도로면 크랙실링 자동화 장비의 모체 제작 및 구동 실험 = The Development of the Manipulator and End-effector of Automated Pavement Crack Sealing Machine and Movement Test

국문 초록 (Abstract)

도로면 크랙실링 공법은 도로면에 발생된 크랙을 초기에 효과적으로 보수할 수 있으므로 도로면 유지보수 공법의 하나로 폭넓게 활용되고 있다. 그러나 재래식 크랙실링 공법은 도로상에서 작업이 수행되므로 매우 위험하고, 노동 집약적이며, 노무자의 숙련도에 의해 작업 품질 및 생산성에 큰 영항을 받는 문제점이 있는 것으로 분석되었다. 따라서 국내외에서는 재래식 크랙실링 공법을 자동화하기 위해 다양한 형태의 자동화 장비를 개발해 오고 있으나 실용화 실적은 매우 제한적인 것으로 조사되었다. 이는 기존에 개발된 크랙실링 자동화 장비의 직업 대상 크랙이 한정적이며, 실작업 영역이 좁아 작업 생산성이 낮고, 말단장치의 성능이 현장 요구수준을 만족시키지 못했기 때문인 것으로 사료된다. 따라서 본 연구에서는 재래식 크랙실링 공법 및 기존에 연구 개발된 도로면 크랙실링 자동화 장비 개발 현황 분석을 통해 국내 건설 환경에 적합한 도로면 크랙실링 자동화 장비 개발을 위한 고려사항을 도출하고, 도로면 크랙실링 자동화 장비 구성 요소 중 크랙실링 작업 공간 이동을 위한 핵심 하드웨어 기술인 본체 프레임(머니퓰레이터)과 공기 분사, 실런트 분사 및 압지 작업을 수행할 수 있는 말단장치에 비해 상세설계 및 하드웨어 제작을 수행하였다 . 본 연구를 통해 제안된 도로면 크랙실링 자동화 장비 본체프레임과 말단장치는 기존 시스템이 가지고 있는 문제점을 해결할 수 있고, 국내 도로 상황과 규정에 부합되도록 설계 및 제작되어 크랙실링 자동화 장비의 실용화 가능성과 범용성을 제고할 수 있을 것으로 기대된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Crack sealing has been widely used in the pavement maintenance due to its advantage of repairing the cracks at the preliminary stages. However, it has been analyzed that the crack sealing work process is dangerous and labor intensive. Moreover, quality and productivity of crack sealing work are highly depended on labor experience and skills. Therefore, various crack sealing machines have been researched but revealed many limitations in practical application. This research analyses conventional crack sealing work process and previously developed crack sealing machines in order to develop an automated pavement crack sealing machine which can be practically and widely applied in the construction fields. This paper develops the previously proposed conceptual design by drawing detailed designs and fabricating the hardware(manipulator and end-effector) of the automated pavement crack sealing machine. The crack sealing machine suggested in this paper overcomes limitations of existing crack sealing machines and designed to meet the domestic road conditions and regulations. It is expected that automating the conventional crack sealing method contributes to the improvement of quality, economy and reduce accidents.

목차 (Table of Contents)

• Abstract
• 요지
• 1. 서론
• 2. 도로면 크랙실링 자동화 장비 개발 현황 및 선행연구 분석
• 3. 도로면 크랙실링 자동화 장비 모체 상세 설계 및 구조적 안정성 분석(처짐)
• 4. 도로면 크랙실링 자동화 장비 모체 제작 및 구동 실험
• 5. 결론
• 감사의 글
• 참고문헌

참고문헌 (Reference)

1 이원재, "도로면 크랙실링 자동화 장비의 실용화를 위한 개념 디자인 및 기술적 타당성 분석에 관한 연구" 한국건설관리학회 12 (12): 103-116, 2011

2 이정호, "도로면 크랙실링 자동화 로봇의 프로토타입 개발에 관한 연구" 한국건설관리학회 5 (5): 162-171, 2004

3 국토해양부, "도로면 유지보수 자동화를 위한 원격조정 장비의 개발" 건설교통부 한국건설교통기술평가원 2004

4 Hargadon, A., "Transfer tank longitudinal crack sealer business development case, Final Report" University of California - Davis 2006

5 Haas, C. T., "Implementation of an Automated Road Maintenance Machine (ARMM)" Bureau of engineering research the university of texas at Austin 1-92, 1999

6 Haas, C. T., "Evolution of an automated crack sealer: astudy in construction technology development" Automation in construction 1996

7 Baker, T. L., "Development of the operator controlled crack sealing machine - The Long reach arm and control unit" Cambridge, University of California at Davis 2003