KR20110065868A - 선박 계류용 후크 장치 - Google Patents

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KR20110065868A
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Abstract

본 발명의 선박 계류용 후크 장치는, 지반 또는 선박에 고정되는 프레임; 상기 프레임에 회동 가능하게 연결되는 아암; 상기 아암 및 상기 프레임을 연결하는 것으로, 상기 프레임의 높이 방향을 중심축으로 하여 상기 아암이 회동되도록 일측은 상기 프레임에 칼라 핀으로 피봇 결합되고, 상기 프레임의 측 방향을 중심축으로 하여 상기 아암이 회동되도록 타측은 상기 아암에 로드셀 핀으로 피봇 결합되는 힌지 블록; 상기 아암의 단부에 회동 가능하게 조립되는 것으로, 회동축이 되는 후크 힌지의 삽입을 위한 삽입 구멍과, 상기 선박의 계류 상태를 유지하는 로프를 걸어주도록 상기 삽입 구멍의 일측에 배치되는 로프 홈과, 상기 삽입 구멍의 타측에 배치되는 체결부를 구비하는 후크; 상기 체결부에 접촉됨으로써 상기 후크의 회동을 로킹하는 로킹 위치 및 상기 체결부와 접촉을 해제하는 로킹 해제 위치로 회동되는 로커; 상기 로프의 장력을 자동 감지하는 로드셀; 을 포함한다.

Description

선박 계류용 후크 장치{MOORING HOOK DEVICE}
본 발명은 선박을 부두에 계류시키는 선박 계류용 후크 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 선박이 부두 또는 항구에 계류하는 경우에는 계류용 로프의 아이(eye)형 고리를 육상에 고정된 계선주(bollard)나 클리트(cleat)에 걸어 고정시켰다. 또한, 계류용 부표를 사용하는 경우도 있는데, 부표계류의 경우에는 힘이 작용하는 방향으로 부표가 움직이면서 기울게 되므로 부표 중앙부에 설치된 원형 샤클에 완전 결속하는 방법으로 선박을 정박시킨다.
그러나 이와 같이 일반적인 계선주 또는 부표 와 샤클을 이용하여 선박을 전안시키거나 계류시키는 경우, 선박의 출발시 작업자 또는 하선자가 직접 후크를 계선주에서 해제시켜야 하므로 해제작업이 곤란하고 번거로운 문제점이 있다.
또한, 작업자가 직접 후크를 해제시켜야 하므로 작업자가 상해를 입을 가능성이 높고, 비상상황발생시 신속하게 후크를 해제할 수 없어 선박에 치명적인 손상을 입히는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위한 것으로, 로프에 걸리는 장력을 자동 측정할 수 있어 선박 계류시 풍랑이나 지진 하중에 의한 비상 상황을 인식할 수 있고, 이에 따라 선박의 계류 상태를 원격지에서 감지할 수 있어 안전 사고 및 선박의 파손을 예방하며, 로프를 걸어주는 후크 및 로프를 감아주는 윈치 드럼을 원격지에서 자동 제어할 수 있는 선박 계류용 후크 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 선박 계류용 후크 장치는, 지반 또는 선박에 고정되는 프레임; 상기 프레임에 회동 가능하게 연결되는 아암; 상기 아암 및 상기 프레임을 연결하는 것으로, 상기 프레임의 높이 방향을 중심축으로 하여 상기 아암이 회동되도록 일측은 상기 프레임에 칼라 핀으로 피봇 결합되고, 상기 프레임의 측 방향을 중심축으로 하여 상기 아암이 회동되도록 타측은 상기 아암에 로드셀 핀으로 피봇 결합되는 힌지 블록; 상기 아암의 단부에 회동 가능하게 조립되는 것으로, 회동축이 되는 후크 힌지의 삽입을 위한 삽입 구멍과, 상기 선박의 계류 상태를 유지하는 로프를 걸 어주도록 상기 삽입 구멍의 일측에 배치되는 로프 홈과, 상기 삽입 구멍의 타측에 배치되는 체결부를 구비하는 후크; 상기 체결부에 접촉됨으로써 상기 후크의 회동을 로킹하는 로킹 위치 및 상기 체결부와 접촉을 해제하는 로킹 해제 위치로 회동되는 로커; 상기 로프의 장력을 자동 감지하는 로드셀; 을 포함한다.
본 발명에 따르면, 로프에 걸리는 장력을 자동 측정할 수 있어 선박 계류시 풍랑이나 지진 하중에 의한 비상 상황을 인식할 수 있고, 이에 따라 선박의 계류 상태를 원격지에서 감지할 수 있어 안전 사고 및 선박의 파손을 예방하며, 로프를 걸어주는 후크 및 로프를 감아주는 윈치 드럼을 원격지에서 자동 제어할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 선박 계류용 후크 장치를 도시한 측면도이다. 도 2는 도 1의 평면도이다. 도 3은 본 발명의 후크를 도시한 측면도이다. 도 4는 본 발명의 아암을 도시한 측면도이다. 도 5는 본 발명의 로드셀을 도시한 사시도이다. 도 6은 본 발명의 힌지 블록을 도시한 평면도이다. 도 7은 본 발명의 프레임을 도시한 측면도이다. 도 1 내지 도 7을 함께 참조하며 본 발명의 선박 계류용 후크 장치의 구성 및 작용을 설명한다.
본 발명의 선박 계류용 후크 장치(이하 '후크 장치'라고 함)는 프레임(101), 아암(200), 힌지 블록(270), 후크(250), 로커(240), 로드셀(210)을 포함하며, 바람직하게는 무선 전송부, 스토퍼(260), 윈치 드럼(112), 모터(102), 원격 제어부, 유압 실린더(220), 링크(230)를 더 포함한다.
후크 장치는 부두의 지반에 고정되거나 선박의 갑판에 고정 설치되므로, 프레임(101)도 마찬가지로, 부두의 지반 또는 선박의 갑판에 고정된다. 후크 장치는 로프(10)를 감아서 로프(10)에 장력을 부가하거나 선박을 부두에 접근시키는 한편, 로프(10) 단부의 아이(eye) 고리에 후크(250)를 걸어서 선박을 정위치에 계류시키는 장치이다.
아암(200)은 프레임(101)에 회동 가능하게 연결되며, 로프(10)의 장력에 의하여 프레임(101)에 대하여 인장력을 작용한다.
힌지 블록(270)은 아암(200) 및 프레임(101)을 연결하는 것으로서, 서로 직교하는 가상의 제1축 및 제2축을 회동 중심으로 하여 아암(200)이 회동 가능하도록 프레임(101)에 연결시키는 부품이다. 여기서, 제1축은 프레임(101)의 높이 방향으로 연장되는 가상축이며, 제2축은 제1축에 수직한 것으로서 프레임(101)의 옆 방향을 따라 연장된 가상축이다.
프레임(101)의 높이 방향(제1축)을 중심축으로 하여 아암(200)이 회동될 수 있도록, 힌지 블록(270)의 일측은 프레임(101)에 칼라 핀(110)으로 피봇(pivot) 결합된다. 따라서, 파도나 해면 높이 변화에 따라 로프(10)가 프레임(101)의 높이 방향으로 움직일 때 아암(200)이 좌우로 회동될 수 있게 한다.
또한, 프레임(101)의 측 방향(제2축)을 중심축으로 하여 아암(200)이 회동될 수 있도록 힌지 블록(270)의 타측은 아암(200)에 로드셀 핀(120)으로 피봇 결합된다. 따라서, 파도나 선박의 위치 변화에 따라 로프(10)가 프레임(101)의 측 방향으로 유동될 때 아암(200)이 이에 연동하여 상하로 회동될 수 있게 한다.
프레임(101)에는 서로 이격된 한 쌍의 칼라(106)가 마련되며, 힌지 블록(270)의 일측은 칼라(106)에 칼라 핀(110)으로 끼워져 프레임(101)의 높이 방향(제1축)을 중심축으로 하여 회동된다.
후크(250)는 아암(200)의 단부에 회동 가능하게 조립된다. 후크(250)는 삽입 구멍과, 로프 홈(251)과, 체결부(255), 스토퍼 접촉부(256)를 구비한다.
삽입 구멍(253b)은 후크(250)의 회동축이 되는 후크 힌지(253)가 삽입 고정되는 구멍이다. 후크 힌지(253)는 아암(200)에 형성된 후크 힌지 홀(205)을 관통하여 후크(250)에 형성된 삽입 구멍(253b)에 결합된다.
로프 홈(251)은 선박의 계류 상태를 유지하는 로프(10)를 걸어주도록 삽입 구멍(253b)의 일측에 위치하는 고리 모양의 연장 부분이다. 로프 홈(251)에 로프(10) 단부의 아이 고리가 걸리고, 후크(250)의 회동이 로킹됨으로써 선박의 계류 상태를 유지한다.
체결부(255)는 삽입 구멍(253b)의 타측에 위치하는 부분으로서, 로커(240)에 형성된 로커 홈(245)에 삽입되어 후크(250)의 회동을 로킹시키는 작용을 한다.
로커(240)는 체결부(255)에 접촉됨으로써 후크(250)의 회동을 로킹하는 로킹 위치 및 체결부(255)와 접촉을 해제함으로써 후크(250)의 회동을 허용하여 로프(10)를 풀어주는 로킹 해제 위치로 회동된다. 아암(200)의 측면에 로커 홀(204)이 마련되며 로커(240)가 로커 힌지(243)에 의하여 로커 홀(204)에 피봇 결합됨으로써 로커(240)는 회동 가능하게 아암(200)에 결합된다.
로드셀(210)은 로프(10)의 장력을 자동 감지한다. 로프(10)에 의하여 아암(200)이 인장력을 받고, 상기 인장력에 따라 로드셀 핀(120)에 전단력이 작용한다. 여기서, 로드셀(210)은 로드셀 핀(120)의 단부에 연결되며, 로드셀(210)은 로드셀 핀(120)에 작용하는 전단력을 측정함으로써 로프(10)의 장력을 자동 감지한다.
로드셀(210)의 측정값을 원격 제어부(미도시)에서 계속 모니터링하고, 로드셀(210)의 측정값으로 인식되는 로프(10)의 장력이 허용치를 벗어나면 원격 제어부는 비상 상황을 인식하고 사용자에게 휴대폰 문자 메세지나 기타 통신 수단으로 이를 알려 선박의 안전한 계류를 위하여 필요한 조치를 취할 수 있게 한다.
로드셀(210)의 장착을 위하여 아암(200)에는 로드셀 핀(120)이 삽입되는 로드셀 홀(202)이 형성된다.
이를 위하여 지그비(ZigBee) 통신, CDMA 통신, RF 통신, 적외선 통신, 블루투스 중 적어도 하나의 통신 프로토콜에 따라 상기 로드셀(210)의 측정값을 원격지에 무선 전송하는 무선 전송부(미도시)가 마련되는 것이 바람직하다.
무선 전송부는 상기 통신 프로토콜이 프로그래밍된 칩을 장착한 PCB의 형태로 제공되며, 일 실시예로서, 로드셀(210)에 내장되거나, 프레임(101) 내부에 장착되어 방수 및 전기적 절연성을 확보한다.
한편, 로프(10)를 풀어줄 때, 후크(250)가 필요 이상으로 지나치게 회동되면, 후크(250)가 파손되거나, 후크 장치의 타부품에 찍힘이 발생하거나, 로프(10)가 엉키는 등 다양한 안전상의 문제가 발생할 수 있다. 이를 해소하기 위하여, 후크(250)의 회동 범위(회동각)를 제한하는 스토퍼(260)가 스토퍼 홀(206)을 회동 중심으로 하여 아암(200)에 설치된다.
도 1에 도시된 바에 의하면 로프(10)를 풀어주기 위하여 후크(250)가 반시계 방향으로 회동될 때 후크(250)의 스토퍼 접촉부(256)와 스토퍼(260)가 접촉 간섭됨으로써 더 이상 후크(250)가 회동되지 못하도록 하는 실시예가 도시되어 있다.
한편, 프레임(101)에는 윈치 드럼(112), 감속 기어(104), 모터(102)가 장착된다. 따라서, 선박의 계류를 위하여 로프(10)를 잡아당길 때 작업자의 수작업 또는 별도의 인양 장치를 사용할 필요없이 원격 제어부의 제어 명령이 떨어지는 즉시, 모터(102)의 회전이 개시되며, 윈치 드럼(112)을 회전시킬 수 있다. 윈치 드럼(112)이 회전되면 그 외주에 감긴 로프(10)가 끌어 당겨지기 시작하며 로프(10)에 장력이 부가되고 이에 따라 선박의 계류를 위한 작용력이 발생한다.
윈치 드럼(112)은 외주에 로프(10)가 감겨지며, 프레임(101)에 설치되어 회전됨으로써 로프(10)를 당겨주는 것이다. 윈치 드럼(112)의 회전에 의하여 로프(10)가 원하는 만큼 당겨지면 로프(10)의 단부에 형성된 아이 고리를 후크(250) 의 로프 홈(251)에 걸어서 로프(10)를 로킹시킬 수 있다.
모터(102)는 원치 드럼을 회전시키는 것으로, 모터(102)의 동작 부하를 줄일 수 있도록 감속 기어(104)가 마련되는 것이 바람직하다.
원격 제어부는 원치 드럼의 동작 제어를 원격지에서 구현할 수 있도록 하는 것으로, 모터(102)의 구동을 제어하여 윈치 드럼(112)의 회전 여부 및 회전 방향을 제어한다.
이때, 원격 제어부는 무선 전송부와 연동될 수 있으며, 원격 제어부에서 송신된 제어 명령을 무선 전송부를 통하여 수신하고, 무선 전송부에 연결된 모터(102)에 상기 제어 명령이 유선 또는 무선으로 다시 전송된다. 무선 전송부 및 원격 제어부의 연동에 따라 모터(102)의 회전 여부, 회전 방향, 회전 속도가 원격 제어된다.
또한, 유압 실린더(220)는 원격 제어부에 의하여 그 신축이 제어되며 로커(240)의 회동력을 제공하여, 후크(250)의 로킹 및 로킹 해제 상태를 제어한다.
아암(200) 및 유압 실린더(220)의 길이가 길거나, 아암(200)의 높이를 낮출 수 있도록, 유압 실린더(220)의 동력 전달 수단이 마련될 필요가 있다. 이러한 실시예로서, 링크(230)가 마련된다.
링크(230)의 일측은 유압 실린더(220)에 실린더 연결부(237)에 의하여 연결되고, 링크(230)의 타측은 로커(240)에 연결된다. 즉, 링크(230)의 타측에 형성된 링크 보스(247)가 로커(240)에 마련된 링크 홈(235)에 삽입됨으로써 링크(230) 및 로커(240)가 연결된다.
링크(230)의 회동 중심은 링크 홀(203)이 되며, 링크 홀(203)에 핀(미도시)을 삽입하여 링크(230)를 고정시킨다. 유압 실린더(220)의 신축시 링크 힌지(233)를 중심으로 링크(230)가 회동됨으로써, 로커(240)가 동작된다.
한편, 원격 제어부는 윈치 드럼(112)을 구동하는 모터(102)는 물론 유압 실린더(220)의 동작을 함께 제어하는 실시예도 가능하다. 따라서, 로드셀(210)에 의하여 감지된 로프(10) 하중이 허용값을 초과하면 유압 실린더(220)를 구동하여 로프(10)의 로킹을 해제함으로써 비상 상황에 대비하는 제어 동작을 원격에서 취할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 선박 계류용 후크 장치를 도시한 측면도이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 후크를 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 아암을 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 로드셀을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 힌지 블록을 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 프레임을 도시한 측면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10...로프(rope) 101...프레임(frame)
102...모터(motor) 104...감속 기어
106...칼라(collar) 110...칼라 핀(collar pin)
112...윈치 드럼(winch drum) 120...로드셀 핀(load cell pin)
200...아암(arm) 202...로드셀 홀(load cell hole)
203...링크 홀(link hole) 204...로커 홀(locker hole)
205...후크 힌지 홀(hook hinge hole) 206...스토퍼 홀(stopper hole)
210...로드셀(load cell) 220...유압 실린더
230...링크(link) 233...링크 힌지(link hinge)
235...링크 홈 237...실린더 연결부
240...로커(locker) 243...로커 힌지(locker hinge)
245...로커 홈 247...링크 보스
250...후크(hook) 251...로프 홈
253...후크 힌지 253b...삽입 구멍
255...체결부 256...스토퍼 접촉부
260...스토퍼(stopper) 270...힌지 블록

Claims (7)

  1. 지반 또는 선박에 고정되는 프레임;
    상기 프레임에 회동 가능하게 연결되는 아암;
    상기 아암 및 상기 프레임을 연결하는 것으로, 상기 프레임의 높이 방향을 중심축으로 하여 상기 아암이 회동되도록 일측은 상기 프레임에 칼라 핀으로 피봇 결합되고, 상기 프레임의 측 방향을 중심축으로 하여 상기 아암이 회동되도록 타측은 상기 아암에 로드셀 핀으로 피봇 결합되는 힌지 블록;
    상기 아암의 단부에 회동 가능하게 조립되는 것으로, 회동축이 되는 후크 힌지의 삽입을 위한 삽입 구멍과, 상기 선박의 계류 상태를 유지하는 로프를 걸어주도록 상기 삽입 구멍의 일측에 배치되는 로프 홈과, 상기 삽입 구멍의 타측에 배치되는 체결부를 구비하는 후크;
    상기 체결부에 접촉됨으로써 상기 후크의 회동을 로킹하는 로킹 위치 및 상기 체결부와 접촉을 해제하는 로킹 해제 위치로 회동되는 로커;
    상기 로프의 장력을 자동 감지하는 로드셀; 을 포함하는 선박 계류용 후크 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로프에 의하여 상기 아암이 인장력을 받고 상기 인장력에 따라 상기 로 드셀 핀에 전단력이 작용할 때, 상기 로드셀은 상기 로드셀 핀의 단부에 연결되며, 상기 로드셀은 상기 로드셀 핀에 작용하는 전단력을 측정함으로써 상기 로프의 장력을 자동 감지하는 선박 계류용 후크 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    지그비(ZigBee) 통신, CDMA 통신, RF 통신, 적외선 통신, 블루투스 중 적어도 하나의 통신 프로토콜에 따라 상기 로드셀의 측정값을 원격지에 무선 전송하는 무선 전송부; 를 포함하는 선박 계류용 후크 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 후크에 형성된 스토퍼 접촉부에 접촉되어
    상기 후크의 회동 범위를 제한하는 스토퍼가 상기 아암에 설치되는 선박 계류용 후크 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 로프가 외주에 감겨지며, 상기 프레임에 설치되어 회전됨으로써 상기 로프를 당겨주는 윈치 드럼;
    상기 윈치 드럼과 감속 기어로 연결되며 상기 윈치 드럼을 회전시키는 모터;
    상기 모터의 구동을 원격 제어하는 원격 제어부; 를 포함하는 선박 계류용 후크 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 원격 제어부에 의하여 그 신축이 제어되어 상기 로커의 회동력을 제공하는 유압 실린더;
    일측은 상기 유압 실린더에 연결되고, 타측은 상기 로커에 연결되며, 상기 유압 실린더의 신축시 링크 힌지를 중심으로 회동됨으로써 상기 로커를 동작시키는 링크; 를 포함하는 선박 계류용 후크 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프레임에는 서로 이격된 한 쌍의 칼라가 마련되며,
    상기 힌지 블록의 일측은 상기 칼라에 칼라 핀으로 끼워져 상기 프레임의 높이 방향을 중심축으로 하여 회동되는 선박 계류용 후크 장치.
KR1020090122548A 2009-12-10 2009-12-10 선박 계류용 후크 장치 KR20110065868A (ko)

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