하우징(110)에 좌우 방향의 회전축을 중심으로 회전 가능하게 구비되며, 방향타(140)가 고정되는 회전부재(170)와, 서브 구동모터(160)의 회전 구동력을 회전부재(170)의 회전 운동으로 전환시키는 구동력 전환모듈(180)을 포함할 수 있다.In addition, the
즉 본 실시예의 방향타 제어 어셈블리(150)는 구동력 전환모듈(180)을 통해 서브 구동모터(160)의 회전 구동력을 회전 운동으로 전환하여 회전부재(170) 및 방향타(140)를 함께 회전시켜 무인잠수정(10)의 방향 전환을 수행할 수 있다.That is, the
보다 구체적으로 구동력 전환모듈(180)은, 회전바(181), 선형이동부재(182) 및 구동력 전환부재(184)를 포함한다.More specifically, the driving
회전바(181)는 서브 구동모터(160)의 회전 구동력에 의해 회전되며, 둘레에 나사산이 형성된 형태를 가진다.The rotating
그리고 선형이동부재(182)는 이와 같은 회전바(181)가 삽입되며, 회전바(181)의 나사산과 치합되는 나사산이 내주면에 형성된 관통홀이 형성된다. 이에 따라 선형이동부재(182)는 회전바(181)가 관통홀에 삽입된 상태에서 회전하게 될 경우, 전방 또는 후방으로 선형 이동하게 된다.And the linear moving
또한 구동력 전환부재(184)는 회전부재(170)의 회전축에 연결되도록 구비되며, 회전축으로부터 이격된 위치에서 선형이동부재(182)를 고정시킴에 따라, 선형이동부재(182)가 서브 구동모터(160)에 의해 선형 이동할 경우 회전부재(170)의 회전축을 중심으로 회전되어 회전부재(170)를 회전시키게 된다.In addition, the driving
이때 구동력 전환부재(184)는, 회전부재(170)의 회전축을 감싸는 축 연결부(185)와, 축 연결부(185)로부터 일측으로 연장되어, 선형이동부재(182)와 연결되는 연장부(186)를 포함하는 형태를 가진다.At this time, the driving
그리고 이를 위해 선형이동부재(182)의 양측에는 고정돌기(183)가 형성되며, 연장부(186)에는 고정돌기(183)가 삽입 고정되되, 선형이동부재(182)가 선형 이동하는 과정에서 고정돌기(183)가 이동 가능한 여유 길이를 가지는 가이드홈(187)이 형성된다.And for this purpose,
즉 선형이동부재(182)가 선형 이동함에 따라 고정돌기(183)가 전방 또는 후방으로 이동하는 과정에서, 소정 길이를 가이드홈(187)은 고정돌기(183)가 이동할 수 있는 여유를 제공하여 구동력 전환부재(183)가 원활하게 회전되도록 할 수 있다.That is, in the process of moving the
이와 같이 본 실시예에 따른 무인잠수정(10)의 추진장치(100)는, 추진력을 발생시키는 추진유닛(130)과 별도로 방향타(140) 및 방향타 제어 어셈블리(150)가 구비됨에 따라, 효과적으로 추진 및 방향 전환 기능을 수행하면서도 구조를 간소화할 수 있으며, 따라서 무인잠수정(10)의 전체 구조를 소형화시킬 수 있다.As such, the
한편 본 실시예에서 방향타 제어 어셈블리(150)는, 회전부재(170)를 하우징(110)에 회전 가능하게 고정시키는 연결부재(151)와, 연결부재(151)에 고정된 상태로 서브 구동모터(160)를 고정시키는 고정브래킷(152)를 더 포함하여, 전체적으로 안정된 결합 구조를 형성할 수 있다.Meanwhile, in the present embodiment, the
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.As described above, preferred embodiments according to the present invention have been described, and the fact that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or scope of the present invention in addition to the above-described embodiments is one of ordinary skill in the art. It is obvious to them. Therefore, the above-described embodiments are to be regarded as illustrative rather than restrictive, and accordingly, the present invention is not limited to the above description, but may be modified within the scope of the appended claims and their equivalents.
10: 무인잠수정
100: 추진장치
110: 하우징
111: 수용공간
120: 메인 구동모터
130: 추진유닛
131: 고정자
132: 회전자
140: 방향타
150: 방향타 제어 어셈블리
151: 연결부재
152: 고정브래킷
160: 서브 구동모터
170: 회전부재
180: 구동력 전환모듈
181: 회전바
182: 선형이동부재
183: 고정돌기
184: 구동력 전환부재
185: 축 연결부
186: 연장부
187: 가이드홈10: Unmanned Submarine
100: propulsion device
110: housing
111: accommodation space
120: main drive motor
130: propulsion unit
131: stator
132: rotor
140: rudder
150: rudder control assembly
151: connection member
152: fixing bracket
160: sub drive motor
170: rotating member
180: driving force conversion module
181: rotation bar
182: linear moving member
183: fixing projection
184: driving force conversion member
185: shaft connection
186: extension
187: guide home
Claims (3)
상기 수용공간에 구비되어 회전 구동력을 발생시키는 메인 구동모터;
상기 하우징의 후방에 노출되어 구비되며, 상기 메인 구동모터의 회전 구동력에 의해 추진력을 발생시키는 추진유닛;
상기 하우징의 측부로 노출되어 구비되는 방향타; 및
상기 수용공간에 구비되며, 상기 방향타의 변위를 제어하는 방향타 제어 어셈블리;
를 포함하며,
상기 방향타 제어 어셈블리는,
회전 구동력을 발생시키는 서브 구동모터;
상기 하우징에 좌우 방향의 회전축을 중심으로 회전 가능하게 구비되며, 상기 방향타가 고정되는 회전부재; 및
상기 서브 구동모터의 회전 구동력을 상기 회전부재의 회전 운동으로 전환시키는 구동력 전환모듈;
을 포함하고,
상기 구동력 전환모듈은,
상기 서브 구동모터의 회전 구동력에 의해 회전되며, 둘레에 나사산이 형성된 회전바;
상기 회전바가 삽입되며, 상기 회전바의 나사산과 치합되는 나사산이 내주면에 형성된 관통홀이 형성되어, 상기 회전바가 관통홀에 삽입된 상태에서 회전하게 될 경우, 전방 또는 후방으로 선형 이동하는 선형이동부재; 및
상기 회전부재의 회전축에 연결되도록 구비되며, 회전축으로부터 이격된 위치에서 상기 선형이동부재를 고정시킴에 따라, 상기 선형이동부재가 상기 서브 구동모터에 의해 선형 이동할 경우 상기 회전부재의 회전축을 중심으로 회전되어 상기 회전부재를 회전시키는 구동력 전환부재;
를 포함하며,
상기 구동력 전환부재는,
상기 회전부재의 회전축을 감싸는 축 연결부; 및
상기 축 연결부로부터 일측으로 연장되어, 상기 선형이동부재와 연결되는 연장부;
를 포함하고,
상기 선형이동부재의 양측에는 고정돌기가 형성되며, 상기 연장부에는 상기 고정돌기가 삽입 고정되되, 상기 선형이동부재가 선형 이동하는 과정에서 상기 고정돌기가 이동 가능한 여유 길이를 가지는 가이드홈이 형성되어,
상기 선형이동부재가 선형 이동함에 따라 상기 고정돌기가 전방 또는 후방으로 이동하는 과정에서, 소정 길이를 가지는 상기 가이드홈은 상기 고정돌기가 이동할 수 있는 여유를 제공하여 상기 구동력 전환부재가 원활하게 회전되도록 하는,
무인잠수정의 추진장치.The housing is mounted on the rear of the main body of the unmanned submersible, the housing space is formed therein;
a main driving motor provided in the receiving space to generate a rotational driving force;
a propulsion unit exposed to the rear of the housing and configured to generate propulsion by the rotational driving force of the main driving motor;
a rudder exposed to the side of the housing; and
a rudder control assembly provided in the accommodating space and configured to control a displacement of the rudder;
includes,
The rudder control assembly comprises:
a sub driving motor for generating rotational driving force;
a rotating member rotatably provided in the housing about a rotational axis in a left and right direction, the rudder being fixed; and
a driving force conversion module converting the rotational driving force of the sub driving motor into rotational motion of the rotating member;
including,
The driving force conversion module,
a rotating bar which is rotated by the rotation driving force of the sub driving motor and has a screw thread formed around it;
The rotary bar is inserted, and a through hole formed on the inner peripheral surface of the screw thread meshing with the screw thread of the rotary bar is formed, and when the rotary bar is rotated while being inserted into the through hole, the linear moving member moves linearly forward or backward ; and
It is provided to be connected to the rotational shaft of the rotating member, and by fixing the linearly moving member at a position spaced apart from the rotating shaft, when the linearly moving member is linearly moved by the sub-driving motor, it rotates about the rotational axis of the rotating member a driving force conversion member for rotating the rotating member;
includes,
The driving force conversion member,
a shaft connection part surrounding the rotation shaft of the rotation member; and
an extension portion extending from the shaft connection portion to one side and connected to the linear moving member;
including,
Fixing protrusions are formed on both sides of the linear moving member, and the fixing protrusions are inserted and fixed in the extension portion, and guide grooves having an allowance in which the fixing protrusions are movable in the process of linearly moving the linear moving member are formed. ,
In the process in which the fixing protrusion moves forward or backward as the linear moving member moves linearly, the guide groove having a predetermined length provides an allowance for the fixing protrusion to move so that the driving force converting member rotates smoothly. doing,
Propulsion device for unmanned submersibles.
상기 방향타는 복수 개가 구비되며,
상기 방향타 제어 어셈블리는 상기 방향타에 대응되는 개수로 형성되어 상기 방향타와 1:1 대응되는,
무인잠수정의 추진장치.According to claim 1,
A plurality of the rudder is provided,
The rudder control assembly is formed in a number corresponding to the rudder and corresponds to the rudder 1:1,
Propulsion device for unmanned submersibles.
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---|---|---|---|
KR1020200177965A KR102317352B1 (en) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | Propellant Activate Device of Unmanned Underwater Vehicle Having Rudder |
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