KR102488040B1 - Tangle Prevention Apparatus of umbilical cable using underwater - Google Patents
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Abstract
수중드론을 이용한 엄빌리컬 케이블의 엉킴 방지 장치가 개시된다. 본 발명은 상단에 엄빌리컬 케이블의 일단이 결합된 수중드론이 수면 아래에서 작업할때, 상기 엄빌리컬 케이블의 엉킴을 방지하는 장치에 있어서, 내부에는 상기 수중드론에 전원을 공급하도록 하기 위한 전력공급 케이블과 상기 수중드론과 데이터를 송수신하기 위한 데이터 케이블이 내장되는 하우징으로 이루어지는 엄블리컬 케이블과 상기 하우징과 연결되며, 하단은 상기 수중드론의 상단에 결합되어 상기 엄블리컬 케이블을 선택적으로 조절하는 케이블 조절장치과 상기 수중드론 상에 구비되어 일측이 상기 인장 스프링과 연결되며, 상기 수중드론의 이동에 따라 사전에 설정된 범위내에서 이동 가능하도록 구성되는 슬라이딩부와 상기 하우징의 외주에 결합되어 중성 부력을 유지하고 상기 전력공급 케이블, 상기 데이터 케이블을 보호하는 부력체와 상기 슬라이딩부의 위치를 감지하여 기 설정된 기준값과 비교하여 변화된 위치정보를 도출하는 감지장치와 상기 케이블 조절장치은 상기 감지장치에서 감지된 상기 슬라이딩부의 위치에 따라 상기 케이블의 텐션이 일정범위 내에서 유지할수 있도록 상기 엄블리컬 케이블을 감거나 풀어 주어 꼬임을 방지하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 출원에 의한 성과물은 부산광역시의 대학혁신연구단지 조성사업 중 "동명대학교 대학혁신연구단지 조성산업" 지원으로 수행되었다. An apparatus for preventing tangling of an umbilical cable using an underwater drone is disclosed. The present invention is a device for preventing entanglement of an umbilical cable when an underwater drone to which one end of an umbilical cable is coupled to the upper end works below the surface of the water, inside to supply power to the underwater drone An umblical cable consisting of a housing in which a power supply cable and a data cable for transmitting and receiving data to and from the underwater drone are embedded is connected to the housing, and the lower end is coupled to the upper end of the underwater drone to selectively connect the umblical cable. A cable adjusting device for adjusting and a sliding part provided on the underwater drone, one side connected to the tension spring, and configured to be movable within a preset range according to the movement of the underwater drone, and a neutral coupled to the outer circumference of the housing A sensing device that maintains buoyancy and detects the positions of the buoyancy body and the sliding part that protects the power supply cable and the data cable and compares them with a preset reference value to derive changed positional information and the cable adjusting device are detected by the sensing device. and preventing twisting by winding or unwinding the umbilical cable so that the tension of the cable can be maintained within a certain range according to the position of the sliding part.
The result of this application was carried out with the support of "Tongmyong University University Innovation Research Complex Creation Industry" among the University Innovation Research Complex creation projects of Busan Metropolitan City.
Description
본 발명은 수중드론 등을 이용한 수중 작업 시, 엄빌리컬 케이블(Umbilical Cable)의 엉킴을 방지하여 원활한 작업을 이룰수 있도록 하기 위한 수중드론을 이용한 엄빌리컬 케이블의 엉킴 방지장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for preventing entanglement of an umbilical cable using an underwater drone to prevent entanglement of an umbilical cable during underwater work using an underwater drone or the like to achieve smooth operation.
엄빌리컬 케이블은 해양 플랜트 공학에 사용되는 복합케이블로 정의되며, 해양 플랜트, 에너지 탐사 및 시추, 무인잠수정 또는 수중드론용 등으로 사용된다.Umbilical cables are defined as composite cables used in marine plant engineering, and are used for marine plants, energy exploration and drilling, unmanned submersibles or underwater drones.
이와 같은 엄빌리컬 케이블은 수중 해양장비와 연결되어 전원 및 유압을 공급하거나 장비를 제어하고 장비의 상태 신호를 주고받는 역할을 한다. Such an umbilical cable is connected to the underwater marine equipment to supply power and hydraulic pressure, control the equipment, and send and receive state signals of the equipment.
특히, 수중드론을 이용할 때 사용되는 엄빌리컬 케이블은 주지하다시피, 동적인 움직임이 많기 때문에 엉킴 및 손상이 많이 발생함에 따라 손상을 줄이기 위해 수중드론에 가까운 엄빌리컬 케이블의 한 지점에 부이(Buoy)를 달아서 엄빌리컬 케이블에 적절한 장력을 유지하도록 하는 방법을 사용하기도 한다. In particular, as is well known, the umbilical cable used when using underwater drones has a lot of dynamic movement, so a lot of tangles and damages occur. A buoy is attached to maintain proper tension on the umbilical cable.
그러나, 상기 부이의 위치가 고정되어 있어 무인잠수정이 수면 가까이에서 유영(遊泳)하는 경우 또는 인양 및 진수 시 부이가 수면 위로 뜨는 현상이 발생함에 따라 엄빌리컬 케이블의 늘어짐이나 엉키는 현상을 발생시켜 작업에 지장을 끼치는 경우가 종종 발생하여 작업을 하는데 있어 애로사항이 많았었다.However, since the position of the buoy is fixed, when the unmanned submersible swims near the water surface or when the buoy floats on the surface of the water during lifting and launching, the umbilical cable is stretched or tangled, resulting in work There were often cases that interfered with the work, and there were many difficulties in working.
따라서, 본 발명은 수중드론 등을 통하여 엄빌리컬 케이블을 연결시킬 경우, 엄빌리컬 케이블을 일정 위치에서 이탈되는 것을 방지하고, 손상되는 것을 방지할 수 있는 수중드론을 이용한 엄빌리컬 케이블 엉킴방지장치를 제공할 수 있는 것을 목적으로 한다. Therefore, the present invention is an umbilical cable entanglement prevention using an underwater drone that can prevent the umbilical cable from being separated from a certain position and from being damaged when the umbilical cable is connected through an underwater drone, etc. It aims to be able to provide a device.
또한, 수중드론에 연결된 케이블의 길이를 상기 수중드론의 움직임에 따라 조절함으로써 케이블에 일정 텐션을 유지시켜 꼬임을 방지할 수 있는 수중드론을 이용한 엄빌리컬 케이블 엉킴방지장치를 제공할 수 있는 것을 목적으로 한다. In addition, by adjusting the length of the cable connected to the underwater drone according to the movement of the underwater drone, it is possible to provide an umbilical cable tangle prevention device using an underwater drone that can prevent twisting by maintaining a constant tension on the cable. to be
이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 상단에 엄빌리컬 케이블의 일단이 결합된 수중드론이 수면 아래에서 작업할때, 상기 엄빌리컬 케이블의 엉킴을 방지하는 장치에 있어서, 내부에는 상기 수중드론에 전원을 공급하도록 하기 위한 전력공급 케이블과 상기 수중드론과 데이터를 송수신하기 위한 데이터 케이블이 내장되는 하우징으로 이루어지는 엄블리컬 케이블과 상기 하우징과 연결되며, 하단은 상기 수중드론의 상단에 결합되어 상기 엄블리컬 케이블을 선택적으로 조절하는 케이블 조절장치과 상기 수중드론 상에 구비되어 일측이 상기 인장 스프링과 연결되며, 상기 수중드론의 이동에 따라 사전에 설정된 범위내에서 이동 가능하도록 구성되는 슬라이딩부와 상기 하우징의 외주에 결합되어 중성 부력을 유지하고 상기 전력공급 케이블, 상기 데이터 케이블을 보호하는 부력체와 상기 슬라이딩부의 위치를 감지하여 기 설정된 기준값과 비교하여 변화된 위치정보를 도출하는 감지장치와 상기 케이블 조절장치은 상기 감지장치에서 감지된 상기 슬라이딩부의 위치에 따라 상기 케이블의 텐션이 일정범위 내에서 유지할수 있도록 상기 엄블리컬 케이블을 감거나 풀어 주어 꼬임을 방지하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다. In order to solve this problem, the present invention is a device for preventing the entanglement of the umbilical cable when the underwater drone to which one end of the umbilical cable is coupled to the top works under the water surface, inside the underwater drone An umbilical cable composed of a housing in which a power supply cable for supplying power and a data cable for transmitting and receiving data to and from the underwater drone are connected to the housing, and the lower end is coupled to the upper end of the underwater drone to A cable adjusting device for selectively adjusting the blical cable, a sliding part provided on the underwater drone, one side connected to the tension spring, and configured to be movable within a preset range according to the movement of the underwater drone, and the housing The sensing device coupled to the outer circumference of the sensor and the cable adjusting device for maintaining neutral buoyancy and detecting the positions of the buoyancy body and the sliding part for protecting the power supply cable and the data cable and comparing them with a preset reference value to derive changed positional information and preventing twisting by winding or unwinding the umbilical cable so that the tension of the cable can be maintained within a certain range according to the position of the sliding part detected by the sensing device.
또한, 상기 수중드론에는 상기 엄빌리컬 케이블의 상태를 촬영하여 디스플레이부로 전송하는 영상촬영장치가 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.In addition, it is characterized in that the underwater drone is further formed with an image photographing device for photographing the state of the umbilical cable and transmitting it to the display unit.
또한, 상기 감지장치는 상기 슬라이딩부의 위치를 감지하는 감지부와 상기 감지부에서 감지된 상기 슬라이딩부의 위치와 상기 기준값을 비교하여 위치 변화량을 측정하는 감지장치 제어부와 상기 실린더 내부에서 적어도 하나 이상 구비되어 상기 슬라이딩부가 상기 기준값에 해당하는 초기 위치로 복귀하도록 복원력을 제공하는 복원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.In addition, the sensing device is provided with a sensing unit for detecting the position of the sliding unit, a sensing unit control unit for measuring the amount of change in position by comparing the position of the sliding unit detected by the sensing unit with the reference value, and at least one inside the cylinder, It is characterized in that it includes a restoring unit providing a restoring force so that the sliding unit returns to an initial position corresponding to the reference value.
그리고, 상기 감지장치 제어부는 상기 엄빌리컬 케이블을 통하여 상기 수중드론에 장착된 수중드론 제어부와 전기적으로 연결되며, 상기 수중드론 제어부는 상기 엄빌리컬 케이블과 연결되어 전원을 인가받되 상기 수중드론이 작동하기 위한 전원을 모터에 인가하는 DC-DC 컨버터와 상기 모터와 연결되는 전원이 충전된 배터리 및 상기 엄빌리컬 케이블과 상기 DC-DC 컨버터 간의 전원 인가 여부를 판단하되 상기 DC-DC 컨버터에 전원이 인가되지 않으면 상기 배터리의 충전 전원을 상기 모터에 인가시키는 디바이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.In addition, the sensing device control unit is electrically connected to the underwater drone control unit mounted on the underwater drone through the umbilical cable, and the underwater drone control unit is connected to the umbilical cable to receive power while the underwater drone It is determined whether or not power is applied between the DC-DC converter for supplying power for operation to the motor, the battery charged with the power connected to the motor, the umbilical cable, and the DC-DC converter, but the power is supplied to the DC-DC converter. It is characterized in that it comprises a divider for applying the charging power of the battery to the motor when this is not applied.
따라서, 본 발명은 수중드론과 연결되는 엄빌리컬 케이블의 장력을 제어하여 엄빌리컬 케이블의 엉킴 현상을 방지되는 효과가 있는 엄빌리컬 케이블의 엉킴방지장치을 제공할 수 있는 효과가 있는 것이다. Therefore, the present invention has the effect of providing an anti-tangle device for an umbilical cable having an effect of preventing the entanglement of the umbilical cable by controlling the tension of the umbilical cable connected to the underwater drone.
도 1a는 본 발명에 의한 수중드론을 이용한 엄빌리컬 케이블 엉킴방지장치의 구성도.
도 1b는 영상촬영장치를 이용한 촬상과정을 나타내는 블록도.
도 2는 엄빌리컬 케이블의 구조도.
도 3은 엄빌리컬 케이블의 단면도.
도 4는 감지장치의 구성도.
도 5는 수중드론이 전방으로 전진하는 상태를 나타낸 도면.
도 6은 상기 도 5에서 감지장치의 내부 변화를 나타낸 도면.
도 7은 수중드론이 후방으로 후진하는 상태를 나타낸 도면.
도 8은 상기 도 7에서 감지장치의 내부 변화를 나타낸 도면.
도 9는 수중드론의 내부 블록도. Figure 1a is a block diagram of an umbilical cable entanglement prevention device using an underwater drone according to the present invention.
1B is a block diagram illustrating an imaging process using an imaging device;
2 is a structural diagram of an umbilical cable;
3 is a cross-sectional view of an umbilical cable;
4 is a configuration diagram of a sensing device;
5 is a view showing a state in which the underwater drone moves forward.
6 is a view showing internal changes of the sensing device in FIG. 5;
7 is a view showing a state in which the underwater drone moves backward.
8 is a view showing internal changes of the sensing device in FIG. 7;
9 is an internal block diagram of an underwater drone.
이하에서는 본 발명의 양호한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시가 되더라도 가능한 한 동일 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to components of each drawing, it should be noted that the same components have the same numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위하여 사용된 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현도 의미하는 것임을 미리 밝혀두고자 한다. In addition, since the terms used in this application are only used to describe specific embodiments, it is not intended to limit the present invention, and it is clear in advance that a singular expression also means a plurality of expressions unless the context clearly indicates otherwise. want to leave
도 1a는 본 발명에 의한 수중드론을 이용한 엄빌리컬 케이블 엉킴방지장치의 구성도이고, 도 1b는 영상촬영장치를 이용한 촬상과정을 나타내는 블록도이고, 도 2는 엄빌리컬 케이블의 구조도이고, 도 3은 엄빌리컬 케이블의 단면도이고, 도 4는 감지장치의 구성도이고, 도 5는 수중드론이 전방으로 전진하는 상태를 나타낸 도면이고, 도 6은 상기 도 5에서 감지장치의 내부 변화를 나타낸 도면이고, 도 7은 수중드론이 후방으로 후진하는 상태를 나타낸 도면이고, 도 8은 상기 도 7에서 감지장치의 내부 변화를 나타낸 도면이고, 도 9는 수중드론 내부 블록도이다. Figure 1a is a configuration diagram of an umbilical cable entanglement prevention device using an underwater drone according to the present invention, Figure 1b is a block diagram showing an imaging process using an image capture device, Figure 2 is a structural diagram of an umbilical cable, 3 is a cross-sectional view of an umbilical cable, FIG. 4 is a configuration diagram of a sensing device, FIG. 5 is a view showing a state in which an underwater drone moves forward, and FIG. 6 shows internal changes of the sensing device in FIG. 7 is a view showing a state in which the underwater drone moves backward, FIG. 8 is a view showing the internal change of the sensing device in FIG. 7, and FIG. 9 is an internal block diagram of the underwater drone.
도 1a를 참조하면, 본 발명은 상기 수중드론(100) 상단에 엄빌리컬 케이블(C)의 일단이 결합되어, 바다 또는 강 등과 같은 수면이 존재하는 지역에서 수중드론(100)을 이용하여 작업을 할 때, 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 엉킴을 방지하는 장치이다. Referring to FIG. 1A, in the present invention, one end of the umbilical cable (C) is coupled to the top of the
상기 수중드론(100)은 일정한 외형을 이루는 몸체 및 상기 몸체에 구비되며 수중에서 조향 및 주행을 조절하는 동작부(미도시)로 이루어지는 공지의 것으로서, 수중드론(100)의 본체는 전체를 감싸며 적어도 일부에 하나 이상의 스러스터(thruster)를 구비하여 내부의 공간에 전자기기, 탐사기기, 배터리 등 다양한 구성이 수용되며, 외부에서의 전기적 신호를 전달받는 경우 이를 수신하기 위한 별도의 설비도 추가적으로 구비될 수 있다. The
또한, 상기 수중드론(100)에는 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 상태를 감시하는 영상촬영장치(120)가 구비되어, 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 영상을 촬영하여 상태를 실시간으로 관리자의 모니터인 디스플레이부(300)에 전송하는 역할을하는 것이다. In addition, the
이하에서는 도 1b를 참조하여, 상기 영상촬영장치(120)를 이용한 엄빌리컬 케이블(C)을 촬영하는 작업을 하여, 상기 디스플레이부(300)로 전달하는 것에 관하여 설명하기로 한다. Hereinafter, with reference to FIG. 1B , an operation of photographing the umbilical cable (C) using the
그 구성은 영상촬영장치(120), 제어부(200), 데이터 저장부(250), 디스플레이부(300)로 이루어진다. Its configuration consists of an
상기 영상촬영장치(120)는 감시영역을 촬영하는 감시카메라가 내부에 구비되는 것으로서, 후술할 제어부(200)에 의하여 회전(Pan) 및 틸트(Tilt)되며, 엄빌리컬 케이블(C)의 임의의 영역을 촬영 가능하게 한다. The
상기 영상촬영장치(120)에는 특정 감시영역을 촬영하는 고배율 줌 카메라(121)와 상기 특정 감시영역을 포함한 주변을 촬영하는 광각 카메라(122)가 듀얼로 구성되는 촬상부를 가진 형태로 구성된다. The
상기 2대의 감시카메라가 영상촬영장치(120)내에 위치하여 2개의 영상을 디스플레이부(300)로 표시하게 된다. 이때, 상기 고배율 줌 카메라(121)는 엄빌리컬 케이블(C)의 움직임이 많이 발생하는 곳을 집중 감시하도록 하여 영역 고화질로 촬영하며, 상기 광각 카메라(122)는 상기 고배율 줌 카메라(121)보다 상대적으로 낮은 화질 즉, 엄빌리컬 케이블(C)의 꼬임등의 발생을 인식할 수 있을 정도의 화질로 상기 고배율 줌 카메라(121)가 촬영하는 영역을 포함한 주변영역(이하, '전체영역'이라 함.)을 촬영하게 된다. 이로 인하여, 집중적인 감시영역 뿐만 아니라 집중 감시 영역의 외부에서 발생하는 상황을 파악할 수 있게 되어 효율적인 모니터링이 가능하게 되는 것이다. The two surveillance cameras are located in the
또한, 상기 영상촬영장치(120)의 내부에는 촬상부에 해당하는 고배율 줌 카메라(121)와 광각 카메라(122)로부터 촬영된 영상을 병합하여 출력하는 영상처리부(123)가 구비되는 것이 특징이다. 상기 영상처리부(123)는 상기 영상촬영장치(120)의 내부에서 상기 고배율 줌 카메라(121)와 광각 카메라(122)에 각 연결 설치되어, 촬영된 영상을 큰 화면과 작은 화면으로 이루어지는 PIP(Picture In Picture) 영상으로 출력하는 것으로서, 상기 고배율 줌 카메라(121)에서 촬영된 영상은 큰 화면으로 출력하며, 광각 카메라(122)에서 촬영된 영상은 작은 화면으로 출력하도록 구성된다. 이로 인하여, 통제실에 위치하는 관리자가 집중감시영역에서 발생하는 사건을 큰 화면의 고화질로 세밀하게 확인하는 것이 가능하며, 전체영역은 작은 화면을 통하여 사건 발생여부를 식별하는 것이 가능하게 되는 것이다.In addition, the
한편, 상기 고배율 줌 카메라(121)는 상기 영상촬영장치(120)의 내부에서 별도로 Pan/Tilt/Zoom 기능이 구현되도록 하여 전체 영역에서 엄빌리컬 케이블(C)을 모니터링하여 상기 엄빌리컬 케이블(C)이 이상발생시, 관리자 등에 의하여 이상 발생 영역으로 회동하여 이상 발생 영역을 촬영하도록 구성되는 것이 바람직하다. On the other hand, the high-
또한, 상기 영상처리부(123)는 촬영된 영상신호에 현재 날짜, 시간, 감시지역명을 포함하는 문자신호를 중첩하여 디스플레이부(300)에 표시하는 OSD장치(객체 저장 장치)가 구비되어, 해당 지역에서 특정일 또는 특정시간에 발생한 각종 이상발생 현상을 정확하게 확인할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. In addition, the
또한, 상기 영상처리부(123)는 영상촬영장치(120) 내에 상기 고배율 줌 카메라(121)와 광각 카메라(122)와 함께 위치함으로써, 촬영된 영상신호를 처리하여 엄비리컬 케이블(C)을 통하여 DVR(Digital Video Recorder)로 전송하게 되므로, 각각의 카메라에 연결되는 케이블 수를 감소하는 것이 가능하게 되며, 각각의 카메라마다 채널(CH)을 할당할 필요가 없게 되므로, 작업시간 단축 및 비용절감이 가능하게 된다. In addition, the
영상촬영장치(120)에는 상기 영상처리부(123)를 통해 출력된 감시영역에 대한 영상신호를 제어부(200)로 전송하는 통신부(124)가 구비되는 것이 바람직하다. It is preferable that the
상기 제어부(200)는 상기 고배율 줌 카메라(121)와 광각 카메라(122)의 팬/틸트/줌(Pan/Tilt/Zoom)제어 및 영상처리부(123)의 동작을 제어하며, 후술할 데이터저장부(250)에 저장된 데이터를 이용, 상기 통신부(124)와 통신하며 상기 상기 고배율 줌 카메라(121)와 광각 카메라(122)의 수평(Pan)기준각, 수직(Tilt)기준각, 줌 상태를 조절하게 되며, 상기 영상처리부(123)에서 촬영된 촬영영상을 디스플레이부(300)에 표시하게 된다. The
상기 디스플레이부(300)는 상기 영상촬영장치(120)와 연결되어 상기 영상처리부(123)로부터 제공되는 각각의 출력영상을 화면에 표시하는 것으로서, 상기 고배율 줌 카메라(121)에서 촬영된 영상과 광각카메라(122)에서 촬영된 영상을 병합하여 하나의 화면에 표시하게 된다. The
상기 데이터 저장부(250)는 상기 상기 고배율 줌 카메라(121)와 광각 카메라(122)의 수평(회전)기준각, 수직(틸트)기준각, 줌상태 및 데이터 통신프로토콜, 카메라 고유코드(IP)를 포함하는 초기화 데이터를 저장하고 있는 것으로서, 상기 제어부(200)를 통하여 제어를 가능하게 한다. 또한, 상기 데이터 저장부(250)는 상기 영상처리부(123)로부터 촬영된 영상을 저장하여, 필요시 상기 영상처리부(123)로부터 촬영된 영상을 확인할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.The
이하, 엄빌리컬 케이블(C)에 대하여 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the umbilical cable C will be described with reference to FIGS. 2 and 3 .
도 2를 참조하면, 부력체(40)는 망사튜브(90) 외주에 결합되어 엄빌리컬 케이블(C)의 전체에 중성 부력을 유지한다. 상기 부력체(40)는 엄빌리컬 케이블(C)이 부유하거나 일정한 수심을 유지하도록 중성부력을 가지게 한다. 상기 부력체(40)는 원통형이고 중앙에 상기 망사튜브(90)가 관통, 삽입될 수 있는 홀(미도시)이 형성된다. 그리고, 상기 부력체(40)는 부력을 제공할 수 있도록 합성수지와 같이 적절한 재질을 사용할 수 있고, 상기 전력공급 케이블(50)과 상기 데이터 케이블(60)을 보호하고, 공압호스(80)의 단위 길이당 중량을 고려하여 상기 부력체(40)의 크기와 부피도 설계되어야 한다. 상기 부력체(40)는 수중에서 양성부력이며, 이러한 부력체(40)의 양성부력이 전력공급 케이블(50)의 음성부력과 상쇄되면서 중성부력을 유지한다.Referring to FIG. 2, the
도시된 바와 같이, 엄빌리컬 케이블(C)은 전원공급부(미도시)로부터 수중드론(100) 내부에 작동 전원을 공급받도록 하기 위한 역할을 하는 전력공급 케이블(50)과 상기 수중드론(100)과 데이터를 송수신하기 위한 데이터 케이블(60)이 내장되어 있는 하우징 형태로 이루어져 있다. As shown, the umbilical cable (C) is a
상기 전력공급 케이블(50)은 상기 전원공급부에서 제공하는 전력을 상기 수중 드론(200)에서 공급받아 케이블 조절장치(10)를 작동시킨다. The
그리고, 상기 데이터 케이블(60)은 수중드론 제어부(110)를 통하여 수중드론(100) 사이에 신호나 데이터를 송수신한다. In addition, the
상기 데이터 케이블(60)은 데이터나 전기적인 신호를 송수신할 수 있는 모든 종류가 사용될 수 있으나, 중성부력을 가진 UTP 타입의 LAN 통신선을 사용하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 데이터 케이블(60)을 통해 상기 수중드론 제어부(110)에서 오퍼레이터가 내린 명령을 수중드론(100)의 통신보드(미도시)에 입력시킬 수 있다. 또한, 수중드론(100)에 장착된 영상촬영장치(120)의 영상데이터를 실시간으로 수신할 수 있다. The
도 3을 참조하면, 상기 데이터 케이블(60)은 하나 이상 구비될 수 있으며, 각각은 실리콘 재질의 쉴드(62)로 감싸질 수 있다. 그리고 상기 데이터 케이블(60)의 묶음 전체는 하나의 차폐막(70)에 의해 둘러싸여 차폐된 구조를 가질 수 있다.Referring to FIG. 3 , one or
상기 차폐막(70)은 상기 전력공급 케이블(50)에서 발생하는 전자기장이나 전기적 노이즈가 상기 데이터 케이블(60)의 데이터 전송 성능을 방해하는 것을 차단하기 위해 구비된다. 이때, 상기 차폐막(70)은 알루미늄 재질의 박판으로 이루어질 수 있다. 즉, 은박지와 같은 것으로 상기 데이터 케이블(60) 전체를 감쌀 수 있다. The shielding
공압호스(80)는 케이블 조절장치(10)의 압축기(미도시)로부터 수중드론(100)으로 압축공기를 주입하거나 제거하여, 수중드론(100) 내부의 압력을 조절한다. The
상기 공압호스(80)는 플렉시블(flexible)한 재질로 이루어지며, 비금속 재질이 적합하다. 상기 압축기는 정밀압력조절기(미도시)가 부착되어 정해진 압력의 공기를 수중드론(100)에 주입할 수 있다. The
상기 수중드론(100) 내부에 주입된 압축공기는 수압과 동일하게 제어되므로 수분이 수중드론(100) 내부에 유입되는 것을 방지한다. 따라서, 수심에 따라 기압이 비례적으로 높아지므로 수심에 따라 주입해야 할 공기의 압력이 세팅되어 수중 드론(100)의 수심에 따라 자동으로 압축공기가 주입되거나 제거되도록 제어할 수 있다. Since the compressed air injected into the
망사튜브(90)는 상기 전력공급 케이블(50)과 데이터 케이블(60) 및 공압호스(80)를 모두 하나의 케이블로 뭉쳐 케이블 형상을 유지하고 보호하기 위한 구성이다. 즉, 상기 망사튜브(90)의 내부에 전력공급 케이블(50), 데이터 케이블(60) 및 공압호스(80)가 모두 수용된다. 이때, 상기 망사튜브(90)는 절연재질로 이루어지고 내부의 케이블(50, 60) 및 공압호스(80)를 외부의 충격으로부터 보호한다. 상기 망사튜브(90)는 망(net)으로 이루어지되, 케이블이나 공압호스와 결합되는 것이 아니고, 단지 감싸도록 구비된다. The
따라서, 상기 망사튜브(90)로 인해 각 케이블과 공압호스의 엉김이나 꼬임을 방지할 수 있고, 지속적인 벤딩으로 인한 피로 파괴(금속선을 계속 구부렸다가 펴면 절단되는 것처럼 반복적인 하중에 의한 고체의 파괴진행 징후)를 방지할 수도 있다. 더 나아가, 상기 망사튜브(90)를 통해 물이 유입되더라도, 유입된 해수나 강물은 상기 전력공급 케이블(50) 또는 데이터 케이블(60)이 가열되는 것을 식혀주는 냉각수 역할도 하게 된다. Therefore, it is possible to prevent entanglement or twisting of each cable and pneumatic hose due to the
다시 도 1a를 참조하면, 상기 엄블리컬 케이블(C)과 연결되며, 하단에는 상기 수중드론(100)의 상단에 결합되어 상기 엄블리컬 케이블(C)을 선택적으로 조절하는 케이블 조절장치(10)가 형성되어 있다. Referring back to FIG. 1A, the
상기 케이블 조절장치(10)는 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 길이를 선택적으로 조절하며, 상기 엄빌리컬 케이블(C)을 권취하여 그 길이를 조절하는 것이다. The
상기 케이블 조절장치(10)는 수동 또는 자동으로 상기 엄빌리컬 케이블(C)을 권취하여 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 길이를 조절하며, 상기 케이블 조절장치(10)의 동작에 의해 수중드론(100)에 연결된 엄빌리컬 케이블(C)의 텐션을 조절할 수 있다. The
다시 말해서, 상기 케이블 조절장치(10)는 감지장치(30)에서 감지된 후술하는 슬라이딩부(32)의 위치에 따라 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 텐션이 일정 범위 내에서 유지되도록 상기 케이블(C)을 감거나 풀어주어 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 꼬임이나 엉킴을 방지할 수 있다. 상기 케이블 조절장치(10)에 형성된 권취부(미도시)는 일반적인 풀리 형태로서, 상기 엄빌리컬 케이블(C)을 권취하며 회전 방향에 따라 선택적으로 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 길이를 조절한다. In other words, the
상기 권취부는 수중드론(100)과의 거리에 따라 회전하며 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 길이를 조절한다. 예를 들어, 상기 수중드론(100)이 상기 권취부에서 멀어지는 방향으로 이동하는 경우, 상기 권취부는 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 길이를 증가시키는 방향으로 회전하고 상기 수중드론(100)가 가까워지는 방향으로 이동하는 경우 상기 권취부는 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 길이를 줄여주는 방향으로 회전한다. 즉, 상기 권취부는 상기 수중드론(100)과의 이격거리의 증감에 따라 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 길이를 조절하여 일정 수준 이상의 텐션을 항상 유지할 수 있도록 한다.The winding unit rotates according to the distance from the
따라서, 상기 케이블 조절장치(10)는 상기 감지장치(30)에서 감지된 상기 슬라이딩부(32)의 위치에 따라 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 텐션이 일정한 범위 내에서 유지할수 있도록 상기 엄블리컬 케이블(C)을 감거나 풀어 주어 꼬임을 방지하는 역할을 하는 것이다. Therefore, the
이하에서는 감지장치(30)와 그 작동 관계에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다. Hereinafter, the
도 4를 참조하여 상기 감지장치(30)를 설명하면, 수중드론(100) 상에 구비되어 일측이 엄빌리컬 케이블(C)을 통해 케이블 조절장치(10)와 연결되며, 상기 수중드론(100)의 이동함에 따라 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 끝단부가 일정 범위 내에서 이동하며 상기 엄빌리컬 케이블(C)에 과도한 장력이 작용하는 것을 완충시킴과 동시에, 상기 수중드론(100)의 움직임에 따라 관성에 의해 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 단부가 이동하는 거리를 감지한다. Referring to FIG. 4, the
구체적으로는, 상기 감지장치(30)는 상기 수중드론(100) 상에서 돌출 형성되며 길이방향을 따라 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 끝단부를 내부에 수용하면서 연결되고, 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 끝단부는 기 설정된 범위 내에서 이동 가능하도록 구성된다. Specifically, the
도시된 바와 같이, 상기 감지장치(30)는 내부에 일정 공간이 구비된 하우징(H), 감지부(31), 슬라이딩부(32), 감자장치 제어부(미도시) 및 상기 슬라이딩부(32)가 상기 기준값에 해당하는 초기 위치로 복귀하도록 하기 위한 복원력을 제공하는 복원부(33)로 이루어진다. 상기 감지장치(30)는 슬라이딩부(32)의 위치를 감지하여 기 사전에 설정된 기준값과 비교하여 변화된 위치의 정보를 도출하는 것이다.As shown, the
여기서, 상기 감지장치(30)는 상기 슬라이딩부(32)의 위치를 감지하는 감지부(31)와 상기 감지부(31)에서 감지된 상기 슬라이딩부(32)의 위치와 상기 기준값을 비교하여 위치 변화량을 측정하는 감지장치 제어부(미도시)가 형성된다. Here, the
상기 하우징(H)은 상기 수중드론(100)의 후방에 길이방향을 따라 돌출 형성되어 내부에 수용공간이 형성되어 후술하는 상기 슬라이딩부(32), 상기 감지부(31), 상기 감지장치 제어부 및 상기 복원부(33)가 수용된다. 이때, 상기 하우징(H)은 도시된 바와 같이 길이방향에 따른 일측 끝단부를 통해 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 일부가 상기 수용공간 내부에도 배치되며, 상기 수중드론(100) 내부에서 길이 방향을 따라 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 위치가 조절 가능한 것이다.The housing (H) protrudes along the longitudinal direction at the rear of the
상기 하우징(H)은 도시된 바와 같이, 원기둥 형태로 형성되어 일측이 상기 수중드론(100)에 고정 결합되고, 타측은 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 일부가 상기 수용공간 내부로 삽입된다. 한편, 상기 슬라이딩부(32)는 상기 수용공간 내부에서 상기 수중드론(100)의 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하도록 구성되며, 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 일측 끝단부와 연결되어 상기 엄빌리컬 케이블(C)과 함께 위치가 변화한다. As shown, the housing (H) is formed in a cylindrical shape, one side is fixedly coupled to the
이하, 상기 슬라이딩부(32)에 대한 설명을 하기로 한다. 슬라이딩부(32)는 수중드론(100)의 이동에 따라 사전에 설정된 범위 내에서의 이동이 가능하도록 구성되는 것이다.Hereinafter, the sliding
상기 슬라이딩부(32)는 하우징(H)의 내부에서 피스톤과 거의 유사한 형태로 형성되어 기 설정된 범위 내에서 슬라이딩 가능하게 구성되며 상기 엄빌리컬 케이블(C)이 연결되어 함께 슬라이딩 한다. 즉, 상기 수중드론(100)이 전진 또는 후진 등의 구동을 하는 경우 상기 수중드론(100)과 상기 하우징(H)은 일체로 결합되어 함께 움직이며, 상기 슬라이딩부(32)는 관성에 의해 일시적으로 상기 수중드론(100)의 움직임에 대응하지 못하여 상기 하우징(H) 내부에서 위치가 변화하게 된다.The sliding
상기 슬라이딩부(32)는 상기 수중드론(100)의 길이 방향을 따라 슬라이딩 가능하도록 구성되며, 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 일측 끝단부와 연결되어 상기 엄빌리컬 케이블(C)과 함께 위치가 변화한다.The sliding
구체적으로, 상기 슬라이딩부(32)는 도시된 바와 같이 피스톤과 유사한 형태로 형성되어 기 설정된 범위 내에서 슬라이딩 가능하게 구성되며 상기 엄빌리컬 케이블(C)이 연결되어 함께 슬라이딩한다. Specifically, as shown, the sliding
즉, 상기 수중드론(100)이 전진 또는 후진 등의 구동을 하는 경우 상기 수중드론(100)과 상기 슬라이딩부(32)는 일체로 결합되어 함께 움직인다. 이와 같이 상기 슬라이딩부(32)가 일시적으로 설정된 범위 이내로 위치가 변화함에 따라 상기 수중드론(100)의 급격한 움직임 변화가 발생하더라도 상기 슬라이딩부(32)의 위치가 변화하며 상기 엄빌리컬 케이블(C)에 일정 수준 이상의 장력이 발생하는 것을 방지한다. That is, when the
그리고, 감지부(31)는 상기 슬라이딩부(32)의 위치를 감지하는 구성으로써, 상기 수중드론(100)의 움직임에 따라 상기 슬라이딩부(32)가 초기 위치에서 전방 또는 후방으로 위치가 이동하는데, 이를 감지하는 역할을 한다. In addition, the
또한, 이와 달리 감지부(31)는 상기 복원부(33) 상에 구비되어 상기 슬라이딩부(32)의 움직임에 의해 발생하는 복원력의 세기의 변화에 따라 상기 슬라이딩부(32)의 위치를 감지하는 형태로 구성될수도 있다. In contrast, the
도시된 바와 같이, 상기 감지부(31)는 상기 제1센서(a) 및 상기 제2센서(b)를 포함하며, 상기 제1센서(a)와 상기 제2센서(b)의 상대 위치 변화를 통해 상기 제1센서(a)의 위치 및 이동한 거리를 측정할 수 있다. 도면에 도시되지 않았지만, 상기 감지부(31)는 상술한 형태와 달리 후술하는 상기 복원부(33) 상에 구비될 수 있으며, 상기 복원부(33)의 신축 길이의 변화를 통해 상기 슬라이딩부(32)의 변화된 위치를 도출할 수도 있다. As shown, the
구체적으로 상기 감지부(31)가 상기 복원부(33) 상에 구비되어 기 설정된 초기값을 기준으로 길이가 늘어나거나 줄어드는 탄성을 감지하며, 이에 따라 상기 슬라이딩부(32)의 위치 변화를 감지한다. Specifically, the
감지장치 제어부는 상기 감지부(31)를 통해 측정된 정보를 통해 상기 슬라이딩부(32)의 위치를 감지하여 변화한 정보를 도출한다. 더 나아가, 상기 감지장치 제어부는 기 설정된 상기 기준값을 지정하고, 상기 기준값과 상기 감지부(31)에서 감지된 상기 슬라이딩부(32)의 위치를 비교하여 위치 변화량을 측정한다. The sensing device control unit detects the position of the sliding
이때, 상기 기준값은 상기 수중드론(100)이 구동하지 않은 상태에서 상기 엄빌리컬 케이블(C)에 허용 범위 이내의 장력이 작용하는 상태로써, 상기 슬라이딩부(32)에 별도의 외력이 작용하지 않는 상태에서의 위치를 의미한다. At this time, the reference value is a state in which tension within the allowable range is applied to the umbilical cable (C) in a state in which the
즉, 상기 기준값은 상기 수중드론(100)이 작동하지 않으며, 상기 엄빌리컬 케이블(C)에 허용범위 이내의 장력이 작용하는 상기 슬라이딩부(32)의 위치이다.That is, the reference value is the position of the sliding
이와 같이 설정된 상기 기준값을 기준으로 하여 상기 감지부(31)에서 감지된 상기 슬라이딩부(32)의 위치와 비교함으로써, 감지장치 제어부가 상기 슬라이딩부(32)의 위치 변화량을 도출할 수 있다. By comparing the position of the sliding
즉, 상기 감지장치 제어부에 의해 도출된 상기 슬라이딩부(32)의 변화된 위치정보는 후술하는 상기 케이블 조절장치(10)로 전달되어 상기 케이블 조절장치(10)가 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 길이를 조절할 수 있도록 한다.That is, the changed positional information of the sliding
복원부(33)는 적어도 하나 이상이 구비되어 상기 슬라이딩부(32)가 기설정된 위치로 복귀하도록 복원력을 제공한다. 구체적으로 상기 복원부(33)는 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 일반적인 탄성부재 형태로 구성되어 상기 슬라이딩부(32)가 상기 기준값에 해당하는 초기 위치로 복귀하도록 복원력을 제공한다. 상기 복원부(33)는 하우징(H)의 공간 내부에서 상기 슬라이딩부(32)의 양측에 적어도 1개 이상 구비되며, 상기 슬라이딩부(32)가 초기 위치를 상기 초기 위치로 복귀시킨다.At least one restoring
상기 복원부(33)가 상기 슬라이딩부(32)의 양측에 각각 구비되어 상기 슬라이딩부(32)의 위치가 변화하는 경우 어느 하나는 신장되고 나머지 하나는 압축됨으로써 안정적으로 복원력을 제공할 수 있다. 물론, 이와 달리 판스프링이나 댐퍼 등 과 같은 형태로 복원력을 제공하여 주는 다양한 형태로 구성될 수 있다.The restoring
따라서, 감지장치(30)는 상기 슬라이딩부(32)가 상기 엄빌리컬 케이블(C)과 연결된 상태로 외력에 의해 상대 위치가 변화하는 경우 이를 감지하여 위치변화량을 도출하여 케이블 조절장치(10)로 전달함과 동시에 상기 슬라이딩부(32)가 상기 초기 위치로 복귀하도록 복원부(33)에서 복원력을 제공한다. 더 나아가, 상기 수중드론(100)이 급격한 움직임으로 인해 상기 엄빌리컬 케이블(C)에 과도한 장력이 작용하는 경우 상기 슬라이딩부(32)의 상대 위치가 변화하여, 댐퍼 역할을 수행하여 상기 엄빌리컬 케이블(C)이 파손되는 것을 방지할 수 있다. Therefore, the
이하에서는, 도면을 참조하여 텐션을 조절하여 엄빌리컬 케이블(C)의 꼬임을 방지하는 동작에 대한 설명을 하기로 한다. Hereinafter, an operation of preventing twisting of the umbilical cable C by adjusting the tension will be described with reference to the drawings.
도 5는 도 1a에 도시된 수중드론(100)이 전방으로 전진하는 상태를 나타낸 도면이고, 도 6은 상기 도 5에서 감지장치(30)의 내부 변화를 나타낸 도면이다. 5 is a view showing a state in which the
그리고, 도 7은 도 1a의 수중드론(100)이 후방으로 후진하는 상태를 나타낸 도면이며, 도 8은 상기 도 7에서 감지장치(30)의 내부변화를 나타낸 도면이다.And, FIG. 7 is a view showing a state in which the
먼저 도 5를 살펴보면, 상기 수중드론(100)이 전방(좌측)으로 이동하는 상태이며, 이에 대응하여 상기 케이블 조절장치(10)가 동작해 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 길이가 증가한다. 이때, 상기 수중드론(100)이 전방으로 이동하는 경우, 상기 슬라이딩부(32)는 관성에 의해 감지장치(30)의 하우징(H) 내부에서 후방으로 상대 이동하며, 이에 따라 상기 슬라이딩부(32)가 상기 초기 위치를 벗어나게 된다. First, referring to FIG. 5, the
구체적으로 도 7과 같이 상기 슬라이딩부(32)가 후방(우측)으로 이동하는 경우, 상기 제1센서(a)도 상기 슬라이딩부(32)와 함께 우측으로 이동한다. Specifically, as shown in FIG. 7 , when the sliding
여기서, 상기 제2센서(b)는 R1, R2, R3의 3개의 센서로 구성되어 있으며, R2의 위치가 상기 기준값에 해당하는 상기 초기 위치이다.Here, the second sensor (b) is composed of three sensors R1, R2, and R3, and the position of R2 is the initial position corresponding to the reference value.
따라서, 상기 슬라이딩부(32)가 우측으로 이동하는 경우 상기 제1센서(a)를 감지하는 것은 R3 센서가 되며, 상기 제1센서(a)가 우측으로 이동한 현재 위치를 감지할 수 있다. Therefore, when the sliding
이를 통해, 감지장치 제어부는 상기 슬라이딩부(32)가 우측으로 이동한 것으로 판단하며, 상기 엄빌리컬 케이블(C)에 작용하는 텐션이 증가할 것으로 판단하고, 이에 대응해 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 길이가 증가하도록 상기 케이블 조절장치(10)에 해당 정보를 전달한다. Through this, the sensing device controller determines that the sliding
이때, 상기 슬라이딩부(32)는 상술한 바와 같이 상기 복원부(33)에 의해 복원력을 제공받음과 동시에 댐퍼 역할을 수행할 수 있으며, 상기 수중드론(100)의 전진 또는 후진 시 엄빌리컬 케이블(C)에 작용하는 텐션의 변화 속도를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 케이블 조절장치(10)는 상기 슬라이딩부(32)의 위치변화에 대한 정보를 전달 받아 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 길이를 조절할 시간적 여유를 확보할 수 있어 상기 엄빌리컬 케이블(C)에 과도한 텐션이 작용하는 것을 방지할 수 있다.At this time, as described above, the sliding
즉, 상기 슬라이딩부(32)가 상기 하우징(H) 내부에서 위치가 변화함에 따라 상기 수중드론(100)의 위치변화에 의한 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 텐션 변화를 완충시키며 상기 케이블 조절장치(10)의 동작을 위한 지연 시간을 보정할 수 있다. That is, as the sliding
추가적으로, 도시된 바와 같이 상기 슬라이딩부(32)의 위치변화를 감지하기 위한 상기 제1센서(a)와 상기 제2센서(b)의 구성뿐만 아니라 상기 복원부(33)에 작용하는 압력 변화를 통해 상기 슬라이딩부(32)의 위치 변화를 감지할 수도 있다.Additionally, as shown, the configuration of the first sensor (a) and the second sensor (b) for detecting the change in position of the sliding
도시된 대로, 상기 슬라이딩부(32)를 기준으로 전방(왼쪽)은 길이가 늘어나고 후방(오른쪽)은 길이가 감소하여 상대적인 압력 차이가 발생한다. 특히 상기 수중드론(100)이 전방으로 이동하는 경우, 상기 슬라이딩부(32)는 상기 하우징(H) 내에서 후방으로 이동하며, 이에 따라 P1의 압력보다 P2의 압력이 상대적으로 증가As shown, the length of the front (left) side of the sliding
하는 것을 알 수 있다. can know that
이와 같이, P1과 P2의 압력 변화를 통해 상기 슬라이딩부(32)의 위치를 감지하고 위치 변화량을 상기 케이블 조절장치(10)로 전달할 수도 있다. As such, the position of the sliding
한편, 상기 수중드론(100)이 후방으로 이동하는 경우 도 7에 도시된 바와 같이 상기 케이블 조절장치(10)는 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 길이를 감소시킨다. 일반적으로 상기 수중드론(100)이 후방으로 이동하는 경우, 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 길이를 감소시키지 않는 경우가 많으나, 상기와 같은 경우는 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 텐션이 감소되어 느슨하게 배치되며, 이에 따라 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 꼬임이 발생할 수 있다.On the other hand, when the
따라서, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 수중드론(100)이 후방 이동을 하는 경우 상기 감지장치(30)에서 이를 감지하여 상기 케이블 조절장치(10)를 통해 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 길이를 감소시킴으로써, 상기 엄빌리컬 케이블(C)에 일정수준 이상의 장력이 작용하여 텐션을 유지하여 느슨해짐으로 인한 꼬임이 발생하는 것을 방지할 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 8, when the
도 8을 살펴보면, 상기 수중드론(100)이 후방(오른편)으로 이동하는 경우 상기 슬라이딩부(32)는 상기 실린더(210) 내에서 전방(왼편)으로 이동하게 된다. 8, when the
이와 같은 경우 상술한 바와 달리 상기 제1센서(a)를 감지하는 것은 R1센서이며, 이에 따라 상기 슬라이딩부(32)가 상기 하우징(H) 내부에서 전방으로 이동한 것으로 판단하여 해당 정보를 상기 케이블 조절장치(10)로 전달한다.In this case, unlike the above, it is the R1 sensor that detects the first sensor (a), and accordingly, it is determined that the sliding
이에 따라, 상기 케이블 조절장치(10)는 상기 슬라이딩부(32)가 상기 기준값에 해당하는 초기 위치로 복귀하기 이전까지 상기 엄빌리컬 케이블(C)을 권취하여 길이를 감소시키며, 상기 엄빌리컬 케이블(C)의 텐션을 유지시킬 수 있다. Accordingly, the
이와 같이 본 발명에 따른 상기 감지장치(30)는 상기 수중드론(100)의 전진 또는 후진에 따라 상기 슬라이딩부(32)의 위치 변화를 감지하여 상기 케이블 조절장치(10)가 동작하도록 해당 정보를 전달함으로써, 상기 엄빌리컬 케이블(C)이 과도하게 느슨해지거나 팽팽해지지 않고 일정 수준의 텐션을 항상 유지하여 엉킴을 방지할 수 있도록 한다.As such, the
그리고, 감지장치(30)의 감지장치 제어부는 엄빌리컬 케이블(C)을 통해 상기 수중드론(100)에 장착된 수중드론 제어부(110)와도 전기적으로 연결된다. In addition, the sensing device control unit of the
도 9를 보면, 수중드론(100)에 내장된 수중드론 제어부(110)는 전력공급 케이블(50)를 통하여 전원을 인가받는데, 상기 수중드론(100)이 작동하기 위한 필요한 전원을 모터(M)에 인가하는 DC-DC 컨버터(111)와 상기 모터(M)와 연결되는 전원이 충전된 배터리(112) 및 상기 엄빌리컬 케이블(C)과 상기 DC-DC 컨버터(111) 간의 전원 인가 여부를 판단하되, 상기 DC-DC 컨버터(111)에 전원이 인가되지 않으면 상기 배터리(112)의 충전 전원을 상기 모터(M)에 인가시키는 디바이드(113)로 이루어진다. Referring to FIG. 9, the underwater
도시된 대로, 수중드론 제어부(110)는 본체 하부에 속이 빈 함체 형상으로 이루어진 개폐 가능한 케이싱(도면부호는 생략)으로 내부에 DC-DC 컨버터(111), 배터리(113) 및 디바이드(115)를 포함한다. As shown, the underwater
DC-DC 컨버터(111)는 엄빌리컬 케이블(C)을 통해 감지장치(30) 내의 감지장치 제어부의 전원을 인가받아, 수중드론(100)의 운행에 필요한 필요전원을 모터(M)에 인가시킨다. The DC-
여기서, DC-DC 컨버터(111)는 수중드론(100)의 종류에 따라 12V 내지 48V의 직류전원으로 바꾸어 모터(M)에 필요 전원으로 인가된다. Here, the DC-
배터리(113)는 상기 모터(M)와 전기적으로 연결될 수 있게 케이싱 내부에 구비되며, DC-DC 컨버터(111)와는 다르게, 미리 해당 모터(M)를 동작시키기 위한 전원이 충전된 상태로 구비된다. The
디바이드(115)는 케이싱 내부에 설치되되, 엄빌리컬 케이블(C)을 통해 DC-DC 컨버터(111)로 인가되는 전원의 인가 여부를 감지할 수 있도록 구비되며, 상기 엄빌리컬 케이블(C)을 통해 상기 DC-DC 컨버터(111)로 인가되는 전원이 감지되지 않으면 배터리(113)에 충전된 전원이 모터(M)에 인가될 수 있게 신속하게 회로 변경시켜 수중드론(100)의 무작동을 방지한다. The divider 115 is installed inside the casing and is provided to detect whether power applied to the DC-
수중드론(100)은 엄빌리컬 케이블(C)을 통해 DC-DC 컨버터(111)로 인가되는 전원을 통하여 수중으로 운행되는데, 뜻하지 않은 비상상황(예를 들어, 정전으로 인한 외부전원 차단이나 외부전원 플러그의 단선 등)이 발생하게 되면 수중이나 수면운행에 필요한 전원이 차단되는 문제점이 발생하게 된다. The
따라서, 수중드론 제어부(110)는 케이싱 내부에 디바이드(115)를 설치하여 엄빌리컬 케이블(400)과 DC-DC컨버터(111) 간의 전원 인가 여부를 판단하고, 상기 DC-DC 컨버터(111)에 전원이 인가되지 않으면, 신속하게 배터리(113)의 충전전원을 모터(M)에 인가될 수 있도록 스위칭 동작하여 상기 수중드론(100)의 무작동을 방지하는 것이다.Therefore, the
이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 상기 기술한 실시 예는 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains as described above will understand that it can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics of the present invention. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are illustrative and not limiting.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 첨부된 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the appended claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
10 : 케이블 조절장치 11 : 권취부
30 : 감지장치 31 : 감지부
32 : 슬라이딩부 33 : 복원부
40 : 부력체 50 : 전력공급 케이블
60 : 데이터 케이블 62 : 쉴드
70 : 차폐층 80 : 공압호스
90 : 망사튜브 100 : 수중 드론
110 : 수중드론 제어부 111 : DC- DC 컨버터
112 : 배터리 113 : 디바이드
a : 제1센서 b : 제2센서
120 : 영상 촬영 장치 121 : 고배율 줌 카메라
122 : 광각카메라 123 : 영상처리부
124 : 통신부 200 : 제어부
250 : 데이터 저장부 300 : 디스플레이부 C : 엄빌리컬 케이블
H : 하우징 M : 모터10: cable control device 11: winding unit
30: detection device 31: detection unit
32: sliding part 33: restoring part
40: buoyancy body 50: power supply cable
60: data cable 62: shield
70: shielding layer 80: pneumatic hose
90: mesh tube 100: underwater drone
110: underwater drone control unit 111: DC-DC converter
112: battery 113: divider
a: 1st sensor b: 2nd sensor
120: video recording device 121: high-magnification zoom camera
122: wide-angle camera 123: image processing unit
124: communication unit 200: control unit
250: data storage unit 300: display unit C: umbilical cable
H : Housing M : Motor
Claims (4)
내부에는 상기 수중드론에 전원을 공급하도록 하기 위한 전력공급 케이블과 상기 수중드론과 데이터를 송수신하기 위한 데이터 케이블이 내장되는 엄블리컬 케이블;
상기 엄빌리컬 케이블과 연결되며, 하단은 상기 수중드론의 상단에 결합되어 상기 엄블리컬 케이블을 선택적으로 조절하는 케이블 조절장치;
상기 수중드론 상에 구비되어 상기 엄빌리컬 케이블을 통해 상기 케이블 조절장치와 연결되며, 상기 수중드론의 이동에 따라 사전에 설정된 범위내에서 이동 가능하도록 구성되는 슬라이딩부를 포함하며, 상기 슬라이딩부의 위치를 감지하여 기 설정된 기준값과 비교하여 변화된 위치정보를 도출하는 감지장치;
상기 엄빌리컬 케이블의 외주에 결합되어 중성 부력을 유지하고 상기 전력공급 케이블 및 상기 데이터 케이블을 보호하는 부력체;
상기 감지장치는
내부에 일정 공간을 구비하는 하우징;
상기 하우징에는 상기 슬라이딩부의 위치를 감지하는 감지부;
상기 감지부에서 감지된 상기 슬라이딩부의 위치와 상기 기준값을 비교하여 위치 변화량을 측정하는 감지장치 제어부;
내부에 적어도 하나 이상 구비되어, 상기 슬라이딩부가 상기 기준값에 해당하는 초기 위치로 복귀하도록 하기 위한 복원력을 제공하는 복원부를 포함하며,
상기 복원부가 상기 슬라이딩부의 양측에 각각 구비되어 상기 슬라이딩부의 위치가 변화하는 경우 어느 하나는 신장되고, 나머지 하나는 압축되어 안정적으로 복원력을 제공하거나, 판스프링이나 댐퍼로 복원력을 제공하며,
상기 감지장치 제어부는 상기 엄빌리컬 케이블을 통하여 상기 수중드론에 장착된 수중드론 제어부와 전기적으로 연결되며,
상기 수중드론 제어부는 상기 엄빌리컬 케이블과 연결되어 전원을 인가받아, 상기 수중드론이 작동하기 위한 전원을 모터에 인가하는 DC-DC 컨버터;
상기 모터와 연결되는 전원이 충전된 배터리; 및
상기 엄빌리컬 케이블과 상기 DC-DC 컨버터 간의 전원 인가 여부를 판단하되 상기 DC-DC 컨버터에 전원이 인가되지 않으면 상기 배터리의 충전 전원을 상기 모터에 인가시키는 디바이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 엄빌리컬 케이블 엉킴방지장치.
In the device for preventing the entanglement of the umbilical cable when an underwater drone with one end of the umbilical cable coupled to the top works under the water surface,
An umbilical cable having a built-in power supply cable for supplying power to the underwater drone and a data cable for transmitting and receiving data to and from the underwater drone;
a cable adjusting device that is connected to the umbilical cable and has a lower end coupled to an upper end of the underwater drone to selectively adjust the umbilical cable;
A sliding part provided on the underwater drone, connected to the cable control device through the umbilical cable, and configured to be movable within a preset range according to the movement of the underwater drone, and the position of the sliding part is determined. A sensing device that detects and compares with a preset reference value to derive changed location information;
a buoyancy body coupled to the outer circumference of the umbilical cable to maintain neutral buoyancy and protect the power supply cable and the data cable;
The detection device
A housing having a certain space therein;
The housing includes a sensing unit configured to detect a position of the sliding unit;
a sensing device control unit that compares the position of the sliding part detected by the sensing unit with the reference value to measure a position change amount;
At least one restoring unit provided inside to provide restoring force for allowing the sliding unit to return to an initial position corresponding to the reference value;
The restoring parts are provided on both sides of the sliding part, and when the position of the sliding part changes, one is extended and the other is compressed to stably provide a restoring force or provide a restoring force with a leaf spring or damper,
The sensing device control unit is electrically connected to the underwater drone control unit mounted on the underwater drone through the umbilical cable,
The underwater drone control unit is connected to the umbilical cable to receive power, a DC-DC converter for applying power to the motor for the underwater drone to operate;
a battery charged with power connected to the motor; and
And a divider for determining whether power is applied between the umbilical cable and the DC-DC converter, but applying charging power of the battery to the motor when power is not applied to the DC-DC converter. Curl cable entanglement device.
상기 수중드론에는 상기 엄빌리컬 케이블의 상태를 촬영하여 디스플레이부로 전송하는 영상촬영장치가 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 엄빌리컬 케이블 엉킴방지장치.
According to claim 1,
The umbilical cable entanglement prevention device, characterized in that the underwater drone is further formed with an image photographing device for photographing the state of the umbilical cable and transmitting it to the display unit.
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2021
- 2021-04-30 KR KR1020210056708A patent/KR102488040B1/en active IP Right Grant
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