KR20190025140A - 선박 선미의 듀얼 선외기를 이용한 자동접안 제어시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 선박 선미의 듀얼 선외기를 이용한 자동접안 제어시스템으로서, 상기 선박 선미에는 2개의 선외기가 설치되며, 조타기 주변에 설치되는 헬름펌프와 상기 선외기 사이에는 감속기가 설치되며, 상기 선박의 선수부에 다수의 근접센서가 위치되며, 선미부 좌측 및 우측에도 근접센서가 배치되는 것을 특징으로 하는 선박 선미의 듀얼 선외기를 이용한 자동접안 제어시스템에 의하여 달성될 수 있다.

Description

선박 선미의 듀얼 선외기를 이용한 자동접안 제어시스템 및 방법{Control system for automatically bringing a vessel alongside the pier using dual outboard motor located in vessel stern and the method thereof}

본 발명은 선박 선미의 듀얼 선외기를 이용한 자동접안 제어시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실시간으로 정박하고자 하는 선박과 주변의 선박 및 선착장의 위치를 센서를 통해 수신하여 추진체의 RPM과 각도를 제어하여 자동접안이 가능하게 되는 선박 선미의 듀얼 선외기를 이용한 자동접안 제어시스템 및 방법에 관한 것이다.

선박 운항에 있어서 가장 어려운 작업 중의 하나가 접안이다. 즉, 선박의 경우, 도로를 주행하는 자동차에 비하여 운동가속도가 작은 반면, 큰 관성력을 가지며, 파랑 등의 열악한 외부 환경에 노출되어 있기 때문에, 선박의 접안은 상당한 숙련을 요하는 어려운 작업이다. 이와 같은 선박 접안작업을 위해서는 정박지의 해상지리에 밝은 파일럿이 승선하여야 하거나, 해당 선박 및 지원팀과의 효율적인 팀워크(Team Work)가 갖추어져야만 안전하고 효율적인 접안작업이 이루어질 수 있다.

그런데, 이와 같은 선박의 접안작업은 많은 인적 자원 및 물적 자원을 필요로 하기 때문에 그 비용이 상당할 수 밖에 없으며, 또한 해양의 기상상황의 변화에 따라 선박 접안작업이 어려움을 겪을 수 있다는 문제점이 있다.

따라서 실시간으로 정박하고자 하는 선박과 주변의 선박 및 선착장의 위치를 센서를 통해 수신하여 이를 기초로 선박을 제어할 수 있다면, 선박의 접안작업이 효율적으로 수행될 수 있을 것이다.

등록특허 제10-1208168호

본 발명의 목적은 실시간으로 정박하고자 하는 선박과 주변의 선박 및 선착장의 위치를 센서를 통해 수신하여 추진체의 RPM과 각도를 제어하여 자동접안이 가능하게 되는 선박 선미의 듀얼 선외기를 이용한 자동접안 제어시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 목적은 선박 선미의 듀얼 선외기를 이용한 자동접안 제어시스템으로서, 상기 선박 선미에는 2개의 선외기가 설치되며, 조타기 주변에 설치되는 헬름펌프와 상기 선외기 사이에는 감속기가 설치되며, 상기 선박의 선수부에 다수의 근접센서가 위치되며, 선미부 좌측 및 우측에도 근접센서가 배치되는 것을 특징으로 하는 선박 선미의 듀얼 선외기를 이용한 자동접안 제어시스템에 의하여 달성될 수 있다.

또한 본 발명은 선박 선미의 듀얼 선외기를 이용한 자동접안 제어방법으로서, 상기 선박의 좌우이동은 좌/우측 선외기를 프로펠러기준으로 프로펠러방향과 역방향으로 제어하여 선체를 수평이동시키며, 여기서 옆면, 앞/뒤면에 센서를 통해 감지시간과 감지위치에 따라 상기 선외기의 방향과 속도를 제어하며, 상기 선박의 스핀턴(spin turn)은 상기 선외기를 11자 상태로 두고 각각의 선외기의 프로펠러 방향을 서로 반대방향으로 회전하여 선체를 회전하며, 상기 선박의 회전이동은 상기 선외기를 스핀턴과 같이 두고 좌우회전 방향에 맞추어 상기 선외기의 위치를 정하여 주는 것을 특징으로 하는 선박 선미의 듀얼 선외기를 이용한 자동접안 제어방법을 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면, 실시간으로 정박하고자 하는 선박과 주변의 선박 및 선착장의 위치를 센서를 통해 수신하여 추진체의 RPM과 각도를 제어하여 자동접안이 가능하게 되는 선박 선미의 듀얼 선외기를 이용한 자동접안 제어시스템 및 방법이 제공될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 선미의 듀얼 선외기를 이용한 자동접안 제어시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 일 실시예에 따른 선박 선미의 듀얼 선외기를 이용한 자동접안 제어시스템의 주요 기능부를 도식적으로 도시한 도면,
도 3은 일 실시예에 따른 선박 선미의 듀얼 선외기를 이용한 자동접안 제어방법을 도시한 흐름도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 선미의 듀얼 선외기를 이용한 자동접안 제어시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면, 도 2는 일 실시예에 따른 선박 선미의 듀얼 선외기를 이용한 자동접안 제어시스템의 주요 기능부를 도식적으로 도시한 도면, 도 3은 일 실시예에 따른 선박 선미의 듀얼 선외기를 이용한 자동접안 제어방법을 도시한 흐름도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 소형선박의 선미에는 2개의 선외기가 장착되어 있으며, 헬름펌프와 선외기 사이에는 감속기가 장착되어 있다. 본 시스템은 선외기(outboard)의 추진매개체가 내연기관이나 전동기 형태에서 운영 가능하다.

리모컨에 의한 선외기 모터 구동시에는 감속기 모터와 헬름펌프 사이에 구비되는 10:1 감속기에 의하여 미세조정이 이루어질 수 있다.

감속기 축과 헬름펌프 축은 키를 사용하여 고정하며, 감속기 모터는 DC12V 200W DC 모터이며, 베벨기어 구조의 감속기와 연결되도록 구성된다.

또한 감속기 모터와 헬름펌프 사이에 3way valve가 구비되는데, 이는 리모컨과 조타기 선택스위치에 의하여 리모컨과 조타기 중 어느 하나가 선택되면, 상기한 3way valve를 통해 조타기 방향제어와 리모컨의 방향제어 중 하나가 선택되도록 구성된다.

선외기의 유압제어는 상기한 3way valve의 모터를 통한 헬름펌프 출력을 전달하도록 한다. 또한 선외기는 선외기에 인접하여 구비되는 솔레노이드 밸브를 on-off함으로써 선외기의 방향을 독립적으로 제어할 수 있게 된다. 리모컨에는 방향을 제어하는 x-y축, tack switch가 일체형인 게임용 조이스틱 볼륨과 속도를 제어하기 위한 일반형 볼륨으로 구성하며, 양손으로 제어하기 위해 손잡이를 부착하는 것이 바람직하다. 이때 조이스틱의 버튼(tack switch)을 누르고 있으면 리모컨이 작동하도록 구성한다.

도 2에 도식적으로 도시된 바와 같이, 선수부에는 다수의 근접센서 (T1: 선수부 전면, T2: 선수부 좌측, T3: 선수부 우측)가 위치되며, 선미부 좌측에 역시 근접센서 (L1: 선미 좌측, L2: 선미 좌후측), 선미부 우측에도 근접센서 (R1: 선미 우측, R2: 선미 우후측)가 배치되며, 선외기의 좌우측으로 밀어내는 방향(OF1,2), 선외기의 좌우측으로 잡아당기는 방향(OR1,2), 선외기의 좌우측 각도(OD1,2)가 자동접안 방법을 구현함에 주요 기능부로서 이용된다.

자동접안 시스템의 제어모드는 크게 이동, 스핀 턴, 회전, 직진운전으로 나누어 볼 수 있다.

먼저 좌우이동은 좌/우측 선외기를 프로펠러기준으로 프로펠러방향과 역방향으로 제어하여 선체를 수평이동시킬 수 있다. 이때 옆면, 앞/뒤면에 센서를 통해 감지시간과 감지위치에 따라 선외기의 방향과 속도를 제어하게 된다.

스핀턴(spin turn)은 선외기를 11자 상태로 두고 각각의 선외기의 프로펠러 방향을 서로 반대방향으로 회전하여 선체를 회전하는 것이며, 프로펠러의 속도에 따라 회전속도가 결정될 수 있다.

회전이동의 경우 선외기를 스핀턴과 같이 두고 좌우회전 방향에 맞추어 선외기의 위치를 정하여 줌으로써 회전이동할 수 있다.

운전은 선체를 직진 또는 후진 이동하는 것으로 두 개의 선외기의 프로펠러를 동시에 정역방향으로 회전하여 이동할 수 있다.

도 3에 도시된 흐름도에서 “>” 좌측의 상태를 우측의 상태보다 각도를 넓게 하여 속도를 높이는 것을 의미하며, “=”는 각도를 서로 같게 하는 것을 의미한다.

“On"은 해당 선외기의 상태의 기능을 동작시키는 것을 의미한다.

도 3에 도시된 알고리즘에 따르면 잦은 수면의 높낮이 변화와 선체의 요동으로 해당 루틴을 처리하고 지연시간(about 1sec)을 두어 실행하는 프로세스로 진행한다.

이러한 본 발명에 따르면, 실시간으로 정박하고자 하는 선박과 주변의 선박 및 선착장의 위치를 센서를 통해 수신하여 추진체의 RPM과 각도를 제어하여 자동접안이 가능해진다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

- H : 선체길이
- W : 선체 폭
- T1,2,3 : 선수부의 근접센서 (T1: 선수부 전면, T2: 선수부 좌측, T3: 선수부 우측)
- L1,2 : 선미부 좌측 근접센서 (L1: 선미 좌측, L2: 선미 좌후측)
- R1,2 : 선미부 우측 근접센서 (R1: 선미 우측, R2: 선미 우후측)
- OF1,2 : outboard 좌우측 밀어내는 방향
- OR1,2 : outboard 좌우측 잡아당기는 방향
- OD1,2 : outboard 좌우측 각도

Claims (2)

1. 선박 선미의 듀얼 선외기를 이용한 자동접안 제어시스템으로서,
   상기 선박 선미에는 2개의 선외기가 설치되며,
   조타기 주변에 설치되는 헬름펌프와 상기 선외기 사이에는 감속기가 설치되며,
   상기 선박의 선수부에 다수의 근접센서가 위치되며, 선미부 좌측 및 우측에도 근접센서가 배치되는 것을 특징으로 하는 선박 선미의 듀얼 선외기를 이용한 자동접안 제어시스템.
   
2. 선박 선미의 듀얼 선외기를 이용한 자동접안 제어방법으로서,
   상기 선박의 좌우이동은 좌/우측 선외기를 프로펠러기준으로 프로펠러방향과 역방향으로 제어하여 선체를 수평이동시키며, 여기서 옆면, 앞/뒤면에 센서를 통해 감지시간과 감지위치에 따라 상기 선외기의 방향과 속도를 제어하며,
   상기 선박의 스핀턴(spin turn)은 상기 선외기를 11자 상태로 두고 각각의 선외기의 프로펠러 방향을 서로 반대방향으로 회전하여 선체를 회전하며
   상기 선박의 회전이동은 상기 선외기를 스핀턴과 같이 두고 좌우회전 방향에 맞추어 상기 선외기의 위치를 정하여 주는 것을 특징으로 하는 선박 선미의 듀얼 선외기를 이용한 자동접안 제어방법.

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