JP7149903B2 - 墨出しロボット、墨出しロボットシステム、及び、計測ロボット - Google Patents

Description

本発明は、墨出しロボット、墨出しロボットシステム、及び、計測ロボットに関する。

設備工事では、墨出し作業が行われる。「墨出し」とは、設置する機器のアンカ位置や、天吊り機器のアンカ位置、付帯機器の架台位置等の、工事の基準となる墨出し線を建築物の床面や壁面等に印すことをいう。設備工事では、作業者が墨出し線に沿って様々な機器を設置するため、墨出し線を正確に印すことは重要である。従来の墨出し作業は、作業者が墨つぼから墨を含んだ糸を引き出し、墨出しを行うべき位置（墨出し位置）の近傍に糸を張り、糸を弾いて床面や壁面等に墨出し線を付けることで行われていた。その際に、作業者は、基準となる複数個所同士を結ぶように糸を張ることで、墨出し位置を決定していた。このような従来の墨出し作業では、作業者は正確な墨出し位置に墨出しするための熟練を要し、更に手作業に伴う人為的なミスが発生する可能性があった。

そこで、墨出しするに際して、作業者は、光学式の計測器を用いて正確な墨出し位置を測定し、その墨出し位置に墨出しするようになっている。これにより、作業者が墨出しに熟練していなくても、所定の精度が担保されるようになった。しかしながら、このような墨出し作業であっても作業者が手作業で墨出しすることには変わりないため、所定の工数が発生し、かつ、依然として人為的なミスが発生する可能性があった。

そこで、近年では、自律的に走行して墨出し作業を行う墨出しロボットの使用が試みられつつある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された墨出しロボットによれば、設備工事の墨出し作業を省力化することができ、墨出しに伴う人為的なミスの発生を抑止することができる。

特開２０１９－３１９０１号公報

特許文献１に記載された従来の墨出しロボットは、以下に説明するように、墨出し位置における床面の凹凸レベルの計測作業を自動化することが望まれていた。

例えば、仮に凹凸や勾配がある床面に複数の設備機器が据え付けされる場合に、各設備機器を水平に据え付けることができないため、据付不良が発生して、手戻り作業（後戻り作業）の要因になる。また、製品を製造する工場プラントでは、設備機器の据付不良が発生した場合に、生産プロセスに異常が発生する可能性がある。そこで、手戻り作業（後戻り作業）が発生しないように、作業者は、床面の凹凸レベルに対応してアンカボルトやスペーサを用いて設備機器の高さ調整を行う。

このような設備機器の高さ調整では、墨出し位置における床面の凹凸レベルを予め計測する必要がある。この点について、特許文献１に記載された従来の墨出しロボットは、床面の凹凸レベルを計測する機能を有していなかった。そのため、従来の墨出しロボットでは、設備機器の高さ調整を行う場合に、作業者が手動で墨出し位置における床面の凹凸レベルを計測する必要があった。床面の凹凸レベルの計測作業は、作業者の熟練した技術と、手間とを要するものである。このような床面の凹凸レベルの計測作業は、非熟練者が作業を行った場合に、作業ミスが発生し易いため、作業ミスの発生によって手戻り作業（後戻り作業）が発生したり作業工程の遅延が発生したりすることがあった。そのため、従来の墨出しロボットは、墨出し位置における床面の凹凸レベルの計測作業を自動化することが望まれていた。

本発明は、前記した課題を解決するためになされたものであり、墨出し位置における床面の凹凸レベルの計測作業を自動化する墨出しロボット、墨出しロボットシステム、及び、計測ロボットを提供することを主な目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は、墨出しロボットであって、床面の上を走行する走行手段と、前記床面に印字するための印字ヘッドを有する印字手段と、前記床面を検知する検知センサと、三次元計測手段によって位置が計測される計測ターゲットと、前記印字ヘッドとともに前記計測ターゲットを移動可能に支持する移動手段と、前記走行手段と前記印字手段の動作を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記走行手段に任意の所望位置へ走行させ、当該所望位置において、前記移動手段に前記検知センサによって前記床面が検知されるまで前記計測ターゲットを下方向に移動させてから、前記三次元計測手段によって計測された前記計測ターゲットの位置に基づいて前記床面の凹凸レベルを計測し、前記印字手段に当該凹凸レベルを表す凹凸レベル情報を前記床面に印字させる構成とする。

その他の手段は、後記する。

本発明によれば、墨出し位置における床面の凹凸レベルの計測作業を自動化することができる。

実施形態に係る墨出しロボットシステムの概観図である。 墨出しロボットシステムのブロック図である。 プリンタと検知センサの概観図である。 検知センサの側断面図である。 検知センサの変形例の概観図（１）である。 検知センサの変形例の概観図（２）である。 印字ヘッドの変形例の概観図である。 建築物の床面の上に据え付けされた設備機器の概観図である。 床面の凹凸レベルに対応するアンカボルトを用いた設備機器の高さ調整例の説明図である。 床面の凹凸レベルに対応するスペーサを用いた設備機器の高さ調整例の説明図である。 墨出しロボットによって床面に印字された印字情報の説明図である。 墨出しロボットの姿勢が水平な状態になっている場合の凹凸レベル計測の説明図（１）である。 墨出しロボットの姿勢が水平な状態になっている場合の凹凸レベル計測の説明図（２）である。 墨出しロボットの姿勢が傾いた状態になっている場合の傾き角度算出の説明図（１）である。 墨出しロボットの姿勢が傾いた状態になっている場合の傾き角度算出の説明図（２）である。 墨出しロボットの姿勢が傾いた状態になっている場合の印字面の高さ算出の説明図（１）である。 墨出しロボットの姿勢が傾いた状態になっている場合の印字面の高さ算出の説明図（２）である。 墨出しロボットの動作を示すフローチャート（１）である。 墨出しロボットの動作を示すフローチャート（２）である。 墨出しロボットの動作を示すフローチャート（３）である。 墨出しロボットの動作を示すフローチャート（４）である。 墨出しロボットの動作を示すフローチャート（５）である。 墨出しロボットの動作を示すフローチャート（６）である。 墨出しロボットの動作を示すフローチャート（７）である。 墨出しロボットの動作を示すフローチャート（８）である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」と称する）について詳細に説明する。なお、各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。

［実施形態］
＜墨出しロボットシステムの構成＞
以下、図１及び図２を参照して、本実施形態に係る墨出しロボットシステムＳの構成について説明する。墨出しロボットシステムＳは、設備工事の墨出し作業を省力化するためのシステムである。図１は、本実施形態に係る墨出しロボットシステムＳの概観図である。図２は、墨出しロボットシステムＳのブロック図である。

図１に示すように、墨出しロボットシステムＳは、墨出しロボット１０と、追尾型トータルステーション２０と、外部装置３０とを備えている。なお、以下の説明において、「左右方向」、「前後方向」、及び「上下方向」は、墨出しロボット１０から見た方向であるものとする。

墨出しロボット１０は、自律的に走行して墨出し作業を行うロボットである。墨出しロボット１０は、自律的に走行する機能と、所定の精度をもって墨出しする機能とを有する。

追尾型トータルステーション２０は、墨出しロボット１０に設けられた指向性プリズム１５をレーザ等で追尾して、三次元空間における指向性プリズム１５の位置を計測する三次元計測手段である。指向性プリズム１５は、追尾型トータルステーション２０によって位置が計測される計測ターゲットである。なお、指向性プリズム１５の位置を計測することは、墨出しロボット１０の位置を計測することでもある。

外部装置３０は、墨出しロボット１０との間及び追尾型トータルステーション２０との間で情報を送受信する装置である。本実施形態では、外部装置３０が、携帯型のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）や、タブレット端末装置、スマートフォン等の、作業者によって操作される携帯端末であるものとして説明する。

墨出しロボット１０と追尾型トータルステーション２０と外部装置３０は、例えばＷｉ－Ｆｉ（登録商標）等の無線ＬＡＮを介して、相互に通信することができる。

墨出し作業を行う場合において、設備工事の作業者は、例えば、外部装置３０を操作して、各墨出し位置（墨出し線を印す位置）を墨出しロボット１０に入力し、墨出しの開始を指示する。又は、作業者は、例えば、墨出しロボット１０に設けられたタッチパネルディスプレイ１３を操作して、各墨出し位置を墨出しロボット１０に入力し、墨出しの開始を指示する。すると、墨出しロボット１０は、墨出し作業を開始する。

追尾型トータルステーション２０は、墨出しロボット１０に設けられた指向性プリズム１５を追尾して、三次元空間における指向性プリズム１５の位置を計測する。墨出しロボット１０は、追尾型トータルステーション２０から指向性プリズム１５の位置情報を取得する。これにより、墨出しロボット１０は、自身の現在位置情報を取得する。墨出しロボット１０は、自身の現在位置情報の取得動作と、旋回動作、直進動作、後退動作等の移動動作とを適宜繰り返し行って、墨出し位置まで進む。更に墨出しロボット１０は、所定の精度を確保するために、墨出し位置の近傍でＸＹステージ範囲内の位置計測を行うことで、墨出し線の高精度な位置決めを行い、本体内に設けられたプリンタ１６で墨出し線と所望の情報とを印字する。墨出しロボット１０は、各墨出し位置で、これらの処理を繰り返す。

なお、墨出し線は、直線、十字線等の任意の長さで描画された線であり、任意の所望位置を表す位置情報として用いられる。本実施形態では、墨出しロボット１０は、墨出し線を床面に印字（描画）する際に、床面の凹凸レベルを表す凹凸レベル情報を墨出し線の近傍に印字する。また、墨出しロボット１０は、墨出し線を床面に印字（描画）する際に、墨出し線の属性情報を墨出し線の近傍に印字する。例えば、墨出しロボット１０は、墨出し線の属性情報として、所望位置に据え付けされる機器を表す機器情報を印字する。機器情報は、据え付ける機器の名称や型番を表す、文字、図形、記号等である。

図１に示すように、墨出しロボット１０は、フレーム１１、収納ケース１２、タッチパネルディスプレイ１３、ＰＣ（Personal Computer）１４、指向性プリズム１５、プリズムアクチュエータ１５ａｃ、プリンタ１６、プリンタアクチュエータ１６ａｃ、駆動輪１７、走行アクチュエータ１７ａｃ、無線ＬＡＮ親機１８、表示灯１９１～１９３、測域センサＳＮ１、検知センサＳＮ２を備える。更に図２に示すように、墨出しロボット１０は、モーションコントローラＭＣを備える。モーションコントローラＭＣは、ＰＣ１４に接続されて、プリズムアクチュエータ１５ａｃ、プリンタアクチュエータ１６ａｃ、走行アクチュエータ１７ａｃ等を駆動するコントローラである。

フレーム１１は、収納ケース１２と、プリンタアクチュエータ１６ａｃとを支持する部材である。フレーム１１は、上面視で矩形の形状を呈している。フレーム１１の後部の上には、収納ケース１２が配置されている。

収納ケース１２の内部には、ＰＣ１４が収納されている。ＰＣ１４は、墨出しロボット１０を統括して制御する制御手段である。ＰＣ１４は、走行アクチュエータ１７ａｃにより走行した際に、プリズムアクチュエータ１５ａｃにより指向性プリズム１５が追尾型トータルステーション２０の方向に向くように、指向性プリズム１５を回転させる。

収納ケース１２の上には、タッチパネルディスプレイ１３と、表示灯１９１～１９３が配置されている。タッチパネルディスプレイ１３は、作業者が各種の情報及び動作指示を手動で入力するための手動入力手段である。タッチパネルディスプレイ１３は、墨出しロボット１０の動作を設定だけでなく、各種の情報を表示したり入力したりするために使用することもできる。タッチパネルディスプレイ１３は、好ましくは、操作性を向上させることができるように、配置角度を変更したり（つまり、任意の角度に傾けて配置したり）、取り外したりすることが可能な構成であるとよい。表示灯１９１～１９３は、墨出しロボット１０の状態を外部に報知するための報知手段である。

収納ケース１２の前方には、無線ＬＡＮ親機１８が配置されている。無線ＬＡＮ親機１８は、ＰＣ１４に接続されて、追尾型トータルステーション２０や外部装置３０と無線通信する通信手段である。

フレーム１１の前方には、測域センサＳＮ１が配置されている。測域センサＳＮ１は、墨出しロボット１０の前方に障害物が存在するか否かを検知するセンサである。

フレーム１１の下部には、走行アクチュエータ１７ａｃが配置されている。走行アクチュエータ１７ａｃは、床面の上を走行する走行手段である。本実施形態では、４つの走行アクチュエータ１７ａｃが、フレーム１１の下部の四隅に配置されており、それぞれに対応して設けられた駆動輪１７を回転駆動する構造になっているものとして説明する。駆動輪１７は、車輪として機能する回転体である。墨出しロボット１０は、４つの走行アクチュエータ１７ａｃが独立して４つの駆動輪１７を回転駆動させることで、超信地旋回等の旋回動作と前進動作と後退動作とを行うことができる。例えば、墨出しロボット１０は、左右の駆動輪１７を逆方向に回転させることで、旋回動作を行うことができる。また、墨出しロボット１０は、左右の駆動輪１７を同方向に回転させることで、前進動作又は後退動作を行うことができる。ただし、駆動輪１７の数は、４つに限らず、４つ以上にすることができる。また、墨出しロボット１０は、チェーンリンク機構等を介して１つの走行アクチュエータ１７ａｃで複数の駆動輪１７を回転駆動する構成にすることができる。また、墨出しロボット１０は、無限軌道（すなわち、複数の駆動輪１７に履帯（クローラー）を張架させた走行手段）を有する構成にすることができる。

フレーム１１の収納ケース１２よりも前方の場所には、上面視で矩形状の開口部１１ｏｐが形成されている。開口部１１ｏｐの内部は、プリンタ１６と検知センサＳＮ２とが移動可能な空間となっている。

フレーム１１の上には、プリンタアクチュエータ１６ａｃが配置されている。プリンタアクチュエータ１６ａｃは、プリンタ１６を支持するとともに、左右方向（Ｘ軸方向）、前後方向（Ｙ軸方向）、上下方向（Ｚ軸方向）にプリンタ１６を摺動移動させる機構である。なお、プリンタアクチュエータ１６ａｃは、プリンタ１６だけでなく、指向性プリズム１５と検知センサＳＮ２とを支持しており、プリンタ１６と一緒に同じ方向に指向性プリズム１５と検知センサＳＮ２とを移動させる。

プリンタ１６は、床面に印字する印字手段である。本実施形態では、プリンタ１６がインクジェット式の印字手段であるものとして説明する。ただし、プリンタ１６は例えばプロッタのようなペン型印字ヘッドを用いる印字手段であってもよい。

指向性プリズム１５は、追尾型トータルステーション２０のレーザポインタが照射される箇所である。指向性プリズム１５は、墨出しロボット１０の位置を計測するための計測ターゲットであり、光を反射する特性を有する。指向性プリズム１５は、追尾型トータルステーション２０から照射された光を反射することによって光学的に三次元状の位置が計測される。指向性プリズム１５は、その中心位置がプリンタ１６の位置と一定になるように配設されている。これにより、墨出しロボット１０は、プリンタ１６の位置を正確に測定可能である。更に指向性プリズム１５は、プリズムアクチュエータ１５ａｃによって、任意の方向に回転する。これにより、指向性プリズム１５は、墨出しロボット１０の移動後であっても追尾型トータルステーション２０に正対することができる。

検知センサＳＮ２は、床面を検知するセンサである。本実施形態では、検知センサＳＮ２は、接触式のタッチセンサで構成されているものとして説明する。タッチセンサで構成された検知センサＳＮ２は、接触端子が床面に向けて配置されている。Ｚ軸アクチュエータ１６ｚは、プリンタ１６とともに検知センサＳＮ２をＺ軸方向（上下方向）に移動可能に支持している。

プリンタアクチュエータ１６ａｃは、Ｘ軸アクチュエータ１６ｘと、Ｙ軸アクチュエータ１６ｙと、Ｚ軸アクチュエータ１６ｚとを含んでいる。Ｘ軸アクチュエータ１６ｘは、左右方向（Ｘ軸方向）にプリンタ１６を摺動移動させる左右方向移動手段である。Ｙ軸アクチュエータ１６ｙは、前後方向（Ｙ軸方向）にプリンタ１６を摺動移動させる前後方向移動手段である。Ｚ軸アクチュエータ１６ｚは、上下方向（Ｚ軸方向）にプリンタ１６を摺動移動させる上下方向移動手段である。本実施形態では、Ｘ軸アクチュエータ１６ｘとＹ軸アクチュエータ１６ｙとＺ軸アクチュエータ１６ｚとして、それぞれ、電動式の直動アクチュエータが採用されているものとして説明する。

本実施形態では、Ｙ軸アクチュエータ１６ｙは、３本の長尺な四角柱状のバー部材ｙ１，ｙ２，ｙ３を有している。Ｙ軸アクチュエータ１６ｙの３つのバー部材ｙ１，ｙ２，ｙ３は、フレーム１１の上に固定設置されている。３本のバー部材ｙ１，ｙ２，ｙ３は、フレーム１１に形成された開口部１１ｏｐを囲むように、コ字形状に配置されている。つまり、３本のバー部材ｙ１，ｙ２，ｙ３のうち、２本のバー部材ｙ１，ｙ２が前後方向に延在するように配置されている。また、残りのバー部材ｙ３が、左右方向に延在するように配置されるとともにバー部材ｙ１，ｙ２の後端部に連結されている。

Ｘ軸アクチュエータ１６ｘは、１本の長尺な四角柱状のバー部材ｘ１を有している。Ｘ軸アクチュエータ１６ｘのバー部材ｘ１は、左右方向に延在するように（つまり、Ｙ軸アクチュエータ１６ｙのバー部材ｙ１，ｙ２に対して直交するように）、Ｙ軸アクチュエータ１６ｙのバー部材ｙ１，ｙ２の上に配置されている。Ｘ軸アクチュエータ１６ｘのバー部材ｘ１は、Ｙ軸アクチュエータ１６ｙのバー部材ｙ１，ｙ２の延在方向に沿って、移動する。つまり、Ｙ軸アクチュエータ１６ｙは、バー部材ｙ１，ｙ２の延在方向に沿って、Ｘ軸アクチュエータ１６ｘのバー部材ｘ１を移動可能に支持している。Ｘ軸アクチュエータ１６ｘのバー部材ｘ１とＹ軸アクチュエータ１６ｙの３つのバー部材ｙ１，ｙ２，ｙ３は、プリンタ１６と検知センサＳＮ２とを移動可能に支持する枠体を構成している。

Ｘ軸アクチュエータ１６ｘのバー部材ｘ１には、Ｚ軸アクチュエータ１６ｚの支持部ｚａが取り付けられている。Ｚ軸アクチュエータ１６ｚの支持部ｚａは、バー状のボールねじ部ｚｂを介して指向性プリズム１５とプリンタ１６と検知センサＳＮ２とを支持する構成要素である。Ｚ軸アクチュエータ１６ｚの支持部ｚａは、Ｘ軸アクチュエータ１６ｘのバー部材ｘ１の延在方向に沿って、移動する。つまり、Ｘ軸アクチュエータ１６ｘは、バー部材ｘ１の延在方向に沿って、Ｚ軸アクチュエータ１６ｚの支持部ｚａを移動可能に支持している。

＜検知センサの構成＞
以下、図３Ａ及び図３Ｂを参照して、検知センサＳＮ２の構成について説明する。図３Ａは、プリンタ１６と検知センサＳＮ２の概観図である。図３Ｂは、検知センサＳＮ２の側断面図である。

図３Ａに示すように、本実施形態では、薄い矩形状の平坦な取付板６０の一方の面にプリンタ１６が取り付けられ、他方の面に検知センサＳＮ２が取り付けられている。プリンタ１６は、インクを吐出する印字ヘッド６１と、インクを収納するインク収納部６２（インクカートリッジ）と、インクの吐出動作を制御する作動機構６３とを有している。印字ヘッド６１は、プリンタ１６の底面部に、床面に対向するように配置されている。

なお、本実施形態では、プリンタ１６は、印字ヘッド６１とインク収納部６２と作動機構６３とを一体化した構成になっている。しかしながら、プリンタ１６は、例えば印字ヘッド６１とインク収納部６２との間をチューブ（図示せず）で接続することで、印字ヘッド６１をインク収納部６２と作動機構６３とから分離配置した構成にすることができる。

検知センサＳＮ２は、ケース７６の内部に配置されており、プッシャ７１が床面に向けて配置された構成になっている。

図３Ｂに示すように、検知センサＳＮ２は、接触端子であるプッシャ７１と、プッシャ７１に連結されたシャフト７４と、シャフト７４の周囲の隙間を埋めるブッシュ７２と、シャフト７４を下方に付勢する圧縮バネ７３と、プッシャ７１と床面との接触を検知する検知部７５とを備えている。

係る構成において、検知センサＳＮ２は、プリンタアクチュエータ１６ａｃのＺ軸アクチュエータ１６ｚによってプリンタ１６と一緒に上下動される。プッシャ７１が床面から離間している場合に、シャフト７４が圧縮バネ７３によって下方に付勢されているため、シャフト７４の上端部と検知部７５の下端部とが所望の隙間分だけ離間した状態になっている。これに対し、プッシャ７１が床面に接触した場合に、プッシャ７１を介して床面から加わる応力によりシャフト７４が上方に移動するため、シャフト７４の上端部と検知部７５の下端部とが接触した状態になる。検知センサＳＮ２は、シャフト７４の上端部と検知部７５の下端部とが接触した状態になることで、プッシャ７１と床面との接触を検知する。

墨出しロボット１０は、例えば、図３Ａに示す検知センサＳＮ２を図４に示す検知センサＳＮ２ａに変更することができる。図４は、検知センサＳＮ２の変形例である検知センサＳＮ２ａの概観図である。図４に示すように、変形例の検知センサＳＮ２ａは、図３Ａに示す検知センサＳＮ２と比較すると、プッシャ７１の代わりに、プッシャ７１ａを有する点で相違している。プッシャ７１ａは、プッシャ７１と同様に床面に接触する接触端子である。プッシャ７１ａは、床面に片当たりしないように、プッシャ７１よりも大径で、かつ、印字ヘッド６１に対向する部位が開口されたリング状の形状に形成されている。

墨出しロボット１０は、例えば、図３Ａに示す検知センサＳＮ２を図５に示す検知センサＳＮ２ｂに変更することができる。図５は、検知センサＳＮ２の変形例である検知センサＳＮ２ｂの概観図である。図５に示すように、変形例の検知センサＳＮ２ｂは、レーザ変位計等の光学式センサで構成されており、底面に設けられたレーザ照射口７７から下方向にレーザ光７８を照射する構成になっている。

墨出しロボット１０は、例えば、図３Ａに示すプリンタ１６を図６に示すプリンタ１６ａに変更することができる。図６は、プリンタ１６の変形例であるプリンタ１６ａの概観図である。図６に示すように、変形例のプリンタ１６ａは、プロッタのようなペン型印字ヘッド６６とそのペン型印字ヘッド６６を把持する把持部６７とを有する構成になっている。ペン型印字ヘッド６６のペン先は、プッシャ７１の底面よりも少し上の位置に配置されている。

＜据付作業に係る設備機器及び設備機器の高さ調整例＞
図７は、建築物の床面Ｆｌの上に据え付けされた設備機器の概観図である。図７は、天井面８１ｔの高さが揃うように、設備機器の一例としての複数の制御盤８１が床面Ｆｌの上に据え付けされた状態を示している。

仮に凹凸や勾配がある床面Ｆｌに複数の設備機器が据え付けされる場合に、各設備機器を水平に据え付けることができないため、据付不良が発生して、手戻り作業（後戻り作業）の要因になる。また、製品を製造する工場プラントでは、設備機器の据付不良が発生した場合に、生産プロセスに異常が発生する可能性がある。

そこで、手戻り作業（後戻り作業）が発生しないように、作業者は、床面Ｆｌの凹凸レベル（勾配レベルを含む）に対応してアンカボルト９１（図８参照）やスペーサ９６（図９参照）を用いて設備機器の高さ調整を行う。図８は、床面Ｆｌの凹凸レベルに対応するアンカボルト９１を用いた設備機器の高さ調整例の説明図である。図９は、床面Ｆｌの凹凸レベルに対応するスペーサ９６を用いた設備機器の高さ調整例の説明図である。

図８に示す例では、複数のアンカボルト９１が床面Ｆｌに埋め込まれている。各アンカボルト９１には、受けナット９２ａと締結ナット９２ｂが取り付けられており、受けナット９２ａと締結ナット９２ｂとの間には、設備機器（支柱８１ｐ）のベース部８１ｂが配置されている。ベース部８１ｂには、各アンカボルト９１を通すための複数の貫通孔が形成されている。締結ナット９２ｂは、ベース部８１ｂの上側からアンカボルト９１に取り付けられている。係る構成において、作業者は、設備機器（支柱８１ｐ）の据付作業時に、設備機器のベース部８１ｂが水平になるように、床面Ｆｌの凹凸レベルに応じて、受けナット９２ａの取付位置（高さ位置）を調整する。そして、作業者は、受けナット９２ａの上に設備機器のベース部８１ｂを配置し、ベース部８１ｂの上側から締結ナット９２ｂをアンカボルト９１に取り付けて、締結ナット９２ｂを締め付ける。これにより、作業者は、受けナット９２ａと締結ナット９２ｂとで設備機器のベース部８１ｂを固定する。

図９に示す例では、アンカボルト９１が床面Ｆｌに埋め込まれている。アンカボルト９１の周囲の床面Ｆｌ上には、スペーサ９６が配置されている。図９に示す例では１つの貫通孔しか示していないが、設備機器のベース部８１ｂには、各アンカボルト９１を通すための複数の貫通孔が形成されている。設備機器のベース部８１ｂは、アンカボルト９１を貫通孔に通すことで、スペーサ９６の上に配置される。係る構成において、作業者は、設備機器の据付作業時に、設備機器のベース部８１ｂが水平になるように、床面Ｆｌの凹凸レベルに応じて、所望の厚さのスペーサ９６を床面Ｆｌ上に配置する。そして、作業者は、スペーサ９６の上に設備機器のベース部８１ｂを配置し、図示せぬ締結ナットをアンカボルト９１に取り付けて、締結ナットを締め付ける。これにより、作業者は、スペーサ９６と締結ナットとで設備機器のベース部８１ｂを固定する。

このように、作業者は、設備機器の据付作業時に、床面Ｆｌの凹凸レベルに対応してアンカボルト９１（図８参照）やスペーサ９６（図９参照）を用いて設備機器の高さ調整を行う。これにより、作業者は、設備機器の据付不良の発生を抑制して、各設備機器を水平に据え付けることができる。その結果、作業者は、各制御盤８１の天井面８１ｔの高さを均一な面に揃え、更に、隣接する制御盤８１同士の間に隙間が生じないように、隣接する制御盤８１同士を密着させた状態にすることができる。

このような設備機器の高さ調整では、墨出し位置における床面Ｆｌの凹凸レベルを予め計測する必要がある。この点について、特許文献１に記載された従来の墨出しロボットは、床面Ｆｌの凹凸レベルを計測する機能を有していなかった。そのため、従来の墨出しロボットでは、設備機器の高さ調整を行う場合に、作業者が手動で墨出し位置における床面Ｆｌの凹凸レベル（勾配レベルを含む）を計測する必要があった。床面Ｆｌの凹凸レベルの計測作業は、作業者の熟練した技術と、手間とを要するものである。このような床面Ｆｌの凹凸レベルの計測作業は、非熟練者が作業を行った場合に、作業ミスが発生し易いため、作業ミスの発生によって手戻り作業（後戻り作業）が発生したり作業工程の遅延が発生したりすることがあった。そのため、従来の墨出しロボットは、墨出し位置における床面の凹凸レベルの計測作業を自動化することが望まれていた。

そこで、本実施形態では、墨出しロボット１０が墨出し位置における床面Ｆｌの凹凸レベル（勾配レベルを含む）の計測作業を自動的に行う構成になっている。そして、墨出しロボット１０は、計測された床面Ｆｌの凹凸レベル（勾配レベルを含む）を表す凹凸レベル情報（図１０参照）を床面Ｆｌに自動的に印字する。図１０は、墨出しロボット１０によって床面Ｆｌに印字された印字情報の説明図である。

図１０は、床面Ｆｌに印字された印字情報の一例として、所望位置（墨出し位置）を表す位置情報Ｄ１と、所望位置（墨出し位置）に据え付けられる機器を表す機器情報Ｄ２と、所望位置（墨出し位置）の凹凸レベルを表す凹凸レベル情報Ｄ３とを示している。

図１０に示す例では、位置情報Ｄ１として、任意の長さの十字状の墨出し線が床面Ｆｌに印字（描画）されている。十字状の墨出し線は、床面Ｆｌに直線状の通り芯として描画された２本の基準芯Ｓｔに対して平行になるように印字（描画）されている。ここでは、２本の基準芯ＳｔがＸ軸方向（左右方向）とＹ軸方向（前後方向）に沿って設定されているものとして説明する。ただし、位置情報Ｄ１は、十字状の墨出し線に限らず、円や多角形等の図形、文字、記号等で表すことができる。

図１０に示す例では、機器情報Ｄ２として、据え付ける設備機器の属性を表す「盤１」という文字が床面Ｆｌに印字されている。ここでは、「盤１」は、据え付ける設備機器が１台目の制御盤であることを表しているものとする。機器情報Ｄ２は、据え付ける設備機器の名称、型番、用途等を表すものであってもよい。機器情報Ｄ２は、図形、文字、記号等で表すことができる。

図１０に示す例では、凹凸レベル情報Ｄ３として、設備機器の高さ調整量を表す「０ｍｍ」、「１ｍｍ」、「２ｍｍ」という数字と単位とが床面Ｆｌに印字されている。凹凸レベル情報Ｄ３は、各所望位置（墨出し位置）で計測された床面Ｆｌの凹凸レベルの値である。ここでは、「０ｍｍ」が印字された位置は、設備機器の高さ調整が不要な位置であることを表しているものとする。そして、「１ｍｍ」が印字された位置は、「０ｍｍ」が印字された位置よりも高さが１ｍｍ低いため、１ｍｍ分だけ設備機器を上昇させる高さ調整を行う位置であることを表しているものとする。同様に、「２ｍｍ」が印字された位置は、２ｍｍ分だけ設備機器を上昇させる高さ調整を行う位置であることを表しているものとする。

＜墨出しロボットの姿勢が水平な状態になっている場合の凹凸レベル計測＞
墨出しロボットシステムＳは、墨出しロボット１０の姿勢が水平な状態になっている場合に、図１１Ａ及び図１１Ｂに示す動作を行うことで、床面Ｆｌの凹凸レベルを計測する。図１１Ａ及び図１１Ｂは、それぞれ、墨出しロボット１０の姿勢が水平な状態になっている場合の凹凸レベル計測の説明図である。

図１１Ａ及び図１１Ｂに示す例では、凹部Ｆｌａが床面Ｆｌに形成された場所の上に墨出しロボット１０が停止している。凹部Ｆｌａの周囲は、水平で平坦なゼロレベルの高さＺ０の場所になっている。凹部Ｆｌａは、図１０に示す印字情報が印字される印字面である。墨出しロボット１０の右側の駆動輪１７ａと左側の駆動輪１７ｂは、ともに、ゼロレベルの高さＺ０の場所に位置している。そして、墨出しロボット１０の姿勢は、水平な状態になっている。

図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、指向性プリズム１５と検知センサＳＮ２は、Ｚ軸アクチュエータ１６ｚのボールねじ部ｚｂの下端部に取り付けられたケースＣａの中に収納されている。ボールねじ部ｚｂの上端部には、指向性プリズム１５が取り付けられている。ボールねじ部ｚｂは、Ｚ軸アクチュエータ１６ｚの支持部ｚａによってＺ軸方向（上下方向）に移動可能に支持されている。支持部ｚａは、Ｘ軸アクチュエータ１６ｘのバー部材ｘ１に取り付けられている。Ｘ軸アクチュエータ１６ｘは、Ｚ軸アクチュエータ１６ｚの支持部ｚａをバー部材ｘ１の延在方向であるＸ軸方向（左右方向）に移動可能に支持している。

墨出しロボットシステムＳは、墨出しロボット１０の姿勢が水平な状態になっている場合で、かつ、床面Ｆｌの凹凸レベルを計測するときに、墨出しロボット１０が図１１Ａに示す状態から図１１Ｂに示す状態に変化する。その際に、追尾型トータルステーション２０が三次元空間における指向性プリズム１５の位置を計測して、指向性プリズム１５の位置情報を墨出しロボット１０に出力する。墨出しロボット１０のＰＣ１４は、指向性プリズム１５の位置情報に基づいて指向性プリズム１５の上下方向の移動量を計測することで、床面Ｆｌの凹凸レベルを計測する。

図１１Ａは、指向性プリズム１５を最も高い位置に上昇させたときの墨出しロボット１０の状態を示している。図１１Ａに示す状態において、追尾型トータルステーション２０は、三次元空間における指向性プリズム１５の位置を計測して、指向性プリズム１５の位置情報を墨出しロボット１０に出力する。

なお、図１１Ａに示す指向性プリズム１５の最上昇時の高さＰは、指向性プリズム１５の高さ位置からプッシャ７１（接触端子）の高さ位置までの距離を表している。指向性プリズム１５の最上昇時の高さＰは、各墨出しロボット１０に固有の計測ターゲットの設置高さであり、固定値になっている。指向性プリズム１５の最上昇時の高さＰは、例えば、墨出しロボット１０の設計図に基づいて事前に算出しておくことができる。

図１１Ｂは、指向性プリズム１５と検知センサＳＮ２を下降させて、検知センサＳＮ２のプッシャ７１（接触端子）を床面Ｆｌの凹部Ｆｌａに接触（接地）させたときの墨出しロボット１０の状態を示している。墨出しロボット１０は、指向性プリズム１５と検知センサＳＮ２の下降動作中において、検知センサＳＮ２のプッシャ７１（接触端子）が接地したときに下降動作を停止する（以下、同様。）。

図１１Ｂに示す状態において、追尾型トータルステーション２０は、三次元空間における指向性プリズム１５の位置を計測して、指向性プリズム１５の位置情報を墨出しロボット１０に出力する。このとき計測される指向性プリズム１５の位置のＺ方向成分は、指向性プリズム１５の下降時の高さＰ１を表している。指向性プリズム１５の下降時の高さＰ１は、指向性プリズム１５の高さ位置からゼロレベルの高さＺ０の高さ位置までの距離を表す実測値である。

係る構成において、墨出しロボット１０のＰＣ１４は、以下の式（１）によって印字面の高さＺを算出することができる。
Ｚ＝Ｐ－Ｐ１ …（１）

ここで、「Ｚ」は印字面の高さを表し、「Ｐ」は指向性プリズム１５の最上昇時の高さを表し、「Ｐ１」は指向性プリズム１５の下降時の高さ（検知センサＳＮ２の接地時の高さ）を表している。

墨出しロボット１０は、印字面の高さＺに基づいて床面Ｆｌの凹凸レベルを表す凹凸レベル情報を作成して、床面Ｆｌに印字する。

＜墨出しロボットの姿勢が傾いた状態になっている場合の凹凸レベル計測＞
墨出しロボットシステムＳは、墨出しロボット１０の姿勢が傾いた状態になっている場合に、図１２Ａ乃至図１３Ｂに示す動作を行うことで、床面Ｆｌの凹凸レベル（勾配レベル）を計測する。図１２Ａ及び図１２Ｂは、それぞれ、墨出しロボット１０の姿勢が傾いた状態になっている場合の傾き角度算出の説明図である。図１３Ａ及び図１３Ｂは、それぞれ、墨出しロボット１０が傾いた状態になっている場合の印字面の高さ算出の説明図である。

なお、図１２Ａ乃至図１３Ｂは、一例として、墨出しロボット１０の姿勢がＸ軸方向（左右方向）に傾いている状態を示している。そして、以下の説明では、Ｘ軸方向（左右方向）における凹凸レベルの計測方法について記載する。しかしながら、墨出しロボット１０の姿勢は、Ｘ軸方向（左右方向）だけでなくＹ軸方向（前後方向）にも傾く場合が多い。そのため、凹凸レベルの計測は、Ｘ軸方向（左右方向）と同様の方法で、Ｙ軸方向（前後方向）に対しても行うものとする。

図１２Ａ及び図１３Ａに示す例では、勾配が床面Ｆｌに形成された場所の上に墨出しロボット１０が停止している。床面Ｆｌは、勾配面Ｆｌ２を間にして、低い側に低地面Ｆｌ１が形成され、高い側に高地面Ｆｌ３が形成された構成になっている。低地面Ｆｌ１は、水平で平坦なゼロレベルの高さＺ０の場所になっている。勾配面Ｆｌ２は、低地面Ｆｌ１から高地面Ｆｌ３に向けて高さが高くなるように傾斜した場所になっている。高地面Ｆｌ３は、水平で平坦な場所になっている。勾配面Ｆｌ２は、図１０に示す印字情報が印字される印字面である。墨出しロボット１０の左側の駆動輪１７ｂは、低地面Ｆｌ１に位置し、墨出しロボット１０の右側の駆動輪１７ａは、高地面Ｆｌ３に位置している。そして、墨出しロボット１０の姿勢は、傾いた状態になっている。

墨出しロボットシステムＳは、墨出しロボット１０の姿勢が傾いた状態になっている場合で、かつ、床面Ｆｌの凹凸レベルを計測するときに、墨出しロボット１０が図１２Ａに示す動作と図１３Ａに示す動作とを行う。その際に、追尾型トータルステーション２０が三次元空間における指向性プリズム１５の位置を計測して、指向性プリズム１５の位置情報を墨出しロボット１０に出力する。墨出しロボット１０のＰＣ１４は、指向性プリズム１５の位置情報に基づいて指向性プリズム１５の上下方向の移動量を計測することで、床面Ｆｌの凹凸レベルを計測する。

図１２Ａは、指向性プリズム１５を最も高い位置に上昇させたときの墨出しロボット１０の状態を示している。図１２Ａに示す状態において、墨出しロボット１０のＰＣ１４は、以下のようにして墨出しロボット１０の傾き角度θを算出する。すなわち、図１２Ａに示す状態において、墨出しロボット１０は、Ｘ軸アクチュエータ１６ｘがＺ軸アクチュエータ１６ｚの支持部ｚａをバー部材ｘ１の延在方向であるＸ軸方向（左右方向）に移動させる。図１２Ａに示す例では、Ｘ軸アクチュエータ１６ｘが高さＺ１の第１計測点から高さＺ２の第２計測点まで移動量Ｌ分だけＺ軸アクチュエータ１６ｚの支持部ｚａをＸ軸方向（左右方向）に移動させている。追尾型トータルステーション２０は、第１計測点と第２計測点での三次元空間における指向性プリズム１５の位置を計測して、指向性プリズム１５の位置情報を墨出しロボット１０に出力する。このとき計測される指向性プリズム１５の位置のＺ方向成分は、第１計測点の高さＺ１と第２計測点の高さＺ２とを表している。

墨出しロボット１０のＰＣ１４は、以下の式（２）によって指向性プリズム１５の上下方向変動量ΔＺを算出することができる。
ΔＺ＝Ｚ１－Ｚ２ …（２）

ここで、「ΔＺ」は指向性プリズム１５の上下方向変動量を表し、「Ｚ１」は第１計測点の高さを表し、「Ｚ２」は第２計測点の高さを表している。

墨出しロボット１０の傾き角度θは、指向性プリズム１５の移動量Ｌと指向性プリズム１５の上下方向変動量ΔＺとに対して、図１２Ｂに示す関係を有する。そのため、墨出しロボット１０のＰＣ１４は、以下の式（３）によって墨出しロボット１０の傾き角度θを算出することができる。
θ＝ｓｉｎ^－１（ΔＺ／Ｌ） …（３）

ここで、「θ」は墨出しロボット１０の傾き角度を表し、「Ｌ」は指向性プリズム１５の移動量を表し、「ΔＺ」は指向性プリズム１５の上下方向変動量を表している。

図１３Ａは、指向性プリズム１５と検知センサＳＮ２を下降させて、検知センサＳＮ２のプッシャ７１（接触端子）を床面Ｆｌの勾配面Ｆｌ２に接触させたときの墨出しロボット１０の状態を示している。

図１３Ａに示す状態において、追尾型トータルステーション２０は、三次元空間における指向性プリズム１５の位置を計測して、指向性プリズム１５の位置情報を墨出しロボット１０に出力する。このとき計測される指向性プリズム１５の位置のＺ方向成分は、指向性プリズム１５の下降時の高さＺ３を表している。指向性プリズム１５の下降時の高さＺ３は、指向性プリズム１５の高さ位置から低地面Ｆｌ１の高さ位置までの距離を表す実測値である。なお、低地面Ｆｌ１の高さは、ゼロレベルの高さＺ０となっている。

係る構成において、墨出しロボット１０のＰＣ１４は、以下の式（４）によって印字面の高さＺを算出することができる。
Ｚ＝Ｚ３－ｈ …（４）

ここで、「Ｚ」は印字面の高さを表し、「Ｚ３」は指向性プリズム１５の高さ位置から低地面Ｆｌ１の高さ位置までの距離を表し、「ｈ」は指向性プリズム１５の高さ位置から検知センサＳＮ２のプッシャ７１（接触端子）と接触している勾配面Ｆｌ２の高さ位置までの距離を表している。

墨出しロボット１０の傾き角度θは、指向性プリズム１５の最上昇時の高さＰと前記した距離ｈとに対して、図１３Ｂに示す関係を有する。そのため、墨出しロボット１０のＰＣ１４は、以下の式（５）によって墨出しロボット１０の傾き角度θを算出することができる。
ｃｏｓθ＝Ｐ／ｈ …（５）

ここで、「θ」は墨出しロボット１０の傾き角度を表し、「Ｐ」は指向性プリズム１５の最上昇時の高さを表し、「ｈ」は指向性プリズム１５の高さ位置から検知センサＳＮ２のプッシャ７１（接触端子）と接触している勾配面Ｆｌ２の高さ位置までの距離を表している。

墨出しロボット１０のＰＣ１４は、前記した式（４）と前記した式（５）の関係から以下の式（６）によって印字面の高さＺを算出することができる。
Ｚ＝Ｚ３－ｈ＝Ｚ３－（Ｐ／ｃｏｓθ） …（６）

ここで、「Ｚ」は印字面の高さを表し、「Ｚ３」は指向性プリズム１５の高さ位置から低地面Ｆｌ１の高さ位置までの距離を表し、「ｈ」は指向性プリズム１５の高さ位置から検知センサＳＮ２のプッシャ７１（接触端子）と接触している勾配面Ｆｌ２の高さ位置までの距離を表している。また、「θ」は墨出しロボット１０の傾き角度を表し、「Ｐ」は指向性プリズム１５の最上昇時の高さを表し、「ｈ」は指向性プリズム１５の高さ位置から検知センサＳＮ２のプッシャ７１（接触端子）と接触している勾配面Ｆｌ２の高さ位置までの距離を表している。

墨出しロボット１０は、印字面の高さＺに基づいて床面Ｆｌの凹凸レベルを表す凹凸レベル情報を作成して、床面Ｆｌに印字する。

＜墨出しロボットの動作＞
以下、図１４乃至図２１を参照して、墨出しロボット１０の動作について説明する。図１４乃至図２１は、それぞれ、墨出しロボット１０の動作を示すフローチャートである。図１４乃至図２１に示す各処理は、主にＰＣ１４とモーションコントローラＭＣとによって実行される。

（第１動作例）
図１４は墨出しロボット１０の第１動作例を示している。第１動作例では、墨出しロボット１０は、複数箇所の任意の所望位置を順次走行しながら、各所望位置において、床面Ｆｌの凹凸レベルを計測するとともに、プリンタ１６で凹凸レベル情報を床面Ｆｌに印字する。

なお、本実施形態では、「床面Ｆｌの凹凸レベルを計測する」動作は、プッシャ７１（接触端子）が接地するまで検知センサＳＮ２を下降させてから、追尾型トータルステーション２０から下降停止時の指向性プリズム１５の位置情報を取得することによって実現される（以下、同様。）。

具体的には、図１４に示すように、墨出しロボット１０は、所望位置へ走行する（ステップＳ１１０）。

追尾型トータルステーション２０は、三次元空間における指向性プリズム１５の位置を計測して、指向性プリズム１５の位置情報を墨出しロボット１０に出力する。墨出しロボット１０のＰＣ１４は、指向性プリズム１５の位置情報に基づいて指向性プリズム１５の上下方向の移動量を計測することで、床面Ｆｌの凹凸レベルを計測し（ステップＳ１２０）、凹凸レベル情報を記憶する（ステップＳ１３０）。

次に、墨出しロボット１０は、プリンタ１６で各種情報を床面Ｆｌに印字する（ステップＳ１４０）。

次に、墨出しロボット１０は、計測すべき残りの箇所があるか否かを判定する（ステップＳ１５０）。ステップＳ１５０の判定で、残りありと判定された場合（“Ｙｅｓ”の場合）に、処理はステップＳ１１０に戻る。ステップＳ１５０の判定で、残りなしと判定された場合（“Ｎｏ”の場合）に、一連のルーチンの処理を終了する。

（第２動作例）
図１５は墨出しロボット１０の第２動作例を示している。第２動作例では、墨出しロボット１０は、複数箇所の任意の所望位置を順次走行しながら、各所望位置において、床面Ｆｌの凹凸レベルを計測する。その後、墨出しロボット１０は、再度、複数箇所の任意の所望位置を順次走行しながら、各所望位置において、プリンタ１６で凹凸レベル情報を床面Ｆｌに印字する。

具体的には、図１５に示すように、墨出しロボット１０は、所望位置へ走行する（ステップＳ１１０）。

追尾型トータルステーション２０は、三次元空間における指向性プリズム１５の位置を計測して、指向性プリズム１５の位置情報を墨出しロボット１０に出力する。墨出しロボット１０のＰＣ１４は、指向性プリズム１５の位置情報に基づいて指向性プリズム１５の上下方向の移動量を計測することで、床面Ｆｌの凹凸レベルを計測し（ステップＳ１２０）、凹凸レベル情報を記憶する（ステップＳ１３０）。

次に、墨出しロボット１０は、計測すべき残りの箇所があるか否かを判定する（ステップＳ１３２）。ステップＳ１３２の判定で、残りありと判定された場合（“Ｙｅｓ”の場合）に、処理はステップＳ１１０に戻る。ステップＳ１３２の判定で、残りなしと判定された場合（“Ｎｏ”の場合）に、所望位置へ走行する（ステップＳ１３４）。

次に、墨出しロボット１０は、プリンタ１６で各種情報を床面Ｆｌに印字する（ステップＳ１４０）。

次に、墨出しロボット１０は、計測すべき残りの箇所があるか否かを判定する（ステップＳ１５２）。ステップＳ１５２の判定で、残りありと判定された場合（“Ｙｅｓ”の場合）に、処理はステップＳ１３４に戻る。ステップＳ１５２の判定で、残りなしと判定された場合（“Ｎｏ”の場合）に、一連のルーチンの処理を終了する。

（第３動作例及び第４動作例）
墨出しロボット１０は、床面Ｆｌの画像を読み取る画像読取手段（図示せず）を有する構成であってもよい。この場合は、例えば、作業者が墨出し線等の位置情報を床面Ｆｌに予め印しておき、その位置情報が印された箇所の凹凸レベルを墨出しロボット１０が検知するように構成することができる。この場合に、墨出しロボット１０は、例えば、図１４に示す第１動作例の代わりに、図１６に示す第３動作例を実行することができる。また、墨出しロボット１０は、例えば、図１５に示す第２動作例の代わりに、図１７に示す第４動作例を実行することができる。

図１６に示す第３動作例は、図１４に示す第１動作例と比較すると、ステップＳ１１０の代わりに、ステップＳ１０５ａ，Ｓ１０５ｂの処理を行う点で相違する。すなわち、第３動作例では、ステップＳ１０５ａ，Ｓ１０５ｂにおいて、墨出しロボット１０は、走行しながら、画像読取手段（図示せず）で床面Ｆｌに予め印された墨出し線等の位置情報を読み取る。

図１７に示す第４動作例は、図１５に示す第２動作例と比較すると、ステップＳ１１０及びステップＳ１３４の代わりに、ステップＳ１０５ａ，Ｓ１０５ｂの処理、及び、ステップＳ１３５ａ，Ｓ１３５ｂの処理を行う点で相違する。すなわち、第４動作例では、ステップＳ１０５ａ，Ｓ１０５ｂにおいて、墨出しロボット１０は、走行しながら、画像読取手段（図示せず）で床面Ｆｌに予め印された墨出し線等の位置情報を読み取る。同様に、墨出しロボット１０は、ステップＳ１３５ａ，Ｓ１３５ｂにおいて、走行しながら、画像読取手段（図示せず）で床面Ｆｌに予め印された墨出し線等の位置情報を読み取る。

（墨出しロボットの姿勢が水平な状態になっている場合の凹凸レベルの計測動作）
図１８は、図１４乃至図１７に示すステップＳ１２０の処理において、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、墨出しロボット１０の姿勢が水平な状態になっている場合の凹凸レベルの計測動作を示している。

図１８に示すように、図１４乃至図１７に示すステップＳ１２０の処理において、まず、墨出しロボット１０は、印字ヘッド６１を印字位置に移動する（ステップＳ２０５）。

次に、墨出しロボット１０は、検知センサＳＮ２のプッシャ７１（接触端子）が接地するまで、印字ヘッド６１を下降する（ステップＳ２１０）。

墨出しロボット１０は、検知センサＳＮ２のプッシャ７１（接触端子）が接地したときに、検知センサＳＮ２の作動を検知する（ステップＳ２１５）。墨出しロボット１０は、検知センサＳＮ２の作動を検知すると、印字ヘッド６１の下降動作を停止する。

次に、墨出しロボット１０は、追尾型トータルステーション２０から下降停止時の指向性プリズム１５の位置情報を取得し、下降停止時の指向性プリズム１５の位置情報に基づいて指向性プリズム１５の下降時の高さＰ１を計測する（ステップＳ２２０）。

次に、墨出しロボット１０は、図１１Ｂに示すように、指向性プリズム１５の下降時の高さＰ１に基づいて印字面の高さＺを算出する（ステップＳ２２５）。そして、墨出しロボット１０は、印字面の高さＺに基づいて床面Ｆｌの凹凸レベルを表す凹凸レベル情報を作成する。これにより、凹凸レベルの計測動作が終了する。

（墨出しロボットの姿勢が傾いた状態になっている場合の凹凸レベルの計測動作）
図１９は、図１４乃至図１７に示すステップＳ１２０の処理において、図１２Ａ乃至図１３Ｂに示すように、墨出しロボット１０の姿勢が傾いた状態になっている場合の凹凸レベルの計測動作を示している。

なお、ここでは、図１２Ａ乃至図１３Ｂに示すように、墨出しロボット１０の姿勢がＸ軸方向（左右方向）に傾いている場合を想定して、凹凸レベルの計測動作について説明する。しかしながら、墨出しロボット１０の姿勢は、Ｘ軸方向（左右方向）だけでなくＹ軸方向（前後方向）にも傾く場合が多い。そのため、凹凸レベルの計測動作は、Ｘ軸方向（左右方向）と同様の方法で、Ｙ軸方向（前後方向）に対しても行うものとする。

図１９に示すように、図１４乃至図１７に示すステップＳ１２０の処理において、まず、墨出しロボット１０は、図１２Ａに示すように、印字ヘッド６１を左右に任意の移動量Ｌ分だけ移動して第１計測点の高さＺ１と第２計測点の高さＺ２とを計測する（ステップＳ３０５）。このときの計測は、墨出しロボット１０が追尾型トータルステーション２０から第１計測点と第２計測点での指向性プリズム１５の位置情報を取得し、指向性プリズム１５の位置情報に基づいて行う。

次に、墨出しロボット１０は、図１２Ａに示すように、移動量Ｌに対する上下方向変動量ΔＺを算出し（ステップＳ３１０）、更に、図１２Ｂに示すように、傾き角度θを算出する（ステップＳ３１５）。

次に、墨出しロボット１０は、印字ヘッド６１を印字位置に移動し（ステップＳ３２０）、図１３Ａに示すように、検知センサＳＮ２のプッシャ７１（接触端子）が接地するまで、印字ヘッド６１を下降する（ステップＳ３２０）。

墨出しロボット１０は、検知センサＳＮ２のプッシャ７１（接触端子）が接地したときに、印字ヘッド６１の下降動作を停止する（ステップＳ３２５）。

次に、墨出しロボット１０は、追尾型トータルステーション２０から下降停止時の指向性プリズム１５の位置情報を取得し、図１３Ａに示すように、下降停止時の指向性プリズム１５の位置情報に基づいて指向性プリズム１５の下降時の高さＺ３を計測する（ステップＳ３３０）。

次に、墨出しロボット１０は、指向性プリズム１５の高さ位置から検知センサＳＮ２のプッシャ７１（接触端子）と接触している勾配面Ｆｌ２の高さ位置までの距離ｈを算出する（ステップＳ３３５）。

次に、墨出しロボット１０は、図１３Ａに示すように、指向性プリズム１５の下降時の高さＺ３と距離ｈとに基づいて印字面の高さＺを算出する（ステップＳ３４０）。そして、墨出しロボット１０は、印字面の高さＺに基づいて床面Ｆｌの凹凸レベルを表す凹凸レベル情報を作成する。これにより、凹凸レベルの計測動作が終了する。

（印字動作）
図２０は、図１４乃至図１７に示すステップＳ１４０の処理の詳細を示している。
図２０に示すように、墨出しロボット１０は、印字ギャップの高さまで印字ヘッド６１を上昇する（ステップＳ４０５）。印字ギャップは、印字を行う際に、印字ヘッド６１が移動しても印字面に衝突しないようにするために予め定められた隙間である。

次に、墨出しロボット１０は、例えば図１０に示すように、墨出し線等の位置情報Ｄ１、機器情報Ｄ２、凹凸レベル情報Ｄ３等を床面Ｆｌに印字する（ステップＳ４１０）。

次に、墨出しロボット１０は、印字ヘッド６１を最上位置の高さまで上昇する（ステップＳ４１５）。これにより、印字動作が終了する。

（計測ロボットモード）
墨出しロボット１０は、床面Ｆｌに印字せずに、床面Ｆｌの凹凸レベルを計測する計測ロボットモードを実行することができる。図２１は、計測ロボットモードを実行する場合の動作を示している。

具体的には、図２１に示すように、墨出しロボット１０は、所望位置へ走行する（ステップＳ１１０）。

追尾型トータルステーション２０は、三次元空間における指向性プリズム１５の位置を計測して、指向性プリズム１５の位置情報を墨出しロボット１０に出力する。墨出しロボット１０のＰＣ１４は、指向性プリズム１５の位置情報に基づいて指向性プリズム１５の上下方向の移動量を計測することで、床面Ｆｌの凹凸レベルを計測し（ステップＳ１２０）、凹凸レベル情報を記憶する（ステップＳ１３０）。

次に、墨出しロボット１０は、ロボットの現在位置情報や床面Ｆｌの凹凸レベル情報を外部装置３０に出力する（ステップＳ１６０）。

次に、墨出しロボット１０は、計測すべき残りの箇所があるか否かを判定する（ステップＳ１７０）。ステップＳ１７０の判定で、残りありと判定された場合（“Ｙｅｓ”の場合）に、処理はステップＳ１１０に戻る。ステップＳ１７０の判定で、残りなしと判定された場合（“Ｎｏ”の場合）に、外部装置３０は、床面Ｆｌの各位置における凹凸レベルを表す床面情報を作成する（ステップＳ１８０）。これにより、一連のルーチンの処理を終了する。

図２１に示すフローでは、外部装置３０は、墨出しロボット１０からロボットの現在位置情報を取得するとともに、任意の所望位置における床面Ｆｌの凹凸レベルを表す凹凸レベル情報を取得して、床面Ｆｌの各位置における凹凸レベルを表す床面情報を作成する。なお、外部装置３０は、追尾型トータルステーション２０（三次元計測手段）からロボットの現在位置情報を取得するようにしてもよい。

本実施形態によれば、自律的に走行する墨出しロボット１０が機械的に墨出しするため、設備工事における墨出し作業を省力化できる。その際に、墨出しロボット１０は、床面の凹凸レベルを計測し、床面の凹凸レベルを表す凹凸レベル情報を床面に印字する。このような墨出しロボット１０は、墨出し位置における床面の凹凸レベルの計測作業を自動化することができる。

以上の通り、本実施形態に係る墨出しロボット１０によれば、墨出し位置における床面の凹凸レベルの計測作業を自動化することができる。

本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施形態の構成の一部を他の構成に置き換えることが可能であり、また、実施形態の構成に他の構成を加えることも可能である。また、各構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

例えば、図１に示す墨出しロボット１０は、プリンタ１６を削除することで、計測ロボットとして構成することができる。この計測ロボットは、例えば図２１に示すフローの処理を専ら実行するために用いられる。

この計測ロボットは、床面の上を走行する走行手段（走行アクチュエータ１７ａｃ）と、床面を検知する検知センサＳＮ２と、三次元計測手段（追尾型トータルステーション２０）によって位置が計測される計測ターゲット（指向性プリズム１５）と、走行手段の動作を制御する制御手段（ＰＣ１４）と、を備える構成となる。そして、制御手段は、走行手段に任意の所望位置へ走行させ、所望位置において、移動手段に検知センサによって床面が検知されるまで計測ターゲットを下方向に移動させてから、三次元計測手段によって計測された計測ターゲットの位置に基づいて床面の凹凸レベルを計測する構成となる。

この計測ロボットは、凹凸レベル情報を記憶手段に記憶しておき、タッチパネルディスプレイ１３を操作することで凹凸レベル情報をタッチパネルディスプレイ１３に表示したり外部装置３０に出力したりすることができる。

この計測ロボットの制御手段は、走行手段に複数箇所の任意の所望位置を順次走行させながら、各所望位置において、移動手段に検知センサによって床面が検知されるまで計測ターゲットを下方向に移動させてから、三次元計測手段によって計測された計測ターゲットの位置に基づいて床面の凹凸レベルを計測し、凹凸レベルを表す凹凸レベル情報を記憶手段に記憶する構成であってもよい。

また、この計測ロボットの制御手段は、走行手段に複数箇所の任意の所望位置を順次走行させながら、各所望位置において、移動手段に検知センサによって床面が検知されるまで計測ターゲットを下方向に移動させてから、三次元計測手段によって計測された計測ターゲットの位置に基づいて床面の凹凸レベルを計測し、凹凸レベルを表す凹凸レベル情報を外部装置に出力する構成であってもよい。

１０ 墨出しロボット
１１ フレーム
１１ｏｐ 開口部
１２ 収納ケース
１３ タッチパネルディスプレイ （手動入力手段）
１４ ＰＣ （制御手段）
１５ 指向性プリズム （計測ターゲット）
１５ａｃ プリズムアクチュエータ （回転アクチュエータ）
１６ プリンタ （印字手段）
１６ａｃ プリンタアクチュエータ （移動手段）
１６ｘ Ｘ軸アクチュエータ （左右方向移動手段）
１６ｙ Ｙ軸アクチュエータ （前後方向移動手段）
１６ｚ Ｚ軸アクチュエータ （上下方向移動手段）
１７ 駆動輪 （回転体）
１７ａｃ 走行アクチュエータ （走行手段）
１８ 無線ＬＡＮ親機
１９１，１９２，１９３ 表示灯
２０ 追尾型トータルステーション （三次元計測手段）
３０ 外部装置
６０ 取付板
６１ 印字ヘッド
６２ インク収納部
６３ 作動機構
６６ ペン型印字ヘッド
６７ 把持部
７１ プッシャ （接触端子）
７１ａ プッシャ （接触端子）
７２ ブッシュ
７３ 圧縮バネ
７４ シャフト
７５ 検知部
７６ ケース
７７ レーザ照射口
７８ レーザ光
８１ 制御盤 （設備機器）
８１ｔ 天井面
８１ｂ ベース部
８１ｐ 支柱
９１ アンカボルト
９２ａ 受けナット
９２ｂ 締結ナット
９６ スペーサ
Ｃａ ケース
Ｄ１ 位置情報 （墨出し線情報）
Ｄ２ 機器情報 （型番情報、用途情報、アンカボルト情報等）
Ｄ３ 凹凸レベル情報
Ｆｌ 床面
Ｆｌａ 凹部
Ｆｌ１ 低地面
Ｆｌ２ 勾配面
Ｆｌ３ 高地面
ｈ 距離
Ｌ 移動量
ＭＣ モーションコントローラ
Ｐ 高さ （計測ターゲットの設置高さ）
Ｐ１，Ｚ，Ｚ０，Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３ 高さ
Ｓ 墨出しロボットシステム
ＳＮ１ 測域センサ
ＳＮ２ 検知センサ
Ｓｔ 基準芯
ｘ１，ｙ１，ｙ２，ｙ３ バー部材
ｚａ 支持部
ｚｂ ボールねじ部
ΔＺ 上下方向変動量
θ 傾き角度

Claims (16)

1. 床面の上を走行する走行手段と、
   前記床面に印字するための印字ヘッドを有する印字手段と、
   前記床面を検知する検知センサと、
   三次元計測手段によって位置が計測される計測ターゲットと、
   前記印字ヘッドとともに前記計測ターゲットを移動可能に支持する移動手段と、
   前記走行手段と前記印字手段の動作を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記走行手段に任意の所望位置へ走行させ、当該所望位置において、前記移動手段に前記検知センサによって前記床面が検知されるまで前記計測ターゲットを下方向に移動させてから、前記三次元計測手段によって計測された前記計測ターゲットの位置に基づいて前記床面の凹凸レベルを計測し、前記印字手段に当該凹凸レベルを表す凹凸レベル情報を前記床面に印字させる
   ことを特徴とする墨出しロボット。
2. 請求項１に記載の墨出しロボットにおいて、
   前記検知センサは、接触端子が前記床面に向けて配置されたタッチセンサで構成されており、
   前記移動手段は、前記印字ヘッドと前記検知センサと前記計測ターゲットとを上下方向に移動可能に支持する上下方向移動手段を有する
   ことを特徴とする墨出しロボット。
3. 請求項２に記載の墨出しロボットにおいて、
   前記接触端子は、上面視で、前記印字ヘッドの周囲を囲むように形成されたリング形状を呈している
   ことを特徴とする墨出しロボット。
4. 請求項１に記載の墨出しロボットにおいて、
   前記検知センサは、下方向に光を照射する光学式センサで構成されている
   ことを特徴とする墨出しロボット。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の墨出しロボットにおいて、
   前記制御手段は、前記走行手段に複数箇所の任意の所望位置を順次走行させながら、各所望位置において、前記床面の凹凸レベルを計測するとともに、前記印字手段に前記凹凸レベル情報を前記床面に印字させる
   ことを特徴とする墨出しロボット。
6. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の墨出しロボットにおいて、
   前記制御手段は、前記走行手段に複数箇所の任意の所望位置を順次走行させながら、各所望位置において、前記床面の凹凸レベルを計測した後、再度、前記走行手段に前記複数箇所の任意の所望位置を順次走行させながら、各所望位置において、前記印字手段に前記凹凸レベル情報を前記床面に印字させる
   ことを特徴とする墨出しロボット。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の墨出しロボットにおいて、
   前記制御手段は、前記印字手段に前記凹凸レベル情報を前記床面に印字させる際に、所望位置を表す位置情報と所望位置に据え付けされる機器を表す機器情報も印字させる
   ことを特徴とする墨出しロボット。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の墨出しロボットにおいて、
   各種の情報及び動作指示を手動で入力するための手動入力手段を有する
   ことを特徴とする墨出しロボット。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の墨出しロボットにおいて、
   前記計測ターゲットを任意の方向に移動させ、前記計測ターゲットの移動量に対する前記計測ターゲットの上下方向変動量に基づいて当該墨出しロボットの傾き角度を算出する
   ことを特徴とする墨出しロボット。
10. 請求項９に記載の墨出しロボットにおいて、
    前記計測ターゲットの設置高さと前記墨出しロボットの傾き角度に基づいて前記床面における印字面の高さを算出する
    ことを特徴とする墨出しロボット。
11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の墨出しロボットにおいて、
    前記制御手段は、前記床面に印字せずに、前記床面の凹凸レベルを計測する計測ロボットモードを実行可能である
    ことを特徴とする墨出しロボット。
12. 請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の墨出しロボットと、
    前記墨出しロボットに搭載された計測ターゲットを追尾して前記計測ターゲットの現在位置を計測する三次元計測手段と、
    前記墨出しロボットとの間で情報を送受信する外部装置と、を備える
    ことを特徴とする墨出しロボットシステム。
13. 請求項１２に記載の墨出しロボットシステムにおいて、
    前記墨出しロボットの制御手段は、前記三次元計測手段から前記墨出しロボットの現在位置として前記計測ターゲットの現在位置を表す現在位置情報を取得し、
    前記外部装置は、前記墨出しロボット又は前記三次元計測手段から前記現在位置情報を取得するとともに、前記墨出しロボットから任意の所望位置における床面の凹凸レベルを表す凹凸レベル情報を取得して、前記床面の各位置における凹凸レベルを表す床面情報を作成する
    ことを特徴とする墨出しロボットシステム。
14. 床面の上を走行する走行手段と、
    前記床面を検知する検知センサと、
    三次元計測手段によって位置が計測される計測ターゲットと、
    前記計測ターゲットを移動可能に支持する移動手段と、
    前記走行手段の動作を制御する制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、前記走行手段に任意の所望位置へ走行させ、当該所望位置において、前記移動手段に前記検知センサによって前記床面が検知されるまで前記計測ターゲットを下方向に移動させてから、前記三次元計測手段によって計測された前記計測ターゲットの位置に基づいて前記床面の凹凸レベルを計測する
    ことを特徴とする計測ロボット。
15. 請求項１４に記載の計測ロボットにおいて、
    前記制御手段は、前記走行手段に複数箇所の任意の所望位置を順次走行させながら、各所望位置において、前記移動手段に前記検知センサによって前記床面が検知されるまで前記計測ターゲットを下方向に移動させてから、前記三次元計測手段によって計測された前記計測ターゲットの位置に基づいて前記床面の凹凸レベルを計測し、当該凹凸レベルを表す凹凸レベル情報を記憶手段に記憶する
    ことを特徴とする計測ロボット。
16. 請求項１４又は請求項１５に記載の計測ロボットにおいて、
    前記制御手段は、前記走行手段に複数箇所の任意の所望位置を順次走行させながら、各所望位置において、前記移動手段に前記検知センサによって前記床面が検知されるまで前記計測ターゲットを下方向に移動させてから、前記三次元計測手段によって計測された前記計測ターゲットの位置に基づいて前記床面の凹凸レベルを計測し、当該凹凸レベルを表す凹凸レベル情報を外部装置に出力する
    ことを特徴とする計測ロボット。

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