[비즈월드] 스타크래프트 같은 게임에서나 보던 ‘건설로봇’이 실제 공사 현장에서 활약하고 있다. 건설로봇은 정교한 작업을 일관적으로 수행하는 능력을 갖춘 동시에, 위험한 작업을 대신하며 근로자들의 안전까지 책임지고 있다. 건설업계는 다양한 장점을 두루 갖춘 건설로봇 도입을 위해 기술개발과 특허 등록에 힘쓰고 있다. 비즈월드가 건설업계의 건설로봇 특허를 소개한다. [편집자 주]

현대건설(대표 윤영준)이 사람을 대신해 높은 천장에서 작업하는 ‘고소작업 로봇’을 개발하고 특허를 취득했다.

3일 비즈월드가 특허정보검색서비스 키프리스를 통해 확인한 결과, 현대건설의 ‘고소작업용 로봇 및 이를 이용한 동작방법’은 지난 2020년 11월 출원(출원번호 제1020200150306호)돼 2022년 8월 특허(등록번호 제102435640호)로 등록받았다.

각종 건축물은 케이블·덕트·배관·조명·마감 등을 설치하기 위한 천장 작업이 필수적이다. 천장 작업은 작업자가 위를 쳐다보며 하므로 체력이 빠르게 소진된다. 작업 중 발생하는 분진·소음에도 그대로 노출된다. 리프트 위에서 작업하기 때문에 추락의 위험도 있다. 천장 작업은 빌딩 한 층에만 국한해도 수십~수백 곳이다. 리프트의 이동과 승강을 반복해야 해 효율이 떨어진다.

고소작업 로봇은 위 문제를 모두 해결한다. 사람을 대신해 천장 타공·앙카 작업을 신속·정확·효율적으로 수행한다.

고소작업 로봇은 사람·기둥 같은 장애물을 회피하는 자율 주행이 가능하다. 특정 위치로 이동하며 작업을 수행할 수 있다. 층마다 작업 위치가 다르더라도 경로 정보 갱신만으로 곧바로 투입할 수 있다.

고소작업 로봇은 천장에 표시된 마커를 따라 이동하며 작업을 수행한다. 마커는 천장카메라가 촬영해 인식한다. 마커는 천장카메라가 인식할 수 있는 정도의 크기와 색을 가진다. 둥근 원 안에 중심과 방향을 표시한다. 작업반경에 여러 개의 마커가 인식되면 무작위 순서로 작업이 수행된다.

고소작업 로봇은 ▲주행구동부 ▲로봇구동부 ▲연산부 등으로 구성된다.

주행구동부는 로봇을 이동시키기 위한 가속·감속·브레이크 동작을 수행한다. 모터·조향부·바퀴·주행카메라·라이다 등으로 구성된다. 주행카메라와 라이다는 로봇 전방에 있는 장애물을 확인하고 거리를 산출하며 감속·정지하거나 우회할 수 있도록 한다. 로봇의 현재 위치를 인식할 때도 사용된다.

로봇구동부는 작업을 위한 동작을 수행한다. 각축구동부·리프트구동부·천장카메라·천장작업부 등으로 구성된다. 로봇구동부에는 스칼라·수직다관절·스파이더 등 다양한 종류의 로봇이 탑재될 수 있다. 각축구동부는 회전을 각각 제어하며 로봇암이 원하는 각도로 회전할 수 있도록 한다. 리프트구동부는 리프트를 상승 또는 하강시키며 원하는 높이에 위치하도록 한다. 천장카메라는 천장에서 마커를 촬영하며 작업 위치를 파악한다. 천장작업부는 작업을 수행하는 툴이다. 타공·앙카 작업을 위한 공구가 탑재된다.

연산부는 로봇 제어와 같은 컴퓨팅 프로세스를 수행한다. 노트북·태블릿 PC 등이 될 수 있다. 컴퓨터·입출력부·디스플레이·저장부·통신부·SLAM부 등으로 구성된다. 특히 SLAM부(Simulataneous Localization and Mapping)는 로봇이 현재 어디에 위치하고 어떤 이동 경로로 이동하며 어느 위치에서 멈출 것인가를 결정하게 한다. 로봇구동부에 탑재된 주행카메라와 라이다를 통해 주변을 스캔하며 장애물을 피한다.

현대건설 관계자는 “고소작업 로봇은 스스로 작업 위치로 이동하며 천장 작업을 반복한다”며 “이동 과정에서 예상치 못한 장애물을 감지하더라도 회피하거나 잠시 멈추며 전체 작업을 차질 없이 완료할 수 있다”고 설명했다.

[비즈월드=나영찬 기자 / na@bizwnews.com]