KR101482486B1

KR101482486B1 - 원격 제어되는 동력 구조 부표

Info

Publication number: KR101482486B1
Application number: KR1020137027388A
Authority: KR
Inventors: 앤써니 씨. 멀리건; 로버트 로트럽
Original assignee: 앤써니 씨. 멀리건; 로버트 로트럽
Priority date: 2011-04-07
Filing date: 2012-04-06
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2032-04-06
Also published as: ES2661934T3; US20120276794A1; EP2694360A4; PT2694360T; MX2013011680A; KR20150001855A; EP2694360A1; PL2694360T3; US8882555B2; HRP20180513T1; AU2012239947A1; EP2694360B1; MX339942B; WO2012139044A1; KR20140060260A; AU2012239947B2; DK2694360T3

Abstract

원격제어되는 동력 부표는 수중에서 사람을 구조하기 위한 것이다. 부표는 리모컨을 가진 사람에 의해 어려움에 처한 사람에게 다가가도록 제어된다. 부표는 격랑에서 부표가 똑바로 선 상태를 유지하도록 하는 부유 기구를 가질 수 있고, 사용자가 부표의 위치를 추적하는 돕도록 깃발 및 비컨과 같은 시각적 표지를 포함할 수 있다. 부표가 수영자에게 근접하면 수영자는 부표를 잡을 수 있고, 부표는 수영자를 안전한 장소로 데려가도록 원격으로 조종될 수 있다.

Description

원격 제어되는 동력 구조 부표{REMOTE CONTROLLED MOTORIZED RESCUE BUOY}

본 기술은 수중에서 인명을 구조하기 위한 원격 제어되는 동력 부표에 관한 것이다.

개방 구역(open water)에서 수영자를 구하는 것은 구조자에게 위험한 활동일 수 있다. 구조가 필요한 수영자는 흔히 필사적이고, 수영자에게 접근하는 잠재적 구조자에게 위험요소이다. 또한, 어려움에 처한 수영자는 흔히 주로 잠재적 구조자로부터 상당히 먼 거리에 위치하고, 흔히 누군가가 어려움에 처한 수영자에게 헤엄쳐 올 것을 요구한다. 수영자에게 도달하는 데 소요되는 시간 및 잠재적 구조자에게 가해지는 위험요소 때문에, 수중에서 어려움에 처한 수영자를 구조하기 위한 개선된 방법이 필요하다.

본 기술은 수중에서 인명을 구조하기 위한 원격 제어되는 동력 부표를 포함한다. 부표는 원격 제어기를 가진 사람에 의해 어려움에 처한 사람에게 다가가도록 제어될 수 있다. 부표는 격랑에서 부표를 똑바로 선 상태로 유지하도록 부유 기구를 가질 수 있고, 사용자가 부표의 위치를 추적하는 것을 돕도록 깃발 및 비컨(beacon)과 같은 시각적 표지를 포함할 수 있다. 부표가 수영자에게 근접하면 수영자는 부표를 잡을 수 있고, 부표는 수영자를 안전한 장소로 데려가도록 원격 조정될 수 있다.

도1a는 수중의 사람에게 접근하는 원격 제어되는 동력 구조 부표를 도시한 것이다.
도1b는 사람을 안전한 곳으로 데려가는 원격 제어되는 동력 구조 부표를 도시한 것이다.
도2는 예시적인 원격 제어되는 동력 구조 부표의 사시도이다.
도3은 예시적인 원격 제어되는 동력 구조 부표의 또 다른 사시도이다.
도4는 예시적인 원격 제어되는 동력 구조 부표의 후면도이다.
도5는 예시적인 원격 제어되는 동력 구조 부표의 측면도이다.
도6은 예시적인 원격 제어기의 블록도이다.
도7은 원격 제어되는 동력 구조 부표의 예시적인 작동 방법이다.

본 기술은 해안파대 및 홍수와 강과 같은 급류에서 곤란에 처한 수영자를 구조하는데 도움을 주는 동력 구조 부표 장치와 관련이 있다. 본 발명의 실시예는 특히 수상 구조자의 속도를 크게 감소시키거나 곤란에 처한 수영자에게 전혀 다가가지 못하게 할 수 있는 빠른 물살에서, 곤란에 처한 수영자에게 도움을 주기 위해 헤엄쳐 갈 수 있는 일반적인 해상구조요원보다 빠르게 수영자에게 신속 부양 보조물을 제공한다. 원격 제어되는 동력 구조 부표는 예를 들면 시속 20마일(약 32km/h)을 초과하는 높은 표면 활주 속도로 이동할 수 있고, 가볍고, 한 사람에 의해 용이하게 전개될 수 있다. 구조 부표는 가볍고 연성 부유 커버를 가져 부딪혔을 경우 의도하지 않은 희생자의 부상 가능성을 감소시키고, 복수의 수영자에게 제공가능한 충분한 부유력을 가져 복수의 수영자의 머리를 물 밖으로 유지할 수 있게 한다. 부표는 수영자의 팔과 다리를 해칠 수 있는 어떠한 노출된 프로펠러도 구비하지 않고, 부유커버 둘레를 둘러싼 파지하기 용이한 주변 손잡이 로프를 갖는다. 격랑 조건에서 부표는 자동 복원(self-righting) 될 수 있고, 프로펠러 또는 방향키가 바닥에 걸리는 일 없이 모래나 바위를 피해갈 수 있도록 제트 구동 펌프를 이용할 수 있고, 즉각적인 시동을 위해 전기 동력을 사용하며, 하나의 배터리로 복수의 구조를 제공하는 충분한 배터리 전력을 가진다.

그러한 빠르고, 견고하고, 용이하게 전개할 수 있는 이동수단(vehicle)의 장점은 분명하다. 구조 요원의 입수 금지 조건을 포함한 다양한 조건에서 구명용 부양체의 전달 속도는 현저한 장점이다. 작은 사이즈, 경량성, 그리고 견고한 구조는 예를 들어 배, 유람 여객선, 그리고 동력선 또는 범선과 같은 기타 선박, 그리고 현재 신속히 전개 가능한 대등한 능력을 갖지 않는 석유시추 및 굴착 장비 등으로부터의 상당한 높이에서의 전개를 허용한다. 이러한 특징들은 구명보트 및 기타 유인 보트와 같은 더 큰 추진식 이동수단, 및 구명환 및 부표 장치와 같은 무인의(unmanned) 비추진식(non-propelled) 장치에 비해 응답시간에 있어서 상당한 이점을 그러한 시스템에 제공한다.

준비된 인명구조 팀을 갖춘 지방자치체가 많지 않다는 것 또한 주목된다. 오히려 잠재적 수난 희생자에게 최초로 대응하는 사람은 흔히 구조요원, 소방관, 보안관, 교통순경 또는 응급구조대원과 같은 한 명의 최초 대처자이다. 큰 구조 장치들은 상당한 공간을 요구하고 그것을 운반하는 데 특화된 운송수단을 요구할 수 있는 반면, 본 기술의 동력 부표는 SUV, 작은 트럭, 및 세단과 같은 통상의 운송수단으로 쉽게 운반된다. 그러므로, 심지어 구조자의 입수가 금지된 조건에서도 한 명의 최초 대처자에 의한 빠른 전개를 위해 즉시 사용될 수 있다.

본 기술은 단순하고, 튼튼하고, 전기 동력을 사용하며, 제트 펌프를 갖는 설계를 통한 저렴한 비용, 신뢰성 및 안정성 때문에 유리하다. 본 시스템은 숙달되기 위한 최소한의 조작자 교육만을 필요로 하고 손쉽게 이용할 수 있는 최소한의 도구 및 부품으로 유지될 수 있는, 운용하기 쉬운 시스템이다.

실시예는 다양한 기상 및 지리적 조건에서, 그리고 적당한 요구 범위에서 통제를 상실하지 않고 사용가능한, 안테나를 포함한 디지털 제어 시스템을 포함할 수 있다. 동력 부표는 수 명의 잠재적 수난 희생자들이 구조될 때까지 동시에 떠 있을 수 있도록 확실한 부력(buoyancy)을 가질 수 있다. 전체의 선박 선체는 방수되고, 외부 선체의 누수에도 불구하고 선박이 지속적으로 동작하도록 내부 개별 시스템들도 방수된다. 일부 실시예에서, 선박은 자동 복원되고 30노트(약 55.56km/h)의 속도로 움직이는 선박의 30피트(약 9.144m)의 높이에서 투하식 진수가 가능하고, 30피트(약 9.144m)가 넘는 파고를 갖는 파도를 뚫을 수 있다.

수난 희생자에게 신속하게 부양체를 전달하기 위한 작고, 빠르고, 가벼운 휴대용 운반장치는 지금까지 없었다. 또한, 보트 사이즈의 작은 선박 모델은 부서지는 바다의 파도의 거친 물리적 조건, 또는 물살이 빠른 하천의 조건을 감당할 수 있도록 발달되지 않았다.

도1a는 수중의 사람에게 접근하는 원격 제어되는 동력 구조 부표를 도시한 것이다. 사용자(104)는 원격 제어 동력 구조 부표(200)가 수영자(102)를 향해 가도록 원격 제어기(106)를 통해 입력을 제공한다. 사용자(104)는 부표(200)가 파도를 헤치고 장애물을 우회하여 수영자(102)를 향하게 할 수 있다. 일단 부표(200)가 수영자에 도달하면, 수영자는 부표(200)를 붙잡을 수 있다. 도1b는 사람을 안전한 곳으로 데려가는 원격 제어되는 동력 구조 부표를 도시한 것이다. 사용자(104)는 원격 제어기(106)를 사용하여 수영자가 부표에 매달려 있는 동안 부표를 조종함으로써, 인근의 보트, 해안, 또는 다른 장소와 같은 안전한 곳으로 수영자를 데려갈 수 있다.

도2 및 도3은 예시적인 원격 제어되는 동력 구조 부표의 사시도이다. 도2의 부표(200)는 선체(100), 플랫폼(112), 부유 커버(110), 폴(pole)(120), 스트로보조명(strobe light)(130), 손잡이 로프(grab rope)(140), 졸라매는 끈(drawing string)(150), 밧줄걸이(cleat)(160), 및 전원 스위치(170)을 포함한다. 플랫폼(platform)(112)은 선체(100)의 상부 표면 상에 배치되며, 선체(100)의 적어도 외주로 연장한다. 도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 플랫폼은 평면도로 보면 실질적으로 직사각형의 형상을 갖는다. 본 발명의 일부 실시예에서, 플랫폼은 선체(100)의 외주를 넘어 연장한다. 선체(100)는 모터 및 동력 부표의 다른 부품들을 수용할 수 있다. 일부 실시예에서, 선체는 길이 방향으로 약 50인치(약 1.27m) 및 빔(beam)을 가로질러 14인치(약 0.35m)의 치수를 갖는 규모의 복합 선체일 수 있다. 부유 커버(110)는 플랫폼(112)의 상부에 부착될 수 있다. 폴(120)은 플랫폼(112)의 상부로부터 연장될 수 있고 스트로보조명(130)을 포함할 수 있다. 스트로보조명은 원격으로 동력 부표를 제어하는 사용자에게 시각적 표지를 제공하는 조명 또는 임의의 다른 장치일 수 있다. 손잡이 로프(140)는 장치가 제어가능하게 안전한 곳을 향해 가는 동안 수영자가 부표 장치에 매달리는 데에 이용될 수 있다. 손잡이 로프(140)는 부유 커버(110), 플랫폼(112) 또는 부표의 다른 부분에 부착될 수 있다. 손잡이 로프는 부표의 둘레 또는 둘레의 일부 주위로 연장될 수 있다. 부유 커버(110)는 선체(100)의 일부분 위에 부착되는 밧줄걸이(160) 및 졸라매는 끈(150)을 포함한다. 밧줄걸이는 선체(112) 상에 그 중간부를 따라 장착되는 메일 카운터 파트 스냅(male counter part snaps)(210)(도3)과 함께 부유 커버(110)를 고정하는데 이용될 수 있다. 밧줄걸이 및 스냅은 부유 커버(110)를 플랫폼(112)에 견고하게 고정하여 유지할 수 있다. 외부에 장착된 메인 전원 온/오프 스위치(170)는 조작자의 용이한 접근을 위해 선박의 선미판(transom) 위에 부착된다. 도4는 예시적인 원격 제어되는 동력 구조 부표(200)의 후면도를 도시한 것이다. 흔히 유람선 산업에 이용되는 신속 연결 스냅(Quick connect snaps)(410)이 도4에 도시된 대로 부유 커버(110)를 플랫폼(112)에 부착하는데 이용될 수 있다.

일부 실시예에서, 부유 커버(110)는 캔버스로 제조된다. 부유 커버(110)는, 내구성 있는 해양용 캔버스 커버 또는 폴리우레탄 재료를 이용한, 개방 셀 또는 폐쇄 셀 중 하나 일 수 있는 가벼운 발포재료로 구성될 수 있다. 부유 커버(110)는 표준 보트 커버가 보통 크기의 유인 보트를 덮는 방식과 유사하게, 선박을 덮도록 설계된다. 부유 커버는, 선미판에 장착된 결박식(tie-down) 밧줄걸이(160)에 일단부가 부착된 상태로 부유 커버(110)의 주위를 둘러가는 졸라매는 끈(150)을 이용하고, 졸라매는 끈(150)은 커버를 플랫폼(112)의 데크 위에 고정할 수 있도록 팽팽하게 잡아당겨진다. 표준 마린 캔버스 스냅 클립(210)이 부유 커버(110)의 측면을 플랫폼(112)에 고정한다. 이들 스냅 클립(210)은 설치 동안 부유 커버(110)를 정렬하는데 도움을 주며, 큰 파도가 부서지는 동안 부유 커버(110)가 플랫폼(112)에 유지되도록 추가된 지탱력을 제공한다. 폴(120)은 4 내지 5 피트(약 1.2 내지 1.5m)의 높이로 설계되어야 하고, 2 내지 3 피트(약 0.6 내지 0.9m)보다 큰 높이의 파도에서 동작시 구조 부표의 시각적 소재 파악에 이용된다. 스트로보비컨(130)도 또한 비와 짙은 안개(mist or fog) 속에서의 동작시 구조 부표의 소재파악에 도움을 준다.

도5는 내부 제어기 및 전원 시스템 하부시스템을 갖는 예시적인 원격 제어되는 동력 구조 부표의 측면도이다. 도5의 부표는 배터리(510), 모터(520), 제트 펌프(530), 속도 제어기(540), 라디오 제어기(550), 안전 스위치(560), 및 라디오(570)를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 각각의 부품과 하부시스템은 방수 케이스 내에 장착될 수 있다. 선박 선체(100)는 보트 제작 기술의 기술 표준을 이용하여 수밀하게 설계된다. 또한, 하부시스템 부품은 당해 기술 분야의 숙련된 자에 의해 흔히 이용되는 것처럼 각각 방수 전기 커넥터를 갖는 수밀 컨테이너에 수납된다. 이는 선체 플랫폼 챔버가 파괴되고 침수되어도 선박 하부시스템이 동작 가능하게 하여 비상 구조 임무가 완료될 수 있도록 한다.

모터(520)는 장기간의 보관, 안정성, 및 빠른 시동 특성 때문에 추진을 위해 전기 동력을 이용할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 내부 연소 엔진 또는 다른 엔진도 또한 동력으로 사용할 수 있다. 전기 모터(12)는 375 내지 2500와트의 정격 출력 범위를 가져야 한다.

배터리(510)는 70 내지 2,000 와트시 범위의 에너지용량을 갖는 리튬 폴리머 재충전식 배터리 팩을 포함할 수 있다. 배터리는 방수 배터리 케이싱 내에 내장될 수 있다. 리튬 폴리머 배터리 시스템은 알카라인(alkaline), 니켈 카디움(nickel cadium), 메탈 하이드라이드(metal hydride), 또는 납축전지(lead acid batteries)와 같은 기타 시스템으로 대체될 수 있다. 케이싱 내 배터리는 전자식 안전 스위치(560)에 연결된다. 스위치(560)는 케이싱이 분리된 방수 케이스에 내장되고 장착된 온/오프 스위치(170)로 원격으로 제어된다. 전자식 안전 스위치(560)는 전자식 속도 제어기(540), 전기 모터(520) 및 라디오 제어기(550)에 연결된다. 원격 제어 장치(15)는 방수 케이싱 내에 장착되어야 한다.

전자식 속도 제어기(540)는 전기 모터(520)와 대응되는 전력 소요량을 가져야 하지만, 최소 200암페어의 연속 전류 용량을 또한 가져야 한다. 전기 모터(520) 및 전자식 속도 제어기(540)는 당해 분야의 숙련자에 의해 이해되는 바와 같이 추가적인 수냉을 갖는 금속 히트 싱크 케이싱(metal heat sink casing)을 갖도록 설계되어야 한다. 금속 히트 싱크 냉각은 수냉 실패의 경우 수 분이 소요되는 1회 구조 임무동안 시스템이 동작하도록 충분히 큰 열용량의 것이어야 한다.

전기 모터(520)는 직경 30 내지 60밀리미터 범위의 임펠러를 갖는 제트 구동 펌프(jet drive pump)(530)를 직접 구동한다. 바람직한 실시예는 제트 구동 펌프(530)가 제트 구동 펌프(530)의 바깥 단부에 장착되는 조향가능한 배출 노즐과 함께 유동을 바로잡도록 에어포일형 스테이터 블레이드 조립체를 이용하는 것이다. 펌프(530)의 유입부는 수영자의 손가락 또는 발가락이 펌프 내로 휘말려 임펠러에 의해 피해 입는 것을 방지하기 위해 쇠창살을 구비해야 한다. 쇠창살은 강하고 내식성 있는 금속으로 구성되어야 하고, 물 속의 바위, 해초 또는 다른 잔해에 의해 손상된 경우 쉽게 교체가능해야 한다. 본 시스템은 조작자에 의한 유지보수가 많이 이루어지지 않는 경향이 있는 것으로 예상되므로 펌프는 오래 지속되는 세라믹 베어링 저널 및 복합 폴리머 또는 스테인리스강과 같은 해수에 부식되지 않는 재료를 이용해야 한다.

도6은 예시적인 원격 제어 장치의 블록도이다. 도6의 원격 제어기(106)는 안테나(610), 입력부(620), 배터리(630) 및 제어기(640)를 포함한다. 사용자는 입력부(620)을 통해 입력할 수 있다. 입력은 원격 제어 동력 구조 부표의 전원을 켜거나 끄고, 정지에서 전력 가속까지의 추진력 레벨을 조정하고, 전진 또는 후진으로 추진력 방향을 조절하고, 방향키, 제트 추진 방향 또는 물에서 부표를 조향하기 위한 다른 기구를 조정하는 것일 수 있다.

제어기(640)는 입력부(620)로부터 입력 신호를 받고, 그 신호를 라디오 주파수 형태의 명령으로 변환하여 그 명령을 안테나(610)를 통해 전송할 수 있다. 안테나(610)는 라디오 주파수를 통해 원격 제어 동력 구조 부표(200)와 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 부표(200)로부터 받은 정보는 출력부(650)를 거쳐 원격제어기(106)의 사용자에게 제공될 수 있다. 예를 들면, 부표(200)는 배터리 전력 레벨, 모터 또는 선체 내부 온도, 사용자가 손잡이 로프(140)을 붙잡았음을 알려주는 신호(즉, 도시되지 않은 부표 위의 장력 감지 기구를 거쳐), 또는 부표(200)로부터의 어떤 다른 신호를 나타낼 수 있다. 출력은 시각적 출력, 청각적 출력, 또는 다른 출력일 수 있다. 배터리(630)는 동작하기 위해 전력을 요구하는 원격 제어기(106)의 부품에 전력을 제공할 수 있다.

도7은 원격 제어되는 동력 구조 부표(200)의 예시적인 동작 방법이다. 단계 710에서 원격 제어 동력 구조 부표(200)의 전원이 켜진다. 부표(200)는 원격으로(그러므로, 부표는 초기에 대기상태이어야 한다) 또는 전원 스위치(170)를 누름으로써 수동으로 전원이 켜질 수 있다.

단계 720에서 부표(200)가 물속의 사람을 향해 항해하도록 원격 제어 될 수 있다. 사용자(104)는 부표(200)가 사람을 향해 항해하도록 원격 제어기(106)에 입력을 제공할 수 있다. 단계 730에서 사람이 부표(200)를 확보한다. 사람은 손잡이 로프(140)와 같은 부표 시스템의 일부를 붙잡음으로써 부표(200)를 확보할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 장력센서가 사람이 손잡이 로프를 붙잡았음을 나타내고 원격 제어기(104)에 신호를 다시 보낼 수 있다.

단계 740에서 동력 부표(200)가 안전한 곳으로 항해하도록 원격 제어될 수 있다. 원격으로 부표(200)를 조종하기 위해서, 사용자는 부표가 해안, 보트 또는 수영자가 안전할 수 있는 다른 장소로 항해하도록 원격제어기에 입력을 제공할 수 있다.

앞서 기술된 본 기술의 상세한 설명은 실례 및 상세한 설명을 제공하기 위한 목적으로 기술된 것이다. 그것은 완전하거나 또는 본 기술을 개시된 정확한 형태로 제한하기 위한 것이 아니다. 상기 사상의 관점 내에서 많은 개량 및 변형이 가능하다. 기술된 실시예는 당해 기술 분야의 다른 숙련자가 다양한 실시예 및 특정 용도에 맞는 다양한 변형으로 본 기술을 잘 활용할 수 있도록 본 기술 및 응용을 설명하기 위한 최선으로써 선택되었다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항에 의해 정의된다.

Claims

V 형상의 바닥을 가지며, 부력이 있고 자동 복원성이며 강성인 선체와,
선체의 상부 표면 상에 배치되는 실질적으로 직사각형의 플랫폼과,
선체 내에 방수의 격실 내에 배치되는 제트 펌프 추진 유닛과,
선체 내에 방수의 격실 내에 배치되며 상기 제트 펌프 추진 유닛에 결합되는 모터와,
원격 제어 트랜스미터로부터 작동 신호들을 무선으로 수신하도록 구성된 라디오 수신기와,
선체 내에 방수의 격실 내에 배치되며 상기 라디오 수신기에 결합되는 제어 유닛과,
선체의 외부에 배치되며, 상기 모터, 상기 라디오 수신기, 및 상기 제트 펌프 추진 유닛을 제어하기 위한 전원 스위치와,
플랫폼에 분리 가능하게 고정되며 플랫폼의 외주를 완전히 덮는 부유 커버와,
플랫폼 주위에 배치되는 적어도 하나의 손잡이 줄을 포함하며,
상기 직사각형 플랫폼은 선체의 전체 외주를 넘어 연장하며,
상기 제트 펌프 추진 유닛은 선체의 후방 벽과 연동하는 조향 가능한 배출 제트 노즐을 가지며,
원격 제어 트랜스미터로부터 라디오 수신기에 의해 수신된 작동 신호들에 응답하여 제트 펌프 추진 유닛의 조향 가능한 배출 제트 노즐 및 모터의 속도를 제어하도록 상기 제어 유닛이 구성되며,
어려움에 처한 수영자를 떠받쳐서 안전한 장소로 데려오도록 원격으로 항해될 수 있도록 구성되는,
원격 제어되는 동력 구조 부표.
제1항에 있어서,
시각적 신호를 제공하는 비컨을 더 포함하는,
원격 제어되는 동력 구조 부표.
제1항에 있어서,
부표로부터 수직으로 연장되고 시각적 표지를 갖는 폴을 더 포함하는
원격 제어되는 동력 구조 부표.
제3항에 있어서,
상기 시각적 표지는 깃발인
원격 제어되는 동력 구조 부표.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 손잡이 줄은 로프를 포함하는
원격 제어되는 동력 구조 부표.
제1항에 있어서,
상기 라디오 수신기는 부표를 조종하기 위한 제어 신호를 수신하는
원격 제어되는 동력 구조 부표.
제1항에 있어서,
상기 부표는 적어도 6.096 미터(20피트) 높이에서 부표를 낙하시킴으로써 진수되도록 구성된
원격 제어되는 동력 구조 부표.
제1항에 있어서,
상기 모터는 전기 모터인,
원격 제어되는 동력 구조 부표.
제1항에 있어서,
상기 모터는 내연 기관인,
원격 제어되는 동력 구조 부표.
제1항에 있어서,
한 명에 의해 사용될 수 있게 하는 무게 및 형태 요인을 갖는,
원격 제어되는 동력 구조 부표.