KR20230127403A - Charging system for underwater drone - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수중 탐사 중 그 해역을 운항중인 선박의 저면에 부착되어 선박의 이동에 의해 발생되는 해류를 이용하여 수중드론을 충전해주도록 한 수중드론 충전시스템에 관한 것이다.
본 발명은 배터리로부터 공급되는 전원으로 동작되고, 무인으로 항해하면서 바닷속이나 해저를 촬영하는 촬영부(11)와, 촬영부(11)에서 촬영된 영상정보를 원격지의 제어서버(70)로 전달하는 드론제어부(12)를 포함하는 수중드론(10); 상기 수중드론(10)에 설치되어 GPS수신을 통해 자신의 위치정보를 발생하여 제어서버(70)로 전달하는 위치정보발생부(20); 상기 수중드론(10)의 몸체 일부분에 돌출되어 주변 해역을 운항중인 선박의 표면에 자력으로 부착되도록 구비되는 마그네틱베이스(30); 상기 마그네틱베이스(30)의 자력조절축에 결합되고, 제어서버(70)의 제어명령에 의해 작동되면서 상기 마그네틱베이스(30)의 자력조절축을 조절하여 자력을 온/오프(ON/OFF)동작시키는 자력조절모터(40); 상기 수중드론(10)에 설치되고, 수중드론(10)이 선박(1)의 저면에 부착된 상태에서 선박(1)의 이동으로 발생되는 해류에 의해 회전되는 프로펠러(50) 및 상기 프로펠러(50)의 회전력으로 발전되는 발전기(55); 상기 발전기(55)에서 생산된 전기로 상기 배터리(15)를 충전하는 충전회로부(60); 상기 수중드론(10)과의 통신을 위해 원격지에 설치되는 제어서버(70);로 이루어진다.The present invention relates to an underwater drone charging system attached to the bottom of a ship operating in the sea area during underwater exploration to charge the underwater drone using an ocean current generated by the movement of the ship.
The present invention operates with power supplied from a battery, and transmits image information photographed by the photographing unit 11 to a control server 70 at a remote location, including a photographing unit 11 that photographs the inside of the sea or the seabed while sailing unmanned. An underwater drone 10 including a drone control unit 12 to; A location information generation unit 20 installed in the underwater drone 10 to generate its own location information through GPS reception and transmit it to the control server 70; A magnetic base 30 protruded from a part of the body of the underwater drone 10 and attached to the surface of a ship operating in the surrounding sea area by magnetic force; It is coupled to the magnetic force control shaft of the magnetic base 30 and operated by the control command of the control server 70 to control the magnetic force control axis of the magnetic base 30 to turn on/off the magnetic force. Magnetic force control motor 40; The propeller 50 installed on the underwater drone 10 and rotated by the ocean current generated by the movement of the ship 1 while the underwater drone 10 is attached to the bottom of the ship 1 and the propeller 50 ) Generator 55 that is generated by the rotational force of; a charging circuit unit 60 for charging the battery 15 with the electricity produced by the generator 55; It consists of; a control server 70 installed in a remote location for communication with the underwater drone 10.
Description
본 발명은 수중 탐사 중 그 해역을 운항중인 선박의 표면(예로서, 저면)에 부착되어 선박의 이동에 의해 발생되는 해류를 이용하여 수중드론을 충전해주도록 한 수중드론 충전시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an underwater drone charging system attached to the surface (eg, bottom) of a ship operating in the sea area during underwater exploration to charge the underwater drone using an ocean current generated by the movement of the ship.
최근 무인화를 통한 수상 감시(inspection) 정찰 임무를 수행하는 연구개발이 활발히 진행되고 있으며, 이는 기술 고도화에 따라 감시 정찰을 넘어 대함전 및 대잠전, 대기뢰전 등의 임무 수행 범위를 확대해 나가는 형태로 발전하고 있다.Recently, research and development to perform surface inspection and reconnaissance missions through unmanned aerial vehicles have been actively carried out, and this is in the form of expanding the scope of missions such as anti-ship, anti-submarine and anti-mine warfare beyond surveillance and reconnaissance according to technological advancement. It is developing.
일 예로서 수중에서의 정찰이나 탐사를 위한 장치로서, 배터리형 무인 잠수정이나 수중드론이 사용되고 있다.As an example, as a device for reconnaissance or exploration in the water, a battery-type unmanned submersible or an underwater drone is used.
기존 배터리형 무인 잠수정이나 수중드론은 구동체계의 작동을 위한 에너지원으로 차량용 배터리와 같은 리튬이온 배터리가 탑재된다. Existing battery-type unmanned submersibles or underwater drones are equipped with lithium-ion batteries like vehicle batteries as an energy source for the operation of the driving system.
수중드론은 전기로 구동되기에 조용하고 장거리 이동할 수 있는 장점이 있으나, 임무 수행 후 충전을 위해 육상기지 또는 모선으로 돌아와 유선 충전이 필요하다는 단점이 있다. 작전 수행 능력 증대를 위해 배터리 용량을 무한정 키울 수 없기에 현재의 작전 운용 개념에서는 수중드론의 활용에 한계가 있다.Underwater drones have the advantage of being quiet and capable of long-distance movement because they are powered by electricity, but have the disadvantage of requiring wired charging after returning to the land base or mothership for recharging after the mission. There is a limit to the use of underwater drones in the current concept of operational operation because the battery capacity cannot be increased indefinitely to increase the operational capability.
또한, 종래의 수중드론은 배터리 소비 후 육상기지 또는 모선으로 복귀하여 유선 충전 필요하기 때문에 수중드론의 실질적인 작업(수중 정찰 및 탐사)시간이 제한되는 문제점이 있었다.In addition, the conventional underwater drone has a problem in that the actual work (underwater reconnaissance and exploration) time of the underwater drone is limited because it needs to be charged by wire after returning to the land base or mother ship after battery consumption.
이에 따라, 배터리 소비 후 육상기지나 모선으로 복귀하지 않고 충전할 수 있도록 특정 위치(수중 고정식, 수상 부유식)에 충전 스테이션을 설치하도록 하는 기술이 개시된 바 있다.Accordingly, a technique for installing a charging station at a specific location (fixed underwater or floating on water) has been disclosed so that the battery can be charged without returning to a land base or mothership after consuming the battery.
그러나 충전 스테이션의 경우 바람이나 조류 및 해류 등의 외부환경에 의해 흔들림이 크게 발생하게 됨에 따라 수상드론이 정위치로 이동하지 못하는 문제를 가지고 있다.However, in the case of the charging station, as shaking occurs greatly due to external environments such as wind, tides, and ocean currents, the water drone cannot move to the correct position.
즉, 외부환경에 의해 충전 스테이션이나 드론의 움직임에 따라 무선충전 또는 드론도킹 및 안착 부위가 움직이게 되며, 이로 인해 드론이 정확한 위치에 도킹할 수 없는 문제점 및 충전할 수 없는 문제가 존재하는 것이다.In other words, the wireless charging or drone docking and seating area moves according to the movement of the charging station or drone due to the external environment, and due to this, there are problems in that the drone cannot be docked in an accurate position and cannot be charged.
또한, 설령 도킹했다고 하더라도 도킹 상태에 따라 충전 효율 감소 또는 충전 불가가 될 수 있는 상황이 발생되는 문제점이 있다.In addition, even if docked, there is a problem in that a situation in which charging efficiency may be reduced or charging may become impossible depending on the docking state occurs.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 해저 탐사 중 배터리를 소모하여 충전이 필요한 경우에 근처 해역을 운항 중인 선박의 표면에 수중드론의 특정부분(예로서, 상부)을 부착시켜 주도록 함으로써 선박의 이동에 의해 발생되는 해류를 이용하여 프로펠러를 회전시켜 배터리를 충전해주도록 한 수중드론 충전시스템을 제공함에 있다.The present invention was devised to solve the above problems, and when the battery is consumed during seabed exploration and needs to be charged, a specific part (eg, upper part) of the underwater drone is attached to the surface of a ship operating in the nearby sea area. It is to provide an underwater drone charging system to charge the battery by rotating the propeller using the current generated by the movement of the ship.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은, 배터리로부터 공급되는 전원으로 동작되고, 무인으로 항해하면서 바닷속이나 해저를 촬영하는 촬영부(11)와, 촬영부(11)에서 촬영된 영상정보를 원격지의 제어서버(70)로 전달하는 드론제어부(12)를 포함하는 수중드론(10); 상기 수중드론(10)에 설치되어 GPS수신을 통해 자신의 위치정보를 발생하여 제어서버(70)로 전달하는 위치정보발생부(20); 상기 수중드론(10)의 몸체 일부분에 돌출되어 주변 해역을 운항중인 선박의 표면에 자력으로 부착되도록 구비되는 마그네틱베이스(30); 상기 마그네틱베이스(30)의 자력조절축에 결합되고, 제어서버(70)의 제어명령에 의해 작동되면서 상기 마그네틱베이스(30)의 자력조절축을 조절하여 자력을 온/오프(ON/OFF)동작시키는 자력조절모터(40); 상기 수중드론(10)에 설치되고, 수중드론(10)이 선박(1)의 표면에 부착된 상태에서 선박(1)의 이동으로 발생되는 해류에 의해 회전되는 프로펠러(50) 및 상기 프로펠러(50)의 회전력으로 발전되는 발전기(55); 상기 발전기(55)에서 생산된 전기로 상기 배터리(15)를 충전하는 충전회로부(60); 상기 수중드론(10)과의 통신을 위해 원격지에 설치되는 제어서버(70);로 이루어진다.The solution of the present invention for solving the above problems is a photographing
여기서, 상기 프로펠러(50)는 수중드론(10)의 주행용 프로펠러가 겸용으로 사용되고, 상기 발전기(55)는 수중드론(10)의 충전모드시 상기 주행용 프로펠러를 회전시키는 주행모터가 전환되어 발전기로 사용되는 것이 바람직하다.Here, the propeller 50 is used in combination with the driving propeller of the
한편, 상기 수중드론(10)은 배터리의 잔여량이 설정된 수치 이하로 낮아질 경우, 주변 운항중인 선박을 검색하여 선박이 위치한 곳으로 이동하여 해당 선박의 표면(측면, 저면)에 부착된 상태로 충전하게 된다.On the other hand, when the remaining amount of the battery is lowered below a set value, the
상기의 구성으로 이루어진 본 발명의 수중드론 충전시스템에 따르면, 해저 탐사 중 배터리를 소모하여 충전이 필요한 경우에 육상기지 또는 모선으로 돌아와 충전하지 않더라도 근처 운항중인 선박의 표면에 부착된 상태로 선박의 이동에 의해 발생되는 해류를 이용하여 배터리를 쉽게 충전할 수 있으며, 이에 따라 탐사항정으로의 회항시간 절약은 물론 탐사시간을 증가시켜 줄 수 있는 효과가 있다.According to the underwater drone charging system of the present invention having the above configuration, when the battery is consumed during seabed exploration and needs to be charged, the ship moves while being attached to the surface of a ship operating nearby even if it is not charged by returning to the land base or mother ship. It is possible to easily charge the battery using the current generated by the current, and accordingly, there is an effect of saving the return time to the exploration station and increasing the exploration time.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중드론의 배터리 충전시스템 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중드론을 보인 상태도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중드론을 선박의 저면에 부착시킨 상태도.1 is a configuration diagram of a battery charging system for an underwater drone according to an embodiment of the present invention.
2 is a state diagram showing an underwater drone according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a state diagram in which the underwater drone according to an embodiment of the present invention is attached to the bottom of the ship.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 수중드론 충전시스템을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the underwater drone charging system of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수중드론 충전시스템은 바닷속이나 해저를 탐사하거나 정찰하는 수중드론의 충전을 위한 시스템으로서, 선박의 저면에 부착된 상태에서 해류를 이용하여 배터리를 충전하도록 되어 있다.As shown, the underwater drone charging system according to the present invention is a system for charging an underwater drone that explores or reconnaissance in the sea or the seabed, and is designed to charge the battery using the current while attached to the bottom of the ship .
수중드론은 공지의 수중드론과 같이 특정위치에 프로펠러가 하나 이상 구비되어 바닷속을 이동하는 무인잠수정으로서, 내부에 내장된 배터리로부터 공급되는 전원으로 동작되며, 전면이나 저면 또는 임의의 특정 부위에는 무인으로 항해하면서 바닷속이나 해저를 촬영하기 위해 촬영부(11)가 설치되어 있다.An underwater drone is an unmanned submersible equipped with one or more propellers at a specific location like a known underwater drone and moves in the sea. A photographing
또한, 촬영부(11)에서 촬영된 영상정보를 전달받아 저장하고, 전원공급 제어를 위해 드론제어부(12)가 구비되어 있으며, 드론제어부(12)는 통신모듈이 설치되어 통신모듈을 통해 원격지에 설치된 제어서버(70)와 통신하게 되며, 제어서버(70)로 영상정보는 물론 배터리 정보를 제공하게 된다.In addition, a
또한, 본 발명의 수중드론은 다수개의 센서와 카메라는 물론 레이더와 라이더 등이 설치되어 각 센서와 카메라 및 레이더 등의 정보를 이용하여 자율주행하게 되는 것이며, 이러한 수중드론의 자율주행은 통상의 자율주행하는 무인드론이나 차량 등과 같이 이미 공지된 기술임에 따라 세부적인 설명은 생략하기로 한다.In addition, the underwater drone of the present invention is installed with a plurality of sensors and cameras, as well as radar and lidar, and autonomously travels using information such as each sensor, camera, and radar. Since it is a technology that is already known, such as a driving unmanned drone or vehicle, a detailed description will be omitted.
또한, 수중드론에는 수중드론의 위치정보 획득을 위해 GPS수신부가 회로연결되어 있고, GPS수신부를 통해 수신된 위치정보를 토대로 자신의 위치정보를 발생하는 위치정보발생부(20)가 구비되어 있으며, 위치정보발생부(20)에서 생성된 위치정보를 상기 제어서버(70)로 전달하게 된다.In addition, the underwater drone has a GPS receiver connected to a circuit to acquire the location information of the underwater drone, and a location information generator 20 that generates its own location information based on the location information received through the GPS receiver. The location information generated by the location information generating unit 20 is transmitted to the
본 발명의 수중드론(10)은 자율주행에 의해 이동하거나 원격지에 설치된 제어서버(70)와 통신하면서 수중드론을 원격제어하는 원격제어기(71)의 제어명령에 따라 바닷속을 항해할 수 있으며, 충전이 필요한 경우에는 근처 해상을 항해하는 선박을 검색하여 해당 선박의 표면에 후술되는 마그네틱베이스(30)를 매개로 부착되어 선박과 함께 항해하면서 충전이 이루어지게 된다.The
충전을 위한 선박 검색은 수중드론 자체에서 레이더와 라이다를 이용하여 선박을 검색한 후 자율주행하여 이동하도록 함이 바람직하다.It is preferable to search for a vessel for charging by autonomously driving after searching for a vessel using radar and lidar in the underwater drone itself.
본 발명에서는 공지의 수중드론의 충전을 위해 마그네틱베이스(30)와, 충전수단을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.In the present invention, it is characterized in that it further includes a magnetic base 30 and a charging means for charging a known underwater drone.
마그네틱베이스(30)는 상기 수중드론(10)의 몸체의 상부나 그 외 다른 특정 부분에 설치될 수 있으며, 수중드론의 몸체를 선박(1)의 저면이나 측면에 부착시켜 주게 된다.The magnetic base 30 may be installed on the top of the body of the
예로서, 도시된 바와 같이 상기 마그네틱베이스(30)는 상기 수중드론(10)의 몸체 상부에 돌출되도록 구비될 수 있으며, 제어서버(70)의 제어신호에 따라 자율주행하여 선박에 부착되거나 또는 제어서버에서의 원격제어기를 통해 무인드론을 이동시켜 선박에 부착시켜 줄 수 있다.For example, as shown, the magnetic base 30 may be provided to protrude from the top of the body of the
선박에 부착시에는 드론제어부(12)의 제어신호로 자력이 온(ON)동작되면서 주변 해역을 운항중인 선박(1)의 특정 선택면(예: 저면)에 부착되어 진다.When attached to the ship, the magnetic force is turned on by the control signal of the
마그네틱베이스(30)는 내부에 구비된 영구자석의 회동구조로 구성하여 해당 면에 자력이 온/오프(ON/OFF)동작되게 구성하거나, 또는 내부에 전자석을 구비하여 전자석의 자화상태를 온/오프(ON/OFF)되게 제어하여 자력을 발생시키거나 자력이 소실되는 구조로 구성할 수 있다.The magnetic base 30 is composed of a rotating structure of a permanent magnet provided inside so that the magnetic force is turned on / off on the corresponding surface, or an electromagnet is provided inside to turn on / off the magnetization state of the electromagnet. It can be controlled to be turned off (ON/OFF) to generate magnetic force or to configure a structure in which magnetic force is lost.
마그네틱베이스(30)의 자력발생을 위해 자력조절모터(40)가 구비되며, 자력조절모터(40)의 모터구동축이 상기 마그네틱베이스(30)의 자력조절축에 축결합되거나 기어결합되도록 구비된다.A magnetic
따라서, 자력조절모터(40)의 구동에 의해 상기 마그네틱베이스(30)가 자력을 발생시키거나 자력이 소실되도록 할 수 있으며, 선박에 부착시킬 경우에는 상기 자력조절모터를 제어하여 마그네틱베이스(30)에서 자력이 발생되게 하는 것이다.Therefore, the magnetic base 30 can generate magnetic force or lose its magnetic force by driving the magnetic
자력조절모터(40)는 수중드론의 몸체 내부에 설치된 상태로 상기 마그네틱베이스(30)의 자력조절축에 결합되어 있고, 제어서버(70)의 제어명령에 의해 작동되면서 상기 마그네틱베이스(30)의 자력조절축을 조절하여 자력이 발생되게 온(ON/OFF)동작시키거나 자력이 소실되게 오프(OFF)동작시키게 된다.The magnetic
그리고 충전수단으로서, 상기 수중드론(10)에는 해류를 이용하여 발전할 수 있도록 프로펠러(50)와 발전기(55) 및 충전회로부(60)가 설치된다.And as a charging means, a propeller 50, a
프로펠러(50)는 수중드론(10)이 선박(1)의 저면에 부착된 상태에서 선박(1)과 함께 이동하게 될 경우에 선박의 이동으로 발생되는 해류에 의해 회전되며, 프로펠러의 회전력을 변환하여 발전기에서 발전하게 된다.The propeller 50 is rotated by the ocean current generated by the movement of the ship when the
상기 프로펠러(50)는 수중드론의 일측에 별도로 설치될 수도 있고, 수중드론의 항해를 위한 주행용 프로펠러를 겸용으로 사용할 수 있다.The propeller 50 may be separately installed on one side of the underwater drone, and may be used as a propeller for navigation of the underwater drone.
상기 프로펠러(50)를 주행용 프로펠러 겸용으로 사용하는 경우, 상기 발전기(55)는 수중드론(10)의 충전할 경우 즉 충전모드시에 상기 주행용 프로펠러를 회전시키는 주행모터가 전환되어 발전기로 사용되는 것이 바람직하다.When the propeller 50 is used as a driving propeller, the
상기 발전기(55)에서 생산된 전기는 충전회로부(60)에 의해 변환절차를 거쳐 상기 배터리(15)를 충전하게 된다.The electricity generated by the
제어서버(70)는 원격지에 설치되어 있고, 무선통신망을 통해 상기 수중드론(10)과 통신하면서 정보를 송수신받게 된다.The
이때, 제어서버(70)에는 수중드론의 수동제어를 위해 원격제어기(71)가 별도로 구비될 수 있다.At this time, the
수중드론은 앞서 설명한 바와 같이 기본적으로 자율주행이 가능하도록 설계되어 있고, 특별한 경우나 수동주행시 원격제어기를 통해 원격제어할 수 있다.As described above, the underwater drone is basically designed to enable autonomous driving, and can be remotely controlled through a remote controller in special cases or during manual driving.
상기와 같이 구성된 본 발명은, 자율주행 또는 원격제어에 의해 수중드론이 바닷속이나 해저를 항해하면서 촬영을 통한 영상정보나 기타 해수정보 등을 수집하게 된다.In the present invention configured as described above, while the underwater drone navigates in the sea or on the seabed by autonomous driving or remote control, image information or other seawater information through shooting is collected.
정보수집을 위해 수중 정찰이나 탐사 중 배터리의 잔여량이 설정된 수치 이하로 낮아질 경우에 배터리 충전이 필요하게 되는데, 충전이 필요할 경우에 드론제어부에서는 주변 운항중인 선박을 검색하여 선박이 존재하는 지를 확인하게 되고, 검색된 선박이 위치한 곳으로 이동하여 해당 선박의 표면(측면, 저면)에 부착되어 충전하게 된다.During underwater reconnaissance or exploration for information collection, battery charging is required when the remaining battery level is lower than the set value. , it moves to the place where the searched ship is located and is attached to the surface (side, bottom) of the ship to be charged.
이때, 수중드론 자체에서의 선박 검색 외에도 제어서버(70)로 배터리 충전요청 정보를 송신하고, 제어서버에서 주변 해역을 항해하는 선박이 존재하는 지를 확인한 후 선박 위치정보를 수중드론으로 전달해주도록 할 수도 있다. 물론 이 경우에는 수중드론과 제어서버와의 통신으로 인해 전력소모가 발생됨에 따라 수중드론 자체에서 선박을 검색하도록 함이 바람직할 것이다.At this time, in addition to the ship search in the underwater drone itself, the battery charging request information may be transmitted to the
선박이 위치한 장소로 이동된 후에는 예로서 선박의 저면으로 이동한 다음 마그네틱베이스에 자력이 발생되게 온(ON)동작시켜 준 상태에서 선박의 저면에 부착되며, 충전을 위해 수중드론의 모드를 주행모드가 아닌 배터리 충전모드로 변환시켜 주게 된다.After moving to the place where the ship is located, it moves to the bottom of the ship, for example, and then attaches to the bottom of the ship in the state of turning on the magnetic base so that magnetic force is generated, and drives the underwater drone mode for charging. It converts to the battery charging mode, not the mode.
수중드론은 마그네틱베이스에 의해 선박의 저면에 안정적으로 부착된 상태로 선박과 함께 항해하게 되고, 선박이 항해하는 과정에서 발생되는 해류가 수중드론에도 그대로 전달되어 지는데, 이러한 해류에 의해 수중드론의 프로펠러(50)가 회전되고, 프로펠러의 회전력으로 발전기에서 전기를 생산하게 되며, 생산된 전기는 충전회로부를 통해 배터리를 충전하게 된다.The underwater drone sails with the ship while being stably attached to the bottom of the ship by the magnetic base, and the ocean current generated during the sailing of the ship is transmitted to the underwater drone as it is. 50 is rotated, electricity is generated from the generator by the rotational force of the propeller, and the generated electricity charges the battery through the charging circuit.
배터리의 충전이 완료된 후에는 수중드론의 모드를 충전모드가 아닌 주행모드로 변환시키고, 마그네틱베이스의 자력이 소실되게 오프(OFF)동작시켜 선박으로부터 분리시키게 된다.After the battery is fully charged, the mode of the underwater drone is changed to a driving mode rather than a charging mode, and the magnetic base is turned off so that the magnetic force is lost to separate it from the ship.
수중드론의 충전시기는 사전에 프로그래밍된 정보에 따라 충전이 필요한 경우(예로서, 잔여 배터리량 20% 이하)에 주변 선박을 검색한 후 해당 선박이 위치한 곳으로 자율주행하여 이동하거나 제어서버에서의 원격제어를 통해 선박이 위치한 곳으로 이동시켜 충전시켜 줄 수 있다.The charging timing of the underwater drone is determined by pre-programmed information when charging is required (e.g., remaining battery level is less than 20%), after searching for nearby ships, autonomously driving to the location where the relevant ship is located, or using the control server. It can be recharged by moving to the location of the ship through remote control.
여기서, 선박의 저면에 부착시켜 배터리를 충전하는 경우에는 선박이 계속해서 항해하고 있음에 따라 선박의 항해로 인한 해류에 휩쓸리지 않도록 주의할 필요가 있음은 당연할 것이다.Here, in the case of charging the battery by attaching it to the bottom of the ship, it is natural to be careful not to be swept away by the ocean current caused by the ship's sailing as the ship continues to sail.
1: 선박
10: 수중드론
11: 촬영부
12: 드론제어부
15: 배터리
20: 위치정보발생부
30: 마그네틱베이스
40: 자력조절모터10
50: 프로펠러
55: 발전기
60: 충전회로부
70: 제어서버
71: 원격제어기1: ship 10: underwater drone
11: shooting unit 12: drone control unit
15: battery 20: location information generator
30: magnetic base 40: magnetic
50: propeller 55: generator
60: charging circuit unit 70: control server
71: remote controller
Claims (3)
상기 수중드론(10)에 설치되어 GPS수신을 통해 자신의 위치정보를 발생하여 제어서버(70)로 전달하는 위치정보발생부(20);
상기 수중드론(10)의 몸체 일부분에 돌출되어 주변 해역을 운항중인 선박의 저면에 자력으로 부착되도록 구비되는 마그네틱베이스(30);
상기 마그네틱베이스(30)의 자력조절축에 결합되고, 제어서버(70)의 제어명령에 의해 작동되면서 상기 마그네틱베이스(30)의 자력조절축을 조절하여 자력을 온/오프(ON/OFF)동작시키는 자력조절모터(40);
상기 수중드론(10)에 설치되고, 수중드론(10)이 선박(1)의 표면에 부착된 상태에서 선박(1)의 이동으로 발생되는 해류에 의해 회전되는 프로펠러(50) 및 상기 프로펠러(50)의 회전력으로 발전되는 발전기(55);
상기 발전기(55)에서 생산된 전기로 상기 배터리(15)를 충전하는 충전회로부(60);
상기 수중드론(10)과의 통신을 위해 원격지에 설치되는 제어서버(70);
로 이루어진 것을 특징으로 하는 수중드론 충전시스템.
A photographing unit 11 that is operated with power supplied from a battery and photographs the inside of the sea or the seabed while sailing unmanned, and a drone control unit that transmits image information captured by the photographing unit 11 to a remote control server 70 An underwater drone (10) including (12);
A location information generation unit 20 installed in the underwater drone 10 to generate its own location information through GPS reception and transmit it to the control server 70;
A magnetic base 30 protruded from a part of the body of the underwater drone 10 and attached to the bottom of a ship operating in the surrounding sea area by magnetic force;
It is coupled to the magnetic force control shaft of the magnetic base 30 and operated by the control command of the control server 70 to control the magnetic force control axis of the magnetic base 30 to turn on/off the magnetic force. Magnetic force control motor 40;
A propeller 50 installed on the underwater drone 10 and rotated by an ocean current generated by the movement of the ship 1 while the underwater drone 10 is attached to the surface of the ship 1, and the propeller 50 ) Generator 55 that is generated by the rotational force of;
a charging circuit unit 60 for charging the battery 15 with the electricity produced by the generator 55;
A control server 70 installed in a remote location for communication with the underwater drone 10;
Underwater drone charging system, characterized in that consisting of.
상기 프로펠러(50)는 수중드론(10)의 주행용 프로펠러가 겸용으로 사용되고,
상기 발전기(55)는 수중드론(10)의 충전모드시 상기 주행용 프로펠러를 회전시키는 주행모터가 전환되어 발전기로 사용되는 것을 특징으로 하는 수중드론 충전시스템.
According to claim 1,
The propeller 50 is used in combination with the driving propeller of the underwater drone 10,
The generator 55 is an underwater drone charging system, characterized in that the driving motor for rotating the propeller for driving is switched and used as a generator in the charging mode of the underwater drone 10.
상기 수중드론(10)은 배터리의 잔여량이 설정된 수치 이하로 낮아질 경우, 주변 운항중인 선박을 검색하여 선박이 위치한 곳으로 이동하여 해당 선박의 표면(측면, 저면)에 부착된 상태로 충전하게 되는 것을 특징으로 하는 수중드론 충전시스템.According to claim 1,
When the remaining amount of the battery is lowered below a set value, the underwater drone 10 searches for ships operating nearby and moves to the place where the ship is located to charge while attached to the surface (side, bottom) of the ship. Characterized by underwater drone charging system.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220024277A KR20230127403A (en) | 2022-02-24 | 2022-02-24 | Charging system for underwater drone |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220024277A KR20230127403A (en) | 2022-02-24 | 2022-02-24 | Charging system for underwater drone |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230127403A true KR20230127403A (en) | 2023-09-01 |
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ID=87975311
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| KR1020220024277A KR20230127403A (en) | 2022-02-24 | 2022-02-24 | Charging system for underwater drone |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230127403A (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190102487A (en) | 2018-02-26 | 2019-09-04 | 동의대학교 산학협력단 | Drone containment and method using marine light buoy |
| KR20210077100A (en) | 2019-12-16 | 2021-06-25 | 대우조선해양 주식회사 | Moving and fixing charging station of unmanned underwater vehicle |
| KR102340116B1 (en) | 2021-05-12 | 2021-12-17 | 한화시스템 주식회사 | Charging apparatus, and Charging method for Mounting Drone in Unmanned Waterfront |
-
2022
- 2022-02-24 KR KR1020220024277A patent/KR20230127403A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| KR20190102487A (en) | 2018-02-26 | 2019-09-04 | 동의대학교 산학협력단 | Drone containment and method using marine light buoy |
| KR20210077100A (en) | 2019-12-16 | 2021-06-25 | 대우조선해양 주식회사 | Moving and fixing charging station of unmanned underwater vehicle |
| KR102340116B1 (en) | 2021-05-12 | 2021-12-17 | 한화시스템 주식회사 | Charging apparatus, and Charging method for Mounting Drone in Unmanned Waterfront |
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