KR102636247B1 - 수중 드론을 이용한 수산생물 방류장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중 드론을 이용한 수산생물 방류장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수산자원의 보존을 위해 소정의 수산생물을 특정한 시점과 지점에 정밀하게 방류하기 위해 위치추적 모듈을 탑재한 수중 드론을 이용하여 용이하게 방류하는 수산생물 방류장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 수중 드론에 수산 생물을 탑재하는 방류 저장고를 결합하고, 이에 수산생물을 미리 탑재하여 방류하고자 하는 지점으로 수산 생물의 정확한 이송이 가능하며, 수산 생물의 크기에 관계없이 안전하게 방류 저장고에 탑재하여 정밀하게 방류함으로써 의 보존 및 증대에도 긍정적인 효과를 미칠 것이다.

Description

수중 드론을 이용한 수산생물 방류장치{Device for sowing of aquatic oranisms using underwater drone}

본 발명은 수중 드론을 이용한 수산생물 방류장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수산자원의 보존을 위해 소정의 수산생물을 특정한 시점과 해저 지점에 정밀하게 방류하기 위해 수중 드론을 이용하여 방류하는 수산생물 방류장치에 관한 것이다.

현재, 전세계적으로 어획되고 있는 수산자원은 600여개 어종에 달하고 있다고 알려져 있으며, 이 중 440~450개 정도의 어종에 대해서만 자원량을 평가할 수 있는 정보를 가지고 있다. 그리고, 440~450개 어종에 대한 자원이용 실태를 보면 1/4 이상 과도한 획득으로 고갈위험에 처해 있거나 고갈상태에 있다고 유엔 세계식량농업기구는 보고하고 있다.

우리나라도 200여 어종을 획득하고 있는데, 1980년대를 정점으로 과도한 획득 상태에 접어들어 어족 자원의 20~30%가 초과 획득되는 것으로 추정되고 있다. 이와 같은 과도한 남획과 더불어 해양환경 오염지역의 확대 및 연안개발수요 증대 등도 수산자원 감소의 원인으로 작용하고 있어 수산자원 개발의 장애요소로 작용하고 있다.

우리나라 수산물 생산은 감소 추세에 있고, 산업적 비중 또한 축소되고 있으며, 국내외적으로 많은 문제점이 있음에도 불구하고 여전히 수산업은 중요한 산업으로 인식되고 있다. 그 이유는 수산생물자원은 우리나라가 보유하고 있는 자연자원 중 경제적 가치가 가장 높은 자원임과 동시에 식량공급원으로서의 기능을 담당하고 있고, 사회적 측면에서 수산업은 어촌사회를 유지시키는 기반산업으로서의 기능을 가지고 있기 때문이다.

대한민국 정부는 20세기 후반부터 수산자원의 조성과 관리 및 회복을 위 해 바다숲 및 바다목장 조성, 총허용어획량제도(TAC, Total Allowable Catch), 수산종자방류사업 등의 여러 정책을 도입 시행해 오고 있다.

이 중 어린 어패류를 인위적으로 생산하여 질병 검사를 통해 건강한 개체만 을 선별한 후 성장에 적합한 자연환경에 방류하는 수산종자방류사업은 수산자원의 회복 및 어업인의 소득 증대를 위해 1976년부터 실시되어 왔다. 그리고 최근에는 수산자원의 감소로 인해 수산종자방류 사업의 규모가 확대되고, 방류 품종 또한 다양화 되고 있다.

치어와 치패류는 그 방류시 생존율을 높여야 수산자원 회복의 속도가 빨라지고, 어업인의 소득 증대 효과 또한 높아질 수가 있다. 치어·치패류의 방류시 생존율을 높일 수 있도록 하기 위해 해양의 정확한 시점 및 장소에서 치어·치패류가 손상되지 않도록 안전하게 방류할 수 있는 기술을 개발한다면 치어·치패류의 생존율을 높일수 있어 수산자원의 회복 및 어업인의 소득 증대에도 기여할 수 있을 것이다.

한편, 남해안에서 주로 어획되는 참문어는 동해안의 대문어와는 달리 포획금지 체중(무게)에 대한 별도의 규제가 없기 때문에 유어낚시 등으로 인한 어린문어의 남획이 심화되고 있으나, 정작 문어를 어획하는 어업인들의 입장에서 볼 경우 150g 이하의 문어는 상품가치가 거의 없기 때문에, 어린문어가 큰 개체로 성장된 이후에 포획될 수 있도록 잡아 들인 어린문어를 선상에서 바다로 다시 방류하고 있다.

또한, 동해안 지역에서는 예로부터 제사나 큰 잔치에 문어(대문어)는 빠지지 않는 귀한 음식으로 취급되어 왔으나 최근 어업생산량이 감소하는 반면 소비량이 증가하여 가격이 급등하였으며, 특히 명절 전 공급이 부족하여 가격상승 폭이 매우 크다.

경상북도내 대문어 생산량은 2009년 3,670톤 이후 2011년 2,263톤으로 1,000톤 이상 감소하였으며, 이와 같은 이유로 어업인의 동해안 대문어에 대한 어족 자원관리가 매우 필요한 실정이다.

대문어는 성장이 매우 빠르고 비교적 생존율이 높으며, 이동이 적어 자원관리 및 효과가 매우 뛰어난 어종으로 자원증강을 위한 인공 및 자연에서 잡은 대문어 방류로 어족자원의 증대 필요가 절실한 것이 현실이다.

지금까지 대문어 및 참문어 방류는 선박에서 직접 방류하는 방법과 잠수사가 직접 문어를 들고 잠수하여 방류 하는 방법이 있었다.

그러나, 이와 같은 종래의 방류 방식은, i) 선박 방류의 경우 대문어의 산란서식과 동떨어져 있는 곳에 방류를 하기 때문에 자원증강 및 회복 효과가 그리 크지 않은 문제가 있으며, ii) 잠수사를 통한 방류의 경우 문어를 수중으로 이동시켜 해당 지점에 방류를 하나, 문어의 무게가 일정이상 되는 경우, 문어의 방류 시 잠수사를 덮치는 경우 잠수사의 안전에 해칠 가능성이 큰 문제점이 있었다.

본 발명은 수산자원의 보존 및 증대를 위해 발명된 것으로, 수산생물의 치어·치패류를 특정한 시점과 지점에 정밀하게 방류하기 위해 정밀 위치측정모듈을 탑재한 수중 드론에 방류저장고를 장착하여 수산생물의 치어 또는 치패류를 해저 지점에 정확하고 안전하게 방류할 수 있는 수중 드론을 이용한 수산생물 방류장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 어린 문어의 손상을 최소화하면서 안전한 이송이 가능하고, 실시간 모니터링이 가능하며, 문어가 서식 하는 수심 및 환경에 정밀하면서도 용이하게 방류할 수 있는 수중 드론을 이용한 수산생물 방류장치를 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.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 수중 드론을 포함하는 수산생물 방류장치에 있어서, 그 전면 하부영역으로부터 돌출 연장되어 형성되되, 전후 이동이 가능한 돌출봉을 구비하는 수중 드론; 및 상기 수중 드론의 하부 영역에 결합되고, 각 면이 그물망 형상으로 형성되며, 해저에 방류할 수산생물을 저장하는 공간을 구비하는 방류 저장고;를 포함하되, 상기 수중 드론은 방류 저장고의 내부로부터 유출되는 와이어를 수중 드론의 돌출봉에 결합 고정하여 상기 방류 저장고의 도어를 개폐하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수중 드론을 이용한 수산생물 방류장치를 제공한다.

본 발명에서 상기 돌출봉의 끝단은 V자 분지로 형성되되, 각각의 분지에 상기 와이어가 각각 고정 결합되는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 상기 수중 드론의 돌출봉이 전후로 이동함에 따라 그 끝단에 결합된 와이어가 당겨지거나 말려들어감으로써 상기 방류저장고의 도어가 개폐되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 방류 저장고는, 그 전면에 위치하며, 와이어를 가이드하는 복수의 도르레; 그 내부에 형성되며, 와이어가 각 모서리에 고정 결합되되, 상기 도어가 개방되면서 와이어의 움직임으로 인해 전면 측으로 이동하며, 도어가 폐쇄되면서 와이어의 움직임으로 인해 후면 측으로 이동하는 방류판; 을 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 도르레는, 상기 방류저장고의 전면 상부 모서리에 2개가 형성되고, 전면 중앙부에 2개가 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 방류판은, 사각형 형상으로 형성되고, 각 모서리에 각각 바퀴를 구비하되, 상기 바퀴들에 각각 와이어가 결합되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 방류저장고는, 상기 방류판이 이동하는 각 측면 하단과 상단에 바퀴의 움직임을 가이드하는 레일을 각각 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명은, 상기 방류저장고의 후면 상부로부터 도어의 하부까지 연장되어 결합되는 제1 스프링과, 상기 방류저장고의 후면 중앙부로부터 방류판의 중심축에 결합되는 제2 스프링을 더 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 수중 드론은, 실시간 해저 영상을 촬영하는 카메라모듈; 실시간 위치를 측정하여 제공하는 위치측정모듈; 사용자 단말과 실시간 무선통신을 수행하는 통신모듈; 및 상기 카메라모듈이 촬영한 동영상 정보와 상기 위치측정모듈이 측정한 위치정보를 상기 통신모듈을 통해 사용자 단말로 전송하고, 사용자 단말로부터 수신된 제어신호에 의해 수산 생물이 방류되도록 방류저장고의 도어가 개방되도록 제어하고, 수산 생물의 방류 후에는 방류저장고의 도어가 폐쇄되도록 제어하는 제어모듈;을 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 수산생물은 문어인 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 수산생물의 치어·치패류를 특정한 시점과 지점에 정밀하게 방류하기 위해 정밀 위치측정모듈을 탑재한 수중 드론에 방류저장고를 장착하여 수산생물의 치어 또는 치패류를 목표로 하는 해저 지점에 정확하고 안전하게 방류할 수 있는 효과가 있다.

또한, 수중 드론에 탑재된 카메라 모듈을 통해 치어·치패류의 방류 상태를 모니터링할 수 있고, 방류저장고의 방류판의 이동으로 인해 치어·치패류가 방류저장고 내에 남아 있지 않도록 말끔한 방류가 가능하다.

그리고, 본 발명에 의하면, 수중 드론의 위치측정모듈을 이용하여 미리 좌표들을 지정하고, 제어모듈에 의해 수동 잠영 또는 자율 잠영을 하도록 함으로써 해저의 다수의 지점에 분할 방류도 가능한 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수중 드론을 이용한 수산생물 방류장치의 구성 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수중 드론의 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수산생물 방류장치가 구비하는 방류저장고의 구성 예시도.
도 4 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수산생물 방류장치가 구비하는 방류저장고가 개폐되면서 문어가 방류저장고 내부로 들어오는 모습을 나타낸 예시도.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수중 드론에 장착된 방류저장고를 해저에서 개방하여 문어가 방류되는 모습을 나타낸 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 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. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은, 수중 드론에 하부 영역에 별도의 방류 저장고를 장착하고, 수중 드론이 특정 수심에 도착하면 수중 드론의 돌출봉 끝단 집게 발에 와이어를 부착하여 집게발의 움직임에 따라 도르레 원리를 이용하여 방류저장고를 개폐할수 있도록 고안되었다.

그리고, 수산생물 또는 문어가 해저의 수중으로 나갈 수 있도록 밀어 주는 기능을 수행하는 방류판을 방류저장고의 내부 후미 측에 배치하도록 고안되었다.

따라서 대문어 또는 참문어 서식지의 적정 수심에서 수중 드론의 카메라 모듈로 모니터링한 후 돌출봉의 집게발을 이용하여 방류저장고 전면부 도어가 개방됨과 동시에 방류저장고 내부 후미 측에 위치하는 방류판이 방류저장고 전면부 측으로 이동함으로써 대문어 또는 참문어가 수중 밖으로 용이하게 빠져나올 수 있는 장치로 고안되었다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수중 드론을 이용한 수산생물 방류장치의 구성 예시도이다.

우선 본 발명은, 그 전면 하부영역으로부터 돌출 연장되어 형성되되, 전후 이동이 가능한 돌출봉(10)을 구비하는 수중 드론(100) 및 상기 수중 드론(100)의 하부 영역에 결합되고, 각 면이 그물망 형상으로 형성되며, 해저에 방류할 수산생물을 저장하는 공간을 구비하는 방류 저장고(200)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 수중 드론(100)은, 사용자 단말(미도시)의 제어에 의해 해저에서 목표된 지점 및 수심까지 수동운행 또는 자율운행할 수 있는 드론으로서, 실시간 해저 영상을 촬영하는 카메라모듈(30), 실시간 위치를 측정하여 제공하는 위치측정모듈(40), 사용자 단말과 실시간 무선통신을 수행하는 통신모듈(50) 및 상기 카메라모듈(30)이 촬영한 동영상 정보와 상기 위치측정모듈(40)이 측정한 위치정보를 상기 통신모듈(50)을 통해 사용자 단말로 전송하고, 사용자 단말로부터 수신된 제어신호에 의해 수산 생물이 방류되도록 방류저장고(200)의 도어(270)가 개방되도록 제어하고, 수산 생물의 방류 후에는 방류저장고(200)의 도어(270)가 폐쇄되도록 제어하는 제어모듈(60)을 구비할 수 있다.

상기 수중 드론(100)의 각 구성 모듈에 대해서는 자세히 후술하기로 한다.

한편, 상기 수중 드론(100)은 방류 저장고(200)의 내부로부터 유출되는 와이어(300)를 수중 드론의 돌출봉(10)에 결합 고정하여 상기 방류 저장고의 도어(270)를 개폐하도록 형성된다. 이 때, 상기 돌출봉(10)의 끝단은 V자 분지(11)로 형성되되, 각각의 분지(11)에 상기 와이어(300)가 각각 고정 결합되게 된다.

일 실시예로, 상기 분지(11)상에는 복수의 삽입 홈(미도시)이 형성될 수 있고, 도 1에서 볼 수 있듯이 와이어의 끝단을 고리 형상으로 만들어 분지(11)에 끼운 후 삽입 홈에 밀착 고정할 수 있을 것이다.

도 1에서 볼 수 있듯이, 상기 수중 드론의 돌출봉(10)은 전후로 이동할 수 있도록 형성되고, 상기 돌출봉(10)이 수중 드론의 전면 측으로 이동함에 따라 그 끝단에 결합된 와이어(300)가 전면 측으로 당겨져서 방류저장고의 도어(270)가 개방되게 되고, 반대로 상기 돌출봉(10)이 수중 드론의 후면 측으로 이동함에 따라 그 끝단에 결합된 와이어(300)가 후면 측으로 말려들어감으로써 방류저장고의 도어(270)가 폐쇄되도록 형성될 수 있다.

상기 돌출봉(10)의 전후 이동은, 수중 드론에 탑재된 공지의 회전 모터와 공지의 주동 기어, 종동 기어 등에 의해 전후 이동이 가능해 질 수 있다.

한편, 상기 돌출봉(10)은, 질량%로, Al:4.8% 이상 5.2% 미만, Fe:1.7% 이상 2.2% 미만, Si:0.29% 이상 0.46% 미만, O:0.11% 이상 0.22% 미만 함유하고, 잔량부 티탄 및 불가피 불순물로 이루어지는 티탄 합금 모재의 표층에, 산소가 고용된 경화층을 갖는 티탄 합금 부재로 형성될 수 있다.

위와 같은 티탄 합금 부재로 돌출봉(10)을 형성하면, 종래의 티탄 합금을 상회하는 내마모성, 우수한 피로 강도를 갖게 되고, 제조 비용 또한 저렴해 진다. 또한, 그 경량, 고강도의 특성에 의해 미끄럼 이동을 하는 부품으로서의 품질이 우수해지면서 장수명화를 가져올 수 있다.

상기 방류 저장고(200)는, 그 전면에 위치하며, 와이어(300)를 가이드하는 복수의 도르레(240)와, 그 내부에 형성되며, 와이어(300)가 각 모서리에 고정 결합되되, 상기 도어(270)가 개방되면서 와이어(300)의 움직임으로 인해 전면 측으로 이동하며, 도어(270)가 폐쇄되면서 와이어(300)의 움직임으로 인해 후면 측으로 이동하는 방류판(210)을 구비할 수 있다.

즉, 상기 방류 저장고(200)는, 방류 저장고를 개폐하는 도어(270)와, 그 내부에 저장된 수산생물을 외부로 미는 기능을 수행하는 방류판(210)을 구비한다. 그리고, 돌출봉(10) 및 방류판(210)에 연결된 와이어(300)의 줄 꼬임 방지 및 장력을 유지하기 위한 도르레(240)가 방류저장고의 전면에 배치되고, 방류판(210)의 이동을 용이하게 하기 위한 바퀴(220) 및 바퀴(220)의 이동과 방류판(210)의 자세를 잡아주는 레일(230)이 형성되게 된다.

또한, 방류저장고 도어(270)의 개폐 지속성 유지를 위한 제1 스프링(250)과, 방류판(210)과 돌출봉(10)간의 텐션(tension) 유지를 위한 제2 스프링(260)이 배치되게 된다.

상기 방류저장고(200)는 수중 드론(100)의 하면에 부착되거나 고정 결합되는데, 공지의 나사 결합 또는/및 강력 접착제 또는/및 용접을 통해 부착 또는 고정 결합될 수 있을 것이다.

상기 방류저장고(200)의 구성 및 동작에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.

한편, 본 발명에서 상기 수산생물(1)은 해저의 각종 치어, 치패류일 수 있으나, 특히 대문어, 참문어에 적용하는 것이 더욱 효율적일 것이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수중 드론의 구성도이다.

본 발명의 수중 드론(100)은, 해양의 모선(母船) 또는 지상기지국에 위치하는 사용자 단말의 제어에 의해 해저의 목표 수심 및 목표 지점까지 운행될 수 있는 드론이 적용될 수 있다.

상기 수중 드론(100)은, 그 전면 하부영역으로부터 돌출 연장되어 형성되되, 전후 이동이 가능한 돌출봉(10)과, 수중 드론의 전후 좌우 이동의 추진력을 가하는 스러스터 모듈(20)과, 실시간 해저 영상을 촬영하는 카메라모듈(30)과, 실시간 위치를 측정하여 제공하는 위치측정모듈(40)과, 사용자 단말과 실시간 무선통신을 수행하는 통신모듈(50)과, 상기 카메라모듈이 촬영한 동영상 정보와 상기 위치측정모듈이 측정한 위치정보를 상기 통신모듈을 통해 사용자 단말로 전송하고, 사용자 단말로부터 수신된 제어신호에 의해 수산 생물이 방류되도록 방류저장고의 도어가 개방되도록 제어하고, 수산 생물의 방류 후에는 방류저장고의 도어가 폐쇄되도록 제어하는 제어모듈(60)과, 상기 카메라모듈의 영상 촬영을 위해 수중 드론의 전면부 측으로 빛을 송출하는 조명 모듈(70)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 수중 드론의 돌출봉(10)은, 수중 드론의 전면 측으로 이동함에 따라 그 끝단에 결합된 와이어(300)가 전면 측으로 당겨져서 방류저장고의 도어(270)가 개방되게 되고, 반대로 상기 돌출봉(10)이 수중 드론의 후면 측으로 이동함에 따라 그 끝단에 결합된 와이어(300)가 후면 측으로 당겨짐으로써 방류저장고의 도어(270)가 폐쇄되도록 기능한다.

상기 스러스터 모듈(20)은 수중 드론의 전후좌우 운항이 가능하도록 복수 개가 형성될 수 있다. 상기 스러스터 모듈(20)은 사용자 단말의 운항 명령을 상기 제어부(60)를 통해 제어되며, 각 회전축을 중심으로 회전하는 프로펠러와, 상기 프로펠러 외곽을 보호하는 커버를 포함하여 형성될 수 있다.

본 발명에서 상기 스러스터 모듈(20)은 수중 드론(100)의 전면부에 4개, 후면부에 4개가 배치될 수 있으며, 각 스러스터 모듈은 회전축을 조정하여 프로펠러의 각도를 조절하여 수중 드론을 운행하도록 할 수 있을 것이다.

상기 카메라 모듈(30)은, 사용자 단말을 통한 제어부(60)의 수동 제어를 위해 수중 드론의 전면부에 배치된다.

상기 카메라 모듈(30)은 사용자 단말의 디스플레이에 통신 연결되어 모선 또는 지상기지국에서 수중 드론(100)을 원격 조작하는 작업자에게 수중 드론(100) 전방의 영상을 실시간으로 제공할 수 있으며, 작업자는 수신되는 영상을 기반으로 상기 수중 드론(100)을 수동으로 조작할 수 있게 되며, 더 나아가 수산생물의 방류시 수중 드론의 돌출봉(10)의 전후이동을 정확하게 제어할 수 있게 된다.

한편, 상기 카메라 모듈(30)은 발명의 필요에 따라 수중 드론(100)의 전면부 뿐만 아니라 하부면에도 장착될 수 있다. 이 때에는 방류저장고(200) 내부의 수산생물의 치어, 치패류의 상태를 확인할 수 있게 되며, 돌출봉(10)을 전방으로 이동시킴에 따라 수산생물의 치어, 치패류의 잔여량을 확인한 후, 잔여량이 없다면 돌출봉(10)을 다시 후방으로 이동시켜 방류저장고의 도어(270)를 폐쇄하는 제어를 용이하게 수행할 수 있다.

상기 위치측정모듈(60)은 수중 드론(100)의 실시간 위치를 측정하여 제공하는 기능을 수행한다. 상기 위치측정모듈(60)은 GNSS 신호를 송수신하는 GNSS 안테나와 드론 위치의 GNSS 좌표를 도출하는 GNSS 모듈과 수중 통신이 가능하도록 하는 초음파 추적모듈을 포함할 수 있다. 상기 GNSS(Global Navigation Satellite System)는 인공위성을 이용해 위치를 결정할 수 있게 하는 체계이며, GNSS 안테나와 GNSS 모듈을 이용하여 미리 목표된 지점의 해수면에서 수중 드론을 해저로 투입하게 된다.

한편, 지상 통신에 사용되는 전자파, 레이저 등은 산란 및 감쇄 현상으로 인하여 수중 통신에는 사용되지 않고, 수중 통신에는 전자파 대신에 초음파를 사용하는 것이 일반적이다.

따라서, 본 발명에서는 사용자 단말이 위치하는 모선(母船)에서 수산생물이 방류될 지점에 복수의 부유식 중계 장치(미도시)를 이격하여 배치함으로써 수중 드론(100)과 부유식 중계 장치 사이의 수중 통신과, 부유식 중계 장치와 모선(母船)/지상기지국 사이의 전자파 통신/이동 통신을 통해 수중 드론과 사용자 단말간 데이터 통신이 원활하게 이루어질 수 있다.

즉, 수중 드론(100)이 해저에 위치했을 때에 초음파 추적모듈의 측정 데이터를 초음파 통신 방식을 통해 부유식 중계 장치에 전송하여, 모선(母船)과 부유식 중계장치의 이격거리 및 초음파 추적모듈의 측정데이터를 참조하여 상대좌표를 계산함으로써 수중 드론의 위치를 파악할 수 있다.

또한, 사용자 단말은 부유식 중계 장치를 통해 초음파 통신 방식으로 수중 드론(100)에 동작 제어를 위한 제어 신호를 전송할 수 있다.

상기 통신모듈(50)은 초음파 통신, 전자파 통신, 이동 통신을 수행할 수 있는 통신장비로 이루어져 부유식 중계장치 또는 사용자 단말과 실시간 통신하는 기능을 수행한다. 덧붙여서 발명의 필요에 따라 수중 드론(100)과 모선(母船)간 광케이블로 연결되고, 상기 통신모듈(50)은 광통신을 위한 통신장비로 운용될 수도 있을 것이다.

상기 제어모듈(60)은, 상기 카메라모듈(30)이 촬영한 동영상 정보와 상기 위치측정모듈(40)이 측정한 위치정보를 상기 통신모듈(50)을 통해 모선 또는 지상기지국에 위치하는 사용자 단말로 전송하는 기능을 수행한다.

또한, 상기 제어모듈(60)은, 사용자 단말로부터 수신된 제어신호에 의해 돌출봉(10)을 수중 드론의 전방으로 이동시킴으로써 수산 생물이 방류되도록 방류저장고의 도어(270)가 개방되도록 제어하고, 수산 생물의 방류 후에는 돌출봉(10)을 다시 수중 드론의 몸체 하부 측으로 회수함으로써 방류저장고의 도어(270)가 폐쇄되도록 제어하는 기능을 수행한다.

상기 제어모듈(80)은 스터스터 컨트롤러를 포함하도록 구성한다. 상기 스러스터 컨트롤러는 방향과 위치를 정확하게 계산하기 위해 보드에 내장된 자이로스코프(Gyroscope), 가속도계(Accelerometer)로부터 정보를 취합하고, 전자속도제어기(ESC)를 통해 스러스터모듈과 연결된 각 회전 모터들의 각도 및 속도를 조절하여 각 스러스터 모듈(20)의 프로펠러의 각도 및 회전수를 제어하고, 수중 드론의 전후좌우 운행을 제어하게 된다.

한편, 본 발명의 수중 드론(100)은 발명의 필요에 따라 3차원 라이다 센서(미도시)와 수심센서(미도시)가 더 구비될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수산생물 방류장치가 구비하는 방류저장고의 구성 예시도이다.

본 발명의 방류 저장고(200)는, 그 내부에 방류 저장고를 개폐하는 도어(270)와, 내부에 저장된 수산생물을 외부로 미는 기능을 수행하는 방류판(210)을 구비하며, 수중 드론의 돌출봉(10)과 방류판(210)간에 연결된 와이어(300)의 줄 꼬임 방지 및 장력을 유지하기 위한 복수의 도르레(240)가 방류저장고의 전면에 배치되고, 방류판(210)의 이동을 용이하게 하기 위한 바퀴(220) 및 상기 바퀴(220)의 이동을 가능하게 하고, 방류판(210)의 자세를 잡아주는 레일(230)이 구비된다.

또한, 방류저장고 도어(270)의 개방 또는 폐쇄시 그 텐션(tension)을 유지하기 위한 제1 스프링(250)과, 방류판(210)과 돌출봉(10)간의 텐션(tension) 유지를 위한 제2 스프링(260)이 배치되게 된다.

전술한 바대로, 본 발명의 수중 드론(100)은 방류 저장고(200)의 내부로부터 유출되는 와이어(300)를 수중 드론의 돌출봉(10)에 결합 고정하여 상기 방류 저장고의 도어(270)를 개폐하도록 형성되며, 이 때, 상기 돌출봉(10)의 끝단은 V자 분지(11)로 형성되되, 각각의 분지(11)에 상기 와이어(300)가 각각 고정 결합되게 된다.

상기 방류 저장고(200)는, 수중 드론(100)의 하부 영역에 결합되고, 직육면체 형상으로 형성되되 직육면체의 각 면이 그물망 형상으로 형성되어 해저에 방류할 수산생물을 저장하는 공간을 갖게 된다. 다만, 상기 방류 저장고(200)는 발명의 필요에 따라 정육면체 또는 그 단면이 다각형, 원형 등으로 구성되는 것도 가능하다.

상기 방류 저장고(200)는, 그 전면에 위치하며 와이어(300)를 가이드하는 복수의 도르레(240)를 구비한다. 상기 도르레(240)는, 돌출봉(10)으로부터 방류판(210)까지 이어지는 와이어(300)의 장력을 분산 또는 유지하면서도 그 이동을 용이하게 하게 하기 위해 마련된다.

본 발명에서 상기 도르레(40)는 방류저장고의 전면 상부 모서리에 2개가 형성되고, 전면 중앙부 측면에 2개가 형성될 수 있다. 이와 같이 4개의 도르레(40)를 구비하면, 방류판(210)의 상하 바퀴(220)로부터 각각 연장되어 하나로 합쳐지는 와이어(300)가 전면 중앙부 측면의 도르레 2개에 의해 와이어(300)의 텐션(tension)이 유지되고, 돌출봉(10)으로부터 연장되는 와이어(300)가 전면 상부 모서리의 도르레 2개에 의해 와이어(300)의 텐션(tension)이 유지되게 된다.

또한, 전면 상부 모서리의 도르레 2개와 전면 중앙부 측면의 도르레 2개간에는 와이어(300)의 장력이 분산되어 돌출봉(10)의 전후 이동에 의한 와이어(300)의 이동이 용이하게 된다.

상기 방류판(210)은 방류저장고(200)의 내부에 배치되며, 와이어(300)가 각 모서리 영역에 고정 결합된다. 상기 방류판(210)은, 사각형 형상으로 형성되는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 방류저장고(200)의 형상에 따라 다각형, 원형 등의 형상으로 형성되는 것도 가능할 것이다.

상기 방류판(210)은 각 모서리에 각각 바퀴(220)를 구비하되, 상기 바퀴들에 각각 와이어(300)가 결합될 수 있다. 더 자세하게 말하자면, 각 와이어(300)는 바퀴(220)의 회전축에 고정 결합되는 것이 바람직할 것이다. 이를 위해 각 바퀴(220)의 회전축에는 삽입홈(미도시)이 구비될 수 있으며, 이와 같은 삽입홈에 와이어(300)를 고리 결합할 수 있을 것이다.

그리고, 상기 방류저장고(200)는, 상기 방류판(210)이 이동하는 각 측면 하단과 상단에 바퀴(220)의 움직임을 가이드하는 레일(230)을 각각 구비할 수 있다. 즉, 수중 드론의 돌출봉(10)의 전후 이동시, 와이어의 움직임에 의해 방류판(210)이 전후로 이동하게 되는데 이를 보다 더 용이하게 하기 위해 바퀴(220)와 레일(230)을 구비한다고 할 수 있다.

상기 레일(230)에는, 탄소를 함유하는 금속 나노 입자들인 구리, 니켈 또는 알루미늄 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 합금 또는 혼합물 4 내지 14 중량부와, 폴리에틸렌 글리콜 알킬페닐에테르, 폴리옥시에틸렌 라노린알콜에테르로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 계면활성제 0.8 내지 6.7중량부; 폴리비닐피롤리돈, 소듐시트레이트로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 분산제 0.6 내지 5.2중량부와, 잔부는 윤활유인 코팅제 조성물이 코팅될 수 있다.

이와 같이 상기 레일(230)에 코팅제 조성물을 코팅하면, 금속 나노 입자의 금속상 이용 효율을 향상시킴으로써 접동 부위 표면의 윤활성 및 내마모성을 향상시키고 아울러 바퀴(220)에 의한 마찰 영역의 손상 부위를 회복시킬 수 있다.

이와 같이, 상기 방류판(210)은 수중 드론의 돌출봉(10)의 전후 이동에 의해, 상기 도어(270)가 개방되면서 와이어(300)의 움직임으로 인해 전면 측으로 이동하며, 상기 도어(270)가 폐쇄되면서 와이어(300)의 움직임으로 인해 후면 측으로 이동하게 된다.

한편, 본 발명은 상기 방류저장고(200)의 후면 상부로부터 도어(270)의 하부까지 연장되어 결합되는 제1 스프링(250)을 구비한다. 이는 도어(270)의 개방 또는 폐쇄 시 와이어(300)의 장력에 제1 스프링(250)의 복원력 및 텐션(tension)을 더하여 개방 유지 및 폐쇄 유지를 지속시키기 위함이다.

도 4를 참조하면, 본 발명은 상기 방류저장고(200)의 후면 중앙부로부터 방류판의 중심축(211)에 결합되는 제2 스프링(260)을 구비한다. 이는 수중 드론의 돌출봉(10)과 방류판(210)간의 와이어에 의한 텐션(tension) 유지에 조력하기 위함이다.

더 나아가 상기 제2 스프링(260)은, 방류저장고의 도어 오픈 시, 방류판(210)이 도어(270) 측으로 이동할 때, 일정 거리 이상 이동하지 않도록 제한을 가하여 수산생물의 안전에 기여할 수 있고, 방류저장고의 도어 폐쇄시 방류판(210)이 신속하게 원위치로 돌아올 수 있도록 복원력을 제공하게 된다.

상기 방류저장고(200) 및 방류판(210)은, 알루미늄(Al)을 기재로 하고, 여기에 니켈(Ni) 0.8~1.2 중량%, 규소(Si) 6.7∼8.4 중량%, 망간(Mn) 0.4∼0.9 중량%, 마그네슘(Mg) 0.5∼0.6 중량%, 아연(Zn) 0.07~0.11 중량%, 주석(Sn) 0.03~0.05 중량%, 티타늄(Ti) 0.9∼1.3 중량%, 은(Ag) 0.6~1.1 중량%, 지르코늄(Zr) 0.02~0.03 중량%, 이트륨(Y) 0.03~0.04 중량%, 스칸듐(Sc) 0.02~0.08 중량%, 철(Fe) 1.7~2.3 중량%이 포함되는 알루미늄 합금 조성물을 이용하여 형성될 수 있다.

위와 같은 알루미늄 합금 조성물로 방류저장고(200) 및 방류판(210)을 형성하면, 기존의 알루미늄 합금 재료들에 비해 강도 및 피로 특성을 현저히 향상시킬 수 있고, 이에 따라 저온, 고압에 잘 견딜 수 있으며, 성형시 연신율이 우수하여 가공성이 향상되는 장점이 있다.

다만, 이에 한정되지 아니하고, 상기 방류저장고(200) 및 방류판(210)의 재질은 부력이 없고 불필요한 무게를 제거하기 위해 카본 및 PVC, 알루미늄, 비닐의 복합 재질을 이용하여서도 형성될 수 있을 것이다.

도 4 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수산생물 방류장치가 구비하는 방류저장고가 개폐되면서 문어가 방류저장고 내부로 들어오는 모습을 나타낸 예시도이고, 도 6 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수중 드론에 장착된 방류저장고를 해저에서 개방하여 문어가 방류되는 모습을 나타낸 예시도이다.

본 발명은, 수중 드론(100)의 하부 영역에 별도의 방류 저장고(200)를 장착하고, 수중 드론(100)이 특정 지점 및 수심에 도착하면 수중 드론의 돌출봉(10) 끝단 집게 발에 와이어를 부착하고, 돌출봉(10)의 전후 움직임에 도르레의 원리를 이용하여 방류저장고를 개폐하고, 수산생물 또는 문어가 해저의 수중으로 나갈 수 있도록 밀어 주는 기능을 수행하는 방류판(210을 방류저장고의 내부 후미 측에 배치하도록 형성하였다.

따라서 특히, 대문어 또는 참문어 서식지의 적정 수심에서 수중 드론(100)의 카메라 모듈(30)로 해저 상황을 실시간 모니터링한 후 돌출봉(10)의 이동을 제어하여 방류저장고 전면부 도어(270)가 개방됨과 동시에 방류저장고 내부 후미 측에 위치하는 방류판(210)이 방류저장고 전면부 측으로 이동함으로써 대문어 또는 참문어가 수중 밖으로 신속하면서도 용이하게 빠져나올 수 있도록 형성되었다.

이와 같이 본 발명에 의하면, 수중 드론에 방류저장고를 장착하여 수산생물의 치어 또는 치패류를 목표로 하는 해저 지점에 정확하고 안전하게 방류할 수 있고, 수중 드론에 탑재된 카메라 모듈을 통해 수산생물의 방류 상태를 모니터링할 수 있고, 방류저장고의 방류판의 이동으로 인해 수산생물이 방류저장고 내에 남아 있지 않도록 말끔한 방류가 가능한 장점이 있다.

이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

1: 수산 생물
10: 돌출봉
11: 분지
20: 스러스터 모듈
30: 카메라 모듈
40: 위치측정모듈
50: 통신모듈
60: 제어모듈
70: 조명모듈
100: 수상드론
200: 방류저장고
210: 방류판
211: 방류판 중심축
220: 바퀴
230: 레일
240: 도르레
250: 제1 스프링
260: 제2 스프링
270: 도어
300: 와이어

Claims (5)

1. 수중 드론을 포함하는 수산생물 방류장치에 있어서,
   그 전면 하부영역으로부터 돌출 연장되어 형성되되, 전후 이동이 가능한 돌출봉을 구비하는 수중 드론; 및
   상기 수중 드론의 하부 영역에 결합되고, 각 면이 그물망 형상으로 형성되며, 해저에 방류할 수산생물을 저장하는 공간을 구비하는 방류 저장고;를 포함하되,
   상기 수중 드론은 방류 저장고의 내부로부터 유출되는 와이어를 수중 드론의 돌출봉에 고정 결합하여 상기 방류 저장고의 도어를 개폐하도록 형성되고,
   상기 방류 저장고는,
   그 전면에 위치하며, 와이어를 가이드하는 복수의 도르레;
   그 내부에 형성되며, 와이어가 각 모서리에 고정 결합되되, 상기 도어가 개방되면서 와이어의 움직임으로 인해 전면 측으로 이동하며, 도어가 폐쇄되면서 와이어의 움직임으로 인해 후면 측으로 이동하는 방류판; 및
   상기 방류판이 이동하는 각 측면 하단과 상단에 바퀴의 움직임을 가이드하는 레일;을 구비하되,
   상기 도르레는, 방류저장고의 전면 상부 모서리에 2개가 각각 형성되고, 방류저장고의 전면 중앙부에 2개가 각각 형성되고,
   상기 방류판은, 사각형 형상으로 형성되고, 각 모서리에 각각 바퀴를 구비하되, 상기 바퀴들에 각각 와이어가 결합되는 것을 특징으로 하는 수중 드론을 이용한 수산생물 방류장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 돌출봉의 끝단은 V자 분지로 형성되되, 각각의 분지에 상기 와이어가 각각 고정 결합되고,
   상기 돌출봉이 전후로 이동함에 따라 그 끝단에 결합된 와이어가 당겨지거나 말려들어감으로써 상기 방류저장고의 도어가 개폐되는 것을 특징으로 하는 수중 드론을 이용한 수산생물 방류장치.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 방류저장고의 후면 상부로부터 도어의 하부까지 연장되어 결합되는 제1 스프링과,
   상기 방류저장고의 후면 중앙부로부터 방류판의 중심축에 결합되는 제2 스프링을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수중 드론을 이용한 수산생물 방류장치.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 수중 드론은,
   실시간 해저 영상을 촬영하는 카메라모듈;
   실시간 위치를 측정하여 제공하는 위치측정모듈;
   사용자 단말과 실시간 무선통신을 수행하는 통신모듈; 및
   상기 카메라모듈이 촬영한 동영상 정보와 상기 위치측정모듈이 측정한 위치정보를 상기 통신모듈을 통해 사용자 단말로 전송하고, 사용자 단말로부터 수신된 제어신호에 의해 수산 생물이 방류되도록 방류저장고의 도어가 개방되도록 제어하고, 수산 생물의 방류 후에는 방류저장고의 도어가 폐쇄되도록 제어하는 제어모듈;
   을 구비하는 것을 특징으로 하는 수중 드론을 이용한 수산생물 방류장치.