KR20090072068A - 해양탐사용 견인센서의 유실방지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해양탐사용 견인센서의 유실방지 시스템에 관한 것으로, 해양탐사용 견인센서를 사용함에 있어서 견인케이블이 절단되어 유실된 후에 센서유실방지수단에 의하여 견인센서를 찾도록 하는 것으로서 찾는데 많은 시간이 요구되고 찾지 못하는 경우가 많이 발생하는 문제점을 해결할 수 있도록 한 것이다.

즉, 본 발명은 견인센서의 견인과정에 있어서 윈치부에 케이블장력감지수단을 구비하고 해양탐사선의 속도를 감지하는 GPS속도측정부 및 상기 케이블장력감지수단과 GPS속도측정부의 신호와 설정값에 따라 윈치부의 동작을 제어하는 견인컨트롤부를 구비하여 구성함으로써, 견인센서에 과도한 힘이 걸리게 되는 경우 견인케이블을 풀어주어서 견인케이블이 끊어지지 않도록 하여 견인센서의 유실을 사전에 원천적으로 방지할 수 있으므로 수 백만원에서 수 억원에 이르는 해양탐사용 견인센서의 유실이 사전에 원천적으로 방지되는 것이다.

해양탐사용 견인센서, 토우피쉬, tow fish, 유실, 방지

Description

해양탐사용 견인센서의 유실방지 시스템{Tow-fish lose prevention system}

본 발명은 해양탐사용 견인센서의 유실방지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 견인센서의 견인과정에 있어서 윈치부에 케이블장력감지수단를 구비하고 해양탐사선의 속도를 감지하는 GPS속도측정부 및 상기 케이블장력감지수단과 GPS속도측정부의 신호와 설정값에 따라 윈치부의 동작을 제어하는 견인컨트롤부를 구비하여서, 견인센서의 견인과정에 있어 장애물에 걸렸을 경우 이를 케이블장력감지수단을 통하여 감지하고 GPS속도측정부를 통하여 탐사선의 속도에 따라 케이블을 풀어주어서 케이블 절단으로 인한 견인센서의 유실을 방지할 수 있도록 함을 목적으로 한 것이다.

일반적으로, 해양탐사용 견인센서는 해양탐사를 위한 센서를 케이블로 탐사선에 연결한 후 항해하면서 센서를 통하여 각종 정보를 수집할 수 있도록 하는 것이다.

이상과 같은 견인센서는 그 가격이 수 백만원에서 수 억원에 이르는 고가의 장비로서 견인과정에 견인센서가 어망이나 수중 암반 등 장애물에 걸려서 견인케이블이 절단되게 되면 이를 찾기 위하여 탐사선의 엔진을 정지시키게 되는데 이때 탐 사선이 관성이동을 하여 견인센서의 유실지점과 멀어지게 되고 견인센서도 심한 해류에 의하여 유동을 하게 되므로 상기 견인센서에 이를 쉽게 찾을 수 있도록 발신신호장치 혹은 부이와 같은 센서유실방지수단을 구비하여 사용하고 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 센서유실방지수단 중 발신신호장치를 사용함에 있어 견인센서가 어망이나 수중 암반 등 장애물에 걸려 견인케이블이 심한 장력을 받아 절단되게 되면 발신신호장치가 작동되게 되고, 상기 발신신호장치에서 발생된 발신신호에 의하여 견인센서를 찾도록 하고 있으나 발신신호장치의 전원이 배터리라는 한정된 전원에 의하여 동작되므로 지속시간에 한계가 있었다.

또한, 상기 센서유실방지수단으로 부이를 사용한 경우 연결 로프의 무게가 견인센서의 무게 중심에 영향을 미치므로 그 길이가 한정되어 수심이 깊은 바다에서는 연결 로프가 짧아 그 역할을 제대로 수행하지 못하게 되는 경우가 많이 있다.

이에, 본 발명은 상술한 바와 같은 해양탐사용 견인센서를 사용함에 있어서 견인케이블의 절단 시 이를 쉽게 찾을 수 있게 한 종래의 센서유실방지수단이 유실 후 사후에 찾도록 하는 것으로서 견인센서의 유실 시 찾는데 많은 시간이 요구되고 찾지 못하고 유실되게 되는 문제점을 해결할 수 있도록 한 것이다.

즉, 본 발명은 견인센서의 견인과정에 있어서 윈치부에 케이블장력감지수단을 구비하고 해양탐사선의 속도를 감지하는 GPS속도측정부 및 상기 케이블장력감지수단과 GPS속도측정부의 신호와 설정값에 따라 윈치부의 동작을 제어하는 견인컨트롤부를 구비하여 구성하여 과제를 해결한다.

상기 윈치부는 견인케이블이 권취되는 윈치휠부와 상기 윈치휠부의 동작을 제어하는 윈치컨트롤부로 구성하되,

상기 윈치휠부는 윈치휠과, 드럼축과 DC모터로 구성되고, 상기 윈치컨트롤부는 견인컨트롤부로부터 동작신호를 입력받아 DC모터를 제어하여 견인케이블의 인장력을 조절할 수 있도록 하며, 견인센서의 자동전환스위치와 수동조작스위치를 구비하여 구성하고,

상기 케이블장력감지수단은 윈치부의 드럼축에 장착되는 인장 로드셀로 구성하며,

상기 GPS속도측정부는 GPS센서와 GPS속도연산부(320)로 구성한다.

한편 상기 견인컨트롤부는 디스플레이와, 측정값메모리부와, 윈치제어메모리부(430)와, 출력부(470)와, 조작부(440)와, 통신부(450)와 메인연산부(460)로 구성한다.

따라서, 본 발명은 케이블장력감지수단과 GPS속도측정부 및 견인컨트롤부를 구비함으로써, 견인센서의 운영과정에 있어 상기 견인센서가 어망이나 수중 암반 등 장애물에 걸려 견인케이블이 심한 장력을 받게 되면 탐사선의 엔진을 정지시키고 이때 탐사선의 관성이동에 따른 속도를 GPS속도측정부를 통하여 감지하여서 견인케이블을 풀어주어서 견인케이블의 파손으로 인한 견인센서의 유실을 사전에 원천적으로 방지할 수 있어 수백만원에서 수억원에 이르는 해양탐사용 견인센서의 유실이 원천적으로 방지되는 것이다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 구체적인 내용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 해양탐사용 견인센서의 운영과정에 있어 견인센서가 장애물로 인하여 유실되는 것을 사전에 원천적으로 방지할 수 있도록 한 것이다.

즉, 본 발명은 견인센서의 견인과정에 있어서 윈치부에 케이블장력감지수단을 구비하고 해양탐사선의 속도를 감지하는 GPS속도측정부(300) 및 상기 케이블장 력감지수단과 GPS속도측정부(300)의 신호와 설정 값에 따라 윈치부(100)의 동작을 제어하는 견인컨트롤부(400)를 구비하여 구성한 것이다.

여기서, 상기 윈치부(100)는 견인케이블(2)이 권취되는 윈치휠부(110)와 상기 윈치휠부(110)의 동작을 제어하는 윈치컨트롤부(120)로 구성되는 것으로서,

상기 윈치휠부(110)는 견인케이블이 감겨지는 원통형의 윈치휠(111)과, 상기 윈치휠(111)의 제어와 정, 역 변환 및 속도 가변이 용이하게 드럼축(112)과 웜기어로 결합되는 DC모터(113)로 구성되고, 상기 윈치컨트롤부(120)는 견인컨트롤부(400)로부터 동작신호를 입력받아 DC모터(113)를 제어하여 견인케이블(2)을 급격히 또는 서서히 풀어주어 견인케이블 인장력을 조절할 수 있도록 하며, 견인센서(1)를 회수 혹은 수중에 투하 시에는 수동으로하고, 탐사 시에는 자동으로 변환을 할 수 있도록 자동전환스위치(121)와 수동조작스위치(122)를 구비하여 실시할 수 있는 것이다.

그리고, 상기 케이블장력감지수단은 윈치부(100)의 드럼축(112)에 장착되는 인장 로드셀(210)로 구성한 것으로서, 상기 인장 로드셀(210)은 견인센서(1)를 견인하며 탐사 시 장애물(3)에 걸렸을 경우 견인케이블(2)이 엄청난 장력을 받게 되는데 이때, 견인케이블(2)이 끊어져 고가의 견인센서(1)를 유실하게 되므로 이러한 것을 방지하기 위해 해상 구조물 및 대형 기계 구조물의 인장력 측정, 고급 재료시험기의 인장력 감지소자, 힘 자동제어 및 측정장치, 각종 인장력 측정시스템, 원자재 강도시험 및 댐, 터널 등의 토목 구조물의 구조 해석용 인장력 감지소자로 산업 현장에 널리 응용되는 것이다.

상기 인장 로드셀(210)은 실시간으로 인장력을 계측하여 견인컨트롤부(400)로 계측된 값을 전송하여 탐사자가 현재의 장력을 확인하게 하고 설정된 제어 값에 따라 윈치부(100)의 동작을 제어하게 도움을 주는 역할을 하는 것이다.

특히, 상기 인장 로드셀(210)은 바다라는 특수한 장소를 고려하여 내진성과 내식성을 갖는 보호재를 구비하여 실시할 수 있는 것이다.

또한, GPS속도측정부(300)는 GPS위성을 감지하는 GPS센서(310)와 상기 GPS센서(310)를 통하여 입력된 감지위성들의 위치변화 값을 연산하여 속도신호를 출력하는 GPS속도연산부(320)로 구성되는 것으로서, 자동차처럼 바로 정지할 수 있는 브레이크가 없어 엔진 정지 후에도 관성이동을 하는 탐사선의 이동속도를 견인컨트롤부(400)로 전송하여 탐사선의 관성이동 속도에 따라 상기 견인컨트롤부(400)가 윈치부(100)를 제어하여 견인케이블(2)를 풀어주도록 하는 보조적 역할을 수 행하는 것이다.

또한, 상기 견인컨트롤부(400)는 견인센서(1)를 통하여 입력되는 측정값과 탐사선의 속도 및 견인케이블(2)에 작용되는 인장력 값을 탐사자에게 제공할 수 있게 한 디스플레이(410)와, 견인센서(1)를 통하여 입력된 측정값을 저장하는 측정값메모리부(420)와, 견인케이블(2)에 가해진 장력 값에 따라 윈치부(100)의 권해속도를 제어할 수 있게 탐사자에 의한 윈치동작설정값이 저장되는 윈치제어메모리 부(430)와 측정값 등을 출력할 수 있게 한 출력부(470)와 탐사자가 조작 값을 입력하고 동작을 조작할 수 있게 한 조작부(440)와 탐사자에게 블루투스와 같은 무선 통신을 통하여 위험상황을 알릴 수 있게 한 통신부(450) 및 상기 각 구성의 동작을 제어하는 메인연산부(460)로 구성한 것이다.

한편, 상기 메인연산부(460)는 시스템의 전체적인 통제를 담당하며 GPS속도측정부(300)를 통하여 입력된 탐사선의 속도를 디스플레이하고, 케이블장력감지수단을 통하여 견인케이블(2)에 걸리는 평상시의 인장력 수치에 따른 그 값의 평균을 구하여 평상 시 인장력을 자동산출하여 입력하는 것이다.

또한, 상기 윈치제어메모리부(430)에 저장되는 윈치동작설정값은 견인케이블(2)에 걸린 인장력에 따라 탐사자에게 경보로 상황을 알려 탐사자가 상황에 대처하게 하는 1 단계와, 브리지(480)에는 경보, 탐사자에게는 경보와 디스플레이를 통하여 알리고 설정한 길이만큼 견인케이블(2)을 풀리도록 윈치부(100)를 제어하여 장력을 완화시키는 2 단계와, 브리지(480)에는 경보를 탐사자에게는 경보와 디스플레이(410)를 통하여 현재의 상황을 알리고 견인케이블(2)의 인장력수치가 평상 시 인장력 수치가 되도록 윈치부(100)를 동작시키는 3 단계로 설정하여 실시할 수 있는 것이다.

이하, 본 발명의 동작과정에 대하여 설명하면 다음과 같다.

상기한 바와 같이 즉, 본 발명은 견인센서의 견인과정에 있어서 윈치부에 케이블장력감지수단을 구비하고 해양탐사선의 속도를 감지하는 GPS속도측정부(300) 및 상기 케이블장력감지수단과 GPS속도측정부(300)의 신호와 설정 값에 따라 윈치부(100)의 동작을 제어하는 견인컨트롤부(400)를 구비하여 구성한 본 발명을 적용하여 견인센서(1)을 이용하여 해양탐사를 함에 있어서 상기 견인센서(1)가 장애물(3)에 걸려 견인케이블(2)에 과도한 인장력이 작용 되면, 견인컨트롤부(400)는 윈치제어메모리부(430)에 설정된 윈치동작설정값에 따른 단계에 따라 1 단계의 인장력이 견인케이블(2)에 가해지면, 탐사자에게 경보로 상황을 알려 탐사자가 상황에 대처하게 한다.

이상과 같은 1 단계의 조치 후 견인케이블(2)에 가해지는 인장력이 증가하여 그 인장력이 2 단계의 인장력에 도달하게 되면, 견인컨트롤부(400)는 윈치제어메모리부(430)에 설정된 윈치동작설정값에 따른 2 단계 동작으로서 브리지(480)에는 경보, 탐사자에게는 경보와 디스플레이를 통하여 알리고 설정한 길이만큼 견인케이블을 풀리도록 윈치부(100)를 제어하여 장력을 완화시키는 조치가 이루어지게 한다.

그리고, 2 단계 조치 후에도 견인케이블(2)에 가해지는 인장력이 증가하여 그 인장력이 3 단계의 인장력에 도달하게 되면, 견인컨트롤부(400)는 윈치제어메모리부(430)에 설정된 윈치동작설정값에 따른 3 단계 동작에 따라 브리지(480)에는 경보를 탐사자에게는 경보와 디스플레이(410)를 통하여 현재의 상황을 알리고 견인케이블(2)의 인장력수치가 평상 시 인장력 수치가 되도록 윈치부(100)를 동작시키는 조치가 이루어져 견인케이블(2)의 절단으로 인한 견인센서의 유실을 방지하는 것이다.

따라서, 본 발명은 케이블장력감지수단과 GPS속도측정부 및 견인컨트롤부를 구비함으로써, 견인센서의 운영과정에 있어 상기 견인센서가 어망이나 수중 암반 등 장애물에 걸려 견인케이블이 심한 장력을 받게 되면 탐사선의 엔진을 정지시키고 이때 탐사선의 관성이동에 따른 속도를 GPS속도측정부를 통하여 감지하여서 견인케이블을 풀어주어서 견인케이블의 파손으로 인한 견인센서의 유실을 원천적으로 방지할 수 있어 수 백만원에서 수 억원에 이르는 해양탐사용 견인센서의 유실이 원천적으로 방지되는 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 주요 구성도.

도 2 는 본 발명에 따른 견인부의 예시를 보인 사시도.

도 3 은 본 발명에 따른 견인컨트롤부 주요 구성 예시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 견인센서 2 : 견인케이블

3: 장애물

100 : 윈치부

110 : 윈치휠부

111 : 윈치휠 112 : 드럼축 113 : DC모터

120 : 윈치컨트롤부

121 : 자동전환스위치 122 : 수동조작스위치

210 : 인장 로드셀

300 : GPS속도측정부

310 : GPS센서 320 : GPS속도연산부

400 : 견인컨트롤부

410 : 디스플레이 420 : 측정값메모리부

430 : 윈치제어메모리부 440 : 조작부

450 : 통신부 460 : 메인연산부

470 : 출력부 480 : 브리지

Claims (4)

1. 견인센서의 견인과정에 있어서 윈치부에 케이블장력감지수단을 구비하고 해양탐사선의 속도를 감지하는 GPS속도측정부(300) 및 상기 케이블장력감지수단과 GPS속도측정부(300)의 신호와 설정 값에 따라 윈치부(100)의 동작을 제어하는 견인컨트롤부(400)를 구비하여 구성한 것을 특징으로 하는 해양탐사용 견인센서의 유실방지 시스템.
2. 제 1 항에 있어서;

   상기 윈치부(100)는 견인케이블(2)이 권취되는 윈치휠부(110)와 상기 윈치휠부의 동작을 제어하는 윈치컨트롤부(120)로 구성하되,

   상기 윈치휠부(110)는 견인케이블(2)이 감겨지는 원통형의 윈치휠(111)와, 상기 윈치휠(111)의 제어와 정, 역 변환 및 속도 가변이 용이하게 드럼축(112)과 웜기어로 결합되는 DC모터(113)로 구성되고, 상기 윈치컨트롤부(120)는 견인컨트롤부(400)로부터 동작신호를 입력받아 DC모터(113)를 제어하여 견인케이블(2)을 급격히 또는 서서히 풀어주어 견인케이블(2)의 인장력을 조절할 수 있도록 하며, 견인센서(1)를 회수 혹은 수중에 투하시에는 수동으로, 탐사 시에는 자동으로 변환을 할 수 있도록 자동전환스위치(121)와 수동조작스위치(122)를 구비하여 구성하고,

   상기 케이블장력감지수단은 윈치부(100)의 드럼축(112)에 장착되는 인장 로드 셀(210)로 구성하며,

   상기 GPS속도측정부(300)는 GPS위성을 감지하는 GPS센서(310)와 상기 GPS센서(310)를 통하여 입력된 감지위성들의 위치변화 값을 연산하여 속도신호를 출력하는 GPS속도연산부(320)로 구성한 것을 특징으로 하는 해양탐사용 견인센서의 유실방지 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 견인컨트롤부(400)는 견인센서(1)를 통하여 입력되는 측정값과 탐사선의 속도 및 견인케이블(2)에 작용되는 인장력 값을 탐사자에게 제공할 수 있게 한 디스플레이(410)와, 견인센서(1)를 통하여 입력된 측정값을 저장하는 측정값메모리부(420)와, 견인케이블(2)에 가해진 장력 값에 따라 윈치부(100)의 권해속도를 제어할 수 있게 탐사자에 의한 윈치동작설정값이 저장되는 윈치제어메모리부(430)와 측정값 등을 출력할 수 있게 한 출력부(470)와 탐사자가 조작 값을 입력하고 동작을 조작할 수 있게 한 조작부(440)와 탐사자에게 블루투스와 같은 무선 통신을 통하여 위험상황을 알릴 수 있게 한 통신부(450) 및 상기 각 구성의 동작을 제어하는 메인연산부(460)로 구성한 것을 특징으로 하는 해양탐사용 견인센서의 유실방지 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 윈치제어메모리부(430)에 저장되는 윈치동작설정값은 견인케이블(2)에 걸린 인장력에 따라 탐사자에게 경보로 상황을 알려 탐사자가 상황에 대처하게 하는 1 단계와, 브리지(480)에는 경보를 통하여 탐사자에게는 경보와 디스플레이를 통하여 알리고 설정한 길이만큼 견인케이블을 풀리도록 윈치부(100)를 제어하여 장력을 완화시키는 2 단계와, 브리지(480)에는 경보를 탐사자에게는 경보와 디스플레이(410)를 통하여 현재의 상황을 알리고 견인케이블(2)의 인장력수치가 평상시 인장력 수치가 되도록 윈치부(100)를 동작시키는 3 단계로 설정하여 구성한 것을 특징으로 하는 해양탐사용 견인센서의 유실방지 시스템.

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