JP3019871B2 - 天井施工ロボット及び天井施工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は天井材であるボードを天井面に設けられた支
持バー間に架け渡して天井施工を行う天井施工ロボット
及び天井施工方法に関するものである。

【従来の技術】

逆Ｔ字形をしたＴバーと称される支持バーを天井面に
所定間隔で配設するとともに、これら支持バー間に天井
材であるボードを架け渡すことで構成した天井がある。
この場合、ボードの両端を隣接する一対の支持バーが備
えた水平片上に載せなくてはならないのであるが、この
作業はボードを傾けたりずらせたりする複雑な動作を必
要とするために、現場で櫓を組んで人手で行っていた。

【発明が解決しようとする課題】

このために、支持バー間にボードを嵌め込むことは作
業者の手作業に全面的に依頼するものとなっており、こ
れ故に天井施工作業に多大な時間と手間が必要となって
いる上に、この作業は高所での上向き作業となるために
作業者にかかる負担が非常に大きいものであった。 本発明はこのような点に鑑み為されたものであり、そ
の目的とするところは支持バー間へのボードの嵌め込み
が機械的に且つ簡単になされる天井施工ロボット及び天
井施工方法を提供するにある。

【課題を解決するための手段】

しかして本発明は、天井に一定間隔で施工された支持
バー間に天井材としてのボードを配設するものであっ
て、支持バーに沿って走行する台車と、この台車上に設
けられてボードの把持並びにこのボードの上昇と水平移
動と上下の角度変更と回転とを行うボード操作部とを備
えるとともに、支持バーとボードとの間の位置誤差の検
出手段と、この検出手段の出力に基づいてボード操作部
を動かして支持バーに対するボードの位置を定めて支持
バー間にボードを配設させる制御手段とを備えている天
井施工ロボットに第１の特徴を有するとともに、ボード
が架け渡される支持バーを基準として、ボード操作部で
把持されているボードの支持バーに対する位置を求め
て、支持バーと直交する方向のボードの角度ずれ及び位
置ずれボード操作部を動かして矯正し、しかる後に、ボ
ードが架け渡される一対の支持バーを結ぶ方向において
ボードに鉛直方向における傾斜を持たせた状態でボード
を持ち上げて、支持バー間を下方から上方に通過させ、
この後、ボードを支持バーを結ぶ方向にずらせるととも
にボード操作部を下降させて支持バー間にボードを架け
渡す天井施工方法に他の特徴を有している。 ［作用］ 本発明によれば、支持バーとボードとの相対位置を検
出してボードの支持バーに対する姿勢の調整がなされる
上に、ボードの傾きも調整することができるようになっ
ているために、支持バー間へのボードの嵌め込みを自動
化することができるものである。 ［実施例］ 以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述すると、こ
の天井施工ロボットは、台車１の前後に積載車８と作業
台車100とが連結されたものとして構成されている。 台車１は左右一対の駆動輪15,15と、同じく左右一対
のキャスター16,16で走行自在となっているもので、そ
の上面には門型のフレーム10が立設されており、このフ
レーム10の作業台車100側にはコントロール装置11が搭
載され、フレーム10の積載車８側にはボード操作部が配
設されている。このボード操作部は、下方から順に昇降
台２、横ずれ調整装置３、角度調整装置４、昇降台５、
傾き調整装置６、そして把持部７とからなるものとして
構成されている。 昇降台２は、フレーム10に沿って上下に配設されると
ともに、第４図に示すモータ21によって回転駆動される
ねじ軸22と螺合する送りナット23を備えるとともに、第
５図に示すように、フレーム10に設けられた左右一対の
レール24,24と摺動係合するスライダー25を備えて、ね
じ軸22の回転に伴って上下に移動するものである。 横ずれ調整装置３は、第６図に示すように、中央に軸
受け筒31を備えて昇降台２上面に形成されたレール28と
摺動係合することで左右方向にスライド自在となってい
るプレート30と、昇降台２上面に配設されたモータ33及
びこのモータ33で回転駆動されるねじ軸34と、ねじ軸34
に螺合する送りナット32とで構成され、モータ33による
ねじ軸34の回転でプレート30が左右にスライドする。 角度調整装置４は、第７図に示すように、上記軸受け
筒31の上端部によって軸まわりに回転自在とされている
回転プレート40と、この回転プレート40に上下にスライ
ド自在に挿通されたガイド棒41、横ずれ調整装置３にお
けるプレート30上に設置されたモータ42で回転駆動され
るねじ軸43、ねじ軸43と螺合する送りナット44、送りナ
ット44に設けられたローラ45、そして回転プレート40に
取り付けられるとともにローラ45を間にはさむフォーク
46とからなるもので、モータ42でねじ軸43を回転させる
時、回転プレート40は軸受け筒31を中心に回転する。 昇降台５は、第５図に示すように、上記軸受け筒31に
挿通された昇降軸51の上端に回転自在に取り付けられる
とともに、ガイド棒41の上端が連結されたもので、横ず
れ調整装置３におけるプレート31上に配されたモータ53
で昇降軸51のラック52に噛み合うピニオン54を回転させ
る時、上下に昇降を行う。また角度調整装置４で回転プ
レート40を回転させる時、この回転プレート40と昇降台
５とがガイド棒41で連結されているために、昇降台５も
昇降軸51の軸まわりに同時に回転する。 そして昇降台５上には第８図に示す傾き調整装置６を
介して把持部７が設置されている。ここにおける傾き調
整装置６は、昇降台５上に配されたモータ61によって回
転駆動されるねじ軸62と、このねじ軸62に螺合する送り
ナット63、昇降台５上に設けられたレール58に沿ってス
ライド自在とされているとともに上記送りナット63が設
けられたスライダー64、把持部７の長手方向一端側を枢
支する軸67、把持部７に設けられて上記スライダー64に
形成されている上下方向に傾いた傾斜溝65に係合するロ
ーラ66とからなるもので、モータ61でねじ軸62を回転さ
せることでスライダー64をスライドさせる時、把持部７
の上下方向の傾きが、軸67を中心とする回動で左右方向
において変化する。 そして把持部７は第９図に示すものとして形成されて
いる。すなわち、左右方向に長い矩形状のベースプレー
ト70と、このベースプレート70上に並べられた複数個の
ローラー71、ベースプレート70の前後、つまり短手方向
の両端に配された一対の互いに平行な矯正子72,72とか
らなるもので、ベースプレート70に対して前後方向にス
ライド自在に取り付けられている一対の矯正子72,72に
設けられた送りナット76は、モータ73にタイミングベル
ト74を介して連結されたねじ軸75におけるねじ方向の異
なるねじ部に夫々螺合していることから、ねじ軸75の回
転により、一対の矯正子72,72は、互いに接近したり離
れたりする。図中77はスライドガイド軸である。上記各
ローラー71は、その軸方向がベースプレート70の長手方
向となるようにされている。 台車１における一対の駆動輪15,!5は、第10図に示す
ように、夫々が駆動用モータ17,17を備えて独立に回転
駆動されるものとなっており、台車１の走行にあたり、
両駆動輪15,15の回転数に差を持たせることで操舵され
るようになっている。操舵装置を必要としないために、
機構が簡単ですむものであり、直進性も優れたものとな
っている。 また、ここにおける各駆動輪15,15は、夫々鉛直方向
の軸16,16に取り付けられているとともに、同じく鉛直
方向の軸18に夫々リンク19,19で連結されたものとなっ
ており、軸18を他のモータで回転させることによって、
第10図（ｂ）（ｃ）に示すように、両駆動輪15,15を軸1
6,16を中心に夫々逆方向に90゜回転させて、一直線に並
ぶようにすることができるようになっている。このため
に、台車１は通常の走行方向と直交する方向の横移動を
簡単に行うことができるものであり、しかも回転方向を
互いに逆にしているために、この回転時に台車１の向き
が不定となってしまうことがない。 この台車１には、総計３個のCCD素子からなる撮像手
段C₁,C₂,C₃が設けられている。撮像手段C₁,C₂は、天井
面に配されているとともにボードＢが架け渡されるべき
一対の支持バーA,Aのうちの一方を撮像するものであっ
て、第14図に示すように、台車１の前後方向の軸Ｘと平
行な軸線Xa上に並ぶように所定の間隔L₂で設置されてい
る。図中Ａ′は上記一対の支持バーA,A間のセンターラ
インである。 上記駆動輪15,15による台車１の走行は、両撮像手段C
₁,C₂による画像情報から得られる台車１の前後方向の軸
Ｘと支持バーＡとがなす角度θの情報に基づき、この角
度θが０となるように一対の駆動輪15,15を異なる回転
数で回転させることで、支持バーＡに沿った動きとなる
ように制御される。上記角度θは、前後方向の軸Ｘと直
交する方向（Ｙ）における両撮像手段C₁,C₂の中心点と
支持バーＡとの間の距離a,bと、一対の撮像素子C₁,C₂の
上記軸線Xa上における距離L₂とから θ＝tan^-1（（ａ＋ｂ）/L₂） で求めることができる。尚、天井面までの高さ方向の距
離は、撮像手段C₁,C₂を上下させることで、一定の距離
となるようにされる。 他の撮像手段C₃は、上記把持部７で把持されたボード
Ｂの横ずれ量を検出するためのものであり、この横ずれ
量の検出と補正については後述する。 次に移載車８について説明する。これはフォークリフ
トと同様に構成されるとともに、上端に移載装置９が設
けられたものであって、第11図に示すように、上方に立
ち上がるフレーム80にはモータ81で回転駆動される上下
方向のねじ軸82と、上下方向のガイドレール85,85とが
設けられており、このガイドレール85にスライド自在に
係合する積載アーム84には、ねじ軸82と螺合する送りナ
ット83が取り付けられている。モータ81でねじ軸82を回
転させる時、積載アーム84はガイドレール85によるガイ
ドを受けつつ上下に移動する。図中86はバランスウェィ
トである。 移載装置９は上記フレーム80の上端に設けられて、積
載アーム84上に積載された天井材であるボードＢを上か
ら一枚ずつ台車１のボード操作部における把持部７上に
移すもので、第12図に示すように、左右一対の挟持具9
0,90と、先端に夫々挟持具90,90が取り付けられた回転
アーム91,91と、この回転アーム91,91の基端が固着され
た回転軸92と、回転軸92内に挿通された回転軸93と、各
回転軸92,93を夫々回転させるモータM₁,M₂とからなるも
ので、アーム91先端と挟持具90とを連結する連結軸97が
上記回転軸93にベルト98で連結されている。 各挟持具90は、第13図に示すように、ガイド棒903に
夫々スライド自在に係合する一対の挟持子905,905と、
モータ900で回転駆動されるねじ軸901とを備えたものと
なっており、ねじ軸901におけるねじ方向の異なるねじ
部に夫々螺合する送りナット902,902を備えた両挟持子9
05,905は、モータ900によるねじ軸901の回転で互いに接
近もしくは離反する。そして両挟持子905,905の対向面
には、夫々複数個の針状部材906が取り付けられてい
る。 しかしてこの積載車８においては、その積載アーム84
上に載せられたボードＢが、上述のように移載装置９に
よって台車１側の把持部７上に載せ変えられるものであ
るが、この動作は次のようにしてなされる。 すなわち、積載アーム84はその上に載せられたボード
Ｂにおける最上端に位置するボードＢが挟持具90の直下
に位置するように昇降を行うものであり、そして移載装
置９は、最上端のボードＢを挟持具90の対の挟持子905,
905を互いに接近させることでその針状部材906をボード
Ｂの側端面に差し込ませてボードＢを挟持し、その後、
回転アーム91を回転させることで、挟持しているボード
Ｂを台車１側の把持部７に移す。 この時、積載アーム84上に積載されたボードＢが表向
きである場合には、つまり天井に配した時に下方側とな
る表面が上向きとなっている場合には、移載装置９はモ
ータM₁による回転アーム91の回転でボードＢを裏返して
把持部７に移すが、積載アーム84上に積載されたボード
Ｂが裏向きである場合には、回転アーム91を回転させて
いる間に、モータM₂による回転軸93（連結軸97）の回転
を同時に行って、回転アーム91に対して挟持具90を更に
回転させる反転動作を行い、把持部７上に表裏を入れ換
えることなく移す。この動作のために、移載装置９には
ボードＢの表裏を判定するための判定手段（図示せず）
を設けている。この判定手段としては、ボードＢの側端
面の形状を光学的に、あるいは機械的に検出するものを
使用することができる。また、判定手段の出力は台車１
側にも送られて、移載装置９からボードＢを受け取る際
の把持部７の高さが自動的に調整されるようになってい
る。 挟持子905に針状部材906を設けて、この針状部材906
をボードＢの側端面に差し込むことでボードＢを保持す
るようにしているのは、一般に気孔を含む柔らかい材質
で構成されているために傷付きやすいボードＢの表面に
傷がつくことがないようにするためであり、また真空吸
着式の場合のような大掛かりが装置を不要とするためで
ある。 次に、把持部７にボードＢが移されてからの動作につ
いて説明する。把持部７上にボードＢが移されたなら
ば、把持部７における一対の互いに平行な矯正子72,72
がボードＢの長手方向中央部の両側面を挟みこむこと
で、ボードＢの長手方向が台車１の前後方向軸Ｘと直交
する方向となるように向きを矯正する。この時、把持部
７におけるベースプレート70上にはローラー71が設けら
れているために、ボードＢが擦れて傷がつくようなこと
がない。 そしてボードＢの向きが固定されたならば、撮像手段
C₃によるボードＢの長手方向端縁の位置の検出，つまり
は台車１の基準点Ｏと長さが入力されているボードＢの
中心点Ｏ′との間の横ずれ量の検出と、撮像手段C₁,C₂
による台車１の前後方向の軸Ｘのずれθ及び支持バーＡ
に対する台車１の基準点Ｏの位置の検出とから、支持バ
ーＡに対するボードＢの位置及び角度の調整がなされ
る。 この点について説明すると、前述のように検出された
台車１の前後方向の軸Ｘと支持バーＡとがなす角度θの
情報から、角度調整装置４による角度調整がなされて、
把持部７上のボードＢの長手方向が支持バーＡに対して
直交するように補正される。 また、台車１に固定された撮像手段C₃から得られる台
車１の基準点ＯとボードＢの中心点Ｏ′との間の横ずれ
量ｃと、一対の支持バーA,A間の距離（支持バーＡとセ
ンターラインＡ′との間の距離L₁）と、撮像手段C₁,C₂
から得られる台車１の基準点Ｏの位置とから、ボードＢ
の中心点Ｏ′がセンターラインＡ′上の目標点Ｔに位置
するように、横ずれ調整装置３が把持部７の位置を調整
する。 尚、ここでは上記調整を行う前の通常位置に位置する
昇降軸51のあるところを基準点Ｏとしている。また、台
車１の前後方向軸Ｘと直交する方向にボードＢを動かす
横ずれ調整装置３上に角度調整装置４がある関係上、横
ずれ調整装置３による位置調整は、上記角度θを調整条
件に含むものとなっており、補正すべき横ずれ量Lcは，
一方の撮像素子C₁と台車１の基準点Ｏとの間の上記軸線
Xa上における距離をL₃、撮像手段C₃で検出されるボード
Ｂの中心点Ｏ′と台車１の基準点Ｏとの距離をｃとする
時、 Lc＝［｛（a/（ａ＋ｂ）L₂＋L₃｝sinθ −（１−cosθ）L₁＋ｃ］/cosθ となっている。ちなみに台車１の基準点Ｏ上に回転軸が
ある角度調整装置４上に横ずれ調整装置３がある場合
は、第16図にも示すように、 Lc＝{(a/(ａ＋ｂ)L₂＋L₃}sinθ−(１−cosθ)L₁＋ｃ となる。 ボードＢが架け渡されることになる支持バーＡを基準
にしてボードＢの位置決めを行うことから、ボードＢを
正確に位置決めすることができる上に、新たな基準とな
るものを設ける必要がなく、施工の簡略化を図れるもの
であり、更に簡単な演算ですむようになっていること
は、演算部にかかる演算のための負担が少なくて演算ス
ピードが早くなる上に、プログラミング作業に対する負
担も小さくなる。そして、台車１に基準点Ｏを設けてい
ることは、ボードＢの長さが異なるものについてもボー
ドＢの長さ寸法値の変更だけで容易に対応することがで
きる。 このようにして、ボードＢの長手方向が支持バーＢと
直交する状態に調整されるとともに支持バーＡと直交す
る方向のボードＢの位置の調整がなされた後は、第17図
に示す動作により、一対の支持バーA,A間にボードＢが
架け渡される。 すなわち、昇降台2,5によるボードＢの上昇で、ボー
ドＢをいったん支持バーA,Aの上方に通さなくてはなら
ないのであるが、このために、同図（ａ）に示すよう
に、傾き調整装置６によってボードＢに長手方向両端の
高さを異ならせる傾き調整がなされるとともに、ボード
Ｂの中心Ｏ′が一方の支持バーＡ側に少し寄る位置調整
が横ずれ調整装置３によって行われ、この状態でボード
Ｂの一端だけが支持バーA,A間を上に抜けるように上昇
がなされる。 ついで、同図（ｂ）に示すように、ボードＢの他端が
支持バーA,Aの間にくるように、横ずれ調整装置３によ
るボードＢの傾いた状態のままでの長手方向移動がなさ
れ、更にボードＢの他端が支持バーA,A間を上に抜ける
ように、上昇がなされる。ただし、この上昇は、傾き調
整装置６によって傾斜したボードＢの下方側を持ち上げ
てボードＢの傾きを小さくする動作を主体として行われ
る。これは、ボードＢの一端が支持バーＡの上方に位置
する他の天井構成部材にボードＢが触れないようにする
ためである。 その後、同図（ｃ）に示すように、ボードＢの他端が
支持バーＡに寄るように横ずれ調整装置３による位置調
整がなされるとともに、ボードＢの下降とボードＢの傾
き角度が更に小さくなる動作がなされ、同図（ｄ）に示
すボードＢの水平化と下降とを経た後、同図（ｅ）に示
すように、支持バーＡの上端部の膨らみを避けるために
一方側に寄せていたボードＢが両支持バーA,A間の中央
に位置するように横にずらし、把持部７によるボードＢ
の把持を解放することで、支持バーA,A間へのボードＢ
の架け渡しが完了し、この時ボードＢはその両端が支持
バーA,Aの水平片上に載る。 第18図はこの時の昇降台2,5と傾き調整装置６と横ず
れ調整装置３及び把持部７の動作のタイムチャートであ
る。図中の〜は第17図中の同じ記号で示す動作に対
応している。 作業台車100は、上述のようにして支持バーA,A間に架
け渡されたボードＢを既に架け渡されているボードＢに
目地部材を介して接続する作業を行う作業車が乗るため
のものであり、台車１に付設されたコントロール装置11
はこの作業台車100に乗っている作業者が操作しやすい
上面に操作パネルが設けられている。 この天井施工ロボットが、台車１と積載者８そして作
業台車100に分割されて、台車１に積載車８と作業台車1
00が連結自在とされているのは、エレベーターに分割し
て載せることができるようにしているためである。把持
部７の昇降のための部材を昇降台2,5に分割しているの
も、高さを抑えるためである。尚、作業台車100と積載
車８とを台車１に連結した時、作業台車100における車
輪及び積載車８における車輪が床面から浮くようにして
おくことが、台車１の支持バーＡに沿った走行をスムー
ズなものとする点で好ましい。第１図及び第２図中の10
5はバッテリー、106は走行用バッテリーである。 位置検出のために撮像手段C₁,C₂,C₃を用いたのは、非
接触式とすることで、台車１の走行のための障害要素を
なくすためであるが、接触式の検出手段を用いてもよ
い。

【発明の効果】

以上のように本発明の天井施工ロボットにおいては、
支持バーとボードとの相対位置を検出してボードの支持
バーに対する姿勢の調整がなされる上に、ボードの傾き
も調整することができるようになっているために、支持
バー間へのボードの嵌め込みを自動化することができる
ものであり、特に常に上方を向いて行わなければならな
かった作業が自動化されることから、作業者が腰を痛め
てしまう危険性を排除することができる。また、支持バ
ーに沿って走行する台車上に設けていることから、ボー
ドの取付施工のために櫓を組む必要もないものであり、
天井施工作業に要する手間と時間を大幅に削減すること
ができるものである。 そして、支持バーとボードとの間の位置誤差の検出手
段を、ボードが架け渡される支持バーを基準としてボー
ドの位置を検出するものとした時には、ボードを取り付
ける対象である支持バーを基準にすることになるため
に、ボードの位置調整を正確に行えるものであり、ボー
ドが架け渡される一対の支持バーを結ぶ方向において一
対の支持バー間を通過させるためにボードに鉛直方向に
おける傾斜を持たせる傾き調整部をボード操作部に設け
ることで、ボードに傾きを持たせて支持バー間を通過さ
せることを容易に行えるものである。 また、ボード操作部を、昇降台と、ボードをその長手
方向に移動させる横ずれ調整部と、ボードを鉛直軸回り
に回転させる角度調整部と、ボードが架け渡される一対
の支持バーを結ぶ方向においてボードに鉛直方向におけ
る傾斜を持たせる傾き調整部と、ボードを把持する把持
部とから構成して、昇降台上に横ずれ調整部と角度調整
部と傾き調整部と把持部とを設ければ、必要な複数種の
操作を各調整部及び昇降台に分担させることができるた
めに、制御を容易に行えるものである。 天井バーとボードとの間の位置誤差の検出手段を、ボ
ードが架け渡される一対の支持バーに対する台車の基準
点の位置を検出する第１の検出手段と、ボード操作部で
把持されたボードの台車の基準点に対する位置を検出す
る第２の検出手段とから構成して、ボード操作部はボー
ドをその長手方向に移動させる横ずれ調整部と、ボード
を鉛直軸回りに回転させる角度調整部とを備え、上記検
出手段の出力に基づき、横ずれ調整部と角度調整部とで
支持バーに対するボードの位置調整を行うものとすれ
ば、ボードの支持バーに対する位置誤差の検出とこの位
置誤差の調整とを容易に行えるものとなり、この時、ボ
ード操作部における横ずれ調整部を台車の前後方向軸と
直交する方向にボードを移動させるものとして形成する
とともに角度調整部をこの横ずれ調整部上に設ければ、
あるいはボード操作部における角度調整部をその回転軸
が台車の基準点に位置するように配設して、横ずれ調整
部をこの角度調整部上に設ければ、位置誤差の修正が更
に容易となる。 しかも、天井バーとボードとの間の位置誤差の検出手
段を、ボードが架け渡される一対の支持バーに対する台
車の基準点の位置を検出する第１の検出手段と、ボード
操作部で把持されたボードの台車の基準点に対する位置
を検出する第２の検出手段とから成るものとし、第１の
検出手段は台車の前後方向軸と平行な軸線上に固定され
て支持バーを検知する一方のセンサで構成し、第２の検
出手段は台車に別途固定されてボードを検出する他のセ
ンサで構成して、ボードが架け渡される一対の支持バー
間の距離2L₁と、一対のセンサの上記軸線上における距
離L₂と、一方のセンサと台車の基準点との間の上記軸線
上における距離L₃と、両センサで検出されるセンサと一
方の支持バーとの間の水平面内における距離a,bとから
演算される支持バーに対する台車の基準点の位置並びに
第２の検出手段で検出されるボードの中心点と台車の基
準点との距離ｃから、支持バーに対するボードの位置誤
差を演算すれば、最小限の検出手段及び最小限の演算で
ボードの位置調整を行うことができる。また、ここにお
ける距離a,b,cの算出を、第１の検出手段における一対
のセンサ及び第２の検出手段におけるセンサを夫々CCD
素子を持つ撮像手段で形成して画像処理技術で算出すれ
ば、非接触で測定することができることになるために、
検出手段が台車の走行やボードの操作の邪魔になること
がないものとなる。 加えるに、ボードが積載された昇降型積載手段と、台
車上のボード操作部に積載部からボードを一枚毎に移載
する移載手段とを備えたものとすれば、ボード操作部に
ボードを渡すことも自動化することができるものであ
り、特に、ボード操作部及び支持バーとボードとの間の
位置誤差の検出手段が設けられた台車に対して上記積載
手段及び移載手段を備えた積載車が分離連結自在となる
ようにすれば、両者を分離することでエレベータによる
移動を行えるものとすることができる上に、積載車側の
積載装置及び移載装置にはボードの取り扱いに精度を持
たせる必要がなく、従って積載車と台車との連結時の精
度を問うことがなくなる。 また、上記移載手段をボードの表裏判定部と、表裏判
定部の出力に基づいて選択的に作動してボードの表裏を
入れ換える反転部とを備えたものとすれば、積載部上に
積載するボードの表裏を問うことがなくなるものであ
り、ボードの側端面に差し込まれる針状の挟持子を複数
対備えて、これら挟持子でボードを挟持するボード挟持
部を移載部に設ければ、積載部からボード操作部にボー
ドを移すにあたって、真空吸引装置といった大掛かりな
装置を必要としない上に、ボードの表裏面を傷付けるよ
うなことがなくなるもである。 反転部を備えた移載手段としては、一端が回動自在に
支持されて回動駆動されるアームと、アームの先端に設
けられたボード挟持部と、アームに対してボード挟持部
を水平軸まわりに回転させる自転部とからなるものとす
れば、構造が簡単で制御も容易なものとなる。 昇降台を第１昇降台と、この第１昇降台に対して昇降
を行う第２昇降台とで構成すれば、全高を抑えることが
でき、第１昇降台上に横ずれ調整部と角度調整部とを設
け、これら横ずれ調整部と角度調整部とで横ずれと角度
調整とがなされる第２昇降台上に傾き調整部と把持部と
を設ければ、ボードを支持バー間に嵌め込む際の傾き調
整部の制御を複雑なものとせずにすむ。 ボード操作部における把持部を複数個のローラー群
と、このローラー群上に載せられるボードを両側面から
挟む互いに平行で且つ間隔が可変とされた対の矯正子と
からなるものとすれば、ボードの位置調整に際して、矯
正子でボードを挟む方向の位置ずれを無視することがで
きるものであり、またローラー群はこの時にボードが傷
付いてしまうことを防ぐ。 台車に独立駆動される複数の駆動輪を設けて、支持バ
ーに対する走行方向のずれの検出手段の出力に基づいて
上記駆動輪の回転数差により走行方向の補正を行うもの
とすることで、台車の走行方向の補正を複雑な操舵機構
を必要とすることなく簡便に行うことができ、更に独立
駆動される複数の駆動輪を、夫々鉛直軸まわりに回転自
在として、複数の駆動輪を鉛直軸まわりに少なくとも90
゜の範囲で相反する方向に連動回転させる走行方向転換
手段を設ければ、台車の走行路をずらすことが台車の横
移動で行うことができる上に、台車の向きが不定になっ
てしまうこともない。 そして本発明の天井施工方法においては、まず天井面
の支持バーに対するボードの位置誤差を補正した後、ボ
ードを支持バー間に嵌め込む動作を行うために、ボード
の嵌め込み動作の際にはボードの位置誤差を考慮する必
要がなく、このためにボードを支持バー間に嵌め込む動
作をボードの上下と傾きと横にずらす動作だけで行える
ものであって、嵌め込む動作のための機構及び制御を簡
単にすることができる。 そして、この嵌め込み作業における支持バー間を下方
から情報にボード全体を通過させるに際して、傾斜した
ボードの下方側を持ち上げて傾斜角度を小さくすれば、
ボードが支持バーの上方に大きく突出して、支持バーを
吊り下げている部材等にボードが当たるというようなこ
とがなく、他の部材の邪魔されることなくボードの嵌め
込みを行えるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の斜視図、第２図は同上の側面
図、第３図は同上の正面図、第４図及び第５図は同上の
昇降台の斜視図、第６図は同上の横ずれ調整装置の斜視
図、第７図は同上の角度調整装置の斜視図、第８図は同
上の傾き調整装置の斜視図、第９図は同上の把持部の斜
視図、第10図（ａ）は同上の台車の駆動輪の斜視図、第
10図（ｂ）（ｃ）は同上の動作説明図、第11図は同上の
積載車の積載部の斜視図、第12図は同上の移載装置の斜
視図、第13図は同上の把持具の斜視図、第14図及び第15
図（ａ）（ｂ）は同上の検出調整動作の説明図、第16図
（ａ）（ｂ）は他の検出動作の説明図、第17図（ａ）〜
（ｅ）は同上のボード嵌め込み動作の説明図、第18図は
同上の動作のタイムチャートであって、１は台車、2,5
は昇降台、３は横ずれ調整装置、４は角度調整装置、６
は傾き調整装置、７は把持部、８は積載車、９は移載装
置を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 憲三 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電 工株式会社内 (72)発明者 木村 六三郎 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電 工株式会社内 (72)発明者 下田 勝義 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電 工株式会社内 (72)発明者 田端 優 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電 工株式会社内 (72)発明者 中谷 卓也 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電 工株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E04G 21/14 E04F 21/18 B25J 5/00

Claims (21)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】天井に一定間隔で施工された支持バー間に
   天井材としてのボードを配設するものであって、支持バ
   ーに沿って走行する台車と、この台車上に設けられてボ
   ードの把持並びにこのボードの上昇と水平移動と上下の
   角度変更と回転とを行うボード操作部とを備えるととも
   に、支持バーとボードとの間の位置誤差の検出手段と、
   この検出手段の出力に基づいてボード操作部を動かして
   支持バーに対するボードの位置を定めて支持バー間にボ
   ードを配設させる制御手段とを備えていることを特徴と
   する天井施工ロボット。
2. 【請求項２】支持バーとボードとの間の位置誤差の検出
   手段は、ボードが架け渡される支持バーを基準としてボ
   ードの位置を検出するものであることを特徴とする請求
   項１記載の天井施工ロボット。
3. 【請求項３】ボード操作部は、ボードが架け渡される一
   対の支持バーを結ぶ方向において一対の支持バー間を通
   過させるためにボードに鉛直方向における傾斜を持たせ
   る傾き調整部を備えていることを特徴とする請求項１記
   載の天井施工ロボット。
4. 【請求項４】ボード操作部は、昇降台と、ボードをその
   長手方向に移動させる横ずれ調整部と、ボードを鉛直軸
   回りに回転させる角度調整部と、ボードが架け渡される
   一対の支持バーを結ぶ方向においてボードに鉛直方向に
   おける傾斜を持たせる傾き調整部と、ボードを把持する
   把持部とからなり、昇降台上に横ずれ調整部と角度調整
   部と傾き調整部と把持部とが設けられていることを特徴
   とする請求項１記載の天井施工ロボット。
5. 【請求項５】台車は独立駆動される複数の駆動輪を備え
   て、支持バーに対する走行方向のずれの検出手段の出力
   に基づいて上記駆動輪の回転数差により走行方向の補正
   を行うものであることを特徴とする請求項１記載の天井
   施工ロボット。
6. 【請求項６】天井バーとボードとの間の位置誤差の検出
   手段は、ボードが架け渡される一対の支持バーに対する
   台車の基準点の位置を検出する第１の検出手段と、ボー
   ド操作部で把持されたボードの台車の基準点に対する位
   置を検出する第２の検出手段とから成り、ボード操作部
   はボードをその長手方向に移動させる横ずれ調整部と、
   ボードを鉛直軸回りに回転させる角度調整部とを備え、
   上記検出手段の出力に基づき、横ずれ調整部と角度調整
   部とで支持バーに対するボードの位置調整を行うもので
   あることを特徴とする請求項１記載の天井施工ロボッ
   ト。
7. 【請求項７】第１の検出手段は台車の前後方向軸と平行
   な軸線上に配設固定された一対のセンサで構成され、第
   ２の検出手段は台車に別途固定されてボードを検出する
   他のセンサで構成されており、ボード操作部における横
   ずれ調整部は台車の前後方向軸と直交する方向にボード
   を移動させるものとして形成されるとともに角度調整部
   はこの横ずれ調整部上に設けられていることを特徴とす
   る請求項６記載の天井施工ロボット。
8. 【請求項８】第１の検出手段は台車の前後方向軸と平行
   な軸線上に配設固定された一対のセンサで構成され、第
   ２の検出手段は台車に別途固定されてボードを検出する
   他のセンサで構成されており、ボード操作部における角
   度調整部はその回転軸が台車の基準点に配設され、横ず
   れ調整部はこの角度調整部上に設けられていることを特
   徴とする請求項６記載の天井施工ロボット。
9. 【請求項９】天井バーとボードとの間の位置誤差の検出
   手段は、ボードが架け渡される一対の支持バーに対する
   台車の基準点の位置を検出する第１の検出手段と、ボー
   ド操作部で把持されたボードの台車の基準点に対する位
   置を検出する第２の検出手段とから成り、第１の検出手
   段は台車の前後方向軸と平行な軸線上に固定されて支持
   バーを検知する一対のセンサで構成され、第２の検出手
   段は台車に別途固定されてボードを検出する他のセンサ
   で構成されており、ボードが架け渡される一対の支持バ
   ー間の距離2L₁と、第１の検出手段である一対のセンサ
   の上記軸線上における距離L₂と、この両センサのうちの
   一方のセンサと台車の基準点との間の上記軸線上におけ
   る距離L₃と、両センサで検出されるセンサと一方の支持
   バーとの間の水平面内における距離a,bとから演算され
   る支持バーに対する台車の基準点の位置並びに第２の検
   出手段で検出されるボードの中心点と台車の基準点との
   距離ｃから、支持バーに対するボードの位置誤差が演算
   されることを特徴とする請求項１記載の天井施工ロボッ
   ト。
10. 【請求項１０】ボード操作部はボードをその長手方向に
    移動させる横ずれ調整部と、ボードを鉛直軸回りに回転
    させる角度調整部とを備えるとともに、いずれか一方の
    調整部上に他方の調整部が配設されており、横ずれ調整
    部が角度調整部上にあるとともに角度調整部の回転軸が
    台車の基準点にある場合は、角度調整部で補正すべき角
    度θが tan^-1（（ａ＋ｂ）/L₂） で演算されるとともに、横ずれ調整部で補正すべき移動
    量Lcが ｛(a/(ａ＋ｂ)L₂＋L₃｝sinθ−(１−cosθ)L₁＋ｃ で演算され、 角度調整部が横ずれ調整部上にあるとともに横ずれ調整
    部によるボード移動方向が台車の前後方向軸と直交する
    方向である場合は、角度調整部で補正すべき角度θが tan^-1（（ａ＋ｂ）/L₂） で演算されるとともに、横ずれ調整部で補正すべき移動
    量Lcが [{(a/(ａ＋ｂ)L₂＋L₃}sinθ−(１−cosθ)L₁＋ｃ]/cos
    θ で演算され、これら補正値に基づき、角度調整部と横ず
    れ調整部とでボードの位置補正がなされることを特徴と
    する請求項９記載の天井施工ロボット。
11. 【請求項１１】第１の検出手段における一対のセンサ及
    び第２の検出手段におけるセンサは夫々CCD素子を持つ
    撮像手段で形成され、画像処理技術で距離a,b,cが算出
    されていることを特徴とする請求項９記載の天井施工ロ
    ボット。
12. 【請求項１２】独立駆動される複数の駆動輪は、夫々鉛
    直軸まわりに回転自在とされており、複数の駆動輪を鉛
    直軸まわりに少なくとも90゜の範囲で相反する方向に連
    動回転させる走行方向転換手段を備えていることを特徴
    とする請求項５記載の天井施工ロボット。
13. 【請求項１３】ボードが積載された昇降型積載手段と、
    台車上のボード操作部に積載部からボードを一枚毎に移
    載する移載手段とを備えていることを特徴とする請求項
    １記載の天井施工ロボット。
14. 【請求項１４】積載手段と移載手段とは積載車上に設け
    られ、昇降台と、ボードをその長手方向に移動される横
    ずれ調整部と、ボードを鉛直軸回りに回転させる角度調
    整部と、ボードが架け渡される一対の支持バーを結ぶ方
    向においてボードに鉛直方向における傾斜を持たせる傾
    き調整部と、上記移載手段から受け渡されるボードを把
    持する把持部とから成るボード操作部及び支持バーとボ
    ードとの間の位置誤差の検出手段が設けられた台車に対
    して上記積載車が分離連結自在とされていることを特徴
    とする請求項13記載の天井施工ロボット。
15. 【請求項１５】移載手段はボードの表裏判定部と、表裏
    判定部の出力に基づいて選択的に作動してボードの表裏
    を入れ換える反転部とを備えていることを特徴とする請
    求項13記載の天井施工ロボット。
16. 【請求項１６】移載手段はボードの側端面に差し込まれ
    る針状の挟持子を複数対備えて、これら挟持子でボード
    を挟持するボード挟持部を具備していることを特徴とす
    る請求項13記載の天井施工ロボット。
17. 【請求項１７】反転部を備えた移載手段は、一端が回動
    自在に支持されて回動駆動されるアームと、アームの先
    端に設けられたボード挟持部と、アームに対してボード
    挟持部を水平軸まわりに回転させる自転部とからなるこ
    とを特徴とする請求項15記載の天井施工ロボット。
18. 【請求項１８】昇降台は第１昇降台と、この第１昇降台
    に対して昇降を行う第２昇降台とで構成され、第１昇降
    台上に横ずれ調整部と角度調整部とが設けられ、これら
    横ずれ調整部と角度調整部とで横ずれと角度調整とがな
    される第２昇降台上に傾き調整部と把持部とが設けられ
    ていることを特徴とする請求項４記載の天井施工ロボッ
    ト。
19. 【請求項１９】ボード操作部における把持部は複数個の
    ローラー群と、このローラー群上に載せられるボードを
    両側面から挟む互いに平行で且つ間隔が可変とされた対
    の矯正子とからなることを特徴とする請求項４記載の天
    井施工ロボット。
20. 【請求項２０】ボードが架け渡される支持バーを基準と
    して、ボード操作部で把持されているボードの支持バー
    に対する位置を求めて、支持バーと直交する方向のボー
    ドの角度ずれ及び位置ずれをボード操作部を動かして矯
    正し、しかる後に、ボードが架け渡される一対の支持バ
    ーを結ぶ方向においてボードに鉛直方向における傾斜を
    持たせた状態でボードを持ち上げて、支持バー間を下方
    から上方に通過させ、この後、ボードを支持バーを結ぶ
    方向にずらせるとともにボード操作部を下降させて支持
    バー間にボードを架け渡すことを特徴とする天井施工方
    法。
21. 【請求項２１】支持バー間の下方から上方にボード全体
    を通過させるに際して、傾斜したボードの下方側を持ち
    上げて傾斜角度を小さくすることを特徴とする請求項20
    記載の天井施工方法。