KR102445318B1 - 감시정찰용 무인 선박 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 감시정찰용 무인 선박에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 쌍동선의 형태를 갖는 쌍동선체에 수중익을 설치하여 안정적이고 전력 효율이 높은 이동이 가능하며, 따라서 보다 넓은 지역을 감시정찰할 수 있고, 태양광 발전 모듈이 구비되어 배터리를 충전함으로써 감시정찰 시간을 더욱 연장할 수 있으며, 수중익이 쌍동선체의 외측으로 이격되어 연장된 형태를 가짐으로써 파도에 의해 울렁일때에도 전복의 위험 없이 용이하게 자세를 바로잡을 수 있고, 수중익의 좌익과 우익이 쌍동선체의 하방에서 상호 연결됨으로써 물의 저항 및 양력에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있으며, 수중익이 쌍동선체로부터 탈착 가능하게 구비됨으로써, 쌍동선체에 탑재되는 구성품의 무게에 따라 적절한 크기의 수중익으로 교체하여 적용할 수 있는 감시정찰용 무인 선박에 관한 것이다.

Description

감시정찰용 무인 선박{Unmanned ship for surveillance}
본 발명은, 감시정찰용 무인 선박에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 쌍동선의 형태를 갖는 쌍동선체에 수중익을 설치하여 안정적이고 전력 효율이 높은 이동이 가능하며, 따라서 보다 넓은 지역을 감시정찰할 수 있고, 태양광 발전 모듈이 구비되어 배터리를 충전함으로써 감시정찰 시간을 더욱 연장할 수 있으며, 수중익이 쌍동선체의 외측으로 이격되어 연장된 형태를 가짐으로써 파도에 의해 울렁일때에도 전복의 위험 없이 용이하게 자세를 바로잡을 수 있고, 수중익의 좌익과 우익이 쌍동선체의 하방에서 상호 연결됨으로써 물의 저항 및 양력에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있으며, 수중익이 쌍동선체로부터 탈착 가능하게 구비됨으로써, 쌍동선체에 탑재되는 구성품의 무게에 따라 적절한 크기의 수중익으로 교체하여 적용할 수 있는 감시정찰용 무인 선박에 관한 것이다.
해상에는 긴급 구조, 불법 조업감시, 항만감시 그리고 다양한 감시정찰대상이 있다. 해상사고로 인한 선박의 화재나 전복시 조난당한 선원의 위치를 신속하게 확인하지 못하면 귀중한 인명이 사망하고, 불법 조업을 신속하게 감시하지 못하면 국내 어선의 생산량이 줄어들어 수산물 가격이 오르고 국내 어족 자원을 고갈시킨다.
어군 탐지기는 조업하는 선박에 부착되어 물 속에 있는 어군의 존재를 확인하기 위한 기계로서, 송수파기로부터 발신되는 초음파가 수중의 어군이나 해저에 의해 반사되어 다시 송수파기에 의해 수신되며, 반사파의 강약을 분석하여 어군의 크기나 밀도, 혹은 해저의 형상을 화면에 색상별로 표시해준다.
이러한 긴급 구조, 불법 조업 감시, 어군 탐지, 항만감시 등을 선박이 직접 이동하며 확인해야 하므로 대상물 찾는데 오랜 시간이 걸리고, 많은 유류가 소비되고 있다.
KR10-0993227(등록번호) 2010.11.03.
본 발명은, 쌍동선의 형태를 갖는 쌍동선체에 수중익을 설치하여 안정적이고 전력 효율이 높은 이동이 가능하며, 따라서 보다 넓은 지역을 감시 또는 정찰할 수 있는 감시정찰용 무인 선박을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 태양광 발전 모듈이 구비되어 배터리를 충전함으로써 감시 절찰할 수 있는 시간을 더욱 연장할 수 있는 감시정찰용 무인 선박을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 수중익이 쌍동선체의 외측으로 이격되어 연장된 형태를 갖음으로써 파도에 의해 울렁일때에도 전복의 위험 없이 용이하게 자세를 바로잡을 수 있는 감시정찰용 무인 선박을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 수중익의 좌익과 우익이 쌍동선체의 하방에서 상호 연결됨으로써 물의 저항 및 양력에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있는 감시정찰용 무인 선박을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 수중익이 쌍동선체로부터 탈착 가능하게 구비됨으로써, 쌍동선체에 탑재되는 구성품의 무게에 따라 적절한 크기의 수중익으로 교체하여 적용할 수 있는 감시정찰용 무인 선박을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 송수파기를 횡방향 및 종방향으로 회전 가능하도록 구성됨으로써, 쌍동선체를 선회시키지 않아도 진행 방향 주변을 감시 또는 정찰할 수 있는 감시정찰용 무인 선박을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 보조 추진 장치가 구비됨으로써 선회 반경을 축소하여 신속한 방향 전환이 가능한 감시정찰용 무인 선박을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 장형의 부력체로 구성된 좌측 동체와, 상기 좌측 동체와 평행하게 이격되며 상기 좌측 동체와 동일한 형상으로 구성된 우측 동체와, 상기 좌측 동체와 상기 우측 동체를 이어 고정하는 브릿지 프레임을 포함하는 쌍동선체; 상기 좌측 동체에 결합되어 상기 좌측 동체의 하방으로 연장되는 좌익과, 상기 우측 동체에 결합되어 상기 우측 동체의 하방으로 연장되는 우익을 포함하는 수중익; 상기 좌측 동체의 선미에 결합되어 스크류가 수중에 잠기는 좌측 주 추진 장치; 상기 우측 동체의 선미에 결합되어 스크류가 수중에 잠기는 우측 주 추진 장치; 상기 쌍동선체 또는 수중익위에 장착된 카메라 또는 상기 브릿지 프레임에 결합되어 송수파기가 수중에 잠기도록 구비되는 감시 모듈; 상기 브릿지 프레임에 결합되며, 상기 좌측 주 추진 장치, 상기 우측 주 추진 장치의 구동력을 결정하고, 상기 감시 모듈로부터 전송된 데이터를 통신 모듈을 통해 외부로 전송하는 제어부와, 상기 좌측 주 추진 장치, 상기 우측 주 추진 장치, 상기 감시 모듈, 상기 제어부에 전원을 공급하는 배터리를 포함하는 컨트롤 박스;를 포함하되, 상기 컨트롤 박스는, 가속도 센서, 자이로 센서, 지자계센서, GPS 센서 중 하나 이상을 포함하는 센서 모듈이 구비되고, 상기 제어부는, 상기 센서 모듈의 측정값을 입력받아 현재 위치 정보를 계산하고, 계산된 현재 위치 정보와 이동하고자 하는 위치 정보를 토대로 상기 좌측 주 추진 장치 또는 상기 우측 주 추진 장치의 구동력을 결정한다.
또한, 본 발명은, 상기 컨트롤 박스의 상면에 구비되어 태양광을 이용하여 전력을 생성하여 상기 배터리의 충전 전원을 공급하는 태양광 발전 모듈;을 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 수중익은, 상기 좌익은 상기 좌측 동체의 측면과 이격되어 상기 좌측 동체의 측면 방향으로부터 상기 좌측 동체의 중심선 하방을 향하여 외향 만곡되고, 상기 우익은 상기 우측 동체의 측면과 이격되어 상기 우측 동체의 측면 방향으로부터 상기 우측 동체의 중심선 하방을 향하여 외향 만곡된다.
또한, 본 발명의 상기 수중익은, 상기 좌익과 상기 우익이 상기 쌍동선체의 하방 수중에서 상호 연결된다.
또한, 본 발명의 상기 수중익은, 상기 쌍동선체의 길이 방향으로 상호 이격되게 복수로 구비되며, 상기 쌍동선체로부터 탈착 가능하게 구성된다.
또한, 본 발명의 상기 감시 모듈은, 연직 방향의 회전축을 갖도록 회전되는 회전판; 상기 회전판에 결합되어 하방으로 연장되고 그 하단이 상기 송수파기의 제1지점에 힌지 결합되는 지지 로드; 상기 회전판에 결합되는 승강 장치; 상기 승강 장치에 결합되어 하방으로 연장되고 그 하단이 상기 송수파기의 제2지점에 힌지 결합되며, 상기 승강 장치에 의해 상하 방향으로 승강되어 상기 송수파기의 각도를 가변시키는 승강 로드;를 포함한다.
또한, 본 발명은, 상기 좌측 동체의 선수와 중앙부 사이에 결합되어 스크류가 수중에 잠기는 좌측 보조 추진 장치; 상기 우측 동체의 선수와 중앙부 사이에 결합되어 스크류가 수중에 잠기는 우측 보조 추진 장치;를 포함하되, 상기 제어부는, 계산된 현재 위치 정보와 이동하고자 하는 위치 정보를 토대로 상기 좌측 주 추진 장치, 상기 우측 주 추진 장치, 상기 좌측 보조 추진 장치 또는 상기 우측 보조 추진 장치의 구동력을 결정한다.
본 발명은, 쌍동선의 형태를 갖는 쌍동선체에 수중익을 설치하여 안정적이고 전력 효율이 높은 이동이 가능하며, 따라서 보다 넓은 지역을 감시 또는 정찰할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 태양광 발전 모듈이 구비되어 배터리를 충전함으로써 감시 정찰 시간을 더욱 연장할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 수중익이 쌍동선체의 외측으로 이격되어 연장된 형태를 갖음으로써 파도에 의해 울렁일때에도 전복의 위험 없이 용이하게 자세를 바로잡을 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 수중익의 좌익과 우익이 쌍동선체의 하방에서 상호 연결됨으로써 물의 저항 및 양력에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 수중익이 쌍동선체로부터 탈착 가능하게 구비됨으로써, 쌍동선체에 탑재되는 구성품의 무게에 따라 적절한 크기의 수중익으로 교체하여 적용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 송수파기를 횡방향 및 종방향으로 회전 가능하도록 구성됨으로써, 쌍동선체를 선회시키지 않아도 진행 방향 주변을 감시할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 보조 추진 장치가 구비됨으로써 선회 반경을 축소하여 신속한 방향 전환이 가능한 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 감시정찰용 무인 선박의 평면도.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 감시정찰용 무인 선박의 측면도.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 감시정찰용 무인 선박의 정면도.
도 4 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 감시정찰용 무인 선박의 정면도.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 감시정찰용 무인 선박의 감시 모듈의 측면도.
이하에서, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은, 도 1 내지 도 5 에 도시된 바와 같이, 장형의 부력체로 구성된 좌측 동체(110), 좌측 동체(110)와 평행하게 이경되며 좌측 동체(110)와 동일한 형상으로 구성된 우측 동체(120), 그리고, 좌측 동체(110)와 우측 동체(120)를 이어 고정하는 브릿지 프레임(130)을 포함하는 쌍동선체(100)와, 좌측 동체(110)에 결합되어 좌측 동체(110)의 하방으로 연장되는 좌익(210), 우측 동체(120)에 결합되어 우측 동체(120)의 하방으로 연장되는 우익(220)을 포함하는 수중익(200)과, 좌측 동체(110)의 선미에 결합되어 스크류가 수중에 잠기는 좌측 주 추진 장치(141)와, 우측 동체(120)의 선미에 결합되어 스크류가 수중에 잠기는 우측 주 추진 장치(142)와, 상기 쌍동선체 또는 수중익위에 장착된 카메라 또는 브릿지 프레임(130)에 결합되어 송수파기(310)가 수중에 잠기도록 구비되는 감시 모듈(300)과, 브릿지 프레임(130)에 결합되어 좌측 주 추진 장치(141), 우측 주 추진 장치(142)의 구동력을 결정하고, 감시 모듈(300)로부터 전송된 데이터를 통신 모듈을 통해 외부로 전송하는 제어부와, 좌측 주 추진 장치(141), 우측 주 추진 장치(142), 감시 모듈(300), 제어부에 전원을 공급하는 배터리를 포함하는 컨트롤 박스를 포함하여 구성된다.
쌍동선체(100)는, 컨트롤 박스 및 감시 모듈(300)을 수면으로부터 이격하여 지지하는 역할을 하며, 이를 위하여 상호 평행하게 이격된 좌측 동체(110) 및 우측동체, 그리고 좌측 동체(110)와 우측 동체(120)를 이어 고정하는 브릿지 프레임(130)을 포함하여 구성된다.
통상의 배는 하나의 부력체로 이루어지는 단동선의 형태를 갖고 있으나, 본 발명의 무인 선박은 소형으로 제작되므로 파도 등에 전복되지 않고 작은 크기로도 비교적 무거운 컨트롤 박스 및 감시 모듈(300)을 지지할 수 있도록 두 개의 동체가 상호 이어진 쌍동선의 형태를 갖는다.
좌측 동체(110)는 장형의 부력체로 구성되며, 물에 의한 저항을 감소시키기 위하여 선수 부분이 유선형으로 형성된다.
우측 동체(120)는 좌측 동체(110)와 동일하게 장형의 부력체로 구성되며, 좌측 동체(110)와 평행하게 이격되어 구비된다.
이러한 좌측 동체(110)와 우측 동체(120)를 잇고 견고히 고정하기 위하여 좌측 동체(110)와 우측 동체(120)에 각각 결합되는 브릿지 프레임(130)이 구비된다. 브릿지 프레임(130)은 도면에 도시된 바와 같이 격자형의 틀로 구성되어 각각 좌측 동체(110)의 상단 및 우측 동체(120)의 상단에 결합될 수도 있고, 또는, 양측 사이드의 프레임이 하방으로 연장되어 "Π"자 형상과 같이 상면이 좌측 동체(110) 및 우측 동체(120)로부터 상방으로 이격되어 구비되도록 구성될 수도 있다. 그러나, 이에 한정하지 아니하고 좌측 동체(110)와 우측 동체(120)에 견고히 결합되고 하술할 감시 모듈(300) 및 컨트롤 박스가 수중에 잠기지 않도록 설치될 수 있는 구조이면 어느 것이든 가능하다.
이러한 쌍동선체(100)는 좌측 동체(110)와 우측 동체(120)가 유선형의 바닥면을 갖도록 형성되어서 물에 의한 저항력을 감소시켰다 하더라도 물에 닿는 면적이 넓을수록 저항력이 높아질수밖에 없다. 따라서, 쌍동선체(100)의 좌측 동체(110)와 우측 동체(120)가 물에 닿는 면적을 최소화시키기 위하여 수중익(200)이 구비된다.
수중익(200)은, 쌍동선체(100)에 결합되어 수중에 잠기며, 쌍동선체(100)가 추진력을 받아 진행할 때 물 속에서 양력을 발생시켜 상승한다. 이때, 결합된 쌍동선체(100) 역시 상승하게 되며, 결과적으로 좌측 동체(110)와 우측 동체(120)가 물에 닿는 면적을 최소화시키는 역할을 한다.
이러한 수중익(200)은 좌측 동체(110)에 결합되어 좌측 동체(110)의 하방으로 연장되는 좌익(210)과, 우측 동체(120)에 결합되어 우측 동체(120)의 하방으로 연장되는 우익(220)을 포함하여 구성된다.
좌익(210)은 좌측 동체(110)에 결합되어 좌측 동체(110)의 하방으로 연장될 때 좌측 동체(110)의 측면과 이격된 채 연장되며, 좌측 동체(110)의 측면 방향으로부터 좌측 동체(110)의 중심선 하방을 향하여 외향 만곡된 형태를 갖는다. 즉, 좌익(210)이 좌측 동체(110)의 좌측면을 이격된 채 감싸는 형상인 것이다. 이때, 좌익(210)의 상부 구조는 도면에 도시한 바와 같이 좌측 동체(110)로부터 수평하게 연장되나 이를 한정하는 것은 아니다.
이러한 좌익(210)은 물속에서의 진행 방향을 따라 그 단면의 형상이 유선형이면서도 비행기의 날개와 같이 상부가 하부보다 큰 곡률을 갖도록 형성되어서, 물속에서 진행시 상부 방향으로 양력이 발생되도록 구성된다.
우익(220)은 우측 동체(120)에 결합되어 우측 동체(120)의 하방으로 연장될 때 우측 동체(120)의 측면과 이격된 채 연장되며, 우측 동체(120)의 측면 방향으로부터 우측 동체(120)의 중심선 하방을 향하여 외향 만곡된 형태를 갖는다. 즉, 우익(220)이 우측 동체(120)의 우측면을 이격된 채 감싸는 형상인 것이다. 이때, 우익(220)의 상부 구조는 도면에 도시한 바와 같이 우측 동체(120)로부터 수평하게 연장되나 이를 한정하는 것은 아니다.
이러한 우익(220)은 물속에서의 진행 방향을 따라 그 단면의 형상이 유선형이면서도 비행기의 날개와 같이 상부가 하부보다 큰 곡률을 갖도록 형성되어서, 물속에서 진행시 상부 방향으로 양력이 발생되도록 구성된다.
그리고, 도 4 에 도시된 바와 같이, 좌익(210)과 우익(220)은 좌측 동체(110) 및 우측 동체(120)의 중심선까지만 형성되지 아니하고 쌍동선체(100)의 중심선까지 연장되어 좌익(210)과 우익(220)이 상호 연결될 수 있으며, 이를 통해 물의 저항 및 양력의 발생에 따른 변형을 최소화할 수 있게 된다.
또한, 좌익(210) 및 우익(220)은 쌍동선체(100)의 측면 외측으로 이격되어 구비되기 때문에, 파도의 울렁임에 의해 쌍동선체(100)가 한쪽 방향으로 기울어질 경우, 쌍동선체(100)의 측면 외측에 위치된 좌익(210) 또는 우익(220)의 면에서 양력이 발생하여 쌍동선체(100)의 자세를 즉각 바로잡을 수 있으므로, 전복의 위험을 상당 부분 배제할 수 있게 된다.
이러한 수중익(200)은 쌍동선체(100)의 중앙부를 기준으로 선수 방향과 선미 방향에 각각 하나씩 2개가 구비될 수 있으며, 또는 3개 이상으로 구성될수도 있다. 그리고, 수중익(200)은 쌍동선체(100)로부터 탈착 가능하게 구성되며, 이를 통해 쌍동선체(100)에 부속품을 추가 장착하는 경우 더 큰 양력을 발생시킬 수 있는 수중익(200)으로 교체하여 적용하는 것이 가능해진다. 이때, 처음부터 큰 양력을 발생시킬 수 있는 수중익(200)을 고정형으로 구성하지 않는 이유는, 수중익(200) 자체에도 물에 의한 저항력이 발생되기 때문에, 감시 모듈(300) 및 컨트롤 박스 등의 부속품이 장착된 상동선체를 수면 위로 부상시키거나 또는 수면과 맞닿는 면적을 최소화할 수 있는 양력을 발생시키는 것이 가능한 최소 스팩의 수중익(200)을 적용하는 것이 전력 효율이 높기 때문이다.
한편, 쌍동선체(100)를 전방으로 진행시키기 위하여 쌍동선체(100)의 좌측 동체(110)에 좌측 주 추진 장치(141)가 구비되고, 우측 동체(120)에 우측 주 추진 장치(142)가 구비된다.
좌측 주 추진 장치(141)는, 좌측 동체(110)의 선미에 결합되어 스크류가 수중에 잠기도록 구성되며, 구동시 좌측 동체(110)를 전방으로 진행시킨다. 이때, 좌측 주 추진 장치(141)의 스크류는 추진력을 잃지 않도록 좌측 동체(110)가 수중익(200)에 의해 상승되었을 때에도 수중에 잠길 수 있는 높이를 갖는 것이 바람직하다.
우측 주 추진 장치(142)는, 우측 동체(120)의 선미에 결합되어 스크류가 수중에 잠기도록 구성되며, 구동시 우측 동체(120)를 전방으로 진행시킨다. 이때, 우측 주 추진 장치(142)의 스크류는 추진력을 잃지 않도록 우측 동체(120)가 수중익(200)에 의해 상승되었을 때에도 수중에 잠길 수 있는 높이를 갖는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 무인 선박은 별도의 방향타 없이 진행 방향을 가변할 수 있는데, 이 때에는 좌측 주 추진 장치(141)와 우측 주 추진 장치(142)의 구동력을 서로 다르게 함으로써 이를 달성할 수 있다. 예를 들어 우측으로 진행하고자 할 때에는 좌측 주 추진 장치(141)의 구동력을 우측 주 추진 장치(142)의 구동력보다 강하게 하는 방식인 것이다.
이때, 좌측 주 추진 장치(141)와 우측 주 추진 장치(142)의 구동력 차이로만 선회하는 경우에는 선회 반경이 크게 형성되는 문제가 있을 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 좌측 동체(110)의 선수와 중앙부 사이에 결합되어 스크류가 수중에 잠기는 좌측 보조 추진 장치(151)와, 우측 동체(120)의 선수와 중앙부 사이에 결합되어 스크류가 수중에 잠기는 우측 보조 추진 장치(152)가 더 구비된다.
좌측 보조 추진 장치(151)는, 좌측 동체(110)의 선수와 중앙부 사이에 결합되어 스크류가 수중에 잠기도록 구성되며, 구동시 좌측 동체(110)를 전방으로 진행시킨다. 이때, 좌측 보조 추진 장치(151)의 스크류는 추진력을 잃지 않도록 좌측 동체(110)가 수중익(200)에 의해 상승되었을 때에도 수중에 잠길 수 있는 높이를 갖는 것이 바람직하다.
우측 보조 추진 장치(152)는, 우측 동체(120)의 선수와 중앙부 사이에 결합되어 스크류가 수중에 잠기도록 구성되며, 구동시 우측 동체(120)를 전방으로 진행시킨다. 이때, 우측 보조 추진 장치(152)의 스크류는 추진력을 잃지 않도록 우측 동체(120)가 수중익(200)에 의해 상승되었을 때에도 수중에 잠길 수 있는 높이를 갖는 것이 바람직하다.
이 경우, 우측으로 선회하고자 할 때 좌측 주 추진 장치(141)의 추진력을 우측 주 추진 장치(142)의 추진력보다 강하게 형성함과 동시에, 좌측 보조 추진 장치(151)의 추진력을 우측 보조 추진 장치(152)의 추진력보다 강하게 형성하면, 쌍동선체(100)의 선회 반경을 감소시킬 수 있게 되고, 이에 따라 민첩한 기동이 가능해지게 된다.
그리고, 이러한 좌측 주 추진 장치(141), 우측 주 추진 장치(142), 좌측 보조 추진 장치(151), 우측 보조 추진 장치(152)의 구동력은 제어부에 의해 결정된다.
감시 모듈(300)은, 송수파기(310)가 구비되어서 송수파기(310)로부터 수중에 음파를 방출하고, 반사되어 되돌아온 음파를 수신하여 수중을 확인하거나, 또는 선박위에 설치된 카메라로 수상을 감시할 수 있도록 하는 역할을 하며, 이를 위하여 브릿지 프레임(130)에 결합되어서 송수파기(310)가 수중에 잠기도록 구성된다.
즉, 감시 모듈(300)은 수중에 위치되는 송수파기(310)와, 송수파기(310)를 고정하는 지지 로드(330)가 가장 기본적인 구성이며, 지지 로드(330)가 브릿지 프레임(130)에 결합되고, 하방으로 연장되어서 그 하단에 송수파기(310)가 결합되는 구조를 가질 수 있다. 또한 선박위에 노출된 카메라로부터 영상을 촬영하여 불법조업이나 항만 감시 등을 할 수 있다.
그러나, 이러한 경우 송수파기(310)가 탐지할 수 있는 범위가 한정적이고, 탐지 범위를 가변하기 위해서는 쌍동선체(100)를 선회시켜야하는 불편함이 있을 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 감시 모듈(300)이 송수파기(310)의 방향 및 각도를 가변할 수 있는 구조로 구성되어 보다 다양한 범위를 쌍동선체(100)의 선회 없이 탐지할 수 있도록 구성된다.
이를 위하여 감시 모듈(300)은, 연직 방향의 회전축을 갖도록 회전되는 회전판(320)과, 회전판(320)에 결합되어 하방으로 연장되고 그 하단이 송수파기(310)의 제1지점에 힌지 결합되는 지지 로드(330)와, 회전판(320)에 결합되는 승강 장치(341)와, 승강 장치(341)에 결합되어 하방으로 연장되고 그 하단이 송수파기(310)의 제2지점에 힌지 결합되어서 승강 장치(341)에 의해 승강될 때 송수파기(310)의 각도를 가변시키는 승강 로드(340)를 포함하여 구성된다.
회전판(320)은, 연직 방향의 회전축을 갖도록, 즉, 수평 방향으로 회전되도록 구성되며, 그 하단에 지지 로드(330)와 승강 장치(341)가 결합된다. 이러한 회전판(320)은 송수파기(310)를 횡방향으로 회전시키는 역할을 하며, 쌍동선체(100)를 선회시키지 않아도 송수파기(310)로 하여금 여러 방향을 감시할 수 있는 효과를 갖게 한다. 이러한 회전판(320)은 회전 모터(321)로부터 동력을 제공받아 회전되며, 송수파기(310)의 신호선이 꼬이지 않도록 무한 회전이 제한된 형태로 구성될 수 있으나, 자동차의 클럭 스프링과 같은 연결 부자재를 활용할 경우 신호선이 꼬일 우려가 없으므로 무한 회전이 가능한 형태로도 구성될 수 있다.
지지 로드(330)는 회전판(320)으로부터 송수파기(310)를 연결 지지하여 송수파기(310)가 회전판(320)의 회전에 따라 바라보는 방향이 가변될 수 있도록 하는 역할을 하며, 이를 위하여 상단이 회전판(320)의 하단에 결합되고 하단이 송수파기(310)의 일측에 결합된다. 이때, 송수파기(310)의 탐지 범위를 횡 방향이 아닌 종 방향으로 가변할 수 있도록 지지 로드(330)와 송수파기(310)가 힌지 결합되도록 구성할 수 있다.
이때 지지 로드(330) 단독으로는 송수파기(310)를 단순히 회동 가능하게 결합하고 있을 뿐이어서, 송수파기(310)의 각도를 가변시키고, 가변된 각도를 유지시킬 수 있도록 승강 장치(341) 및 승강 로드(340)가 더 구비된다.
승강 로드(340)는, 그 상단이 승강 장치(341)의 하단에 결합되어 승강 장치(341)의 구동에 따라 상하로 승강되도록 구성되며, 하단이 송수파기(310)에 힌지 결합되어 송수파기(310)의 각도가 가변될 수 있도록 한다. 이때, 송수파기(310)의 각도를 가변하고 가변된 각도를 유지하기 위해서는, 도 5 와 같이 지지 로드(330)가 결합된 지점을 제1지점이라 할 때 제1지점과 이격된 제2지점에 승강 로드(340)가 결합되는 것이 바람직하다.
이러한 송수파기(310)로부터 탐지된 신호는 신호선을 거쳐 제어부에 제공된다.
상술한 감시 모듈(300)의 송수파기(310)는 탐지 방향에 기포 등이 발생할 경우 신호에 잡음이 섞이기 때문에 수중익(200) 및 좌우측 보조 추진 장치(151, 152)보다 선수 방향으로 위치되는 것이 바람직하다.
본 발명은 감시와 정찰을 단독으로 또는 함께 사용하나, 하나의 단어만 사용하여도 감시, 정찰 또는 탐지의 혼합된 의미로 사용한다. 본 발명에서 감시와 정찰의 대상은 어군 탐지, 수중 지형탐지, 항만, 불법 조업, 긴급 조난이 될 수 있다. 이중에서 수중이 아닌 수상을 감시하는 경우에는 감시 모듈(300)이 쌍동선체(100) 또는 수중익(200)의 상부로 돌출되게 감시 카메라(미도시)를 부착하여 사용한다.
이때 감시 카메라는 수상에 노출되는 어떤 구성에 부착되어도 가능하나, 쌍동선체(100) 또는 수중익(200)의 상부가 바람직하다.
컨트롤 박스는, 좌측 주 추진 장치(141), 우측 주 추진 장치(142), 좌측 보조 추진 장치(151), 우측 보조 추진 장치(152)의 구동력을 결정하고, 감시 모듈(300)로부터 전송된 데이터를 통신 모듈을 통해 외부로 전송하는 제어부와, 좌측 주 추진 장치(141), 우측 주 추진 장치(142), 좌측 보조 추진 장치(151), 우측 보조 추진 장치(152), 감시 모듈(300), 제어부에 구동 전원을 공급하는 배터리를 포함하여 구성된다.
본 발명의 무인 선박은 해상에서 주로 활동하는 만큼 제어부의 기판과 배터리를 외부의 해수로부터 보호하기 위하여 컨트롤 박스는 방수 기능이 구비되는 것이 바람직하다. 이때, 외부로 탐지(감시) 신호를 전송하고 외부로부터 경로 정보 등을 제공받기 위한 안테나(미도시)가 컨트롤 박스의 외측면 외측으로 노출될 수 있다.
한편, 컨트롤 박스의 상면에는 배터리에 충전 전원을 공급하는 태양광 발전 모듈이 구비된다. 태양광 발전 모듈은 태양광을 이용하여 전력을 생성하여 배터리에 공급하며, 필요에 따라 컨트롤 박스 상면 뿐만 아니라 쌍동선체(100)의 상면에도 배치될 수 있다.
컨트롤 박스에는 가속도 센서, 자이로 센서, 지자계 센서, GPS 센서 중 하나 이상을 포함하는 센서 모듈이 구비된다. 이러한 센서 모듈의 측정값은 무인 선박의 현재 위치를 측정하는데 활용되며, 제어부는 센서 모듈의 측정값을 입력받아 현재 위치를 계산하고, 계산된 현재 위치 정보와 이동하고자 하는 위치 정보를 토대로 좌측 주 추진 장치(141), 우측 주 추진 장치(142), 좌측 보조 추진 장치(151) 또는 우측 보조 추진 장치(152)의 구동력을 결정하여 제어 신호를 생성한다.
제어부는, 모선으로부터 감시를 위한 경로가 기 지정되어 저장되며, 이 경로를 따라 운행하며 감시 대상을 탐색한다. 이때 감시를 위한 경로는 모선으로부터 실시간으로 수정되어 적용될 수 있다. 또한, 제어부는 감시 중 불법 어로, 조난 또는 어군이 있는 것으로 추정되는 방향이 탐지되는 경우, 해당 방향으로 쌍동선체를 선회시켜 감시 대상의 유무를 더욱 확실히 탐지할 수 있도록 스스로 경로를 수정할 수 있다. 그리고, 감시 대상이 아닌 것으로 판별되면 다시 원래의 경로로 되돌아와 지정된 경로를 따라 감시(탐색)을 재개한다. 제어부로부터 전송된 감시 데이터는 통신 모듈을 통해 모선으로 전송되며, 모선에 구비된 디스플레이 장치를 통해 가시적으로 표출된다.
이러한 구성으로 인하여, 모선이 업무을 실시하는 도중 본 발명의 무인 선박이 미리 감시 대상의 위치를 탐색할 수 있으므로, 모선이 직접 감시 대상을 찾으면서 이동하는 시간을 단축할 수 있어 불필요한 시간 소비를 방지할 수 있게 되며, 또한, 감시단 전체가 감시 대상을 찾기 위해 이동하면서 소모하는 유류비를 절감할 수 있게 된다.
상술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 쌍동선의 형태를 갖는 쌍동선체(100)에 수중익(200)을 설치하여 안정적이고 전력 효율이 높은 이동이 가능하며, 따라서 보다 넓은 지역을 감시할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 태양광 발전 모듈이 구비되어 배터리를 충전함으로써 감시 시간을 더욱 연장할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 수중익(200)이 쌍동선체(100)의 외측으로 이격되어 연장된 형태를 갖음으로써 파도에 의해 울렁일때에도 전복의 위험 없이 용이하게 자세를 바로잡을 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 수중익(200)의 좌익(210)과 우익(220)이 쌍동선체(100)의 하방에서 상호 연결됨으로써 물의 저항 및 양력에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 수중익(200)이 쌍동선체(100)로부터 탈착 가능하게 구비됨으로써, 쌍동선체(100)에 탑재되는 구성품의 무게에 따라 적절한 크기의 수중익(200)으로 교체하여 적용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 송수파기(310)를 횡방향 및 종방향으로 회전 가능하도록 구성됨으로써, 쌍동선체(100)를 선회시키지 않아도 진행 방향 주변을 탐지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 보조 추진 장치가 구비됨으로써 선회 반경을 축소하여 신속한 방향 전환이 가능한 효과가 있다.
100 : 쌍동선체 110 : 좌측 동체
120 : 우측 동체 130 : 브릿지 프레임
141 : 좌측 주 추진 장치 142 : 우측 주 추진 장치
151 : 좌측 보조 추진 장치 152 : 우측 보조 추진 장치
200 : 수중익 210 : 좌익
220 : 우익
300 : 감시 모듈 310 : 송수파기
320 : 회전판 321 : 회전 모터
330 : 지지 로드 340 : 승강 로드
341 : 승강 장치
400 : 컨트롤 박스

Claims (7)

  1. 장형의 부력체로 구성된 좌측 동체와, 상기 좌측 동체와 평행하게 이격되며 상기 좌측 동체와 동일한 형상으로 구성된 우측 동체와, 상기 좌측 동체와 상기 우측 동체를 이어 고정하는 브릿지 프레임을 포함하는 쌍동선체;
    상기 좌측 동체에 결합되어 상기 좌측 동체의 하방으로 연장되는 좌익과, 상기 우측 동체에 결합되어 상기 우측 동체의 하방으로 연장되는 우익을 포함하는 수중익;
    상기 좌측 동체의 선미에 결합되어 스크류가 수중에 잠기는 좌측 주 추진 장치;
    상기 우측 동체의 선미에 결합되어 스크류가 수중에 잠기는 우측 주 추진 장치;
    상기 쌍동선체 또는 수중익위에 장착된 카메라 또는 상기 브릿지 프레임에 결합되어 송수파기가 수중에 잠기도록 구비되는 감시 모듈;
    상기 브릿지 프레임에 결합되며, 상기 좌측 주 추진 장치, 상기 우측 주 추진 장치의 구동력을 결정하고, 상기 감시 모듈로부터 전송된 데이터를 통신 모듈을 통해 외부로 전송하는 제어부와, 상기 좌측 주 추진 장치, 상기 우측 주 추진 장치, 상기 감시 모듈, 상기 제어부에 전원을 공급하는 배터리를 포함하는 컨트롤 박스;를 포함하되,
    상기 컨트롤 박스는, 가속도 센서, 자이로 센서, 지자계센서, GPS 센서 중 하나 이상을 포함하는 센서 모듈이 구비되고,
    상기 제어부는, 상기 센서 모듈의 측정값을 입력받아 현재 위치 정보를 계산하고, 계산된 현재 위치 정보와 이동하고자 하는 위치 정보를 토대로 상기 좌측 주 추진 장치 또는 상기 우측 주 추진 장치의 구동력을 결정하며;

    상기 감시 모듈은,
    연직 방향의 회전축을 갖도록 회전되는 회전판;
    상기 회전판에 결합되어 하방으로 연장되고 그 하단이 상기 송수파기의 제1지점에 힌지 결합되는 지지 로드;
    상기 회전판에 결합되는 승강 장치;
    상기 승강 장치에 결합되어 하방으로 연장되고 그 하단이 상기 송수파기의 제2지점에 힌지 결합되며, 상기 승강 장치에 의해 상하 방향으로 승강되어 상기 송수파기의 각도를 가변시키는 승강 로드;를 포함하는
    감시정찰용 무인 선박.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤 박스의 상면에 구비되어 태양광을 이용하여 전력을 생성하여 상기 배터리의 충전 전원을 공급하는 태양광 발전 모듈;을 포함하는 감시정찰용 무인 선박.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수중익은,
    상기 좌익은 상기 좌측 동체의 측면과 이격되어 상기 좌측 동체의 측면 방향으로부터 상기 좌측 동체의 중심선 하방을 향하여 외향 만곡되고,
    상기 우익은 상기 우측 동체의 측면과 이격되어 상기 우측 동체의 측면 방향으로부터 상기 우측 동체의 중심선 하방을 향하여 외향 만곡되는 감시정찰용 무인 선박.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 수중익은, 상기 좌익과 상기 우익이 상기 쌍동선체의 하방 수중에서 상호 연결되는 감시정찰용 무인 선박.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 수중익은, 상기 쌍동선체의 길이 방향으로 상호 이격되게 복수로 구비되며, 상기 쌍동선체로부터 탈착 가능하게 구성되는 감시정찰용 무인 선박.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 좌측 동체의 선수와 중앙부 사이에 결합되어 스크류가 수중에 잠기는 좌측 보조 추진 장치;
    상기 우측 동체의 선수와 중앙부 사이에 결합되어 스크류가 수중에 잠기는 우측 보조 추진 장치;를 포함하되,
    상기 제어부는, 계산된 현재 위치 정보와 이동하고자 하는 위치 정보를 토대로 상기 좌측 주 추진 장치, 상기 우측 주 추진 장치, 상기 좌측 보조 추진 장치 또는 상기 우측 보조 추진 장치의 구동력을 결정하는 감시정찰용 무인 선박.
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