KR102576923B1 - 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체 - Google Patents

해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수상 조사이동체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수면 위에서 운항할 수 있는 유인 조사이동체 및 유인 조사이동체에 선택적으로 결합될 수 있으며, 하부에 해저면을 관측할 수 있도록 관측장비가 장착되는 무인 조사이동체를 포함하는 것을 특징으로 하여, 이동과 동작에 방해가 없는 지역에서는 유인 조사이동체에 무인 조사이동체가 결합되어 함께 움직이며, 유인 조사이동체가 접근이 불가능한 지역에서는 무인 조사이동체가 유인 조사이동체로부터 분리되어 독립적으로 해양조사작업을 할 수 있는 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체에 관한 것이다.

Description

해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체{MANNED AND UNMANNED COMPLEX SURVEY VEHICLE FOR OCEAN SURVEY AND WATER DEPTH MEASURMENT}
본 발명은 수상 조사이동체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유인 조사이동체가 접근할 수 없는 지역에 무인 조사이동체가 분리되어 독자적으로 조사 임무를 수행할 수 있는 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체에 관한 것이다.
수로측량은 선박의 안전한 항해를 위한 해도 작성을 목적으로 바다, 하천, 호수 등의 수심, 지질, 지형, 지자기, 섬과 암초의 위치, 조류, 해류 등을 측정하는 일을 말한다. 대상 및 지역에 따라 항만측량, 항로측량, 연안측량, 해양측량 등으로 나뉘고, 하천·운하·항만 등을 건설하거나 개수 공사에 필요한 여러 가지 측량과 해안선과 연안의 자연환경 등을 조사하는 것도 포함된다.
주로 빛을 사용하는 땅 위나 하늘에서와 달리 해저 지형을 측정하는 데에는 주로 음파가 사용된다. 해양조사선에 장비된 음향측심기에서 발사된 음파가 해저면에 부딪혀 되돌아오는 시간을 계산하여 바닷속 지형을 알 수 있다. 바닷속 지층을 조사하는 데는 음향측심기보다 더 강한 음파를 발사하는 탄성파탐지기를 사용한다. 또 중력계와 자력계를 사용하여 해저광물을 탐사할 수도 있다.
해저 지형을 측량하는 방법으로는 멀티빔 음파 탐지기를 설치한 작업선을 이용하는 방법이 널리 알려져있다. 멀티빔 음파 탐지기는 물밑에 다수의 초음파를 부채꼴 모양으로 조사하고 물밑에서 반사된 초음파를 감지할 때까지의 시간에 기반하여 해저 지형을 탐사한다.
해저 지형을 선적으로 측량하는 단빔 측량 방법에 비해 멀티빔 측량 방법은 해저 지형을 면적으로 측량하므로 한번에 광범위한 해저면을 정확하게 측량할 수 있다는 장점이 있다.
그러나 종래 수상 조사이동체는 유인 조사이동체와 무인 조사이동체를 독립적으로 운행할 수 없으므로 천해(淺海)나 해안가 등의 얕은 바다에서 해양조사작업을 수행하는 것이 매우 어렵다는 문제점이 있다.
위의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대해 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이동과 동작에 방해가 없는 지역에서는 유인 조사이동체에 무인 조사이동체가 결합되어 함께 움직이며 해양조사작업을 할 수 있는 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 유인 조사이동체가 접근이 불가능한 지역에서는 무인 조사이동체가 유인 조사이동체로부터 분리되어 독립적으로 해양조사작업을 할 수 있는 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 수면 위에서 운항할 수 있는 유인 조사이동체; 및 유인 조사이동체에 선택적으로 결합될 수 있으며, 하부에 해저면을 관측할 수 있도록 관측장비가 장착되는 무인 조사이동체; 를 포함하며, 상기 무인 조사이동체는 유인 조사이동체로부터 분리되어 독립적으로 운항할 수 있으며, 무인 조사이동체와 유인 조사이동체는 상호 통신이 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체는, 상기 유인 조사이동체의 중앙 부분에 관통 형성되는 장착공간부; 장착공간부의 양 측면에 마주보도록 장착되는 한 쌍의 레일부; 및 무인 조사이동체의 양 측면에 돌출 형성되며 한 쌍의 레일부에 체결 가능한 한 쌍의 돌출결합부; 를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체에서 상기 레일부는, 무인 조사이동체의 돌출결합부가 슬라이딩하여 진입할 수 있도록 수용공간이 형성되는 수용부; 수용부의 수용공간을 기준으로 상부면 및 하부면에 각각 형성되는 다수의 관통홀; 수용부의 상하부에 상하로 승강 가능하도록 배치되는 승강부; 및 수용부와 접촉되는 승강부의 하부면 및 상부면에 각각 돌출 형성되며, 관통홀을 통과하여 수용공간으로 진입할 수 있는 다수의 승강진입부; 를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체는, 상기 돌출결합부의 상부면 및 하부면에 각각 함몰 형성되며 승강진입부가 삽입될 수 있는 다수의 함몰삽입부; 를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체에서 상기 승강진입부의 말단에는 승강자석부가 결합되고 함몰삽입부의 바닥면에는 함몰자석부가 결합되어, 승강진입부가 함몰삽입부에 삽입되었을 때 승강자석부가 함몰자석부에 부착되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체에서 상기 수용부의 상부에 배치되는 다수의 제1승강진입부와 수용부의 하부에 배치되는 다수의 제2승강진입부는 서로 마주보지 않도록 교대로 배치되고, 돌출결합부의 상부면에 형성되는 다수의 제1함몰삽입부와 돌출결합부의 하부면에 형성되는 다수의 제2함몰삽입부는 서로 마주보지 않도록 교대로 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체에서 상기 레일부는, 무인 조사이동체의 돌출결합부가 슬라이딩하여 진입할 수 있도록 수용공간이 형성되는 수용부; 수용부의 수용공간을 기준으로 상부면에 함몰 형성되어 공간을 제공하는 다수의 수용함몰부; 다수의 수용함몰부의 내부에 상하로 승강 가능하도록 각각 장착되는 승강진입부; 및 승강함몰부의 내측과 승강진입부 사이를 연결하여 승강진입부에 탄성 복원력을 제공하는 승강스프링; 을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체는, 상기 돌출결합부의 상부면에 함몰 형성되며 승강진입부가 삽입될 수 있는 다수의 함몰삽입부; 를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체에서 상기 승강진입부의 말단에는 승강자석부가 결합되고 함몰삽입부의 바닥면에는 전류가 흐르면 자기화되는 전자석부가 결합되어, 전자석부가 자기화되었을 때 승강자석부가 하강하여 전자석부에 부착되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체는, 상기 수용함몰부의 하단에 회전 가능하도록 결합되며 서로 마주보도록 배치되는 한 쌍의 수용커버부; 및 수용함몰부의 하단에 각각 결합되어 수용함몰부와 한 쌍의 수용커버부 사이를 연결하며 수용커버부가 상측으로 회전할 수 있도록 탄성 복원력을 제공하는 수용커버스프링; 을 더 포함하는 것이 바람직하다.
위와 같은 구성을 가지는 본 발명은, 이동과 방해가 없는 지역에서는 유인 조사이동체와 무인 조사이동체가 결합된 상태에서 다양한 해양조사를 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 유인 조사이동체의 접근이 불가능한 지역에서는 관측장비가 장착된 무인 조사이동체가 유인 조사이동체로부터 분리되어 독자적으로 다양한 해양조사 임무를 수행할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명은 무인 조사이동체가 자율 또는 원격조정장치 등에 의해 수동으로 조정될 수 있으므로 파도가 높거나 물살이 센 위험한 지형에서도 안전하게 해양 조사가 가능하다는 장점이 있다.
나아가, 본 발명은 무인 조사이동체에 배터리, 전기모터 등이 장착되어 유인 조사이동체와 독립적으로 운행될 수 있으므로 유인 조사이동체의 운행 여부와 관계없이 해양 조사가 가능하다는 장점이 있다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체가 결합된 모습을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체가 분리된 모습을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 조사이동체의 저면 모습을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 돌출결합부가 레일부에 체결되기 전의 모습을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 승강부가 승강된 모습을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 돌출결합부가 수용부에 수용된 모습을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 돌출결합부가 레일부에 체결된 모습을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 승강진입부와 함몰삽입부의 배치를 나타내기 위한 종단면도.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레일부와 돌출결합부의 모습을 도시한 횡단면도.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레일부와 돌출결합부의 모습을 도시한 종단면도.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체가 결합된 모습을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체가 분리된 모습을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 조사이동체의 저면 모습을 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체는 수면 위에서 운항할 수 있는 유인 조사이동체(100) 및 유인 조사이동체(100)에 선택적으로 결합될 수 있으며, 하부에 해저면을 관측할 수 있도록 관측장비(350)가 장착되는 무인 조사이동체(300)를 포함한다.
상기 유인 조사이동체(100) 및 무인 조사이동체(300)는 밀폐형 구조로 방수능력과 부력을 가지면서 해수나 해풍에 장기간 노출되어도 부식되지 않는 소재로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 유인 조사이동체(100) 및 무인 조사이동체(300)는 유리섬유강화플라스틱 또는 탄소섬유강화플라스틱 등과 같은 플라스틱계 복합재료로 이루어질 수 있으나, 본 발명이 반드시 이러한 구성만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 유인 조사이동체(100)와 무인 조사이동체(300)는 각각 배터리를 이용한 개별 전기모터를 사용하여 독립적으로 운항할 수 있다. 이동에 방해가 없는 지역에서는 유인 조사이동체(100)에 무인 조사이동체(300)가 결합된 상태에서 해양 조사 작업을 수행하고, 유인 조사이동체(100)의 접근이 불가능한 지역에서는 무인 조사이동체(300)가 분리되어 해양 조사 작업을 수행한다.
상기 무인 조사이동체(300)는 자율 또는 원격조정장치 등을 통해 수동으로 조정될 수 있다. 해양 조사 작업을 수행한 후 무인 조사이동체(300)는 유인 조사이동체(100)로 복귀하여 유인 조사이동체(100)에 결합될 수 있다.
상기 유인 조사이동체(100)와 무인 조사이동체(300)는 상호 통신이 가능하다. 예를 들어, 유인 조사이동체(100)와 무인 조사이동체(300)는 원거리 무선통신을 위한 3G/LTE CDMA(Code Division Multiple Access) 방식의 통신모듈 또는 와이파이 통신모듈을 구비하여 통신할 수 있다.
상기 무인 조사이동체(300)의 관측장비(350)로부터 획득된 해양 측량 정보는 데이터 통신을 통해 유인 조사이동체(100)로 송신되고, 유인 조사이동체(100)는 이러한 해양 측량 정보를 저장하거나 연산 처리할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 유인 조사이동체(100)의 중앙 부분에는 장착공간부(110)가 관통 형성된다. 유인 조사이동체(100)의 이동이 가능한 지역에서 무인 조사이동체(300)는 장착공간부(110)에 수용되고, 유인 조사이동체(100)의 접근이 불가능한 지역에서 무인 조사이동체(300)는 장착공간부(110)로부터 분리되어 독립적으로 운항된다.
상기 장착공간부(110)의 양 측면에는 한 쌍의 레일부(200)가 마주보도록 장착된다. 한 쌍의 레일부(200)는 유인 조사이동체(100)의 길이방향을 따라 길게 형성된다. 장착공간부(110)의 전단 부분에는 무인 조사이동체(300)의 선단부(340)가 삽입될 수 있도록 선단삽입부(120)가 형성된다.
상기 무인 조사이동체(300)의 양 측면에는 한 쌍의 돌출결합부(400)가 돌출 형성된다. 한 쌍의 돌출결합부(400)는 유인 조사이동체(100)의 레일부(200)에 체결 가능하며, 이에 따라 무인 조사이동체(300)가 유인 조사이동체(100)에 고정 결합된다.
도 1에 도시된 것처럼 무인 조사이동체(300)가 유인 조사이동체(100)에 결합되어 있을 때 한 쌍의 돌출결합부(400)는 한 쌍의 레일부(200)에 수용되고 선단부(340)는 선단삽입부(120)에 삽입되며, 도 2에 도시된 것처럼 무인 조사이동체(300)가 유인 조사이동체(100)로부터 분리되어 있을 때 무인 조사이동체(300)는 장착공간부(110)로부터 이탈된다.
도 3에 도시된 것처럼 기본적으로 상기 무인 조사이동체(300)는 본체부(310), 날개부(320), 추진부(330) 등의 구성으로 이루어진다.
상기 본체부(310)는 무인 조사이동체(300)의 몸체를 이루며 밀폐형 구조로 방수능력과 부력을 가져 물 위에서 운행된다. 본체부(310)의 저면에는 해저면을 관측할 수 있도록 관측장비(350)가 장착된다.
상기 관측장비(350)로는 초음파 카메라, 소나(sonar), 열화상 카메라, 적외선 카메라 또는 일반 카메라 중 어느 하나 이상이 활용될 수 있다.
여기에서 초음파 카메라에는 주로 세라믹 진동소자가 이용된다. 세라믹은 전기적인 신호를 인가하면 전기 신호의 음과 양으로 변하는 주파수와 동일하게 진동을 일으키고, 반대로 진동을 인가하면 인가되는 진동의 주파수와 동일한 전기적 신호가 발생하는 특성을 가진다. 이러한 특성을 이용한 세라믹 진동소자에 의하면 수중에서 초음파를 발생시키고 동시에 수신도 가능하게 된다.
소나(sound navigation and ranging)는 해저 영상획득을 위해 음향을 이용하는 능동형 원격탐사 기기를 말하는 것으로 해저의 지각 구조를 탐지하거나 잠수함, 어군 등을 탐지하는데 사용된다. 일반적으로 해저면을 탐색할 때 소나는 인공 지진파를 일으킨 다음 그 반향음을 포착하는 방법으로 사용된다.
도시되어 있지 않지만, 상기 본체부(310)에는 GPS(Global Positioning System) 안테나, GNSS(Global Navigation Satellite System) 수신기 등이 탑재되어 기본적인 무인 선박의 기능을 갖춘다.
GPS 안테나는 GPS 위성으로부터 무선 전송되는 신호를 바탕으로 현재 무인 조사이동체(300)의 위치 정보를 파악하는데 활용된다. GNSS 수신기는 무인 조사이동체(300)의 정밀한 위치를 보정하기 위해 사용되며, 작게는 1m 이하 해상도의 정밀한 위치 정보까지 파악할 수 있다.
상기 날개부(320)는 본체부(310)의 양 측부에 장착되어 무인 조사이동체(300)가 높은 파도에서도 균형을 잡을 수 있도록 하고 무인 조사이동체(300)의 추진력을 극대화할 수 있다. 무인 조사이동체(300)가 유인 조사이동체(100)에 결합될 때, 날개부(320)는 본체부(310)에서 접히거나 본체부(310)로부터 분리될 수 있다.
상기 추진부(330)는 한 쌍으로 이루어지며 본체부(310)의 후미에 장착된다. 각각의 추진부(330)의 전방에는 'U'자 형태로 추진함몰홈(331)이 함몰 형성된다. 추진함몰홈(331)은 본체부(310)의 길이방향을 따라 길게 형성된다.
각각의 상기 추진함몰부의 전방 부분에는 추진돌출부(332)가 돌출 형성된다. 추진돌출부(332)는 본체부(310)의 폭 방향을 따라 길게 형성되고, 추진함몰부의 전방 부분을 가로막고 있는 형태로 배치된다. 추진돌출부(332)는 추진부(330) 방향으로 물살이 갈 때 폐그물, 줄과 같은 이물질이 추진돌출부(332)에 의해 가로막혀 추진부(330)로 유입되지 않도록 하는 역할을 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 돌출결합부가 레일부에 체결되기 전의 모습을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 승강부가 승강된 모습을 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 돌출결합부가 수용부에 수용된 모습을 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 돌출결합부가 레일부에 체결된 모습을 도시한 도면이며, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 승강진입부와 함몰삽입부의 배치를 나타내기 위한 종단면도이다.
도시된 바와 같이, 상기 레일부(200)는 수용부(210), 다수의 관통홀(212), 한 쌍의 승강부(220) 및 다수의 승강진입부(230)로 이루어지고, 돌출결합부(400)는 다수의 함몰삽입부(410)를 더 포함한다.
도시된 실시예에서 상기 레일부(200)와 돌출결합부(400)는 장착공간부(110)의 일측에 배치되는 것만 도시되어 있지만, 장착공간부(110)의 타측에도 동일/유사한 형태로 레일부(200)와 돌출결합부(400)가 배치될 수 있다.
상기 수용부(210)는 'ㄷ' 자 형태의 단면을 가지며, 무인 조사이동체(300)의 돌출결합부(400)가 슬라이딩하여 진입할 수 있도록 수용공간(211)이 형성된다.
상기 수용부(210)의 수용공간(211)을 기준으로 수용부(210)의 상부면과 하부면에는 다수의 관통홀(212)이 각각 형성된다.
상기 수용부(210)의 상부와 하부에는 각각 상하로 승강 가능하도록 승강부(220)가 배치된다. 승강부(220)는 수용부(210)의 상부에 배치되는 제1승강부(221)와 수용부(210)의 하부에 배치되는 제2승강부(222)로 구분된다.
상기 제1승강부(221)와 제2승강부(222)는 통상적인 방법으로 상하로 승강될 수 있다. 예를 들어, 제1승강부(221)와 제2승강부(222)는 공압 실린더 등을 이용하여 승강될 수 있다.
상기 제1승강부(221)의 하부면에는 다수의 제1승강진입부(231)가 돌출 형성되고, 제2승강부(222)의 상부면에는 다수의 제2승강진입부(232)가 돌출 형성된다.
상기 제1승강부(221)가 하강하였을 때 다수의 제1승강진입부(231)는 관통홀(212)을 통과하여 수용공간(211)으로 진입하고, 제2승강부(222)가 상승하였을 때 다수의 제2승강진입부(232)는 관통홀(212)을 통과하여 수용공간(211)으로 진입한다.
상기 제1승강진입부(231)와 제2승강진입부(232)는 관통홀(212)의 상하방향 높이보다 상대적으로 더 큰 상하방향 높이를 가진다. 후술하는 것처럼 승강진입부(230)는 관통홀(212)의 상하방향 높이와 함몰삽입부(410)의 상하방향 높이를 합한 정도의 상하방향 높이를 가질 수 있다.
상기 돌출결합부(400)의 상부면에는 다수의 제1함몰삽입부(411)가 함몰 형성되고, 돌출결합부(400)의 하부면에는 다수의 제2함몰삽입부(412)가 함몰 형성된다. 상기 제1함몰삽입부(411)에는 제1승강진입부(231)가 삽입되고 제2함몰삽입부(412)에는 제2승강진입부(232)가 삽입된다.
도 4에 도시된 것처럼 기본적으로 제1승강부(221)와 제2승강부(222)는 하강/상승하여 수용부(210)에 접촉되어 있다. 도 5에 도시된 것처럼 무인 조사이동체(300)의 돌출결합부(400)가 수용부(210)에 진입하기 전, 제1승강부(221)는 상승되고 제2승강부(222)는 하강하여 수용공간(211)을 제공한다.
도 6에 도시된 것처럼 돌출결합부(400)가 수용부(210)에 진입하면, 다수의 관통홀(212)과 다수의 함몰삽입부(410)는 일치되며, 도 7에 도시된 것처럼 제1승강부(221)가 하강하고 제2승강부(222)가 상승하여 돌출결합부(400)가 레일부(200)에 체결된다. 이때, 상기 승강진입부(230)는 관통홀(212)을 통과하여 함몰삽입부(410)에 삽입된다.
도시된 실시예에서 상기 무인 조사이동체(300)의 돌출결합부(400)는 측면부터 수용부(210)에 진입하는 것으로 도시되어 있지만 이는 표현의 편의를 위한 것으로, 실제로는 수용부(210)의 후방(유인 조사이동체의 후방)에서부터 전방으로 진입하는 것이 더 자연스러울 것이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 승강진입부(230)의 말단에는 승강자석부(240)가 결합되고 함몰삽입부(410)의 바닥면에는 함몰자석부(420)가 결합된다. 승강진입부(230)가 함몰삽입부(410)에 삽입되었을 때 승강자석부(240)가 함몰자석부(420)에 부착되어 레일부(200)와 돌출결합부(400)의 체결을 더욱 견고하게 할 수 있다.
상기 수용부(210)의 상부에 배치되는 제1승강부(221)의 하부면에 형성되는 다수의 제1승강진입부(231)와 수용부(210)의 하부에 배치되는 제2승강부(222)의 상부면에 형성되는 다수의 제2승강진입부(232)는 서로 마주보지 않도록 교대로 배치된다.
또한, 상기 돌출결합부(400)의 상부면에 형성되는 다수의 제1함몰삽입부(411)와 돌출결합부(400)의 하부면에 형성되는 다수의 제2함몰삽입부(412)도 서로 마주보지 않도록 교대로 배치된다.
즉, 상기 제1승강진입부(231)와 제2승강진입부(232)가 각각 제1함몰삽입부(411)와 제2함몰삽입부(412)에 삽입되었을 때, 제1승강진입부(231)와 제2승강진입부(232)는 상하로 동일 선상에 배치되지 않으며 지그재그로 배치된다.
이와 같이, 상기 제1승강진입부(231)와 제2승강진입부(232)가 깍지 낀 손과 같이 제1함몰삽입부(411)와 제2함몰삽입부(412)에 삽입되므로 돌출결합부(400)는 더욱 더 견고하게 레일부(200)에 체결될 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레일부와 돌출결합부의 모습을 도시한 횡단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서 상기 레일부(200)는 수용부(210), 다수의 수용함몰부(213), 승강진입부(230) 및 승강스프링(250)으로 이루어지고, 돌출결합부(400)는 다수의 함몰삽입부(410)를 더 포함한다.
도시된 실시예에서 상기 수용함몰부(213), 승강진입부(230) 및 함몰진입부는 하나만 도시되어 있지만, 이는 표현의 편의를 위한 것으로서 수용부(210) 및 돌출결합부(400)의 길이방향을 따라 다수 개가 장착될 수 있다.
상기 수용부(210)는 'ㄷ' 자 형태의 단면을 가지며, 무인 조사이동체(300)의 돌출결합부(400)가 슬라이딩하여 진입할 수 있도록 수용공간(211)이 형성된다.
상기 수용부(210)의 수용공간(211)을 기준으로 상부면에는 수용함몰부(213)가 함몰 형성되어 공간을 제공한다. 수용함몰부(213)에는 후술되는 승강진입부(230) 및 승강스프링(250)이 내부에 배치될 수 있고, 수용커버부(260)가 장착될 수 있다.
상기 승강진입부(230)는 수용함몰부(213)의 내부에 상하로 승강 가능하도록 장착된다. 무인 조사이동체(300)가 유인 조사이동체(100)에 결합되지 않았을 때 승강진입부(230)는 수용함몰부(213) 내부에 수납되고, 무인 조사이동체(300)가 유인 조사이동체(100)에 결합되었을 때 승강진입부(230)는 하강하여 수용함몰부(213)로부터 노출된다.
상기 승강스프링(250)은 승강함몰부의 내측과 승강진입부(230) 사이를 연결하여 승강진입부(230)에 탄성 복원력을 제공한다. 승강스프링(250)의 탄성 복원력에 의해 승강진입부(230)는 평상시 상승되어 있다.
상기 승강진입부(230)의 말단에는 승강자석부(240)가 결합되고 함몰삽입부(410)의 바닥면에는 전자석부(430)가 결합된다. 전자석부(430)는 전류가 흐르면 자기화되어 승강자석부(240)가 전자석부(430)에 부착된다.
다시 말하면, 상기 전자석부(430)에 전류가 흐르지 않으면 승강진입부(230)는 승강스프링(250)의 탄성 복원력에 의해 상승되어 있고, 전자석부(430)에 전류가 흐르면 승강자석부(240)가 전자석부(430)에 부착됨에 따라 승강진입부(230)가 승강스프링(250)의 탄성 복원력을 극복하고 하강하여 함몰삽입부(410)에 삽입된다.
이와 같이, 본 발명은 승강진입부(230)가 함몰삽입부(410)에 삽입되고 승강자석부(240)가 전자석부(430)에 부착되어 레일부(200)와 돌출결합부(400)의 체결을 더욱 견고하게 할 수 있다.
한편, 상기 수용함몰부(213)의 하단에는 한 쌍의 수용커버부(260)가 회전 가능하도록 결합된다. 한 쌍의 수용커버부(260)는 서로 마주보도록 배치된다.
상기 수용함몰부(213)의 하단과 수용커버부(260)의 사이는 수용커버스프링(263)에 의해 연결되어 있다. 수용커버스프링(263)은 수용커버부(260)가 상측으로 회전할 수 있도록 탄성 복원력을 제공하며 이에 따라 수용커버부(260)는 도면에서처럼 수용함몰부(213)의 하단을 밀폐시킨다.
구체적으로 상기 수용커버스프링(263)은 수용함몰부(213)의 하단에 결합되는 측면지지부(263a), 수용커버부(260)의 상부면에 결합되는 상면지지부(263b) 및 측면지지부(263a)와 상면지지부(263b) 사이를 연결하는 지지스프링(263c)을 포함한다.
상기 지지스프링(263c)은 측면지지부(263a)와 상면지지부(263b)가 90도 간격을 유지할 수 있도록 탄성 복원력을 제공하고, 이에 따라 평상시 수용커버부(260)는 수용함몰부(213)의 하단에 수평방향으로 배치된다.
상기 한 쌍의 수용커버부(260) 중 일측에 배치되는 제1수용커버부(261)의 단부에는 제1수용커버단부(261a)가 결합되고, 한 쌍의 수용커버부(260) 중 타측에 배치되는 제2수용커버부(262)의 단부에는 제2수용커버단부(262a)가 결합된다. 상기 제1수용커버단부(261a)와 제2수용커버단부(262a)는 실리콘 재질 등으로 형성될 수 있다.
상기 제1수용커버단부(261a)의 말단은 볼록하게 형성되고 제2수용커버단부(262a)의 말단은 오목하게 형성되므로 수용커버부(260)가 수용함몰부(213)의 하단을 밀폐하였을 때 제1수용커버단부(261a)와 제2수용커버단부(262a)는 치합되어 밀폐력을 더욱 높일 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 수용커버부(260)가 수용함몰부(213)의 하단을 밀폐할 수 있으므로 승강진입부(230)를 보호할 수 있고 수용함몰부(213)로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있으며, 승강진입부(230)가 하강되었을 때 수용커버부(260)가 함몰삽입부(410)의 측면을 접촉 지지하여 레일부(200)와 돌출결합부(400)의 결합을 더욱 견고하게 할 수 있다.
평상시 상기 승강진입부(230)는 승강스프링(250)의 탄성력에 의해 수용함몰부(213)에 수용되어 있으며 수용커버부(260)는 수용커버스프링(263)의 탄성력에 의해 수용함몰부(213)의 하단을 밀폐시키고 있다.
상기 전자석부(430)에 전류가 흐르면 승강자석부(240)가 하강함에 따라 승강진입부(230)가 승강스프링(250)의 탄성력을 극복하고 하강하게 되고, 승강진입부(230)가 수용커버부(260)를 밀면서 수용커버스프링(263)의 탄성력도 극복하고 더욱 하강하여 승강진입부(230)가 함몰삽입부(410)에 삽입된다.
이에 따라 돌출결합부(400)는 레일부(200)에 체결이 완료되고, 무인 조사이동체(300)가 유인 조사이동체(100)에 결합된 상태를 유지하면서 무인 조사이동체(300)와 유인 조사이동체(100)는 함께 이동하게 된다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레일부와 돌출결합부의 모습을 도시한 종단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에서 상기 레일부(200)는 수용부(210), 다수의 수용함몰부(213), 승강진입부(230), 승강스프링(250) 및 회전기어(270) 등으로 이루어지고, 돌출결합부(400)는 다수의 함몰삽입부(410)를 더 포함한다.
도시된 실시예에서 상기 수용함몰부(213), 승강진입부(230) 및 함몰진입부는 하나만 도시되어 있지만, 이는 표현의 편의를 위한 것으로서 수용부(210) 및 돌출결합부(400)의 길이방향을 따라 다수 개가 장착될 수 있다.
상기 수용부(210)는 'ㄷ' 자 형태의 단면을 가지며, 무인 조사이동체(300)의 돌출결합부(400)가 슬라이딩하여 진입할 수 있도록 수용공간(211)이 형성된다.
상기 수용부(210)의 수용공간(211)을 기준으로 상부면에는 수용함몰부(213)가 함몰 형성되어 공간을 제공한다. 수용함몰부(213)에는 후술되는 승강진입부(230), 승강스프링(250), 회전기어(270) 및 회전모터(271)가 내부에 배치될 수 있다.
상기 승강진입부(230)는 수용함몰부(213)의 내부에 상하로 승강 가능하도록 장착된다. 무인 조사이동체(300)가 유인 조사이동체(100)에 결합되었을 때 승강진입부(230)는 함몰삽입부(410)에 삽입된다.
상기 회전모터(271)는 수용함몰부(213) 내측 상단에 결합되고 회전기어(270)는 회전모터(271)의 하부에 결합된다. 회전모터(271)가 작동됨에 따라 회전기어(270)는 수평 회전할 수 있으며, 이에 따라 그 하부에 결합된 승강스프링(250) 및 승강진입부(230)도 수평 회전할 수 있다.
상기 승강스프링(250)은 회전기어(270)와 승강진입부(230) 사이를 연결하여 승강진입부(230)에 탄성 복원력을 제공한다. 승강스프링(250)의 탄성 복원력에 의해 승강진입부(230)는 평상시 하강되어 있다.
상기 승강진입부(230)의 일측면에는 소정의 경사각을 가지는 승강경사면(233)이 형성된다. 승강경사면(233)에 의해 승강진입부(230)는 직각삼각형 형태의 단면을 가지게 된다.
상기 돌출결합부(400)의 전단 상부면에는 승강진입부(230)의 승강경사면(233)에 대응하는 경사각을 가지는 돌출경사면(401)이 형성된다. 돌출결합부(400)가 수용부(210)의 후방으로부터 전방으로 진입함에 따라 돌출경사면(401)은 승강경사면(233)에 접촉되어 승강경사면(233)을 밀어 올리고, 승강진입부(230)는 상승하게 된다. 상승된 승강진입부(230)는 함몰삽입부(410)가 위치한 지점에서 승강스프링(250)에 의해 하강하여 함몰삽입부(410)에 삽입된다.
한편, 상기 함몰삽입부(410)의 내측 전방에는 진입스토퍼(440)가 결합된다. 진입스토퍼(440)는 소정의 경사각을 가지는 진입경사면(441)과 함몰삽입부(410)의 바닥면에 대해 직교하는 진입높이면(442)으로 이루어진다.
상기 진입경사면(441)은 함몰삽입부(410)의 내측 상단으로부터 소정의 경사각을 가지도록 배치되고, 진입높이면(442)은 진입경사면(441)의 하부에 배치되어 삽입이 완료된 승강진입부(230)에 접촉된다.
평상시 상기 승강진입부(230)는 승강스프링(250)의 탄성력에 의해 하강되어 있다. 돌출결합부(400)가 수용부(210)의 후방에서부터 전방으로 진입함에 따라 돌출경사면(401)이 승강경사면(233)에 접촉되어 승강진입부(230)를 상승시킨다. 이때, 승강경사면(233)은 후방을 향하도록 배치되어 있다.
도 10에 도시된 것처럼 상기 돌출결합부(400)가 전방으로 진입하여 승강진입부(230)가 함몰삽입부(410)에 위치하면 승강스프링(250)의 탄성력에 의해 승강진입부(230)는 하강하여 함몰삽입부(410)에 삽입된다. 이에 따라 무인 조사이동체(300)는 유인 조사이동체(100)에 체결될 수 있다.
이때, 상기 진입스토퍼(440)의 진입높이면(442)은 승강진입부(230)의 전방을 접촉 지지하므로 돌출결합부(400)는 후방으로 이탈되지 못하고 체결된 상태를 유지하게 된다.
상기 무인 조사이동체(300)를 유인 조사이동체(100)로부터 분리하고자 할 때에는 회전모터(271)가 작동하여 회전기어(270)를 회전시키고, 승강스프링(250) 및 승강진입부(230)는 180도 회전하게 된다. 이때, 승강경사면(233)은 전방을 향하도록 배치되어 있다.
상기 돌출결합부(400)가 후방으로 이동하면, 승강경사면(233)은 진입스토퍼(440)의 진입경사면(441)에 접촉되어 진입경사면(441)을 타고 넘어가게 되며 승강진입부(230)는 상승된다. 승강진입부(230)가 상승되면 돌출결합부(400)는 수용부(210)로부터 이탈될 수 있고, 무인 조사이동체(300)는 유인 조사이동체(100)로부터 분리된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100 : 유인 조사이동체 110 : 장착공간부
120 : 선단삽입부 200 : 레일부
210 : 수용부 211 : 수용공간
212 : 관통홀 213 : 수용함몰부
220 : 승강부 221 : 제1승강부
222 : 제2승강부 230 : 승강진입부
231 : 제1승강진입부 232 : 제2승강진입부
233 : 승강경사면 240 : 승강자석부
250 : 승강스프링 260 : 수용커버부
261 : 제1수용커버부 261a : 제1수용커버단부
262 : 제2수용커버부 262a : 제2수용커버단부
263 : 수용커버스프링 263a : 측면지지부
263b : 상면지지부 263c : 지지스프링
270 : 회전기어 271 : 회전모터
300 : 무인 조사이동체 310 : 본체부
320 : 날개부 330 : 추진부
331 : 추진함몰홈 332 : 추진돌출부
340 : 선단부 350 : 관측장비
400 : 돌출결합부 401 : 돌출경사면
410 : 함몰삽입부 411 : 제1함몰삽입부
412 : 제2함몰삽입부 420 : 함몰자석부
430 : 전자석부 440 : 진입스토퍼
441 : 진입경사면 442 : 진입높이면

Claims (10)

  1. 수면 위에서 운항할 수 있는 유인 조사이동체;
    유인 조사이동체에 선택적으로 결합될 수 있으며, 하부에 해저면을 관측할 수 있도록 관측장비가 장착되는 무인 조사이동체;
    유인 조사이동체의 중앙 부분에 관통 형성되는 장착공간부;
    장착공간부의 양 측면에 마주보도록 장착되는 한 쌍의 레일부; 및
    무인 조사이동체의 양 측면에 돌출 형성되며 한 쌍의 레일부에 체결 가능한 한 쌍의 돌출결합부; 를 포함하고,
    상기 레일부는,
    무인 조사이동체의 돌출결합부가 슬라이딩하여 진입할 수 있도록 수용공간이 형성되는 수용부; 수용부의 수용공간을 기준으로 상부면에 함몰 형성되어 공간을 제공하는 다수의 수용함몰부; 수용함몰부의 내측 상단에 결합되는 회전모터; 회전모터의 하부에 결합되며 회전모터가 작동함에 따라 수평 회전하는 회전기어; 회전기어의 하부에 결합되는 승강스프링; 및 승강스프링의 하부에 결합되며 상하로 승강 가능하도록 장착되는 승강진입부; 를 포함하며,
    상기 돌출결합부의 상부면에는 승강진입부가 삽입될 수 있도록 다수의 함몰삽입부가 함몰 형성되고,
    상기 승강진입부의 일측면에는 소정의 경사각을 가지는 승강경사면이 형성되며,
    상기 함몰삽입부의 내측 전방에는 진입스토퍼가 더 결합되고, 진입스토퍼는 소정의 경사각을 가지는 진입경사면과 함몰삽입부의 바닥면에 대해 직교하는 진입높이면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 레일부는,
    무인 조사이동체의 돌출결합부가 슬라이딩하여 진입할 수 있도록 수용공간이 형성되는 수용부;
    수용부의 수용공간을 기준으로 상부면 및 하부면에 각각 형성되는 다수의 관통홀;
    수용부의 상하부에 상하로 승강 가능하도록 배치되는 승강부; 및
    수용부와 접촉되는 승강부의 하부면 및 상부면에 각각 돌출 형성되며, 관통홀을 통과하여 수용공간으로 진입할 수 있는 다수의 승강진입부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 돌출결합부의 상부면 및 하부면에 각각 함몰 형성되며 승강진입부가 삽입될 수 있는 다수의 함몰삽입부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 승강진입부의 말단에는 승강자석부가 결합되고 함몰삽입부의 바닥면에는 함몰자석부가 결합되어, 승강진입부가 함몰삽입부에 삽입되었을 때 승강자석부가 함몰자석부에 부착되는 것을 특징으로 하는 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 수용부의 상부에 배치되는 다수의 제1승강진입부와 수용부의 하부에 배치되는 다수의 제2승강진입부는 서로 마주보지 않도록 교대로 배치되고,
    돌출결합부의 상부면에 형성되는 다수의 제1함몰삽입부와 돌출결합부의 하부면에 형성되는 다수의 제2함몰삽입부는 서로 마주보지 않도록 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 레일부는,
    무인 조사이동체의 돌출결합부가 슬라이딩하여 진입할 수 있도록 수용공간이 형성되는 수용부;
    수용부의 수용공간을 기준으로 상부면에 함몰 형성되어 공간을 제공하는 다수의 수용함몰부;
    다수의 수용함몰부의 내부에 상하로 승강 가능하도록 각각 장착되는 승강진입부; 및
    승강함몰부의 내측과 승강진입부 사이를 연결하여 승강진입부에 탄성 복원력을 제공하는 승강스프링; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 돌출결합부의 상부면에 함몰 형성되며 승강진입부가 삽입될 수 있는 다수의 함몰삽입부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 승강진입부의 말단에는 승강자석부가 결합되고 함몰삽입부의 바닥면에는 전류가 흐르면 자기화되는 전자석부가 결합되어, 전자석부가 자기화되었을 때 승강자석부가 하강하여 전자석부에 부착되는 것을 특징으로 하는 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 수용함몰부의 하단에 회전 가능하도록 결합되며 서로 마주보도록 배치되는 한 쌍의 수용커버부; 및
    수용함몰부의 하단에 각각 결합되어 수용함몰부와 한 쌍의 수용커버부 사이를 연결하며 수용커버부가 상측으로 회전할 수 있도록 탄성 복원력을 제공하는 수용커버스프링; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체.
KR1020230017965A 2023-02-10 2023-02-10 해양조사 및 수심측량을 위한 유무인 복합 수상 조사이동체 KR102576923B1 (ko)

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JP2006298288A (ja) * 2005-04-25 2006-11-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 親子式自律型潜水機システム及び自律型潜水機の接続方法
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