KR102530048B1 - 수중 운동체의 수중 구동 제어를 위한 구동 제어 시스템 - Google Patents

수중 운동체의 수중 구동 제어를 위한 구동 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예는 수중 운동체의 수중 구동 제어를 위한 구동 제어 시스템에 있어서, 상기 수중 운동체의 수중 주행을 위한 추진 모터를 포함하는 추진 모듈과, 상기 추진 모듈과 결합되어, 상기 수중 운동체의 수중 구동을 제어하기 위해 상기 추진 모듈의 구동 각도를 제어하는 모션 플랫폼과, 상기 수중 운동체 주변의 수중 장애물을 감지하는 음향 센서와, 상기 음향 센서로부터 감지된 결과를 토대로 상기 모션 플랫폼의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함하는 구동 제어 시스템을 제공한다.

Description

수중 운동체의 수중 구동 제어를 위한 구동 제어 시스템{SYSTEM FOR UNDERWATER DRIVING CONTROL OF UNDERWATER VEHICLE}
본 발명은 수중 운동체의 수중 구동 제어를 위한 구동 제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방수형 전동 액추에이터를 포함하는 구동 제어 시스템에 관한 것이다.
최근 수중작업과 해양탐사의 목적으로 원격무인잠수정(Remotely operated vehicle, ROV)와 자율무인잠수정(Autonomous underwater vehicle, AUV) 같은 수중 로봇에 대한 수요가 증가하고 있다.
대부분의 ROV와 AUV는 수중에서 이동하거나 호버링(hovering)하기 위하여 스크류 형태의 구동기를 사용한다.
이러한 형태의 수중 로봇들은 강한 조류가 있는 수중 환경에서는 정확한 위치 제어가 어려워 해저면에서 정밀한 작업을 수행하는데 어려움을 가진다.
우리나라 서해의 경우, 강한 조류와 악시계 등 환경적으로 악조건을 가지는데, 이러한 환경에서 수중작업을 수해하기 위해서는 기존의 형태와는 다른 종류의 수중 로봇이 필요하다.
특허문헌1: 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0010513호 (2013.01.29. 공개) 특허문헌2: 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0053197호 (2011.05.19. 공개) 특허문헌3: 대한민국 공개특허공보 제10-2020-0052170호 (2020.05.14. 공개)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 잠수정에 탑재되는 방향타(선수각 제어) 및 승강타 등이 없어도 잠수정의 주행을 원활하게 할 수 있기 때문에, 수심에서의 저항력을 줄일 수 있으며, 다양한 각도로 조절이 가능하여 수중작업의 주기능을 높일 수 있는 구동 제어 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 수중 운동체의 수중 구동 제어를 위한 구동 제어 시스템에 있어서, 상기 수중 운동체의 수중 주행을 위한 추진 모터를 포함하는 추진 모듈과, 상기 추진 모듈과 결합되어, 상기 수중 운동체의 수중 구동을 제어하기 위해 상기 추진 모듈의 구동 각도를 제어하는 모션 플랫폼과, 상기 수중 운동체의 주변의 수중 장애물을 감지하는 음향 센서와, 상기 음향 센서로부터 감지된 결과를 토대로 상기 모션 플랫폼의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어부와, 상기 음향 센서로부터 감지된 결과를 전달 받아, 수중 장애물의 속도, 상기 수중 운동체와의 거리, 상기 수중 장애물의 방위 중 적어도 하나를 탐지함에 따라 탐지 정보를 상기 제어부로 전달하는 탐지 모듈과, 지상 또는 수중의 외부 단말로부터 신호를 수신하거나, 생성한 신호를 상기 외부 단말로 송신하는 통신 모듈을 포함하며, 상기 모션 플랫폼은, 상기 수중 운동체의 본체에 일측이 고정되는 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임의 타측에 일측이 연결되어 회동하는 복수의 베이스 연결 링크들과, 상기 베이스 연결 링크들 각각에 연결되어, 직선 운동하는 복수의 선형 액추에이터들과, 일측이 상기 선형 액추에이터들 각각에 연결되고, 타측이 상기 추진 모듈과 연결되어 회동하는 복수의 서브 연결 링크들과, 상기 추진 모듈과의 결합을 위하여, 상기 추진 모터의 중심 축을 감싸는 형태로 형성되는 결합 부재를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 수중 장애물의 수중 이동 속도, 상기 수중 장애물과 수중 운동체와의 거리, 및 상기 수중 장애물의 방위 각도에 대한 위치 정보 중 적어도 하나의 탐지 정보를 고려하여, 상기 제어 신호를 생성하며, 또한 상기 제어부는, 상기 통신 모듈로부터 수신된 목적지에 대한 좌표 정보와 현재 수중 운동체가 위치하는 좌표 사이의 메인 경로와, 상기 메인 경로를 대체할 후보 경로에 대한 정보를 생성하고, 각 경로에 따른 예상 도착 시간을 계산하고, 계산된 경로별 예상 도착 시간을 비교하여 최소 시간이 소요되는 경로를 선택하여, 선택된 경로로 주행하기 위한 상기 추진 모듈의 구간별 속도와 구동 각도를 결정하여 제어하는 것을 특징으로 하는 구동 제어 시스템을 제공한다.
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본 발명의 실시예에 있어서, 상기 선형 액추에이터의 일측에 위치하여, 상기 선형 액추에이터에 구동력을 제공하는 구동 모터를 더 포함하고, 상기 각 선형 액추에이터는, 피스톤 운동을 통해 전체 길이를 신장하거나 수축할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 베이스 연결 링크는, 상기 베이스 프레임의 표면에 부착되는 제1 힌지 부재와, 상기 구동 모터의 일단에 위치하여, 상기 제1 힌지 부재와 결합되는 제1 로드를 포함하고, 상기 서브 연결 링크는, 상기 결합 부재 상에 부착되는 제2 힌지 부재와, 상기 선형 액추에이터의 타측에 위치하고, 상기 선형 액추에이터의 길이 방향을 따라 연장된 형태로 상기 제2 힌지 부재와 결합되는 제2 로드를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 선형 액추에이터는, 피스톤 운동을 하는 내부 실린더와, 상기 내부 실린더를 커버하는 외부 실린더와, 상기 내부 실린더의 양측을 감싸며, 상기 선형 액추에이터의 움직임을 보조하기 위한 베어링을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 구동 모터와 상기 선형 액추에이터 사이는 아쿠아 씰링(sealing) 처리되고, 상기 외부 실린더는 물보다 비중 또는 점도가 높은 물질을 수용할 수 있다.
삭제
삭제
본 발명의 실시예에 따르면, 종래의 잠수정에 탑재되는 방향타(선수각 제어) 및 승강타 등이 없어도 잠수정의 주행을 원활하게 할 수 있기 때문에, 수심에서의 저항력을 줄일 수 있으며, 다양한 각도로 조절이 가능하여 수중작업의 주기능을 높일 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 운동체의 구성을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모션 플랫폼을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 보다 구체적으로 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터와 서브 연결 링크 부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 추진 모터와 모션 플랫폼이 함께 구동하는 모습을 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 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.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 수중 운동체의 수중 구동 제어를 위한 구동 제어 시스템, 그리고 상기 구동 제어 시스템을 포함하는 수중 운동체에 대하여 상세히 설명한다. 예컨대, 본 발명의 수중 운동체는 원격 무인 잠수정(Remotely operated vehicle) 또는 자율 무인 잠수정(Autonomous underwater vehicle)일 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 운동체의 구성을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면이다.
도1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 수중 운동체(10)는 추진 모듈(100), 추진 모듈(100)의 내부에 탑재되는 모션 플랫폼(300), 음향 센서(500), 하우징(700)을 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 본 발명의 수중 운동체(10)는 탐지 모듈(미도시)과 제어부(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 본 발명에서 구동 제어 시스템은 추진 모듈(100), 모션 플랫폼(300), 음향 센서(500), 탐지 모듈(미도시), 그리고 제어부(미도시)로 구성되는 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 추진 모듈(100)은 수중 운동체(10)를 추진시키기 위한 구성으로서, 추진 모터로 구현될 수 있다.
추진 모듈(100)의 수중 운동체(10)의 최후단에 위치할 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 모션 플랫폼(300)은 추진 모듈(100)과 결합 연동되어, 추진 모듈(100)의 구동을 제어하기 위해 동작할 수 있다. 본 실시예에 따른 모션 플랫폼(300)은 수중 운동체(10)의 하우징(700) 후단부 내부 공간에 탑재되는 것으로 구현된다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모션 플랫폼을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 모션 플랫폼(motion platform)(300)은 베이스 프레임(310), 베이스 연결 링크들(320), 선형 액추에이터들(330), 구동 모터들(340), 서브 연결 링크들(350), 결합 부재(360), 전원 커넥터(370)를 포함하여 구성될 수 있다.
베이스 프레임(310)은 수중 운동체(10)의 본체에 일측이 고정될 수 있다. 여기서, 상기 수중 운동체(10)의 본체는 하우징(700) 내부에 있는 본체 모듈을 의미하는 것으로, 본 실시예에 따른 베이스 프레임(310)은 본체 모듈에 부착된 형태로 하우징 (700) 내부에 설치될 수 있다.
일 실시예로, 본 발명의 베이스 프레임(310)은 도2에 도시된 바와 같은 세개의 꼭지점을 가지는 플레이트로 형성될 수 있고, 다른 실시예로 삼각형 또는 사각형 등 다각형의 플레이트로 구현될 수도 있다. 또한, 베이스 프레임(310)은 내부식성 소재의 금속 재질로 구현될 수 있다.
본 발명의 베이스 연결 링크(320)는 복수개로 마련되는 선형 액추에이터들(330) 각각과 부착되는 복수개의 베이스 연결 링크들(320)로 마련될 수 있다. 본 실시예에서는 3개의 베이스 연결 링크(320)들로 예시한다.
각 베이스 연결 링크(320)는 일측이 각 선형 액추에이터(330)와 연결되고, 타측이 베이스 프레임(310)의 일면과 결합된 형태로 마련되어 회동할 수 있다.
본 발명의 베이스 연결 링크(320)는 베이스 프레임(310)의 표면(타측)에 부착되는 제1 힌지 부재(321)와, 구동 모터(340)의 일단에 위치하여, 제1 힌지 부재(321)와 결합되는 제1 로드(323)를 포함하여 구성될 수 있다.
베이스 연결 링크(320)는 베이스 프레임(310)과 선형 액추에이터(330) 사이를 연결하고, 선형 액추에이터(330)에 의해 선형 회동을 구동케 하기 위한 구성이다.
본 발명의 실시예에 따른 선형 액추에이터(330)는 상기 베이스 연결 링크(320)에 연결되어, 직선 운동할 수 있다. 보다 구체적으로는, 선형 액추에이터(330)는 피스톤 운동을 통해 전체 길이를 신장하거나 수축할 수 있다.
본 실시예에 따른 선형 액추에이터(330)는 도2에 도시된 바와 같이, 복수개의 선형 액추에이터(330)로 마련되어, 서로 다른 구동에 따라 추진 모듈(100)을 제어하여, 수중 운동체(10)의 주행 방향을 제어할 수 있다. 예컨대, 본 명세서에서는 선형 액추에이터(330)가 3개로 마련되어 구동되는 것으로 가정하여 설명하지만, 당업자의 설계에 따라 3개 이상으로 마련되어, 추진 모듈(100)의 보다 미세한 제어를 구현할 수도 있다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 보다 구체적으로 설명하기 위해 도시한 도면이다. 본 발명의 각 선형 액추에이터(330)는 외부 실린더(331)와 내부 실린더(333), 제1 베어링(335), 그리고 제2 베어링(337)을 포함하여 구성될 수 있다.
외부 실린더(331)는 내부 실린더(333)를 커버하고, 내부 실린더(333)는 피스톤 운동을 수행하는 구성으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 내부 실린더(333)의 내부 공간에는 물보다 비중 또는 점도가 낮은 물질로 채워질 수 있고, 외부 실린더(331)의 내부 공간에는 물보다 비중 또는 점도가 높은 물질로 채워질 수 있다. 예컨대, 외부 실린더(331)에는 대기압 상온에서의 물보다 비중 또는 점도가 높은 물질인 미네랄 오일이 수용됨으로써, 본 발명의 모션 플랫폼의 방수 기능을 높일 수 있다.
이때, 미네랄 오일은 내부와 외부 이동이 가능한 공간을 만들어 선형 액추에이터(330)가 상하 운동시에 내부와 외부의 오일의 압력이 일정하도록 유지됨으로써, 외부의 물질이 내부에 침투되지 않도록 할 수 있다.
제1 베어링(335)은 구동 모터(340)와 인접한 위치의 외부 실린더(331)의 일단 축, 그리고 내부 실린더(333)의 일부를 감싸도록 형성될 수 있다.
제2 베어링(337)은 서브 연결 링크(350)와 인접한 내부 실린더(333)의 회전축 타단을 감싸도록 형성되어 회전을 용이하게 한다.
제1 베어링(335) 및 제2 베어링(337)은 선형 액추에이터(330)의 움직임을 보조하기 위한 구성이다.
본 발명의 선형 액추에이터(330)들은 상술한 바와 같은 베어링 뿐만 아니라, 방수가 취약할 부분을 고려하여, 구동 모터(340)와 전원 커넥터(370)가 위치하는 영역, 그리고 볼 스크류와 구동 모터 연결부위의 커플링으로 구성되어 있는 공간은 구동 시 방수의 기능이 현저히 떨어질 수 있어 방수용 아쿠아 씰(aqua seal)을 부착할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 구동 모터(340)는 선형 액추에이터(330)와 제1 로드(323) 사이에 위치하여 선형 액추에이터(330)에 구동력을 제공할 수 있다. 본 발명의 구동 모터(340)는 예컨대, 전기 모터(electric motor) 또는 유압 모터(hydraulic motor)로 구현될 수 있다.
전원 커넥터(370)는 수중 운동체(10) 내부에 탑재되어 있는 외부의 전원부로부터 구동 모터(340)를 온/오프 하기 위한 전원을 공급받는 커넥터로서, 구동 모터(340)의 일면에 연결되어 형성될 수 있다.
그리고, 도2 및 도3을 참조하면, 본 발명의 서브 연결 링크(350)는 복수개로 마련되는 선형 액추에이터들(330) 각각에 부착되는 복수개의 서브 연결 링크들(350)로 마련될 수 있다. 본 실시예에서는 3개의 서브 연결 링크(350)들로 예시한다.
각 서브 연결 링크(350)는 일측이 각 선형 액추에이터(330)와 연결되고, 타측이 결합 부재(360)의 표면과 결합된 형태로 마련되어 회동할 수 있다.
본 발명의 서브 연결 링크(350)는 선형 액추에이터(330)의 제2 베어링(337)과 결합되는 제2 힌지 부재(351)와, 결합 부재(360) 표면에 부착되며 제2 힌지 부재(351)와 결합되는 제2 로드(353)를 포함하여 구성될 수 있다.
서브 연결 링크(350)는 결합 부재(360)와 선형 액추에이터(330) 사이를 연결하고, 선형 액추에이터(330)에 의해 선형 회동을 구동케 하기 위한 구성이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터와 서브 연결 링크 부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도4를 참조하면, 제2 힌지 부재(351)는 선형 액추에이터(330)의 외부 실린더(331) 및 내부 실린더(333)의 길이 방향을 따라, 제2 베어링(337)의 일단에 결합된 형태로 형성되며, 도4에 도시된 바와 같이 'ㄷ'자 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예에 따른 제2 힌지 부재(351)는 제2 로드(353)와의 체결을 위한 체결공이 서로 대향하는 위치에 형성될 수 있다.
본 발명의 제1 힌지 부재(321) 또한, 도2에 도시된 바와 같이 제2 힌지 부재(351)와 유사한 형태의 'ㄷ'자 형상으로 마련되고, 제1 로드(323)와 체결 가능한 체결공들이 서로 마주보게 형성될 수 있다.
도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 추진 모터와 모션 플랫폼이 함께 구동하는 모습을 도시한 도면이다.
도5를 참조하면, 본 발명의 결합 부재(360)는 추진 모듈(100)과의 결합을 위하여, 추진 모터(110)의 중심 축(113)을 감싸는 형태로 형성될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 복수개의 선형 액추에이터(330) 각각이 서로 다른 구동을 함에 따라 서로 상이한 길이 조절을 함으로써, 결합 부재(360)와 연결된 추진 모듈(100)이 도5의 (a)와 같이 제1 방향으로 향하게 하거나, 도5의 (b)와 같이 제2 방향으로 향하도록 제어할 수 있다. 이로써, 선형 액추에이터(330)는 수중 운동체(10)의 주행 방향을 제어할 수 있게 된다.
다시 도1을 참조한다.
본 발명의 음향 센서(500)는 수중 운동체(10)의 주변에 있는 수중 장애물을 감지하기 위한 센서로서, 사방으로 음파 신호를 방사하고, 방사된 음파 신호가 수중 장애물에 반사되어 돌아오는 음파 신호를 수신할 수 있다. 이에 따라, 음향 센서(500)는 수신한 음파 신호를 탐지 모듈(미도시)로 전달할 수 있다.
탐지 모듈(미도시)은 음향 센서(500)로부터 감지된 결과를 전달 받아, 수중 장애물의 수중 이동 속도, 수중 장애물과 수중 운동체(10)와의 거리, 수중 운동체(10)에 대한 수중 장애물의 방위 각도 중 적어도 하나에 대한 탐지 정보를 전기적인 신호로 생성할 수 있다.
그리고, 제어부(미도시)는 탐지 모듈(미도시)로부터 생성된 탐지 정보를 전달 받아, 탐지된 수중 장애물의 수중 이동 속도, 수중 장애물과 수중 운동체(10)와의 거리, 수중 장애물의 방위 각도 등에 대한 위치 정보 중 적어도 하나의 탐지 정보를 고려하여, 모션 플랫폼(300)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 구동 제어 시스템은 영상 획득 모듈과 통신 모듈을 더 포함하여 구성될 수 있다.
통신 모듈은 지상 또는 수중의 외부 단말로부터 신호를 수신하거나, 생성한 신호를 상기 외부 단말로 송신하는 구성이다. 통신 모듈은 상기 외부 단말로부터 도달해야 할 위치 좌표 등의 좌표 값에 대한 정보를 수신할 수 있다.
그리고, 영상 획득 모듈은 음향 센서(500)와 인접한 부분에 전방을 향하는 위치에 마련되어, 시야각의 영상을 획득할 수 있다. 여기서, 영상이란 하나의 이미지 일 수도 있고, 동영상일 수도 있다.
제어부(미도시)는 음향 센서로부터 감지된 결과(음향 신호), 그리고 영상 획득 모듈로부터 획득된 영상, 그리고 통신 모듈로부터 수신된 목적지에 대한 좌표 정보를 모두 고려하되, 미리 정해진 가중치에 따라 고려해야 할 정보의 우선순위를 정하여, 추진 모듈(100)의 제어 각도를 결정하고, 수중 운동체(10)의 주행 속도를 결정할 수 있다.
일 실시예로, 제어부(미도시)는 통신 모듈로부터 수신된 목적지에 대한 좌표 정보와 현재 수중 운동체(10)가 위치하는 좌표 사이에, 음향 센서 및 영상 획득 모듈을 이용하여 탐지된 수중 장애물의 위치, 속도 등을 고려한 메인 경로와, 메인 경로를 대체할 후보 경로에 대한 정보를 생성하고, 각 경로에 따른 예상 도착 시간을 계산할 수 있다. 그리고, 계산된 경로별 예상 도착 시간을 비교하여 최소 시간이 소요되는 경로를 선택하여, 선택된 경로로 주행하기 위한 추진 모듈의 구간별 속도와 구동 각도를 결정하여 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 수중 운동체
100: 추진 모듈
300: 모션 플랫폼
310: 베이스 프레임
320: 베이스 연결 링크
330: 선형 액추에이터
340: 구동 모터
350: 서브 연결 링크
360: 결합 부재
370: 전원 커넥터
500: 음향 센서
700: 하우징

Claims (8)

  1. 수중 운동체의 수중 구동 제어를 위한 구동 제어 시스템에 있어서,
    상기 수중 운동체의 수중 주행을 위한 추진 모터를 포함하는 추진 모듈과,
    상기 추진 모듈과 결합되어, 상기 수중 운동체의 수중 구동을 제어하기 위해 상기 추진 모듈의 구동 각도를 제어하는 모션 플랫폼과,
    상기 수중 운동체의 주변의 수중 장애물을 감지하는 음향 센서와,
    상기 음향 센서로부터 감지된 결과를 토대로 상기 모션 플랫폼의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어부와,
    상기 음향 센서로부터 감지된 결과를 전달 받아, 수중 장애물의 속도, 상기 수중 운동체와의 거리, 상기 수중 장애물의 방위 중 적어도 하나를 탐지함에 따라 탐지 정보를 상기 제어부로 전달하는 탐지 모듈과,
    지상 또는 수중의 외부 단말로부터 신호를 수신하거나, 생성한 신호를 상기 외부 단말로 송신하는 통신 모듈을 포함하며,
    상기 모션 플랫폼은,
    상기 수중 운동체의 본체에 일측이 고정되는 베이스 프레임과,
    상기 베이스 프레임의 타측에 일측이 연결되어 회동하는 복수의 베이스 연결 링크들과,
    상기 베이스 연결 링크들 각각에 연결되어, 직선 운동하는 복수의 선형 액추에이터들과,
    일측이 상기 선형 액추에이터들 각각에 연결되고, 타측이 상기 추진 모듈과 연결되어 회동하는 복수의 서브 연결 링크들과,
    상기 추진 모듈과의 결합을 위하여, 상기 추진 모터의 중심 축을 감싸는 형태로 형성되는 결합 부재를 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 수중 장애물의 수중 이동 속도, 상기 수중 장애물과 수중 운동체와의 거리, 및 상기 수중 장애물의 방위 각도에 대한 위치 정보 중 적어도 하나의 탐지 정보를 고려하여, 상기 제어 신호를 생성하며,
    또한 상기 제어부는, 상기 통신 모듈로부터 수신된 목적지에 대한 좌표 정보와 현재 수중 운동체가 위치하는 좌표 사이의 메인 경로와, 상기 메인 경로를 대체할 후보 경로에 대한 정보를 생성하고, 각 경로에 따른 예상 도착 시간을 계산하고, 계산된 경로별 예상 도착 시간을 비교하여 최소 시간이 소요되는 경로를 선택하여, 선택된 경로로 주행하기 위한 상기 추진 모듈의 구간별 속도와 구동 각도를 결정하여 제어하는 것을 특징으로 하는 구동 제어 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 선형 액추에이터의 일측에 위치하여, 상기 선형 액추에이터에 구동력을 제공하는 구동 모터를 더 포함하고,
    상기 각 선형 액추에이터는, 피스톤 운동을 통해 전체 길이를 신장하거나 수축하는 것을 특징으로 하는 구동 제어 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 베이스 연결 링크는,
    상기 베이스 프레임의 표면에 부착되는 제1 힌지 부재와,
    상기 구동 모터의 일단에 위치하여, 상기 제1 힌지 부재와 결합되는 제1 로드를 포함하고,
    상기 서브 연결 링크는,
    상기 결합 부재 상에 부착되는 제2 힌지 부재와,
    상기 선형 액추에이터의 타측에 위치하고, 상기 선형 액추에이터의 길이 방향을 따라 연장된 형태로 상기 제2 힌지 부재와 결합되는 제2 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 제어 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 선형 액추에이터는,
    피스톤 운동을 하는 내부 실린더와,
    상기 내부 실린더를 커버하는 외부 실린더와,
    상기 내부 실린더의 양측을 감싸며, 상기 선형 액추에이터의 움직임을 보조하기 위한 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 제어 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 구동 모터와 상기 선형 액추에이터 사이는 아쿠아 씰링(sealing) 처리되고,
    상기 외부 실린더는 물보다 비중 또는 점도가 높은 물질을 수용하는 것을 특징으로 하는 구동 제어 시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
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