KR102356671B1 - 수중로봇용 태양광 충전시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중로봇용 태양광 충전시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 수중 로봇의 지속적인 운용을 위하여 선박이나 부두에서 배치되어 수중로봇을 조정하는 수상제어기의 배터리 관리부의 내부에 충전기와 태양광 전지를 통하여 배터리를 충전시킬 수가 있게 되어 수상제어기에서 제어하는 수중로봇의 전원의 공급에 대한 우려가 제거되어 안정적으로 수중로봇의 임무에 필요한 시간동안 수중에서 충분하게 사용이 가능하게 되는 수중로봇용 태양광 충전시스템에 관한 것이다.

Description

수중로봇용 태양광 충전시스템{Solar charging system for underwater robots}

본 발명은 수중로봇용 태양광 충전시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 수중 로봇의 지속적인 운용을 위하여 선박이나 부두에서 배치되어 수중로봇을 조정하는 수상제어기의 배터리 관리부의 내부에 충전기와 태양광 전지를 통하여 배터리를 충전시킬 수가 있게 되어 수상제어기에서 제어하는 수중로봇의 전원의 공급에 대한 우려가 제거되어 안정적으로 수중로봇의 임무에 필요한 시간동안 수중에서 충분하게 사용이 가능하게 되는 수중로봇용 태양광 충전시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 수중 작업은 다이버가 직접 수중으로 들어가 작업하던 방법에서 점차 무인 수중 로봇을 이용하여 수중 작업이 이루어지고 있다.

이러한 무인 수중 로봇에는 ROV(Remotely Operated Vehicle, 유선 원격 제어 무인 잠수정)와 AUV(Autonomous Underwater Vehicle, 자율 무인 잠수정)이 있다.

그러나, 수중 작업을 위해 무인 수중 로봇을 사용하기 위해서는 무인 수중 로봇을 작업 위치까지 이동해야하는 작업선이 필요하고, 진수해야 하는 크레인 그리고, 상기 무인 수중 로봇을 운영하기 위한 작업자까지 상기 작업선에 타고 이동해야 하므로, 이에 따르는 이동 비용 및 운영 비용이 크게 많이 소요되는 문제점이 있었다.

이러한 수중로봇의 작업을 수행하는 장소는 주로 작업선과 같은 선박이거나 부두와 같은 장소에서 사용하므로 수중로봇에 전원의 공급이 어려운 경우도 발생되고 있으며, 종래에는, 이러한 수중 탐사 로봇의 배터리가 모두 소진되는 경우, 수중 로봇을 물 밖으로 끌어내어, 배터리를 충전하거나 새로운 배터리로 교체하고 있으며, 이러한 과정은 실제로 매우 번거로우며, 또한 수중 로봇의 배터리가 수중에서 모두 소진되는 경우에는, 더 이상 수중 로봇이 이동할 수 없으므로, 수중 로봇을 찾아내야 하고, 물 밖으로 직접 끌어 내야 하는 문제가 발생하고 있다.

등록특허공보 제10-1093684호 공개특허공보 제10-2015-0105089호

본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수중로봇의 지속적인 운용을 위하여 선박이나 부두에서 배치되어 수중로봇을 조정하는 수상제어기의 배터리 관리부의 내부에 충전기와 태양광 전지를 통하여 배터리를 충전시킬 수가 있게 되어 수상제어기에서 제어하는 수중로봇의 전원의 공급에 대한 우려가 제거되어 안정적으로 수중로봇의 임무에 필요한 시간동안 수중에서 충분하게 사용이 가능하게 되는 수중로봇용 태양광 충전시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 이러한 목적은, 수중에서 작업을 수행하는 수중 로봇과, 상기 수중 로봇과 연결되어 전원이나 명령을 송수신하는 매개체인 케이블과, 상기 수중 로봇과 케이블에 연결되어 수중로봇의 활동을 제어하며 전원을 공급하는 수상제어기를 포함하고, 상기 수상제어기는 본체의 상태를 감시하고 제어하는 조종기와, 상기 수중 로봇에 전원을 공급하고 관리하는 배터리 관리부를 구비한 본 발명에 따른 수중로봇용 태양광 충전시스템에 의하여 달성된다.

본 발명에 따른 수중로봇용 태양광 충전시스템은, 수중에서 작업을 수행하는 수중 로봇과, 상기 수중 로봇과 연결되어 전원이나 명령을 송수신하는 매개체인 케이블과, 상기 수중 로봇과 케이블에 연결되어 수중로봇의 활동을 제어하며 전원을 공급하는 수상제어기를 포함하고, 상기 수상제어기는 본체의 상태를 감시하고 제어하는 조종기와, 상기 수중 로봇에 전원을 공급하고 관리하는 배터리 관리부를 구비하여, 수중로봇의 지속적인 운용을 위하여 선박이나 부두에서 배치되어 수중로봇을 조정하는 배터리 관리부의 내부에 충전기와 태양광 전지를 통하여 배터리를 충전시킬 수가 있게 되어 전원의 공급에 대한 우려가 제거되어 안정적으로 사용이 가능하게 되고 관리비용이 절감되는 우수한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 수중로봇용 태양광 충전시스템의 블럭도
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 수중로봇용 태양광 충전시스템의 배터리 관리부의 개략적인 블럭도

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현 할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시 된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어” 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 ”~사이에”와 “바로 ~사이에” 또는 “~에 이웃하는”과 “~에 직접 이웃하는” 등도 마찬가지로 해석되어야한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

본 발명의 제1실시예에 따른 수중로봇용 태양광 충전시스템(A)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 수중에서 작업을 수행하는 수중 로봇(1)과, 상기 수중 로봇(1)과 연결되어 전원이나 명령을 송수신하는 매개체인 케이블(2)과, 상기 수중 로봇(1)과 케이블(2)에 연결되어 수중 로봇(1)의 활동을 제어하며 전원을 공급하는 수상제어기(3)를 포함한다.

상기 수상제어기(3)는 수중 로봇(1)의 상태를 감시하고 제어하는 조종기(31)와, 상기 수중 로봇(1)에 전원을 공급하고 관리하는 배터리 관리부(32)를 포함한다.

상기 수중 로봇(1)과 케이블(2)은 이미 공지된 구성이므로 이에 대한 자세한 설명은 생락한다.

상기 수상제어기(3)의 조종기(31)도 상기 케이블(2)을 통하여 수중 로봇(1)을 제어하는 구성이며, 조이스틱이나 다른 방식인 버튼 등의 방식으로 상기 수중 로봇(1)을 제어하는 것이며 이 또한 공지된 방식을 사용하므로 이에 대한 자세한 설명도 생략하여도 무방할 것이라 할 것이다.

상기 수상제어기(3)는 배터리 관리부(32)를 통하여 외부 전원(AC 220V, 60Hz)과 태양전지를 이용하여 충전이 가능하게 되므로 안정적으로 수상이나 지상에서 상기 수중 로봇(1)의 전원의 소진의 우려가 없이 조종이나 상태의 점검이 가능하게 되는 것이다. 특히, 상기 상기 수상제어기(3)는 배터리 관리부(32)에 태양전지부(34)를 통하여 지속적으로 충전이 되므로 수중 로봇(1)의 장시간의 사용에도 사용 에너지의 소진의 우려가 없게 되는 것이다.

상기 수상제어기(3)에는 외부전원입력부(33)와 태양전지부(34)가 설치되어 상기 배터리 관리부(32)에 전원을 공급하게 된다.

상기 수상제어기(3)의 배터리 관리부(32)는, 상기 외부전원입력부(33)와 연결된 충전기(321)와, 상기 태양전지부(34)와 상기 충전기(321)사이에 연결되어 태양전지부(34)에서 공급된 전기를 충전기(321)로 공급하는 에너지저장부(322)와, 상기 충전기(321)와 연결되는 배터리(323)와, 상기 배터리(323)와 연결되며 상기 케이블로 전원을 송출하는 콘버터부(324)를 포함한다.

상기 외부전원입력부(33)는 교류전원인 AC 220V와 주파수 60Hz 의 교류가 입력되고 입력된 교류는 충전기(321)를 통하여 충전된다.

상기 태양전지부(34)는 태양광을 전기로 변환시키는 다수의 전기셀로 구성되며 상기 수상제어기(3)의 외표면에 설치된다.

상기 충전기(323)는 충전을 수행함과 아울러 외부전원입력부(321)로 공급되는 전원의 전압 및 전류를 감시하는 기능도 수행한다.

상기 충전기(321)는 외부전원의 공급을 최우선적으로 수행하고, 상기 충전기(321)는 외부전원의 공급이 없고 상기 배터리(323)의 잔량이 30% 이하로 떨어질 경우에는 에너지 저장부(322)에 저장된 에너지를 상기 배터리(323)로 공급하라고 에너지 저장부(322)를 작동시켜 상기 에너지 저장부(322)를 통하여 배터리(323)로 전기를 충전시켜 배터리의 모자라는 잔량을 채우게 된다.

상기 콘버터부(324)는 배터리(323)로부터 전원을 입력받으며, 상기 수상제어기(3)의 조종기(31)와 수중 로봇(1)에서 사용가능한 전원으로 변환시켜 출력하게 된다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 수중로봇용 태양광 충전시스템(A)의 작동을 이하에 상세하게 설명한다.

상기 수중 로봇(1)이 작업이 필요한 장소에 도달하여 수중에서 작동되게 하면서, 상기 수상제어기(3)의 조종기(31)를 통하여 필요한 작업을 수행하게 제어한다.

상기 수중 로봇(1)의 전원은 상기 수상제어기(3)의 배터리 관리부(32)에서 공급되게 된다.

즉, 상기 수상제어기(3)는 배터리 관리부(32)의 외측에 설치된 외부전원입력부(33)를 통하여 외부 전원(AC 220V, 60Hz)을 공급받거나 태양전지부(34)를 이용하여 충전이 가능하게 되므로, 상기 수상제어기(3)는 안정적으로 수상이나 지상에서 상기 수중 로봇(1)의 전원의 소진의 우려가 없이 조종이나 상태의 점검이 가능하게 되는 것이고, 특히, 상기 상기 수상제어기(3)는 배터리 관리부(32)의 외측에 설치된 태양전지부(34)를 통하여 지속적으로 충전이 되므로 수중 로봇(1)의 장시간의 수중에서의 사용에도 불구하고 수중 로봇(1)의 가동에 필요한 에너지의 소진의 우려가 없게 되는 것이다.

이와 같은 상기 수상제어기(3)를 사용하여 수중에서 수중 로봇(1)을 사용하는 중에, 외부 전원의 공급이 없고 배터리 관리부(32)의 배터리(323)의 잔량이 30% 이하로 떨어질 경우에는 상기 충전기(321)는 에너지 저장부(322)를 통해서 배터리(323)의 잔량이 30% 이하인 배터리(323)를 충전하여 100% 까지도 충전할 수가 있다.

따라서, 배터리(323)의 잔량이 30% 이하로 떨어질 경우에도 상기 에너지 저장부(322)를 통하여 배터리(323)로 전기를 충전시켜 배터리(323)의 모자라는 잔량을 채우게 되므로 수중에서 작업하는 수중 로봇(1)의 동력은 항상 충진되므로 사용시간에 구애가 없이 충분하게 사용할 수가 있게 되는 것이다.

또한, 상기 충전기(321)는 충전을 수행함과 아울러 외부전원입력부(33)로부터 공급되는 전원의 전압 및 전류를 감시하는 기능도 수행하므로, 급격한 낙뢰와 같은 서지전류의 외부전원의 공급을 파악할 수 있으므로 수중 로봇(1)의 안정적이 작동이 가능하게 된다고 할 수 있다.

본 발명에 따른 수중 로봇용 태양광 충전시스템은 일반적인 수중 로봇의 제조분야에서 동일한 제품을 반복적으로 제조하는 것이 가능하다고 할 것이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이라고 할 것이다.

A ..... 수중로봇용 태양광 충전시스템
1 ..... 수중 로봇 2 ..... 케이블
3 ..... 수상제어기 31 ..... 조종기
32 ..... 배터리 관리부 33 ..... 외부전원입력부
34 ..... 태양전지부 321 ..... 충전기
322 ..... 에너지저장부 323 ..... 배터리
324 ..... 콘버터부

Claims (1)

1. 수중로봇용 태양광 충전시스템(A)에 있어서,
   상기 수중로봇용 태양광 충전시스템(A)은, 수중에서 작업을 수행하는 수중 로봇(1)과, 상기 수중 로봇(1)과 연결되어 전원이나 명령을 송수신하는 매개체인 케이블(2)과, 상기 수중 로봇(1)과 케이블(2)에 연결되어 수중 로봇(1)의 활동을 제어하며 전원을 공급하는 수상제어기(3)를 포함하고,
   상기 수상제어기(3)는 수중 로봇(1)의 상태를 감시하고 제어하는 조종기(31)와, 상기 수중 로봇(1)에 전원을 공급하고 관리하는 배터리 관리부(32)를 포함하고,
   상기 수상제어기(3)에는 외부전원입력부(33)와 태양전지부(34)가 설치되어 상기 배터리 관리부(32)에 전원을 공급하게 되고,
   상기 수상제어기(3)의 배터리 관리부(32)는, 상기 외부전원입력부(33)와 연결된 충전기(321)와, 상기 태양전지부(34)와 상기 충전기(321)사이에 연결되어 태양전지부(34)에서 공급된 전기를 충전기(321)로 공급하는 에너지저장부(322)와, 상기 충전기(321)와 연결되는 배터리(323)와, 상기 배터리(323)와 연결되며 상기 케이블로 전원을 송출하는 콘버터부(324)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중로봇용 태양광 충전시스템

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