KR20120071062A - Deep-seabed probe and controlling method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 탐사 장치에 관한 것으로서 특히 심해저를 탐사하는 심해저 탐사 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
심해저는 깊이 2,000m 이상의 깊은 해저를 뜻하는 것으로서 해양 넓이의 75 % 이상을 차지하는 비교적 넓고 평탄한 지형이다. 심해저는 자원의 보고로서 그 가치가 무궁무진하지만, 높은 압력으로 인하여 자원을 개발 및 이용하기가 매우 어렵다.Deep seabed refers to a deep seabed of more than 2,000 meters in depth, which is a relatively wide and flat terrain covering more than 75% of the ocean's area. Deep seabeds are of tremendous value as a resource report, but due to the high pressure it is very difficult to develop and use them.
이러한 심해저를 탐사하기 위하여 ROV(remotely operated vehicle) 또는 AUV(autonomous underwater vehicle) 등의 심해저 탐사 장치를 사용하는 방법이 제시되었다. 이들 심해저 탐사 장치는 바다 표면에서 심해 바닥으로 내려가 심해의 시료를 채취하는 등의 작업을 수행한다.In order to explore such deep seabed, a method of using a deep sea exploration device such as a remotely operated vehicle (ROV) or an autonomous underwater vehicle (AUV) has been proposed. These deep sea exploration devices perform operations such as taking samples of deep sea from the surface of the sea to the bottom of the sea.
이러한 심해저 탐사 장치에는 상부에 부유체를 두고 여러 방향의 스러스터(thruster)를 달아 위치를 제어하는 기술이 사용되고 있다.The deep sea exploration device is used to control the position by placing a float on the top of the thruster in various directions.
그러나 이와 같은 형태의 위치 제어는 조류가 심한 환경에서 제어가 어렵고 적정한 자세를 유지하기 위해서는 많은 전력의 소모가 필요할 수 있다.However, this type of position control is difficult to control in a tide environment and may require a lot of power to maintain a proper posture.
본 발명의 일 실시예는 빠른 조류에서도 심해저 탐사 장치의 자세 제어를 용이하게 하고 전력의 소모를 줄이고자 한다.One embodiment of the present invention is to facilitate the attitude control of the deep sea underwater exploration device and to reduce the power consumption even in a fast tidal current.
본 발명의 일 실시예에 따른 심해저 탐사 장치는, 선체, 상기 선체의 후미에 부착되어 있는 추진기, 그리고 상기 선체의 측면에 부착되어 있는 복수의 다리를 포함하며, 상기 선체는 상기 선체의 선단에서 중앙 하부까지 무게 중심을 이동할 수 있는 무게 이동부를 포함한다.Deep sea exploration apparatus according to an embodiment of the present invention, the hull, a propeller attached to the rear of the hull, and a plurality of legs attached to the side of the hull, the hull is a central lower portion at the tip of the hull It includes a weight moving unit that can move the center of gravity until.
상기 무게 이동부는, 상기 선체의 내부에 설치되어 있으며 상기 선체의 선단에서 중앙 하부까지 뻗어 있는 가이드, 상기 가이드를 따라 이동할 수 있는 이동체, 그리고 상기 이동체를 구동하는 모터를 포함할 수 있다.The weight moving unit may include a guide installed in the hull and extending from the tip of the hull to the center lower portion, a movable body movable along the guide, and a motor driving the movable body.
상기 무게 이동부는, 상기 이동체를 탑재하고, 상기 모터와 볼 스크류 결합되어 있으며, 상기 가이드를 따라 미끄럼 이동 가능하도록 상기 가이드와 맞물림 결합되어 있는 탑재판을 포함할 수 있다.The weight moving unit may include a mounting plate on which the moving body is mounted, coupled to the motor and the ball screw, and engaged with the guide so as to slide along the guide.
상기 이동체는 상기 모터에 전기를 공급하는 축전지를 포함할 수 있다.The movable body may include a storage battery for supplying electricity to the motor.
상기 이동체는 상기 탐사 장치가 하강하는 경우 상기 선체의 선단에 위치하며, 상기 탐사 장치가 상기 다리를 사용하여 보행하는 경우 상기 선체의 중앙 하부에 위치할 수 있다.The moving body may be located at the tip of the hull when the probe is lowered, and may be located at the lower center of the hull when the probe is walking using the leg.
본 발명의 일 실시예에 따른 심해저 탐사 장치의 제어 방법은, 심해저 탐사 장치의 무게 중심을 선단으로 이동하는 선단 이동 단계, 상기 선단 이동 단계 후에 추진기를 사용하여 상기 탐사 장치를 해저면으로 하강시키는 단계, 상기 탐사 장치의 무게 중심을 중앙 하부로 이동하는 중앙 이동 단계, 그리고 상기 중앙 이동 단계 후에 다리를 사용하여 상기 탐사 장치를 상기 해저면에서 보행시키는 단계를 포함한다.In the control method of the deep sea underwater exploration apparatus according to an embodiment of the present invention, a tip movement step of moving the center of gravity of the deep sea underwater exploration apparatus to the tip, the step of lowering the exploration device to the sea floor using a propeller after the tip movement step A central moving step of moving the center of gravity of the probe to a lower center, and walking the probe at the sea bottom using a leg after the central moving step.
상기 선단 이동 단계는 상기 탐사 장치의 선체 내부에 위치하며 상기 선체의 선단에서 중앙 하부까지 설치된 가이드를 따라 이동체를 상기 선체의 선단으로 이동시키는 단계를 포함하며, 상기 중앙 이동 단계는 상기 가이드를 따라 상기 이동체를 상기 선체의 중앙 하부로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.The tip movement step includes moving the moving body to the tip of the hull along a guide located inside the hull of the probe and installed from the tip of the hull to the bottom of the hull, wherein the center moving step includes the guide along the guide. The moving body may include a step below the center of the hull.
상기 이동체는 모터에 의하여 구동될 수 있다.The movable body may be driven by a motor.
상기 이동체는 상기 모터에 전기를 공급하는 축전기를 포함할 수 있다.The movable body may include a capacitor that supplies electricity to the motor.
본 발명의 일 실시예에 따르면 심해저 탐사 장치에 무게 이동부를 두고, 탐사 장치가 하강할 때와 보행할 때 무게 중심이 아래에 위치하도록 이동체를 이동시킴으로써 탐사 장치의 안정성을 확보할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by placing the weight moving unit in the deep sea bottom exploration apparatus, the stability of the exploration apparatus can be secured by moving the moving body so that the center of gravity is located when the exploration apparatus descends and when walking.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 심해저 탐사 장치의 사시도로서, 도 1은 하강할 때의 자세를 보여주며, 도 2는 바닥에서 걸어 다닐 때의 자세를 보여준다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시한 심해저 탐사 장치에서 무게 이동부의 개략적인 사시도이다.1 and 2 are perspective views of a deep sea bottom exploration apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 1 shows a posture when descending, Figure 2 shows a posture when walking on the floor.
3 is a schematic perspective view of a weight moving unit in the deep sea exploration apparatus shown in FIGS. 1 and 2.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계 없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.
도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 심해저 탐사 장치에 대하여 상세하게 설명한다.1 and 2 will be described in detail a deep sea exploration apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 심해저 탐사 장치의 사시도로서, 도 1은 하강할 때의 자세를 보여주며, 도 2는 바닥에서 걸어 다닐 때의 자세를 보여준다.1 and 2 are perspective views of a deep sea bottom exploration apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 1 shows a posture when descending, Figure 2 shows a posture when walking on the floor.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 실시예에 따른 심해저 탐사 장치는 선체(1), 추진기(2) 및 복수의 다리(3)를 포함한다.1 and 2, the deep sea exploration apparatus according to the present embodiment includes a
선체(1)는 물 속을 유영할 때 저항을 덜 받도록 대략 둥근 유선형이며, 선체(1)의 뒤쪽에는 복수의 지느러미(6)가 부착되어 있다. 지느러미(6) 역시 저항을 줄이기 위한 유선형으로서, 상부 중앙에 설치되어 위를 향하는 상부 지느러미(7)와 상부 지느러미(7)의 양 측면에 설치되어 옆을 향하는 측면 지느러미(8)를 포함한다.The
선체(1)의 내부에는 선체(1)의 무게 중심을 이동시키기 위한 무게 이동부(10)가 구비되어 있다. 무게 이동부(10)는 일정 중량을 가지는 이동체(30)와 이동체(30)의 이동을 안내하는 가이드(20)를 포함한다. 가이드(20)는 대략 선체(1)의 선단에서 중앙 하부까지 뻗어 있으며 여러 가지 형태를 가질 수 있다. 이동체(30)는 가이드(20)를 따라 이동하며, 별도로 구비된 중량체를 사용하거나 또는 선체(1)에 전기를 공급하는 축전지를 사용할 수 있다.The inside of the
추진기(2)는 선체(1)의 후미에 설치되어 있으며 선체(1)를 이동시키는 역할을 한다.The
다리(3)는 선체(1)의 양 측면에 설치되어 있으며, 3쌍의 보행용 다리(4)와 한 쌍의 채취용 다리(5)를 포함한다. 각각의 다리(3)는 관절로 연결된 복수의 마디와 유압 구동 장치를 포함한다. 보행용 다리(4)의 끝 마디는 심해의 바닥을 걸을 수 있도록 바닥이 평평하고, 채취용 다리(5)의 끝 마디는 대상물을 집을 수 있도록 집게 모양으로 되어 있다.The
도 1에서 보는 바와 같이 본 실시예에 따른 심해저 탐사 장치가 해수면에서 입수하여 바닥을 향하여 하강할 때, 선단이 아래 쪽에 위치하고 추진기(2)가 있는 후단이 위쪽에 위치한다. 이때 이동체(30)를 최대한 선단에 가깝게 이동시켜 선체(1)의 무게 중심이 아래 쪽에 위치하도록 함으로써 탐사 장치의 유영 안정성을 확보할 수 있다. 따라서 강한 조류가 발생하더라도 안정적인 자세에서 유영을 계속할 수 있다.As shown in FIG. 1, when the deep sea bottom exploration apparatus according to the present embodiment is obtained from the sea level and descends toward the bottom, the tip is located at the bottom and the rear end with the
도 2에서 보는 바와 같이 본 실시예에 따른 심해저 탐사 장치가 해저면에 도달하여 바닥에서 보행 이동할 때, 선단과 후단이 거의 동일한 높이에 위치한다. 이때 이동체(30)가 선단에 위치하면 보행 시 앞쪽으로 넘어질 가능성이 있으므로 이동체(30)를 중앙 하부 부근으로 이동시켜 선체(1)의 무게 중심이 중앙 하부에 위치하도록 함으로써 탐사 장치의 보행 안정성을 확보할 수 있다.As shown in FIG. 2, when the deep sea bottom exploration apparatus according to the present embodiment reaches the sea bottom and walks from the bottom, the front end and the rear end are positioned at substantially the same height. At this time, if the moving
다음, 도 3을 도 1 및 도 2와 함께 참고하여 본 발명의 일실시예에 따른 심해저 탐사 장치의 무게 이동부에 대하여 상세하게 설명한다.Next, with reference to Figure 3 with reference to Figures 1 and 2 will be described in detail with respect to the weight moving portion of the deep sea exploration apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시한 심해저 탐사 장치에서 무게 이동부의 개략적인 사시도이다.3 is a schematic perspective view of a weight moving unit in the deep sea exploration apparatus shown in FIGS. 1 and 2.
도 3을 참고하면, 한 쌍의 가이드(20)가 선체(1) 내부에 고정되어 있다. 가이드(20)는 대략 선체(1)의 선단에서 중앙 부근까지 뻗어 있다.Referring to FIG. 3, a pair of
이동체(30)는 탑재판(40) 위에 탑재되어 있으며, 탑재판(40)은 가이드(20) 및 모터(80)와 결합되어 모터(80)의 구동에 의하여 가이드(20)를 따라 이동한다. 여기에서 이동체(30)는 탑재판(40)에 탈착 가능하도록 결합될 수 있다.The
탑재판(40)과 가이드(20)의 결합은 탑재판(40)의 양쪽 아래에 부착되어 있는 한 쌍의 결합 부재(50)를 통하여 이루어지며, 결합 부재(50)는 가이드(20)와 맞물려 가이드(20)를 따라 미끄럼 이동할 수 있다. 가이드(20)와 탑재판(40) 사이에는 탑재판(40)이 가이드(20)의 특정 위치에서 움직이지 않도록 고정해 주는 고정 부재(도시하지 않음)가 설치될 수 있다.The coupling of the mounting plate 40 and the
탑재판(40)과 모터(80)는 볼 스크류(ball screw)로 결합되어 있다. 상세하게 설명하자면, 모터(80)의 회전축에 고정되어 있는 긴 수나사(70)가 한 쌍의 가이드(20)의 사이에 위치하며 가이드(20)를 따라 길게 뻗어 있다. 탑재판(40)의 하부에는 수나사(70)가 끼워져 있는 암나사(60)가 고정되어 있다.The mounting plate 40 and the
이와 같은 구조에서 모터(80)가 수나사(70)를 회전시키면 암나사(60)가 고정된 탑재판(40)이 수나사(70)를 따라, 그리고 가이드(20)를 따라 이동하며, 탑재판(40)의 이동에 따라 그 위에 고정된 이동체(30)가 함께 이동하게 된다. 이때 이동체(30)의 이동 방향은 모터(80)의 회전 방향으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 모터(80)를 회전시켜 이동체(30)를 선체(1)의 선단으로 이동시켰다면, 모터(80)를 역회전시켜 이동체(30)를 선체(1)의 중앙 하부로 이동시킬 수 있다.In this structure, when the
앞서 설명했듯이 이동체(30)로는 별도의 중량체 또는 축전지가 사용되는데, 후자의 경우 모터(80), 추진기(2), 다리(3)의 유압 구동 장치 등 동력이 필요한 곳에 전기를 공급하는 역할을 한다.As described above, a separate weight body or a storage battery is used as the
앞에서 설명한 바와 같이 본 실시예에서는 심해저 탐사 장치에 무게 이동부(10)를 두고, 탐사 장치가 하강할 때와 보행할 때 무게 중심이 아래에 위치하도록 이동체(30)를 이동시킴으로써 탐사 장치의 안정성을 확보할 수 있다.As described above, in the present embodiment, the
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.
1: 선체
2: 추진기
3, 4, 5: 다리
6, 7, 8: 지느러미
10: 무게 이동부
20: 가이드
30: 이동체
40: 탑재판
50: 결합 부재
60: 암나사
70: 수나사
80: 모터1: hull
2: propeller
3, 4, 5: legs
6, 7, 8: fins
10: weight moving part
20: Guide
30: moving object
40: mounting plate
50: engagement member
60: female thread
70: male thread
80: motor
Claims (6)
상기 선체의 후미에 부착되어 있는 추진기; 및
상기 선체의 측면에 부착되어 있는 복수의 다리를 포함하며,
상기 선체는 상기 선체의 선단에서 중앙 하부까지 무게 중심을 이동할 수 있는 무게 이동부를 포함하는, 심해저 탐사 장치.
hull;
A propeller attached to the aft of the hull; And
It includes a plurality of legs attached to the side of the hull,
The hull deep sea exploration apparatus comprising a weight moving portion that can move the center of gravity from the tip of the hull to the lower center.
상기 무게 이동부는,
상기 선체의 내부에 설치되어 있으며 상기 선체의 선단에서 중앙 하부까지 뻗어 있는 가이드;
상기 가이드를 따라 이동할 수 있는 이동체; 및
상기 이동체를 구동하는 모터를 포함하는, 심해저 탐사 장치.
In claim 1,
The weight moving unit,
A guide installed in the hull and extending from the tip of the hull to a lower portion of the center;
A movable body movable along the guide; And
Deep sea exploration device comprising a motor for driving the moving body.
상기 무게 이동부는,
상기 이동체를 탑재하고, 상기 모터와 볼 스크류 결합되어 있으며, 상기 가이드를 따라 미끄럼 이동 가능하도록 상기 가이드와 맞물림 결합되어 있는 탑재판을 더 포함하는, 심해저 탐사 장치.
In claim 2,
The weight moving unit,
And a mounting plate on which the movable body is mounted, the mounting plate being coupled to the motor and ball screw and engaged with the guide to slide along the guide.
상기 이동체는 상기 모터에 전기를 공급하는 축전지를 포함하는, 심해저 탐사 장치.
In claim 2,
The mobile device includes a storage battery for supplying electricity to the motor.
상기 이동체는 상기 탐사 장치가 하강하는 경우 상기 선체의 선단에 위치하며, 상기 탐사 장치가 상기 다리를 사용하여 보행하는 경우 상기 선체의 중앙 하부에 위치하는, 심해저 탐사 장치.
The method according to any one of claims 2 to 4,
The mobile body is located at the tip of the hull when the probe is lowered, and located in the lower center of the hull when the probe is walking using the leg, deep sea exploration apparatus.
상기 선단 이동 단계 후에 추진기를 사용하여 상기 탐사 장치를 해저면으로 하강시키는 단계;
상기 탐사 장치의 무게 중심을 중앙 하부로 이동하는 중앙 이동 단계; 및
상기 중앙 이동 단계 후에 다리를 사용하여 상기 탐사 장치를 상기 해저면에서 보행시키는 단계
를 포함하는 심해저 탐사 장치의 제어 방법.A tip movement step of moving the center of gravity of the deep sea exploration apparatus to the tip;
Lowering the exploration device to the sea bottom using a propeller after the tip movement step;
A center movement step of moving the center of gravity of the exploration apparatus below the center; And
Walking the exploration device at the sea bottom using a leg after the central moving step
Control method of a deep sea exploration apparatus comprising a.
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KR1020100132650A KR101284860B1 (en) | 2010-12-22 | 2010-12-22 | Deep-seabed probe and controlling method thereof |
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KR20150138650A (en) * | 2014-06-02 | 2015-12-10 | 한국원자력연구원 | geophysical logging probe with propulsion for inserting in the incline borehole |
Family Cites Families (3)
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