KR20000032190A - Device for regulating buoyancy of underwater equipment - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수중장비의 부력조절장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수중장비를 일정한 수심층에 유지할 수 있도록 하거나, 회수 가능하도록 구성되는 수중장비의 부력조절장치에 관한 것이다.The present invention relates to a buoyancy control device of the underwater equipment, and more particularly to a buoyancy control device of the underwater equipment configured to be able to maintain or recover the underwater equipment in a certain depth layer.
설정된 수심층에서 수중장비를 이용하여 소정의 실험 또는 측정을 수행하는 경우의 종래의 기술을 살펴보면, 먼저 부력체를 수면에 띄우고, 상기 부력체에서 연결되는 로프를 이용하여 장비가 일정한 수심을 유지하도록 하여 왔다. 그러나 이러한 방법을 사용함에 있어서는 조류의 영향으로 인하여 원하는 수심층에 수중장비가 머물도록 유지하는 것이 어렵다. 그리고 이러한 단점을 보완하기 위하여, 수중운동체에 프로펠라를 장착하고 그 추진력을 이용하여 설정된 수심을 유지하도록 하는 것이 있으나, 프로펠러의 설계 및 제작상의 문제가 발생하고 있었다.Looking at the prior art in the case of performing a predetermined experiment or measurement using the underwater equipment in the set depth layer, first to float the buoyancy body on the water surface, by using the rope connected from the buoyancy body to maintain a constant depth come. However, using these methods, it is difficult to keep underwater equipment in the desired depth of the sea due to the effects of algae. In order to compensate for these disadvantages, the propeller is mounted on the underwater vehicle and the set depth is maintained using the propulsion force, but problems in the design and manufacture of the propeller have occurred.
본 발명은 상기와 같은 단점을 해결하기 위한 것으로, 수중운동체 내부에 부력 조절을 행하는 부력조절장치 설치하여, 수중장비 자체의 부력을 조절할 수 있도록 구성되는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above disadvantages, it is an object to provide a device configured to adjust the buoyancy of the underwater equipment by installing a buoyancy control device to adjust the buoyancy inside the underwater vehicle.
도 1은 본 발명에 의한 부력조절장치의 구성을 보인 단면도.1 is a cross-sectional view showing the configuration of a buoyancy control device according to the present invention.
도 2는 본 발명에 의한 부력조절장치의 실험예를 보인 플로챠트.Figure 2 is a flow chart showing an experimental example of the buoyancy control device according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 ..... 수중장비 2 ..... 실린더1 ..... Underwater Equipment 2 ..... Cylinders
4 ..... 피스톤 6 ..... 구동모터4 ..... Piston 6 ..... Drive Motor
8 ..... 감속장치 10 ..... 회전축8 ..... reduction gear 10 ..... rotary shaft
F ..... 부력조절공간F ..... Buoyancy Control Space
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 설정된 수심층에서 원하는 시험을 수행하는 수중장비와, 상기 수중장비의 본체 일측에 형성되는 실린더와, 상기 실린더의 내측에 밀착 슬라이딩되는 것에 의하여 부력조절공간을 형성하는 피스톤과, 상기 피스톤을 실린더 내측에서 이동시키는 것에 의하여 부력조절공간의 압력을 조절하는 이동수단을 포함하여 구성되는 부력조절장치를 기술적요지로 하고 있다. 상기 이동수단에 대한 일실시예에 의하면, 구동모터와, 상기 구동모터에 의하여 회전하고 피스톤의 일측에 나사결합되는 회전축으로 구성되어, 상기 회전축의 회전에 의하여 피스톤이 이동하는 것을 특징으로 하고 있다.According to the present invention for achieving the above object, the buoyancy control space is formed by the underwater equipment to perform a desired test in the set depth layer, the cylinder is formed on one side of the main body of the underwater equipment, by sliding in close contact with the inside of the cylinder A buoyancy control device comprising a piston and a moving means for adjusting the pressure of the buoyancy control space by moving the piston inside the cylinder is a technical feature. According to one embodiment of the moving means, it is composed of a drive motor and a rotating shaft that is rotated by the drive motor and screwed to one side of the piston, characterized in that the piston is moved by the rotation of the rotating shaft.
이와 같은 본 발명에 의하면, 수중장비의 내부에서 자체적으로 부력조절을 수행하는 것이 가능하게 되어, 별도로 외부와 연결되는 부분 없이 수중장비가 수중에서 수심을 유지하거나 필요한 수심층으로 이동할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.According to the present invention, it is possible to perform the buoyancy control itself in the interior of the underwater equipment, it can be expected that the effect that the underwater equipment can keep the depth in the water or move to the required depth layer without being connected to the outside separately have.
다음에는 도면에 도시된 실시예에 기초하면서 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다.Next, the present invention will be described in more detail with reference to the embodiments shown in the drawings.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의하면 수중장비(1)의 일측에 실린더(2)와 피스톤(4)으로 구성되는 부력조절장치를 설치한다. 상기 실린더(2)는 수중장비(1)의 일측에 부착되어 소정의 하우징을 형성하는 것이고, 피스톤(4)은 상기 실린더(2)의 내측에 밀착되는 상태로 슬라이딩 가능하도록 구성된다. 따라서 상기 실린더(2)의 내부에는 피스톤(4)에 의하여 소정의 부력을 조절하는 부력조절공간(F)이 형성된다.As shown in FIG. 1, according to the present invention, a buoyancy control device including a cylinder 2 and a piston 4 is installed on one side of the underwater equipment 1. The cylinder 2 is attached to one side of the underwater equipment 1 to form a predetermined housing, the piston 4 is configured to be slidable in close contact with the inside of the cylinder (2). Therefore, the buoyancy control space (F) for adjusting the predetermined buoyancy by the piston (4) is formed inside the cylinder (2).
본 발명에 있어서는 상기 피스톤(4)의 이동에 의하여 부력조절공간(F)의 크기가 달라지고 이러한 변화에 의하여 수중장비의 부력 조절을 수행할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하고 있다.In the present invention, the size of the buoyancy control space (F) is changed by the movement of the piston (4) is characterized in that configured to be able to perform buoyancy control of the underwater equipment by this change.
상기 피스톤(4)의 일측에는 내주면이 나사처리된 나사공(4a)이 성형되어 있다. 상기 나사공(4a)에는, 외주면이 나사처리된 회전축(10)이 나사결합된다. 따라서 상기 회전축(10)의 회전에 의하여 상기 피스톤(4)은 전후진 하는 동작을 행하게 된다. 상기 회전축(10)의 회전에 따라 피스톤(4)이 같이 회전하지 않도록 하기 위하여, 피스톤(4) 및 실린더(2)의 단면을 원형이 아닌 것으로 형성할 수도 있고, 피스톤(4) 및 실린더(2)에 각각 회전방지를 위하여 길이 방향으로 형성되는 안내홈과 안내돌기를 형성하는 것이 가능하다.On one side of the piston 4 is formed a screw hole 4a, the inner peripheral surface of which is threaded. The screw shaft 4a is screwed with a rotating shaft 10 whose outer circumferential surface is threaded. Therefore, the piston 4 moves forward and backward by the rotation of the rotary shaft 10. In order to prevent the piston 4 from rotating together as the rotary shaft 10 rotates, the cross section of the piston 4 and the cylinder 2 may be formed to be non-circular, and the piston 4 and the cylinder 2 It is possible to form guide grooves and guide protrusions formed in the longitudinal direction to prevent rotation, respectively.
그리고 상기 회전축(10)은 구동모터(6)의 회전에 의하여 회전 가능하다. 상기 구동모터(6)의 회전수를 감속하기 위한 감속장치(8)를 구동모터(6)의 출력축에 연결하고, 상기 감속장치(8)에서의 출력으로 상기 회전축(10)이 회전되도록 하는 것이 바람직할 것이다.And the rotation shaft 10 is rotatable by the rotation of the drive motor (6). Connecting the reduction gear 8 for reducing the rotational speed of the drive motor 6 to the output shaft of the drive motor 6, so that the rotation shaft 10 is rotated by the output from the reduction gear (8). Would be desirable.
수중장비(1)의 일측에는 압력센서(12)가 부착되어 있으며, 상기 압력센서(12)에서 감지되는 압력값에 의하여, 상기 구동모터(6)의 회전 방향이 결정된다. 그리고 도면에 도시하지는 않았지만, 본 발명에 의한 부력조절장치의 내부에는 소정의 프로그램이 입력된 중앙제어부가 설치되어 있고, 이러한 중앙제어부는 상기 압력센서(12)에서 감지되는 압력값에 의하여 상기 구동모터(6)의 동작을 제어하게 된다.The pressure sensor 12 is attached to one side of the underwater equipment 1, and the rotation direction of the driving motor 6 is determined by the pressure value detected by the pressure sensor 12. Although not shown in the drawings, a buoyancy control device according to the present invention has a central control unit in which a predetermined program is input. The operation of (6) is controlled.
그리고 수중장비의 특성을 고려하여 내부에 물이 침투하지 못하도록 하는 다수개의 O링(7a,7b,7c)을 구비하고 있다.And considering the characteristics of the underwater equipment is provided with a plurality of O-ring (7a, 7b, 7c) to prevent the water from penetrating inside.
다음에는 도 2에 도시한 실시예를 기초하여, 본 발명에 의한 부력조절장치의 동작예를 설명하기로 한다.Next, an operation example of the buoyancy control device according to the present invention will be described based on the embodiment shown in FIG. 2.
먼저 상술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 의한 부력조절장치가 부착된 수중장비를 수중에 투하한다(제11단계). 이렇게 장비가 투하되면 수중장비는 최초 음성부력을 가지도록 설정되어 있기 때문에, 수중으로 침강하게 된다. 그리고 실제로 상기 부력조절장치의 내부에 있는 중앙제어부에는, 선택하고자 하는 수심이 설정되어 있으며, 선택된 수심층에서 실험을 행하고자 하는 시간도 같이 설정되어 있다.First, drop the underwater equipment equipped with the buoyancy control device according to the present invention configured as described above (11th step). When the equipment is dropped in this way, the underwater equipment is set to have the first voice buoyancy, so that it sinks underwater. In fact, the depth to be selected is set in the central control unit inside the buoyancy control device, and the time to perform the experiment in the selected depth layer is also set.
수중장비가 침강하게 되면, 상기 압력센서(12)에서는 압력을 감지하면서 하강하게 되고, 압력센서(12)에서 감지되는 압력값이 설정된 최대 수심에 이르렀는가를 판단하게 된다(제12단계). 그리고 최대수심에 도달하지 않았으면 계속 침강하게 되고, 도달하였으면 이러한 상태를 유지하기 위하여 구동모터(6)가 동작하여 부력조절을 행한다. 부력조절은, 회전축(10)이 구동모터에 의하여 회전하여 피스톤(4)을 좌측 또는 우측으로 이동시키는 것에 의하여, 상기 부력조절공간(F)의 크기를 조절하는 것에 의하여 이루어진다. 이는 실질적으로 상기 부력조절공간(F)의 내압을 조절하는 것을 의미하는 것이다.When the underwater equipment is settled, the pressure sensor 12 is lowered while sensing the pressure, it is determined whether the pressure value detected by the pressure sensor 12 reaches the set maximum depth (step 12). If it does not reach the maximum depth, it continues to sink, and if it reaches it, the drive motor 6 operates to maintain the state to perform buoyancy control. Buoyancy control is achieved by adjusting the size of the buoyancy control space (F) by rotating the rotary shaft 10 by the drive motor to move the piston (4) to the left or right. This substantially means to adjust the internal pressure of the buoyancy control space (F).
그리고 이러한 수심상태에서 시험이 종료되었는가를 판단한다(제13단계). 시험의 종료는 최초 투하시 설정된 시간이 종료하였는가 또는 수행하고자 하는 시험이 실질적으로 종료되었는가를 판단하는 것이다. 시험이 종료하지 않았으면 제20단계에서 피스톤을 전진시켜 부력조절공간(F)를 크게 하고, 제21단계에서 압력센서(12)에서 감지되는 압력값이 최소설정수심보다 낮은지 여부를 판단한다. 압력이 높거나 같으면, 제13단계 이전으로 귀환하여 소정의 시험을 계속수행한다.In this depth state, it is determined whether the test is completed (step 13). The end of the test is to determine whether the time set for initial release has ended or whether the test to be performed has been substantially terminated. If the test is not finished, the piston is advanced in step 20 to increase the buoyancy control space F, and in step 21, it is determined whether the pressure value detected by the pressure sensor 12 is lower than the minimum set depth. If the pressure is high or equal, return to before step 13 to continue the test.
그리고 압력센서(12)에서 감지되는 압력값이 최소설정수심의 압력값보다 작으면 피스톤을 후진시켜, 장비 자체의 부력을 줄인다. 이렇게 함으로써, 수중장비를 설정된 수심층의 범위 내에서 머물수 있도록 하는 것이다.And if the pressure value detected by the pressure sensor 12 is less than the pressure value of the minimum set depth, the piston is reversed, reducing the buoyancy of the equipment itself. This allows the underwater equipment to stay within the set depth range.
그리고 제23단계에서는 제12단계와 같은 판단을 반복하면서, 수중장비의 수심층을 파악하여, 지속적으로 원하는 수심층에 머물도록 한다.In the twenty-third step, the same judgment as in the twelfth step is repeated, and the depth of the underwater equipment is identified to continuously stay at the desired depth.
그리고 시험이 종료되었다고 판단되면(제13단계), 제14단계에서 장비의 회수가 필요한 것인지를 판단한다. 물론 이러한 판단은 최초 수중장비의 투하시 전부 입력되어 있는 값으로 생각할 수 있다.If it is determined that the test is finished (step 13), it is determined whether the recovery of equipment is required in step 14. Of course, this judgment can be thought of as the value entered for all initial drops of underwater equipment.
수중장비의 회수가 필요한 것이라고 판단되면 제16단계에서 피스톤을 전진시켜, 부력조절공간을 크게 하는 것에 의하여 내부 압력을 낮게 하여, 수중장비의 전체적으로 부력을 크게 조절한다. 이러한 조절에 의하여 수중장비는 수면으로 부상하게 되어, 회수가 가능하게 된다.If it is determined that recovery of the underwater equipment is necessary, in step 16, the piston is advanced to increase the buoyancy control space, thereby lowering the internal pressure, thereby greatly adjusting the buoyancy of the underwater equipment. By this adjustment, the underwater equipment is floated to the surface, it is possible to recover.
그리고 제14단계에서 장비의 회수가 필요없는 것이라고 판단되면 제15단계에서 피스톤을 후진시켜, 수중장비의 부력을 더욱 낮게 하는 것에 의하여 완전하게 수중으로 침강시켜 버린다.If it is determined that the recovery of the equipment is not necessary in the 14th step, the piston is retracted in the 15th step to completely settle in the water by lowering the buoyancy of the underwater equipment.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 수중장비의 부력조절을 자체적으로 가능하게 함으로써, 장비의 운용 및 회수에 더욱 효과적인 잇점이 기대된다.As described above, according to the present invention, by enabling the buoyancy control of the underwater equipment by itself, it is expected to be more effective in the operation and recovery of the equipment.
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