KR102250881B1

KR102250881B1 - 철근 자동 배근 방법

Info

Publication number: KR102250881B1
Application number: KR1020190151151A
Authority: KR
Inventors: 양정식; 이민철; 임진선; 안상혁; 민경환
Original assignee: (주)삼우아이엠씨
Priority date: 2019-11-22
Filing date: 2019-11-22
Publication date: 2021-05-12

Abstract

본 발명은 철근 자동 배근 방법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명의 철근 자동 배근 방법은, 철근 수용부, 철근 공급부, 정렬부 및 배근부와 이들을 제어하는 제어부를 포함하는 철근 자동 배근 장치를 이용하여 철근을 연속적으로 배근하는 방법에 있어서, 철근 공급부가 철근 수용부에 미리 구비된 복수의 철근 중에서 일부를 구비하여 정렬부로 공급하는 철근 공급단계; 상기 정렬부가 공급받은 개별 철근을 순차적으로 배근부로 전달하는 철근 정렬단계; 및 상기 배근부가 정렬된 개별 철근을 폭방향 정위치로 배치하여 후방으로 배출하는 철근 배근단계;를 포함한다.
이로써, 인력에 의한 철근의 공급이나 추가적인 결속 공정이 없이도 연속적인 철근 배근이 가능한 효과가 발휘된다.

Description

철근 자동 배근 방법{Automatic Reinforcement Method}

본 발명은 철근 자동 배근 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철근 공급부가 철근 수용부에 미리 구비된 복수의 철근 중에서 일부를 구비하여 정렬부로 공급하고, 정렬부가 공급받은 개별 철근을 순차적으로 배근부로 전달하며, 배근부가 정렬된 개별 철근을 폭방향 정위치로 배치하여 후방으로 배출하는 철근 자동 배근 방법에 관한 것이다.

일반적으로 도로 포장은 크게 아스팔트 포장과 시멘트 콘크리트 포장으로 분류할 수 있으며, 아스팔트 포장은 입자간에 공극이 많아 주행성이 우수하고 소음이 저감되는 이점이 있으나, 열에 취약하고 쉽게 변형되는 성질이 있어 교통량이 많고 중량차의 통행이 잦으며, 고속 주행이 이루어지는 자동차 전용 도로의 경우에는 하중에 대한 구조적 우수성이 담보되고, 초기 비용이 절감되는 시멘트 콘크리트 포장이 더욱 선호되고 있다.

그런데, 시멘트 콘크리트 포장은 콘크리트 포장체(Slab)의 휨 저항에 의하여 대부분의 하중을 지지함에 따라 휨 저항에 충분히 저항할 수 있도록 강도와 두께가 확보되어야 한다. 이로 인하여, 넓은 면적을 도포하는 콘크리트 포장면의 경우 지속적인 온도변화나 건조수축에 의하여 체적 변화가 유발되거나 균열이 야기되기 쉬운 단점이 있다.

이러한 균열의 문제를 극복하기 위하여 일반적인 시멘트 콘크리트 포장은 포장체 표면에 줄눈을 설치하는 JCP(Jointed Concrete Pavement) 공법을 바탕으로 균열의 발생을 인위적으로 유도하고, 추가적으로 줄눈 부위를 Dowel Bar(횡방향 줄눈에 설치)나 Tie Bar(종방향 줄눈에 설치)로 보강하는 것이 일반적이다.

그 외의 JRCP(Jointed Reinforced Concrete Pavement) 공법이나 CRCP(Continously Reinforced Concrete Pavement) 공법에서도 포장체(Slab) 내에 종방향으로 보강 철근을 구비하여 휨 강도를 증대시킴으로써, 철근의 균열을 지연시키고 발생된 균열은 과도화게 확장되는 것을 방지하는 방법이 사용된다.

특히, CRCP(Continously Reinforced Concrete Pavement, 연속철근 콘크리트 포장) 공법은 횡방향 줄눈을 완전히 제거함으로써, 종방향으로 연속 배치되는 보강 철근의 역할이 무엇보다 중요한 특징이 있다.

그런데, 종방향 철근을 배근함에 있어서, 기존에는 인력을 이용하여 일일이 철근을 구비함에 따라 인력과 비용 및 시간이 과다하게 소모되는 문제점이 있었다.

이에 출원인은 선 등록특허인 대한민국 등록특허 제10-1245828호의 "철근 유도고정 장비를 이용한 연속철근 콘크리트 포장 공법" 및 대한민국 등록특허 제10-2028643호의 "도로 보수를 위한 연속철근 콘크리트 포장공법 및 이를 위한 철근 유도 장치" 등을 제안함으로써 인력이 아닌 철근 배근 장비를 이용하여 연속적인 철근 배근이 가능하도록 구현한 바 있다.

상기 선행기술문헌들은 철근 배근 장비를 바탕으로 철근이 연속적으로 배근되면서도 포장면의 정위치에 정확히 배근될 수 있도록 가이드하는 이점이 있었으나, 여전히 단위 길이로 제작되는 철근을 연속 공급하기 위해서는 인력을 동원하여 특정 위치에 고정된 철근 유도부로 철근을 지속적으로 주입하여야 하는 문제점이 있었다.

특히, 철근 유도부가 특정 위치로 고정된 상태로 작업이 이루어지는 특성상 단위 길이의 철근을 커플러와 같은 별도의 연결 수단을 바탕으로 연속적으로 공급할 수도 있으나, 별도의 연결 수단을 바탕으로 철근의 단부를 상호 결속함에 있어서 공정이 수작업으로 이루어질 수밖에 없는 한계가 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 인력에 의한 철근의 공급이나 추가적인 결속 공정이 없이도 연속적으로 철근이 배근될 수 있고, 배근된 철근이 포장체의 정위치에 배치되도록 유도할 수 있으며, 배근 간에 철근이 상호 간섭되거나 시공 오류가 발생되지 않도록 하여 시공성이 확보되고, 현장의 특수성에 부합하도록 가변적 적용이 가능한 철근 자동 배근 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 철근 자동 배근 방법(RM)은, 철근 수용부(10), 철근 공급부(20), 정렬부(30) 및 배근부(40)와 이들을 제어하는 제어부(50)를 포함하는 철근 자동 배근 장치(RD)를 이용하여 철근(R)을 연속적으로 배근하는 것으로, 철근 공급부(20)가 철근 수용부(10)에 미리 구비된 복수의 철근(R) 중에서 일부를 구비하여 정렬부(30)로 공급하는 철근 공급단계(S10); 상기 정렬부(30)가 공급받은 개별 철근(R)을 순차적으로 배근부(40)로 전달하는 철근 정렬단계(S20); 및 상기 배근부(40)가 정렬된 개별 철근(R)을 폭방향 정위치로 배치하여 후방으로 배출하는 철근 배근단계(S30);를 포함한다.

또한, 상기 철근 공급단계(S10)는, 상기 철근 공급부(20)의 호이스트(22)가 폭방향으로 형성된 레일(21)을 따라 철근 수용부(10)의 상부로 이동하는 제1 위치 이동단계(S11); 상기 호이스트(22)가 철근 수용부(10)로 그립부(23)를 하강시키는 그립부 하강단계(S12); 상기 그립부(23)가 적어도 하나의 철근(R)을 그립하는 철근 구비단계(S13); 상기 호이스트(22)가 그립부(23)를 일정 높이로 상승시키는 그립부 상승단계(S14); 상기 호이스트(22)가 레일(21)을 따라 정렬부(30)의 상부로 이동하는 제2 위치 이동단계(S15); 및 상기 그립부(23)가 그립을 해제하여 철근(R)을 정렬부(30)에 공급하는 그립 해제단계(S16);를 포함할 수 있다.

또한, 상기 그립부 상승단계(S14)는, 길이방향으로 이격 배치되는 한 쌍의 그립부(23)가 동시에 철근(R)을 구비하되, 로드셀(24)이 어느 하나의 그립부(23)에 가해지는 철근의 중량을 감지하여 일정 이상의 중량이 감지되면 그립을 해제하는 임시 해제단계(S14A);를 포함하고, 상기 그립부 하강단계(S12)가 재차 진행될 수 있다.

또한, 상기 철근 정렬단계(S20)는, 상기 정렬부(30)에 길이방향으로 구비되는 스텝 가동부(32)의 일측 하단이 일정 높이 상승함에 따라 스텝 경사부(31)에 형성된 복수의 단턱(31a)에 구비된 개별 철근(R)이 일측 하부에서 타측 상부로 한 단씩 상승하는 철근 상승단계(S21); 및 상기 스텝 가동부(32)가 원위치로 하강함에 따라 철근 거치부(36)에 구비된 철근(R)들 중 어느 하나가 상기 스텝 가동부(32)의 최하단 단턱(32a)에 위치하는 철근 주입단계(S22);를 포함할 수 있다.

또한, 상기 철근 정렬단계(S20)는, 상기 철근 상승단계(S21)와 동시에 스텝 경사부(31)의 최상단 단턱(31a)에 구비된 개별 철근(R)이 일측을 향하여 하향 경사진 슈트부(34)를 따라 배근부(40)로 전달되는 철근 전달단계(S21A);가 진행될 수 있다.

또한, 상기 철근 배근단계(S30)는, 상기 배근부(40)에 폭방향 일측을 향하여 경사지도록 형성된 철근 가이드부(42)가 정렬부(30)로부터 개별 철근(R)을 전달받는 철근 수용단계(S31); 상기 철근 가이드부(42)가 개별 철근(R)을 롤러(41)로 낙하하는 철근 낙하단계(S32); 및 상기 롤러(41)가 가동 실린더(45)에 의하여 개별 철근(R)을 폭방향 정위치로 이동시키는 정위치 배치단계(S33);를 포함할 수 있다.

또한, 상기 철근 낙하단계(S32)는, 상기 철근 가이드부(42)에는 선택적으로 하향 개방되는 복수의 회동 슈트(43)가 폭방향을 따라 일정 간격으로 형성되어 개방될 회동 슈트(43)의 하부에 롤러(41)가 배치되는 낙하 위치 배치단계(S32A); 및 상기 회동 슈트(43)가 개방되어 하부에 배치된 롤러(41)로 개별 철근(R)이 낙하하여 안착되는 철근 안착단계(S32B);를 포함할 수 있다.

또한, 상기 철근 안착단계(S32B)는, 상기 철근 가이드부(42)의 경사진 하방측에 위치한 회동 슈트(43)부터 순차적으로 개방될 수 있다.

그리고 상기 철근 배근단계(S30)는, 컨베이어(44)가 롤러(41)와 일체로 구비되어 컨베이어(44)에 의하여 개별 철근(R)이 후방으로 배출되는 철근 배출단계(S34);를 포함할 수 있다.

본 발명의 철근 자동 배근 방법에 의하면, 철근 공급단계에 의하여 자동으로 철근이 공급되고, 철근 정렬단계에 의하여 개별 철근 단위로 정렬될 수 있으며, 철근 배근단계에 의하여 자동적으로 개별 철근에 대한 배근 공정이 이루어짐으로 인력에 의한 철근의 공급이나 추가적인 결속 공정이 없이도 연속적인 철근 배근이 가능한 이점이 있다.

또한, 상기 철근 배근단계의 정위치 배치단계를 바탕으로 정렬된 개별 철근을 폭방향 정위치로 배치함으로써 배근된 철근이 포장체의 정위치에 구비되도록 유도할 수 있다.

나아가, 상기 철근 공급단계의 철근 구비단계는 철근의 길이방향으로 복수로 구비되어 동시에 철근을 구비하여 안정적 공급이 이루어질 수 있으며, 임시 해제단계를 바탕으로 각각의 그립부가 로드셀을 바탕으로 구비된 철근의 중량을 감지함으로써, 정확한 그립이 이루어지지 않은 경우에는 이를 인식하여 재차 철근의 그립 공정을 수행할 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 철근 정렬단계는 철근 상승단계에서 가동판의 작동에 의하여 개별 철근 단위로 순차적으로 정렬하여 배근부로 전달할 수 있다.

또한, 상기 철근 배근단계는 제어부를 바탕으로 복수의 롤러가 각각 개별 철근을 수용하여 폭방향 정위치로 배치시킴으로써 공정의 자동화와 정확도를 기대할 수 있다.

또한, 철근 배근단계는 복수의 롤러가 폭방향으로 배치되어 롤러열을 형성함으로써 일정 폭의 배근 공정을 동시에 수행할 수 있어 시공성이 향상되는 이점이 있다.

그리고, 본 발명의 철근 자동 배근 방법은 제어부를 바탕으로 철근 공급단계, 철근 정렬단계 및 철근 배근단계의 작동을 효과적으로 제어할 수 있으므로 배근 간에 철근이 상호 간섭되거나 시공 오류가 발생되지 않도록 하여 시공성이 확보될 수 있으며, 무엇보다 시공 현장의 특수성에 부합하도록 작동 방식을 가변적으로 적용함으로써, 현장에 따라 유연한 시공이 가능한 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 철근 자동 배근 방법을 시계열적으로 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 철근 자동 배근 방법에 적용되는 장치를 도시한 사용상태도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 철근 자동 배근 방법에 적용되는 장치의 폭방향 및 길이방향으로 절단하여 표현한 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 철근 공급단계를 시계열적으로 도시한 블록도.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 철근 공급단계의 작동원리를 시계열적으로 도시한 개념도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 철근 공급부의 철근 구비상의 오류를 해소하는 과정을 도시한 개념도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 철근 정렬단계를 도시한 블록도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 철근 정렬단계를 도시한 사시도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 철근 정렬단계의 작동원리를 시계열적으로 도시한 개념도.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 철근 배근단계에 적용되는 배근부를 도시한 단면도
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 철근 배근단계를 시계열적으로 도시한 블록도.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 철근 배근단계의 작동원리를 시계열적으로 도시한 개념도.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 배근부의 철근 가이드부를 도시한 사시도.
도 15은 본 발명의 일 실시예에 따른 철근 가이드부의 작동원리를 시계열적으로 도시한 개념도.
도 16는 본 발명의 일 실시예에 따른 철근 배출단계를 도시한 단면도.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 철근 자동 배근 방법(RM)의 시계열적인 순서를 도시한 것으로, 철근 공급단계(S10), 철근 정렬단계(S20) 및 철근 배근단계(S30)를 포함하여 순차적으로 진행된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 철근 자동 배근 방법(RM)은 도 2에 도시된 바와 같이 운행차체(V)의 후방에 구비된 철근 자동 배근 장치(RD)에 의하여 이루어지는 것으로, 상기 철근 배근 장치(RD)는 적용 분야가 특별히 한정되는 것은 아니나 주로 콘크리트 도로 포장면과 같이 넓은 표면적에 철근(R)을 연속적으로 배근하기 위한 목적으로 사용되며, 운행차체(V)에 종속되어 이동하면서 후방으로 철근(R)을 배근하게 된다.

한편, 본 발명에서 정의하는 '후방'은 운행차체(V)의 주행 방향을 기준으로 정의하며, 철근 자동 배근 장치(RD)는 철근(R)을 수용할 수 있도록 형성되고, 기본적으로 운행차체(V)의 주행방향과 철근(R)이 배근되는 방향은 동일하므로, 철근의 길이방향을 기준으로 '길이방향' 및 '폭방향'을 정의한다.

본 발명의 철근 자동 배근 방법(RM)에 적용되는 철근 자동 배근 장치(RD)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 철근 수용부(10), 철근 공급부(20), 정렬부(30), 배근부(40)를 포함하여 구성되며, 추가적으로 운행차체(V) 등에 구비되어 상기 구성들을 제어하는 제어부(50)를 포함한다.

본 발명의 철근 자동 배근 방법(RM)에 있어서 상기 철근 공급단계(S10)는 철근 공급부(20)가 철근 수용부(10)에 미리 구비된 복수의 철근(R) 중에서 일부를 구비하여 정렬부(30)로 공급하는 단계이다.

상기 철근 수용부(10)는 연속적으로 배근될 복수의 철근(R)을 사전에 구비하기 위한 공간으로 철근(R)을 수용할 수 있을만큼 충분한 길이를 지니도록 형성되며, 일일 작업 물량에 해당하는 만큼의 철근(R)이 구비될 수 있도록 충분한 체적을 지니도록 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 철근 수용부(10)는 충분한 체적이 확보되도록 폭방향으로 이격되어 복수로 형성될 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이 공간 활용도를 확보하기 위하여 철근 자동 배근 장치(RD)의 폭방향 양 단에 길이방향을 따라 형성되는 것이 바람직하다.

상기 철근 공급부(20)는 철근 수용부(10)에 구비된 복수의 철근(R) 중 일부를 구비하여 정렬부(30)로 공급하는 기능을 수행한다. 일 실시예로 상기 철근 공급부(20)는 도 3에 도시된 바와 같이 레일(21)과 상기 레일(21) 따라 이동하는 호이스트(22), 그리고 상기 호이스트(22)의 하부에서 높이 조절이 가능하도록 구비되는 그립부(23)로 구성될 수 있다.

상기 레일(21)은 폭방향으로 적어도 하나 이상 형성되는 것으로, 상기 레일(21)에는 폭방향을 따라 이동가능하도록 호이스트(22)가 구비된다. 상기 호이스트(22)의 하부에는 체인이나 와이어로 결속되어 호이스트(22)에 의하여 상하로 이동 가능하도록 그립부(23)가 구비되어 상기 철근 수용부(10)에 구비된 철근(R)을 그립부(23)가 구비한 후에 후술할 정렬부(30)로 철근(R)을 공급할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이 상기 철근 공급단계(S10)는 제1 위치 이동단계(S11), 그립부 하강단계(S12), 철근 구비단계(S13), 그립부 상승단계(S14), 제2 위치 이동단계(S15) 및 그립 해제단계(S16)를 포함할 수 있다.

도 6에 도시된 사항을 바탕으로 일 실시예에 따른 철근 공급단계(10)에 대하여 보다 상세하게 설명한다. 이때, 전체적인 철근 공급단계(S10)의 진행은 제어부(50)에 사전에 입력된 정보에 의하여 제어될 수 있다.

상기 제1 위치 이동단계(S11)는 상기 철근 공급부(20)의 호이스트(22)가 폭방향으로 형성된 레일(21)을 따라 철근 수용부(10)의 상부로 이동하는 단계이다. 즉, 철근(R)을 구비하기 위하여 그 위치를 철근 수용부(10)의 상부로 이동시키는 단계이다.

이후 진행되는 상기 그립부 하강단계(S12)는 상기 호이스트(22)가 철근 수용부(10)로 그립부(23)를 하강시키는 단계로, 그립부(23)가 철근 수용부(10)에 구비된 철근(R)을 그립할 수 있을 정도로 충분히 하강시킨다. 시공 경과에 따라서 철근(R)이 소모되는 경우에는 거리 인식센서를 바탕으로 이를 인식함으로써 제어부(50)로 정보가 전달되고, 제어부(50)의 명령으로 호이스트(22)가 그립부(23)를 보다 깊게 하강하도록 제어할 수 있다.

상기 철근 구비단계(S13)는 그립부(23)에 복수의 철근(R)이 구비된 상태를 도시한 것으로, 전자석 방식에 의하여 철근(R)이 일정 거리 이상 접근함에 따라 부착된 상태를 나타낸 것이다. 전자석 방식의 그립부(23)는 전기 신호가 인가되면 자성이 확보되고, 전기 신호가 해제되면 자성이 소멸되므로 제어부(50)가 선택적으로 자성이 확보되도록 관리할 수 있다. 또한, 도시하지 않았으나 상기 그립부(23)는 힌지 회동하는 클램프형으로 제작되거나, 걸림 구비되도록 후크형으로 제작되는 것도 가능하다.

이후 진행되는 상기 그립부 상승단계(S14)는 상기 호이스트(22)가 철근(R)을 구비한 그립부(23)를 일정 높이로 상승시키는 단계로, 그립부(23)가 철근 수용부(10)와 간섭되지 않도록 충분히 접근하지 않은 상태에서도 철근을 구비하는 것이 가능하다면 생략될 수 있는 단계이다.

상기 제2 위치 이동단계(S15)는 상기 호이스트(22)가 레일(21)을 따라 정렬부(30)의 상부로 이동하는 단계로, 철근(R)이 공급될 정렬부(30)의 위치까지 이동시키는 단계이며, 그립 해제단계(S16)는 상기 그립부(23)가 그립을 해제하여 종국적으로 철근(R)을 정렬부(30)에 공급하는 단계이다. 도 5에는 도시되어 있지 않으나 상기 그립부(23)가 그립을 해제하기 이전에 일정 높이 이하로 호이스트(22)가 그립부(23)를 하강시킬 수 있음은 물론이다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 레일(21)은 길이방향으로 일정 간격 이격되도록 복수로 형성되고, 각각의 레일(21)에 호이스트(22)와 그립부(23)가 구비될 수 있다. 각각의 레일(21)에 구비된 한 쌍의 호이스트(22)와 그립부(23)는 상호 대응되는 위치에 구비된 상태로 이동되는 것이 바람직하며, 다량의 철근(R)을 한 번에 구비하더라도 한 쌍의 그립부(23)를 바탕으로 각각의 레일(21)로 하중이 분산될 수 있어 안정적인 그립이 가능해진다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 그립부(23)가 구비한 철근의 중량을 감지하는 로드셀(24)이 마련되어 일정 이상의 중량이 감지되면 그립을 해제할 수 있다. 구체적으로, 상기 로드셀(24)이 그립부(23)나 호이스트(22)에 가해지는 중량을 인식하여 이를 제어부(50)로 전달함으로써, 사전에 입력된 적정 중량을 초과하는 경우에는 그립부(23)가 그립을 해제하도록 명령한다. 이로써, 적정량의 철근(R)만을 구비하고자 하는 경우에도 로드셀(24) 정보를 바탕으로 그립을 수행하거나 해제할 수 있다.

일 실시예로 도 5에 도시된 바와 같이 상기 그립부 상승단계(S14)는 길이방향으로 이격 배치되는 한 쌍의 그립부(23)가 동시에 철근(R)을 구비하되, 로드셀(24)이 어느 하나의 그립부(23)에 가해지는 철근의 중량을 감지하여 일정 이상의 중량이 감지되면 그립을 해제하는 임시 해제단계(S14A)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 도 7에 도시된 그립부 상승단계(S13)에서 확인되는 바와 같이 하나의 그립부(23)만이 철근을 구비하고, 다른 그립부(23)가 철근을 정상적으로 그립하지 못하는 경우에 일측 그립부(23)에만 일정 이상의 중량이 감지되므로, 그립을 해제하는 임시 해제단계(S14A)가 진행될 수 있다. 이후 그립부 하강단계(S12) 및 철근 구비단계(S13)가 순차적으로 재차 진행되어 다시금 그립 과정을 수행함으로써 비정상적인 그립을 사전에 방지하고, 한 쌍의 그립부(23)에 의한 정상적인 그립이 수행되도록 기대할 수 있다.

상기 철근 정렬단계(S20)는 정렬부(30)가 공급받은 철근(R)을 개별 철근(R) 단위로 분리하여 순차적으로 배근부(40)로 전달하는 단계이다. 상기 철근 정렬단계(S20)는 도 8에 도시된 바와 같이 철근 상승단계(S21)와 철근 주입단계(S22)를 포함할 수 있다. 상기 철근 상승단계(S21)와 철근 주입단계(S22)는 미세한 시간차이를 두고 이루어지는 과정으로 실질적으로 동시에 진행되는 것으로 간주될 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 정렬부(30)를 분해하여 도시한 사시도로서, 철근 자동 배근 장치(RD)의 길이방향을 따라 복수의 스텝 경사부(31)가 구비되고, 각각의 스텝 경사부(31)와 인접하여 스텝 가동부(32)가 가동 가능하도록 배치될 수 있다.

상기 스텝 경사부(31)는 하단이 프레임이 고정된 상태로 일정한 위치가 구비되는 것이나, 스텝 가동부(32)는 하단이 캠 구동부(33)에 의하여 가동될 수 있다. 다만, 상기 스텝 경사부(31)와 스텝 가동부(32)는 캠 구동부(33)가 작동하기 이전의 기본 상태에서 상호 대응되는 형상으로 계단형 단턱(31a)(32a)을 지니도록 형성된다.

상기 철근 상승단계(S21)는 길이방향으로 배치되는 각각의 스텝 가동부(32)가 캠 구동부(33)에 의하여 회전 운동이 캠 운동으로 전환됨으로써 일정 높이로 상승하여 스텝 가동부(32)의 일측 하부의 단턱(32a)에 구비된 개별 철근(R)이 스텝 경사부(31)의 타측 상부에 구비된 단턱(31a)을 향하여 상승되는 단계이다. 캠 운동이 복수로 수행됨에 따라 개별 철근(R)은 스텝 경사부(31)의 단턱(31a)에 연속적으로 거치됨으로써 점진 상승할 수 있다. 이때, 상기 캠 구동부(33)에 의하여 상승되는 스텝 가동부(32)의 높이는 단위 단턱(31a)(32a)의 높이에 상응하도록 구현하는 것이 바람직하다.

결과적으로, 상기 스텝 가동부(32)의 캠 운동이 복수 회 반복됨에 따라 개별 철근(R)은 상기 스텝 경사부(31)의 단턱(31a)을 타고 순차적으로 상승하게 되고, 최종적으로는 스텝 경사부(31)로부터 낙하하여 후술할 배근부(40)에 전달되는 철근 전달단계(S21A)가 진행될 수 있다.

상기 철근 상승단계(S21)와 철근 전달단계(S21A)도 실질적으로 동시에 진행되는 것으로 간주될 수 있으며, 최초 거치된 철근이 최상단의 단턱(31a)에 위치하는 과정 까지는 철근 상승단계(S21)와 후술할 철근 주입단계(S22)만 진행되며, 이후 철근 전달단계(S21A)가 시작되면, 철근 상승단계(S21), 철근 전달단계(S21A) 및 철근 주입단계(S22)는 실질적으로 동시에 진행된다.

한편, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 스텝 가동부(32)를 캠 구동부(33)를 이용하여 가동함에 있어서, 길이방향으로 가동판(34)이 구비되고, 상기 가동판(34)의 길이방향을 따라 복수의 스텝 가동부(32)가 구비된 상태로 상기 스텝 가동부(32)의 일측 하단이 가동판(34)의 상부에 고정될 수 있다.

이때, 상기 철근 상승단계(S21)는 상기 가동판(34)이 캠 구동부(33)에 의하여 일정 높이로 반복 상승하여 스텝 가동부(32)의 일측 하부 단턱(32a)에 구비된 개별 철근(R)이 스텝 경사부(31)의 타측 상부 단턱(31a)으로 연속적으로 전달되어 타측 상부를 향하여 점진 상승될 수 있다.

또한, 상기 철근 전달단계(S21A)는 상기 스텝 경사부(31)의 타측 상단에 일측을 향하여 하향 경사진 슈트부(35)가 구비되어 최종적으로 개별 철근(R)을 순차적으로 배근부(40)에 전달할 수 있다. 나아가, 상기 철근 주입단계(S22)는 상기 스텝 경사부(31)의 일측 하부에는 복수의 철근(R)이 구비되도록 철근 거치부(36)가 마련되어 철근 공급부(20)에 의하여 공급되어진 복수의 철근(R)이 구비될 수 있으며, 상기 철근 거치부(36)는 스텝 경사부(32)의 하단 단턱(32a)을 향하여 하향 경사지도록 형성되어 하나의 철근(R)이 스텝 경사부(31)의 단턱(31a)을 바탕으로 상승하면 후배치된 철근(R)이 경사진 형상을 따라 자연스럽게 스텝 경사부(32)의 단턱(32a)을 향하여 위치 이동이 가이드될 수 있다.

도 10을 바탕으로 일 실시예에 따른 철근 정렬단계(S20)의 진행 원리에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 전체적인 철근 정렬단계(S20)의 진행은 제어부(50)에 사전에 입력된 정보에 의하여 제어될 수 있다.

도 10의 (a)는 상기 정렬부(30)의 스텝 경사부(31) 하부에 형성된 철근 거치부(36)에 복수의 철근(R)이 구비된 상태를 도시한 것으로, 상기 스텝 경사부(31)와 스텝 가동부(32)는 단턱(31a)(32a)의 형상이 상호 대응되는 위치에 구비된다.

이후 (b)는 첫번째 철근(R1)에 대한 철근 상승단계(S21)와 철근 주입단계(S22)가 진행되는 과정을 도시한 것으로, 스텝 가동부(32)가 캠 구동부(33)의 작동에 의하여 회전 운동이 수직 캠 운동으로 전환된 상태를 도시한 것으로, 캠 운동에 의하여 스텝 가동부(32)가 상승하고, 최초 철근 거치부(36)에 배치된 첫번째 철근(R1)은 상기 스텝 가동부(32)의 일측 하단 단턱(32a)의하여 스텝 경사부(31)의 타측으로 한 단 상승된 위치의 단턱(31)에 배치하게 된다. 이때, 철근 거치부(36)의 구비된 복수의 철근(R)이 빈 공간으로 자연스럽게 경사를 따라 스텝 가동부(32)의 단턱(32a) 쪽으로 위치 이동하게 된다.

도 10의 (c)는 스텝 가동부(32)가 캠 구동부(33)의 복원 회전 운동에 의하여 재차 하강된 상태를 도시한 것으로, 두번째 철근(R2)이 스텝 가동부(32)의 일측 하단 단턱(32a)에 위치하여 상승을 준비하게 된다.

이후 진행되는 (d)는 두번째 철근(R2)에 대한 철근 상승단계(S21)와 철근 주입단계(S22)가 진행되는 과정을 도시한 것으로, 재차 스텝 가동부(32)가 캠 구동부(33)의 작동에 의하여 캠 운동으로 전환된 상태를 도시한 것으로, 두번째 철근(R2)은 상기 스텝 가동부(32)의 일측 하단 단턱(32a)의하여 스텝 경사부(31)의 타측으로 한 단 상승된 위치의 단턱(31a)에 배치하게 되며, 첫번째 철근(R1)은 두번째 철근(R2) 보다 타측 상부로 한 단 상승된 위치의 단턱(31a)에 배치하게 된다.

도 10의 (e)는 상기 스텝 가동부(32)의 연속적인 가동으로 복수의 철근(R)이 스텝 경사부(31)의 단턱(31a)에 배치된 상태를 도시한 것이며, (f)는 최종적으로 점진 상승한 첫번째 철근(R1)이 최상단 단턱(31a)에 까지 이른 경우에 스텝 가동부(32)의 작동에 의하여 슈트부(35)를 통하여 일측으로 배출되는 철근 전달단계(S21A)를 도시한 것이다.

상기 철근 배근단계(S30)는 배근부(40)가 정렬된 개별 철근(R)을 폭방향 정위치로 배치하여 후방으로 배출하는 단계이다. 한편, 상기 철근 배근단계(S30)는 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이 복수의 롤러(41)가 폭방향으로 배치되어 롤러열(41L)을 바탕으로 진행될 수 있다. 상기 롤러열(41L)을 구성하는 각각의 롤러(41)는 정렬부(30)에 의하여 분리된 개별 철근(R)을 각각 구비하는 것으로, 본 발명의 자동 배근 장치(RD)를 이용하여 시공하고자 하는 폭에 대응되는 철근(R)의 수만큼 배치하는 것이 바람직하다. 상기 롤러열(41L)은 일정 폭의 배근 공정을 동시에 수행할 수 있도록 하여 시공성이 향상되는 이점이 있다.

이때, 상기 롤러(41)는 개별 철근(R)을 수용하여 폭방향 정위치로 배치하는 것으로, 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이 폭방향으로 이동 가능하도록 구현된다. 각각의 롤러(41)는 폭방향 가동범위(41B) 내에서 수용되는 개별 철근(R)의 폭방향 정위치로 이동하게 되며, 각각의 롤러(41)는 상호 가동범위(41B)가 중첩되지 않도록 폭방향 가동범위(41B) 내에서 가동 실린더(45)에 의하여 이동될 수 있다. 결국, 상기 배근부(40)가 정렬된 개별 철근(R)을 폭방향 정위치로 배치함으로써 배근된 철근이 포장체나 슬라브의 정위치에 구비되도록 유도할 수 있으며, 이로써 공정의 자동화와 정확도를 기대할 수 있다.

한편, 도 12는 일 실시예에 따른 철근 배근단계(S30)의 시계열적 순서를 도시한 것으로, 철근 수용단계(S31), 철근 낙하단계(S32), 정위치 배치단계(S33) 및 철근 배출단계(S34)를 포함할 수 있다. 이때, 전체적인 철근 배근단계(S30)의 진행은 제어부(50)에 사전에 입력된 정보에 의하여 제어될 수 있다.

보다 구체적으로, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 철근 수용단계(S31)는 상부에 철근 가이드부(42)가 형성되고, 상기 철근 가이드부(42)의 하부에 복수의 롤러(41)가 구비되는 배근부(40)를 이용하는 것으로, 상기 정렬부(30)로부터 전달받은 개별 철근(R)을 수용하는 단계이다.

이후 진행되는 철근 낙하단계(S32)는 도 12에 도시된 바와 같이 낙하 위치 배치단계(S32A) 및 철근 안착단계(S32B)를 포함할 수 있다. 상기 낙하 위치 배치단계(S32A)는 도 13에 도시된 바와 같이 상기 철근 가이드부(42)에는 개방된 슬릿(32a)이 형성되어 롤러(41)가 사전에 배치되는 단계이다. 동시에 상기 철근 가이드부(42)는 폭방향 일측을 향하여 경사지도록 형성되어 상기 정렬부(30)로부터 낙하하여 전달된 개별 철근(R)은 철근 가이드부(42)의 경사를 타고 자연스럽게 이동할 수 있다. 또한, 상기 철근 안착단계(S32B)는 상기 철근 가이드부(42)에는 개방된 슬릿(42a)으로 개별 철근(R)이 낙하하여 하부에 구비된 각각의 롤러(41)에 구비되는 단계이다.

상기 정위치 배치단계(S33)는 상기 롤러(41)가 가동 실린더(45)에 의하여 개별 철근(R)을 폭방향 정위치로 이동시키는 단계로, 슬릿(42a)의 하부에서 철근(R)을 수용하면 이후 폭방향 정위치로 가동 실린더(45)에 의하여 이동될 수 있다.

한편, 도 14에 도시된 바와 같이 상기 철근 가이드부(42)의 슬릿(42a)에 선택적으로 하향 개방되도록 복수의 회동 슈트(43)가 폭방향을 따라 일정 간격으로 형성된 형상을 도시한 사시도로, 상기 철근 낙하단계(S32)의 낙하 위치 배치단계(S32A)는 개방될 회동 슈트(43)의 하부에 롤러(41)가 사전 배치될 수 있다. 따라서 상기 회동 슈트(43)는 롤러(41) 각각의 가동범위(41B) 내에 위치하는 것이 바람직하다.

상기 회동 슈트(43)는 실린더에 의하여 힌지 회동되는 것으로 제어부(50)의 제어를 바탕으로 선택적으로 개폐될 수 있다. 상기 회동 슈트(43)가 개방된 상태에서는 철근(R)이 하부로 낙하하여 철근 안착단계(S32B)가 진행될 수 있으며, 폐쇄된 상태에서는 상기 회동 슈트(43)를 타고 경사를 따라 연속적으로 이동할 수 있다.

한편, 상기 철근 낙하단계(S32)는 도 15의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이 상기 회동 슈트(43)가 개방되어 하부에 배치된 롤러(41)로 개별 철근(R)이 낙하하여 안착됨에 있어서, 상기 철근 가이드부(42)의 경사진 하방측에 위치한 회동 슈트(43)부터 순차적으로 개방되는 것이 바람직하다.

한편, 도 16에 도시된 바와 같이 상기 철근 배출단계(S34)는 철근 가이드부(42)의 하부에는 컨베이어(44)가 구비되어 철근을 후방으로 배출할 수 있다. 이때, 상기 컨베이어(44)에는 폭방향으로 배치되는 롤러열(41L)이 길이방향으로 일정 간격 이격되어 복수로 배치되고, 상기 컨베이어(44)와 롤러열(41L)은 일체로 구비될 수 있다. 이로써, 롤러(41)에 구비된 개별 철근(R)이 상기 컨베이어(44)에 의하여 후방으로 연속 배출될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 철근 자동 배근 방법(RM)에 의하면, 상기 철근 공급단계(S10)에 의하여 자동으로 철근(R)이 공급되고, 철근 정렬단계(S20)에 의하여 개별 철근 단위로 정렬될 수 있으며, 철근 배근단계(S30)에 의하여 자동적으로 개별 철근에 대한 배근 공정이 이루어짐으로 인력에 의한 철근의 공급이나 추가적인 결속 공정이 없이도 연속적인 철근 배근이 가능한 이점이 있다. 아울러, 철근 자동 배근 방법(RM)는 제어부(50)를 바탕으로 상기 철근 공급단계(S10), 철근 정렬단계(S20) 및 철근 배근단계(S30)의 전체적인 진행이 효과적으로 제어될 수 있으므로 배근 간에 철근이 상호 간섭되거나 시공 오류가 발생되지 않도록 하여 시공성이 확보될 수 있으며, 무엇보다 시공 현장의 특수성에 부합하도록 작동 방식을 가변적으로 적용함으로써, 현장에 따라 유연한 시공이 가능한 이점이 있다.

본 발명의 철근 자동 배근 방법(RD)의 실시예들에 대하여 설명, 기술하였으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경하여 실시할 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다고 할 것이다.

나아가, 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지된 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하고 있다. 그리고 상기에서 사용된 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운영자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니며, 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

RM:철근 자동 배근 방법
V:운행차체 R:철근
S10:철근 공급단계 S11:제1 위치 이동단계
S12:그립부 하강단계 S13:철근 구비단계
S14:그립부 상승단계 S15:제2 위치 이동단계
S16:그립 해제단계 S20:철근 정렬단계
S21:철근 상승단계 S22:철근 주입단계
S30:철근 배근단계 S31:철근 수용단계
S32:철근 낙하단계 S33:정위치 배치단계
S34:철근 배출단계 RD:철근 자동 배근 장치
10:철근 수용부 20:철근 공급부
30:정렬부 40:배근부
50:제어부

Claims

철근 수용부(10), 철근 공급부(20), 정렬부(30) 및 배근부(40)와 이들을 제어하는 제어부(50)를 포함하는 철근 자동 배근 장치(RD)를 이용하여 철근(R)을 연속적으로 배근하는 방법(RM)에 있어서,
상기 철근 공급부(20)의 호이스트(22)가 폭방향으로 형성된 레일(21)을 따라 철근 수용부(10)의 상부로 이동하는 제1 위치 이동단계(S11); 상기 호이스트(22)가 철근 수용부(10)로 그립부(23)를 하강시키는 그립부 하강단계(S12); 상기 그립부(23)가 적어도 하나의 철근(R)을 그립하는 철근 구비단계(S13); 상기 호이스트(22)가 그립부(23)를 일정 높이로 상승시키는 그립부 상승단계(S14); 길이방향으로 이격 배치되는 한 쌍의 그립부(23)가 동시에 철근(R)을 구비하되, 로드셀(24)이 어느 하나의 그립부(23)에 가해지는 철근의 중량을 감지하여 일정 이상의 중량이 감지되면 그립을 해제하여 상기 그립부 하강단계(S12)가 반복되도록 하는 임시 해제단계(S14A); 상기 호이스트(22)가 레일(21)을 따라 정렬부(30)의 상부로 이동하는 제2 위치 이동단계(S15); 및 상기 그립부(23)가 그립을 해제하여 철근(R)을 정렬부(30)에 공급하는 그립 해제단계(S16);를 포함하는 철근 공급단계(S10);
상기 정렬부(30)가 공급받은 개별 철근(R)을 순차적으로 배근부(40)로 전달하는 철근 정렬단계(S20); 및
상기 배근부(40)가 정렬된 개별 철근(R)을 폭방향 정위치로 배치하여 후방으로 배출하는 철근 배근단계(S30);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 철근 자동 배근 방법.
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철근 수용부(10), 철근 공급부(20), 정렬부(30) 및 배근부(40)와 이들을 제어하는 제어부(50)를 포함하는 철근 자동 배근 장치(RD)를 이용하여 철근(R)을 연속적으로 배근하는 방법(RM)에 있어서,
철근 공급부(20)가 철근 수용부(10)에 미리 구비된 복수의 철근(R) 중에서 일부를 구비하여 정렬부(30)로 공급하는 철근 공급단계(S10);
상기 정렬부(30)에 길이방향으로 구비되는 스텝 가동부(32)의 일측 하단이 일정 높이 상승함에 따라 스텝 경사부(31)에 형성된 복수의 단턱(31a)에 구비된 개별 철근(R)이 일측 하부에서 타측 상부로 한 단씩 상승하는 철근 상승단계(S21); 상기 철근 상승단계(S21)와 동시에 스텝 경사부(31)의 최상단 단턱(31a)에 구비된 개별 철근(R)이 일측을 향하여 하향 경사진 슈트부(34)를 따라 배근부(40)로 전달되는 철근 전달단계(S21A); 및 상기 스텝 가동부(32)가 원위치로 하강함에 따라 철근 거치부(36)에 구비된 철근(R)들 중 어느 하나가 상기 스텝 가동부(32)의 최하단 단턱(32a)에 위치하는 철근 주입단계(S22);를 포함하는 철근 정렬단계(S20); 및
상기 배근부(40)가 정렬된 개별 철근(R)을 폭방향 정위치로 배치하여 후방으로 배출하는 철근 배근단계(S30);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 철근 자동 배근 방법.
철근 수용부(10), 철근 공급부(20), 정렬부(30) 및 배근부(40)와 이들을 제어하는 제어부(50)를 포함하는 철근 자동 배근 장치(RD)를 이용하여 철근(R)을 연속적으로 배근하는 방법(RM)에 있어서,
철근 공급부(20)가 철근 수용부(10)에 미리 구비된 복수의 철근(R) 중에서 일부를 구비하여 정렬부(30)로 공급하는 철근 공급단계(S10);
상기 정렬부(30)가 공급받은 개별 철근(R)을 순차적으로 배근부(40)로 전달하는 철근 정렬단계(S20); 및
상기 배근부(40)에 폭방향 일측을 향하여 경사지도록 형성된 철근 가이드부(42)가 정렬부(30)로부터 개별 철근(R)을 전달받는 철근 수용단계(S31); 상기 철근 가이드부(42)에는 선택적으로 하향 개방되는 복수의 회동 슈트(43)가 폭방향을 따라 일정 간격으로 형성되어 개방될 회동 슈트(43)의 하부에 롤러(41)가 배치되는 낙하 위치 배치단계(S32A);와 상기 회동 슈트(43)가 개방되어 하부에 배치된 롤러(41)로 개별 철근(R)이 낙하하여 안착되는 철근 안착단계(S32B);를 포함하는 철근 낙하단계(S32); 및 상기 롤러(41)가 가동 실린더(45)에 의하여 개별 철근(R)을 폭방향 정위치로 이동시키는 정위치 배치단계(S33);를 포함하는 철근 배근단계(S30);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 철근 자동 배근 방법.
삭제
제6항에 있어서,
상기 철근 안착단계(S32B)는,
상기 철근 가이드부(42)의 경사진 하방측에 위치한 회동 슈트(43)부터 순차적으로 개방되는 것을 특징으로 하는 철근 자동 배근 방법.
철근 수용부(10), 철근 공급부(20), 정렬부(30) 및 배근부(40)와 이들을 제어하는 제어부(50)를 포함하는 철근 자동 배근 장치(RD)를 이용하여 철근(R)을 연속적으로 배근하는 방법(RM)에 있어서,
철근 공급부(20)가 철근 수용부(10)에 미리 구비된 복수의 철근(R) 중에서 일부를 구비하여 정렬부(30)로 공급하는 철근 공급단계(S10);
상기 정렬부(30)가 공급받은 개별 철근(R)을 순차적으로 배근부(40)로 전달하는 철근 정렬단계(S20); 및
상기 배근부(40)에 폭방향 일측을 향하여 경사지도록 형성된 철근 가이드부(42)가 정렬부(30)로부터 개별 철근(R)을 전달받는 철근 수용단계(S31); 상기 철근 가이드부(42)가 개별 철근(R)을 롤러(41)로 낙하하는 철근 낙하단계(S32); 상기 롤러(41)가 가동 실린더(45)에 의하여 개별 철근(R)을 폭방향 정위치로 이동시키는 정위치 배치단계(S33); 및 컨베이어(44)가 롤러(41)와 일체로 구비되어 컨베이어(44)에 의하여 개별 철근(R)이 후방으로 배출되는 철근 배출단계(S34);를 포함하는 철근 배근단계(S30);를 포함하는 것을 특징으로 하는 철근 자동 배근 방법.