KR102599374B1 - Unmanned surface vessel capable of multi-purpose data acquisition, sharp turns, and rotation in place - Google Patents

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KR102599374B1 KR1020210159980A KR20210159980A KR102599374B1 KR 102599374 B1 KR102599374 B1 KR 102599374B1 KR 1020210159980 A KR1020210159980 A KR 1020210159980A KR 20210159980 A KR20210159980 A KR 20210159980A KR 102599374 B1 KR102599374 B1 KR 102599374B1
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Abstract

본 발명은 수심측량, 수질측량, 유량측정 등 데이터 취득 목적에 따라 센서부를 교체하여 사용할 수 있어 다목적으로 활용할 수 있고, 선체 양측에 이격된 한 쌍의 동체를 통해 스키드 스티어링을 구현함으로써 무인수상선의 장점인 급기동과 급선회, 제자리회전을 용이하게 수행할 수 있는 무인수상선에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 통신부와 자동주항부(autopilot)를 수용하는 상부 선체; 상부 선체의 하부에 착탈 가능하도록 결합되고, 모터의 출력을 제어하는 모터 변속기를 수용하는 하부 선체; 데이터 취득 목적에 따라 소나 센서, 수질 센서, 유량 센서를 포함한 센서들 중 어느 하나로 선택되어 하부 선체의 후방 하부에 착탈 가능하도록 결합되는 센서부; 및 상부 선체의 양측에 착탈 가능하도록 각각 결합되어 상호 추력차를 이용하여 조향장치와 타면(rudder)의 적용없이 급선회와 제자리회전이 가능하도록 하는 한 쌍의 동체를 포함하는, 다목적 데이터 취득과 급선회 및 제자리회전이 가능한 무인수상선을 제공한다.
The present invention can be used for multiple purposes as the sensor part can be replaced depending on the purpose of data acquisition such as bathymetry, water quality survey, and flow measurement, and it implements skid steering through a pair of fuselages spaced apart on both sides of the hull, which is an advantage of an unmanned watercraft. It concerns an unmanned surface vessel that can easily perform rapid maneuvers, sharp turns, and turns in place.
For this purpose, the present invention includes an upper hull that accommodates a communication unit and an autopilot; a lower hull that is detachably coupled to the lower part of the upper hull and accommodates a motor transmission that controls the output of the motor; A sensor unit selected from among sensors including a sonar sensor, a water quality sensor, and a flow sensor depending on the purpose of data acquisition and detachably coupled to the rear lower part of the lower hull; and a pair of fuselages that are detachably coupled to both sides of the upper hull to enable sharp turns and in-place rotations without the application of steering devices and rudders using mutual thrust differences, for multi-purpose data acquisition and sharp turns and It provides an unmanned surface vessel that can rotate in place.

Description

다목적 데이터 취득과 급선회 및 제자리회전이 가능한 무인수상선{omitted}Unmanned surface vessel capable of multi-purpose data acquisition, sharp turns and in-place rotation{omitted}

본 발명은 무인수상선에 관한 것이다. 보다 상세하게는 다목적 데이터 취득과 급선회 및 제자리회전이 가능한 무인수상선에 관한 것이다.The present invention relates to an unmanned surface vessel. More specifically, it concerns an unmanned surface vessel capable of multi-purpose data acquisition, sharp turns, and rotation in place.

최근 해양이나 하천의 환경 감시 및 조사, 해양 자원 개발을 위한 탐사, 해양 구조물 설치 및 상태 관측, 해양 영토 방위 등을 위해 원격무인잠수정(ROVs; Remotely Operated Vehicles)와 자율무인잠수정(AUVs; Autonomous Underwater Vehicles)을 비롯하여 무인수상선(ASVs; Autonomous Surface Vehicles)등 다양한 형태의 무인 시스템이 개발되고 있다.Recently, Remotely Operated Vehicles (ROVs) and Autonomous Underwater Vehicles (AUVs) have been used for environmental monitoring and investigation of the ocean or rivers, exploration for marine resource development, installation and status of marine structures, and maritime territorial defense. ), and various types of unmanned systems such as unmanned surface vehicles (ASVs; Autonomous Surface Vehicles) are being developed.

특히 무인수상선은 무인잠수정에 비해 통신, 항법, 탐색 범위, 속도와 운용시간, 탑재 중량 등의 측면에서 보다 효율적으로 장시간의 연속적인 작업을 요하는 임무를 수행하기에 활용도가 높다. 이러한 이유로 기존의 유인 선박을 이용한 해양 임무를 대체하기 위해 무인수상선의 활용범위가 점차 확대되고 있다.In particular, unmanned surface ships are highly utilized as they perform missions that require continuous work over a long period of time more efficiently in terms of communication, navigation, search range, speed, operating time, and payload weight compared to unmanned submarines. For this reason, the scope of use of unmanned surface ships is gradually expanding to replace maritime missions using existing manned ships.

현재까지 개발된 일반적인 무인수상선은 다음과 같은 문제점 혹은 개선사항을 안고 있다.General unmanned surface ships developed to date have the following problems or improvements.

첫째, 수심측량, 수질측량, 유량측정 등 특정 목적으로만 설계되어 해양이나 하천의 전반적인 조사 및 관리를 위해서는 각 목적의 개수만큼 무인수상선을 구비하여야 하는 문제점이 있다.First, since it is designed only for specific purposes such as bathymetry, water quality survey, and flow measurement, there is a problem that the number of unmanned surface vessels for each purpose must be equipped for overall survey and management of the ocean or river.

둘째, 기존의 유인선을 크기만 축소한 형태로 제작된 것들이 대부분이어서 선미에 동력부가 구비되어 있는 관계로 무인수상선의 장점인 급기동과 급선회, 전력 효율 향상에 최적화된 기동성 극대화 등을 구현하기에는 한계가 있다.Second, most of them are manufactured in a reduced size version of existing manned ships and are equipped with a power unit at the stern, so there are limitations in realizing the advantages of unmanned surface ships, such as rapid maneuvering and sharp turns, and maximization of maneuverability optimized for power efficiency improvement. there is.

셋째, 기존의 유인선과 마찬가지로 조향장치와 타면(rudder)에 의해 방향전환과 선회가 수행되므로 급선회와 제자리회전이 불가능하거나 불안정한 문제점이 있다.Third, as with existing manned ships, direction changes and turns are performed by the steering device and rudder, so sharp turns and turns in place are impossible or unstable.

넷째, 급기동과 급선회를 위해 일반적인 유인선 구조를 변경한 경우 직진안정성이 저하되어 목표경로와 실 주항경로 사이에 상당한 차이가 발생하는 문제점이 있다.Fourth, when the general manned ship structure is changed for sudden maneuvers and sharp turns, there is a problem in that straight-line stability is reduced and a significant difference occurs between the target path and the actual circumnavigation path.

다섯째, 선체 내부의 전기전자장치와 동력장치에서 발생하는 열을 제대로 냉각하지 못하여 작동 안정성이 저하되거나, 냉각시스템이 구비되어 있어도 냉각효율이 낮은 구조로 설계된 것들이 대부분이다.Fifth, most of them are designed with a structure that does not properly cool the heat generated from the electrical and electronic devices and power devices inside the hull, resulting in reduced operational stability, or with low cooling efficiency even if a cooling system is provided.

여섯째, 동력용 프로펠러가 고속으로 회전할 때 회전축을 따라 발생하는 유입 수압으로 인해 회전축과 선체를 연결하는 슬리브를 통해 선체 내부로 해수 또는 담수가 유입되어 방수가 유지되지 못하고 선체 내부에 물이 차서 부력 저하와 전기전자장치의 단락 등을 야기하는 문제점이 있다.Sixth, when the power propeller rotates at high speed, seawater or fresh water flows into the hull through the sleeve connecting the rotation shaft and the hull due to the inflow water pressure generated along the rotation axis, preventing watertightness from being maintained and water filling inside the hull, making it buoyant. There are problems that cause degradation and short circuit of electrical and electronic devices.

선행기술문헌 : KR등록특허공보 제 10-2192744호(2020.12.13.)Prior art literature: KR Registered Patent Publication No. 10-2192744 (December 13, 2020)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 무인수상선의 특성을 충분히 살려 급기동, 급선회, 제자리회전 등이 가능하면서도 방수 성능과 냉각 성능을 확보한 무인수상선을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention was developed to solve the above problems, and in particular, its purpose is to provide an unmanned surface ship that fully utilizes the characteristics of an unmanned surface ship and is capable of sudden maneuvering, sharp turns, and rotation in place, while also securing waterproof and cooling performance. There is.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 다목적 데이터 취득과 급선회 및 제자리회전이 가능한 무인수상선은 통신부와 자동주항부(autopilot)를 수용하는 상부 선체; 상부 선체의 하부에 착탈 가능하도록 결합되고, 모터의 출력을 제어하는 모터 변속기를 수용하는 하부 선체; 데이터 취득 목적에 따라 소나 센서, 수질 센서, 유량 센서를 포함한 센서들 중 어느 하나로 선택되어 하부 선체의 후방 하부에 착탈 가능하도록 결합되는 센서부; 및 상부 선체의 양측에 착탈 가능하도록 각각 결합되어 상호 추력차를 이용하여 조향장치와 타면(rudder)의 적용없이 급선회와 제자리회전이 가능하도록 하는 한 쌍의 동체를 포함한다.An unmanned surface vessel capable of acquiring multipurpose data, making sharp turns, and rotating in place according to the present invention, devised to achieve the above object, includes an upper hull that accommodates a communication unit and an autopilot; a lower hull that is detachably coupled to the lower part of the upper hull and accommodates a motor transmission that controls the output of the motor; A sensor unit selected from among sensors including a sonar sensor, a water quality sensor, and a flow sensor depending on the purpose of data acquisition and detachably coupled to the rear lower part of the lower hull; and a pair of fuselages that are detachably coupled to both sides of the upper hull to enable sharp turns and in-place rotations without the application of steering devices and rudders using mutual thrust differences.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 각 동체의 프로펠러 중심을 서로 연결한 직선은 하부 선체의 무게중심(받침점)과 만나, 동체는 하부 선체의 무게중심을 축으로 양쪽에 반대 방향의 힘점을 구성할 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, the straight line connecting the propeller centers of each fuselage meets the center of gravity (fulcrum) of the lower hull, so that the fuselage forms opposite force points on both sides around the center of gravity of the lower hull. can do.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 동체의 후방에는 회전축이 관통하는 슬리브(sleeve)가 구비되고, 슬리브는 동체의 후방에 결합하며, 동체와의 사이에 오링이 개재되도록 오링 홈을 구비하는 제1 파트와, 제1 파트보다 작은 직경으로 제1 파트에 연결되거나 일체형으로 형성되는 제2 파트를 포함하고, 제2 파트의 내주면에는 회전축과 슬리브 사이에 작용하는 수압을 반전시킴으로써 해수 또는 담수가 슬리브를 통해 동체 내부로 유입되는 것을 방지하는 복수개의 주름이 서로 이격되어 구비될 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, a sleeve through which the rotation axis passes is provided at the rear of the fuselage, the sleeve is coupled to the rear of the fuselage, and has an O-ring groove so that the O-ring is interposed between the fuselage and the fuselage. It includes one part and a second part that is connected to the first part or formed integrally with a diameter smaller than the first part, and seawater or fresh water is applied to the inner peripheral surface of the second part by reversing the water pressure acting between the rotating shaft and the sleeve. A plurality of wrinkles that prevent inflow into the fuselage may be provided to be spaced apart from each other.

본 발명에 의하면 수심측량, 수질측량, 유량측정 등 데이터 취득 목적에 따라 센서부를 교체하여 사용할 수 있어 다목적으로 활용할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the sensor unit can be replaced and used depending on the purpose of data acquisition, such as water depth surveying, water quality surveying, and flow measurement, so it can be used for multiple purposes.

또한, 본 발명에 의하면 선체 양측에 이격된 한 쌍의 동체를 통해 스키드 스티어링을 구현함으로써 무인수상선의 장점인 급기동과 급선회, 제자리회전을 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, by implementing skid steering through a pair of fuselages spaced apart on both sides of the hull, it is possible to easily perform sudden maneuvers, sharp turns, and rotations in place, which are the advantages of unmanned watercraft.

또한, 본 발명에 의하면 동체의 고정식 타면에 의해 직진 안정성을 확보하여 목표 경로와 실 주항경로의 차이를 최소화할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, the difference between the target path and the actual circumnavigation path can be minimized by ensuring straight-line stability through the fixed rudder surface of the fuselage.

또한, 본 발명에 의하면 선체 관통식, 동체 관통식 냉각 시스템을 구현하여 작동 안정성을 확보하고 냉각 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to secure operational stability and maximize cooling efficiency by implementing a through-hull and through-fuselage cooling system.

또한, 본 발명에 의하면 내부에 서로 이격된 복수개의 주름 구조를 구비한 슬리브를 적용하여 수압 반전을 유도함으로써, 동체 내부로의 해수 또는 담수 유입을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, there is an effect of preventing the inflow of seawater or fresh water into the fuselage by inducing water pressure reversal by applying a sleeve having a plurality of wrinkle structures spaced apart from each other inside.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다목적 데이터 취득과 급선회 및 제자리회전이 가능한 무인수상선의 사시도,
도 2a는 도 1의 평면도, 도 2b는 상부 선체의 탑재부 작업모습을 촬영한 사진,
도 3은 도 1의 배면도,
도 4는 도 1의 좌측면도,
도 5는 도 1의 우측면도,
도 6 내지 도 8은 하부 선체와 센서부의 결합관계를 설명하기 위한 도면,
도 9와 도 10은 동체와 상부 선체의 결합과정을 설명하기 위한 도면,
도 11 내지 도 13은 동체의 추진체와 고정식 타면을 설명하기 위한 도면,
도 14 내지 도 17은 동체와 프로펠러 사이에 위치한 슬리브를 설명하기 위한 도면,
도 18 내지 도 22는 냉각 메카니즘을 설명하기 위한 도면,
도 23은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다목적 데이터 취득과 급선회 및 제자리회전이 가능한 무인수상선의 정확한 경로 추적과 주항 능력을 설명하기 위한 도면,
도 24는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다목적 데이터 취득과 급선회 및 제자리회전이 가능한 무인수상선의 시험보고서이다.
Figure 1 is a perspective view of an unmanned surface vessel capable of multipurpose data acquisition, sharp turns, and in-place rotation according to a preferred embodiment of the present invention;
Figure 2a is a plan view of Figure 1, Figure 2b is a photograph of the working state of the mounting part of the upper hull,
Figure 3 is a rear view of Figure 1;
Figure 4 is a left side view of Figure 1;
Figure 5 is a right side view of Figure 1;
Figures 6 to 8 are diagrams for explaining the coupling relationship between the lower hull and the sensor unit;
Figures 9 and 10 are diagrams to explain the joining process of the fuselage and the upper hull;
11 to 13 are views for explaining the propellant and fixed rudder of the fuselage;
14 to 17 are views for explaining the sleeve located between the fuselage and the propeller;
18 to 22 are diagrams for explaining the cooling mechanism;
Figure 23 is a diagram illustrating the accurate path tracking and circumnavigation capabilities of an unmanned surface vessel capable of multipurpose data acquisition, sharp turns, and turning in place according to a preferred embodiment of the present invention;
Figure 24 is a test report of an unmanned surface vessel capable of multipurpose data acquisition, sharp turns, and rotation in place according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. First, when adding reference signs to components in each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. Additionally, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, preferred embodiments of the present invention will be described below, but the technical idea of the present invention is not limited or restricted thereto, and of course, it can be modified and implemented in various ways by those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다목적 데이터 취득과 급선회 및 제자리회전이 가능한 무인수상선의 사시도, 도 2a는 도 1의 평면도, 도 2b는 상부 선체의 탑재부 작업모습을 촬영한 사진, 도 3은 도 1의 배면도, 도 4는 도 1의 좌측면도, 도 5는 도 1의 우측면도이다.Figure 1 is a perspective view of an unmanned watercraft capable of multipurpose data acquisition, sharp turns, and in-place rotation according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2a is a plan view of Figure 1, Figure 2b is a photograph of the working state of the mounting part of the upper hull, Figure 3 is a rear view of FIG. 1, FIG. 4 is a left side view of FIG. 1, and FIG. 5 is a right side view of FIG. 1.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다목적 데이터 취득과 급선회 및 제자리회전이 가능한 무인수상선은, 도 1 내지 도 5를 참조하면, 상부 선체(100), 하부 선체(200), 센서부(300), 및 동체(400)를 포함하여 이루어진다.Referring to Figures 1 to 5, the unmanned surface vessel capable of multi-purpose data acquisition, sharp turns, and in-place rotation according to a preferred embodiment of the present invention includes an upper hull 100, a lower hull 200, a sensor unit 300, and It includes a fuselage 400.

상부 선체(100)는 탑재부(110)와 안테나(120, 130)를 포함한다.The upper hull 100 includes a mounting portion 110 and antennas 120 and 130.

상부 선체(100)의 하방에는 하부 선체(200)가 착탈 가능하도록 결합되고, 상부 선체(100)의 측면에는 동체(400)가 착탈 가능하도로 결합된다.The lower hull 200 is detachably coupled to the lower portion of the upper hull 100, and the fuselage 400 is detachably coupled to the side of the upper hull 100.

탑재부(110)는 상부 선체(100)의 상면에 위치하며, 통신부와 제어부 및 자동주항부(autopilot)를 수용한다. 탑재부(110)에는 캡(112)이 회동가능하도록 구비되어 탑재부(110)의 기밀을 유지하고 통신부와 제어부 및 자동주항부에 대한 유지 보수 작업이 용이하도록 한다. 통신부는 캡(112)의 안쪽 수용공간에 위치할 수 있다. 일례로 캡(112)은 토글 클램프 방식으로 탑재부(110)와 결합 또는 분리될 수 있으며, 여기서 캡(112)의 결합방식을 한정하는 것은 아니다.The mounting unit 110 is located on the upper surface of the upper hull 100 and accommodates a communication unit, a control unit, and an autopilot. The mounting unit 110 is provided with a rotatable cap 112 to maintain airtightness of the mounting unit 110 and to facilitate maintenance work on the communication unit, control unit, and automatic navigation unit. The communication unit may be located in the inner accommodation space of the cap 112. For example, the cap 112 may be coupled to or separated from the mounting portion 110 using a toggle clamp method, but the method of coupling the cap 112 is not limited here.

안테나(120, 130)는 상부 선체(100)의 전방(선수)과 후방(선미)에 각각 하나씩 구비된다. 일반적으로 안테나는 로드(rod)형, 샤크(shark)형과 같이 외부로 돌출되도록 형성되어 파손에 취약하고, 방수를 위해 별도의 구조물이 필요하다. 본 발명에서는 상부 선체(100)의 상부면 아래에 안테나(120, 130)를 매립하여 방수 및 파손 문제를 해결한다. 안테나(120, 130)는 GPS 헤딩 안테나 역할을 수행한다.Antennas 120 and 130 are provided one each at the front (bow) and rear (stern) of the upper hull 100. In general, antennas are formed to protrude outward, such as rod-type or shark-type, so they are vulnerable to damage and require a separate structure for waterproofing. In the present invention, the waterproofing and damage problems are solved by embedding the antennas 120 and 130 under the upper surface of the upper hull 100. Antennas 120 and 130 serve as GPS heading antennas.

하부 선체(200)는 상부 선체(100)의 하부에 착탈 가능하도록 결합된다. 일례로 하부 선체(200)와 상부 선체(100)는 토글 클램프 방식으로 결합 또는 분리될 수 있으며, 여기서 하부 선체(200)와 상부 선체(100)의 결합방식을 한정하는 것은 아니다.The lower hull 200 is detachably coupled to the lower part of the upper hull 100. For example, the lower hull 200 and the upper hull 100 may be coupled or separated by a toggle clamp method, and the method of coupling the lower hull 200 and the upper hull 100 is not limited here.

하부 선체(200)의 내부에는 냉각부와 모터 변속기(280, 도 22 참조)를 수용한다. 하부 선체(200)의 바닥면은 하부 선체(200)의 하방에 결합되는 센서부(300)의 수용과 안착을 위한 수용부(210)가 구비된다. The interior of the lower hull 200 accommodates a cooling unit and a motor transmission 280 (see FIG. 22). The bottom surface of the lower hull 200 is provided with a receiving portion 210 for receiving and seating the sensor portion 300 coupled to the lower side of the lower hull 200.

센서부(300)가 소나 센서인 경우 하부 선체(200)에는 모션 센서가 추가로 구비될 수 있다. 모션 센서는 소나 센서에서 발신된 음향이 반사되어 되돌아오는 동안 무인수상선의 롤링, 피칭 등에 의해 소나 센서의 발신 위치와 수신 위치에 차이가 발생하므로 이러한 위치 차이를 보정하는 역할을 수행한다.If the sensor unit 300 is a sonar sensor, a motion sensor may be additionally provided in the lower hull 200. The motion sensor plays a role in correcting this position difference as a difference occurs between the transmitting and receiving positions of the sonar sensor due to the rolling and pitching of the unmanned surface vessel while the sound transmitted from the sonar sensor is reflected and returned.

수용부(210)의 상부면에는 냉각수를 수용하는 냉각수 탱크(272)의 안착을 위한 플레이트(220)가 결합되고, 플레이트(220)에는 센서부(300)와의 나사 결합을 위한 결합공(230)이 복수개 형성된다.A plate 220 for seating the coolant tank 272 accommodating the coolant is coupled to the upper surface of the receiving portion 210, and the plate 220 has a coupling hole 230 for screw coupling with the sensor portion 300. This plurality is formed.

모터 변속기(280)는 동체(400)의 모터 출력을 제어한다. 동체(400)에는 모터 변속기(280)가 수용될 공간이 충분치 않으므로, 동체(400)의 모터와 전기적으로 연결된 모터 변속기(280)는 하부 선체(200)에 수용하고, 연결 파이프(410)를 통해 동체(400)의 모터와 모터 변속기(280)가 전선으로 연결된다. 모터 변속기(280)는 발열량이 높고 지속적인 발열시 성능저하 및 고장 우려가 있으므로 냉각이 중요하다. 모터 변속기(280)의 냉각 메카니즘에 대해서는 후술하기로 한다.The motor transmission 280 controls the motor output of the fuselage 400. Since there is not enough space in the fuselage 400 to accommodate the motor transmission 280, the motor transmission 280, which is electrically connected to the motor of the fuselage 400, is accommodated in the lower hull 200 and is connected through the connection pipe 410. The motor of the fuselage 400 and the motor transmission 280 are connected by wires. Cooling of the motor transmission 280 is important because the heat generation amount is high and there is a risk of performance deterioration and failure if the heat is continuously generated. The cooling mechanism of the motor transmission 280 will be described later.

도 6 내지 도 8은 하부 선체와 센서부의 결합관계를 설명하기 위한 도면이다.Figures 6 to 8 are diagrams for explaining the coupling relationship between the lower hull and the sensor unit.

센서부(300)는 하부 선체(200)의 후방 하부에 착탈 가능하도록 결합된다. 보다 구체적으로 센서부(300)는 하부 선체(200)의 수용부(210) 하부면에 안착된다.The sensor unit 300 is detachably coupled to the rear lower part of the lower hull 200. More specifically, the sensor unit 300 is seated on the lower surface of the receiving unit 210 of the lower hull 200.

도 6을 참조하면, 센서부(300)는 수용부(210)에 안착되기 위한 플레이트(310)와, 수용부(210)의 결합공(230)에 나사 결합되기 위한 나사부(320)를 구비한다.Referring to FIG. 6, the sensor unit 300 includes a plate 310 for being seated on the accommodation unit 210, and a screw unit 320 for being screwed into the coupling hole 230 of the accommodation unit 210. .

도 7을 참조하면, 센서부(300)를 수용부(210) 하부면에 안착시키되, 수용부(210)의 결합공(230)에 센서부(300)의 나사부(320)가 삽입되도록 정렬한다.Referring to FIG. 7, the sensor unit 300 is seated on the lower surface of the accommodation unit 210 and aligned so that the threaded unit 320 of the sensor unit 300 is inserted into the coupling hole 230 of the accommodation unit 210. .

도 8을 참조하면, 센서부(300)는 하부 선체(200)의 하부에 고정되어 안정적으로 데이터를 수집하게 된다.Referring to FIG. 8, the sensor unit 300 is fixed to the lower part of the lower hull 200 and stably collects data.

센서부(300)는 데이터 취득 목적에 따라 소나 센서, 수질 센서, 유량 센서를 포함한 센서들 중 어느 하나로 선택된다. 센서부(300)가 선택되면 하부 선체(200)의 수용부(210)도 센서부(300)의 형상에 부합하도록 제조된다. 이와 같이 하부 선체(200)와 센서부(300)는 서로 부합하는 형상으로 하나의 세트(set)를 이루게 된다. 이러한 센서부(300)는 정밀 수심 측량, 수질 측정, 유량 측정, 실시간 수중영상 촬영 등 다목적 데이터 취득이 가능하다.The sensor unit 300 is selected from among sensors including a sonar sensor, a water quality sensor, and a flow rate sensor depending on the purpose of data acquisition. When the sensor unit 300 is selected, the receiving part 210 of the lower hull 200 is also manufactured to match the shape of the sensor unit 300. In this way, the lower hull 200 and the sensor unit 300 form a set with shapes that match each other. This sensor unit 300 is capable of acquiring multi-purpose data such as precise water depth surveying, water quality measurement, flow measurement, and real-time underwater video shooting.

하부 선체(200)와 센서부(300)가 하나의 세트를 이루므로 하부 선체(200)의 수용부(210)는 센서부(300)의 형상에 따라 변경되나, 하부 선체(200)의 나머지 부분은 센서부(300)의 형상과 무관하게 동일한 형상을 취해도 무방하다. Since the lower hull 200 and the sensor unit 300 form one set, the receiving part 210 of the lower hull 200 changes depending on the shape of the sensor unit 300, but the remaining part of the lower hull 200 may have the same shape regardless of the shape of the sensor unit 300.

데이터 취득 목적에 따라 하부 선체(200)와 센서부(300)가 하나의 세트를 구성하면, 상부 선체(100)는 센서부(300)의 종류와 관계없이 하부 선체(200)에 범용으로 결합되도록 설계된다. If the lower hull 200 and the sensor unit 300 form a set according to the purpose of data acquisition, the upper hull 100 is universally coupled to the lower hull 200 regardless of the type of the sensor unit 300. It is designed.

따라서, 데이터 취득 목적에 무관하게 상부 선체(100)는 그대로 사용하고, 하부 선체(200)와 센서부(300)만 교체하면 되는 효율성과 편의성이 있다.Therefore, regardless of the purpose of data acquisition, the upper hull 100 can be used as is and only the lower hull 200 and the sensor unit 300 need to be replaced, which is efficient and convenient.

도 9와 도 10은 동체와 상부 선체의 결합과정을 설명하기 위한 도면이다.Figures 9 and 10 are diagrams for explaining the joining process of the fuselage and the upper hull.

동체(400)는 상부 선체(100)의 양측에 착탈 가능하도록 하나씩 결합된다.The fuselage 400 is detachably coupled to both sides of the upper hull 100 one by one.

이를 위해 상부 선체(100)에 결합된 구조체에는 결합공(414)이 구비되어 있고, 양측 결합공을 연결하는 보(430)를 구성하여 강도를 확보한다.For this purpose, the structure coupled to the upper hull 100 is provided with a coupling hole 414, and a beam 430 connecting the coupling holes on both sides is constructed to ensure strength.

도 9와 도 10을 참조하면, 결합공(414)에 연결 파이프(410)를 삽입한 후, 결합 수단(412, 416)에 의해 결합한다. 도 9와 도 10에는 결합 수단으로 토글 클램프를 적용한 예를 편의상 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 동체(400)는 파손시 교체 가능하다.Referring to Figures 9 and 10, the connection pipe 410 is inserted into the coupling hole 414 and then coupled by coupling means 412 and 416. 9 and 10 show an example of applying a toggle clamp as a coupling means for convenience, but the present invention is not limited thereto. The fuselage 400 can be replaced when damaged.

좌우 한 쌍의 동체(400)는 상호 추력차를 이용하여 조향장치와 타면(rudder)의 적용없이 급선회와 제자리회전이 가능하도록 한다. A pair of left and right fuselages 400 use mutual thrust differences to enable sharp turns and rotations without applying a steering device or rudder.

발명의 배경이 되는 기술에서 언급한 바와 같이 일반적인 무인수상선은 기존의 유인수상선 구조를 거의 그대로 채택하고 규모만 축소한 것이 대부분이다. 따라서, 일반적인 무인수상선은 선체 후방에 구비된 프로펠러를 추진체로 사용하며, 방향 전환을 위해 조향장치에 따라 조종되는 타면을 구비하고 있다.As mentioned in the technology behind the invention, most common unmanned surface ships adopt the existing manned surface ship structure almost as is and only reduce the size. Therefore, a typical unmanned surface ship uses a propeller provided at the rear of the hull as a propellant and is equipped with a rudder that is controlled by a steering device to change direction.

이러한 일반적인 무인수상선의 구조는 해안선 측량과 같이 정밀한 주항과 선회가 요구되는 분야에는 적합성이 떨어진다. The structure of this general unmanned watercraft is not suitable for fields that require precise circumnavigation and turning, such as coastline surveying.

내부에 탑승한 인원이 없어 탑승자의 안전 등을 고려하지 않아도 되는 무인수상선의 특성상 급선회와 전격적인 기동이 가능하도록 설계할 수 있는 것이다.Due to the nature of the unmanned surface ship, which does not have to consider the safety of the occupants as there are no people on board, it can be designed to enable sharp turns and sudden maneuvers.

본 발명에서는 일반적인 선체 후방 추진체 대신, 선체의 양측에 서로 독립적으로 제어 가능한 동체를 장착함으로써 급기동과 급선회 및 제자리 회전이 가능하도록 한다.In the present invention, instead of a typical hull rear propellant, an independently controllable fuselage is mounted on both sides of the hull to enable rapid maneuvering, sharp turns, and rotation in place.

도 5를 참조하면, 각 동체(400)의 프로펠러 중심을 서로 연결한 직선은 하부 선체(200)의 무게중심(받침점)과 만나도록 배치된다. 그 결과 동체(400)는 하부 선체(200)의 무게 중심을 축으로 양쪽에 반대 방향의 힘점을 구성한다. 또한, 각 동체(400)는 선체(100, 200)의 양쪽에 이격되어 있다.Referring to FIG. 5, the straight line connecting the propeller centers of each fuselage 400 is arranged to meet the center of gravity (fulcrum) of the lower hull 200. As a result, the fuselage 400 forms opposing force points on both sides around the center of gravity of the lower hull 200. Additionally, each fuselage 400 is spaced apart on both sides of the hulls 100 and 200.

이러한 구조는 동체(400)의 추력 제어가 선체(100, 200)에 레버리지(leverage)를 제공하여 급격한 선회와 제자리 회전을 용이하게 수행할 수 있도록 한다. 또한, 직진시에는 항력을 최소화하고 waterline length와 beam을 최소화한다. 추진장치가 탑재된 동체는 선체의 운동성을 향상시킴과 동시에 부력을 보강하여 무인수상선의 복원성을 향상시키게 된다.This structure allows the thrust control of the fuselage 400 to provide leverage to the hulls 100 and 200 to easily perform sharp turns and rotations in place. Additionally, when moving straight, drag is minimized and waterline length and beam are minimized. The fuselage equipped with a propulsion device improves the mobility of the hull and at the same time reinforces buoyancy, thereby improving the stability of the unmanned surface vessel.

도 11 내지 도 13은 동체의 추진체와 고정식 타면을 설명하기 위한 도면이고, 도 14 내지 도 17은 동체와 프로펠러 사이에 위치한 슬리브를 설명하기 위한 도면이다.FIGS. 11 to 13 are views for explaining the propellant and the fixed surface of the fuselage, and FIGS. 14 to 17 are views for explaining the sleeve located between the fuselage and the propeller.

도 11 내지 도 13을 참조하면, 동체(400)의 후방에는 동체(400) 내부에 수용된 모터의 회전축과 연결된 프로펠러(460)가 위치한다. 프로펠러(460)는 부유물 방지 케이지(440)에 의해 3면이 둘러싸여, 작업 중 프로펠러(460)에 이물질이 끼는 것을 방지한다. Referring to FIGS. 11 to 13, a propeller 460 connected to the rotation axis of the motor accommodated inside the fuselage 400 is located at the rear of the fuselage 400. The propeller 460 is surrounded on three sides by a floating object prevention cage 440 to prevent foreign substances from being caught in the propeller 460 during work.

프로펠러(460)의 후방에는 고정식 타면(450)이 구비된다. A fixed rudder surface 450 is provided at the rear of the propeller 460.

고정식 타면(450)은 조향장치와 연결되어 있지 않고 부유물 방지 케이지(440)와 일체형으로 구성되어 고정되어 있다. The fixed rudder surface 450 is not connected to the steering device and is integrally fixed with the anti-floating cage 440.

본 발명은 선체(100, 200) 양측에 구비된 동체(400)에 의해 스키드 스티어링(skid steering) 방식으로 작동하므로 직진 안정성이 저하될 수 있는 구조이다. 고정식 타면(450)은 스키드 스티어링 방식의 단점인 직진 안정성을 보완하여 양측 동체(400)에 의한 직진 운동시에도 직진 안정성을 극대화한다(도 23 참조).The present invention operates in a skid steering manner by means of the fuselage 400 provided on both sides of the hulls 100 and 200, and thus has a structure in which straight-line stability may be reduced. The fixed rudder 450 compensates for the straight-line stability, which is a disadvantage of the skid steering method, and maximizes straight-line stability even during straight-line movement by the fuselage 400 on both sides (see FIG. 23).

도 14 내지 도 17을 참조하면, 슬리브(500, sleeve)는 동체(400)의 후방에 결합되며, 내부에는 동체(400) 내부에 수용된 모터의 회전축(452)이 관통한다. 회전축(452)의 끝에는 프로펠러(460)가 연결된다.14 to 17, the sleeve 500 is coupled to the rear of the fuselage 400, and the rotation shaft 452 of the motor accommodated inside the fuselage 400 penetrates the inside. A propeller 460 is connected to the end of the rotation shaft 452.

슬리브(500)는 제1 파트(510)와 제2 파트(530)를 포함한다.Sleeve 500 includes a first part 510 and a second part 530.

제1 파트(510)는 동체(400)의 후방에 결합하며, 동체(400)와의 사이에 오링(514)이 개재되도록 오링 홈을 구비한다. 오링(514)은 동체(400)와의 결합면을 통해 외부의 물이 동체(400) 내부로 유입되지 않도록 한다. The first part 510 is coupled to the rear of the fuselage 400 and has an O-ring groove so that the O-ring 514 is interposed between the first part 510 and the fuselage 400. The O-ring 514 prevents external water from flowing into the fuselage 400 through the coupling surface with the fuselage 400.

제1 파트(510)는 원기둥 또는 원뿔대 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 제1 파트(510)에는 동체(400)와의 결합을 위한 결합공(512)이 복수개 형성된다.The first part 510 may be formed in a cylinder or truncated cone shape, but is not limited thereto. A plurality of coupling holes 512 for coupling with the fuselage 400 are formed in the first part 510.

제2 파트(530)는 제1 파트(510)보다 작은 직경으로 제1 파트(510)에 연결되거나 일체형으로 형성된다. 제2 파트(530)도 원기둥 또는 원뿔대 형상으로 형성될 수 있으며, 여기서 형상을 한정하는 것은 아니다.The second part 530 has a smaller diameter than the first part 510 and is connected to or integral with the first part 510 . The second part 530 may also be formed in a cylinder or truncated cone shape, but the shape is not limited here.

제2 파트(530)의 내주면에는 복수개의 주름(532)이 서로 이격되어 형성된다.A plurality of wrinkles 532 are formed on the inner peripheral surface of the second part 530 and are spaced apart from each other.

주름(532)은 회전축(452)과 슬리브(500) 사이에 작용하는 수압을 반전시킴으로써 해수 또는 담수가 슬리브(500)를 통해, 특히 회전축(452)과 제2 파트(530) 단부 사이의 틈을 타고 들어와 동체(400) 내부로 유입되는 것을 방지한다.The corrugation 532 reverses the water pressure acting between the rotating shaft 452 and the sleeve 500, thereby allowing seawater or fresh water to pass through the sleeve 500, especially the gap between the rotating shaft 452 and the end of the second part 530. Prevents it from riding on and entering the fuselage 400.

도 15b를 참조하면, 단위 주름(532)의 단면은 경사면과 수직면으로 이루어진다. 단위 주름(532)에 대하여 경사면은 프로펠러(460) 방향에, 수직면은 제1 파트(510) 방향에 위치한다. 회전축(460)과 제2 파트(530) 사이로 수압에 의해 물이 유입되면 경사면을 따라 제1 파트(510) 방향으로 들어가다가 수직면에 부딛치게 되고, 수압이 반전되어 더 이상 유입되지 못하고 프로펠러(460) 방향으로 돌아나가게 된다. 더욱이 이러한 단위 주름(532)이 다단계로 복수개 형성되어 있어 극히 일부가 다음 단계의 단위 주름에 도달하더라도 동체(400) 내부로 유입되는 것은 불가능하다.Referring to Figure 15b, the cross section of the unit wrinkle 532 consists of an inclined plane and a vertical plane. With respect to the unit wrinkles 532, the inclined surface is located in the direction of the propeller 460, and the vertical surface is located in the direction of the first part 510. When water flows in between the rotation shaft 460 and the second part 530 due to water pressure, it enters the direction of the first part 510 along the slope and hits the vertical surface, and the water pressure is reversed so that it can no longer flow in and the propeller (460) ) turns in the direction. Moreover, since a plurality of these unit wrinkles 532 are formed in multiple stages, it is impossible for them to flow into the fuselage 400 even if only a small portion reaches the unit wrinkles of the next stage.

도 18 내지 도 22는 냉각 메카니즘을 설명하기 위한 도면이다.18 to 22 are diagrams for explaining the cooling mechanism.

냉각부는 하부 선체(200)와 동체(400) 중 적어도 하나에 구비되며, 바람직하게는 하부 선체(200)와 동체(400) 모두에 구비된다.The cooling unit is provided in at least one of the lower hull 200 and the fuselage 400, and is preferably provided in both the lower hull 200 and the fuselage 400.

도 18과 도 19 및 도 22를 참조하면, 하부 선체(200)에는 동체(400) 모터의 출력을 제어하기 위한 모터 변속기(280)가 장착된다. 모터 변속기(280)는 무인수상선의 직진, 급선회, 제자리회전 등 기동을 위해 모터를 제어하면서 상당한 열을 발생시키며, 이러한 발열이 지속되면 모터 변속기(280)의 성능 저하와 고장의 원인이 된다.Referring to FIGS. 18, 19, and 22, the lower hull 200 is equipped with a motor transmission 280 to control the output of the motor of the fuselage 400. The motor transmission 280 generates considerable heat while controlling the motor for the unmanned watercraft to move forward, make a sharp turn, or rotate in place, and if this heat generation continues, it may cause performance degradation and failure of the motor transmission 280.

하부 선체(200)의 냉각 메카니즘이 자동으로 수행되도록 디지털 온도컨트롤 스위치 모듈(274)이 구비된다. 디지털 온도컨트롤 스위치 모듈(274)은 수용부(210)에 장착될 수 있으며, 여기서 장착 위치를 한정하는 것은 아니다.A digital temperature control switch module 274 is provided so that the cooling mechanism of the lower hull 200 is automatically performed. The digital temperature control switch module 274 may be mounted on the receiving portion 210, but the mounting location is not limited here.

냉각 소자(270)로는 열전 소자, 일례로 펠티어 소자를 적용할 수 있다. The cooling element 270 may be a thermoelectric element, for example, a Peltier element.

펠티어 소자를 적용할 경우, 냉각 소자(270)의 고온부는 도 19와 같이 하부 선체(200)의 외부면(도 22의 하부 선체를 뒤집은 면)에 노출되고, 신속하고 효율적인 냉각을 위해 냉각핀(280)이 구비된다. 냉각핀(280)은 해수 또는 담수와 접촉하여 펠티어 소자의 고온부 발열량이 임계값을 넘지 않도록 냉각시킨다.When applying a Peltier element, the high temperature part of the cooling element 270 is exposed to the outer surface of the lower hull 200 (the upside-down surface of the lower hull in Figure 22) as shown in Figure 19, and cooling fins ( 280) is provided. The cooling fin 280 is in contact with seawater or fresh water to cool the high-temperature part of the Peltier element so that the heat generated does not exceed a critical value.

냉각 소자(270)의 저온부에는 유로를 통해 냉각수가 유입되어 냉각수를 냉각시킨다.Cooling water flows into the low-temperature portion of the cooling element 270 through a flow path to cool the coolant.

냉각수 탱크(272)는 순환하는 냉각수를 수용하며, 냉각수 탱크(272)의 하부에는 냉각수의 강제 순환을 위한 펌프가 구비된다.The coolant tank 272 accommodates circulating coolant, and a pump for forced circulation of the coolant is provided at the bottom of the coolant tank 272.

디지털 온도컨트롤 스위치 모듈(274)은 기 설정된 온도를 초과할 경우 작동하여 펌프와 냉각 소자에 구동신호를 인가한다. 냉각 소자에 전원이 인가되면 저온부가 냉각되고, 펌프에 의해 저온부로 유입된 냉각수가 냉각되어 유로를 따라 모터 변속기로 유입되어 모터 변속기를 냉각시킨 후 다시 냉각수 탱크로 유입된다. 이때, 냉각 소자의 고온부는 해수 또는 담수와 접촉하여 일정 온도 이상으로 올라가지 않도록 함으로써 냉각 소자의 열화를 방지한다.The digital temperature control switch module 274 operates when the preset temperature is exceeded and applies a driving signal to the pump and cooling element. When power is applied to the cooling element, the low-temperature part is cooled, and the coolant flowing into the low-temperature part by the pump is cooled and flows into the motor transmission along the flow path to cool the motor transmission and then flows back into the coolant tank. At this time, deterioration of the cooling element is prevented by preventing the high temperature part of the cooling element from rising above a certain temperature in contact with seawater or fresh water.

도 20과 도 21을 참조하면, 동체(400)에는 추진력을 제공하기 위한 모터(472)가 장착된다. 모터(472)로는 일례로 BLDC 모터가 사용될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.20 and 21, the fuselage 400 is equipped with a motor 472 to provide propulsion. For example, a BLDC motor may be used as the motor 472, but is not limited thereto.

동체에도 디지털 온도컨트롤 스위치 모듈이 구비되어, 기 설정된 온도를 초과할 경우 작동하여 펌프와 냉각 소자에 구동신호를 인가한다. 냉각 소자(470)의 고온부는 동체(400)의 외부면(일례로 슬리브(500)의 바로 상부)에 노출되며, 효율적인 냉각을 위해 냉각핀(480)이 구비된다. 냉각핀(480)은 해수 또는 담수와 접촉하여 펠티어 소자의 고온부 발열량이 임계값을 넘지 않도록 냉각시킨다.A digital temperature control switch module is also provided on the fuselage, and operates when the preset temperature is exceeded to apply a driving signal to the pump and cooling element. The high temperature portion of the cooling element 470 is exposed to the outer surface of the fuselage 400 (for example, immediately above the sleeve 500), and cooling fins 480 are provided for efficient cooling. The cooling fin 480 is in contact with seawater or fresh water to cool the high-temperature part of the Peltier element so that the heat generated does not exceed a critical value.

냉각 소자(470)의 저온부에는 유로를 통해 냉각수가 유입되어 냉각수를 냉각시킨다. 냉각 소자(470)의 저온부를 통해 냉각된 냉각수는 모터(472)와 접촉되어 있는 냉각수 박스로 유입되어 모터(472)를 냉각시키면서 순환하게 된다. Cooling water flows into the low-temperature portion of the cooling element 470 through a flow path to cool the coolant. The coolant cooled through the low temperature portion of the cooling element 470 flows into the coolant box in contact with the motor 472 and circulates while cooling the motor 472.

이와 같이 본 발명에 따른 무인수상선은 선체와 동체 내부의 전기 및 전자장치와 동력장치의 냉각 시스템을 통해 작동 안정성 향상을 기대할 수 있다. 또한, 무인수상선이 운용되는 수면을 냉각 소자 고온부의 냉각수단으로 활용하기 위해 선체 관통식, 동체 관통식 냉각핀(히트싱크)을 구현하여 냉각 효율을 극대화한다.In this way, the unmanned watercraft according to the present invention can be expected to have improved operational stability through the cooling system of the electric and electronic devices and power devices inside the hull and fuselage. In addition, in order to utilize the water surface where the unmanned watercraft operates as a means of cooling the high-temperature part of the cooling element, cooling efficiency is maximized by implementing through-hull and through-fuselage cooling fins (heat sinks).

도 22b는 본 발명의 무인수상선의 동체에 적용된 BLDC 모터의 자동 냉각 성능을 확인하기 위한 실험의 결과 그래프이다. 도 22b에서 가로축은 시간, 세로축은 온도를 나타낸다.Figure 22b is a graph showing the results of an experiment to confirm the automatic cooling performance of the BLDC motor applied to the fuselage of the unmanned surface vessel of the present invention. In Figure 22b, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents temperature.

도 22b를 참조하면, 디지털 온도컨트롤 스위치 모듈을 35℃로 설정하여 동체 BLDC 모터의 온도를 모니터링한 결과, 신속하고 안정적인 냉각이 수행됨을 확인할 수 있다.Referring to Figure 22b, as a result of monitoring the temperature of the fuselage BLDC motor by setting the digital temperature control switch module to 35°C, it can be confirmed that rapid and stable cooling is performed.

도 23은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다목적 데이터 취득과 급선회 및 제자리회전이 가능한 무인수상선의 정확한 경로 추적과 주항 능력을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 23 is a diagram illustrating the accurate path tracking and circumnavigation capabilities of an unmanned surface vessel capable of acquiring multipurpose data and making sharp turns and turns in place according to a preferred embodiment of the present invention.

도 23에서 노란색 라인은 GPS 자동주항의 목표 경로, 보라색 라인은 실 주항경로를 나타내며 속도는 3knots로 설정하였다. 도 23을 참조하면, GPS 자동주항(autopilot)시 목표 경로와 실 주항경로의 차이가 거의 없음을 알 수 있으며, 이는 우수한 운동성(급선회, 직진안정성)으로 정확한 경로 추적과 주항이 가능함에 기인한다. In Figure 23, the yellow line represents the target route of GPS automatic navigation, the purple line represents the actual navigation route, and the speed was set to 3 knots. Referring to Figure 23, it can be seen that there is almost no difference between the target path and the actual circumnavigation path during GPS autopilot, which is due to the excellent mobility (sharp turns and straight-line stability) enabling accurate path tracking and circumnavigation.

도 23의 테스트에서 오토파일럿 자동경로주행의 측선거리는 10미터, 직선구간은 40미터에 불과하다는 점은 급기동과 급선회에 의한 기민한 운동성을 충분히 보여주는 것으로 해석된다.In the test shown in Figure 23, the fact that the side line distance of Autopilot automatic route driving is only 10 meters and the straight section is only 40 meters is interpreted as sufficiently demonstrating agile mobility through sudden maneuvers and sharp turns.

도 24는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다목적 데이터 취득과 급선회 및 제자리회전이 가능한 무인수상선의 시험보고서이다.Figure 24 is a test report of an unmanned surface vessel capable of multipurpose data acquisition, sharp turns, and rotation in place according to a preferred embodiment of the present invention.

도 23의 기민한 운동성은 도 24의 시험보고서에서도 확인할 수 있다. 시험대상 무인측량선을 오토 모드로 설정한 뒤 30분간 운항을 수행하고, 그 수행시간 동안 발생하는 항적을 통해 Way point 추종력을 검토하였고, 정해진 좌표를 9번 반복하여 운항한 결과 Real point는 Way point를 합리적인 수준에서 잘 추종하는 것으로 결과가 산출되어 도 24와 같이 Way point 추종성능에 대한 적합 평가를 받은 바 있다. 이는 스키드 스티어링 방식에 의한 급선회 능력, 고정식 타면에 의한 직진 안정성을 기반으로 한 기민한 운동성에 기인하는 것임은 상기에서 언급한 바와 같다.The agile mobility shown in Figure 23 can also be confirmed in the test report shown in Figure 24. After setting the unmanned survey vessel to be tested in auto mode, it was operated for 30 minutes, and the way point tracking power was reviewed through the wake generated during the operation time. As a result of repeatedly operating the set coordinates 9 times, the real point was the way point. The results were calculated to follow well at a reasonable level, and the way point tracking performance was evaluated appropriately as shown in Figure 24. As mentioned above, this is due to the sharp turning ability by the skid steering method and the agile movement based on the straight-line stability by the fixed rudder.

도 24를 참조하면, 순항속도와 최고속도의 측면에서도 유의미한 결과를 얻었으며, 이는 본 발명의 스키드 스티어링 방식이 급기동에도 우수한 성능을 보일 수 있음을 보여준다.Referring to Figure 24, significant results were obtained in terms of cruising speed and maximum speed, which shows that the skid steering method of the present invention can show excellent performance even during sudden maneuvers.

또한, 운항가능시간의 측면에서도 양호한 결과를 얻었으며, 이는 스키드 스티어링 방식에 의한 전력효율 향상과 냉각 시스템에 의한 냉각효율 극대화에 기인하는 것으로 분석된다.In addition, good results were obtained in terms of operational time, which is believed to be due to improved power efficiency by the skid steering method and maximized cooling efficiency by the cooling system.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present invention, and various modifications, changes, and substitutions can be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the attached drawings are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are for illustrative purposes, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the attached drawings. . The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of rights of the present invention.

100 - 상부 선체 110 - 탑재부
120, 130 - 안테나 200 - 하부 선체
210 - 수용부 220 - 플레이트
230 - 결합공 280 - 모터 변속기
300 - 센서부 310 - 플레이트
320 - 나사부 400 - 동체
410 - 연결 파이프 412, 416 - 결합 수단
414 - 결합공 460 - 프로펠러
500 - 슬리브 510 - 제1 파트
530 - 제2 파트 532 - 주름
100 - upper hull 110 - mounting part
120, 130 - antenna 200 - lower hull
210 - receiving portion 220 - plate
230 - Coupler 280 - Motor Transmission
300 - sensor unit 310 - plate
320 - threaded part 400 - fuselage
410 - connecting pipe 412, 416 - connecting means
414 - Coupler 460 - Propeller
500 - sleeve 510 - first part
530 - Part 2 532 - Wrinkles

Claims (3)

통신부와 자동주항부(autopilot)를 수용하는 상부 선체;
상부 선체의 하부에 착탈 가능하도록 결합되고, 모터의 출력을 제어하는 모터 변속기를 수용하는 하부 선체;
데이터 취득 목적에 따라 소나 센서, 수질 센서, 유량 센서를 포함한 센서들 중 어느 하나로 선택되어 하부 선체의 후방 하부에 착탈 가능하도록 결합되는 센서부; 및
상부 선체의 양측에 착탈 가능하도록 각각 결합되어 상호 추력차를 이용하여 조향장치와 타면(rudder)의 적용없이 급선회와 제자리회전이 가능하도록 하는 한 쌍의 동체
를 포함하며,
동체의 후방에는 회전축이 관통하는 슬리브(sleeve)가 구비되고,
슬리브는 동체의 후방에 결합하며, 동체와의 사이에 오링이 개재되도록 오링 홈을 구비하는 제1 파트와,
제1 파트보다 작은 직경으로 제1 파트에 연결되거나 일체형으로 형성되는 제2 파트를 포함하고,
제2 파트의 내주면에는 회전축과 슬리브 사이에 작용하는 수압을 반전시킴으로써 해수 또는 담수가 슬리브를 통해 동체 내부로 유입되는 것을 방지하는 복수개의 주름이 서로 이격되어 구비되는, 다목적 데이터 취득과 급선회 및 제자리회전이 가능한 무인수상선.
an upper hull housing communications and autopilot;
a lower hull that is detachably coupled to the lower part of the upper hull and accommodates a motor transmission that controls the output of the motor;
A sensor unit selected from among sensors including a sonar sensor, a water quality sensor, and a flow sensor depending on the purpose of data acquisition and detachably coupled to the rear lower part of the lower hull; and
A pair of fuselages that are detachably attached to both sides of the upper hull to enable sharp turns and in-place rotations without the application of a steering device or rudder using mutual thrust differences.
Includes,
A sleeve through which the rotation axis passes is provided at the rear of the fuselage,
The sleeve is coupled to the rear of the fuselage and includes a first part having an O-ring groove so that the O-ring is interposed between the sleeve and the fuselage;
a second part connected to or integrally formed with the first part with a diameter smaller than the first part;
The inner peripheral surface of the second part is provided with a plurality of wrinkles spaced apart from each other that prevent seawater or fresh water from flowing into the fuselage through the sleeve by reversing the water pressure acting between the rotation axis and the sleeve, allowing for multi-purpose data acquisition, sharp turns, and rotation in place. This is an unmanned surface vessel capable of this.
제1항에 있어서,
각 동체의 프로펠러 중심을 서로 연결한 직선은 하부 선체의 무게중심(받침점)과 만나, 동체는 하부 선체의 무게중심을 축으로 양쪽에 반대 방향의 힘점을 구성하는, 다목적 데이터 취득과 급선회 및 제자리회전이 가능한 무인수상선.
According to paragraph 1,
The straight line connecting the propeller centers of each fuselage meets the center of gravity (fulcrum) of the lower hull, and the fuselage forms opposing force points on both sides around the center of gravity of the lower hull, enabling multi-purpose data acquisition, sharp turns, and rotation in place. This is an unmanned surface vessel capable of this.
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