KR200482413Y1 - 자세안정화 구조 기반 부이장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 부이장치에 관한 것으로서, 수면에 부유하는 본체; 상기 본체의 상하방향과 수직하게 교차하는 가상의 X축을 중심으로 상기 본체에 대하여 상대회전 가능하게 마련되는 유닛으로서, 상기 본체 단면의 둘레 방향을 따라 연장되어 있는 링 형상의 제1 외측프레임부; 및 상기 가상의 X축과 수직하게 교차하는 가상의 Y축을 중심으로 상기 본체에 대하여 상대회전 가능하게 마련되는 유닛으로서, 상기 본체 단면의 둘레 방향을 따라 연장되어 있되, 상기 제1 외측프레임보다 큰 반경을 가지는 링 형상의 제2 외측 프레임부;를 포함하며, 상기 제1 외측프레임 또는 제2 외측 프레임 중 적어도 하나는 상기 수면의 움직임에 대응하여 상기 본체에 대하여 상대회전함으로써, 상기 본체가 상기 가상의 X축을 중심으로 회전하거나 상기 가상의 Y축을 중심으로 회전하는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.
본 고안에 따르면, 상기 본체가 수면의 움직임에 따라 상기 가상의 X축을 중심으로 회전하는 롤링(rolling) 및 상기 가상의 Y축을 중심으로 회전하는 피칭(pitching)을 방지할 수 있는 바, 수면의 움직임이 발생하더라도 상기 본체가 수면에 대해 수직한 정자세를 유지할 수 있도록 하여 상기 본체 내부에 위치하는 파고측정장치의 상하방향 위치 변화도 최소화될 수 있도록 함으로써, 파고측정장치로 하여금, 파도에 의해 변화하는 수면의 상하방향이동을 일관되게 계측할 수 있도록 하고, 파고측정장치로부터 획득되는 파고 정보의 신뢰성도 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

자세안정화 구조 기반 부이장치{Buoy Device using Stabilizing Structure}

본 고안은 부이장치에 대한 것으로서, 내부에 파고측정장치를 수용하는 본체가 수면의 움직임에 따라 롤링 또는 피칭하는 것을 방지하여, 본체가 수면에 대한 수직한 정자세를 유지할 수 있도록 하고, 파고측정장치의 수면에 대한 상하방향 위치 변화도 최소화할 수 있도록 하는 부이장치에 관한 것이다.

해저의 지형에 관한 정보를 관측하기 위해서 여러 가지 장비가 사용된다. 하기 선행문헌은 해저 지형을 관측하기 위한 장비들을 개시하고 있다. 그러나, 수면의 움직임에 따라 롤링 또는 피칭하는 것을 방지하는 수단이 마련되지 못하여 파고측정장치에서 측정되는 데이터의 신뢰성을 확보하기 어려운 실정이다.

한국등록특허 제10-1328842호(등록번호)

본 고안은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 내부에 파고측정장치를 수용하는 본체가 수면의 움직임에 따라 롤링 또는 피칭하는 것을 방지하여 본체가 수면에 대한 수직한 정자세를 유지할 수 있도록 하고, 파고측정장치의 수면에 대한 상하방향 위치 변화도 최소화할 수 있도록 함으로써, 파고측정장치에서 측정되는 데이터의 신뢰성을 확보하기 위한 부이장치를 제공하기 위함이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 부이장치는,

수면에 부유하여 수상에서 필요한 정보를 획득할 수 있는 부이장치로서, 수면에 부유하는 본체; 상기 본체의 상하방향과 수직하게 교차하는 가상의 X축을 중심으로 상기 본체에 대하여 상대회전 가능하게 마련되는 유닛으로서, 상기 본체 단면의 둘레 방향을 따라 연장되어 있는 링 형상의 제1 외측프레임부; 및 상기 가상의 X축과 수직하게 교차하는 가상의 Y축을 중심으로 상기 본체에 대하여 상대회전 가능하게 마련되는 유닛으로서, 상기 본체 단면의 둘레 방향을 따라 연장되어 있되, 상기 제1 외측프레임보다 큰 반경을 가지는 링 형상의 제2 외측 프레임부;를 포함하며, 상기 제1 외측프레임 또는 제2 외측 프레임 중 적어도 하나는 상기 수면의 움직임에 대응하여 상기 본체에 대하여 상대회전함으로써, 상기 본체가 상기 가상의 X축을 중심으로 회전하거나 상기 가상의 Y축을 중심으로 회전하는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 제1 외측프레임부는,

상기 본체의 외측 좌우에 서로 대향되도록 마련되되 상기 가상의 X축을 따라 연장되어 있는 한 쌍의 제1 회전축과, 상기 한 쌍의 제1 회전축 각각이 삽입되되 상기 한 쌍의 제1 회전축 각각에 대하여 상대회전하는 한 쌍의 제1 체결부와, 반원 링으로 형성되되 상기 한 쌍의 제1 체결부 각각의 일단부를 서로 연결하고 있는 제1 반원링부와, 반원 링으로 형성되되 상기 한 쌍의 제1 체결부 각각의 타단부를 서로 연결하고 있는 제2 반원링부를 포함하는 것이 바람직하다.

여기서 상기 제2 외측프레임부는,

상기 제1 외측프레임부의 외측 전후에 서로 대향되도록 마련되되 상기 가상의 Y축을 따라 연장되어 있는 한 쌍의 제2 회전축과, 상기 한 쌍의 제2 회전축 각각이 삽입되되 상기 한 쌍의 제2 회전축 각각에 대하여 상대회전하는 한 쌍의 제2 체결부와, 반원 링으로 형성되되 상기 한 쌍의 제2 체결부 각각의 일단부를 서로 연결하고 있는 제3 반원링부와, 반원 링으로 형성되되 상기 한 쌍의 제2 체결부 각각의 타단부를 서로 연결하고 있는 제4 반원링부를 포함하는 것이 바람직하다.

여기서 상기 파고부아징치는,

상기 본체 하부의 중앙부에 마련되되 중량을 가지는 부재로서, 복수의 링이 순차적으로 결합된 체인 부재;를 포함하는 것이 바람직하다.

여기서 상기 체인 부재는,

그 길이가 0.7m 내지 1.3m이며, 그 무게가 3kg 내지 6.5kg인 것을 특징으로 하는 부이장치.

여기서 상기 부이장치는,

외부의 어망표시부이와 연결되는 연장선의 일부가 걸릴 수 있는 고리부가, 상기 제1 외측프레임부 또는 상기 제2 외측프레임부 중 적어도 하나에 마련되어 있는 것이 바람직하다.

본 고안의 부이장치에 따르면, 상기 제1 외측프레임부 또는 제2 외측프레임부 중 적어도 하나가 상기 수면의 움직임에 대응하여 상기 본체에 대하여 상대회전 가능하므로, 상기 본체가 수면의 움직임에 따라 상기 가상의 X축을 중심으로 회전하는 롤링(rolling) 및 상기 가상의 Y축을 중심으로 회전하는 피칭(pitching)을 방지할 수 있는 바, 수면의 움직임이 발생하더라도 상기 본체가 수면에 대해 수직한 정자세를 유지할 수 있도록 하여 상기 본체 내부에 위치하는 파고측정장치의 상하방향 위치 변화도 최소화될 수 있도록 함으로써, 파고측정장치로 하여금, 파도에 의해 변화하는 수면의 상하방향이동을 일관되게 계측할 수 있도록 하고, 파고측정장치로부터 획득되는 파고 정보의 신뢰성도 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 수상 지형관측시스템의 개념도,
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 부이장치의 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 부이장치의 평면도,
도 4는 도 2에 도시된 부이장치의 분리사시도 및
도 5a, 5b, 5c는 수면의 움직임에 대응하여 제1 외측프레임부 또는 제2 외측프레임부가 회전되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 고안을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 고안에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 고안을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 수상 지형관측시스템의 구성을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 고안의 일 실시예에 따른 수상 지형관측시스템(1)은 부이장치(100)과, 계류장치(200)을 포함한다. 상기 부이장치(100)은 특정 지점에 고정되어 있는 상기 계류장치(200)에 연결되어 상기 계류장치(200)를 중심으로 하는 소정 반경영역에 위치한다.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 부이장치의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 부이장치의 평면도이며, 도 4는 도 2에 도시된 부이장치의 분리사시도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 고안의 일 실시예에 따른 부이장치(100)는, 수면에 부유하여 수상에서 필요한 정보를 획득할 수 있는 장치로서, 본체(10)와, 제1 외측프레임부(30)와, 제2 외측프레임부(50)와, 제2 고리부(70)와, 체인 부재(90)를 포함하여 구성된다. 이하에서 부이장치(100)는, 해상에 부유하여 해상에서 필요한 정보 중 하나인 파고를 측정하기 위해 사용되는 파고부이장치(100)인 것을 기준으로 설명한다.

상기 본체(10)는 내부에 수용공간이 형성되어 있는 구 형상으로 이루어져 있는 것으로서, 파고측정장치(미도시)를 구비한다. 이러한 본체(10)는, 배터리(미도시) 및 기타장치(미도시)를 더 구비할 수 있다.

이러한 본체(10)는 가상의 수평면을 기준으로 이분할되어 상반구(10a)와 하반구로(10b)로 구획될 수 있다.

상기 파고측정장치(미도시)는, 상기 본체(10)가 위치하고 있는 지점에서의 파고 정보를 파악하기 위한 장치로서, 지피에스(GPS)장치(미도시) 및/또는 계측유닛(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 지피에스(GPS)장치(미도시)는, 해상에서 상기 본체(10)의 위치를 식별하기 위한 것으로서, 서로 다른 위치에서 공전하는 적어도 3개의 궤도위성으로부터 위성의 위치정보와 시간정보를 포함하는 항법 데이터를 수신하는 위성포착을 수행한다. 이러한 지피에스(GPS)장치는, 하반구 (10b)의 수용공간에 마련될 수 있다.

상기 계측유닛(미도시)은, 파고 정보를 획득하기 위한 장치로서, 상기 본체(10)의 운동 정보를 계측한다. 이 운동 정보는 예를 들면, 가상의 X축 방향으로의 위치 변화, 가상의 Y축 "?향으로?? 위치 변화, 가상의 Z축 방향으로의 위치 변화, 피치(pitch, 가상의 Y축) 방향 경사각, 롤(roll, 가상의 X축) 방향 경사각 및 요우(yaw, 가상의 Z축) 방향 경사각일 수 있다. 이러한 계측유닛은 관성측정장치(inertial measurement unit)일 수 있다. 상기 관성측정장치는 X, Y, Z축 가속도센서로부터 상기 본체(10)의 위치정보를 획득하고, X, Y, Z축 각속도 센서로부터 방위각, 피치 방향 경사각, 롤 방향 경사각의 자세정보값을 획득할 수 있다. 상기 파고 정보는 수면의 상하방향 위치변화에 대한 정보이므로, 적어도 가상의 Z축 위치 변화 정보를 기초로 획득될 수 있다. 본 고안에서의 계측유닛은 반드시 관성측정장치로 한정될 필요는 없으며, 적어도 가상의 Z축 위치 변화 정보를 획득할 수 있는 장치는 모두 포함된다고 할 것이다. 한편, 상기 계측유닛은 상기 본체(10)에 대하여 고정된 위치에 위치하며, 본 실시예에서는 상기 하반구(10b)의 수용공간에 상기 지피에스(GPS)장치에 인접한 위치에 배치될 수 있다.

상기 배터리(미도시)는, 상기 지피에스(GPS)장치, 계측유닛 및 기타 장치에 전원을 제공하는 장치이다. 이러한 배터리는, 하반구 (10b)의 수용공간에 마련될 수 있다.

상기 기타 장치(미도시)는, 상기 지피에스(GPS)장치, 계측유닛 외의 다른 센서들일 수 있다. 이러한 상기 기타 장치는, 상기 본체(10)에서 바라본 이미지를 획득하는 카메라장치 또는 레이저센서일 수 있으며, 상기 본체(10) 외측에 마련될 수 있다. 상기 파고부이장치(100)는, 이러한 카메라장치 또는 레이저센서에 의하여 획득된 이미지를 참고하여 움직임이 제어될 수 있다. 한편, 상기 파고측정장치는 수면의 상하방향 위치 변화를 일관되게 계측하여야하고, 상기 파고측정장치에 의해 산출되는 파고 정보는 상기 가상의 Z축 방향 위치 변화를 기초로 산출되므로, 산출되는 파고 정보의 신뢰성을 확보하기 위해서는, 수면에 대한 파고측정장치의 상하방향 위치변화가 최소화되어야할 필요가 있다. 즉, 상기 본체(10)에 대한 고정된 위치에 마련되어 있는 파고측정장치는, 수면에 대한 상대적인 상하방향 위치를 유지함이 바람직하다.

상기 본체(10)는 상기 파고측정장치가 수면에 대한 상대적인 상하방향 위치를 유지할 수 있도록, 상기 본체(10)의 중심을 지나는 상하방향이 수면에 대해 수직한 정자세를 유지함이 바람직하다. 여기서, 상기 본체(10)가 정자세를 유지할 때, 상기 본체(10)의 중심을 지나는 상하방향은 Z축과 일치하며, 상기 본체(10)의 중심을 지나는 상하방향이 수면에 대해 수직한 정자세를 유지하기 위해서는 가상의 Y축을 중심으로 회전하는 피칭 및 가상의 X축을 중심으로 회전하는 롤링이 최소화되어야 한다. 이러한 상기 본체(10)는, 수면의 움직임 등에 의해 상기 피칭 또는 롤링 등이 발생할 수 있는 외란이 발생하더라도 상기 정자세로 복귀할 수 있도록, 무게중심이 하반구(10b)의 하부에 위치함이 바람직하다.

따라서 상기 지피에스(GPS)장치(미도시), 계측유닛(미도시), 배터리(미도시)는 상기 본체(10)의 하반구(10b)의 수용공간에 마련됨이 바람직하다. 아울러, 상기 하반구(10b)는 상기 상반구(10a)보다 무게가 무겁고 반경이 크게 형성됨이 바람직하다.

본 실시예에서, 상기 상반구(10a)는 물에 의하여 부식되는 것을 방지할 수 있고 비교적 무게가 가벼운 폴리카보네이트(polycarbonate) 소재가 이용되으며, 상기 본체(10)의 중심으로부터의 반경은 225mm이다. 아울러, 상기 하반구(10b)는 물에 의하여 부식되는 것을 방지할 수 있고 상반구(10a)보다 비교적 무게가 무거울 수 있도록, 스테인리스 스틸(stainless steel) 소재가 이용되었으며, 상기 본체(10)의 중심으로부터의 반경은 250mm이다.

한편, 상기 본체(10)의 외측에는 후술하는 제1 회전축(31)이 체결될 수 있는 제1 체결공(11)과, 체인 부재(90)가 걸릴 수 있는 제1 고리부(13)가 마련되어 있다.

상기 제1 체결공(11)은, 상기 하반구(10b) 상단부에 가상의 X축 방향을 따라 돌출되어 있되, 제1 회전축(31)의 일단부가 삽입고정될 수 있는 중공의 형태로 마련된다. 본 실시예에서는 상기 제1 체결공(11)이 상기 하반구(10b) 상단부 좌우에 각각 하나씩 마련되어 한 쌍을 이루며, 한 쌍을 이루는 제1 회전축(31) 각각이 상기 한 쌍을 이루는 제1 체결공(11) 각각에 나사결합된다.

상기 제1 고리부(13)는 상기 하반구(10b) 하방 중심부에 마련되어 있는 원형 링으로서, 체인 부재(90)의 일단부에 위치하는 링(91)이 걸려 체인 부재(90)가 상기 본체(10)에 고정될 수 있도록 한다. 본 실시예에서 상기 제1 고리부(13)는 상기 하반구(10b) 하방 중심부에 용접 결합되어 있다.

이하에서 파고부이장치(100)를 구성하는 각 부재들의 위치는 도 4에 도시된 바를 기준으로 설명한다.

상기 제1 외측프레임부(30)는, 상기 본체(10)의 상하방향과 수직하게 교차하는 가상의 X축을 중심으로 상기 본체(10)에 대하여 상대회전 가능하게 마련되는 유닛으로서, 대략 상기 본체(10) 단면의 둘레 방향을 따라 연장되어 있는 원형 링 형상을 가진다. 이러한 제1 외측프레임부(30)는, 제1 회전축(31), 제1 체결부(33), 제1 반원링부(35), 제2 반원링부(37)를 포함하여 구성된다.

상기 제1 회전축(31)은 상기 본체(10)의 외측 좌우에 서로 대향되도록 2개가 마련되되, 가상의 X축을 따라 연장되어 있는 부재로서, 각각의 제1 회전축(31)은 그 일단부(31a)가 상기 한 쌍을 이루는 제1 체결공(11) 각각에 나사결합된다. 이러한 제1 회전축(31)의 중단부(31b)는 후술하는 제1 체결부(33)의 베어링이 접촉할 수 있도록 매끈한 표면을 가진다. 이러한 제1 회전축(31)의 타단부(31c)는 그 내측이 상기 제1 회전축(31)의 외측면에 면접하여 제1 체결부(33)가 제1 회전축(31)으로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있도록, 제1 체결부(33)의 관통공(331)의 직경보다 넓은 직경을 가진다.

상기 제1 체결부(33)는, 상기 제1 회전축(31)에 대하여 상대회전할 수 있는 부재로서, 상기 제1 회전축(31)의 길이 방향을 따라 관통되어 있는 관통공(331)과 상기 관통공(331)에 마련되는 베어링(미도시)를 구비하고 있다. 본 실시예에서 상기 제1 체결부(33)는, 상기 한 쌍을 이루는 제1 회전축(31) 각각이 삽입될 수 있도록, 2개가 마련된다. 이러한 제1 체결부(33)는, 상기 관통공(331)에 상기 제1 회전축(31)이 삽입된다. 그리고 상기 한 쌍을 이루는 제1 체결부(33) 각각의 전면부(33a)에 후술하는 제1 반원링부(35)의 일단(35a)과 타단(35b)이 각각 고정된다. 또한 상기 한 쌍을 이루는 제1 체결부(33) 각각의 후면부(33b)에 후술하는 제2 반원링부(37)의 일단(37a)과 타단(37b)이 각각 고정된다.

상기 제1 반원링부(35)는, 반원 링으로 형성되되 상기 한 쌍을 이루는 제1 체결부(33) 각각의 전면부(33a)를 서로 연결하고 있는 부분이다. 이러한 상기 제1 반원링부(35)는, 제1 결합부(351)와, 2개의 4분원링(353)을 구비한다.

상기 제1 결합부(351)는, 제1 반원링부(35)의 중앙에 위치하되 대략 직육면체 형상을 가지는 부재로서, 좌우 양단부 각각에 후술하는 2개의 4분원링(353a, 353b) 각각이 결합된다. 이러한 제1 결합부(351)는, 후술하는 제2 회전축(51)의 일단부(51a)가 삽입고정될 수 있는 제2 체결공(351a)이 가상의 Y축 방향을 따라 형성되어 있다.

상기 4분원링(353)은, 원형 링의 원주방향을 기준으로 대략 1/4에 해당하는 형상의 부재로서, 상기 제1 결합부(351)를 사이에 두고 2개(353a, 353b)가 마련된다. 여기서, 상기 제1 결합부(351)의 좌측에 위치하는 4분원링(353a)의 일단은 제1 반원링부(35)의 일단(35a)에 해당되며, 상기 제1 결합부(351)의 우측에 위치하는 4분원링(353b)의 일단은 제1 반원링부(35)의 일단(35b)에 해당한다.

상기 제2 반원링부(37)는, 가상의 X축을 기준으로 상기 제1 반원링부(35)와 대향되어 있는 반원 링으로 형성되되 상기 한 쌍을 이루는 제1 체결부(33) 각각의 후면부(33b)를 서로 연결하고 있는 부분이다. 이러한 상기 제1 반원링부(37)는, 제2 결합부(371)와, 2개의 4분원링(373)을 구비한다.

상기 제2 결합부(371)는, 제1 반원링부(35)의 중앙에 위치하되 대략 직육면체 형상을 가지는 부재로서, 좌우 양단부 각각에 후술하는 2개의 4분원링(353) 각각이 결합된다. 이러한 제1 결합부(351)는, 후술하는 제2 회전축(51)의 일단부가 삽입고정될 수 있는 제2 체결공(371a)이 가상의 Y축 방향을 따라 형성되어 있다.

상기 4분원링(353)은, 원형 링의 원주방향을 기준으로 대략 1/4에 해당하는 형상의 부재로서, 상기 제2 결합부(371)를 사이에 두고 2개(373a, 373b)가 마련된다. 여기서, 상기 제2 결합부(371)의 좌측에 위치하는 4분원링(373a)의 일단은 제2 반원링부(37)의 일단(37a)에 해당되며, 상기 제2 결합부(371)의 우측에 위치하는 4분원링(373b)의 일단은 제2 반원링부(37)의 타단(37b)에 해당한다.

본 실시예에서 2개의 상기 제1 체결부(33), 제1 반원링부(35), 제2 반원링부(37)의 결합에 의해 형성되는 원형 링의 반경은 275mm이다.

제2 외측프레임부(50)는, 상기 가상의 X축과 수직하게 교차하는 가상의 Y축을 중심으로 상기 본체(10)에 대하여 상대회전 가능하게 마련되는 유닛으로서, 대략 상기 본체(10) 단면의 둘레 방향을 따라 연장되어 있는 원형 링 형상을 가진다. 여기서 제2 외측프레임부(50)는, 상기 제1 외측프레임부(30)과 함께 가상의 XY평면 상에 평행하게 위치할 때, 상기 제1 외측프레임부(30)과 동심원을 이룰 수 있도록 상기 제1 외측프레임부(30)보다 큰 반경을 가지되 상기 제1 외측프레임부(30) 외측에 마련된다. 이러한 제2 외측프레임부(50)는, 제2 회전축(51), 제2 체결부(53), 제3 반원링부(55), 제4 반원링부(57)를 포함하여 구성된다.

상기 제2 회전축(51)은 상기 제1 외측프레임부(30)의 외측 전후에 서로 대향되도록 2개가 마련되되, 가상의 Y축을 따라 연장되어 있는 부재로서, 각각의 제2 회전축(51)은 그 일단부(51a)가 상기 한 쌍을 이루는 제2 체결공(351a, 371a) 각각에 나사결합된다. 이러한 제2 회전축(51)의 중단부(51b)는 후술하는 제2 체결부(53)의 베어링이 접촉할 수 있도록 매끈한 표면을 가진다. 이러한 제2 회전축(51)의 타단부(51c)는 그 내측이 상기 제2 회전축(51)의 외측면에 면접하여 제2 체결부(53)가 제2 회전축(51)으로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있도록, 제2 체결부(53)의 관통공(531)의 직경보다 넓은 직경을 가진다.

상기 제2 체결부(53)는, 상기 제2 회전축(51)에 대하여 상대회전할 수 있는 부재로서, 상기 제2 회전축(51)의 길이 방향을 따라 관통되어 있는 관통공(531)과 상기 관통공(531)에 마련되는 베어링(미도시)를 구비하고 있다. 본 실시예에서 제2 체결부(53)는, 상기 한 쌍을 이루는 제2 회전축(51) 각각이 삽입될 수 있도록 2개가 마련된다. 이러한 제2 체결부(53)는, 상기 관통공(531)에 제2 회전축(51)이 삽입된다. 그리고 상기 한 쌍을 이루는 제2 체결부(53) 각각의 좌면부(53a)에 후술하는 제3 반원링부(55)의 일단(55a)과 타단(55b)이 각각 고정된다. 또한 상기 한 쌍을 이루는 제2 체결부(53) 각각의 우면부(53b)에 후술하는 제4 반원링부(57)의 일단(57a)과 타단(57b)이 각각 고정된다.

제3 반원링부(55)는, 반원 링으로 형성되되 상기 한 쌍을 이루는 제2 체결부(53) 각각의 좌면부(53a)를 서로 연결하고 있는 부재이다.

제4 반원링부(57)는, 가상의 Y축을 기준으로 상기 제3 반원링부(55)와 대향되어 있는 반원 링으로 형성되되 상기 한 쌍을 이루는 제2 체결부(53) 각각의 우면부(53b)를 서로 연결하고 있는 부분이다.

본 실시예에서 2개의 제2 체결부(53), 제3 반원링부(55), 제4 반원링부(57) 의 결합에 의해 형성되는 원형 링의 반경은 317.5mm이다.

한편, 수면에 떠 있는 3차원 강체는, 불규칙적인 수면의 출렁임으로 인해서 피치(pitch, 가상의 Y축)을 중심으로 회전하는 피칭(pitching), 롤(roll, 가상의 X축)을 중심으로 회전하는 롤링(rolling), 요우(yaw, 가상의 Z축)을 중심으로 회전하는 요잉(yawing) 중 적어도 하나의 회전이 수반될 수 있다. 파고를 즉정하는 장치의 경우, 정확한 파고를 획득하기 위해서는 수면에 대한 파고측정장치의 상하방향 위치가 일정할 필요가 있는데, 상기 피칭(pitching), 상기 롤링(rolling) 중 적어도 하나의 회전이 이루어지면, 수면에 대한 파고측정장치의 상하방향 위치가 달라지게 되는 문제가 있다.

상기 제1 외측프레임부(30) 또는 제2 외측프레임부(50)는, 수상에서 수면의 움직임에 대응하여 상기 본체(10)에 대하여 상대회전함으로써, 상기 본체(10)가 상기 가상의 X축을 중심으로 회전하는 롤링(rolling) 또는 상기 가상의 Y축을 중심으로 회전하는 피칭(pitching)을 방지할 수 있다.

더욱 상세하게는, 수상에서 수면이 대략 상기 가상의 X축을 중심으로 소정의각도만큼 회전하는 움직임이 발생한다면, 도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 제1 외측프레임부(30)의 제1 반원링부(35) 및 제2 반원링부(37)는 수면의 움직임에 대응하여 상기 제1 회전축(31)을 중심으로 회전함으로써, 상기 본체(10)가 수면의 움직임에 따라 롤링(rolling)하는 것을 방지할 수 있다.

또한 수상에서 수면이 대략 상기 가상의 Y축을 중심으로 소정의 각도만큼 회전하는 움직임이 발생한다면, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 제2 외측프레임부(50)의 제3 반원링부(55) 및 제4 반원링부(57)는 수면의 움직임에 대응하여 상기 제2 회전축(51)을 중심으로 회전함으로써, 상기 본체(10)가 수면의 움직임에 따라 피칭(pitching)하는 것을 방지할 수 있다.

아울러 수상에서 수면이 대략 상기 가상의 X축을 중심으로 소정의 각도만큼 회전하는 동시에 상기 가상의 Y축을 중심으로 소정의 각도만큼 회전하는 움직임이 발생한다면, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 제1 외측프레임부(30)의 제1 반원링부(35) 및 제2 반원링부(37)는 수면의 움직임에 대응하여 상기 제1 회전축(31)을 중심으로 회전하는 동시에 상기 제2 외측프레임부(50)의 제3 반원링부(55) 및 제4 반원링부(57)는 수면의 움직임에 대응하여 상기 제2 회전축(51)을 중심으로 회전함으로써, 상기 본체(10)가 수면의 움직임에 따라 롤링(rolling) 및 피칭(pitching)하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 수면의 움직임이 발생하더라도 상기 본체(10) 내부에 위치하는 파고측정장치의 수면에 대한 상하방향 위치 변화를 최소화할 수 있다.

한편, 상기 제2 고리부(70)는, 후술하는 계류장치(200)의 어망표시부이(201)에 연결되는 연장선(207)의 일부가 걸릴 수 있는 원형 링으로서, 상기 제1 외측프레임부(30) 또는 제2 외측프레임부(50) 중 적어도 하나에 마련된다. 본 실시예에서 상기 제2 고리부(70)는 2개가 마련되어 제2 외측프레임부(50) 중 제3 반원링부(55)의 중단부 및 제4 반원링부(57)의 중단부 각각에 수직하게 결합되어 있다. 본 실시예에서 상기 제2 고리부(70)는 2개가 마련되어 있지만 수량은 이에 한정되지 않으며, 마련되는 위치 또한 상기 제3 반원링부(55)와 제4 반원링부(57) 중 하나에만 마련될 수 있다.

상기 체인 부재(90)는, 상기 본체(10)가 수면에 대하여 회전하는 것을 방지하기 위하여 파고부이장치(100)의 무게중심이 상기 본체(10) 하부 중앙에 위치할 수 있도록 마련되는 부재로서, 중량을 가지며 상기 하반구(10b)의 하측 중앙에 위치한다. 이러한 체인 부재(90)는, 상기 본체(10)에 전달될 수 있는 수중의 물살 움직임에 의한 힘을 분산시키기 위해 복수의 링(91)이 순차적으로 결합되어 있다. 여기서 체인 부재(90)는, 높은 밀도를 가지며 내부식성이 있는 소재를 이용함이 바람직하며, 주강 또는 주철 연마재를 주소재로 사용할 수 있다.

여기서 상기 체인 부재(90)는, 그 무게가 3kg 내지 6.5kg이며, 그 길이가 0.7m 내지 1.3m인 것이 바람직하다.

상기 체인 부재(90)의 무게가 3kg 미만이면, 상기 본체(10)가 상기 정자세를 유지 또는 상기 정자세로 복귀할 있을 정도로 상기 본체(10) 하부에 중량을 충분히 부여하지 못할 수 있다. 그리고 상기 체인 부재(90)의 무게가 6.5kg를 초과하면, 상기 체인 부재(90)의 무게로 인해 상기 본체(10)가 수면 위에 소정의 높이만큼 노출된 상태를 유지할 수 없을 정도로 부력이 감소할 수 있는 바, 부력수단, 장치를 추가적으로 마련할 필요가 있으며 이는 비용을 상승시키는 문제점으로 작용할 수 있다.

또한 상기 체인 부재(90)는, 상기 본체(10)에 전달될 수 있는 수중의 물살 움직임에 의한 힘을 분산시키기 위해 복수의 링(91)이 순차적으로 결합되어 소정의 길이를 형성하여 하는데, 상기 체인 부재(90)의 길이가 0.7m 미만이면, 수중의 물살 움직임에 의한 힘을 분산시킬 만큼의 길이에는 미치지 못하는 문제가 있다. 그리고 상기 체인 부재(90)의 길이가 1.3 m를 초과하면, 본체(10)의 하부에 있는 수중 장애물에 접촉할 확률이 높아져 상기 본체(10)에 의도하지 않는 충격이 전달될 수 있는 문제가 있다.

본 실시예에서 상기 체인 부재(90)는, 1m의 길이 및 5.5kg의 무게를 가지도록 하였다.

한편, 상기 계류장치(200)은 상기 파고부이장치(100)를 상기 계류장치(200)를 중심으로 소정 반경영역에 위치시키도록 하는 유닛으로서, 어망표시부이(201), 닻 부재(203), 케이블(205), 연장선(207) 및 중간부력재(209)를 포함한다.

상기 어망표시부이(201)는, 수상에서 상기 파고부이장치(100)의 위치를 짐작할 수 있도록 수면에 부유하는 발포합성수지 소재의 부력재이다.

상기 닻 부재(203)는, 해저면의 특정 지점에 위치하되 외력이 가해지지 않는이상 그 특정 지점에서 움직이지 않을 정도의 고중량인 닻 부재이다.

상기 케이블(205)는, 상기 어망표시부이(201)과 닻 부재(203)를 연결하며 상기 닻 부재(203)의 하중이 가해지더라도 파손되지 않도록, 고강성을 가지는 체인 형태의 부재일 수 있다.

상기 연장선(207)은, 상기 어망표시부이(201)과 상기 파고부이장치(100)을 연결하는 줄 부재로서, 일단부는 상기 파고부이장치(100)의 제2 고리부(70)에 걸린 상태로 고정되며, 타단부는 상기 어망표시부이(201)에 고정된다.

상기 중간부력재(209)는, 상기 어망표시부이(201)과 상기 본체(10) 사이에 충분한 거리를 확보하고자 하는 경우, 상기 연장선(207)이 수중으로 쳐져 꼬일 수 있기 때문에 상기 연장선(207)의 처짐을 방지하고자 상기 연장선(207)의 중단부에 위치하는 부력재이다.

상기 닻 부재(203)의 고중량에 의해 상기 닻 부재(203), 어망표시부이(201), 연장선(207)을 거쳐 상기 계류장치(200)에 연결되는 상기 파고부이장치(100)는, 상기 닻 부재(203)를 중심으로 소정 반경영역에 위치할 수 있다.

상술한 구성의 파고부이장치(100)는, 상기 제1 외측프레임부(30) 또는 제2 외측프레임부(50) 중 적어도 하나가 상기 수면의 움직임에 대응하여 상기 본체(10)에 대하여 상대회전 가능하므로, 상기 본체(10)가 수면의 움직임에 따라 상기 가상의 X축을 중심으로 회전하는 롤링(rolling) 및 상기 가상의 Y축을 중심으로 회전하는 피칭(pitching)을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 파고부이장치(100)는 수면의 움직임이 발생하더라도 상기 본체가 수면에 대해 수직한 정자세를 유지할 수 있도록 하여 상기 본체 내부에 위치하는 파고측정장치의 상하방향 위치 변화도 최소화될 수 있도록 함으로써, 파고측정장치로 하여금, 파도에 의해 변화하는 수면의 상하방향이동을 일관되게 계측할 수 있도록 하고, 파고측정장치로부터 획득되는 파고 정보의 신뢰성도 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 제1 외측프레임부(30)는, 제1 체결부(33)와, 제1 반원링부(35) 및 제2 반원링부(37)로 분할 구성되어 있는 바, 제1 외측프레임부(30)의 반경 변경의 필요 또는 제1 체결부(33), 제1 반원링부(35) 및 제2 반원링부(37) 중 적어도 하나의 국부적인 손상이 있는 경우, 전체를 교체하지 않고 필요한 구성만 교체하여도 되므로 비용 절감의 장점이 있으며, 각 구성의 형상도 단순하여 제작 및 결합의 편이성이 있다는 장점이 있다.

그리고, 상기 제2 외측프레임부(50)는, 상기 제1 외측프레임부(30)의 외측 전후에 서로 대향되도록 마련되어 있는 한 쌍의 제2 회전축(51)과, 상기 한 쌍의 제2 회전축(51)에 대하여 상대회전하는 한 쌍의 제2 체결부(53)와, 상기 한 쌍의 제2 체결부(53) 각각의 일단부를 서로 연결하고 있는 제3 반원링부(55)와, 상기 한 쌍의 제2 체결부(53) 각각의 타단부를 서로 연결하고 있는 제4 반원링부(57)를 포함하므로, 대략 상기 제3 반원링부(55)와 제4 반원링부(57)는 상기 제1 외측프레임부(30) 상에 고정되는 제2 회전축(51)에 대하여 회전하는 바, 상기 본체(10)에 가할 수 있는 진동을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 상기 제2 외측프레임부(50)는, 제2 체결부(53)와, 제3 반원링부(55) 및 제4 반원링부(57)로 분할 구성되어 있는 바, 제2 외측프레임부(50)의 반경 변경의 필요 또는 제2 체결부(53), 제3 반원링부(55) 및 제4 반원링부(57) 중 적어도 하나의 국부적인 손상이 있는 경우, 전체를 교체하지 않고 필요한 구성만 교체하여도 되므로 비용 절감의 장점이 있으며, 각 구성의 형상도 단순하여 제작 및 결합의 편이성이 있다는 장점이 있다.

그리고, 상기 파고부이장치(100)는, 상기 본체(10) 하반구(10b) 하측 중앙부에 체결되는 체인 부재(90)를 포함하므로, 상기 본체(10) 하측 중앙에 무게중심이 위치하도록 하여 상기 본체(10)가 수면에 대하여 가상의 X축 또는 Y축에 대하여 회전하는 것을 최소화할 수 있고, 회전하더라도 재빠르게 상기 정자세로 복귀할 수 있다는 장점이 있으며, 복수의 링이 순차적으로 결합되어 있어 수중에서 물살의 움직임이 있더라도 자유롭게 꺾일 수 있으므로 수중 물살 움직임에 의한 힘을 분산시켜 상기 본체(10)에 대한 전달을 저감할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 상기 파고부이장치(100)는, 외부의 어망표시부이(201)와 연결되는 연연장선(207)의 일부가 걸릴 수 있는 제2 고리부(70)가, 상기 제1 외측프레임부(30) 또는 제2 외측프레임부(50) 중 적어도 하나에 마련되어 있으므로, 외부의 어망표시부이와 연결되는 연장선의 일부가 본체에 직접 걸려 연장선의 장력이 본체의 의도하지 회전을 유발할 수 있는 종래의 방식과 비교하여, 상기 연장선(207)의 장력으로 인한 상기 본체(10)의 회전을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.

이상에서는 본 고안의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 고안은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 고안의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

*도면의 주요부위에 대한 부호의 설명*
100 : 파고부이장치 10 : 본체
10a : 상반구 10b :하반구
11 : 제1 체결공 13 : 제1 고리부
30 : 제1 외측프레임부 31 : 제1 회전축
33 : 제1 체결부 35 : 제1 반원링부
37 : 제2 반원링부 50 : 제2 외측프레임부
51 : 제2 회전축 53 : 제2 체결부
55 : 제3 반원링부 57 : 제4 반원링부
70 : 제2 고리부 90 : 체인 부재
91 : 링

Claims (6)

1. 수면에 부유하여 수상에서 필요한 정보를 획득할 수 있는 부이장치로서,
   수면에 부유하며, 내부에 수용공간이 형성되어 있는 구형으로 이루어지는 본체;
   상기 본체의 상하방향과 수직하게 교차하는 가상의 X축을 중심으로 상기 본체에 대하여 상대회전 가능하게 마련되는 유닛으로서, 상기 본체 단면의 둘레 방향을 따라 연장되어 있는 링 형상의 제1 외측프레임부;
   상기 가상의 X축과 수직하게 교차하는 가상의 Y축을 중심으로 상기 본체에 대하여 상대회전 가능하게 마련되는 유닛으로서, 상기 본체 단면의 둘레 방향을 따라 연장되어 있되, 상기 제1 외측프레임부 보다 큰 반경을 가지는 링 형상의 제2 외측프레임부; 및
   상기 제1 외측프레임부 또는 상기 제2 외측프레임부 중 적어도 하나에 마련되며, 외부의 어망표시부이와 연결되는 연장선의 일부가 걸릴 수 있는 고리부;를 포함하며,
   상기 제1 외측프레임부 또는 제2 외측프레임부 중 적어도 하나는 상기 수면의 움직임에 대응하여 상기 본체에 대하여 상대회전함으로써, 상기 본체가 상기 가상의 X축을 중심으로 회전하거나 상기 가상의 Y축을 중심으로 회전할 수 있으며,
   상기 제1 외측프레임부는,
   상기 본체의 외측 좌우에 서로 대향되도록 마련되되 상기 가상의 X축을 따라 연장되어 있는 한 쌍의 제1 회전축과, 상기 한 쌍의 제1 회전축 각각이 삽입되되 상기 한 쌍의 제1 회전축 각각에 대하여 상대회전하는 한 쌍의 제1 체결부와, 반원 링으로 형성되되 상기 한 쌍의 제1 체결부 각각의 일단부를 서로 연결하고 있는 제1 반원링부와, 반원 링으로 형성되되 상기 한 쌍의 제1 체결부 각각의 타단부를 서로 연결하고 있는 제2 반원링부를 포함하여 이루어지며,
   상기 제2 외측프레임부는,
   상기 제1 외측프레임부의 외측 전후에 서로 대향되도록 마련되되 상기 가상의 Y축을 따라 연장되어 있는 한 쌍의 제2 회전축과, 상기 한 쌍의 제2 회전축 각각이 삽입되되 상기 한 쌍의 제2 회전축 각각에 대하여 상대회전하는 한 쌍의 제2 체결부와, 반원 링으로 형성되되 상기 한 쌍의 제2 체결부 각각의 일단부를 서로 연결하고 있는 제3 반원링부와, 반원 링으로 형성되되 상기 한 쌍의 제2 체결부 각각의 타단부를 서로 연결하고 있는 제4 반원링부를 포함하여 이루어지며,
   상기 본체는 상반구와 하반구로 이루어지며, 상기 하반구는 상기 상반구보다 무거운 것을 특징으로 하는 부이장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 본체 하부의 중앙부에 마련되되 중량을 가지는 부재로서, 복수의 링이 순차적으로 결합된 체인 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 부이장치.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 체인 부재는,
   그 길이가 0.7m 내지 1.3m이며, 그 무게가 3kg 내지 6.5kg인 것을 특징으로 하는 부이장치.
6. 삭제

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