KR102180109B1 - 블럭형 자가발전 어구 표시 부이 - Google Patents

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배진호
이병걸
강태석
김문관
홍성완
고형범
김태정
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제주대학교 산학협력단
제주특별자치도(제주특별자치도해양수산연구원장)
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    • A01K75/04—Floats
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Abstract

본 발명에 의한 블럭형 자가발전 어구 표시 부이는, 무선통신이 가능한 본체부, 상기 본체부 하측에 구비되며, 상기 본체부가 구동되도록 전기 에너지를 생산하고, 공급하는 자가 발전부를 포함하며, 상기 자가 발전부는, 외부로부터 충격력을 인가받았을 때 전기 에너지를 생산하는 자가 전력 나노발전기와, 파도에 의해 움직여 상기 자가 전력 나노발전기에 충격력을 인가하는 기계적 운동 에너지 장치와, 상기 자가 전력 나노발전기에서 생산된 전기 에너지를 저장하고 상기 저장된 전기 에너지를 상기 본체부에 공급하는 충전용 배터리가 순차적으로 적층된 것을 특징으로 한다.

Description

블럭형 자가발전 어구 표시 부이{Block type self-powered fishing gear buoy}
본 발명은 자가 발전이 가능한 어구 표시 부이에 관한 것으로, 구체적으로는 자가 발전부와 블럭형태로 결합되어 무선충전이 가능한 블럭형 자가발전 어구 표시 부이에 관한 것이다.
어업은 세계의 많은 지역에서 식품의 주요한 원천이다. 어부는 이러한 식품 생산 요구를 만족시키기 위해 다양한 방법으로 생선을 잡는 역할을 한다. 어부들은 어업 활동 동안 강풍, 안개 그리고 해일과 같은 많은 장애에 자주 노출된다. 이러한 장애들은, 어망의 손실을 초래하며, 어구의 정확한 위치를 찾을 수 없게 하는 문제점도 가져온다. 이러한 현실적인 상황은 어부들에게 큰 손실을 가져올 뿐만 아니라 바다를 플라스틱으로 오염시킨다는 문제점도 있다.
최근까지 어부들의 어업 활동을 돕는 다양한 전자 장치들이 개발되어 왔다. 하지만, 이러한 전자 장치들은 가격이 비싸고, 배터리/에너지원의 잦은 교환이 요구된다는 단점이 있다. 때문에, 소규모 어업을 영위하는 어부들은 현실적으로 어업활동에 이러한 종류의 전기 장치들을 사용할 여유가 없다.
최근, 세계 곳곳의 여러 과학자들은 과거 전통적인 나노발전기인 피에조전기 나노발전기 (Piezoelectric Nanogenerator, PENG) 뿐만 아니라 마찰전기 나노 발전기(Triboelectric Nanogenerator, TENG)에 대한 연구를 진행하고 있다. 특히, 효율성과 내구성이 우수한 TENG의 개발과 이를 활용한 자가 동력 장치를 개발하기 위한 연구에 관심이 집중되고 있다. 마찰전기 나노 발전기는 블루 에너지(blue energy), 생체 역학 에너지, 풍력, 진동 에너지와 같은 다양한 종류의 에너지를 회수하는 효율적인 에너지 수확 기술이다.
최근 보고된 전자 발전기에 기반한 물결파 에너지 스캔빈저는 육중한 구리 코일, 자석 그리고 손잡이로 만들어졌다. 본 발명의 발명자들은 이러한 구성은 발전기를 크고, 무거우며 가격이 비싸지도록 한다고 판단했다. 반면에, TENG 장치는 상대적으로 저렴하고 휴대가 간편하며 무게도 무시할 수 있을 정도로 가볍게 장치가 구성될 수 있도록, 단순하고 가벼운 물질 그리고 이러한 물질을 지지하는 기질 재료로 만들어진다. 따라서, TENG과 전자 장치와의 효율적인 통합으로, 휴대 가능한 장치의 동력 문제는 해결될 수 있을 것이고, 그것은 또한 자가 동력 장치에 새로운 길을 열어줄 것이라는 점을 인식하고 본 발명을 완성했다.
KR 10-2013-0099329(2013.09.06)
본 발명의 목적은, 무선통신을 통해 해상에 포설된 어구 표시 부이에 대한 모니터링이 가능하고, 상기 어구 표시 부이가 해수면 밑으로 가라앉았을 때 이를 즉시 검출하여 무선통신을 통해 전파하여 어구 설치자 등에 의한 즉각적인 구제를 가능케 하는 블럭형 자가발전 어구 표시 부이를 제공하는 것이다.
본 발명에 의한 블럭형 자가발전 어구 표시 부이는, 무선통신이 가능한 본체부, 상기 본체부 하측에 구비되며, 상기 본체부가 구동되도록 전기 에너지를 생산하고, 공급하는 자가 발전부를 포함하며, 상기 자가 발전부는, 외부로부터 충격력을 인가받았을 때 전기 에너지를 생산하는 자가 전력 나노발전기와, 파도에 의해 움직여 상기 자가 전력 나노발전기에 충격력을 인가하는 기계적 운동 에너지 장치와, 상기 자가 전력 나노발전기에서 생산된 전기 에너지를 저장하고 상기 저장된 전기 에너지를 상기 본체부에 공급하는 충전용 배터리가 순차적으로 적층된 것을 특징으로 한다.
상기 본체부에 착탈 가능한 구조로 결합되는 제1 무선전력송신부와, 상기 자가 발전부에 착탈 가능한 구조로 결합되는 제2 무선전력송신부와, 상기 제1 무선전력송신부와 제2 무선전력송신부를 결합시키는 결합부재를 더 포함한다.
상기 자가 전력 나노발전기는, 마찰대전 나노발전기(TENG), 압전 나노발전기(PNG), 또는 마찰대전 나노발전기(TENG)와 압전 나노발전기(PNG)가 적층된 형태의 하이브리드 나노발전기 중 1종일 수 있다.
상기 기계적 운동에너지 장치는, 상기 자가 전력 나노발전기의 상면을 덮도록 결합되고, 내부에 공간이 구비된 하우징, 상기 하우징 내부에 배치되어 상기 자가 전력 나노발전기의 상면에 충격력을 가하는 가압부를 포함한다.
상기 가압부는 다수 개의 구슬일 수 있다.
상기 가압부는 상기 하우징의 내부공간 천장에 고정되는 고정바, 중단이 상기 고정바에 힌지결합되어 길이방향 양측이 상기 자가 전력 나노발전기의 상면에 충격력을 가하는 누름바를 포함할 수 있다.
상기 통신이 가능한 본체부는, 스마트기기와 무선 송수신이 가능한 송수신부와, 상기 부이의 위치가 식별되도록 발광하는 LED등, 배터리 표시 장치 및 해수면의 온도 및 압력을 감지하는 온도압력 센서를 포함하는 통신 센서 제어부와, 상기 자가 발전부로부터 공급받은 전기 에너지를 충전하고, 상기 송수신부와 상기 통신 센서 제어부에 전기 에너지를 공급하는 배터리 제어부를 포함한다.
상기 통신 센서 제어부는, 상기 온도압력센서와 전기적으로 연결되어 상기 온도압력센서에 감지된 압력이 변화되면 경고 신호를 출력하는 신호 출력장치(Pinger)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 어구 표시 부이 모니터링 시스템은 상기 블럭형 자가발전 어구 표시 부이를 포함한다.
본 발명의 블럭형 자가발전 어구 표시 부이를 이용하면 어구 표시 부이를 스마트 기기 등으로 제어하여 어구의 위치를 쉽게 확인할 수 있는 장점이 있다.
또한, 어구 표시 부이 등을 구동하는 전력 에너지를 자가발전으로 수득하여 배터리를 교체하지 않아도 되는 경제적인 효과가 있다.
또한, 자가 발전기에 구비된 기계적 운동 에너지 장치에 의해 자가 발전기의 전력 에너지를 더욱 효과적으로 생산 및 충전할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블럭형 자가발전 어구 표시 부이를 나타낸 것이다.
도 2a 내지 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 나노발전기를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 나노발전기의 작동원리를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 기계적 운동에너지 장치가 구비된 자가 전력 나노발전기를 타나낸 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기계적 운동에너지 장치가 구비된 자가 전력 나노발전기를 타나낸 것이다.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 약, 실질적으로 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본 발명은 스마트기기와 연결되어 스마트기기로 어구의 위치를 검색 및 제어할 수 있도록 구성된 블럭형 자가발전 어구 표시 부이에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 블럭형 자가발전 어구 표시 부이(1)는, 무선통신이 가능한 본체부(100), 상기 본체부(100) 하측에 구비되며, 상기 본체부(100)가 구동되도록 전기 에너지를 생산하고, 공급하는 자가 발전부(200)를 포함하며, 상기 자가 발전부(200)는, 외부로부터 충격력을 인가받았을 때 전기 에너지를 생산하는 자가 전력 나노발전기(220)와, 파도에 의해 움직여 상기 자가 전력 나노발전기(220)에 충격력을 인가하는 기계적 운동 에너지 장치(240)와, 상기 자가 전력 나노발전기(220)에서 생산된 전기 에너지를 저장하고 상기 저장된 전기 에너지를 상기 본체부(100)에 공급하는 충전용 배터리(260)가 순차적으로 적층된 것을 특징으로 한다.
상기 본체부(100)에 착탈 가능한 구조로 결합되는 제1 무선전력송신부(300)와, 상기 자가 발전부(200)에 착탈 가능한 구조로 결합되는 제2 무선전력송신부(400)와, 상기 제1 무선전력송신부(300)와 제2 무선전력송신부(400)를 결합시키는 결합부재(310)를 더 포함한다.
상기 결합부재(310)는 제1 및 제2 무선전력송신부(300, 400)가 전기적으로 연결되면서 탈부착되도록 전자석의 형태일 수 있다.
상기 자가 발전부(200)는 상기 제1 및 제2 무선전력송신부(300, 400)를 통해 생산 또는 충전되어 있는 전력에너지를 본체부(100)로 전달할 수 있다.
도 2a 내지 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 나노발전기를 나타낸 것이다.
상기 자가 전력 나노발전기(220)는, 마찰대전 나노발전기(TENG), 압전 나노발전기(PNG), 또는 마찰대전 나노발전기(TENG)와 압전 나노발전기(PNG)가 적층된 형태의 하이브리드 나노발전기 중 1종일 수 있다.
상기 마찰대전 나노발전기는, 제1 기판 위에 제1 전극과 마찰대전 활성층을 순차로 포함하는 제1 전극층, 상기 제1 전극층과 마주하되 적어도 일부 면에 간극(gap)을 두고 위치하는 제2 전극을 포함한다.
또한, 상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층의 간극이 형성될 수 있도록 스펀지 재질의 스페이서를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 마찰대전 나노발전기의 제2 전극 하면에 제2 기판을 더 포함할 수 있다.
상기 마찰대전 나노발전기는, 외부로부터의 충격력을 인가받았을 때 마찰대전 활성층을 포함하는 제1 전극과 제2 전극이 접촉과 분리를 반복하는 과정에서 발생하는 전하의 흐름을 이용하여 전기 에너지를 회수할 수 있다.
상기 자가 전력 나노발전기(220)는 서로 전기적으로 다수 개의 마찰대전 나노발전기를 포함할 수 있다. 상기 전기적인 연결은 필요에 따라 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있으며, 유선 또는 무선을 통한 전기적 연결 방법이라면 적용될 수 있으며, 구체적으로 구리 선 등이 적용될 수 있다. 이러한 방법을 통해서 상기 나노발전기로부터 생산되는 전압 또는 전류의 크기를 조절할 수 있다.
상기 마찰대전 나노발전기의 마찰대전 활성층은 PDMS(polydimethylsiloxane), FEP(Fluorinated Ethylene Propylene), PTFE(Polytetrafluoroethylene)으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 PDMS(polydimethylsiloxane)를 포함하는 고분자일 수 있으며, 더 바람직하게는 표면에 미세한 요철을 갖도록 처리된 PDMS 필름일 수 있다.
압전대전 나노발전기의 압전 활성층은 PDMS(polydimethylsiloxane)와 ZNnSnO3가 혼합된 복합필름일 수 있다.
상기 TENG 및 PNG의 작동원리는 통상의 기술이므로 이에 대한 설명은 생략한다.
상기 하이브리드 나노발전기는 상기 마찰대전 나노발전기 상에 압전 나노발전기가 적층되어 구성될 수 있으며, 구체적으로는 상기 제2 전극 상에 압전 활성층을 포함하는 제3 전극이 적층되어 구성되며, 기판을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 전극은 상기 마찰대전 나노발전기의 상부전극과 압전 나노발전기의 하부전극으로 공유된다.
상기 하이브리드 나노발전기의 상기 제1전극, 상기 제2전극, 그리고 제3전극은 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 그리고 니켈(Ni)으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 구리일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 나노발전기의 작동원리를 나타낸 것이다.
도 3을 참조하여 상기 하이브리드 나노발전기의 작동원리를 설명하면, 외부에서 아무런 압력이 가하지 않았을 경우 상부 PENG은 (+, -)로 대전 되어 있고, 오렌지색 전극에는 전계가 형성되어 있다. 그리고 압력을 가할 경우 PENG은 (-, +)로 대전되고 더 압력이 가해지면 가운데 전극과 TENG 표면과 마찰되어 전계가 발생되고, 다시 압력을 풀면서 전자가 방전하면서 전기가 발생된다.
상기 하이브리드 나노발전기는 많은 전류량을 발전시킬 수 있는 PENG와 고전압을 발전시킬 수 있는 TENG을 적층시켜 나노발전기의 성능을 극대화 시키도록 설계된 것이다.
상기 하이브리드 나노발전기는 임의의 수직 응력 하에서, 압전뿐만 아니라 마찰 전기를 발생시킬 수 있는 효과가 있다.
상기 하이브리드 나노발전기는 개방 회로에서 300V의 총 피크 전압, 1MΩ 부하에서 10.41mW/cm2의 전력 밀도 그리고 50Ω 부하에서 16mA/cm2의 최대 단락 전류 밀도를 나타낼 수 있다.
상기 기계적 운동에너지 장치(240)는, 상기 자가 전력 나노발전기(220)의 상면을 덮도록 결합되고, 내부에 공간이 구비된 하우징(241), 상기 하우징 내부에 배치되어 상기 자가 전력 나노발전기(220)의 상면에 충격력을 가하는 가압부(230, 235)를 포함한다.
상기 기계적 운동에너지 장치(240)는 파도의 움직임에 따라 상기 자가 전력 나노발전기(220)의 상면에 충격력을 가할 수 있다.
상기 가압부(230, 235)는 파도의 움직임에 따라 상기 자가 전력 나노발전기(220)의 상면에 충격력을 인가할 수 있다.
구체적으로 상기 기계적 운동에너지 장치(240)는 상기 자가 전력 나노발전기(220) 상측에 적층되어 구성되며, 상기 가압부(230, 235)는 파도의 움직임에 따라 상기 마찰대전 나노발전기의 제2전극 또는 상기 하이브리드 나노발전기의 제3전극에 외력을 가하여 전기 에너지를 회수한다.
상기 자가 전력 나노발전기(220)는 상기 기계적 운동에너지 장치(240)로부터 인가된 충격력에 의해 더욱 효과적으로 전기 에너지를 생산한다.
상기 가압부(230, 235)는 다수 개의 구슬(235)의 형태일 수 있다.
또한, 상기 가압부(230, 235)는 상기 하우징의 내부공간 천장에 고정되는 고정바(231), 중단이 상기 고정바(231)에 힌지결합되어 길이방향 양측이 상기 자가 전력 나노발전기(220)의 상면에 충격력을 가하는 누름바(233)를 포함하는 형태일 수 있다.
상기 가압부(230, 235)가 구슬(235)일 경우 상기 구슬(235)은 파도의 움직임에 따라 상기 하우징(241) 내부를 굴러다니면서 상기 자가 전력 나노발전기(220)의 상면에 충격력을 가할 수 있다.
또한, 상기 구슬(235)은 상기 자가 전력 나노발전기(220) 상면 면적의 25 ~ 50 %를 차지할 수 있으며, 상기 구슬(235)이 상기 자가 전력 나노발전기(220) 상면 면적의 25 % 미만이면, 충격력이 가해지는 효과가 미미할 있으며, 50 %를 초과하면 구슬(235)의 중량으로 인하여 접촉과 분리가 제대로 이루어지지 않을 수 있어 상기한 범위가 바람직하다.
또한, 상기 가압부(230, 235)가 시소 형태일 경우 파도의 움직임에 따라 상기 누름바(232)는 상기 자가 전력 나노발전기(220) 상면에 충격력을 가할 수 있다.
상기 누름바(232)는 고정바(231)와 힌지연결된 것이고, 2 ~ 6 개일 수 있다.
상기 통신이 가능한 본체부(100)는, 스마트기기와 무선 송수신이 가능한 송수신부(130)와, 상기 부이의 위치가 식별되도록 발광하는 LED등, 배터리 표시 장치 및 해수면의 온도 및 압력을 감지하는 온도압력 센서를 포함하는 통신 센서 제어부(120)와, 상기 자가 발전부(200)로부터 공급받은 전기 에너지를 충전하고, 상기 송수신부(130)와 상기 통신 센서 제어부(120)에 전기 에너지를 공급하는 배터리 제어부(110)를 포함한다.
상기 송수신부(130)는 스마트기기와 무선 송수신이 가능한 GPS 수신기와 VHF 안테나가 구비되어 있으며, 상기 GPS 수신기는 GPS 플러터와 송수신 가능한 Automatic identification system(AIS) 주파수 대역인 VHF를 사용할 수 있다.
상기 송수신부는 다수의 GPS 인공위성으로부터 수신된 신호를 분석하고 현재 위치를 파악하여 무선통신으로 GPS 플러터 또는 스마트기기로 전송할 수 있다.
일반적으로는 3개의 위성신호를 포착하면 평면좌표를 구성할 수 있지만, 측정의 정확성 확보를 위하여 최소 4개 이상의 위성신호를 포착하여 평면좌표를 산출하는 것이 바람직하며, GPS신호에는 시각(時刻) 정보가 포함되어 있으므로, 본 발명에서는 별도의 시간검출수단을 구성하지 않아도 시각정보를 포함한 관측 데이터를 구성할 수 있게 된다.
또한, 상기 송수신부(130)는 스마트기기와 무선 송수신이 가능하며, 구체적으로 외부(육지 또는 배안)의 스마트기기와 무선 통신을 이용하여 연결된 것일 수 있으며, 예를 들어 블루투스로 연결되어 페어링되는 것일 수 있다. 상기 스마트기기는 예를 들어 무선연결을 위한 프로그램을 이용하여 상기 위치 표시 부이에 신호를 전달하고 제어하며 어구 표시 부이의 위치를 검색할 수 있다.
상기 스마트기기는 예를들어 노트북, 스마트폰, 스마트워치, 스마트안경 등일 수 있다
또한, 상기 이러한 통신이 가능하도록 상기 송수신부에는 RF 회로로 구성되어 있다.
상기 RF 회로란 radio frequency 즉, 고주파를 통신하기 위한 회로로써, 송신기(입력-변조기-BPF-발진MIX-BPF-전력증폭기-안테나)와 수신기(안테나-BPF-저잡음증폭기-발진MIX-BPF-중간주파증폭기-복조기-출력)으로 구성되며, 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.
더불어, 지상 또는 해수면 상에 네트워크 서버가 추가로 더 설치될 수 있다.
상기 네트워크 서버는 GPS 플러터와 해상 전자장비의 인터페이싱의 표준(National Marine Electronics Association: NMEA 0183)으로 통신하여 블루투스 또는 WiFi로 핸드폰과 통신하여 구글 맵에 어구 표시 부이의 위치를 표시할 수 있어 어선의 어부들이 쉽게 서로 어구 정보를 교환할 수 있다. 또한, 상기 어구 표시 부이의 세팅을 핸드폰, GPS 플러터 등의 원격으로 세팅이 가능하며, 상기 어구 표시 부이를 직접 PC와 연결하여 작동시킬 수 있다.
또한, 상기 통신 센서 제어부(120)는, 상기 온도압력센서(미도시)와 전기적으로 연결되어 있고, 상기 어구 표시 부이가 해수면 밑으로 가라앉을 면 상기 온도압력센서에 의해 변화된 압력을 감지하여 경고 신호를 출력하는 신호 출력장치(Pinger, 미도시)를 더 포함한다.
상기 통신 센서 제어부(120)는 상기 어구 표시 부이의 위치가 식별되도록 발광하는 LED등, 배터리 표시 장치 및 해수면의 온도 및 압력을 감지하는 온도압력 센서를 포함할 수 있다.
상기 LED 등의 경우 예를 들어, LED 조명, 레이저 조명, 적외선 조명, 소리 신호, 초음파 신호 등이 적용될 수 있다.
상기 LED 조명, 레이저 조명, 적외선 조명, 소리 신호, 초음파 신호는 사용자와 떨어져 있는 부이를 손쉽게 찾을 수 있도록 사용자가 위치나 방향을 쉽게 알 수 있는 신호를 표시하는 것이다.
또한, 상기 통신 센서 제어부(120)는 발광 다이오드 모듈, 적외선 발광모듈, 레이저 발광 모듈, 및 초음파 신호 모듈로 이루어진 그룹에서 선택된 1 종 이상을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 배터리 표시 장치(미도시)는 상기 자가 전력 나노발전기(220)에서 생산된 전기 에너지의 상태를 표시하여 상기 자가 전력 나노발전기(220)의 전기 에너지 생산량을 확인할 수 있다.
상기 온도압력센서(미도시)는 해수의 온도를 측정하는 온도센서와 상기 어구 표시 부이가 해수면 밑으로 가라앉을 때 압력을 측정하는 압력센서를 각각 포함할 수 있다. 상기 온도센서와 상기 압력센서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 사항이므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 배터리 제어부(110)에는 상기 어구 표시 부이를 구동시키는 배터리 및 상기 배터리의 용량을 체크 및 충전량을 체크하고 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 블럭형 자가발전 어구 표시 부이(1)는 외장형 배터리(500)를 더 포함할 수 있는데, 상기 외장형 배터리(500)는 제3 무선전력송신부(510)와 탈착이 가능하도록 결합되고, 상기 제1 및 제2 무선전력송신부(300, 400)에 구비된 결합부재(310)와 결합되는 제2 결합부재(520)를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 결합부재(520)는 앞서 설명한 제1 및 제2 무선전력송신부(300, 400)에 구비된 결합부재(310)와 동일한 소재이므로 이에 대한 설명은 생략한다.
또한, 상기 외장형 배터리(500)는 상기 배터리 제어부(110)에서 제어될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 블럭형 자가발전 어구 표시 부이(1)는 충전용 배터리(260)만 구비된 타입과 자가 발전부(200)가 구비된 두가지 타입으로 적용될 수 있다.
즉, 상기 자가 발전부(200)의 충전용 배터리(260), 기계적운동에너지 장치(240), 그리고 자가 전력 나노발전기(220)는 레고블럭 형태로 탈착이 가능하다.
상기 충전용 배터리(260)는 외부로부터 무선으로 배터리를 충전하여 단시간 어구 표시 부이를 사용할 때 적용할 수 있으며, 장시간 어구 표시 부이를 사용하는 경우 기계적 운동 에너지 장치(240)와 자가 전력 나노발전기(220)가 결합된 어구 표시 부이를 적용할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 어구 표시 부이 모니터링 시스템은 상기 블럭형 자가발전 어구 표시 부이(1), 그리고 상기 블럭형 자가발전 어구 표시부이와 이격되며 무선 통신으로 상기 부이에서 발생된 신호를 수신할 수 있는 스마트기기를 포함할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
1: 블럭형 자가발전 어구 표시 부이 100: 본체부
110: 송수신부 120: 통신 센서 제어부
130: 배터리 제어부 200: 자가 발전부
220: 자가 전력 나노발전기 230: 가압부
231: 고정바 232: 누름바
235: 가압부 240: 기계적 운동에너지 장치
241: 하우징 260: 충전용 배터리
300: 제1 무선전력송신부 310: 결합부재
400: 제2 무선전력송신부 500: 외장형 배터리
510: 제3 무선전력송신부 520: 제2 결합부재

Claims (9)

  1. 자가발전부와 전기적으로 연결되어 해중 어구의 위치를 표시하는 부이에 있어서,
    무선통신이 가능한 본체부 및
    상기 본체부 하측에 구비되며, 상기 본체부가 구동되도록 전기 에너지를 생산하고, 공급하는 자가 발전부를 포함하며,
    상기 자가 발전부는, 외부로부터 충격력을 인가받았을 때 전기 에너지를 생산하는 자가 전력 나노발전기와, 파도에 의해 움직여 상기 자가 전력 나노발전기에 충격력을 인가하는 기계적 운동 에너지 장치와, 상기 자가 전력 나노발전기에서 생산된 전기 에너지를 저장하고 상기 저장된 전기 에너지를 상기 본체부에 공급하는 충전용 배터리가 순차적으로 적층된 것이고,
    상기 기계적 운동에너지 장치는,
    상기 자가 전력 나노발전기의 상면을 덮도록 결합되고, 내부에 공간이 구비된 하우징, 상기 하우징 내부에 배치되어 상기 자가 전력 나노발전기의 상면에 충격력을 가하는 가압부를 포함하며,
    상기 가압부는,
    상기 하우징의 내부공간 천장에 고정되는 고정바,
    중단이 상기 고정바에 힌지결합되어 길이방향 양측이 상기 자가 전력 나노발전기의 상면에 충격력을 가하는 누름바를 포함하는 것을 특징으로 하는 블럭형 자가발전 어구 표시 부이.
  2. 제1항에서,
    상기 본체부에 착탈 가능한 구조로 결합되는 제1 무선전력송신부와, 상기 자가 발전부에 착탈 가능한 구조로 결합되는 제2 무선전력송신부와, 상기 제1 무선전력송신부와 제2 무선전력송신부를 결합시키는 결합부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블럭형 자가발전 어구 표시 부이.
  3. 제1항에서,
    상기 자가 전력 나노발전기는, 마찰대전 나노발전기(TENG), 압전 나노발전기(PNG), 또는 마찰대전 나노발전기(TENG)와 압전 나노발전기(PNG)가 적층된 형태의 하이브리드 나노발전기 중 1종인 것을 특징으로 하는 블럭형 자가발전 어구 표시 부이.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에서,
    상기 무선통신이 가능한 본체부는,
    스마트기기와 무선 송수신이 가능한 송수신부와,
    상기 부이의 위치가 식별되도록 발광하는 LED등, 배터리 표시 장치 및 해수면의 온도 및 압력을 감지하는 온도압력 센서를 포함하는 통신 센서 제어부와,
    상기 자가 발전부로부터 공급받은 전기 에너지를 충전하고, 상기 송수신부와 상기 통신 센서 제어부에 전기 에너지를 공급하는 배터리 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 블럭형 자가발전 어구 표시 부이.
  8. 제7항에서,
    상기 통신 센서 제어부는,
    상기 온도압력센서와 전기적으로 연결되어 상기 온도압력센서에 감지된 압력이 변화되면 경고 신호를 출력하는 신호 출력장치(Pinger)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블럭형 자가발전 어구 표시 부이.
  9. 제1항 내지 제3항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항의 블럭형 자가발전 어구 표시 부이를 포함하는 어구 표시 부이 모니터링 시스템.
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