KR102321005B1

KR102321005B1 - 선저 청소 장치

Info

Publication number: KR102321005B1
Application number: KR1020200133136A
Authority: KR
Inventors: 김부기; 최종수; 김성순
Original assignee: 한국해양과학기술원
Priority date: 2020-10-15
Filing date: 2020-10-15
Publication date: 2021-11-04

Abstract

본 발명은 선박의 선체 외면을 청소하는 청소로봇 및 청소로봇과 이격되어 수중에 배치되고, 청소로봇에 의해 수거되는 선체 부착물을 호스를 통해 흡입하는 펌프유닛을 포함하는 선저 청소 장치를 제공한다.

Description

선저 청소 장치{AN APPARATUS FOR CLEANING SHIP HULL SURFACE}

본 발명은 선저 청소 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선체의 굴곡진 부분이나, 러더 및 추진기 등이 있는 선체 내 난청소지역을 용이하게 청소할 수 있는 선저 청소 장치에 관한 것이다.

일반적으로 선박은 선체 하부가 해수에 잠긴 상태에서 운용되므로 수중에 위치하는 저면이나 측면에 각종 오염물 등의 이물질이나, 물이끼, 따개비 등과 같은 각종 수중생물이 부착될 수 있다.

이처럼 선체에 부착되는 각종 이물질 및 수중생물은 선박의 외관을 해치는 것은 물론, 선박이 운항할 때 저항으로 작용하여 선박의 속도를 저하시키는 요인이 되므로 선박의 연료 소모량을 크게 증가시키게 되며, 이에 따라 선체에 부착된 각종 이물질 및 수중생물을 주기적으로 청소하는 것이 매우 중요하다.

종래에 선체 외면 청소 작업은 통상 다이버가 직접 들어가 선체 외면에 붙은 이물질 및 수중생물을 청소하였는데, 작업환경이 열악하고 체력 소모가 심하여 선체 외면을 깨끗하게 청소하기에 어려움이 있고 시간이 많이 소요되며, 조류가 심한 곳에서는 청소가 불가능하다는 문제점이 있었다.

특히, 대형 선박의 경우 청소 작업량 증가에 따라 수중에서 머무르는 시간이 길어져 다이버에게 많은 위험이 따르고, 다이버의 시야에 의존하여 청소 작업을 수행함으로써 선박의 깊은 밑면은 청소 품질이 현저히 떨어지는 문제점이 있다.

따라서, 최근에는 선체 외면에 붙은 채로 주행하며 브러시 등으로 청소 작업을 수행하는 선저 청소로봇이 널리 사용되고 있는 추세이다.

그런데, 소규모의 선저 청소로봇을 이용하여 선체 구석구석을, 특히 곡률이 심한 선수부와 선미부를 깨끗하게 청소하기에는 한계가 있고, 추진기 및 러더 등이 구비되는 선체의 선미부는 여전히 다이버가 직접 청소 작업을 수행해야 함으로써, 선저 청소로봇을 이용하더라도 대형 선박을 청소하기에는 많은 시간과 어려움이 따르는 문제가 있다.

또한, 종래의 선저 청소로봇은 선체 청소 과정에서 선체 외면로부터 떨어져나오는 각종 이물질 및 수중생물이 그대로 수중에 유입되어, 해양 오염을 발생시키며, 특히나 해외에서 나갔다 들어온 선박의 경우, 선체 외면에 외래 수중생물이 부착되어 들어옴으로써, 청소과정에서 수중에 유입되는 외래 수중생물로 인해 주변 해양 생태계에 교란을 일으키는 문제가 있다.

등록특허 제10-1516539호(등록일: 2015.04.24.) "수중 청소로봇"

본 발명에서는 선저 청소 장치, 구체적으로는 다관절 아암이 구비된 청소로봇을 통해 선체의 난청소지역인 굴곡진 부분이나, 러더 및 추진기 등을 용이하게 청소할 수 있고, 선체 청소 과정에서 발생하는 이물질 및 수중생물 등의 선체 부착물을 흡입하여 처리할 수 있는 선저 청소 장치를 제공하고자 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 선박의 선체 외면을 청소하는 청소로봇 및 청소로봇과 이격되어 수중에 배치되고, 청소로봇에 의해 수거되는 선체 부착물을 호스를 통해 흡입하는 펌프유닛을 포함하는 선저 청소 장치를 제공한다.

또한, 청소로봇은, 본체부, 본체부에 구비되고 선체 외면에 부착된 상태로 주행하도록 자석을 구비하는 주행부재, 선체 외면을 청소하기 위한 청소부재 및 본체부에 구비되어 청소부재를 선체 외면으로 이동시키도록 동작하는 다관절 아암을 포함하는 선저 청소 장치를 제공한다.

또한, 청소부재는, 일측에 개구부가 형성된 흡입케이스, 흡입케이스의 개구부에 회전 가능하게 설치되고, 선체 외면을 청소하는 브러시 및 브러시를 회전시키는 구동모터를 포함하는 선저 청소 장치를 제공한다.

또한, 청소부재는, 일측에 개구부가 형성된 흡입케이스, 흡입케이스의 개구부에 설치되는 회전부재, 회전부재를 회전시키는 구동모터 및 회전부재에 구비되고 회전부재를 따라 회전하면서 선체 외면에 고압수를 분사하는 복수의 고압 분사노즐을 포함하는 선저 청소 장치를 제공한다.

또한, 흡입케이스에 선체 외면에서 떨어져나가는 선체 부착물을 펌프유닛으로 유입시키는 호스가 연결되는 선저 청소 장치를 제공한다.

또한, 복수의 고압 분사노즐은, 수직으로 고압수를 분사하는 제1 고압 분사노즐 및 경사진 각도로 고압수를 분사하는 제2 고압 분사노즐을 포함하는 선저 청소 장치를 제공한다.

또한, 주행부재는, 복수의 롤러를 통해 회전하는 무한궤도 및 복수의 롤러에 연결되어, 무한궤도가 선체 외면의 굴곡에 대응하여 접지되도록 제어하는 현가장치를 포함하는 선저 청소 장치를 제공한다.

또한, 청소로봇은, 본체부에 구비되어 선체 외면에 조명을 비추는 조명부 및 본체부에 구비되어 선체 외면을 촬영하는 카메라를 더 포함하는 선저 청소 장치를 제공한다.

또한, 청소로봇은, 본체부의 저면에 구비되며, 회전하는 원판형 브러시 형태로 형성되어 선체 외면을 청소하는 보조 청소부재를 더 포함하는 선저 청소 장치를 제공한다.

또한, 펌프유닛은, 수중에서 이동하도록 추진장치를 더 포함하고, 위치 제어 기능을 구비하여, 청소로봇과 연결되는 호스의 꼬임을 억제하도록, 선체 외면을 청소하는 청소로봇과 일정한 상대위치를 유지하는 선저 청소 장치를 제공한다.

또한, 펌프유닛은, 청소로봇으로부터 호스를 통해 흡입되는 선체 부착물을 처리하는 처리장치를 더 포함하는 선저 청소 장치를 제공한다.

또한, 호스의 꼬임을 억제하도록 청소로봇과 호스의 연결부위에 구비되는 스위벨 조인트 및 수중에 배치되는 호스의 움직임을 억제하기 위하여 호스 상에 구비되는 중량체를 더 포함하는 선저 청소 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 선저 청소 장치는, 다관절 아암을 통해 청소부재의 각도 및 움직임을 자유롭게 제어하며 선체 청소를 수행할 수 있는 청소로봇을 구비하여, 기존의 청소로봇으로 청소가 어려워 잠수부가 청소해야 했던 선체의 굴곡진 부분이나, 러더 및 추진기 등을 용이하게 청소할 수 있어, 안전사고를 예방할 수 있고 작업 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 청소로봇에 연결되는 펌프유닛을 수중에 배치하여, 펌프 내에서 발생하는 캐비테이션(공동현상)을 억제함으로써 펌프의 성능과 내구성을 증대시킬 수 있다.

더불어, 청소로봇과 펌프유닛 간에 일정한 간격을 유지하여, 청소로봇과 펌프유닛 사이에 연결되는 케이블호스부재의 형상 변화와 꼬임을 방지함으로써, 펌프 흡입률을 높일 수 있고, 그에 따른 청소로봇의 운용 효율을 증대시킬 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선저 청소 장치의 전체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 청소로봇의 구성을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 청소부재의 구성을 단면도로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소로봇의 다관절 아암을 이용하여 선체를 청소하는 모습을 도시한 것이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소로봇의 위치에 대응하여 이동하는 펌프유닛을 도시한 것이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.

도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략할 수 있고, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, “또는”, “적어도 하나” 등의 표현은 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선저 청소 장치(10)의 전체적인 구성을 도시한 도면이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 청소로봇(100)의 구성을 도시한 것이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선저 청소 장치(10)는, 청소로봇(100)과, 펌프유닛(200)을 포함할 수 있다.

청소로봇(100)은 선박(1)의 선체 외면에 부착된 상태로 주행하며 선체 외면에 부착된 이물질 및 수중생물 등의 부착물을 청소할 수 있다.

이와 같은 청소로봇(100)은 선박(1)이나, 항만 및 부두 등에서 진회수장치(미도시)를 통해 청소 대상 선박(1)의 선체 외면으로 이동할 수 있다.

또한, 청소로봇(100)은 마그네틱 주행수단을 등을 통해 물에 잠긴 선체의 외면에 부착된 상태로 주행하면서 브러시(142) 등을 이용하여 선체 외면을 청소할 수 있다.

구체적으로, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 청소로봇(100)은, 본체부(110)와, 본체부(110)에 구비되고 선체 외면에 부착된 상태로 주행하도록 자석을 구비하는 무한궤도 타입의 주행부재(120)와, 본체부(110)의 전후방에 구비되는 카메라(131) 및 조명부(132)와, 선체 외면을 청소하기 위한 청소부재(140)와, 본체부(110)에 구비되어 청소부재(140)를 선체 외면으로 이동시키도록 동작하는 다관절 아암(150)을 포함할 수 있다.

여기서, 본체부(110)에 구비되는 주행부재(120)는 자석이 포함된 무한궤도(121)로 형성되어 선체의 외면에 부착된 상태로 주행할 수 있고, 선체의 굴곡에 대응하여 선체 외면에 접지된 채로 주행할 수 있도록 현가장치(미도시)를 구비할 수 있다.

일 예로써, 무한궤도(121) 내측에 일렬로 배치되어 무한궤도(121)를 회전시키는 복수의 롤러(122)에 각각 링크로 연결된 현가장치(미도시)를 구비할 수 있으며, 이에 따라 청소로봇(100)이 선체 외면을 주행할 때, 현가장치(미도시)에 의해 선체의 굴곡에 대응하여 롤러(122)가 이동하면서 회전하여 무한궤도(121)가 선체 외면에 접지된 채로 안전하게 주행할 수 있다.

또한, 본체부(110)의 전후방에 구비되는 조명부(132)는 청소로봇(100)을 통한 선체 외면의 청소과정에 조명을 비추고, 카메라(131)는 선체의 외면을 촬영할 수 있다.

이때, 촬영된 영상은 저장되거나 관리자에게 전송되어, 관리자가 선체의 청소상태를 확인할 수 있다.

또한, 청소부재(140)는 회전하며 선체 외면을 청소하는 브러시나, 고온 또는 상온의 물을 고압으로 분사하는 워터젯 방식의 고압 분사노즐 등을 포함할 수 있으며, 도 3에서는 청소로봇(100)에 브러시 방식의 청소부재(140a)가 구비된 청소로봇(100)을 예로 보여주고 있고, 도 4에서는 청소로봇(100)에 워터젯 방식의 청소부재(140b)가 구비된 청소로봇(100)을 예로 보여주고 있다.

즉, 선체에서 수중에 위치하는 저면이나 측면에는 각종 오염물 등의 이물질이나, 물이끼, 따개비 등과 같은 각종 수중생물이 부착될 수 있는데, 브러시 방식이나 워터젯 방식의 청소부재(140)를 통해 이를 용이하게 제거할 수 있다.

또한, 본체부(110)와 흡입호스(310) 사이의 연결부위에는 스위벨 조인트(111)가 구비될 수 있는데, 이러한 스위벨 조인트(111)는 청소부재(140)에 의해 수거 및 흡입되는 부착물을 흡입호스(310)로 용이하게 유입시킬 수 있고, 흡입호스(310)의 꼬임을 효과적으로 방지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 청소부재(140)의 구성을 단면도로 도시한 것이다.

구체적으로, 도 5의 (a)를 참조하면, 브러시 방식의 청소부재(140a)는, 일측에 개구부가 형성된 흡입케이스(141)와, 흡입케이스(141)의 개구부에 회전 가능하게 설치되는 브러시(142)와, 브러시(142)를 회전시키는 구동모터(143)를 포함할 수 있다.

이때, 흡입케이스(141)에는 브러시(142)에 의해 선체 외면에서 떨어져나가는 부착물을 흡입하기 위한 흡입호스(310)가 연결될 수 있다.

이러한 구성의 브러시 방식의 청소부재(140)는, 구동모터(143)를 통해 브러시(142)를 회전시켜 선체 외면에 붙은 이물질 및 수중생물 등의 부착물을 벗겨낼 수 있고, 이와 동시에 펌프유닛(200)이 동작하여 선체 외면에서 떨어져나가는 부착물을 흡입케이스(141) 및 흡입호스(310)를 통하여 흡입할 수 있다.

또한, 도 5의 (b)를 참조하면, 워터젯 방식의 청소부재(140)는, 일측에 개구부가 형성된 흡입케이스(141)와, 흡입케이스(141)의 개구부에 설치되는 회전부재(144)와, 회전부재(144)를 회전시키는 구동모터(미도시)와, 회전부재(144)에 구비되고 흡입케이스(141)의 개구부를 통하여 외측으로 고압수를 분사하는 복수의 고압 분사노즐(145,146)을 포함할 수 있다.

여기서, 복수의 고압 분사노즐(145,146)은, 수직으로 고압수를 분사하는 제1 고압 분사노즐(145)과, 경사진 각도로 고압수를 분사하는 제2 고압 분사노즐(146)을 포함할 수 있고, 일 예로써, 회전부재(144)의 중앙 부분에 복수의 제2 고압 분사노즐(146)이 구비되고, 나머지 부분에 제1 고압 분사노즐(145)이 구비될 수 있다.

더불어, 청소부재(140)의 흡입케이스(141)에는 부착물을 흡입하기 위한 흡입호스(310)가 연결될 수 있다

이러한 구성의 워터젯 방식의 청소부재(140)는, 구동모터(미도시)를 통해 회전부재(144)를 회전시키는 동시에, 복수의 제1 및 제2 고압 분사노즐(145,146)을 통해 고압수를 분사하여 선체 외면에 붙은 부착물을 제거할 수 있고, 선체 외면에서 떨어져나가는 부착물은 흡입케이스(141) 및 흡입호스(310)를 통하여 흡입될 수 있다.

이때, 회전부재(144)에 의해 고속으로 회전되며 선체 외면을 향하여 수직으로 고압수를 분사하는 복수의 제1 고압 분사노즐(145)과, 선체 외면을 향하여 경사진 각도로 고압수를 분사하는 복수의 제2 고압 분사노즐(146)을 통해, 선체 외면에 붙은 부착물을 보다 효과적으로 제거할 수 있다.

특히, 회전하면서 경사진 각도로 고압수를 분사하여 선체 외면의 청소를 수행하는 경우, 선체 손상을 최소화할 수 있고, 따개비 등의 부착생물들을 용이하게 제거할 수 있다.

더욱이, 고온의 물을 분사하여 선체를 청소하는 경우, 고온에 취약한 부착생물들을 보다 쉽게 제거할 수 있으며, 이 경우 고압 분사노즐(145,146)은 물을 가열하는 가열부(미도시)와 파이프를 통해 연결되어, 가열부(미도시)를 통해 가열된 고온의 물을 고압으로 분사할 수 있다.

또한, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본체부(110)의 상부에 구비되는 다관절 아암(150)은 4축 내지 6축의 로봇팔 형태로 형성되어 끝단에 청소부재(140)를 구비할 수 있으며, 관절을 동작시키는 구동부(미도시)를 통해 청소부재(140)를 선체 외면 쪽으로 이동시킬 수 있다.

이에 의해, 구동부(미도시)가 다관절의 아암을 동작시켜 아암 끝단에 구비된 청소부재(140)가 향하는 방향을 조절할 수 있고, 더불어 청소부재(140)를 선체 외면으로 이동시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소로봇(100)의 다관절 아암(150)을 이용하여 선체를 청소하는 모습을 도시한 것이다.

도 6을 참조하면, 청소로봇(100)은 다관절 아암(150)을 이용하여 선수/선미의 형상, 추진기 및 러더 등에 대응하여 청소부재(140)를 이동시킬 수 있어, 청소부재(140)를 통해 선체 외면의 구석구석을 용이하게 청소할 수 있다.

이에 따라, 기존의 청소로봇으로 청소가 어려워 잠수부가 청소해야 했던 선체의 굴곡진 부분이나, 러더 및 추진기 등을 용이하게 청소할 수 있어, 안전사고를 예방할 수 있고 작업 효율을 향상시킬 수 있다.

일 예로써, 도 6에 도시된 바와 같이, 청소하기 까다로운 추진기의 날개 등을 청소할 때, 추진기 주변에서 다관절 아암(150)을 동작시켜 브러시 또는 고압 분사노즐을 구비하는 청소부재(140)를 날개에 용이하게 밀착시킴으로써 부착물을 제거할 수 있다.

더불어, 다관절 아암(150) 또는 청소부재(140)에는 선체 외면과의 간격을 감지하는 센서부재(미도시)가 구비될 수 있고, 센서부재(미도시)의 감지신호에 따라 다관절의 아암을 동작시켜 선체 외면과 적절한 간격을 유지하며 청소부재(140)를 통해 선체 외면의 청소를 수행할 수 있다.

또한, 청소부재(140)에는 흡입호스(310)가 연결되고, 흡입호스(310)는 후술되는 펌프유닛(200)의 동작에 따라, 청소 과정에서 선체 외면에서 떨어져나가는 이물질 및 수중생물 등의 부착물을 흡입할 수 있다.

이러한 흡입호스(310)는 청소부재(140) 및 본체부(110)로부터 연장되어 펌프유닛(200)과 연결될 수 있으며, 흡입호스(310)로 흡입되는 부착물은 펌프유닛(200)을 통해 외부의 선박이나 부두 또는 항만 시설에 구비된 처리장치(미도시)로 유입될 수 있다.

여기서, 처리장치(미도시)는 펌프유닛(200)에 일체로 구비될 수도 있으며, 청소로봇(100)으로부터 펌프유닛(200)을 통해 이송되는 이물질 및 수중생물 등의 선체 부착물을 전처리, 필터링, 살균 및 중화 처리할 수 있다.

또한, 청소로봇(100)의 본체부(110)에는 흡입호스(310)와 함께 전력 케이블 및 통신 케이블 등의 케이블(330)이 연결될 수 있고, 케이블(330)은 흡입호스(310)와 일체로 묶여져 펌프유닛(200)을 거쳐 청소로봇(100)을 제어하는 외부의 컨트롤장치에 연결될 수 있다.

이와 같은 청소로봇(100)은 선체의 저면 및 측면을 주행하며 브러시 또는 고압 분사노즐 등의 청소부재(140)를 이용하여 선체 청소를 수행할 수 있고, 특히 다관절 아암(150)을 통해 청소부재(140)의 각도 및 움직임을 자유롭게 제어하여, 청소하기 까다로운 선체의 굴곡진 부분이나, 러더 및 추진기 등을 용이하게 청소할 수 있다.

또한, 주행과 동시에 청소를 수행할 수 있도록 선체 외면과 대향하는 본체부(110)의 저면에 보조 청소부재(미도시)가 구비될 수 있음은 물론이다.

일 예로써, 보조 청소부재는 청소로봇(100)의 본체부(110) 저면에, 회전하는 원판형 브러시 형태로 형성되어, 청소로봇이 선체 외면을 따라 주행할 때 선체 외면에 밀착되면서 청소를 수행할 수 있다.

한편, 펌프유닛(200)은 청소로봇(100)과 연결되고, 청소로봇(100)이 청소 대상 선박(1)의 선체 외면을 청소하는 작업 시, 수중에 배치되어 청소로봇(100)에 의해 수거되는 선체 부착물을 호스(310,320)를 통해 흡입하여 처리장치(미도시)로 이송할 수 있다.

본 실시예의 선저 청소 장치(10)는 청소로봇(100)과 별도로 대용량의 펌프유닛(200)을 구비하여, 청소로봇(100)을 소형화할 수 있고, 펌프유닛(200)의 흡입 성능을 향상시켜 선체 부착물에 대한 수거 효율을 증대시킬 수 있다.

구체적으로, 펌프유닛(200)은 청소로봇(100)이 통해 선체를 청소할 때 동작하여, 청소 과정에서 선체 외면에서 떨어져나가는 이물질 및 수중생물 등의 부착물을 흡입호스(310)를 통해 흡입하고, 흡입된 부착물을 송출호스(320)를 통해 처리장치(미도시)로 유입시킬 수 있다.

이때, 펌프유닛(200)은 수중 압력을 받으며 동작함으로써 펌프 내에서 발생하는 캐비테이션(공동현상)을 억제하여 펌프의 흡입력을 향상시킬 수 있다.

즉, 펌프유닛(200)이 수면 윗쪽에 배치되어 운용되는 경우, 펌프 압력이 1bar 이하로 유지됨으로써 펌프 내부에 캐비테이션이 발생하여 저항 요소가 생길 수 있고, 이로 인하여 펌프의 흡입력이 저하될 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에서는 펌프유닛(200)을 수중에 배치하여 수중 압력 하에서 동작시킴으로써 펌프 내에서 발생하는 캐비테이션을 효과적으로 억제하여 펌프의 흡입력을 증대시킬 수 있다.

또한, 펌프유닛(200)은 추진장치(210)를 구비하여, 선체 외면을 청소하는 청소로봇(100)과 일정한 상대위치를 유지하도록 수중에서 이동할 수 있다.

구체적으로, 펌프유닛(200)은 청소로봇(100)과 케이블호스부재(300)를 통해 연결될 수 있는데, 청소로봇(100)이 청소 대상 선박(1)의 선체 외면을 청소할 때, 케이블호스부재(300)의 꼬임을 억제할 수 있도록 청소로봇(100)과 일정한 상대위치를 유지하면서 수중에서 이동할 수 있다.

여기서, 케이블호스부재(300)는 호스(310,320)와 케이블(330)이 묶음 형태로 형성된 것으로서, 호스(310,320)는 청소부재(140)와 펌프유닛(200) 사이에 연결되는 흡입호스(310)와, 펌프유닛(200)과 처리장치(미도시) 사이에 연결되는 송출호스(320)를 포함할 수 있다.

더불어, 케이블(330)은 통신 케이블 및 전력 케이블을 포함할 수 있다.

이때, 호스(310,320)와 케이블(330) 끝단의 연결부위에는 꼬임 방지를 위한 스위벨조인트 등의 조인트부재(미도시)가 구비될 수 있다.

펌프유닛(200)은 위치 제어 기능을 구비하고, 청소로봇(100)과 연동하여 선체를 청소하는 청소로봇(100)의 위치에 맞추어 일정한 상대위치를 유지하도록 추진장치(210)를 통해 수중에서 이동할 수 있다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소로봇(100)의 위치에 대응하여 이동하는 펌프유닛(200)을 도시한 것이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 청소로봇(100)을 통해 청소 대상 선박(1)의 선체를 청소하는 과정에서, 청소로봇(100)의 이동에 따라 펌프유닛(200)이 수중에서 이동하여 청소로봇(100)과 펌프유닛(200) 사이에 연결된 케이블호스부재(300)를 항상 짧게 유지할 수 있도록 함으로써, 조류에 의한 케이블호스부재(300)의 형상 변화나 꼬임을 억제할 수 있다.

더불어, 케이블호스부재(300) 상에는 조류에 의한 케이블호스부재(300)의 움직임을 최대한 억제하여 핸들링을 용이하게 할 수 있도록 중량체(340)가 추가로 구비될 수 있다.

이에 따라, 청소로봇(100)을 통해 청소 대상 선박(1)의 선체 외면을 청소하는 작업 시, 청소로봇(100)과 펌프유닛(200) 사이에 연결되는 케이블호스부재(300)의 형상 변화와 꼬임을 억제하여 케이블호스부재(300)의 핸들링을 용이하게 함으로써, 청소로봇(100)의 운용 효율을 높일 수 있고, 청소로봇(100)으로부터 케이블호스부재(300)의 호스(310,320)를 통해 흡입되는 선체 부착물의 흡입률을 증대시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선저 청소 장치(10)는, 다관절 아암(150)을 통해 청소부재(140)의 각도 및 움직임을 자유롭게 제어하며 선체 청소를 수행할 수 있는 청소로봇(100)을 구비하여, 기존의 청소로봇으로 청소가 어려워 잠수부가 청소해야 했던 선체의 굴곡진 부분이나, 러더 및 추진기 등을 용이하게 청소할 수 있어, 안전사고를 예방할 수 있고 작업 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 청소로봇(100)에 연결되는 펌프유닛(200)을 수중에 배치하여, 펌프 내에서 발생하는 캐비테이션(공동현상)을 억제함으로써 펌프의 성능과 내구성을 증대시킬 수 있다.

더불어, 청소로봇(100)과 펌프유닛(200) 간에 일정한 간격을 유지하여, 청소로봇(100)과 펌프유닛(200) 사이에 연결되는 케이블호스부재(300)의 형상 변화와 꼬임을 방지함으로써, 펌프 흡입률을 높일 수 있고, 그에 따른 청소로봇(100)의 운용 효율을 증대시킬 수 있다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.

따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 선체 청소 장치 100 : 청소로봇
110 : 본체부 120 : 주행부재
140 : 청소부재 150 : 다관절 아암
200 : 펌프유닛 210 : 추진장치
300 : 케이블호스부재 310 : 흡입호스
320 : 송출호스 330 : 케이블
340 : 중량체

Claims

선박의 선체 외면을 청소하는 청소로봇;
상기 청소로봇과 이격되어 수중에 배치되고, 상기 청소로봇에 의해 수거되는 선체 부착물을 호스를 통해 흡입하는 펌프유닛; 및
상기 펌프유닛에 구비되고, 위치 제어 기능을 구비하여, 일정한 수중 압력을 받는 위치로 상기 펌프유닛을 수중에서 이동시키고, 상기 위치를 유지시키는 추진장치를 포함하고,
상기 펌프유닛은,
펌프 흡입 성능을 증대시키기 위하여, 상기 청소로봇의 이동에 따라, 상기 청소로봇과의 상대 위치를 일정하게 유지시키도록 수중에서 이동되되, 상기 펌프유닛에 저항 요소로 작용하는 캐비테이션의 발생을 억제할 수 있도록 특정 압력 하의 수중의 깊이를 유지하며 이동하는 선저 청소 장치.
제 1항에 있어서,
상기 청소로봇은,
본체부;
상기 본체부에 구비되고 상기 선체 외면에 부착된 상태로 주행하도록 자석을 구비하는 주행부재;
상기 선체 외면을 청소하기 위한 청소부재; 및
상기 본체부에 구비되어 상기 청소부재를 상기 선체 외면으로 이동시키도록 동작하는 다관절 아암을 포함하는 선저 청소 장치.
제 2항에 있어서,
상기 청소부재는,
일측에 개구부가 형성된 흡입케이스;
상기 흡입케이스의 개구부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 선체 외면을 청소하는 브러시; 및
상기 브러시를 회전시키는 구동모터를 포함하는 선저 청소 장치.
제 2항에 있어서,
상기 청소부재는,
일측에 개구부가 형성된 흡입케이스;
상기 흡입케이스의 개구부에 설치되는 회전부재;
상기 회전부재를 회전시키는 구동모터; 및
상기 회전부재에 구비되고 상기 회전부재를 따라 회전하면서 상기 선체 외면에 고압수를 분사하는 복수의 고압 분사노즐을 포함하는 선저 청소 장치.
제 3항 또는 제 4항에 있어서,
상기 흡입케이스에 상기 선체 외면에서 떨어져나가는 선체 부착물을 상기 펌프유닛으로 유입시키는 상기 호스가 연결되는 선저 청소 장치.
제 4항에 있어서,
상기 복수의 고압 분사노즐은,
수직으로 고압수를 분사하는 제1 고압 분사노즐; 및
경사진 각도로 고압수를 분사하는 제2 고압 분사노즐을 포함하는 선저 청소 장치.
제 2항에 있어서,
상기 주행부재는,
복수의 롤러를 통해 회전하는 무한궤도; 및
상기 복수의 롤러에 연결되어, 상기 무한궤도가 상기 선체 외면의 굴곡에 대응하여 접지되도록 제어하는 현가장치를 포함하는 선저 청소 장치.
제 2항에 있어서,
상기 청소로봇은,
상기 본체부에 구비되어 상기 선체 외면에 조명을 비추는 조명부; 및
상기 본체부에 구비되어 상기 선체 외면을 촬영하는 카메라를 더 포함하는 선저 청소 장치.
제 2항에 있어서,
상기 청소로봇은,
상기 본체부의 저면에 구비되며, 회전하는 원판형 브러시 형태로 형성되어 상기 선체 외면을 청소하는 보조 청소부재를 더 포함하는 선저 청소 장치.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 펌프유닛은,
상기 청소로봇으로부터 호스를 통해 흡입되는 선체 부착물을 처리하는 처리장치를 더 포함하는 선저 청소 장치.
제 1항에 있어서,
상기 호스의 꼬임을 억제하도록 상기 청소로봇과 상기 호스의 연결부위에 구비되는 스위벨 조인트; 및
수중에 배치되는 상기 호스의 움직임을 억제하기 위하여 상기 호스 상에 구비되는 중량체를 더 포함하는 선저 청소 장치.