KR20220165996A - Steering apparatus of ships for straight forward voyage - Google Patents

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KR20220165996A KR1020210074734A KR20210074734A KR20220165996A KR 20220165996 A KR20220165996 A KR 20220165996A KR 1020210074734 A KR1020210074734 A KR 1020210074734A KR 20210074734 A KR20210074734 A KR 20210074734A KR 20220165996 A KR20220165996 A KR 20220165996A
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Abstract

The present invention relates to a steering device for straight line sailing of a ship. More particularly, the present invention relates to a steering device for straight line sailing of a ship that compensates for the effects of external environmental conditions such as currents and sea winds, so that the ship can automatically sail straight in the direction of the heading desired by an operator without operating a separate steering wheel device, thereby operating in the shortest distance and in the shortest time, and, accordingly, saving fuel and improving the efficiency of various operations on board.

Description

선박용 직진 항해 조타장치 {Steering apparatus of ships for straight forward voyage}Steering apparatus of ships for straight forward voyage}

본 발명은 선박용 직진 항해 조타장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조류나 해풍 등 외부 환경조건에 의한 영향을 보정하여 별도의 조타핸들장치의 조작 없이도 자동으로 운항자가 원하는 선수(heading) 방향으로 직진 항해를 할 수 있도록 함으로써 최단 거리 및 최단 시간의 운항이 가능하고, 그에 따라 연료를 절감할 수 있음과 동시에 선상에서의 다양한 작업의 효율성을 향상시킬 수 있도록 하는 선박용 직진 항해 조타장치에 관한 것이다.The present invention relates to a straight navigation steering device for a ship, and more particularly, by correcting the influence of external environmental conditions such as currents or sea winds, and automatically sailing straight in the direction of a heading desired by an operator without operating a separate steering wheel device. It relates to a straight-line navigation steering device for a ship that enables the shortest distance and shortest time to operate, thereby saving fuel and improving the efficiency of various operations on board.

일반적으로, 조타장치는 선박의 침로(course) 및 속력을 조절하기 위한 장치로, 각종 선박에는 그 진행방향을 조정하기 위한 방향타(rudder)가 구비되어, 방향타의 조작에 의해 선박의 진행방향, 즉 항해 방향을 조정하게 되는데, 방향타의 조작은 선실에 설치되어 있는 조타핸들장치에 의해 이루어지게 된다.In general, a steering device is a device for adjusting the course and speed of a ship, and various ships are equipped with a rudder for adjusting the direction of travel. The navigation direction is adjusted, and the rudder is operated by the steering wheel device installed in the cabin.

이에 따라 운항자는 목적지를 향해 운항하는 경우 조류나 해풍 등의 외부 환경조건 등을 고려하여 선수(heading) 값을 유지하기 위해 수시로 조타핸들장치를 작동시켜 항로를 유지하며 운항한다.Accordingly, when navigating toward a destination, an operator frequently operates a steering wheel device to maintain a course in order to maintain a heading value in consideration of external environmental conditions such as current or sea wind.

하지만, 상기와 같은 방식은 조류나 해풍 등의 외부 환경조건 하에 운항자의 숙련도 및 선박의 특성에 따라 편차가 많은 지그재그 운항이 되고 이는 직진항해를 통한 항로와 비교할 때 시간 및 연료 소모량 등에서 차이를 보이게 된다.However, the above method is a zigzag operation with a lot of deviation depending on the operator's skill level and the characteristics of the ship under external environmental conditions such as tidal current or sea breeze, which shows a difference in time and fuel consumption compared to a route through straight sailing. .

최근에는, 대부분의 선박에 자동조타장치, 즉 선박이 침로에서 벗어나지 않도록 자동으로 침로를 유지해주는 장치가 설치되어 있는데, 이러한 선박의 자동조타장치는 그 동작 방법에 따라 크게 FOLLOW UP MODE, NON FOLLOW UP MODE, TCS(Track Control System) MODE로 구분될 수 있다.Recently, most ships are equipped with an automatic steering device, that is, a device that automatically maintains the course so that the ship does not deviate from the course. It can be divided into MODE and TCS (Track Control System) MODE.

FOLLOW UP MODE는 전통적으로 방향타를 통해 특정한 각도로 선박의 키를 돌리라는 명령을 조향기어로 전달하고 조향기어가 실제로 회전한 각을 자동조타장치가 읽은뒤 계속적으로 명령한 각과 비교하여 실제로 회전한 각이 명령한 각과 동일한 시점에서 더이상 선박의 키조작을 정지하는 모드이고, NON FOLLOW UP MODE는 좌현/우현쪽으로 스위치를 꺾는 키 손잡이에 의해 동작하며, 선박 키의 동작 가능한 최대범위로 돌리는 명령 만을 전달하는 모드이며, TCS MODE는 법적 장치로 규정된 ECDIS(전자해도표시) 또는 플로터를 이용하여 미리 정해진 항로대로 자동 조타하는 모드이다.In the FOLLOW UP MODE, a command to turn the rudder of a ship at a specific angle is traditionally transmitted to the steering gear through the rudder, and the actual rotation angle of the steering gear is read by the automatic steering device and compared with the continuously commanded angle, so that the actual rotation angle is the command. It is a mode to stop the key manipulation of the ship any more at the same time as Hangak, and the NON FOLLOW UP MODE is operated by the key handle that turns the switch to port/starboard, and it is a mode that transmits only the command to turn the key to the maximum operable range of the ship key. , TCS MODE is a mode that automatically steers according to a pre-determined route using an ECDIS (electronic chart display) or plotter, which is prescribed as a legal device.

이와 같은 FOLLOW UP MODE, NON FOLLOW UP MODE, TCS MODE와 같은 구성으로 자동조타장치를 구성 및 배치한다고 할 때, 그 설치되는 장비의 수량이 적지 않으며 그로 인하여 조타실의 장소가 축소되며, 최근 건조 선가의 절감으로 인해 조타실 공간이 축소되고 있는 추세여서 소형 선박의 경우 조타실 내부로 상기와 같은 자동조타장치의 설치공간 확보가 점점 더 어려워지고 있는 상황이다.When configuring and arranging an automatic steering device with a configuration such as FOLLOW UP MODE, NON FOLLOW UP MODE, and TCS MODE, the number of installed equipment is not small, and as a result, the place of the wheelhouse is reduced, and the recently built ship price Since the space of the wheelhouse is shrinking due to reduction, it is becoming more and more difficult to secure an installation space for the automatic steering device inside the wheelhouse in the case of small ships.

또한, 상기와 같은 자동조타장치에 의한 자동조타방식은 일명 전자컴퍼스라 불리는 지자기 센서를 사용할 경우 지자기 센서에 의해 입력된 방위각과 목표방위각의 비교에 의해 목표방향으로 운항하는 방식으로 간단하게 적용될 수 있으나 대부분의 중소형 선박에 적용되는 마그네틱 방식의 지자기 센서의 경우는 선박의 자성물체와 지자기의 영향에 의해 센서오차가 위 경도에 따라 또는 일부 지역에서 이상적으로 발생할 수 있으며, 위 경도에 의한 지역적 특성에 따라 발생하는 센서 오차의 경우는 지자기 센서가 정상 작동하더라도 + 또는 -로 표시되는 일정한 오차 값이 포함된 상태이기 때문에 자동운항시 실제 운항하는 항적은 목표점까지 직진되지 않고 포물선 형태로 이루어지게 된다.In addition, the automatic steering method by the automatic steering device as described above can be simply applied as a method of navigating in the target direction by comparing the azimuth angle input by the geomagnetic sensor and the target azimuth when using a geomagnetic sensor called an electronic compass. In the case of the magnetic type geomagnetic sensor applied to most small and medium-sized ships, sensor error may occur ideally depending on the longitude or in some areas due to the influence of the magnetic object and the geomagnetism of the ship, and depending on the regional characteristics by the longitude In the case of sensor errors that occur, even if the geomagnetic sensor operates normally, a certain error value indicated by + or - is included, so the actual navigation track during automatic navigation does not go straight to the target point, but is made in a parabolic shape.

또한, 국부적으로 지자기가 변하는 지역에서는 잘못된 방향으로 운항되는 경우도 발생하는 등 정확성이 뒤떨어지는 문제점이 있었다.In addition, there was a problem that accuracy was inferior, such as a case where the navigation in the wrong direction occurred in an area where the geomagnetism locally changed.

그리고, 자동조타방식으로 GPS Compass 또는 Gyro(자이로)를 이용한 제어방식이 사용될 수도 있는데, 이러한 GPS Compass 또는 Gyro를 이용한 제어방식은 선박의 현재 위치를 비교적 정확하게 표시할 수 있는 장점은 있으나, 정상적인 작동까지의 예비 기동시간이 필수적으로 필요하여 단거리 운항 및 소형 선박 등에는 적합하지 않은 단점이 있다.In addition, a control method using a GPS Compass or Gyro may be used as an automatic steering method. The control method using such a GPS Compass or Gyro has the advantage of being able to display the current position of the ship relatively accurately, but until normal operation. It has a disadvantage that it is not suitable for short-distance operation and small ships because it requires a preliminary start-up time of 100%.

또한, 운행 방향이 진행방향으로 표시되는 특성에 의해 진행방향과 라다센서에 의해 해석되는 타각 간에 실시간으로 동조되지 않고 시차를 갖고 적용될 수 밖에 없으므로, 선박의 실제 항적은 지그재그로 이루어지게 되고, 출발점에서 현재위치가 GPS 방위각으로 표시되기 때문에 출발 후 일정거리 이상 운항한 후에만 GPS 방위각이 표시되어 정지상태에서 자동운항제어가 이루어지지 못하게 되는 문제점이 있다.In addition, since the driving direction is not synchronized in real time and must be applied with a time difference between the driving direction and the rudder angle interpreted by the rada sensor due to the characteristic that the driving direction is displayed as the traveling direction, the actual track of the ship is made of zigzags, and at the starting point Since the current location is displayed as a GPS azimuth, there is a problem in that the GPS azimuth is displayed only after sailing over a certain distance after departure, so that automatic navigation control cannot be performed in a stationary state.

이와 관련된 종래기술로 대한민국 등록특허공보 제10-0414439호에는 선박용 자동운항장치가 게재되어 있는데, 그 주요 기술적 구성은 자동운항장치를 구성하는 제어장치에 GPS플로타에 의해 체크되는 시점방위값과, 방위센서에 의해 체크되는 선수방향 방위값과, 목표점에 대한 목표방위값 및 타각센서에 의해 체크되는 타각을 입력신호로 하고, 제어장치에 의해 GPS에 의한 시점방위값과 방위센서에 의한 선수방향 방위값을 비교하여 상호간의 편차가 허용범위를 초과할 경우 방위센서에 의한 선수방향 방위값을 GPS에 의한 시점방위값으로 보정하고, 타각과 선수방향방위값 및 목표방위값을 비교하여 타각비에 따라 타각조정장치를 제어하는 구조로 이루어져 있다.As a prior art related to this, Korean Patent Registration No. 10-0414439 discloses an automatic navigation system for ships. The heading azimuth value checked by the direction sensor, the target azimuth value for the target point, and the steering angle checked by the steering angle sensor are used as input signals, and the starting point azimuth value by GPS and heading direction by the direction sensor are input signals. If the mutual deviation exceeds the allowable range by comparing the values, the heading azimuth value by the direction sensor is corrected with the starting point azimuth value by GPS, and the steering angle is compared with the heading azimuth value and target azimuth value according to the steering angle ratio. It consists of a structure that controls the rudder angle adjustment device.

즉, 상기 종래기술은 지자기 센서에 의해 표시되는 선수방향과 GPS 또는 수동입력에 의해 선택되는 목표방향의 비교에 의해 타각이 조정되고, GPS에 의해 컴퍼스오차가 자동적으로 보정되도록 하여 고가의 자이로컴퍼스를 구비하지 않더라도 목표방향으로 직진운항이 이루어질 수 있도록 한 것에 그 특징이 있으나, 전파 교란 등의 외란에 취약한 GPS플로터에 의한 시점방위값을 기준으로 선수방향 방위값 보정이 이루어지므로 정확성이 떨어지거나 전파 교란 등이 발생시 적용이 어렵다는 단점이 있다.That is, in the prior art, the steering angle is adjusted by comparing the heading direction displayed by the geomagnetic sensor and the target direction selected by GPS or manual input, and the compass error is automatically corrected by GPS, so that an expensive gyro compass can be used. Its feature is that it enables straight navigation in the target direction even if it is not equipped, but the heading direction azimuth value is corrected based on the viewpoint azimuth value by the GPS plotter, which is vulnerable to disturbances such as radio wave jamming, so the accuracy is poor or radio wave jamming There is a disadvantage that it is difficult to apply when the etc. occur.

또한, 상기 종래기술은 GPS에 의한 시점방위값과 방위센서에 의한 선수방향 방위값 사이의 허용오차를 기본적으로 포함하고 있으므로 장거리를 운항하여야 하는 경우 정확성이 떨어질 수 있고, 직진운항을 위해서는 반드시 목표점에 대한 목표방위값이 존재하여야 하므로, 소형 어선이 육안으로 확인 가능한 범위에서 직진으로 운항하면서 작업하고자 할 때와 같이, 목표방위값을 알지 못하는 경우에는 적용할 수 없는 문제점이 있다.In addition, since the prior art basically includes a tolerance between the starting point azimuth value by GPS and the heading azimuth value by the direction sensor, accuracy may be lowered in the case of long-distance navigation, and for straight navigation, the target point must be reached. Since a target azimuth value must exist, there is a problem that cannot be applied when the target azimuth value is not known, such as when a small fishing boat wants to work while sailing straight in a range that can be confirmed with the naked eye.

1. 대한민국 등록특허공보 제10-0414439호(2003. 12. 24. 등록)1. Republic of Korea Patent Registration No. 10-0414439 (registered on December 24, 2003) 2. 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0057049호(2017. 05. 24. 공개)2. Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0057049 (published on May 24, 2017)

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 조류나 해풍 등 외부 환경조건에 의한 영향을 보정하여 별도의 조타핸들장치의 조작 없이도 자동으로 운항자가 원하는 선수(heading) 방향으로 직진 항해를 할 수 있도록 함으로써 최단 거리 및 최단 시간의 운항이 가능하도록 하는 선박용 직진 항해 조타장치를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to compensate for the influence of external environmental conditions such as tides or sea wind, and automatically adjust the player's desired player without operating a separate steering wheel device. It is an object of the present invention to provide a straight navigation steering device for ships that enables navigation in the shortest distance and shortest time by enabling straight navigation in the heading direction.

또한, 본 발명은 지자기 센서, 자이로 센서 및 가속도 센서를 활용하여 목표 지점의 정확한 방위값 없이도 실시간으로 목표 지점까지의 직선항해를 정확히 추종할 수 있도록 하는 선박용 직진 항해 조타장치를 제공함에 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a straight-line navigation steering device for ships that can accurately follow straight-line navigation to a target point in real time without an accurate azimuth value of the target point by utilizing a geomagnetic sensor, a gyro sensor, and an acceleration sensor. .

또한, 본 발명은 계기판에 구비되는 미세조정 설정버튼을 이용하여 미세항로 조정이 가능하도록 함으로써 직진 항해의 정확성 및 운항자의 조작 편의성을 향상시킬 수 있도록 하는 선박용 직진 항해 조타장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a straight navigation steering device for ships that can improve the accuracy of straight navigation and operator's operation convenience by enabling fine route adjustment using the fine adjustment setting button provided on the instrument panel. there is.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above objects,

조타실에 설치되고 조타핸들장치와 계기판을 포함하는 전기스탠드와, 전원 공급을 위한 전원공급부와, 선박의 방향타 각도를 측정 및 전송하는 라다센서 및 선박의 조타에 사용되는 오일의 흐름 방향을 조절하는 솔레노이드 밸브를 포함하는 선박용 조타장치에 있어서, 상기 전기스탠드는 지자기 센서, 자이로 센서 및 가속도 센서를 포함하는 센서모듈과, 상기 센서모듈로부터 수신되는 선박의 항로 위치값과, 방향값을 이용하여 외부 환경 조건에 의한 영향을 자동으로 보정하여 선박이 직진 항해 할 수 있도록 방향타를 제어하는 직진항해보정 컨트롤유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.An electric stand installed in the wheelhouse and including a steering wheel device and instrument panel, a power supply unit for power supply, a rudder sensor that measures and transmits the rudder angle of the ship, and a solenoid that controls the flow direction of the oil used for steering the ship. In a steering device for a ship including a valve, the lamp stand uses a sensor module including a geomagnetic sensor, a gyro sensor, and an acceleration sensor, and a position value and a direction value of the vessel received from the sensor module to determine external environmental conditions. It is characterized in that it includes a straight sailing correction control unit that controls the rudder so that the ship can sail straight by automatically correcting the influence by

이때, 상기 직진항해보정 컨트롤유닛은 지자기 센서에 의해 획득되는 선박의 방향값과, 자이로 센서 및 가속도 센서로부터 수신되는 선박의 방향값이 서로 다른 경우 외란에 영향을 받지 않는 자이로 센서 및 가속도 센서로부터 수신되는 선박의 방향값을 기준으로 하여 선박의 직진 항해를 제어하는 것을 특징으로 한다.At this time, when the direction value of the ship obtained by the geomagnetic sensor and the direction value of the ship received from the gyro sensor and acceleration sensor are different from each other, the straight navigation correction control unit receives information from the gyro sensor and acceleration sensor that are not affected by disturbance. It is characterized in that the straight sailing of the ship is controlled based on the direction value of the ship.

또한, 상기 계기판에는 선박의 직진 항해시 선수(heading) 방향을 미세하게 조정할 수 있도록 하는 미세조정 설정버튼이 구비된 것을 특징으로 한다.In addition, the instrument panel is characterized in that a fine adjustment setting button is provided to finely adjust the heading direction during straight sailing of the ship.

그리고, 상기 전기스탠드에 무선 또는 유선으로 연결 설치되어 운항자가 선박의 진행 방향을 제어할 수 있도록 하는 리모트 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And, it is characterized in that it further comprises a remote controller connected to the lamp stand by wire or wirelessly so that the operator can control the moving direction of the ship.

또한, 상기 직진항해보정 컨트롤유닛에는 방향타의 좌한계 및 우한계를 각각 설정하기 위한 좌,우 한계점 일렉트릭 리미트 설정볼륨이 각각 구비된 것을 특징으로 한다.In addition, the straight navigation correction control unit is characterized in that left and right limit point electric limit setting volumes are respectively provided for setting the left and right limits of the rudder, respectively.

그리고, 상기 계기판에는 방향타의 각도 확인을 위한 방향타 게이지와, 현재의 선수 방향과 목적지 방향의 방위각을 포함하는 정보들을 수치값 또는 문자의 형태로 표시하는 디스플레이 및 디스플레이 설정버튼이 더 구비되고, 상기 직진항해보정 컨트롤유닛은 상기 디스플레이 및 디스플레이 설정버튼과 연동되어 설정될 수 있는 것을 특징으로 한다.Further, the instrument panel further includes a rudder gauge for checking the angle of the rudder, a display for displaying information including the current direction of the player and the azimuth of the destination direction in the form of numerical values or text, and a display setting button. The navigation correction control unit is characterized in that it can be set in conjunction with the display and the display setting button.

본 발명에 따르면, 조류나 해풍 등 외부 환경조건에 의한 영향을 보정하여 별도의 조타핸들장치의 조작 없이도 자동으로 운항자가 원하는 선수(heading) 방향으로 직진 항해를 할 수 있도록 함으로써 최단 거리 및 최단 시간의 운항이 가능하게 되고, 그에 따라 연료를 절감시킬 수 있음은 물론 나아가 환경오염을 최소화할 수 있는 뛰어난 효과를 갖는다.According to the present invention, by correcting the influence of external environmental conditions such as tide or sea wind, the operator can automatically sail straight in the direction of the desired heading without operating a separate steering wheel device, thereby providing the shortest distance and shortest time It becomes possible to operate, and accordingly, fuel can be saved, and furthermore, it has an excellent effect of minimizing environmental pollution.

또한, 본 발명에 따르면 지자기 센서, 자이로 센서 및 가속도 센서를 활용하여 외란 등에 영향을 받지 않고 정확한 방위값으로 목표 지점까지의 직선항해를 정확히 추종할 수 있고, 계기판에 구비되는 미세조정 설정버튼을 이용하여 미세항로 조정이 가능하도록 함으로써 직진 항해의 정확성 및 운항자의 조작 편의성을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.In addition, according to the present invention, by utilizing a geomagnetic sensor, a gyro sensor, and an acceleration sensor, it is possible to accurately follow a straight line navigation to a target point with an accurate azimuth value without being affected by disturbance, etc., and using a fine adjustment setting button provided on the instrument panel. It has the effect of improving the accuracy of straight navigation and operator's operation convenience by enabling micro-route adjustment.

도 1은 본 발명에 따른 선박용 직진 항해 조타장치의 구성을 개념적으로 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 나타낸 본 발명 중 전기스탠드의 결선 상태를 나타낸 도면.
도 3은 도 1에 나타낸 본 발명 중 전기스탠드에 구비되는 컨트롤 유닛과 계기판의 구성을 세부적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 선박용 직진 항해 조타장치의 다른 실시예를 개념적으로 나타낸 도면.
도 5는 도 4에 나타낸 본 발명 중 전기스탠드의 결선 상태를 나타낸 도면.
도 6은 도 4에 나타낸 본 발명 중 전기스탠드에 구비되는 컨트롤 유닛과 계기판의 구성을 세부적으로 나타낸 도면.1 is a view conceptually showing the configuration of a straight navigation steering device for a ship according to the present invention.
Figure 2 is a view showing the wiring state of the electric lamp of the present invention shown in Figure 1;
Figure 3 is a view showing in detail the configuration of a control unit and instrument panel provided in the desk lamp of the present invention shown in Figure 1;
4 is a view conceptually showing another embodiment of a straight navigation steering device for a ship according to the present invention.
Figure 5 is a view showing the wiring state of the electric lamp of the present invention shown in Figure 4;
Figure 6 is a view showing in detail the configuration of a control unit and instrument panel provided in the desk lamp of the present invention shown in Figure 4;

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 선박용 직진 항해 조타장치의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a straight navigation steering device for ships according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 선박용 직진 항해 조타장치의 구성을 개념적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 나타낸 본 발명 중 전기스탠드의 결선 상태를 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1에 나타낸 본 발명 중 전기스탠드에 구비되는 컨트롤 유닛과 계기판의 구성을 세부적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 선박용 직진 항해 조타장치의 다른 실시예를 개념적으로 나타낸 도면이며, 도 5는 도 4에 나타낸 본 발명 중 전기스탠드의 결선 상태를 나타낸 도면이고, 도 6은 도 4에 나타낸 본 발명 중 전기스탠드에 구비되는 컨트롤 유닛과 계기판의 구성을 세부적으로 나타낸 도면이다.1 is a view conceptually showing the configuration of a straight navigation steering device for a ship according to the present invention, FIG. 2 is a view showing the wiring state of the electric stand in the present invention shown in FIG. 1, and FIG. 3 is the present invention shown in FIG. It is a view showing in detail the configuration of a control unit and an instrument panel provided in an electric stand, FIG. 4 is a view conceptually showing another embodiment of a straight navigation steering device for a ship according to the present invention, and FIG. It is a drawing showing the wiring state of the electric lamp of the present invention, and FIG. 6 is a view showing in detail the configuration of the control unit and instrument panel provided in the electric lamp of the present invention shown in FIG. 4 .

본 발명은 조류나 해풍 등 외부 환경조건에 의한 영향을 보정하여 별도의 조타핸들장치의 조작 없이도 자동으로 운항자가 원하는 선수(heading) 방향으로 직진 항해를 할 수 있도록 함으로써 최단 거리 및 최단 시간의 운항이 가능하고, 그에 따라 연료를 절감할 수 있음과 동시에 선상에서의 다양한 작업의 효율성을 향상시킬 수 있도록 하는 선박용 직진 항해 조타장치(10)에 관한 것으로, 먼저 본 발명이 적용되는 선박용 조타장치의 구성을 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.The present invention compensates for the influence of external environmental conditions such as tides or sea winds, and automatically navigates straight ahead in the heading direction desired by the operator without operating a separate steering wheel device, thereby enabling navigation in the shortest distance and shortest time. It relates to a ship's straight navigation steering device (10) that can save fuel accordingly and improve the efficiency of various operations on board. First, the configuration of the ship's steering device to which the present invention is applied In brief, it looks like this:

종래의 선박용 조타장치는 통상적으로 전기스탠드(100), 전원공급부(300), 라다센서(400), 오일펌프유닛(미도시), 실린더(미도시), 솔레노이드 밸브(500) 및 터미널 블록(600) 등을 포함하여 구성될 수 있다.A conventional ship steering device typically includes a desk lamp 100, a power supply unit 300, a rudder sensor 400, an oil pump unit (not shown), a cylinder (not shown), a solenoid valve 500, and a terminal block 600 ) and the like.

먼저, 상기 전기스탠드(100)는 선박의 조타실에 설치되어 선박의 진행 방향을 제어하는 역할을 하는 것으로, 선박 운항자가 선박의 운항 방향을 조작할 수 있도록 하는 조타핸들장치(110)와, 선박의 운항 상황을 확인할 수 있도록 하는 계기판(130)이 구비될 수 있다.First, the electric stand 100 is installed in the wheelhouse of the ship and serves to control the direction of the ship. An instrument panel 130 may be provided to check the flight status.

다음, 상기 전원공급부(300)는 전기스탠드(100)를 포함한 조타장치의 작동을 위한 전원을 공급하는 역할을 하는 것으로, 터미널 블록(600) 등에 의해 전기스탠드(100) 등과 연결되어 전원 공급이 가능하도록 구성되어 있다.Next, the power supply unit 300 serves to supply power for the operation of the steering device including the lamp stand 100, and can be connected to the lamp stand 100 by a terminal block 600 to supply power. is configured to

또한, 상기 라다센서(400)는 선박의 진행 방향을 피드백 받는 역할을 하는 것으로, 라다센서(400)에 의해 계측되는 진행 방향, 즉 방향타의 각도는 계기판(130)에 실시간으로 표시될 수 있다.In addition, the rudder sensor 400 plays a role of receiving feedback of the ship's traveling direction, and the traveling direction measured by the rudder sensor 400, that is, the angle of the rudder, can be displayed on the instrument panel 130 in real time.

그리고, 상기 솔레노이드 밸브(500)는 선박의 방향 전환을 위해 사용되는 실린더(미도시)로 투입되는 오일의 흐름 방향을 조절하는 역할을 하는 것으로, 조타핸들장치(110)의 조작에 의해 방향타 조작 신호가 입력되면 기설정된 연산방법에 의한 연산에 의해 방향타 제어신호가 출력되고, 출력된 방향타 제어신호는 솔레노이드 밸브(500)로 입력되어 오일펌프유닛에서 형성되어 실린더로 투입되는 유압오일의 흐름 방향을 제어할 수 있게 된다.In addition, the solenoid valve 500 serves to control the flow direction of oil injected into a cylinder (not shown) used for changing the direction of the ship, and the rudder operation signal is obtained by operating the steering wheel device 110. When is input, a rudder control signal is output by calculation by a predetermined calculation method, and the output rudder control signal is input to the solenoid valve 500 to control the flow direction of hydraulic oil formed in the oil pump unit and injected into the cylinder. You can do it.

종래의 통상적인 선박용 조타장치는 상기와 같은 기본 구성을 포함하여 이루어지는데, 이하에서는 본 발명에 따른 선박용 직진 항해 조타장치(10)의 특징적인 구성들을 상세히 설명하기로 한다.Conventional conventional steering gears for ships include the basic configurations as described above. Hereinafter, the characteristic components of the straight navigation steering gear 10 for ships according to the present invention will be described in detail.

이때, 상기 전원공급부(300), 라다센서(400), 오일펌프유닛(미도시), 실린더(미도시), 솔레노이드 밸브(500) 및 터미널 블록(600)은 본 발명에서도 동일하게 적용될 수 있는 것이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. At this time, the power supply 300, the radar sensor 400, the oil pump unit (not shown), the cylinder (not shown), the solenoid valve 500, and the terminal block 600 can be equally applied in the present invention. , a detailed description thereof will be omitted.

먼저, 본 발명에 따른 선박용 직진 항해 조타장치(10)의 전기스탠드(100)는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 조타핸들장치(110), 센서모듈(220), 직진항해보정 컨트롤유닛(120) 및 계기판(130)을 포함할 수 있다.First, the lamp stand 100 of the straight sailing steering device 10 for ships according to the present invention, as shown in Figs. 1 and 2, the steering handle device 110, the sensor module 220, the straight sailing correction control unit (120) and instrument panel (130).

상기 조타핸들장치(110)는 전기스탠드(100)의 외형을 이루는 케이스(101)의 전면에 구비되어 운항자가 선박의 운항 방향을 수동으로 조작하기 위한 구성으로 원형의 프레임에 다수의 손잡이가 외측으로 돌출된 형태의 조타핸들(112)이 구비될 수 있다.The steering wheel device 110 is provided on the front of the case 101 constituting the exterior of the lamp stand 100, and is configured for the operator to manually manipulate the sailing direction of the ship, and a plurality of handles are provided on the outside of the circular frame. A steering wheel 112 of a protruding shape may be provided.

다음, 상기 센서모듈(220)은 선박의 항로 위치값을 측정 및 직진항해보정 컨트롤유닛(120)으로 발신하여 선박의 항해 속도 및 방향 등을 확인할 수 있도록 하는 역할을 하는 것으로, 전기스탠드(100)의 일측에 연결 설치될 수 있다.Next, the sensor module 220 serves to check the sailing speed and direction of the ship by measuring and transmitting the position value of the ship's route to the straight navigation correction control unit 120, and the electric stand 100 Can be connected to one side of the installation.

이때, 상기 센서모듈(220)은 지자기 센서, 자이로 센서 및 가속도 센서를 포함할 수 있는데, 상기 지자기 센서, 자이로 센서 및 가속도 센서는 각각 선박의 방위각, 회전관성 및 이동관성을 측정하기 위한 것으로, 각 센서의 세부적인 구성 및 역할은 이미 공지된 것이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.At this time, the sensor module 220 may include a geomagnetic sensor, a gyro sensor, and an acceleration sensor. The geomagnetic sensor, the gyro sensor, and the acceleration sensor measure the azimuth, rotational inertia, and movement inertia of the ship, respectively. Since the detailed configuration and role of the sensor is already known, a detailed description thereof will be omitted.

상기 센서모듈(220)에 의해 수신 및 측정된 선박의 항로 위치값과, 선박의 운항 방향 등은 후술할 직진항해보정 컨트롤유닛(120)으로 전송되어 방향타 제어신호의 출력에 활용될 수 있다.The ship's route position value received and measured by the sensor module 220, the ship's navigation direction, etc. are transmitted to the straight navigation correction control unit 120 to be described later and used to output a rudder control signal.

다음, 상기 직진항해보정 컨트롤유닛(120)은 조타핸들장치(110)의 조작 등에 의해 방향타 조작 신호가 입력되면 기설정된 연산방법에 의한 연산에 의해 방향타 제어신호를 출력하는 역할을 하는 것으로, 본 발명에서는 센서모듈(220)로부터의 신호를 수신하여 선박이 직진 항해를 할 수 있도록 자동으로 방향타를 제어하는 역할도 하게 된다.Next, the straight ahead navigation correction control unit 120 serves to output a rudder control signal by calculation according to a predetermined calculation method when a rudder manipulation signal is input by manipulation of the steering wheel device 110, etc., according to the present invention. In , the signal from the sensor module 220 is received and the rudder is automatically controlled so that the ship can sail straight.

즉, 전술한 바와 같이, 지자기 센서만을 이용한 자동조타방식이나, GPS 신호를 이용한 자동조타방식은 선박이 포물선에 가까운 항로를 형성하거나, 지그재그 항로를 형성하게 되므로 선박의 직진항해가 어렵고, 지자기 센서와 GPS 신호를 조합한다 하더라도 전자기파 등의 외란에 취약하고 목표 지점의 좌표를 정확이 알고 있어야만 자동조타가 가능하다는 등의 단점이 있던 것임에 비해, 본 발명에서는 지자기 센서, 자이로 센서 및 가속도 센서를 포함하는 센서모듈(220)에 의해 측정된 신호를 이용하여 실시간으로 방향타를 제어할 수 있으므로, 목표 지점의 정확한 방위값 없이도 실시간으로 목표 지점까지의 직진항해를 정확히 추종할 수 있게 된다.That is, as described above, the automatic steering method using only the geomagnetic sensor or the automatic steering method using the GPS signal makes it difficult for the ship to sail straight because the ship forms a route close to a parabola or forms a zigzag route. Even if GPS signals are combined, there are disadvantages such as being vulnerable to disturbances such as electromagnetic waves and being able to automatically steer only when the coordinates of the target point are accurately known. Since the rudder can be controlled in real time using the signal measured by the sensor module 220, straight sailing to the target point can be accurately followed in real time without an accurate azimuth value of the target point.

보다 상세히 설명하면, 상기 직진항해보정 컨트롤유닛(120)은 후술할 계기판(130)에 구비되는 운전선택 스위치(135)에 의해 직진모드로 선택되는 경우 센서모듈(220)에 의해 측정되는 선박의 항로 위치값과, 선박의 방향값을 이용한 연산을 통해 선박이 직진 운행을 할 수 있도록 하는 방향타 제어신호를 출력하게 되는데, 먼저 지자기 센서로부터 측정된 선박의 방향값과, 자이로 센서와 가속도 센서로부터의 측정치로부터 연산된 선박의 방향값이 일치하는 경우에는 지자기 센서의 방향값을 기준으로 선박의 직진항해를 위한 방향타 제어신호를 출력할 수 있다.More specifically, when the straight sailing correction control unit 120 is selected as the straight mode by the operation selection switch 135 provided on the instrument panel 130 to be described later, the ship's route measured by the sensor module 220 Through calculation using the position value and the ship's direction value, a rudder control signal is output to enable the ship to run straight. First, the ship's direction value measured from the geomagnetic sensor and the measured value from the gyro sensor and acceleration sensor When the direction values of the ship calculated from the above coincide with each other, a rudder control signal for straight sailing of the ship may be output based on the direction value of the geomagnetic sensor.

또한, 상기 지자기 센서로부터 측정된 선박의 방향값과, 자이로 센서와 가속도 센서로부터의 측정치로부터 연산된 선박의 방향값이 서로 일치하지 않는 경우에는 외란 등의 영향에 의해 상대적으로 정확성이 떨어지는 지자기 센서의 방향값을 무시하고, 자이로 센서와 가속도 센서로부터의 측정치로부터 연산된 선박의 방향값을 기준으로 선박의 직진항해를 위한 방향타 제어신호를 출력할 수 있다.In addition, when the ship's direction value measured from the geomagnetic sensor and the ship's direction value calculated from the measured values from the gyro sensor and the acceleration sensor do not match each other, the accuracy of the geomagnetic sensor is relatively low due to the influence of disturbance, etc. Ignoring the direction value, a rudder control signal for straight sailing of the ship may be output based on the direction value of the ship calculated from the measurement values from the gyro sensor and the acceleration sensor.

상기와 같은 구성에 의해, 목표 지점의 방위값을 모르더라도 실시간으로 목표 지점까지의 직진항해를 정확히 추종할 수 있을 뿐만 아니라, 조류나 해풍 등의 외부 환경조건에 의한 영향도 보정할 수 있으므로 최단거리 및 최단시간으로의 운항이 가능할 뿐만 아니라, 바다에서 작업 중인 중,소형 선박들이 육안으로 확인이 가능한 범위에서 직진으로 운항하면서 작업하고자 하는 경우 등에도 효과적으로 적용될 수 있다.With the configuration as described above, even if the azimuth value of the target point is not known, it is possible not only to accurately follow the straight sailing to the target point in real time, but also to correct the influence of external environmental conditions such as currents and sea breezes, so that the shortest distance And it is not only possible to operate in the shortest time, but it can also be effectively applied to the case where small and medium-sized ships working in the sea want to work while sailing in a straight line within a range that can be confirmed with the naked eye.

이때, 상기 센서모듈(220)에 의한 측정치를 이용한 직진항해보정 컨트롤유닛(120)의 자세한 연산 방법이나 과정은 본 발명에서 청구하고자 하는 바가 아니므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.At this time, a detailed calculation method or process of the straight navigation correction control unit 120 using the measured value by the sensor module 220 is not intended to be claimed in the present invention, so a detailed description thereof will be omitted.

또한, 상기 직진항해보정 컨트롤유닛(120)에는 좌,우 한계점 일렉트릭 리미트 설정볼륨(121,122)이 각각 구비될 수 있는데, 상기 좌,우 한계점 일렉트릭 리미트 설정볼륨(121,122)은 방향타의 좌한계(left limit)와 우한계(right limit)를 설정하기 위한 것으로, 드라이버 등이 공구를 이용하여 좌한계 및 우한계를 설정하도록 구성될 수 있다.In addition, the straight navigation correction control unit 120 may be provided with left and right limit point electric limit setting volumes 121 and 122, respectively. ) and right limits, and a driver or the like may be configured to set the left and right limits using a tool.

다음, 상기 계기판(130)에는 선박의 운항 상황을 표시하거나, 선박의 운항 제어를 위한 설정 등을 조정할 수 있도록 하는 다수의 장치들이 구비될 수 있는데, 그 주요 구성으로는 도 3에 나타낸 바와 같이, 직진(TRIM) 조정볼륨(131), 감도(GAIN) 조정볼륨(132), 게이지 영점 조정볼륨(133), 게이지 최대각 조정볼륨(미도시), 운전선택 스위치(135), 비상 레버(136), 방향타 게이지(137), 디스플레이(138), 작동램프(139), 디스플레이 설정버튼(140), 미세조정 설정버튼(141), 조명 조정볼륨(142) 등이 포함될 수 있다.Next, the instrument panel 130 may be provided with a number of devices that display the ship's operation status or adjust the settings for the ship's operation control. As its main configuration, as shown in FIG. 3, Straight line (TRIM) adjustment volume (131), sensitivity (GAIN) adjustment volume (132), gauge zero point adjustment volume (133), gauge maximum angle adjustment volume (not shown), operation selection switch (135), emergency lever (136) , a rudder gauge 137, a display 138, an operating lamp 139, a display setting button 140, a fine adjustment setting button 141, a lighting adjustment volume 142, and the like may be included.

먼저, 상기 직진(TRIM) 조정볼륨(131)은 선수가 좌현 또는 우현 측으로 틀어질 때, 또는 선수 방위와 목적지 방위 사이에 편차가 생겼을 때, 즉 선박의 종방향 경사를 조정할 수 있도록 하는 것이고, 상기 감도(GAIN) 조정볼륨(132)은 선박이 최대한 직진성을 확보할 수 있도록 감도를 조정하는 역할을 하는 것이다.First, the TRIM adjustment volume 131 is to adjust the longitudinal inclination of the ship when the bow turns to port or starboard, or when there is a deviation between the bow bearing and the destination bearing, that is, the Sensitivity (GAIN) adjustment volume 132 serves to adjust the sensitivity so that the ship can ensure the maximum straightness.

다음, 상기 게이지 영점 조정볼륨(133)은 후술할 방향타 게이지(137)의 중심각(center angle), 즉 영점을 조정하기 위한 수단이고, 상기 게이지 최대각 조정볼륨(미도시)은 방향타 게이지(137)의 최대각(Maximum angle)을 조정하는 역할을 하는 것이다.Next, the gauge zero point adjusting volume 133 is a means for adjusting the center angle, that is, the zero point, of the rudder gauge 137 to be described later, and the gauge maximum angle adjusting volume (not shown) is a rudder gauge 137 It serves to adjust the maximum angle of

다음, 상기 운전선택 스위치(135)는 선박의 항해 방향 조작을 위한 운전모드를 선택할 수 있도록 하기 위한 장치로, 후술할 비상 레버(136)를 이용한 운전, 조타핸들(112)을 이용한 운전, 후술할 리모트 컨트롤러(200)를 이용한 운전 및 직진항해 모드 중 어느 하나의 운전모드를 선택할 수 있도록 구성될 수 있다.Next, the operation selection switch 135 is a device for selecting a driving mode for manipulating the sailing direction of a ship, such as operation using the emergency lever 136, operation using the steering wheel 112, and operation using the steering wheel 112, which will be described later. It may be configured to be able to select any one of the driving mode using the remote controller 200 and the straight sailing mode.

다음, 상기 비상 레버(136)는 조타핸들장치(110)가 작동하지 않는 경우 등의 비상상황에 선박의 항해 방향을 조작할 수 있도록 하기 위한 구성으로 전술한 NON FOLLOW UP MODE로 작동되도록 구성될 수 있다.Next, the emergency lever 136 is configured to operate the sailing direction of the ship in an emergency situation such as when the steering wheel device 110 does not operate, and can be configured to operate in the above-described NON FOLLOW UP MODE. there is.

다음, 상기 방향타 게이지(137)는 계기판(130)의 중앙부에 구비되어 방향타의 위치, 즉 방향타 앵글을 운항자가 확인할 수 있도록 하는 역할을 하는 것이고, 상기 디스플레이(138)는 방향타 게이지(137)의 상부에 위치되어 현재의 선수 방향과, 목적지 방향의 방위각, 즉 방향타 게이지(137)에 표시되는 방향타 앵글이나, 선박의 항해속도, 방향, 제어명령 등을 수치값 또는 문자 등의 형태로 현시함으로써 운항자가 보다 용이하게 선박의 항해 및 조타상황을 확인할 수 있도록 하기 위한 구성이다.Next, the rudder gauge 137 is provided in the central portion of the instrument panel 130 to serve to allow the operator to check the position of the rudder, that is, the rudder angle, and the display 138 is located above the rudder gauge 137. It is located in the current heading direction and the azimuth angle of the destination direction, that is, the rudder angle displayed on the rudder gauge 137, the sailing speed, direction, control command, etc. of the ship are displayed in the form of numerical values or text, so that the operator can It is a configuration to make it easier to check the sailing and steering conditions of the ship.

다음, 상기 작동램프(139)는 운전선택 스위치(135)에 의해 선택된 현재 선박의 운전모드를 표시하기 위한 구성으로, 디스플레이(138)의 하부에 다수 개가 설치될 수 있으며, 이에 따라 운항자는 점등된 작동램프(139)에 따라 현재 선박의 운전모드를 용이하게 확인할 수 있다.Next, the operation lamp 139 is configured to display the current operation mode of the ship selected by the operation selection switch 135, and may be installed in multiple units at the lower part of the display 138, and accordingly, the operator lights up According to the operation lamp 139, the current operation mode of the ship can be easily checked.

다음, 상기 디스플레이 설정버튼(140)은 디스플레이(138)의 세팅, 즉 설정을 위해 사용되는 것으로, 상기 디스플레이 설정버튼(140)의 조작에 의해 디스플레이(138)에 현시되는 정보의 종류를 선택할 수 있다.Next, the display setting button 140 is used for setting the display 138, that is, setting, and the type of information displayed on the display 138 can be selected by manipulating the display setting button 140. .

이때, 상기 직진항해보정 컨트롤유닛(120)은 디스플레이(138) 및 디스플레이 설정버튼(140)과 연동되도록 구성될 수 있는데, 이를 통해 직진항해보정 컨트롤유닛(120)의 공장초기화나, 좌,우 조타각도의 최대치 설정 등이 가능하게 된다.At this time, the straight navigation correction control unit 120 may be configured to be interlocked with the display 138 and the display setting button 140, through which factory initialization of the straight navigation correction control unit 120 or left and right steering It is possible to set the maximum value of the angle.

이 밖에도, 조타핸들(112)의 표시각도범위, 후술할 리모트 컨트롤러(200)의 표시각도와 영점 및 사용각도, 라다 영점, 라다 사용각도, 라다 표시각도, 조타핸들(112) 영점, 조타핸들(112) 사용각도, 방향타 게이지(137)의 조명 조절, 한계점 부저음, 디스플레이(138) 설정, 각종 센서이상발생 부저음 등을 설정할 수도 있으며, 별도로 상기 디스플레이 설정버튼(140)을 통해 간단하게 라다 영점, 조타핸들(112) 영점, 리모트 컨트롤러(200) 영점, 디스플레이(138) 밝기 조정 등이 가능하도록 구성함으로써 운항자 및 선박의 항해에 최적화된 설정이 가능하도록 구성될 수 있다.In addition, the display angle range of the steering wheel 112, the display angle, zero point and use angle of the remote controller 200 to be described later, rudder zero point, rudder use angle, rudder display angle, steering wheel 112 zero point, steering wheel ( 112) It is also possible to set the angle of use, lighting control of the rudder gauge 137, threshold buzzer sound, display 138 settings, various sensor abnormality buzzer sounds, etc. By configuring the handle 112 to zero, the remote controller 200 to zero, and the brightness of the display 138 to be adjusted, settings optimized for the operator and the ship's navigation can be configured.

다음, 상기 미세조정 설정버튼(141)은 직진항해 모드에서 선수값, 즉 선수(heading)의 방향을 미세하게 조정할 수 있도록 하는 역할을 하는 것으로, 상기 미세조정 설정버튼(141)에 의해 목적지의 정확한 위치좌표나 방위값 없이도 목표 지점까지 직진항해가 가능하게 된다.Next, the fine adjustment setting button 141 serves to finely adjust the heading value, that is, the direction of heading in the straight sailing mode, and the fine adjustment setting button 141 accurately adjusts the destination. Straight navigation to the target point is possible without position coordinates or bearing values.

즉, 운항자는 상기 미세조정 설정버튼(141)을 이용하여 목표로 하는 지점과 선수의 방향을 일치시켜 원하는 항로로 수정한 후 상기 직진항해보정 컨트롤유닛(120)에 의한 제어에 의해 목표지점까지의 직진항해가 이루어질 수 있으므로, 목표지점의 위치좌표 또는 방위값 없이도 직진항해가 가능하게 된다.That is, the operator corrects the desired route by matching the target point and the direction of the bow using the fine adjustment setting button 141, and then reaches the target point by control by the straight navigation correction control unit 120. Since straight navigation can be performed, straight navigation is possible without the location coordinates or bearing values of the target point.

다음, 상기 조명 조정볼륨(dimmer)(142)은 방향타 게이지(137)의 조명 밝기를 조절하기 위한 구성으로 케이스(101)의 상단 또는 방향타 게이지(137)의 하단에 설치될 수 있다.Next, the lighting control volume (dimmer) 142 is configured to adjust the brightness of the lighting of the rudder gauge 137 and may be installed at the top of the case 101 or the bottom of the rudder gauge 137 .

한편, 본 발명에 따른 선박용 직진 항해 조타장치(10)는 리모트 컨트롤러(200)를 더 포함할 수도 있는데, 상기 리모트 컨트롤러(200)는 운항자가 선박의 진행 방향을 제어하거나 계기판(130)에 구비된 다수의 장치들의 설정을 변경할 수 있도록 하는 역할을 하는 것으로, 유선 또는 무선에 의해 전기스탠드(100)에 연결 설치될 수 있다.On the other hand, the straight navigation steering device 10 for a ship according to the present invention may further include a remote controller 200, wherein the remote controller 200 allows an operator to control the moving direction of the ship or is provided on the instrument panel 130 It serves to change the settings of a plurality of devices, and can be connected and installed to the desk lamp 100 by wire or wireless.

상기 리모트 컨트롤러(200)는 유선 방식인 경우 전기스탠드(100)의 케이스(101) 일측 또는 정면에 구비되는 입력단자(102)에 연결하여 사용될 수 있고, 무선 방식인 경우에는 리모트 컨트롤러(200)와 직진항해보정 컨트롤유닛(120)에 각각 무선통신모듈이 구비되어 리모트 컨트롤러(200)에 의해 생성되는 제어신호가 무선통신에 의해 직진항해보정 컨트롤유닛(120)으로 전송될 수 있도록 구성될 수 있다.The remote controller 200 can be used by connecting to the input terminal 102 provided on one side or front of the case 101 of the lamp 100 in the case of a wired method, and in the case of a wireless method, the remote controller 200 and Each of the straight navigation correction control units 120 may be provided with a wireless communication module so that a control signal generated by the remote controller 200 can be transmitted to the straight navigation correction control unit 120 through wireless communication.

이때, 상기 리모트 컨트롤러(200)에는 손잡이 또는 핸들 형식으로 이루어지는 조작부(210)가 구비될 수 있는데, 선박의 운항자는 상기 조작부(210)를 이용한 조작에 의해 방향타의 제어신호를 직진항해보정 컨트롤유닛(120)으로 전송함으로써 선박의 진행 방향을 제어할 수 있게 된다.At this time, the remote controller 200 may be provided with a control unit 210 made in the form of a handle or handle, and the operator of the ship transmits the control signal of the rudder by operating the control unit 210 to the straight navigation correction control unit ( 120), it is possible to control the direction of the ship.

이하, 본 발명에 따른 선박용 직진 항해 조타장치(10)의 작동예를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, an operation example of the straight navigation steering device 10 for a ship according to the present invention will be described in more detail.

먼저, 선박의 운항자는 조타실에서 전기스탠드(100)에 구비된 조타핸들장치(110) 또는 리모트 컨트롤러(200)를 조작하여 방향타의 방향을 제어할 수 있다.First, the operator of the ship can control the direction of the rudder by manipulating the steering wheel device 110 or the remote controller 200 provided on the lamp 100 in the wheelhouse.

상기 조타핸들장치(110) 또는 리모트 컨트롤러(200)에 의한 제어신호는 직진항해보정 컨트롤유닛(120)으로 전송되고, 상기 직진항해보정 컨트롤유닛(120)에서는 연산과정을 거쳐 방향타 제어신호, 즉 제어명령을 출력하게 된다.The control signal by the steering wheel device 110 or the remote controller 200 is transmitted to the straight navigation correction control unit 120, and the straight navigation correction control unit 120 undergoes an arithmetic process to control the rudder control signal, that is, control. command will be output.

출력된 방향타 제어신호는 솔레노이드 밸브(500)로 입력되어 방향타를 구동시키는 실린더로 투입되는 오일의 흐름 방향, 즉 유압펌프유닛에서 형성된 유압오일의 흐름 방향을 제어하게 되고, 상기 솔레노이드 밸브(500)의 제어에 의한 실린더의 구동에 의해 방향타의 각도가 조절되면서 선박의 항해 방향이 전환될 수 있게 된다.The output rudder control signal is input to the solenoid valve 500 to control the flow direction of the oil injected into the cylinder driving the rudder, that is, the flow direction of the hydraulic oil formed in the hydraulic pump unit. As the angle of the rudder is adjusted by driving the cylinder by control, the sailing direction of the ship can be changed.

상기와 같이 방향타가 움직이는 경우 라다센서(400)가 방향타의 각도를 측정하고, 측정된 각도는 직진항해보정 컨트롤유닛(120)으로 입력되어 계기판(130)에 디스플레이될 수 있으며, 선박의 운항자는 방향타의 제어상태를 육안으로 확인할 수 있게 된다.As described above, when the rudder moves, the rudder sensor 400 measures the angle of the rudder, and the measured angle is input to the straight navigation correction control unit 120 and displayed on the instrument panel 130, and the operator of the ship can use the rudder It is possible to check the control status with the naked eye.

한편, 선박의 운항자는 육안으로 확인되는 특정 지점까지 직선으로 운항하면서 작업을 진행하고자 하는 경우, 계기판(130)에 구비된 운전선택 스위치(135)를 이용하여 직진항해 모드를 선택할 수 있는데, 먼저 계기판(130)에 구비된 미세조정 설정버튼(141)을 이용하여 선수의 방향을 미세 조정하여 목표로 하는 특정 지점과 선수의 방향이 일치하도록 한다.On the other hand, if the operator of the ship wants to proceed with the operation while sailing in a straight line to a specific point visually confirmed, the straight sailing mode can be selected using the operation selection switch 135 provided on the instrument panel 130. First, the instrument panel The player's direction is finely adjusted using the fine adjustment setting button 141 provided in 130 so that the player's direction coincides with a specific target point.

다음, 상기 운전선택 스위치(135)를 이용하여 직진항해 모드를 선택하면, 직진항해보정 컨트롤유닛(120)은 센서모듈(220), 즉 지자기 센서, 자이로 센서 및 가속도 센서에 의한 측정치를 이용한 연산을 통해 조류나 해풍 등의 외부 환경조건의 영향에 의해 선수의 각도가 변화하는 것을 보정하는 방향으로 방향타의 각도를 제어함으로써 선박의 직진항해가 가능하도록 한다.Next, when the straight-line navigation mode is selected using the operation selection switch 135, the straight-line navigation correction control unit 120 performs calculations using measured values by the sensor module 220, that is, a geomagnetic sensor, a gyro sensor, and an acceleration sensor. Through this, the angle of the rudder is controlled in the direction of compensating for the change in the angle of the bow due to the influence of external environmental conditions such as tidal current or sea wind, so that the ship can sail straight.

한편, 도 4 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 선박용 직진 항해 조타장치(10)의 다른 실시예에 의하면, 선박의 종류나 조타실의 구조 등에 따라 조타실에 설치되는 전기스탠드(100)의 형상이 달라질 수도 있는데, 그에 따라 전기스탠드(100)에 구비되는 계기판(130)의 형상이나 계기판(130)에 구비되는 설정장치들의 배치, 터미널 블록(600)을 이용한 전기스탠드(100)와 다른 구성요소들 사이의 배선 등이 달라질 수 있다.On the other hand, as shown in FIGS. 4 to 6, according to another embodiment of the straight sailing steering device 10 for ships according to the present invention, the electric stand 100 installed in the wheelhouse according to the type of ship or the structure of the wheelhouse The shape may vary, and accordingly, the shape of the instrument panel 130 provided on the desk lamp 100, the arrangement of setting devices provided on the instrument panel 130, and a configuration different from that of the desk lamp 100 using the terminal block 600 Wiring between elements may vary.

하지만, 상기 전기스탠드(100)를 포함한 본 발명에 따른 선박용 직진 항해 조타장치(10)를 구성하는 다른 구성요소들의 역할 및 기능은 전술한 실시예에서와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.However, since the roles and functions of other components constituting the straight navigation steering device 10 for ships according to the present invention, including the lamp stand 100, are the same as in the foregoing embodiment, a detailed description thereof will be omitted. .

따라서, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 선박용 직진 항해 조타장치(10)에 의하면, 조류나 해풍 등 외부 환경조건에 의한 영향을 보정하여 별도의 조타핸들장치(110)의 조작 없이도 자동으로 운항자가 원하는 선수(heading) 방향으로 직진 항해를 할 수 있도록 함으로써 최단 거리 및 최단 시간의 운항이 가능하게 되고, 그에 따라 연료를 절감시킬 수 있음은 물론 나아가 환경오염을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 지자기 센서, 자이로 센서 및 가속도 센서를 활용하여 목표 지점의 정확한 방위값 없이도 실시간으로 목표 지점까지의 직선항해를 정확히 추종할 수 있고, 계기판(130)에 구비되는 미세조정 설정버튼(141)을 이용하여 미세항로 조정이 가능하도록 함으로써 직진 항해의 정확성 및 운항자의 조작 편의성을 향상시킬 수 있는 등의 다양한 장점을 갖는 것이다.Therefore, according to the straight sailing steering device 10 for ships according to the present invention as described above, the influence of external environmental conditions such as current or sea wind is corrected and the operator automatically desired without operating the steering wheel device 110 separately. By allowing straight navigation in the heading direction, the shortest distance and shortest time navigation is possible, thereby saving fuel and further minimizing environmental pollution, as well as geomagnetic sensor, gyro Using a sensor and acceleration sensor, it is possible to accurately follow the straight line navigation to the target point in real time without an accurate azimuth value of the target point, and fine route adjustment is possible using the fine adjustment setting button 141 provided on the instrument panel 130. By enabling it, it has various advantages such as improving the accuracy of straight navigation and operator's convenience of operation.

전술한 실시예들은 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.Although the foregoing embodiments have been described with respect to the most preferred examples of the present invention, it is not limited to only the above embodiments, and it is clear to those skilled in the art that various modifications are possible without departing from the technical spirit of the present invention.

본 발명은 선박용 직진 항해 조타장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조류나 해풍 등 외부 환경조건에 의한 영향을 보정하여 별도의 조타핸들장치의 조작 없이도 자동으로 운항자가 원하는 선수(heading) 방향으로 직진 항해를 할 수 있도록 함으로써 최단 거리 및 최단 시간의 운항이 가능하고, 그에 따라 연료를 절감할 수 있음과 동시에 선상에서의 다양한 작업의 효율성을 향상시킬 수 있도록 하는 선박용 직진 항해 조타장치에 관한 것이다.The present invention relates to a straight navigation steering device for a ship, and more particularly, by correcting the influence of external environmental conditions such as currents or sea winds, and automatically sailing straight in the direction of a heading desired by an operator without operating a separate steering wheel device. It relates to a straight-line navigation steering device for a ship that enables the shortest distance and shortest time to operate, thereby saving fuel and improving the efficiency of various operations on board.

10: 조타장치 100: 전기스탠드
101: 케이스 102: 입력단자
110: 조타핸들장치 112: 조타핸들
120: 직진항해보정 컨트롤유닛
121: 좌한계점 일렉트릭 리미트 설정볼륨
122: 우한계점 일렉트릭 리미트 설정볼륨
130: 계기판 131: 직진(TRIM) 조정볼륨
132: 감도(GAIN) 조정볼륨 133: 게이지 영점 조정볼륨
135: 운전선택 스위치 136: 비상 레버
137: 방향타 게이지 138: 디스플레이
139: 작동램프 140: 디스플레이 설정버튼
141: 미세조정 설정버튼 142: 조명 조정볼륨
200: 리모트 컨트롤러 210: 조작부
220: 센서모듈 300: 전원공급부
400: 라다센서 500: 솔레노이드 밸브
600: 터미널 블록10: steering gear 100: desk lamp
101: case 102: input terminal
110: steering wheel device 112: steering wheel
120: straight navigation correction control unit
121: Left limit electric limit setting volume
122: right limit electric limit setting volume
130: Instrument panel 131: Straight (TRIM) adjustment volume
132: Sensitivity (GAIN) adjustment volume 133: Gauge zero adjustment volume
135: operation selection switch 136: emergency lever
137: rudder gauge 138: display
139: operation lamp 140: display setting button
141: fine adjustment setting button 142: lighting adjustment volume
200: remote controller 210: control panel
220: sensor module 300: power supply unit
400: radar sensor 500: solenoid valve
600: terminal block

Claims (6)

조타실에 설치되고 조타핸들장치와 계기판을 포함하는 전기스탠드와, 전원 공급을 위한 전원공급부와, 선박의 방향타 각도를 측정 및 전송하는 라다센서 및 선박의 조타에 사용되는 오일의 흐름 방향을 조절하는 솔레노이드 밸브를 포함하는 선박용 조타장치에 있어서,
상기 전기스탠드는 지자기 센서, 자이로 센서 및 가속도 센서를 포함하는 센서모듈과,
상기 센서모듈로부터 수신되는 선박의 항로 위치값과, 방향값을 이용하여 외부 환경 조건에 의한 영향을 자동으로 보정하여 선박이 직진 항해 할 수 있도록 방향타를 제어하는 직진항해보정 컨트롤유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 직진 항해 조타장치.
An electric stand installed in the wheelhouse and including a steering wheel device and instrument panel, a power supply unit for power supply, a rudder sensor that measures and transmits the rudder angle of the ship, and a solenoid that controls the flow direction of the oil used for steering the ship. In the ship steering device including a valve,
The electric stand includes a sensor module including a geomagnetic sensor, a gyro sensor, and an acceleration sensor;
It is characterized in that it includes a straight sailing correction control unit that controls a rudder so that the ship can sail straight by automatically correcting the influence of external environmental conditions using the ship's route position value and direction value received from the sensor module. Straight sailing steering gear for ships made by
 제 1항에 있어서,
상기 직진항해보정 컨트롤유닛은 지자기 센서에 의해 획득되는 선박의 방향값과, 자이로 센서 및 가속도 센서로부터 수신되는 선박의 방향값이 서로 다른 경우 외란에 영향을 받지 않는 자이로 센서 및 가속도 센서로부터 수신되는 선박의 방향값을 기준으로 하여 선박의 직진 항해를 제어하는 것을 특징으로 하는 선박용 직진 항해 조타장치.
According to claim 1,
The straight navigation correction control unit determines whether the direction value of the ship obtained by the geomagnetic sensor and the direction value of the ship received from the gyro sensor and the acceleration sensor are different from each other. A straight navigation steering device for ships, characterized in that for controlling the straight navigation of the ship based on the direction value of.
 제 1항에 있어서,
상기 계기판에는 선박의 직진 항해시 선수(heading) 방향을 미세하게 조정할 수 있도록 하는 미세조정 설정버튼이 구비된 것을 특징으로 하는 선박용 직진 항해 조타장치.
According to claim 1,
A straight sailing steering device for a ship, characterized in that the instrument panel is provided with a fine adjustment setting button for finely adjusting the heading direction during straight sailing of the ship.
 제 1항에 있어서,
상기 전기스탠드에 무선 또는 유선으로 연결 설치되어 운항자가 선박의 진행 방향을 제어할 수 있도록 하는 리모트 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 직진 항해 조타장치.
According to claim 1,
A straight navigation steering device for a ship, characterized in that it further comprises a remote controller connected to the electric stand by wireless or wired connection so that the operator can control the traveling direction of the ship.
 제 1항에 있어서,
상기 직진항해보정 컨트롤유닛에는 방향타의 좌한계 및 우한계를 각각 설정하기 위한 좌,우 한계점 일렉트릭 리미트 설정볼륨이 각각 구비된 것을 특징으로 하는 선박용 직진 항해 조타장치.
According to claim 1,
The straight navigation steering device for ships, characterized in that the left and right limit point electric limit setting volumes for setting the left and right limits of the rudder, respectively, are provided in the straight navigation correction control unit.
 제 1항에 있어서,
상기 계기판에는 방향타의 각도 확인을 위한 방향타 게이지와, 현재의 선수 방향과 목적지 방향의 방위각을 포함하는 정보들을 수치값 또는 문자의 형태로 표시하는 디스플레이 및 디스플레이 설정버튼이 더 구비되고,
상기 직진항해보정 컨트롤유닛은 상기 디스플레이 및 디스플레이 설정버튼과 연동되어 설정될 수 있는 것을 특징으로 하는 선박용 직진 항해 조타장치.

According to claim 1,
The instrument panel further includes a rudder gauge for checking the angle of the rudder, and a display and a display setting button for displaying information including the current heading and azimuth of the destination in the form of numerical values or text,
The straight navigation steering device for ships, characterized in that the straight navigation correction control unit can be set in conjunction with the display and the display setting button.
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