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창의설계축전 공모작

수중 탐사 잠수함

  • 참가 부문

    창작활동부문

  • 학과

    산업공학과

  • 팀명

    두통

  • 신청자 이름

    김동규

수중 탐사 잠수함

오늘날 지상과 공중 영역에서는 RC카나 드론과 같이 저렴한 보급형 탐사 장치가 널리 보급되어 있어 누구나 쉽게 탐사 실험을 수행할 수 있지만, 수중 환경은 통신, 수압, 저항, 부력 제어 등 많은 제약으로 인해 어려움이 많다. 이러한 이유로 현재 수중 환경은 개인이 접근 가능한 보급형 장치가 거의 없는 상태이다. 따라서 본 과제는 저렴한 부품들과 3D 프린팅이 가능한 재료들로 수중 통신, 조작이 가능하고 카메라 등의 센서 사용 또한 가능한 잠수함을 제작함으로써 확장성이 좋은 저비용 & 보급형 수중 탐사 플랫폼을 구현하는 것을 목표로 했다.

주변에서 쉽게 구할 수 있는 재료들로 잠수함을 만들기 위해서 잠수함의 본체를 큰 플라스틱 통으로 했다. 높은 수압을 견뎌줄 잠수함 속 지지대, 추진기 고정용 받침 등을 3D 프린팅을 이용해 제작했다. 부력 조절은 잠수함 밖의 물을 주사기의 피스톤을 이용해 빨아들여 몸체를 무겁게 해 잠수함을 가라앉히는 방식을 사용했다. 추진기는 수중 BLDC 모터를 구입해 프로펠러를 달아 사용했다. 높은 전류를 사용하는 BLDC 모터를 작동시키기 위해 ESC(전자 변속기)와 배전반도 구매해 배선에 사용했다.

사용하는 부품들이 물에 취약하다 보니 방수에 신경을 많이 써야 했다. 통에 구멍을 뚫어 배선하고 부력 조절기를 달면 덜 메워진 구멍 사이로 물이 들어올 수 있어 에폭시를 이용해 물이 들어올 수 있는 구멍을 막았다. 3D 프린팅 출력물은 표면에 방수 퍼티를 도포해 출력물 속으로 물이 들어가지 않도록 했다. 잠수함과의 통신은 부표와 잠수함 사이를 튜브로 연결하고, 그 사이로 이더넷 케이블을 넣어 외부에서 부표로 통신을 한다면 이더넷 케이블로 데이터를 보내 잠수함을 제어할 수 있도록 하는 방식을 이용했다.

시중에 판매하는 수중 탐사 드론들의 경우 가격이 비싸 개인이 부담하기 힘들다. 하지만 본 잠수함의 경우는 낮은 가격으로 최소한의 필요 기능을 갖춘 잠수함을 제작할 수 있다는 점에 의의가 있다.

담당부서학생행정실

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