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곤돌라형 외벽 유지관리 로봇의 이동/작업 메커니즘 및 플랫폼 개발
Development of Gondola-type Building Management Robot Platform and Mechanism for Moving/Tasking on Building Outer-wall 원문보기

한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society for Precision Engineering, v.30 no.4, 2013년, pp.375 - 382  

함영복 (한국기계연구원 극한에너지기계연구실) ,  박성재 (한국기계연구원 극한에너지기계연구실)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Down through the years, human needs and desires have required a robot system to work at hazardous environments instead. Current painting task is costly and laborious, and it exposes workers to significant health and safety risks. Automation system offers potential improvement in this area and is esp...

주제어

#곤돌라   #고층건물   #건물 유지보수 로봇   #외벽 도장   #건설 자동화  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 연구단의 구성은 학계, 산업계, 연구소 등이 산학연 협력관계로 유기적인 구성을 이루고 있으며, 고층 구조물 외벽 유지관리용 지능형 로봇 시스템의 개발을 목표로 활발한 연구를 진행하고 있다.1-5 이러한 연구단의 주요 목표는 빌트인 가이드(built-in guide)형 외벽 유지관리 로봇 시스템과 곤돌라형 외벽 유지관리 로봇 시스템으로 구분되며, 본 논문에서는 후자의 곤돌라형 외벽 유지관리 로봇(이하 G-BMR) 시스템의 개발에 대해 소개하고자 한다.
  • G-BMR 의 최종연구 목표는 무인탑승 자동화 곤돌라 시스템의 개발과 현장 적용을 통한 실증, 그리고 실용화 가능성 검토를 통한 상용화이다. 이를 위해 로봇 플랫폼을 포함하여 로봇의 제어ㆍ계측 시스템, 작업용 툴, 풍 하중 등의 환경인자를 고려한 시뮬레이션 등을 연구의 방향으로 하고 있다.
  • 슬라이딩 방식의 경우에는 건물에 레일 등을 설치하는 부담 때문에 건물의 시공단계에서 미리 고려되지 않으면 그 적용이 힘들다. 따라서 G-BMR 에서는 기존 건축물에는 건물 상부에 행거 또는 크레인을 설치하여 와이어로프를 이용해 승ㆍ하강하며, 사이클론 팬 등을 이용한 로봇 플랫폼의 흡착 또는 추진으로 승ㆍ하강 시 안정성을 확보하고자 한다. 아울러 벽면과 플랫폼의 충격을 방지하고 원활한 승ㆍ하강을 위해 가이드 휠이 적용된다.
  • 본 논문에서는 이러한 곤돌라 시스템의 건물 외벽 작업에 적합한 신뢰성, 안전성을 확보하기 위해 작업자가 탑승하지 않는 원격제어 곤돌라 로봇 개발의 내용에 대해서 소개하고, 현재까지 개발된 곤돌라형 건물외벽 이동/작업 메커니즘 및 플랫폼의 연구결과와 향후 연구개발의 방향에 대해서 논하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
건설현장의 건물외벽의 작업에는 어떤 시공들이 있는가? 건설현장의 건물외벽의 작업은 유리, 석재, 목재 등과 복합패널 소재 등의 다양한 건물 외장 마감재의 시공과 트러스 구조물의 조립 그리고 창호 (curtain wall) 등의 시공이 있으며, 대부분 중량물을 취급하는 고소작업형태로 추락 혹은 낙하위험 등의 대형 안전사고에 노출된 환경이다. 일반적으로 건설현장의 고소작업에는 비계(walk plate)와 건설용 리프트 등을 적용하여 작업자의 안전과 작업의 능률을 높인다.
SSP이란? SSP 란 Fig. 3 과 같이 건물 외벽 공사 시 건물 하단부에 발판을 설치하고 상단 부에 지지대를 설치하여 와이어 로프를 연결시킨 다음 승ㆍ하강 장치를 이용하여 안전그물망을설치한 후 안전그물망 내부에서 안전하게 곤돌라 작업을 할 수 있도록 개발된 공법이다. G-BMR 의 경우에도 도심 번화가 등에서는 이러한 공법의 적용이 필수적일 것이다.
G-BMR 플랫폼의 장점은? 이를 통해 G-BMR 의 생산성 및 안전성이 기존방식의 인력에 작업보다 우수함을 검증하여야 한다. 기존방식인 비계장치를 이용한 인력작업에 비해, 인력을 직접 투입하지 않고 원격운용의 로봇을 적용한다는 점에서는 고소작업에 따른 안전사고의 발생을 줄인다는 장점이 있겠으나, 숙련공에 의한 도장품질을 G-BMR 에서 구현해야 하는 것도 중요한 해결사항 이다. 이를 위해 G-BMR 은 이동성과 작업성이 향상되는 방향으로 개발되어야 하며 아울러 경제성이 확보되어 하여야 한다.
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참고문헌 (11)

  1. Kim, D. G. and Kim, B. K., "Construction Robot System Design for High-rise Building External Wall Maintenance," Proc. of the Conference on the Korea Institute of Building Construction, Vol. 10, No. 2, pp. 7-10, 2010. 

  2. Kim, D. G. and Kim, B. K., "Mock-up House Design Modeling for Development of Intelligent Robotic System for High-rise Building Maintenance," Proc. of the Conference on the Korea Institute of Building Construction, Vol. 31, No. 11, pp. 145-146, 2011. 

  3. Kim, Y. S. and Lee, J. H., "A Conceptual Model and Technical/Economical Feasibility Analysis of Apartment Exterior Wall Painting Robot," Journal of the Korea Institute of Building Construction, Vol. 22, No. 9, pp. 139-150, 2006. 

  4. Lee, J. K. and Lee, D. J., "A Study of Automatic Cleaning Tool Design for Facade in High-rise Buildings," J. Korean Soc. Precis. Eng., Vol. 29, No. 1, pp. 56-63, 2012. 

    원문보기 상세보기 crossref

  5. Lee, S. H., Kang, M. S., Gil, M. S., and Han, C. S., "Recent Developments and Prospect of Automation and Robotics Technology in Construction," Journal of the Korean Society for Fluid Power and Construction Equipments, Vol. 8, No. 2, pp. 57-63, 2011. 

  6. Ugural, A. C., "Stresses in plates and shells," McGraw-Hill, 1981. 

  7. Ham, Y. B., Lim, B. J., and Park, C. B., "Experiment for Attaching Performance of a Suction Fan and Vacuum Pad on Grooved Vertical Concrete Walls," Proc. of 8th IEEE International Conference on Automation Science and Engineering, pp. 1006-1011, 2012. 

  8. Ham, Y. B., Lim, B. J., Noh, J. H., and Park, J. H., "Suction Force of Blowing Fans on Various Surface Shapes of Outer Wall," International Society for Gerontechnology & International Symposium on Automation and Robotics in Construction, Vol. 11, No. 2, p. 322, 2012. 

  9. Ham, Y. B., Lim, B. J., Park, C. D., Gu, J. S., Kim, D. G., and Lee, K. J., "Measurement of Vacuum Suction Force on Diversely Configured Vertical Outer Walls of Buildings," International Symposium on Automation and Robotics in Construction, pp. 682-686, 2011. 

  10. Ham, Y. B., Lim, B. J., Park, C. D., Kim, D. B., Kim, B. K., and Lee, H. K., "Basic Experiment for a Fastening Device for the Vertical Walls of High-rise Building," International Symposium on Automation and Robotics in Construction, pp. 677-681, 2011. 

  11. Cho, J. W., Lee, J. H., and Kim, Y. S., "Wind Resistance Capacity Analysis Using CFD Simulation for the Development of an Automated Exterior Wall Painting Robot," Proc. of the Conference on the Korea Institute of Construction Engineering and Management, pp. 363-364, 2012. 

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