KR20220166014A - System for underwater driving control of underwater vehicle - Google Patents
System for underwater driving control of underwater vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220166014A KR20220166014A KR1020210074777A KR20210074777A KR20220166014A KR 20220166014 A KR20220166014 A KR 20220166014A KR 1020210074777 A KR1020210074777 A KR 1020210074777A KR 20210074777 A KR20210074777 A KR 20210074777A KR 20220166014 A KR20220166014 A KR 20220166014A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- underwater
- driving
- linear actuator
- control system
- present
- Prior art date
Links
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 15
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 15
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 2
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
- B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
- B63G8/14—Control of attitude or depth
- B63G8/16—Control of attitude or depth by direct use of propellers or jets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
- B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
- B63G8/39—Arrangements of sonic watch equipment, e.g. low-frequency, sonar
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
- B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
- B63G8/001—Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations
- B63G2008/002—Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations unmanned
Abstract
Description
본 발명은 수중 운동체의 수중 구동 제어를 위한 구동 제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방수형 전동 액추에이터를 포함하는 구동 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a drive control system for controlling underwater driving of an underwater moving body, and more particularly, to a drive control system including a waterproof type electric actuator.
최근 수중작업과 해양탐사의 목적으로 원격무인잠수정(Remotely operated vehicle, ROV)와 자율무인잠수정(Autonomous underwater vehicle, AUV) 같은 수중 로봇에 대한 수요가 증가하고 있다.Recently, demand for underwater robots such as remotely operated vehicles (ROVs) and autonomous unmanned underwater vehicles (AUVs) for underwater work and marine exploration is increasing.
대부분의 ROV와 AUV는 수중에서 이동하거나 호버링(hovering)하기 위하여 스크류 형태의 구동기를 사용한다.Most ROVs and AUVs use screw-type actuators to move or hover underwater.
이러한 형태의 수중 로봇들은 강한 조류가 있는 수중 환경에서는 정확한 위치 제어가 어려워 해저면에서 정밀한 작업을 수행하는데 어려움을 가진다.Underwater robots of this type have difficulty performing precise work on the seabed because it is difficult to accurately control their position in an underwater environment with strong currents.
우리나라 서해의 경우, 강한 조류와 악시계 등 환경적으로 악조건을 가지는데, 이러한 환경에서 수중작업을 수해하기 위해서는 기존의 형태와는 다른 종류의 수중 로봇이 필요하다.In the case of the West Sea of Korea, there are adverse environmental conditions such as strong currents and bad visibility. In order to perform underwater work in such an environment, a different type of underwater robot from the existing type is required.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 잠수정에 탑재되는 방향타(선수각 제어) 및 승강타 등이 없어도 잠수정의 주행을 원활하게 할 수 있기 때문에, 수심에서의 저항력을 줄일 수 있으며, 다양한 각도로 조절이 가능하여 수중작업의 주기능을 높일 수 있는 구동 제어 시스템을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to smoothly run the submersible even without a rudder (head angle control) and an elevator mounted on a conventional submersible, so that the resistance force in the water depth can be reduced, and it is possible to adjust at various angles. It is possible to provide a driving control system that can enhance the main function of underwater work.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned technical problem, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. There will be.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 수중 운동체의 수중 구동 제어를 위한 구동 제어 시스템에 있어서, 상기 수중 운동체의 수중 주행을 위한 추진 모터를 포함하는 추진 모듈과, 상기 추진 모듈과 결합되어, 상기 수중 운동체의 수중 구동을 제어하기 위해 상기 추진 모듈의 구동 각도를 제어하는 모션 플랫폼과, 상기 수중 운동체 주변의 수중 장애물을 감지하는 음향 센서와, 상기 음향 센서로부터 감지된 결과를 토대로 상기 모션 플랫폼의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함하는 구동 제어 시스템을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, one embodiment of the present invention is a drive control system for controlling underwater driving of an underwater vehicle, a propulsion module including a propulsion motor for driving the underwater vehicle, the propulsion module and Combined, a motion platform for controlling the driving angle of the propulsion module to control the underwater driving of the underwater vehicle, an acoustic sensor for detecting an underwater obstacle around the underwater vehicle, and It provides a driving control system including a control unit for generating a control signal for controlling the driving of the motion platform.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 모션 플랫폼은, 상기 수중 운동체의 본체에 일측이 고정되는 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임의 타측에 일측이 연결되어 회동하는 복수의 베이스 연결 링크들과, 상기 베이스 연결 링크들 각각에 연결되어, 직선 운동하는 복수의 선형 액추에이터들과, 일측이 상기 선형 액추에이터들 각각에 연결되고, 타측이 상기 추진 모듈과 연결되어 회동하는 복수의 서브 연결 링크들과, 상기 추진 모듈과의 결합을 위하여, 상기 추진 모터의 중심 축을 감싸는 형태로 형성되는 결합 부재를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the motion platform includes a base frame, one side of which is fixed to the body of the underwater vehicle, a plurality of base connection links, one side of which is connected to the other side of the base frame and rotates, and the base connection A plurality of linear actuators connected to each of the links and moving linearly, a plurality of sub-links having one side connected to each of the linear actuators and the other side connected to the propulsion module and rotating, and the propulsion module For the coupling, it may include a coupling member formed in a form surrounding the central axis of the propulsion motor.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 선형 액추에이터의 일측에 위치하여, 상기 선형 액추에이터에 구동력을 제공하는 구동 모터를 더 포함하고, 상기 각 선형 액추에이터는, 피스톤 운동을 통해 전체 길이를 신장하거나 수축할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a driving motor located on one side of the linear actuator and providing a driving force to the linear actuator may be further included, and each linear actuator may extend or contract its entire length through piston movement. there is.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 베이스 연결 링크는, 상기 베이스 프레임의 표면에 부착되는 제1 힌지 부재와, 상기 구동 모터의 일단에 위치하여, 상기 제1 힌지 부재와 결합되는 제1 로드를 포함하고, 상기 서브 연결 링크는, 상기 결합 부재 상에 부착되는 제2 힌지 부재와, 상기 선형 액추에이터의 타측에 위치하고, 상기 선형 액추에이터의 길이 방향을 따라 연장된 형태로 상기 제2 힌지 부재와 결합되는 제2 로드를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the base connecting link includes a first hinge member attached to the surface of the base frame, and a first rod coupled to the first hinge member located at one end of the drive motor And, the sub-connection link includes a second hinge member attached to the coupling member, located on the other side of the linear actuator, and coupled to the second hinge member in a form extending along the longitudinal direction of the linear actuator. Can contain 2 rods.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 선형 액추에이터는, 피스톤 운동을 하는 내부 실린더와, 상기 내부 실린더를 커버하는 외부 실린더와, 상기 내부 실린더의 양측을 감싸며, 상기 선형 액추에이터의 움직임을 보조하기 위한 베어링을 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the linear actuator includes an inner cylinder that performs a piston motion, an outer cylinder that covers the inner cylinder, and a bearing that surrounds both sides of the inner cylinder and assists the movement of the linear actuator. can include
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 구동 모터와 상기 선형 액추에이터 사이는 아쿠아 씰링(sealing) 처리되고, 상기 외부 실린더는 물보다 비중 또는 점도가 높은 물질을 수용할 수 있다.In an embodiment of the present invention, an aqua sealing process is performed between the driving motor and the linear actuator, and the outer cylinder may accommodate a material having a higher specific gravity or viscosity than water.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 음향 센서로부터 감지된 결과를 전달 받아, 수중 장애물의 속도, 상기 수중 운동체와의 거리, 상기 수중 장애물의 방위 중 적어도 하나를 탐지함에 따라 탐지 정보를 상기 제어부로 전달하는 탐지 모듈을 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, detection information is transmitted to the controller by receiving a result detected by the acoustic sensor and detecting at least one of a speed of an underwater obstacle, a distance to the underwater moving body, and a bearing of the underwater obstacle. It may further include a detection module that does.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 탐지 정보를 고려하여 상기 제어 신호를 생성할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the control unit may generate the control signal in consideration of the detection information.
본 발명의 실시예에 따르면, 종래의 잠수정에 탑재되는 방향타(선수각 제어) 및 승강타 등이 없어도 잠수정의 주행을 원활하게 할 수 있기 때문에, 수심에서의 저항력을 줄일 수 있으며, 다양한 각도로 조절이 가능하여 수중작업의 주기능을 높일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since the submersible can smoothly run even without a rudder (head angle control) and an elevator mounted on a conventional submersible, it is possible to reduce resistance in the water depth and to adjust various angles. It is possible to increase the main function of underwater work.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be inferred from the description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 운동체의 구성을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모션 플랫폼을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 보다 구체적으로 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터와 서브 연결 링크 부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 추진 모터와 모션 플랫폼이 함께 구동하는 모습을 도시한 도면이다.1 is a schematic diagram for explaining the configuration of an underwater vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram for explaining a motion platform according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining a linear actuator according to an embodiment of the present invention in more detail.
4 is an enlarged view showing a linear actuator and a sub-connection link part according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a state in which a propulsion motor and a motion platform are driven together according to another embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in many different forms and, therefore, is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, combined)" with another part, this is not only "directly connected", but also "indirectly connected" with another member in between. "Including cases where In addition, when a part "includes" a certain component, it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 수중 운동체의 수중 구동 제어를 위한 구동 제어 시스템, 그리고 상기 구동 제어 시스템을 포함하는 수중 운동체에 대하여 상세히 설명한다. 예컨대, 본 발명의 수중 운동체는 원격 무인 잠수정(Remotely operated vehicle) 또는 자율 무인 잠수정(Autonomous underwater vehicle)일 수 있다.The present invention will be described in detail with respect to a drive control system for controlling an underwater drive of an underwater vehicle, and an underwater vehicle including the drive control system. For example, the underwater vehicle of the present invention may be a remotely operated vehicle or an autonomous underwater vehicle.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 운동체의 구성을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a schematic diagram for explaining the configuration of an underwater vehicle according to an embodiment of the present invention.
도1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 수중 운동체(10)는 추진 모듈(100), 추진 모듈(100)의 내부에 탑재되는 모션 플랫폼(300), 음향 센서(500), 하우징(700)을 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 본 발명의 수중 운동체(10)는 탐지 모듈(미도시)과 제어부(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, an
또한, 본 발명에서 구동 제어 시스템은 추진 모듈(100), 모션 플랫폼(300), 음향 센서(500), 탐지 모듈(미도시), 그리고 제어부(미도시)로 구성되는 것일 수 있다.In addition, in the present invention, the driving control system may be composed of a
본 발명의 실시예에 따른 추진 모듈(100)은 수중 운동체(10)를 추진시키기 위한 구성으로서, 추진 모터로 구현될 수 있다.The
추진 모듈(100)의 수중 운동체(10)의 최후단에 위치할 수 있다.It may be located at the rear end of the
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 모션 플랫폼(300)은 추진 모듈(100)과 결합 연동되어, 추진 모듈(100)의 구동을 제어하기 위해 동작할 수 있다. 본 실시예에 따른 모션 플랫폼(300)은 수중 운동체(10)의 하우징(700) 후단부 내부 공간에 탑재되는 것으로 구현된다.In addition, the
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모션 플랫폼을 설명하기 위해 도시한 도면이다.2 is a diagram for explaining a motion platform according to an embodiment of the present invention.
도2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 모션 플랫폼(motion platform)(300)은 베이스 프레임(310), 베이스 연결 링크들(320), 선형 액추에이터들(330), 구동 모터들(340), 서브 연결 링크들(350), 결합 부재(360), 전원 커넥터(370)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2, a
베이스 프레임(310)은 수중 운동체(10)의 본체에 일측이 고정될 수 있다. 여기서, 상기 수중 운동체(10)의 본체는 하우징(700) 내부에 있는 본체 모듈을 의미하는 것으로, 본 실시예에 따른 베이스 프레임(310)은 본체 모듈에 부착된 형태로 하우징 (700) 내부에 설치될 수 있다.One side of the
일 실시예로, 본 발명의 베이스 프레임(310)은 도2에 도시된 바와 같은 세개의 꼭지점을 가지는 플레이트로 형성될 수 있고, 다른 실시예로 삼각형 또는 사각형 등 다각형의 플레이트로 구현될 수도 있다. 또한, 베이스 프레임(310)은 내부식성 소재의 금속 재질로 구현될 수 있다.In one embodiment, the
본 발명의 베이스 연결 링크(320)는 복수개로 마련되는 선형 액추에이터들(330) 각각과 부착되는 복수개의 베이스 연결 링크들(320)로 마련될 수 있다. 본 실시예에서는 3개의 베이스 연결 링크(320)들로 예시한다.The
각 베이스 연결 링크(320)는 일측이 각 선형 액추에이터(330)와 연결되고, 타측이 베이스 프레임(310)의 일면과 결합된 형태로 마련되어 회동할 수 있다.Each
본 발명의 베이스 연결 링크(320)는 베이스 프레임(310)의 표면(타측)에 부착되는 제1 힌지 부재(321)와, 구동 모터(340)의 일단에 위치하여, 제1 힌지 부재(321)와 결합되는 제1 로드(323)를 포함하여 구성될 수 있다.The
베이스 연결 링크(320)는 베이스 프레임(310)과 선형 액추에이터(330) 사이를 연결하고, 선형 액추에이터(330)에 의해 선형 회동을 구동케 하기 위한 구성이다.The
본 발명의 실시예에 따른 선형 액추에이터(330)는 상기 베이스 연결 링크(320)에 연결되어, 직선 운동할 수 있다. 보다 구체적으로는, 선형 액추에이터(330)는 피스톤 운동을 통해 전체 길이를 신장하거나 수축할 수 있다.The
본 실시예에 따른 선형 액추에이터(330)는 도2에 도시된 바와 같이, 복수개의 선형 액추에이터(330)로 마련되어, 서로 다른 구동에 따라 추진 모듈(100)을 제어하여, 수중 운동체(10)의 주행 방향을 제어할 수 있다. 예컨대, 본 명세서에서는 선형 액추에이터(330)가 3개로 마련되어 구동되는 것으로 가정하여 설명하지만, 당업자의 설계에 따라 3개 이상으로 마련되어, 추진 모듈(100)의 보다 미세한 제어를 구현할 수도 있다.As shown in FIG. 2, the
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 보다 구체적으로 설명하기 위해 도시한 도면이다. 본 발명의 각 선형 액추에이터(330)는 외부 실린더(331)와 내부 실린더(333), 제1 베어링(335), 그리고 제2 베어링(337)을 포함하여 구성될 수 있다.3 is a diagram for explaining a linear actuator according to an embodiment of the present invention in more detail. Each
외부 실린더(331)는 내부 실린더(333)를 커버하고, 내부 실린더(333)는 피스톤 운동을 수행하는 구성으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 내부 실린더(333)의 내부 공간에는 물보다 비중 또는 점도가 낮은 물질로 채워질 수 있고, 외부 실린더(331)의 내부 공간에는 물보다 비중 또는 점도가 높은 물질로 채워질 수 있다. 예컨대, 외부 실린더(331)에는 대기압 상온에서의 물보다 비중 또는 점도가 높은 물질인 미네랄 오일이 수용됨으로써, 본 발명의 모션 플랫폼의 방수 기능을 높일 수 있다.The
이때, 미네랄 오일은 내부와 외부 이동이 가능한 공간을 만들어 선형 액추에이터(330)가 상하 운동시에 내부와 외부의 오일의 압력이 일정하도록 유지됨으로써, 외부의 물질이 내부에 침투되지 않도록 할 수 있다.At this time, the mineral oil creates a space capable of internal and external movement, and the pressure of the internal and external oil is maintained constant during the vertical movement of the
제1 베어링(335)은 구동 모터(340)와 인접한 위치의 외부 실린더(331)의 일단 축, 그리고 내부 실린더(333)의 일부를 감싸도록 형성될 수 있다.The
제2 베어링(337)은 서브 연결 링크(350)와 인접한 내부 실린더(333)의 회전축 타단을 감싸도록 형성되어 회전을 용이하게 한다.The
제1 베어링(335) 및 제2 베어링(337)은 선형 액추에이터(330)의 움직임을 보조하기 위한 구성이다.The
본 발명의 선형 액추에이터(330)들은 상술한 바와 같은 베어링 뿐만 아니라, 방수가 취약할 부분을 고려하여, 구동 모터(340)와 전원 커넥터(370)가 위치하는 영역, 그리고 볼 스크류와 구동 모터 연결부위의 커플링으로 구성되어 있는 공간은 구동 시 방수의 기능이 현저히 떨어질 수 있어 방수용 아쿠아 씰(aqua seal)을 부착할 수 있다.The
본 발명의 실시예에 따른 구동 모터(340)는 선형 액추에이터(330)와 제1 로드(323) 사이에 위치하여 선형 액추에이터(330)에 구동력을 제공할 수 있다. 본 발명의 구동 모터(340)는 예컨대, 전기 모터(electric motor) 또는 유압 모터(hydraulic motor)로 구현될 수 있다.The driving
전원 커넥터(370)는 수중 운동체(10) 내부에 탑재되어 있는 외부의 전원부로부터 구동 모터(340)를 온/오프 하기 위한 전원을 공급받는 커넥터로서, 구동 모터(340)의 일면에 연결되어 형성될 수 있다.The
그리고, 도2 및 도3을 참조하면, 본 발명의 서브 연결 링크(350)는 복수개로 마련되는 선형 액추에이터들(330) 각각에 부착되는 복수개의 서브 연결 링크들(350)로 마련될 수 있다. 본 실시예에서는 3개의 서브 연결 링크(350)들로 예시한다.And, referring to FIGS. 2 and 3 , the
각 서브 연결 링크(350)는 일측이 각 선형 액추에이터(330)와 연결되고, 타측이 결합 부재(360)의 표면과 결합된 형태로 마련되어 회동할 수 있다.Each
본 발명의 서브 연결 링크(350)는 선형 액추에이터(330)의 제2 베어링(337)과 결합되는 제2 힌지 부재(351)와, 결합 부재(360) 표면에 부착되며 제2 힌지 부재(351)와 결합되는 제2 로드(353)를 포함하여 구성될 수 있다.The
서브 연결 링크(350)는 결합 부재(360)와 선형 액추에이터(330) 사이를 연결하고, 선형 액추에이터(330)에 의해 선형 회동을 구동케 하기 위한 구성이다.The
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터와 서브 연결 링크 부분을 확대하여 도시한 확대도이다.4 is an enlarged view showing a linear actuator and a sub-connection link part according to an embodiment of the present invention.
도4를 참조하면, 제2 힌지 부재(351)는 선형 액추에이터(330)의 외부 실린더(331) 및 내부 실린더(333)의 길이 방향을 따라, 제2 베어링(337)의 일단에 결합된 형태로 형성되며, 도4에 도시된 바와 같이 'ㄷ'자 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예에 따른 제2 힌지 부재(351)는 제2 로드(353)와의 체결을 위한 체결공이 서로 대향하는 위치에 형성될 수 있다.Referring to FIG. 4, the
본 발명의 제1 힌지 부재(321) 또한, 도2에 도시된 바와 같이 제2 힌지 부재(351)와 유사한 형태의 'ㄷ'자 형상으로 마련되고, 제1 로드(323)와 체결 가능한 체결공들이 서로 마주보게 형성될 수 있다.The
도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 추진 모터와 모션 플랫폼이 함께 구동하는 모습을 도시한 도면이다.5 is a view showing a state in which a propulsion motor and a motion platform are driven together according to another embodiment of the present invention.
도5를 참조하면, 본 발명의 결합 부재(360)는 추진 모듈(100)과의 결합을 위하여, 추진 모터(110)의 중심 축(113)을 감싸는 형태로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the
본 실시예에 따르면, 복수개의 선형 액추에이터(330) 각각이 서로 다른 구동을 함에 따라 서로 상이한 길이 조절을 함으로써, 결합 부재(360)와 연결된 추진 모듈(100)이 도5의 (a)와 같이 제1 방향으로 향하게 하거나, 도5의 (b)와 같이 제2 방향으로 향하도록 제어할 수 있다. 이로써, 선형 액추에이터(330)는 수중 운동체(10)의 주행 방향을 제어할 수 있게 된다.According to this embodiment, as each of the plurality of
다시 도1을 참조한다.Reference is made to FIG. 1 again.
본 발명의 음향 센서(500)는 수중 운동체(10)의 주변에 있는 수중 장애물을 감지하기 위한 센서로서, 사방으로 음파 신호를 방사하고, 방사된 음파 신호가 수중 장애물에 반사되어 돌아오는 음파 신호를 수신할 수 있다. 이에 따라, 음향 센서(500)는 수신한 음파 신호를 탐지 모듈(미도시)로 전달할 수 있다.The
탐지 모듈(미도시)은 음향 센서(500)로부터 감지된 결과를 전달 받아, 수중 장애물의 수중 이동 속도, 수중 장애물과 수중 운동체(10)와의 거리, 수중 운동체(10)에 대한 수중 장애물의 방위 각도 중 적어도 하나에 대한 탐지 정보를 전기적인 신호로 생성할 수 있다.The detection module (not shown) receives the detected result from the
그리고, 제어부(미도시)는 탐지 모듈(미도시)로부터 생성된 탐지 정보를 전달 받아, 탐지된 수중 장애물의 수중 이동 속도, 수중 장애물과 수중 운동체(10)와의 거리, 수중 장애물의 방위 각도 등에 대한 위치 정보 중 적어도 하나의 탐지 정보를 고려하여, 모션 플랫폼(300)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.In addition, the control unit (not shown) receives the detection information generated from the detection module (not shown), and measures the underwater movement speed of the detected underwater obstacle, the distance between the underwater obstacle and the
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 구동 제어 시스템은 영상 획득 모듈과 통신 모듈을 더 포함하여 구성될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the driving control system may further include an image acquisition module and a communication module.
통신 모듈은 지상 또는 수중의 외부 단말로부터 신호를 수신하거나, 생성한 신호를 상기 외부 단말로 송신하는 구성이다. 통신 모듈은 상기 외부 단말로부터 도달해야 할 위치 좌표 등의 좌표 값에 대한 정보를 수신할 수 있다.The communication module is a component that receives a signal from an external terminal on land or underwater or transmits a generated signal to the external terminal. The communication module may receive information about coordinate values, such as coordinates of a location to be reached, from the external terminal.
그리고, 영상 획득 모듈은 음향 센서(500)와 인접한 부분에 전방을 향하는 위치에 마련되어, 시야각의 영상을 획득할 수 있다. 여기서, 영상이란 하나의 이미지 일 수도 있고, 동영상일 수도 있다.Also, the image acquisition module may be provided at a position facing forward in a portion adjacent to the
제어부(미도시)는 음향 센서로부터 감지된 결과(음향 신호), 그리고 영상 획득 모듈로부터 획득된 영상, 그리고 통신 모듈로부터 수신된 목적지에 대한 좌표 정보를 모두 고려하되, 미리 정해진 가중치에 따라 고려해야 할 정보의 우선순위를 정하여, 추진 모듈(100)의 제어 각도를 결정하고, 수중 운동체(10)의 주행 속도를 결정할 수 있다.The controller (not shown) considers the result (sound signal) detected by the acoustic sensor, the image obtained from the image acquisition module, and the coordinate information on the destination received from the communication module, but information to be considered according to a predetermined weight. It is possible to determine the control angle of the
일 실시예로, 제어부(미도시)는 통신 모듈로부터 수신된 목적지에 대한 좌표 정보와 현재 수중 운동체(10)가 위치하는 좌표 사이에, 음향 센서 및 영상 획득 모듈을 이용하여 탐지된 수중 장애물의 위치, 속도 등을 고려한 메인 경로와, 메인 경로를 대체할 후보 경로에 대한 정보를 생성하고, 각 경로에 따른 예상 도착 시간을 계산할 수 있다. 그리고, 계산된 경로별 예상 도착 시간을 비교하여 최소 시간이 소요되는 경로를 선택하여, 선택된 경로로 주행하기 위한 추진 모듈의 구간별 속도와 구동 각도를 결정하여 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.In one embodiment, the control unit (not shown) controls the position of the underwater obstacle detected using the acoustic sensor and the image acquisition module between the coordinate information on the destination received from the communication module and the coordinates where the
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes, and those skilled in the art can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
10: 수중 운동체
100: 추진 모듈
300: 모션 플랫폼
310: 베이스 프레임
320: 베이스 연결 링크
330: 선형 액추에이터
340: 구동 모터
350: 서브 연결 링크
360: 결합 부재
370: 전원 커넥터
500: 음향 센서
700: 하우징10: underwater movement
100: propulsion module
300: motion platform
310: base frame
320: base connection link
330: linear actuator
340: drive motor
350: sub connection link
360: coupling member
370: power connector
500: acoustic sensor
700: housing
Claims (8)
상기 수중 운동체의 수중 주행을 위한 추진 모터를 포함하는 추진 모듈과,
상기 추진 모듈과 결합되어, 상기 수중 운동체의 수중 구동을 제어하기 위해 상기 추진 모듈의 구동 각도를 제어하는 모션 플랫폼과,
상기 수중 운동체의 주변의 수중 장애물을 감지하는 음향 센서와,
상기 음향 센서로부터 감지된 결과를 토대로 상기 모션 플랫폼의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함하는 구동 제어 시스템.
In the drive control system for controlling the underwater drive of an underwater vehicle,
A propulsion module including a propulsion motor for underwater driving of the underwater vehicle;
a motion platform coupled with the propulsion module and controlling a driving angle of the propulsion module to control underwater driving of the underwater vehicle;
An acoustic sensor for detecting an underwater obstacle around the underwater vehicle;
A driving control system comprising a control unit generating a control signal for controlling driving of the motion platform based on a result detected by the acoustic sensor.
상기 모션 플랫폼은,
상기 수중 운동체의 본체에 일측이 고정되는 베이스 프레임과,
상기 베이스 프레임의 타측에 일측이 연결되어 회동하는 복수의 베이스 연결 링크들과,
상기 베이스 연결 링크들 각각에 연결되어, 직선 운동하는 복수의 선형 액추에이터들과,
일측이 상기 선형 액추에이터들 각각에 연결되고, 타측이 상기 추진 모듈과 연결되어 회동하는 복수의 서브 연결 링크들과,
상기 추진 모듈과의 결합을 위하여, 상기 추진 모터의 중심 축을 감싸는 형태로 형성되는 결합 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 제어 시스템.
According to claim 1,
The motion platform,
A base frame having one side fixed to the body of the underwater moving body;
A plurality of base connection links, one side of which is connected to the other side of the base frame and rotates;
A plurality of linear actuators connected to each of the base connection links and linearly moving;
A plurality of sub-connection links having one side connected to each of the linear actuators and the other side connected to the propulsion module to pivot;
The drive control system comprising a coupling member formed in a form surrounding a central axis of the propulsion motor for coupling with the propulsion module.
상기 선형 액추에이터의 일측에 위치하여, 상기 선형 액추에이터에 구동력을 제공하는 구동 모터를 더 포함하고,
상기 각 선형 액추에이터는, 피스톤 운동을 통해 전체 길이를 신장하거나 수축하는 것을 특징으로 하는 구동 제어 시스템.
According to claim 2,
Further comprising a drive motor located on one side of the linear actuator to provide a driving force to the linear actuator,
The drive control system, characterized in that each of the linear actuators extends or contracts the entire length through piston movement.
상기 베이스 연결 링크는,
상기 베이스 프레임의 표면에 부착되는 제1 힌지 부재와,
상기 구동 모터의 일단에 위치하여, 상기 제1 힌지 부재와 결합되는 제1 로드를 포함하고,
상기 서브 연결 링크는,
상기 결합 부재 상에 부착되는 제2 힌지 부재와,
상기 선형 액추에이터의 타측에 위치하고, 상기 선형 액추에이터의 길이 방향을 따라 연장된 형태로 상기 제2 힌지 부재와 결합되는 제2 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 제어 시스템.
According to claim 3,
The base connecting link,
A first hinge member attached to the surface of the base frame;
It is located at one end of the drive motor and includes a first rod coupled to the first hinge member,
The sub connection link,
A second hinge member attached to the coupling member;
and a second rod located on the other side of the linear actuator and coupled to the second hinge member in a form extending along a longitudinal direction of the linear actuator.
상기 선형 액추에이터는,
피스톤 운동을 하는 내부 실린더와,
상기 내부 실린더를 커버하는 외부 실린더와,
상기 내부 실린더의 양측을 감싸며, 상기 선형 액추에이터의 움직임을 보조하기 위한 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 제어 시스템.
According to claim 3,
The linear actuator,
An inner cylinder with a piston movement;
an outer cylinder covering the inner cylinder;
and a bearing surrounding both sides of the inner cylinder and assisting the movement of the linear actuator.
상기 구동 모터와 상기 선형 액추에이터 사이는 아쿠아 씰링(sealing) 처리되고,
상기 외부 실린더는 물보다 비중 또는 점도가 높은 물질을 수용하는 것을 특징으로 하는 구동 제어 시스템.
According to claim 5,
Aqua sealing is processed between the drive motor and the linear actuator,
The drive control system, characterized in that the outer cylinder accommodates a material having a higher specific gravity or viscosity than water.
상기 음향 센서로부터 감지된 결과를 전달 받아, 수중 장애물의 속도, 상기 수중 운동체와의 거리, 상기 수중 장애물의 방위 중 적어도 하나를 탐지함에 따라 탐지 정보를 상기 제어부로 전달하는 탐지 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 제어 시스템.
According to claim 1,
Further comprising a detection module for transmitting detection information to the control unit by receiving a result detected from the acoustic sensor and detecting at least one of the speed of the underwater obstacle, the distance to the underwater vehicle, and the orientation of the underwater obstacle. characterized drive control system.
상기 제어부는, 상기 탐지 정보를 고려하여 상기 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 구동 제어 시스템.
According to claim 7,
The control unit generates the control signal in consideration of the detection information.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210074777A KR102530048B1 (en) | 2021-06-09 | 2021-06-09 | System for underwater driving control of underwater vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210074777A KR102530048B1 (en) | 2021-06-09 | 2021-06-09 | System for underwater driving control of underwater vehicle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20220166014A true KR20220166014A (en) | 2022-12-16 |
KR102530048B1 KR102530048B1 (en) | 2023-05-09 |
Family
ID=84535005
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210074777A KR102530048B1 (en) | 2021-06-09 | 2021-06-09 | System for underwater driving control of underwater vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102530048B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116954225A (en) * | 2023-07-28 | 2023-10-27 | 南京安透可智能系统有限公司 | System and method for avoiding obstacle of submarine in urban pipeline environment based on multi-beam sonar |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102652885B1 (en) | 2023-07-31 | 2024-04-02 | 주식회사 칼만 | Control method of an underwater robot equipped with a multi-degree-of-freedom robot arm |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4645463A (en) * | 1980-04-07 | 1987-02-24 | Arneson Howard M | Marine outdrive apparatus |
JP2009264965A (en) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Underwater sailing body and obstacle detection apparatus |
KR20110053197A (en) | 2009-11-13 | 2011-05-19 | 에스엠시 가부시키가이샤 | Actuator |
KR20130010513A (en) | 2010-10-26 | 2013-01-29 | 한국해양연구원 | 3-point link vector thruster and manufacturing method |
KR20200052170A (en) | 2018-11-06 | 2020-05-14 | 주식회사 모션다이나믹스 | Ship gangway responding to movement of ship |
-
2021
- 2021-06-09 KR KR1020210074777A patent/KR102530048B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4645463A (en) * | 1980-04-07 | 1987-02-24 | Arneson Howard M | Marine outdrive apparatus |
JP2009264965A (en) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Underwater sailing body and obstacle detection apparatus |
KR20110053197A (en) | 2009-11-13 | 2011-05-19 | 에스엠시 가부시키가이샤 | Actuator |
KR20130010513A (en) | 2010-10-26 | 2013-01-29 | 한국해양연구원 | 3-point link vector thruster and manufacturing method |
KR20200052170A (en) | 2018-11-06 | 2020-05-14 | 주식회사 모션다이나믹스 | Ship gangway responding to movement of ship |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116954225A (en) * | 2023-07-28 | 2023-10-27 | 南京安透可智能系统有限公司 | System and method for avoiding obstacle of submarine in urban pipeline environment based on multi-beam sonar |
CN116954225B (en) * | 2023-07-28 | 2024-03-05 | 南京安透可智能系统有限公司 | System and method for avoiding obstacle of submarine in urban pipeline environment based on multi-beam sonar |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102530048B1 (en) | 2023-05-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102530048B1 (en) | System for underwater driving control of underwater vehicle | |
US11155326B2 (en) | Bio-inspired underwater robot | |
JP2023156443A (en) | Automatic positioning arrangement system | |
KR101128032B1 (en) | Multi degree-of-freedom underwater operation robot based on unmanned surface vehicle | |
KR101307454B1 (en) | Location tracking system and method for pan-tilt controlled underwater vehicle with ultrasonic transceiver | |
JP6905737B2 (en) | Autonomous underwater robot and its control method | |
KR101323824B1 (en) | Underwater robot operating device | |
Salumäe et al. | Design principle of a biomimetic underwater robot u-cat | |
CN105652878A (en) | Underwater target low-speed approaching and hovering submarine body combining multiple propellers | |
US11352110B1 (en) | Flexible underwater robot, control method and device | |
KR20170096460A (en) | A Drone Having a Converting Structure for Running Under Water | |
KR102159172B1 (en) | Underwater platform capable of driving same position and towing system including the same | |
KR20180027464A (en) | A Drone Having a Converting Structure for RunningUnder Water | |
KR101471094B1 (en) | micro underwater robot | |
KR102075229B1 (en) | Robot for inspection and various operation on the wall-side ocean structure | |
KR20010108873A (en) | Unmanned submarine for use in under water photography | |
CN106904258B (en) | Bi-motor is multidirectional to promote underwater autonomous robot | |
JPS6116192A (en) | Underwater work robot | |
Yoo et al. | Preliminary water tank test of a multi-legged underwater robot for seabed explorations | |
KR102226435B1 (en) | Biomimetic robot with multiple manipulators | |
Conte et al. | A 4G robotic platform for shallow water operations | |
US20240132188A1 (en) | Hybrid propeller/undulating fin propulsion for aquatic vehicles | |
CA2809417A1 (en) | Remotely operated vehicle assembly | |
KR102169998B1 (en) | articulated marine robot ship with stereo photo sensor | |
CN214397164U (en) | Humanoid underwater operation robot |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |