KR20200053045A

KR20200053045A - 쌍동선 타입의 모듈형 수상 로봇

Info

Publication number: KR20200053045A
Application number: KR1020180135831A
Authority: KR
Inventors: 이윤건; 박정홍; 정종대; 최진우
Original assignee: 한국해양과학기술원
Priority date: 2018-11-07
Filing date: 2018-11-07
Publication date: 2020-05-18

Abstract

본 발명은 내수면 및 인근 연안에 수질 및 환경을 조사하는 수상 로봇에 관한 것으로, 수상데크의 폭과 대응되는 간격으로 이격 구비되며, 후단에 추진기를 갖는 두 개의 부력체와; 상기 부력체를 상호 조립 가능하게 이음 연결하여 한 몸의 선체를 이루게 하며 상부에 베이스판을 갖는 제1연결프레임과; 상기 제1연결프레임의 후방에 상기 부력체를 상호 조립 가능하게 이음 연결되는 제2연결프레임과; 상기 제2연결프레임의 중앙에 구비되어 상단에는 자율주행 또는 원격조정을 위한 신호 및 각종 센서를 통해 수상 환경을 계측한 신호를 송수신하는 송수신기와, 하단에는 수중의 지형 및 환경을 탐지하는 수중탐지모듈이 착탈 가능하게 구비되는 수직프레임과; 상기 부력체의 고정프레임에 착탈 가능하게 구비되며, 수중의 지형 및 환경을 탐지하는 수중탐지모듈과; 상기 베이스판의 상부에 구비되어 상기 송수신기, 추진기, FOG, 수중탐지모듈, 카메라, 경광등, GPS 및 라이다를 제어하는 제어모듈과; 상기 베이스판의 상부에 구비되어 송수신기, 추진기, FOG, 수중탐지모듈, 카메라, 경광등, GPS, 라이다 및 제어모듈에 전원을 공급하는 전원모듈을 포함하는 구성을 통해 원격 조정 또는 자율 운항으로 내수면 및 인근 연안의 수질 환경 상태 및 지형 조사, 수상 환경 및 수중/수상 구조물 조사, 수중 음원 정보 취득 등과 같은 수상 및 수중 환경 모니터링하고, 크레인과 같은 별도의 장비 없이 최소 2인으로 간편하게 분해/조립할 수 있어 설치 및 유지보수가 용이한 쌍동선 타입의 모듈형 수상 로봇에 관한 것이다.

Description

쌍동선 타입의 모듈형 수상 로봇{Modular autonomous surface robot of catamaran type}

본 발명은 내수면 및 인근 연안에 수질 및 환경을 조사하는 수상 로봇에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 원격 조정 또는 자율 운항으로 내수면 및 인근 연안의 수질 환경 상태 및 지형 조사, 수상 환경 및 수중/수상 구조물 조사, 수중 음원 정보 취득 등과 같은 수상 및 수중 환경 모니터링하고, 크레인과 같은 별도의 장비 없이 최소 2인으로 간편하게 분해/조립할 수 있어 설치 및 유지보수가 용이한 쌍동선 타입의 모듈형 수상 로봇에 관한 것이다.

일반적으로 해저지형을 조사하기 위하여 다양한 장비가 개발되어 왔다.

이러한 장비들은 해양의 수심을 측정하는 장비들로 주로 음향탐지기가 사용되어 왔다.

상기 음향탐지기는 선박에 장착하여 수중에서 음파의 속도를 이용하여 수심을 측정하는 기기로서, 통상적으로 음파를 바다 또는 강 바닥으로 쏘아 보낸 뒤 음파가 반사되어 돌아오기까지의 시간으로 바다 또는 강의 깊이를 측정하게 된다.

기존에는 장비 직하부의 해저지형자료를 획득하는 단일빔 음향측심기(Single beam echosounder)를 사용하였으나, 최근에는 다중빔 음향측심기(Multi beam echosounder)가 개발되어 음파의 송신 및 수신 범위 안에서 바다 밑 횡단면 전체를 동시에 측정할 수 있다.

선박에 고정된 음향탐지기는 파도 등에 의하여 선박과 함께 유동하게 된다. 따라서 음향탐지기의 경우 측정되는 측심량과 선박의 자세정보(pitch, roll)를 동시에 획득하고, 선박의 자세정보를 보정하여 최종 수심을 계산하게 된다.

특허문헌 1에 경우 수상오토바이에 프레임을 설치하고, 이 프레임에 측정부 및 제어장치 구성하여 사람이 탑승한 상태에서 수중탐사를 진행해야 불편함이 있고, 데크에 정박한 상태에서 수상오토바이를 유동이 발생하여 센서의 설치 및 각 부품의 교체 등을 위해 크레인 또는 별도의 고정장치로 수상에서 견인하여 지상에서 수리 작업을 수행해야 하는 번거로움이 있다.

마찬가지로 특허문헌 2에 경우 수상데크에 정박하여 유지보수를 하더라도 선체의 출렁임으로 인해 정확하고 신속하게 작업 하기 어려워 크레인을 통해 지상으로 건져와서 보수 작업을 수행해야 하는 단점이 있다.

KR 10-1277783 B1 KR 10-2017-0043035 A

상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 수상데크에 접안이 가능하도록 쌍둥선으로 이루어져 분해/조립이 가능하도록 각 모듈화하여 원격 조정 또는 자율 운항으로 내수면 및 인근 연안의 수질 환경 상태 및 지형 조사, 수상 환경 및 수중/수상 구조물 조사, 수중 음원 정보 취득 등과 같은 수상 및 수중 환경 모니터링하고, 크레인과 같은 별도의 장비 없이 최소 2인으로 간편하게 분해/조립할 수 있어 설치 및 유지보수가 용이한 쌍동선 타입의 모듈형 수상 로봇을 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 수상데크의 폭과 대응되는 간격으로 이격 구비되며, 후단에 추진기의 착탈이 가능한 두 개의 부력체와; 상기 부력체를 상호 조립 가능하게 이음 연결하여 한 몸의 선체를 이루게 하며 상부에 베이스판을 갖는 제1연결프레임과; 상기 제1연결프레임의 후방에 상기 부력체를 상호 조립 가능하게 이음 연결되는 제2연결프레임과; 상기 제2연결프레임의 중앙에 구비되어 상단에는 자율주행 또는 원격조정을 위한 신호 및 각종 센서를 통해 수상 환경을 계측한 신호를 송수신하는 송수신기와, 하단에는 수상의 지형 및 환경을 탐지하는 수중탐지모듈이 착탈 가능하게 구비되는 수직프레임과; 상기 부력체의 고정프레임에 착탈 가능하게 구비되며, 수중의 지형 및 환경을 탐지하는 수중탐지모듈과; 상기 베이스판의 상부에 구비되어 상기 송수신기, 추진기, FOG, 수중탐지모듈, 카메라, 경광등, GPS 및 라이다를 제어하는 제어모듈과; 상기 베이스판의 상부에 구비되어 송수신기, 추진기, FOG, 수중탐지모듈, 카메라, 경광등, GPS, 라이다 및 제어모듈에 전원을 공급하는 전원모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 쌍동선 타입의 모듈형 수상 로봇을 제공한다.

여기서, 상기 제1연결프레임 및 제2연결프레임은 상기 베이스판 또는 수직프레임에 일체로 고정되며, 중공부를 갖는 봉 형상으로 가로 방향으로 설치되는 고정봉과; 상기 고정봉의 양 단부에 인출 가능하게 구비되며, 상기 부력체의 고정프레임에 체결 고정되도록 만곡 형성된 연장봉과; 상기 고정봉의 각 단부에 구비되어 상기 고정봉으로부터 적정 거리로 인출된 연장봉을 조임 고정하는 조임노브를 포함하여 상기 두 개의 부력체의 이격 간격을 임의로 조절할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제어모듈은 상기 FOG, 수중탐지모듈, 카메라, GPS 및 라이다의 각 센서의 계측 신호를 수신하는 센서수신부와; 상기 센서수신부로부터 제공되는 정보를 이용해 중앙관리센터 또는 사용자에게 영상을 제공하는 영상처리부와; 상기 센서수신부로부터 제공되는 정보를 이용하여 장애물의 추적 및 회피를 통해 상기 선체의 이동 경로를 설정하는 장애물추적부 및 장애물회피부와; 상기 장애물추적부 및 장애물회피부에 의해 생성된 이동 경로 정보를 통해 상기 추진기를 선택적으로 구동시켜 설정된 이도 경로로 주행시키는 자율항법부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 수중탐지모듈은 수중에 인수되어 수중의 지형 및 환경을 계측하는 수중센서몸체와; 상기 수중센서몸체의 양측에 수직 상 방향으로 연장 구비된 리프트바와; 상기 부력체의 고정프레임에 설치되어 상기 수중센서몸체를 승강시킬 수 있도록 상기 리프트바를 수직으로 이동 제어하는 리프트수단을 포함하여 상기 제어모듈의 제어에 따라 상기 수중센서몸체를 수중에 진/인수시켜 선택적으로 계측할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 제어모듈에는 상기 리프트수단을 제어하여 상기 수중탐지모듈의 수중 진수 또는 인수시키는 진인수부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 원격 조정 또는 자율 운항으로 내수면 및 인근 연안의 수질 환경 상태 및 지형 조사, 수상 환경 및 수중/수상 구조물 조사, 수중 음원 정보 취득 등과 같은 수상 및 수중 환경 모니터링하고, 크레인과 같은 별도의 장비 없이 최소 2인으로 간편하게 분해/조립할 수 있어 설치 및 유지보수가 용이한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 쌍동선 타입의 모듈형 수상 로봇과 데크에 정박되어 있는 상태를 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 쌍동선 타입의 모듈형 수상 로봇의 설치 및 작동상태를 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 쌍동선 타입의 모듈형 수상 로봇에 연결프레임의 작동 상태를 나타내는 정면도.
도 4는 본 발명에 따른 쌍동선 타입의 모듈형 수상 로봇에 수중탐지모듈의 작동 상태를 나타내는 측면도.
도 5는 본 발명에 따른 쌍동선 타입의 모듈형 수상 로봇을 운영 및 제어하는 시스템을 나타내는 블록도.

이하, 본 발명에 대하여 동일한 기술분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 쌍동선 타입의 모듈형 수상 로봇은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 각각 추진기(120)를 갖는 두 개의 부력체(110), 이 부력체(110)를 이어 하나의 선체(100)를 유지할 수 있게 연결하는 연결프레임(130a, 130b), 상기 선체(100)에 수중 환경, 수상 환경, 로봇의 자세 및 위치를 탐지할 수 있도록 센서가 장착된 탐지모듈이 탑재되고, 원격조정 및 자율주행이 가능하도록 제반 되는 장치는 물론, 구동 및 제어를 위해 전원모듈(200) 및 제어모듈(500)을 포함할 수 있다.

즉, 수중 환경을 감지하는 수중탐지모듈(300a, 300b)이 수중에 침수 가능하게 설치되고, 수상 환경의 감지를 위해 카메라(600) 및 라이다(lidar, 900)가 설치되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 수중탐지모듈(300a)은 수중용 다중빔 음향 측심기와 선체 이동 속도 측정용 수중용 센서(Doppler Velocity Log)이고, 다른 수중탐지모듈(300b)은 수중 음원 모뎀이 적용된다.

또한 로봇의 자세(Roll, Pitch, Yaw)를 측정하기 위한 FOG(광 섬유 자이로, fiber-optic gyro; 사냑 효과로서 알려져 있는 광학현상을 이용하여 광섬유를 구성한 자이로. 레이저 자이로와 원리적으로는 같지만, 광로가 코일 모양으로 감긴 광섬유로 구성되어 있기 때문에 보다 정밀도 높은 각속도(角速度)의 측정을 할 수 있다. 이하, FOG로 칭함.)(170) 센서와 로봇의 현재 위치를 측정하기 위한 GPS(800)이 설치되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 부력체(110)는 두 개가 제공되고, 통상적으로 보트가 정박할 수 있는 수상데크(10)의 폭과 대응되는 간격으로 이격 구비된다.

이때, 상기 부력체(110)에의 후단에는 수상에 운행이 가능하도록 추진기(120)가 장착되고, 상부에는 수중탐지모듈(300b) 또는 선체(100)로 연결 설치를 위해 고정프레임(111)이 장착되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 부력체(110)와 추진기(120)의 사이에는 상기 부력체(110)의 모자른 부력을 보충하며, 상기 추진기(120)의 탈부착이 용이할 수 있도록 결합구조를 갖는 보조부력체(113)가 더 구비될 수 있다.

그리고, 상기 연결프레임(130a, 130b)은 전원모듈(200) 및 제어모듈(500)의 장착을 위한 제1연결프레임(130a)과, 송수신기(400) 및 수중탐지모듈(300a)의 장착을 위한 제2연결프레임(130b)으로 구분되어 상기 두 개의 부력체(110)를 이음 연결하여 선체(100)를 이룰 수 있다.

여기서, 상기 제1연결프레임(130a)은 상기 부력체(110)를 상호 조립 가능하게 이음 연결하여 한 몸의 선체(100)를 이루게 하며 상부에 베이스판(140)을 갖는다.

그리고, 상기 제2연결프레임(130b)은 상기 제1연결프레임(130a)와 동일하게 상기 부력체(110)를 상호 조립 가능하게 이음 연결되며, 상기 제1연결프레임(130a)의 후 측에 구비고, 중앙에 수직프레임(150)을 갖는다.

이때, 상기 제1연결프레임(130a) 및 제2연결프레임(130b)은 선체(100)가 수상데크(10)에 정박할 때, 상기 수상데크(10)의 간섭을 회피할 수 있고, 상기 수상데크(10)에 위치한 작업자의 선체 수리를 위한 접근을 허용하기 위해 마루를 갖도록 활 모양 또는 아치형으로 이루어지는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 제1연결프레임(130a) 및 제2연결프레임(130b)은 중앙에 최상부에 위치에는 각각 상기 베이스판(140) 또는 수직프레임(150)에 일체로 고정되며, 중공부를 갖는 봉 형상으로 가로 방향으로 설치되는 고정봉(131)이 형성된다.

상기 고정봉(131)의 양 단부에 인출 가능하게 구비되며, 상기 부력체(110)의 고정프레임(111)에 체결 고정되도록 만곡 형성된 연장봉(133)이 구비되고,

상기 고정봉(131)의 각 단부에 구비되어 상기 고정봉(131)으로부터 적정 거리로 인출된 연장봉(133)을 조임 고정하는 조임노브(135)를 포함하여 상기 두 개의 부력체(110)의 이격 간격을 임의로 조절할 수 있도록 구성된 것이 바람직하다.

즉, 상기 고정봉(131)은 상기 두 개의 부력체(110) 사이 최상부에 위치되며, 가로 방향으로 연장 설치되며, 상기 베이스판(140) 또는 수직프레임(150)에 일체로 고정된다.

그리고, 상기 연장봉(133)은 상기 고정봉(131)의 양 단부에 인출 가능하게 구비되어 작업자가 임의로 연장할 수 있게 되며, 그 단부에 상기 부력체(110)의 고정프레임(111)에 체결하여 고정하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 고정봉(131)의 단부에 구비된 조임노브(135)의 조임을 통해 상기 고정봉(131)에서 적정 길이로 연장된 연장봉(133)의 위치를 고정하여 상기 두 개의 부력체(110)에 이격 간격을 작업자가 임의로 변경시킬 수 있다.

한편, 상기 수직프레임(150)은 상기 제2연결프레임(130b)의 중앙 고정봉(131)에 고정 설치되며, 상단에는 자율주행 또는 원격조정을 위한 신호 및 각종 센서를 통해 수상환경을 계측한 신호를 송수신하는 송수신기(400)가 구비되고, 하단에는 수중의 지형 및 환경을 탐지하는 수중탐지모듈(300a)이 착탈 가능하게 구비된다.

이때, 상기 수직프레임(150)은 상기 제2연결프레임(130b)을 중심으로 리프트 가능한 구조로 이루어져 상기 수중탐지모듈(300a)의 높낮이를 조절할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

즉, 수상데크(10)에 정박 시 상기 수중탐지모듈(300a)이 수상데크(10)에 간섭으로 인해 파손이 발생하는 것을 미리 차단할 수 있고, 상기 수중탐지모듈(300a)이 수중 탐지에 적합한 수심에 위치에 위치 시킬 수 있도록 승강구조를 갖는다.

또한, 상기 부력체(110)의 고정프레임(111)에는 수중 음원 위치를 탐지하는 수중탐지모듈(300b) 및 침수 시 수질을 측정할 수 있는 수질다항목측정기(301)가 착탈 가능하게 구비될 수 있다.

이때, 상기 수중탐지모듈(300b)은 수중에 진수되거나 수상으로 인수될 수 있도록 리프트 구조로 이루어질 수 있도록 수중센서몸체(310), 리프트바(320) 및 리프트수단(330)으로 분할 구성된다.

한편, 상기 리프트수단(330)에 경우 레크피니언, 윈치, 고압 또는 유압 실린더 등 승강이 가능한 모든 장치를 선택적으로 제공할 수 있다.

상기 수중센서몸체(310)는 수중에 인수되어 수중의 지형 및 환경을 계측할 수 있도록 탐지에 필요한 각 센서가 탑재되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 리프트바(320)는 상기 수중센서몸체(310)의 양측에 수직 상 방향으로 연장 구비된다.

그리고, 상기 리프트수단(330)은 상기 부력체(110)의 고정프레임(111)에 설치되어 상기 수중센서몸체(310)를 승강시킬 수 있도록 상기 리프트바(320)를 수직으로 이동 제어할 수 있으며, 제어모듈(500)의 제어에 따라 작동하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 제어모듈(500)의 제어에 따라 상기 리프트바(320)를 승강시켜 상기 수중센서몸체(310)를 수중에 진수 또는 인수시킬 수 있도록 하여 상기 수중센서몸체(310)를 통한 수중탐지를 선택할 수 있다.

더욱이, 상기 수중센서몸체(310)에 경우 상기 부력체(110)의 길이 방향을 따라 하나 이상 복수 개로 설치될 수 있으며, 각각 고정프레임(111)에 설치되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 베이스판(140)의 상부에는 상기 송수신기(400), 추진기(120), FOG(170), 수중탐지모듈(300a)및 수중탐지모듈(300b), 카메라(600), 경광등(700), GPS(800), 라이다(900)을 제어하는 제어모듈(500)이 구비되고, 상기 제어모듈(500)에 인접하여 상기 베이스판(140)의 상부에는 송수신기(400), 추진기(120), FOG(170), 수중탐지모듈(300a)및 수중탐지모듈(300b), 카메라(600), 경광등(700), GPS(800), 라이다(900) 및 제어모듈(500)에 전원을 공급하는 전원모듈(200)이 구비되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제어모듈(500)은 상기 수중탐지모듈(300b) 및 수중탐지모듈(300a)의 각 센서의 계측 신호를 수신하는 센서수신부와, 상기 센서수신부로부터 제공되는 정보를 이용해 중앙관리센터 또는 사용자에게 영상을 제공하는 영상처리부와, 상기 센서수신부로부터 제공되는 정보를 이용하여 장애물의 추적 및 회피를 통해 상기 선체(100)이 이동 경로를 설정하는 장애물추적부 및 장애물회피부와, 상기 장애물추적부 및 장애물회피부에 의해 생성된 이동 경로 정보를 통해 상기 추진기(120)를 선택적으로 구동시켜 설정된 이도 경로로 주행시키는 자율항법부를 포함한다.

그리고, 상기 선체(100)의 선단에는 사용자의 원격 주행을 위해 수중탐지모듈(600) 및 서포트라이트가 장착될 수 있고, 상기 수직프레임(150)에는 수상에서 주행하는 다른 선박에게 위치를 알릴 수 있는 경광등(700)이 더 장착될 수 있다.

그리고 FOG 센서 (170)로 로봇의 자세(Roll, Pitch, Yaw)를 측정하기 위한 장치이고, 카메라 (600)은 열화상, 적외선, 자외선 등 전방 및 주변의 상황을 사용자가 디스플레이로 확인할 수 있도록 화면 정보를 제공하는 장치이며, 라이다 (900)은 레이저 펄스를 발사하여 주위 물체에 의해 반사된 거리 등을 측정하여 안전거리를 확보하기 위해 장착될 수 있다.

또한, 상기 부력체(110)의 선단에서는 지자기센서을 통해 지자기의 방향을 직접 알 수 있을 뿐 아니라, 진동주기로부터 크기를 알 수 있다. 자침 이외에도 보다 감도 높게, 보다 간편하게 지자기를 검출하기 위해서 많은 센서가 개발되고 있다. 회전 코일을 사용한 자기의(磁氣儀), 강자성체의 자기포화 현상을 이용한 포화철심형(fluxgate)자력계, 양성자(proton)의 핵자기 공명을 이용한 양자 자력계, 루비듐이나 세슘 원자의 제만효과를 이용한 광(光) 펌핑 자력계, 초전도현상을 이용한 SQUID 등이 있어 장점을 살려 사용되는 지자기를 검출하는 지자기센서(160)이 더 장착될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 쌍동선 타입의 모듈형 수상 로봇의 운용을 위한 시스템에 대하여 도 5를 참조하여 설명한다.

우선 수중탐지모듈(300a) 및 수중탐지모듈(300b)에는 각 수중 환경에 맞는 센서가 탑재되는데, 수중 지형, 환경 및 수중 장애물을 실시간으로 조사할 수 있도록 멀티빔(MBES), 수질다항목측정기 및 수중 음원 장치, 스테레오 카메라, 라이다, 열화상 카메라 외에 위치 및 자세 정보를 동시에 취득하기 위해 GPS-COMPASS, FOG(Fiber Optic Gyro), DVL(Doppler Velocity Log) 등 해당 환경에 적용되는 각 센서를 하나 이상 장착할 수 있다.

그리고, 제어모듈(500)은 전원 및 추진을 제어하는 구동제어모듈과 각 센서의 신호를 수신 받아 중앙서버 또는 사용자의 단말기에 전송하거나 선체(100)의 이동 및 각종 정보를 제공하는 메인제어모듈로 구분된다.

상기 메인제어모듈에는 센서수신부, 영상처리부, 장애물탐지부, 장애물추적부, 장애물회피부, 자율항법부, 수중센서진/인수부를 포함하고, 수중환경 계측을 위해서는 센서모니터링, 수중지형지도생성, 수질지도생성을 관장할 수 있다.

한편, 상기 구동제어모듈에 경우 베터리와 Thruster를 통해 추진제어기 및 BMS(Battery Management System)에 전원을 제어하고, RF EMC(Emergency) 또는 RF 원격조종을 통해 사용자의 단말기를 통해 원격으로 조정이 가능하도록 한다.

그리고, 상기 자율항법부에 경우 상기 제어모듈(500)을 통한 각 센서의 신호와 GPS를 기반으로 하는 항법처리부, 경유점을 자동으로 생성하고, 경유지점을 추종할 수 있다.

또한, 장애물회피부에 경우 장애물에 대하여 충돌 위험 및 충돌 가능한 위험 영역을 산출하고 회피 경로를 자동으로 설정할 수 있다.

이상에 설명한 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어 및 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100: 선체
110: 부력체
111: 고정프레임
113: 보조부력체
120: 추진기
130a: 제1연결프레임
130b: 제2연결프레임
131: 고정봉
133: 연장봉
135: 조임노브
140: 베이스판
150: 수직프레임
170: FOG
200: 전원모듈
210: 센서수신부
220: 영상처리부
230: 장애물추적부
240: 장애물회피부
250: 자율항법부
260: 진인수부
300a: 수중탐지모듈
300b: 수중탐지모듈
301: 수질다항목측정기
310: 수중센서몸체
320: 리프트바
330: 리프트수단
400: 송수신기
500: 제어모듈
600: 카메라
700: 경광등
800: GPS
900: 라이다

Claims

수상데크(10)의 폭과 대응되는 간격으로 이격 구비되며, 후단에 추진기(120)를 갖는 두 개의 부력체(110)와;
상기 부력체(110)를 상호 조립 가능하게 이음 연결하여 한 몸의 선체(100)를 이루게 하며 상부에 베이스판(140)을 갖는 제1연결프레임(130a)과;
상기 제1연결프레임(130a)의 후방에 상기 부력체(110)를 상호 조립 가능하게 이음 연결되는 제2연결프레임(130b)과;
상기 제2연결프레임(130b)의 중앙에 구비되어 상단에는 자율주행 또는 원격조정을 위한 신호 및 각종 센서를 통해 수상환경을 계측한 신호를 송수신하는 송수신기(400)와, 하단에는 수중의 지형 및 환경을 탐지하는 수중탐지모듈(300a)이 착탈 가능하게 구비되는 수직프레임(150)과;
상기 부력체(110)의 고정프레임(111)에 착탈 가능하게 구비되며, 수중의 지형 및 환경을 탐지하는 수중탐지모듈(300b)과;
상기 베이스판(140)의 상부에 구비되어 상기 송수신기(400), 추진기(120), FOG(170), 수중탐지모듈(300a), 수중탐지모듈(300b), 카메라(600), 경광등(700), GPS(800) 및 라이다(900)을 제어하는 제어모듈(500)과;
상기 베이스판(140)의 상부에 구비되어 송수신기(400), 추진기(120), FOG(170), 수중탐지모듈(300a), 수중탐지모듈(300b), 카메라(600), 경광등(700), GPS(800), 라이다(900) 및 제어모듈(500)에 전원을 공급하는 전원모듈(200)을 포함하는 것을 특징으로 하는 쌍동선 타입의 모듈형 수상 로봇.
청구항 1에 있어서,
상기 제1연결프레임(130a) 및 제2연결프레임(130b)은,
상기 베이스판(140) 또는 수직프레임(150)에 일체로 고정되며, 중공부를 갖는 봉 형상으로 가로 방향으로 설치되는 고정봉(131)과;
상기 고정봉(131)의 양 단부에 인출 가능하게 구비되며, 상기 부력체(110)의 고정프레임(111)에 체결 고정되도록 만곡 형성된 연장봉(133)과;
상기 고정봉(131)의 각 단부에 구비되어 상기 고정봉(131)으로부터 적정 거리로 인출된 연장봉(133)을 조임 고정하는 조임노브(135)를 포함하여 상기 두 개의 부력체(110)의 이격 간격을 임의로 조절할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 쌍동선 타입의 모듈형 수상 로봇.
청구항 1에 있어서,
상기 제어모듈(500)은,
상기 FOG(170), 수중탐지모듈(300a) 및 수중탐지모듈(300b) 의 각 센서들, 카메라(600), GPS(800) 및 라이다(900)의 계측 신호를 수신하는 센서수신부와;
상기 센서수신부로부터 제공되는 정보를 이용해 중앙관리센터 또는 사용자에게 영상을 제공하는 영상처리부와;
상기 센서수신부로부터 제공되는 정보를 이용하여 장애물의 추적 및 회피를 통해 상기 선체(100)이 이동 경로를 설정하는 장애물추적부 및 장애물회피부와;
상기 장애물추적부 및 장애물회피부에 의해 생성된 이동 경로 정보를 통해 상기 추진기(120)를 선택적으로 구동시켜 설정된 이도 경로로 주행시키는 자율항법부를 포함하는 것을 특징으로 하는 쌍동선 타입의 모듈형 수상 로봇.
청구항 1에 있어서,
상기 수중탐지모듈(300b)은,
수중에 인수되어 수중의 지형 및 환경을 계측하는 수중센서몸체(310)와;
상기 수중센서몸체(310)의 양측에 수직 상 방향으로 연장 구비된 리프트바(320)와;
상기 부력체(110)의 고정프레임(111)에 설치되어 상기 수중센서몸체(310)를 승강시킬 수 있도록 상기 리프트바(320)를 수직으로 이동 제어하는 리프트수단(330)를 포함하여
상기 제어모듈(500)의 제어에 따라 상기 수중센서몸체(310)를 수중에 진/인수시켜 선택적으로 계측할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 쌍동선 타입의 모듈형 수상 로봇.
청구항 4에 있어서,
상기 제어모듈(500)에는,
상기 리프트수단(330)을 제어하여 상기 수중탐지모듈(300b)의 수중 진수 또는 인수시키는 진인수부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 쌍동선 타입의 모듈형 수상 로봇.