KR20140019156A - 로봇팔을 이용한 건물의 건축방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 건물의 건축이 단시간에 효율적으로 이루어질 수 있는 건물의 건축방법을 제공하는 것이다. 이에 따라 본 발명에 따른 건물의 건축방법은, 자동화장치에 의해 건물을 건축하는 방법으로서, 입자상 또는 분말상의 건축재료가 평면상에 소정의 두께로 살포되는 1단계; 상기 1단계에서 살포된 건축재료가 고르게 평탄화되는 2단계; 평탄화된 상기 건축재료 상에 건물을 이루는 영역에만 바인더가 살포되는 3단계; 및, 상기 1단계 내지 3단계가 반복되어 상기 건축재료가 계속 적층되는 4단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

로봇팔을 이용한 건물의 건축방법{Building method of building structure}

본 발명은 건물의 건축방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 건물을 건축하는 작업에 있어서 로봇팔 등 자동화장치를 이용하여 입자 또는 분말상의 건축재료를 살포한 후 건물을 이루는 영역에 바인더를 살포하는 과정이 반복됨으로써 매우 신속하게 건축이 진행될 수 있는 건축방법에 관한 것이다.

건물 등의 구조물을 시공하는 작업은 많은 인력과 시간이 소요되는 것으로, 시간과 비용을 줄이는 시공방법의 개발에 큰 노력을 쏟고 있다.

도 1은 국제출원공개번호 WO2005/001954호에 개시된 것으로, 건축 자동화장치를 이용하여 건축하는 상태를 개략적으로 도시하고 있다.

도 1을 참고하면, 한 벌의 레일(1)에 의해 이동하는 양측의 지지부재(2)와, 양측의 지지부재(2)를 서로 연결하는 상부부재(3)를 포함하고, 재료용기(5)로부터 건축용재료가 공급되는 노즐어셈블리(4)가 상기 상부부재(3)에 설치되어 건축용재료를 배출하고 있다.

상기 건축방법은 한 벌의 레일(1)과, 양측의 지지부재(2) 및 상부부재(3)를 따라 노즐어셈블리(4)의 위치를 제어함으로써 건축용재료의 배출위치를 결정하고, 노즐어셈블리(4)에서 배출되는 건축용재료를 이용하여 건축물(6)의 벽면 등을 형성함으로서 건축물의 건축이 자동으로 이루어지도록 한다.

그러나, 상기와 같은 종래기술의 경우, 노즐어셈블리(4)가 이동하면서 노즐에서 배출되는 건축용재료가 건축물(6)의 벽체를 각각 형성하는 방식으로 건축이 이루어짐에 따라, 노즐어셈블리(4)의 단위시간당 작업량이 적고, 전체 건축물을 완성하기까지 노즐어셈블리(4)의 반복적인 이동동작을 과다하게 많이 필요로 한다. 이는, 건축과정을 자동화하였음에도 불구하고 완공을 위해 많은 시간이 소요되고 작업의 효율성도 현저히 떨어지는 문제점이 있다.

특히, 단순한 형태의 작은 주택이나 구조물을 형성하는 경우, 종래기술의 노즐어셈블리(4)에 의해 개개의 벽체를 각각 구성해 나가는 것은 매우 비효율적인 건축방법이라 할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있도록 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 건물의 건축이 단시간에 효율적으로 이루어질 수 있는 건물의 건축방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 건물의 건축방법은, 자동화장치에 의해 건물을 건축하는 방법으로서, 입자상 또는 분말상의 건축재료가 평면상에 소정의 두께로 살포되는 1단계; 상기 1단계에서 살포된 건축재료가 고르게 평탄화되는 2단계; 평탄화된 상기 건축재료 상에 건물을 이루는 영역에만 바인더가 살포되는 3단계; 및, 상기 1단계 내지 3단계가 반복되어 상기 건축재료가 계속 적층되는 4단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 3단계는 상기 건물을 이루는 영역의 내부에 상기 바인더가 살포되지 않는 철재빔삽입영역이 형성될 수 있다.

또한, 상기 4단계 후, 상기 건축재료 중 바인더가 살포되지 않은 건축재료가 모두 제거되는 5단계와, 상기 철재빔삽입영역에 철재빔이 삽입되는 6단계를 포함할 수 있다.

상기 6단계는 수직이송부와, 제1수평이송부와, 상기 제1수평이송부에 직교하는 방향으로 구동시키는 제2수평이송부에 의해 3축방향의 이동이 가능한 흡착기본체와, 수평축에 의해 상기 흡착기본체에 축결합되어 선회구동될 수 있고 그 수평축에 직각인 자전축을 중심으로 자전구동이 가능한 마그네틱흡착헤드가 포함된 마그네틱흡착기가 구비되고, 상기 철재빔이 상기 마그네틱흡착헤드에 흡착된 후, 상기 흡착기본체의 이동과 상기 흡착기헤드의 선회구동 및 자전구동에 의해 철재빔의 위치 및 자세를 조절하여 상기 철재빔삽입영역에 상기 철재빔을 삽입하는 것을 다른 특징으로 한다.

한편, 본 발명은 상기 3단계에서 상기 건물을 이루는 영역으로부터 소정의 간격을 두고 상기 건물을 이루는 영역을 포위하는 경계벽체가 형성되도록 상기 바인더가 더 살포되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

상기 4단계 후에는 상기 경계벽체가 제거되고, 상기 건축재료 중 바인더가 살포되지 않은 건축재료가 모두 제거되는 5단계를 더 포함하도록 구성한다.

본 발명에 따른 건물의 건축방법은 입자상 또는 분말상의 건축재료가 먼저 하나의 층으로 살포된 후 건물이 형성될 영역에 바인더를 공급하는 방법으로 진행되는 것으로서, 적층되어 건물이 완성되는 각 층이 한번의 작업으로 한 층씩 건물을 이루어가는 방법이다. 이에 따라, 건물의 전체 단면에 해당하는 하나의 층에서의 작업은 1회의 작업으로 이루어지게 되는 바, 건축의 속도 및 효율성을 현저히 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 건축재료를 사전에 배합하는 작업이 불필요하고 건축재료에 바인더가 살포됨으로써 비로소 경화되는 부분이 형성되도록 구성함으로써, 전체적인 작업과정이 매우 간단하게 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명은 마그네틱흡착헤드를 구비하고 건물의 철재빔삽입영역에 삽입되는 철재빔을 마그네틱흡착헤드를 통해 운반 및 삽입하고 있으므로 철재빔을 건물에 매입하는 작업도 매우 간단히 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명은 건물을 포위하는 경계벽체가 건물과 함께 주변에 형성되도록 함으로써 건물을 형성하기 위해 살포되는 건축재료가 외측으로 흘러내리지 않도록 함으로써 건물을 형성하는 작업이 원활히 진행될 수 있도록 한다.

도 1은 종래기술에 따른 건물의 건축방법을 도시하는 작업도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 건물건축 자동화장치의 사시도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 건물건축 자동화장치에서 헤드부의 하측구성을 도시하는 사시도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 건물건축 자동화장치에서 마그네틱흡착기의 구성을 도시하는 사시도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 건물건축 자동화장치를 이용한 건축방법에 따른 작업상태도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 구조물건축 자동화장치에서 헤드부의 작동에 의한 건축방법의 설명도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 건물의 건축방법에 의해 건물이 형성된 상태도
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 건물의 건축방법에 의해 형성된 건물에 철재빔을 삽입하기 위해 철재빔을 마그네틱흡착기가 흡착하는 상태도
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 건물의 건축방법에 의해 형성된 건물에 철재빔을 삽입하기 위해 마그네틱흡착기가 철재빔의 자세를 변경하여 건물의 철재빔삽입영역에 삽입하는 상태도

본 발명의 실시예를 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 건물의 건축방법은 입자상 또는 분말상의 건축재료가 평면상에 소정의 두께로 살포되는 1단계, 상기 1단계에서 살포된 건축재료가 고르게 평탄화되는 2단계, 평탄화된 상기 건축재료 상에 건물을 이루는 영역에만 바인더가 살포되는 3단계, 상기 1단계 내지 3단계가 반복되는 4단계를 포함한다.

상기와 같은 방법이 실시될 수 있도록, 본 실시예에서 도 2와 같이 건축이 자동화될 수 있는 장치가 이용된다.

도 2를 참조하면, 건축을 위한 자동화장치는 길이방향이 수평으로 배치되고 건축재료를 살포하여 경화시키기 위한 헤드부(10)와, 헤드부(10)의 길이방향에 직각인 방향으로 상기 헤드부(10)를 수평으로 이동시키기 위한 제1수평이송부(20)와, 상기 헤드부(10)를 수직으로 이동시키기 위한 수직이송부(30)를 포함한다.

상기 헤드부(10)는 건축재료(61)를 공급하고 건축재료(61)를 경화시켜 건물의 벽체(51)를 실질적으로 형성하는 부분이다. 상기 헤드부(10)는 제1수평이송부(20)와 수직이송부(30)에 의해 수평 및 수직방향으로 이송이 이루어진다.

또한, 헤드부(10)는 설정된 이송량으로 순차적으로 상측으로 이동하면서 건물의 벽체(51)를 그 상측방향 이송량만큼 형성하게 된다. 이를 위해 제1수평이송부(20)는 수직이송부(30)에 의해 설정된 이송량만큼 올라갈 때마다 헤드부(10)를 수평으로 1회 이송시켜 헤드부(10)가 건축재료(61)를 살포하고 건축재료(61)을 평탄화한 후 바인더를 배출하여 경화킴으로써, 전술한 1단계 내지 3단계가 순차적으로 진행되도록 한다.

상기 제1수평이송부(20)는 가이드 역할을 하는 서로 나란한 수평안내골조(21)와 수평안내골조(21)를 따라 헤드부(10)가 이동하도록 하는 수평이송구동장치(22)를 포함한다.

수평이송구동장치(22)는 외부에서 견인할 수 있도록 헤드부(10)에 케이블을 연결하고 외부에서 케이블을 동력기가 견인함으로써 수평안내골조(21)를 따라 헤드부(10)가 이동하도록 할 수 있으나, 헤드부(10)가 수평안내골조(21)와 만나는 부분에 서보모터가 설치된 수평이송구동장치(22)를 구성하여 헤드부(10)가 수평안내골조(21)를 타고 자력으로 주행하도록 구성하는 것이 가장 바람직하다.

상기 수직이송부(30)는 상기 제1수평이송부(20)를 수직방향으로 이송시킴으로써 그것에 결합된 헤드부(10)를 수직으로 함께 이동시키기 위한 것으로서, 수직으로 세워진 4개의 수직안내골조(31)와, 상기 수직안내골조(31)를 따라 제1수평이송부(20)를 이송시키기 위한 수직이송구동장치(32)를 포함한다. 수직이송구동장치(32)도 전술한 수평이송구동장치(22)와 같이 서보모터에 의해 제1수평이송부(20)가 자체적으로 수직안내골조(31)를 타고 주행하도록 할 수 있으나, 그 중량을 고려하여 수직안내골조(31)의 상측 또는 외부에 설치된 동력기와 케이블(322)에 의해 견인되도록 구성하는 것이 바람직하다.

도 3은 헤드부(10)의 구성을 보다 구체적으로 도시하고 있다.

도 3을 참조하면, 상기 헤드부(10)는 상기 헤드부(10)의 길이방향으로 설치되고 그 길이방향을 따라 슬롯(115)이 형성되어 내부에 수용되는 입자상 또는 분말상의 건축재료(61)를 하측으로 살포할 수 있는 건축재공급장치(11)와, 상기 건축재공급장치(11)의 측방에서 상기 헤드부(10)의 길이방향으로 설치되고, 상기 건축재공급장치(11)에서 투하된 건축재료(61)를 헤드부(10)의 수평이동에 따라 평탄하게 고르기 위해 하단이 수평인 평탄화부재(12)와, 평탄화부재(12)의 측방에서 헤드부(10)의 길이방향으로 다수개의 바인더분사기(132)가 일렬로 설치되어 헤드부(10)의 수평이동에 따라 다수개의 바인더분사기(132)가 각각 독립적으로 평탄화부재(12)가 고른 상기 건축재료(61)에 경화용 바인더(63)를 배출할 수 있는 바인더공급장치(13)가 설치된다.

상기 건축재공급장치(11)는 헤드부(10)의 길이방향 즉, 양측에 설치된 수평안내골조(21)를 연결하는 방향으로 헤드부(10)의 하부에 설치되고, 길이방향을 따라 슬롯(115)이 형성되어 내부에 수용되는 입자상 또는 분말상의 건축재료(61)를 하측으로 살포할 수 있다.

상기 건축재공급장치(11)는 그 길이방향으로 연장되고 슬롯(115)이 하면에 설치된 용기형상 또는 원통형상의 건축재수용체(112)와, 그 길이방향으로 건축재수용체(112)의 내부에 설치되어 건축재수용체(112)의 내부에 투입되는 건축재료(61)를 내부에서 고르게 이송시키는 이송스크류(114)와, 슬롯(115)을 개폐시키기 위한 개폐장치(16)를 포함한다.

건축재수용체(112)는 헤드부(10)의 길이방향으로 길게 연장되도록 설치되고, 내부에 건축재료(61)인 황토나, 모래와 자갈의 혼합물을 수용할 수 있도록 용기의 형상을 가진다. 상기 용기의 형상은 원통형상으로 대체될 수 있다. 건축재수용체(112)의 하면에는 슬롯(115)이 형성되어 내부에 수용된 건축재료(61)가 슬롯(115)을 통해 배출될 수 있고, 슬롯(115)이 헤드부(10)의 길이방향으로 연장되어 건축재수용체(112)의 길이로 설치되므로 슬롯(115)에서 배출되는 건축재료(61)는 일시에 소정의 폭을 가지고 배출될 수 있다.

건축재수용체(112) 내부에 설치되는 이송스크류(114)는 건축재공급호스(117)로부터 공급되는 건축재료(61)가 내부에서 이송되어 길이방향으로 건축재료(61)가 치우쳐 위치하지 않고 고르게 퍼질 수 있도록 한다. 또한, 슬롯(115)을 통해 건축재료(61)가 하측방향으로 살포되는 경우 이송스크류(114)를 회전시킴으로써 건축재료(61)를 운동시켜 보다 원활히 슬롯(115)을 통해 빠져 나가도록 한다.

건축재수용체(112)의 하부에는 상기 슬롯(115)을 개폐시기기 위한 개폐장치(16)가 설치된다. 그 개폐장치(16)는 슬롯(115)을 폐쇄 및 개방할 수 있도록 개폐구(161)를 구비하고 개폐구(161)가 폐쇄위치와 개방위치 사이에서 건축재수용체(112)의 하부표면을 따라 선회하도록 구동하는 구동기(162)를 포함한다. 개폐장치(16)는 헤드부(10)의 수평이동시에만 상기 슬롯(115)을 개방시켜 건축재료(61)가 살포되도록 한다.

헤드부(10)의 일측부에서는 건축재공급호스(117)가 연결되어 건축재료(61)가 건축재수용체(112)로 공급되고 있다.

상기 평탄화부재(12)는 하단에 수평의 모서리를 구비하는 판상체로 이루어진다. 상기 판상체는 건축재수용체(112)의 측방에서 건축재수용체(112)와 나란히 설치된다. 헤드부(10)가 수평으로 이송됨에 따라 건축재수용체(112)가 살포한 건축재의 표면을 평탄화부재(12)의 수평한 모서리(123)가 이동하면서 융기부분들을 걷어냄으로써 평탄한 면을 형성시킨다.

평탄화부재(12)는 건축재수용체(112)의 양측방에 각각 설치됨으로써 헤드부(10)의 이동방향이 어느 쪽이더라도 건축재의 표면을 항상 평탄화할 수 있다.

한편, 상기 바인더공급장치(13)는 헤드부(10)의 이동에 따라 바인더(63)를 건물의 벽체(51)가 형성될 부분에만 배출시키기 위한 장치이다.

바인더공급장치(13)는 평탄화부재(12)의 측방에 평탄화부재(12)와 나란히 설치되고, 바인더공급관(133)과 바인더공급관(133)의 하측에 다수의 바인더분사기(132)를 구비한다. 평탄화부재(12)가 건축재수용체(112)의 양측방에 각각 설치되면, 바인더공급장치(13)도 평탄화부재(12)의 외측으로 평탄화부재(12) 및 건축재수용체(112)와 나란히 각각 양측방에 설치된다.

바인더공급관(133)은 헤드부(10)의 일측부에 연결된 공급호스(137)로부터 외부에서 바인더(63)를 공급받는 부분이고 외부에서 압송되는 바인더(63)를 다수의 바인더분사기(132)로 공급하고 있다.

다수의 바인더분사기(132)는 일렬로 설치됨으로써 헤드부(10)의 길이방향을 이루는 폭방향의 어떤 부분에도 바인더(63)를 분사할 수 있다. 각 바인더분사기(132)는 서로 독립적으로 내부의 밸브체가 개방됨에 따라 바인더(63)를 분사할 수 있고, 건물의 설계데이터에 따라 헤드부(10)가 이동하면서 건물의 벽체(51)가 형성되는 부분을 지나면서 다수의 바인더분사기(132) 중 해당되는 바인더분사기(132)가 바인더(63)를 배출한다.

상기 바인더(63)는 건축재료(61)가 황토인 경우, 우뭇가사리, 녹말 등으로 제조되는 바인더(63)가 일반적으로 흔히 사용되고 있고, 건축재료(61)가 모래 및 자갈의 혼합물인 경우, 물과 시멘트를 포함한 바인더(63)가 될 수 있다. 그 외에 건축재료(61)에 따라 아교풀, 접착제 등이 사용될 수 있다.

바인더공급장치(13)의 측방에는 열풍공급장치(14)가 설치된다. 상기 열풍공급장치(14)는 건축재료(61)에 뿌려진 바인더(63)의 건조 및 경화를 촉진하기 위해 열풍공급호스(147)로부터 열풍을 받아 배출하고 있다.

한편, 전술한 수직이송부(30), 제1수평이송부(20), 건축재공급장치(11) 및 바인더공급장치(13)의 작동을 제어하는 제어장치(미도시)가 설치된다.

상기 제어장치는 상기 수직이송부(30)가 단위 이송량의 수직이송이 순차적으로 이루어지도록 하고, 상기 단위이송량마다 상기 제1수평이송부(20)에 의해 상기 헤드부(10)의 수평이동이 이루어지도록 한다. 상승하는 상기 단위이송량은 예컨대 3㎝ 로 설정하여, 건축재료(61)를 살포하고 바인더(63)를 그 표면에 배출하는 경우 건축재료(61)와 바인더(63)가 견고하게 벽체(51)를 형성할 수 있는 적정한 이송량으로 한다. 그 이송량은 건축재료(61)에 따라 달리할 수 있다.

또한, 상기 제어장치는 수직방향으로 제1수평이송부(20)를 단위 이송량씩 이송시킬 때마다 제1수평이송부(20)가 헤드부(10)를 수평이송시키되, 헤드부(10)의 수평이송시에 건축재공급장치(11)의 개폐장치(16)가 슬롯(115)을 개방하고 이송스크류(114)를 작동시켜 슬롯(115)을 통해 건축재료(61)를 하측으로 살포하도록 제어한다. 여기서 이송스크류(114)는 정방향 및 역방향 회전이 반복되면 더욱 효과적이다. 또한 함께 이동하고 있는 바인더공급장치(13)에서 바인더(63)가 설정된 위치에 배출되도록 각 바인더분사기(132)를 각각 제어한다.

한편, 헤드부(10)에는 철재빔(64)을 흡착 및 이동시키기 위해 마그네틱흡착기(80)가 측방으로 설치되고, 마그네틱흡착기(80)는 흡착기본체(82)와 마그네틱흡착헤드(83)를 포함한다.

도 4를 참조하면, 흡착기본체(82)는 헤드부(10)의 안내골조(18)에 의해 가이드되어 안내골조(18)를 따라 이동하는 제2수평이송부(86)에 결합된다. 제2수평이송부(86)는 안내골조결합부(821)와 헤드부(10)의 안내골조(18)로 이루어져 흡착기본체(82)를 헤드부(10)의 길이방향으로 이동시킨다. 안내골조결합부(821) 내에는 주행구동을 위한 서보모터가 설치됨으로써 안내골조(18)를 타고 자력으로 헤드부(10)의 길이방향으로 주행할 수 있다.

따라서, 흡착기본체(82)는 수직이송부(30)에 의해 제1수평이송부(20)가 상승 및 하강함으로써 헤드부(10)와 함께 수직이동할 수 있고, 제1수평이송부(20)에 의해서 헤드부(10)의 주행방향인 수평방향으로 이송될 수 있으며, 제2수평이송부(86)에 의해 헤드부(10)에서 안내골조(18)를 따라 헤드부(10)의 길이방향으로 흡착기본체(82)가 수평이동할 수 있는 바, 결국 흡착기본체(82)는 3축방향의 이동이 가능하다.

흡착기본체(82)에는 헤드부(10)의 길이방향과 평행한 수평축(84)에 의해 축결합되어 선회구동될 수 있고 그 수평축(84)에 직각인 자전축(85)을 중심으로 자전구동이 가능한 마그네틱흡착헤드(83)가 구비된다. 마그네틱흡착헤드(83)는 제어부의 제어신호에 의해 전자석의 자력을 생성하여 철재빔(64)을 흡착하는 부분으로서, 헤드부(10)의 측방에 부착되는 것이 바람직하다. 상기 수평축(84)에 의해 선회됨으로써 마그네틱흡착헤드(83)가 상측 또는 하측을 향하도록 자세를 변경할 수 있다.

또한, 마그네틱흡착헤드(83)는 상기 수평축(84)에 직각인 자전축(85)을 구비하여 자전축(85)을 중심으로 자전구동함에 따라, 흡착한 철재빔(64)을 돌려 철재빔(64)의 자세를 변경할 수 있다. 마그네틱흡착기(80)의 내부에는 상기 수평축(84)과 자전축(85)을 중심으로 마그네틱흡착헤드(83)를 선회 또는 회전시키기 위한 유압모터 또는 서보모터가 구비된다.

다음은 본 발명의 실시예에 따른 건물의 건축방법을 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 건물의 건축방법은 입자상 또는 분말상의 건축재료가 평면상에 소정의 두께로 살포되는 1단계와, 1단계에서 살포된 건축재료가 고르게 평탄화되는 2단계와, 평탄화된 상기 건축재료 상에 건물을 이루는 영역에만 바인더가 살포되는 3단계가 실시되며, 상기 1단계 내지 3단계가 반복되어 상기 건축재료가 계속 적층되는 4단계를 포함함으로써 건물을 성형하고 있다.

건축작업이 시작되기 전에 건물의 바닥을 형성하는 기초공사는 도 2와 같이 이루어져 있도록 하여, 수평인 바닥면(53)에서 건축작업이 시작되도록 한다.

도 6의 (a)는 건축재공급장치(11)와 평탄화부재(12), 바인더공급장치(13)에 의해 상기 1단계에서 3단계의 과정이 이루어지는 상태를 도시하고 있다.

입자상 또는 분말상의 건축재료가 평면상에 소정의 두께로 살포되는 1단계는 헤드부(10) 및 수직이송부(30)와 제1수평이송부(20)에 의해 발생하고 있다. 수직이송부(30)가 높이를 설정하고 제1수평이송부(20)가 헤드부(10)의 수평주행을 시작하면, 헤드부(10)의 건축재공급장치(11)에서 건축재료(61)가 소정의 두께로 살포된다.

상기 소정의 두께(h)는 수직이송부(30)가 헤드부(10)를 단계적으로 상승시키는 이송량에 해당하는 것이므로 그에 대응하는 양 또는 그보다 약간 많은 양의 건축재료(61)가 살포되어야 한다. 약간 많은 양의 건축재료(61)가 살포되면 후술하는 평탄화부재(12)가 따라가면서 초과된 양은 걷어냄으로써 건축재료(61)의 적층되는 두께(h)가 저절로 설정될 수 있다.

2단계는 건축재공급장치(11)의 측방에 설치된 평탄화부재(12)에 의해 이루어진다. 헤드부(10)에 건축재공급장치(11)와 함께 설치된 평탄화부재(12)가 같이 이동하고 있으므로 건축재공급장치(11)가 소정의 두께로 살포한 건축재료(61)의 표면을 평탄화부재(12)의 하단면이 수평으로 고르게 되어 평탄면을 형성한다. 그와 같이 평탄면이 형성됨으로써 바인더가 건축재료에 균일하고 고르게 침투 및 접촉하여 양호한 결합상태를 형성할 수 있다.

3단계는 평탄화부재(12)와 함께 헤드부(10)에 설치되어 이동하고 있는 바인더공급장치(13)에 의해 이루어진다.

바인더공급장치(13)는 일렬로 배열된 각각의 바인더분사기(132)에서 바인더(63)를 배출하되, 각각의 바인더분사기(132)에서 서로 독립적으로 바인더(63)를 배출하고 바인더공급장치(13)가 이동하는 과정에서 제어장치에 의해 설정된 위치에서만 바인더(63)를 배출한다.

제어장치에는 건축하려는 건물과 관련하여 단위이송량(h)에 따른 그 수평단면의 설계데이터가 저장되어 있으므로, 그 수평단면 상에 건물의 벽체(51) 등이 존재하는 부분에서 바인더(63)가 공급되도록 바인더분사기(132)의 개폐를 제어한다.

상기 3단계에서는 도 5의 확대된 그림과 같이, 건물(50)의 벽체(51)에 철재빔(64)이 삽입될 수 있는 철재빔삽입영역(54)을 형성시킨다. 철재빔삽입영역(54)은 건물을 이루는 영역의 내부에 바인더가 살포되지 않는 영역이 형성된 것으로, 바인더(63) 살포시 철재빔(64)이 삽입될 영역만을 남기고 건물을 이루는 부분에 바인더(63)가 살포된다.

1단계 및 3단계가 반복되어 건축재료(61)가 적층되는 과정에서 철재빔삽입영역(54)이 반복적으로 형성되고, 건물의 성형후, 바인더(63)가 살포되지 않은 건축재료(61)는 흡입하는 수거장치(70)에 의해 제거되면, 건물(50)의 벽체(51) 내부에 수직을 이루는 비어있는 철재빔삽입영역(54)이 형성되어 철재빔(64)이 삽입될 수 있다.

3단계에서는 열풍공급장치(14)에 의해 열풍이 분출되어 건축재료(61)에 뿌려진 바인더(63)의 건조 및 경화를 촉진하는 과정이 포함된다.

전술한 1단계 내지 3단계의 과정이 순차적으로 진행되어 하나의 층의 성형작업이 완료되면, 도 6의 (b)와 같이, 제어장치는 수직이송부(30)를 제어하여 단위이송량(h)만큼 제1수평이송부(20)와 헤드부(10)를 상승시키고, 그 상승 후 제1수평이송부(20)를 제어하여 헤드부(10)를 다시 수평방향으로 이송시키면서 전술한 1단계 내지 3단계의 과정이 다시 반복되도록 한다. 이에 따라, 건축재료(61)은 계속 적층되어 건물의 성형이 진행된다.

상기와 같이 건물(50)을 성형하는 작업이 이루어지는 과정에서 적층되는 건축재료(61)는 바인더(63)가 공급되지 않으면 주변으로 흘러내림으로써 건축작업이 원활히 진행될 수 없게 된다.

그러한 문제를 해소하기 위해서는 상기 3단계에서 성형되는 건물의 주변 둘레에 도 5에서 도시하는 바와 같이, 경계벽체(52)를 형성시킨다. 경계벽체(52)는 건물을 이루는 영역으로부터 소정의 간격을 두고 상기 건물을 이루는 영역을 포위한다. 이에 따라, 건축재공급장치(11)에서 살포되는 건축재료(61)가 주변으로 흘러내리는 현상을 방지할 수 있고, 경계벽체(52) 내측에서는 건축재료(61)가 살포된 위치를 계속 유지할 수 있으므로 원활한 성형작업이 이루어질 수 있다.

상기 경계벽체(52)는 건축될 건물(50)에서 약간 떨어진 위치에 그 둘레를 포위하도록 형성되는 것으로, 건물(50)의 벽체(51)의 형성과 같이 각 층마다 건축재료(61)에 바인더(63)를 배출하여 형성시키고, 건물의 성형이 완료된 후에는 제거한다.

전술한 1단계에서 3단계의 과정이 반복적으로 진행되어 건물의 성형작업이 완료되면, 건물의 벽체(51) 등을 이루는 부분에는 건축재료(61)와 바인더(63)가 섞여 경화된 상태이고, 나머지 부분은 건축재료(61)만 채워진 상태이다.

성형작업이 완료되면, 상기 건축재료 중 바인더가 살포되지 않은 건축재료가 모두 제거되는 5단계와, 철재빔삽입영역(54)에 철재빔(64)이 삽입되는 6단계가 진행된다.

즉, 도 7과 같이, 건물(50)을 포위하고 있던 경계벽체(52)가 해체됨과 함께 건축재료(61)를 흡입하는 수거장치(70)에 의해 건축재료(61)를 흡입함으로써 바인더(63)에 의해 경화된 부분을 남겨두고 나머지 쌓여있던 건축재료(61)는 제거된다. 철재빔삽입영역(54) 내부의 건축재료(61)도 흡입되어 제거된다.

상기 건축재료(61)의 제거가 완료된 후에는, 마그네틱흡착기(80)에 의해 철재빔(64)이 철재빔삽입영역(54)에 삽입되는 6단계가 진행된다.

먼저, 제어장치의 제어신호에 따라 마그네틱흡착기(80)는 수직이송부(30)와, 제1수평이송부(20)와, 상기 제1수평이송부(20)에 직교하는 방향으로 구동시키는 제2수평이송부(86)에 의해 3축방향의 이동이 가능하므로 건물의 주변에 놓여있는 철재빔(64)을 흡착하기 위해 이동한다. 흡착시에는 도 8과 같이, 마그네틱흡착헤드(83)가 철재빔(64)의 단부를 흡착하는 것이 바람직하다.

철재빔(64)을 흡착한 마그네틱흡착기(80)는 수직이송부(30)와, 제1수평이송부(20)와, 제2수평이송부(86)에 의해 3축이동하여 철재빔(64)을 철재빔삽입영역(54)으로 접근시키며, 그 과정에서 철재빔(64)의 자세를 변경시킨다. 즉, 마그네틱흡착기(80)의 수평축(84)에 의해 마그네틱흡착헤드(83)를 상하로 선회시키고 마그네틱흡착헤드(83)의 자전축(85)에 의해 철재빔(64)이 부착된 마그네틱흡착헤드(83)가 자전함으로써 철재빔삽입영역(54)에 삽입될 수 있도록 철재빔(64)의 자세를 변경시킨다.

도 9와 같이, 마그네틱흡착헤드(83)의 회전에 의해 철재빔(64)의 자세가 변경되어 철재빔(64)이 철재빔삽입영역(54)의 상측에서 수직으로 자세를 잡으면, 수직이송부(30)가 수평이송부(20)를 하강시킴으로써 마그네틱흡착기(80)와 철재빔(64)이 함께 하강하면서, 철재빔(64)이 철재빔삽입영역(54)에 삽입된다. 이후, 마그네틱흡착헤드(83)의 자력발생이 중단되면 철재빔(64)이 마그네틱흡착헤드(83)에서 떨어져 철재빔삽입영역(54)에 삽입이 완료된다.

모든 철재빔삽입영역(54)에 철재빔(64)이 삽입된 후에는 철재빔삽입영역(54)에 콘크리트 등의 건축재료를 타설하여 철재빔(64)을 건물과 일체로 경화시킨다.

철재빔삽입영역(54)은 도 2에서 도시한 바와 같이 건물의 바닥을 형성하는 기초공사시 바닥면(53)에 철재빔삽입공(58)을 형성하여 두고, 철재빔삽입공(58)과 철재빔삽입영역(54)이 일치되도록 전술한 작업을 진행시켜 철재빔이 바닥면(53)에서부터 고정되는 것이 더욱 바람직하다.

이후, 성형된 건물의 표면이 거친 상태이므로 미장작업을 실시하여 건물을 완성한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 전술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능하다.

10; 헤드부 11; 건축재공급장치
12; 평탄화부재 13; 바인더공급장치
14; 열풍공 16; 개폐장치
18; 안내골조 20; 제1수평이송부
21; 수평안내골조 22; 수평이송구동장치
30; 수직이송부 31; 수직안내골조
32; 수직이송구동장치 50; 건물
51; 벽체 52; 경계벽체
53; 바닥면 54; 철재빔삽입영역
58; 철재빔삽입공 61; 건축재료
63; 바인더 64; 철재빔
70; 수거장치 80; 마그네틱흡착기
82; 흡착기본체 83; 마그네틱흡착헤드
84; 수평축 85; 자전축
86; 제2수평이송부 112; 건축재수용체
114; 이송스크류 115; 슬롯
117; 건축재공급호스 123; 수평의 모서리
132; 바인더분사기 137; 공급호스
147; 열풍공급호스 161; 개폐구
162; 구동기 322; 케이블
821; 안내골조결합부

Claims (6)

1. 자동화장치에 의해 건물을 건축하는 방법에 있어서,
   입자상 또는 분말상의 건축재료가 평면상에 소정의 두께로 살포되는 1단계;
   상기 1단계에서 살포된 건축재료가 고르게 평탄화되는 2단계;
   평탄화된 상기 건축재료 상에 건물을 이루는 영역에만 바인더가 살포되는 3단계; 및,
   상기 1단계 내지 3단계가 반복되어 상기 건축재료가 계속 적층되는 4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 건물의 건축방법
2. 제1항에 있어서,
   상기 3단계에서
   상기 건물을 이루는 영역의 내부에 상기 바인더가 살포되지 않는 철재빔삽입영역이 형성되는 것을 특징으로 하는 건물의 건축방법
3. 제2항에 있어서,
   상기 4단계 후,
   상기 건축재료 중 바인더가 살포되지 않은 건축재료가 모두 제거되는 5단계와,
   상기 철재빔삽입영역에 철재빔이 삽입되는 6단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 건물의 건축방법
4. 제3항에 있어서,
   상기 6단계는
   수직이송부와, 제1수평이송부와, 상기 제1수평이송부에 직교하는 방향으로 이동시키는 제2수평이송부에 의해 3축방향의 이동이 가능한 흡착기본체; 및,
   수평축에 의해 상기 흡착기본체에 축결합되어 선회구동될 수 있고 그 수평축에 직각인 자전축을 중심으로 자전구동이 가능한 마그네틱흡착헤드;가 포함된 마그네틱흡착기가 구비되고,
   상기 철재빔이 상기 마그네틱흡착헤드에 흡착된 후, 상기 흡착기본체의 이동과 상기 흡착기헤드의 선회구동 및 자전구동에 의해 철재빔의 위치 및 자세를 조절하여 상기 철재빔삽입영역에 상기 철재빔을 삽입하는 것을 특징으로 하는 건물의 건축방법
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 3단계에서 상기 건물을 이루는 영역으로부터 소정의 간격을 두고 상기 건물을 이루는 영역을 포위하는 경계벽체가 형성되도록 상기 바인더가 더 살포되는 것을 특징으로 하는 건물의 건축방법
6. 제5항에 있어서,
   상기 4단계 후,
   상기 경계벽체가 제거되고, 상기 건축재료 중 바인더가 살포되지 않은 건축재료가 모두 제거되는 5단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건물의 건축방법

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