KR20190085256A - Buoyant Optical-Power Composite Cable - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 부력 광전복합 케이블에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 부력을 발생시키는 부력 발생수단으로서의 부력부재를 코어의 외측에 분산 배치함과 동시에 부력부재 사이에 공극을 분산 형성하여 내부의 코어를 보호하면서도 유연성이 향상되고 충분한 인장력을 제공하면서 직경을 최소화할 수 있으며 제조 공정을 단순화할 수 있는 부력 광전복합 케이블에 관한 것이다.The present invention relates to a buoyant photoelectric composite cable. More particularly, the present invention relates to a buoyancy generating means for generating buoyancy, a buoyancy member for dispersing and arranging the buoyancy member on the outside of the core and dispersing voids between the buoyancy members to protect the inner core, To a buoyant photoelectric composite cable capable of minimizing the diameter and simplifying the manufacturing process.
최근 특수 목적을 가지고 수중 작업을 위한 로봇들이 소개되고 있다. 종래에는 작업자가 수작업으로 수행하던 작업을 로봇을 사용하여 빠르고 안전하게 수행할 수 있기 때문에 수중 작업 로봇의 사용은 확대될 전망이다.Recently, robots for underwater work have been introduced for special purposes. In the past, the use of underwater work robots is expected to expand because it is possible to quickly and safely perform work that a worker performs manually using a robot.
이러한 수중 작업 로봇들은 일반적으로 제어신호 또는 센서신호의 통신을 위한 통신라인과 작업 수행에 필요한 전력라인을 함께 구비해야 하므로, 이러한 수중작업을 위한 로봇은 선박 등과 통신과 전력공급을 위한 케이블로 연결될 수 있다.Such underwater work robots generally have a communication line for communication of a control signal or a sensor signal and a power line necessary for performing a task, and therefore, such a robot for underwater work can be connected with a cable for communication and power supply have.
이러한 수중 작업 로봇과 선박 등을 연결하는 케이블은 기본적으로 부력을 구비해야 한다. Such a cable connecting the underwater work robot to the ship should basically have buoyancy.
만일 수중 작업 로봇과 연결된 케이블이 부력이 없으면, 케이블은 자중에 의하여 하강하게 되고, 그 과정에서 로봇과 연결된 모선의 방향타 또는 스크류 등과 엉키는 문제가 발생될 수 있다.If the cable connected to the underwater work robot does not have buoyancy, the cable is lowered due to its own weight, and in the process, tangling with the rudder or screw of the bus bar connected to the robot may occur.
즉, 수중에서 작업하는 로봇을 연결하는 케이블이 부력이 없는 경우 로봇의 위치와 무관하게 가라앉으면 케이블 단선, 케이블 꼬임 또는 스크류 걸림 등의 문제가 발생되므로, 수중 작업 로봇을 연결하기 위한 케이블은 자체적으로 부력을 구비함을 요한다.That is, if the cable connecting the robots working in the water has no buoyancy, if the robot sinks irrespective of the position of the robot, problems such as cable disconnection, cable twisting, or screwing may occur. Buoyancy.
도 2는 수중에서 로봇 등을 연결하기 위하여 소개된 케이블의 단면도를 도시한다. 도 2에 도시된 케이블은 2개의 통신유닛과 4개의 전력유닛(10')이 중심인장선(20') 둘레에 배치된 상태에서 내부 자켓(50b)으로 피복된 후 부력 발생수단으로 발포층(60)이 구비되고, 상기 발포층(60) 외측에는 다시 외부 자켓(50a) 등이 구비되어 부력을 구비하는 통신 및 전력 복합 케이블이 구비될 수 있다.Fig. 2 shows a cross-sectional view of a cable introduced for connecting a robot or the like in water. The cable shown in Fig. 2 is covered with the
도 2에 도시된 케이블의 경우, 부력 제공을 위하여 발포층을 구비하나, 수심에 따라 쉽게 압축되고, 발포층(60)이 케이블의 특정 층을 꽉채워 유연성이 크게 떨어지는 문제가 있다. 또한, 발포층을 특정 층으로 구성하는 경우 발포 품질이 불안정하여 케이블의 원형 형상 형성이 쉽지 않고, 발포층 형성 공정의 난이도가 존재하여 결국 비용 증가의 문제로 귀결된다.In the case of the cable shown in Fig. 2, there is a foam layer for providing buoyancy, but it is easily compressed along the water depth, and the
그러나 이러한 복합 케이블은 수중 작업 로봇의 움직임에 따라 유연하게 밴딩이 가능해야 하고 그와 동시에 제한된 직경을 가지면서도 수중에 가라앉지 않을 정도의 부력이 요구되며, 더 나아가 거친 해양 등의 수중 환경에서 내부의 코어 등을 보호할 수 있는 충분한 강성이 필요하다.However, such a composite cable must be capable of bending flexibly according to the movement of an underwater work robot, and at the same time, it is required to have a buoyancy that does not sink into water while having a limited diameter, and furthermore, Sufficient rigidity is required to protect the core and the like.
그러나, 유연성, 부력 및 강성이 요구되어도 케이블의 직경을 충분히 키우는 경우 로봇의 작업을 방해할 수 있으므로 케이블의 직경도 합리적인 수준으로 제한되어야 한다.However, even if flexibility, buoyancy and stiffness are required, the diameter of the cable must be limited to a reasonable level, as it may interfere with the operation of the robot.
본 발명은 부력을 발생시키는 부력 발생수단으로서의 부력부재를 코어의 외측에 분산 배치함과 동시에 부력부재 사이에 공극을 분산 형성하여 내부의 코어를 보호하면서도 유연성이 향상되고 충분한 인장력을 제공하면서 직경을 최소화할 수 있으며 제조 공정을 단순화할 수 있는 부력 광전복합 케이블을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.The present invention is characterized in that a buoyancy member as a buoyancy generating means for generating buoyancy is dispersedly disposed on the outer side of a core and a gap is formed dispersed between the buoyancy members to protect the inner core while improving flexibility and minimizing the diameter while providing sufficient tensile force And to provide a buoyant photoelectric composite cable capable of simplifying the manufacturing process.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 복수 개의 소선으로 구성되는 도체부 및 상기 도체부를 감싸는 절연층을 구비하는 복수 개의 전력유닛; 적어도 하나의 광섬유를 포함하는 광유닛; 및, 인장재를 구비하는 인장보강유닛;을 포함하는 코어부; 상기 코어부 외측에 배치되는 비중 1 이하의 복수 개의 부력부재; 상기 부력부재를 외측을 감싸는 외부자켓;을 구비하는 부력 광전복합 케이블을 제공할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a power unit comprising: a plurality of power units each having a conductor section composed of a plurality of element wires and an insulation layer surrounding the conductor section; An optical unit including at least one optical fiber; And a tensile strengthening unit including a tensile material; A plurality of bumper members disposed on the outside of the core portion and having a specific gravity of 1 or less; And an outer jacket surrounding the buoyancy member to surround the buoyancy member.
또한, 상기 코어부 및 상기 부력부재를 제외한 상기 외부자켓 내부의 공간은 빈 공간으로 유지될 수 있다.In addition, the space inside the outer jacket except for the core part and the buoyancy member can be maintained as an empty space.
이 경우, 상기 코어부는 상기 인장보강유닛이 중심부에 배치되고, 상기 전력유닛과 상기 광유닛이 상기 인장보강유닛 둘레에 배치될 수 있다.In this case, the core portion may be disposed at the center of the tensile strengthening unit, and the power unit and the optical unit may be disposed around the tensile strengthening unit.
그리고, 상기 코어부의 상기 광유닛은 1개가 구비되고, 상기 전력유닛은 5개가 구비될 수 있다.One of the optical units of the core unit may be provided, and five power units may be provided.
여기서, 복수 개의 상기 부력부재는 원형 단면을 갖도록 구성되고, 상기 코어부와 각각 접하고, 상기 코어부 둘레에 상호 인접하게 배치되며, 상기 코어부의 직경이 상기 부력부재의 직경보다 클 수 있다.Here, the plurality of buoyancy members are configured to have a circular cross-section, and are in contact with the core portions and disposed adjacent to each other around the core portion, and the diameter of the core portion may be larger than the diameter of the buoyancy member.
이 경우, 상기 전력유닛의 도체부는 1.5 밀리미터 내지 2.0 밀리미터의 직경을 가질 수 있다.In this case, the conductor portion of the power unit may have a diameter of from 1.5 millimeters to 2.0 millimeters.
또한, 상기 전력유닛의 상기 절연층은 XLPE (Cross-linked polyethylene) 재질로 구성될 수 있으며, 0.5 밀리미터 내지 1.0 밀리미터의 두께일 수 있다.In addition, the insulation layer of the power unit may be made of XLPE (cross-linked polyethylene) material and may have a thickness of 0.5 mm to 1.0 mm.
이 경우, 상기 광유닛은 적어도 1개의 광섬유 및 상기 광섬유가 구비된 루즈튜브 또는 타이트버퍼를 포함하여 구성되며, 상기 광유닛의 외경은 2.6 밀리미터 내지 3.2 밀리미터의 크기일 수 있다.In this case, the optical unit may include at least one optical fiber and a loose tube or tight buffer equipped with the optical fiber, and the optical unit may have an outer diameter of 2.6 mm to 3.2 mm.
그리고, 상기 인장보강유닛의 인장재는 인장섬유로 구성되고, 상기 인장재 및 상기 발포층 사이에 상기 인장재를 감싸는 에틸렌프로필렌 고무 재질의 보강층이 구비될 수 있다.The tensile material of the tensile strengthening unit may be composed of tensile fibers, and a reinforcing layer of ethylene propylene rubber may be provided between the tensile material and the foamed layer to wrap the tensile material.
여기서, 상기 부력부재는 열가소성 폴리우레탄(TPU, Thermoplastic poly urethane) 재질로 구성될 수 있다.Here, the buoyancy member may be made of thermoplastic polyurethane (TPU).
이 경우, 상기 외부자켓은 열가소성 폴리우레탄(TPU, Thermoplastic poly urethane) 재질로 구성되며, 상기 부력 광전복합 케이블의 외경은 24 밀리미터 내지 28 밀리미터의 크기이며, 상기 부력 광전복합 케이블의 최소 곡률반경은 외경의 4배 내지 6배일 수 있다.In this case, the outer jacket is made of thermoplastic polyurethane (TPU), the outer diameter of the buoyant photoelectric hybrid cable is 24 mm to 28 mm, and the minimum curvature radius of the buoyant photoelectric hybrid cable is an outer diameter To about 4 times to about 6 times as high as that of the first embodiment.
또한, 상기 코어부의 인장보강유닛의 직경이 상기 광유닛 및 상기 전력유닛의 직경보다 클 수 있다.Further, the diameter of the tensile strengthening unit of the core portion may be larger than the diameter of the optical unit and the power unit.
이 경우, 상기 코어부의 직경이 상기 부력부재의 직경보다 클 수 있다.In this case, the diameter of the core portion may be larger than the diameter of the buoyancy member.
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 인장재가 구비된 인장보강유닛; 상기 인장보강유닛 둘레에 배치되며, 복수 개의 소선으로 구성되는 도체부 및 상기 도체부를 감싸는 절연층을 구비하는 5개의 전력유닛; 상기 전력유닛과 함께 인장보강유닛 둘레에 배치되며, 적어도 하나의 광섬유를 구비하는 하나의 광유닛; 상기 전력유닛 및 상기 광유닛 외측에 인접하게 나란히 배치되는 복수 개의 부력부재; 및, 상기 부력부재 외측을 감싸는 외부자켓;을 포함하고, 상기 부력부재 사이에 빈 공간이 형성될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a tensile reinforcing unit comprising a tensile material. Five power units disposed around the tensile strengthening unit, the power unit comprising a conductor portion composed of a plurality of element wires and an insulation layer surrounding the conductor portion; An optical unit disposed around the tensile stiffening unit together with the power unit, the optical unit comprising at least one optical fiber; A plurality of buoyancy members arranged adjacent to and outside the power unit and the optical unit; And an outer jacket surrounding the outside of the buoyancy member, and a void space may be formed between the buoyancy members.
그리고, 상기 부력부재는 열가소성 폴리우레탄(TPU, Thermoplastic poly urethane) 재질로 발포되어 구성될 수 있다.The buoyancy member may be foamed with a thermoplastic polyurethane (TPU) material.
여기서, 상기 부력부재는 비중 1 이하의 재질로 구성될 수 있다.Here, the buoyancy member may be made of a material having a specific gravity of 1 or less.
이 경우, 상기 부력부재는 비중 1 이하의 재질의 튜브부재일 수 있다.In this case, the buoyancy member may be a tube member having a specific gravity of 1 or less.
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 복수 개의 소선으로 구성되는 도체부를 구비하는 복수 개의 전력유닛; 적어도 하나의 광섬유를 포함하는 적어도 하나의 광유닛; 및 인장재를 구비하는 인장보강유닛;을 포함하는 코어부; 및, 상기 코어부 외측에 구비되는 부력발생부; 상기 부력발생부 외측을 감싸는 외부자켓;을 구비하고, 상기 부력발생부는 복수 개로 분할된 열가소성 폴리우레탄(TPU, Thermoplastic poly urethane) 재질의 부력부재 및 부력부재 사이에 형성되는 공극으로 구성될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a power unit comprising: a plurality of power units each having a conductor unit formed of a plurality of element wires; At least one optical unit comprising at least one optical fiber; And a tensile strengthening unit having a tensile member; A buoyancy generating unit provided outside the core unit; The buoyancy generating unit may include a buoyancy member made of a thermoplastic polyurethane (TPU) and a cavity formed between the buoyancy members. The buoyancy generating unit may include a buoyancy member formed of a plurality of thermoplastic polyurethane (TPU) members and an outer jacket surrounding the buoyancy generating unit.
이 경우, 상기 부력 광전복합 케이블의 전체적인 비중은 1 이하일 수 있다.In this case, the overall specific gravity of the buoyant photoelectric hybrid cable may be 1 or less.
본 발명에 따른 부력 광전복합 케이블에 의하면, 부력을 발생시키는 부력 발생수단으로서의 부력부재를 코어의 외측에 분산 배치함과 동시에 부력부재 사이에 공극을 분산 형성하여 내부의 코어를 보호하면서도 유연성이 향상되고 충분한 인장력을 제공하면서 직경을 최소화할 수 있다.According to the buoyant photoelectric composite cable according to the present invention, the buoyancy member as the buoyancy generating means for generating buoyancy is dispersedly disposed outside the core, and the void is dispersed between the buoyancy members to protect the inner core, Diameter can be minimized while providing sufficient tension.
또한, 본 발명에 따른 부력 광전복합 케이블에 의하면, 부력부재를 코어 둘레에 배치하는 방법으로 제조 공정을 단순화할 수 있다.Further, according to the buoyant photoelectric composite cable according to the present invention, the manufacturing process can be simplified by arranging the buoyancy member around the core.
도 1은 본 발명에 따른 부력 광전복합 케이블의 단면도를 도시한다.
도 2는 종래의 부력 광전복합 케이블의 단면도를 도시한다.1 shows a cross-sectional view of a buoyant photoelectric composite cable according to the present invention.
2 shows a cross-sectional view of a conventional buoyant photoelectric composite cable.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
도 1은 본 발명에 따른 부력 광전복합 케이블(100)의 단면도를 도시한다.1 shows a cross-sectional view of a buoyant
본 발명에 따른 부력 광전복합 케이블(100)은 복수 개의 소선으로 구성되는 도체부(11) 및 상기 도체부(11)를 감싸는 절연층(13)을 구비하는 복수 개의 전력유닛(10); 적어도 하나의 광섬유를 포함하는 광유닛(30); 및, 인장재(21)를 구비하는 인장보강유닛(20);을 포함하는 코어부(C); 상기 코어부(C) 외측에 배치되는 복수 개의 부력부재(60); 상기 부력부재(60)를 외측을 감싸는 외부자켓(70);을 구비하여 구성될 수 있다.A buoyant photoelectric hybrid cable (100) according to the present invention includes a plurality of power units (10) having a conductor section (11) composed of a plurality of element wires and an insulation layer (13) surrounding the conductor section (11); An optical unit (30) comprising at least one optical fiber; And a tensile strengthening unit (20) having a tensile material (21); A plurality of buoyancy members (60) arranged outside the core section (C); And an outer jacket (70) surrounding the buoyancy member (60).
우선 본 발명에 따른 부력 광전복합 케이블(100)의 구조적 특징을 설명한다.First, structural characteristics of the buoyant
전체적으로 케이블 중심부에 코어부(C)가 구비되고 그 외측에 부력 발생부(80)가 배치될 수 있다.The core portion C may be provided at the center of the cable as a whole and the
부력 광전복합 케이블(100)의 중심부에 구비되는 코어부(C)는 전력유닛(10), 인장보강유닛(20) 및 광유닛(30)이 구비될 수 있다. The core unit C provided at the center of the buoyant
본 발명에 따른 부력 광전복합 케이블(100)은 수중 작업 로봇과 로봇을 제어하고 전력을 공급하는 선박을 연결하며, 돌발 상황에서 로봇의 분실 등을 방지하기 위하여 케이블 자체가 로봇의 하중을 견딜 수 있는 인장도가 요구된다. The buoyant
따라서, 본 발명에 따른 부력 광전복합 케이블(100)은 인장보강유닛(20)을 구비할 수 있으며, 그 위치는 로봇의 하중 지지 또는 장력 지지가 가장 용이한 케이블의 중심 영역일 수 있다.Therefore, the buoyant
상기 인장보강유닛(20)은 로프 또는 얀 등의 인장재(21)로만 구성될 수도 있고, 인장재(21)을 보호하기 위한 보강층(23)이 더 구비될 수도 있다.The tensile strengthening
또한, 본 발명에 따른 부력 광전복합 케이블(100)은 전력 공급을 위한 복수 개의 전력유닛(10)과 통신을 위한 광유닛(30)이 구비될 수 있다.In addition, the buoyant
수중 작업을 위한 로봇의 경우, 지속적인 로봇의 구동을 위하여 전력유닛(10)이 구비될 수 있고, 로봇의 제어신호의 통신 또는 센서나 카메라 신호를 송수신하기 위한 광유닛(30)이 구비될 수 있다.In the case of a robot for underwater operation, a
통신을 위하여 금속도체를 사용하는 통신유닛이 적용되면, 실시간 영상 전송을 위한 통신 속도를 제공하기 어렵고 케이블의 직경이 커지며, 더 나아가 수중 작업 로봇과 연결을 위한 유연성 확보가 어려울 수 있다.When a communication unit using a metal conductor is applied for communication, it is difficult to provide a communication speed for real time image transmission, a diameter of a cable increases, and further, it may be difficult to obtain flexibility for connection with an underwater work robot.
따라서, 본 발명은 데이터 또는 제어신호 전송을 위한 통신유닛으로 적어도 하나의 광섬유(31)가 구비된 광유닛(30)이 적용될 수 있다. Accordingly, the present invention can be applied to an
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 부력 광전복합 케이블(100)의 코어부(C)는 인장보강유닛(20)이 중심부에 배치되고, 상기 전력유닛(10)과 상기 광유닛(30)이 상기 인장보강유닛(20) 둘레에 배치될 수 있다. 1, the core portion C of the buoyant
또한, 상기 코어부(C) 둘레에는 복수 개의 부력부재(60)가 나란히 배치될 수 있다. In addition, a plurality of
본 발명에 따른 부력 광전복합 케이블은 수중 사용시 부력을 발생시키기 위하여 부력부재(60)가 구비된다.The buoyant photoelectric composite cable according to the present invention is provided with a buoyancy member (60) for generating buoyancy when used under water.
각각의 부력부재(60)는 원형 단면을 가지도록 하여 각각의 부력부재 주변에는 여러 공극(S)이 발생되어 빈 공간을 포함하도록 구성되는 것이 바람직하다.Each of the
케이블의 원형유지와 강성이 유지된다면 부력 발생을 위하여 공기층이 더 유리할 수 있다.The air layer may be more beneficial for buoyancy generation if the cable retains its circularity and rigidity.
따라서, 본 발명에 따른 부력 광전복합 케이블(100)은 상기 인장보강유닛(20), 상기 전력유닛(10)과 및 상기 광유닛(30)으로 구성되는 코어부(C) 외측에 부력발생부(80)로서 복수 개의 부력부재(60) 및 공극(S)을 확보하여 충분한 부력을 발생시킴과 동시에 유연성 확보에도 기여할 수 있다.Therefore, the buoyant
즉, 도 2를 참조하여 설명한 종래의 복합 케이블의 경우 부력 발생을 위한 발포층을 외부자켓(50a) 내부에 빈틈없이 구비하여 부력을 발생시키나, 이와 같은 부력은 발포층 내부의 미세한 기포 형태의 공극에 의하여 발생되는 것이다.That is, in the case of the conventional composite cable described with reference to FIG. 2, the foam layer for generating buoyancy is provided in the
따라서, 본 발명에 따른 부력 광전복합 케이블(100)의 부력부재(60) 및 그 사이의 공극(S)으로 구성되는 부력발생부(80)에 의한 부력이 종래의 케이블보다 훨씬 커지게 된다. 환언하면, 단일한 발포층을 구성하는 것보다 저비중 재질, 예를 들면 비중 1 이하로 구성된 부력부재(60)를 배치하되 그 사이에 공극이 형성되는 구조라면 케이블 전체의 비중을 낮출 수 있다. Therefore, buoyancy by the
또한, 저비중 재질로 구성된 부력부재(60)를 배치하되 그 사이에 공극이 형성되는 구조라면, 도 2에 도시된 종래 방식보다 공극 또는 빈 공간의 크기가 커져 밴딩 저항을 최소화하여 유연성을 확보할 수 있다.In addition, if the
또한, 본 발명에 따른 부력 광전복합 케이블(100)은 지속적으로 다양한 방향으로 밴딩이 발생되고, 내부의 빈 공간이 존재하므로 부력발생에는 유리하지만 케이블의 원형이 유지되는 것이 전제되어야 한다.In addition, since the buoyant photoelectric
도 1에 도시된 본 발명에 따른 부력 광전복합 케이블(100)은 광유닛(30)은 1개 구비되고, 상기 전력유닛(10)은 5개가 구비되는 코어부 외측에 7개의 부력부재(60)가 상호 인접함과 동시에 코어부(C)와 접하도록 하여 케이블의 원형 유지가 가능해질 수 있다.The buoyant photoelectric
도 1에 도시된 실시예에서, 상기 코어부(C)의 직경이 각각의 부력부재(60)보다 큰 것으로 도시되고 부력부재(60)의 개수가 7개 배치되는 것으로 도시되지만, 코어부(C)의 직경 또는 부력부재(60)의 개수는 변경이 가능하다.1, the diameter of the core portion C is shown to be larger than the
예를 들면, 코어부(C)의 직경과 부력부재(60)의 직경이 동일한 경우, 부력부재(60)는 6개가 구비되어도 코어부(C)와 접촉됨과 동시에 부력부재(60)가 상호 접촉되어, 케이블의 찌그러짐을 방지하고 밴딩시 각각의 유닛 및 부력부재들의 움직임을 최소화할 수 있다.For example, when the diameter of the core portion C is equal to the diameter of the
본 발명에 따른 부력 광전복합 케이블(100)의 외경은 26 밀리미터(mm) 내지 30 밀리미터(mm)의 크기로 구성될 수 있고, 최소 곡률 반경은 상기 케이블의 외경의 4배 내지 6배 정도의 유연성을 목표로 한다. 또한, 케이블의 전체적인 비중은 해수 비중보다 작은 1 이하로 구성되어 항상 양성 부력 또는 적어도 중성 부력은 갖도록 구성되는 것이 필요하다.The outer diameter of the buoyant photoelectric
일반적으로 해수의 표준 비중은 1.025 정도(4℃ 물의 밀도 1 g / cm3 기준)이므로, 본 발명에 따른 부력 광전복합 케이블(100)은 1.0 이하를 갖게 하여 해수 등의 수중에서 수면 근방에 배치되거나 가라앉지 않도록 할 수 있다.In general, the standard specific gravity of seawater is about 1.025 (density of 1 g / cm 3 at 4 캜 water So that the buoyant photoelectric
위와 같은 조건을 만족하기 위하여 각각의 유닛 등의 치수 또는 재질은 아래의 조건에 따른다.In order to satisfy the above conditions, the dimensions or materials of each unit are subject to the following conditions.
본 발명에 따른 부력 광전복합 케이블은 중심부에 중심인장선 역할을 수행하기 위하여 인장보강유닛(20)을 구비할 수 있으며, 상기 인장보강유닛(20)의 인장재(21)는 인장섬유로 구성되고, 상기 인장재(21) 및 상기 인장재(21)를 감싸는 에틸렌프로필렌 고무(EDPM) 재질의 보강층(23)이 구비될 수 있다.The buoyant photoelectric composite cable according to the present invention may include a
최근 수중 작업에 투입되는 로봇들은 전동 방식의 구동장치로 구동되고, 특수 작업 예를 들면 수중 탐사, 수중 조사, 수중 표본 채취, 선박 수리 또는 선박 청소 등의 임무를 수행하며 모선에 실려 운반되고 수중에 투입되는 상황이며, 이와 같은 수중 작업 로봇이 해류 등에 쓸려가거나, 스스로의 하중에 의하여 가라앉는 사고를 방지할 수 있도록 본 발명에 따른 부력 광전복합 케이블(100)은 400 kgf 내지 600 kgf의 인장강도를 갖도록 구성되는 것이 바람직하다.Recently, robots used for underwater work are driven by a motorized drive system and carry out special tasks such as underwater survey, underwater survey, underwater sampling, ship repair or ship cleaning, carried on a mother ship, The buoyant photoelectric
이러한 인장강도는 상기 인장보강유닛(20)의 인장재(21)에 의하여 제공되고, 인장재(21) 자체의 인장강도는 300kgf 정도일 수 있으나, 각각의 유닛 또는 자켓 등의 인장강도에 의하여 전체적으로는 본 발명에 따른 부력 광전복합 케이블(100) 전체 인장강도는 400 kgf 내지 600 kgf 정도까지 향상될 수 있다.This tensile strength is provided by the
상기 전력유닛(10)의 중심부의 도체부(11)는 주석도금(Tinned annealed stranded) 구리재질의 소선 도체를 연합하여 구성될 수 있으며, 그 직경은 1.5 밀리미터(mm) 내지 2.0 밀리미터(mm) 정도로 구성될 수 있다.The
상기 전력유닛(10)의 도체부(11) 외측에 절연층(13)이 구비되고, 상기 절연층(13)은 절연성 및 내충격성 특성을 갖는 XLPE (Cross-linked polyethylene) 재질로 구성될 수 있으며, 0.5 밀리미터(mm) 내지 1.0 밀리미터(mm)의 두께로 구성될 수 있다.An insulating
그리고, 상기 광유닛(30)은 1개의 광섬유(31) 및 상기 광섬유(31)를 수용하는 루즈튜브(33)를 포함하여 구성되며, 상기 광유닛(30)의 외경은 2.6 밀리미터(mm) 내지 3.2 밀리미터(mm)의 크기로 구성될 수 있다. 상기 광유닛(30)의 루즈튜브(33) 내에 수용되는 광섬유(31)의 개수는 증감이 가능하다.The
또한, 상기 광유닛(30)의 광통신부는 광섬유가 수용된 루즈튜브로 제한되지 않고 광섬유가 내부에 포함된 타이트버퍼 방식도 적용이 가능하다.In addition, the optical communication unit of the
도 1에 도시된 본 발명에 따른 부력 광전복합 케이블(100)의 코어부(C)는 인장보강선 외측에 1개의 광유닛(30)과 5개의 전력선 유닛을 포함하여 구성되나 광유닛(30)의 개수를 2개 또는 그 이상으로 하고 전력유닛(10)을 4개 또는 그 이하로 구성할 수도 있다.The core unit C of the buoyant photoelectric
상기 부력발생부(80)를 구성하는 부력부재(60)는 비중이 1이하의 재질이라면 다양한 형태가 적용될 수 있다. 예를 들면, 상기 부력부재(60)는 비중 1 이하의 발포부재 및 비중 1 이하의 튜브부재 등이 사용될 수 있다.The
예를 들면, 상기 부력발생부(80)을 구성하는 부력부재(60)는 열가소성 폴리우레탄(TPU, Thermoplastic poly urethane) 재질의 발포부재로 구성될 수 있다.For example, the
폴리우레탄은 질기고 화학약품에 잘 견디는 특성을 가지고 있다. 전기절연체, 구조재, 기포단열재, 기포쿠션, 탄성섬유 등에 사용되며, 신축성이 좋아서 고무의 대체물질로도 사용되는 물질로 거품 구조를 가지기 때문에 탄성이 있고 견고하며 가벼운 특성을 지니므로, 폴리우레탄으로 부력부재를 형성하는 경우 부력 생성이 유리하다.Polyurethanes have the qualities and resistance to chemicals. It is used as an electrical insulator, structural material, bubble insulation material, bubble cushion, elastic fiber, etc. It is used as a substitute material of rubber because of its excellent elasticity. It has a bubble structure and therefore has elasticity, rigidity and lightness. Buoyancy generation is advantageous when the member is formed.
도 2에 도시된 케이블의 부력 발생을 위한 발포층은 단층으로 구비되어 빈 공간(미세 공극 등)의 크기의 합이 아주 작지만 본 발명에 따른 부력 광전복합 케이블(100)의 경우 복수 개의 부력부재로 분할되고, 원형 단면으로 구성된 각각의 부력부재(60) 경계영역 주변에 자연스럽게 공극이 발생되어 더 많은 빈 공간을 확보할 수 있으므로, 부력 발생과 유연성 향상에 기여할 수 있다.The foam layer for buoyancy generation of the cable shown in FIG. 2 is provided as a single layer so that the sum of sizes of empty spaces (micro voids, etc.) is very small. However, in the case of the buoyant photoelectric
빈 공간의 존재로 인해 부력이 쉽게 발생되고, 케이블의 전체적인 유연성 향상에 도움이 되기 때문이다.This is because buoyancy is easily generated due to the presence of voids, which helps improve the overall flexibility of the cable.
이와 같이, 본 발명에 따른 부력 광전복합 케이블의 경우, 부력발생수단으로서 부력부재(60)를 선재 형태로 먼저 제조하여 코어부 외측에 배치하여 외부 자켓을 씌우면 부력 광전복합 케이블을 완성할 수 있으므로 특정 층을 발포층으로 구성하거나, 특정 유닛을 감싸는 발포층을 구성하는 방법보다 제조 공정이 단순화될 수 있으므로 비용절감 효과를 얻을 수 있다.As described above, in the case of the buoyant photoelectric hybrid cable according to the present invention, if the
상기 부력 발생부(80) 외측에는 외부자켓(70)이 구비될 수 있다. 상기 외부자켓(70)은 열가소성 폴리우레탄(TPU, Thermoplastic poly urethane) 재질로 구성되어 충분한 강성을 제공할 수 있다. 상기 외부자켓(70)으로 사용되는 폴리우레탄 역시 질기고 반응성이 낮아 해수 등의 수중 환경에서 쉽게 오염 또는 변질되지 않아 장기간 본 발명에 따른 부력 광전복합 케이블(100)의 품질을 유지할 수 있다.An
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims. . It is therefore to be understood that the modified embodiments are included in the technical scope of the present invention if they basically include elements of the claims of the present invention.
100 : 광전복합 케이블
10 : 전력유닛
20 : 인장보강유닛
30 : 광유닛
60 : 부력부재
70 : 외부자켓100: Photoelectric composite cable
10: Power unit
20: tensile strengthening unit
30: Optical unit
60: buoyancy member
70: Outer jacket
Claims (19)
상기 코어부 외측에 배치되는 비중 1 이하의 복수 개의 부력부재;
상기 부력부재를 외측을 감싸는 외부자켓;을 구비하는 부력 광전복합 케이블.A core unit including a plurality of electric power units each having a conductor section composed of a plurality of element wires and an insulation layer surrounding the conductor section, an optical unit including at least one optical fiber, and a tensile reinforcing unit.
A plurality of bumper members disposed on the outside of the core portion and having a specific gravity of 1 or less;
And an outer jacket surrounding the buoyancy member.
상기 코어부 및 상기 부력부재를 제외한 상기 외부자켓 내부의 공간은 빈 공간으로 유지되는 것을 특징으로 하는 부력 광전복합 케이블.The method according to claim 1,
Wherein a space inside the outer jacket excluding the core portion and the buoyancy member is maintained as an empty space.
상기 코어부는 상기 인장보강유닛이 중심부에 배치되고, 상기 전력유닛과 상기 광유닛이 상기 인장보강유닛 둘레에 배치되는 것을 특징으로 하는 부력 광전복합 케이블.The method according to claim 1,
Wherein the core portion is disposed at the central portion of the tensile strengthening unit, and the power unit and the optical unit are disposed around the tensile reinforcing unit.
상기 코어부의 상기 광유닛은 1개가 구비되고, 상기 전력유닛은 5개가 구비되는 것을 특징으로 하는 부력 광전복합 케이블.The method of claim 3,
Wherein one of the optical units of the core unit is provided and five of the power units are provided.
복수 개의 상기 부력부재는 원형 단면을 갖도록 구성되고, 상기 코어부와 각각 접하고, 상기 코어부 둘레에 상호 인접하게 배치되며, 상기 코어부의 직경이 상기 부력부재의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 부력 광전복합 케이블.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of buoyant members are configured to have a circular cross section and are in contact with the core portions and disposed adjacent to each other around the core portion, wherein a diameter of the core portion is larger than a diameter of the buoyancy member cable.
상기 전력유닛의 도체부는 1.5 밀리미터 내지 2.0 밀리미터의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 부력 광전복합 케이블.The method according to claim 1,
Wherein the conductor portion of the power unit has a diameter of from 1.5 millimeters to 2.0 millimeters.
상기 전력유닛의 상기 절연층은 XLPE (Cross-linked polyethylene) 재질로 구성될 수 있으며, 0.5 밀리미터 내지 1.0 밀리미터의 두께인 것을 특징으로 하는 부력 광전복합 케이블.The method according to claim 6,
Wherein the insulation layer of the power unit is made of XLPE (cross-linked polyethylene) material and has a thickness of 0.5 millimeters to 1.0 millimeter.
상기 광유닛은 적어도 1개의 광섬유 및 상기 광섬유가 구비된 루즈튜브 또는 타이트버퍼를 포함하여 구성되며, 상기 광유닛의 외경은 2.6 밀리미터 내지 3.2 밀리미터의 크기인 것을 특징으로 하는 부력 광전복합 케이블.The method according to claim 1,
Wherein the optical unit comprises at least one optical fiber and a loose tube or tight buffer provided with the optical fiber, wherein the optical unit has an outer diameter of 2.6 mm to 3.2 mm.
상기 인장보강유닛의 인장재는 인장섬유로 구성되고, 상기 인장재 및 상기 발포층 사이에 상기 인장재를 감싸는 에틸렌프로필렌 고무 재질의 보강층이 구비되는 것을 특징으로 하는 부력 광전복합 케이블.The method according to claim 1,
Wherein the tensile material of the tensile strengthening unit is composed of tensile fibers and a reinforcing layer of ethylene propylene rubber is provided between the tensile material and the foamed layer to wrap the tensile material.
상기 부력부재는 열가소성 폴리우레탄(TPU, Thermoplastic poly urethane) 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 부력 광전복합 케이블.The method according to claim 1,
Wherein the buoyancy member is made of thermoplastic polyurethane (TPU).
상기 외부자켓은 열가소성 폴리우레탄(TPU, Thermoplastic poly urethane) 재질로 구성되며, 상기 부력 광전복합 케이블의 외경은 24 밀리미터 내지 28 밀리미터의 크기이며, 상기 부력 광전복합 케이블의 최소 곡률반경은 외경의 4배 내지 6배인 것을 특징으로 하는 부력 광전복합 케이블.The method according to claim 1,
Wherein the outer jacket is made of a thermoplastic polyurethane (TPU) material, the outer diameter of the buoyant photoelectric composite cable is in a range of 24 mm to 28 mm, and the minimum radius of curvature of the buoyant photoelectric hybrid cable is 4 times To 6 times.
상기 코어부의 인장보강유닛의 직경이 상기 광유닛 및 상기 전력유닛의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 부력 광전복합 케이블.The method according to claim 1,
Wherein the diameter of the tensile strengthening unit of the core portion is larger than the diameter of the optical unit and the power unit.
상기 코어부의 직경이 상기 부력부재의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 부력 광전복합 케이블.The method according to claim 1,
And the diameter of the core portion is larger than the diameter of the buoyancy member.
상기 인장보강유닛 둘레에 배치되며, 복수 개의 소선으로 구성되는 도체부 및 상기 도체부를 감싸는 절연층을 구비하는 5개의 전력유닛;
상기 전력유닛과 함께 인장보강유닛 둘레에 배치되며, 적어도 하나의 광섬유를 구비하는 하나의 광유닛;
상기 전력유닛 및 상기 광유닛 외측에 인접하게 나란히 배치되는 복수 개의 부력부재; 및,
상기 부력부재 외측을 감싸는 외부자켓;을 포함하고,
상기 부력부재 사이에 빈 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 부력 광전복합 케이블.A tensile reinforcement unit provided with a tensile material;
Five power units disposed around the tensile strengthening unit, the power unit comprising a conductor portion composed of a plurality of element wires and an insulation layer surrounding the conductor portion;
An optical unit disposed around the tensile stiffening unit together with the power unit, the optical unit comprising at least one optical fiber;
A plurality of buoyancy members arranged adjacent to and outside the power unit and the optical unit; And
And an outer jacket surrounding the outside of the buoyancy member,
And a void space is formed between the buoyancy members.
상기 부력부재는 열가소성 폴리우레탄(TPU, Thermoplastic poly urethane) 재질로 발포되어 구성되는 것을 특징으로 하는 부력 광전복합 케이블.15. The method of claim 14,
Wherein the buoyancy member is foamed with a thermoplastic polyurethane (TPU) material.
상기 부력부재는 비중 1 이하의 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 부력 광전복합 케이블.15. The method of claim 14,
Wherein the buoyancy member is made of a material having a specific gravity of 1 or less.
상기 부력부재는 비중 1 이하의 재질의 튜브부재인 것을 특징으로 하는 부력 광전복합 케이블.15. The method of claim 14,
Wherein the buoyancy member is a tube member having a specific gravity of 1 or less.
상기 코어부 외측에 구비되는 부력발생부;
상기 부력발생부 외측을 감싸는 외부자켓;을 구비하고,
상기 부력발생부는 복수 개로 분할된 열가소성 폴리우레탄(TPU, Thermoplastic poly urethane) 재질의 부력부재 및 부력부재 사이에 형성되는 공극으로 구성되는 것을 특징으로 하는 부력 광전복합 케이블.A plurality of power units having a conductor section composed of a plurality of element wires; At least one optical unit comprising at least one optical fiber; And a tensile strengthening unit having a tensile member; And
A buoyancy generating unit provided outside the core unit;
And an outer jacket surrounding the outside of the buoyancy generating unit,
Wherein the buoyancy generating unit comprises a buoyancy member made of a thermoplastic polyurethane (TPU) and a cavity formed between the buoyancy members.
상기 부력 광전복합 케이블의 전체적인 비중은 1 이하인 것을 특징으로 하는 부력 광전복합 케이블. 19. The method of claim 18,
Wherein the buoyant photoelectric hybrid cable has a total specific gravity of 1 or less.
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