KR20090052923A - 원격제어 수중준설로봇 - Google Patents

원격제어 수중준설로봇 Download PDF

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KR20090052923A
KR20090052923A KR1020070119488A KR20070119488A KR20090052923A KR 20090052923 A KR20090052923 A KR 20090052923A KR 1020070119488 A KR1020070119488 A KR 1020070119488A KR 20070119488 A KR20070119488 A KR 20070119488A KR 20090052923 A KR20090052923 A KR 20090052923A
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dredging robot
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장순욱
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주식회사 코스코
장순욱
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Abstract

본 발명은 해상 또는 수상에 위치한 모선에서 공급되는 유압을 이용하여 자체 구동력을 구비하며 본체 앞단에 부착된 흡입호퍼내부에 특수강으로 제작된 회전로터를 이용하여 수중에서 수압으로 다져진 수중 슬러지 및 패각 등을 파쇄하여 슬러지 및 침전물을 유압펌프로 흡입하여 모선으로 송출하는 원격제어 수중준설로봇에 관한 것이다.
본 발명은 해상 또는 수상에 위치한 모선에서 공급되는 유압으로 구동되는 좌우측 유압모터의 동력을 마찰력 증대 및 수중에서의 효율적 기동을 위한 무한궤도에 전달하여 자체구동력을 가지며, 수중준설로봇 전면에는 수중 슬러지 및 폐기물을 흡입하는 흡입호퍼가 부착 설치되며, 흡입호퍼 내부에는 수중유압펌프의 임펠러 및 흡입구를 통과할 수 있도록 수중폐기물을 50㎜ 미만으로 분쇄할 수 있는 특수강으로 제작되어 유압으로 구동되는 회전로터가 부착 설치되며, 수중준설로봇 전면에는 모선에서 원격으로 조정하며 작업환경을 감시할 수 있는 다수의 수중용 카메라 및 선명한 카메라의 화질을 위하여 다수의 조명장치가 부착되고, 수중준설로봇 상단에는 모선의 DGPS와 연동하여 현재의 준설위치를 정확하게 파악할 수 있도록 수중초음파 위치추적 장치(USBL)가 부착된 수중준설로봇이다.
본 발명은 연속식 해저 및 저수지의 침전물 제거장치와 병행하여 구성할 경우에 해상에서 2차 오염 없이 수중 슬러지의 제거작업을 친환경적으로 처리할 수 있고, 해저의 준설작업을 효율적으로 수행할 수 있는 작용효과가 있다.
수중준설, 수중준설로봇

Description

원격제어 수중준설로봇{Remote Control Underwater Dredging Robot}
본 발명은 해양 양식장 및 항만 등의 바다, 강 또는 저수지 등의 바닥면에 존재하는 퇴적물 및 이물질을 효율적으로 모선으로 송출하기 위하여 모선에서 원격제어에 의하여 수중에 위치한 유압모터를 구동하여 자체구동력으로 회전하는 무한궤도를 구비하며, 유압에 의하여 동작하며 준설을 위하여 흡입호퍼 내부에 패각 등의 이물질을 분쇄하는 회전로터와 분쇄된 물질 및 침전물을 흡입하는 수중유압펌프를 구비하고, 전방감시용 수중 카메라와 조명장치를 구비하며, 현재의 준설위치를 정확하게 파악할 수 있는 수중위치추적장치가 탑재된 수중준설로봇에 관한 것이다.
종래의 수중준설시스템은 수압에 의한 분산흡입, 유압펌프에 의한 준설등 여러 가지 방법이 제시되어 왔으나 실제적으로 해양 혹은 담수호의 바닥면에는 나무, 패각, 돌 등의 여러 가지 형태 및 크기의 이물질이 산재하고 있으며, 해저면에 산재된 이물질들은 유압에 의한 흡입이나 전기 모터에 의한 흡입 등 거의 모든 흡입방법에서 채택되는 회전 임펠러에 치명적인 손상을 주며 심한 경우에는 흡입장치가 파손되거나 막혀서 수중환경에서 실제적인 연속작업이 불가능하다는 문제점이 있다.
또한, 종래기술은 정확한 수중위치 추적 시스템(USBL)이 부착되지 않은 상태로 조류 등의 영향으로 모선과 준설장치와의 거리차이에 의한 편차로 현재 준설되고 있는 정확한 위치를 파악하지 못하는 문제점이 있다.
또 다른 종래기술은 대한민국 공개특허공보 10-2003-0030423에서 부유물에 의한 오염을 최소화하면서 수중 저면 오물을 제거하는 시스템의 구성에 대하여 개시하고 있으나, 해저면의 침전물 속에 포함된 다양한 종류의 패각, 나무 및 돌 등의 부피가 큰 이물질들이 흡입구를 막아서 작업이 자주 중단되는 문제점과 침전물의 흡입을 모선에서 수행하기 때문에 깊이가 깊거나 흡입호스에 공기가 유입될 경우에 효율적인 흡입이 이루어지지 못하는 등의 문제점과 전기 모터에 의하여 무한궤도를 구동시키므로 전기에 의한 안전사고의 위험이 높은 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자하는 과제는 모선에서 원격 제어에 의하여 작업환경을 감시할 수 있는 다수의 수중용 카메라 및 선명한 카메라의 화질을 위하여 다수의 조명장치가 부착되고, 수중준설로봇 상단에는 모선의 DGPS와 연동하여 현재의 준설위치를 정확하게 파악할 수 있도록 수중초음파 위치추적장치(USBL)가 부착된 구성을 구비함으로써 정확하고 효율적인 준설이 가능한 수중준설로봇을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자하는 또 다른 과제는 바다의 생태계를 보호할 수 있도록 작업이 이루어지며, 주위의 수중 작업자들의 안전사고를 최소화하고, 작업자들이 직접 흡입구의 이동작업을 수행함에 따른 인건비 및 작업자들의 안전사고를 최소화하는데 있다.
본 발명이 해결하고자하는 또 다른 과제는 모선의 일측에 설치된 초음파 송수신기 및 상부에 위치한 DGPS와 연동하여 수중준설로봇의 위치 및 준설 정도를 모선의 컴퓨터에 저장된 준설정보 및 수중영상지도와 대비하여 보다 정확하고 신속하게 수중 준설이 가능하도록 하는데 있다.
본 발명이 해결하고자하는 또 다른 과제는 부유물 발생에 따른 2차 오염을 최소화면서 수중 슬러지의 제거작업을 친환경적으로 신속하게 효율적으로 처리하는데 있다.
본 발명이 해결하고자하는 과제의 해결수단은 상기와 같은 종래의 기술에 대한 문제점을 인식하고 안출된 것으로, 유압으로 구동되는 좌우측 유압모터의 동력을 마찰력 증대 및 해저면에서의 효율적인 이동을 위한 무한궤도에 전달하여 자체구동력을 가지며, 수중준설로봇 전면에는 수중 슬러지 및 폐기물을 흡입하는 흡입호퍼가 부착 설치되며, 흡입호퍼 내부에는 수중유압펌프의 임펠러 및 흡입구를 통과할 수 있도록 수중폐기물을 50㎜ 미만으로 분쇄할 수 있는 특수강으로 제작되어 유압으로 구동되는 회전로터가 부착 설치되며, 수중준설로봇 전면에는 모선에서 원격 제어에 의하여 작업환경을 감시할 수 있는 다수의 수중용 카메라 및 선명한 카메라의 화질을 위하여 다수의 조명장치가 부착되고, 수중준설로봇 상단에는 모선의 DGPS와 연동하여 현재의 준설위치를 정확하게 파악할 수 있도록 수중초음파 위치추적장치(USBL)가 부착된 구성을 구비함으로써 정확하고 효율적인 준설이 가능한 수중준설로봇을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자하는 과제의 또 다른 해결수단은 모선에서 제어하는 로봇에 장착된 무한궤도를 회전하기 위한 모터와 분쇄된 패각 및 이물질들을 흡입하기 위한 흡입펌프의 구동을 모두 모선에서 공급하는 유압에 의하여 수행하고 조명등 및 CCD 카메라 등에 공급되는 전원은 24V 이하로 공급하여 구성함으로써 바다의 생태계, 주위의 수중 작업자들의 안전사고를 최소화하고, 작업자들이 직접 흡입구의 이동작업을 수행함에 따른 인건비 및 작업자들의 안전사고를 최소화하는데 있다.
본 발명이 해결하고자하는 과제의 또 다른 해결수단은 수중준설로봇의 상부 에 실시간으로 전송되며 오차범위가 수m 이하인 수중 초음파 위치추적 시스템(USBL)을 부착하여 모선의 일측에 설치된 초음파 송수신기 및 상부에 위치한 DGPS와 연동하여 수중준설로봇의 위치 및 준설 정도를 모선의 컴퓨터에 저장된 준설정보 및 수중영상지도와 대비하여 보다 정확한 수중 준설이 가능하도록 하는데 있다.
본 발명이 해결하고자하는 과제의 또 다른 해결수단은 본 발명의 출원인이 출원하여 등록된 특허 제10-529536호의 연속식 해저 및 저수지의 침전물 제거장치 또는 선상에서 해저 또는 수중의 침전물을 정화하여 배출할 수 있는 장치의 흡입구와 본 발명의 수중준설로봇의 송출관을 서로 연결하여 병행하여 사용하면 2차 오염을 최소화하여 수중 슬러지의 제거작업을 친환경적으로 신속하게 효율적으로 처리하는데 있다.
본 발명은 모선에서 원격 제어에 의하여 작업환경을 감시할 수 있는 다수의 수중용 카메라 및 선명한 카메라의 화질을 위하여 다수의 조명장치가 부착되고, 수중준설로봇 상단에는 모선의 DGPS와 연동하여 현재의 준설위치를 정확하게 파악할 수 있도록 수중초음파 위치추적장치(USBL)가 부착된 구성을 구비함으로써 정확하고 효율적인 준설이 가능한 수중준설로봇을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 효과는 바다의 생태계를 보호할 수 있도록 작업이 이루어지며, 주위의 수중 작업자들의 안전사고를 최소화하고, 작업자들이 직접 흡입구의 이동작업을 수행함에 따른 인건비 및 작업자들의 안전사고를 최소화하는데 있다.
본 발명의 또 다른 효과는 모선의 일측에 설치된 초음파 송수신기 및 상부에 위치한 DGPS와 연동하여 수중준설로봇의 위치 및 준설 정도를 모선의 컴퓨터에 저장된 준설정보 및 수중영상지도와 대비하여 보다 정확하고 신속하게 수중 준설이 가능하도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 효과는 부유물 발생에 따른 2차 오염을 최소화면서 수중 슬러지의 제거작업을 친환경적으로 신속하게 효율적으로 처리하는데 있다.
본 발명은 해양 양식장 및 항만 등의 바다 또는 강, 저수지 등의 바닥면에 존재하는 퇴적물 및 이물질을 모선으로 송출하기 위하여 모선에서 원격제어에 의하여 수중유압모터를 회전시켜 자체구동력으로 회전하는 무한궤도를 구비하며, 유압에 의하여 동작하며 준설을 위하여 흡입호퍼 내부에 패각 등의 이물질을 분쇄하는 회전로터와 분쇄된 물질 및 침전물을 흡입하는 수중유압펌프를 구비하고, 전방감시용 수중 카메라와 조명장치를 구비하며, 현재의 준설위치를 정확하게 파악할 수 있는 수중위치추적 장치가 탑재된 수중준설로봇에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예의 구성과 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나 이상의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
본 발명의 이해를 용이하게 하는 도면에 대하여 살펴본다. 도1은 본 발명에 따른 원격제어 수중준설로봇의 전체적인 구성도이며, 도2는 본 발명에 따른 원격제 어 수중준설로봇의 입체도를 나타낸 것이다. 도3은 본 발명에 따른 원격제어 수중준설로봇의 모선에 안착된 도면이며, 도4는 본 발명에 따른 원격제어 수중준설로봇의 모선안착 확대도면을 나타낸 것이다.
본 발명에 따른 구성수단들을 구체적으로 살펴본다. 본 발명은 해상 양식장 및 항만등 기타 바다 또는 강, 저수지 등의 바닥면에 존재하는 수압으로 다져진 단단한 슬러지와 슬러지 속에 혼입되어 있는 패각, 나무, 돌 등의 이물질들을 모선에서 공급되는 유압, 전원 및 통신선을 이용하여 신속하고 효율적으로 흡입하여 제거할 수 있는 원격제어 수중준설로봇에 관한 것이다.
상기 원격제어 수중준설로봇의 전면에는 슬러지와 슬러지 속에 혼입되어 있는 패각, 나무, 돌 등의 이물질들의 부유를 최소화면서 효율적으로 흡입하기 위한 흡입호퍼가 위치하며, 흡입호퍼 내부에는 유압으로 구동되며, 특수강으로 제작되어 돌이나 기타 단단한 물질들을 회전로터를 서로 맞물려 회전시켜 분쇄함과 동시에 흡입펌프의 흡입력에 의하여 용이하게 흡입될 수 있도록 구성함으로써 흡입펌프의 임펠러의 손상을 주지 않으면서 흡입 시 흡입구의 막힘 현상을 방지하여 신속하고 효율적으로 준설작업이 이루어지도록 구성되어 있다.
상기 회전로터는 패각, 나무 및 돌맹이 등을 50㎜ 이하의 크기로 파쇄하여 흡입구를 통과하여 흡입펌프의 임펠라를 손상시킴이 없이 흡입이 용이하도록 구성하며, 흡입호퍼는 준설용 원격제어 수중준설로봇과 연결되는 4 개의 유압실린더를 이용하여 상하 및 전후로 제어할 수 있도록 구성하여 준설깊이 및 각도를 모선으로부터 원격 제어에 의하여 이룰 수 있도록 구성되어 있다.
상기 준설용 원격제어 수중준설로봇의 구동은 하나 이상의 유압모터에 의한 회전력으로 구동되며, 해저 및 수중 하저면에 용이하게 적응할 수 있도록 좌우측에 무한궤도 바퀴를 설치하여 전진, 후진 및 방향전환이 자유롭게 원격제어 의하여 가능하도록 구성되어 있다.
원격제어 수중준설로봇에는 다수의 감시카메라 및 조명장치를 부착하여 원격 제어하는 모선에서 작업주변 환경에 대한 보다 상세한 정보를 제공하고, 준설용 원격제어 수중준설로봇 상단에는 실시간으로 위치정보가 전송되며 오차범위가 수m 이하인 수중 초음파 위치추적장치(USBL)를 부착하여 모선의 일측에 설치된 초음파 송수신기 및 모선의 상부에 위치한 DGPS와 연동하여 모선의 컴퓨터에 저장된 전자영상지도에 준설지역의 정보를 정확히 표시하여 보다 정확한 수중 준설이 가능하도록 구성되어 있다. 본 발명에 따른 구성요소들을 구체적인 실시 예에 기초하여 살펴본다.
[실시 예]
본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 도면에 기초하여 살펴본다. 본 발명은 해상에 위치한 모선과 연동하며, 해상 양식장 및 항만등 기타 바다 또는 강, 저수지 등의 바닥면에 존재하는 수압으로 다져진 단단한 슬러지와 슬러지 속에 혼입되어 있는 패각, 나무, 돌 등의 이물질들을 모선에서 공급되는 유압, 전원 및 통신선을 이용하여 신속하고 효율적으로 흡입하여 제거할 수 있는 원격제어 수중준설로봇에 관한 것이다.
본 발명에 따른 원격제어 수중준설로봇은 2차 오염없이 수중 슬러지의 제거 작업을 친환경적으로 신속하게 처리하기 위하여 원격제어 수중준설로봇 단독으로 사용되기 보다는 본 발명의 출원인이 출원하여 등록된 특허 제10-529536호의 연속식 해저 및 저수지의 침전물 제거장치 또는 선상에서 해저 또는 수중의 침전물을 정화하여 배출할 수 있는 장치의 흡입호스와 체결하여 병행하여 사용할 수 있도록 칩전물을 흡입하여 송출하는 송출관(109) 끝부분에는 모선에서 나오는 흡입호스와 체결할 수 있도록 통상적으로 널리 사용되고 있는 체결방법으로 흡입호스 측에는 암나사를 형성하고 송출관 측은 수나사를 형성하거나 흡입호스 측에는 수나사를 형성하고 송출관 측은 암나사를 형성하여 설계 제작된 체결수단(119)을 구비하고 있다.
본 발명에 따른 원격제어 수중준설로봇의 준설위한 장소로의 이동은 상기 연속식 해저 및 저수지의 침전물 제거장치가 설치된 모선이나 모선에 흡입물 저장고가 탑재된 모선에 의하여 현장까지 이동 후 모선에 설치된 크레인(201)과 수중준설로봇의 일측에 설치된 체결고리를 체결시켜 해저 또는 수중으로 입수된다.
해상 또는 수상에 위치한 크레인(201)에 의하여 입수된 원격제어 수중준설로봇은 로봇후단에 상기 연속식 해저 및 저수지의 침전물 제거장치 또는 선상에 위치한 흡입장치와 연결할 수 있는 준설호스와, 로봇을 구동하기 위한 유압호스(110)와, 제어선 및 전원공급선(24V 이하)이 연결되어 있고, 상기 유압호스, 제어선 및 전원공급선들은 효율적인 로봇의 움직임과 로봇의 회수 및 입수를 용이하게 하기 위하여 하나의 튜브 속에 넣어서 통합하여 관리하되 통합된 선의 부하율에 따라 선이 감기거나 풀리도록 회전하는 대형방차통을 회전시키는 모터를 구비한 통상적으 로 사용되는 상용의 대형방차통(202)이 모선의 일측에 설치되어 유압호스, 제어선 및 전원공급선들을 효율적으로 제어할 수 있도록 구성되어 있다.
수중 해저면에 안착된 원격제어 수중준설로봇은 실시간으로 전송되는 수중 초음파 위치추적장치(106, USBL)에 의한 해저위치좌표 및 모선에 위치한 DGPS와 수중 초음파 위치추적장치와 연동하여 수중준설로봇의 위치를 정확하게 연산하여 모선에 위치한 컴퓨터의 메모리에 저장된 전자영상지도에 기초하여 준설작업이 필요한 시작지점으로 이동하기 위하여 해상 또는 수상에 위치한 모선에서 공급되는 유압을 공급받음과 동시에 제어선을 통해서 전송된 제어신호에 기초하여 이동한다.
상기와 같이 원격제어 수중준설로봇이 효율적으로 동작하기 위한 구성수단들에 대하여 구체적으로 살펴본다. 원격제어 수중준설로봇의 상단에는 수중 초음파 위치추적장치(106)가 고정 설치되어 모선의 일측에 위치한 초음파 송수신기와 연동하여 해저의 위치좌표를 수 미터의 오차 범위 내에서 정확하게 측정할 수 있으며, 모선에는 모선의 위치좌표를 실시간의로 측정하는 DGPS가 설치되어 상기 수중 초음파 위치추적장치(106)와 연동하여 원격제어 수중준설로봇의 정확한 위치좌표를 연산하여 수중준설로봇의 현재의 위치를 정확하게 알 수 있도록 구성하고, 연산하여 얻은 정확한 위치좌표를 선상의 컴퓨터의 메모리에 저장된 준설을 위한 전자영상지도와 대비하여 해저면 또는 수중 하저면의 준설이 필요한 위치에서 정확한 준설이 가능하도록 구성되어 있다.
원격제어 수중준설로봇의 전면에는 침전물과 회전로터에 의하여 파쇄된 침전물을 막힘없이 효율적으로 흡입할 수 있도록 좌우가 막힌 형상으로 설계 제작되어 수중준설로봇의 전진함에 의하여 침전물을 끌어들이는 흡입호퍼(115)가 부착 설치되어 있으며, 상기 흡입호퍼(115)의 내부에는 흡입호스로 흡입되기 전에 흡입호스의 입구를 막지 못하도록 침전물에 포함된 패각, 나무 및 돌맹이 등을 파쇄하는 회전로터(116)가 흡입호퍼의 양측에 회전축이 고정 설치되어 있다.
상기 회전로터(116)는 전기적으로 안전하도록 모선에서 공급되는 유압에 의하여 회전하도록 구성되어 있으며, 두개의 회전축으로 설계 제작하여 회전방향을 서로 달리하도록 구성하되, 침전물을 흡입호스의 흡입구로 자연스럽게 이동하도록 칼날이 맞물러 바깥에서 안쪽의 흡입구로 회전하도록 설계 제작되어 부유현상을 최소화하면서 흡입효율을 높일 수 있도록 구성되어 있다.
상기 회전로터가 설치된 흡입호퍼(115)의 일측에는 침전물의 효율적인 제거할 수 있도록 흡입호퍼의 상하방향 조절 유압실린더(103) 및 흡입호퍼의 전후 방향 조정 유압실린더(114)를 설치되어 원하는 준설각도 및 깊이를 설정할 수 있도록 구성되어 있다.
본 발명에 따른 원격제어 수중준설로봇에는 침전물 흡입구가 두 장소에 설치되어 있으며, 하나는 회전로터가 설치된 흡입호퍼(115)의 중앙부분에 설치되어 있으며, 다른 하나는 원격제어 수중준설로봇의 하부에 설치되어 있다. 상기 회전로터가 설치된 흡입호퍼(115)의 중앙부분에 설치된 침전물 주 흡입구의 흡입을 제어하기 위한 주 호퍼흡입밸브(105)가 설치되어 있고, 수중준설로봇의 하부에 위치한 하부흡입구의 침전물 흡입을 제어하기 위한 하부흡입밸브(113)가 설치되어 있다.
상기 흡입호퍼의 중앙부분에 위치한 주 침전물흡입구와 하부에 위치한 하부 침전물 흡입구는 하나의 유압을 이용한 흡입펌프(108)를 통해서 파쇄된 침전물을 송출관(109)을 통해서 모선으로 송출하는 구성되어 있으며, 상기 호퍼 및 하부에 설치된 두개의 흡입구는 상기 각각의 흡입밸브를 제어하여 동시에 침전물을 흡입하거나 주 흡입구 또는 하부흡입구로만으로 침전물을 흡입할 수 있도록 모선에서 제어할 수 있도록 구성되어 있으며, 이를 효율적으로 신속하게 흡입할 수 있도록 수중유압펌프(108)가 로봇의 일측에 고정 설치되어 있다.
본 발명에 따른 원격제어 수중준설로봇에는 침전물에 쉽게 빠지지 않으면서 필요한 장소로 이동하여 침전물을 제거하면서 준설작업을 신속하게 수행하기 위하여 바퀴를 탱크 바퀴와 유사한 무한궤도로 설계 제작함이 바람직하며, 바퀴의 회전력은 모선에서 공급하는 유압에 의하여 유압구동모터(111)가 회전하여 구동되도록 구성되어 있다.
본 발명에 따른 원격제어 수중준설로봇의 전면에는 준설 과정 및 준설 상태를 감시하기 위하여 수중 영상을 촬영할 수 있는 수중 CCD카메라(102)와 상기 수중 CCD카메라(102) 촬영 시에 선명한 화면을 얻기 위하여 조명하는 수중조명장치(101)가 설치되어 있으며, 상기 수중조명장치, 수중 CCD카메라 및 기타 로봇제어에 필요한 신호를 발생하는 전자제어박스(117)를 구비하고 있다.
본 발명에 따른 원격제어 수중준설로봇의 해저 면에서의 동작을 기술하면, 수중 해저면에 안착된 원격제어 수중준설로봇은 모선에서 공급되는 유압을 공급받아서 유압모터를 구동하여 무한궤도를 회전시켜 수중준설로봇에서 실시간으로 전송되는 수중 초음파 위치추적장치(USBL)에 의한 수중준설로봇의 위치좌표와 모선의 컴퓨터 메모리에 저장된 영상해상지도에 기초하여 준설시작지점으로 이동한다.
준설시작지점의 이동시에는 유압제어에 의하여 유압모터를 회전시켜 무한궤도의 전진 시 발생하는 부유물질을 최소화하기 위하여 수중유압펌프를 가동하며 흡입헤드(107)의 밸브조작은 주 호퍼흡입밸브(105)를 완전히 차단하고, 하부흡입밸브(113)를 개방하여 무한궤도에서 발생되는 부유물질을 흡입하도록 제어한다.
준설시작지점에 도착하면, 본체와 흡입호퍼(115)에 연결된 상하방향 조절 유압실린더(103) 및 전후 방향조정 유압실린더(114)를 제어하여 준설각도 및 깊이를 설정하고, 주 호퍼흡입 밸브(105)를 완전히 개방하며, 하부 흡입밸브(113)를 적당량 또는 완전히 막은 후 수중유압펌프(108)를 구동시킨 후 분쇄용 회전로터(116)를 가동하면서 침전물 속에 포함된 패각, 나무 및 돌을 파쇄하면서 흡입하면서 이동용 무한궤도 유압모터를 가동시켜 전진하면서 필요한 위치에서 준설작업을 계속한다.
준설정도는 흡입호퍼(115)의 폭과 설정된 깊이, 수중 초음파 위치추적장치(106)에서 측정한 위치좌표와 모선의 컴퓨터에 내장된 전자영상지도와 대비하여 모니터 상에 표시되며, 수중준설로봇 전방의 대형 장해물이나 작업환경에 대하여는 준설장치 앞단에 설치된 수중 CCD 카메라(102)와 조명장치(101)에 의하여 확인하면서 준설작업을 수행한다.
준설작업이 종료되면 원격제어 수중준설로봇은 모선에 설치된 해상 크레인 (201)에 의하여 모선으로 인양되며, 유압호스, 제어선 및 전원공급선 등 케이블은 모선에 설치된 부하율 자동계산 대형 방차통(202)에 의하여 자동으로 감기어 회수된다.
본 발명에 따른 원격제어 수중준설로봇은 유압으로 구동되는 좌우측 유압모터의 동력을 마찰력 증대 및 해저면에서의 효율적인 이동을 위한 무한궤도에 전달하여 자체구동력을 가지며, 수중준설로봇 전면에는 수중 슬러지 및 폐기물을 흡입하는 흡입호퍼가 부착 설치되며, 흡입호퍼 내부에는 수중유압펌프의 임펠러 및 흡입구를 통과할 수 있도록 수중폐기물을 50㎜ 미만으로 분쇄할 수 있는 특수강으로 제작되어 유압으로 구동되는 회전로터가 부착 설치되며, 수중준설로봇 전면에는 모선에서 원격 제어에 의하여 작업환경을 감시할 수 있는 다수의 수중용 카메라 및 선명한 카메라의 화질을 위하여 다수의 조명장치가 부착되고, 수중준설로봇 상단에는 모선의 DGPS와 연동하여 현재의 준설위치를 정확하게 파악할 수 있도록 수중초음파 위치추적장치(USBL)가 부착된 원격제어 수중준설로봇을 구현함으로써 수중유압모터의 임펠라의 손상을 방지할 수 있고 흡입구가 막히지 않아서 연속적으로 작업을 할 수 있으며, 정확하고 효율적인 준설이 가능하므로 산업상 이용가능성이 아주 높다.
도1 : 본 발명에 따른 원격제어 수중준설로봇의 전체적인 구성도
도2 : 발명에 따른 원격제어 수중준설로봇의 입체도
도3 : 본 발명에 따른 원격제어 수중준설로봇의 모선에 안착된 도면
도4 : 본 발명에 따른 원격제어 수중준설로봇의 모선안착 확대도
<도면의 번호에 대한 설명>
101; HID 수중라이트 102; 수중용 CCTV
103; 호퍼 상ㆍ하 조정용 유압실린더 104; 호퍼 흡입호스
105; 호퍼흡입 조절밸브 106; 수중 초음파 위치추적장치 ( USBL )
107; 흡입헤드 108; 수중 유압펌프
109; 준설토출호스 110; 유압호스
111; 무한궤도 구동 유압모터 112; 이동용 무한궤도
113; 하부흡입 조절밸브 114; 호퍼 전, 후 조정용 유압실린더
115; 흡입호퍼 116; 분쇄로터
117; 전자 콘트롤 박스 119; 체결수단
201; 준설 수중준설로봇 입수용 크레인 202; 준설호스 및 유압호스용 방차통

Claims (5)

  1. 모선에서 원격 제어하는 수중준설로봇에 있어서,
    수중준설로봇의 전면에 위치하며, 흡입을 용이하게 하기 위하여 침전물을 흡입구로 끌어들이기 위한 흡입호퍼;
    상기 흡입호퍼의 내부에 고정 설치되며, 유압을 이용한 흡입펌프의 임펠라의 손상을 방지하고 흡입구의 막힘을 방지하기 위하여 침전물에 포함된 패각, 나무 및 돌맹이를 파쇄하는 회전로터;
    상기 흡입호퍼의 중앙에 위치하며, 침전물 흡입구를 통해서 침전물을 흡입하는 유압을 이용한 흡입펌프;
    상기 유압을 이용한 흡입펌프에 의하여 흡입된 침전물을 모선으로 송출하기 위한 송출관;
    상기 송출관의 가장자리에 위치하며, 모선으로부터 나오는 흡입호스 측에는 암나사 또는 수나사를 형성하고 송출관 측은 수나사 또는 암나사를 형성하여 흡입호스와 송출관이 서로 체결되며,
    수중준설로봇의 좌우측에 설치되어 수중준설로봇의 전진 및 후진을 하기 위하여 유압모터로 구동되는 무한궤도; 및
    수중준설로봇의 상단에는 모선의 DGPS와 연동하며, 모선의 일측에 설치된 초음파 송수신기와 데이터를 주고받으면서 수중에서 이동하는 수중준설로봇의 위치를 추적하는 수중초음파 위치추적장치를 구비한 원격제어 수중준설로봇.
  2. 청구항1에 있어서,
    상기 수중준설로봇에는 준설상태를 파악하기 위하여 수중영상을 취득하기 위한 수중 CCD카메라 및 선명한 수중영상을 얻기 위한 조명장치더 구비한 원격제어 수중준설로봇.
  3. 청구항1에 있어서,
    상기 수중준설로봇의 하부에는 수중준설로봇이 준설장소로 이동할 때 발생하는 부유물을 흡입하기 위하여 상기 침전물을 모선으로 송출하는 송출관과 연결되어 수중로봇의 하부에 위치한 부유물을 흡입하는 하부 침전물흡입구를 더 구비한 원격제어 수중준설로봇.
  4. 청구항3에 있어서,
    상기 수중준설로봇은 상기 송출관과 연결되어 있는 주 침전물흡입구 및 하부침전물 흡입구와 흡입펌프사이에 설치되어 침전물의 흡입량을 각각 제어할 수 있도록 주 호퍼흡입밸브 및 하부흡입밸브를 더 구비한 원격제어 수중준설로봇.
  5. 청구항1내지 청구항3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수중준설로봇은 모선의 일측에 설치되며, 로봇의 움직임과 로봇의 회수 및 입수를 용이하게 하기 위하여 유압호스, 제어선 및 전원공급선을 하나의 튜브 속에 넣어서 선을 통합하고, 통합된 선의 부하율에 따라 선이 감기거나 풀리도록 회전시켜주는 모터와 연동하는 대형방차통을 더 구비한 수중준설로봇.
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