JP2573859B2 - Attitude / position detection device for long objects - Google Patents
Attitude / position detection device for long objectsInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ヒューム管等の長尺据付物を所定の据付け
位置に自動的にセットするための長尺物の姿勢・位置検
出装置に関するものである。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a long object posture / position detecting device for automatically setting a long object such as a fume tube at a predetermined installation position. It is.
［従来の技術］ 従来、上下水道等の配管に使用されるヒューム管の敷
設は、建設用のパワーシャベルを用いて２〜３人の作業
員により行なわれていた。[Prior Art] Conventionally, laying of fume pipes used for pipes of water and sewage and the like has been performed by a few workers using a power shovel for construction.
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来方法では、敷設作業述率が悪
く、危険な作業であるばかりでなく、ヒューム管を所定
の敷設位置に正確に据付けることが困難である等の問題
点があった。[Problems to be Solved by the Invention] However, according to the above-described conventional method, the laying operation prescription rate is low, which is not only a dangerous operation, but also it is difficult to accurately install the fume pipe at a predetermined laying position. There was a problem.
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされ
たもので、その目的とするところは、ヒューム管等の長
尺物の姿勢や位置を迅速かつ正確に検知して、高精度に
能率よく据付けることのできる長尺物の姿勢・位置検出
装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to quickly and accurately detect the posture and position of a long object such as a fume tube so as to achieve high precision and efficiency. An object of the present invention is to provide a posture / position detection device for a long object that can be easily installed.
［課題を解決するための手段］ 本発明の長尺状の姿勢・位置検出装置は、姿勢や位置
制御を行う長尺物の設置位置に沿って基準レーザービー
ムを照射する照射手段と、該基準レーザービームを所定
周波数のパルス光に変えるチョッパーと、上記長尺物の
長手方向に取付けられて、上記基準レーザービームに沿
ってセットされるセンサーユニットと、該センサーユニ
ットの一側端部に配設され上記基準レーザービームに対
して45゜の角度に配向されたハーフミラーと、該ハーフ
ミラーにより反射された基準レーザービームを検知する
第１センサーユニットと、上記ハーフミラーを通過する
基準レーザービームを検知する第２センサーユニットか
ら成ることを特徴とするものである。[Means for Solving the Problems] A long-sized attitude / position detection device according to the present invention includes: an irradiation unit configured to irradiate a reference laser beam along an installation position of a long object for performing attitude and position control; A chopper for converting a laser beam into pulsed light of a predetermined frequency, a sensor unit attached in the longitudinal direction of the long object and set along the reference laser beam, and disposed at one end of the sensor unit A half mirror oriented at an angle of 45 ° to the reference laser beam, a first sensor unit for detecting the reference laser beam reflected by the half mirror, and detecting a reference laser beam passing through the half mirror. And a second sensor unit.
［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。Example An example of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図に於て、１はバックホー等の移動式建設作業装
置であって、下部走行体1aに対して上部旋回体1bが左右
に旋回できるようになっている。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a mobile construction work device such as a backhoe, which allows an upper swing body 1b to swing left and right with respect to a lower traveling body 1a.
上記建設作業装置１の上部旋回体1bにはブーム1cおよ
びアーム1dが俯仰（上下方向に回動）自在に順次連結し
て設けられている。A boom 1c and an arm 1d are provided on the upper revolving unit 1b of the construction work device 1 so as to be connected in a freely descendable (vertical direction) manner.
上記アーム1dにはスライドアーム1eが長手方向に摺動
自在に取付けられていて、その先端部にはベース板２が
枢着されており、枢着軸2aを中心に油圧シリンダ３によ
り傾動できるようになっている。A slide arm 1e is attached to the arm 1d so as to be slidable in the longitudinal direction, and a base plate 2 is pivotally attached to the tip of the slide arm 1e. The base plate 2 can be tilted about a pivot shaft 2a by a hydraulic cylinder 3. It has become.
上記ベース板２の下側には固定基板４が一体的に固着
されている。尚、ベース板２と固定基板４は一体に形成
された部材であってもよい。A fixed substrate 4 is integrally fixed below the base plate 2. In addition, the base plate 2 and the fixed substrate 4 may be members formed integrally.
上記固定基板４の前後端部の下側には、案内ブロック
4aが一体的に取付けられていて、水平移動部材５の上側
に設けられたレール5aをＺ方向に摺動案内している。A guide block is provided below the front and rear ends of the fixed substrate 4.
4a is integrally mounted, and slides and guides a rail 5a provided above the horizontal moving member 5 in the Z direction.
上記案内ブロック4aとレール5aとの間には、第２図に
示すように、鋼球６が介挿されていて、上記水平移動部
材５を円滑かつ高精度に移動案内できるようになってい
る。As shown in FIG. 2, a steel ball 6 is interposed between the guide block 4a and the rail 5a so that the horizontal moving member 5 can be smoothly and highly accurately moved and guided. .
上記前後の水平移動部材５は、各々の両端部が連結部
材７により相互に連結され、全体として矩形状の枠体を
構成している。The front and rear horizontal moving members 5 are connected to each other at both ends by connecting members 7 to form a rectangular frame as a whole.
従って、上記水平移動部材５および連結部材７は一体
となって、油圧シリンダ８によりＺ方向に往復移動され
るようになっている。Therefore, the horizontal moving member 5 and the connecting member 7 are integrally reciprocated in the Z direction by the hydraulic cylinder 8.
９は横移動アームであって、上記連結部材７の長手方
向（水平移動部材５に対して直角方向）に沿って案内さ
れ、油圧シリンダ10によりＸ方向に往復移動されるよう
になっている。Reference numeral 9 denotes a lateral moving arm, which is guided along the longitudinal direction of the connecting member 7 (a direction perpendicular to the horizontal moving member 5), and is reciprocated in the X direction by a hydraulic cylinder 10.
尚、一方の横移動アーム９の上端部は、第３図に示す
ように、移動ブロック9a枢着軸9bに枢着されていて、該
移動ブロック9aは上記連結部材７のレール7aに案内され
るようになっており、上記横移動アーム９はγ方向に回
動できるようになっている。As shown in FIG. 3, the upper end of one lateral moving arm 9 is pivotally connected to a moving block 9a pivoting shaft 9b, and the moving block 9a is guided by the rail 7a of the connecting member 7. The lateral movement arm 9 can rotate in the γ direction.
上記横移動アーム９の側方に設けられたブロック9aに
は縦移動アーム11のレール11aが上下方向に案内されて
いて、油圧シリンダ12によりＹ方向に往復移動されるよ
うになっている。尚、上記ブロック9aとレール11aの間
にも鋼球が介挿されている。Rails 11a of a vertical movement arm 11 are guided vertically by a block 9a provided on the side of the horizontal movement arm 9, and are reciprocated in a Y direction by a hydraulic cylinder 12. Note that a steel ball is also inserted between the block 9a and the rail 11a.
第４図からも明らかなように、上記縦移動アーム11の
下端部にはボールジョイント11aが設けられていて、こ
れにグリッパ13の上端部が全方向に傾動可能に連結され
ている。As is apparent from FIG. 4, a ball joint 11a is provided at the lower end of the vertical movement arm 11, and the upper end of the gripper 13 is connected to the ball joint 11 so as to be tiltable in all directions.
上記グリッパ13は逆Ｔ字状のグリッパ本体13aと把持
爪13bから構成されている。該把持爪13bは枢着軸13cを
中心に回動自在に取付けられており、ヒューム管Ｐを両
側から把持するようになっている。左右の把持爪13bの
基部は上記グリッパ本体13aの中央部に向けて相互に向
い合うように延設されており、その先端部には溝穴13d
が向い合うように形成されている。該溝穴13dには油圧
シリンダ14のロッド先端部に取付けられているピン14a
が係合しており、油圧シリンダ14を作動させることによ
り両把持爪13b、13bを開閉作動させるようになってい
る。The gripper 13 includes an inverted T-shaped gripper body 13a and a gripping claw 13b. The gripping claw 13b is attached rotatably about a pivot shaft 13c so as to grip the fume tube P from both sides. The bases of the left and right gripping claws 13b extend toward the center of the gripper body 13a so as to face each other.
Are formed to face each other. A pin 14a attached to the rod end of the hydraulic cylinder 14 is inserted into the slot 13d.
Are engaged, and by operating the hydraulic cylinder 14, the two gripping claws 13b, 13b are opened and closed.
以上説明した機構は把持したヒューム管Ｐの姿勢・位
置を制御するマニピュレーター部であって、ヒューム管
Ｐを前後（Ｘ方向）、上下（Ｙ方向）、左右（Ｚ方向）
に移動させる制御の他に、垂直面上で回転（β方向傾
斜）および水平面上での回転（α方向傾斜）制御を行な
う、いわゆる５自由度でヒューム管Ｐを制御操作するこ
とができるものである。The mechanism described above is a manipulator unit for controlling the posture and position of the fume tube P grasped, and moves the fume tube P forward and backward (X direction), up and down (Y direction), left and right (Z direction).
In addition to the control for moving the fume tube P, the fume tube P can be controlled and operated with so-called five degrees of freedom by performing rotation (tilt in the β direction) on a vertical plane and rotation (tilt in the α direction) on a horizontal plane. is there.
上記ヒューム管Ｐ内には、第５図からも明らかなよう
に、センサー筒15が抜差し自在に挿設されていて、その
軸方向にヒューム管Ｐの姿勢・位置の基準となるレーザ
ービームＢが通過するようになっている。As is clear from FIG. 5, a sensor tube 15 is detachably inserted into the fume tube P, and a laser beam B serving as a reference for the posture and position of the fume tube P is provided in the axial direction. It is designed to pass.
上記センサー筒15にはハーフミラー16と２個のセンサ
ーユニット17,18がセットされている。上記ハーフミラ
ー16はレーザービームＢの発射方向に近い前方部に45゜
傾斜角で配置されている。一方のセンサーユニット17
は、上記ハーフミラー16の反射方向のセンサー筒15から
外れた位置に配置されていて、上記ハーフミラー16によ
り分光されて反射されるレーザービームＢ′を受光する
ようになっている。他方のセンサーユニット18は、セン
サー筒15の中心線上の後方部に配置されていて、ハーフ
ミラー16を透過した分光レーザービームＢ″を受光する
ようになっている。上記反射ビーム受光用のセンサーユ
ニット17と透過ビーム受光用のセンサーユニット18と
は、ハーフミラー16からの距離が各々異なって（本実施
例ではセンサーユニット17の方がハーフミラー16に近
い）いて、第５図に仮想線で示すようにハーフミラー16
とセンサーユニット18との間にセンサーユニット17の虚
像が位置するようになっいる。従って、センサーユニッ
ト17はセンサー筒15の中心線上の虚像位置に配設されて
いるものとして機能する。A half mirror 16 and two sensor units 17 and 18 are set in the sensor tube 15. The half mirror 16 is arranged at a 45 ° inclination angle in a forward portion near the emitting direction of the laser beam B. One sensor unit 17
Is arranged at a position deviating from the sensor cylinder 15 in the reflection direction of the half mirror 16, and receives a laser beam B 'which is split and reflected by the half mirror 16. The other sensor unit 18 is disposed behind the center line of the sensor tube 15 and receives the spectral laser beam B ″ transmitted through the half mirror 16. The sensor unit for receiving the reflected beam The distance between the half mirror 16 and the sensor unit 18 for receiving the transmitted beam differs from each other (in this embodiment, the sensor unit 17 is closer to the half mirror 16 in this embodiment), and is indicated by a virtual line in FIG. Half mirror 16
A virtual image of the sensor unit 17 is located between the sensor unit 18 and the sensor unit 18. Therefore, the sensor unit 17 functions as being disposed at the virtual image position on the center line of the sensor tube 15.
19はレーザービーム発信器、20は円周上に多数の小穴
20aを一定間隔であけて配列した回転円板のチョッパ、
および21はセンサー回路である。上記チョッパ20は、例
えば20個の小穴20aをあけて、50Hzで回転させると、レ
ーザービームＢを1KHzのパルス光に変えることができ
る。19 is a laser beam transmitter, 20 is a large number of small holes on the circumference
Rotating disk chopper with 20a arranged at regular intervals,
And 21 are sensor circuits. The chopper 20 can change the laser beam B into 1 KHz pulse light by, for example, making 20 small holes 20a and rotating at 50 Hz.
上記センサーユニット17は、第6A図および第6B図に示
すように、円筒内を十字隔壁17aにより断面扇状の４個
の受光室17bに分割され、各受光室17bの表面にはすりガ
ラス状塩ビシート等から成る拡散スクリーン17cが張装
されていて、レーザービームＢを拡散して受光室17b内
に導入するようになっている。6A and 6B, the inside of the cylinder is divided into four light receiving chambers 17b having a fan-shaped cross section by a cross partition wall 17a, and the surface of each light receiving chamber 17b has a ground glass-like PVC sheet. The laser beam B is diffused and introduced into the light receiving chamber 17b.
各受光室17bの底部には各室３個ずつフォトダイオー
ド17dが配置されていて、上記センサー回路21に電気的
に接続されている。17eは干渉フィルターである。At the bottom of each light receiving chamber 17b, three photodiodes 17d are arranged in each chamber, and are electrically connected to the sensor circuit 21. 17e is an interference filter.
尚、センサーユニット18bも上記センサーユニット17
と同様の構造となっている。The sensor unit 18b is also the same as the sensor unit 17 described above.
It has the same structure as.
次に、上記実施例装置による作用について説明する。 Next, the operation of the above embodiment will be described.
まず、建設作業装置１をヒューム管Ｐの現場ストック
ヤードまで走行させて、第７図に示すような、電磁弁22
をオペレーターが手で操作して、グリッパ13の油圧シリ
ンダ14を作動せしめ、ヒューム管Ｐの両端部をグリッパ
13の把持爪13bにより把持せしめる。First, the construction work apparatus 1 is moved to the stockyard on the site of the fume pipe P, and the electromagnetic valve 22 shown in FIG.
Is manually operated by the operator to operate the hydraulic cylinder 14 of the gripper 13, and the both ends of the fume pipe P are gripped.
It is gripped by 13 gripping claws 13b.
ヒューム管Ｐを把持した状態で上記建設作業装置１を
管敷設個所まで移動させると共に、上記ヒューム管Ｐ内
にセンサー筒15をセットする。尚、センサー筒15のセッ
ト時期はヒューム管Ｐの移動中または移動前であっても
よい。While holding the fume tube P, the construction work device 1 is moved to a pipe laying position, and the sensor tube 15 is set in the fume tube P. The setting time of the sensor tube 15 may be during or before the movement of the fume tube P.
続いて、上記建設作業装置１の上部旋回体1bの旋回運
動、ブーム1cやアーム1dの俯仰運動、或いはベース板２
の傾動運動等の各制御機構により手動で、第８図に示す
ように、既に敷設されているヒューム管Ｐ′の接続側の
基準レーザービームＢ位置に近い所まで近づける。Subsequently, the swing motion of the upper swing body 1b of the construction work device 1, the elevating motion of the boom 1c or the arm 1d, or the base plate 2
As shown in FIG. 8, each of the control mechanisms, such as the tilting movement of the fume tube, manually brings the fume tube P 'closer to the position near the reference laser beam B on the connection side of the fume tube P'.
ヒューム管Ｐの接続敷設位置の中心には、上述のよう
に予め基準レーザービームＢのパルス光がレーザービー
ム発信器19から発射されているので、上記ヒューム管Ｐ
が所定の接続敷設位置に近づくと、第５図に示すよう
に、レーザービームＢの一部はハーフミラー16により反
射されてセンサーユニット17方向に分光され、他部はハ
ーフミラー16を透過してセンサーユニット18方向に直進
する。Since the pulse light of the reference laser beam B is previously emitted from the laser beam transmitter 19 at the center of the connection laying position of the fume tube P as described above,
As shown in FIG. 5, when the laser beam approaches the predetermined connection laying position, a part of the laser beam B is reflected by the half mirror 16 and split in the direction of the sensor unit 17, and the other part transmits through the half mirror 16. Go straight to the sensor unit 18 direction.
センサーユニット17に到達したレーザービームＢは、
第6A図および第６図に示すように、十字隔壁17aにより
仕切られた受光室17bのいずれか１室に入光する。この
際、レーザービームＢは拡散スクリーン17cにより拡散
されて底部のフォトダイオード17dに受光される。この
時干渉フィルター17eにより、レーザービームＢ以外の
太陽光等の不要な光線は透過せず、フォトダイオード17
dに受光されないようになっている。The laser beam B that has reached the sensor unit 17 is
As shown in FIGS. 6A and 6, light enters one of the light receiving chambers 17b partitioned by the cross partition wall 17a. At this time, the laser beam B is diffused by the diffusion screen 17c and received by the photodiode 17d at the bottom. At this time, unnecessary light beams such as sunlight other than the laser beam B are not transmitted by the interference filter 17e, and the photodiode 17
d does not receive light.
受光されたレーザービームＢのパルス光はフォトダイ
オード17dにより電流に変換され、第９図に示すよう
に、電流電圧変換回路23、バンドバスフィルター24、反
転増幅回路25、検波回路26を経てコンパレータ27に入
り、ここで基準電圧と比較され、基準電圧を越えた場合
には、例えば＋10Vが出力され、越えない場合には−10V
が出力される。The received pulse light of the laser beam B is converted into a current by the photodiode 17d, and passes through a current-voltage conversion circuit 23, a band-pass filter 24, an inverting amplification circuit 25, and a detection circuit 26 as shown in FIG. , Where it is compared with the reference voltage. If it exceeds the reference voltage, for example, +10 V is output.
Is output.
ところで、例えば第10図（Ａ）に示すように、レーザ
ービームＢのビームスポット1bが第１受光室17b1に入光
して、フォトダイオード17dに受光されると、ビームス
ポットｂが矢印方向に移動するように制御がなされる。Incidentally, for example, as shown in FIG. 10 (A), the beam spot 1b of the laser beam B is then incident to the first light receiving chamber 17b 1, when it is received by the photodiode 17d, the beam spot b is the direction of the arrow Control is performed so as to move.
従って、上記コンパレータ27から出力された受光信号
は、第11図に示すように、比較回路28に入り、サーボア
ンプ29を経てサーボ弁30を作動させる。Therefore, the light receiving signal output from the comparator 27 enters the comparison circuit 28 as shown in FIG. 11, and operates the servo valve 30 via the servo amplifier 29.
例えば第10図（Ａ）の矢印方向をＸ方向の制御とすれ
ば、上記サーボ弁30によりＸ方向のシリンダ10が作動す
る（第７図参照）。シリンダ10の位置はポテンシヨメー
タ31により検知され、その検知信号は上記比較回路28に
フィードバックされる。For example, if the direction of the arrow in FIG. 10A is controlled in the X direction, the cylinder 10 in the X direction is operated by the servo valve 30 (see FIG. 7). The position of the cylinder 10 is detected by a potentiometer 31, and the detection signal is fed back to the comparison circuit 28.
シリンダ10の作用によりヒューム管Ｐのセンサーユニ
ット17側がＸ方向に移動されて、ビームスポットｂが第
10図（Ｂ）に示すように受光室17b2に移ると、受光室17
b1内のフォトダイオード17dからの非受光信号（例えば
−10V）により上記サーボバルブ30が働いてシリンダー1
0の作動は停止し、次に第10図（Ｂ）の実線矢印のよう
にＹ方向の制御が行なわれる。By the action of the cylinder 10, the sensor unit 17 side of the fume tube P is moved in the X direction, and the beam spot b is
Turning on the light-receiving chamber 17b 2 as shown in FIG. 10 (B), the light-receiving chamber 17
The non-light-receiving signal from the photodiode 17d of b 1 (e.g. -10 V) working the servo valve 30 is a cylinder 1
The operation of 0 is stopped, and then control in the Y direction is performed as indicated by the solid arrow in FIG. 10 (B).
Ｙ方向の制御では、サーボ弁32が働いてシリンダ12を
作動させると、ビームスポットｂは再び受光室17b1に入
るので、上述と同様にシリンダ10によるＸ方向制御が行
なわれ、以下、第10図（Ｃ）（Ｄ）に示すように順次制
御が行なわれてビームスポットｂはセンサーユニット17
の中心に近づいて、ヒューム管Ｐのセンサーユニット17
側の位置制御が行なわれる。The control of the Y-direction, when actuating the cylinder 12 at work servo valve 32, the beam spot b reenters the light-receiving chamber 17b 1, the X-direction control by the cylinder 10 in the same manner as described above performed, following 10 The control is sequentially performed as shown in FIGS.
Approaching the center of the fume tube P sensor unit 17
Side position control is performed.
尚、ヒューム管Ｐのセンサーユニット18側でも同様の
制御が行なわれ、その結果、ヒューム管Ｐの中心軸は基
準レーザービームＢに一致して正しい接続敷設姿勢に制
御される（第８図参照）。The same control is performed on the sensor unit 18 side of the fume tube P. As a result, the center axis of the fume tube P is controlled to the correct connection laying posture in accordance with the reference laser beam B (see FIG. 8). .
尚、上記Ｙ方向の制御に際して、左右のシリンダ12は
通常独立して作動するので、第12図に示すように、ヒュ
ーム管Ｐは垂直面上で傾斜する。この場合、上記ジョイ
ント9bおよびジョイント11bの働きにより上記傾斜姿勢
の制御は無理な力がかかることなく、円滑に行なわれ
る。During the control in the Y direction, since the left and right cylinders 12 normally operate independently, the fume tube P is inclined on a vertical plane as shown in FIG. In this case, the control of the inclination posture is smoothly performed without exerting an excessive force by the operation of the joint 9b and the joint 11b.
また、Ｘ方向の制御に際して、左右のシリンダ10も通
常独立して作動するので、第13図に示すように、ヒュー
ム管Ｐは水平面上で傾斜する。この場合にも、ジョイン
ト11bにより上記傾斜姿勢の制御は円滑に行なわれる。In the control in the X direction, the left and right cylinders 10 normally operate independently, so that the fume tube P is inclined on a horizontal plane as shown in FIG. Also in this case, the control of the inclination posture is smoothly performed by the joint 11b.
以上のようにして、基準レーザービームＢとヒューム
管Ｐの中心位置のずれが修正されると、シリンダ８を作
動せしめて基準レーザービームＢ方向（Ｚ方向）にヒュ
ーム管Ｐを移動して、上記既設のヒューム管Ｐ′に自動
的に接続する。As described above, when the deviation between the reference laser beam B and the center position of the fume tube P is corrected, the cylinder 8 is operated to move the fume tube P in the direction of the reference laser beam B (Z direction). It is automatically connected to the existing fume tube P '.
尚、油圧回路の油圧源としては建設作業装置１の油圧
源を利用するとよい。Note that the hydraulic source of the construction work device 1 may be used as the hydraulic source of the hydraulic circuit.
上記センサーユニット17に於けるレーザービームＢの
位置決め方式の別の実施例としては、第14図に示すよう
に、上記チョッパ20からのパルス状のレーザービームＢ
を回転体33の回転中心に設けたミラー33aと、所定半径
位置に設けたミラー33bにより順次反射させてセンサー
ユニット17に投射し、上記回転体33を一定のスピードで
回転させると、第15図に示すように、センサーユニット
17にはレーザースポットｂの軌跡が所定半径をもって一
定スピードで回転するように描かれる。この場合、受光
室17b1と17b3、受光室17b2と17b4を対とし、レーザービ
ームＢが受光室17b1と17b3を通過するに要する時間（パ
ルス数でもよい）の差を電圧に変えてＸ方向移動指令出
力とすると共に、受光室17b2と17b4を通過するに要する
時間（パルス数でもよい）の差を電圧に変えてＹ方向移
動指令出力としてもよい。As another embodiment of the positioning method of the laser beam B in the sensor unit 17, as shown in FIG. 14, a pulsed laser beam B from the chopper 20 is used.
Is sequentially reflected by a mirror 33a provided at the rotation center of the rotating body 33 and a mirror 33b provided at a predetermined radial position and projected onto the sensor unit 17, and the rotating body 33 is rotated at a constant speed. As shown in the sensor unit
In FIG. 17, the trajectory of the laser spot b is drawn so as to rotate at a constant speed with a predetermined radius. In this case, the light receiving chambers 17b 1 and 17b 3 and the light receiving chambers 17b 2 and 17b 4 are paired, and the difference in the time (or the number of pulses) required for the laser beam B to pass through the light receiving chambers 17b 1 and 17b 3 is converted into a voltage. with the X direction movement instruction output by changing the difference may be the Y-direction moving command output by changing the voltage of the time required for passing through the light-receiving chamber 17b 2 and 17b 4 (or number of pulses).
各通過時間差（又は、パルス数の差）が等しくなった
時、基準レーザービームＢがセンサーユニット17の中心
に位置することになり、位置および姿勢制御が効果的に
なされる。When the transit time differences (or pulse number differences) become equal, the reference laser beam B is located at the center of the sensor unit 17, and the position and attitude control is effectively performed.
尚、センサーユニット18に於いても全く同様の制御が
可能である。Note that the sensor unit 18 can perform exactly the same control.
［発明の効果］ （１）基準レーザービームを照射する照射手段の前方
に、照射されるレーザービームを所定周波数のパルス光
に変えるチョッパーを設けたので、該パルスレーザー光
を太陽光などの外乱光と明確かつ容易に区別することが
でき、特に、土木工事など屋外で長尺物を据え付ける作
業等に、威力を発揮することができる。[Effects of the Invention] (1) Since a chopper for changing a laser beam to be irradiated into pulsed light of a predetermined frequency is provided in front of an irradiating means for irradiating a reference laser beam, disturbance light such as sunlight or the like is provided. This can be clearly and easily distinguished, and is particularly effective for work such as civil engineering work for installing long objects outdoors.
（２）ハーフミラーを採用したのでプリズムに比べて計
測範囲が広く、特に、上下水道等の配管に使用する大口
径のヒューム管等の据え付け作業に、受光範囲の広いセ
ンサーユニットを使用することができる。(2) Since a half mirror is used, the measurement range is wider than that of a prism. In particular, a sensor unit with a wide light reception range can be used for installation work of large-diameter fume pipes used for plumbing such as water supply and sewerage. it can.
第１図は本発明の建設作業ロボットの一実施例を示す全
体斜視図、第２図および第３図は第１図の要部の拡大説
明図、第４図はグリッパの側面図、第５図はセンサー部
の構成図、第6A図はセンサーユニットの平面図、第6B図
はセンサーユニットと半断面図、第７図はシリンダ作動
用の油圧回路図、第８図はヒューム管敷設概念図、第９
図はセンサーユニット電気回路図、第10図（Ａ）〜
（Ｄ）はセンサーユニットによる位置決め原理図、第11
図は電気・油圧サーボ機構のブロック図、第12図は垂直
面でのヒューム管の回転制御説明図、第13図は水平面で
のヒューム管の回転制御説明図、第14図および第15図は
センサーユニットによる他の位置決め原理図である。 １……移動式建設作業装置、1a……下部走行体、1b……
上部旋回体、1c……ビーム、1d……アーム、1e……スラ
イドアーム、２……ベース板、2a……枢着軸、３……油
圧シリンダ、４……固定基板、4a……案内ブロック、５
……水平移動部材、5a……レール、６……鋼球、７……
連結部材、7a……レール、８……油圧シリンダ、９……
横移動アーム、9a……移動ブロック、9b……枢着軸、10
……油圧シリンダ、11……縦移動アーム、11a……レー
ル、11b……ボールジョイント、12……油圧シリンダ、1
3……グリッパ、13a……グリッパ本体、13b……把持
爪、13c……枢着軸、13d……溝穴、14……油圧シリン
ダ、14a……ピン、15……センサー筒、16……ハーフミ
ラー、17,18……センサーユニット、17a……十字隔壁、
17b,17b1,17b2,17b3,17b4……受光室、17c……拡散スク
リーン、17d……フォトダイオード、17e……干渉フィル
ター、19……レーザービーム発信器、20……チョッパ、
20a……小穴、21……センサー回路、22……電磁弁、23
……電流電圧変換回路、24……バンドパスフィルター、
25……反転増幅回路、26……検波回路、27……コンパレ
ータ、28……比較回路、29……サーボアンプ、30……サ
ーボ弁、31……ポテンシヨメータ、33……回転体、33a,
33b……ミラー、B,B′,B″……レーザービーム、ｂ……
ビームスポット、P,P′……ヒューム管。FIG. 1 is an overall perspective view showing an embodiment of the construction work robot of the present invention, FIGS. 2 and 3 are enlarged explanatory views of main parts of FIG. 1, FIG. 4 is a side view of a gripper, and FIG. The figure shows the configuration of the sensor unit, FIG. 6A is a plan view of the sensor unit, FIG. 6B is a half sectional view of the sensor unit and FIG. 7, FIG. 7 is a hydraulic circuit diagram for operating the cylinder, and FIG. , Ninth
The figure shows the electric circuit diagram of the sensor unit, Fig. 10 (A)-
(D) Positioning principle diagram by sensor unit, 11th
Fig. 12 is a block diagram of the electric / hydraulic servo mechanism, Fig. 12 is a diagram for explaining the rotation control of the fume tube in a vertical plane, Fig. 13 is a diagram for explaining the rotation control of the fume tube in a horizontal plane, Figs. 14 and 15 are It is another positioning principle figure by a sensor unit. 1. Mobile construction work equipment, 1a ... Undercarriage, 1b ...
Upper revolving unit, 1c ... Beam, 1d ... Arm, 1e ... Slide arm, 2 ... Base plate, 2a ... Pivot axis, 3 ... Hydraulic cylinder, 4 ... Fixed board, 4a ... Guide block , 5
…… Horizontal moving member, 5a …… Rail, 6 …… Steel ball, 7 ……
Connecting member, 7a ... rail, 8 ... hydraulic cylinder, 9 ...
Lateral moving arm, 9a …… Moving block, 9b …… Pivot axis, 10
…… Hydraulic cylinder, 11 …… Vertical moving arm, 11a …… Rail, 11b …… Ball joint, 12 …… Hydraulic cylinder, 1
3 Gripper, 13a Gripper body, 13b Gripping claw, 13c Pivot shaft, 13d Slot groove, 14 Hydraulic cylinder, 14a Pin, 15 Sensor cylinder, 16 Half mirror, 17,18 …… Sensor unit, 17a …… Cross bulkhead,
17b, 17b 1 , 17b 2 , 17b 3 , 17b 4 …… Reception chamber, 17c …… Diffusion screen, 17d …… Photodiode, 17e …… Interference filter, 19 …… Laser beam transmitter, 20 …… Chopper,
20a: Small hole, 21: Sensor circuit, 22: Solenoid valve, 23
…… Current-voltage conversion circuit, 24 …… Band pass filter,
25 ... inverting amplifier circuit, 26 ... detection circuit, 27 ... comparator, 28 ... comparison circuit, 29 ... servo amplifier, 30 ... servo valve, 31 ... potentiometer, 33 ... rotating body, 33a ,
33b …… Mirror, B, B ′, B ″… Laser beam, b ……
Beam spot, P, P '…… Hume tube.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−164904（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−86736（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−109906（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−84840（ＪＰ，Ｕ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-56-164904 (JP, A) JP-A-57-86736 (JP, U) JP-A-59-109906 (JP, U) JP-A 58-164 84840 (JP, U)
Claims (1)
沿って基準レーザービームを照射する照射手段と、該基
準レーザービームを所定周波数のパルス光に変えるチョ
ッパーと、上記長尺物の長手方向に取付けられて、上記
基準レーザービームに沿ってセットされるセンサーユニ
ットと、該センサーユニットの一側端部に配設されて、
上記基準レーザービームに対して45゜の角度に配向され
たハーフミラーと、該ハーフミラーにより反射された基
準レーザービームを検知する第１センサーユニット、上
記ハーフミラーを通過する基準レーザービームを検知す
る第２センサーユニットから成ることを特徴とする長尺
物の姿勢・位置検出装置。An irradiation means for irradiating a reference laser beam along an installation position of a long object for controlling a posture and a position, a chopper for changing the reference laser beam into pulsed light of a predetermined frequency, A sensor unit attached in the longitudinal direction and set along the reference laser beam, disposed at one end of the sensor unit,
A half mirror oriented at an angle of 45 ° to the reference laser beam, a first sensor unit for detecting the reference laser beam reflected by the half mirror, and a first sensor unit for detecting the reference laser beam passing through the half mirror. An attitude / position detection device for a long object, comprising two sensor units.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63054922A JP2573859B2 (en) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | Attitude / position detection device for long objects |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63054922A JP2573859B2 (en) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | Attitude / position detection device for long objects |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01229901A JPH01229901A (en) | 1989-09-13 |
| JP2573859B2 true JP2573859B2 (en) | 1997-01-22 |
Family
ID=12984111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63054922A Expired - Lifetime JP2573859B2 (en) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | Attitude / position detection device for long objects |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2573859B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0551830U (en) * | 1991-12-18 | 1993-07-09 | 東洋運搬機株式会社 | Reversing device for transportation container of work vehicle |
| JP6527820B2 (en) * | 2015-12-25 | 2019-06-05 | 鹿島建設株式会社 | Lifting device |
| CN113955705A (en) * | 2021-10-19 | 2022-01-21 | 正星科技股份有限公司 | Oil pipe posture recognition device, method and system |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56164904A (en) * | 1980-05-26 | 1981-12-18 | Toshiba Corp | Detector |
-
1988
- 1988-03-10 JP JP63054922A patent/JP2573859B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01229901A (en) | 1989-09-13 |
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