KR20160092133A - 해파리 유도 및 인양, 수거 장치 - Google Patents

해파리 유도 및 인양, 수거 장치 Download PDF

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Abstract

해파리 유도 및 인양, 수거 장치가 개시된다. 선박 또는 무인 수상 로봇의 하부 영역에 마련되어 해파리를 수거하는 장치에 있어서, 상기 선박 또는 무인 수상 로봇의 운항 시, 상기 해파리가 넓은 유입구로 유입되어 좁은 배출구를 통해 배출되도록 깔때기 형태로 이루어져 해파리를 유도 및 채집하는 채집부; 수집된 상기 해파리를 인양하는 컨베이어부; 및 인양된 상기 해파리를 저장하는 저장부를 포함할 수 있다.

Description

해파리 유도 및 인양, 수거 장치{Apparatus for Guiding, Lifting, and Collecting Jellyfish}
본 발명은 해파리 유도 및 인양, 수거 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 해파리를 유도하여 채집하고, 수중 밖으로 인양 및 수거하는 해파리 유도 및 인양, 수거 장치에 관한 것이다.
근래에 환경오염이 원인이 되어 원양에서 서식하는 해파리가 근해로 접근함으로 인하여 주변 인근의 어획량이 갈수록 줄어들고 있고, 그물을 이용하여 조업을 하는 경우 그물에는 대다수의 해파리가 딸려 올라오는 문제로 인하여 어민들은 상기 해파리를 제거하기 위한 별도의 노동력을 투입하여야 하고, 때에 따라서는 그물이 파손되는 등 해파리에 의한 피해가 극심하게 나타나고 있다.
해파리를 제거하기 위하여 깔때기 모양의 그물을 설치하여 입구를 넓게 하여 해파리가 자연스럽게 그물 속으로 들어갈 수 있도록 하여 해파리를 제거하기 위한 노력을 시도하고 있으나, 최근에는 해파리의 양이 크게 급증한 관계로 그물이 찢어져 파손되어 활용되기는 어려운 실정이다. 또한, 그물 속에 해파리가 포획되었다고 하더라도 그물의 크기가 수십, 수백 미터에 이르는 대형이므로 그물 안에 갇혀 있는 해파리를 제거하기 위해서는 많은 노동력과 비용이 소요되어, 어민들에게는 큰 부담이 되고, 그물을 설치하는 것은 어업에 방해요소로 작용하는 것뿐만 아니라 그 비용 또는 천문학적인 금액을 요구하므로 실효성이 없다.
따라서, 근해로 접근하는 해파리들을 모두 처리하기 위해서는 별도의 기계장치를 설치하고 해파리들을 상기 기계장치로 유인하여 지속적으로 해파리를 제거하는 작업을 수행할 필요성이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 한국공개특허 10-2008-0034744호에서는 어망 내에 포획된 해파리를 어망 외부로 강제 배출시키도록 하되, 이 과정에서 해파리가 모두 절단되면서 배출되도록 하여 포획된 어류의 수거 작업이 효율적으로 이루어짐과 함께 잡혔던 해파리가 다음 조업 시에 포획되지 않는 해파리 제거 장치를 제공하고 있다.
그러나, 종래의 해파리 제거 장치는 파괴된 해파리에 의한 2차 오염으로 인해 해파리 부식에 의한 부영양화, 악취, 정자 난자 배출, 잘린 촉수에 의한 해파리 쏘임 사고 등의 문제가 발생하였다.
본 발명은 선박 또는 무인 수상 로봇의 동력을 이용하여 해파리를 유도하여 채집하고, 수중 밖으로 인양하여 수거하는 해파리 유도 및 인양, 수거 장치에 관한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 선박 또는 무인 수상 로봇의 동력을 이용하여 전방의 넓은 프레임으로 들어온 해파리를 후방의 좁은 프레임으로 유도 및 수집하고, 수집된 해파리를 컨베이어를 이용하여 수면 위로 인양하여 저장함으로써, 해파리를 효율적으로 수거할 수 있으며, 수중의 해파리를 파괴하지 않아 해파리에 의한 2차 오염을 최소화하는 해파리 유도 및 인양, 수거 장치를 제공하는데 있다.
일 측면에 따르면, 본 발명에서 제안하는 선박 또는 무인 수상 로봇의 하부 영역에 마련되어 해파리를 수거하는 장치에 있어서, 상기 선박 또는 무인 수상 로봇의 운항 시, 상기 해파리가 넓은 유입구로 유입되어 좁은 배출구를 통해 배출되도록 깔때기 형태로 이루어져 해파리를 유도 및 채집하는 채집부; 수집된 상기 해파리를 인양하는 컨베이어부; 및 인양된 상기 해파리를 저장하는 저장부를 포함한다.
다른 측면에 따르면, 인양된 상기 해파리를 건조시켜 부피를 감소시키는 마이크로파(microwave) 발생기를 더 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 채집부는 상기 해파리가 유입되는 해파리 유입구를 형성하는 제1 프레임; 상기 해파리 유입구를 통해 유입된 상기 해파리가 배출되는 해파리 배출구를 형성하는 제2 프레임; 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 연결하는 복수의 연결 프레임; 및 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 연결하며 서로 이격되게 마련되되, 상기 제1 프레임으로 유입된 해파리가 상기 제2 프레임 측으로 신속하게 이동하도록 해파리의 진입을 가이드하는 복수의 와이어를 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 제1 프레임은 상기 제2 프레임과 비교하여 더 큰 형상으로 이루어지고, 상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임의 상부는 수면 측에 나란하게 배치되어 상기 해파리를 수면 측으로 가이드할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 복수의 와이어는 두 개의 상기 와이어와 상기 제2 프레임 사이에서의 해파리 끼임 현상을 방지하도록, 상기 제2 프레임과의 연결 부분이 배출구 내측으로 굴절된 굴절부가 형성될 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임은 사각형, 다각형, 원형 중 어느 하나의 형상으로 이루어질 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 컨베이어부는 체인; 상기 체인과 연결되며 양단에 형성되는 스프로켓; 상기 스프로켓과 평행하게 일정 간격으로 형성되는 복수의 원형 봉과, 상기 원형 봉과 수직하게 일정 간격으로 형성되는 와이어가 격자 형태를 이루는 컨베이어 벨트; 및 상기 컨베이어 벨트의 하부에서 상기 해파리가 상기 컨베이어 벨트 면에서 이탈되지 않도록 수중 모터에 의해 흡입 프로펠러를 회전시키는 흡입용 팬을 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 컨베이어부는 상기 컨베이어 벨트가 움직이는 방향으로 상기 해파리를 인양하도록 형성되는 복수의 창살형 칸막이를 더 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 창살형 칸막이의 상부에는 상기 컨베이어 벨트가 회전하는 동안 상기 복수의 와이어 사이 공간을 치는 브러시가 형성될 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 인접한 상기 창살형 칸막이 사이에 유연 재질의 그리드(grid)가 연결되어, 상기 스프로켓에 의해 휘어지는 부분에서 상기 그리드가 팽팽하게 펴질 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 컨베이어 벨트의 상측부에는 상기 해파리를 낙하시키기 위한 컨베이어 벨트 진동판이 형성될 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 흡입용 팬은 날개의 피치각이 반대인 상기 프로펠러 한 쌍이 적어도 하나 이상 구성되며, 상기 프로펠러의 회전 방향을 서로 반대로 하여 구동에 따른 회전력이 서로 상쇄될 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 저장부는 상기 컨베이어부의 상측부에 마련되어, 상기 컨베이어부를 통해 인양된 상기 해파리가 낙하되어 저장될 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 저장부는 양측에 부력용 진공 탱크가 마련될 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 저장부의 내측에는 적어도 하나 이상의 수위 측정 센서가 형성되어 상기 해파리의 저장 용량을 실시간 확인할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 수위 측정 센서에 의해 상기 저장 용량을 실시간 확인하여, 무선 통신부를 이용하여 상기 선박 또는 무인 수상 로봇에 알릴 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면 선박 또는 무인 수상 로봇의 동력을 이용하여 전방의 넓은 프레임으로 들어온 해파리를 후방의 좁은 프레임으로 유도 및 수집하고, 수집된 해파리를 컨베이어를 이용하여 수면 위로 인양하여 저장함으로써, 해파리를 효율적으로 수거할 수 있으며, 수중의 해파리를 파괴하지 않아 해파리에 의한 2차 오염을 최소화하는 해파리 유도 및 인양, 수거 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해파리 유도 및 인양, 수거 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해파리 유도 및 인양, 수거 장치에서 해파리의 이동 경로를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해파리 유도 및 인양, 수거 장치의 채집부를 나타내는 도면이다.
도 4 내지 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 해파리 유도 및 인양, 수거 장치의 채집부를 나타내는 도면이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 해파리 유도 및 인양, 수거 장치의 컨베이어부를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 해파리 유도 및 인양, 수거 장치의 컨베이어부를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 해파리 유도 및 인양, 수거 장치의 저장부 및 마이크로 컨베이어부를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해파리 유도 및 인양, 수거 장치를 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 해파리 유도 및 인양, 수거 장치는 채집부(200), 컨베이어부(300), 및 저장부(400)를 포함할 수 있다. 그리고, 이는 선박 또는 무인 수상 로봇(100)의 하부에 배치될 수 있다.
먼저, 선박 및 무인 수상 로봇(100)은 수상 환경에서 동력원에 의해 이동하는 선박, 무인 수상선, 무인 수상 로봇 등이 될 수 있다.
그리고, 선박 및 무인 수상 로봇(100)은 선박 또는 무인 수상 로봇(100)의 동력에 의해 해파리를 모으는 힘과 컨베이어 및 기타 전자 장치의 구동을 위한 전력을 공급하는 장치가 될 수 있다.
이러한, 선박 및 무인 수상 로봇(100) 하부에는 해파리를 유도 및 채집하여 인양하는 장치가 장착될 수 있다.
즉, 선박 및 무인 수상 로봇(100)이 수상 환경에서 이동하면서 전방에 출현한 해파리를 채집부(200)로 모으고, 컨베이어부(300)로 해수면 위로 인양하여 저장부(400)에 저장할 수 있다.
이러한, 따른 해파리 유도 및 인양, 수거 장치는 수중의 해파리를 파괴하지 않고 물 밖으로 인양하여 저장하는 장치로, 기존의 수중의 해파리를 파괴함으로써 발생했던 파괴된 해파리에 의한 2차 오염(해파리 부식에 의한 부영양화, 악취, 정자 난자 배출 우려, 잘린 촉수에 의한 해파리 쏘임 사고)을 예방할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해파리 유도 및 인양, 수거 장치에서 해파리의 이동 경로를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 해파리 유도 및 인양, 수거 장치에서 해파리의 이동 경로를 확인할 수 있다. 여기서, 해파리 유도 및 인양, 수거 장치는 채집부(200), 컨베이어부(300), 및 저장부(400)를 포함할 수 있으며, 이는 선박 및 무인 수상 로봇(100)의 하부에 배치될 수 있다.
채집부(200)는 선박 또는 무인 수상 로봇(100)의 하부에 형성되어, 깔때기 형태로 이루어져 해파리를 유도 및 채집할 수 있다.
컨베이어부(300)는 수집된 해파리를 수중에서 물 밖으로 인양할 수 있다.
저장부(400)는 인양된 해파리를 일정 공간에 저장할 수 있다.
이와 같이, 해파리는 채집부(200)에 의해 유도되어 컨베이어부(300)를 통해 수중 밖으로 인양되고, 인양된 해파리는 저장부(400)에 저장될 수 있다.
추가적으로, 마이크로파 발생기(500)에서 인양된 해파리를 건조시켜 부피를 줄여 저장하는 것도 가능하다.
다시 말하면, 선박 및 무인 수상 로봇(무인 수상선)(100)이 해파리가 출현한 지역을 이동하면서, 채집부(200)의 넓은 입구로 유입된 해파리가 선박 및 무인 수상 로봇(100)의 동력에 의해 좁아지는 뒤쪽 출구로 이동하고, 컨베이어부(300)에 의해 수중 밖으로 인양되어 해파리 저장 장치인 저장부(400)에 저장될 수 있다. 또한, 마이크로파 발생기(500)에 의해 인양된 해파리가 전자레인지 원리에 의해 건조됨으로써, 많은 양의 채집된 해파리를 저장할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해파리 유도 및 인양, 수거 장치의 채집부를 나타내는 도면이다.
도 3를 참조하면, 채집부(200)는 제1 프레임(201), 제2 프레임(202), 복수의 연결 프레임(203), 및 복수의 와이어(204)를 포함할 수 있다. 그리고, 진공 탱크(205) 및 연결부(206)를 더 포함할 수 있다.
이러한, 채집부(200)는 선박 또는 무인 수상 로봇(무인 수상선)(100)의 운항 시, 해파리가 유입 및 유입된 해파리가 배출되도록 각각 해파리 유입구 및 해파리 배출구를 형성하는 제1 및 제2 프레임(201, 202), 제1 프레임(201)과 제2 프레임(202)을 연결하는 복수의 연결 프레임(203), 및 연결 프레임(203)과는 별도로 제1 프레임(201)과 제2 프레임(202)을 연결하며 서로 이격되게 마련되는 복수의 와이어(204)를 포함할 수 있다.
여기서, 복수의 와이어(204)는 제1 및 제2 프레임(201, 202) 사이에 깔때기 형태로 연결되는 마찰력이 적은 SUS 와이어들로 구성되며, 부력 제공용 진공 탱크(205) 및 무인 수상선(100)과 연결되는 연결부(206)가 더 포함될 수 있다.
제1 프레임(201)은 해파리가 유입되도록 해파리 유입구를 형성하는 것으로서, 사각형, 다각형, 원형 중 어느 하나의 형상으로 이루어진다.
제2 프레임(202)은 제1 프레임(201)과 일정 간격을 두고 이격되게 마련되며, 해파리 유입구를 통해 내측으로 유입된 해파리가 배출되도록 해파리 배출구를 형성한다. 이러한 제2 프레임(202)은 제1 프레임(201)과 마찬가지로 사각형, 다각형, 원형 중 어느 하나의 형상으로 이루어진다. 관련 도면에서는 도시의 편의상 제1 및 제2 프레임(201, 202)이 각각 사각형상으로 이루어지는 경우를 도시하였다.
여기서, 제1 프레임(201)은 제2 프레임(202)에 비해 상대적으로 더 큰 형상으로 이루어며, 제1 프레임(201) 및 제2 프레임(202)의 상부를 수면 측에 나란하게 배치시킴으로써, 해파리가 넓은 유입구를 통해 유입되어 수면 측의 좁은 배출구를 통해 배출되도록 가이드할 수 있다. 즉, 해파리가 넓은 형태의 해파리 유입구인 제1 프레임을 통해 유입되어 제1 프레임보다 좁은 형태의 해파리 배출구인 제2 프레임을 통해 배출되되, 해파리가 제1 프레임으로부터 제2 프레임으로 갈수록 수면에 가까워지도록 가이드함으로써, 해파리를 수면 위로 인양하기 위한 컨베이어가 수중에 잠기는 부분을 최소화하며 컨베이어의 크기를 최소화할 수 있다. 또한, 컨베이어 구동에 따른 전력 소모 및 컨베이어에 의한 물의 저항력을 최소화할 수 있다.
복수의 연결 프레임(203)은 각각 형성된 제1 프레임(201)과 제2 프레임(202)을 결합시킬 수 있다. 여기에서, 복수의 연결 프레임은 제1 프레임과 제2 프레임을 연결하여 전체 형태가 직육면체를 이루도록 형성되었으나, 그 형상에는 제한이 없다.
복수의 와이어(204)는, 복수의 연결 프레임(203)과는 별도로, 제1 프레임(201)과 제2 프레임(202)을 연결하며, 복수의 와이어(240) 각각은 서로 이격되게 배치될 수 있다.
여기서, 복수의 와이어(204)는 제1 및 제2 프레임(201, 202) 사이에 깔때기 형태로 연결되는 마찰력이 적으며, 얇고 단단한 스테인리스 강(Stainless steel) 재질의 와이어들로 구성되며, 일정 이하의 낮은 표면저항을 갖는 재질로 이루어져 제1 프레임(201)으로 유입된 해파리가 제2 프레임(202) 측으로 신속하게 이동하도록 해파리의 진입을 가이드 할 수 있다.
추가적으로, 부력을 제공하는 진공 탱크(205)와 선박 및 무인 수상 로봇(100)과 연결되는 연결부(206)가 더 포함될 수 있다.
즉, 채집부(200)의 상부에는 선박 또는 무인 수상 로봇(100)에 고정 설치하기 위한 연결부(206)가 더 마련되며, 일 예로 볼팅 결합을 통해 고정 가능하다.
도 4 내지 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 해파리 유도 및 인양, 수거 장치의 채집부를 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 프레임(201)은 제2 프레임(202)에 비해 상대적으로 더 큰 형상으로 이루어진다. 일 예로, 제1 및 제2 프레임(201, 202)이 각각 사각형상으로 이루어지는 경우, 제1 프레임(201)의 사각형은 제2 프레임(202)의 사각형보다 더 큰 사이즈로 이루어지며, 제1 및 제2 프레임(201, 202)이 각각 원형으로 이루어지는 경우, 제1 프레임(201)의 직경은 제2 프레임(202)의 직경보다 큰 값을 갖도록 이루어진다.
즉, 채집부(200)는 해파리 유입구로부터 해파리 배출구로 갈수록 점차 단면 크기가 감소하도록 이루어지며, 이에 따라 해파리 유입구로 유입된 해파리는 해파리 배출구 측으로 더욱 집중된 상태로 유입 가능하게 되며, 결국에는 후술하는 저장부(400)에 더욱 효율적으로 해파리를 채집하여 저장할 수 있게 된다.
도 5에 도시한 바와 같이, 연결 프레임(203)은 제1 프레임(201)과 제2 프레임(202)을 연결하도록 서로 이격되게 복수로 마련된다.
복수의 와이어(204)는, 복수의 연결 프레임(203) 사이에 각각 배치되어 제1 프레임(201)과 제2 프레임(202)을 연결하도록 서로 이격되게 형성될 수 있다.
이러한, 복수의 와이어(204)는 해파리 유입구 측으로 유입된 해파리가 제2 프레임(202), 즉 저장부(400) 측으로 신속하면서도 용이하게 이동하도록 가이드하는 것으로서, 특히 복수의 와이어(204)에 해파리 다리 등의 부위가 얽히거나 걸려서 해파리가 저장부(400) 측으로 유입되지 못하는 것을 최대한 방지하게 된다.
또한, 복수의 와이어(204)는 밴딩 가능하도록 일정 이상의 연성을 가질 뿐 아니라, 해파리와의 표면 접촉 시 해파리가 미끄러져서 이동 가능하도록 일정 이하의 낮은 표면저항을 갖는 재질로 이루어진다. 일 예로, 복수의 와이어(204)는 나일론, 카본, PE 중 어느 하나의 재질 또는 나일론, 카본, PE 중 적어도 어느 하나가 포함된 복합 재질로 이루어질 수 있다.
즉, 해파리가 일정 이하의 표면저항을 갖는 재질로 이루어지는 와이어(204)와의 접촉에 의해 와이어(204)에 얽히는 일이 없이 보다 용이하게 후방으로 이동하도록 할 뿐만 아니라, 복수의 와이어(204)가 서로 이격되게 마련됨으로써 선박 운항에 따른 저항의 발생을 더욱 저감할 수 있다. 여기서, '저항'이라 함은 와이어(204)와 바닷물과의 사이에서 발생하는 저항을 의미한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 와이어(204)는 물에 잠기는 컨베이어의 깊이를 최소화하여 장치의 크기와 동력 소모를 최소화할 수 있도록, 수면 쪽으로 모이는 깔때기 형태로 이루어질 수 있다.
다시 말하면, 제1 프레임(201) 및 제2 프레임(202)의 상부를 수면 측에 나란하게 배치시킴으로써, 해파리가 넓은 유입구를 통해 유입되어 수면 측의 좁은 배출구를 통해 배출되도록 가이드할 수 있다. 따라서, 제2 프레임으로 갈수록 수면에 가까워지도록 가이드하여, 해파리를 수면 위로 인양하기 위한 컨베이어가 수중에 잠기는 부분을 최소화하며 컨베이어의 크기를 최소화할 수 있다. 또한, 컨베이어 구동에 따른 전력 소모 및 컨베이어에 의한 물의 저항력을 최소화할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 와이어(204)의 연결은 성체 해파리가 빠져나가지 못하도록 제1 프레임에서 제2 프레임(202)을 향해 방사형으로 복수의 와이어(204)의 폭이 좁아지는 형태로 연결될 수 있다.
예를 들어, 복수의 와이어(204)의 연결은 성체 해파리가 빠져나가지 못하도록 해파리가 유입되는 유입구에는 40mm 정도의 간격으로 연결되고, 배출구에서는 20mm 이하로 촘촘해지는 구조로 연결될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 와이어(204)는 좁아지는 와이어의 특성에 의해 좁은 배출구 부분에서 두 와이어와 사각 프레임 사이에서의 해파리 끼임 현상 방지를 위해, 좁은 출구의 와이어 연결 부분은 배출구 내측으로 굴절된 굴절부가 형성될 수 있다.
특히, 굴절부는 복수의 와이어(204)와 제2 프레임(202) 사이를 연결하며, 복수의 와이어보다 굵고 튼튼한 소재로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 무인 수상선(100)의 동력을 이용하여 전방의 넓은 사각 프레임으로 들어온 해파리를 후방의 좁은 사각 프레임으로 유도 및 수집함으로써, 해파리를 수면 위로 인양하기 위한 컨베이어의 크기를 최소화할 수 있고, 이에 따라 컨베이어 구동에 따른 전력 소모 및 컨베이어에 의한 물의 저항력 최소화 할 수 있다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 해파리 유도 및 인양, 수거 장치의 컨베이어부를 나타내는 도면이다.
도 7를 참조하면, 컨베이어부(300)는 체인(301), 스프로켓(302), 방수 모터 및 감속기(303), 컨베이어 벨트(304), 그리고 흡입용 팬(305)을 포함할 수 있다. 또한, 창살형 칸막이(307), 그리고 브러시(308)를 더 포함할 수 있다.
컨베이어 벨트(304)는 체인(301)에 연결된 복수의 원형 봉과, 복수의 원형 봉에 일정 간격으로 와이어가 설치되어 격자 형태를 이루고, 그 위에 300mm 간격으로 해파리가 잘 인양될 수 있도록 창살형 칸막이(307)가 설치될 수 있다.
이러한, 컨베이어부(300)는 채집부(200)의 출구에 일정 각도의 경사를 가지도록 채집부와의 연결 장치(309)를 통해 연결되어 하측의 일부분이 물에 잠기도록 설치되며, 충분히 물 밖으로 해파리를 인양할 수 있는 길이를 가질 수 있다. 이때, 컨베이어부(300)는 각도 조절이 가능하도록 설치될 수 있다.
컨베이어 벨트(304)는 스프로켓(302)과 평행하게 일정 간격으로 형성되는 복수의 원형 봉과, 복수의 원형 봉과 수직하게 일정 간격으로 형성되는 와이어가 격자 형태를 이루도록 구성될 수 있다. 다시 말하면, 컨베이어 벨트(304)는 선박 및 무인 수상 로봇(100)의 움직임에 물의 저항을 최소화할 수 있도록 복수의 원형 봉과 와이어로 구성된 격자 형태의 컨베이어 벨트(304)로 이루어질 수 있다.
그리고, 컨베이어 벨트(304)의 움직이는 방향으로 약 300mm(해파리 성체 최대 크기) 간격으로 해파리를 인양할 수 있는 창살형 칸막이(307)가 더 설치될 수 있다.
창살형 칸막이(307)는 컨베이어 벨트(304) 폭과 같은 길이의 폭과, 컨베이어의 측벽부(306)와 같은 높이를 가지도록 설계된 사각 프레임에 약 30mm 간격으로 SUS(Steel Use Stainless) 와이어가 설치된 창살 형태로 이루어질 수 있다.
창살형 칸막이(307)의 상부에는 채집부(200)의 제2 프레임(202)이 형성된 출구 부분인 복수의 와이어(204)에 해파리가 끼이지 않도록 컨베이어 벨트(304)가 회전하는 동안 복수의 와이어(204) 사이를 쳐주는 역할을 하는 유연한 구조의 브러시(309)가 장착될 수 있다. 다시 말하면, 창살형 칸막이(307)의 상부에는 컨베이어 벨트(304)가 회전하는 동안 복수의 와이어(204) 사이 공간을 치는 브러시(309)가 형성될 수 있다.
흡입용 팬(305)은 컨베이어 벨트(304) 면 하부에서 해파리가 컨베이어 벨트(304)의 격자 면에 잘 붙을 수 있도록 흡입 프로펠러 및 수중 모터가 설치될 수 있다.
이때, 흡입용 팬(305)은 날개의 피치각이 반대인 프로펠러가 한 쌍이 단/복수 개로 구성되며, 회전 방향을 반대로 하여 흡입용 팬(305)의 구동에 따른 회전력이 서로 상쇄되도록 할 수 있다.
다시 말하면, 흡입용 팬(305)은 날개의 피치각이 반대인 프로펠러 한 쌍이 적어도 하나 이상 구성되며, 프로펠러의 회전 방향을 서로 반대로 하여 구동에 따른 회전력이 서로 상쇄될 수 있다. 이는, 흡입용 팬(305)의 구동에 따라 발생하는 회전력이 선박 및 무인 수상 로봇(100)의 자세 제어에 주는 영향을 최소화하도록 하기 위한 것이다.
측벽부(306)는 유입된 해파리가 인양되는 컨베이어 부분의 양쪽에는 인양 중인 해파리 빠져나가지 못하도록 얇고 가벼운 재질의 플라스틱이나 비닐 등으로 이루어질 수 있다.
더욱이, 도 8에 도시된 바와 같이, 컨베이어 벨트(304)의 상측부에 이르러서 해파리를 쉽게 떼어낼 수 있도록 진동 모터와 진동판으로 구성된 컨베이어 벨트 진동판(311)를 추가적으로 장착할 수 있다.
이러한, 컨베이어 벨트 진동판(311)은 진동 모터에 의해 진동을 발생시키고, 컨베이어 벨트 면에 닿아 있는 진동판에 의해 컨베이어 벨트 면을 진동시킴으로써, 해파리가 컨베이어 벨트 면에서 잘 떨어지도록 할 수 있다.
한편, 컨베이어부(300)는 스프로켓이 형성되는 양단 중 적어도 일단이 굴절된 형태로 이루어질 수 있다. 특히, 저장부(400)와 연결되는 측의 컨베이어부(300)를 굴절시켜 컨베이어 벨트(304)에 의해 이동된 해파리를 저장부(400)로 가이드할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 해파리 유도 및 인양, 수거 장치의 컨베이어부를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 컨베이어부(300)는 인접한 창살형 칸막이(307) 사이에 유연한 재질의 그리드(grid)(312)가 장착되고, 양 끝이 두 칸막이에 연결되어 컨베이어 벨트(304) 면에 깔린 형태되어, 컨베이어부(300)의 끝부분의 스프로켓(302)에 의해 휘어지는 부분에서 그리드(312)가 팽팽하게 펴지면서 보다 쉽게 해파리를 떨어트리는 구조가 형성될 수 있다.
그리고, 경사면 상부에 이르러서는 수면과 평행한 컨베이어(그림과 달리 컨베어의 상부가 꺾여진 구조이고, 마이크로파 생성 장치(500)의 안쪽까지 길게 이어진 컨베이어 형태를 가정)를 따라 이동하면서, 컨베이어부(300) 상부에 설치된 마이크로파 발생기(500)에서 발생한 마이크로파에 의해 탈수가 진행될 수 있다.
이에 따라, 컨베이어부(300)의 끝에는 부피가 줄어든 해파리가 컨베이어부(300)의 하단의 해파리 저장함에 저장될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 해파리 유도 및 인양, 수거 장치의 저장부 및 마이크로 컨베이어부를 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 저장부(400)는 해파리 저장함(401), 컨베이어 연결부(402), 부력용 진공 탱크(403), 그리고 수위 측정 센서(404)를 포함할 수 있다.
해파리 저장함(401)은 방수 가능하고, 해파리를 인양한 후 저장하는 공간이 될 수 있다.
컨베이어 연결부(402)는 컨베이어부(300)와 연결되는 장치로, 인양된 해파리가 컨베이어 끝단에서 떨어져 저장될 수 있도록 컨베이어부(300)의 상부측과 저장부(400)를 연결시킬 수 있다.
부력용 진공 탱크(403)는 부력을 발생시키는 장치로, 해파리 저장함의 해파리가 가득 차게 될 경우를 대비하여 부력 장치가 해파리 저장함(401) 양측에 설치될 수 있다.
수위 측정 센서(404)는 해파리 저장함(401)에 적어도 하나 이상 형성되어 해파리 저장 용량을 실시간 확인할 수 있는 초음파 수위 측정 센서일 수 있다. 바람직하게는, 수위 측정 센서(404)는 해파리 저장함(401)의 네 모서리에 설치되어 해파리 저장 용량을 실시간 확인할 수 있다.
마이크로파(microwave) 발생기(500)는 마이크로파 생성부(501) 및 무선 통신부(502)를 포함할 수 있다.
마이크로파 생성부(501)는 컨베이어부(300)의 상부측과 연결되며, 마이크로파 발생장치에서 발생한 마이크로파에 의해 인양된 해파리가 전자레인지 원리에 의해 건조됨으로써, 해파리의 탈수가 진행될 수 있다.
이후, 탈수된 해파리는 저장부(400)에 저장될 수 있으며, 해파리 저장함(401)에 설치된 수위 측정 센서(404)에 의해 해파리 저장 용량이 실시간 확인되어, 무선 통신부(502)를 통해 선박 또는 무인 수상선(100) 등에 알릴 수 있다.
따라서, 마이크로파 발생기(500)는 해파리 저장함에 저장된 해파리의 수분을 증발시켜 부피를 감소시킬 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
100: 선박 또는 무인 수상 로봇
200: 채집부 201: 제1 프레임
202: 제2 프레임 203: 연결 프레임
204: 복수의 와이어 205: 진공 탱크
206: 연결부 300: 컨베이어부
301: 체인 302: 스프로켓
303: 방수 모터 및 감속기 304: 컨베이어 벨트
305: 흡입용 팬 307: 창살형 칸막이
308: 브러시 400: 저장부
500: 마이크로파 발생기

Claims (18)

  1. 선박 또는 무인 수상 로봇의 하부 영역에 마련되어 해파리를 수거하는 장치에 있어서,
    상기 선박 또는 무인 수상 로봇의 운항 시, 상기 해파리가 넓은 유입구로 유입되어 좁은 배출구를 통해 배출되도록 깔때기 형태로 이루어져 해파리를 유도 및 채집하는 채집부;
    수집된 상기 해파리를 인양하는 컨베이어부; 및
    인양된 상기 해파리를 저장하는 저장부
    를 포함하는 해파리 수거 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    인양된 상기 해파리를 건조시켜 부피를 감소시키는 마이크로파(microwave) 발생기
    를 더 포함하는 해파리 수거 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 채집부는
    상기 해파리가 유입되는 해파리 유입구를 형성하는 제1 프레임;
    상기 해파리 유입구를 통해 유입된 상기 해파리가 배출되는 해파리 배출구를 형성하는 제2 프레임;
    상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 연결하는 복수의 연결 프레임; 및
    상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 연결하되, 상기 제1 프레임으로 유입된 상기 해파리가 상기 제2 프레임 측으로 신속하게 이동하도록 가이드하는 복수의 와이어
    를 포함하는 해파리 수거 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 프레임은 상기 제2 프레임과 비교하여 더 큰 형상으로 이루어지고, 상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임의 상부는 수면 측에 나란하게 배치되어 상기 해파리를 수면 측으로 가이드하는 것
    을 특징으로 하는 해파리 수거 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 와이어는
    두 개의 상기 와이어와 상기 제2 프레임 사이에서의 해파리 끼임 현상을 방지하도록, 상기 제2 프레임과의 연결 부분이 배출구 내측으로 굴절된 굴절부가 형성되는 것
    을 특징으로 하는 해파리 수거 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 굴절부는
    상기 복수의 와이어와 상기 제2 프레임 사이를 연결하며, 상기 복수의 와이어보다 굵은 형태로 이루어지는 것
    을 특징으로 하는 해파리 수거 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임은 사각형, 다각형, 원형 중 어느 하나의 형상으로 이루어지는 것
    을 특징으로 하는 해파리 수거 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 컨베이어부는
    체인;
    상기 체인과 연결되며 양단에 형성되는 스프로켓;
    상기 스프로켓과 평행하게 일정 간격으로 형성되는 복수의 원형 봉과, 상기 복수의 원형 봉과 수직하게 일정 간격으로 형성되는 와이어가 격자 형태를 이루는 컨베이어 벨트; 및
    상기 컨베이어 벨트의 하부에서 상기 해파리가 상기 컨베이어 벨트 면에서 이탈되지 않도록 수중 모터에 의해 흡입 프로펠러를 회전시키는 흡입용 팬
    을 포함하는 해파리 수거 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 컨베이어부는
    상기 스프로켓이 형성되는 일단이 굴절된 형태로 이루어지는 것
    을 특징으로 하는 해파리 수거 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 컨베이어부는
    상기 컨베이어 벨트가 움직이는 방향으로 상기 해파리를 인양하도록 형성되는 복수의 창살형 칸막이
    를 더 포함하는 해파리 수거 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 창살형 칸막이의 상부에는 상기 컨베이어 벨트가 회전하는 동안 상기 복수의 와이어 사이 공간을 치는 브러시가 형성되는 것
    을 특징으로 하는 해파리 수거 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    인접한 상기 창살형 칸막이 사이에 유연 재질의 그리드(grid)가 연결되어, 상기 스프로켓에 의해 휘어지는 부분에서 상기 그리드가 팽팽하게 펴지는 것
    을 특징으로 하는 해파리 수거 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 컨베이어 벨트의 상측부에는 상기 해파리를 낙하시키기 위한 컨베이어 벨트 진동판이 형성되는 것
    을 특징으로 하는 해파리 수거 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 흡입용 팬은
    날개의 피치각이 반대인 상기 프로펠러 한 쌍이 적어도 하나 이상 구성되며, 상기 프로펠러의 회전 방향을 서로 반대로 하여 구동에 따른 회전력이 서로 상쇄되는 것
    을 특징으로 하는 해파리 수거 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 저장부는
    상기 컨베이어부의 상측부에 마련되어, 상기 컨베이어부를 통해 인양된 상기 해파리가 낙하되어 저장되는 것
    을 특징으로 하는 해파리 수거 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 저장부는
    양측에 부력용 진공 탱크가 마련되는 것
    을 특징으로 하는 해파리 수거 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 저장부의 내측에는 적어도 하나 이상의 수위 측정 센서가 형성되어 상기 해파리의 저장 용량을 실시간 확인하는 것
    을 특징으로 하는 해파리 수거 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 수위 측정 센서에 의해 상기 저장 용량을 실시간 확인하여, 무선 통신부를 이용하여 상기 선박 또는 무인 수상 로봇에 알리는 것
    을 특징으로 하는 해파리 수거 장치.
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