KR102418799B1 - Underwater Vehicle Recovery Device and Launch Device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수중운동체 회수 장치와 진수 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해상에서 비교적 위치 정확도가 낮은 자율 운항 제어 환경에서도 수중운동체의 원활한 회수와 진수를 가능하게 하고, 신뢰성 있는 반복적 운용이 가능한 수중운동체 회수 장치와 진수 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for recovering an underwater vehicle and a launching device, and more particularly, to an underwater vehicle that enables smooth recovery and launch of an underwater vehicle even in an autonomous navigation control environment with relatively low positional accuracy at sea, and enables reliable and repeatable operation It relates to a recovery device and a launching device.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The content described in this section merely provides background information for the present embodiment and does not constitute the prior art.
수중 운동체는 수중에서 운동 방향이 제어되어 특정 표적을 향하여 운항하거나 수중에서 필요한 정보를 취득하기 위하여 운항되는 물체를 의미한다. 수중 운동체는 원격으로 제어되거나 자율 주행 방식으로 제어하여 수중에서 운항이 이루어진다. The underwater movement body refers to an object operated in order to obtain necessary information in water or to operate toward a specific target by controlling the movement direction in the water. The underwater vehicle is controlled remotely or operated in an autonomous driving manner.
이러한 수중 운동체 중에는 일정 시간이 경과하면 그 목적이 완료되어 회수가 되어야 하는 것이 있다. 수중 운동체를 회수하기 위한 방법으로는 수중 운동체를 수면으로 유도한 후 사람이 직접 인양고리 등의 장비를 이용하여 들어올리는 방법이 있다. 그러나 이 방법은 사람이 들어 올릴 수 있는 수중 운동체의 크기 및 무게가 제한되며, 수중 운동체를 들어 올리는 과정에서 작업자 또는 수중 운동체가 다치거나 손상될 수 있는 위험이 있다.Among these underwater vehicles, when a certain period of time elapses, the purpose is completed and there are some that must be retrieved. As a method for recovering an underwater vehicle, there is a method in which a person directly lifts the underwater vehicle using equipment such as a lifting ring after guiding it to the surface. However, this method limits the size and weight of the underwater vehicle that a person can lift, and there is a risk that the operator or the underwater vehicle may be injured or damaged in the process of lifting the underwater vehicle.
또한, 수중 운동체를 회수하기 위한 방법으로 특허 제10-1178406호에 개시되고 있는 수중 운동체 회수 장치가 있다. 이 수중 운동체 회수 장치는, 수중에 배치되며 수중 운동체가 도킹되는 수중 운동체 회수 장치로서, 전면 및 후면이 개방되며 상기 전면으로 삽입된 상기 수중 운동체가 도킹되는 수용공간이 형성되는 수용부; 상기 수용부의 상기 후면에 연결되어 상기 수용공간으로 물을 흡입하는 펌프부; 및 상기 수용부와 상기 펌프부 사이에 구비되고, 상기 수용공간으로 진입하는 상기 수중 운동체의 선단이 안착하는 안착부재를 포함하여 구성되고 있다.In addition, as a method for recovering an underwater vehicle, there is an underwater vehicle recovery device disclosed in Patent No. 10-1178406. This underwater body recovery device is disposed in the water and as an underwater motion body recovery device to which the underwater motion body is docked, the front and back surfaces are open and the receiving part is formed in which the receiving space is formed in which the underwater motion body inserted into the front is docked; a pump part connected to the rear surface of the accommodating part to suck water into the accommodating space; And it is provided between the accommodating part and the pump part, and is configured to include a seating member on which the tip of the underwater moving body entering the accommodating space is seated.
이 수중 운동체 회수 장치는 수중 운동체의 회수를 위하여 수중 운동체가 회수 포켓에 구성되는 도킹 공간에 정확히 안착이 되어야만 하는 불편함이 있다.This underwater body recovery device has the inconvenience of having to be accurately seated in the docking space configured in the recovery pocket for the underwater motion body to recover the underwater body.
따라서 본 발명의 목적은 수중 운동체의 회수와 진수가 가능한 수중 운동체의 회수 장치와 진수 장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a recovery device and a launching device for an underwater vehicle capable of recovering and launching an underwater vehicle.
본 발명의 다른 목적은 수상정의 주행 상태에서 수중 운동체의 회수 또는 진수를 수행할 수 있는 수중 운동체의 회수 장치와 진수 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a recovery device and a launching device for an underwater vehicle capable of recovering or launching an underwater vehicle in the running state of the water craft.
본 발명의 다른 목적은 종래와 비교해서 상대적으로 낮은 위치 정확도에도 수중 운동체의 회수를 가능하게 하는 수중 운동체의 회수 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus for recovering an underwater vehicle that enables the recovery of an underwater vehicle even with a relatively low positional accuracy compared to the prior art.
본 발명의 다른 목적은 수중 운동체의 회수와 진수를 수행함에 있어서 반복적인 운용이 가능한 수중 운동체의 회수 장치와 진수 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a recovery device and a launching device for an underwater body that can be repeatedly operated in recovering and launching an underwater body.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 운동체의 회수 장치는, 수상정에 설치되고 윈치 로프의 전개와 감김을 수행하는 윈치 시스템; 수중 운동체의 상부 일측에 설치된 견인 고리에 윈치 로프를 삽입하고 개방과 잠금이 제어되는 견인고리 개방/잠금 장치; 및 수중 운동체의 회수를 위하여 윈치 시스템을 구동하여 윈치 로프의 전개를 제어하고, 수중 운동체의 위치를 확인하여 견인 고리 개방/잠금 장치의 개방/잠금 동작을 제어하는 제어기를 포함하고, 윈치 로프는 수상정을 중심으로 삼각형 형태로 전개되고, 제어기는 수중 운동체와 통신을 통하여 수중 운동체의 위치를 확인하여, 견인 고리 개방/잠금 장치에 윈치 로프를 삽입하고 잠금시키는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above technical problems, the recovery device of the underwater movement body according to an embodiment of the present invention is installed in a water boat and a winch system for performing the deployment and winding of a winch rope; Insert the winch rope into the tow hook installed on the upper side of the underwater body and open and lock the towing hook opening/locking device that controls the opening and locking; and a controller for controlling the deployment of the winch rope by driving the winch system to recover the underwater body, and controlling the opening/locking operation of the traction ring opening/locking device by checking the position of the underwater body, the winch rope can be It is developed in a triangular shape around the assumption, and the controller confirms the position of the underwater vehicle through communication with the underwater vehicle, and inserts and locks the winch rope in the traction ring opening/locking device.
바람직하게는 윈치 시스템은, 윈치 로프의 일측 끝에 연결되어서 동력원에 의해서 윈치 로프를 권취하는 제1윈치 드럼; 윈치 로프의 다른 일측 끝에 연결되어서 동력원에 의해서 윈치 로프를 권취하는 제2윈치 드럼; 양의 부력을 갖고 있고, 제1 윈치 드럼에서 풀린 윈치 로프가 수상정을 중심으로 우측으로 전개되도록 돕는 우측 로프전개용 부이; 양의 부력을 갖고 있고, 제2 윈치 드럼에서 풀린 윈치 로프가 수상정을 중심으로 좌측으로 전개되도록 돕는 좌측 로프전개용 부이를 포함하고, 윈치 로프의 장력과 좌우측 로프전개용 부이에 작용하는 항력이 동일할 때, 수상정을 중심으로 좌측 로프전개용 부이와 우측 로프전개용 부이에 연결된 윈치 로프가 삼각형 형태로 전개되고, 수중 운동체의 상부에 장착된 견인고리에 윈치 로프가 체결되면, 제1,2 드럼의 권취 동작을 제어하여 수중 운동체를 회수하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the winch system includes: a first winch drum connected to one end of the winch rope to wind the winch rope by a power source; a second winch drum connected to the other end of the winch rope to wind the winch rope by a power source; a buoy for right-side rope deployment that has positive buoyancy and helps the winch rope unwound from the first winch drum to be deployed to the right around the water boat; It has a positive buoyancy and includes a buoy for deploying the left rope that helps the winch rope unwound from the second winch drum to be deployed to the left centering on the water boat, and the tension of the winch rope and the drag acting on the buoy for deploying the left and right ropes When the same, the winch rope connected to the buoy for the left rope deployment and the buoy for the right rope deployment around the water boat is deployed in a triangular shape, and when the winch rope is fastened to the tow hook mounted on the upper part of the underwater body, the first, 2 It is characterized in that by controlling the winding operation of the drum to recover the underwater body.
바람직하게는 제1,2 윈치 드럼에서 풀리는 윈치 로프는 로프 가이드 롤러에 의해서 가이드되어 수면으로 전개되고, 로프 가이드 롤러는 좌우측에 두개씩 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.Preferably, the winch ropes unwound from the first and second winch drums are guided by a rope guide roller and deployed to the water surface, and the rope guide rollers are installed two on the left and right.
바람직하게는 우측 로프전개용 부이는 양의 부력을 갖는 몸체부; 몸체부의 선단에 형성된 윈치 로프를 연결하는 연결고리; 몸체부의 하방으로 음성부력을 가지는 핀을 장착하고, 핀은 우측 로프전개용 부이가 우측방향으로 흘러가도록 장착되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the right-side rope deployment buoy includes: a body having a positive buoyancy; a connecting ring connecting the winch rope formed at the tip of the body; A pin having negative buoyancy is mounted below the body, and the pin is characterized in that it is mounted so that the right-side rope deployment buoy flows in the right direction.
바람직하게는 좌측 로프전개용 부이는 양의 부력을 갖는 몸체부; 몸체부의 선단에 형성된 윈치 로프를 연결하는 연결고리; 몸체부의 하방으로 음성부력을 가지는 핀을 장착하고, 핀은 좌측 로프전개용 부이가 좌측방향으로 흘러가도록 장착되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the left-hand rope deployment buoy includes: a body having a positive buoyancy; a connecting ring connecting the winch rope formed at the tip of the body; A pin having negative buoyancy is mounted to the lower side of the body, and the pin is characterized in that it is mounted so that the left-hand rope deployment buoy flows in the left direction.
바람직하게는 핀의 무게추는 부이의 내부에 장착되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the weight of the pin is characterized in that it is mounted on the inside of the buoy.
바람직하게는 핀의 무게추는 부이의 외부에 장착되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the weight of the pin is characterized in that it is mounted on the outside of the buoy.
바람직하게는 좌측 로프전개용 부이와 우측 로프전개용 부이는 수중 통신이 가능한 통신모듈과; 통신모듈의 온/오프를 제어하는 스위치를 탑재하고, 스위치에 의해서 온 동작된 통신모듈은, 부이의 위치와 거리를 제어기에 전달하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the buoy for deploying the left rope and the buoy for deploying the right rope include: a communication module capable of underwater communication; A switch for controlling on/off of the communication module is mounted, and the communication module operated by the switch is characterized in that it transmits the position and distance of the buoy to the controller.
바람직하게는 스위치는 물감지 스위치를 이용하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the switch is characterized by using a water sensing switch.
바람직하게는 통신모듈은 USBL 통신 모듈을 이용하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the communication module is characterized in that it uses a USBL communication module.
바람직하게는 견인고리 개방/잠금 장치는, 훅에서 래치를 레버를 이용하여 개방하는 견인 고리를 제어하기 위하여, 제어기의 제어하에 레버를 조절하는 견인고리 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the towing ring opening/locking device comprises a towing ring control device for controlling the lever under the control of the controller in order to control the towing ring for opening the latch from the hook using the lever.
바람직하게는 수중 운동체의 상부 일측에 장착된 견인고리는 훅 내에 견인로프의 가이드를 위한 로프 가이드, 로프 가이드 휠, 레일을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the towing hook mounted on the upper side of the underwater body is characterized in that it further comprises a rope guide, a rope guide wheel, and a rail for the guide of the towing rope in the hook.
바람직하게는 견인고리 제어장치는 제어기와 USBL 통신을 위한 통신 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the tow hook control device is characterized in that it comprises a communication module for USBL communication with the controller.
바람직하게는 수상정은 회수된 수중 운동체를 거치하는 거치대를 포함하고, 거치대는 후방 일부가 수면에 닿을 수 있게 경사도를 갖고, 제1,2 드럼의 권취 동작시에 수중 운동체가 거치대의 위로 끌어올려지도록 윈치 로프는 로프 가이드 롤러에 의해서 가이드되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the water craft includes a cradle for mounting the recovered underwater body, and the cradle has an inclination so that a part of the rear can touch the water surface, and during the winding operation of the first and second drums, the underwater body is pulled up on the cradle. The winch rope is characterized in that it is guided by a rope guide roller.
바람직하게는 윈치 로프의 전개시에 우측 로프전개용 부이와 좌측 로프전개용 부이는 거치대의 경사도와 수상정의 주행에 따른 항력에 기반해서 후방으로 이동되면서 수면에 안착되는 것을 특징으로 한다.Preferably, when the winch rope is deployed, the buoy for deploying the right rope and the buoy for deploying the left rope are moved rearward based on the inclination of the cradle and the drag according to the running of the water boat, characterized in that it is seated on the water surface.
바람직하게는 제어기와 수중 운동체는 각각 탑재된 GPS 및 RF 모뎀을 통하여 수중 운동체의 회수를 위한 정보를 교환하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the controller and the underwater vehicle are characterized in that they exchange information for the recovery of the underwater vehicle through the respectively mounted GPS and RF modem.
바람직하게는 제어기와 수중 운동체는 각각 탑재된 USBL 통신을 이용하여 수중 운동체의 회수를 위한 정보를 교환하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the controller and the underwater vehicle are characterized in that they exchange information for the recovery of the underwater vehicle using USBL communication mounted respectively.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 운동체의 진수 장치는, 수상정에 설치되고 윈치 로프의 전개와 감김을 수행하는 윈치 시스템; 후방 일측이 수면에 닿을 수 있도록 경사도를 갖고, 수상정에 설치된 수중 운동체의 거치대; 거치대 상부에 진수를 위한 수중 운동체가 준비되고, 수중 운동체의 상부 일측에 설치된 견인 고리에 윈치 로프를 삽입하여 잠금상태로 제어되는 견인고리 개방/잠금 장치; 및 수중 운동체의 진수를 위하여 윈치 시스템을 구동하여 윈치 로프의 전개를 제어하고, 수중 운동체의 위치를 확인하여 견인 고리 개방/잠금 장치의 개방/잠금 동작을 제어하는 제어기를 포함하고, 윈치 로프는 수상정을 중심으로 삼각형 형태로 전개되고, 제어기는 수중 운동체와 통신을 통하여 수중 운동체의 위치를 확인하여, 견인 고리 개방/잠금장치를 개방하여 윈치로프와 수중 운동체를 분리시키는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above technical problems, the launching device of the underwater movement body according to an embodiment of the present invention, a winch system installed on the water boat and performing the deployment and winding of the winch rope; Has a slope so that one side of the rear can reach the water surface, the holder of the underwater exercise body installed on the water boat; A towing ring opening / locking device that is controlled in a locked state by inserting a winch rope into the towing ring installed on the upper one side of the underwater movement body for launching is prepared on the top of the cradle; and a controller for controlling the deployment of the winch rope by driving the winch system for launching the underwater vehicle, and controlling the opening/locking operation of the traction ring opening/locking device by checking the position of the underwater vehicle, wherein the winch rope can be It is developed in a triangular shape centered on the assumption, and the controller confirms the position of the underwater body through communication with the underwater body, and opens the traction ring opening/locking device to separate the winch rope and the underwater body.
바람직하게는 윈치 시스템은, 윈치 로프의 일측 끝에 연결되어서 동력원에 의해서 윈치 로프를 권취하는 제1윈치 드럼; 윈치 로프의 다른 일측 끝에 연결되어서 동력원에 의해서 윈치 로프를 권취하는 제2윈치 드럼; 양의 부력을 갖고 있고, 제1윈치 드럼에서 풀린 윈치 로프가 수상정을 중심으로 우측으로 전개되도록 하는 우측 로프전개용 부이; 양의 부력을 갖고 있고, 제2윈치 드럼에서 풀린 윈치 로프가 수상정을 중심으로 좌측으로 전개되도록 하는 좌측 로프전개용 부이를 포함하고, 윈치 로프의 장력과 좌우측 로프전개용 부이에 작용하는 항력이 동일할 때, 수상정을 중심으로 좌측 로프전개용 부이와 우측 로프전개용 부이에 연결된 윈치 로프가 삼각형 형태로 전개되고, 수중 운동체의 상부에 장착된 견인고리에 윈치 로프가 체결된 상태에서, 윈치 로프가 전개되면서 수중 운동체가 수면으로 진수가 이루어지는 것을 특징으로 한다.Preferably, the winch system includes: a first winch drum connected to one end of the winch rope to wind the winch rope by a power source; a second winch drum connected to the other end of the winch rope to wind the winch rope by a power source; a buoy for deploying a right rope that has a positive buoyancy and allows the winch rope released from the first winch drum to be deployed to the right around the water boat; It has a positive buoyancy and includes a buoy for rope deployment on the left so that the winch rope released from the second winch drum is deployed to the left centering on the water boat. At the same time, the winch rope connected to the buoy for rope deployment on the left and the buoy for the right rope deployment around the water boat is deployed in a triangular shape, and the winch rope is fastened to the towing hook mounted on the upper part of the underwater body. It is characterized in that the underwater movement is launched to the surface as the rope is deployed.
바람직하게는 제1,2 윈치 드럼에서 풀리는 윈치 로프는 로프 가이드 롤러에 의해서 가이드 되어 수면으로 전개되고, 로프 가이드 롤러는 거치대의 좌우측에 두개씩 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.Preferably, the winch ropes unwound from the first and second winch drums are guided by a rope guide roller and deployed to the water surface, and the rope guide rollers are installed two on the left and right sides of the cradle.
수상정에서 수중 운동체를 자율 주행에 의해 진수하고 회수하는 장치는 다양한 방법으로 구현되고 있으나, 일반적으로 매우 고도의 신뢰성이 있는 도킹 시스템을 통해서 이루어지고 있다. 이는 고비용을 요구한다.A device that launches and recovers an underwater vehicle by autonomous driving from a water craft is implemented in various ways, but is generally done through a very highly reliable docking system. This requires high cost.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 운동체의 회수 장치는 종래와 비교해서 상대적으로 낮은 위치 정확도에도 수중 운동체의 회수를 가능하게 한다. 특히 본 발명은 비교적 낮은 비용과 고정밀 항법 및 제어가 부족한 상황에서도 수중 운동체의 회수를 가능하게 하는 효과가 있다.Therefore, the apparatus for recovering an underwater vehicle according to an embodiment of the present invention enables the recovery of the underwater vehicle even with a relatively low positional accuracy compared to the prior art. In particular, the present invention has the effect of enabling the recovery of an underwater vehicle even in a situation in which relatively low cost and high-precision navigation and control are insufficient.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 운동체의 회수 장치와 진수 장치는 반복적인 사용이 가능하면서도 신뢰도 있는 수중 운동체의 회수 및 진수를 가능케 한다. 따라서 본 발명은 수중 운동체의 회수 장치와 진수 장치를 구현함에 있어서, 종래와 비교해서 상대적으로 매우 낮은 비용, 높은 신뢰도, 반복적인 사용 가능 등의 효과를 얻을 수 있다.In addition, the recovery device and the launching device of the underwater moving body according to an embodiment of the present invention enables the recovery and launching of the underwater body that can be used repeatedly and reliably. Therefore, the present invention can obtain effects such as relatively low cost, high reliability, and repeatable use compared to the prior art in implementing the underwater vehicle recovery device and launch device.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 운동체 회수 장치의 전체적인 구성도를 도시하고 있다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 전개용 부이(150)의 구성을 개시하고 있다.
도 3은 수중 운동체(10)의 회수 및 진수 동작에 따른 상태도를 도시하고 있다.
도 4a는 수중 운동체를 회수하는 상태를 도시하고 있다.
도 4b는 측면에서 본 수상정과 수중 운동체의 상태도이다.
도 5a는 전방향 진수 상태도이고, 도 5b는 전방향 진수 측면 상태도이고, 도 5c는 후방향 진수될 때, 수중 운동체의 상부와 측면 상태도를 도시하고 있다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 수중 운동체(10)에 장착되는 견인고리(30)의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 운동체의 진수 과정의 동작 과정도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 운동체의 회수 과정의 동작 과정도이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드롤러의 구성도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 거치대의 일부 구성도이다.1 shows an overall configuration diagram of an underwater body recovery device according to an embodiment of the present invention.
Figures 2a to 2d discloses the configuration of the
Figure 3 shows a state diagram according to the recovery and launch operation of the underwater movement body (10).
Figure 4a shows a state of recovering the underwater body.
Figure 4b is a state diagram of the water boat and the underwater vehicle viewed from the side.
Figure 5a is a forward launch state diagram, Figure 5b is a forward launch side state diagram, Figure 5c shows the top and side state diagrams of the underwater vehicle when launched backwards.
6a to 6c is a configuration diagram of the
7 is an operation flowchart of the launching process of an underwater vehicle according to an embodiment of the present invention.
8 is an operation flowchart of the recovery process of the underwater vehicle according to an embodiment of the present invention.
9 is a block diagram of a guide roller according to an embodiment of the present invention.
10 is a partial configuration diagram of a cradle according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"와 "기", "모듈"과 "부", "유닛"과 "부", "장치"와 "시스템", "단말"과 "노드"와 "디지털 무전기" 등은 명세서 작성의 용이함 만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.Hereinafter, the embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar components are assigned the same reference numbers regardless of reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffixes "part" and "group", "module" and "part", "unit" and "part", "device" and "system", "terminal" and "node" for components used in the description below. and "digital walkie-talkie" are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have distinct meanings or roles by themselves.
또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in this specification, and the technical idea disclosed herein is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention , should be understood to include equivalents or substitutes.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including an ordinal number such as 1st, 2nd, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it is understood that other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, terms such as “comprises” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It is apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential characteristics of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 운동체 회수 장치의 전체적인 구성도를 도시하고 있다.1 shows an overall configuration diagram of an underwater body recovery device according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 수중 운동체 회수 장치는 무인 또는 유인 수상정(또는 모함)에 설치되는 윈치 시스템과 수중 운동체의 외부 일측에 장착되는 견인고리의 제어 구성으로 이루어진다.The underwater movement body recovery device of the present invention consists of a winch system installed on an unmanned or manned water boat (or a carrier) and a control configuration of a traction ring mounted on an external side of the underwater movement body.
무인/유인 수상정(100 : 이하 '수상정' 이라고 함)은 회수된 수중 운동체(10)를 안착시키는 수중 운동체 거치대(110)를 구비하고 있다. 수상정(100)에는 수중 운동체(10)의 회수 및 진수를 위한 견인을 위해 윈치시스템을 설치하고 있다.The unmanned / manned water craft (100: hereinafter referred to as 'water craft') is provided with an
윈치시스템은 동력원(도시하지 않음), 동력원에 의해서 구동되는 2개의 윈치 드럼(120,121), 일측 끝은 제1윈치 드럼(120)에 연결되고 다른 일측 끝은 제2윈치 드럼(121)에 연결된 윈치 로프(130), 2개의 로프 전개용 부이(150), 4개의 로프 가이드 롤러(140)를 포함하여 구성된다. The winch system is a power source (not shown), two
윈치 드럼(120,121)은 거치대(110)를 중심으로 좌우 양측에 하나씩 설치되고, 윈치 드럼(120,121)에 감겨있는 윈치 로프(130)가 2개의 로프 전개용 부이(150)에 연결되어서 수상정의 후방으로 전개되도록 한다. 로프 가이드 롤러(140)는 거치대(110)를 중심으로 좌우 양측에 각각 두개씩 설치되어, 로프 전개용 부이(150)와 윈치 로프(130)가 수상정 후방으로 전개가 이루어질 수 있도록 가이드 한다. The winch drums 120 and 121 are installed one on each left and right sides around the
그리고 수중 운동체의 회수를 위하여, 윈치 로프(130)에 수중 운동체(10)의 견인고리가 걸린 후에는 윈치 드럼(120,121)의 구동으로 윈치 로프(130)가 드럼에 되감기면서 수중 운동체(10)는 거치대(110)의 일정 위치까지 끌어올려지게 된다. 수중 운동체(10)의 거치대(110)는 도 4b, 도 5b에 도시하고 있는 바와 같이 후방 일부가 수면에 닿을 수 있도록 일정한 경사도를 갖도록 수상정(100)에 고정 설치되어진다. 또는 수중 운동체(10)의 거치대(110)는 모터(도시하지 않음)의 구동을 통해서 높이 조절이 이루어져서 수평상태에서 후방 일부가 수면에 닿을 정도의 경사도를 갖도록 조절할 수 있다. And for the recovery of the underwater movement, after the traction ring of the
또한 수상정(100)에는 수중 운동체(10) 회수 및 진수를 위한 전반적인 제어를 수행하는 제어기(160)와, 수중 운동체의 위치를 검출하고, 수중 운동체와 필요한 정보를 송수신하는 GPS와 RF 모뎀(170)을 포함한다. 그리고 수중 운동체(10)의 위치 추적을 위한 USBL(Ultra-Short Base Line) 시스템(180)을 포함할 수 있다. USBL 시스템은, 수중 이동체와 음향신호를 송수신하는 USBL 트랜시버, USBL 트랜스폰더를 포함하여 구성된다.In addition, the
수중 운동체(10)는 USBL 통신모듈(도시하지 않음)을 장착하고, 수상정(100)의 USBL 시스템(180)과 수중 운동체의 진수 또는 회수를 위한 통신을 수행할 수 있다. 또한 수중 운동체(10)는 GPS 및 RF 통신 모뎀(도시하지 않음)을 장착하고, 수상정(100)의 GPS 및 RF 통신 모뎀(170)과 수중 운동체의 진수 또는 회수를 위한 통신을 수행할 수 있다.The
그리고 본 발명에서 사용되는 로프 가이드 롤러(140)는 통상의 구성을 이용한다. 도 9에 본 발명에 적용 가능한 일자형 로프 가이드 롤러의 예시를 도시하고 있다. 따라서 윈치로프(130)는 수중 운동체가 당기는 힘때문에 팽팽하게 유지되면서 가이드 롤러(140)와 접촉되어 마찰없이 풀리도록 구성된다.And the
또한 본 발명에 적용되는 거치대(110)는 공지의 구성을 이용할 수 있다. 도 10에 본 발명에 적용 가능한 롤러 형태의 거치대를 도시하고 있다. 도시하고 있는 형태의 받침대를 30cm 간격으로 나열하여 본 발명의 거치대(110)를 구성할 수 있다.In addition, the
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 전개용 부이(150)의 구성을 개시하고 있다.Figures 2a to 2d discloses the configuration of the
로프 전개용 부이(150)는 부력을 갖는 몸체부(154), 몸체부(154)의 앞부분에 형성되어 윈치 로프(130)를 연결하는 연결고리(152), 그리고 몸체부(154)의 하부에 부착되고 있는 핀(156)으로 구성된다.The
로프 전개용 부이(150)는 부력을 가지며, 부이의 연결고리(152)에 윈치로프(130)가 연결되어 자유롭게 움직일 수 있다. 부이(150)에 부착되는 핀(156)은 음성부력을 가지는 중량을 가져서 수중에 잠기게 되고, 물위에 떠서 흘러가는 부이가 일정 방향으로 움직이게 하는 기능을 갖는다.The
핀(156)은 도 2a에 도시하고 있는 바와 같이, 내부에 무게추(도시하지 않음)를 장착할 수 있다. 핀(156)은 도 2b에 도시하고 있는 바와 같이, 외부에 무게추(158)를 장착할 수 있다. 무게추 내부에는 수압스위치 또는 염도스위치(물감지 스위치)에 의해 온/오프 되는 수상함의 USBL 시스템과 통신하는 USBL 트랜스폰더를 내장할 수 있으며, 수상함에서 부이의 위치와 거리를 확인하는 용도로 사용 가능하다.The
도 2c는 좌측용 로프 전개용 부이의 저면도를 도시하고 있다. 도 2d는 우측용 로프 전개용 부이의 저면도를 도시하고 있다. 즉, 좌측용 부이와 우측용 부이는 각각 핀의 방향이 도시되고 있는 바와 같이 반대 방향을 향하고 있다. 이 구성을 통하여 음성부력을 갖는 부이에 부착된 핀은 수중에 잠기게 되고, 물 위에 떠서 흘러가는 부이가 일정 방향(서로 반대 방향)으로 움직이게 한다.Figure 2c shows a bottom view of the rope deployment buoy for the left side. Figure 2d shows a bottom view of the right-hand rope deployment buoy. That is, the buoy for the left and the buoy for the right face opposite directions, respectively, as the direction of the pin is shown. Through this configuration, the pin attached to the buoy with negative buoyancy is submerged in water, and the floating buoy moves in a certain direction (opposite direction).
도 3은 수중 운동체(10)의 회수 및 진수 동작에 따른 상태도를 도시하고 있다. Figure 3 shows a state diagram according to the recovery and launch operation of the underwater movement body (10).
수중 운동체(10)는 외부 일측에 수중운동체 견인고리(30)와 부력로프 가이드(20)를 장착하고 있다. 수중운동체가 수중에서 운용되는 상태에서는 견인고리(30)와 부력로프 가이드(20)가 수중운동체(10)에 밀착하여 고정된 상태가 된다.The
그리고 수중 운동체(10)가 회수 준비단계에 들어가면, 견인고리(30)와 부력로프 가이드(20)가 펼쳐지는데, 견인고리(30)는 화살표로 표시된 바와 같이 상부로 펼쳐지고, 부력로프 가이드(20)는 화살표로 표시된 바와 같이 수중 운동체의 앞단부에서 하방으로 펼쳐진다. 부력로프 가이드(20)는 회수 동작시에 윈치 로프가 수중 운동체의 밑으로 들어가는 것을 방지하여, 견인 고리(30)에 정상적으로 걸릴 수 있도록 안내한다.And when the
부력로프 가이드(20)는 윈치 로프가 견인 고리에 걸린 후에는 다시 수중 운동체에 밀착되어 수중 운동체의 회수 동작과정에서 방해됨을 방지하고, 견인고리(30)는 수중 운동체(10)가 수상정(100)의 거치대(110)에 안착되어서 회수가 완료되면, 수중운동체(10)에 밀착된 상태로 복귀된다. The
부력로프 가이드(20)가 운행 중에는 수중 운동체(10)에 밀착되었다가 회수 준비단계에서 수중 운동체의 앞단부에서 하방으로 펼쳐지도록 하는 구성은 일반적인 공지된 기술을 이용한다. The
이와 같이 구성되는 본 발명의 수중 운동체의 회수 장치는 수상정(100)에 장착된 제어기(160)에서 수중 운동체(10)의 현재 상태를 확인한 후, 윈치 시스템을 제어하여 이루어진다.The apparatus for recovering the underwater vehicle of the present invention configured as described above is made by controlling the winch system after checking the current state of the
제어기(160)에서 수중 운동체(10)의 상태 확인은 USBL 시스템(180) 또는 GPS/RF 모뎀(170)을 통해서 수중 운동체(10)에 장착된 통신 시스템과 통신을 통해서 이루어진다.The status check of the
제어기(160)에서 수중 운동체(10)의 현재 상태 확인 후, 윈치 로프(130)를 전개하여 수중 운동체(10)의 진수 동작 제어 또는 회수 동작 제어를 수행한다.After checking the current state of the
윈치 로프(130)가 전개될 때, 로프에 연결된 수중 운동체 또는 로프 전개용 부이(150)는 수중 운동체 거치대(110)의 경사, 수중 운동체의 무게, 수상정 주행에 따른 항력에 의해서 후방으로 이동되어서 수면에 안착된다.When the
도 4a는 수중 운동체를 회수하는 상태를 도시하고 있다. Figure 4a shows a state of recovering the underwater body.
제어기(160)의 제어하에 윈치 시스템을 제어하여, 윈치 로프(130)를 전개하면, 로프 전개용 부이(150)는 운항하는 수상정(100)의 주행 속도에 의해 후방으로 이동되고, 로프 가이드 롤러(140), 수중 운동체 거치대(110)의 경사도 등에 의해서 수면에 안착되어진다. When the
이와 함께 좌측 로프 전개용 부이(150)는 핀(156)의 방향에 따라 좌측으로 펼쳐질려는 힘, 우측 로프 전개용 부이(150)는 핀(156)의 방향에 따라 우측으로 펼쳐질려는 힘이 작용하여 좌우측으로 전개되어진다. 그리고 수상정이 운행되면서 수면에 안착된 윈치로프(130)와 로프 전개용 부이(150)에는 각각 장력과 항력이 작용한다. With this, the left
즉, 윈치 로프(130)가 수면에 닿으면서 발생되는 장력과 로프전개용 부이(150)에 작용하는 항력이 동일해질 때, 도 4a에 도시하고 있는 바와 같이, 수상정에서부터 좌측 및 우측 로프 전개용 부이(150)를 연결하는 삼각형의 형태로 윈치로프(130)가 전개된다. 그리고 도 4b는 측면에서 본 수상정과 수중 운동체의 상태도이다. That is, when the tension generated while the
이 과정에서 회수동작 및 진수동작을 위하여 윈치로프가 수면에서 최적의 삼각형 형태로 전개될 수 있도록, 수상적의 운행 속도, 윈치 로프의 길이, 로프 전개용 부이의 무게 등을 다수의 실험과정을 통해서 얻어진 값으로 최적화 시킬 수 있다.In this process, the operating speed of the water drop, the length of the winch rope, and the weight of the buoy for rope deployment were obtained through a number of experimental processes so that the winch rope can be deployed in an optimal triangular shape on the water surface for the recovery and launch operations. value can be optimized.
좌측 로프전개용 부이(150)와 우측 로프전개용 부이(150) 사이에 전개된 윈치로프(130)는 부력 로프로서 수면에 넓게 1자를 그리게 되고, 여기에 접근하는 수중 운동체(10)의 부력로프 가이드(20)는 윈치 로프(130)를 상부로 안내한다. 이후 수중 운동체(10)는 전방향 또는 후방향으로 접근하면서 윈치로프(130)에 견인고리(30)를 걸게 된다.The
수중 운동체(10)의 회수 과정에서, 견인고리(30)에 윈치 로프(130)의 연결 여부는 수상정(100)에서 USBL 시스템(180)을 통하여 두개의 로프 전개용 부이(150)의 위치, 수중 운동체(10)의 위치를 확인하여 판단한다. 이를 위해서 수상정의 제어기(160)는 다수의 실험을 통해서 로프 전개용 부이(150)의 위치와 수중 운동체(10)의 위치로 부터 얻어진 견인 고리(30)에 윈치 로프(130)의 걸림/분리 여부에 따른 결과치를 이용하고, 이때 얻어진 결과치를 기반으로 수중 운동체의 견인고리에 윈치 로프의 걸림 여부를 판단할 수 있다.In the recovery process of the
따라서 두개의 로프 전개용 부이(150)의 위치 사이에 수중 운동체(10)의 위치가 확인될 때, 통신 시스템을 통하여 견인고리 잠금명령을 전달하여, 수중 운동체(10)의 견인고리(30)에 윈치 로프(130)가 걸려서 잠금되도록 한다. Therefore, when the position of the
다음, 도 5a는 수중 운동체를 진수 하는 상태를 도시하고 있다. Next, Figure 5a shows a state of launching an underwater vehicle.
수중 운동체는 진수 전 상태에서 도 1에 도시하고 있는 바와 같이 수상정(100)의 수중운동체 거치대(110)에 장착된 상태를 갖는다. 이와 같은 상태에서 윈치 드럼(120,121)의 구동으로 윈치 로프(130)가 풀리면, 로프 전개용 부이(150) 및 수중 운동체(10)는 거치대(110)의 경사와, 수상정의 주행에 따른 항력, 수중 운동체의 무게에 기반해서 후방으로 이동되면서 수면에 안착되어진다. The underwater vehicle has a state mounted on the
그리고 제어기(160)의 제어하에 윈치 시스템을 제어하여, 윈치 로프(130)를 전개하면, 로프 전개용 부이(150)는 운항하는 수상정(100)의 후방으로 이동한다. 이때 좌측 로프 전개용 부이(150)는 핀(156)의 방향에 따라 좌측으로 펼쳐지고, 우측 로프 전개용 부이(150)는 핀(156)의 방향에 따라 우측으로 펼쳐진다. 이후, 윈치로프(130) 장력과 로프 전개용 부이(150)에 작용하는 항력이 동일할 때, 도 5a에 도시하고 있는 바와 같이, 수상정에서부터 좌측 및 우측 로프 전개용 부이(150)를 연결하는 삼각형의 형태로 윈치로프(130)가 전개된다. 그리고 도 5b는 측면에서 본 수상정과 수중 운동체의 윈치로프 연결 상태도이다. And when the winch system is controlled under the control of the
이와 같이 진수상태의 수중 운동체에서 견인고리(30)를 개방하면, 견인고리(30)에 걸려 있던 윈치 로프(130)가 견인고리(30)로부터 해방되면서 수중 운동체의 분리가 이루어진다. 도 5a는 전방향 진수 상태도이고, 도 5b는 전방향 진수 측면 상태도이고, 도 5c는 후방향 진수될 때, 수중 운동체의 상부와 측면 상태도를 도시하고 있다.When the
이와 같이 윈치 로프와 수중 운동체의 분리가 이루어지고, 수상함으로부터 수중 운동체가 일정거리 떨어지면 통신 시스템을 통해서, 수중 운동체의 발진 제어 명령을 통해서 수중 운동체의 목적을 위한 운행을 제어한다.In this way, the separation of the winch rope and the underwater vehicle is made, and when the underwater vehicle is separated from the surface by a certain distance, the operation for the purpose of the underwater vehicle is controlled through the communication system, through the command to control the start of the underwater vehicle.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 수중 운동체(10)에 장착되는 견인고리(30)의 제어 구성도이다.6a to 6c is a control configuration diagram of the
본 발명의 수중 운동체(10)는 상부 일측면에 견인고리(30)를 장착하고 있다.The
견인고리(30)는 도 6a에 도시된 바와 같이 고리잠금상태와, 도 6b에 도시된 바와 같이 고리개방상태로 제어 가능하다.The
견인고리(30)는 훅(31)에서 래치(32)를 레버(33)를 이용하여 개방할 수 있는 구조로 이루어진다. 그리고 본 발명에서는 견인고리(30)의 잠금과 개방을 위하여 견인고리 개방/잠금 장치(50)를 포함하고 있다. 그리고 견인고리 개방/잠금 장치(50)는 견인고리 제어장치(40)를 통해서 제어되도록 하고 있다.The
견인고리 제어장치(40)는 모터와 두개의 기어를 통해서 구동되도록 구성되고, 견인고리 제어장치(40)는 수중 통신을 통해서 제어기(160)에서 직접 개방과 잠금 동작을 제어하는 신호를 제공받을 수 있다. 이를 위해서 견인고리 제어장치(40)에는 수중 통신을 가능케 하는 USBL 통신 모듈 또는 GPS 및 RF 통신 모듈을 포함할 수 있다.The tow
또는 견인고리 제어장치(40)는 수중 운동체(10)로부터 신호를 제공받아서 견인고리의 개방과 잠금 동작을 제어할 수 있다. 이 경우, 수중 운동체(10)는 제어기(160)로부터 필요한 신호를 수신하고, 이를 기반으로 견인고리 제어장치(40)를 제어할 수 있다.Alternatively, the traction
견인고리 개방/잠금 장치(50)는 훅(31)에서 훅 래치(32)를 래치 릴리스 레버(33)를 이용하여 개방할 수 있는 구조로 이루어진다. 훅(31)은 윈치 로프(130)를 걸 수 있도록 일측이 개방된 고리 형태(ワ)로 이루어지고, 일측 끝단에는 돌기부(31a)를 형성하고 있다. 훅(31)의 개방부분은 훅 래치(32)에 의해서 훅을 개방하거나 잠그도록 조절되고, 이를 위해서 래치(32)의 끝단에는 돌기부(31a)를 삽입하는 홈부(32a)가 형성된다. 즉, 훅(31)의 돌기부(31a)가 래치(32)의 홈부(32a)에 삽입되면 견인고리는 잠금 상태가 되고, 훅(31)의 돌기부(31a)가 훅 래치(32)의 홈부(32a)로부터 벗어나면 견인고리는 개방 상태가 된다.The tow hook opening/
훅 래치(32)는 래치 릴리스 레버(33)에 외력이 작용하는 여부에 의해서 동작하고, 래치 릴리스 레버(33)에 작용하는 외력은 견인고리 제어장치(40)의 제어하에 이루어진다. 즉, 견인고리 제어장치(40)의 모터가 구동되어 기어(42)가 일방향으로 회전하면, 기어(42)와 맞물린 상태에 있는 훅 축(45)이 상부로 이동하면서, 훅 축(45)에 래치 릴리스 레버 축(38)으로 연결된 래치 릴리스 레버(33)가 같이 연동되어 훅 래치(32)가 훅(31)을 잠금상태로 제어한다. The
반대로 모터의 회전이 역방향으로 제어되어 기어(42)가 다른 방향으로 회전하면, 훅 축(45)이 하부로 이동하면서, 이와 연동해서 래치 릴리스 레버(33)가 이동하여 훅(31)을 개방상태로 제어한다. 훅 축(45)의 이동은 파란색 화살표로 도시한 바와 같이 상하부로 이동되고, 이와 연동되는 래치 릴리스 레버(33)의 이동은 빨간색 화살표로 도시한 바와 같다. 훅 래치(32)는 래치 릴리스 레버(33)와 훅 래치 축(37)으로 연결되고, 래치 릴리스 레버(33)는 훅 축(45)과 래치 릴리스 레버 축(38)으로 연결되고 있다.Conversely, when the rotation of the motor is controlled in the reverse direction and the
그리고 본 발명의 훅 축(45)의 선단에는 로프 가이드 레일(34)을 형성하고, 훅 축(45)과 로프 가이드 휠(베어링 : 35)로 연결하고 있고, 로프 가이드(36)는 일측 끝에는 로프 가이드 휠(35)에 연결되고 다른 일측 끝은 훅 래치 축(37)에 연결하고 있다. 로프 가이드 휠(35)은 래치 릴리스 레버(33)의 움직임과 연동되어서 로프 가이드 레일(34) 내에서 움직이고, 이 구성을 통하여 훅(31) 내에 삽입된 윈치 로프가 로프 가이드(36)를 중심으로 고리 형태(ワ)의 훅(31) 내에서만 위치할 수 있도록 가이드한다.And a
그리고 본 발명에서는 견인고리를 지지하기 위한 지지대(47)를 구성하고 있고, 지지대(47)는 스프링의 탄성력으로 견인고리의 움직임에 의한 진동을 흡수할 수 있도록 구성할 수도 있다. 래치 릴리스 레버(33)는 지지대(47)에 래치 릴리스 휠(베어링 :39)을 통해서 일측이 지지된다.And in the present invention, the
이와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 운동체의 진수 과정은 다음과 같이 이루어진다.The launching process of the underwater moving body according to an embodiment of the present invention configured as described above is made as follows.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 운동체의 진수 과정의 동작 과정도이다.7 is an operation flowchart of the launching process of an underwater vehicle according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 수상정에서의 제어 과정과, 수중 운동체에서의 제어 과정이 서로 연계되어 동시에 제어된다.In the present invention, the control process in the water craft and the control process in the underwater body are linked and controlled at the same time.
제어기(160)는 수중 운동체의 진수를 위한 준비를 완료한다(200 단계). 수중 운동체는 진수 전에 임무 수행을 위한 준비를 완료한다(240 단계). 이 과정에서 수상정의 통신 시스템과 수중 운동체의 통신 시스템은 서로 필요한 정보를 주고 받고, 진수 준비가 완료되었음을 제어기(160)에 확인시킨다.The
제어기(160)는 윈치 시스템을 구동하여 윈치 로프(130)를 전개한다(210 단계). 도 1에 도시된 바와 같이, 거치대(110)에 수중 운동체(10)가 안착된 상태에서, 윈치 로프(130)가 전개되면, 거치대(110)의 경사와 수중 운동체(10)의 무게에 의하여 수중 운동체(10)는 하방으로 밀리게 된다(이때 윈치 로프는 수중 운동체의 견인고리에 걸려 있는 상태를 갖는다).The
이와 함께 로프 전개용 부이(150)가 수면 위에 착수되고, 제어기(160)는 로프 전개용 부이(150)에 탑재된 USBL 통신 시스템과의 통신을 통하여 로프 전개용 부이(150)가 수면에 착수되었음을 확인한다(220 단계). 로프 전개용 부이(150)의 수면 착수는 물 감지 스위치에 의해서 부이의 수면 착수를 감지할 수 있다.With this, the
또한, 제어기(160)는 수중 운동체(10) 내에 탑재된 USBL 통신 시스템과 통신을 통하여 수중 운동체(10)도 수면에 착수 되었음을 확인한다(250 단계). 수중 운동체(10)의 수면 착수는 내부에 장착된 수압스위치 또는 염도스위치 등 물 감지 스위치에 의해서 수중 운동체의 수면 착수를 감지할 수 있다. 수중 운동체에서 수면 착수가 감지되면, 내부 통신 시스템을 통하여 수상정의 제어기(160) 측으로 수면 착수 확인 신호를 전송한다.In addition, the
이후, 제어기(160)는 수상정(100)을 실험치에 의해서 결정된 속도로 운행을 시작하면, 로프 전개용 부이(150)가 윈치 로프(130)와 같이 전개되면서 도 5a에 도시되고 있는 바와 같이 수상정을 중심으로 삼각형 형태로 윈치 로프 및 로프 전개용 부이가 전개된다. After that, when the
제어기(160)는 통신을 통하여 수중 운동체의 위치, 로프전개용 부이의 위치를 확인하고, 수중 운동체의 진수 명령을 통신 시스템을 통해서 전달한다(230 단계). 230 단계에서는 견인고리의 훅 래치를 개방하라는 제어신호도 포함된다.The
230 단계에서 제공된 견인고리의 훅 래치를 개방하라는 신호는, 수중 운동체(10)의 통신 시스템을 통해서 수신되고, 수중 운동체 내부의 제어기(도시하지 않음)를 통해서 견인고리제어장치(40)에 훅 래치 개방신호를 전달한다(260). The signal to open the hook latch of the tow hook provided in
견인고리 제어장치(40)는 모터를 구동시켜서 기어(42)에 동력을 전달하고, 기어의 동력은 훅 축(45)을 화살표 방향으로 이동시킨다. 이때 훅 축(45)은 하향 이동되고, 이와 연동하여 래치 릴리스 레버(33)가 이동되면서 훅 래치(32)가 훅(31)을 개방시킨다. 이 동작으로 훅(31) 내에 삽입되고 있던 윈치 로프(130)가 훅(31)으로부터 이탈되어진다.The traction
이후 수중 운동체(10)는 윈치 로프(130)로부터 분리되면서 목적 달성을 위한 주행과 임무 수행을 시작한다(270 단계).Afterwards, the
다음, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 운동체의 회수 과정은 다음과 같이 이루어진다.Next, the recovery process of the underwater vehicle according to an embodiment of the present invention is made as follows.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 운동체의 회수 과정의 동작 과정도이다.8 is an operation flowchart of the recovery process of the underwater vehicle according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 수상정에서의 제어 과정과, 수중 운동체에서의 제어 과정이 서로 연계되어 동시에 제어된다.In the present invention, the control process in the water craft and the control process in the underwater body are linked and controlled at the same time.
수상정(100)은 수중 운동체의 회수를 위한 준비를 완료한다(300 단계). 수중 운동체는 목적하는 임무를 종료하고, 회수를 위한 대기상태를 갖는다(400 단계). 이 과정에서 수상정의 통신 시스템과 수중 운동체의 통신 시스템은 서로 필요한 정보를 주고 받고, 회수 준비가 완료되었음을 제어기(160)에 확인시킨다.
제어기(160)는 윈치 시스템을 구동하여 윈치 로프(130)를 전개하고, 좌우측 로프전개용 부이(150)의 위치를 확인한다(310 단계, 320 단계). 도 4a에 도시하고 있는 바와 같이 수중 운동체의 회수를 위하여(330 단계), 수상정을 중심으로 좌우측 로프전개용 부이(150)의 연결에 의하여 윈치 로프(130)가 삼각형 형태로 전개되도록 한다. 이 과정에서 수상정은 일정 속도로 운행될 수 있다.The
제어기(160)에서 발생한 회수 명령은 수중 운동체(10)에서 수신하고, 수중 운동체(10)는 회수가 가능한 지역으로 이동한다(410 단계). 제어기(160)는 수중 운동체의 위치를 제어하여 수중 운동체(10)가 전방향 또는 후방향 접근을 통해서 삼각형 형태로 전개된 윈치 로프(130)의 1자 위치에 가까워지도록 제어한다(340 단계). The recovery command generated by the
이 과정에서 제어기(160)는 좌우측 로프전개용 부이(150)의 위치, 수중 운동체(10)의 위치 등을 확인하여, 윈치 로프(130)가 견인고리(30)에 진입되었는지를 판단한다. 그리고 윈치 로프(130)가 견인고리(30)에 진입되었다고 판단될 때, 수중 운동체(10)에 견인고리 잠금 명령을 전달한다(350 단계).In this process, the
한편, 제어기(160)로부터 회수 제어 명령을 전달받은 수중 운동체(10)는 부력로프가이드(20)를 구동시키고, 견인고리 제어장치(40)를 구동한다(420 단계). 부력로프가이드(20)는 수중 운동체(10)의 선단에서 하방으로 펼쳐져서 윈치 로프(130)가 수중 운동체(10)의 하측으로 진입하는 것을 방지한다. 견인고리 제어장치(40) 내, 모터의 구동으로 발생한 동력은 기어(42)에 전달되고, 기어(42)의 동력은 훅 축(45)에 전달되면서 훅 축(45)을 상향 이동시킨다. 훅 축(45)의 이동에 연동되어 래치 릴리스 레버(33)가 같이 이동된다.On the other hand, the
훅 축(45)의 상향 이동되는 초기 과정에서 훅(31)의 고리는 개방된 상태를 유지하게 되고, 개방된 혹(31)의 고리 내에 윈치 로프(130)가 진입되는 것이 가능해진다. 그리고 훅 축(45)의 상향 이동되는 종료 시점에서 래치 릴리스 레버(33)의 이동과 연동되는 훅 래치(32)가 훅(31)의 고리를 잠금상태로 조절하여, 훅(31) 고리 내에 삽입된 윈치 로프(130)를 잠금상태로 제어한다(430 단계). 그리고 견인고리(30)에 윈치 로프(130)가 잠금 제어되면, 수중 운동체(10)는 제어기(160)에 견인고리 잠금이 완료되었음을 전송한다(440 단계).In the initial process of upward movement of the
즉, 수상정의 제어기(160)와 수중 운동체(10)는 330 단계 내지 350 단계, 410 단계 내지 440 단계에 도시되고 있는 수중 운동체의 회수 동작에 연관된 모든 제어 동작 정보를 수중 통신을 통하여 공유한다. That is, the
제어기(160)는 견인고리에 윈치로프가 잠금되면, 윈치 시스템을 구동하여 윈치 로프를 윈치 드럼(120,121)에 되감기도록 제어하고(360 단계), 윈치 로프(130)의 회수가 완료되고 수중 운동체(10)가 도 1에 도시되고 있는 바와 같이, 수중 운동체 거치대(110)에 안착되면, 수중 운동체의 회수 동작을 완료한다(370 단계).When the winch rope is locked to the towing ring, the
이상의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The above detailed description should not be construed as restrictive in all respects and should be considered as exemplary. The scope of the present invention should be determined by a reasonable interpretation of the appended claims, and all modifications within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.
10 : 수중 운동체, 100 : 수상정, 110 : 수중 운동체 거치대, 120 : 윈치 드럼, 130 : 윈치 로프, 140 : 로프 가이드 롤러, 150 : 로프전개용 부이, 160 : 제어기, 170 : GPS 및 RF 모뎀, 180 : USBL 시스템10: aquatic body, 100: water boat, 110: aquatic body cradle, 120: winch drum, 130: winch rope, 140: rope guide roller, 150: rope deployment buoy, 160: controller, 170: GPS and RF modem, 180: USBL system
Claims (20)
수중 운동체의 상부 일측에 설치된 견인 고리에 윈치 로프를 삽입하고 개방과 잠금이 제어되는 견인고리 개방/잠금 장치; 및
수중 운동체의 회수를 위하여 윈치 시스템을 구동하여 윈치 로프의 전개를 제어하고, 수중 운동체의 위치를 확인하여 견인 고리 개방/잠금 장치의 개방/잠금 동작을 제어하는 제어기를 포함하고,
윈치 로프는 수상정을 중심으로 삼각형 형태로 전개되고, 제어기는 수중 운동체와 통신을 통하여 수중 운동체의 위치를 확인하여, 견인 고리 개방/잠금 장치에 윈치 로프를 삽입하고 잠금시키고,
윈치 시스템은, 윈치 로프의 일측 끝에 연결되어서 동력원에 의해서 윈치 로프를 권취하는 제1윈치 드럼; 윈치 로프의 다른 일측 끝에 연결되어서 동력원에 의해서 윈치 로프를 권취하는 제2윈치 드럼; 양의 부력을 갖고 있고, 제1 윈치 드럼에서 풀린 윈치 로프가 수상정을 중심으로 우측으로 전개시키는 우측 로프전개용 부이; 양의 부력을 갖고 있고, 제2 윈치 드럼에서 풀린 윈치 로프가 수상정을 중심으로 좌측으로 전개시키는 좌측 로프전개용 부이를 포함하고,
윈치 로프의 장력과 좌우측 로프전개용 부이에 작용하는 항력이 동일할 때, 수상정을 중심으로 좌측 로프전개용 부이와 우측 로프전개용 부이에 연결된 윈치 로프가 삼각형 형태로 전개되고,
수중 운동체의 상부에 장착된 견인고리에 윈치 로프가 체결되면, 제1,2 드럼의 권취 동작을 제어하여 수중 운동체를 회수하는 수중 운동체의 회수 장치. a winch system installed on the water boat and performing the unfolding and winding of the winch rope;
Inserting a winch rope into the towing hook installed on the upper side of the underwater body and opening and locking the towing hook opening/locking device that controls the opening and locking; and
Including a controller for controlling the deployment of the winch rope by driving the winch system for the recovery of the underwater body, and controlling the opening/locking operation of the traction ring opening/locking device by checking the position of the underwater body,
The winch rope is deployed in a triangular shape centered on the water craft, and the controller checks the position of the underwater vehicle through communication with the underwater vehicle, inserting and locking the winch rope in the towing ring opening/locking device,
The winch system includes: a first winch drum connected to one end of the winch rope to wind the winch rope by a power source; a second winch drum connected to the other end of the winch rope to wind the winch rope by a power source; It has a positive buoyancy, and the winch rope released from the first winch drum is a right-side rope deployment buoy that develops to the right around the water boat; It has positive buoyancy and includes a buoy for deploying the left rope in which the winch rope released from the second winch drum develops to the left centering on the water boat,
When the tension of the winch rope and the drag acting on the left and right buoys for rope deployment are the same, the winch rope connected to the left and right buoys for rope deployment are developed in a triangular shape centered on the water boat.
When the winch rope is fastened to the towing ring mounted on the upper part of the underwater movement body, the recovery device of the underwater movement body recovers the underwater movement body by controlling the winding operation of the first and second drums.
제1,2 윈치 드럼에서 풀리는 윈치 로프는 로프 가이드 롤러에 의해서 가이드되어 수면으로 전개되고,
로프 가이드 롤러는 좌우측에 두개씩 설치되어 있는 수중 운동체의 회수 장치.The method according to claim 1,
The winch rope unwound from the first and second winch drums is guided by the rope guide roller and deployed to the water surface,
Two rope guide rollers are installed on the left and right sides of the underwater vehicle recovery device.
우측 로프전개용 부이는 양의 부력을 갖는 몸체부;
몸체부의 선단에 형성된 윈치 로프를 연결하는 연결고리;
몸체부의 하방으로 음성부력을 가지는 핀을 장착하고,
핀은 우측 로프전개용 부이가 우측방향으로 흘러가도록 장착되는 수중 운동체의 회수 장치.4. The method according to claim 3,
The right-hand rope deployment buoy includes a body having a positive buoyancy;
a connecting ring connecting the winch rope formed at the tip of the body;
A pin with negative buoyancy is installed below the body,
The pin is a recovery device for underwater movement that is mounted so that the right-side rope deployment buoy flows in the right direction.
좌측 로프전개용 부이는 양의 부력을 갖는 몸체부;
몸체부의 선단에 형성된 윈치 로프를 연결하는 연결고리;
몸체부의 하방으로 음성부력을 가지는 핀을 장착하고,
핀은 좌측 로프전개용 부이가 좌측방향으로 흘러가도록 장착되는 수중 운동체의 회수 장치.5. The method according to claim 4,
The left-hand rope deployment buoy includes a body having a positive buoyancy;
a connecting ring connecting the winch rope formed at the tip of the body;
A pin with negative buoyancy is installed below the body,
The pin is a recovery device for underwater movement that is mounted so that the left-hand rope deployment buoy flows in the left direction.
핀의 무게추는 부이의 내부에 장착되는 수중 운동체의 회수 장치.6. The method of claim 5,
The fin weight is a recovery device for an underwater vehicle that is mounted on the inside of the buoy.
핀의 무게추는 부이의 외부에 장착되는 수중 운동체의 회수 장치.6. The method of claim 5,
The fin weight is a recovery device for an underwater vehicle that is mounted on the outside of the buoy.
좌측 로프전개용 부이와 우측 로프전개용 부이는 수중 통신이 가능한 통신모듈과;
통신모듈의 온/오프를 제어하는 스위치를 탑재하고,
스위치에 의해서 온 동작된 통신모듈은, 부이의 위치와 거리를 제어기에 전달하는 수중 운동체의 회수 장치.The method according to claim 1,
The buoy for deploying the left rope and the buoy for deploying the right rope includes a communication module capable of underwater communication;
Equipped with a switch that controls the on/off of the communication module,
The communication module operated by the switch is an underwater vehicle recovery device that transmits the position and distance of the buoy to the controller.
스위치는 물감지 스위치를 이용하는 수중 운동체의 회수 장치.9. The method of claim 8,
The switch is a recovery device for underwater movement using a water sensing switch.
통신모듈은 USBL 통신 모듈을 이용하는 수중 운동체의 회수 장치.10. The method of claim 9,
The communication module is a recovery device for underwater movement using a USBL communication module.
견인고리 개방/잠금 장치는, 훅에서 래치를 레버를 이용하여 개방하는 견인 고리를 제어하기 위하여,
제어기의 제어하에 레버를 조절하는 견인고리 제어장치를 포함하는 수중 운동체의 회수 장치.The method according to claim 1,
Towing hook opening / locking device, in order to control the towing hook that opens the latch from the hook using a lever,
A device for recovering an underwater vehicle comprising a tow hook control device for adjusting a lever under the control of a controller.
수중 운동체의 상부 일측에 장착된 견인고리는 훅 내에 견인로프의 가이드를 위한 로프 가이드와 로프 가이드 레일을 더 포함하는 수중 운동체의 회수 장치.12. The method of claim 11,
The towing hook mounted on the upper side of the underwater vehicle is a recovery device of the underwater vehicle further comprising a rope guide and a rope guide rail for the guide of the towing rope in the hook.
견인고리 제어장치는 제어기와 USBL 통신을 위한 통신 모듈을 포함하는 수중 운동체의 회수 장치.13. The method of claim 12,
The tow hook control device is a recovery device for an underwater vehicle including a communication module for USBL communication with the controller.
수상정은 회수된 수중 운동체를 거치하는 거치대를 포함하고,
거치대는 후방 일부가 수면에 닿을 수 있게 경사도를 갖고,
제1,2 드럼의 권취 동작시에 수중 운동체가 거치대의 위로 끌어올려지도록 윈치 로프는 로프 가이드 롤러에 의해서 가이드되는 수중 운동체의 회수 장치.4. The method according to claim 3,
The water craft includes a cradle for mounting the recovered underwater vehicle,
The cradle has an inclination so that the rear part can touch the water surface,
During the winding operation of the first and second drums, the winch rope is guided by a rope guide roller so that the underwater body is pulled up on the cradle.
윈치 로프의 전개시에 우측 로프전개용 부이와 좌측 로프전개용 부이는 거치대의 경사도와 수상정의 주행에 따른 항력에 기반해서 후방으로 이동되면서 수면에 안착되는 수중 운동체의 회수 장치.15. The method of claim 14,
When the winch rope is deployed, the buoy for deploying the right rope and the buoy for deploying the left rope are moving backwards based on the inclination of the holder and the drag caused by the running of the water craft, and are a collection device for underwater movement that is seated on the water surface.
제어기와 수중 운동체는 각각 탑재된 GPS 및 RF 모뎀을 통하여 수중 운동체의 회수를 위한 정보를 교환하는 수중 운동체의 회수 장치.16. The method of claim 15,
An underwater vehicle recovery device that exchanges information for the recovery of the underwater vehicle through the GPS and RF modem respectively mounted in the controller and the underwater vehicle.
제어기와 수중 운동체는 각각 탑재된 USBL 통신을 이용하여 수중 운동체의 회수를 위한 정보를 교환하는 수중 운동체의 회수 장치. 16. The method of claim 15,
An underwater vehicle recovery device that exchanges information for the recovery of an underwater vehicle by using the USBL communication installed in the controller and the underwater vehicle.
후방 일측이 수면에 닿을 수 있도록 경사도를 갖고, 수상정에 설치된 수중 운동체의 거치대;
거치대 상부에 진수를 위한 수중 운동체가 준비되고, 수중 운동체의 상부 일측에 설치된 견인 고리에 윈치 로프를 삽입하여 잠금상태로 제어되는 견인고리 개방/잠금 장치; 및
수중 운동체의 진수를 위하여 윈치 시스템을 구동하여 윈치 로프의 전개를 제어하고, 수중 운동체의 위치를 확인하여 견인 고리 개방/잠금 장치의 개방/잠금 동작을 제어하는 제어기를 포함하고,
윈치 로프는 수상정을 중심으로 삼각형 형태로 전개되고, 제어기는 수중 운동체와 통신을 통하여 수중 운동체의 위치를 확인하여, 견인 고리 개방/잠금장치를 개방하여 윈치로프와 수중 운동체를 분리시키는 수중 운동체의 진수 장치.a winch system installed on the water boat and performing the unfolding and winding of the winch rope;
Has a slope so that one side of the rear can reach the water surface, the holder of the underwater exercise body installed on the water boat;
A traction ring opening / locking device that is controlled in a locked state by inserting a winch rope into the traction ring installed on the upper side of the cradle and the underwater movement body for launching is prepared on the top of the cradle; and
A controller for controlling the deployment of the winch rope by driving the winch system for launching the underwater vehicle, and controlling the opening/locking operation of the traction ring opening/locking device by confirming the position of the underwater vehicle,
The winch rope is deployed in a triangular shape centering on the water craft, and the controller checks the position of the underwater body through communication with the underwater body and opens the traction ring opening/locking device to separate the winch rope and the underwater body. hex device.
윈치 시스템은, 윈치 로프의 일측 끝에 연결되어서 동력원에 의해서 윈치 로프를 권취하는 제1윈치 드럼;
윈치 로프의 다른 일측 끝에 연결되어서 동력원에 의해서 윈치 로프를 권취하는 제2윈치 드럼;
양의 부력을 갖고 있고, 제1윈치 드럼에서 풀린 윈치 로프가 수상정을 중심으로 우측으로 전개되도록 하는 우측 로프전개용 부이;
양의 부력을 갖고 있고, 제2윈치 드럼에서 풀린 윈치 로프가 수상정을 중심으로 좌측으로 전개되도록 하는 좌측 로프전개용 부이를 포함하고,
윈치 로프의 장력과 좌우측 로프전개용 부이에 작용하는 항력이 동일할 때, 수상정을 중심으로 좌측 로프전개용 부이와 우측 로프전개용 부이에 연결된 윈치 로프가 삼각형 형태로 전개되고,
수중 운동체의 상부에 장착된 견인고리에 윈치 로프가 체결된 상태에서, 윈치 로프가 전개되면서 수중 운동체가 수면으로 진수가 이루어지는 수중 운동체의 진수 장치.19. The method of claim 18,
The winch system includes: a first winch drum connected to one end of the winch rope to wind the winch rope by a power source;
a second winch drum connected to the other end of the winch rope to wind the winch rope by a power source;
a buoy for deploying a right rope that has a positive buoyancy and allows the winch rope unwound from the first winch drum to be deployed to the right centering on the water boat;
It has a positive buoyancy and includes a buoy for deploying the left rope so that the winch rope released from the second winch drum is deployed to the left centering on the water boat,
When the tension of the winch rope and the drag acting on the left and right buoys for rope deployment are the same, the winch rope connected to the left and right buoys for rope deployment are developed in a triangular shape centered on the water boat.
In a state where the winch rope is fastened to the towing ring mounted on the upper part of the underwater vehicle, the underwater vehicle launches to the water surface as the winch rope is deployed.
제1,2 윈치 드럼에서 풀리는 윈치 로프는 로프 가이드 롤러에 의해서 가이드 되어 수면으로 전개되고,
로프 가이드 롤러는 거치대의 좌우측에 두개씩 설치되어 있는 수중 운동체의 진수 장치.20. The method of claim 19,
The winch rope unwound from the first and second winch drums is guided by the rope guide roller and deployed to the water surface,
Two rope guide rollers are installed on the left and right sides of the cradle to launch the underwater vehicle.
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