JP2000094375A - Method for stacking block by mobile manipulator - Google Patents

Method for stacking block by mobile manipulator

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JP2000094375A
JP2000094375A JP10283438A JP28343898A JP2000094375A JP 2000094375 A JP2000094375 A JP 2000094375A JP 10283438 A JP10283438 A JP 10283438A JP 28343898 A JP28343898 A JP 28343898A JP 2000094375 A JP2000094375 A JP 2000094375A
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JP
Japan
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blocks
block
manipulator
arm
camera
Prior art date
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Pending
Application number
JP10283438A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Machii
孝一 町井
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FUKUI PREFECTURE BLOCK KYODO K
FUKUI PREFECTURE BLOCK KYODO KUMIAI
Original Assignee
FUKUI PREFECTURE BLOCK KYODO K
FUKUI PREFECTURE BLOCK KYODO KUMIAI
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for stacking blocks, capable of accurately stacking blocks while moving a root manipulator and while correcting errors generated in the movement, in work for stacking concrete blocks for a fence by using a robot. SOLUTION: A manipulator is provided with a movable truck 1, an arm 2 mounted on the truck 1, and a holding device 3 for holding a block 7, and a camera on the arm tip. A landmark is provided on the upper surface of the block 7, the manipulator holds the block 7 while being moved. When the position is deviated the deviation of the landmark picked up by the camera is detected, and the block 7 is correctly stacked while correcting the movement of the arm 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は移動しながら作業を
行う移動マニピュレータを用いて、ブロックの組積みを
する方法に関するものである。ここでブロックは塀を構
成するコンクリート製ブロックに限定せず広義に解釈
し、箱形の立体物を意味する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of stacking blocks by using a moving manipulator that works while moving. Here, the block is interpreted in a broad sense without being limited to the concrete block constituting the fence, and means a box-shaped three-dimensional object.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、実用化されている産業用ロボット
マニピュレータの殆どは地上固定型マニピュレータであ
って、動作範囲は限られていることから、一定の領域内
の仕事しかすることが出来ない。一般に広い範囲で作業
を行う為には、マニピュレータに移動機構が必要とな
り、この移動装置を備えることで広範囲の多種多様な作
業を行うことが出来るようになる。
2. Description of the Related Art At present, most of industrial robot manipulators put into practical use are fixed-ground-type manipulators, and since they have a limited operation range, they can only work within a certain area. In general, a manipulator needs a moving mechanism to perform work in a wide range, and by providing this moving device, a wide variety of works can be performed.

【0003】近年の若年労働が不足しがちな過酷な作業
の1つに塀を構成するブロックの組積作業があり、この
ブロック組積み作業は重労働にあるにもかかわらず、若
者よりも体力的に劣る高齢者が作業に従事している場合
が多く、肉体的な負担が大きい。従って、このような作
業をロボットマニピュレータを用いてブロック組積みを
行うことが出来れば非常に有意義となる。
[0003] One of the severe tasks in which young labor tends to be short in recent years is the work of masonry of blocks constituting a fence. In many cases, inferior elderly people are engaged in work, and the physical burden is large. Therefore, it would be very meaningful if such an operation could be performed in block building using a robot manipulator.

【0004】ブロックの組積は一般に広範囲で作業が行
われる為に、マニピュレータには移動機能が必ず必要と
なる。従ってマニピュレータが移動してその位置が変わ
っても所定のブロックを定めた位置に積み上げることが
出来るように制御されなくてはならない。
[0004] Since masonry of blocks is generally performed in a wide range, a manipulator always needs a moving function. Therefore, even when the manipulator moves and its position changes, it must be controlled so that predetermined blocks can be stacked at a predetermined position.

【0005】[0005]

【本発明が解決しようとする課題】このように、従来の
地上固定型マニピュレータでは塀を構成するブロックの
組積作業を行うことは出来ない。本発明が解決しようと
する課題はこの問題点であり、移動しながら所定のブロ
ックを順次組積みすることが出来る移動マニピュレータ
によるブロックの組積み方法を提供する。
As described above, the conventional ground-fixed type manipulator cannot perform the masonry work of the blocks constituting the wall. The problem to be solved by the present invention is this problem, and provides a method of stacking blocks by a movable manipulator that can sequentially stack predetermined blocks while moving.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】マニピュレータは組積み
されるべき塀に沿って移動しながら個々のブロックを所
定の位置に積み上げ作業を行う訳であり、該マニピュレ
ータには移動装置、アーム、把持装置、それに位置制御
装置を備えている。移動装置は一種の台車であり、車輪
を有してモーター等の駆動装置にて移動することが出
来、アームは複数リンクから成って先端には把持装置を
取着し、台車に載せているブロックを掴んで所定の位置
に積み上げることが出来る。そして位置制御装置は把持
装置に備えているカメラにて所定の位置とのズレを知
り、アームの動きを調整する。
The manipulator stacks individual blocks at predetermined positions while moving along a wall to be stacked. The manipulator includes a moving device, an arm, and a gripping device. , And a position control device. The moving device is a kind of trolley, which has wheels and can be moved by a drive device such as a motor, and the arm is composed of a plurality of links, a gripping device is attached to the tip, and a block mounted on the trolley. And can be stacked at a predetermined position. Then, the position control device knows a deviation from a predetermined position by a camera provided in the gripping device, and adjusts the movement of the arm.

【0007】ブロックの組積み作業をマニピュレータが
行うには、既に組積みされているブロック上に別のブロ
ックを正確に組積みすることが出来るように制御するこ
とが最大のポイントである。マニピュレータが正しく動
いて移動誤差が全くない場合であれば、アームの所定通
りの動きによって把持したブロックを所定の位置に正し
く積み上げることが出来る。ただし、このように誤差を
生じることなく移動することは不可能であり、多少を問
わず凹凸した地面を移動することから一般には移動誤差
が発生し、この移動誤差は位置制御装置によりアームの
動きにて是正される。
In order for the manipulator to perform the work of stacking blocks, the most important point is to control so that another block can be accurately stacked on a block already stacked. If the manipulator moves correctly and there is no movement error, the blocks grasped by the predetermined movement of the arm can be correctly stacked at the predetermined position. However, it is impossible to move without such an error, and since moving on uneven ground regardless of the degree, a movement error generally occurs, and this movement error is caused by the movement of the arm by the position control device. Will be corrected.

【0008】ところで、ブロック上面の所定の位置に印
(ランドマーク)を設けることが出来、この印をカメラ
が捕らえて位置のズレを検出することが出来る。カメラ
に写し出されるランドマークは既に組積みされているブ
ロック上の印であり、この印に対してX方向とY方向、
それにZ方向の位置ズレが検出されることで、この位置
ズレに相当する距離をアームの動きにて是正し、カメラ
に写し出されるランドマークが正確に一致するようにし
たところで把持しているブロックが積み上げられる。上
記ランドマークはブロック上面ではなく、別の位置に設
けることも出来る。以下、本発明に係る実施例を図面に
基づいて詳細に説明する。
By the way, a mark (landmark) can be provided at a predetermined position on the upper surface of the block, and the mark can be captured by a camera to detect a positional shift. The landmarks projected on the camera are the marks on the already stacked blocks.
In addition, by detecting the positional shift in the Z direction, the distance corresponding to the positional shift is corrected by the movement of the arm, and the block that is being gripped when the landmarks projected on the camera are accurately matched is used. Stacked up. The landmark may be provided at another position instead of the top surface of the block. Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0009】[0009]

【実施例】図1は移動マニピュレータを示している実施
例であり、移動装置となる台車1、アーム2、把持装置
3、カメラ4から成っている。台車1には車輪5、5…
が取着されていて、搭載しているモーターにより移動す
ることが出来、しかも該モーターはその回転数を制御す
ることで台車の移動距離をコントロールしている。車輪
は地面を直接転動することが出来るようなゴム製タイヤ
を装着する車輪に限らず、敷設したレール上を走行する
金属製車輪とすることもある。レールを敷設するなら
ば、該レール上を移動する台車は比較的正確に移動する
ことは出来、レールを水平にしかも施工される塀に対し
て平行であれば、移動距離さえ正確であるならば台車の
移動ズレは生じない。
FIG. 1 shows an embodiment showing a movable manipulator, which comprises a carriage 1, which is a moving device, an arm 2, a gripping device 3, and a camera 4. The cart 1 has wheels 5, 5 ...
Is mounted and can be moved by a motor mounted thereon, and the motor controls the moving distance of the bogie by controlling the number of rotations. The wheels are not limited to wheels equipped with rubber tires that can directly roll on the ground, but may be metal wheels running on laid rails. If a rail is laid, the trolley moving on the rail can move relatively accurately, and if the rail is horizontal and parallel to the wall to be constructed, even if the moving distance is accurate. There is no displacement of the cart.

【0010】本発明は上記レールを敷設しなくても、す
なわち地面を直接台車が移動することを前提として、そ
の際の位置ズレを是正しながらブロックを組積みするこ
とが出来るように構成する。アーム2は複数リンク6
a、6b…が連結して構成され、個々のリンク6a、6
b…を屈曲させることでアーム2は任意の方向へ向くこ
とが出来る。そして該アーム2は台車1に装着されてい
て、先端には上記把持装置3が取り付けされている。
The present invention is configured so that blocks can be assembled without correcting the positional deviation at that time without laying the rail, that is, on the premise that the bogie moves directly on the ground. Arm 2 has multiple links 6
a, 6b... are connected to each other, and the individual links 6a, 6b
By bending b ..., the arm 2 can be directed in any direction. The arm 2 is mounted on a cart 1, and the gripping device 3 is attached to a tip thereof.

【0011】この把持装置の具体的構造は問わないが、
コンクリート等のブロックは非常に重く、把持しても滑
り落ちないような構造としなくてはならない。組積みさ
れるブロックは台車1に載っていて、所定の位置にある
ブロックを把持して持ち上げ、アーム2を動かしながら
所定の位置でブロックを放して積み上げることが出来
る。勿論、実際のブロック組積み作業では、単にブロッ
クを積み上げるだけではなく、コンクリートを間に流し
込んで互いに連結する作業が必要となり、この作業はブ
ロックの積み上げと並行して人手によってなされる。
Although the specific structure of the gripping device is not limited,
Blocks such as concrete are very heavy and must be structured so that they do not slide down when gripped. The blocks to be stacked are placed on the cart 1, and the blocks at predetermined positions can be gripped and lifted, and the blocks can be released at predetermined positions while the arm 2 is being moved, and can be stacked. Of course, in the actual work of stacking blocks, it is necessary not only to stack the blocks but also to perform a work of pouring concrete and connecting them together, and this operation is manually performed in parallel with the stacking of the blocks.

【0012】ところで、マニピュレータは移動しながら
ブロックを組積みする訳であるが、この移動の際に位置
ズレが発生した場合にはアーム2の動きを調整してブロ
ックが正しく組積みされるようにしている。そこで、ア
ーム2の先端にはカメラ4が取着され、台車1が正しく
移動したか否かを判断し、位置ズレして移動した場合で
あればその誤差をアーム2が是正する。
By the way, the manipulator stacks the blocks while moving. If a displacement occurs during the movement, the movement of the arm 2 is adjusted so that the blocks are stacked correctly. ing. Therefore, a camera 4 is attached to the tip of the arm 2 to determine whether or not the carriage 1 has moved correctly, and if the carriage 1 has shifted and moved, the arm 2 corrects the error.

【0013】図2はブロック7a、7b…を組積みする
場合であり、ブロック7a〜7cは既に正しく組積みさ
れており、ブロック7dを把持装置3にて把持し、該ブ
ロック7dが正しく配置されるように制御される。図2
ではブロック上面にランドマーク(X)が所定の位置に
形成されており、このランドマーク(X)を基準として
ブロック7dが積み上げられる。アーム先端に取着して
いるカメラ4はこのランドマーク(X)を写し出し、台
車1が一定距離移動した後の該台車1の位置はカメラ4
に写し出されるランドマーク(X)の位置によって判断
される。
FIG. 2 shows a case where the blocks 7a, 7b... Are assembled, and the blocks 7a to 7c are already assembled correctly. The block 7d is gripped by the gripping device 3, and the block 7d is correctly arranged. Is controlled as follows. FIG.
In FIG. 5, landmarks (X) are formed at predetermined positions on the upper surface of the block, and the blocks 7d are stacked based on the landmarks (X). The camera 4 attached to the tip of the arm projects the landmark (X), and the position of the carriage 1 after the carriage 1 has moved a certain distance is indicated by the camera 4.
Is determined based on the position of the landmark (X) projected on the image.

【0014】例えば、ブロック7bのランドマーク
(X)をカメラ4にて正しい位置に写し出してブロック
7cを積み上げ、そしてブロック7dは1つ前に積み上
げしたブロック7cのランドマーク(X)を基準として
台車1の動きが検出される。すなわち、台車1が正しく
移動しなかった場合には、カメラ4に写し出されるラン
ドマーク(X)は位置ズレし、この位置ズレ量をフイー
ドバックしてアーム2の動きが調整される。
For example, the landmark (X) of the block 7b is projected to the correct position by the camera 4, and the blocks 7c are stacked, and the block 7d is a truck based on the landmark (X) of the block 7c stacked immediately before. 1 is detected. That is, when the carriage 1 does not move correctly, the landmark (X) projected on the camera 4 is displaced, and the amount of this displacement is fed back to adjust the movement of the arm 2.

【0015】ここで、ランドマークは同図に示すような
X印に限定しないが、○印では台車の方向ズレが分から
ない為に、位置と方向のズレを知ることが出来る形状の
印であることが必要となる。更に上下方向の位置ズレ並
びにその傾きを知るにはX状ランドマークでは不十分と
なる。台車1の位置ズレを知る為の基準とするランドマ
ーク(X)は何も1つ前のブロックでなくてもよく、積
み上げられる下側のブロックに記載しているランドマー
クを用いることも可能である。
Here, the landmark is not limited to the X mark as shown in the figure, but the mark mark is of a shape that allows the position and direction deviation to be known because the direction deviation of the bogie is not known from the circle mark. It is necessary. Furthermore, X-shaped landmarks are not sufficient to know the vertical position shift and its inclination. The landmark (X) used as a reference for knowing the positional deviation of the cart 1 does not need to be the previous block, and the landmark described on the lower block to be stacked can be used. is there.

【0016】ただし上記カメラ4に写し出されるランド
マーク(X)の位置ズレを検出してアーム2の動きを調
整する手法は色々ある為に、本発明は限定しない。又、
積み上げられるブロックの高さは順次高くなる為にアー
ム先端にカメラを取り付けすることが便利であるが、台
車から高さ調整が可能な別の支持部を設けてカメラを配
置することも出来る。以上述べたように、本発明のブロ
ック組積み方法は移動出来るマニピュレータを用いて行
うものであり、次のような効果を得ることが出来る。
However, the present invention is not limited because there are various methods for adjusting the movement of the arm 2 by detecting the positional deviation of the landmark (X) projected on the camera 4. or,
It is convenient to attach a camera to the end of the arm because the height of the blocks to be stacked is gradually increased, but it is also possible to arrange the camera by providing another supporting portion that can be adjusted in height from the cart. As described above, the block stacking method of the present invention is performed using a movable manipulator, and the following effects can be obtained.

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明のブロック組積み方法は移動する
ことが出来るマニピュレータを用いて作業させるもので
あり、重いブロックを作業者が手で持って積み上げる必
要はなく、ブロックの組積み作業は非常に楽になる。作
業者は組積みされるブロックを繋ぐ為のコンクリートを
間に流し込む作業をマニピュレータと一緒に行えばよ
い。そして、このマニピュレータは個々のブロックを組
積みするに際して移動することが出来、しかも移動の際
に位置ズレを生じた場合であれば、その位置ズレ量をア
ーム先端に備えるカメラにて検出し、アームの動きにて
よって是正し、常に正しくブロックを組積みすることが
出来る。
The method of stacking blocks according to the present invention is performed by using a movable manipulator, and it is not necessary for an operator to stack heavy blocks by hand. It will be easier. The operator only has to work with the manipulator to pour concrete for connecting the blocks to be stacked. This manipulator can be moved when stacking the individual blocks, and if a displacement occurs during the movement, the amount of the displacement is detected by a camera provided at the tip of the arm, and the arm is detected. It is possible to correct the movement by the movement of and always pile the blocks correctly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】移動することが出来るマニピュレータの概略
図。
FIG. 1 is a schematic diagram of a movable manipulator.

【図2】ブロックの組積み作業。FIG. 2 is an operation of stacking blocks.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 台車 2 アーム 3 把持装置 4 カメラ 5 車輪 6 リンク 7 ブロック 1 cart 2 arm 3 gripping device 4 camera 5 wheel 6 link 7 block

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マニピュレータが所定の位置へ移動しな
がらブロックを組積みする方法において、マニピュレー
タは移動可能な台車と、台車に装着しているアーム、そ
してアーム先端にはブロックを把持する為の把持装置及
びカメラを備え、組積みさせるブロックの上面又はその
他の適当な所にランドマークを設け、移動したマニピュ
レータが位置ズレしている場合にはカメラに写ったラン
ドマークの位置ズレ量を検出してアームの動きを是正す
ることでブロックを常に正しく組積みすることを特徴と
する移動マニピュレータによるブロックの組積み方法。
In a method of stacking blocks while the manipulator moves to a predetermined position, the manipulator includes a movable cart, an arm mounted on the cart, and a grip for gripping the block at the tip of the arm. A device and a camera are provided, and landmarks are provided on the upper surface of the block to be stacked or other appropriate places, and if the moved manipulator is misaligned, the amount of misalignment of the landmark reflected on the camera is detected. A method of stacking blocks by a movable manipulator, wherein the blocks are always stacked correctly by correcting the movement of the arm.
JP10283438A 1998-09-19 1998-09-19 Method for stacking block by mobile manipulator Pending JP2000094375A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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