KR102576114B1 - 해저 폐기물 수거장치 - Google Patents

Abstract

해저 폐기물 수거장치를 제공한다.
본 발명은 해상을 운행하는 선박과 연계하여 해저에 가라앉은 폐기물을 인양하여 수거하는 장치에 있어서, 상기 선박에 구비되는 윈치로부터 연장되는 연결와이어를 매개로 연결되는 본체 ; 상기 본체의 외부면에 일단이 회동가능하게 연결되는 제1링크와, 상기 제1링크의 타단에 일단이 회동가능하게 연결되는 제2링크와, 상기 제2링크의 타단에 일단이 회동가능하게 연결되는 제3링크 및 상기 제3링크의 타단에 일단이 회동가능하게 연결되는 제4링크로 이루어지는 작동암을 상기 본체의 외부면에 원주방향으로 일정간격을 두고 복수개 구비하는 링크부 ; 복수개의 작동암의 각 제4링크에 선단이 연결되는 복수개의 작동와이어를 갖추고, 상기 복수개의 작동와이어가 권취되는 드럼체를 정방향 또는 역방향으로 회전구동시키는 구동원을 갖추어 상기 복수개의 작동암이 외측으로 펼쳐지거나 내측으로 오므려지도록 상기 작동와이어를 감김이동시키거나 풀림이동시키는 작동부 ; 및 상기 복수개의 작동암의 각 하부에 복수개의 걸림고리를 갖추어 상기 폐기물에 걸림력을 발생시키는 후크부 ; 를 포함할 수 있다.

Description

해저 폐기물 수거장치{Subsea waste collection apparatus}

본 발명은 해저 폐기물을 수거하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해양에 버려져 해저에 가라앉은 페그물이나 폐로프와 같은 폐기물의 위치를 확인하고, 확인된 폐기물에 최대한 근접하면서 폐기물을 안전하게 인양하여 수거할 수 있는 해저 폐기물 수거장치에 관한 것이다.

일반적으로 바다를 오염시키는 오염원으로서 육상으로부터 유입되는 플라스틱이나 금속캔 또는 유리병 등과 같이 썩지 않는 폐기물 뿐만 아니라, 연안해역의 양식장이나 선박 등에서 버려지는 양식어구와 폐그물 또는 폐로프나 폐통발 등과 같은 각종 해저 폐기물이 연안해역 전반에 걸쳐 상당한 양으로 분포되어 있는 것으로 알려져 있다.

특히, 어업활동 도중 선박으로부터 유실되거나 버려진 폐그물로 인하여 해양 생태계 파괴와 더불어 버려진 폐그물과 같은 폐기물에 해양 생물이 걸려 죽는 유령어업으로 연간 3천억원 이상의 어업 피해가 발생하고 있는 실정이다.

해양에서 버려져 해저에 가라앉게 되는 폐그물과 같은 폐기물은 그 위치를 정확하게 확인하기 어렵기 때문에 이러한 수중 쓰레기인 폐기물을 수거하기 위해서는 해양에서 넓은 범위에 걸쳐 배가 무작위로 이동하면서 해저면을 후크로 긁어 이동하는 과정에서 후크에 걸린 폐기물을 인양하여 수거하거나, 잠수부가 해저 바닥까지 직접 잠수하여 들어가 후크와 같은 도구를 이용하여 폐기물을 수작업을 인양하여 폐기물을 수거하였다.

그러나, 이러한 종래의 해저 폐기물을 수거하는 방법은 효율이 크게 떨어지며, 잠수부가 해저에서 잠수하여 수작업을 수행해야만 하기 때문에 작업 위험성이 있고, 후크를 해저에 도달하도록 연장하면서 배를 운전해야만 하고, 수심에 제한이 있었다.

(특허문헌 1) KR10-2004-0004279 A

(특허문헌 2) KR10-0803761 B1

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 해양에 버려져 해저에 가라앉은 폐기물의 위치를 정확히 확인하고, 위치 확인된 폐기물에 최대한 근접한 다음 폐기물을 안전하게 수거하여 인양할 수 있는 해저 폐기물 수거장치를 제공하고자 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일측면에 따르면, 해상을 운행하는 선박과 연계하여 해저에 가라앉은 폐기물을 인양하여 수거하는 장치에 있어서, 상기 선박에 구비되는 윈치로부터 연장되는 연결와이어를 매개로 연결되는 본체 ; 상기 본체의 외부면에 일단이 회동가능하게 연결되는 제1링크와, 상기 제1링크의 타단에 일단이 회동가능하게 연결되는 제2링크와, 상기 제2링크의 타단에 일단이 회동가능하게 연결되는 제3링크 및 상기 제3링크의 타단에 일단이 회동가능하게 연결되는 제4링크로 이루어지는 작동암을 상기 본체의 외부면에 원주방향으로 일정간격을 두고 복수개 구비하는 링크부 ; 복수개의 작동암의 각 제4링크에 선단이 연결되는 복수개의 작동와이어를 갖추고, 상기 복수개의 작동와이어가 권취되는 드럼체를 정방향 또는 역방향으로 회전구동시키는 구동원을 갖추어 상기 복수개의 작동암이 외측으로 펼쳐지거나 내측으로 오므려지도록 상기 작동와이어를 감김이동시키거나 풀림이동시키는 작동부 ; 및 상기 복수개의 작동암의 각 하부에 복수개의 걸림고리를 갖추어 상기 폐기물에 걸림력을 발생시키는 후크부 ; 를 포함하는, 해저 폐기물 수거장치를 제공한다.

이때, 상기 링크부는 서로 인접하는 링크사이를 연결하는 연결부위마다 상기 작동암의 오므림작동시 탄성복원력을 발생시키는 탄성관절부를 포함할 수 있다.

이때, 상기 탄성관절부는 서로 인접하는 링크들사이를 연결하는 핀부재마다 배치되어 일단이 링크부재에 연결되고 타단이 다른 링크부재에 연결되는 적어도 하나의 토션스프링으로 구비될 수 있다.

이때, 상기 탄성관절부는 상기 핀부재와 대응하는 관절부위에서 서로 인접하는 링크의 표면에 양단이 각각 연결되는 적어도 하나의 탄성판으로 구비될 수 있다.

이때, 상기 링크부는 서로 인접하는 작동암들사이의 간격을 일정하게 유지하면서 지지하는 간격유지부를 포함하고, 상기 간격유지부는 상기 작동암의 링크의 측면에 일단이 연결되는 제1지지파이프와, 인접하는 다른 작동암의 다른 링크의 측면에 일단이 연결되고, 상기 제1지지파이프의 타단이 대응삽입되어 중첩되는 제2지지파이프 및 상기 제1지지파이프가 연결되는 링크의 측면에 일단이 접하고 상기 제2지지파이프가 연결되는 다른 링크의 측면에 타단이 접해지도록 상기 제1,2지지파이프의 외부면에 삽입배치되는 적어도 하나의 코일스프링을 포함할 수 있다.

이때, 상기 작동부는 상기 복수개의 작동암과 대응하는 상기 본체의 외부면에 관통형성된 관통공을 통하여 진출입되는 상기 복수개의 작동와이어가 통과하는 제1관통공을 복수개 관통형성하여 상기 본체의 내부공간에 고정설치되는 제1와이어 안내판을 포함할 수 있다.

이때, 상기 제1와이어안내판과 드럼체와의 사이에는 복수개의 작동와이어가 상기 드럼체 측으로 모아지도록 상기 복수개의 작동와이어가 통과하는 제2관통공을 복수개 관통형성하여 상기 본체의 내부공간에 고정설치되는 제2와이어 안내판을 포함할 수 있다.

이때, 상기 링크부에 부력을 인가하면서 조절하는 부력조절부를 포함하고, 상기 부력조절부는 상기 제1,2,3 및 4링크의 각 상부면에 각각 개별적으로 고정설치되는 제1,2,3 및 4부력튜브와, 서로 인접하는 부력튜브들사이를 연통연결하는 복수개의 연결호스 및 상기 제1,2,3 및 4부력튜브에 압축공기를 공급하는 압축공기 저장탱크를 포함할 수 있다.

이때, 상기 압축공기 저장탱크는 상기 부력조절부의 제1부력튜브와 제1개페밸브를 갖는 공급배관을 매개로 연통연결되고, 상기 공급배관에는 상기 제1,2,3 및 4부력튜브에 공급된 압축공기를 외부로 배기하도록 개폐작동되는 제2개폐밸브를 갖는 드레인배관을 포함할 수 있다.

이때, 상기 본체와 동일하게 상기 선박에 구비되는 다른 윈치로부터 연장되는 다른 연결와이어를 매개로 연결되어 해저에 가라앉은 폐기물을 탐사하는 무인 자동 잠수정을 포함할 수 있다.

상기의 구성에 따라, 본 발명에 따른 해저 폐기물 수거장치는 해저에 가라앉은 폐기물을 무인 자동 잠수정에 의해서 그 위치를 정확히 확인하고, 본체를 폐기물에 최대한 근접시킨 다음 구동원에 의해서 오므림작동되고 탄성복원력에 의해서 펼림작동되는 링크부의 작동암에 의해서 폐기물을 안전하게 수거하여 해저수심의 제한없이 해상으로 인양할 수 있기 때문에 잠수부의 직접적인 잠수를 배제하여 안전사고를 근본적으로 방지하고, 인력소모를 줄일 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 해저 폐기물 수거장치를 도시한 개략적인 전체 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 실시 예에 따른 해저 폐기물 수거장치의 링크부가 펼침작동된 상태를 도시한 사시도이다.
도 3 은 본 발명의 실시 예에 따른 해저 폐기물 수거장치의 링크부가 오므림작동된 상태를 도시한 사시도이다.
도 4 는 본 발명의 실시 예에 따른 해저 폐기물 수거장치에 구비되는 링크부의 펼침상태를 도시한 상세도이다.
도 5 는 본 발명의 실시 예에 따른 해저 폐기물 수거장치에 구비되는 링크부의 작동암이 펼쳐진 상태를 도시한 확대도이다.
도 6 은 본 발명의 실시 예에 따른 해저 폐기물 수거장치에 구비되는 링크부의 오므림상태를 도시한 상세도이다.
도 7 은 본 발명의 실시 예에 따른 해저 폐기물 수거장치에 구비되는 링크부의 작동암이 오므려진 상태를 도시한 상세도이다.
도 8 은 본 발명의 실시 예에 따른 해저 폐기물 수거장치에 구비되는 링크부의 작동암을 도시한 분해 사시도이다.
도 9 는 본 발명의 실시 예에 따른 해저 폐기물 수거장치에 구비되는 링크부의 작동암에 구비되는 링크들간의 연결상태를 도시한 상세도이다.
도 10 은 본 발명의 실시 예에 따른 해저 폐기물 수거장치에 구비되는 작동부를 도시한 구성도이다.
도 11 은 본 발명의 실시 예에 따른 해저 폐기물 수거장치에 구비되는 부력조절부를 도시한 구성도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 단어와 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않고, 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 발명자가 용어와 개념을 정의할 수 있는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

그러므로 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 해당하고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로 해당 구성은 본 발명의 출원시점에서 이를 대체할 다양한 균등물과 변형예가 있을 수 있다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 설명하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 다른 구성 요소와 바로 접하여 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 배치되는 것뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 구성 요소가 배치되는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결"되어 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 서로 직접 연결되는 것뿐만 아니라 간접적으로 서로 연결되는 경우도 포함한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 해저 폐기물 수거장치를 설명한다.

도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 해저 폐기물 수거장치를 도시한 개략적인 전체 구성도이고, 도 2 는 본 발명의 실시 예에 따른 해저 폐기물 수거장치의 링크부가 펼침작동된 상태를 도시한 사시도이며, 도 3 은 본 발명의 실시 예에 따른 해저 폐기물 수거장치의 링크부가 오므림작동된 상태를 도시한 사시도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해저 폐기물 수거장치(100)는 도 1, 도 2 및 도 3 에 도시한 바와 같이, 해상을 운행하는 선박(S)과 더불어 해저를 탐사하는 무인 자동 잠수정(Automatic Under Vehicle : AUV)와 연계하여 해저에 가라앉은 폐그물이나 폐로프와 같은 폐기물(N)의 위칠를 확인하고, 확인된 해저의 폐기물을 해상으로 인양하여 수거할 수 있도록 본체(10), 링크부(20), 작동부(30) 및 후크부(40)를 포함할 수 있다.

상기 본체(10)는 상기 선박(B)에 구비되는 인양설비인 윈치(W)로부터 연장되는 연결와이어(19)를 매개로 하여 상기 원치와 연결되어 폐기물을 수거하고자 하는 해상에서 해저로 투척되어 잠수되고, 상기 윈치의 감김작동에 의해서 해저의 폐기물을 해상으로 수거하도록 해상으로 인양되는 구조물이다.

이러한 본체(10)의 상단부에는 적어도 하나이상의 카메라(18)를 장착함으로써 상기 링크부(20)에 구비되는 복수개의 작동암(20a)의 펼침작동상태 및 오므림작동 상태를 실시간으로 영상으로 촬영하여 선박의 작업자가 확인할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 본체(10)는 일정크기의 내부공간을 갖는 대략 원통상의 구조물로 이루어지고, 상기 본체의 상단에 상기 카메라가 고정설치되는 카메라고정대를 구비하는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 본체는 사각, 다각과 같은 다양한 형태로 구비되고, 상기 카메라는 하부측에 구비되는 링크부의 작동을 촬영할 수 있도록 본체의 상단에 고정설치될 수 있다.

그리고, 해저에 가라앉은 폐기물을 탐사하는 무인 자동 잠수정(AUV)은 상기 본체와 동일하게 상기 선박에 구비되는 다른 윈치로부터 연장되는 다른 연결와이어(19a)를 매개로 하여 연결될 수 있다.

이러한 무인 자동 잠수정(AUV)은 상기 본체에 구비되는 카메라와 연동하여 작동될 수 있다.

이에 따라, 상기 본체와 더불어 해저에 잠수되는 무인 자동 잠수정(AUV)은 포워드 스캔 소나(Forward Scan Sonar)와 같은 센서를 통하여 넓은 범위의 해저면을 탐색하면서 수거대상물인 폐그물을 발견하여 그 위치 정보를 선박의 제어서버에 전달함으로써 상기 본체, 링크부 및 작동부로 이루어지는 수거장치로서 폐그물과 같은 폐기물을 수거하여 인양하는 임무를 시작하기 위한 위치 정보를 제공한다.

또한 본 발명의 수거장치(100)가 폐그물과 같은 폐기물을 수거하는 동안, 상기 무인 자동 잠수정은 폐기물과 수거장치를 함께 관측하여 보다 정밀한 움직임을 위한 추가적인 정보를 제공하며, 수거장치가 사각에서 이루어지는 폐기물 수거 회수작업에 방해가 될 수 있는 이상 현상을 관찰하여 모니터링할 수 있다.

상기 선박(S)은 본 발명의 수거장치(100)와 무인 자동 잠수정(AUV)으로부터 데이터를 받고 명령을 내리는 동시에 이들간의 통신의 연결점이며 윈치를 이용하여 해저의 본체를 해상으로 끌어올림으로써 폐기물을 인양하는 역할을 수행할 수 있다.

도 5 는 본 발명의 실시 예에 따른 해저 폐기물 수거장치에 구비되는 링크부의 작동암이 펼쳐진 상태를 도시한 확대도이고, 도 6 은 본 발명의 실시 예에 따른 해저 폐기물 수거장치에 구비되는 링크부의 오므림상태를 도시한 상세도이며. 도 7 은 본 발명의 실시 예에 따른 해저 폐기물 수거장치에 구비되는 링크부의 작동암이 오므려진 상태를 도시한 상세도이다.

상기 링크부(20)는 도 5, 도 6 및 도 7 에 도시한 바와 같이, 상기 본체(10)에 구비되는 구동원(33)에 의해서 오므림작동이 가능하고 후술하는 탄성관절부의 탄성복원력에 의해서 펼침작동이 가능한 복수개의 작동암(20a)을 원주방향으로 일정간격을 두고 복수개 구비하는 것이다.

상기 작동암(20a)은 상기 본체의 하단 외부면에 고정설치되는 링크브라켓(29)과 일단이 핀부재(P)를 매개로 하여 회동가능하게 연결되는 일정길이의 제1링크(21)를 갖추고, 상기 제1링크(21)의 타단과 핀부재(P1)를 매개로 하여 일단이 회동가능하게 연결되는 일정길이의 제2링크(22)를 갖추며, 상기 제2링크(22)의 타단과 다른 핀부재(P2)를 매개로 하여 일단이 회동가능하게 연결되는 일정길이의 제3링크(23)를 갖추고, 상기 제3링크(23)의 타단과 또 다른 핀부재(P3)를 매개로 하여 일단이 회동가능하게 연결되는 제4링크(24)를 포함할 수 있다.

상기 링크브라켓(29)은 도 4 와 도 5 에 도시한 바와 같이 상기 작동와이어의 풀림작동시 상기 핀부재(P)를 매개로 상방으로 회동복귀하는 제1링크(21)의 단부와 접하여 상기 제1링크가 외측으로 벌어진 경사상태를 안정적으로 유지하도록 일정각도 경사진 상부스토퍼(29b)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 링크브라켓(29)은 도 6과 도 7 에 도시한 바와 같이, 후술하는 작동와이어의 당김작동시 상기 핀부재(P)를 매개로 하방으로 회동하는 제1링크(21)의 경사진 단부와 접하여 상기 제1링크가 대략 수직상태로 전환되지 않고 일정각도 외측으로 벌어진 경사상태를 안정적으로 유지하도록 일정각도 경사진 하부스토퍼(29a)를 포함할 수 있다.

도 8 은 본 발명의 실시 예에 따른 해저 폐기물 수거장치에 구비되는 링크부의 작동암을 도시한 분해 사시도이고, 도 9 는 본 발명의 실시 예에 따른 해저 폐기물 수거장치에 구비되는 링크부의 작동암에 구비되는 링크들간의 연결상태를 도시한 상세도이다.

또한, 상기 링크부(20)는 서로 인접하는 링크(21,22,23,24)사이를 연결하는 연결부위마다 상기 구동원에 의한 작동암(20a)의 오므림작동시 탄성복원력을 발생시키는 탄성관절부를 포함할 수 있다.

이러한 탄성관절부는 도 8과 도9 에 도시한 바와 같이, 서로 인접하는 링크들사이를 연결하는 핀부재(P1,P2,P3)마다 배치되어 일단이 링크에 연결되고 타단이 다른 링크에 연결되는 적어도 하나의 토션스프링(25)으로 구비될 수 있다.

이에 따라, 서로 인접하는 링크들사이를 연결하면서 관절부위를 형성하는 핀부재마다 서로 다른 링크에 양단이 각각 연결되는 토션스프링을 구비함으로써, 상기 작동와이어의 당김작동에 기인하여 상기 작동암의 서로 인접하는 링크가 대략 V자형으로 접이되어 상기 작동암이 펼침상태에서 오므림상태로 전환되면서 상기 토션스프링은 탄성변형되어 탄성복원력을 발생시킨다.

반면에, 상기 작동와이어의 풀림작동에 기인하여 외력이 해제되면 상기 토션스프링의 탄성복원력에 의해서 상기 작동암의 서로 인접하는 링크는 V자형에서 대략 일자형으로 펼쳐지면서 상기 작동암은 오므림상태에서 펼침상태로 전환되는 것이다.

이때, 상기 탄성관절부는 서로 인접하는 링크(21,22,23,24)를 연결하는 핀부재마다 구비되는 토션스프링으로 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 핀부재(P1,P2,P3)와 대응하는 관절부위에서 서로 인접하는 링크의 표면에 양단이 각각 연결되어 굽힘변형시 탄성복원력을 발생시키는 적어도 하나의 탄성판으로 구비될 수 있다.

또한, 상기 링크부(20)는 서로 인접하는 작동암들사이의 간격을 일정하게 유지하면서 지지하여 외측으로 펼침작동되고 내측으로 오므림작동되는 복수개의 작동암이 뒤틀리는 것을 방지하는 간격유지부(20b)를 포함할수 있다.

상기 간격유지부(20b)는 상기 작동암의 링크의 측면에 일단이 연결되는 제1지지파이프(26a)를 갖추고, 인접하는 다른 작동암의 다른 링크의 측면에 일단이 연결되고, 상기 제1지지파이프의 타단이 내부공으로 대응삽입되어 중첩되는 제2지지파이프(26b)를 갖추며, 상기 제1지지파이프가 연결되는 링크의 측면에 일단이 접하고 상기 제2지지파이프가 연결되는 다른 링크의 측면에 타단이 접해지도록 상기 제1,2지지파이프의 외부면에 삽입배치되어 서로 인접하는 작동암간의 간격이 좁아질때 수축되면서 탄성복원력을 발생시키고, 서로 인접하는 작동암의 간격이 넓어질때 탄성복원력을 링크에 전달하는 적어도 하나의 코일스프링(27)을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 간격유지부(20b)는 상기 코일스프링(27)이 상기 제1,2지지파이프에 삽입배치되어 서로 인접하는 작동암의 링크에 양단이 접해져 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 제1,2지지파이프의 필요없이 상기 코일스프링의 양단이 서로 인접하는 작동암의 링크에 직접적으로 연결되어 설치될 수 있다.

도 10 은 본 발명의 실시 예에 따른 해저 폐기물 수거장치에 구비되는 작동부를 도시한 구성도이다.

상기 작동부(30)는 도 10 에 도시한 바와 같이, 상기 본체(10)의 외부면에 구비되는 링크부(20)의 복수개의 작동암(20a)이 외측으로 펼쳐지거나 내측으로 오므려지도록 상기 작동암(20a)과 연결된 작동와이어(31)를 감김이동시키거나 풀림이동시키는 것이다.

이러한 작동부(30)는 복수개의 작동암의 각 제4링크(24)에 선단이 연결되는 복수개의 작동와이어(31)를 포함하고, 상기 복수개의 작동와이어가 외부면에 권취되는 드럼체(32)를 정방향 또는 역방향으로 회전구동시키는 구동원(33)을 포함할 수 있다.

상기 작동와이어(31)는 상기 제4링크(24)의 자유단에 일단이 연결되고, 상기 드럼체(32)에 타단이 연결되는 일정길이의 와이이어부재로 구비되고, 상기 작동와이어의 길이중간은 상기 제2링크(22)와 제3링크(23)의 연결부위에 해당하는 위치에 구비되는 안내링(31a)에 구속되어 안내되는 것이 바람직하다.

상기 작동부(30)는 상기 복수개의 작동암(20a)과 대응하는 상기 본체(10)의 외부면에 관통형성된 관통공(15)을 통하여 진출입되는 상기 복수개의 작동와이어(31)가 통과하는 제1관통공(34a)을 복수개 관통형성하여 상기 본체(10)의 내부공간에 고정설치되는 제1와이어 안내판(34)을 포함할 수 있다.

상기 제1와이어안내판(34)과 드럼체(32)와의 사이에는 상기 제1와이어 안내판(34)의 제1관통공(34a)을 통하여 진출입되는 복수개의 작동와이어(31)가 통과하는 제2관통공(35a)을 복수개 관통형성하여 복수개의 제2관통공을 통하여 진출입되는 복수개의 작동와이어(31)가 상기 드럼체 측으로 모아지도록 상기 본체(10)의 내부공간에 고정설치되는 제2와이어 안내판(35)을 포함할 수 있다.

상기 구동원(33)은 상기 드럼체에 구동축이 직접적으로 연결되거나 기어박스를 매개로 하여 간접적으로 연결되어 전원인가시 회전구동력을 발생시키는 구동모터로 구비될 수 있다.

이러한 구동원(33)은 상기 드럼체(32)에 인접하도록 본체의 내부공간에 고정설치되는 수중모터로 구비되고, 상기 수중모터는 상기 선박(S)에 구비되는 발전기와 전원케이블을 매개로 전기적으로 연결되는 모터부재이다.

이에 따라, 상기 구동원의 작동에 의해서 상기 드럼체가 정방향으로 회전구동되어 상기 작동와이어가 드럼체의 외부면에 감기게 되면, 상기 작동와이어의 당김작동에 의해서 상기 링크부에 구비되는 복수개의 작동암은 펼침상태에서 오므림상태로 전환되는 반면에 상기 드럼체가 역방향으로 회전구동되면 상기 작동암의 링크들사이를 연결하는 관절부위마다 구비되는 탄성관절부의 토션스프링 또는 판스프링에서 제공되는 탄성복원력에 의해서 상기 링크부에 구비되는 복수개의 작동암은 오므림상태에서 펼침상태로 전환될 수 있다.

상기 후크부(40)는 도 4, 도 5 및 도 6 에 도시한 바와 같이, 상기 복수개의 작동암(20a)의 하부에 구비되는 복수개의 걸림고리(41)를 갖추어 해저에 가라앉은 폐기물(N)에 걸리어 걸림력을 발생시키는 것이다.

상기 걸림고리(41)는 상기 작동암(20a)에 양단 및 길이중간이 연결되어 하부처짐상태를 갖는 일정길이의 고리와이어(42)에 연결될 수 있으며, 상기 걸림고리는 상기 작동암을 구성하는 복수개의 링크의 하부면과 일대일 대응하도록 복수개 구비되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 걸림고리(41)는 상기 작동암(20a)의 하부에 착탈가능하도록 구비되는 고리와이어(42)에 해저에 가라앉은 폐기물 측으로의 접근이 용이하고 상기 고리와이어와 더불어 분리가능하도록 매달리는 형태로 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 작동암을 구성하는 각 링크의 하부면에 직접적으로 상단이 고정설치될 수 있다.

상기 링크부(20)에 부력을 인가하면서 조절하는 부력조절부(50)를 포함하고, 상기 부력조절부(50)는 도 4, 도 5, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 작동암의 제1,2,3 및 4링크(21,22,23,24)의 상부면에 대략 U자형 고리(56)에 의해서 각각 개별적으로 고정설치되는 제1,2,3 및 4부력튜브(51,,52,53,54)를 포함하고, 서로 인접하는 부력튜브들사이를 서로 연통연결하는 복수개의 연결호스(55)를 포함하며, 상기 제1,2,3 및 4부력튜브에 압축공기를 공급하도록 상기 본체의 내부공간에 구비되는 압축공기 저장탱크(59)를 포함할 수 있다.

상기 제1,2,3 및 4부력튜브(51,,52,53,54)는 압축공기의 공급시 부피가 팽창되면서 상기 작동암의 각 링크에 부력을 제공하는 부력체이며, 상기 복수개의 연결호스(55)는 상기 제1,2,3 및 4링크마다 개별적으로 구비되는 제1,2,3 및 4부력튜브(51,,52,53,54)들사이를 서로 연통연결하면서 서로 인접하는 링크를 서로 연결하는 관절부위마다 배치되어 밴딩변형이 자유롭도록 상기 부력튜브보다 상대적으로 작은 외경을 갖는 호스부재이다.

상기 압축공기 저장탱크(59)는 상기 본체의 내부공간에 배치되어 상기 작동암에 부력을 인가하도록 압축공기를 상기 제1,2,3 및 4부력튜브(51,,52,53,54)에 공급하는 탱크부재이다.

이러한 압축공기 저장탱크(59)는 도 11 에 도시한 바와 같이, 상기 본체에 최근접 설치되는 제1링크의 제1부력튜브(51)와 제1개페밸브(58a)를 갖는 공급배관(58)을 매개로 하여 연통연결되고, 상기 공급배관(58)에는 상기 제1,2,3 및 4부력튜브에 공급된 압축공기를 외부로 배기하도록 개폐작동되는 제2개폐밸브(57a)를 갖는 드레인배관(57)을 구비할 수 있다.

이때, 상기 제1,2개폐밸브(57a,58a)는 상기 선박의 제어서버로부터 전달되는 외부신호에 의해서 자동을 개폐되면서 압축공기 공급량 및 배기량을 제어하는 전자밸브로 구비되는 것이 바람직하다.

상기 압축공기 저장탱크(59)는 상기 본체의 하부공간에 배치되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며,상기 본체의 상부 또는 상기 본체의 외부에 독립적으로 배치되어 설치될 수 있다.

이에 따라, 상기 링크부의 작동암이 외측으로 펼쳐지고 상기 제2개폐밸브는 폐쇄된 상태에서 상기 제1개폐밸브가 개방되면 상기 압축공기 저장탱크에 저장된 압축공기가 상기 공급배관을 통하여 제1,2,3 및 4 부력튜브에 순차적으로 공급되어 채워져 부피팽창되어 부력이 발생되기 때문에 외측으로 펼쳐진 작동암에는 부력이 인가되면서 확인된 폐기물 측으로 잠수되는 본체의 하강속도를 느리게 조절할 수 있다.

그리고, 개방된 제1개폐밸브를 폐쇄시키고 상기 제2개폐밸브를 개방하면, 상기 제1,2,3 및 4 부력튜브의 내부에 채워진 압축공기가 상기 드레인배관을 통하여 외부로 배출되기 때문에 외측으로 펼쳐진 작동암에 인가되는 부력이 감소되면서 확인된 폐기물 측으로 잠수되는 본체의 하강속도를 빠르게 조절할 수 있다.

또한, 외측으로 펼쳐진 복수개의 작동암을 갖는 링크부가 해저에 위치확인 폐기물에 근접한 상태에서, 상기 제1개폐밸브의 개폐작동과 상기 제2개폐밸브의 개폐작동을 주기적으로 반복하게 하면, 상기 작동암에 인가되는 부력크기 증감변화에 의해서 상기 링크부의 작동암이 상하운동이 반복적으로 발생되기 때문에 상기 작동암이 하부에 구비되는 걸림고리가 폐기물에 걸리는 걸림동작으로 원활하게 수행할 수 있다.

이때, 상기 본체의 링크부가 폐기물를 수거하기 위해서 근접하는 것과 상기 작동암의 상하운동은 상기 무인 자동 잠수정에 구비되는 카메라 또는 상기 본체의 상단에 구비되는 카메라에 의해서 촬영되어 확인될 수 있다.

최종적으로 해저에 가라앉은 폐기물이 상기 작동암이 하부에 구비되는 걸림고리에 걸리는 상태가 확인되면, 상기 구동원에 의해서 작동와이어를 당기어 상기 링크부에 구비되는 복수개의 작동암을 펼침상태에서 오므림상태로 전환시킨 다음, 상기 선박의 윈치를 감김작동시켜 상기 걸림고리에 걸린 폐기물을 해상으로 빠르게 인양하여 수거작업을 종료하게 된다.

본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 의해 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

10 : 본체 20 : 링크부
20a : 작동암 21,22,23,24 : 제1,2,3 및 4링크
30 : 작동부 31 : 작동와이어
32 : 드럼체 33 : 구동원
34 : 제1와이어 안내판 36 : 제2와이어 안내판
40 : 후크부 41 : 걸림고리
50 : 부력조절부 51,52,53,54 : 제1,2,3 및 4부력튜브
57 : 드레인배관 59 : 압축공기 저장탱크

Claims (10)

1. 해상을 운행하는 선박과 연계하여 해저에 가라앉은 폐기물을 인양하여 수거하는 장치에 있어서,
   상기 선박에 구비되는 윈치로부터 연장되는 연결와이어를 매개로 연결되는 본체 ;
   상기 본체의 외부면에 일단이 회동가능하게 연결되는 제1링크와, 상기 제1링크의 타단에 일단이 회동가능하게 연결되는 제2링크와, 상기 제2링크의 타단에 일단이 회동가능하게 연결되는 제3링크 및 상기 제3링크의 타단에 일단이 회동가능하게 연결되는 제4링크로 이루어지는 작동암을 상기 본체의 외부면에 원주방향으로 일정간격을 두고 복수개 구비하는 링크부 ;
   복수개의 작동암의 각 제4링크에 선단이 연결되는 복수개의 작동와이어를 갖추고, 상기 복수개의 작동와이어가 권취되는 드럼체를 정방향 또는 역방향으로 회전구동시키는 구동원을 갖추어 상기 복수개의 작동암이 외측으로 펼쳐지거나 내측으로 오므려지도록 상기 작동와이어를 감김이동시키거나 풀림이동시키는 작동부 ; 및
   상기 복수개의 작동암의 각 하부에 복수개의 걸림고리를 갖추어 상기 폐기물에 걸림력을 발생시키는 후크부 ; 를 포함하는, 해저 폐기물 수거장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 링크부는 서로 인접하는 링크사이를 연결하는 연결부위마다 상기 작동암의 오므림작동시 탄성복원력을 발생시키는 탄성관절부를 포함하는, 해저 폐기물 수거장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 탄성관절부는 서로 인접하는 링크들사이를 연결하는 핀부재마다 배치되어 일단이 링크부재에 연결되고 타단이 다른 링크부재에 연결되는 적어도 하나의 토션스프링으로 구비되는, 해저 폐기물 수거장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 탄성관절부는 서로 인접하는 링크들사이를 연결하는 핀부재와 대응하는 관절부위에서 서로 인접하는 링크의 표면에 양단이 각각 연결되는 적어도 하나의 탄성판으로 구비되는, 해저 폐기물 수거장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 링크부는 서로 인접하는 작동암들사이의 간격을 일정하게 유지하면서 지지하는 간격유지부를 포함하고,
   상기 간격유지부는 상기 작동암의 링크의 측면에 일단이 연결되는 제1지지파이프와, 인접하는 다른 작동암의 다른 링크의 측면에 일단이 연결되고, 상기 제1지지파이프의 타단이 대응삽입되어 중첩되는 제2지지파이프 및 상기 제1지지파이프가 연결되는 링크의 측면에 일단이 접하고 상기 제2지지파이프가 연결되는 다른 링크의 측면에 타단이 접해지도록 상기 제1,2지지파이프의 외부면에 삽입배치되는 적어도 하나의 코일스프링을 포함하는, 해저 폐기물 수거장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 작동부는 상기 복수개의 작동암과 대응하는 상기 본체의 외부면에 관통형성된 관통공을 통하여 진출입되는 상기 복수개의 작동와이어가 통과하는 제1관통공을 복수개 관통형성하여 상기 본체의 내부공간에 고정설치되는 제1와이어 안내판을 포함하는, 해저 폐기물 수거장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1와이어 안내판과 드럼체와의 사이에는 복수개의 작동와이어가 상기 드럼체 측으로 모아지도록 상기 복수개의 작동와이어가 통과하는 제2관통공을 복수개 관통형성하여 상기 본체의 내부공간에 고정설치되는 제2와이어 안내판을 포함하는, 해저 폐기물 수거장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 링크부에 부력을 인가하면서 조절하는 부력조절부를 포함하고,
   상기 부력조절부는 상기 제1,2,3 및 4링크의 각 상부면에 각각 개별적으로 고정설치되는 제1,2,3 및 4부력튜브와, 서로 인접하는 부력튜브들사이를 연통연결하는 복수개의 연결호스 및 상기 제1,2,3 및 4부력튜브에 압축공기를 공급하는 압축공기 저장탱크를 포함하는, 해저 폐기물 수거장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 압축공기 저장탱크는 상기 부력조절부의 제1부력튜브와 제1개페밸브를 갖는 공급배관을 매개로 연통연결되고, 상기 공급배관에는 상기 제1,2,3 및 4부력튜브에 공급된 압축공기를 외부로 배기하도록 개폐작동되는 제2개폐밸브를 갖는 드레인배관을 포함하는, 해저 폐기물 수거장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 본체와 동일하게 상기 선박에 구비되는 다른 윈치로부터 연장되는 다른 연결와이어를 매개로 연결되어 해저에 가라앉은 폐기물을 탐사하는 무인 자동 잠수정을 포함하는, 해저 폐기물 수거장치.

Images