KR102602065B1 - Marking Cable and Distance Estimation System Using The Same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마킹 케이블 및 이를 이용한 거리측정 시스템에 대한 것으로서, 본 발명은 상기 마킹 케이블을 유체속으로 투입하여 주변에 대한 정보를 센싱하는 경우에 마킹 케이블의 단부까지의 거리를 보다 정확하고 편리하게 측정할 수 있다.The present invention relates to a marking cable and a distance measuring system using the same. The present invention provides a more accurate and convenient way to measure the distance to the end of the marking cable when sensing information about the surroundings by inserting the marking cable into the fluid. can do.
Description
본 발명은 마킹 케이블 및 이를 구비한 거리측정 시스템에 대한 것이다.The present invention relates to a marking cable and a distance measuring system equipped with the same.
최근 무인 로봇, 기타 산업용이나 연구용 또는 군사용도로 케이블을 이용한 장거리 센싱 탐사 및 특수용도분야가 많이 연구되고 있다. 이 경우, 특수목적용 무인 로봇이나 특정 센서모듈 등을 케이블의 종단에 연결하고, 상기 케이블을 이용하여 상기 센서 모듈 등으로 제어 신호를 전송하거나, 또는 상기 센서 모듈 등에서 발생된 데이터를 전송받고, 필요에 따라서는 센서나 무인 로봇 등에 전력을 공급하게 된다.Recently, a lot of research has been done on long-distance sensing exploration and special applications using cables for unmanned robots, other industrial, research, or military purposes. In this case, a special-purpose unmanned robot or a specific sensor module is connected to the end of the cable, and the cable is used to transmit a control signal to the sensor module, etc., or to receive data generated from the sensor module, etc., as needed. Accordingly, power is supplied to sensors, unmanned robots, etc.
상기 케이블은 단부에 센서모듈이 구비되므로, 릴(reel)이나 윈치(winch)에 권취되어 운용되며 센서모듈의 이동에 따라 또는 이동을 제어하기 위하여 상기 릴 또는 윈치 등을 감거나 풀게 된다.Since the cable is equipped with a sensor module at the end, it is operated by being wound around a reel or winch, and the reel or winch is wound or unwound according to the movement of the sensor module or to control the movement.
이러한 시스템에서 상기 센서 모듈 등에 의해 센싱된 지점을 파악하기 위해서 센서모듈의 위치파악이 매우 중요하며 이를 위해서 케이블의 풀린 길이 정보가 매우 중요하게 된다. 또한, 상기 케이블의 현재 풀린 또는 감긴 길이를 정확하게 파악해야만 유효한 센싱 정보의 획득 및 센서모듈의 손상 없이 안전한 회수가 가능하다. In this system, it is very important to determine the location of the sensor module in order to determine the point sensed by the sensor module, etc., and for this purpose, information on the unwind length of the cable becomes very important. In addition, only by accurately determining the currently unwound or coiled length of the cable can valid sensing information be obtained and safe recovery without damage to the sensor module be possible.
예를 들어, 수중에 위치한 잠수함 등을 탐지하는 경우에 선박 또는 무인 선박에서 수중에 탐지기를 하방으로 드리운 후 잠수함을 탐지하게 된다. 이때, 잠수함의 위치에 대한 정보는 현재의 잠수함의 위도/경도를 포함한 좌표정보와 깊이정보로 구성되는데 잠수함의 현재 깊이를 알 수 없다면 잠수함에 대한 위치 정보를 정확하게 파악할 수 없게 된다.For example, in the case of detecting a submarine located underwater, a detector is lowered underwater from a ship or unmanned vessel and then the submarine is detected. At this time, information about the submarine's location consists of coordinate information including the current latitude/longitude of the submarine and depth information. If the current depth of the submarine is not known, the location information about the submarine cannot be accurately determined.
이와 관련되어 현재 상용화 되어있는 윈치의 모터축이나 보조 회전축의 회전이나 속도를 감지하는 케이블의 길이를 측정하는 로터리 엔코더 방식이 있지만, 케이블이 윈치에 권취된 상태 즉, 드럼경에 초기 권취된 경우와 최외각층에 권취된 경우 회전반경이 차이가 발생하여 오차가 발생할 가능성이 높으며 케이블 외경에 따라도 차이가 많이 발생하게 된다.In relation to this, there is a rotary encoder method that measures the length of the cable that detects the rotation or speed of the motor shaft or auxiliary rotation shaft of the winch that is currently commercialized, but it is used when the cable is wound around the winch, that is, when it is initially wound around the drum. If it is wound on the outermost layer, there is a high possibility that errors will occur due to differences in the turning radius, and there will also be significant differences depending on the outer diameter of the cable.
또한 회전축의 경우 회전축에 감기는 케이블에 슬립(slip) 현상이 발생할 경우 길이 오차가 증가하게 된다. 장거리 시스템의 경우 그 누적오차는 무시할 수 없을 정도의 수준이 된다. 이러한 오차는 소프트웨어를 통해 어느 정도 해결이 가능하지만, 이러한 소프트웨어는 일반적으로 매우 고가에 해당하며 상당히 복잡한 시스템을 필요로 하게 된다.Additionally, in the case of a rotating shaft, if slip occurs in the cable wound around the rotating shaft, the length error increases. In the case of long-distance systems, the cumulative error becomes a level that cannot be ignored. These errors can be resolved to some extent through software, but such software is generally very expensive and requires a fairly complex system.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 간단하고 단순한 방식에 의해 케이블의 풀린 길이를 측정할 수 있는 거리측정 시스템 및 이에 사용되는 케이블을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the purpose of the present invention is to provide a distance measuring system that can measure the unwound length of a cable by a simple and simple method, and a cable used therein.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 데이터 통신을 위한 광유닛; 상기 광유닛의 외측에서 상기 광유닛을 보호하도록 감싸는 보호층; 상기 보호층의 외측에 구비되는 외부자켓; 및 상기 마킹 케이블의 외부자켓의 길이방향으로 미리 결정된 간격으로 구비되어 외부의 센서부에 의해 센싱이 가능한 복수 개의 마킹부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 마킹 케이블을 제공할 수 있다.In order to solve the above problem, the present invention provides an optical unit for data communication; a protective layer surrounding the outside of the optical unit to protect the optical unit; An outer jacket provided on the outside of the protective layer; and a plurality of marking units provided at predetermined intervals in the longitudinal direction of the outer jacket of the marking cable and capable of sensing by an external sensor unit.
또한, 상기 마킹부는 자성 분말이 함유된 자성 잉크에 의해 상기 외부자켓의 표면에 프린팅되어 구비될 수 있다.Additionally, the marking portion may be provided by printing on the surface of the outer jacket using magnetic ink containing magnetic powder.
이 경우, 상기 마킹부는 자성 분말이 함유된 자성 테이프를 상기 외부자켓의 표면에 부착하여 구비될 수 있다.In this case, the marking part may be provided by attaching a magnetic tape containing magnetic powder to the surface of the outer jacket.
그리고, 상기 마킹부의 표면에 상기 마킹부를 보호하는 보호 코팅층을 더 구비할 수 있다.In addition, a protective coating layer that protects the marking portion may be further provided on the surface of the marking portion.
여기서, 상기 광유닛에 포함된 광섬유는 단일모드광섬유로 이루어질 수 있다.Here, the optical fiber included in the optical unit may be made of a single-mode optical fiber.
또한, 전력 공급을 위한 전력유닛을 더 구비할 수 있다.Additionally, a power unit for power supply may be further provided.
이 경우, 상기 전력유닛에 포함된 도체는 25 AWG 내지 20 AWG의 직경을 가질 수 있다.In this case, the conductor included in the power unit may have a diameter of 25 AWG to 20 AWG.
그리고, 상기 보호층은 아라미드 섬유로 구성될 수 있다.And, the protective layer may be composed of aramid fibers.
여기서, 상기 보호층의 외측에 구비되는 내부자켓과, 상기 내부자켓의 외측에 구비되어 접지를 시키는 접지선을 더 구비할 수 있다.Here, an inner jacket provided on the outside of the protective layer and a ground wire provided on the outside of the inner jacket for grounding may be further included.
또한, 상기 내부자켓과 외부자켓 중에 적어도 하나는 열가소성 폴리우레탄 수지(TPU : Thermoplastic Poly Urethane)로 구성될 수 있다.Additionally, at least one of the inner jacket and outer jacket may be composed of thermoplastic polyurethane (TPU) resin.
이 경우, 상기 접지선은 편조 도선을 포함할 수 있다.In this case, the ground wire may include a braided conductor.
그리고, 상기 마킹부는 도트 형태로 구비될 수 있다.Additionally, the marking portion may be provided in a dot shape.
여기서, 상기 마킹부는 외부자켓의 원주방향으로 연결된 스트라이프 라인 형태로 구비될 수 있다.Here, the marking portion may be provided in the form of a stripe line connected in the circumferential direction of the outer jacket.
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 전술한 마킹 케이블; 상기 마킹 케이블의 단부에 구비되어 주변에 대한 데이터를 수집하여 상기 마킹 케이블을 통해 감지된 데이터를 송신하는 마킹 센서부; 상기 마킹 케이블이 감기거나 풀리도록 회전하는 드럼을 구비하는 윈치유닛; 상기 마킹 케이블이 상기 윈치유닛에 감기거나 또는 상기 윈치유닛에서 풀리는 경우에 상기 마킹부를 센싱하는 마킹 센서부; 및 상기 마킹 센서부의 감지정보에 따라 상기 윈치유닛에서 풀린 상기 마킹 케이블의 길이를 연산하는 제어부;를 포함하는 마킹 케이블을 이용한 거리측정 시스템을 제공할 수 있다.In addition, in order to solve the above problem, the marking cable described above; A marking sensor unit provided at an end of the marking cable to collect data about the surrounding area and transmit the sensed data through the marking cable; A winch unit including a drum that rotates to wind or unwind the marking cable; A marking sensor unit that senses the marking unit when the marking cable is wound around the winch unit or unwound from the winch unit; And a control unit that calculates the length of the marking cable unwound from the winch unit according to the detection information of the marking sensor unit. It is possible to provide a distance measurement system using a marking cable including a.
이 경우, 상기 마킹 센서부는 상기 윈치유닛에 구비될 수 있다.In this case, the marking sensor unit may be provided in the winch unit.
그리고, 상기 마킹 센서부는 상기 마킹부를 센싱할 수 있는 적어도 하나의 자성 센서로 이루어질 수 있다.And, the marking sensor unit may be made of at least one magnetic sensor capable of sensing the marking unit.
여기서, 상기 윈치유닛의 회전방향, 회전속도 또는 회전각도를 감지하기 위한 엔코더부를 더 포함할 수 있다.Here, it may further include an encoder unit for detecting the rotation direction, rotation speed, or rotation angle of the winch unit.
또한, 상기 마킹 센서부는 전력공급부를 구비하거나, 또는 상기 마킹 케이블을 통해 전력을 공급받을 수 있다.Additionally, the marking sensor unit may be provided with a power supply unit or may receive power through the marking cable.
전술한 구성을 가지는 본 발명의 마킹 케이블 및 이를 구비한 거리측정 시스템에 따르면, 마킹 케이블에 구비된 마킹부를 감지하여 마킹 케이블의 풀린 길이를 보다 정확하게 측정할 수 있다.According to the marking cable of the present invention having the above-described configuration and the distance measuring system equipped with the same, the unwound length of the marking cable can be more accurately measured by detecting the marking portion provided on the marking cable.
도 1은 본 발명에 따른 마킹 케이블을 이용한 거리측정 시스템이 선박에 설치된 상태의 사시도를 도시한다.
도 2는 도 1의 일부 확대도를 도시한다.
도 3은 상기 마킹 케이블을 도시한다.
도 4는 상기 마킹 케이블의 구성을 도시한 단면도,
도 5는 다른 실시예에 따른 상기 마킹 케이블의 단면도,
도 6은 또 다른 실시예에 따른 마킹 케이블을 도시한다.Figure 1 shows a perspective view of a distance measuring system using a marking cable according to the present invention installed on a ship.
Figure 2 shows a partially enlarged view of Figure 1.
Figure 3 shows the marking cable.
Figure 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the marking cable;
5 is a cross-sectional view of the marking cable according to another embodiment;
Figure 6 shows a marking cable according to another embodiment.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosure will be thorough and complete, and so that the spirit of the invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 거리측정 시스템(1000)이 선박(10)에 설치된 경우를 도시한 개략도이고, 도 2는 상기 거리측정 시스템(1000)을 상세히 도시한 일부 사시도이다.Figure 1 is a schematic diagram showing a case where the distance measuring
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 거리측정 시스템(1000)은 데이터를 전송하며 길이 방향을 따라 미리 정해진 간격으로 이격된 복수 개의 마킹부(270)(도 3 참조)를 구비하는 마킹 케이블(200), 상기 마킹 케이블(200)의 단부에 구비되어 주변 환경에 대한 데이터를 수집하여 상기 마킹 케이블(200)을 통해 데이터 통신을 위한 외부 센서(30), 상기 마킹 케이블(200)이 감기거나 풀리도록 회전하는 드럼을 포함하는 윈치유닛(120), 상기 마킹 케이블(200)이 상기 윈치유닛(120)에 감기거나 또는 상기 윈치유닛(120)에서 풀리는 경우에 상기 마킹부(270)를 센싱하는 마킹 센서부(150) 및 상기 마킹 센서부(150)의 감지정보 따라 상기 윈치유닛(120)에서 풀린 상기 마킹 케이블(200)의 길이를 연산하는 제어부(140)를 구비할 수 있다.Referring to Figures 1 and 2, the
이 경우, 상기 마킹 케이블(200)의 단부에 설치된 외부 센서(30)에 의해 수중의 감지대상 데이터를 수집하는 중, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 바닷물 속에 있는 잠수함(50) 등을 감지하는 경우에 상기 잠수함(50)의 깊이를 알기 위해서는 다수의 정보를 종합하여 판단하게 된다. In this case, while collecting underwater detection target data by the
상기 잠수함(50)의 깊이를 알기 위해서는 예를 들어 해당 수역의 조류정보, 수심에 따른 수압정보 및 상기 윈치유닛(120)에서 상기 마킹 케이블(200)이 풀려나간 거리(D) 등이 필요하게 된다. 여기서, 상기 조류정보와 수압정보는 상기 외부 센서(30)에서 측정이 가능하며, 상기 마킹 케이블(200)이 풀려나간 거리(D)를 본 발명에 따른 거리측정 시스템(1000)을 통해 구할 수 있게 된다. In order to know the depth of the
결국, 본 발명에 따른 거리측정 시스템(1000)은 상기 마킹 케이블(200)이 상기 윈치유닛(120)에서 풀린 상기 마킹 케이블(200)의 길이를 측정할 수 있으며, 이에 의해 상기 외부 센서(30)에 의해 감지된 대상물 등에 대한 위치정보를 획득할 수 있다.Ultimately, the distance measuring
이하, 도면을 참조하여 상기 거리측정 시스템(1000)의 구성에 대해 상세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, the configuration of the
전술한 거리측정 시스템(1000)의 활용범위의 예로서 상기 마킹 케이블(200)이 물 또는 공기와 같은 유체 속으로 유입되는 경우에 적용될 수 있다. 이하에서는 상기 마킹 케이블(200)이 도면에 도시된 바와 같이 바닷물(해수) 속으로 유입되는 경우를 상정하여 설명한다. 하지만, 상기 마킹 케이블(200)이 유입되는 유체는 해수 또는 물에 한정되지 않으며 전술한 바와 같이 윈치유닛에서 풀려나간 마킹 케이블의 길이정보가 필요한 모든 경우에 적용될 수 있다.As an example of the range of use of the
도 1 및 도 2에 도시된 예에서, 상기 거리측정 시스템(1000)은 도면에 도시된 바와 같이 선박(10)이나 무인소형선체(미도시)에 장착될 수 있다. 한편, 상기 거리측정 시스템(1000)은 상기 마킹 케이블(200)이 반복적으로 감기고 풀리는 윈치유닛(120)을 구비할 수 있다. 상기 윈치유닛(120)은 회전 가능한 드럼(130)을 구비하여, 상기 드럼(130)의 회전에 의해 상기 마킹 케이블(200)이 상기 드럼(130)에 감기거나 풀리게 된다. 이러한 윈치유닛(120)은 소위 ‘윈치(winch)’ 또는 ‘릴(reel)’ 등으로 구성될 수 있으며, 상기 마킹 케이블(200)이 감기는 드럼을 구비한 구조를 총칭할 수 있다.In the example shown in FIGS. 1 and 2, the
상기 윈치유닛(120)은 선박(10)의 갑판 등에 설치될 수 있다. 상기 윈치유닛(120)은 상기 마킹 케이블(200)이 감기거나 풀리도록 회전하는 드럼(130)과, 상기 드럼(130)을 회전 가능하게 지지하는 베이스(132)와 상기 드럼(130)을 회전시키는 구동부(134)를 구비할 수 있다.The
상기 베이스(132)의 상부에 상기 드럼(130)이 회전 가능하게 설치된다. 상기 드럼(130)은 원통형 형태를 가질 수 있으며, 원통형 형태의 외주를 따라 상기 마킹 케이블(200)이 감기거나 풀리게 된다.The
한편, 상기 드럼(130)은 모터와 같은 구동부(134)의 구동에 의해 일방향 또는 반대방향으로 회전하여 상기 마킹 케이블(200)이 상기 드럼(130)에 감기게 하거나 또는 상기 마킹 케이블(200)을 상기 드럼(130)에서 풀리게 한다.Meanwhile, the
또한, 상기 윈치유닛(120)은 상기 마킹 케이블(200)이 상기 윈치유닛(120)에 감기거나 또는 상기 윈치유닛(120)에서 풀리는 경우에 마킹부(270)를 센싱하는 마킹 센서부(150)를 구비하게 된다. 이때, 상기 마킹 센서부(150)는 선박(10) 등에 설치될 수도 있으나, 보다 정확한 센싱을 위하여 상기 마킹 센서부(150)는 상기 윈치유닛(120)에 설치되는 것이 바람직하다.In addition, the
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 마킹 케이블(200)이 상기 윈치유닛(120)에서 풀리거나 감기는 경우에 상기 마킹 케이블(200)이 이동하는 것을 가이드하는 가이드홀(160)을 구비할 수 있으며, 상기 마킹 센서부(150)는 상기 가이드홀(160)의 상부에 구비될 수 있다.For example, as shown in FIG. 2, when the marking
따라서, 상기 가이드홀(160)을 통해 상기 마킹 케이블(200)이 풀리거나 감기는 경우에 상기 마킹 센서부(150)는 상기 마킹 케이블(200)의 마킹부(270)를 센싱할 수 있게 된다.Therefore, when the marking
한편, 상기 마킹 케이블(200)은 상기 선박(10)에 설치된 롤러(12)를 통해 수중으로 투입되도록 구성되어 상기 마킹 케이블(200)이 이동하는 중에 상기 선박(10)과의 마찰 등에 손상을 입는 것을 방지할 수 있다.Meanwhile, the marking
이하에서는 전술한 마킹부(270)가 구비된 상기 마킹 케이블(200)의 구성에 대해서 도면을 참조하여 살펴보도록 한다.Hereinafter, the configuration of the marking
도 3은 전술한 마킹 케이블(200)의 일부를 도시한 평면도이며, 도 4는 상기 마킹 케이블(200)의 일 실시예의 내부 구성을 도시한 단면도이다.FIG. 3 is a plan view showing a portion of the marking
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 마킹 케이블(200)은 데이터 통신을 위한 광유닛(210), 상기 광유닛(210)의 외측에서 상기 광유닛(210)을 보호하도록 감싸는 보호층(230), 상기 보호층(230)의 외측에 구비되는 내부자켓(240), 접지역할을 하는 접지선(250), 상기 접지선(250) 외측에 구비되는 외부자켓(260) 및 상기 외부자켓(260)의 적어도 일부에 구비되며, 상기 마킹 케이블(200)의 길이방향으로 미리 결정된 길이만큼 이격되어 구비되어 외부의 센서부에 의해 센싱이 가능한 복수 개의 마킹부(270)를 구비할 수 있다. Referring to FIGS. 3 and 4, the marking
상기 광유닛(210)은 광섬유(optical fiber)(212)를 튜브(214)의 내측에 구비하고, 상기 광섬유(212)를 통해 데이터를 전송하게 된다. 한편, 도면에는 도시되지 않았지만 상기 광유닛(210)은 광섬유 리본 형태(optical fiber ribbon type)로 구성될 수도 있다. The
한편, 본 실시예에서 상기 광섬유는 단일모드광섬유(SMF : Single Mode Fiber)로 구성될 수 있다. 상기 단일모드광섬유의 경우 데이터 전송이 가능한 전파모드가 하나뿐이지만, 손실(loss) 및 분산특성이 우수하여 광대역 장거리 통신에 유리하다. Meanwhile, in this embodiment, the optical fiber may be composed of a single mode optical fiber (SMF). In the case of the single-mode optical fiber, there is only one propagation mode capable of data transmission, but its loss and dispersion characteristics are excellent, making it advantageous for broadband and long-distance communication.
전술한 바와 같이 상기 마킹 케이블(200)의 단부에 외부 센서(30)(도 1 참조)가 구비되는 경우에 상기 외부 센서(30)에 의해 수집된 데이터가 상기 광유닛(210)을 통해 전송된다. 또한 상기 외부 센서(30)에 대한 구동 명령 등이 데이터 형태로 상기 광유닛(210)을 통해 상기 외부 센서(30)로 전달될 수 있다.As described above, when an external sensor 30 (see FIG. 1) is provided at the end of the marking
한편, 보호층(230)은 상기 광유닛(210)의 외측에서 상기 광유닛(210)을 보호하도록 감싸게 된다. 상기 보호층(230)은 상기 마킹 케이블(200)에 외력이 작용하거나 또는 굴곡력이 작용하는 경우에 내부의 광유닛(210)에 전술한 외력 또는 굴곡력이 전달되지 않도록 하여 상기 광유닛(210)을 보호하게 된다.Meanwhile, the
본 실시예의 경우 상기 보호층(230)은 열에 강하고 튼튼한 방향족 폴리아마이드 섬유로 구성될 수 있으며, 예를 들어 아라미드 섬유(Aramid yarn)로 구성될 수 있다. 상기 아라미드 섬유는 인장력이 우수하며 유연한 성질을 가지므로 케이블을 안정적으로 설치할 수 있도록 한다. 또한 상기 아라미드 섬유는 인장력이 우수하므로 외부에서 작용하는 외력 또는 굴골력 등을 흡수하여 외력 또는 굴골력 등이 내부의 광유닛(120)으로 전달되지 않도록 하여 상기 광유닛(120)을 보호하게 된다.In the case of this embodiment, the
한편, 상기 보호층(230)의 외측에는 외부자켓(260)가 구비된다. 상기 외부자켓(260)는 상기 마킹 케이블(200)의 최외곽층으로서 상기 마킹 케이블(200)의 내부 구성요소를 보호하며, 나아가 바닷물 등이 케이블의 내부로 침투하는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.Meanwhile, an
본 실시예의 경우 상기 외부자켓(260)은 내수성, 전기절연성, 내산성, 내알칼리성, 열안정성이 우수한 열가소성 폴리우레탄 수지(TPU : Thermoplastic Poly Urethane), 폴리에틸렌 수지, 특히 중밀도 폴리에틸렌 수지(midium density polyethylene; MDPE)로 이루어질 수 있고, 또는 불소가 함유된 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene; PTFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(polychlorotrifluoroethylene; PCTFE), 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ethylenetetrafluoroethylene; ETFE) 등 또는 이들의 배합물로 이루어질 수 있다.In this embodiment, the
상기 외부자켓(260)의 외경은 케이블의 전체 외경, 요구되는 유연성, 굴곡특성 등에 따라 적절히 선택될 수 있다.The outer diameter of the
한편, 상기 마킹 케이블(200)은 상기 보호층(230)의 외측에 구비되는 내부자켓(240)과, 상기 내부자켓(240)의 외측에 구비되어 접지를 시키는 접지선(250)을 더 구비할 수 있다.Meanwhile, the marking
상기 내부자켓(240)은 전술한 보호층(230)의 외곽에서 절연역할을 하면서, 내부의 광유닛(120)을 보호하는 역할과 함께 내부로 해수 등이 침투하는 것을 방지하게 된다. 이 경우, 상기 내부자켓(240)은 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 수지가 사용될 수 있다. 또한, 상기 외부자켓(260) 및 내부자켓(240) 중에 적어도 하나는 전술한 열가소성 폴리우레탄 수지(TPU : Thermoplastic Poly Urethane)로 구성될 수 있다.The
한편, 상기 접지선(250)은 상기 마킹 케이블(200)을 접지시키는 역할을 하게 되며, 상기 내부자켓(240)의 외측에 복수 개로 구성된다. 상기 접지선(250)은 도면에는 도시되지 않지만 구리, 알루미늄 등의 전도성 물질로 이루어진 도선과 이를 감싸는 절연층으로 구성될 수 있다. 상기 접지선(250)은 일단 또는 양단이 해수에 접지되어 있어 낙뢰 등 발생시 전류를 해수로 흘려보내는 기능을 수행한다.Meanwhile, the
한편, 상기 외부자켓(260)에는 마킹부(270)가 구비될 수 있으며, 상기 마킹부(270)는 상기 마킹 케이블(200)의 길이 방향을 따라 미리 결정된 길이(L)만큼 이격되어 구비된다.Meanwhile, the
상기 마킹부(270)는 상기 외부자켓(260)의 표면에 도 3에 도시된 바와 같이 도트 형태 또는 원주를 따라 구비된 스트라이프 형태 등으로 구비될 수 있다.The marking
상기 마킹부(270) 사이의 거리(L)는 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 상대적으로 넓은 범위의 지역을 검색하는 경우에 상기 마킹부(270)는 대략 5m 내지 10m 간격으로 구비될 수 있다. 반면에 좀더 정밀한 검색을 필요로 하는 경우에 상기 마킹부(270)는 대략 0.5m 내지 2m 정도의 간격으로 구비될 수 있다. 이러한 마킹부(270) 사이의 거리는 필요에 따라 적절하게 변형될 수 있으며, 상기 마킹부(270) 사이의 거리가 작아질수록 상대적으로 정밀한 검색이 가능해진다. 본 실시예의 경우 정밀한 검색을 위하여 상기 마킹부(270)가 대략 0.5m 간격으로 구비되지만 이에 한정되지는 않는다.The distance L between the marking
한편, 도 5는 다른 실시예에 따른 마킹 케이블(200)의 단면도이다.Meanwhile, Figure 5 is a cross-sectional view of a marking
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 마킹 케이블(200)은 전력 공급을 위한 전력유닛(220)을 더 구비할 있다.Referring to FIG. 5, the marking
즉, 도 4에 도시된 마킹 케이블(200)의 경우 전력유닛(220)이 생략된 형태이므로 이 경우 전술한 외부 센서(30)는 밧데리(battery) 등과 같은 자체 전력공급부(미도시)를 구비할 수 있다. That is, in the case of the marking
그런데, 상기 외부 센서(30)는 타입에 따라 자체 전력공급부를 구비하지 않을 수 있으므로, 이 경우에는 상기 마킹 케이블(200)에 전력 공급을 위한 전력유닛(220)을 구비할 수 있다.However, the
상기 전력유닛(220)은 도 5에 도시된 바와 같이 상기 광유닛(210)과 함께 상기 보호층(230)의 내측에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 전력유닛(220)은 도전성 선재, 예를 들어 나동선, 또는 알루미늄 선 등으로 구성되어 전력을 전송하도록 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 절연체가 없는 복수개의 나동선을 사용하며, 예를 들어 2개의 나동선을 사용한다. The
이 경우, 단일 나동선을 사용할 때 보다 외경이 작은 나동선을 사용하여 광유닛과 3상 구조의 균형을 향상시켜 기계적 안정성을 높이면서 도체의 단면적은 단일 나동선을 사용했을 때와 동일하기 때문에 추가적인 전압강하의 문제는 발생하지 않는다. 또한 상기 보호층(230)과 내부자켓(240)으로 둘러 쌓여 있어서 접지 역할을 하는 접지선(250)과 완전 격리가 된다.In this case, by using a bare copper wire with a smaller outer diameter than when using a single bare copper wire, the balance between the optical unit and the three-phase structure is improved to increase mechanical stability, and because the cross-sectional area of the conductor is the same as when using a single bare copper wire, there is no additional voltage drop. No problem arises. In addition, since it is surrounded by the
한편, 상기 전력유닛(220)을 구성하는 나동선은 25 AWG 내지 20 AWG의 직경을 가질 수 있다. 도면에는 도시되지 않았지만, 필요에 따라서는 상기 전력유닛(220)은 전력을 전달하는 도체와, 상기 도체를 감싸는 절연층 등을 구비하여 구성될 수 있다.Meanwhile, the bare copper wire constituting the
상기 전력유닛(220)을 통해 전달된 전력은 전술한 외부 센서(30)에 전달되어 상기 외부 센서(30)가 구동할 수 있도록 한다. The power transmitted through the
한편, 상기 마킹부(270)는 상기 마킹 케이블(200)의 표면, 즉 외부자켓(260)의 표면에 구비되어, 상기 마킹 케이블(200)이 상기 윈치유닛(120)에서 풀리거나 감기는 경우에 전술한 마킹 센서부(150)에 의해 상기 마킹부(270)를 감지하게 된다.Meanwhile, the marking
또한, 본 발명에 따른 마킹 케이블 및 이를 구비한 거리측정 시스템은 상기 윈치유닛(120)을 구성하는 드럼의 회전방향, 회전속도 또는 회전각도를 감지하기 위한 엔코더부(170)를 더 포함할 수 있다.In addition, the marking cable according to the present invention and the distance measuring system equipped with the same may further include an
이 경우, 상기 마킹 센서부(150)에 의해 감지된 상기 마킹부(270)의 개수가 전술한 제어부(140)로 전달될 수 있다. 상기 제어부(140)는 상기 마킹 센서부(150)에서 전달된 센싱된 마킹부(270)의 개수에 대한 정보와 상기 윈치유닛(120)에서 드럼(130)의 회전방향에 대한 정보를 상기 엔코더부 등으로부터 취합하여 상기 마킹 케이블(200)이 상기 윈치유닛(120)에서 풀린 거리, 즉, 상기 윈치유닛(120)에서 상기 마킹 케이블(200)의 단부에 위치한 외부 센서(30) 까지의 거리를 측정하게 된다.In this case, the number of marking
예를 들어, 상기 제어부(140)는 상기 윈치유닛(120)의 회전방향에 대한 정보에 의해 상기 마킹 케이블(200)이 상기 윈치유닛(120)에서 풀리는 상태인지, 아니면 상기 마킹 케이블(200)이 상기 윈치유닛(120)에 감기는 상태인지 판단할 수 있다.For example, the
또한, 상기 제어부(140)는 상기 마킹 케이블(200)의 마킹부(270) 사이의 거리(L)에 대한 정보를 미리 저장하게 된다. 따라서, 상기 마킹 센서부(150)에서 전달된 센싱된 마킹부(270)의 개수에 대한 정보에 의해 상기 윈치유닛(120)에서 상기 마킹 케이블(200)이 풀린 거리, 또는 감긴 거리를 연산할 수 있다.In addition, the
상기 마킹부(270)는 전술한 마킹 센서부(150)에 의해 센싱이 가능하며, 또한 상기 마킹 케이블(200)이 해수 등으로 유입되는 경우에 해저 환경에서 견딜 수 있는 방법으로 구비되는 것이 바람직하다.The marking
본 실시예의 경우 상기 마킹부(270)는 자성 분말(magnetic powder)이 혼합된 자성 잉크(magnetic ink)에 의해 상기 외부자켓(260)에 프린팅되어 구비될 수 있다.In this embodiment, the marking
여기서 자성 잉크는 자성 분말에 의해 자기적 성질을 가지고 있는 잉크로 정의될 수 있다.Here, magnetic ink can be defined as ink that has magnetic properties due to magnetic powder.
이 경우, 상기 자성 분말은 자성 잉크 안에서 고농도로 분산될 수 있어야 하며, 자화의 강도가 외부의 온도 및 압력의 변화에 대하여 안정될 것이 요구된다. 예를 들어, 상기 자성 분말은 산화철을 사용할 수 있으며, Fe3O3와 R·Fe2O3 등이 사용될 수 있다.In this case, the magnetic powder must be able to be dispersed at a high concentration in the magnetic ink, and the intensity of magnetization must be stable against changes in external temperature and pressure. For example, the magnetic powder may be iron oxide, Fe3O3, R·Fe2O3, etc.
상기 자성 잉크는 전술한 자성 분말을 바인더 내에 혼합 및 분산시켜서 만들어진다. 이때, 상기 바인더에 의해 자성 분말이 균일하게 분산되도록 하여 자성 잉크의 자기적 성질을 균일하게 할 수 있다.The magnetic ink is made by mixing and dispersing the above-described magnetic powder in a binder. At this time, the magnetic powder can be uniformly dispersed by the binder, thereby making the magnetic properties of the magnetic ink uniform.
이때, 상기 마킹 케이블(200)은 해저 등과 같이 외부에서 마찰력, 외력 등이 작용하는 환경에서 사용되므로 상기 자성 잉크를 내마모성 및 내마찰성이 우수한 잉크로 제작할 수 있다.At this time, since the marking
상기 자성 분말을 전술한 마킹 센서부(150)가 센싱하게 되며, 상기 마킹 센서부(150)는 상기 마킹부(270)의 마그넥틱 분말을 센싱할 수 있는 적어도 하나의 자성 센서로 이루어질 수 있다. The marking
이 경우, 자성 분말을 잉크에 혼합하여 자성 잉크를 제작하고 상기 외부자켓(260)의 표면에 마킹 장비를 이용하여 프린팅할 수 있다. In this case, magnetic powder can be mixed with ink to produce magnetic ink and printed on the surface of the
일반적으로 케이블의 경우에는 외부자켓의 표면에 모델명 또는 제조사 등을 프린팅하게 되므로, 기존에 사용되는 프린팅 장비를 적용하여 상기 마킹부(270)를 프린팅할 수 있다. 또는, 자성 잉크를 사용하는 전용 자성 마킹 프린터를 이용하여 케이블을 제조하는 공정 중에 인라인으로 작업이 가능하다.Generally, in the case of cables, the model name or manufacturer is printed on the surface of the outer jacket, so the marking
한편, 상기 마킹부(270)는 프린팅 방식 이외에 도 6에 도시된 바와 같이 자성 분말이 함유된 자성 테이프를 상기 마킹 케이블(2200)의 외부자켓(260)의 표면에 영구적으로 부착하여 구비될 수 있다. 이 경우, 미리 결정된 거리만큼 상기 자성 테이프를 상기 외부자켓(260)의 표면에 부착할 수 있다.Meanwhile, in addition to the printing method, the marking
이 경우, 도면에는 도시되지 않았지만 상기 마킹부(270)의 표면에 상기 마킹부(270)를 보호하는 보호 코팅층을 더 구비할 수 있다. 이러한 보호 코팅층은 전술한 자성 잉크를 사용하여 프린팅 방식에 의해 구비되는 마킹부에도 물론 적용될 수 있다.In this case, although not shown in the drawing, a protective coating layer that protects the marking
상기 엔코더부(170)는 상기 드럼(130)이 회전하는 경우에 상기 드럼(130)의 회전속도를 감지하여 회전속도에 대한 정보를 전술한 제어부(140)로 전달하게 된다.The
이 경우, 상기 제어부(140)는 전술한 마킹 센서부(150)에서 전달된 센싱된 마킹부(270)의 개수에 대한 정보와 함께 상기 엔코더부(170)에서 감지된 상기 드럼(130)의 회전속도에 의해 상기 마킹 케이블(200)이 상기 윈치유닛(120)에서 풀린 길이를 연산하게 된다.In this case, the
전술한 상기 마킹 센서부(150)에서 전달된 센싱된 마킹부(270)의 개수에 대한 정보만으로 상기 마킹 케이블(200)의 거리를 측정하는 경우에 비해 상기 엔코더부(170)를 활용하게 마킹 케이블이 풀리는 상태인지 감기는 상태인지 등에 대한 회전방향에 대한 정보를 획득할 수 있으므로 보다 정확한 거리측정이 가능하게 된다.Compared to the case of measuring the distance of the marking
예를 들어, 상기 마킹 케이블(200)이 상기 윈치유닛(120)에서 풀리는 중에 상기 마킹 센서부(150)가 어느 하나의 마킹부(270)를 감지하고 다음 마킹부를 감지하기 전에 상기 외부 센서(30)가 대상물 등을 감지하여 상기 마킹 케이블(200)의 거리를 측정할 필요가 있다. 이 경우에는 상기 마킹 센서부(150)가 상기 마킹 케이블(200)의 마킹부 사이에 위치한 경우이므로 미리 결정된 상기 마킹부(270) 사이의 거리보다 정밀한 거리 연산은 곤란하다. 물론, 상기 마킹부(270) 사이의 거리를 미세하게 좁히게 되면 정밀한 연산은 가능하지만, 상기 마킹부(270) 사이의 거리를 줄이는 것은 상기 마킹부(270)의 개수를 늘리게 되어 상기 마킹 케이블(200)의 가격을 높이는 요인으로 작용할 수 있게 되어 상기 마킹부(270) 사이의 거리를 줄이는데는 한계가 있다.For example, while the marking
이때, 상기 엔코더부(170)에서 감지된 상기 드럼(130)의 회전속도를 활용하게 되면 보다 정밀한 거리 연산이 가능해진다. 즉, 상기 제어부(140)는 상기 마킹 센서부(150)가 감지한 마킹부에서 거리 연산이 필요한 시점까지 상기 드럼(130)의 회전속도를 감지하고, 이에 의해 상기 마킹 센서부(150)가 감지한 마킹부에서 마키케이블(200)이 풀린 거리를 연산할 수 있다.At this time, more precise distance calculation is possible by utilizing the rotational speed of the
따라서, 상기 마킹 센서부(150)에서 전달된 센싱된 마킹부(270)의 개수에 대한 정보와 함께 상기 엔코더부(170)에서 감지된 상기 드럼(130)의 회전속도에 대한 정보를 사용하게 되면 상기 제어부(140)가 보다 정확하게 상기 윈치유닛(120)에서 상기 마킹 케이블(200)이 풀린 길이를 연산할 수 있게 된다.Therefore, when information on the rotation speed of the
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.Although this specification has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art may make various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims described below. It will be possible to implement it. Therefore, if the modified implementation basically includes the elements of the claims of the present invention, it should be considered to be included in the technical scope of the present invention.
10 : 선박
120 : 윈치유닛
200 : 마킹 케이블10: ship
120: Winch unit
200: marking cable
Claims (18)
상기 마킹 케이블의 단부에 구비되어 주변에 대한 데이터를 수집하여 상기 마킹 케이블을 통해 감지된 데이터를 송신하는 외부 센서;
상기 마킹 케이블이 감기거나 풀리도록 회전하는 드럼, 상기 드럼의 하부에서 상기 드럼을 회전 가능하게 지지하는 베이스 및 상기 드럼의 양 회전축에 연결되어 상기 드럼으로 회전 구동력을 제공하는 구동부를 구비하는 윈치유닛;
상기 윈치유닛의 구동부에 연결되어 상기 윈치유닛의 회전방향, 회전속도 또는 회전각도를 감지하기 위한 엔코더;
상기 마킹 케이블이 상기 윈치유닛에 감기거나 또는 상기 윈치유닛에서 풀리는 경우에 상기 마킹부를 센싱하는 마킹 센서부; 및
상기 윈치유닛의 베이스 전방과 수직 연결된 지지대 상에 고정되며, 상기 마킹 센서부의 감지정보에 따라 상기 윈치유닛에서 풀린 상기 마킹 케이블의 길이를 연산하는 제어부;를 포함하고,
상기 마킹 케이블은 광케이블이고, 상기 마킹 케이블의 마킹부는 자성 분말을 바인더 내 분산시킨 자성 잉크를 상기 케이블의 외부자켓 표면에 프린팅 방식으로 형성되고,
상기 마킹 센서부는 상기 마킹부를 센싱할 수 있는 적어도 하나의 자성 센서로 이루어지며,
상기 제어부는 상기 마킹 센서부에서 전달된 마킹부 개수 정보와 상기 엔코더에서 감지된 드럼의 회전속도를 사용하여 상기 마킹 케이블이 상기 윈치유닛에서 풀린 길이를 연산하는 것을 특징으로 하는 마킹 케이블을 이용한 거리측정 시스템.A marking cable including a plurality of marking parts provided at predetermined intervals in the longitudinal direction and capable of external sensing;
An external sensor provided at the end of the marking cable to collect data about the surroundings and transmit the sensed data through the marking cable;
A winch unit including a drum that rotates to wind or unwind the marking cable, a base that rotatably supports the drum at a lower portion of the drum, and a drive unit connected to both rotation axes of the drum to provide rotational driving force to the drum;
An encoder connected to the driving unit of the winch unit to detect the rotation direction, rotation speed, or rotation angle of the winch unit;
A marking sensor unit that senses the marking unit when the marking cable is wound around the winch unit or unwound from the winch unit; and
It is fixed on a support vertically connected to the front of the base of the winch unit, and a control unit that calculates the length of the marking cable released from the winch unit according to the detection information of the marking sensor unit.
The marking cable is an optical cable, and the marking part of the marking cable is formed by printing magnetic ink in which magnetic powder is dispersed in a binder on the surface of the outer jacket of the cable,
The marking sensor unit consists of at least one magnetic sensor capable of sensing the marking unit,
The control unit calculates the length of the marking cable unwound from the winch unit using information on the number of marking parts transmitted from the marking sensor unit and the rotational speed of the drum detected by the encoder. Distance measurement using a marking cable. system.
상기 마킹 센서부는 상기 윈치유닛에 구비되는 것을 특징으로 하는 마킹 케이블을 이용한 거리측정 시스템.According to paragraph 1,
A distance measuring system using a marking cable, characterized in that the marking sensor unit is provided in the winch unit.
상기 마킹 센서부는 전력공급부를 구비하거나, 또는 상기 마킹 케이블을 통해 전력을 공급받는 것을 특징으로 하는 마킹 케이블을 이용한 거리측정 시스템.According to paragraph 1,
A distance measurement system using a marking cable, wherein the marking sensor unit has a power supply unit or receives power through the marking cable.
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