KR20170001248U

KR20170001248U - 무인비행체의 가스 주입회수 기구

Info

Publication number: KR20170001248U
Application number: KR2020150006467U
Authority: KR
Inventors: 김동수; 박주이; 조영식
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2015-10-01
Filing date: 2015-10-01
Publication date: 2017-04-11

Abstract

본 고안은 무인비행체(20)와 충전기(30) 간에 가스를 주입하고 회수하기 위한 기구에 있어서: 상기 무인비행체(20)에 부양력을 작용하도록 탑재되고, 주입관(23)에 밸브판(27)을 개폐 가능하게 구비하는 부력체(21); 및 상기 충전기(30)에 연결되어 주입노즐(33)로 가스의 출입을 유도하고, 기밀력을 유지하도록 밀착대(35)를 구비하는 주입건(31);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 부력체와 프로펠러를 가진 무인비행체 방식의 검사로봇으로 화물창을 검사하는 과정에서 수동작업을 배제하면서 부력체에 헬륨 등의 기체를 용이하게 주입하거나 회수하는 효과가 있다.

Description

무인비행체의 가스 주입회수 기구{Gas injection and collection device for unmaned aerial vehicle}

본 고안은 무인비행체의 가스 주입 및 회수에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 부력체와 프로펠러를 가진 무인비행체로 화물창을 검사함에 있어서 부력체에 헬륨 등의 기체를 용이하게 주입하거나 배출할 수 있는 무인비행체의 가스 주입회수 기구에 관한 것이다.

근래 들어 LNGC 및 FLNG 카고탱크(cargo tank)의 무인 검사를 위해 비행체 방식의 검사로봇 개발에 대한 관심이 고조되고 있다. 이러한 무인비행체 검사로봇의 구현을 위해 여러 중요한 메커니즘 적용을 필요로 하지만, 헬륨가스 주입 및 회수 시 작업자가 직접 장착 및 분리할 수 없는 상태이므로 이와 관련된 새로운 메커니즘도 적용되어야 한다.

설사 작업자가 직접 고정을 하거나 고무의 마찰력에 의존하여 고정하는 방식을 적용하더라도 주입 대상 가스(또는 액체)가 모두 주입이 될 때까지 고정상태를 유지하기에 용이치 않다.

참고용 선행기술문헌으로서 한국 등록실용신안공보 제0301966호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제0779626호(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.

선행문헌 1은 주유기 주유노즐의 밀폐캡 양단에 O-링이 개재되는 삽입홈이 구비되고 상기 연료주입구에 고정이 가능하도록 자석 및 전자석 중에서 선택된 고정부와, 상기 고정부의 외부에 내부식성이 강한 스테인리스강으로 제작되는 외부케이스를 포함한다. 이에, 유해성분을 지닌 가스가 대기로 유입되지 않도록 하여 환경오염을 방지하는 효과를 기대한다.

선행문헌 2는 반응로의 노즐주입구 상에 설치된 가이드롤케이스; 가이드롤케이스 내부의 가이드롤; 노즐주입구에 고정되는 박스에 개재된 개폐기베이스; 개폐기베이스에 고정된 회전링; (중략) 날개피니언기어; 개폐기 날개; 구동피닌언기어; 래크; 연결대;를 포함하여 구성된다. 이에, 노즐주입구 밀봉으로 염산가스의 누출을 막아 작업의 안정성을 확보하는 효과를 기대한다.

그러나, 선행문헌 1의 O-링과 전자석을 사용하는 방식이나 선행문헌 2의 회전링과 기어를 사용하는 방식을 소형의 검사로봇 무인비행체에 적용하여 헬륨을 주입하고 회수하는 용도로 활용하기에 적합하지 않다.

1. 한국 등록실용신안공보 제0301966호 "주유기용 밀폐캡" (공개일자 : 2003.01.24.) 2. 한국 등록특허공보 제0779626호 "산회수 설비의 노즐스틱 주입구 자동 개폐장치" (공개일자 : 2007.11.26.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 고안의 목적은, 부력체와 프로펠러를 가진 무인비행체 방식의 검사로봇으로 화물창을 검사하는 과정에서 부력체에 헬륨 등의 기체를 용이하게 주입하거나 회수할 수 있는 무인비행체의 가스 주입회수 기구에를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 무인비행체와 충전기 간에 가스를 주입하고 회수하기 위한 기구에 있어서: 상기 무인비행체에 부양력을 작용하도록 탑재되고, 주입관에 밸브판을 개폐 가능하게 구비하는 부력체; 및 상기 충전기에 연결되어 주입노즐로 가스의 출입을 유도하고, 기밀력을 유지하도록 밀착대를 구비하는 주입건;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 세부 구성으로서, 상기 부력체의 주입관은 자성 소재로 형성된 유도판을 동심상으로 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 세부 구성으로서, 상기 부력체의 밸브판은 판스프링을 개재하여 폐쇄하는 방향으로 기밀력을 작용하는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 세부 구성으로서, 상기 주입건의 밀착대는 단속 가능한 자력을 이용하여 기밀력을 유지하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 밀착대는 부력체와 접촉하는 면에 환상으로 배치된 전자석을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 고안에 의하면, 부력체와 프로펠러를 가진 무인비행체 방식의 검사로봇으로 화물창을 검사하는 과정에서 수동작업을 배제하면서 부력체에 헬륨 등의 기체를 용이하게 주입하거나 회수하는 효과가 있다.

도 1은 본 고안에 따른 기구를 화물창에 적용하여 나타내는 구성도
도 2는 본 고안에 따른 기구의 주요부를 분리하여 나타내는 구성도
도 3 및 도 4는 본 고안에 따른 기구의 작동전후 상태를 나타내는 구성도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 고안의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 무인비행체(20)와 충전기(30) 간에 가스를 주입하고 회수하기 위한 기구에 관하여 제안한다. 도 1에서 무인비행체(20) 방식의 검사로봇을 이용하여 LNGC 등에 설치된 대형의 화물창(10)을 검사하는 상태를 예시하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 무인비행체(20)는 헬륨풍선과 같은 부력체(21)의 하측으로 다수의 추진용 프로펠러를 구비한다. 충전기(30)는 헬륨가스를 저장하는 수단으로서 화물창(10)의 외부에 거치된다. 무인비행체(20)는 화물창(10)의 개구(15)를 통하여 투입되고 영상촬영 등의 임무를 수행한다.

본 고안에 따르면 주입관(23)에 밸브판(27)을 개폐 가능하게 구비하는 부력체(21)가 상기 무인비행체(20)에 부양력을 작용하도록 탑재되는 구조이다. 부력체(21)는 헬륨풍선과 유사한 구조로서 일측에 주입관(23)을 구비한다. 주입관(23)은 후술하는 주입건(31)과 맞물리는 형태로서 내측면에 힌지 구조로 결합되는 밸브판(27)을 구비한다. 밸브판(27)은 주입건(31)의 진입에 의하여 회동되어 부력체(21)와 충전기(30) 간의 가스 유로를 개방한다.

본 고안의 세부 구성으로서, 상기 부력체(21)의 주입관(23)은 자성 소재로 형성된 유도판(25)을 동심상으로 구비하는 것을 특징으로 한다. 일예로, 유도판(25)은 강판재를 사용하여 원형으로 형성할 수 있다. 주입관(23)과 유도판(25)은 동심의 일체 구조로 형성하는 것이 좋다. 유도판(25)은 반드시 평면에 한정되지 않고 부력체(21)와 유사한 곡률의 곡면으로 형성될 수 있다. 어느 경우에나 유도판(25)은 부력체(21)에 은폐되고 주입관(23)은 부력체(21)의 외부로 노출된다.

본 고안의 세부 구성으로서, 상기 부력체(21)의 밸브판(27)은 판스프링(47)을 개재하여 폐쇄하는 방향으로 기밀력을 작용하는 것을 특징으로 한다. 밸브판(27)의 힌지 개폐 구조에 판스프링(47)을 적용하여 부력체(21)에 충진된 헬륨의 누출을 방지한다. 밸브판(27)은 주입관(23)의 외경보다 큰 영역에서 기밀성과 신축성을 지닌 소재를 부가하여 기밀력을 높인다. 반면, 밸브판(27)에서 주입관(23)의 내경에 해당하는 영역은 내마모성 소재를 부가하여 주입노즐(33)과 마찰에 의한 손상을 방지한다. 어느 경우에나 밸브판(27)의 기밀력은 부력체(21)의 헬륨압력과 더불어 판스프링(47)으로 유지된다.

또, 본 고안에 따르면 주입건(31)이 상기 충전기(30)에 연결되어 주입노즐(33)로 가스의 출입을 유도하고, 기밀력을 유지하도록 밀착대(35)를 구비하는 구조이다. 주입건(31)은 호스(37)를 이용하여 충전기(30)와 연결되고, 주입건(31)의 단부에는 주입노즐(33)이 구비된다. 밀착대(35)는 주입노즐(33)과 동심상으로 결합되어 부력체(21)의 유도판(25)과 밀착 상태를 유지한다.

이때, 밀착대(35)에서 유도판(25)과 밀착되는 면에 오링 형태의 실링(41)을 설치하는 것이 좋다.

한편, 주입노즐(33)의 단부를 빗살 형태로 경사지게 절단하면 주입관(23)의 진입과 밸브판(27)의 개방 용이성 측면에서 유리하다.

본 고안의 세부 구성으로서, 상기 주입건(31)의 밀착대(35)는 단속 가능한 자력을 이용하여 기밀력을 유지하는 것을 특징으로 한다. 밀착대(35)에서 발생되는 자력은 유도판(25)과의 밀착력을 높여서 헬륨의 누출을 방지한다. 자력의 단속은 주입노즐(33)을 주입관(23)으로 진입시키는 동작과 주입관(23)에서 인출시키는 동작을 원활하게 하는 측면에서 중요하다.

이때, 상기 밀착대(35)는 부력체(21)와 접촉하는 면에 환상으로 배치된 전자석(45)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 전자석(45)의 코일을 주입노즐(33)의 주변으로 배치하여 환상으로 고르게 자력을 발생한다. 전자석(45)의 코일에 연결되는 전선은 주입건(31)과 호스(37)를 따라 충전기(30)에 이르도록 한다.

사용에 있어서, 작업자가 화물창(10)의 개구(15)로 무인비행체(20)를 투입하여 설정된 작업을 수행하고, 부력체(21)의 부양력이 저하되면 무인비행체(20)를 개구(15) 부근으로 이동시키고, 주입건(31)을 주입관(23) 측으로 내리면서 전자석(45)에 전원을 인가하고, 주입노즐(33)이 주입관(23)으로 진입하여 밸브판(27)이 개방되면 충전기(30)를 작동하여 헬륨을 주입하고, 주입이 종료되면 전자석(45)을 오프하고 주입건(31)을 원위치한다. 화물창(10)의 검사가 종료된 이후에는 다시 무인비행체(20)를 개구(15) 부근으로 이동시키고, 전술한 주입절차와 동일하게 전자석(45)의 자력을 단속하면서 회수절차를 진행한다.

본 고안은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 고안의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 고안의 실용신안등록청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 화물창 15: 개구
20: 무인비행체 21: 부력체
23: 주입관 25: 유도판
27: 밸브판 30: 충전기
31: 주입건 33: 주입노즐
35: 밀착대 37: 호스
41: 실링 45: 전자석
47: 판스프링

Claims

무인비행체(20)와 충전기(30) 간에 가스를 주입하고 회수하기 위한 기구에 있어서:
상기 무인비행체(20)에 부양력을 작용하도록 탑재되고, 주입관(23)에 밸브판(27)을 개폐 가능하게 구비하는 부력체(21); 및
상기 충전기(30)에 연결되어 주입노즐(33)로 가스의 출입을 유도하고, 기밀력을 유지하도록 밀착대(35)를 구비하는 주입건(31);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무인비행체의 가스 주입회수 기구.
청구항 1에 있어서,
상기 부력체(21)의 주입관(23)은 자성 소재로 형성된 유도판(25)을 동심상으로 구비하는 것을 특징으로 하는 무인비행체의 가스 주입회수 기구.
청구항 1에 있어서,
상기 부력체(21)의 밸브판(27)은 판스프링(47)을 개재하여 폐쇄하는 방향으로 기밀력을 작용하는 것을 특징으로 하는 무인비행체의 가스 주입회수 기구.
청구항 1에 있어서,
상기 주입건(31)의 밀착대(35)는 단속 가능한 자력을 이용하여 기밀력을 유지하는 것을 특징으로 하는 무인비행체의 가스 주입회수 기구.
청구항 4에 있어서,
상기 밀착대(35)는 부력체(21)와 접촉하는 면에 환상으로 배치된 전자석(45)을 구비하는 것을 특징으로 하는 무인비행체의 가스 주입회수 기구.