KR20110016610A - Docking system for a ship and docking method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 선박과 선박의 도킹이나 선박과 이동항구의 도킹 등에 소요되는 시간과 노력을 최소화하고, 선박의 도킹을 위한 시스템의 안정성을 확보할 수 있도록 하는 선박의 도킹 시스템 및 이를 이용한 선박의 도킹 방법에 관한 것이다.The present invention minimizes the time and effort required for docking of a ship and a ship or docking of a ship and a mobile port, and a docking system of a ship and a docking method of a ship using the same to ensure the stability of a system for docking a ship. It is about.
일반적으로, 선박을 이용한 해상운송은 다른 운송수단에 비하여 에너지를 적게 사용하며, 수송비용도 저렴하여 상품 등의 원격지 이동수단으로서 많은 부분을 차지하고 있다.In general, maritime transportation using a vessel uses less energy than other transportation means, and transportation costs are also low, thus occupying a large portion as a remote transportation means such as goods.
이러한 선박은 항구에 계류할 수 있도록 앵커 케이블(anchor cable)을 감기 위한 윈들러스(windlass)나, 무어링로프(mooring rope)를 감기 위한 무어링 윈치(mooring winch) 등의 장비들이 마련되고, 항구에는 선박의 무어링로프를 고정시키기 위한 계류시설 등이 마련되는데, 최근에는 컨테이너선과 같은 해상운송에 있어서 선박의 수송량을 증가시킴으로써 운송의 효율 및 경제성을 향상시키기 위하여 대형화된 선박을 이용하게 되며, 이로 인해 대형 선박을 접안시킬 수 있는 계류시 설 및 하역시설을 구비한 항만이 점점 더 많이 요구되고 있다.Such vessels are equipped with equipment such as windlass for anchoring anchor cables or mooring winches for winding mooring ropes for mooring the harbor. Mooring facilities are provided for fixing the mooring ropes of ships, and in recent years, in the sea transportation such as container ships, the ships have been enlarged to increase the transport efficiency and economic efficiency. As a result, more and more ports are required with mooring facilities and unloading facilities that can dock large vessels.
그러나, 대형 컨테이너선이 접안할 수 있는 항구는 국내외에 한정되어 있으며, 이러한 항구의 건설에는 많은 경비가 소요될 뿐만 아니라 넓은 장소가 요구된다. 또한, 대형 항구의 건설로 인하여 주변 교통 체증의 유발이나 해안환경의 파괴 등 주위의 환경에도 많은 영향을 끼치는 바, 대형 항구의 건설에는 많은 제약이 따르고 있다.However, harbors that can be docked by large container ships are limited at home and abroad, and the construction of such a port is not only expensive, but also requires a large space. In addition, due to the construction of a large port has a lot of influence on the surrounding environment, such as causing a traffic jam or destruction of the coastal environment, there are many restrictions on the construction of a large port.
이에, 본 출원인은 대형 선박을 항구 내의 안벽에 접안시키지 않고, 육지로부터 떨어진 해상에 정박시킨 채로 화물을 선적 및 하역할 수 있는 이동항구 및 이를 이용한 화물 이송 방법을 발명하여 출원(대한민국 출원번호 제10-2008-0041981호, 발명의 명칭 "해양수송 시스템을 향상시키기 위한 이동항구 및 이를 이용하는 화물 이송방법")하여 등록(등록번호 제10-0895604호)받은 바 있다.Accordingly, the present applicant has invented a mobile port that can load and unload cargo while anchored in a sea off the land without docking a large vessel to the inner wall of the port, and filed a method of transporting the cargo using the same (Korean Application No. 10) -2008-0041981, the name of the invention "mobile port for improving the marine transport system and cargo transfer method using the same") has been registered (Registration No. 10-0895604).
상기한 바와 같이, 종래의 기술에 따른 이동항구에서 선박의 도킹을 위하여 완충접속장치를 사용하고 있으나, 이러한 장치만으로는 선박을 이동항구에 안정적으로 도킹 내지 계류시키는데 한계를 가지고 있으며, 선박이나 항구에 마련된 기존의 계류시설을 이용하여 이동항구와 선박을 도킹시키는 것은 많은 시간과 노력이 소요될 뿐만 아니라 이들을 안정적으로 도킹시키는 것이 어렵다는 문제점을 가지고 있었다.As described above, although the buffer connection device is used for docking of the ship in the mobile port according to the prior art, only such a device has a limitation in stably docking or mooring the ship in the mobile port, and is provided in a ship or a port. Docking mobile harbors and ships using existing mooring facilities takes a lot of time and effort, as well as the difficulty of docking them stably.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 선박과 선 박의 도킹은 물론, 부유하는 이동항구와 선박의 도킹 등에 소요되는 시간과 노력을 최소화하고, 이들이 안정된 도킹상태를 유지하도록 하여 화물의 선.하역이 원활하게 이루어지도록 한다.The present invention has been made to solve the above problems, to minimize the time and effort required for docking of ships and ships, as well as docking of floating mobile ports and ships, and to keep them in a stable docking state Ensure that the loading and unloading of the car is smooth.
본 발명에 따른 선박의 도킹 시스템은, 선박의 도킹 시스템에 있어서, 선체에 분리 가능하게 부착되는 부착유닛과, 부착유닛을 선체의 부착위치로 이송시키는 로봇암과, 부착유닛을 끌어당길 수 있도록 설치되는 무어링케이블과, 무어링케이블을 권선하도록 설치되는 윈치를 포함할 수 있다.The docking system of the ship according to the present invention, in the docking system of the ship, the attachment unit detachably attached to the hull, the robot arm for transferring the attachment unit to the attachment position of the hull, installed so as to pull the attachment unit It may include a mooring cable, and a winch installed to wind the mooring cable.
본 발명에 따른 선박의 도킹 시스템에서, 부착유닛은 선체에 부착되기 위한 부착력을 발생시키는 부착패드와, 부착패드를 로봇암에 연결시키는 연결부재와, 부착패드를 연결부재에 볼조인트 결합시키는 볼조인트결합부를 더 포함할 수 있다.In the ship's docking system according to the present invention, the attachment unit includes an attachment pad for generating an attachment force for attachment to the hull, a connection member for connecting the attachment pad to the robot arm, and a ball joint for coupling the attachment pad to the connection member. It may further include a coupling portion.
본 발명에 따른 선박의 도킹 시스템에서, 볼조인트결합부는, 부착패드와 연결부재 중 어느 하나에 마련되는 볼과, 볼을 감싸도록 부착패드와 연결부재 중 다른 하나에 마련되는 볼하우징과, 볼하우징 내에서 볼의 회전을 제한하는 회전제한부를 포함할 수 있다.In the docking system of the ship according to the present invention, the ball joint coupling portion, the ball housing provided in any one of the attachment pad and the connection member, the ball housing provided in the other of the attachment pad and the connection member to surround the ball, ball housing It may include a rotation limit to limit the rotation of the ball within.
본 발명에 따른 선박의 도킹 시스템에서, 부착패드는, 진공의 공급에 의해 선체에 흡착되거나, 전원의 공급에 의해 발생되는 자력에 의해 선체에 부착될 수 있다.In the docking system of the ship according to the present invention, the attachment pad may be adsorbed to the hull by the supply of vacuum or attached to the hull by the magnetic force generated by the supply of power.
본 발명에 따른 선박의 도킹 시스템에서, 로봇암은, 설치면에 수직인 축을 중심으로 회전 가능하게 설치되는 회전부재와, 회전부재를 설치면으로부터 회전시 키는 제 1 액츄에이터와, 회전부재에 힌지축에 의해 회전 가능하도록 결합되는 이송암과, 이송암을 힌지축을 중심으로 회전시키는 제 2 액츄에이터를 포함할 수 있다.In the ship's docking system according to the present invention, the robot arm includes a rotation member rotatably installed about an axis perpendicular to the installation surface, a first actuator for rotating the rotation member from the installation surface, and a hinge to the rotation member. It may include a transfer arm rotatably coupled by a shaft, and a second actuator for rotating the transfer arm about the hinge axis.
본 발명에 따른 선박의 도킹 방법은, 선박을 도킹시키는 방법에 있어서, 부착유닛을 로봇암에 의해 선체의 부착위치로 이송시키는 단계와, 선체에 부착유닛을 부착시키는 단계와, 로봇암의 액츄에이터를 오프(off)시키는 단계와, 부착유닛을 끌어당기기 위한 무어링케이블을 권선하여 선체를 도킹 내지 계류시키는 단계를 포함할 수 있다. The docking method of the ship according to the present invention, in the method of docking the vessel, the step of transferring the attachment unit to the attachment position of the hull by the robot arm, attaching the attachment unit to the hull, and the actuator of the robot arm Off and winding the mooring cable for attracting the attachment unit to dock or moor the hull.
본 발명에 따른 선박의 도킹 방법에서, 부착유닛을 부착시키는 단계는, 부착유닛이 공급되는 진공에 의해 선체에 흡착되도록 하거나, 부착유닛이 공급되는 전원에 의해 발생되는 자력에 의해 선체에 부착되도록 할 수 있다.In the docking method of the ship according to the present invention, the step of attaching the attachment unit, the attachment unit is to be adsorbed to the hull by the vacuum supplied, or to be attached to the hull by the magnetic force generated by the power supplied to the attachment unit. Can be.
본 발명에 따른 선박의 도킹 방법에서, 액츄에이터를 오프시키는 단계는, 부착유닛에 연결된 무어링케이블을 권선하는 단계에 의해 무어링케이블이 하중을 부담 시 로봇암이 하중의 부담으로부터 자유롭도록 액츄에이터의 구동력을 해제시킬 수 있다. In the docking method of the ship according to the invention, the step of turning off the actuator, the driving force of the actuator so that the robot arm is free from the burden of the load when the mooring cable bears the load by winding the mooring cable connected to the attachment unit Can be released.
본 발명은, 선박과 선박의 도킹이나 선박과 이동항구의 도킹 등에 소요되는 시간과 노력을 최소화하고, 이들이 안정된 도킹상태를 유지하도록 하여 화물의 선.하역이 원활하게 이루어지도록 하며, 선박의 도킹을 위한 시스템의 안정성을 확보할 수 있도록 하는 효과를 가진다.The present invention minimizes the time and effort required for docking of ships and ships, or docking of ships and mobile ports, and maintaining them in a stable docking state so that cargo loading and unloading can be performed smoothly. Has the effect of ensuring the stability of the system for.
이하, 본 발명의 실시례를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 제 1 실시례에 따른 선박의 도킹 시스템을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시례에 따른 선박의 도킹 시스템을 도시한 측면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시례에 따른 선박의 도킹 시스템(100)은 선체(1; 도 3에 도시)에 부착되는 부착유닛(110)과, 부착유닛(110)을 이송시키는 로봇암(robot arm; 120)과, 부착유닛(110)을 끌어당길 수 있도록 설치되는 무어링케이블(mooring cable; 130)과, 무어링케이블(130)을 권선하는 윈치(winch; 140)를 포함할 수 있는데, 선박과 선박이나 선박과 이동항구(mobile harbor)간에 도킹 내지 계류를 가능하도록 하거나, 이외에도 일반 항구에 선박을 도킹 내지 계류시키도록 하는 시스템으로서, 도킹 내지 계류 대상이 되는 선박은 화물선 뿐만 아니라, 여객 운송이나 그 밖의 특수한 목적을 가진 선박, 이동항구 등 다양한 선박이 적용될 수 있으며, 이러한 점들은 다른 실시례에 따른 선박의 도킹 시스템 뿐만 아니라, 본 발명의 일 실시례에 따른 선박의 도킹 방법에도 해당된다.1 is a perspective view showing a docking system of a ship according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is a side view showing a docking system of a ship according to a first embodiment of the present invention. As shown, the
도 3에 도시된 바와 같이, 부착유닛(110)은 선체(1)에 분리 가능하게 결합됨으로써 선체(1)를 고정시키거나 선체(1)의 고정 해제를 자유롭도록 하는데, 일례로 본 실시례에서처럼 선체(1)에 부착되기 위한 부착력을 발생시키는 부착패드(111)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 3, the
부착패드(111)는 다양한 방법 내지 구성에 의하여 선체(1)에 분리 가능하게 부착되는데, 일례로 본 실시례에서처럼 미도시된 진공공급부로부터 진공공급라인을 통해서 공급되는 진공에 의해 선체(1)에 흡착될 수 있으며, 이를 위해 부착면에 진공이 공급되는 진공홀(111a)이 다수 형성될 수 있다. 또한, 부착패드(111)는 다른 예로서 전원의 공급에 의해 발생되는 자력에 의해 선체(1)에 부착되는 전자석을 포함할 수 있다. The
부착유닛(110)은 부착패드(111)를 로봇암(120)에 연결시킬 수 있도록 함과 아울러 선체(1)의 다양한 형상에 상응하여 부착패드(111)의 자세를 바꿀 수 있도록 연결부재(112)와, 볼조인트결합부(113)를 더 포함할 수 있다.The
연결부재(112)는 부착패드(111)를 로봇암(120)의 끝단에 연결시키는데, 부착패드(111)가 다수로 이루어짐으로써 연결부재(112)에 평면적으로 다수로 배열될 수 있다. 이 경우 부착패드(111)는 일렬로 또는 2차원으로 연결부재(112)에 배열될 수 있다.The
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 볼조인트결합부(113)는 부착패드(111)를 연결부재(112)에 볼조인트 결합시키며, 이를 위해 일례로, 부착패드(111)와 연결부재(112) 중 어느 하나에 마련되는 볼(113a)과, 볼(113a)을 감싸도록 부착패드(111)와 연결부재(112) 중 다른 하나에 마련되는 볼하우징(113b)과, 볼하우징(113b) 내에서 볼(113a)의 회전을 제한하는 회전제한부(113c)를 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 4 and 5, the ball
회전제한부(113c)는 볼(113a)이 볼하우징(113b)으로부터 자유로운 회전이 허 용될 경우 부착패드(111)가 선체(1)에 부착되기 위한 자세 유지가 어렵게 되는 것을 방지하기 위하여 볼(113a)이 볼하우징(113b)으로부터 회전 가능하도록 하되, 부착패드(111)의 자세 유지를 위해 어느 정도 볼(113a)의 회전을 제한하기 위한 것으로서, 이를 위해 다양한 구성을 가질 수 있으며, 일례로 부착패드(111)와 연결부재(112) 중 어느 하나에 볼(113a)을 연결시키는 연결축(113d)과, 볼하우징(113b)의 입구에 연결축(113d)까지 감싸도록 마련되는 탄성캡(113e)을 포함할 수 있다. 여기서, 탄성캡(113e)은 고무나 합성수지 등의 탄성재질로 이루어짐으로써 연결축(113d)을 탄성 지지하여 연결축(113d)의 움직임 제한을 통해 볼(113a)의 회전을 제한하게 된다.The
로봇암(120)은 끝단에 설치되는 부착유닛(110)을 선체(1)의 부착위치로 이송시키며, 이를 위해 관절을 가진 다수의 아암으로 이루어져서 액츄에이터의 구동에 의해 관절부위를 기준으로 아암이 회전하여 부착유닛(110)을 선체(1)의 부착위치로 이송시키도록 구성될 수 있는데, 일례로, 선박이나 이동항구 등의 설치면(2)에 수직인 축(121a)을 중심으로 회전 가능하게 설치되는 회전부재(121)와, 회전부재(121)를 수직인 축(121a)을 중심으로 설치면(2)으로부터 회전시키는 제 1 액츄에이터(122)와, 회전부재(121)에 힌지축(123a)에 의해 회전 가능하도록 결합되는 이송암(123)과, 이송암(123)을 힌지축(123a)을 중심으로 회전시키는 제 2 액츄에이터(124)를 포함할 수 있다.The
회전부재(121)는 설치면(2)에 고정된 베이스(125)에 설치될 수 있고, 이 경우 하부에 고정된 수직축(121a)이 베이스(125)에 회전 가능하도록 결합될 수 있다.The rotating
제 1 액츄에이터(122)는 일례로 수직축(121a)을 회전시킴으로써 회전부재(121)를 회전시키기 위한 모터로 이루어질 수 있고, 감속기나 다수의 기어를 통해서 모터의 회전력이 수직축(121a)에 전달되도록 구성될 수 있다.For example, the
이송암(123)은 하단이 회전부재(121)에 힌지축(123a)으로 연결되어 제 2 액츄에이터(124)에 의해 힌지축(123a)을 중심으로 전후로 회전되고, 끝단에 부착유닛(110)이 연결되며, 회전부위를 최소화하면서 협소한 공간에서도 부착유닛(110)을 이송시킬 수 있도록 신축구조를 가질 수 있고, 이를 위해 서로 슬라이딩 결합되는 다수의 암부(123b,123c)로 이루어짐으로써 어느 하나의 암부(123b)가 다른 암부(123c)의 내측으로 삽입 내지 돌출됨으로써 길이 변경이 가능하며, 암부(123b,123c)가 서로 슬라이딩됨으로써 신축되도록 제 3 액츄에이터(126)가 설치될 수 있다.The
제 3 액츄에이터(126)는 일례로 모터 등의 회전력을 직선 운동으로 전환하여 암부(123b,123c) 중 어느 하나에 전달함으로써 암부(123b,123c)의 길이를 조절할 수 있으며, 다른 예로서 본 실시례에서처럼 암부(123b,123c) 내부에 유압이나 공압의 공급에 의해 작동하여 왕복 운동하는 피스톤로드에 의해 암부(123b,123c)의 신축을 조절하는 실린더가 사용될 수 있다.For example, the
한편, 로봇암(120)은 끝단에 힌지축(123d)을 중심으로 부착유닛(110)이 결합되며, 제 4 액츄에이터(127)에 의해 힌지축(123d)을 중심으로 부착유닛(110)을 전후로 회전시킬 수 있으며, 본 실시례에서처럼 이송암(123)의 끝단에 부착유닛(110)이 힌지축(123d)으로 결합될 수 있다.On the other hand, the
제 4 액츄에이터(127)는 일례로 부착유닛(110)에 고정된 힌지축(123d)을 이송암(123)의 끝단에서 회전시킴으로써 부착유닛(110)을 회전시키기 위한 회전력을 전달하는 모터로 이루어질 수 있고, 이 경우 감속기나 다수의 기어를 통해서 모터의 회전력을 힌지축(123d)으로 전달할 수 있으며, 이와 달리, 유압이나 공압에 의해 동작하는 실린더를 사용하여 부착유닛(110)이 힌지축(123d)을 중심으로 이송암(123)으로부터 회전하도록 할 수 있다.For example, the
무어링케이블(130)은 부착유닛(110)을 끌어당길 수 있도록 설치되어 윈치(140)에 권선됨으로써 부착유닛(110)에 부착된 선체(1)를 설치면(2) 측으로 끌어당길 수 있도록 하며, 부착유닛(110)이 선체(1)에 부착되면, 로봇암(120)의 제 1 내지 제 4 액츄에이터(122,124,126,127)를 오프(off)시켜서 구동력을 해제함으로써 로봇암(120)에 하중이 인가되지 않도록 모든 하중을 부담하며, 이로 인해 선체(1)의 도킹이나 계류에 대한 하중을 전적으로 부담하게 될 뿐만 아니라 로봇암(120)이 하중 부담으로부터 자유롭도록 하여 로봇암(120)의 구조 단순화 및 규모 축소를 가져올 수 있다. 또한, 무어링케이블(130)은 부착유닛(110)을 끌어당기기 위하여 끝단이 부착유닛(110), 예를 들면 연결부재(112)에 직접 연결되거나, 별도의 부재를 매개로 연결될 수 있으며, 이 뿐만 아니라, 로봇암(120)의 끝단에 연결될 수도 있다.The
윈치(140)는 무어링케이블(130)을 권선하도록 선박이나 이동항구 등의 설치면(2)에 설치될 수 있고, 모터(141)의 회전력이 미도시된 감속기나 다수의 기어를 통해 전달되어 회전하는 릴(142)의 외주면에 무어링케이블(130)이 권선되도록 한 다.The
본 발명에 따른 선박의 도킹 시스템(100)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 로봇암(120)이 설치된 이동항구나 선박 등과 같은 구조물(3)과 컨테이너선 등과 같은 선박의 선체(1) 사이에 설치되는 펜더(fender; 150)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 무어링케이블(130)을 권선 시 펜더(150)에 의해 선체(1)가 로봇암(120)이 설치된 구조물(3)에 충돌하는 것을 방지하도록 함과 아울러 로봇암(120)이 설치된 구조물(3)로부터 선체(1)를 미는 작용을 하게 됨으로써 무어링케이블(130)의 텐션이 유지되도록 할 수 있으며, 해상에 거친 파도가 이는 경우 등과 같이 해상 조건이 열악한 경우에도 선박 등의 도킹 내지 계류가 안정적으로 이루어지도록 한다.As shown in FIG. 3, the
펜더(150)는 로봇암(120)이 설치된 구조물(3) 또는 도킹 내지 계류 대상 선박의 선체(1) 또는 별도의 구조물 등에 의해 설치될 수 있고, 수면에 부유하도록 설치되거나 일정 높이에 위치하도록 고정될 수 있는 등 다양한 설치 구조를 가질 수 있으며, 충격을 흡수하면서도 강한 외력과 마찰력 등에 견딜 수 있는 재질 또는 구조를 가질 수 있다.The
도 6은 본 발명의 제 2 실시례에 따른 선박의 도킹 시스템을 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이, 제 2 실시례에 따른 선박의 도킹 시스템(200)은 선체(1; 도 3에 도시)에 분리 가능하게 부착되는 부착유닛(210)과, 부착유닛(210)을 선체(1)의 부착위치로 이송시키는 로봇암(220)과, 부착유닛(210)을 끌어당길 수 있도록 설치되는 무어링케이블(230)과, 무어링케이블(230)을 권선하도록 설치되는 윈치(240)를 포함할 수 있으며, 이들 구성에 대해서 제 1 실시례에 따른 선박의 도킹 시스템(100)에서 상세히 설명하였으므로 제 1 실시례에 따른 선박의 도킹 시스템(100)과의 차이점에 대해서만 설명하기로 하겠다.6 is a perspective view showing a docking system of a ship according to a second embodiment of the present invention. As shown, the
로봇암(220)의 이송암(223,224)은 다수로 이루어져서 힌지축(224a)에 의해 서로 회전 가능하도록 결합되며, 이러한 힌지축(224a)을 중심으로 어느 하나(224)가 제 5 액츄에이터(228), 일례로 실린더에 의해 회전하게 됨으로써 다양한 모션을 통해서 부착유닛(210)을 선체(1)의 원하는 위치에 정확하게 부착시킬 수 있도록 한다.The
한편, 로봇암(220)의 끝단에서 힌지축(224b)을 중심으로 부착유닛(210)을 회전시키는 제 4 액츄에이터(227)는 본 실시례에서처럼 로봇암(220)의 끝단과 이송유닛(210)에 각각 마련되는 브라켓(227a,227b)에 힌지결합되는 실린더로 이루어질 수 있으며, 외부로부터 공급되는 유압이나 공압에 의해 실린더가 팽창 또는 압축됨으로써 브라켓(227a,227b)간의 간격 조절을 통해서 로봇암(220)으로부터 부착유닛(210)을 회전시키도록 할 수 있다.On the other hand, the
도 7은 본 발명의 제 3 실시례에 따른 선박의 도킹 시스템을 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시례에 따른 선박의 도킹 시스템(300)은, 선체(1; 도 3에 도시)에 분리 가능하게 부착되는 부착유닛(310)과, 부착유닛(310)을 선체(1)의 부착위치로 이송시키는 로봇암(320)과, 부착유닛(310)을 끌어당길 수 있도록 설치되는 무어링케이블(330)과, 무어링케이블(330)을 권선하도록 설치되는 윈치(340)를 포함할 수 있으며, 이들 구성에 대해서 제 1 실시례에 따른 선박의 도킹 시스템(100)에서 상세히 설명하였으므로 제 1 실시례에 따른 선박의 도킹 시스템(100)과의 차이점에 대해서만 설명하기로 하겠다.7 is a perspective view showing a docking system of a ship according to a third embodiment of the present invention. As shown, the
본 실시례에서 무어링케이블(330)은 로봇암(320)을 따라 배열되도록 설치될 수 있다. 따라서, 무어링케이블(330)이 다른 구성요소들과 일체를 이루는 효과를 가지도록 함으로써 무어링케이블(330)의 설치를 위해 차지하는 면적을 최소화하여 시스템의 컴팩트화와 용이한 설치를 가능하도록 한다. 이 때, 윈치(340)는 무어링케이블(330)이 선체(1; 도 3에 도시)의 도킹 내지 계류로 인한 하중을 부담 시 로봇암(320)이 이러한 하중으로부터 자유롭게 하거나 로봇암(320)의 안정성을 해치지 않도록 무어링케이블(330)을 권선하는 위치에 설치될 수 있다.In this embodiment, the
또한, 무어링케이블(330)은 도 7에 도시된 바와 같이, 각각의 윈치(340)에 권선되도록 다수로 이루어질 수 있으며, 이로 인해 무어링케이블(330) 각각이 하중을 분담함으로써 선체(1; 도 3에 도시)의 안정된 도킹 및 계류를 가능하도록 할 수 있으며, 이러한 다수의 무어링케이블(330)은 이전의 실시례는 물론 이후의 실시례에 따른 선박의 도킹시스템에서도 적용될 수 있다.In addition, the
도 8은 본 발명의 제 4 실시례에 따른 선박의 도킹 시스템을 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시례에 따른 선박의 도킹 시스템(400)은, 선체(1; 도 3에 도시)에 분리 가능하게 부착되는 부착유닛(410)과, 부착유닛(410)을 선체(1)의 부착위치로 이송시키는 로봇암(420)과, 부착유닛(410)을 끌어당길 수 있도록 설치되는 무어링케이블(430)과, 무어링케이블(430)을 권선하도록 설치되는 윈치(440)를 포함할 수 있으며, 이들 구성에 대해서 제 1 실시례에 따른 선박의 도킹 시스템(100)에서 상세히 설명하였으므로 제 1 실시례에 따른 선박의 도킹 시스템(100)과의 차이점에 대해서만 설명하기로 하겠다.8 is a perspective view showing a docking system of a ship according to a fourth embodiment of the present invention. As shown, the
본 실시례에서 무어링케이블(430)은 로봇암(420)의 내부에 설치될 수 있다.따라서, 무어링케이블(430)이 다른 구성요소들과 일체를 이루는 효과를 가지도록 함으로써 무어링케이블(430)의 설치를 위해 차지하는 면적을 최소화하여 시스템의 컴팩트화와 용이한 설치를 가능하도록 한다. In this embodiment, the
한편, 무어링케이블(430)이 선체(1; 도 3에 도시)의 도킹 내지 계류로 인한 하중을 부담 시 로봇암(420)이 이러한 하중으로부터 자유롭도록 하거나 로봇암(420)의 안정성을 해치지 않는 한도 내에서 로봇암(420)에 무어링케이블(430)의 이동을 가이드하기 위한 가이드부(미도시)가 마련될 수 있으며, 이러한 가이드부는 별도의 부재 또는 로봇암(420)의 구성부재로 이루어질 수 있다. 또한, 윈치(440)는 무어링케이블(430)이 선체(1; 도 3에 도시)의 도킹 내지 계류로 인한 하중을 부담 시 로봇암(420)이 이러한 하중으로부터 자유롭도록 하거나 로봇암(420)의 안정성을 해치지 않도록 무어링케이블(430)을 권선할 수 있는 위치에 설치될 수 있다.On the other hand, when the
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 선박의 도킹 시스템의 동작을 본 발명의 일 실시례에 따른 선박의 도킹 방법과 함께 상세히 설명하기로 하겠으며, 본 발명의 일 실시례에 따른 선박의 도킹 방법은 상기한 본 발명에 따른 선박의 도킹 시스템에 대한 모든 실시례에 적용될 수 있으므로 제 1 실시례에 따른 선박의 도킹 시스템을 예로 들어 설명하기로 하겠다.The operation of the docking system of the ship according to the invention having such a configuration will be described in detail with the docking method of the ship according to an embodiment of the present invention, the docking method of the ship according to an embodiment of the present invention is Since it can be applied to all embodiments of the docking system of the ship according to the present invention will be described by taking the docking system of the ship according to the first embodiment as an example.
도 9는 본 발명의 일 실시례에 따른 선박의 도킹 방법을 도시한 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시례에 따른 선박의 도킹 방법은 부착유닛을 로 봇암에 의해 선체로 이송시키는 단계(S10)와, 선체에 부착유닛을 부착시키는 단계(S20)와, 로봇암의 액츄에이터를 오프(off)시키는 단계(S30)와, 무어링케이블을 권선하는 단계(S40)를 포함할 수 있다.9 is a flowchart illustrating a docking method of a ship according to an embodiment of the present invention. As shown, the docking method of the ship according to an embodiment of the present invention includes the step of transferring the attachment unit to the hull by the robot arm (S10), the step of attaching the attachment unit to the hull (S20), and the robot arm It may include the step of (off) the actuator of (S30), and winding the mooring cable (S40).
부착유닛을 로봇암에 의해 선체로 이송시키는 단계(S10)에 의하면, 도킹이나 계류 대상 선박을 다른 선박 또는 이동항구에 근접시킨 다음(S11), 도킹이나 계류 대상 선박의 선체에서 부착유닛(110)을 부착시킬 최적 위치를 선정하고(S12), 로봇암(120)에 의해 부착유닛(110)을 선체(1)의 부착위치로 이동시키게 된다(S13). 여기서, 제 1 액츄에이터(122)의 구동에 의한 이송암(123)의 방향 전환과, 제 2 액츄에이터(124)의 구동에 의한 이송암(123)의 전후 회전과, 제 3 액츄에이터(126)의 구동에 의한 이송암(123)의 신축, 그리고, 제 4 액츄에이터(127)의 구동에 의한 부착유닛(110)의 자세 변경을 통해서 부착유닛(110)이 선체(1)에서 부착되고자 하는 위치에 도달하도록 한다. According to the step (S10) of transferring the attachment unit to the hull by the robot arm, the vessel to be docked or mooring close to another vessel or mobile port (S11), and then the
선체에 부착유닛을 부착시키는 단계(S20)에 의하면, 부착유닛(110)이 공급되는 진공에 의해 선체(1)에 진공으로 흡착되도록 하는데, 외부로부터 진공이 부착패드(111)로 공급됨으로써 진공홀(111a)을 통해 부착유닛(110)이 선체(1)에 흡착되게 된다. 한편, 부착유닛(110)이 진공 흡착 방식이 아닌 자력 부착 방식인 경우 공급되는 전원에 의해 발생되는 자력에 의해 선체(1)에 부착될 수 있다.According to the step (S20) of attaching the attachment unit to the hull, the
로봇암의 액츄에이터를 오프(off)시키는 단계(S30)에 의하면, 무어링케이블을 권선하는 단계(S40)에 의해 부착유닛(110)을 끌어당기기 위한 무어링케이블(130)을 권선함으로써 무어링케이블(130)이 선박의 도킹 내지 계류로 인한 하중 을 부담 시 로봇암(120)이 하중의 부담으로부터 자유롭도록 제 1 내지 제 4 액츄에이터(122,124,126,127)의 구동력을 해제시키게 된다. According to the step (S30) of turning off the actuator of the robot arm, by winding the mooring cable (S40) by winding the
무어링케이블을 권선하는 단계(S40)에 의하면, 로봇암의 제 1 내지 제 4 액츄에이터(122,124,126,127)가 오프된 다음, 부착유닛(110)을 끌어당기기 위하여 부착유닛(110)에 직접 또는 별도의 부재 등을 매개하여 연결된 무어링케이블(130)을 윈치(140)로 권선함으로써 도킹 내지 계류 대상의 선체(1)를 설치면(2) 측으로 당겨서 선체(1)가 다른 선박이나 이동항구 등으로부터 적정거리를 유지한 상태로 도킹 내지 계류되도록 하고, 이로 인해 무어링케이블(130)이 선체(1)의 도킹 내지 계류에 의한 하중을 전적으로 부담하도록 한다. According to the step (S40) of winding the mooring cable, the first to
도 3에 도시된 바와 같이, 무어링케이블(130)을 권선하기 전에 로봇암(120)이 설치된 이동항구나 선박 등의 구조물(3)과 컨테이너선 등과 같은 선박의 선체(1) 사이에 펜더(fender; 150)를 설치한 후 무어링케이블(130)을 권선하도록 할 수 있다. 따라서, 무어링케이블(130)을 권선 시 펜더(150)에 의해 선체(1)가 로봇암(120)이 설치된 구조물(3)에 충돌하는 것을 방지하도록 함과 아울러 로봇암(120)이 설치된 구조물(3)로부터 선체(1)를 미는 작용을 하게 됨으로써 무어링케이블(130)의 텐션이 유지되도록 할 수 있으며, 해상에 거친 파도가 이는 경우 등과 같이 해상 조건이 열악한 경우에도 선박 등의 도킹 내지 계류가 안정적으로 이루어지도록 한다.As shown in FIG. 3, before winding the
이상과 같은 본 발명의 실시례에 따르면, 해상에서 선박과 선박이 도킹하거나 선박과 이동항구가 도킹하는 경우에 사용되고, 선박과 선박 등의 접촉은 진공이 나 자력을 이용한 부착유닛에 의해 이루어지며, 이러한 부착유닛은 로봇암을 이용하여 위치 이동시키게 된다. 또한, 부착유닛이 선체에 부착되면, 로봇암의 모든 액츄에이터를 오프시킴으로써 무어링케이블에 모든 하중이 걸리도록 하며, 이로 인해 대형 선박을 도킹 내지 계류시킬 때 인가되는 큰 하중이 로봇암이 아닌 무어링케이블에 가해짐으로써 리지드 바디(rigid body)로 이루어진 로봇암의 안정성을 확보할 수 있다.According to the embodiment of the present invention as described above, used when the ship and the ship docked or the ship and the mobile port docked at sea, the contact between the ship and the ship is made by the attachment unit using a vacuum or magnetic force, This attachment unit is to move the position using the robot arm. In addition, when the attachment unit is attached to the hull, all the load is applied to the mooring cable by turning off all the actuators of the robot arm, so that a large load applied when docking or mooring a large vessel is not a mooring arm. By applying to the cable it is possible to ensure the stability of the robot arm consisting of a rigid body (rigid body).
이상에서와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서 구체적인 실시례에 관해 설명하였으나, 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하며, 이러한 변형된 실시례들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다할 것이다.As described above, specific embodiments have been described in the detailed description of the present invention, but it is obvious that the technology of the present invention can be easily modified by those skilled in the art, and such modified embodiments are defined in the claims of the present invention. It will be included in the technical spirit described.
도 1은 본 발명의 제 1 실시례에 따른 선박의 도킹 시스템을 도시한 사시도이고,1 is a perspective view showing a docking system of a ship according to a first embodiment of the present invention,
도 2는 본 발명의 제 1 실시례에 따른 선박의 도킹 시스템을 도시한 측면도이고,2 is a side view showing a docking system of a ship according to a first embodiment of the present invention,
도 3은 본 발명의 제 1 실시례에 따른 선박의 도킹 시스템의 작용을 설명하기 위한 측면도이고,3 is a side view for explaining the operation of the docking system of the ship according to the first embodiment of the present invention,
도 4는 본 발명의 제 1 실시례에 따른 선박의 도킹 시스템을 도시한 배면도이고,4 is a rear view showing the docking system of the ship according to the first embodiment of the present invention,
도 5는 본 발명의 제 1 실시례에 따른 선박의 도킹 시스템을 도시한 볼조인트결합부를 도시한 측면도이고,5 is a side view showing a ball joint coupling unit showing a docking system of a ship according to a first embodiment of the present invention,
도 6은 본 발명의 제 2 실시례에 따른 선박의 도킹 시스템을 도시한 사시도이고,6 is a perspective view showing a docking system of a ship according to a second embodiment of the present invention,
도 7은 본 발명의 제 3 실시례에 따른 선박의 도킹 시스템을 도시한 사시도이고,7 is a perspective view showing a docking system of a ship according to a third embodiment of the present invention,
도 8은 본 발명의 제 4 실시례에 따른 선박의 도킹 시스템을 도시한 사시도이고,8 is a perspective view showing a docking system of a ship according to a fourth embodiment of the present invention,
도 9은 본 발명의 일 실시례에 따른 선박의 도킹 방법을 도시한 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating a docking method of a ship according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
110,210,310,410 : 부착유닛 111 : 부착패드110,210,310,410: Attachment unit 111: Attachment pad
111a : 진공홀 112 : 연결부재111a: vacuum hole 112: connecting member
113 : 볼조인트결합부 113a : 볼113: ball
113b : 볼하우징 113c : 회전제한부113b:
113d : 연결축 113e : 탄성캡113d: connecting
120,220,320,420 : 로봇암 121,221 : 회전부재120,220,320,420: Robot arm 121,221: Rotating member
121a : 수직축 122 : 제 1 액츄에이터121a: vertical axis 122: first actuator
123,223,224 : 이송암 123a,123d,224a,224b : 힌지축123,223,224:
123b,123c : 암부 124 : 제 2 액츄에이터123b and 123c: arm 124: second actuator
125 : 베이스 126 : 제 3 액츄에이터125: base 126: third actuator
127,227 : 제 4 액츄에이터 130,230,330,430 : 무어링케이블127,227: 4th actuator 130,230,330,430: mooring cable
140,240,340,440 : 윈치 141 : 모터140,240,340,440: winch 141: motor
142 : 릴 150 : 펜더142: reel 150: fender
227a,227b : 브라켓 228 : 제 5 액츄에이터227a, 227b bracket 228: fifth actuator
1 : 선체 2 : 설치면1: hull 2: mounting surface
3 : 구조물3: Structure
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |