KR20090005689A - Seafloor vehicle - Google Patents

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KR20090005689A
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Abstract

A seafloor vehicle is provided to promote stability of posture in turning, stopping, and sinking and accomplish cost-effective undersea scanning and resource extraction. A seafloor vehicle comprises a curved hull(100) whose rest of the surfaces are constituted with a curve of the streamlined shape except for underside of relatively level; a propeller installation space penetrated longitudinally with a specific section; a propelling screw a propeller(200) equipped with a drive motor; a buoyancy tank formed longitudinally at outer both sides of the hull; an engine room formed in the lower part of the hull inside; a cargo space formed on the top of the engine room; and a lid covering the top of the cargo space.

Description

해저 주행선{seafloor Vehicle}Seafloor vehicle

본 발명은, 머드(mud) 상태의 연약한 해저 지표면을 주행하며, 탐사 활동 및 채취된 해양 자원의 운송을 수행하는 해저 주행선에 관한 것이다.The present invention relates to a subsea cruising ship which travels on a soft undersea surface in a mud state and performs exploration activities and transportation of collected marine resources.

본 발명 해저 주행선은, 머드(mud) 상태의 갯벌이나, 과도 함수 모래층이 광범위하게 분포되어 있어서, 해저 지표면이 극히 연약하여, 무한궤도장치나 원형 차륜이 주행 마찰력을 상실하여 작동이 불가능한 지역에서 주행하도록 제안되었다.The seabed traveling line of the present invention is mud-flat or mud-flat, and the excessively functional sand layer is widely distributed, the surface of the sea floor is extremely fragile, and the crawler or the circular wheel loses the running friction and travels in an area where it is impossible to operate. It was suggested to

상기의 부력탱크(110)의 상태에 따라, 선체(100)의 무게중심을 이동하는 것은 물론, 필요에 따라 선체(100)의 바닥면과 지표면에 작용하는 압박하중을 부력으로 가감하여 선회와 정지, 좌초시의 자세 안정을 도모하였고, 직진 주행시 서로 반대로 회전하며 스크루의 피치 방향으로 추진력을 발생하는 추진기(200)에 의하여, 수중에서뿐만 아니라, 스크루 날(222)의 외경이 지표면에 압력을 받으며 직접 접촉하는 상황에서도, 머드(mud)와 모래, 부석 등의 표면물질을 스크루의 피치 방향으로 분사하여, 마찰저항과 분사추진력을 동시에 주행 운동에 이용할 수 있어서, 극한 환경의 심해저에서 비교적 안정되고 경제적인 해저의 탐사 및 자원 채취 활동을 제공할 수 있다.Depending on the state of the buoyancy tank 110, as well as moving the center of gravity of the hull 100, as needed, the pressure load acting on the bottom surface and the ground surface of the hull 100 by buoyancy and turning and stopping In order to stabilize the posture at the time of stranding, the propeller 200 which rotates in opposite directions and generates propulsion force in the pitch direction of the screw when driving straight, not only in the water but also the outer diameter of the screw blade 222 is directly pressurized by the surface pressure Even in contact, mud, sand, and pumice can be sprayed in the direction of the screw pitch, so that friction resistance and jet propulsion force can be used simultaneously for driving movement. Offshore exploration and resource collection activities may be provided.

아울러, 본 발명의 적용이, 극한 환경의 심해저에서 뿐 아니라, 해수면 위의 갯벌이나 모래사장, 수해지역의 머드(mud)지역, 특수하게는 오수처리장의 오니 층과 같은 연약 표면과, 속도에 구애받지 않고 확실한 접지력을 보장받길 원하는 전장의 안전처리 로봇의 주행장치로도 응용될 수 있다.In addition, the application of the present invention is not only limited to deep seas in extreme environments, but also to soft surfaces such as tidal flats, sandy beaches, mud areas of flooded areas, and particularly sludge layers such as sewage treatment plants. It can also be applied as a driving device of a safety robot of the electric field which wants to guarantee a firm grip without receiving.

상기의 기술적 과제를 수행하기 위하여 본 발명의 실시 예는,Embodiments of the present invention for carrying out the above technical problem,

비교적 평평한 장방형의 하부 면(101) 이외의 대부분의 외부 면이 유선형의 곡면으로 이루어진 선체(100);A hull 100 having most of the outer surfaces other than the relatively flat rectangular bottom surface 101 made of a streamlined curved surface;

상기 선체(100)의 하부 면(101)의 양쪽 측면에 소정의 단면 형상으로 길이 방향으로 오목하게 관통되어 형성된 추진기 설치 공간(150);A propeller installation space 150 formed on both sides of the lower surface 101 of the hull 100 in a concave shape in a longitudinal direction in a predetermined cross-sectional shape;

상기 추진기 설치 공간(150)에 설치되는 추진 스크루(220)와 구동 모터(230)를 구비한 추진기(200); A propeller 200 having a propulsion screw 220 and a driving motor 230 installed in the propeller installation space 150;

상기 선체(100)의 외부 측면 양쪽으로 길이방향으로 형성된 부력탱크(110);Buoyancy tank 110 formed in the longitudinal direction on both sides of the outer side of the hull 100;

상기 선체(100) 내부의 하부에 형성된 기관실(120); An engine room 120 formed in a lower portion of the hull 100;

상기 기관실(120)의 상부에 형성된 화물창(130); Cargo hold 130 formed on the upper portion of the engine room 120;

상기 화물창(130)의 상부를 덮는 덮개(140)를 포함하여 구성된 것이 특징인 해저 주행선을 구성한다.The submarine traveling line is characterized by including a cover 140 covering the upper portion of the cargo hold 130.

이하 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 아래와 같다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명 해저 주행선의 일 실시 예를 아래에서 보여주는 사시도.1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention the submarine traveling line from below.

도 2는 본 발명 해저 주행선의 일 실시 예를 위에서 보여주는 사시도.Figure 2 is a perspective view showing an embodiment of the present invention the seabed traveling line from above.

도 3은 본 발명 해저 주행선의 추진기의 일 실시 예를 보여주는 사시도.Figure 3 is a perspective view showing an embodiment of the propeller of the present invention submarine traveling line.

도 4는 본 발명 해저 주행선의 선체의 단면을 보여주는 설명도.4 is an explanatory diagram showing a cross section of the hull of the present invention submarine traveling line.

도 5는 본 발명 해저 주행선의 선체의 단면을 아래서 보여주는 설명도.5 is an explanatory view showing a cross section of the hull of the present invention submarine traveling line below.

도 6은 본 발명 해저 주행선의 부력탱크의 단면을 보여주는 설명도.Figure 6 is an explanatory view showing a cross section of the buoyancy tank of the present invention submarine traveling line.

도 7은 본 발명 해저 주행선의 추진기의 스크루 날(222)의 선단에 림(222a)7 is a rim 222a at the tip of the screw blade 222 of the propeller of the present invention submarine traveling line.

을 부착한 것을 보여주는 개념도 이다.This is a conceptual diagram showing the attachment.

도 1, 도 2, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명 해저 주행선의 선체(100)는 선 폭에 대하여 길이가 긴 대략의 장방형으로, 평평한 장방형의 하부 면(101)을 제외한 측면, 후면이 유선형으로 마감되어 있어서, 유체의 저항을 감소하고, 유체 속에서의 운행에 있어서 직진성을 추구하였다.1, 2, and 4, the hull 100 of the seabed traveling line of the present invention is an approximately rectangular shape having a long length with respect to the line width, and has a side and a rear surface except for a flat rectangular lower surface 101. The streamlined finish reduces the resistance of the fluid and seeks straightness in running in the fluid.

상기, 선체(100)의 하부 면(101)의 양쪽 측면에 소정의 단면 형상으로 길이 방향으로 오목하게 관통되어 형성된 하부가 개방된 골 형태의 추진기 설치공간(150 )이 선체(100)와 일체로 형성되어 있어서, 양편에 추진기(200)를 적당한 깊이로 대칭되게 매입하여 설치할 수 있다.The lower surface of the hull 100 is formed in a concave longitudinally in a longitudinal cross-section on both sides of the lower surface 101 of the lower portion of the propeller installation space 150 having an open bone shape integrally with the hull 100. Since it is formed, the propeller 200 may be symmetrically embedded in both sides at an appropriate depth, and it may install.

상기, 선체(100)의 측면의 상부 양편의 길이 방향으로, 원주형태로 형성된 부력탱크(110)가 내부에 작은 격실(111, 112, 113, 114)을 구비하여 형성되어 있어서, 각 격실의 공기 충만 정도, 또는 해수 배수 상태에 따라, 선체(100)의 무게중심을 이동하여 선체(100)의 선회와 정지, 좌초시의 자세 안정을 도모하였다.In the longitudinal direction of the upper sides of the side of the hull 100, the buoyancy tank 110 formed in a circumferential shape is formed with a small compartment (111, 112, 113, 114) therein, the air of each compartment Depending on the degree of fullness, or the seawater drainage state, the center of gravity of the hull 100 was moved to stabilize the position of the hull 100 when turning, stopping, and stranding.

상기, 선체(100)의 내부에 외부 해양의 수압에 대하여 방수가 되는 기관실(1 20)이 형성되어 있어, 그 내부에 연료전지, 산화제를 구비한 동력 발생기관, 유압 펌프, 공압 펌프를 포함하는 동력발생장치와 선체(100) 내외부의 센서에서 오는 각종 신호를 분석하여 송출하여 모함으로부터 원격 조종이 될 수 있도록 하는 초음파 및 케이블에 의한 통신장치, 각종 전자 제어체계를 포함하는 무인 자동 조정장치와 조난시 자기 위치 신호 발생기가 구비된 운전 기록장치를 탑재할 수 있다.In the hull 100, an engine chamber 1 20 is formed to be waterproof against the external sea water pressure, and includes a fuel cell, a power generating engine having an oxidant, a hydraulic pump, and a pneumatic pump therein. Unmanned automatic control device and distress including an electronic control system and a communication device by ultrasonic and cable to analyze and transmit various signals from the power generator and the hull 100 inside and outside the sensor to be remotely controlled from the mothership A driving recorder equipped with a visual magnetic position signal generator may be mounted.

상기, 기관실(120)이 형성되어 있는 상부에 해저에서 습득한 화물을 탑재할 수 있는 화물창(130)이 형성되어 있다. 상기 화물창(130)의 상부를 덮는 덮개(140) 를 둘 수 있어 화물창(130) 내부의 압력을 외부 해양의 압력에서 격리할 수 있다.In the upper part where the engine room 120 is formed, a cargo hold 130 capable of mounting the cargo acquired from the seabed is formed. The cover 140 may be provided to cover the upper portion of the cargo hold 130 to isolate the pressure inside the cargo hold 130 from the pressure of the external ocean.

도 3과 도 7을 참조한, 상기 추진기(200)는, 소정의 피치와 외경으로 형성된 나선 형태의 스크루 날(222)이 스크루 축(221)에 결합 된 추진 스크루(220)가, 소정의 단면 형태를 갖는 보 형태의 몸체(210)의 양단에 설치된 축 지지부(211)와 축 고정부(212)에 사이에 회전가능하도록 끼워지고, 상기 축 고정부(212)에는 구동 모터(230)가 설치되어 있어, 상기 추진 스크루(220)의 축 고정부(212) 쪽 축 단이, 구동 모터(230)의 출력 축과 등속 조인트(231)로 연결된다.Referring to FIGS. 3 and 7, the propeller 200 includes a propulsion screw 220 in which a spiral blade 222 having a predetermined pitch and an outer diameter is coupled to the screw shaft 221, and has a predetermined cross-sectional shape. Is rotatably fitted between the shaft support portion 211 and the shaft fixing portion 212 provided on both ends of the beam-shaped body 210 having a drive motor 230 is installed on the shaft fixing portion 212 Therefore, the shaft end of the shaft fixing portion 212 of the pushing screw 220 is connected to the output shaft of the drive motor 230 and the constant velocity joint 231.

한편, 도 7에서 도시하는바, 선단에 고강도의 림(222a)이나 탄성체 림(222a)을 결합할 수 있어 주로 주행하는 지표면의 상태에 따라 융통성 있게 적용할 수 있다.On the other hand, as shown in Figure 7, bar rim 222a or elastic rim 222a of high strength can be coupled to the tip, it can be applied flexibly depending on the state of the surface of the road mainly running.

상기 추진기(200)는 통상 짝으로 설치되는데 상기 나선 형태의 스크루 날(222)이 서로 반대로 형성되어 있어서 구동 모터(230)의 회전 방향에 따라, 직진과 선회를 할 수 있다. 상기, 추진기(200)에 등속 조인트(231)를 통하여 동력을 제공하는 구동 모터(230)는 전동기, 유압 모터, 내연기관과 변속장치를 포함하는 것으로, 특정하지 않는다.The propellers 200 are usually installed in pairs, and the spiral screw blades 222 are formed opposite to each other, so that the propellers 200 may rotate in a straight line according to the rotation direction of the driving motor 230. The driving motor 230 that provides power to the thruster 200 through the constant velocity joint 231 includes an electric motor, a hydraulic motor, an internal combustion engine, and a transmission, and is not specified.

상기에서 기술한 구성 요소를 포함한 특징으로, 본 발명 해저 주행선이 구성된다.With the features including the above-described components, the seabed traveling ship of the present invention is constructed.

본 발명 해저 주행선은, 머드(mud) 상태의 갯벌이나, 과도 함수 모래층이 광범위하게 분포되어 있어서, 지표면이 극히 연약함으로 해서, 무한궤도장치나 원형 차륜이 주행 마찰력을 상실하여 작동이 불가능한 지역에서 주행하도록 제안되었다.The seabed traveling line of the present invention travels in an area in which mud tidal flats and a large number of transient sand layers are widely distributed, and the ground surface is extremely weak so that the caterpillar or circular wheel loses running friction and cannot operate. It was suggested to

상기의 부력탱크(110)의 상태에 따라, 선체(100)의 무게중심을 이동하는 것은 물론, 필요에 따라 선체(100)의 바닥면과 지표면에 작용하는 압박하중을 부력으로 가감하여 선회와 정지, 좌초시의 자세 안정을 도모하였고, 직진 주행시 서로 반대로 회전하며 스크루의 피치 방향으로 추진력을 발생하는 추진기(200)에 의하여, 수중에서뿐만 아니라, 스크루 날(222)의 외경이 지표면에 압력을 받으며 직접 접촉하는 상황에서도, 머드(mud)와 모래, 부석 등의 표면물질을 스크루의 피치 방향으로 분사하여, 마찰저항과 분사추진력을 동시에 주행 운동에 이용할 수 있어서, 극한 환경의 심해저에서 비교적 안정되고 경제적인 해저의 탐사 및 자원 채취 활동을 제공할 수 있다.Depending on the state of the buoyancy tank 110, as well as moving the center of gravity of the hull 100, as needed, the pressure load acting on the bottom surface and the ground surface of the hull 100 by buoyancy and turning and stopping In order to stabilize the posture at the time of stranding, the propeller 200 which rotates in opposite directions and generates propulsion force in the pitch direction of the screw when driving straight, not only in the water but also the outer diameter of the screw blade 222 is directly pressurized by the surface pressure Even in contact, mud, sand, and pumice can be sprayed in the direction of the screw pitch, so that friction resistance and jet propulsion force can be used simultaneously for driving movement. Offshore exploration and resource collection activities may be provided.

아울러, 본 발명의 적용이, 극한 환경의 심해저에서 뿐 아니라, 해수면 위의 갯벌이나 모래사장, 수해지역의 머드(mud)지역, 특수하게는 오수처리장의 오니 층과 같은 연약 표면과, 속도에 구애받지 않고 확실한 접지력을 보장받길 원하는 전장의 안전처리 로봇의 주행장치로도 응용될 수 있다.In addition, the application of the present invention is not only limited to deep seas in extreme environments, but also to soft surfaces such as tidal flats, sandy beaches, mud areas of flooded areas, and particularly sludge layers such as sewage treatment plants. It can also be applied as a driving device of a safety robot of the electric field which wants to guarantee a firm grip without receiving.

도 1은 본 발명 해저 주행선의 일 실시 예를 아래에서 보여주는 사시도.1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention the submarine traveling line from below.

도 2는 본 발명 해저 주행선의 일 실시 예를 위에서 보여주는 사시도.Figure 2 is a perspective view showing an embodiment of the present invention the seabed traveling line from above.

도 3은 본 발명 해저 주행선의 추진기의 일 실시 예를 보여주는 사시도.Figure 3 is a perspective view showing an embodiment of the propeller of the present invention submarine traveling line.

도 4는 본 발명 해저 주행선의 선체의 단면을 보여주는 설명도.4 is an explanatory diagram showing a cross section of the hull of the present invention submarine traveling line.

도 5는 본 발명 해저 주행선의 선체의 단면을 아래서 보여주는 설명도.5 is an explanatory view showing a cross section of the hull of the present invention submarine traveling line below.

도 6은 본 발명 해저 주행선의 부력팅크의 단면을 보여주는 설명도.Figure 6 is an explanatory diagram showing a cross section of the buoyancy tincture of the present invention submarine traveling line.

도 7은 본 발명 해저 주행선의 추진기의 스크루 날(222)의 선단에 림(222a)을 부착한 것을 보여주는 개념도.7 is a conceptual view showing that the rim 222a is attached to the tip of the screw blade 222 of the propeller of the submarine traveling line of the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명** Description of symbols on the main parts of the drawings *

100: 차체 101: 하부 면 110: 부력탱크 120: 기관실 100: body 101: lower surface 110: buoyancy tank 120: engine room

130: 화물창 140: 덮개130: cargo hold 140: cover

200: 추진기 210: 몸체 211: 축 지지부 212: 축 고정부200: propeller 210: body 211: shaft support 212: shaft fixing

220: 추진 스크루 221: 스크루 축 222: 스크루 날 220: propulsion screw 221: screw shaft 222: screw blade

230: 구동 모터 231: 등속 조인트230: drive motor 231: constant velocity joint

Claims (13)

비교적 평평한 장방형의 하부 면(101) 이외의 대부분의 외부 면이 유선형의 곡면으로 이루어진 선체(100);A hull 100 having most of the outer surfaces other than the relatively flat rectangular bottom surface 101 made of a streamlined curved surface; 상기 선체(100)의 하부 면(101)의 양쪽 측면에 소정의 단면 형상으로 길이 방향으로 오목하게 관통되어 형성된 추진기 설치 공간(150);A propeller installation space 150 formed on both sides of the lower surface 101 of the hull 100 in a concave shape in a longitudinal direction in a predetermined cross-sectional shape; 상기 추진기 설치 공간(150)에 설치되는 추진 스크루(220)와 구동 모터(230)를 구비한 추진기(200);A propeller 200 having a propulsion screw 220 and a driving motor 230 installed in the propeller installation space 150; 상기 선체(100)의 외부 측면 양쪽으로 길이방향으로 형성된 부력탱크(110);Buoyancy tank 110 formed in the longitudinal direction on both sides of the outer side of the hull 100; 상기 선체(100) 내부의 하부에 형성된 기관실(120);An engine room 120 formed in a lower portion of the hull 100; 상기 기관실(120)의 상부에 형성된 화물창(130);Cargo hold 130 formed on the upper portion of the engine room 120; 상기 화물창(130)의 상부를 덮는 덮개(140)를 포함하여 구성된 것이 특징인 해저 주행선.Submarine traveling line characterized in that it comprises a cover 140 for covering the upper portion of the cargo hold 130. 제 1항에 있어서, 상기 추진기(200)는, 소정의 피치와 외경으로 형성된 나선 형태의 스크루 날(222)이 스크루 축(221)에 결합 된 추진 스크루(220)가, 보 형태의 몸체(210)의 양단에 설치된 축 지지부(211)와 축 고정부(212)에 사이에 회전가능하도록 끼워지고, 상기 축 고정부(212)에는 구동 모터(230)가 설치되어 있어, 상기 추진 스크루(220)의 축 고정부(212) 쪽 축 단이, 구동 모터(230)의 출력 축과 등속 조인트(231)로 연결된 것이 특징인 해저 주행선.According to claim 1, The propeller 200, the screw screw 222 of the spiral shape formed in a predetermined pitch and outer diameter is coupled to the screw shaft 221, the propulsion screw 220, the beam-shaped body 210 And is rotatably inserted between the shaft support portion 211 and the shaft fixing portion 212 provided at both ends of the crankshaft, and the shaft fixing portion 212 is provided with a driving motor 230, and the driving screw 220 is provided. The shaft end of the shaft fixing portion 212, the submarine traveling line, characterized in that connected to the output shaft of the drive motor 230 and the constant velocity joint (231). 제 1항에 있어서, 상기 추진기 설치 공간(150)은, 상기 추진기(200)의 종단면 형상에 대응하는 단면을 가져서, 상기 추진기(200)의 몸체(210)의 상부 평면이 결합하는 것이 특징인 해저 주행선.The seabed according to claim 1, wherein the propeller installation space 150 has a cross section corresponding to the longitudinal cross-sectional shape of the propeller 200, and the upper plane of the body 210 of the propeller 200 is coupled. Driving line. 제 1항에 있어서, 상기 추진기 설치 공간(150)은, 대칭으로 쌍을 이루어 형성되고, 각 각에, 상기 추진기(200)가 설치됨에 있어서, 상기 추진 스크루(220)의 스크루 날(222)의 성형 방향이 서로 반대인 것이 쌍으로 설치되는 것이 특징인 해저 주행선.According to claim 1, The propeller installation space 150 is formed in a pair symmetrically, in each of the propeller 200 is installed, the screw blades 222 of the propulsion screw 220 Submarine traveling line characterized in that the forming directions are installed in pairs opposite to each other. 제 1항에 있어서, 부력탱크(110)는 각 각의 내부가 두 개 이상의 격실(111, 112),(113, 114)로 분리되어, 각 격실의 공기 충전 상태에 따라 상기 선체(100)의 무게중심을 제어할 수 있는 것이 특징인 해저 주행선.According to claim 1, the buoyancy tank 110 is divided into two or more compartments (111, 112), (113, 114) inside each of the hull 100, depending on the state of charge of each compartment Submarine driving line which can control the center of gravity. 제 1항에 있어서, 상기 기관실(120)은, 동력발생장치와 무인 자동 조정장치 와 운전 기록장치가 탑재되고, 소정의 수압에 대하여 기밀이 유지되는 것이 특징인 해저 주행선.The submarine traveling line according to claim 1, wherein the engine room (120) is equipped with a power generator, an unmanned automatic adjustment device, and a driving recorder, and is kept airtight with a predetermined water pressure. 제 2항에 있어서, 상기 구동 모터(230)는 전동기인 것이 특징인 해저 주행선.The submarine traveling line according to claim 2, wherein the drive motor (230) is an electric motor. 제 2항에 있어서, 상기 구동 모터(230)는 유압모터인 것이 특징인 해저 주행선.3. The submarine traveling line according to claim 2, wherein the drive motor (230) is a hydraulic motor. 제 2항에 있어서, 상기 구동 모터(230)는 육상 및 해상에서는 내연기관인 것이 특징인 해저 주행선.The submarine traveling line according to claim 2, wherein the drive motor (230) is an internal combustion engine on land and at sea. 제 2항에 있어서, 스크루 날(222)은 외경의 선단에 림(222a)이 결합 될 수 있는 것이 특징인 해저 주행선.The sea line of claim 2, wherein the screw blades (222) can be coupled to the rim (222a) at the tip of the outer diameter. 제 5항에 있어서, 상기 무인 자동 조정장치는 초음파 통신장치를 포함하는 것이 특징인 해저 주행선.The submarine traveling line according to claim 5, wherein the unmanned automatic adjusting device includes an ultrasonic communication device. 제 5항에 있어서, 상기 동력발생장치는 외부에서 연결된 동력 전달 케이블을 포함하는 것이 특징인 해저 주행선.The submarine traveling line according to claim 5, wherein the power generator includes an externally connected power transmission cable. 제 5항에 있어서, 상기 동력발생장치는 연료전지를 포함하는 것이 특징인 해저 주행선.The submarine traveling line according to claim 5, wherein the power generator includes a fuel cell.
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