KR20100008652A - 쌍동선을 이용한 무인선박 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무인선박 시스템에 있어서, 특히 쌍동선 제 1 선체와 쌍동선 제 2 선체를 구비한 무인 쌍동선을 이용하여 연안해역의 수중정보를 파악토록 하여 안정적인 자세로 수중정보를 획득할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 쌍동선을 이용한 무인선박 시스템에 관한 것으로,
양측이 폐쇄된 원통형 형태로 이루어져 물에 뜨는 쌍동선 제 1 선체와; 상기 쌍동선 제 1 선체에 대향하는 방향에 설치되는 쌍동선 제 2 선체와; 상기 쌍동선 제 1 선체와 쌍동선 제 2 선체를 상호 연결하여 상기 선체들이 동시에 유동되도록 하는 연결바와; 상기 연결바의 상부에 설치되는 판형 패널 형태의 지지체와; 상기 지지체의 하부에 브라켓을 통해 연결하여 물속에 잠기도록 하며, 초음파를 이용하여 해저의 수심정보를 취득하기 위한 음향측심용 센서부와; 상기 선체의 양사이드에 연결되어 스크류의 회전에 의해 추진동력을 제공하는 제 1 트러스터 및 제 2 트러스트와; 선체의 방향을 선회하기 위해 지지체의 하부에 설치되는 구동부와; 상기 센서부와 제 1 트러스터와 제 2 트러스터 및 구동부에 전원을 제공하는 발전부를 포함하여 구성함이 특징이다.
쌍동선, 무인선박, 시스템

Description

쌍동선을 이용한 무인선박 시스템{A Manless Vessel System Using Catamaram}
본 발명은 쌍동선을 이용한 무인선박 시스템에 관한 것으로, 특히 쌍동선 제 1 선체와 쌍동선 제 2 선체를 구비한 무인 쌍동선을 이용하여 연안해역의 수중정보를 파악토록 하여 안정적인 자세로 수중정보를 획득할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 쌍동선을 이용한 무인선박 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 해상측량은 측위, 수심, 해저 지층의 조사를 포함하며, 이를 위한 조사선박으로 통상의 유인 동력배를 이용한다. 그러나, 기존의 수중정보 획득용 선박은 다수의 사람이 탑승하기 때문에 부피와 무게가 매우 크고 흘수선이 깊다.
따라서, 내수면의 경우 사용이 불가능하거나, 가능하더라도 운반에 많은 어려움이 있었다. 아울러, 기존의 무인선박은 일반적인 단동선의 형태를 가지고 있기 때문에 적재할 수 있는 장비의 부피 및 무게에 한계가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결코자 하는 것으로, 무인 쌍동선을 구비하고, 상기 무인 쌍동선의 하부에 음향측심용 센서부를 장착하여 상기 음향측심용 센서부를 통해 수중정보를 획득하도록 함으로서 선체가 안정적으로 유동되도록 하며, 아울러 선체 하부에 음향측심기를 부착하여 안정적으로 수중정보를 획득할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,
본 발명은 무인 선박에 있어서, 양측이 폐쇄된 원통형 형태로 이루어져 물에 뜨는 쌍동선 제 1 선체와; 상기 쌍동선 제 1 선체에 대향하는 방향에 설치되는 쌍동선 제 2 선체와; 상기 쌍동선 제 1 선체와 쌍동선 제 2 선체를 상호 연결하여 상기 선체들이 동시에 유동되도록 하는 연결바와; 상기 연결바의 상부에 설치되는 판형 패널 형태의 지지체와; 상기 지지체의 하부에 브라켓을 통해 연결하여 물속에 잠기도록 하며, 초음파를 이용하여 해저의 수심정보를 취득하기 위한 음향측심용 센서부와; 상기 선체의 양사이드에 연결되어 스크류의 회전에 의해 추진동력을 제공하는 제 1 트러스터 및 제 2 트러스트와; 상기 지지체의 하부에 설치되며 선체의 방향을 선회하기 위해 설치되는 구동부와; 상기 센서부와 제 1 트러스터와 제 2 트러스터 및 구동부에 전원을 제공하는 발전부를 포함하여 구성함이 특징이다.
또한, 상기 무인 선박에는 범지구 측위용 측정위성으로부터 24시간 측정위치(X좌표, Y좌표 경우에 따라 Z좌표)를 수신하는 범지구 위치측정 시스템과; 무인 선박 운항실로부터 무인 선박의 구동에 관한 제어명령을 전달받아 구동부와, 제 1 트러스터 및, 제 2 트러스트를 제어하는 무인 선박 운항 시스템을 더 포함하여 이루어지는 것이 특징이다.
발명의 무인 쌍동선은 기존의 측량선을 이용하기가 어려운 저수지, 댐 등의 지역 및 오염으로 인해 사람이 접근하기 불가능한 지역의 수중정보를 획득하는데 활용할 수 있는 장점이 있으며, 아울러 기존 장치에 비해 다양한 수종 공간정보 획득에 소요되는 시간 및 비용을 절감하고, 수중 정보의 획득을 필요로 하는 거의 모든 산업분야에서 활용할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 쌍동선을 이용하므로 단동선에 비해 폭 방향의 너비가 넓기 때문에 복원 모멘트가 증가하고 적재할 수 있는 장비의 부피와 무게가 증가되어 수중정보 획득에 필요한 장비를 충분히 적재할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 무인 선박(100)은 쌍동선 제 1 선체(110a)와, 쌍동선 제 2 선체(110b)와, 연결바(120)와, 지지체(130)와, 음향측심용 센서부(140)와, 제 1 트러스터(150a)와, 제 2 트러스터(150b)와, 구동부(160)와, 발전부(170)와, 범지구 위치측정 시스템(180)과, 무인 선박 운항 시스템(190)으로 이루어지고, 상기 무인 선박(100)은 무인 선박 운항실(200)과 무선 통신에 의해 정보를 주고 받는다.
즉, 본 발명의 무인선박(100)은, 양측이 폐쇄된 원통형 형태로 이루어져 물에 뜨는 쌍동선 제 1 선체(110a)와;
상기 쌍동선 제 1 선체에 대향하는 방향에 설치되는 쌍동선 제 2 선체(110b)와;
상기 쌍동선 제 1 선체와 쌍동선 제 2 선체를 상호 연결하여 상기 선체들이 동시에 유동되도록 하는 연결바(120)와;
상기 연결바의 상부에 설치되는 판형 패널 형태의 지지체(130)와;
상기 지지체의 하부에 브라켓을 통해 연결하여 물속에 잠기도록 하며, 초음파를 이용하여 해저의 수심정보를 취득하기 위한 음향측심용 센서부(140)와;
상기 선체의 양사이드에 연결되어 스크류의 회전에 의해 추진동력을 제공하는 제 1 트러스터(150a) 및 제 2 트러스트(150b)와;
선체의 방향을 선회하기 위해 지지체의 하부에 설치되는 구동부(160)와;
상기 음향측심용 센서부와 제 1 트러스터와 제 2 트러스터 및 구동부에 전원을 제공하는 발전부(170)로 이루어진다.
아울러, 무인선박(100)의 일단에 범지구 위치측정 시스템(180)이 설치되는바, 상기 범지구 위치측정 시스템은 범지구 측위용 측정위성으로부터 24시간 측정위치(X좌표, Y좌표 경우에 따라 Z좌표)를 수신하는바, 선체의 현재 진행방향이 지구의 극방향(N극 성분)에서 몇도 방향으로 진행되고 있는 가를 실시간(Real Time)으로 계측하게 된다.
또한, 무인 선박 운항 시스템(190)을 무인선박의 일단에 설치하는바, 무인 선박(100)에 대해 자세 제어, 항로 재조정 등의 선박 조정 명령을 무인 운항 시스템(190)이 무인선박 운항실(200)로부터 수신하여 선박의 구동부(160)와 제 1 트러스터(150a) 및 제 2 트러스터(150b)를 제어한다.
따라서, 상기 무인 선박(100)의 범지구 위치측정 시스템(180)을 가동하여 위성항법장치(GPS)에 의하여 실시간으로 무인 선박의 위치를 계측하며, 계측된 무인 선박의 위치정보를 무인선박 운항실(200)로 전송하고, 이후 무인선박 운항실(200)로부터 무인 선박에 대한 자세제어와 항로 재조정등의 명령을 무인 선박 운항 시스템(190)으로 수신하여 선박의 이동을 제어토록 한다.
이하에서 본 발명의 개략적인 동작을 살펴보면 다음과 같다.
본 발명의 무인선박(100)은 범지구 위치측정 시스템(180)을 가동하여 현재 무인선박의 위치를 측정하여 무인선박 운항실(200)로 무선통신에 의해 현재위치를 알리며, 이에 따라 무인선박 운항실(200)로부터 무인선박의 위치 제어신호가 출력되면 이를 무인선박 운항시스템(190)이 수신받아 선박에 장착된 구동부(160)와 제 1 트러스터(150a) 및 제 2 트러스터(150b)를 이용하여 무인 선박(100)의 자세를 제 어하고, 아울러 무인측심용 센서부(140)로부터 측정된 수심정보를 무인선박 운항실(200)로 전송한다.
이하에서 본 발명에 적용되는 무인선박의 구조에 대해 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.
본 발명은 쌍동선 제 1 선체(110a)와 쌍동선 제 2 선체(110b)를 구비하여 이루어지는바, 선체를 빈 원통형 형태로 제작하고, 이에 따라 내부가 비어 있기 때문에 부양력을 갖게되어 무인 선박(100)이 물위에 뜨도록 하는 역할을 한다. 일반적인 단동선 형태로 설계할 경우 적재되는 장비들의 부피 및 무게로 인해 크기가 매우 커져야 할 뿐만 아니라 흘수도 깊어지기 때문에 설계한 조건들을 만족시키지 못할 가능성이 매우 크기 때문에 본 발명에서는 쌍동선 형태를 적용하였다.
본 발명에 적용되는 쌍동선은 일반적으로 바닥이 낮은, 즉 흘수가 낮은 선체를 말하며, 본 발명에서는 쌍동선 제 1 선체(110a)와 쌍동선 제 2 선체(110b)를 양쪽 끝에 위치시키고 그 사이를 연결바(120)로 연결하여 선박형태의 구조를 형성한다.
아울러, 본 발명의 무인선박(100)은 쌍동선 제 1 선체(110a)와 쌍동선 제 2 선체(110b)가 좌우 양쪽 끝에 위치하기 때문에 무게 중심을 선체 전체에 골고루 분산시킬 수 있기 때문에 파도나 급격한 선회에 대한 안정성이 높은 장점이 있다.
본 발명의 쌍동선 제 1 선체(110a)와 쌍동선 제 2 선체(110b)는 연결바(120)로 연결하는바, 상기 연결바(120)는 적당한 갯수를 적용토록 하며 적어도 2개의 연결바(120)로서 상하부를 상호 연결토록 한다.
본 발명의 음향측심용 센서부(140)는 지지체(130) 아래에 브라켓을 이용하여 장착 하며, 수면위에 위치할 경우 공기와 물의 음파속도가 다르기 때문에 신호처리 과정이 복잡해지는 단점이 있으므로 흘수선 아래에 위치하도록 설계한다.
상기 무인 선박(100)은 선체를 움직이기 위한 동력과 장비를 운용하는데 필요한 전원을 발전기 하나로 해결할 수 있도록 하였는바, 쌍동선에 탑재되는 장비는 모두 전기를 사용하게 되는데 각 장비들의 입력전원이 서로 다르고 소비되는 전력도 적은 양이 아니기 때문에 배터리로 쉽게 처리하기 곤란하다. 또한 장비들이 차지하는 부피 때문에 동력부, 즉 엔진을 별도로 장착하려면 선체가 더 커지고 무거워지는 단점이 발생하게 된다.
따라서 본 발명은 이를 해결하기 위하여 선체의 구동에는 트러스터(Thruster, 150a, 150b)를 이용하고 전력원은 발전기(170)를 이용하였다.
트러스터(150a, 150b)는 그 자체가 엔진, 스크류 및 키의 역할을 모두 수행하는 장비로서 일반적으로 소형의 무인 잠수함에 장착되는 장비이며, 전기를 이용하여 작동하기 때문에 별도의 엔진을 탑재할 필요가 없어진다.
전원이 입력되면 트러스터(150a, 150b)를 구성하는 프로펠러가 회전하면서 추진력을 얻게 되고 기어를 이용하여 좌우 회전을 조절함으로서 방향을 전환하게 된다.
방향회전의 경우 구동부(160)를 이용하여 360도 회전이 가능하기 때문에 제자리 회전을 통해 선회반경을 극히 최소화할 수 있는 장점이 있다. 구동부(160)는 통상적으로 선박에 적용되는 장치이기 때문에 상세한 설명은 생략토록 한다. 전력 원은 배터리 대신 발전기(170)를 이용하며, 최소한 4시간의 가동시간을 확보하여 작업 중단 및 정비시간을 최소화하였으며, 개폐식 방수 케이스로 보호하여 방수성을 확보하였다.
결국, 본 발명은 쌍동선 제 1 선체와 쌍동선 제 2 선체를 구비하여 안정적인 무인 선박의 구성이 이루어지도록 하며, 제 1 트러스터와 제 2 트러스터 및 구동부를 제어하여 원하는 방향과 위치로 무인선박을 유동시키면서 지지체의 하부에 존재하는 음향측심용 센서부를 이용하여 보다 원활한 수중조사가 이루어질 수 있도록 한다.
아울러, 비록 본 발명이 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어지지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.
도 1은 본 발명의 무인선박 평면도.
도 2는 본 발명의 무인선박 측면도.
도 3은 본 발명의 무인선박 정면도.
도 4는 본 발명의 회로구성 블록도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100: 무인 선박
110a: 쌍동선 제 1 선체
110b: 쌍동선 제 2 선체
120: 연결바
130: 지지체
140: 음향측심용 센서부
150a: 제 1 트러스터
150b: 제 2 트러스터
160: 구동부
170: 발전부
180: 범지구 위치측정 시스템
190: 무인 선박 운항 시스템
200: 무인 선박 운항실

Claims (2)

  1. 무인 선박에 있어서,
    양측이 폐쇄된 원통형 형태로 이루어져 물에 뜨는 쌍동선 제 1 선체(110a)와;
    상기 쌍동선 제 1 선체에 대향하는 방향에 설치되는 쌍동선 제 2 선체와(110b);
    상기 쌍동선 제 1 선체와 쌍동선 제 2 선체를 상호 연결하여 상기 선체들이 동시에 유동되도록 하는 연결바(120)와;
    상기 연결바의 상부에 설치되는 판형 패널 형태의 지지체(130)와;
    상기 지지체의 하부에 브라켓을 통해 연결하여 물속에 잠기도록 하며, 초음파를 이용하여 해저의 수심정보를 취득하기 위한 음향 측심용 센서부(140)와;
    상기 선체의 양사이드에 연결되어 스크류의 회전에 의해 추진동력을 제공하는 제 1 트러스터(150a) 및 제 2 트러스트(150b)와;
    선체의 방향을 선회하기 위해 지지체의 하부에 설치되는 구동부(160)와;
    상기 센서부와 제 1 트러스터와 제 2 트러스터 및 구동부에 전원을 제공하는 발전부(170)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 쌍동선을 이용한 무인선박 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 무인 선박(100)에는 범지구 측위용 측정위성으로부터 24시간 측정위치(X좌표, Y좌표 경우에 따라 Z좌표)를 수신하는 범지구 위치측정 시스템(180)과;
    무인 선박 운항실로부터 무인 선박의 구동에 관한 제어명령을 전달받아 구동부와, 제 1 트러스터 및, 제 2 트러스트를 제어하는 무인 선박 운항 시스템(190)을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 쌍동선을 이용한 무인선박 시스템.
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