KR100651203B1 - Buoyancy and attitude control system for deep-sea unmaned submersibles - Google Patents

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KR100651203B1 KR1020050128617A KR20050128617A KR100651203B1 KR 100651203 B1 KR100651203 B1 KR 100651203B1 KR 1020050128617 A KR1020050128617 A KR 1020050128617A KR 20050128617 A KR20050128617 A KR 20050128617A KR 100651203 B1 KR100651203 B1 KR 100651203B1
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buoyancy
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hydraulic
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KR1020050128617A
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김기훈
전봉환
이판묵
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한국해양연구원
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/14—Control of attitude or depth

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Abstract

An apparatus for regulating the floating force and the posture of an unmanned submarine and a system thereof are provided to improve the energy efficiency by changing the floating force to produce the propulsion force of the submarine. An apparatus for regulating the floating force and the posture of an unmanned submarine includes a hydraulic pressure compensating reservoir(100), a micro-pump(200), a power transmitting part(300), a floating force regulating part(400), and a three position four way proportion control valve(500). The floating force regulating part increases the volume if the power transmitting part is moved forward and decreases the volume if the power transmitting part is moved rearward to regulate the change of the entire floating force applied to the unmanned submarine.

Description

심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치 및 그 시스템{Buoyancy and Attitude Control System for Deep-sea Unmaned Submersibles}Buoyancy and Attitude Control System for Deep-sea Unmaned Submersibles}

도 1은 본 발명에 따른 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치에 관한 구성도이다.1 is a block diagram of the buoyancy and attitude adjustment apparatus of the deep sea unmanned submersible in accordance with the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 부력 및 자세 조절장치의 3 Position 4 Way 비례제어 밸브가 c 구획에 위치함으로써 심해무인잠수정의 부력이 증가하는 상황을 도시한 도면이다.2 is a view showing a situation in which the buoyancy of the deep sea unmanned submersible increases by positioning the 3 Position 4 Way proportional control valve of the buoyancy and posture adjusting device according to the present invention in the c section.

도 3은 본 발명에 따른 부력 및 자세 조절장치의 3 Position 4 Way 비례제어 밸브가 e 구획에 위치함으로써 심해무인잠수정의 부력이 감소하는 상황을 도시한 도면이다.3 is a view showing a situation in which the buoyancy of the deep sea unmanned submersible is reduced by positioning the 3 Position 4 Way proportional control valve of the buoyancy and posture adjusting device according to the present invention in the e section.

도 4는 4개의 부력제어모듈을 갖춘 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절시스템에 관한 개념도이다.4 is a conceptual diagram of a buoyancy and attitude control system of the deep sea unmanned submersible equipped with four buoyancy control module.

도 5는 4개의 부력제어모듈을 갖춘 부력 및 자세 조절시스템이 장착된 심해무인잠수정의 평면도 및 측면도를 도시한 도면이다.5 is a plan view and a side view of a deep sea unmanned submersible equipped with a buoyancy and attitude control system with four buoyancy control modules.

도 6은 4개의 부력제어모듈을 갖춘 부력 및 자세 조절시스템이 심해무인잠수정의 횡동요각 및 종동요각을 제어하는 모습을 도시한 도면이다.FIG. 6 is a view showing a buoyancy and posture control system having four buoyancy control modules controlling the lateral oscillation angle and the driven oscillation angle of the deep sea unmanned submersible.

도 7은 본 발명에 따른 부력 및 자세 조절시스템에 의하여 심해무인잠수정이 수중 글라이더 유영을 하는 상태를 도시한 도면이다.7 is a view showing a state in which the deep sea unmanned submersible swimming glider by the buoyancy and attitude control system according to the present invention.

<도면의 주요부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>

100: 수압 보상 레저버100: hydraulic pressure compensation reservoir

110: 수압 보상 레저버 실린더110: hydraulic pressure compensation reservoir cylinder

120: 수압 보상 레저버 피스톤120: hydraulic pressure compensation reservoir piston

200: 마이크로 펌프200: micro pump

300: 동력전달부300: power transmission unit

310: 유압실린더310: hydraulic cylinder

320: 유압피스톤320: hydraulic piston

330: 유압피스톤축330: hydraulic piston shaft

400: 부력조절부400: buoyancy control unit

410: 부력조절피스톤410: buoyancy adjustment piston

420: 부력조절실린더420: buoyancy control cylinder

430: 다이나믹 실링430: dynamic sealing

500: 3 Position 4 Way 비례제어 밸브500: 3 Position 4 Way Proportional Valve

510: 제어용 컴퓨터510: control computer

600: 릴리프 밸브600: relief valve

700: 부력제어모듈700: buoyancy control module

본 발명은 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치 및 그 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a buoyancy and posture control device and a system of the deep-sea unmanned submersible.

일반적으로 AUV는 ‘Autonomous Underwater Vehicle’의 약자로서 '스스로 움직이는 잠수정'을 뜻하며 인간이 타지 않고(Unmanned), 원격조정과 동력전달을 하기 위한 줄이 없이(Untethered), 동력원과 스스로 움직이기 위한 제어장치를 갖추고 수중을 항해하며 활동하는 잠수체를 총칭하는 용어로 통용되고 있으며 UUV(Unmanned Untethered Underwater Vehicle)라고 불리기도 한다.In general, AUV stands for 'Autonomous Underwater Vehicle', which means 'self-submersible' and is unmanned, untethered for remote control and power transmission, and a power source and a control device for moving itself. The term is used as a generic term for a submersible and aquatic submarine. It is also called UUV (Unmanned Untethered Underwater Vehicle).

제2차 세계대전 이후 미국을 선두로 하여 선진국들이 경쟁적으로 더 깊은 바다 속으로 내려가 해저를 관찰하고 조사하고자 했던 60년대 중반까지의 기간에 개발된 유인잠수정을 제1세대 잠수정, 그 후 70년대 초부터 현재에 이르기까지 주로 해양 석유산업의 발전에 지대한 공헌을 해 온 유인잠수정과 유선무인작업정(ROV ; Remotely Operated Vehicle)을 제2세대 잠수정이라고 한다면, AUV는 가까운 장래에 그 활용도가 크게 늘어날 것으로 기대되는 제 3세대의 잠수정으로 주목을 받고 있다.The first-generation submersible submersibles developed during the mid-60s, when the developed countries, led by the United States after World War II, competitively descended into deeper seas and attempted to observe and investigate the seabed. If manned submersibles and remotely operated vehicles (ROVs), which have made significant contributions to the development of the marine oil industry from now until now, are the second-generation submersibles, AUVs will increase their utilization in the near future. It is attracting attention as the expected third generation submersible.

특히 심해무인잠수정은 최대 6,000미터의 수심에서 작업이 가능하고 비교적 넓은 영역을 사전 탐사할 수 있는데, 이러한 심해무인잠수정은 심해저 망간단괴의 해저 분포 상태를 조사하고 심해저 채광장치의 고장 또는 장비 교체가 요구되는 경우에 유지보수를 하기 위한 지원 장비로 활용할 수 있다. 또한 심해무인잠수정은 장시간 동안 해양환경을 실시간 모니터링하기 위한 해저관측소의 설치 또는 해저기지 및 해저구조물 건설을 위한 작업 장비로 활용할 수도 있다.In particular, deep sea unmanned submersibles are capable of working at depths of up to 6,000 meters and can be pre-explored in a relatively large area. These deep sea unmanned submersibles investigate the distribution of seabeds in deep manganese nodules and require failure of deep sea mining devices or equipment replacement. Can be used as support equipment for maintenance. Deep sea unmanned submersibles can also be used as work equipment for the installation of subsea stations or for the construction of subsea bases and subsea structures for long-term monitoring of the marine environment in real time.

그런데, 기존의 잠수정에서 사용되고 있는 부력 조절장치는 아래와 같은 문제가 있다.However, the buoyancy control device used in the existing submersible has the following problems.

첫째, 기존의 잠수정은 심해역(특히, 수심 2100미터 이상)에의 적용을 고려하지 않아서 심해에서의 높은 수압(특히, 210bar 이상)이 작용하는 경우에 천해에서의 기준 압력으로 단순히 부력을 형성할 경우 부력이 모자라 잠수정이 가라앉는 사태가 발생할 수 있다.First, existing submersibles do not take into account the application to deep sea areas (particularly more than 2100 meters), so that when a high pressure in the deep sea (particularly 210 bar or more) is applied, simply forming buoyancy at the reference pressure in the deep sea Lack of buoyancy can cause submersibles to sink.

둘째, 기존의 잠수정의 부력 조절장치는 온/오프 밸브 혹은 체크 밸브만을 사용하고 있으므로 부력의 크기를 정밀하게 조절하는 데 한계를 보이고 있다.Second, since the existing submersible buoyancy control device uses only the on / off valve or check valve, there is a limit to precisely control the size of the buoyancy.

셋째, 기존의 잠수정의 부력 조절장치는 그 크기가 너무 크므로 이를 소형 잠수정에는 탑재할 수 없는 한계가 있다.Third, since the buoyancy control device of the existing submersible is too large, there is a limit that can not be mounted in a small submersible.

넷째, 여러 가지 원인에 의해 이상 작동 유압이 발생할 경우 유압 회로가 파손될 수 있는데 기존의 잠수정의 부력 조절장치는 그 부분에 대한 고려가 전혀 되어 있지 않다.Fourth, the hydraulic circuit may be damaged when the abnormally operated hydraulic pressure is generated by various causes, the buoyancy control device of the conventional submersible is not considered at all.

마지막으로, 기존의 잠수정의 부력 조절장치는 부력 제어 속도가 느리므로 심해에서의 다양한 환경 변화에 대응하여 잠수정의 움직임을 다각적으로 빠른 속도로 제어해야 하는 현재의 기술적 요청을 만족시키지 못하고 있으며, 더 나아가 잠수정의 부력 조절뿐만 아니라 잠수정의 이동 또한 전적으로 베터리에 의한 추진기에 의존하고 있는바 총체적으로 볼 때 베터리의 용량에 따라 잠수정의 활동 영역도 제한되는 문제점이 있다.Lastly, the buoyancy control device of the existing submersible has a low buoyancy control speed, which does not satisfy the current technical request to control the submersible's movement at high speed in response to various environmental changes in the deep sea. Submersible buoyancy control as well as submersible movement of the submersible depends entirely on the propeller driven by the battery as a whole there is a problem that the submersible area of the submersible depending on the capacity of the battery.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 잠수정 내부의 최소한의 공간만을 차지하면서도 2100미터 이상의 심해에서 높은 해수압을 이기고 잠수정에 필요한 부력을 정밀하고 신속하게 확보하고 제어할 수 있으며, 나아가 이러한 부력을 변화시켜 잠수정의 추진력을 만들어 냄으로써 기존에 추진기의 구동에 의존하여 이동하던 잠수정에 비하여 에너지 효율 면에서 혁혁한 개선의 효과를 유발하는 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치 및 그 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems, while occupying only a minimal space inside the submersible, it is possible to precisely and quickly secure and control the buoyancy necessary for the submersible to overcome the high seawater pressure in the deep sea of more than 2100 meters, Furthermore, it provides the buoyancy and attitude control device of deep sea unmanned submersible and its system to change the buoyancy to create the propulsion of the submersible to induce the effect of revolutionary improvement in energy efficiency compared to the submersible submersible, which relies on the driving of the propeller. It aims to do it.

본 발명의 기타 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 이는 본 발명의 청구범위에 기재된 사항 및 그 실시예의 개시 내용뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내의 수단 및 조합에 의해 보다 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.Other objects and advantages of the present invention will be described below, which are not limited to the matters set forth in the claims and the disclosure of the embodiments thereof, but also to the broader ranges by means and combinations within the range readily recited therefrom. Add that it will be included.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 심해의 외부수압을 이용하여 유압회로의 기준압력을 제공하는 수압 보상 레저버(100); 상기 수압 보상 레저버(100)로부터 확보한 기준압력을 더욱 가압하여 동력전달부(300)의 작동압력을 형성하는 마이크로 펌프(200); 상기 마이크로 펌프(200)로부터 제공된 작동압력에 의하여 전후방향으로 운동하면서 이로 인한 운동력을 부력조절부(400)로 전달하는 동력전달부(300); 상기 동력전달부(300)가 전진운동을 하면 이와 연계하여 부피가 증가 하고 이와 반대로 상기 동력전달부(300)가 후진운동을 하면 이와 연계하여 부피가 감소함으로써 결과적으로 심해무인잠수정에 작용하는 전체적인 부력의 변화를 조절하는 부력조절부(400); 및 상기 마이크로 펌프(200) 및 상기 동력전달부(300) 사이에 위치하며 이들 상호간의 유체(기름) 흐름을 차단하여 상기 동력전달부(300)의 왕복운동을 정지시키거나 또는 이들 상호간의 유체(기름) 흐름을 연결하되 그 흐름의 방향을 이원적으로 변화시켜 상기 동력전달부(300)가 전진 또는 후진운동을 하도록 제어하는 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)를 포함하는 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치를 제시한다.In order to achieve the above object, the present invention, the hydraulic pressure compensation reservoir 100 for providing a reference pressure of the hydraulic circuit using the external water pressure of the deep sea; A micro-pump 200 which further pressurizes the reference pressure secured from the hydraulic pressure compensation reservoir 100 to form an operating pressure of the power transmission unit 300; A power transmission unit 300 that moves in the front and rear directions by the operating pressure provided from the micro pump 200 and transmits the resulting movement force to the buoyancy control unit 400; When the power transmission unit 300 moves forward, the volume increases in connection with this. On the contrary, when the power transmission unit 300 moves backward, the volume decreases in connection with this, resulting in the overall buoyancy acting on the deep sea unmanned submersible. Buoyancy control unit 400 to adjust the change of; And between the micro pump 200 and the power transmission unit 300 to block the flow of fluid (oil) between them to stop the reciprocation of the power transmission unit 300 or the fluid between them ( Oil) connected to the flow, but the buoyancy of the deep sea unmanned submersible including a 3 Position 4 Way proportional control valve 500 for controlling the power transmission unit 300 to move forward or backward by changing the direction of the flow in a binary manner. And a posture control device.

또한, 본 발명은, 상기 수압 보상 레저버(100); 상기 마이크로 펌프(200); 및 상기 동력전달부(300), 상기 부력조절부(400) 및 상기 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)를 포함하여 이루어지는 다수개의 부력제어모듈(700)을 포함하여 이루어지며, 상기 각각의 부력제어모듈(700)에 의해 개별적으로 조절되는 부력의 상호작용에 의하여 심해무인잠수정의 종방향 또는 횡방향의 자세를 제어하는 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절시스템을 제시한다.In addition, the present invention, the hydraulic pressure compensation reservoir 100; The micro pump 200; And a plurality of buoyancy control modules 700 including the power transmission unit 300, the buoyancy control unit 400, and the 3 Position 4 Way proportional control valve 500. The buoyancy and posture control system of the deep sea unmanned submersible to control the posture in the longitudinal or transverse direction of the deep sea unmanned submersible by the interaction of the buoyancy controlled individually by the control module 700.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible, even if shown on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the following will describe a preferred embodiment of the present invention, but the technical idea of the present invention is not limited thereto and may be variously modified and modified by those skilled in the art.

도 1은 본 발명에 따른 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치에 관한 구성도이다.1 is a block diagram of the buoyancy and attitude adjustment apparatus of the deep sea unmanned submersible in accordance with the present invention.

본 발명에 따른 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치는 수압 보상 레저버(100), 마이크로 펌프(200), 동력전달부(300), 부력조절부(400), 및 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)를 포함하여 이루어진다.The buoyancy and attitude adjustment apparatus of the deep sea unmanned submersible according to the present invention is a hydraulic pressure compensation reservoir 100, micro pump 200, power transmission unit 300, buoyancy control unit 400, and 3 Position 4 Way proportional control valve 500 is made.

수압 보상 레저버(100)는 심해의 외부수압을 이용하여 유압회로의 기준압력을 제공한다.The hydraulic pressure compensation reservoir 100 provides a reference pressure of the hydraulic circuit using the external hydraulic pressure of the deep sea.

이러한 수압 보상 레저버(100)는 일 끝단면이 개방되어 있는 수압 보상 레저버 실린더(110); 및 수압 보상 레저버 실린더(110) 내부를 다시 두 개의 공간으로 구분하되 일측 공간(g)은 개방된 공간으로서 수중에 노출되도록 하고 타측 공간(f)은 밀폐된 공간으로서 유압회로에 연결되도록 구분하는 수압 보상 레저버 피스톤(120)을 포함하여 이루어진다. 이때, 수압 보상 레저버(100)는 수압 보상 레저버 실린더(110)의 일측 공간(g)에 작용하는 수압에 의하여 수압 보상 레저버 피스톤(120)이 수압 보상 레저버 실린더(110)의 타측 공간(f)으로 이동하다가 평형상태에 도달하면 수압 보상 레저버 실린더(110)의 타측 공간(f) 내부에 형성된 수압을 후술하는 마이크로 펌프(200)에 전달함으로써 심해의 외부수압을 유압회로의 기준압력으로 이용할 수 있도록 한다. 이러한 수압 보상 레저버(100)에 의하여 심해무인잠수정은 일반적으로 최대 210 bar 까지의 압력만을 제공하는 일반 유압 모터와 펌프를 사용하면서도 2100미터 이상의 깊이에서 요구되는 토출압력을 만들어 낼 수 있게 된다.The hydraulic pressure compensation reservoir 100 includes a hydraulic pressure compensation reservoir cylinder 110 having one end surface opened; And dividing the interior of the hydraulic compensation reservoir cylinder 110 into two spaces, one side space g being an open space to be exposed to the water and the other space f being enclosed space to be connected to the hydraulic circuit. It comprises a hydraulic pressure compensation reservoir piston (120). At this time, the hydraulic pressure compensation reservoir 100 is the hydraulic pressure compensation reservoir piston 120 by the hydraulic pressure acting on the one side space (g) of the hydraulic pressure compensation reservoir cylinder 110, the other space of the hydraulic pressure compensation reservoir cylinder 110 When moving to (f) and reaching an equilibrium state, the external water pressure of the deep sea is transmitted to the reference pressure of the hydraulic circuit by transferring the water pressure formed in the other space f of the hydraulic pressure compensation reservoir cylinder 110 to the micro pump 200 described later. Make it available. By such a hydraulic pressure compensation reservoir 100, the deep sea unmanned submersible can produce the required discharge pressure at a depth of more than 2100 meters while using a general hydraulic motor and pump that generally provides only up to 210 bar of pressure.

마이크로 펌프(200)는 수압 보상 레저버(100)로부터 확보한 기준압력을 더욱 가압하여 후술하는 동력전달부(300)의 작동압력을 형성한다.The micro pump 200 further pressurizes the reference pressure secured from the hydraulic pressure compensation reservoir 100 to form an operating pressure of the power transmission unit 300 to be described later.

이러한 마이크로 펌프(200)는 모터에 의해서 구동되며, 특히 그 크기가 작은 것이 바람직하다. 일반적으로 볼 때 펌프의 크기가 크면 토출압력도 커지고 펌프의 크기가 작으면 토출압력도 작아지므로 2100미터 이상의 심해에서 210 bar 이상의 토출압력을 만들어 내기 위해서는 펌프의 크기도 이에 비례하여 커져야 하지만, 본 발명에서는 수압 보상 레저버(100)에 의하여 심해의 외부수압을 유압회로의 기준압력으로 이용하므로 상술한 바와 같이 크기가 작은 마이크로 펌프(200)를 사용하면서도 2100미터 이상의 깊이에서 요구되는 토출압력(작동압력)을 만들어 낼 수 있는 것이다.The micro pump 200 is driven by a motor, and particularly preferably small in size. In general, the larger the size of the pump, the larger the discharge pressure, the smaller the pump, the smaller the discharge pressure, so in order to create a discharge pressure of 210 bar or more in the deep sea of 2100 meters or more, the size of the pump should be increased in proportion to this, but the present invention Since the external pressure of the deep sea is used as the reference pressure of the hydraulic circuit by the hydraulic pressure compensation reservoir 100, the discharge pressure (operating pressure) required at a depth of 2100 meters or more while using a small micro pump 200 as described above. ) Can be created.

동력전달부(300)는 마이크로 펌프(200)로부터 제공된 작동압력에 의하여 전후방향으로 운동하면서 이로 인한 운동력을 부력조절부(400)로 전달한다.The power transmission unit 300 transmits the movement force due to the buoyancy control unit 400 while moving forward and backward by the operating pressure provided from the micro pump 200.

이러한 동력전달부(300)는 마이크로 펌프(200)로부터 흘러들어오는 유체(기름)를 수용하는 밀폐된 공간으로 이루어진 유압실린더(310); 유압실린더(310) 내부를 다시 두 개의 밀폐된 공간(a, b)으로 구분하며 양 공간의 압력 차이에 의하여 형성된 유압에 의하여 전진방향 또는 후진방향으로 운동하는 유압피스톤(320); 및 유압피스톤(320)의 운동력을 부력조절부(400)로 전달하는 유압피스톤축(330)을 포함하여 이루어진다. 이러한 동력전달부(300)가 작동하는 원리에 대해서는 후술하는 부분에서 상세하게 설명한다.The power transmission unit 300 includes a hydraulic cylinder 310 made of a closed space for receiving a fluid (oil) flowing from the micro pump 200; A hydraulic piston (320) which divides the inside of the hydraulic cylinder (310) into two closed spaces (a, b) again and moves in the forward or backward direction by the hydraulic pressure formed by the pressure difference between the two spaces; And it comprises a hydraulic piston shaft 330 for transmitting the kinetic force of the hydraulic piston 320 to the buoyancy control unit 400. The principle of operation of the power transmission unit 300 will be described in detail later.

부력조절부(400)는 동력전달부(300)가 전진운동을 하면 이와 연계하여 부피가 증가하고 이와 반대로 동력전달부(300)가 후진운동을 하면 이와 연계하여 부피가 감소함으로써 결과적으로 심해무인잠수정에 작용하는 전체적인 부력의 변화를 조절한다.The buoyancy control unit 400 increases in volume when the power transmission unit 300 moves forward, and conversely, when the power transmission unit 300 moves backward, the volume decreases in connection with the deep sea unmanned submersible. Controls the change in overall buoyancy acting on

이러한 부력조절부(400)는 유압피스톤축(330)과 연결되어 있어 유압피스톤(320)과 동일한 방향 및 거리만큼 전진 또는 후진운동을 하는 부력조절피스톤(410); 및 중공(中空) 실린더 형상으로 이루어져 있어 부력조절피스톤(410)을 몸체 내부에 포함하되, 몸체의 양측 끝단면에는 개방구가 형성되어 있어 일측 개방구를 통해서는 유압피스톤축(330)이 전진하여 몸체 내부로 들어오거나 후진하여 몸체 외부로 나갈 수 있도록 함과 동시에 타측 개방구로는 부력조절피스톤(410)이 전진하여 몸체 외부로 나가거나 후진하여 몸체 내부로 들어올 수 있도록 하는 부력조절실린더(420)를 포함하여 이루어진다.The buoyancy control unit 400 is connected to the hydraulic piston shaft 330 buoyancy adjustment piston 410 to move forward or backward by the same direction and distance as the hydraulic piston 320; And a hollow cylinder shape to include buoyancy adjustment piston 410 inside the body, and openings are formed at both end surfaces of the body so that the hydraulic piston shaft 330 is advanced through one opening. The buoyancy control cylinder 420 allows the buoyancy control piston 410 to move forward or outward to the outside of the body and to enter the body by allowing the other side opening to move outward or backward through the body. It is made to include.

이때, 부력조절부(400)는 부력조절피스톤(410)이 부력조절실린더(420)의 몸체 외부로 나오는 경우에는 이에 해당하는 만큼의 체적 증가량을 심해무인잠수정에 작용하는 양의 부력으로 이용하고, 부력조절피스톤(410)이 부력조절실린더(420)의 몸체 내부로 들어가는 경우에는 이에 해당하는 만큼의 체적 감소량을 심해무인잠수정에 작용하는 음의 부력으로 이용함으로써 심해무인잠수정에 작용하는 전체적인 부력의 변화를 조절하게 된다.At this time, the buoyancy control unit 400, when the buoyancy control piston 410 comes out of the body of the buoyancy control cylinder 420, using the volume increase amount corresponding to the buoyancy to act on the deep sea unmanned submersible, When the buoyancy control piston 410 enters the body of the buoyancy control cylinder 420, the change in the overall buoyancy acting on the deep sea unmanned submersible by using the volume reduction amount corresponding to the negative buoyant acting on the deep sea unmanned submersible Will be adjusted.

한편, 부력조절실린더(420)는 양측의 개방구를 막고 있는 유압피스톤축(330) 및 부력조절피스톤(410)에 의하여 그 내부 공간(S)이 외부와 차단되고 밀폐되는 실린더의 몸체가 외부에서 가해지는 심해의 높은 수압을 견딜 수 있도록 하는 내압용기로 이루어지는 것이 바람직하다. 이때, 외부와 차단되고 밀폐되는 부력조절실린더(420)의 내부 공간(S)은 압축공기로 충진되어 있는데, 본 발명에서는 이러한 압축공기를 제공하기 위한 별도의 공기 공급 탱크를 구비하지는 않는다.On the other hand, the buoyancy control cylinder 420 is the body of the cylinder is blocked by the hydraulic piston shaft 330 and the buoyancy control piston 410 and the inner space (S) is blocked from the outside and sealed from the outside from the outside It is preferable that the pressure vessel is made to withstand the high water pressure of the applied deep sea. At this time, the internal space (S) of the buoyancy control cylinder 420 is closed and sealed to the outside is filled with compressed air, the present invention does not have a separate air supply tank for providing such compressed air.

부력조절피스톤(410) 또한 그 몸체가 외부에서 가해지는 심해의 높은 수압을 견딜 수 있도록 하는 내압용기로 이루어지며 그 내부에는 별도의 내부 공간(P)을 두고 있는 바, 이러한 내부 공간(P)은 압축공기로 충진되거나 물보다 밀도가 낮은 유체로 충진되어 있는데, 본 발명에서는 이러한 압축공기 또는 유체를 제공하기 위한 별도의 공급 탱크를 구비하지는 않는다. 이와 같이 부력조절피스톤(410)에 별도의 내부 공간(P)을 둠으로써 부력조절피스톤(410)은 하나의 완벽한 부력생성체로서의 역할을 할 수 있게 되는 것이다.The buoyancy adjustment piston 410 is also made of a pressure-resistant container that can withstand the high water pressure of the deep sea body is applied from the outside and has a separate inner space (P) therein, such an inner space (P) is Filled with compressed air or with a less dense fluid than water, the present invention does not have a separate supply tank for providing such compressed air or fluid. As such, by providing a separate internal space P in the buoyancy control piston 410, the buoyancy control piston 410 is able to play a role as one perfect buoyancy body.

부력조절부(400)는 부력조절실린더(420)의 내부 공간(S) 양측 개방구에 다이 나믹 실링(430)을 부착함으로써 유압피스톤축(330) 및 부력조절피스톤(410)의 전진 또는 후진운동이 원활하게 이루어지도록 하는 한편 유압피스톤축(330) 및 부력조절피스톤(410)이 움직이는 경우에도 계속적으로 부력조절실린더(420)의 내부 공간(S)이 외부로부터 완전히 차단되고 밀폐되도록 하는 것이 더욱 바람직하다.The buoyancy control unit 400 is a forward or backward movement of the hydraulic piston shaft 330 and the buoyancy control piston 410 by attaching the dynamic sealing 430 to the openings on both sides of the internal space (S) of the buoyancy control cylinder 420. It is more preferable that the internal space S of the buoyancy control cylinder 420 is completely blocked and sealed from the outside even when the hydraulic piston shaft 330 and the buoyancy adjustment piston 410 are moved while making this smooth. Do.

또한, 부력조절부(400)는 부력조절피스톤(410)이 최대한으로 전진하더라도 부력조절실린더(420)를 완전히 이탈하여 외부로 빠져나가지 않도록 하는 구조를 갖추는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 부력조절피스톤(410)이 부력조절실린더(420)를 완전히 이탈하여 외부로 빠져나가 버리면 부력조절실린더(420)의 개방구를 통하여 부력조절실린더(420)의 내부 공간(S)으로 물이 밀려 들어와 가득 차게 되며 이 경우 본 발명에 따른 부력 및 자세 조절장치는 자체의 부력을 완전히 상실하고 다시는 회복할 수 없게 되기 때문이다.In addition, the buoyancy control unit 400 is preferably provided with a structure such that even if the buoyancy control piston 410 is advanced as far as possible to leave the buoyancy control cylinder 420 completely to escape to the outside. Because, when the buoyancy control piston 410 completely exits the buoyancy control cylinder 420 and exits to the outside, the water enters into the internal space S of the buoyancy control cylinder 420 through the opening of the buoyancy control cylinder 420. This is because the buoyancy and posture adjusting device according to the present invention completely loses its buoyancy and cannot be recovered again.

그리고, 부력조절피스톤(410) 및 부력조절실린더(420)는 그 단면 형상이 원형으로 이루어지는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 구조 역학적 관점에서 볼 때 원 또는 구의 형상이 외부에서 작용하는 압력에 대하여 가장 안정적으로 버틸 수 있는 구조적 강도를 보유하기 때문이다.In addition, the buoyancy control piston 410 and the buoyancy control cylinder 420 preferably has a circular cross-sectional shape. This is because, from the structural mechanics point of view, the shape of a circle or sphere has a structural strength that can be most stably held against externally acting pressures.

3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)는 마이크로 펌프(200) 및 동력전달부(300) 사이에 위치하며 이들 상호간의 유체(기름) 흐름을 차단하여 동력전달부(300)의 왕복운동을 정지시키거나 또는 이들 상호간의 유체(기름) 흐름을 연결하되 그 흐름의 방향을 이원적으로 변화시켜 동력전달부(300)가 전진 또는 후진운동을 하도록 제어한다.The 3 Position 4 Way proportional control valve 500 is located between the micro pump 200 and the power transmission unit 300 and stops the reciprocation of the power transmission unit 300 by blocking the fluid (oil) flow between them. Or connect fluid (oil) flows therebetween, or control the power transmission unit 300 to move forward or backward by changing the direction of the flow in a binary manner.

이러한 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)는 각각의 역할을 달리하는 세 개의 구획(c, d, e)으로 이루어져 있는 바, 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)는 d 구획을 유압회로 상에 위치시킴으로써 마이크로 펌프(200) 및 동력전달부(300) 상호간의 유체(기름) 흐름을 차단(도 1에 도시된 바와 같음)하는 한편 c 또는 e 구획을 유압회로 상에 위치시킴으로써 마이크로 펌프(200) 및 동력전달부(300) 상호간의 유체(기름) 흐름을 연결한다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)의 c 구획이 유압회로 상에 위치하면 유체(기름)는 동력전달부(300)의 a 공간으로 흘러들어가게 되고 그 결과 동력전달부(300)의 a 공간의 압력이 동력전달부(300)의 b 공간의 압력보다 높아지게 되어 유압피스톤(320)은 전진방향으로 운동하게 되며, 도 3에 도시된 바와 같이, 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)의 e 구획이 유압회로 상에 위치하면 유체(기름)는 동력전달부(300)의 b 공간으로 흘러들어가게 되고 그 결과 동력전달부(300)의 b 공간의 압력이 동력전달부(300)의 a 공간의 압력보다 높아지게 되어 유압피스톤(320)은 후진방향으로 운동하게 되는 것이다.The 3 Position 4 Way proportional control valve 500 is composed of three sections (c, d, e), each of which plays a different role, and the 3 Position 4 Way proportional control valve 500 has a section d on the hydraulic circuit. By placing it in the micropump 200 and the power transmission unit 300 to block the fluid (oil) flow between each other (as shown in Figure 1) while the c or e compartment on the hydraulic circuit by placing the micropump 200 ) And the power transmission unit 300 connect the fluid (oil) flow between each other. That is, as shown in FIG. 2, when the c section of the 3 Position 4 Way proportional control valve 500 is positioned on the hydraulic circuit, the fluid (oil) flows into a space of the power transmission unit 300, and as a result, The pressure of the space a of the power transmission unit 300 becomes higher than the pressure of the space b of the power transmission unit 300 so that the hydraulic piston 320 moves in the forward direction. As shown in FIG. When the e-section of the way proportional control valve 500 is located on the hydraulic circuit, the fluid (oil) flows into the b space of the power transmission unit 300, and as a result, the pressure in the b space of the power transmission unit 300 is driven. The pressure of the space a of the delivery unit 300 is higher than the hydraulic piston 320 is to move in the reverse direction.

또한, 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)는 c 구획 및 e 구획을 흐르는 유체(기름)의 유량을 조절함으로써 유압피스톤(320)의 전진 또는 후진방향의 운동 속도를 제어할 수 있으며, 그 결과 본 발명에 따른 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치는 잠수정 전체의 부력 조절 속도를 자유롭게 제어할 수 있게 된다.In addition, the 3 Position 4 Way proportional control valve 500 can control the moving speed of the hydraulic piston 320 in the forward or backward direction by adjusting the flow rate of the fluid (oil) flowing through the c compartment and the e compartment, and as a result The buoyancy and attitude adjustment device of the deep sea unmanned submersible according to the present invention is able to freely control the buoyancy adjustment speed of the entire submersible.

한편, 이러한 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)는 당해 밸브(500)의 작 동 상태를 전기적 신호에 의하여 제어하는 제어용 컴퓨터(510)를 추가로 포함하는 바, 이러한 제어용 컴퓨터(510)는 부력조절피스톤(410)이 수압의 변화에 의하여 전진하거나 또는 후진함으로써 부력의 변화가 발생하면 이러한 부력의 변화량을 데이터로 입력받는 한편 당해 데이터에 근거하여 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)의 구획을 미세하게 변화시킴으로써 변화된 부력을 자동적으로 보상하는 기능을 하게 된다. 즉, 제어용 컴퓨터(510)는 부력조절피스톤(410)의 움직임이 없어 심해무인잠수정의 부력이 일정하게 유지되는 경우에는 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)의 d 구획이 유압회로 상에 위치하도록 하고, 부력조절피스톤(410)이 후진방향으로 움직임으로써 심해무인잠수정의 부력이 감소하게 되는 경우에는 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)의 c 구획이 유압회로 상에 위치하도록 하며, 부력조절피스톤(410)이 전진방향으로 움직임으로써 심해무인잠수정의 부력이 증가하게 되는 경우에는 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)의 e 구획이 유압회로 상에 위치하도록 함으로써 변화된 심해무인잠수정의 부력을 자동적으로 보상하는 것이다.On the other hand, the 3 Position 4 Way proportional control valve 500 further includes a control computer 510 for controlling the operation state of the valve 500 by an electrical signal, such a control computer 510 is buoyancy If the buoyancy change occurs because the adjustment piston 410 moves forward or backward due to the change in the water pressure, the change amount of the buoyancy is input as data and the section of the 3 Position 4 Way proportional control valve 500 is based on the data. By making minor changes, it automatically compensates for the changed buoyancy. That is, when the buoyancy of the deep sea unmanned submersible is kept constant because the buoyancy adjustment piston 410 does not move, the control computer 510 is positioned so that the d section of the 3 Position 4 Way proportional control valve 500 is located on the hydraulic circuit. When the buoyancy of the deep sea unmanned submersible is reduced by moving the buoyancy adjustment piston 410 in the backward direction, the c section of the 3 Position 4 Way proportional control valve 500 is positioned on the hydraulic circuit, and the buoyancy adjustment piston If the buoyancy of the deep sea unmanned submersible increases as the 410 moves forward, the e-section of the 3 Position 4 Way proportional control valve 500 is positioned on the hydraulic circuit to automatically change the buoyancy of the deep sea unmanned submersible. To compensate.

본 발명에 따른 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치는 유압회로의 압력이 최대 허용압력 이상으로 증가하는 경우에 유체(기름)를 수압 보상 레저버(100)의 타측 공간(f)으로 흘려보냄으로써 유압회로의 적정압력을 유지하는 릴리프 밸브(600)를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.The buoyancy and attitude control apparatus of the deep sea unmanned submersible according to the present invention by flowing a fluid (oil) to the other space (f) of the hydraulic pressure compensation reservoir 100 when the pressure of the hydraulic circuit increases above the maximum allowable pressure It is preferable to further include a relief valve 600 for maintaining a proper pressure of the hydraulic circuit.

이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치가 작동하는 과정을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the process of operating the buoyancy and attitude adjustment device of the deep-sea unmanned submersible in accordance with the present invention.

ⅰ) 본 발명에 따른 심해무인잠수정이 물 속에 잠기면 수압이 수압 보상 레저버 실린더(110)의 일측 공간(g)에 작용하게 되고, 이때 수압 보상 레저버 피스톤(120)이 수압 보상 레저버 실린더(110)의 타측 공간(f)으로 이동하다가 평형상태에 도달하면 수압 보상 레저버 실린더(110)의 타측 공간(f) 내부에 형성된 수압(기준압력)을 보유한 유체(기름)가 마이크로 펌프(200)로 흘러가게 된다.심) When the deep sea unmanned submersible according to the present invention is submerged in water, the hydraulic pressure acts on one side space (g) of the hydraulic pressure compensation reservoir cylinder 110, wherein the hydraulic pressure compensation reservoir piston 120 is a hydraulic pressure compensation reservoir cylinder ( When moving to the other space f of 110 and reaching an equilibrium state, the fluid (oil) having the water pressure (reference pressure) formed inside the other space f of the hydraulic pressure compensation reservoir cylinder 110 is micropump 200. It flows into.

ⅱ) 마이크로 펌프(200)는 수압 보상 레저버(100)로부터 흘러 들어온 유체를 더욱 가압하여 작동압력(설계토출압력)을 형성한다. 이때, 마이크로 펌프(200)는 실제로는 작동압력에서 수압(기준압력)을 뺀 나머지에 해당하는 압력을 토출함으로써 요구되는 작동압력을 형성할 수 있다.Ii) The micro pump 200 further pressurizes the fluid flowing from the hydraulic pressure compensation reservoir 100 to form an operating pressure (design discharge pressure). At this time, the micro pump 200 may actually form the required operating pressure by discharging the pressure corresponding to the remaining pressure minus the water pressure (reference pressure).

ⅲ) 마이크로 펌프(200)에 의하여 작동압력까지 상승한 유체(기름)가 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)에 도달한다. 이때, 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)의 d 구획이 유압회로 상에 위치하고 있을 때에는 유압회로는 닫힌 상태가 되므로 유체(기름)가 동력전달부(300)로 흘러 들어가지 못하게 되어 부력의 변화가 발생하지 않는다. 하지만, 제어용 컴퓨터(510)에서 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)에 신호를 보내서 c 구획이 유압회로 상에 위치하면 유압회로는 열린 상태가 되므로 유체(기름)는 동력전달부(300)의 a 공간으로 흘러들어가게 되고 그 결과 동력전달부(300)의 a 공간의 압력이 동력전달부(300)의 b 공간의 압력보다 높아지게 되어 유압피스톤(320)은 전진방향으로 운동하게 된다. 반대로, 제어용 컴퓨터(510)에서 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)에 신호를 보내서 e 구획이 유압 회로 상에 위치하면 유체(기름)는 동력전달부(300)의 b 공간으로 흘러들어가게 되고 그 결과 동력전달부(300)의 b 공간의 압력이 동력전달부(300)의 a 공간의 압력보다 높아지게 되어 유압피스톤(320)은 후진방향으로 운동하게 된다.I) A fluid (oil) which has risen to the operating pressure by the micro pump 200 reaches the 3 position 4 way proportional control valve 500. At this time, when the d section of the 3 Position 4 Way proportional control valve 500 is located on the hydraulic circuit, the hydraulic circuit is in a closed state, so that fluid (oil) does not flow into the power transmission unit 300, thereby changing the buoyancy force. Does not occur. However, when the control computer 510 sends a signal to the 3 Position 4 Way proportional control valve 500 so that the c compartment is positioned on the hydraulic circuit, the hydraulic circuit is opened, so that the fluid (oil) of the power transmission unit 300 As a result, the pressure of the space a of the power transmission unit 300 becomes higher than the pressure of the space b of the power transmission unit 300, so that the hydraulic piston 320 moves in the forward direction. On the contrary, when the control computer 510 sends a signal to the 3 Position 4 Way proportional control valve 500 so that the e compartment is located on the hydraulic circuit, the fluid (oil) flows into the b space of the power transmission unit 300. As a result, the pressure in the space b of the power transmission unit 300 becomes higher than the pressure in the space a of the power transmission unit 300, so that the hydraulic piston 320 moves in the reverse direction.

ⅳ) 유압피스톤(320)이 전진방향으로 운동하게 되면 유압피스톤축(330)과 연결되어 있어 유압피스톤(320)과 동일한 방향 및 거리만큼 운동하는 부력조절피스톤(410)도 전진방향으로 운동하게 되고, 이때 부력조절피스톤(410)이 부력조절실린더(420)의 몸체 외부로 나오면서 발생한 체적 증가량에 대응하는 양의 부력이 심해무인잠수정에 작용하게 되므로 심해무인잠수정은 부상하게 된다. 반대로, 유압피스톤(320)이 후진방향으로 운동하게 되면 부력조절피스톤(410)도 후진방향으로 운동하게 되고, 이때 부력조절피스톤(410)이 부력조절실린더(420)의 몸체 내부로 들어가면서 발생한 체적 감소량에 대응하는 음의 부력이 심해무인잠수정에 작용하게 되므로 심해무인잠수정은 하강하게 된다.Iii) When the hydraulic piston 320 moves in the forward direction, it is connected to the hydraulic piston shaft 330, so that the buoyancy control piston 410 moving in the same direction and distance as the hydraulic piston 320 also moves in the forward direction. At this time, since the buoyancy control piston 410 comes out of the body of the buoyancy control cylinder 420, the amount of buoyancy corresponding to the volume increase amount acts on the deep sea unmanned submersible, so that the deep sea unmanned submersible is injured. On the contrary, when the hydraulic piston 320 moves in the reverse direction, the buoyancy adjustment piston 410 also moves in the reverse direction, at which time the buoyancy adjustment piston 410 enters into the body of the buoyancy control cylinder 420 and the volume reduction amount is generated. The negative buoyancy corresponding to the acting in the deep sea UAV submarine is going to descend.

본 발명은, 도 4에 도시된 바와 같이, 수압 보상 레저버(100); 마이크로 펌프(200); 및 동력전달부(300), 부력조절부(400) 및 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)를 포함하여 이루어지는 다수개의 부력제어모듈(700)을 포함하여 이루어지며, 각각의 부력제어모듈(700)에 의해 개별적으로 조절되는 부력의 상호작용에 의하여 심해무인잠수정의 종방향 또는 횡방향의 자세를 제어하는 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절시스템을 제시한다. 이 때, 이러한 각각의 부력제어모듈(700)은 하나의 수압 보상 레저버(100) 및 마이크로 펌프(200)에 의하여 통합적으로 제어된 다.The present invention, as shown in Figure 4, the pressure compensation reservoir 100; Micro pump 200; And a plurality of buoyancy control modules 700 including a power transmission unit 300, a buoyancy control unit 400, and a 3 Position 4 Way proportional control valve 500, each of which is a buoyancy control module 700. The buoyancy and attitude control system of deep sea unmanned submersible is proposed to control the longitudinal or transverse attitude of deep sea unmanned submersible by the interaction of buoyancy controlled individually by At this time, each of these buoyancy control module 700 is integrally controlled by one hydraulic pressure compensation reservoir 100 and the micro pump 200.

본 발명에 따른 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절시스템은 유압회로의 압력이 최대 허용압력 이상으로 증가하는 경우에 유체(기름)를 수압 보상 레저버(100)의 타측 공간(f)으로 흘려보냄으로써 유압회로의 적정압력을 유지하는 릴리프 밸브(600)를 추가로 포함하는 것이 더욱 바람직하다.The buoyancy and attitude control system of the deep-sea unmanned submersible according to the present invention by flowing a fluid (oil) to the other space (f) of the hydraulic pressure compensation reservoir 100 when the pressure of the hydraulic circuit increases above the maximum allowable pressure It is more preferable to further include a relief valve 600 for maintaining a proper pressure of the hydraulic circuit.

이러한 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절시스템은, 도 5에 도시된 바와 같이, 심해무인잠수정의 선수 및 선미에 각각 하나씩의 부력제어모듈(700)이 대칭적으로 위치하는 한편 좌현 및 우현에도 각각 하나씩의 부력제어모듈(700)이 대칭적으로 위치하는 것이 바람직하다. The buoyancy and posture control system of the deep sea unmanned submersible, as shown in Figure 5, one buoyancy control module 700 is positioned symmetrically on the bow and stern of the deep sea unmanned submersible, one each in the port and starboard, respectively The buoyancy control module 700 is preferably symmetrically positioned.

이 경우 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절시스템은, 도 6에 도시된 바와 같이, 심해무인잠수정의 선수 및 선미에 위치한 부력제어모듈(700)에 의하여 심해무인잠수정의 선수 및 선미에 가해지는 부력의 변화를 조절함으로써 심해무인잠수정의 종동요각을 제어하는 한편 심해무인잠수정의 좌현 및 우현에 위치한 부력제어모듈(700)에 의하여 심해무인잠수정의 좌현 및 우현에 가해지는 부력의 변화를 조절함으로써 심해무인잠수정의 횡동요각을 제어하게 된다. 즉, 심해무인잠수정의 선수 및 선미와 좌현 및 우현에 위치한 부력제어모듈(700)에 의하여 형성되는 각각의 부력이 서로 일치하는 경우에는 심해무인잠수정은 어느 방향으로도 동요하지 않고 평형 상태를 유지하게 된다. 그러나, 심해무인잠수정의 선수 및 선미에 위치한 부력제어모듈(700)에 의하여 형성되는 각각의 부력이 서로 일치하지 않는 경우에는 심해무인잠수정은 종방향으로 기울어지며 이러한 종동요각은 양측부력의 차이에 비 례하게 된다. 이와 마찬가지로, 심해무인잠수정의 좌현 및 우현에 위치한 부력제어모듈(700)에 의하여 형성되는 각각의 부력이 서로 일치하지 않는 경우에는 심해무인잠수정은 횡방향으로 기울어지며 이러한 횡동요각은 양측 부력의 차이에 비례하게 된다. 이로써 본 발명에 따른 부력 및 자세 조절시스템은 심해무인잠수정의 종방향 또는 횡방향의 부력 차이를 임의로 유발시켜 일정한 종동요각 또는 횡동요각을 형성하도록 제어하거나 원하지 않는 종방향 또는 횡방향의 트림이 발생할 경우에는 이를 보상하여 원상복귀 시킬 수도 있게 되는 것이다.In this case, the buoyancy and attitude control system of the deep sea unmanned submersible, as shown in Figure 6, the buoyancy of the buoyancy applied to the athlete and the stern of the deep sea unmanned submersible by the buoyancy control module 700 located in the stern and the stern By controlling the change, it controls the driven angle of the deep sea unmanned submersible, while the buoyancy control module 700 located at the port and starboard of the deep sea unmanned submersible controls the buoyancy change applied to the port and starboard of the deep sea unmanned submersible. It will control the roll angle of the submersible. That is, when the buoyancy and stern of the deep sea unmanned submersible and each buoyancy formed by the buoyancy control module 700 located in the port and starboard coincide with each other, the deep sea unmanned submersible is not shaken in any direction to maintain the equilibrium state. do. However, if the buoyancy formed by the buoyancy control module 700 located at the fore and aft of the deep sea unmanned submersible does not coincide with each other, the deep sea unmanned submersible is inclined in the longitudinal direction and the driven angle is dependent on the difference between the two sides buoyancy. It is proportionate. Similarly, when the buoyancy formed by the buoyancy control module 700 located in the port and starboard of the deep sea unmanned submersible do not coincide with each other, the deep sea unmanned submersible tilts in the transverse direction and the transverse yaw angle is the difference between the two buoyancy. Will be proportional to Thus, the buoyancy and posture adjustment system according to the present invention arbitrarily causes the buoyancy difference in the longitudinal or transverse direction of the deep-sea unmanned submersible to control to form a constant driven or transverse yaw angle or the unwanted longitudinal or transverse trim If it occurs, it can be compensated and restored.

한편, 심해무인잠수정의 선수미에 배치된 부력제어모듈(700)을 독립적으로 제어해서 부력차를 형성하게 되면 심해무인잠수정은 평형상태에 이르러 일정한 종동요각을 형성하게 되는데, 이때 두 부력제어모듈(700)의 부력을 합친 양이 중성부력에 해당할 경우에는 심해무인잠수정은 움직임이 없는 정지 상태에서 종동요각만을 형성하게 된다. 반면에, 두 부력제어모듈(700)의 부력을 합친 양이 중성부력에 비해 양이나 음의 부력이 되는 경우에는 심해무인잠수정은 일정한 종동요각을 유지한 상태에서 상승 또는 하강운동을 하게 되는데, 이때 심해무인잠수정은, 도 7에 도시된 바와 같이, 선체에 작용하는 양력에 의하여 물 속을 일정 거리만큼 전진하면서 상승 또는 하강(수중 글라이더 유영)하게 된다. 이러한 수중 글라이더 유영을 반복적으로 이용하면 심해무인잠수정은 베터리를 많이 소모하는 추진기에 크게 의존하지 않고서도 오랜 기간 동안 넓은 영역의 수중 탐사를 지속할 수 있게 된다. 추진기를 이용하는 일반적인 무인잠수정의 운용 시간이 약 10시간 정도 밖에 안 되는 것에 비해 본 발명에 따른 부력 및 자세 조절시스템을 이용하는 무인잠수정인 수중 글라이더는 수개월 동안 해양 탐사를 수행할 수 있어 에너지 효율 면에서 혁혁한 개선의 효과를 보인다. 한정된 배터리 용량에 의존하는 대부분의 수중 운동체에 있어서 에너지 효율은 그 성능을 결정하는 가장 중요한 요소 중의 하나인 것이다.On the other hand, if the buoyancy control module 700 is independently controlled to control the buoyancy control module 700 disposed in the bow of the deep-sea unmanned submersible to form a buoyancy difference, the deep-sea unmanned submersible reaches an equilibrium state to form a constant driven angle, two buoyancy control module ( If the combined buoyancy of 700) is the neutral buoyancy, the deep sea unmanned submersible will form only the driven angle at rest without motion. On the other hand, when the combined buoyancy of the two buoyancy control module 700 becomes positive or negative buoyancy compared to the neutral buoyancy, the deep sea unmanned submersible is to move up or down while maintaining a constant driven angle, At this time, the deep-sea unmanned submersible, as shown in Figure 7, by the lifting force acting on the hull ascends or descends the water by a predetermined distance (underwater glider swimming). Repeated use of these underwater glider streams allows the deep sea unmanned submersibles to continue exploring a wide range of underwater explorations over long periods of time without relying on battery-consuming propellers. The operation time of a general unmanned submersible using a propeller is only about 10 hours, whereas the underwater glider, which is an unmanned submersible using a buoyancy and attitude control system according to the present invention, can perform marine exploration for several months, which is innovative in terms of energy efficiency. It shows the effect of improvement. For most aquatic vehicles that rely on limited battery capacity, energy efficiency is one of the most important factors determining their performance.

또한, 본 발명과 같이 추진기를 이용하지 않는 심해무인잠수정을 해저면 관측에 사용할 경우에는 해저 연약 지반을 교란시키지 않고 조용하게 수직 방향 운동을 유발할 수 있어 깨끗한 시계를 확보한 상태에서 관측을 수행할 수 있는 특장점이 발생한다.In addition, when the deep sea unmanned submersible, which does not use a propeller, is used for seabed observation as in the present invention, it can quietly induce vertical movement without disturbing the soft ground of the sea, so that the observation can be performed with a clean field of view. Advantages arise.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications, changes, and substitutions may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by the embodiments and the accompanying drawings. . The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치 및 시스템에 의하면, 심해무인잠수정은 최소한의 공간에 당해 부력 및 자세 조절장 치 및 시스템을 설치함으로써 2100미터 이상의 심해에서도 높은 해수압을 이기고 구동을 위한 충분한 부력을 확보할 수 있으며, 이와 동시에 필요한 부력을 정밀하고 신속하게 제어할 수 있게 된다. As described above, according to the buoyancy and attitude adjustment apparatus and system of the deep sea unmanned submersible according to the present invention, the deep sea unmanned submersible has a high seawater even in the deep sea of more than 2100 meters by installing the buoyancy and attitude control device and system in a minimum space Sufficient buoyancy for driving pressure can be obtained, while at the same time precisely and quickly controlling the required buoyancy.

나아가 본 발명에 따른 부력 및 자세 조절장치 및 시스템은 부력을 변화시켜 잠수정의 추진력을 만들어 내기 때문에 기존에 추진기의 구동에 의존하여 이동하던 잠수정에 비하여 에너지 효율 면에서 혁혁한 개선의 효과를 보임과 동시에, 본 발명에 따른 심해무인잠수정을 해저면 관측에 사용할 경우에는 해저 연약 지반을 교란시키지 않고 조용하게 수직 방향 운동을 유발할 수 있어 깨끗한 시계를 확보한 상태에서 관측을 수행할 수 있는 특장점이 발생한다.Furthermore, since the buoyancy and posture control device and system according to the present invention change the buoyancy to create the propulsion force of the submersible, while showing a significant improvement in energy efficiency in terms of energy efficiency compared to the submersible previously moved depending on the driving of the propeller, When the deep sea unmanned submersible according to the present invention is used for the observation of the bottom surface, the vertical movement can be quietly induced without disturbing the soft ground of the sea, so that the observation can be performed in the state of securing a clean field of view.

본 발명의 다른 효과는, 이상에서 설명한 실시예 및 본 발명의 청구범위에 기재된 사항뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내에서 발생할 수 있는 효과 및 산업 발전에 기여하는 잠정적 장점의 가능성들에 의해 보다 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.Other effects of the present invention, as well as those described in the above-described embodiments and claims of the present invention, as well as potential effects that may occur within the range that can be easily estimated therefrom and potential advantages that contribute to industrial development It will be added that it will be covered by a wider scope.

Claims (25)

심해무인잠수정 내부에 유압회로를 형성하고 이러한 유압회로의 작동에 의하여 심해에서의 높은 해수압을 이기고 필요한 부력을 정밀하고 신속하게 확보하고 제어할 수 있도록 하는 부력 및 자세 조절장치에 있어서,In the buoyancy and attitude control device to form a hydraulic circuit inside the deep-sea unmanned submersible and to overcome the high seawater pressure in the deep sea by the operation of such a hydraulic circuit, to secure and control the necessary buoyancy precisely and quickly, 심해의 외부수압을 이용하여 유압회로의 기준압력을 제공하는 수압 보상 레저버(100);A hydraulic pressure compensation reservoir 100 which provides a reference pressure of the hydraulic circuit using external water pressure in the deep sea; 상기 수압 보상 레저버(100)로부터 확보한 기준압력을 더욱 가압하여 동력전달부(300)의 작동압력을 형성하는 마이크로 펌프(200);A micro-pump 200 which further pressurizes the reference pressure secured from the hydraulic pressure compensation reservoir 100 to form an operating pressure of the power transmission unit 300; 상기 마이크로 펌프(200)로부터 제공된 작동압력에 의하여 전후방향으로 운동하면서 이로 인한 운동력을 부력조절부(400)로 전달하는 동력전달부(300);A power transmission unit 300 that moves in the front and rear directions by the operating pressure provided from the micro pump 200 and transmits the resulting movement force to the buoyancy control unit 400; 상기 동력전달부(300)가 전진운동을 하면 이와 연계하여 부피가 증가하고 이와 반대로 상기 동력전달부(300)가 후진운동을 하면 이와 연계하여 부피가 감소함으로써 결과적으로 심해무인잠수정에 작용하는 전체적인 부력의 변화를 조절하는 부력조절부(400); 및When the power transmission unit 300 moves forward, the volume increases in connection with this. On the contrary, when the power transmission unit 300 moves backward, the volume decreases in connection with this, resulting in the overall buoyancy acting on the deep sea unmanned submersible. Buoyancy control unit 400 to adjust the change of; And 상기 마이크로 펌프(200) 및 상기 동력전달부(300) 사이에 위치하며 이들 상호간의 유체(기름) 흐름을 차단하여 상기 동력전달부(300)의 왕복운동을 정지시키거나 또는 이들 상호간의 유체(기름) 흐름을 연결하되 그 흐름의 방향을 이원적으로 변화시켜 상기 동력전달부(300)가 전진 또는 후진운동을 하도록 제어하는 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)Located between the micro pump 200 and the power transmission unit 300 to block the flow of fluid (oil) between each other to stop the reciprocating motion of the power transmission unit 300 or the fluid (oil) 3 Position 4 Way proportional control valve 500 for connecting the flow but changing the direction of the flow to control the power transmission unit 300 to move forward or backward 를 포함하는 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치.Buoyancy and posture control device of the deep sea unmanned submersible. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수압 보상 레저버(100)는,The hydraulic pressure compensation reservoir 100, 일 끝단면이 개방되어 있는 수압 보상 레저버 실린더(110); 및 A hydraulic pressure compensation reservoir cylinder 110 having one end surface opened; And 상기 수압 보상 레저버 실린더(110) 내부를 다시 두 개의 공간으로 구분하되 일측 공간(g)은 개방된 공간으로서 수중에 노출되도록 하고 타측 공간(f)은 밀폐된 공간으로서 유압회로에 연결되도록 구분하는 수압 보상 레저버 피스톤(120)The interior of the hydraulic pressure compensation reservoir cylinder 110 is divided into two spaces again, where one side space g is exposed to the water as an open space and the other space f is connected to the hydraulic circuit as a closed space. Hydraulic pressure compensation reservoir piston (120) 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치.Buoyancy and posture control device of the deep-sea unmanned submersible, characterized in that comprises a. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 수압 보상 레저버(100)는,The hydraulic pressure compensation reservoir 100, 상기 수압 보상 레저버 실린더(110)의 일측 공간(g)에 작용하는 수압에 의하여 상기 수압 보상 레저버 피스톤(120)이 상기 수압 보상 레저버 실린더(110)의 타측 공간(f)으로 이동하다가 평형상태에 도달하면 상기 수압 보상 레저버 실린더(110)의 타측 공간(f) 내부에 형성된 수압을 상기 마이크로 펌프(200)에 전달함으로써 심해의 외부수압을 유압회로의 기준압력으로 이용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치.The hydraulic pressure compensation reservoir piston 120 moves to the other side space f of the hydraulic pressure compensation reservoir cylinder 110 by the hydraulic pressure acting on the one side space g of the hydraulic pressure compensation reservoir cylinder 110. When the state is reached, it is possible to use the external water pressure of the deep sea as a reference pressure of the hydraulic circuit by transmitting the water pressure formed in the other space f of the water pressure compensation reservoir cylinder 110 to the micro pump 200. Buoyancy and attitude control device of deep sea unmanned submersible. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 마이크로 펌프(200)는,The micro pump 200, 크기가 작고 모터에 의해서 구동되는 것을 특징을 하는 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치.Buoyancy and attitude control device of the deep sea UAV submersible, characterized in that it is small in size and driven by a motor. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 동력전달부(300)는,The power transmission unit 300, 상기 마이크로 펌프(200)로부터 흘러들어오는 유체(기름)를 수용하는 밀폐된 공간으로 이루어진 유압실린더(310);Hydraulic cylinder 310 made of a closed space for receiving the fluid (oil) flowing from the micro pump 200; 상기 유압실린더(310) 내부를 다시 두 개의 밀폐된 공간(a, b)으로 구분하며 양 공간의 압력 차이에 의하여 형성된 유압에 의하여 전진방향 또는 후진방향으로 운동하는 유압피스톤(320); 및A hydraulic piston (320) which divides the inside of the hydraulic cylinder (310) into two closed spaces (a, b) again and moves in a forward or backward direction by hydraulic pressure formed by the pressure difference between the two spaces; And 상기 유압피스톤(320)의 운동력을 부력조절부(400)로 전달하는 유압피스톤축(330)Hydraulic piston shaft 330 for transmitting the kinetic force of the hydraulic piston 320 to the buoyancy control unit 400 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치.Buoyancy and posture control device of the deep-sea unmanned submersible, characterized in that comprises a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 부력조절부(400)는,The buoyancy control unit 400, 상기 유압피스톤축(330)과 연결되어 있어 상기 유압피스톤(320)과 동일한 방 향 및 거리만큼 전진 또는 후진운동을 하는 부력조절피스톤(410); 및Buoyancy control piston 410 is connected to the hydraulic piston shaft 330 to move forward or backward by the same direction and distance as the hydraulic piston 320; And 중공(中空) 실린더 형상으로 이루어져 있어 상기 부력조절피스톤(410)을 몸체 내부에 포함하되, 몸체의 양측 끝단면에는 개방구가 형성되어 있어 일측 개방구를 통해서는 상기 유압피스톤축(330)이 전진하여 몸체 내부로 들어오거나 후진하여 몸체 외부로 나갈 수 있도록 함과 동시에 타측 개방구로는 상기 부력조절피스톤(410)이 전진하여 몸체 외부로 나가거나 후진하여 몸체 내부로 들어올 수 있도록 하는 부력조절실린더(420)It is made of a hollow cylinder shape to include the buoyancy control piston 410 inside the body, the openings are formed on both end surfaces of the body through the one opening the hydraulic piston shaft 330 is advanced The buoyancy control cylinder 420 allows the buoyancy control piston 410 to move forward or outward to the outside of the body and to enter the body by allowing the other opening to move forward or outward to the outside. ) 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치.Buoyancy and posture control device of the deep-sea unmanned submersible, characterized in that comprises a. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 부력조절부(400)는,The buoyancy control unit 400, 상기 부력조절피스톤(410)이 상기 부력조절실린더(420)의 몸체 외부로 나오는 경우에는 이에 해당하는 만큼의 체적 증가량을 심해무인잠수정에 작용하는 양의 부력으로 이용하고, 상기 부력조절피스톤(410)이 상기 부력조절실린더(420)의 몸체 내부로 들어가는 경우에는 이에 해당하는 만큼의 체적 감소량을 심해무인잠수정에 작용하는 음의 부력으로 이용함으로써 심해무인잠수정에 작용하는 전체적인 부력의 변화를 조절하는 것을 특징으로 하는 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치.When the buoyancy control piston 410 comes out of the body of the buoyancy control cylinder 420, the volume increase amount corresponding to the buoyancy control piston 410 is used as a buoyancy amount acting on the deep sea unmanned submersible, and the buoyancy control piston 410 When entering the body of the buoyancy control cylinder 420, by using the amount of volume reduction corresponding to the negative buoyancy acting on the deep sea unmanned submersible to control the change of the overall buoyancy acting on the deep sea unmanned submersible Buoyancy and attitude control device of deep sea unmanned submersible. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 부력조절실린더(420)는,The buoyancy control cylinder 420, 양측의 개방구를 막고 있는 상기 유압피스톤축(330) 및 상기 부력조절피스톤(410)에 의하여 그 내부 공간(S)이 외부와 차단되고 밀폐되는 실린더의 몸체가 외부에서 가해지는 심해의 높은 수압을 견딜 수 있도록 하는 내압용기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치.By the hydraulic piston shaft 330 and the buoyancy adjustment piston 410 blocking the opening on both sides of the high pressure of the deep sea that the inner space (S) is blocked from the outside and the body of the cylinder is sealed from the outside Buoyancy and attitude adjustment device of the deep-sea unmanned submersible, characterized in that consisting of a pressure-resistant container to withstand. 제 6 항 또는 제 8 항에 있어서,The method of claim 6 or 8, 상기 부력조절실린더(420)는,The buoyancy control cylinder 420, 외부와 차단되고 밀폐되는 내부 공간(S)이 압축공기로 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치.Buoyancy and attitude adjustment device of the deep sea unmanned submersible, characterized in that the inner space (S) is blocked and sealed to the outside is filled with compressed air. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 부력조절피스톤(410)은,The buoyancy adjustment piston 410, 그 몸체가 외부에서 가해지는 심해의 높은 수압을 견딜 수 있도록 하는 내압용기로 이루어지며, 몸체의 내부에는 별도의 내부 공간(P)을 두는 것을 특징으로 하는 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치.Buoyancy and posture control device of the deep sea unmanned submersible, characterized in that the body is made of a pressure-resistant container that can withstand the high water pressure of the deep sea applied from the outside, the body has a separate inner space (P). 제 6 항 또는 제 10 항에 있어서,The method of claim 6 or 10, 상기 부력조절피스톤(410)은,The buoyancy adjustment piston 410, 외부와 차단되고 밀폐되는 내부 공간(P)이 압축공기로 충진되거나 물보다 밀 도가 낮은 유체로 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치.Buoyancy and attitude control device of the deep sea unmanned submersible, characterized in that the inner space (P) is blocked and sealed to the outside is filled with compressed air or filled with a fluid of less density than water. 제 6 항 또는 제 8 항에 있어서,The method of claim 6 or 8, 상기 부력조절부(400)는,The buoyancy control unit 400, 상기 부력조절실린더(420)의 내부 공간(S) 양측 개방구에 다이나믹 실링(430)을 부착함으로써, 상기 유압피스톤축(330) 및 상기 부력조절피스톤(410)의 전진 또는 후진운동이 원활하게 이루어지도록 하는 한편 상기 유압피스톤축(330) 및 상기 부력조절피스톤(410)이 움직이는 경우에도 계속적으로 상기 부력조절실린더(420)의 내부 공간(S)이 외부로부터 완전히 차단되고 밀폐되도록 하는 것을 특징으로 하는 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치.By attaching a dynamic seal 430 to both openings of the inner space S of the buoyancy control cylinder 420, the forward or backward movement of the hydraulic piston shaft 330 and the buoyancy control piston 410 is made smoothly. Meanwhile, even when the hydraulic piston shaft 330 and the buoyancy adjustment piston 410 are moved, the internal space S of the buoyancy control cylinder 420 is completely blocked from the outside and sealed. Buoyancy and posture control device of deep sea unmanned submersible. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 부력조절부(400)는,The buoyancy control unit 400, 상기 부력조절피스톤(410)이 최대한으로 전진하더라도 상기 부력조절실린더(420)를 완전히 이탈하여 외부로 빠져나오지는 않도록 하는 것을 특징으로 하는 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치.Buoyancy and posture adjustment device of the deep sea unmanned submersible, characterized in that even if the buoyancy control piston 410 is advanced to the fullest to leave the buoyancy control cylinder 420 does not come out to the outside. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 부력조절피스톤(410) 및 부력조절실린더(420)는,The buoyancy control piston 410 and buoyancy control cylinder 420, 그 단면 형상이 원형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치.Buoyancy and attitude adjustment device of the deep sea unmanned submersible, characterized in that the cross-sectional shape is circular. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)는,The 3 Position 4 Way proportional control valve 500, 각각의 역할을 달리하는 세 개의 구획(c, d, e)으로 이루어져 있는 바, d 구획을 유압회로 상에 위치시킴으로써 상기 마이크로 펌프(200) 및 상기 동력전달부(300) 상호간의 유체(기름) 흐름을 차단하는 한편 c 또는 e 구획을 유압회로 상에 위치시킴으로써 상기 마이크로 펌프(200) 및 상기 동력전달부(300) 상호간의 유체(기름) 흐름을 연결하는 것을 특징으로 하는 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치.It consists of three compartments (c, d, e), each of which plays a different role, and the fluid (oil) between the micropump 200 and the power transmission unit 300 by placing the d compartment on the hydraulic circuit. Buoyancy of the deep sea unmanned submersible, characterized in that for connecting the flow of fluid (oil) between the micro pump 200 and the power transmission unit 300 by blocking the flow while placing the c or e compartment on the hydraulic circuit Posture Control. 제 5 항 또는 제 15 항에 있어서,The method according to claim 5 or 15, 상기 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)의 c 구획이 유압회로 상에 위치하면 유체(기름)는 상기 동력전달부(300)의 a 공간으로 흘러들어가게 되고 그 결과 상기 동력전달부(300)의 a 공간의 압력이 상기 동력전달부(300)의 b 공간의 압력보다 높아지게 되어 상기 유압피스톤(320)이 전진방향으로 운동하게 되며,When the c section of the 3 Position 4 Way proportional control valve 500 is positioned on the hydraulic circuit, the fluid (oil) flows into a space of the power transmission unit 300, and as a result, the power transmission unit 300 The pressure of the space a becomes higher than the pressure of space b of the power transmission unit 300 so that the hydraulic piston 320 moves in the forward direction, 상기 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)의 e 구획이 유압회로 상에 위치하면 유체(기름)는 상기 동력전달부(300)의 b 공간으로 흘러들어가게 되고 그 결과 상기 동력전달부(300)의 b 공간의 압력이 상기 동력전달부(300)의 a 공간의 압력보 다 높아지게 되어 상기 유압피스톤(320)이 후진방향으로 운동하게 되는 것을 특징으로 하는 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치.When the e section of the 3 Position 4 Way proportional control valve 500 is located on the hydraulic circuit, the fluid (oil) flows into the b space of the power transmission unit 300, and as a result, the power transmission unit 300 The buoyancy and attitude control apparatus of the deep sea unmanned submersible, characterized in that the b space pressure is higher than the pressure of the a space of the power transmission unit 300 to move in the reverse direction. 제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 상기 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)는,The 3 Position 4 Way proportional control valve 500, c 구획 및 e 구획을 흐르는 유체(기름)의 유량을 조절함으로써 상기 유압피스톤(320)의 전진 또는 후진방향의 운동 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치.The buoyancy and attitude control device of the deep sea unmanned submersible, characterized in that for controlling the movement speed in the forward or backward direction of the hydraulic piston 320 by adjusting the flow rate of the fluid (oil) flowing through the c compartment and the e compartment. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)는,The 3 Position 4 Way proportional control valve 500, 상기 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)의 작동 상태를 전기적 신호에 의하여 제어하는 제어용 컴퓨터(510)를 추가로 포함하되,Further comprising a control computer 510 for controlling the operating state of the 3 Position 4 Way proportional control valve 500 by an electrical signal, 상기 제어용 컴퓨터(510)는 상기 부력조절피스톤(410)이 수압의 변화에 의하여 전진하거나 또는 후진함으로써 부력의 변화가 발생하면 이러한 부력의 변화량을 데이터로 입력받는 한편 당해 데이터에 근거하여 상기 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)의 구획을 미세하게 변화시킴으로써 변화된 부력을 자동적으로 보상하는 것을 특징으로 하는 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치.The control computer 510 receives the change amount of the buoyancy as data when the buoyancy adjustment piston 410 is moved forward or backward due to the change in the water pressure, and the change amount of the buoyancy is inputted as data. The buoyancy and attitude control device of the deep sea unmanned submersible, characterized in that by automatically changing the section of the proportional control valve 500 to automatically compensate for the changed buoyancy. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 제어용 컴퓨터(510)는,The control computer 510, 상기 부력조절피스톤(410)의 움직임이 없어 심해무인잠수정의 부력이 일정하게 유지되는 경우에는 상기 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)의 d 구획이 유압회로 상에 위치하도록 하고, 상기 부력조절피스톤(410)이 후진방향으로 움직임으로써 심해무인잠수정의 부력이 감소하게 되는 경우에는 상기 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)의 c 구획이 유압회로 상에 위치하도록 하며, 상기 부력조절피스톤(410)이 전진방향으로 움직임으로써 심해무인잠수정의 부력이 증가하게 되는 경우에는 상기 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)의 e 구획이 유압회로 상에 위치하도록 함으로써 변화된 심해무인잠수정의 부력을 자동적으로 보상하는 것을 특징으로 하는 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치.When the buoyancy of the deep sea unmanned submersible is kept constant because there is no movement of the buoyancy adjustment piston 410, the d section of the 3 Position 4 Way proportional control valve 500 is positioned on the hydraulic circuit, and the buoyancy adjustment piston When the buoyancy of the deep sea unmanned submersible is reduced by moving in the backward direction, the c section of the 3 Position 4 Way proportional control valve 500 is positioned on the hydraulic circuit, and the buoyancy adjustment piston 410 is moved. When the buoyancy of the deep sea unmanned submersible increases by moving in this forward direction, the e-section of the 3 Position 4 Way proportional control valve 500 is positioned on the hydraulic circuit to automatically compensate for the changed buoyancy of the deep sea unmanned submersible. Buoyancy and attitude adjustment device of the deep sea unmanned submersible. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치는,Buoyancy and posture control device of the deep sea unmanned submersible, 유압회로의 압력이 최대 허용압력 이상으로 증가하는 경우에 유체(기름)를 상기 수압 보상 레저버(100)의 타측 공간(f)으로 흘려보냄으로써 유압회로의 적정압력을 유지하는 릴리프 밸브(600)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절장치.Relief valve 600 for maintaining a proper pressure of the hydraulic circuit by flowing a fluid (oil) to the other space (f) of the hydraulic pressure compensation reservoir 100 when the pressure of the hydraulic circuit increases above the maximum allowable pressure Buoyancy and posture adjustment device of the deep-sea unmanned submersible further comprising a. 상기 수압 보상 레저버(100);The hydraulic pressure compensation reservoir 100; 상기 마이크로 펌프(200); 및The micro pump 200; And 상기 동력전달부(300), 상기 부력조절부(400) 및 상기 3 Position 4 Way 비례제어 밸브(500)를 포함하여 이루어지는 다수개의 부력제어모듈(700)을 포함하여 이루어지며,It comprises a plurality of buoyancy control module 700 including the power transmission unit 300, the buoyancy control unit 400 and the 3 Position 4 Way proportional control valve 500, 상기 각각의 부력제어모듈(700)에 의해 개별적으로 조절되는 부력의 상호작용에 의하여 심해무인잠수정의 종방향 또는 횡방향의 자세를 제어하는 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절시스템.Buoyancy and posture control system of the deep sea unmanned submersible to control the posture in the longitudinal or transverse direction of the deep sea unmanned submersible by the interaction of the buoyancy individually controlled by each buoyancy control module (700). 제 21 항에 있어서,The method of claim 21, 상기 각각의 부력제어모듈(700)은,Each buoyancy control module 700, 하나의 수압 보상 레저버(100) 및 마이크로 펌프(200)에 의하여 통합적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절시스템.Buoyancy and attitude control system of the deep-sea unmanned submersible, characterized in that it is integrally controlled by one hydraulic pressure compensation reservoir (100) and micro-pump (200). 제 21 항에 있어서,The method of claim 21, 상기 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절시스템은,The buoyancy and posture control system of the deep sea unmanned submersible, 유압회로의 압력이 최대 허용압력 이상으로 증가하는 경우에 유체(기름)를 상기 수압 보상 레저버(100)의 타측 공간(f)으로 흘려보냄으로써 유압회로의 적정압력을 유지하는 릴리프 밸브(600)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절시스템.Relief valve 600 for maintaining a proper pressure of the hydraulic circuit by flowing a fluid (oil) to the other space (f) of the hydraulic pressure compensation reservoir 100 when the pressure of the hydraulic circuit increases above the maximum allowable pressure Buoyancy and posture control system of the deep-sea unmanned submersible further comprising a. 제 21 항에 있어서,The method of claim 21, 상기 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절시스템은,The buoyancy and posture control system of the deep sea unmanned submersible, 심해무인잠수정의 선수 및 선미에 각각 하나씩의 부력제어모듈(700)이 대칭적으로 위치하는 한편 좌현 및 우현에도 각각 하나씩의 부력제어모듈(700)이 대칭적으로 위치하는 것을 특징으로 하는 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절시스템.The deep sea unmanned submersible, characterized in that one buoyancy control module 700 is positioned symmetrically on the bow and stern of the deep sea unmanned submersible, while one buoyancy control module 700 is located symmetrically on the port and starboard, respectively. Buoyancy and posture control system. 제 21 항 또는 제 24 항에 있어서,The method of claim 21 or 24, 상기 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절시스템은,The buoyancy and posture control system of the deep sea unmanned submersible, 심해무인잠수정의 선수 및 선미에 위치한 부력제어모듈(700)에 의하여 심해무인잠수정의 선수 및 선미에 가해지는 부력의 변화를 조절함으로써 심해무인잠수정의 종동요각을 제어하는 한편 심해무인잠수정의 좌현 및 우현에 위치한 부력제어모듈(700)에 의하여 심해무인잠수정의 좌현 및 우현에 가해지는 부력의 변화를 조절함으로써 심해무인잠수정의 횡동요각을 제어하는 것을 특징으로 하는 심해무인잠수정의 부력 및 자세 조절시스템.The buoyancy control module 700 located in the bow and stern of the deep sea unmanned submersible controls the driven angle of the deep sea unmanned submersible by controlling the change of buoyancy applied to the bow and stern of the deep sea unmanned submersible, while The buoyancy and posture control system of the deep sea unmanned submersible, characterized by controlling the lateral oscillation angle of the deep sea unmanned submersible by controlling the change of the buoyancy applied to the port and starboard of the deep sea UAV .
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