KR102454834B1 - 토목 구조물의 보수 방법 - Google Patents

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줄리앙 에르도안
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Abstract

본 발명은 토목 작업물의 보수 방법에 관한 것으로, 이 방법은 재료가 배치될 표면과 접촉하여 각각 분출되는 적어도 하나의 보강 재료로 된 하나 이상의 연속 층들로부터 형성된 보강 구조물을, 로봇 시스템을 이용하여, 보수될 작업물의 부분 상에 직접적으로 배치하는 것을 포함한다.

Description

토목 구조물의 보수 방법
본 발명은 토목 작업물, 특히 터널, 브리지, 파이프 등의 아치형 지붕과 같은 토목 건물 또는 작업물의 보강에 관한 것으로, 여기서 "토목" 이라는 용어는 그 목적이 무엇이든간에 모든 유형의 구조물을 포함한다.
예를 들어 노화된 구조를 보완하기 위해서는, 수명이 다할 때까지 이러한 작업물을 보강해야 할 수도 있다.
아래에 정의된 기술을 사용하여 구조 보강물을 배치하는 것이 일반적이다.
일반적인 방법 중 하나는, 하나 이상의 금속 보강물을 설치하여 구조물의 요소의 전체 또는 일부를 피복하는 것이다. 이 기술은, 한편으로는 충전되는 기용된 보강물과 보강될 구조물의 접촉면들 사이의 갭을 필요로 하며, 다른 한편으로는 기존 구조물을 보강물에 연결하는 단단한 개재물을 생산하는 것을 요구한다. 이 기술의 어려움은 특히 다음에 있다:
- 현장 배치를 위해 필요한 상당한 자원; 이는 직원, 및 취급 및 인젝션 장비를 사용하게 만든다;
- 가변적이고 정확한 치수를 갖는 보강물을 생산하는 제한된 능력;
- 보강될 구조물과 보강물 사이의 접촉의 연속성의 품질.
현재 사용되는 두 번째 방법은, 쉘 (shell) 또는 거더 (girder) 형태로 콘크리트 보강물을 설치하여 구조물의 요소의 전부 또는 일부를 피복하는 것이다. 이 기술은 콘크리트가 설치되기 전에 사용되는 프레임워크 및 수동으로 설치하기 위해 기존 구조물에 고정되거나 고정되지 않을 수도 있는 보강 케이지를 필요로 할 수 있다. 콘크리트는 콘크리트 펌프를 사용하여, 분무에 의해 또는 설치 전에 사전-조립된 요소에 의해 전통적인 방식으로 설치된다. 이 기술의 어려움은 특히 다음에 있다:
- 현장 배치를 위해 필요한 자원; 이는 직원, 취급 장비 및 프레임워크를 사용하게 만든다;
- 구조물을 따라 가변적인 치수를 갖는 보강물을 생산함에 있어서의 큰 어려움.
세 번째 방법은, 매트, 스트립 또는 로드 형태의 복합 재료에 기반한 보강물을 수동으로 접착하여 기존 구조물에 적용하는 것이다. 예로서, 현재 사용되는 복합 재료는 에폭시 매트릭스가 함침된 탄소 섬유로 이루어진 재료이다. 이러한 방법은 기존 구조물의 요소의 인장 강도 및 전단 강도를 증가시킬 수는 있지만, 관성 모멘트의 증가 측면에서 이점을 거의 제공하지 못한다.
이들 세 가지 기술은 때로는 조합된다.
또한 빌딩 분야에서는 수치 데이터로부터 파일럿-제어된 분출 헤드의 도움으로 3D 인쇄와 유사한 기술을 사용하여 콘크리트 구조물을 생산하는 것이 알려져 있다. 헤드는 생산될 지오메트리에 따라 건축 재료의 연속적인 층들을 분출하기 위해 로봇 아암에 의해 높이가 증가하는 연속적인 평면들에서 이동된다. 하나의 층은 이미 생성된 작업물의 부분의 릴리프와 관련된 데이터의 실시간 수집에 따라 선행 층에 배치되는 것이 아니라 메모리에 저장되는 생성되는 구조물의 3D 가상 메쉬에 따라 배치된다.
특허 출원 JP 2016 37808 은 예를 들어 터널을 보수하기 위해 제공된 보수 로봇을 포함하는 시스템을 개시하고 있다. 이 로봇은 크랙을 파고 주입 노즐을 사용하여 에폭시 수지 또는 모르타르를 주입하는 수단을 포함한다. 그러한 로봇은 작업물 보수의 면에서 비교적 제한된 가능성을 가지고 있는데, 그 이유는 때로는 보수 작업이 단순히 크랙을 채우는 것 이상의 것을 요구하기 때문이다.
특허 출원 JP 2005-299236 은 보수를 수행하는 목적도 갖는 로봇 시스템을 기재하고 있다. 보수 재료는 보수될 작업물의 벽으로부터 거리를 두고서 노즐에 의해 전달되고 노즐과 관련된 가압 부재에 의해 벽에 대해 적용된다. 이러한 시스템은 보수 재료의 연속적인 층들을 적용하기 위해 제공되지 않고, 배치되는 재료의 두께를 크게 변화시키지 못한다. 이제 일부 구역은 다른 구역보다 더 큰 보강 정도를 필요로 할 수 있다.
본 발명의 목적은 통상적인 보수 방법의 전술한 단점의 전부 또는 일부를 극복하는 것으로, 이는 재료가 배치될 표면과 접촉하여 각각 분출되는 특히 스트립 형태인 적어도 하나의 보강 재료로 된 하나 이상의 연속 층들로부터 형성된 보강 구조물을, 로봇 시스템을 이용하여, 보수될 작업물의 부분 상에 직접적으로 배치하는 것을 포함하는 토목 작업물의 보수 방법에 의해 달성된다.
"접촉 분출 (contact extrusion)" 은 재료가 존재하는 노즐의 출구 오리피스가 바람직하게는 배치된 층의 두께 정도의 거리에서 재료가 배치되는 표면에 가깝게 위치한다는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 로봇 시스템을 사용하여 보강 재료의 다중 층들을 분출하여 적용함으로써 토목 구조물을 용이하게 보강할 수 있게 하며, 로봇 시스템은 바람직하게는 작업물에 대해 정확한 위치설정을 가능하게 하는 수단에 의해 실시간으로 파일럿-제어된다.
보강 재료는, 소망하는 지오메트리를 형성하기 위해, 연속적인 접착 층들에서 비교적 일정한 치수를 갖는 스트립으로 분출될 수 있다. 마무리의 수준은 필요에 따라 조정될 수 있다.
따라서, 재료의 분출에 의해 형성된 보강 재료는 사용된 보강 재료의 양을 최적화하고 구조적 요건 및 그 용도에 의해 부과되는 클리어런스 조건에 적합하도록 일정한, 평평한 또는 돌출된 프로파일을 가질 수 있다. 보강 구조물은 특히 가변-관성 모멘트 리브형 쉘 또는 가변-관성 모멘트 리브형 거더일 수 있다.
분출 헤드
재료는 로봇 시스템의 적어도 하나의 분출 헤드의 도움으로 배치된다.
분출 헤드가 재료를 위한 슬롯형 출구 오리피스를 구비한 노즐을 갖는 것이 유리하다. 이 경우, 노즐은 슬롯의 길이방향 축선에 수직인 방향으로 이동될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 출구 오리피스의 다른 형태가 가능하다.
분출 헤드는 단일 노즐 또는 다중 노즐을 가질 수 있다.
분출 헤드는 바람직하게는 스트립의 형태로 재료를 배치하도록 배열된다.
분출 헤드에는 노즐의 출구 오리피스를 통해 배출하기에 충분한 압력으로 재료가 공급된다.
적절하다면, 분출 헤드는 분출 헤드에서 재료의 기본 제형, 특히 시멘트-기재 제형과 혼합될 수 있는 보강 섬유의 공급물을 포함한다. 분출된 재료는 또한 분출 헤드의 상류에 섬유를 도입함으로써 제조될 수 있다.
분출 헤드는 노즐의 세척 및/또는 헹굼을 위한 유체용의 모든 공급 덕트를 구비할 수 있다.
릴리프 데이터의 획득
본 발명에 따른 방법은, 바람직하게는, 재료가 배치될 영역의 릴리프 데이터를 획득하고 적어도 이 릴리프 데이터에 기초하여 분출 헤드를 자동 파일럿-제어하는 것을 포함한다.
"릴리프 데이터" 는, 노즐이 분출 중에 재료를 배치하기 위한 적절한 위치로 자동으로 이동할 수 있도록, 로봇 시스템의 알려진 레퍼런스 시스템에 대하여 재료가 배치되는 표면의 위치에 대한 정보를 제공하는 데이터를 의미하는 것으로 이해해야 한다.
데이터는 3D 릴리프 데이터일 수 있는데, 즉, 직교 좌표계의 3 차원에서 당해 표면의 공간 메쉬가 생성된다. 이는 또한, 예를 들어 재료가 배치될 표면과 노즐 사이의 간격을 제어하기 위해 거더를 따르는 1D 스캔, 또는 작업물을 따라 이격된 평면들에서의 2D 스캔의 연속일 수도 있다.
릴리프 데이터는 예를 들어 분출 헤드와 동일한 로봇 아암에 의해 지지되는 로봇 시스템에 대응하는 획득 시스템의 도움으로 획득될 수 있다.
릴리프 데이터를 획득하는 것은 분출과 동시에 실시간으로 릴리프 데이터를 획득하는 것을 포함할 수 있다. 이 데이터는, 분출 헤드를 적절히 지향시켜 재료의 상이한 연속적인 층들을 배치하고 작업물에 대해 이동시킬 수 있도록 하기 위해 분출 헤드를 위치시키도록 사용될 수 있다.
릴리프 데이터를 획득하는 것은, 특히, 재료가 배치되는 표면으로부터 소정의 거리에 노즐을 유지시키는 것을 가능하게 할 수 있다; 이는 제 1 층을 배치하는 동안의 작업물의 표면, 또는, 재료의 이전에 배치된 층의 표면일 수 있다.
릴리프 데이터를 획득하는 것은 또한, 분출 전에 릴리프 데이터를 획득하는 것을 포함할 수도 있다.
본 발명의 예시적인 실시형태에서, 재료를 배치하지 않고서, 보수될 작업물의 부분의 스캔을 수행하기 위해 처음에 사용되는 획득 시스템을 로봇 시스템 상에 제공하는 것이 가능하다. 이 첫 번째 획득은, 보강 구조물에 부여될 형태를 고려하여, 분출 헤드가 따르는 최적 궤적을 계산하는데 특히 유용할 수 있다; 일단 궤적이 계산되면, 획득 시스템은 작업물에 대해 노즐의 위치를 확립하고 그리고/또는 작업물에 대해 노즐을 재위치설정하기 위해 계속해서 사용될 수 있다. 이는, 특히 배치 표면으로부터 요구되는 거리에서 원하는 배향으로 노즐을 유지함으로써, 상이한 층들의 배치를 미세하게 제어하는 것을 가능하게 한다.
이 획득은 로봇 시스템과는 별도의 해당 획득 시스템을 사용하여 수행할 수도 있다.
릴리프 데이터는 초음파 또는 밀리미터파로 스캐닝함으로써 적어도 하나의 광학 센서의 도움으로 그리고/또는 적어도 하나의 기계적 프로브의 도움으로 획득될 수도 있다. 선택적으로 프린지 프로젝션, 또는 원격 제어 레이저 또는 초음파 장치, 또는 밀리미터파 레이더, 예를 들어 Lidar-타입 레이더에 의해 하나 이상의 카메라를 사용할 수 있다.
적절한 경우, 예를 들어 작업물의 결함을 식별하기 위해, 예를 들어 릴리프의 획득과 동시에, 작업물을 깊이있게 조사한다. 레이더를 사용하여 표면을 스캔하는 경우, 이 레이더를 사용하여 작업물의 두께를 스캔할 수도 있다. 적절한 경우, 이러한 추가 데이터를 사용하여 예를 들어 결함이 검출된 구역에서의 후육화를 위해 보강 구조물의 형태를 적응시킬 수 있다. 예를 들어, 매우 긴 파이프를 검사할 때에 그리고 잠재적 약점이 검출된 구역을 예방적으로 보강할 때에, 결함을 실시간으로 검출하는 것이 유용할 수 있다.
보강 구조물
배치되는 층들의 수는 보강 구조물에 국부적으로 부여되는 두께에 의존하며, 예를 들어 1 내지 100, 바람직하게는 2 내지 100 이다. 특히, 보강 구조물에 부여되는 두께가 최소일 때에 층의 수는 1 일 수 있고, 층의 수는 보강 구조물의 두께가 최소가 아닌 경우에 더 크다. 보강 구조물은 중첩된 분출 층들의 수가 1 보다 큰 적어도 하나의 부분을 포함할 수 있다.
각 층의 두께는 재료의 레올로지 및 그 세팅 속도에 따라 달라진다. 이는 예를 들어 1 내지 30 mm 이다.
재료가 스트립 형태로 배치될 때, 각 스트립의 폭은 3 내지 50 mm 이다.
분출 헤드는 바람직하게는 보강 구조물에 원하는 형태를 부여하기 위해 보강재료에 대한 사전 프로그래밍된 알고리즘을 준수하도록 안내된다. 이 알고리즘은, 적절한 경우, 재료의 크리프 (creep) 를 고려할 수 있다.
이 알고리즘의 목적은 예를 들어 보강되는 작업물의 부분을 따라 일정한 두께를 갖는 보강 구조물을 생성하는 것일 수 있다.
그러나, 본 발명에 따른 방법은, 사용되는 재료의 양을 최소화하면서, 작업물이 노출되는 응력을 고려하여, 요구되는 보강을 제공할 수 있게 하는 최적의 형태를 갖는 보강 구조물을 용이하게 생산할 수 있게 한다.
보수 방법은 로봇 시스템의 공구, 특히 스프레딩 블레이드의 도움으로 세팅하기 전에 구조물을 평탄화하는 것을 포함할 수 있다. 이는 바람직하게는 분출 헤드와 동일한 로봇 시스템의 아암에 의해 지지되는 공구이다.
이 평탄화는 최외층이 배치된 후에만 발생할 수 있다; 대안으로서, 하나 이상의 평탄화 동작이 연속적인 층들의 배치 사이에서 발생한다. 적절한 경우, 재료의 불균일한 배치가 자동으로 검출될 수 있고, 이어서 평탄화 동작이 시작된다. 이러한 불균일한 배치는, 예를 들어, 재료가 배치되는 영역의 릴리프를 획득한 후에 검출될 수 있다.
배치되는 층들의 수 및/또는 배치되는 층들의 두께는 변화하는 관성 모멘트를 갖는 보강 구조물을 생성하도록 변할 수 있다. 따라서, 요구되는 보강을 공급하면서, 배치되는 재료의 양을 최소화하는 것이 가능하다.
보강 구조물은 리브형일 수도 있고, 리브들은 필요에 따라 종방향으로 또는 횡방향으로 또는 중간방향으로 배향된다.
보강 구조물은 작업물의 적어도 부분을 따라 예를 들어 보강되는 작업물의 거더의 면과 대면하는 거더일 수 있다.
보강 구조물은, 특히 예를 들어 터널의 돔형 또는 아치형 지붕을 보강할 때에 쉘일 수도 있다.
보강 구조물은, 외부 프리스트레싱 케이블, 지지 케이블, 또는 댐핑 장치를 앵커링하기 위한 케이블을 편향시키기 위해, 집중력을 분배하기 위한 앵커 노브, 예컨대 케이블 및/또는 텐던을 위한 앵커 블록, 특히 추가의 프리스트레싱 케이블을 위한 앵커 노브이다. 이러한 노브는 특히 브리지와 같은 토목 작업물에 사용된다.
보강 구조물에는 배치된 층들의 위치를 조정함으로써 하나 이상의 블록아웃이 생성될 수 있다. 이러한 블록아웃은 예를 들어 인서트, 기존 구조물, 플러그 또는 가이드, 특히 케이블에 스트래핑하기 위한 프리스트레싱 바아를 위해 사용된다.
분출 헤드의 이동
로봇 시스템은 예를 들어 자체 추진 플랫폼을 포함하여 독립적으로 움직일 수 있다.
대안으로서, 로봇 시스템은 잡아 당겨지는 플랫폼을 포함한다.
로봇 시스템은 휠, 트랙, 케이블 또는 스키드에서 이동할 수 있다.
이는, 가능한 경우, 예를 들어 보강 구조물을 생산할 때에 작업물을 따라 움직임에 따라 작업물이 로봇 시스템을 기계적으로 안내하는데 기여하는 것을 보장하도록 거더를 보강하는 경우에 유리할 수 있다.
안내는, 예를 들어, 작업물의 적어도 하나의 표면, 특히 작업물의 거더에 의해 정의된 적어도 하나의 표면, 예를 들어 2 개의 대향 표면을 포함하는 작업물의 다수의 표면에 대해 로봇 시스템을 가압함으로써 발생할 수 있다. 로봇 시스템은 따라서 거더에 의해 안내되며 거더를 따라 이동하고, 보강 재료가 거더 상에서 전진함에 따라 보강 재료를 배치한다.
보강 구조물의 배치의 정확도는 바람직하게는 두께의 견지에서 그리고/또는 작업물의 하부 표면에 평행한 방향으로 +/- 0.5 cm 보다 크다.
보강 재료
사용된 재료는, 특히 스트립의 형태로, 겹쳐진 층들의 배치 및 분출과 양립할 수 있는 레올로지를 갖는다.
상기 재료에 대한 세팅 시간은 바람직하게는 사전에 배치된 층이 완전히 세팅되기 전에 상기 사전에 배치된 층 상에 층이 배치되도록 충분히 길다; 따라서 층들 사이의 최대 접착이 보장된다.
분출된 보강 재료는 상이한 유형일 수 있다.
이는, 특히, 해당 구조 및 보강 필요에 따라, 섬유 보강이 될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있는 고성능 또는 초고성능 콘크리트와 같은 시멘트계 재료로 이루어질 수도 있다.
목재 골조로 구성된 보강 구조물의 경우, 보강 재료는 수지와 목재의 혼합물로 구성될 수 있다. 따라서, 분출된 재료는 수지를 포함할 수도 있다.
보강되는 작업물
보강되는 작업물은 본 발명에 따른 방법이 구현될 때에 미리 존재한다. 이의 목적은 작업물을 보수하는 것, 즉 본 발명에 따른 보강 구조물을 적용하여 작업물을 보강하는 것이다.
보강되는 작업물은 본 발명에 따른 방법이 구현되기 전에 3 개월, 6 개월 또는 1 년 이상 완료되었을 수 있다.
작업물은 특히 돔형 지붕 또는 터널의 아치형 지붕일 수 있다.
작업물은 또한 브리지일 수도 있고, 보수가 필요한 작업물의 부분은 예를 들어 브리지의 데크의 일부를 형성한다.
본 발명은 또한, 찾아갈 수 없는 갤러리, 또는 마스트, 또는 매립될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있는 파이프와 같은 할로우 작업물의 보수에 적용되며, 로봇 시스템은 바람직하게는 그 내부 안에서 이 파이프, 이 마스트, 또는 이 갤러리를 따라 이동한다.
작업물은 또한 석조로 만들어질 수 있고, 배치된 보강 구조물은 리포인팅 (repointing) 에 사용된다.
보수되는 작업물의 대부분은 콘크리트로 이루어질 수 있다. 보수되는 작업물의 부분은 금속이나 목재로 만들어 질 수도 있다.
또한, 본 발명의 주제는 토목 작업물을 적어도 부분적으로 덮는 보강 구조물, 특히 본 발명에 따른 방법을 구현함으로써 제조된 거더, 쉘 또는 노브의 형태의 보강 구조물이다.
또한, 본 발명의 주제는 본 발명에 따른 방법을 구현함으로써 생성된 보강 구조물을 작업물 상에 설치함으로써 보수되는 토목 작업물이다.
또한, 본 발명의 주제는 이하의 것을 포함하는, 토목 작업물을 보수하는데 적합한 로봇 시스템이다:
- 보수될 작업물의 부분 상에 직접 보강 재료로 이루어지는 보강 구조물을 형성하도록 구성된 적어도 하나의 분출 헤드로서, 상기 보강 재료는 바람직하게는 콘크리트, 특히 섬유-보강 콘크리트이거나, 또는 수지를 포함하는, 상기 적어도 하나의 분출 헤드,
- 상기 재료가 배치될 구역에서 릴리프 데이터를 획득하기 위한 시스템,
- 적어도 상기 릴리프 데이터 및 상기 작업물 상에서 상기 보강 구조물에 주어지는 형태에 관한 데이터에 기초하여, 보수될 상기 작업물에 대한 상기 분출 헤드의 움직임을 자동적으로 제어하기 위한 계산기로서, 상기 분출 헤드의 움직임은 연속 층들로 상기 재료를 분출하도록 제어되고, 상기 재료의 분출은 상기 재료가 배치될 표면과 접촉하여 발생하는, 상기 계산기.
이 로봇 시스템은 본 발명에 따른 보수 방법과 관련하여 전술한 특징들의 전부 또는 일부를 가질 수 있다.
따라서, 이 로봇 시스템은 유리하게는 이하의 것을 포함한다:
- 분출 헤드를 갖는 관절형 아암, 특히 여러 자유도를 갖는 아암,
- 작업물을 따라 움직일 수 있는 플랫폼, 특히 휠, 트랙, 케이블 또는 스키드에 장착된 자체-추진 또는 당김 플랫폼; 이 플랫폼의 움직임은 계산기에 의해 제어됨,
- 특히 스프레딩 블레이드 형태인, 상기 구조물이 세팅되기 전에 배치된 구조물을 평탄화하기 위한 공구; 이 공구는 바람직하게는 분출 헤드와 동일한 로봇 아암에 의해 지지됨,
- 보강 재료가 배치되는 표면에 대해 수직하게 분출 헤드의 노즐을 자동적으로 지향시키는 수단; 분출 헤드는 바람직하게는 슬롯형 노즐을 포함함.
본 발명은 상기 발명의 비제한적인 예시적인 실시형태에 대한 다음 설명을 읽고 첨부된 도면을 검토함으로써 더 잘 이해될 것이다.
도 1 은 아치형 지붕을 보강할 때에 사용되는 본 발명에 따른 로봇 시스템의 일 예를 개략적으로 그리고 부분적으로 도시한다.
도 2a 및 도 2b 는 개별적으로 재료의 분출 동안의 분출 헤드를 개략적으로 그리고 부분적으로 도시한다.
도 3 은 보강 구조물의 생산이 진행됨에 따라 중첩된 분출된 스트립의 스택들의 병치를 도시한다.
도 4 는 도 1 의 로봇 시스템의 도움으로 생성된 보강 구조물의 예이다.
도 5 는 도 1 의 로봇 시스템의 도움으로 생성된 보강 구조물의 관성 모멘트를 변화시킬 수 있는 가능성을 도시한다.
도 6 은 거더를 따라 제조된 보강 구조물의 다른 예를 도시한다.
도 7 은 도 5 의 보강 구조물의 관성 모멘트를 변화시킬 수 있는 가능성을 도시한다.
도 7a 는 도 7 의 상세를 도시한다.
도 8 은 파이프를 보강할 때에 사용되는, 본 발명에 따른 로봇 시스템의 다른 예를 개략적으로 그리고 부분적으로 도시한다.
도 9 는 도 8 의 로봇 시스템의 도움으로 생성된 보강 구조물의 예를 도시한다.
도 10 은 브리지와 같은 작업물 상에 노브를 제조하는데 사용되는, 본 발명에 따른 로봇 시스템의 예를 개략적으로 그리고 부분적으로 도시한다.
도 11 은 작업물의 구조물에 대한 스트랩핑 후에, 본 발명에 따른 방법의 도움으로 생성된 노브를 도시한다.
도 12 및 도 13 은 노브에 부여될 수 있는 프로파일의 예를 보여주는 종단면도이다.
도 14 는 석조를 보강하기 위해 사용되는 로봇 시스템의 다른 예를 개략적으로 그리고 부분적으로 도시한다.
도 15 는 로봇 시스템의 상이한 부품들 사이의 연결을 도시하는 블록도이다.
도 16 은 로봇 시스템에 스프레딩 블레이드와 같이 마감 공구와 같은 공구를 장착할 수 있는 가능성을 도시한다.
도 1 에는, 예를 들어 터널의 아치형 지붕 (V) 을 포함하는 토목 작업물을 보강하는데 사용되는 본 발명에 따른 동력 시스템 (10) 의 제 1 예가 도시되어 있다.
로봇 시스템 (10) 은 아치형 지붕 (V) 을 따라 움직일 수 있는 가동 플랫폼 (11) 을 포함한다.
로봇 시스템 (10) 은 재료의 배치를 생성시키는데 필요한 자유도의 수에 따라 하나 이상의 세그먼트를 포함할 수 있는 관절형 아암 (12) 을 포함한다. 이 아암 (12) 은 아치형 지붕의 모선에 평행한 축선을 중심으로 관절형이 될 수 있다.
도시된 예에서, 아암은 3 개의 관절형 세그먼트를 포함하지만, 본 발명은 수행될 보강 작업에 적합한 모든 유형의 변형가능한 그리고/또는 배향가능한 구조물을 포함한다.
아암은 분출 헤드 (13) 를 구비하며, 이 분출 헤드는 예를 들어 시멘트계 재료와 같은 보강 재료의 다수의 연속적인 층들을 배치하는 것을 가능하게 한다.
분출 헤드 (13) 는, 도 2a 에서 볼 수 있는 바와 같이, 보강 재료를 유체 상태로 분출시키는 노즐 (14) 을 포함한다.
이러한 분출은, 원하는 보강 구조물을 형성하기 위해 배치될 층들의 수에 따라, 먼저, 분출 헤드의 제 1 패스 동안, 도 2a 에 도시된 바와 같이, 제 1 스트립 층 (C1) 을 형성하기 위해 작업물의 외부 표면 (S) 과 접촉하여 일어난 다음, 후속 패스 동안, 도 2b 에 도시된 바와 같이, 제 2 스트립 층 (C2) 을 형성하기 위해, 이전에 배치된 층 (C1) 과 접촉하여 일어난다. 층은, 바람직하게는 층들 사이의 최상의 가능한 접착력을 갖도록 하기 위하여 이전 층의 세팅이 완료되기 전에, 이전 층상에 배치된다.
보강 구조물의 일부가 스트립의 폭에 대응하는 폭 (w) 으로 형성된 후에, 다음 부분이 생성된다. 이 부분은, 도 3 에 도시된 바와 같이, 스트립들의 겹침없이, 이전 것의 연장으로서 형성될 수 있다. 연속 스트립들이 병치되었지만 재료가 아직 세팅되지 않은 경우, 재료가 세팅된 후에 최종 보강 구조물이 스트립을 횡단하는 방향으로 연속되도록, 스트립들은 그 접촉 에지에서 결합된다. 도 3 에는 작업물의 길이방향으로의 3 개의 연속적인 스택들이 도시되어 있으며, 각각의 스택은 제 1 스택에 대해 C1,1 내지 C4,1, 제 2 스택에 대해 C1,2 내지 C4,2, 제 3 스택에 대해 C1,3 내지 C4,3 으로 라벨링된 재료의 4 개의 중첩된 스트립들을 포함한다.
노즐 (14) 의 출구 오리피스는 바람직하게는 종방향 축선 (X) 을 따라 세장형인 형상의 단면을 가지며, 예를 들어 직사각형이며, 이 종방향 축선 (X) 은 바람직하게는 보강 구조물의 스트립들에 층들의 각각을 배치하기 위해 노즐 (14) 이 이동하는 방향 (D) 에 대해 수직하게 배향된다.
배치되는 각각의 층의 두께 (e) 는, 예를 들어, 보강 구조물의 각 층에 대해 실질적으로 일정하고, 배치된 층들의 수는 각 지점에서 보강 구조물에 원하는 두께를 제공하도록 국부적으로 적응된다.
e 는 예를 들어 1 내지 30 mm 이고, 스트립의 폭 (w) 은 3 내지 50 mm 이다. 두께는 사용되는 재료의 레올로지에 좌우될 수 있고, 배치되는 두께는 바람직하게는 층이 응집성을 잃지 않고서 증착되는 표면에 완전히 접착되도록 선택된다.
중첩된 층들의 수는 국부적으로 보강 구조물이 이 지점에서 가질 필요가 있는 두께에 의존한다.
층의 분출시에, 재료가 배치되는 표면으로부터의 노즐 (14) 의 거리 (d) 는 바람직하게는 e 와 동일하다. 이는, 노즐 (14) 의 축선이 위로 향한 상태에서 분출이 일어나는 경우에도 재료가 배치되는 표면에 대한 재료의 접착을 허용한다.
분출 헤드 (13) 는 유리하게는 시일 (미도시) 을 구비하며, 이 시일은, 분출이 없는 때에, 예를 들어 보강 재료가 배치되지 않았기 때문에, 예를 들어 분출 헤드 (13) 가 작업물과 접촉하여 보강 재료를 그 위에 분출하기에는 작업물로부터 너무 멀리 있기 때문에, 또는 이미 배치된 층들의 수가 노즐 (14) 이 위치하는 영역에서 보강 구조물에 대해 원하는 두께에 상응하기 때문에 분출이 국부적으로 중단되는 때에 폐쇄된다.
노즐 (14) 에는 각각의 덕트를 통해 보강 재료가 공급되며, 보강 재료의 공급 압력은 그 레올로지 및 노즐의 출구 속도에 따라 선택된다.
보강 재료는 바람직하게는 작업물에 대해 고정될 수 있는 탱크로부터 펌핑되며, 이 경우에 이 탱크와 플랫폼 (11) 사이에는 가요성 파이프가 제공된다. 탱크는 또한, 특히 배치되는 보강 재료의 양이 허용하는 경우에, 로봇 시스템 (10) 과 함께 움직일 수 있다.
로봇 시스템 (10) 은, 도시된 예에서, 보강 재료가 원하는 대로 배치될 수 있도록 플랫폼 (11) 과 아암 (12) 의 움직임을 제어하기 위해 보강 구조물이 생성될 필요가 있는 작업물의 표면의 릴리프를 결정하는 것을 가능하게 하는, 도 15 에 개략적으로 도시된 릴리프 데이터를 획득하기 위한 시스템 (30) 을 포함한다.
이러한 획득 시스템 (30) 은 아암 (12) 및/또는 플랫폼 (11) 에 대해서 고정되거나 움직일 수 있다. 이는 또한, 예를 들어 상이한 기계 상에 위치된 플랫폼 (11) 및/또는 아암 (12) 외부에 있을 수도 있으며, 플랫폼 (11) 및/또는 아암 (12) 에 대한 이의 위치결정은 충분한 정확도로 알려져 있다.
획득 시스템 (30) 은 예를 들어 Lidar 타입의 하나 이상의 무선 주파수 장치 및/또는 예를 들어 하나 이상의 카메라를 포함한다.
로봇 시스템 (10) 은 획득 시스템 (30) 에 의해 생성된 데이터를 수신하고 플랫폼 (11), 아암 (12) 및 그에 따라 재료의 분출을 파일럿-제어하는 계산기 (31) 를 포함한다.
이 파일럿-제어는 작업물 상에 보강 재료를 배치하기 위해 미리 정의된 알고리즘을 준수하도록 발생한다.
도 4 에 도시된 바와 같이, 보강 구조물 (100) 은, 예를 들어, 작업물의 종방향에 수직으로 형성된 섹션에서, 에지를 향하여 감소하는 두께를 갖는 쉘의 형태로 제조된다.
보강 재료를 배치하기 위한 알고리즘은 작업물이 노출되는 기계적 응력에 따라 선택된다; 제어된 분출 덕분에, 본 발명은 일부 공지된 보수 기술과 비교하여 재료의 절감이 이루어지도록 작업물의 각 지점에서 필요한 기계적 강도를 제공하는 데 요구되는 양의 보강 재료만을 국부적으로 배치할 수 있게 한다.
로봇 시스템은 준수해야할 배치 알고리즘을 입력할 수 있게 하는 인간/기계 인터페이스 (32) 를 포함할 수 있다; 이 배치 알고리즘은 수정해야 하는 작업물의 결함을 사전에 분석한 결과 발생할 수 있다.
계산기 (31) 는 분출 노즐 (14) 의 필요한 이동을 파일럿-제어하는 인간의 개입없이 독립적으로 보강 구조물을 배치하는 작동이 수행되도록 프로그래밍되는 것이 바람직하다.
릴리프 데이터는, 유리하게는, 이전에 배치된 하나 이상의 층들 상에 새로운 층을 배치하는 것이 소망하는 최종 지오메트리로 될 수 있도록, 보강되는 작업물의 부분의 릴리프 및 각각의 후속 층에 대해서는 마지막 배치 층의 릴리프에 이어서 재료의 제 1 층의 배치가 발생하는 것을 보장하는데 실시간으로 사용된다.
층은 바람직하게는 노즐의 위치를 적절하게 적응시킬 수 있도록 이미 생성된 작업물의 부분의 릴리프에 관한 실시간 데이터의 획득에 의존하여 이전 층 상에 배치된다.
따라서, 상이한 층들은 바람직하게는 릴리프 데이터를 사용하여 노즐 (14) 의 궤적을 실시간으로 보정할 수 있는 가능성으로 배치된다.
따라서, 로봇 시스템 (10) 은 주위에 적응할 수 있도록 제조될 수 있다. 따라서 로봇 시스템을 쉽게 배치할 수 있다.
도 15 의 참조 번호 34 는 로봇 시스템의 모든 액추에이터를 지칭하며, 그의 기능은 계산기 (32) 에 의해 제어되어 원하는 지오메트리에 따라 보강 구조물의 배치를 수행한다.
플랫폼 (11) 의 움직임은 아암 (12) 의 움직임을 결정하는데 사용되는 릴리프 데이터와 동일한 릴리프 데이터에 기초하여 제어될 수 있다. 대안으로서, 릴리프 데이터의 획득은 플랫폼에 대한 아암의 움직임을 파일럿-제어하는 역할만을 하고, 이의 움직임은 보강 구조물이 제조되는 작업물의 부분의 릴리프와는 독립적으로 발생한다.
플랫폼은, 예를 들어, 작업물을 따라 증분하여 이동되며, 작업물의 표면은 생성될 지오메트리에 따라 보강 재료의 층을 위에 배치시키기 위해 플랫폼이 노즐 (14) 에 의해 정지될 때마다 스위핑된다. 스위핑은 원하는 최대 두께를 얻을 수있는 층들의 수를 배치하는데 필요한 횟수만큼 발생한다.
이 스위핑 동안, 릴리프 데이터의 실시간 획득은, 분출시에 접촉하는 표면으로부터 사전 정의된 거리에서 노즐을 이동시키는데 필요한 아암의 움직임을 결정할 수 있게 한다.
일단 모든 층들이 배치되면, 플랫폼은 추가로 이동된다. 이러한 이동은, 앞서 설명한 바와 같이, 작업물을 따라 연속적인 보강 구조물를 얻을 수 있게 하기 위하여 분출 스트립의 폭에 상응할 수 있다.
플랫폼 (11) 이 휠 또는 트랙 상에 있을 때, 계산기 (31) 는 미리 정해진 궤적을 따르도록 플랫폼의 구동 모터 또는 구동 모터들을 제어할 수 있다. 이 궤적은 어떤 방법으로든 수정할 수 있다.
작업물을 따라 이동하는 동안에 플랫폼 (11) 을 안내하는 것은 또한, 하나 이상의 레일 또는 가이드 와이어에 의해 기계적으로 보장될 수 있다.
플랫폼 (11) 의 움직임은, 광학 시스템에 의해, 예를 들어 하나 이상의 카메라, 특히 보강 재료가 배치될 표면의 토폴로지를 정교화하는데 사용되는 카메라와는 다른 카메라에 의해 지원될 수 있다.
적절한 경우, 마커들은 로봇 시스템이 작업물을 따라 위치하도록 도와주기 위해 작업물을 따라 배치된다. 이러한 마커들은 릴리프 데이터 획득 시스템에 의해 검출되도록 생성될 수 있다. 이들은 수동 또는 능동 광학 마커들일 수 있다.
플랫폼 (11) 은 또한, 예를 들어 DGPS 타입의 위성 로케이팅 시스템의 도움으로, 그리고/또는 육상 또는 해상의 의사 위성 (pseudolite) 에 의해 안내될 수 있다.
적절한 경우, 하나 이상의 RFID 태그 또는 다른 위치 송신기, 또는 하나 이상의 광학 마커가 작업물의 적어도 하나의 사전 정의된 지점, 바람직하게는 로봇 시스템에 위치 기준점을 부여하고 그리고/또는 예를 들어 로봇 시스템의 동작 영역을 제한하거나 로봇 시스템의 방향을 정하는데 도움을 줄 수 있는 여러 지점에 배치될 수도 있다.
적절한 경우, 여러 로케이팅 기술을 결합하여 정확도를 높일 수 있다.
로봇 시스템 (10) 은 관성 모멘트 플랫폼 및/또는 이동할 때에 시간 경과에 따라 플랫폼 (11) 의 위치 및/또는 방위를 결정하는 것을 돕는 주행계 (odometer) 를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 보수될 작업물의 유형에 적합한 임의의 지오메트리의 보강 구조물을 생산하는 것을 가능하게 한다.
따라서, 예를 들어 응력이 가장 큰 경우 보다 큰 가변 관성 모멘트를 갖는 보강 구조물을 제조하는 것이 가능하다.
예를 들어, 도 5 에 도시된 바와 같이, 아치형 지붕을 보강하는 경우, 관성 모멘트는 작업물을 따라 이격된 리브들 (101) 을 생성함으로써 작업물을 따라 변화될 수 있다.
도 6 에는 보강 구조물 (100) 의 도움으로 거더 (P) 를 보강할 수 있는 가능성이 도시되어 있다. 보강 구조물 (100) 자체는 예를 들어 I-단면을 갖는 거더의 형태로 되어 있으며, 베이스 플랜지는 상부 플랜지보다 넓다.
보강 구조물의 관성 모멘트는, 도 7 에 도시된 바와 같이, 거더를 따라 변하고, 예를 들어 베이스 플랜지에서 감소된 관성 모멘트 (102) 의 제한된 부분을 갖는다. 큰 관성 모멘트 부분과 낮은 관성 모멘트 부분 사이의 전이 (103) 는 작업물의 규모에 대해 실질적으로 선형일 수 있으며, 본 발명에 따라 다양한 전이 프로파일이 달성될 수 있다. 보강 구조물 (100) 이 밀접하게 관찰된다면, 배치가 폭 (w) 의 스트립으로 발생하기 때문에, 도 7a 에 도시된 바와 같이, 폭 (w) 의 단차를 갖는 단계적 릴리프가 보일 수 있다. 두 개의 연속적인 단차들 사이의 높이는 두 개의 대응하는 스택들을 생성하기 위해 배치된 층들의 수의 차이에 실질적으로 대응한다.
로봇 시스템 (10) 의 치수 및/또는 모폴로지는 보수될 작업물의 지오메트리에 따라 적응될 수 있다.
도 8 에 도시된 바와 같이, 체류될 수도 있거나 그렇지 않을 수도 있고 매립될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있는 파이프 (D) 의 예에서, 플랫폼 (11) 은 이동을 위해 파이프의 내부 표면에 대해 지지되도록 배향된 휠들을 가질 수 있다. 아암 (12) 은 신축적일 수 있고, 파이프의 축선과 일치하는 축선을 중심으로 회전할 수 있는 세그먼트를 포함할 수 있다. 노즐 (14) 은 보강 재료가 분출되는 표면으로부터 원하는 거리가 되도록 방사상으로 이동될 수 있다. 각 스트립은 둘레의 전부 또는 일부에 배치된다.
이러한 경우에, 릴리프 데이터의 획득은, 예를 들어, 파이프 (S) 의 내부 표면의 반경방향으로의 파이프의 축으로부터의 거리의 획득으로 제한될 수 있다.
적절한 경우, 도 9 에 도시된 바와 같이, 파이프의 내부 표면으로부터 돌출하는 보강 리브 (105) 가 형성될 수 있다. 적절한 경우, 로봇 시스템은 파이프 내에서 여러 번 통과할 수 있다.
도 10 에는, 평행하게 작동하는 2 개의 로봇 시스템의 도움으로 브리지를 보수하는 것이 도시되어 있으며, 하나는 작업물 외부에서 노브 형태로 보강 구조물 (100) 을 생성하고, 다른 하나는 작업물 내부에서 작동한다.
보강 구조가 노브인 경우, 노브에는, 도 12 에 도시된 바와 같이, 베어링 블록의 도움으로 프리스트레싱 케이블 (PC) 이 고정될 수 있게 하는 통로 (108), 또는 프리스트레싱 케이블 (PC) 을 이탈시키기 위해 그 단부들에 스플레이 형상 (splayed shape) 을 갖는 통로 (109) 가 형성된다.
일단 노브가 형성되면, 도 11 에 도시된 바와 같이, 이는 또한 작업물에 스트래핑될 수 있다. 이 경우, 층들은 스트래핑 시스템의 후속 설치를 위한 구멍을 만들도록 분출에 의해 배치된다.
도 14 에는, 본 발명에 따른 로봇 시스템 (10) 의 도움으로 석조를 보수하는 것이 도시되어 있다. 로봇 시스템은 돌들 (R) 사이의 리포인팅을 위해 사용된다. 적절한 경우, 로봇 시스템에는 새로운 조인트가 분출에 의해 놓이기 전에 기존의 조인트를 긁어내는 공구가 장착될 수 있다.
로봇 시스템에는, 예를 들어 세팅 전에 분출에 의해 배치된 보강 재료를 평탄화하기 위해, 도 16 에 도시된 바와 같이, 다른 공구, 예를 들어 스프레딩 블레이드 (17) 가 장착될 수 있다.
본 발명은 물론 주어진 예들에 한정되지는 않는다.
모든 유형의 토목 작업물은 본 발명으로 인해 보수될 수 있다.

Claims (52)

  1. 토목 작업물의 보수 방법으로서,
    적어도 하나의 보강 재료가 배치 (deposit) 될 표면과 접촉하여 각각 분출 (extrude) 되는 상기 보강 재료로 된 하나 이상의 연속 층들로부터 형성된 보강 구조물 (100) 을, 로봇 시스템 (10) 을 이용하여, 보수될 작업물의 부분 상에 직접적으로 배치하는 것을 포함하고,
    상기 재료는 스트립 형태로 분출되고, 상기 로봇 시스템의 상기 재료를 위한 슬롯-형상의 출구 오리피스를 갖는 적어도 하나의 분출 헤드의 도움으로 배치되고,
    배치된 층들의 수 및/또는 배치된 층들의 두께는 변화하는 관성 모멘트를 갖는 보강 구조물 (100) 을 생성하도록 변화하는 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 로봇 시스템의 공구 (17) 의 도움으로 상기 구조물이 세팅되기 전에 상기 구조물을 평탄화하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 재료가 배치될 영역의 릴리프 데이터를 획득하고, 적어도 상기 릴리프 데이터에 기초하여 분출 헤드의 자동 파일럿-제어를 행하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 릴리프 데이터는 상기 로봇 시스템의 획득 시스템의 도움으로 획득되는 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 릴리프 데이터를 획득하는 것은 분출과 동시에 실시간으로 릴리프 데이터를 획득하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 릴리프 데이터를 획득하는 것은 분출 전에 릴리프 데이터를 획득하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    릴리프 데이터는 초음파 또는 밀리미터 파로 스캐닝하여 적어도 하나의 광학 센서의 도움으로 그리고/또는 적어도 하나의 기계적 프로브의 도움으로 획득되는 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 분출 헤드는 상기 보강 재료에 대한 사전 프로그래밍된 알고리즘을 준수하도록 안내되는 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    배치된 층들의 수는 2 내지 100 개이고, 각 층의 두께는 1 내지 30 mm 인 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강 구조물은 리브형 (ribbed) 인 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강 구조물은 거더 (girder) 인 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강 구조물은 쉘 (shell) 인 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강 구조물은, 외부 프리스트레싱 케이블, 지지 케이블, 또는 댐핑 장치를 앵커링하기 위한 케이블을 편향시키기 위해, 집중력을 분배하기 위한 노브 (knob), 예컨대 케이블 및 텐던 (tendons) 중 어느 하나를 위한 앵커 블록 (anchor block), 또는 추가의 프리스트레싱 케이블을 위한 앵커 노브인 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강 구조물에는 배치된 층들의 위치를 조정 (adapting) 함으로써 하나 이상의 블록아웃 (blockouts) 이 생성되는 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강 구조물의 생성시에 상기 작업물은 상기 로봇 시스템이 상기 작업물을 따라 이동함에 따라 상기 로봇 시스템을 기계적으로 안내하는데 기여하는 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강 구조물을 배치하는 정확도는 상기 작업물의 하부 표면에 평행한 방향으로 그리고/또는 두께의 견지에서 ± 0.5 cm 보다 큰 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  19. 제 1 항에 있어서,
    분출된 재료는 콘크리트인 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  20. 제 1 항에 있어서,
    분출된 재료는 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 작업물은 아치형 지붕 (V) 인 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 작업물은 다리인 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 작업물은 파이프 또는 마스트인 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  24. 제 1 항에 있어서,
    상기 작업물은 석조로 만들어지고, 배치된 구조물 (100) 은 리포인팅 (repointing) 에 사용되는 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  25. 제 1 항에 있어서,
    보수될 작업물의 부분은 콘크리트로 만들어지는 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  26. 제 1 항에 있어서,
    보수될 작업물의 부분은 금속인 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  27. 제 1 항에 있어서,
    보수될 작업물의 부분은 목재로 제조되는 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  28. 제 1 항에 따른 방법을 수행함으로써 제조된 토목 작업물을 적어도 부분적으로 덮는 보강 구조물 (100).
  29. 제 1 항에 따른 방법을 수행함으로써 제조된 보강 구조물 (100) 을 토목 작업물 상에 위치시킴으로써 보수된 토목 작업물.
  30. 토목 작업물을 보수하는데 사용되는 로봇 시스템 (10) 으로서,
    - 보수될 작업물의 부분 상에 직접 보강 재료로 이루어지는 보강 구조물을 형성하도록 구성된 적어도 하나의 분출 헤드 (13),
    - 상기 재료가 배치될 구역에서 릴리프 데이터를 획득하기 위한 시스템,
    - 적어도 상기 릴리프 데이터 및 상기 작업물 상에서 상기 보강 구조물에 주어지는 형태에 관한 데이터에 기초하여, 보수될 상기 작업물에 대한 상기 분출 헤드 (13) 의 움직임을 자동적으로 제어하기 위한 계산기로서, 상기 분출 헤드의 움직임은 연속 층들로 상기 재료를 분출하도록 제어되고, 상기 재료의 분출은 상기 재료가 배치될 표면과 접촉하여 발생하고, 상기 분출 헤드 (13) 는 슬롯-형상 노즐 (14) 을 포함하고,
    배치된 층들의 수 및/또는 배치된 층들의 두께는 변화하는 관성 모멘트를 갖는 보강 구조물을 생성하도록 변화하는, 상기 계산기
    를 포함하는, 로봇 시스템.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 분출 헤드를 갖는 관절형 아암 (12) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 작업물을 따라 움직일 수 있는 플랫폼 (11) 을 포함하고, 상기 플랫폼의 움직임은 상기 계산기에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  33. 제 30 항에 있어서,
    상기 구조물이 세팅되기 전에 배치된 상기 구조물을 평탄화하기 위한 공구를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  34. 제 30 항에 있어서,
    상기 보강 재료가 배치되는 표면에 대해 수직하게 상기 분출 헤드의 노즐을 자동적으로 지향시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  35. 제 3 항에 있어서,
    상기 로봇 시스템의 공구 (17) 는 스프레딩 블레이드인 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  36. 제 3 항에 있어서,
    상기 로봇 시스템의 공구 (17) 는 분출 헤드 (13) 와 동일한 상기 로봇 시스템의 아암 (12) 에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  37. 제 5 항에 있어서,
    상기 로봇 시스템의 상기 획득 시스템은 분출 헤드와 동일한 아암에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  38. 제 17 항에 있어서,
    상기 로봇 시스템은 상기 작업물의 적어도 하나의 표면에 대해 가압되는 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 로봇 시스템은 상기 작업물의 거더에 의해 규정된 적어도 하나의 표면에 대해 가압되는 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  40. 제 19 항에 있어서,
    상기 분출된 재료는 섬유-보강 콘크리트인 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 분출된 재료는 고성능 또는 초고성능 콘크리트인 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  42. 제 21 항에 있어서,
    상기 작업물은 터널 또는 돔의 아치형 지붕 (V) 인 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  43. 제 22 항에 있어서,
    보수될 상기 작업물의 부분은 상기 다리의 갑판의 일부인 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
  44. 제 28 항에 있어서,
    상기 토목 작업물은 거더, 쉘, 또는 노브인 것을 특징으로 하는 보강 구조물.
  45. 제 30 항에 있어서,
    제 1 항에 따른 방법을 수행하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  46. 제 30 항에 있어서,
    상기 보강 재료는 콘크리트이거나, 또는 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  47. 제 46 항에 있어서,
    상기 보강 재료는 섬유-보강 콘크리트인 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  48. 제 31 항에 있어서,
    상기 분출 헤드는 여러 자유도를 갖는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  49. 제 32 항에 있어서,
    상기 플랫폼은 휠, 트랙, 케이블 또는 스키드에 장착된 자체 추진 또는 당김 플랫폼인 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  50. 제 33 항에 있어서,
    상기 공구는 스프레딩 블레이드 형태인 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  51. 제 33 항에 있어서,
    상기 공구는 상기 분출 헤드와 동일한 아암에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  52. 제 23 항에 있어서,
    상기 로봇 시스템은 상기 파이프 또는 상기 마스트 내에서 상기 파이프 또는 마스트를 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 토목 작업물의 보수 방법.
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