KR20230146302A - 구명환 발사장치를 구비한 쌍동형 구조로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구명환 발사장치를 구비한 쌍동형 구조로봇에 관한 것으로, 해상 구조를 위해 구명환을 발사하는 장치 자체가 쌍동형 선박 형태의 로봇으로 자율주행하도록 구성함으로써 다수의 구명환을 신속하게 공급할 수 있도록 하는, 구명환 발사장치를 구비한 쌍동형 구조로봇에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 쌍동형으로 형성되는 본체(1); 및 상기 본체(1)의 상부에 설치되는 구명환 발사장치(2);를 포함하되, 상기 구명환 발사장치(2)는: 소정의 구명환을 투입받는 투입부(21); 상기 투입부(21)를 통해 투입된 구명환이 안착되고, 구명환이 발사되는 경로를 제공하도록 소정의 길이를 가지는 레일(22); 상기 레일(22)의 후방에 배치되어, 레일(22)에 안착된 구명환을 전방 방향으로 소정의 거리만큼 이송시키는 이송장치(23); 및 상기 이송장치(23)에 의해 이송된 구명환이 전방 방향으로 발사되도록 소정의 속력을 부여하는 가속장치(24);를 포함하여, 상기 투입부(21)를 통해 투입된 구명환이 이송장치(23)에 의해 전방으로 이송되어 가속장치(24)에 접촉했을 때, 가속장치(24)에 의해 구명환이 발사되도록 제어되는, 구명환 발사장치를 구비한 쌍동형 구조로봇을 제공한다.

Description

구명환 발사장치를 구비한 쌍동형 구조로봇{Catamaran-type Rescue Robot with Life Ring Launcher}

본 발명은 구명환 발사장치를 구비한 쌍동형 구조로봇에 관한 것으로, 해상 구조를 위해 구명환을 발사하는 장치 자체가 쌍동형 선박 형태의 로봇으로 자율주행하도록 구성함으로써 다수의 구명환을 신속하게 공급할 수 있도록 하는, 구명환 발사장치를 구비한 쌍동형 구조로봇에 관한 것이다.

수상에서 조난 사고 발생 시, 인명 구조를 위해 구명환이라는 수상 부유형 물체를 활용하여 조난을 당한 사람들을 구조할 수 있다.

구명환은 반드시 조난 사고 발생 지점의 인근에 비치되어야 하나, 대부분은 사람의 발이 닿지 않을 정도로 지표면에서 멀리 떨어진 수상에서 조난 사고가 일어나므로 먼 거리까지 구명환을 직접 투척하는 데 어려움이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 재질이 플라스틱으로 되어있는 경량 구명환이 일반적으로 상용화되어 있다.

한편, 경량 구명환의 경우에도 사람이 직접 투척하는 경우 사람의 숙련도 등에 따라 정확성이나 투척 거리에 제한이 있어 구조 작업에 어려움을 겪을 수 있어, 이러한 구명환 투척 작업을 장치에 의해 수행하기 위하여 구명환 발사 장치가 개발되어 사용되고 있다.

다만, 이러한 종래 구명환 발사 장치들은 지면(해변가)에 배치/설치되기 때문에 장치의 투척 성능의 한계를 벗어날 정도로 멀리 위치한 사람에게는 구명환을 공급할 수 없다는 문제점이 있었다.

또한, 지면으로부터 멀리 이격된 지점까지 구명환을 투척/공급할 수 있도록 드론을 이용한 구명환 투하 장치도 개발된 바 있으나, 드론의 적재하중이나 구조의 문제로 다수의 구명환을 빠른 시간 내에 공급할 수 없다는 문제점이 있었다.

KR 10-1609801 B KR 10-2021-0067369 A

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전술한 바와 같은 종래 구명환 투척 시스템의 문제점을 개선하기 위하여, 지면으로부터 멀리 떨어진 원격지에도 다수의 구명환을 신속/정확하게 공급할 수 있는 구명환 발사장치를 구비한 쌍동형 구조로봇을 제공하는 것이다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래 구명환 투척 시스템의 문제점을 개선하기 위하여, 쌍동형으로 형성되는 본체; 및 상기 본체의 상부에 설치되는 구명환 발사장치;를 포함하되, 상기 구명환 발사장치는: 소정의 구명환을 투입받는 투입부; 상기 투입부를 통해 투입된 구명환이 안착되고, 구명환이 발사되는 경로를 제공하도록 소정의 길이를 가지는 레일; 상기 레일의 후방에 배치되어, 레일에 안착된 구명환을 전방 방향으로 소정의 거리만큼 이송시키는 이송장치; 및 상기 이송장치에 의해 이송된 구명환이 전방 방향으로 발사되도록 소정의 속력을 부여하는 가속장치;를 포함하여, 상기 투입부를 통해 투입된 구명환이 이송장치에 의해 전방으로 이송되어 가속장치에 접촉했을 때, 가속장치에 의해 구명환이 발사되도록 제어되는, 구명환 발사장치를 구비한 쌍동형 구조로봇을 제공한다.

또한, 상기 가속장치는: 상기 레일의 양측에 구비되되, 상기 구명환의 진행 방향에 수직한 선 상에 배치되는 한 쌍의 롤러; 상기 롤러를 회전시키는 가속모터; 상기 레일의 양단에서 상부 방향으로 절곡되어, 구명환의 진행 방향을 전방으로 유도하는 유도가이드; 및 상기 레일의 저면에 상기 구명환의 진행 방향을 따라 형성되는 요홈;을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 이송장치는: 상기 레일의 후방 측부에 배치되는 밀대; 및 상기 밀대를 회전시키는 이송모터;를 포함하되, 상기 밀대는: 측면을 통해 상기 구명환을 밀어내도록 소정의 두께를 가지며 상기 이송모터에 연결되는 회전축을 중심으로 소정의 부채꼴 형상으로 형성되고, 상기 투입부는: 상기 레일의 상부에 배치되며, 레일로부터 소정의 높이만큼 이격되도록 배치되는 상부커버; 상기 상부커버의 일측에서 구명환의 크기보다 소정의 크기만큼 크게 형성되는 투입홀; 및 상기 투입홀로부터 상부 방향으로 절곡되어, 구명환의 투입 경로를 제공하는 투입가이드;를 포함할 수 있다.

아울러, 상기 구명환 발사장치와 본체를 연결하여, 본체에 대한 구명환 발사장치의 각도를 조절하도록 구비되는 각도조절장치; 및 상기 구명환 발사장치 및 각도조절장치를 제어하는 제어부;를 더 포함하고, 상기 제어부는: 상기 각도조절장치의 각도 및 가속모터의 RPM에 따라 상기 구명환이 발사되는 거리(본체의 위치로부터 목표지점까지의 거리)를 테이블화하여 비일시적 저장매체에 저장된 룩업테이블; 및 상기 목표지점까지의 거리가 입력되었을 때, 상기 룩업테이블로부터 필요한 각도조절장치의 각도와 가속모터의 RPM을 읽어 각도조절장치 및 가속모터를 제어하는 거리조절모듈;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 가속모터는: 양축모터로 구성되고, 상기 가속장치는: 상기 가속모터의 회전축 양단에 연결되는 한 쌍의 제1베벨기어; 및 상기 제1베벨기어 각각에 수직하게 연결되어 가속모터의 회전 방향에 수직한 방향으로 회전하는 한 쌍의 제2베벨기어;를 더 포함하여, 상기 한 쌍의 롤러가 상기 제2베벨기어의 회전축에 연결되어, 한 쌍의 롤러의 회전속도가 서로 동일하게 출력될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 쌍동형 선박 로봇을 이용하여 조난자에게 일정 거리 내로 접근한 상태에서 구명환을 발사함으로써, 지면으로부터 멀리 이격된 원격지에서도 구조 작업을 수행할 수 있다.

또한, 선박에 다수의 구명환을 적재함으로써 다수의 구명환을 연속적으로 투척할 수 있으므로, 다수의 조난자가 발생한 상황에서 신속하게 구명환들을 공급할 수 있다.

그리고, 소정의 발사장치 구조를 통해 구명환 투척의 정확도를 향상시킬 수 있다.

도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 구명환 발사장치를 구비한 쌍동형 구조로봇을 나타낸 사시도이다.
도 2 는 본 발명의 실시 예에 따른 구명환 발사장치를 나타낸 사시도이다.
도 3 은 본 발명의 실시 예에 따른 구명환 발사장치를 나타낸 단면도이다.
도 4 는 본 발명의 실시 예에 따른 구명환 발사장치의 가속장치 구조를 나타낸 개요도이다.
도 5 는 본 발명의 실시 예에 쌍동형 구조로봇 본체(선체)를 나타낸 사시도이다.
도 6 및 도 7 은 본 발명의 실시 예에 따라 다각형(조난자 그룹)을 지정하는 과정을 나타낸 도면이다.

이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

본 문서에서, "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.

본 문서에서, "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 하나 이상"은, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.

본 문서에서 사용된 "제 1," "제 2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제 1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.

어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어(operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

본 발명의 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

발명의 설명에서 사용되는 용어 "전방, 후방, 상부" 등은 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이러한 용어에 의하여 각 구성의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.

본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 쌍동형으로 형성되는 본체(1); 및 상기 본체(1)의 상부에 설치되는 구명환 발사장치(2);를 포함하되, 상기 구명환 발사장치(2)는: 소정의 구명환을 투입받는 투입부(21); 상기 투입부(21)를 통해 투입된 구명환이 안착되고, 구명환이 발사되는 경로를 제공하도록 소정의 길이를 가지는 레일(22); 상기 레일(22)의 후방에 배치되어, 레일(22)에 안착된 구명환을 전방 방향으로 소정의 거리만큼 이송시키는 이송장치(23); 및 상기 이송장치(23)에 의해 이송된 구명환이 전방 방향으로 발사되도록 소정의 속력을 부여하는 가속장치(24);를 포함하여, 상기 투입부(21)를 통해 투입된 구명환이 이송장치(23)에 의해 전방으로 이송되어 가속장치(24)에 접촉했을 때, 가속장치(24)에 의해 구명환이 발사되도록 제어되는, 구명환 발사장치를 구비한 쌍동형 구조로봇을 제공한다.

상기 본체(1)는: 해상에 부유하도록 소정의 부유체를 포함하는 제1선체부(11); 상기 제1선체부(11)와 대응/대칭되도록 형성되는 제2선체부(12); 상기 제1선체부(11)와 제2선체부(12)를 소정의 거리만큼(최소한 제1선체부(11) 또는/및 제2선체부(12)의 폭 이상) 이격시키는 선체이격부(13); 및 상기 제1선체부(11) 및 제2선체부(12)의 외측면에 연결되어, 물에 빠진 조난자가 파지할 수 있도록 제공되는 로프(14);를 포함할 수 있다.

상기 본체(1)는 구조자, 관제센터 등에 의해 원격으로 조종되거나 자율주행하여 조난자(D; 요구조자)에 인접하도록 접근할 수 있다.

이 때, 조난자(D)가 둘 이상인 경우, 상기 조난자(D)들이 위치한 지점 중 최외곽에 위치한 지점들을 이은 다각형(삼각형 이상의 다각형을 의미하되, 조난자(D)가 둘인 경우에 지정되는 '선분'을 포함하는 개념으로 정의한다)의 내부로 이동하도록 제어될 수 있다.

상기 다각형(D1, D2)은 본 발명의 실시 예에 따른 구명환 발사장치(2)의 구명환 발사 최대 사정거리를 반지름으로 하는 원(C)에 내접하거나 상기 원(C)보다 작도록 지정되어야 한다.

예를 들어, 도 6에서와 같이 총 10명의 조난자(D)가 발생했을 때, 상기 원에 수용되는 다각형에 속하는 조난자(D)들을 제1 조난자 그룹(D1)으로, 상기 원에 수용되지 않는 다각형에 속하는 조난자(D)들을 제2 조난자 그룹(D2)으로 지정한 뒤, 제1 조난자 그룹(D1)의 다각형 내부로 본체(1)를 이동시킨 후 본체(1) 또는 발사장치를 회전시키며 구명환을 연속적으로 발사할 수 있다. 이후, 제2 조난자 그룹(D2)의 다각형 내부로 본체(1)를 이동시킨 후 다시 구명환을 연속적으로 발사할 수 있다.

하나 이상의 다각형(D1, D2)을 지정하기 위하여, 다각형 판정 함수(서브루틴; 메서드)는 소정의 반복문에 따라 반복적으로 실행될 수 있다.

상기 다각형 판정 함수는: 상기 다각형(D1, D2)의 수가 최소가 되도록 조난자(D)들을 하나의 다각형(조난자 그룹)으로 지정할 수 있다.

도 7에는 도 6과 같은 형태로 조난자(D)들이 배치되어 있으나, 도 6에 비해 다각형의 개수가 하나 더 많게(도 6 : 2개, 도 7 : 3개) 다각형이 지정되어 있다. 상기 다각형 판정 함수의 반복문에 따라 이전 반복에서와는 다른 조난자(D) 조합으로 형성된 다각형의 개수가 기존에 지정된 다각형의 개수보다 더 적은 것으로 판단되는 경우, 지정된 다각형을 갱신(도 6 참조)할 수 있다.

상기와 같이 다각형(D1, D2)의 개수를 최소화함으로써, 구조 로봇(본체)의 이동 동선을 최소화하여 구조(구명환 발사)에 소요되는 시간을 최소화할 수 있다.

상기와 같이 조난자(D)의 위치에 따라 본체(1)를 이동시키기 위하여, 드론을 이용하여 공중에서 조난 지점의 위치정보를 확인 및 본체(1)에 제공하는 과정이 선행될 수 있다.

또한, 상기 가속장치(24)는: 상기 레일(22)의 양측에 구비되되, 상기 구명환의 진행 방향에 수직한 선 상에 배치되는 한 쌍의 롤러(241); 상기 롤러(241)를 회전시키는 가속모터(242); 상기 레일(22)의 양단에서 상부 방향으로 절곡되어, 구명환의 진행 방향을 전방으로 유도하는 유도가이드(221); 및 상기 레일(22)의 저면에 상기 구명환의 진행 방향을 따라 형성되는 요홈(222);을 포함할 수 있다.

상기 가속모터(242)와 롤러(241) 사이에는 소정의 변속을 위한 변속장치(기어)가 더 연결될 수 있다.

상기 구명환은 고정의 환형(環形)으로 형성될 수 있다. 이 때, 구명환의 외경은 상기 롤러(241)의 외주면 사이의 최단거리 이상이 되도록 구성되어야 한다. 이러한 구성에 따르면, 이송장치(23)에 의해 후방(투입부(21))으로부터 전방 방향으로 이송된 구명환이 롤러(241) 사이에 끼어들어가게 되고, 고속으로 서로 반대 방향으로 회전하는 한 쌍의 롤러(241) 사이에 끼인 구명환이 가속력을 받아 전방으로 발사될 수 있다. 이를 위하여 상기 롤러(241) 또는/및 구명환의 표면은 구명환이 충분한 가속력을 받을 수 있도록 소정의 마찰력을 가지는 소재로 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 구명환이 발사되는 동안 회전하는 경우, 회전하는 구명환과 공기 사이의 마찰에 의해 구명환의 진행 경로가 의도치 않은 방향으로 틀어질 확률이 높으며, 바람의 상태 등에 따라 같은 RPM 및 각도에서의 사정거리가 달라질 수 있어서 구명환 투척의 정확도가 낮아질 수 있다. 이를 방지하기 위하여 상기 구명환의 저면에는 소정의 직선형 돌기가 형성될 수 있으며, 상기 돌기가 요홈(222)에 안착됨으로써 구명환이 회전하지 않고 직선으로 발사되도록 유도할 수 있다.

상기 유도가이드(221)는 구명환 저면의 돌기가 없거나 돌기가 안착되지 않은 상황에서 구명환의 이동 경로가 의도한 방향으로부터 틀어지지 않도록 좌측 및 우측 방향으로의 이탈을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.

그리고, 상기 이송장치(23)는: 상기 레일(22)의 후방 측부에 배치되는 밀대(231); 및 상기 밀대(231)를 회전시키는 이송모터(232);를 포함하되, 상기 밀대(231)(밀판)는: 측면을 통해 상기 구명환을 밀어내도록 소정의 두께를 가지며 상기 이송모터(232)에 연결되는 회전축을 중심으로 소정의 부채꼴 형상으로 형성되고, 상기 투입부(21)는: 상기 레일(22)의 상부에 배치되며, 레일(22)로부터 소정의 높이만큼 이격되도록 배치되는 상부커버(211); 상기 상부커버(211)의 일측에서 구명환의 크기보다 소정의 크기만큼 크게 형성되는 투입홀(210); 및 상기 투입홀(210)로부터 상부 방향으로 절곡되어, 구명환의 투입 경로를 제공하는 투입가이드(212);를 포함할 수 있다.

상기 밀대(231)는 투입부(21)의 외측 방향으로 회전되어 투입홀(210)의 하부로부터 이탈되며, 이 상태에서 투입홀(210)을 통해 구명환이 투입될 수 있다. 파도 등에 의해 본체(1)가 흔들리면서 구명환이 투입부(21) 내부에서 유동할 수도 있으나, 상기 부채꼴 형상의 일부분(투입부(21)의 내측 방향 부분)이 구명환을 차단하여 구명환이 투입부(21) 후방으로 탈거되지 않도록 방지할 수 있다.

구명환이 투입된 후, 상기 밀대(231)를 투입부(21)의 내측 방향으로 회전시켜 투입부(21)의 전방으로 이송시키며, 이송된 구명환은 롤러(241)에 접촉하여 가속 및 발사된다.

상기 투입가이드(212)는 구명환의 두께의 다수배만큼의 높이를 가지도록 형성될 수 있다. 이 때, 투입부(21)에는 다수개의 구명환이 적층되어 수용/안착되며, 밀대(231)의 움직임에 따라 하나 씩 레일(22)에 안착된다. 더 구체적으로, 밀대(231)가 투입부(21)의 내부에 수용된 상태에서는 밀대(231)의 윗부분에 구명환이 적층되어 있으며, 밀대(231)가 투입부(21)의 외측 방향으로 회전하면서 하단에 적층된 구명환 하나가 레일(22)에 안착되고, 밀대(231)가 다시 투입부(21)의 내측 방향으로 회전하면서 레일(22)에 안착된 구명환은 롤러(241)/전방 방향으로 이송됨과 동시에 밀대(231)의 상부에 다른 구명환이 다시 안착/적층된다. 이러한 과정을 반복 수행함으로써 다수개의 구명환을 수용 및 연속 발사할 수 있다.

아울러, 상기 구명환 발사장치(2)와 본체(1)를 연결하여, 본체(1)에 대한 구명환 발사장치(2)의 각도를 조절하도록 구비되는 각도조절장치(3); 및 상기 구명환 발사장치(2) 및 각도조절장치(3)를 제어하는 제어부;를 더 포함하고, 상기 제어부는: 상기 각도조절장치(3)의 각도 및 가속모터(242)의 RPM에 따라 상기 구명환이 발사되는 거리(본체(1)의 위치로부터 목표지점까지의 거리; 사정거리)를 테이블화하여 비일시적 저장매체에 저장된 룩업테이블; 및 상기 목표지점까지의 거리가 입력되었을 때, 상기 룩업테이블로부터 필요한 각도조절장치(3)의 각도와 가속모터(242)의 RPM을 읽어 각도조절장치(3) 및 가속모터(242)를 제어하는 거리조절모듈;을 포함할 수 있다.

일반적으로, 롤러(241)의 회전속도가 빨라질수록 구명환이 롤러(241)로부터 힘을 전달받는 시간이 짧아져 전달받는 에너지량을 정밀하게 조절하기 어려워지기 때문에, 상기 가속모터(242)의 RPM에 따라 사정거리를 조절하는 것에는 한계가 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서는 구명환을 발사할 때마다 가속모터(242)의 RPM은 지정된 일정한 속도로 제어하되, 각도조절장치(3)에 따라 구명환의 발사 궤적(포물선)을 조절함으로써 사정거리를 조절하는 방식을 사용하고 있다.

따라서, 상기 룩업테이블에는 가속모터(242)의 지정된 RPM에서 각도조절장치(3)의 각도에 따른 사정거리 값이 저장될 수 있다.

상기 본체(1)(로봇)를 조종하는 사용자에 의해 지정된 사정거리 값을 토대로 각도조절장치(3)의 각도 값을 판단하고, 판단된 각도로 각도를 조절한 상태에서 이송장치(23) 및 가속장치(24)를 작동하여 구명환을 원하는 위치로 발사할 수 있다.

상기 각도조절장치(3)는 최소한 지면(해수면)에 평행한 평면에 포함되는 어느 한 축 방향으로 각도를 조절할 수 있도록 구비되어야 하며, 바람직하게는 상기 '한 축 방향(y축 방향)'과 상기 '평행한 평면'에 수직한 방향(z축 방향)으로 각도를 조절할 수 있도록 구비될 수도 있다.

예를 들어, 본체(1)의 위치를 고정한 상태로 구명환 발사장치(2)의 각도(z축 방향)만을 조절하여 여러 방향에 위치한 조난자(D)에게 구명환을 공급할 수 있으며, 구명환 발사장치(2)의 각도(y축 방향)를 조절하여 가까이 있는 조난자(D)로부터 멀리 있는 조난자(D)까지 다양한 거리에 있는 조난자에게 구명환을 공급할 수 있다.

또한, 상기 가속모터(242)는: 양축모터로 구성되고, 상기 가속장치(24)는: 상기 가속모터(242)의 회전축 양단에 연결되는 한 쌍의 제1베벨기어(243); 및 상기 제1베벨기어(243) 각각에 수직하게 연결되어 가속모터(242)의 회전 방향에 수직한 방향으로 회전하는 한 쌍의 제2베벨기어(244);를 더 포함하여, 상기 한 쌍의 롤러(241)가 상기 제2베벨기어(244)의 회전축에 연결되어, 한 쌍의 롤러(241)의 회전속도가 서로 동일하게 출력될 수 있다.

상기 한 쌍의 롤러(241)가 회전하는 속도(RPM) 및 토크 등이 서로 다른 경우, 구명환은 좌측 또는 우측 방향으로 편중된 힘을 전달받아 직선이 아닌 사선 또는 곡선으로 발사될 수 있다. 이를 방지하기 위하여 상기 한 쌍의 롤러(241)가 서로 동일한 회전속도 및 토크를 가지도록 구성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 구명환이 발사되는 동안 직선운동만을 하고 회전운동이 최대한 배제되므로, 롤러(241)로부터 전달받은 에너지가 모두 병진운동에 사용되어 사정거리 내지 직선속도가 최대화될 수 있다(에너지가 구명환의 회전운동으로 낭비되지 않음).

1 : 본체
11 : 제1선체부
12 : 제2선체부
13 : 선체이격부
14 : 로프
2 : 구명환 발사장치
21 : 투입부
210 : 투입홀
211 : 상부커버
212 : 투입가이드
22 : 레일
221 : 유도가이드
222 : 요홈
23 : 이송장치
231 : 밀대
232 : 이송모터
24 : 가속장치
241 : 롤러
242 : 가속모터
243 : 제1베벨기어
244 : 제2베벨기어
3 : 각도조절장치
F : 전방
R : 후방
D : 조난자
D1 : 제1 조난자 그룹 다각형
D2 : 제2 조난자 그룹 다각형
M : 최대 사정거리
C : 구명환 발사 최대 사정거리를 반지름으로 하는 원

Claims (5)

1. 쌍동형으로 형성되는 본체; 및
   상기 본체의 상부에 설치되는 구명환 발사장치;를 포함하되,
   상기 구명환 발사장치는:
   소정의 구명환을 투입받는 투입부;
   상기 투입부를 통해 투입된 구명환이 안착되고, 구명환이 발사되는 경로를 제공하도록 소정의 길이를 가지는 레일;
   상기 레일의 후방에 배치되어, 레일에 안착된 구명환을 전방 방향으로 소정의 거리만큼 이송시키는 이송장치; 및
   상기 이송장치에 의해 이송된 구명환이 전방 방향으로 발사되도록 소정의 속력을 부여하는 가속장치;를 포함하여,
   상기 투입부를 통해 투입된 구명환이 이송장치에 의해 전방으로 이송되어 가속장치에 접촉했을 때, 가속장치에 의해 구명환이 발사되도록 제어되는, 구명환 발사장치를 구비한 쌍동형 구조로봇
2. 청구항 1항에 있어서,
   상기 가속장치는:
   상기 레일의 양측에 구비되되, 상기 구명환의 진행 방향에 수직한 선 상에 배치되는 한 쌍의 롤러;
   상기 롤러를 회전시키는 가속모터;
   상기 레일의 양단에서 상부 방향으로 절곡되어, 구명환의 진행 방향을 전방으로 유도하는 유도가이드; 및
   상기 레일의 저면에 상기 구명환의 진행 방향을 따라 형성되는 요홈;을 포함하는, 구명환 발사장치를 구비한 쌍동형 구조로봇
3. 청구항 1항에 있어서,
   상기 이송장치는:
   상기 레일의 후방 측부에 배치되는 밀대; 및
   상기 밀대를 회전시키는 이송모터;를 포함하되,
   상기 밀대는:
   측면을 통해 상기 구명환을 밀어내도록 소정의 두께를 가지며 상기 이송모터에 연결되는 회전축을 중심으로 소정의 부채꼴 형상으로 형성되고,
   상기 투입부는:
   상기 레일의 상부에 배치되며, 레일로부터 소정의 높이만큼 이격되도록 배치되는 상부커버;
   상기 상부커버의 일측에서 구명환의 크기보다 소정의 크기만큼 크게 형성되는 투입홀; 및
   상기 투입홀로부터 상부 방향으로 절곡되어, 구명환의 투입 경로를 제공하는 투입가이드;를 포함하는, 구명환 발사장치를 구비한 쌍동형 구조로봇
4. 청구항 1항에 있어서,
   상기 구명환 발사장치와 본체를 연결하여, 본체에 대한 구명환 발사장치의 각도를 조절하도록 구비되는 각도조절장치; 및
   상기 구명환 발사장치 및 각도조절장치를 제어하는 제어부;를 더 포함하고,
   상기 제어부는:
   상기 각도조절장치의 각도 및 가속모터의 RPM에 따라 상기 구명환이 발사되는 거리(본체의 위치로부터 목표지점까지의 거리)를 테이블화하여 비일시적 저장매체에 저장된 룩업테이블; 및
   상기 목표지점까지의 거리가 입력되었을 때, 상기 룩업테이블로부터 필요한 각도조절장치의 각도와 가속모터의 RPM을 읽어 각도조절장치 및 가속모터를 제어하는 거리조절모듈;을 포함하는, 구명환 발사장치를 구비한 쌍동형 구조로봇
5. 청구항 2항에 있어서,
   상기 가속모터는: 양축모터로 구성되고,
   상기 가속장치는:
   상기 가속모터의 회전축 양단에 연결되는 한 쌍의 제1베벨기어; 및
   상기 제1베벨기어 각각에 수직하게 연결되어 가속모터의 회전 방향에 수직한 방향으로 회전하는 한 쌍의 제2베벨기어;를 더 포함하여,
   상기 한 쌍의 롤러가 상기 제2베벨기어의 회전축에 연결되어, 한 쌍의 롤러의 회전속도가 서로 동일하게 출력되는, 구명환 발사장치를 구비한 쌍동형 구조로봇

Images