KR20110062248A - 무선 조종을 이용한 선박 수중 청소 로봇 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 선박의 수면 밑 수중부분에 선박에 붙어 있는 물이끼 및 따개비등을 청소하는 로봇으로써 종래에 다이버가 수중에서 대형선박을 청소하는 작업을 대신 시행하는 무선 조종을 이용한 선박 수중 청소 로봇에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 종래의 수중 청소용 장치 또는 로봇에 케이블을 제거함으로써, 로봇 움직임의 자율성과 청소구역의 제약성을 완전히 탈피할 수 있으며, 다이버가 조종 장치를 물속에 가지고 들어가서 로봇과 약 3~5m 떨어진 곳에서 무선통신을 이용하여 로봇을 조정할 수 있는 무선 조종을 이용한 선박 수중 청소 로봇을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 선박의 선저의 물이끼 따개비 등을 청소하는 수중 청소 로봇으로서, 로봇을 주행시키는 주행 바퀴, 상기 주행 바퀴 앞에 위치하여 수중 청소 로봇의 수직을 유지하는 수직 추진기, 상기 수직 추진기 앞에 위치하여 물이끼, 따개비 등을 청소하는 브러시 장치, 수중 청소 로봇의 전면에 위치하여 하중을 지탱하는 더미 바퀴, 대용량 배터리와 같은 전원을 포함하고 있는 기다란 원통형의 전원 하우징, 상기 전원 하우징 옆에 위치한 상기 수중 청소 로봇을 제어하는 기다란 원통형의 제어 하우징, 수신된 신호에 대해 자동으로 응답하는 신호 수신기로서 USBL(Ultra-Short Baseline, 또는 SSBL:Super-Short Baseline: 초협대역 초음파 위치추적 장치) 트랜스폰더, 수중 청소 로봇의 관성을 측정하는 IMU(Inertial Measurement Unit), 수중 청소 로봇의 뒤쪽에 위치하여 수중 청소 로 봇의 수평을 유지하는 수평 추진기, 및 수중 청소 로봇의 전면에 위치하여 사물을 촬상하는 카메라 및 라이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
수중 청소 로봇, 무선 조정 장치, USBL 트랜스폰더, 전원 하우징, 제어 하우징
Description
본 발명은 선박의 수면 밑 수중부분에 선박에 붙어 있는 물이끼 및 따개비 등을 청소하는 로봇으로써 종래에 다이버가 수중에서 대형선박을 청소하는 작업을 대신 시행하는 무선 조종을 이용한 선박 수중 청소 로봇에 관한 것이다.
종래에는 선박선저의 부착생물을 제거하지 않으면 선박의 최대속도가 40% 까지 저하되거나 연료소모량의 증가와 같은 문제가 발생할 수 있으며, 현재 선저의 청소는 다이버가 직접 들어가 청소작업을 하여야 하므로 하루 종일 누운 자세에서 작업을 해야 하고, 부착물들이 떨어지면서 수중에 부유물이 발생하여 시계가 좋지 않은 등 작업환경이 열악하여 신속하게 청소를 할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 선박의 수중저면의 상황을 점검하기 위해서 다이버가 물속에 들어가야 하는데 호흡문제로 수중에서 작업할 수 있는 시간의 제약이 따르고, 조류가 심한 곳에서는 청소 및 검사가 불가능하다는 문제점이 있다.
또 다른 관련된 종래기술로서 청소장비를 이용해 선박선저를 청소하는 방법에는 브러시 또는 워터제트 분사장치를 설치하여 청소작업을 수행하는 방법과 수중 청소기기를 이용하여 다이버가 수중에서 직접 청소를 하는 두 가지 방법이 이용되고 있으나, 후자는 곡율이 큰 선저부를 청소할 수 있으나, 아주 좁은 구역에서만 청소작업이 가능하여 선저와 같이 넓은 영역의 청소작업을 수행하기에는 어려운 문제점이 있고, 전자는 곡율이 적은 선박의 선저는 청소할 수 있으나, 곡율이 큰 부분을 청소하기에는 어려운 문제점이 있으며, 넓은 영역을 신속하게 청소를 하기 위해서는 작업인원이 많이 소요되고, 현재 청소를 수행하는 위치를 파악하기 어려우며, 청소상태를 파악하기 위하여 비디오를 촬영하는 경우에는 또 다른 작업자 및 장비를 구비해야 하는 등의 문제점이 있다.
또 다른 관련된 종래기술은 따개비나 물이끼 등이 부착하여 기생하는 것을 방지하기 위하여 독성이 강한 물질이 혼합된 페인트를 도포하는 방법을 사용하나, 이는 해수를 오염시켜 수중 생태계를 파괴하는 원인이 되며, 일정시간이 흘러서 독성이 사라지면 청소 후에 다시 페인트를 도포하여야 하는 문제점이 있다.
또한, 이전의 선박 수중 청소장치 또는 로봇은 다이버가 직접 물속에서 수동으로 조작을 하던지, 육상에서 유선으로 조정을 하면서 청소를 실시하였다. 이러한 장비들로는 다음과 같은 문제점이 생긴다. 다이버가 물속에서 수동으로 조작을 할 때에는 물이끼 또는 따개비, 이물질 들로 시야를 방해하고, 다이버의 몸에 이물질이 직접 접촉되면서 작업을 방해하기도 하고,수동으로 조향을 하므로 근골격계 이상의 원인이 되기도 하였다. 또한 육상에서 모니터를 주시하면서 조이스틱으로 조작을 할 때는 이물질의 상태 또는 로봇의 위치 등을 섬세히 파악할 수가 없으며, 청소상태를 카메라로 확인하는 데에도 한계가 있었다. 그리고 케이블로 인하여 청 소구역이 제약될 수 밖에 없었다.
기존의 장비 또는 로봇에는 유압구동 또는 전기 구동으로 되어 있었으며, 이를 위하여 케이블로 전원을 인가하면서 처리해야 했다. 또한 전원공급을 위하여 육상에 전원단이 항상 근접해야 했고, 장비와 더불어 케이블을 설치해야 하는 번거로움이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 배경하에서 안출된 것으로서, 본 발명은 종래의 수중 청소용 장치 또는 로봇에 케이블을 제거함으로써, 로봇 움직임의 자율성과 청소구역의 제약성을 완전히 탈피할 수 있으며, 다이버가 조종 장치를 물속에 가지고 들어가서 로봇과 약 3~5m 떨어진 곳에서 무선통신을 이용하여 로봇을 조정할 수 있는 무선 조종을 이용한 선박 수중 청소 로봇을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 선박의 선저의 물이끼 따개비 등을 청소하는 수중 청소 로봇으로서,
로봇을 주행시키는 주행 바퀴,
상기 주행 바퀴 앞에 위치하여 수중 청소 로봇의 수직을 유지하는 수직 추진기,
상기 수직 추진기 앞에 위치하여 물이끼, 따개비 등을 청소하는 브러시 장치,
수중 청소 로봇의 전면에 위치하여 하중을 지탱하는 더미 바퀴,
대용량 배터리와 같은 전원을 포함하고 있는 기다란 원통형의 전원 하우징,
상기 전원 하우징 옆에 위치한 상기 수중 청소 로봇을 제어하는 기다란 원통형의 제어 하우징,
수신된 신호에 대해 자동으로 응답하는 신호 수신기로서 USBL(Ultra-Short Baseline, 또는 SSBL:Super-Short Baseline: 초협대역 초음파 위치추적 장치) 트랜스폰더,
수중 청소 로봇의 관성을 측정하는 IMU(Inertial Measurement Unit),
수중 청소 로봇의 뒤쪽에 위치하여 수중 청소 로봇의 수평을 유지하는 수평 추진기, 및
수중 청소 로봇의 전면에 위치하여 사물을 촬상하는 카메라 및 라이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 종래와 같이 케이블로 인한 제약을 받지 않고 또한 청구 구역의 제약을 받지 않고 작업시간을 상당하게 줄임으로써 종래 기술에 비해 현저한 청소 효과를 얻을 수 있다.
이하 도면을 참조로 하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.
도 1a는 본 발명의 수중 청소 로봇의 뒤집은 상태의 사시도를 도시한다.
본 발명의 수중 청소 로봇은 로봇을 주행시키는 주행 바퀴(10), 상기 주행 바퀴 앞에 위치하여 수중 청소 로봇의 수직을 유지하는 수직 추진기(20), 상기 수직 추진기 앞에 위치하여 물이끼, 따개비 등을 청소하는 브러시 장치(30) 및 수중 청소 로봇의 전면에 위치하여 수중 청소 로봇의 하중을 지탱하는 더미 바퀴(40)를 포함하고 있다.
도 1b는 본 발명의 수중 청소 로봇의 정상 상태의 사시도를 도시한다.
본 발명의 수중 청소 로봇은 또한 대용량 배터리와 같은 전원을 포함하고 있는 기다란 원통 형태의 전원 하우징(50), 상기 수중 청소 로봇을 제어하는 상기 전원 하우징 옆에 위치한 기다란 원통형의 제어 하우징(60), 수신된 신호에 대해 자동으로 응답하는 신호 수신기로서 USBL(Ultra-Short Baseline, 또는 SSBL:Super-Short Baseline: 초협대역 초음파 위치추적 장치, 이하 'USBL' 이라 약칭함) 트랜스폰더(70), 수중 청소 로봇의 관성을 측정하는 IMU(Inertial Measurement Unit)(80), 수중 청소 로봇의 뒤쪽에 위치하여 수중 청소 로봇의 수평을 유지하는 수평 추진기(90), 수중 청소 로봇의 전면에 위치하여 사물을 촬상하는 카메라 및 라이트(100)를 포함하고 있다.
도 2a는 본 발명의 수중 청소 로봇의 뒤집은 상태의 좌측면도를 도시하는데, 전술한 바와 같은 주행 바퀴(10), 주행 바퀴 우측의 브러시 장치(30), 수평 추진기(90), 수평 추진기 우측에 장착된 제어 장치(60)가 도시되어 있다. 브러시 장치(30)는 브러시 모터(30a), 이 모터(30a)에 연결된 연결 지그(30b), 및 상기 연결지그(30b)에 연결된 고정부(30c)를 구비하고 있다.
도 2b는 본 발명의 수중 청소 로봇의 뒤집은 상태의 정면도이다.
이 정면도에서 볼 수 있는 바와 같이, 정면도로부터는 브러시(30), 브러시 하단에 설치되는 제어 하우징(50)과 전원 하우징(60) 그리고 수평 추진기(90)가 도시되어 있다.
도 3은 본 발명의 수중 청소 로봇의 무선 조정 장치의 사시도를 도시하는데, 도시한 바와 같이, 초음파를 송신하여 수중 청소 로봇을 전진 또는 후진 시키는 전 /후진 레버(110), 초음파 송신에 의해 상기 수중 청소 로봇을 좌 또는 우로 이동시키는 좌/우 레버(120), 상기 수중 청소 로봇을 비상정지시키는 비상 정지버튼(130) 및 상기 수중 청소 로봇의 속도를 조절하는 속도 조절 버튼(140) 및 조명을 비춰주는 조명(150)을 구비하고 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 수중 청소 로봇의 동작을 설명하면, 상기 무선 조정 장치에 의해 초음파를 송신하면 상기 수중 청소 로봇의 USBL 트랜스폰더(70)에 의해 초음파를 감지하여 수중 청소 로봇의 제어 하우징(60)의 도시하지 않은 중앙 처리 장치로 송신하여 중앙 처리 장치에서 전원 하우징(50)으로 명령하여 전원 하우징(50)의 도시치 않은 배터리를 가동시켜 수중 청소 로봇의 브러시(30)가 모터(30a)에 의해 동작하여 선박의 선저를 청소할 수 있다. 상기 무선 조정 장치와 상기 수중 청소 로봇의 통신거리는 약 3~5m 간격에서 수행될 수 있다.
지금까지 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 이하의 부속 청구범위의 사상 및 영역을 일탈하지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 여러 가지로 수정 및 변형실시될 수 있으며, 이러한 수정 및 변형은 본 발명의 영역 내에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1a는 본 발명의 수중 청소 로봇의 뒤집은 상태의 사시도를 도시한다.
도 1b는 본 발명의 수중 청소 로봇의 정상 상태의 사시도를 도시한다.
도 2a는 본 발명의 수중 청소 로봇의 뒤집은 상태의 좌측면도를 도시한다.
도 2b는 본 발명의 수중 청소 로봇의 뒤집은 상태의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 수중 청소 로봇의 무선 조정 장치의 사시도를 도시한다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: 주행 바퀴 20: 수직 추진기
30: 브러시 장치 40: 더미 바퀴
50: 전원 하우징 60: 제어 하우징
70: USBL 트랜스 폰더 80:IMU
90: 수평 추진기 100: 카메라 및 라이트
30a: 모터 30b: 연결 지그
30c: 고정부 110: 전/후진 레버
120: 좌/우 레버 130: 비상 정지버튼
140: 속도조절 버튼
Claims (4)
- 선박의 선저의 물이끼 따개비 등을 청소하는 수중 청소 로봇으로서,로봇을 주행시키는 주행 바퀴,상기 주행 바퀴 앞에 위치하여 수중 청소 로봇의 수직을 유지하는 수직 추진기,상기 수직 추진기 앞에 위치하여 물이끼, 따개비 등을 청소하는 브러시 장치,수중 청소 로봇의 전면에 위치하여 하중을 지탱하는 더미 바퀴,대용량 배터리와 같은 전원을 포함하고 있는 기다란 원통형의 전원 하우징,상기 전원 하우징 옆에 위치한 상기 수중 청소 로봇을 제어하는 기다란 원통형의 제어 하우징,수신된 신호에 대해 자동으로 응답하는 신호 수신기로서 USBL(Ultra-Short Baseline, 또는 SSBL:Super-Short Baseline: 초협대역 초음파 위치추적 장치) 트랜스폰더,수중 청소 로봇의 관성을 측정하는 IMU(Inertial Measurement Unit),수중 청소 로봇의 뒤쪽에 위치하여 수중 청소 로봇의 수평을 유지하는 수평 추진기, 및수중 청소 로봇의 전면에 위치하여 사물을 촬상하는 카메라 및 라이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 청소 로봇.
- 제1항에 있어서,상기 브러시 장치는 모터를 포함하고, 연결 지그를 거쳐 고정부에 고정되는 것을 특징으로 하는 수중 청소 로봇
- 제1항에 있어서,상기 수중 청소 로봇은 무선 조정 장치를 포함하는데, 상기 무선 조정 장치는초음파를 송신하여 수중 청소 로봇을 전진 또는 후진 시키는 전/후진 레버,초음파 송신에 의해 상기 수중 청소 로봇을 좌 또는 우로 이동시키는 좌/우 레버,상기 수중 청소 로봇을 비상정지시키는 비상 정지버튼,상기 수중 청소 로봇의 속도를 조절하는 속도 조절 버튼, 및조명을 비춰주는 조명을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 수중 청소 로봇.
- 제3항에 있어서,상기 무선 조정 장치와 상기 수중 청소 로봇의 통신 거리는 약 3~5m인 것을 특징으로 하는 수중 청소 로봇.
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