KR20240053266A - 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박 - Google Patents
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Abstract
본 출원 발명은 해저의 지형 또는 수심 등을 측정하기위하여 싱글빔 소나 또는 멀티빙 소나를 장착한 소형 선박의 항해에 있어서, 상기 소형선박의 하부에 구비된 소나가 소형선박이 조류에 밀리거나, 수심이 낮은 지역을 항해하다 바닷 속의 암초와 부딪혀 고장이 나거나 유실되는 상황이 종종 발생한다. 상기 소나의 가격이 멀티빔의 경우 매우 비싸기 때문에 이러한 상황이 발생하면 손해가 크다.
본 출원 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 소형선박; 및 상기 소형선박의 하단에 구비되는 소나; 및 상기 소나를 상하로 이동 가능하게 지지하는 소나고정축; 및 상기 소나고정축의 외부에서 상기 소나고정축이 상하로 미끄러지며 움직일 수 있도록 고정하는 소나외부고정부; 및 상기 소나고정축과 상기 소나외부고정부사이에는 미끄러질 수 있고, 공기가 새지 않도록 밀봉하는 기능이 있는 윤활유를 채우며, 상기 소나외부고정부의 끝단에서 공기가 연통하도록 연결된 공기 공급부; 및 상기 공기공급부를 외부 공기입구와 연결하거나, 고압 공기공급부와 연결하는 3way 밸브가 연결되어, 상기 공기공급부와 상기 고압 공기공급부가 연결되면 상기 소나 고정축이 공기압에 의하여 아래로 밀려내려가고, 상기 공기공급부에 외부 공기입구가 연결되면 상기 소나의 부력에 의하여 상기 소나가 위로 이동하는 것을 특징으로 하는 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박을 제공한다.
상기와 같은 발명의 구성에 의하여 전방에 장애물이 감지되는 경우 소나를 소형선박의 내부로 신속히 이동시킴으로써 고가의 측정 장비인 소나를 보호하는 효과가 있다.
본 출원 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 소형선박; 및 상기 소형선박의 하단에 구비되는 소나; 및 상기 소나를 상하로 이동 가능하게 지지하는 소나고정축; 및 상기 소나고정축의 외부에서 상기 소나고정축이 상하로 미끄러지며 움직일 수 있도록 고정하는 소나외부고정부; 및 상기 소나고정축과 상기 소나외부고정부사이에는 미끄러질 수 있고, 공기가 새지 않도록 밀봉하는 기능이 있는 윤활유를 채우며, 상기 소나외부고정부의 끝단에서 공기가 연통하도록 연결된 공기 공급부; 및 상기 공기공급부를 외부 공기입구와 연결하거나, 고압 공기공급부와 연결하는 3way 밸브가 연결되어, 상기 공기공급부와 상기 고압 공기공급부가 연결되면 상기 소나 고정축이 공기압에 의하여 아래로 밀려내려가고, 상기 공기공급부에 외부 공기입구가 연결되면 상기 소나의 부력에 의하여 상기 소나가 위로 이동하는 것을 특징으로 하는 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박을 제공한다.
상기와 같은 발명의 구성에 의하여 전방에 장애물이 감지되는 경우 소나를 소형선박의 내부로 신속히 이동시킴으로써 고가의 측정 장비인 소나를 보호하는 효과가 있다.
Description
본 출원 발명은 소나를 장착하고 해양을 항해하며 해저 지형을 탐사하는 선박에 관한 것이다. 더욱 자세 하게는 무인 소형 선박에 관한 것이다.
본 발명의 출원 이전의 선행기술로 접안 선박의 부두 충돌 예측 및 경보시스템이 개시되어 있다. 이 기술은 다른 선박이나 육지 쪽에 자기 위치를 알려주도록 AIS 신호를 송수신하고 상기 AIS 신호를 전자해도에 반영하여 선박의 운항 속도 및 방향을 분석하는 AIS 처리부; 레이저 및 레이다 또는 소나(sonar) 센서를 이용하여 접안하기 위해 접근하는 선박의 접안 거리와 속도 및 각도를 측정하는 DAS 처리부; 단일 및 복합 센서를 통해 선박과 부두 시설물 간의 정상 또는 비정상적인 충돌 여부를 감지하는 충돌감지센서; 상기 AIS 처리부의 AIS 신호와 상기 DAS 처리부의 측정 정보, 또는 상기 충돌감지센서 각각이나 1개 이상의 조합으로부터 선박과 부두 시설물 간의 정상 또는 비정상적인 충돌 여부를 감지하는 충돌감지부; 상기 AIS 처리부의 AIS 신호나 상기 DAS 처리부의 측정 정보 또는 상기 충돌감지센서 각각이나 1개 이상의 조합으로부터 정상 또는 비정상적인 충돌 감지신호가 입력시, 상기 충돌이 해양 및 부두 시설물의 파손이나 부두 시설물 운영에 심각한 지장을 초래하는지를 분석하는 위험 분석부; 상기 위험 분석부의 분석 결과를 고객이 모니터링할 수 있도록 각 상황에 맞게 GUI를 구성하여 화면에 표시하거나 데이터들을 저장하여 빅데이터로 활용 분석하여 필요한 항목들을 표시해 주는 모니터링부; 상기 위험 분석부의 분석 결과에 따라 경보 신호 발생 여부를 결정하는 출력 제어부; 및, 상기 출력 제어부로부터 경보신호 발생을 위한 제어신호 출력시 경보를 작동시키는 경보 작동부; 를 포함하며, 상기 충돌감지센서는, 선박과 부두 시설물간의 충돌에 따른 충격값을 감지한 후 이를 상기 위험 분석부로 출력하는 가속도 센서; 선박의 위치 및 방향 변환에 대한 변동 상태를 감지한 후 이를 상기 위험 분석부에 출력하는 지자기센서; 시설물의 각도 및 회전 여부를 감지한 후 이를 상기 위험 분석부에 출력하는 자이로/각도/회전 센서; 선박으로부터 발생되는 DGPS(Differential GPS) 신호를 활용하여 선박과 부두 시설물간의 정상 또는 비정상적인 충돌 상태를 감지하는 센서; 또는 광센서 라인(fiber optic line)을 부두 시설물 전면에 설치한 후, 이를 이용하여 충격으로 인한 파동 변화를 통해 선박과 부두 시설물의 정상 또는 비정상적인 충돌 상태를 감지하는 센서; 중에서 어느 하나 또는 2개 이상을 조합하여 구성하는 기술이 개시되어 있다.
또 다른 선행기술로 선박의 자동접안 시스템이 개시되어 있다. 이 기술은 엔진과 클러치 장치가 장착된 선박에 설치되고, 수중으로 초음파를 발신하여 상기 선박과 접안지 간 수중의 실제거리(d, 단 d>O)를 실시간으로 측정하는 적어도 하나의 소나;상기 선박에 설치되고, 접안력, 풍압력, 유체력이 반영된 상기 선박의 실제속도를 실시간으로 측정하는 GPS; 및 상기 실제거리(d)에 따라 상기 엔진과 클러치 장치를 전자 제어하여 상기 실제속도를 조절하되, 상기 실제거리(d)와 기(旣) 설정된 제 1 및 제 2 기준거리(d1,d2 단, 0<d2<d1)를 비교하여 상기 실제거리(d)가 상기 제 1 기준거리(d1)와 상기 제 2 기준거리(d2) 사이인 경우(즉, d2<d<d1)에 상기 엔진을 제어하여 상기 선박의 실제속도를 기(旣) 설정된 안전속도로 변속하고, 상기 실제거리(d)가 상기 제 2 기준거리(d2) 이하인 경우(즉, d≤d2)에 상기 클러치 장치를 중립으로 제어하는 제어부를 포함하는 기술에 관한 것이다.
본 출원 발명은 해저의 지형 또는 수심 등을 측정하기위하여 싱글빔 소나 또는 멀티빙 소나를 장착한 소형 선박의 항해에 있어서, 상기 소형선박의 하부에 구비된 소나가 소형선박이 조류에 밀리거나, 수심이 낮은 지역을 항해하다 바닷 속의 암초와 부딪혀 고장이 나거나 유실되는 상황이 종종 발생한다. 상기 소나의 가격이 멀티빔의 경우 매우 비싸기 때문에 이러한 상황이 발생하면 손해가 크다.
즉, 탐사선의 경우 소나의 유실이나 파손을 막을 근본적인 방법이 필요하다.
본 출원 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 하는 것으로 그 해결 수단은 다음과 같다.
소형선박; 및
상기 소형선박의 하단에 구비되는 소나; 및
상기 소나를 상하로 이동 가능하게 지지하는 소나고정축; 및
상기 소나고정축의 외부에서 상기 소나고정축이 상하로 미끄러지며 움직일 수 있도록 고정하는 소나외부고정부; 및
상기 소나고정축과 상기 소나외부고정부사이에는 미끄러질 수 있고, 공기가 새지 않도록 밀봉하는 기능이 있는 윤활유를 채우며,
상기 소나외부고정부의 끝단에서 공기가 연통하도록 연결된 공기 공급부; 및
상기 공기공급부를 외부 공기입구와 연결하거나, 고압 공기공급부와 연결하는 3way 밸브가 연결되어, 상기 공기공급부와 상기 고압 공기공급부가 연결되면 상기 소나 고정축이 공기압에 의하여 아래로 밀려내려가고, 상기 공기공급부에 외부 공기입구가 연결되면 상기 소나의 부력에 의하여 상기 소나가 위로 이동하는 것을 특징으로 하는 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박을 제공한다.
또한, 상기 소나가 최상의 위치에 위치하는 경우 상기 소형선박의 하부에 안쪽으로 공간을 형성하여 상기 소나가 상기 소형선박의 하부 안쪽으로 위치되어 바닥면과 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박을 제공한다.
또한, 상기 소형선박의 하부 안쪽 공간에는 자석을 구비하고, 상기 소나에는 상기 자석에 대응되는 위치에 자석과 인력이 발생하는 금속을 구비하여 이동시 소나가 상기 소형선박에서 떨어지는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박을 제공한다.
또한, 상기 소형선박의 하부 소나의 앞쪽에 전방 10 ~ 45도 각도 범위에서 전방의 장애물과의 거리를 측정하는 수중 거리측정 센서를 구비하는 것을 특징으로하는 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박을 제공한다.
또한, 상기 수중 거리측정 센서에서 장애물이 10m 이내에 있는 것으로 측정되는 경우 상기 3way 밸브를 제어하여 상기 공기공급부를 외부 공기와 연통시켜 상기 소나의 부력에 의하여 상기 소나가 상기 소형선박의 내부로 들어가도록 하는 것을 특징으로 하는 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박을 제공한다.
또한, 상기 소나에는 소나의 크기와 무게에 따라 적절한 부력을 구비하기위한 공기 주머니가 소나에 구비되는 것을 특징으로 하는 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박을 제공한다.
또한, 상기 소나외부고정축 상단 내측에 내부 공기압을 측정할 수 있는 공기압센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박을 제공한다.
또한, 상기 3way 밸브는 제어에 의하여 상기 공기공급부에 공급되는 압력을 조절함으로써 상기 소나가 물에 잠기는 깊이를 조절하는 것을 특징으로 하는 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박을 제공한다.
또한, 상기 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박에 전기가 부족한 경우 상기 3way 밸브를 제어하여 상기 고압 공기공급부의 고압의 공기를 상기 외부공기입구 공기의 출구쪽에 구비된 풍력발전기로 공급하여 상기 풍력발전기를 이용하여 전기를 발전하는 것을 특징으로 하는 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박을 제공한다.
상기와 같은 발명의 구성에 의하여 전방에 장애물이 감지되는 경우 소나를 소형선박의 내부로 신속히 이동시킴으로써 고가의 측정장비인 소나를 보호하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 소형선박의 사시도.
도 2은 기존의 소나를 소형선박에 고정한 예시도.
도 3은 본 발명의 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박의 구성도.
도 4는 본 발명의 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박의 동작예시도.
도 2은 기존의 소나를 소형선박에 고정한 예시도.
도 3은 본 발명의 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박의 구성도.
도 4는 본 발명의 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박의 동작예시도.
본 출원 발명의 작용효과를 도면을 활용하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 소형선박의 사시도이다. 무인 원격조절 탐사를 위하여 위치를 측정하는 GPS 안테나와 무선안테나, 후방에 구비된 모터로 구동되는 추력기 등으로 구성되며, 동력원으로 전기를 저장하는 배터리를 사용한다.
도 2은 기존의 소나를 소형선박에 고정한 예시도이다. 소나고정고정축이 선박과 소나를 연결해주고 있으며, 길이가 고정된 형태로 구성되어 있어, 수중에 암초가 있는 경우 충돌 위험이 크다.
도 3은 본 발명의 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박의 구성도이다. 소나에 부력을 구비하고, 소나에 연결된 소나고정축이 소나외부고정축 내부에서 상하로 움직일 수 있도록 구성되며, 상기 움직임은 상기 소나고정축과 상기 소나외부고정축 으로 구성되는 공간의 압력을 조절하여 상기 소나의 부력과 상기 압력의 크기에 따라 상기 소나고정축이 수중으로 밀려들어가거나, 부력에 의하여 상승하는 원리를 이용한다. 이를 위하여 3way 밸브를 제어하고 상기 소나외부고정축과 공기가 연통되는 소나 공기공급부에 외부 공기를 연결하여 압력을 낮추거나, 고압공기공급부를 연결하여 고압을 연결함으로써 상기 소나외부고정축 내부의 압력을 조절하여 상기 소나가 위치하는 수심을 조절한다. 이를 위하여 상기 소나외부고정축 안쪽에 공기압력 센서를 더 구비할 수 있다. 또한, 소나의 크기와 무게에 따라 추가의 부력이 필요한 경우 공기주머니를 소나에 구비할 수 있다. 또하 소나의 이동시 편의를 위하여 상기 소형선박의 하부에 소나를 넣을 수 있는 공간을 구비할 수 있고, 그 내부 공간의 선박에는 자석을 상기 소나에는 자석과 인력이 작용하는 금속을 구비하여 자력에 의하여 소나가 떨어지지 않고 운반 가능하도록 구비할 수 있다.
상기 3way 밸브의 외부 공기입구에는 풍력발전기를 구비하여 상기 외부 공기입구로 고압의 바람이 나오는 경우 이를 전기 발전에 이용할 수 있으며, 배터리 전력이 부족한 경우 상기 3way 밸브를 조작하여 고압 공기공급부의 공기를 상기 풍력발전기 방향으로 배출하여 전지를 발전하여 비상 전력으로 사용할 수 있다.
필요한 경우 선박의 추진력을 고압공기를 사용할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박의 동작예시도이다.
소형선박의 소나 전방으로 수중거리측정센서를 구비하여 소형선박의 이동 중 암초를 탐색할 수 있고, 암초의 거리와 높이가 소나와 충돌이 예상되는 경우 소나의 충돌을 막기 위하여 상기 3way 밸브를 열어 소나외부고정축의 압력을 낮추어 소나의 수심을 낮춤으로써 충돌을 회피할 수 있다.
상기 수중거리측정 센서는 설치 각도를 조절할 수 있으며, 충돌을 방지하기위한 목적이므로 수평을 0도로하여 0도부터 시계방으로 45도 전방의 수중물체를 감지할 수 있도록 설치하는 것이 바람직하지만, 소형선박의 운행 속도에 따라 속도가 빠른 경우에는 전방0도에서 30도, 느린 경우에는 20도에서 45도로 설정하는 것도 가능하다. 빠른 속도와 느린 속도의 기준은 1 노트를 기준으로 할 수 있다.
상기와 같은 작용효과를 나타내기 위한 발명의 구성은 다음과 같다.
소형선박; 및
상기 소형선박의 하단에 구비되는 소나; 및
상기 소나를 상하로 이동 가능하게 지지하는 소나고정축; 및
상기 소나고정축의 외부에서 상기 소나고정축이 상하로 미끄러지며 움직일 수 있도록 고정하는 소나외부고정부; 및
상기 소나고정축과 상기 소나외부고정부사이에는 미끄러질 수 있고, 공기가 새지 않도록 밀봉하는 기능이 있는 윤활유를 채우며,
상기 소나외부고정부의 끝단에서 공기가 연통하도록 연결된 공기 공급부; 및
상기 공기공급부를 외부 공기입구와 연결하거나, 고압 공기공급부와 연결하는 3way 밸브가 연결되어, 상기 공기공급부와 상기 고압 공기공급부가 연결되면 상기 소나 고정축이 공기압에 의하여 아래로 밀려내려가고, 상기 공기공급부에 외부 공기입구가 연결되면 상기 소나의 부력에 의하여 상기 소나가 위로 이동하는 것을 특징으로 하는 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박을 제공한다.
또한, 상기 소나가 최상의 위치에 위치하는 경우 상기 소형선박의 하부에 안쪽으로 공간을 형성하여 상기 소나가 상기 소형선박의 하부 안쪽으로 위치되어 바닥면과 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박을 제공한다.
또한, 상기 소형선박의 하부 안쪽 공간에는 자석을 구비하고, 상기 소나에는 상기 자석에 대응되는 위치에 자석과 인력이 발생하는 금속을 구비하여 이동시 소나가 상기 소형선박에서 떨어지는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 소나 충돌발지 기능이 있는 소형선박을 제공한다.
또한, 상기 소형선박의 하부 소나의 앞쪽에 전방 10 ~ 45도 각도 범위에서 전방의 장애물과의 거리를 측정하는 수중 거리측정 센서를 구비하는 것을 특징으로하는 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박을 제공한다.
또한, 상기 수중 거리측정 센서에서 장애물이 10m 이내에 있는 것으로 측정되는 경우 상기 3way 밸브를 제어하여 상기 공기공급부를 외부 공기와 연통시켜 상기 소나의 부력에 의하여 상기 소나가 상기 소형선박의 내부로 들어가도록 하는 것을 특징으로 하는 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박을 제공한다.
또한, 상기 소나에는 소나의 크기와 무게에 따라 적절한 부력을 구비하기위한 공기 주머니가 소나에 구비되는 것을 특징으로 하는 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박을 제공한다.
또한, 상기 소나외부고정축 상단 내측에 내부 공기압을 측정할 수 있는 공기압센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박을 제공한다.
또한, 상기 3way 밸브는 제어에 의하여 상기 공기공급부에 공급되는 압력을 조절함으로써 상기 소나가 물에 잠기는 깊이를 조절하는 것을 특징으로 하는 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박을 제공한다.
또한, 상기 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박에 전기가 부족한 경우 상기 3way 밸브를 제어하여 상기 고압 공기공급부의 고압의 공기를 상기 외부공기입구 공기의 출구쪽에 구비된 풍력발전기로 공급하여 상기 풍력발전기를 이용하여 전기를 발전하는 것을 특징으로 하는 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박을 제공한다.
100 : 소나 충돌 방지기능이 있는 소형무인선박
200 : 소나외부고정축
205 : 소나 공기공급부
210 : 3way 밸브
220 : 외부 공기입구
230 : 고압 공기공급부
300 : 소나
310 : 소나고정축
400 : 소나고정고정축
500 : 수중거리측정센서
600 : 풍력발전기
200 : 소나외부고정축
205 : 소나 공기공급부
210 : 3way 밸브
220 : 외부 공기입구
230 : 고압 공기공급부
300 : 소나
310 : 소나고정축
400 : 소나고정고정축
500 : 수중거리측정센서
600 : 풍력발전기
Claims (4)
- 소형선박; 및
상기 소형선박의 하단에 구비되는 소나; 및
상기 소나를 상하로 이동 가능하게 지지하는 소나고정축; 및
상기 소나고정축의 외부에서 상기 소나고정축이 상하로 미끄러지며 움직일 수 있도록 고정하는 소나외부고정부; 및
상기 소나고정축과 상기 소나외부고정부사이에는 미끄러질 수 있고, 공기가 새지 않도록 밀봉하는 기능이 있는 윤활유를 채우며,
상기 소나외부고정부의 끝단에서 공기가 연통하도록 연결된 공기 공급부; 및
상기 공기공급부를 외부 공기입구와 연결하거나, 고압 공기공급부와 연결하는 3way 밸브가 연결되어, 상기 공기공급부와 상기 고압 공기공급부가 연결되면 상기 소나 고정축이 공기압에 의하여 아래로 밀려내려가고, 상기 공기공급부에 외부 공기입구가 연결되면 상기 소나의 부력에 의하여 상기 소나가 위로 이동하는 것을 특징으로 하는 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박. - 제1항에 있어서,
상기 소나가 최상의 위치에 위치하는 경우 상기 소형선박의 하부에 안쪽으로 공간을 형성하여 상기 소나가 상기 소형선박의 하부 안쪽으로 위치되어 바닥면과 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박. - 제2항에 있어서,
상기 소형선박의 하부 안쪽 공간에는 자석을 구비하고, 상기 소나에는 상기 자석에 대응되는 위치에 자석과 인력이 발생하는 금속을 구비하여 이동시 소나가 상기 소형선박에서 떨어지는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박. - 제3항에 있어서,
상기 소형선박의 하부 소나의 앞쪽에 전방 10 ~ 45도 각도 범위에서 전방의 장애물과의 거리를 측정하는 수중 거리측정 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박.
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| KR1020220133159A KR20240053266A (ko) | 2022-10-17 | 2022-10-17 | 소나 충돌방지 기능이 있는 소형선박 |
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Citations (2)
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| WO2010074404A2 (ko) | 2008-12-24 | 2010-07-01 | 주식회사 태형중공업 | 선박의 자동접안 시스템 |
| KR102209644B1 (ko) | 2019-11-08 | 2021-01-29 | 서종철 | 접안 선박의 부두 충돌 예측 및 경보시스템 |
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2022
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Patent Citations (2)
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