JP7347854B2 - 細長い物体を運搬及び配置するためのアセンブリ及び装置 - Google Patents

Description

本発明は建設機械に関しており、より具体的には、作業現場での計画に従って、物体を運搬及び配置するための半自律アセンブリに関する。

建設は労働集約的で時間のかかる事業である。コンクリートスラブは、例えば、道路、橋梁、床、壁パネル、トンネル、陸橋、プレハブ建築要素やその他の室内外の表面のために作られ、通常は補強筋又は鉄筋の形態である、予め設計されたグリッドパターンで配置された補強材を用いた鉄筋コンクリートで作製されている。鉄筋は、道路、走路や橋梁の表面、トンネル、壁パネル、プレハブ建築要素、及び床等の表面の建設において現場の長さ及び幅に沿って配置される。例えば、通常、道路の幅は３５フィートから数百フィートに及び、道路の長さは数マイルに及ぶ。橋梁デッキは、通常、車道ほど長くはないが、幅は、多くの場合、車道に匹敵する。橋梁及び車道は、特に進入路及び退出路では、カーブしている。コンクリートの道路及び橋梁の表面は、グリッドマットと呼ばれる、グリッドパターンの２層の鉄筋を通常必要としており、面の長さと幅に沿って十字に交差するようにバーが延びる。典型的な鉄筋の長さは４０乃至５０フィートであり、通常、最長で６０フィートである。道路又は橋梁デッキの幅にわたって、互いにほぼ平行に配置された横方向の鉄筋のグリッド間隔は、４乃至１４インチ離れており、多くの場合、５乃至１２インチ離れている。グリッドマット層の間の間隔は、大抵の場合、２乃至８インチである。鉄筋長が出会う場所では、端部と端部を突き合わせて配置するのではなく、又は端部の間に隙間を設けるのではなく、補強の継続的な長さを生み出すために、それらの部分が互いに数インチ、又は数フィート重なり合わせて重ね継ぎで配置されて、連続的な長さの補強が生じている。鉄筋のグリッドは、構造的及び張力的な完全性をコンクリート構造物に与える。鉄筋は、炭素鋼、ステンレス鋼、又はファイバーグラスから作られており、むき出しであってよく、メッキされてよく、又はエポキシコーティングされてよい。

現在、鉄筋は手作業で配置されている。鉄筋の束は、予め所望の長さに切られている。作られた鉄筋は、通常はトラックで作業現場へ運ばれ、その後、進行中の作業現場の近くまでクレーンで移動する。そして、建設作業員は、施工計画に従って、各長さの鉄筋を、自分たちで個々に持ち上げ、移動させ、そして、必要とされる場所に配置する。それらの棒は重くて、時に扱い難く、でこぼこした表面を歩き回る作業を何時間も行った後では、特にそうである。

建設プロジェクトの過程で、鉄筋やその他の細長い物体を手作業で運んで配置することは、足首の捻挫、ギックリ腰、落下、並びにその他の関節及び筋肉の怪我に起因して負傷する重大なリスクを作業員に及ぼす。そのような仕事が労働者に課す身体的損害は、人口構造の変化と相まって、近年、建設現場に入る労働者の数を減少させている。従って、労働集約的な作業を行うための代替的な方法が必要とされている。

身体的損害を与える作業、例えば、鉄筋コンクリートスラブを必要とする多くの建設プロジェクトの幾つかにおける作業と関連した問題は、本明細書に記載されるシステム及び装置により対処される。

半自律装置は、作業現場において、予め計画された位置で細長い物体を持ち上げ、運搬し、配置するように開発されてきた。装置は概して、使用中に、作業現場の選択された部分に横方向にかかるブリッジ部材及びガントリー駆動システムを含むガントリーサブアセンブリと、ガントリーサブアセンブリに移動可能に装着されており、少なくとも１つのトラム及びトラム駆動システムを備えるトラムサブアセンブリと、動作アクチュエータ及びアクチュエータ駆動システムを備えており、トラムサブアセンブリに装着された作動サブアセンブリと、動作アクチュエータに動作可能に接続されたグリッパサブアセンブリと、制御システムと、を含む。

本発明の装置は、半自律アセンブリ及び装置に改良を与えるものであり、使用中に、作業現場の選択された部分に横方向にかかるブリッジ部材と、作業現場の選択された部分の第１経路に沿ったガントリーサブアセンブリの移動を実行するためのガントリー駆動システムを含むガントリーサブアセンブリと、ガントリーサブアセンブリに移動可能に装着されて、トラムと、ブリッジ部材のスパンに沿った第２経路に沿ったトラムの移動を実行させるためのトラム駆動システムとを備えるトラムサブアセンブリと、第２経路とほぼ垂直な第３経路に沿った移動を実行するための動作アクチュエータ及びアクチュエータ駆動システムを備えており、トラムサブアセンブリに装着された作動サブアセンブリとを含む。改良は、様々な態様において、グリッパサブアセンブリと制御システムとを含んでおり、当該グリッパサブアセンブリは、作動サブアセンブリの動作アクチュエータから吊り下げられ、動作アクチュエータと共に移動可能であり、グリッパサブアセンブリは、物体を掴む及び解放するための少なくとも１つのグリッパを含んでいる。制御システムは、感知機能、モデリング機能、及び実行機能を含む。感知機能は、感知信号を受信して少なくとも前記モデリング機能に伝達する。モデリング機能は、少なくとも作業現場に対するグリッパのポーズを動的に計算し、ポーズの計算結果を作業現場の複数の物体の配置計画と連係させて連係計算結果を生成し、当該連係計算結果を実行機能に伝達する。実行機能は、ガントリー駆動システム、トラム駆動システム、及びアクチュエータ駆動システムの１又は複数に夫々、第１，第２，及び第３経路の１又は複数に沿った連係動作のために動作信号を伝達し、複数の物体の持ち上げ、運搬、及び配置の１又は複数のためにグリッパサブアセンブリを配置する。

グリッパサブアセンブリは、動作アクチュエータに吊り下げられたアームと、アームに吊り下げられた複数のグリッパとを含んでよい。幾つかの態様では、動作アクチュエータにアームを吊り下げるコネクタと、コネクタを第３経路の軸回りに回転させるためのモータとがあってよい。

幾つかの態様では、各グリッパは、部分的に閉じて離間して互いに向いて付勢されている少なくとも一対の関節運動可能なフィンガーと、少なくとも一対のフィンガーを開閉するためのフィンガー作動部材を含んでよい。一対のフィンガーの各フィンガーは、ベース部とフリッパ部と含んでよく、ベース部とフリッパ部とが互いに枢動可能に接続されており、ベース部はフィンガー作動部材に動作可能に接続され、フリッパ部は物体と最初に係合するテーパー状端部を有する。各フィンガーは、フリッパ部をベース部に向けて付勢するための少なくとも１つのばね部材を含んでよい。フィンガー作動部材は、上面及び下面を有し、下面が物体と接するように構成されたベースプレートと、一組の従動歯車であって、第１方向への一組の従動歯車の動きにより一対のフィンガーが閉じ、第２方向への一組の従動歯車の動きにより一対のフィンガーが開くように一対のフィンガーと動作可能に接続された一組の従動歯車と、駆動歯車の動きが一組の従動歯車の動きに変換されるように、一組の従動歯車に動作可能に接続された駆動歯車と、を有しており、駆動歯車は、ベースプレートの上面に接続している底部、頂部、及び駆動歯車の頂部と底部の間に配置されたロック部を有しており、駆動歯車は、一対のフィンガーが開いているロック解除位置に向かって付勢されている。フィンガー作動部材はまた、ロック部材を有するアクチュエータを含んでよく、ロック部材は駆動歯車のロック部をアクチュエータのロック部材と揃えて、一対のフィンガーを閉じたロック位置に移動させるのに十分な力が、第３経路の方向で前記ベースプレートの下面に対して加えられることにより、駆動歯車のロック部と受動的にロック係合するために付勢されている。アクチュエータは、好ましくは、制御システムからの信号に応答して、ロック部材をロック部との係合から能動的に引き戻して、駆動歯車がロック解除位置に向かって移動するように解放する。

様々な態様において、アクチュエータはキャビティを有するソレノイドであってもよく、ロック部材はキャビティに摺動可能に装着されたプランジャであってよい。駆動歯車のロック部は、プランジャを受け入れるための開口の形態であってよい。フィンガー作動部材は、一組の従動歯車と少なくとも駆動歯車のロック部とを収容するための歯車ケースを更に含んでよい。歯車ケースは、駆動歯車のロック部が移動してアクチュエータのロック部材と揃えられる際に駆動歯車の頂部が通過する通路を有する上側プレートと、駆動歯車が歯車ケースを越えて移動できる距離を制限する止め具とを有してよい。アクチュエータは、互いに平行に離間した関係にある第１シャフト及び第２シャフトを更に含んでよく、一組の従動歯車の第１歯車は第１シャフトに装着され、一組の従動歯車の第２歯車は第２シャフトに装着される。第１フィンガーは第１シャフトに装着されてよく、第２フィンガーは第２シャフトに装着されてよい。駆動歯車は、第１歯車と移動可能に係合する第１端部と、第２歯車と移動可能に係合する第２端部とを有してよい。この構成では、第３経路の面における駆動歯車の上向きの動きによって、第１及び第２歯車並びに第１及び第２シャフトが第１方向に回転して、一対の第１及び第２フィンガーが閉じ、第３経路の面における駆動歯車の下向きの動きによって、第１及び第２歯車並びに第１及び第２シャフトが第２方向に回転して、第１及び第２フィンガーが開く。様々な態様では、二対のフィンガーがあってよく、各対は、駆動歯車及び第１従動歯車の両側にて第１シャフトに装着された第１フィンガーと、駆動歯車及び第２駆動歯車の両側にて第２シャフトに装着された第２フィンガーとを有する。

様々な態様では、作動サブアセンブリの動作アクチュエータは軸体を有し、当該軸体は、軸体を第３経路について動作させるために、アクチュエータ駆動システムに動作可能に結合されており、グリッパサブアセンブリは、更に軸体に取り付けられたコネクタと、コネクタプレートの両側から横方向に延びる２つのアームセクションと、各アームセクションから吊り下げられた少なくとも１つのグリッパとを更に含んでよい。この構成において、アクチュエータ駆動システムの動作アクチュエータは、軸体の直線及び回転運動を実行する。軸体はまた、軸体を直線、回転、及び枢転運動させるために、動作アクチュエータに枢動可能に接続されてよい。特定の態様では、アクチュエータ駆動システムの動作アクチュエータは軸体の直線運動を実行し、軸体回りの回転のためにコネクタが装着される。特定の態様では、回転運動は手作業で実行されてよい。代替的な態様では、回転運動はグリッパ駆動モータによって実行されてよい。

様々な態様では、各グリッパは、部分的に閉じて離間して互いに向いて付勢されている少なくとも一対の関節運動可能なフィンガーと、少なくとも一対のフィンガーを開閉するためのフィンガー作動部材を有してよい。フィンガー作動部材は、上面及び下面を有し、下面が物体と接するように構成されたベースプレートと、一組の従動歯車であって、第１方向への一組の従動歯車の動きにより一対のフィンガーが閉じ、第２方向への一組の従動歯車の動きにより一対のフィンガーが開くように一対のフィンガーと動作可能に接続された一組の従動歯車と、駆動歯車の動きが一組の従動歯車の動きに変換されるように、一組の従動歯車に動作可能に接続された駆動歯車であって、ベースプレートの上面に接続している底部、頂部、及び駆動歯車の頂部と底部の間に配置されたロック部を有しており、一対のフィンガーが開いているロック解除位置に向かって付勢されている駆動歯車と、ロック部材を有するアクチュエータであって、ロック部材は、駆動歯車のロック部をアクチュエータのロック部材と揃えて、一対のフィンガーが閉じたロック位置に移動させるのに十分な力が、第３経路の方向でベースプレートの下面に対して加えられることにより、駆動歯車のロック部と受動的にロック係合するために付勢されており、アクチュエータは、制御システムからの信号に応答してロック部材をロック部との係合から能動的に引き戻して、駆動歯車を解放してロック解除位置へと移動させる、アクチュエータとを含んでよい。

装置は、作業現場を事前に計測する必要なく、作業現場内又は作業現場の近くの適切な物体の三次元ポーズを感知してマッピングする少なくとも一対の立体カメラを含んでよい。

制御システムの感知機能は、画像データ源から感知信号を受信してよく、作業現場とガントリーサブアセンブリ、トラムサブアセンブリ、作動サブアセンブリ及びグリッパサブアセンブリの１又は複数の一部とに事前に配置されたマーカーを検出して、感知データを生成する。感知機能は、画像データ源、パルスレーザーセンサ、人間オペレータ制御入力、及びこれらの組合せからなる群より選択されるソースからの感知信号を受信してよい。

モデリング機能は、作業現場の感知されたモデルを画定するために位置特定及びマッピングをすることと、グリッパ、グリッパアーム、トラム、及びガントリーブリッジ部材構成要素の１又は複数の作業現場に対するポーズを推定することと、観察された障害物と計画に基づく予想との差を検出する障害監視の１又は複数を行うために、感知データを用いてよい。

実行機能は実行モジュールを含んでよく、当該実行モジュールは、作業現場の感知されたモデルと、グリッパ、グリッパアーム、トラム、及びガントリーブリッジ部材構成要素の１又は複数のポーズの前記作業現場に対する感知された関係とを、前記計画の前記戦略目的と組み合わせて、計画を実行するための動作信号を戦略的に決定及び指示する。実行モジュールは、連続的な配置に必要とされる物体を決定し、計画に従って進捗させるために物体の適切な配置場所を決定することにおいて実行モジュールを支援する配置計画モジュールと、モデリング機能によって生成された作業現場の三次元マップを用いて、作業現場における障害物の存在を検知する、障害物回避モジュールとを含んでよい。障害物回避モジュールは、グリッパ、グリッパアーム、トラム、及びガントリーブリッジ部材構成要素の１又は複数の所定の動作の軌道を変えることによって、障害物の検知に応答する。障害物回避モジュールは、追加又は代替的に、装置の動作を停止することによって、障害物の検知に応答してもよい。

作業現場において互いに実質的に隣接して平行に離間して配置される２つのアセンブリがあってよく、各アセンブリは、トラムサブアセンブリ、作動サブアセンブリ、グリッパサブアセンブリ、及び制御システムを備えており、有線又は無線接続によって動作可能にリンクされ、第１経路、第２経路、第３経路の１又は複数に沿った各アセンブリの連係動作を夫々同期し、複数の物体の持ち上げ、運搬、及び配置の１又は複数のためにグリッパサブアセンブリを配置する。

アセンブリは、ガントリーサブアセンブリのブリッジ部材に装着された少なくとも２つのトラムサブアセンブリを含んでよく、各トラムサブアセンブリは、それに装着された１つの作動サブアセンブリを有しており、各作動サブアセンブリは、そこから吊り下げられた１つのグリッパサブアセンブリを有しており、制御システムは、各トラムサブアセンブリの動作を第２経路に沿って連係させ、各作動サブアセンブリの動作を第３経路に沿って連係させ、前記複数の物体の連係された持ち上げ、運搬、及び配置の１又は複数のために各グリッパサブアセンブリを配置する。

本開示の特徴及び利点は、添付の図面を参照することでより良く理解される。

図１は、例示的な建設現場で使用される半自律運搬配置装置の実施形態の斜視図である。 図２は、図１の半自律運搬配置装置の実施形態の概略を示す平面図であって、当該半自律運搬配置装置は、鉄筋などの細長い物体をその物体を収容するマガジンから移動させて、例示的な作業現場の所定の位置に配置する。 図３は、図２の図の側面図である。 図４は、半自律装置の実施形態のガントリーサブアセンブリ及びトラムサブアセンブリの概略を示す側面図であって、鉄筋マットが図示されている。 図５は、モジュールで構成された運搬配置装置のガントリーの実施形態の斜視図である。 図６は、運搬配置装置のガントリー部の一端側の図であって、モジュール間の例示的なコネクタが示されている。 図７は、図６のモジュール間のコネクタの拡大図である。 図８は、図１の運搬配置装置のガントリーサブアセンブリの従動ホイールの図である。 長さ方向における装置の直線的又は非直線的移動をもたらすための、図１の装置のガントリーサブアセンブリの駆動ホイール及び駆動モータの図である。 図１０は、図１の装置の部分斜視図である。 図１の装置のトラムサブアセンブリ及びアクチュエータサブアセンブリの実施形態の斜視図である。 図１２は、図１１のトラムサブアセンブリ及びアクチュエータサブアセンブリの側面図である。 図１３は、図１１のトラムサブアセンブリ及びアクチュエータサブアセンブリのある側面の正面図である。 図１４は、トラムサブアセンブリ用の駆動システムにおける歯車構成の実施形態の部分斜視図であって、ガントリーサブアセンブリのトラス部を横切って横方向にトラムサブアセンブリを移動させるための駆動ホイール、駆動モータ、及び歯車を示す。 図１５は、図１１のトラムサブアセンブリ及びアクチュエータサブアセンブリの平面図である。 図１６は、トラムサブアセンブリ用の駆動システムのための代替的な歯車構成の部分図であり、ガントリーサブアセンブリのトラス部を横切って横方向にトラムサブアセンブリを移動させるための駆動ホイール、駆動モータ、及び歯車を示す。 図１７は、図１の装置のグリッパサブアセンブリの実施形態の正面図である。 図１８は、鉄筋などの１本の細長い物体を掴む、図１７のグリッパサブアセンブリのグリッパの実施形態の部分斜視図である。 図１９は、複数の細長い物体を収容するように構成されたマガジンから細長い物体を持ち上げる、図１のグリッパサブアセンブリの実施形態を示す。 図２０は、内側の歯車構成を透視図で示す、グリッパの実施形態の一部の図である。 図２１は、図２０のグリッパの実施形態のフィンガー部の分解図である。 図２２は、図２０のグリッパの構成要素の斜視図である。 図２３は、図２２のグリッパの構成要素の分解図である。 図２４は、図２０のグリッパの一部の断面図であって、プランジャがソレノイドチャンバに完全に収まったロック解除位置のグリッパを示しており、図２５Ａ乃至Ｄ及び図２５Ｇのグリッパを代表する。 図２５Ａ乃至Ｇは、グリッパの正面図及び背面図であって、グリッパは、ロックが解除された開位置（正面図Ａ）から、細長い物体を拾い上げる際に（正面図Ｂ、正面図Ｃ、背面図Ｄ）、ロックされた閉位置（正面図Ｅ、背面図Ｆ）へと動き、ロック解除位置（正面図Ｇ）に移動して、物体を解放する。 上記参照。 上記参照。 上記参照。 上記参照。 上記参照。 上記参照。 図２６Ａは、図２５Ａ乃至Ｇに図示された物体よりも小径の物体を掴んでいる図２０のグリッパの前面図（Ａ）である。 図２６Ｂは、図２５Ａ乃至Ｇに図示された物体よりも小径の物体を掴んでいる図２０のグリッパの背面図（Ｂ）である。 図２７は、図２５Ｅ及び図２５Ｆのグリッパ部の断面図であって、プランジャがソレノイドチャンバから部分的に引き出されており、グリッパがロック位置にある模様を示す。 図２８は、プランジャがロック位置にあることを示す、図２７の一部の部分拡大図である。 図２９は、ロック解除位置にあって物体を解放している、図２５Ｇのグリッパのプランジャ位置の部分断面図である。 図３０は、図２０及び図２５乃至２６のグリッパの構成要素を示す部分断面図である。 図３１は、細長い物体が入ったマガジンから細長い物体を持ち上げるグリッパサブアセンブリの斜視図である。 図３３は、図１の装置と共に使用され得る立体カメラの実施形態の視野の重複パターンの図である。 図３４は、図３３の立体カメラの視野における重複していないパターンの平面図である。 図３５は、半自律運搬配置装置のオペレータが使用する緊急停止遠隔コントローラの実施形態を示す。 図３５は、半自律運搬配置装置のオペレータが使用する緊急停止遠隔コントローラの実施形態を示す。 図３７は、２つの図１の運搬配置装置を示しており、それらは、例えば、長さ方向（Ｙ）軸沿って延びるグリッパアームで長いセクションの鉄筋又はその他の細長い物体を配置するために使用される。 図３８は、図３７に図示された装置の配置の概要を示す平面図である。 図３９は、図３８の図の側面図である。 図４０は、グリッパサブアセンブリの代替的な配置を示しており、グリッパアームは、図１の半自律運搬配置装置の横方向、即ち、Ｘ軸に沿って延びている。 図４１は、図４０の半自律運搬配置装置の代替的な配置を示しており、２つのグリッパサブアセンブリが、鉄筋の長い断片又は他の細長い物体を、横方向、即ちＸ軸に沿って配置するために単一のトラス部上の２つのトラムにより運ばれる。 図４２は、図４１で図示された装置の配置の概要を示す平面図であって、グリッパアームが、横方向、即ちＸ軸に沿って延びている。 図４３は、作業現場の両側の長さに沿った基準マーカーの例示的な配置と、図１の装置の実施形態のカメラの相対的な視野とを概略的に示す。 図４４は、細長い物体のストックパイルと、作業現場により近いマガジン又はその他のコンテナへ物体を移動するクレーンと、作業現場にマガジンの位置決めを行い、物体を配置するための半自律運搬配置装置の移動との相対的配置の概略図である。 図４５は、半自律運搬配置装置の実施形態のソフトウェア構成要素のダイヤグラムを示すフローチャートである。 図４６は、細長い鉄筋のたるみ試験（sag testing）用の試験設定を示す。 図４７は、図４６の試験設定を使用したたるみ試験の結果を示す。 図４８は、追加のたるみ試験の結果を示す。 図４９は、図１に示される装置の実施形態の例示的な特徴のブロック図である。 図５０は、本明細書に記載される運搬配置装置の実施形態の一部の斜視図であって、例示的な鉄筋のマガジンに設けられているハンドルに係合した一対のマガジン持ち上げアームを示す。

本明細書で使用される場合、単数形は、文脈がそうでないことを明確に示さない限り、複数の参照物を包含する。そのため、冠詞は、本明細書中ではその冠詞の１つ、又は１つ以上（つまり、少なくとも１つ）の文法上の目的語を参照する。一例として、「ある要素」は１つの要素又は１つ以上の要素を意味する。

本明細書で使用される方向的な語句、例えば、限定はしないが、頂、底、左、右、下、上、前、後、及びこれらの変形例は、そうでないことが明確に示されていない限り、添付の図面に示す要素の位置を示し、また、特許請求の範囲を限定しない。本明細書では、「動作可能に接続した」は、相互に直接的又は間接的に接続した、或いは無線接続した２つ以上の構成要素又は特徴を意味し、何れのケースでも、１つの構成要素又は特徴の動作若しくは起動は、動作可能に接続された構成要素又は特徴の動作又は操作に影響する。

特許請求の範囲を含む本出願では、別段の指示がない限り、数量、値、又は特性を表す全ての数字は、全ての場合において用語「約」によって変更されているものとして理解されるべきである。そのため、数字は、数字と共に用語「約」が明示されていない場合であっても、用語「約」によって修飾されているものとして読まれてよい。従って、反対の意味で示されていない限り、以降の説明で述べられている数値パラメータは、本開示による構成及び方法により得ることが求められている所望の特質に応じて変動してよい。最低限、また、均等論の適用を請求の範囲に限定する試みとしてではなく、この説明で述べられている各々の数値パラメータは、報告された有効数字の数値に照らし、また、通常の概数技法を適用することによって、少なくとも考慮されるべきである。

更に、本開示において挙げられる任意の数値範囲は、これに包含される全ての部分範囲を含む。例えば、「１～１０」の範囲は、挙げられた最小値１と挙げられた最大値１０の間（及びこれらを含む）あらゆる全ての部分範囲を含む、つまり、１と等しい又はこれよりも大きい最小値と、１０と等しい又はこれよりも小さい最大値を有するものである。

図１は、半自律運搬配置装置１０の実施形態を示しており、半自律運搬配置装置１０は、建設中の道路、橋梁、床、壁パネル、トンネル、陸橋、プレハブ建築要素及びその他の大きな鉄筋コンクリート面のような作業現場１２で鉄筋マット５０を作るために鉄筋のような細長い物体５２，５４を配置する。一般に、鉄筋５２，５４は、マガジン１４又はその他の適切なコンテナから、グリッパサブアセンブリ４００の１組のグリッパ４０２により持ち上げられる。次に、鉄筋は、鉄筋マット５０を作るために、施工計画に従って装置１０によって、指定場所へ運搬されて配置される。 指定場所の決定は、事前に計画された建設計画に従って事前に行われてよく、既存の鉄筋の位置に対して又は２つ以上のマークされた地点に対して決定された位置であってよく、或いは、プロジェクトが進むにつれて、又はプロジェクトの種々の段階が完了するにつれて指定場所が変更されるという点で動的であってよい。

本明細書に記載される装置１０は概して、協働して、少なくとも主たる３方向への動きを提供する少なくとも４つのサブアセンブリを備える。ガントリー軸サブアセンブリ１００は、作業現場１２の第１の長さ方向経路（Ｙ軸）に沿った動きをもたらす。トラム軸サブアセンブリ２００は、横方向（Ｘ軸）の第２の経路に沿って、概ね第１の長さ方向経路を横切る動きをもたらす。アクチュエータ軸サブアセンブリ３００は、第３の経路に沿って鉛直方向（Ｚ軸）の運動をもたらす。アクチュエータサブアセンブリ３００に動作可能に接続されたグリッパサブアセンブリ４００は、細長い物体と係合し、それを保持し、信号を送られると、指定位置において細長い物体を解放する。幾つかの態様では、装置１０は、トラムサブアセンブリ２００に対するＹ軸に沿ったアクチュエータサブアセンブリ３００の動きによって、第４の主たる軸に沿った動作を提供してもよい。幾つかの態様では、グリッパサブアセンブリ４００は、Ｚ軸回りの回転運動のために装備される。グリッパサブアセンブリ４００は、細長い物体５２，５４を第１の経路に沿って長さ方向に、又は、第２の経路に沿って横方向に配置するように配備されてよく、或いは、傾斜及び湾曲したコンクリート面の計画に対応するために、第１、第２、又は第３の経路に対して傾斜した位置に細長い物体を配置するために、任意の角度及び／又は傾斜で鉛直Ｚ軸回りに１又は複数の平面を通って回転してよい。

参照を容易にするために、動きの経路は夫々、Ｙ軸（ガントリー軸）を又はそれに沿った平面を通る動き、Ｘ軸（トラム軸）を又はそれに沿った平面を通る動き、そして、Ｚ軸（作動軸）を又はそれに沿った平面を通る動きと称されることがある。当業者は、本明細書で述べられる「平面」と動きの経路、特に、長さ方向又はＹ軸平面は、通常、数学的な平面である又は真っ直ぐではないことを理解するであろう。何故ならば、地面上であろうが、特に橋梁デッキ上であろうが、表面は通常、正確に平らでない、真っ直ぐでない、又は静的でさえないからである。建設中と建設後の使用中の両方において、橋梁デッキは、例えば、車両の重量に応じて揺れて曲がるので、路面は平らではない。コンクリートを注ぐ前に、鉄筋マット５０は、作業員がその上を歩くと曲がってしまい、また、計画された道路勾配に対応するために意図的に傾斜させられ得る。Ｙ軸平面が傾斜している場合には、Ｘ軸平面及びＺ軸平面もまた傾斜していることがある。従って、本明細書では、長さ方向、横方向、及び垂直方向の経路又は方向は、道路などの作業現場の経路と方向を指しており、直線状、非直線状、平面状、非平面状、真っ直ぐな、湾曲した、及び角度のある経路又は方向の１又は任意の組合せを含むと理解されるべきである。装置１０は、鉄筋マット５０を敷設するために長さ方向経路の変化と建設計画の変化とを認識する知覚システム及びソフトウェアを用いてこれらの変数を処理する。

例示的知覚システム及び関連するソフトウェアを有しており、同様な経路に沿ってツールを操作するための例示的ガントリーサブアセンブリ及び関連するサブアセンブリは、米国特許第１０，０６１，３２３号に開示されており、その関連箇所は、参照により本明細書の一部となる。本明細書に記載の装置は、米国特許第１０，０６１，３２３号に記載のアセンブリとは幾つかの点において異なっており、主に、トラムサブアセンブリ２００及びアクチュエータサブアセンブリ３００の各々の改善と、鉄筋などの細長い物体を受動的に把持して、所与の作業現場１２の建設計画に従って物体を運搬して配置するためのグリッパサブアセンブリ４００の開発の点で異なっている。装置１０は、様々な物体を持ち上げ、運搬し、配置することに使用できるが、装置１０は細長い物体を持ち上げ、運搬し、配置することに適している。鉄筋を持ち上げる、運搬する、又は配置することに限定しないが、説明を容易にするために、本明細書に記載の装置は鉄筋を移動することに関連して説明される。当業者であれば、任意の細長い物体及びその他の様々な物体が、本明細書に記載される装置１０、特にグリッパサブアセンブリ４００により、持ち上げられ、運搬され、及び／又は配置されてよいことを理解するであろう。

グリッパサブアセンブリ４００は、装置１０及び改良されたサブアセンブリの主要な機能に不可欠であるので、グリッパサブアセンブリの詳細をまず初めに説明する。

＜グリッパサブアセンブリ＞
図１７乃至１９を参照すると、グリッパサブアセンブリは概して、少なくとも１つのグリッパアーム４７０と、複数のグリッパ４０２と、グリッパアーム４７０を作動サブアセンブリ３００の軸体３５８に接続するコネクタ４８０とを含む。様々な態様において、持ち上げ、運搬し、配置する細長い物体の種類及び長さに応じて、グリッパサブアセンブリ４００は、少なくとも２つのグリッパ４０２を有してよい。図１７乃至１９で示す実施形態では、４つのグリッパ４０２が、アーム４７０の２つのセクションに取り付けられており、アームの各セクションに２つのグリッパがある。

コネクタ４８０は、コネクタ４８０と一体的に接続された回転可能な上側プレート４７８を、或いは、コネクタ４８０に強固に又は着脱可能に接続された別個のプレートを含む。上側プレート４７８は、軸体３５８（図１５及び図１６を参照）と係合するための中央開口４８２を有しており、それにより、Ｚ軸に沿った軸体３５８の直線運動及びＺ軸回りの軸体３５８の回転が、プレート４７８及びコネクタ４８０の相応の動き及び回転へと変換される。作動サブアセンブリ３００に取り付けられたモータは、軸体３５８の直線運動をもたらし、様々な態様において、軸体３５８の９０度、好ましくは１８０度、更に好ましくは３６０度の回転をもたらす。角度又は回転の視覚的インジケータとして、或いは、回転角度を手動で調節できるようにするために、マークがプレート４７８の表面に設けられてよい。様々な態様では、軸体３５８は、Ｚ軸に対してチルト可能なピボットジョイントによって、作動サブアセンブリ３００に接続されてよい。ベースコネクタプレート４８０は、各アームセクション４７０の内側のスロット４７６内に嵌まる両端部を有しており、軸体３５８及びプレート４７８の直線運動、回転、及びチルトは、アームセクション４７０の直線運動、回転、及びチルトを引き起こす。それにより、グリッパサブアセンブリ４００のアームセクション４７０及びグリッパ４０２は、３６０度回転でき、水平面に対して角度を付けて傾けられて（通常、９０度未満、より現実的には４５度未満、最も現実的には３０度未満の鋭角）、グリッパ４０２及びグリッパ４０２によって保持されている鉄筋５２，５４などの細長い物体を、少なくとも２自由度以内で任意の所望の角度で配置することができる。加えて又は代替的に、様々な態様において、各グリッパ４０２は、回転のために個別に装着されてよい。

様々な態様において、各アームセクション４７０は、剛性連結を形成するために、キー付きタブ４７４により連結された複数の部分を含んでよく、また、図１９で示すように、互いに離間して並置されて、キー付きタブ４８６により接続された２つ以上のアームセクションで構成されてよい。アームセクションの重量を軽くするために、アーム４７０に切り抜き４７２が形成されてよい。アームセクションはまた、剛体の棒又はその他の構造から作られてよく、それに、グリッパ４０２装着されてよく、又は吊り下げられてよい。

例示的なグリッパ４０２が図２０に示されている。図示されたグリッパ４０２は、二対の、即ち４つのフィンガー４０４を含んでいる。グリッパ４０２は、４つのフィンガーを有するものに限定されない。メカニズムが細長い物体を掴んで保持できるのであれば、フィンガーの数は任意である。例示的なフィンガー４０４が図２１に示されている。各フィンガー４０４は、フィンガーベース４０６及びフィンガーフリッパ４０８を含んでおり、それらは、フィンガーフリッパの開口４１４及びフィンガーベースの開口４１４’を貫通するコネクタ４２０によって枢転可能に接続されている。コネクタ４２０は、ベース及びフィンガーフリッパのピースを連結し、それらが互いに対して枢転することを可能にする適切なピンやボルトなどであってよい。各フィンガーフリッパ４０８の自由端は、テーパー状になっており、マガジン１４の溝２０から鉄筋５２，５４などの細長い物体を持ち上げるときに、物体の周囲及び下でのフィンガー４０４の操作が容易にされている。各フィンガー４０４はまた、その両側に少なくとも１つの、幾つかの態様では２つの引っ張りばね４１０を含んでよく、ピン４１２が穴４１６に装着されることで、引っ張りばね４１０の一端がフィンガーベース４０６に接続され、他端がフィンガーフリッパ４０８に接続されている。引っ張りばね４１０は、フィンガーフリッパ４０８を、それと対をなすフィンガー４０４に向かって、内向きに付勢する。フィンガーフリッパ４０８に接続されていない各フィンガーベース４０６の端部は、フィンガー４０４をシャフト４２２に枢動可能に装着するための孔４２２’を含む。各グリッパ４０２は、平行に離間した２つのシャフト４２２を有する。フィンガー４０４の対の各々は、その対の他方の部材に向いて、当該部材からオフセットするように２つのシャフトの異なるシャフトに装着されて、その結果、対をなす各フィンガー４０４のフィンガーフリッパ４０８のテーパー端部は、図２０に示されているように、端と端が接触するのではなく、左右に離れて互いに向かって付勢される。

引っ張りばね４１０は、グリッパフィンガーを閉位置に付勢するための板ばね又はその他の適切な手段で置き換えられてよい。例えば、板ばね（図示せず）は、フィンガーベース４０６及びフィンガーフリッパ４０８の内部に入れられて、グリッパが鉄筋まで下がると鉄筋のセクションからの圧力によって強制的に開かれるまで、フリッパ４０８を閉位置で張力をかけた状態に置いてよい。

各グリッパ４０２は、対象とされた細長い物体を掴んで離すためにフィンガー４０４の対を開閉するためのフィンガー作動部材を含む。図２０、図２２及び図２３に示される実施形態では、フィンガー作動部材は、ラック４２８を含んでおり、ラック４２８は、２つの歯車４２６の間に配置され、それら歯車４２６と係合するように構成されているラック４２８は、矩形板の形態であってよく、その中央部の各縁に沿った歯４３２と、その上部にあって、止めピン４３０を受け入れる開口と、中実の下部とを備有しており、歯のある中央部よりも幅が広く、ベースプレート４３８に接続され、ベースプレート４３８から上方に延び、ベースプレート４３８にほぼ垂直である。２つの歯車４２６の各々は、平行なシャフト４２２の別々のシャフトに装着され、同じシャフト４２２に装着されているフィンガー４０４の間に配置される。各歯車４２６は、ラックの歯４３２と歯合又は係合する歯４３４を含んでおり、一方の歯車４２６は、ラック４２８の一方の縁のラックの歯４３２に係合し、他方の歯車４２６はラック４２８の反対側の縁のラックの歯４３２に係合している。図２０を参照すると、ラック４２８の各歯側に２つの歯車４２６があり、各歯車４２６は、フィンガーベース４０６の孔４２２’を貫通する別個のシャフト４２２に装着されている。

歯車４２６は、歯車ケース４２４に収容されている。歯車ケース４２４は、頂部４３６、側面４９２、及び底面４９６を有しており、ラック４２８の中実の下部が通過するスロット４９８と、ばね４４０の少なくとも一部を受け入れるためのキャビティ５００とを含んでいる。スリーブ４６６の孔は、歯車ケース４２４の両側から延びており、それらを通って、シャフト４２２は、フィンガー作動部材のハウジングを提供する歯車ケース４２４を通る。頂部４３６は、ラック４２８と揃えられるスロット４６４を含む。波形ばねのようなばね４４０は、ラック４２８の下部を囲むように、ベースプレート４３８と歯車ケース４２４の底面４９６の外側キャビティ５００との間に配置されている。ばね４４０は、ラック４２８のベースプレート４３８に対して下向きの力を及ぼし、それによって、フィンガー作動部材が静止していて、ばね４４０を圧縮するために他の力が加えられていない場合に、ベースプレート４３８を、歯車ケース４２４内のハウジング及びラック４２８から完全に伸びた状態に保つ。ラック４２８の頂部にあって頂部４３６の方にある止めピン４３０は、ラック４２８が歯車ケース４２６から滑り出ることを防ぐ。位置合わせピン４４２は、ベースプレート４３８の孔４４４を通って上方に延びており、歯車ケース４２４の底部４９６に設けられた孔４９４と摺動係合している。

ソレノイド４５０は、キャップの一方の側面４９２に配置されており、ねじ付き端部４６０及びねじ付きナット５０６を介して、側面４９２及び歯車ケース４２４に接続されている。ソレノイド４５０は、ソレノイド４５０のキャビティ４５４に摺動して出入りできるプランジャ４５２を含む。プランジャ４５２は、ラック４２８によって妨げられていないとキャビティ４５４から押し出されようにばね留めされている（図２８に図示のばね５１０）。ばね５１０は、ソレノイドの電気的関与なしで、ソレノイドをロックさせる。ソレノイド４５０の閉端では、ワイヤ４８８が、例えばアクチュエータサブアセンブリ３００にある電気回路に延びており、必要に応じて関与して、ラックのロック孔４５６のソレノイドプランジャ４５２のロックを解除する。ソレノイド４５０の他端には、キャビティ４５４に繋がる端部４５４を通る開口がある。プランジャ４５２の外端４５８は開口を通して延びている。ラック４２８は、グリッパフィンガー４０４を鉄筋５２，５４周りでロックするためにプランジャ４５２の端部４５８を受け止める大きさにされたロック孔４５６を含む。様々な態様において、ローラーベアリング５０２は、プランジャ４５２の外端４５８における摩擦を低減するために、ラック４２８の中間部に嵌め込まれている。様々な態様において、ローラーベアリング５０２は、組み立て時に、トラック４６８を介してラック４２８に挿入されてよい。第２のローラーベアリング５０４及びガイド５１２は、プランジャ端部４５８と少なくとも部分的に係合するように、歯車ケース４２４内に配置されており、プランジャ端部４５８が、歯車ケース４２４を通るソレノイド４５０とラック４２８のロック孔４５６との間を前後に移動する際に、摩擦を低減し、プランジャ端部４５８の位置を調整する。１又は複数のロックピン５０８は、ローラーベアリング５０２をロック孔４５６の近接した所定の位置で保持する。環状の止めリング４９０は、プランジャがソレノイド４５０から離れすぎないように、プランジャ４５２周りに配置されている。止めリング４９０は、例えば、止めリング４９０がガイド５１２に接すると、プランジャ４５２の移動を阻止する。

図４４に示されているように、鉄筋５２，５４の束のストックは、通常手作業で、ストックパイル３０から移動され、マガジン１４へ配置される。作業に必要な適切なサイズの鉄筋で満たされたマガジンは、装置１０によって作業現場１２に近づくように移動される。マガジン１４は、マガジンの中央、側面、又は隅に沿って細長いハンドルを含んでよく、それらハンドルは、グリッパが鉄筋を掴む方法と同じ方法で掴むことができる。或いは、装置１０は、１又は複数のリフトアーム５１４によってマガジンを移動させてもよい。

図５０に示した装置１０の実施形態は、作動サブアセンブリ３００の各側に１つずつ設けられた一対のリフトアーム５１４を含む。各リフトアーム５１４は、例えば、マガジン１４のクロスバー５２４に設けられたブラケット５２６により取り付けられたハンドル５１６のラング５１８又は適切な補助的な係合部材と係合するフック５２０又は任意の適切な係合部材を含む。様々な態様において、各リフトアーム５１４は、Ｚ軸に沿った上下方向の移動を容易にするために、作動サブアセンブリ３００又はガントリートラス１０２のモータ付き歯車セット５２８に接続されてよい。マガジン１４を持ち上げるために、リフトアーム５１４は、歯車セット５２８及び装置１０の作動によって下降し、フック５２０がラング５１８の下方に入るまで、マガジン１４へ十分近づけられる。次に、アーム５１４は、フック５２０がラング５１８と係合するまで持ち上げられ、その後、マガジン１４を地面から持ち上げるために、更に持ち上げられる。次に、装置１０は、作業現場１２に移動し、マガジン１４は下げられて、解放される。リフトアーム５１４は、ラング５１８から離され、グリッパサブアセンブリ４００の作業経路から引き上げられる。

モータ付き歯車セット５２８は、当業者に公知の任意の適切な歯車の構成及び電源を含んでいてよい。当業者であれば、マガジン１４又はその他のコンテナを昇降させるＺ軸に沿ったリフトアーム５１４の動きは、モータ付き歯車セットの他に、油圧、空気圧、又はその他の直線作動エフェクタなどの手段により行われてよいことを理解するであろう。

図３１及び図３２で示されるように、作業現場１２で使用できる状態の複数の鉄筋５２，５４は、ポスト１６で高くなった溝１８と、マガジン１４の低い溝２０とに配置される。高い溝及び低い溝により、グリッパの係合のための鉄筋間の必要な空間を維持しつつ、マガジン１４の容量をできるだけ大きくする。通常、溝１８及び溝２０の両方とも、同じタイプの鉄筋を保持するであろう。様々な態様においては、しかしながら、長さ、直径、コーティングが異なる鉄筋など、異なる種類の鉄筋が、溝１８又は２０に別々に配置されてもよい。装置１０は、グリッパサブアセンブリ４００を鉄筋マガジン１４にわたって配置し、複数（４つが図示されている）のグリッパ４０２の各々のフィンガー４０４が、鉄筋５２又は５４の周りで閉じる。作業現場では、装置１０は事前にインストールされた施工計画に従って、グリッパサブアセンブリ４００をＹ方向又はＸ方向に、或いは、Ｘ、Ｙ及びＺ平面に対して所望の角度又は傾きに方向付け、図２４、図２５Ａ乃至２５Ｇ及び図２７乃至３０に図示されるシーケンスに従い、鉄筋マット５０を作製するために配置するために、鉄筋５２又は５４を一本ずつ持ち上げて運搬する。

シーケンスの開始時には、グリッパ４０２は開いており、拾い上げられる鉄筋５２又は５４の１つに接近するために作動サブアセンブリ３００によりＺ軸に沿って下げる準備ができている。図２４で示すように、ソレノイド４５０のプランジャ４５２は、ラック４２８の側面を押しており、ベースプレート４３８は歯車ケースから完全に伸びている。ラック４２８（止めピン４３０を除く）は、歯車ケース４２４内に配置されている。止めピン４３０は頂部４３６と接しており、ばね４４０は、上述したように、わずかに圧縮されているか、静止している。グリッパフィンガー４０４は、完全に「閉じた状態」であり、引っ張りばね４１０により、その配置に維持されている。このロック解除位置では、ソレノイドプランジャ４５２は、引き込まれており、ラックのロック孔４５６を解放する。ソレノイドプランジャ４５２のばね５１０は、ラック４２８にプランジャ４５２を押しつける。

図２５Ａ及び２５Ｂを参照すると、ベースプレート４３８が鉄筋５２に向かって下向きに押されると、ラック４２８は上側キャッププレート４３６のスロット４６４を通って上向きに移動を始め、歯車の歯４３４と歯合しているラックの歯４３２が歯車４２６を回転させて、グリッパフィンガー４０４が鉄筋５２に向かって回転し始める。図２５Ｃ及び２５Ｄに示されるように、フィンガーフリッパ４０８が十分に回転して鉄筋５２と接触すると、引っ張りばね４１０が伸びる。ラック４２８は、図２５Ｅ及びＦに示されているようにソレノイドプランジャ４５２がロック孔４５６と整列するまで、図２５Ｄに示されているように、スロット４６４を通って更に伸びてソレノイドプランジャ４５２に近づくようにロック孔４５６を移動させるように自由に移動し続ける。ラック４２８が完全に後退すると、ロック孔４５６がソレノイドプッシャー４５２と揃えられる。ロック位置では、ラック４２８は完全に閉位置に達する。ソレノイドプランジャ４５２は、ラック４２８のロック孔４５６に揃えられる。ソレノイドプランジャ４５２のばね５１０は、機構をロックしているラック４２８のロック孔４５６を通ってプランジャ４５２を押す。ソレノイドプランジャ４５２は、ロック孔４５６へ押し込まれ、フィンガー４０４は、そこで「閉」位置でロックされ、鉄筋５２又は５４が捕らえられたままにされる。図２７及び２８は、プランジャ４５２の断面図及び部分拡大断面図を示しており、プランジャ４５２は、キャビティ４５４から部分的に解放されており、プランジャの端部４５８はロック孔４５６でロックされている。

鉄筋５２又は５４が解放される位置になると、装置１０はソレノイド４５０に、例えば、ワイヤ４８８を介して信号を送ってグリッパ４０２のロックを解除するソレノイド４５０が作動すると、プランジャ４５２はロック孔４５６から引き戻される。プランジャ４５２がラック４２８のロック孔４５６から外れると、機構は自由に開くことができるようになり、ラック４２８をハウジング内へと引き戻すことができる。ラック４２８が引き戻されると、ラックの歯４３２により歯車の歯４３４が歯車４２６を内向きに回転させて、グリッパ４０２のフィンガー４０４を外向きに回転させ、鉄筋５２又は５４が解放されて、作業現場１２の予め予定されていた位置に落とされる。

当業者であれば、その他の方法が利用されてグリッパフィンガーが開閉されてよいことを理解するであろう。例えば、代替的設計では、ソレノイドの代わりに、電磁石を使用してラック４２８がロックされてよい。或いは、ラチェット／爪機構が用いられて、ラック４２８又は歯車４２６と係合してよい。別の代替的構成では、電気作動式、空圧作動式、又は油圧作動式のカムロックが使用されてよい。

図２６Ａ及び２６Ｂを参照すると、フィンガー４０４の引っ張りばね４１０は、サイズが異なる鉄筋との係合を可能にしている。小径の鉄筋については、ばね４１０は、フィンガー４０４を閉状態で保持する。大径の鉄筋に対しては、鉄筋に抗して加えられる力がフィンガー４０４を開き、大径の鉄筋により広い空間を提供する。そうでない場合は、ロック及びロック解除の機構は、上述と同様に働く。

＜ガントリーサブアセンブリ＞
ガントリー軸サブアセンブリ１００は、動力機械であって、第１経路に沿って装置１０を移動させることで、様々な態様において、装置１０は、建設中である道路又は橋梁デッキの長さ方向経路づたいに走る。ガントリー軸サブアセンブリ１００は、トラス又はブリッジ構造１０２を備えており、それらは、様々な態様において、道路や橋梁デッキのような作業現場の幅にかかるように（つまり、第１経路を横断する方向に）連結されたモジュール１１８から形成されてよい。様々な態様において、ガントリー軸サブアセンブリ１００は、コンクリート道路及び橋梁デッキの形成に通常使用される一般的な鋼鉄管製のスクリードレール５８に支持されてよい。別の実施形態では、ガントリー軸サブアセンブリ１００は、グラウンドに沿って走るための、ホイール、ローラ、トレッド、又戦車で使用されるような無限軌道を用いて構成されてよい。図９及び１０を参照すると、ガントリー軸サブアセンブリ１００は、ガントリー軸構成要素を動かす発電機１４８のような動力源と、システム制御のための二次電子機器ボックス１６０と、フィードバック制御駆動システムとを含んでおり、当該駆動システムは、レール５８又はグラウンドに沿って長さ方向に、連続動作又はステップ・アンド・セトル（step-&-settle）動作の何れかで自立走行させる駆動モータ１８４を含んでいる。

様々な態様におけるガントリー軸サブアセンブリ１００は、両脚部に少なくとも１本、好ましくは２本である、少なくとも２本、好ましくは４本の脚１０４と、両脚部にあって、脚１０４が取り付けられる可調整支持フレーム１０６とトラス１０２のような、作業現場の幅にかかるブリッジ部材とを含んでいる。ブリッジ部材は、その両端にて支持フレーム１０６の１つに取り付けられている。ブリッジ部材は、モジュール１１８で作製されてよく、所与の作業現場の横寸法に合わせるべく、作業現場でブリッジ部材の長さを伸ばすことができる。延伸部材を設けて、建設現場にてブリッジ部材の幅を必要に応じて増加してもよい。本明細書で述べる構造要素に限定されないが、ブリッジ部材を図５乃至７に示すトラス１０２として説明する。当業者は、その他の構成であっても、所与の作業現場のスパンに橋渡しできて、トラムサブアセンブリ及び作動サブアセンブリの構成要素を搬送することができれば、足りることは理解するだろう。

例えば、図１０は、予め開けられた孔１１０を含む、ガントリー軸サブアセンブリ１００の脚１０４を示す。フレーム１０６及びトラス１０２を特定の作業現場に合った高さに上げ下げするために、ブラケット１０８及びピン１１２、又はその他の適切なコネクタが、脚１０４の所望の高さにて支持フレーム１０６を接続する。各ブラケット１０８は、少なくとも１つのフレームコネクタ部１１４と脚コネクタ部１１６とを有しており、各コネクタ部は、フレーム１０６及び脚１０４における予め開けられた孔１１０と夫々揃えられる予め開けられた孔１５４を有している。ピン１１２は、整列した孔を貫通して、ブラケット１０８のフレーム部１１４にフレーム１０６を、ブラケット１０８の脚部１１６に脚１０４を接続する。脚１０４及び支持フレーム１０６の各々は、複数の孔１１０を有してよく、これによって、フレーム１０６を脚１０４上で上下に（つまり、例えばＺ軸に沿って、即ち、図示のように鉛直方向に）、又は、前後に（つまり、Ｘ軸に沿って、即ち、図示のように横方向に水平に）調整できるようになる。ねじとナットのような追加のロック固定具を使用して、フレーム１０６と脚１０４を固定してもよい。

図６及び図１０に示すように、両端にて、トラス１０２は、２つの支持フレーム１０６のうちの１つから吊される。図５乃至７を参照すると、様々な態様において、トラス１０２は、上側横ビーム及び下側横ビーム１２０と、上側クロスバー１２４、前側直立バー及び後側直立バー１２２を有する矩形フレーム部材又は正方形フレーム部材と、対角バー１２６とで構成されてよい。上側横ビーム１２０は、支持フレーム１０６に溶接されるか、又は、ボルトやねじのような任意の適切な固定具によって接続されてよい。ビーム１２０とフレーム部材１２４、１２２、及び１２６との間のジョイント１２８に、補強材１３２が装着されてよい。

図７を参照すると、トラスモジュール１１８は、先端部又は前端部と終端部又は後端部とを有しているとして記載されてよく、ここで、モジュール１１８の先端部と終端部には、これらを互いに接続して隣り合うモジュール１１８に接続するための固定具が形成されているか、又は、固定具が取り付けられていてよい。様々な実施形態において、それらトラスモジュール１１８は、第１コネクタ１３６によって連結されてよく、第１コネクタ１３６は、例えば、トラス１０２の一方の長手側において、モジュール１１８の先端部の直立バー１２２の下縁に取り付けられた下側溝付き部材１４０と、トラス１０２の同じ側において、隣り合うモジュール１１８の終端部の直立バー１２２の下縁に取り付けられたシリンダ部材１３８とを備える。シリンダ部材１３８は、溝付き部材１４０の溝に配置される。隣り合うモジュールが連結されると、溝付き部材１４０の傾斜面は、シリンダ部材１３８の動きを可能とする。トラス１０２の反対側の長手側は、図７に示すように、シリンダ部材１３８が先端部に、溝付き部材１４０が終端部に位置するように反転された溝付き部材１４０及びシリンダ部材１３８を有する。或いは、両タイプのコネクタ部材が、同じ先端部又は終端部にあってもよい。第２コネクタ１３４は、例えば、モジュール１１８の直立バー１２２の上端に沿って配置されてよく、様々な態様では、直立バー１２２の先端部（トラス１０２の反対側の長手側の場合には、終端部）の上縁に取り付けられた分岐（forked）部材１４２と、隣り合うモジュール１１８の直立バー１２２の終端部（トラス１０２の反対側の長手側の場合には、先端部）の上縁に取り付けられたアイ（eye）部材１４４とを設けた上側ピンジョイントとを備えていてよい。アイ部材１４４は、分岐部材１４２の対向する面内に嵌合する。ピン１４６はアイ部材１４４を分岐部材１４２の面に接続して、隣り合うモジュール１１８の先端部と終端部をロックする。或いは、両タイプのコネクタ部材が、同じ先端部又は終端部にあってもよい。或いは、両タイプのコネクタ部材が、同じ先端部又は終端部にあってもよい。

ピンジョイントを通るピン１４６は、モジュール１１８の上隅でのピンの平面内の動きを制約する。隣り合うモジュール１１８を組み合わせるために、ピンジョイント（１４２，１４４）のピン孔が整列してピン１４６を挿入できるようになるまで、シリンダ１３８が溝１４０内で回転する。シリンダ１３８、溝付き部材１４０、アイ部材１４４、及び分岐部材１４２は、夫々の位置において、隣り合うモジュール１１８の両端部で直立フレームバー１２２に溶接されるか、又は、ボルトや同等の固定具のような適切な公知の手段によりしっかりと接続されてよい。

様々な態様において、（例えば、バー１２２、１２４、及び１２６で形成された）フレーム部材の各側の下側横ビーム１２０の内側に沿って、レール１３０が延びている。レール１３０は、下側横ビーム１２０に溶接されてよく、又は、ボルトやねじのような適切な強力な固定具で接続されてもよい。或いは、レール１３０は、製造時に、下側ビーム１２０の一体部品としてＬ字型ビームに形成されてもよい。記載されている構成は、ガントリートラス１０２のモジュール１１８を配列するための動的インターフェースを提供する。或いは、レール１３０は、隣り合うモジュール１１８の隣り合うレール間で斜め継目を有してよく、これにより、トラムサブシステム２００のホイール２１２がガントリーモジュール１１８にわたってスムーズに動き、各モジュールの各縁でぶつかることがないようにしてよい。当業者であれば、代替的なホイール及びレールの構成が使用できることを理解するであろう。

図８乃至１０を参照すると、ガントリーサブシステム１００の各脚１０４は、クロスブレース１６２の上に載っており、且つクロスブレース１６２にしっかりと接続されている。クロスブレース１６２の下側からは、上側プレート１６６に取り付けられたスイベル軸ポスト１６４のような回転エフェクタが下方へ延びている。スイベル軸ポストが右回り方向及び左回り方向に回転するとホイール１５０及び１５２が脚１０４に対して回転することで、ホイールがレールに沿って移動すると、ホイール１５０，１５２の位置がスクリードレール５８の湾曲に追随するように調整される。各上側プレート１６６からは、サイドプレート１６８が下方に延びている。サイドプレート１６８から垂直に、上側プレート１６６の下側で且つこれと略平行に、車軸１７２が延びている。

歯車駆動ホイール１５０が、トラス１０２の各側で少なくとも１本の車軸に装着されてよく、また、先端部又は終端部の何れかに配置されてよい。ガントリーサブシステム１００は、第１経路に沿って前方及び後方の両方に移動できて、先端部及び終端部の位置は移動方向に応じて変化する。様々な態様において、歯車駆動ホイール１５０は、列車のホイールのように構成されており、円筒形又は円錐形ホイール１７６の各側に、少なくとも１つ（様々な態様においては２つ）のフランジ１７４を有しており、フランジ１７４は、作業現場１２の各縁のスクリードレール５８と係合するように構成されている。そのため、シリンダは、スクリードレールの円筒形状上に最小の摩擦で適切に設置されるように、その断面が凹状であってよい。スクリードレール５８の形状が矩形状又は正方形状である場合には、ホイール１７６上のシリンダのホイールの形状が似たように形作られて、ガントリーがスクリードレールに沿って移動する際にスムーズな回転係合が行われるようにする。

歯車駆動ホイール１５０は、車軸１７２に動作可能に装着されており、フランジ１７４の一方の側にある歯車１７８を含む。歯車１７８の歯が従動歯車１８２の歯と係合し、従動歯車１８２の歯が駆動歯車１８０の歯と係合する。駆動歯車１８０は、モータ１８４により駆動される駆動ロッド１８６に取り付けられている。モータ１８４は、電気モータやガス駆動モータであってよく、又は特定の態様では油圧モータであってよい。以下で説明するように、ガントリーコンピュータ１９０又はトラムコンピュータのうちの１つにフィードバックするために、トラス１０２の各側にて、２つの直交エンコーダが、各従動ホイール１５２に１つ、各駆動ホイール１５０に１つ配置されている。

電源が設けられている。電源は、ディーゼル発電機のような発電機１４８や、ガソリン、天然ガス、又は、バッテリー駆動式の発電機であってよい。電源は、液圧式であってよい。発電機１４８は、例えば、他のガントリー軸電子装置に必要な電力に加え、ガントリー駆動モータ１８４及びトラム駆動モータに必要な電力出力を提供するために使用されてよい。発電機１４８は、装置１０全体に必要な電力を提供してもよい。様々な態様において、モータ１８４（各々の駆動ホイールに１つ）を高ｒｐｍで駆動し、高い電力効率を維持するために、駆動システムは、通常９６Ｖの直流電力で動作してよい。モータ１８４は、交流モータ、又は油圧発電機が用いられる場合には油圧モータのような、任意の適切なモータであってよい。適切な発電機は、既成品の２ｋＷクラスの交流発電機、既成品の船舶グレードの直流発電機を非限定的に含む。

様々な態様において、図１０に示されているように、発電機１４８は、電子機器ボックス１６０内の電源に電気的に接続されていてよい。図８、図９、及び図１０を参照すると、モータ１８４による駆動ロッド１８６の回転は、歯車１８０、１８２、及び１７８によって駆動ホイール１５０の順方向又は逆方向への動作に変換され、そして、車軸１７２は、プレート１６８、１６６から、スイベル軸ポスト１６４、クロスバー１６２、及び脚１０４、支持フレーム１０６とトラス１０２に繋がっているので、ガントリーサブシステム１００が、第１経路のスクリードレール５８の長さに沿って移動する。ホイールは、鋼鉄やその他の適切な強固で耐天候性がある材料から成ってよい。例えばゴム製の安全バンパ（図示せず）を追加して、動作中における駆動アセンブリ構成要素へのアクセスを遮断してよい。

様々な態様において、各側に駆動ホイールが１つしかない実施形態では、トラス１０２の各側にて、追加の従動又はフォロアホイール１５２が、脚１０４のうちの１つの概ね下側に配置される。図８及び図１０に示すように、従動ホイール１５２は、歯車がなくまたモータに接続されていない点を除き、駆動ホイール１５０と同じような構造を有している。従動ホイール１５２は、ホイール１７６を包囲する少なくとも１つ、好ましくは２つのフランジ１７４を含み、その形状は、駆動ホイール１５２の形状と同様に、可能な限り小さい摩擦でスクリードレール５８とスムーズに係合するように構成されている。従動ホイール１５２は、車軸１７２を介して、上側プレート１６６から下方に延びるサイドプレート１６８に、スイベル軸ポスト１６４から脚１０４が装着されたクロスバー１６２へと繋がっていることによって、トラス１０２の各側の脚１０４のうちの１つに動作可能に接続されている。従動ホイール１５２は、レールに沿った駆動ホイールの滑りを計測するエンコーダ（図示せず）を装備していてよい。加えて、レール曲率センサ（図示せず）が、駆動ホイールと従動ホイールを脚１０４に装着するスイベル軸ピボットポスト１６４に組み込まれてよい。先端部又は終端部の一方又は両方における従動ホイール１５２及び駆動ホイール１５０の上側プレート１６６からは、動作中にホイール構成要素をデブリから保護するための端板１７０又は泥除けが延びてよい。

ガントリー電子機器は、例えば支持フレーム１０６に装着された１つ以上の電子機器ハウジング又はボックス１６０を備えている。電子機器ボックス１６０は、以下で十分に述べるように、トラム軸サブアセンブリ２００のトラムコンピュータのスレーブとして動作する中央処理ユニット（例えば、コンピュータ１９０）と、駆動軸動作コントローラ１９２と、ガントリー側安全ウォッチドッグタイマ（図示せず）と、電力継電器１９４と、センサインターフェース電子機器１９６と、アクチュエータインターフェース中継器（図示せず）と、電力変換電子機器１９５とを格納してよい。ガントリーコンピュータ１９０は、ガントリー軸動作コントローラ１９２と、発電機の遠隔起動とに指令する。ガントリーコンピュータ１９０は、インシデントカメラ（図示せず）から安全ビデオを記録し、レール曲率センサ１６４の入力を処理し、安全近接センサの入力（図示せず）を処理してよい。ガントリー電子機器用の電子機器部品は、全てよく知られており、市販されている構成要素であるので、本明細書では詳細な説明を省く。当業者は、その機能及び構造について知得しているか、又は文献から容易に確認することができる。

様々な態様において、安全機能が、装置１０に含められてよい。例えば、脚１０４及び１又は複数の電子機器ボックス１６０には、ロボット状態警告灯（例えば、スタックライト）及び手動式緊急停止ボタン（図示せず）が取り付けられてよい。加えて、安全関連の出来事の記録を取り込むために、脚１０４付近の範囲のビデオを記録できる光学低解像度ビデオカメラ（図示せず）が任意選択的に設けられてよい。また、近接センサ（図示せず）が設けられて、物体又は障害物が動作方向からガントリーサブアセンブリの脚１０４に接近すると、動作制御障害をトリガできるようにしてもよい。

ガントリーサブシステム１００の電源、１又は複数の電子機器ボックス１６０、センサ、動作コントローラの間の電気配線は、ガントリーの各セクションのケーブルの配線済みセクションにあってよく、トラスセクションが接続される際に、端と端とが接続される。或いは、ガントリーサブシステムスレーブコンピュータ１９０とトラムサブアセンブリマスタコンピュータ（電源ボックス或いは電子機器ボックス２０４又は２０５に格納されている）との間の信号は、無線周波数（ＲＦ）又は光学リンクのような無線リンクにより伝送されてよい。別の代替的構成において、電子通信は、動的な自己格納式ケーブルリールを用いて実施されてよい。

＜トラムサブアセンブリ＞
図１０乃至１５に示すトラムサブアセンブリ２００は、上側フレームバー２１６、サイドフレームバー２１８、及び下側フレームバー２２０を備えた堅いフレーム又はトラム２０２を含んでよく、それらフレームバーは、箱状の構造を作るために、相互に溶接されてよく、又は、任意の適切な手段で相互に接続されてよい。しかしながら、サブアセンブリ構成要素の搬送を可能にする任意の適切な形状であれば十分である。図示の構造では、ブレースバー２３８が更に設けられてよく、トラム２０２に構造安定性を追加する。

トラムサブアセンブリ２００は、Ｘ軸に沿って、作業現場１２を横切って横方向にトラム２０２を第２経路に沿って移動させるための駆動システムを含む。図１１乃至１４で示されているように、トラム駆動システムは、トラム２０２又は別のブレースバー２３８（図示せず）などのトラムフレーム部材に装着された駆動モータ２２６と、モータ２２６から延びる駆動ロッド２３２と、駆動歯車２２８と、従動歯車２３０とを含む。従動歯車２３０は、駆動ホイール車軸２２４に装着される。様々な態様において、歯車チェーン２７８は、駆動歯車２２８を従動歯車２３０に動作可能に接続する。駆動ロッド２３２が回転することで、駆動歯車２２８が回転し、そして、チェーン２７８により従動歯車２３０に、そして車軸２２４へと伝えられる。

サイド部材２３６は、トラム２０２の両側に配置され、例えば、フレームバー２１８又は２２０に装着される。駆動車軸２２４の各端部は、サイド部材２３６における適切な大きさにされた孔を通って延びており、スリーブ２６４を通って駆動ホイール２１２に接続する。

様々な態様において、図１６で示されるように、トラム駆動システムの駆動歯車２２８及び従動歯車２３０は、直接接続しており、歯車チェーン２７８により接続されなくてよい。駆動歯車２２８の歯２６６は、従動歯車２３０の歯２６８と歯合する。駆動歯車２２８が動くことにより従動歯車２３０が動き、従動歯車２３０の動きが、次に車軸２２４を回転させ、それにより駆動ホイール２１２が回る。電気配線２６２（説明を容易にするため、図１６では部分的に図示される）は、トラムの電源に電気的に接続されており、当該電源は、様々な態様において、ディーゼル発電機、ガソリン、天然ガス、又はバッテリー駆動式発電機などの第２発電機であってよい。発電機からの電力は、駆動モータ２２６に電力を提供し、駆動ロッド２３２を介して駆動歯車２２８を回転させる。発電機からの電力は、駆動モータ２２６に電力を提供し、駆動ロッド２３２を介して駆動歯車２２８を回転させる。様々な態様において、電源は油圧式であってよい。

或いは、図１１乃至１３で示されるように、電力は、摺動コンダクタ２４８を通って、ガントリーの主電源からトラム２０２へ供給されてよい。摺動コンダクタ２４８は、バー２１６からトラム２０２の上方に向かって延び、トラスの上側横ビーム１２０内又は上に形成されたレールに沿って摺動し、上側ビームのレールから電力を受け取る。電力は、ワイヤ２４２により、電力ボックス２０５の駆動システム構成要素へ送られる。

トラムサブアセンブリ駆動ホイール２１２は、鋼鉄製であって、ガントリーサブアセンブリ１００の下側横バー１２０にあるトラス１０２のレール１３０上を進むように配置されることが好ましい。レール１３０は、鋼鉄で作られて、摩擦をできるだけ大きくし、スリップ力とラッキング力（racking force）の両方をできるだけ小さくしてよい。様々な態様では、図１０乃至１５に示すように、２つのトラム支持ホイール２５４は、スリーブ２６４を介して接続ロッド２８８に装着されてよい。支持ホイール２５４はフォロアホイールであり、ガントリーサブアセンブリホイール１５２と類似している。トラム２０２の各側に、１つの支持ホイール２５４が、駆動ホイール２１２と共に配置されており、駆動システム２０６により動力付与されて、トラム２０２とその構成要素が第２のＸ軸動作経路に沿ってトラス１０２にかけて横方向に移動する際に、支持ホイール２５４は、トラムサブアセンブリ２００の構成要素をレール１３０上で支持する。様々な態様において、支持ホイール２５４は、アイドラーフィードバック（idler feedback）として働くようにエンコードされてよく、蓄積したスリップ又はラッキングを経時的に追跡できることで、必要に応じてソフトウェアのアクティブな修正を行えるようになる。

テンションホイール２７２が、トラスレール１３０の下側と揃えられるようにトラム２０２の各側に１つずつ配置されてよい。テンションホイール２７２は、その中央にて枢動バー２８４の一端と接続される。枢動バー２８４はピボットピン２８６でブラケット２７４に装着されており、ブラケット２７４は作動サブアセンブリ３００のためのフレームの一部に装着されている。ばね３３６又はその他の付勢部材は、各ブラケット２７４に収容されており、ラケット２７４の頂部と接触して、ホイール２７２がレール１３０と接するように付勢する。ばね及び枢動構成要素により、ホイール２７２がレール１３０の下側に沿って移動する際に、テンションホイール２７２の自動調整が可能にされている。テンションホイール２７２は、トラム２０２がレール１３０をスキップすることを防ぐ。

トラムの電子機器は、装置１０の操作に必要な電子機器及びプロセッサを含む、１又は複数の電子機器ハウジング又はボックス２０４及びボックス２０５を備えてよい。図示されたトラム２０２の実施形態において、ボックス２０４及びボックス２０５は、互いに離間しており、以下で詳述するが、Ｚ軸アクチュエータ３０６が、トラム２０２のＹ軸に沿って自由に移動するための空間を提供する。

様々な態様において、ボックス２０４は、一般的な構成要素を含んでおり、例えば、ガントリーサブアセンブリコンピュータ１９０及び無線又はその他の受信機や通信構成要素のマスタとして機能する中央処理ユニット又はトラムコンピュータと、トラムコンピュータ及びセンサ用の電力変換電子機器と、イーサネットスイッチと、センサインターフェース電子機器とを含んでよい。ボックス２０５は、駆動構成要素用電子機器と、グリッパサブアセンブリ用の電力変換電子機器と、モータ駆動電源用の電力変換電子機器と、配電バスバーと、タイマー及びアクチュエータインターフェース用の中継器とを含んでよい。アンテナ２７０は、電子機器ボックス２０４及び電力ボックス２０５の各々に装着される。様々な態様において、各動作軸に対して１つの駆動電源があってよい。電力変換電子機器は、交流電流（ＡＣ）を受け入れて直流電流（ＤＣ）に変換し、これを、動作制御を行う動作制御増幅器と、必要に応じてより高い電流を印加する小型の動力電源の中継器とに供給する。例えば、動作制御増幅器は、トラム２０２が移動した距離と必要な電力とを判定するために、駆動ホイールモータエンコーダ及び従動ホイールエンコーダからのエンコーダフィードバックを読み取ってよい。モータへの電流は、所望の速度又は電圧出力の何れかを達成することにより調整できる。動作制御増幅器は、モータに必要な電力量を判定し、これに従い、従動ホイール及び駆動ホイールモータエンコーダとホール効果センサからの入力に応答して電力出力を調整する。動作制御増幅器は市販されており、任意の適切な増幅器であれば十分である。上記した、様々な電子機器及び電力の構成要素は市販されている。図示はされていないが、当業者であれば、本明細書に記載した様々な電子機器及び電力の構成要素並びにその他の要素が、装置１０に電力を提供することに使用できること、更に、効率的な操作又は組立てを容易にするために、構成要素は任意の適切な方法で、ボックス２０４及びボックス２０５に配置されてよく、また、単一の電子機器ボックスに収容されてよいことは、当業者であれば理解できるであろう。

トラム２０２がトラス１０２の端部に衝突する場合にトラム２０２及びその構成要素を保護するために、バンパーパッド３２６が、下側フレームバー２２０にてトラム２０２の各端部に配置されている。更なる安全性は、トラム２０２の両端に設けられた近接センサ３２８又は移動制限スイッチにより提供される。近接センサ３２８は、例えば、フレームバー２２０及びフレームバー２１８の隅にてブラケットに取り付けられてもよい。センサは、トラム２０２がトラス１０２の端部に近づいたのを感知し、トラム電子機器ボックス２０４に信号を送信して、トラム２０２が更に横方向に動くことを止めさせる。

トラムサブアセンブリ２００は知覚センサを更に含む。様々な態様では、知覚センサは、任意の適切な三次元知覚センサであってよく、当該知覚センサは、立体視覚、レーザスキャン、レーザ飛行時間、又は、三次元の景色を知覚し、伝達するためのデータを合成するためのその他の手段を利用する。知覚センサは、例えば、一対の立体視カメラ３４２を含んでよい。詳細な説明のために、知覚センサを立体視カメラ３４２として説明及び図示しているが、当業者はその他の三次元センサに代えられることを理解するだろう。

様々な態様では、少なくとも１つ、好ましくは２つ以上の立体視カメラ３４２、例えばＭｕｌｔｉＳｅｎｓｅ Ｓ７カメラが設けられてよい。例示的な立体カメラシステムは、係属中の米国公開特許出願第ＵＳ２０１６／０２２７１９３号に開示されている。

図３４を参照すると、図示した各カメラ３４２は、固定焦点距離レンズ３４８とライト３５０を有する２つの撮像装置を含んでおり、各ライトは、広範囲を照明するために、電球や発光ダイオード（ＬＥＤ）のような複数の光源を設けることが好ましい。加えて、又は代替的に、ガントリーサブアセンブリ１００或いはトラムサブアセンブリ２００に広範囲照明が装着されてもよい。知覚センサの電力は、電力変換電子機器のうちの１つから受け取られる。

知覚システムは、色を感知する機能を含んでもよい。色感知を追加することにより、ソフトウェアオブジェクティブ（software objective）がタイプの異なる鉄筋を特定できるようになる（例えば、緑色又は青色のエポキシ樹脂塗布された鉄筋５２，５４）。図３３乃至３４に示すように、第２立体カメラ３４２のような第２知覚センサを追加することで視野２９０及び２９２が拡大し、図３３に示すように、様々な態様において、重複フィールド２９４によって、対称的な鉄筋の特定が拡大する。この配置により、トラム２０２が作業現場１２の幅にわたって横方向に前後しても、グリッパアセンブリの動作のターゲット位置の各々を使用前に見ることが可能となる。２台のカメラ３４２を用いることで、視野２９０及び２９２が拡大し、位置の正確性が増加し、動作中における鉄筋の動きへの感受性が低下する。１つ以上のカメラ３４２を設けることにより、危険知覚の低下と経路計画によってシステムの信頼性が高まる。加えて、トラム２０２に強度可変ライトを追加することにより、任意選択的に夜間動作が可能となる。

＜作動サブアセンブリ＞
トラム２０２は、作動サブアセンブリ３００を搭載している。図１１乃至１３及び図１５で例示されているように、作動サブアセンブリ３００はＺ軸動作アクチュエータを含んでよく、これは直動アクチュエータ、デルタアクチュエータ、又は、平行運動アクチュエータであってよい。典型的な直動アクチュエータは、当該分野でよく知られているベルト駆動システム、油圧シリンダ、又は歯車機構を用いたものを含む。当業者は、任意の適切な公知の直線アクチュエータが使用されて、図面中で実質的に鉛直方向として示された、ほぼＺ軸に沿った第３経路に沿ってアクチュエータの動作を案内してよいことを理解するだろう。様々な態様において、作動サブアセンブリ３００は、トラム２０２に対してＹ軸に沿って移動することも可能であってもよい。これにより、ガントリーのＹ軸のみに沿って移動することで達成されるよりも更に優れた、作業現場１２のＹ軸上でグリッパを配置するための分解能が得られる。グリッパアーム及びグリッパは、図１１でＲと示された回転運動でＺ軸回りに回転してもよい。

作動サブアセンブリ３００は、鉛直フレーム部材３０２及び下側水平フレーム部材３０４を含むフレームを含む。鉛直フレーム部材３０２の頂部は、トラム２０２のフレーム部材２２０に溶接されてよく、或いは、作動サブアセンブリのフレームをトラム２０２に強固に連結するように適切な留め具又はその他のコネクタにより接続されてよい。Ｚ軸に沿った直線運動は、プーリーに結合したモータ及び歯車ボックスを有するベルト駆動アクチュエータ、又はボールねじリニアアクチュエータのような適切で公知の手段により達成されてもよい。図示されているように、摺動レール部材３０６は、固定されたＺ軸部材３０８に装着される。固定されたＺ軸部材３０８に装着されたＺ軸モータ３１０は、Ｚ軸に沿った第３経路に沿って上下する摺動レール部材３０６の動きの動力を与える。

様々な態様において、アクチュエータサブアセンブリ３００は、トラムＹ軸動作アクチュエータを含んでよい。固定レール３１２が２つの鉛直フレーム部材３０２に装着され、それらに跨がっている。Ｚ軸の固定部材３０８に装着された摺動プレート３１４は、固定レール３１２上で相補的な軌道を摺動するように構成されている。Ｙ軸モータ３１６は、エンドキャップ３２０にてＹ軸固定レール３１２の一端に装着される。モータ３１６は、レール３１２に沿った摺動プレート３１４及び固定Ｚ軸部材３０８のＹ軸方向の動きの動力を与える。Ｚ軸摺動レール３０６が固定部材３０８に接続されているため、レール３１２に沿ったトラムのＹ軸上でのプレート３１４及び固定部材３０８の前後の動きは、Ｚ軸レール３０６をトラムのＹ軸上で前後に移動させる。トラム２０２の電子機器ボックス２０４及び電子機器ボックス２０５の間の空間は、Ｚ軸レールがトラムＹ軸上を移動するための自由な空間を提供する。

回転（Ｚヨー（Ｙａｗ））運動Ｒ（図１１を参照）は、様々な態様において、摺動レール３０６の下端３２２に装着された回転モータ３１８によりもたらされる。ポスト３５８が、グリッパサブアセンブリ４００をＺ軸摺動レール３０６の下部３２２に接続してよい。或いは、Ｚ軸摺動レール３０６は、下端３２２にキャビティを有しており、当該キャビティがコネクタ３５８を受け入れて、グリッパサブアセンブリ４００が作動サブアセンブリ３００に接続されてよい。何れの構成においても、Ｚ軸摺動レール３０６がＺ軸を上下に移動する、又はトラムＹ軸を前後に移動すると、或いは、ポスト又はコネクタ３５８がＺ軸回りに回転すると、或いは、これらの動作の任意の組合せにより、グリッパアーム４７０は同一の方向へ移動する。Ｚ軸摺動レール３０６の下端３２２は、基準マーカーを含んでよい。

ライト３３２が下側フレームバー３０４に取り付けられて、鉄筋が配置されている場所を集中して照らしてよい。ライト３３２用の配線を収容するための配電ボックス３３４は、図１１及び図１３に示されている。

装置１０の様々な構成要素への電源及び通信源の接続の例示的な構成は、図４９のブロック図に示されている。トラムサブアセンブリのプロセッサ又はコンピュータは、例えば、カメラ３４２及びエンコーダへのイーサネット接続を介してセンサデータを受信する。トラムコンピュータは、そのセンサデータを使用して、動作コントローラに返信される動作コマンドを生成し、動作コントローラは、ガントリーサブアセンブリのモータ１８４、トラムサブアセンブリのモータ２２６、及び作動サブアセンブリのモータ３１０，３１６，３１８の動きを連係させてガントリーＹ、トラムＹ，Ｘ，Ｚ、及びＺヨー経路での動きを夫々実行して、装置１０を適切に配置する。トラムコンピュータはまた、動作コマンドを生成し、当該動作コマンドは、例えば、イーサネット接続、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）バス、又はデジタル信号により、グリッパサブアセンブリの受信機へ送信され、ソレノイド４５０のロック解除を実行する。

トラム２０２は、ガントリー及び／又は第２トラム２０２との通信のためのハードウェアを含む。これは、図４９で示されるＷｉ－Ｆｉ無線及びアンテナ２７０により、或いはＣＡＮ等のその他の有線又は無線通信を介して達成されてよい。トラムコンピュータは、イーサネットを介して知覚立体カメラ及び動作コントローラと直接通信する。動作コントローラは、動作コマンドをＸ，Ｙ，Ｚ、Ｙトラム、及びＺヨーのモータ制御の個々の車軸駆動に伝える。グリッパモジュールへの電力及び制御信号は、電子機器筐体から、車軸に沿ったケーブルを通じてグリッパアームへ配信される。例えば、様々な態様において、電力ケーブルは、ケーブルウェイ管理ガイド３２４に搭載されてもよい。

＜遠隔コントローラ＞
現場オペレータは、任意の適切な市販の又は特別に設計されたコントローラ３８０を使用して、装置１０及びサブアセンブリ１００、２００、３００、及び４００を遠隔制御してよく、例えば、コントローラ３８０は、屋外用、産業用、及び建築用の無線コントローラの広範な市場から選択された安全定格無線コントローラである。図３６に例示的なコントローラ３８０を示す。コントローラ３８０は、ガントリーとトラムサブアセンブリの動作を制御するためのハンドグリップ３９２及び複数のジョイスティック３８４と、エンドエフェクタ及びツールへの電力に目的の制御をするためのトグルスイッチ３９０とを含む。コンピュータにより中継されたデータ又はその他の情報を表示するためのスクリーン３９４を設けてよい。コントローラ３８０は、モード選択ノブ３９１によって、任意のサブアセンブリの限定された手動制御をトリガするために、又は、装置１０の自動動作を生じさせるために使用されてよい。装置は、緊急停止ボタン３９３を起動させることにより急停止されてよい。

コントローラ３８０は、非テザリング式（つまり無線式）又はバッテリー駆動式であってよい。コントローラ３８０は、遠隔緊急停止機能、手動ロボットモード制御（つまり、手動又は自動モード）、手動式軸ジョグ制御（つまり、３軸ジョイスティック（図示せず））を含んでよく、また、操作を容易化するために人間可読なステータス及び他のメッセージを表示する能力を有してよい。加えて、図３５に示すような別個の遠隔緊急停止コントローラ３８２が、オペレータや監督者のような作業現場１２の２次労働者により操作されてよい。緊急停止コントローラ３８２は、アンテナ３８８と、１つの緊急停止押しボタン３８６と、本体及びハンドグリップの組合せ３７８とを含んでよい。電子機器ボックス１６０又は２０４の一方の上にあるアンテナ２８２（例えば、図４を参照）が、コントローラ３８０，３８２との間で信号を送受信する。アンテナ２８２は、スレーブコンピュータ１９０及びトラムコンピュータの一方又は両方に配線されており、コントローラ３８０から手動制御信号を、コントローラ３８２から動作停止信号を読み出し、応答して、更に、人間可読な形式でスクリーン３９４に表示する状態データをコントローラ３８０に返信する。

＜ソフトウェアシステム＞
装置１０は、様々な態様において、サブアセンブリの機能を動作制御するためのソフトウェアシステムを含んでよい。図４５を参照すると、ソフトウェアコンポーネント図表が、３×３のグリッドで示されている。グリッドの各レイヤーは、時間スケールの違いを表し、様々な態様においては、プラットフォームの違いも表す。各レイヤーは、外部入力（例えば、センサ、人為的な入力、又はデータベース）及び出力（例えば、アクチュエータ、人間可読な表示、又はデータログ）を有してよい。戦略的計画レイヤーは、大部分がオフラインであって、例えばＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）ベースであり、実行シーケンスにおける各「役割」（例えば、キャリア、プレイサー、アシスタントプレイサー等）について計画をブレイクダウンすることによって、人間可読な橋梁計画及び作業現場１２の基準マーカー７０の実測値を、ソフトウェア及び装置１０の構成要素が処理できる計画に変えることを含む。戦術実行レイヤーは、ロボット構成要素の大半を有し、感知、モデル、アクションサイクルを経る。このレイヤーの構成要素は、通常約１０Ｈｚで動作する。動作制御レイヤーは高帯域幅のアクチュエータ制御のほとんどを担い、専用のハードリアルタイムハードウェア上で５０Ｈｚ乃至１０００Ｈｚで動作して、実際に装置１０を動かす。多くの場合、異なるレイヤーは異なるコンピューティングプラットフォームを意味するので、レイヤーとレイヤーとの間で伝達される情報は通常限定され、構造化されている。例えば、戦術レイヤーはＬＩＮＵＸオペレーティングシステム上で作動するＲＯＳを使用してよく、動作制御レイヤーは、Ｔｒｉｏモータコントローラであって、異なるオペレーティングシステム間及び／又は異なるレイヤーのコンピュータ言語間での通信に所定のネットワーク又はインターフェースを用いてよい。しかしながら、レイヤー内で情報がどのように流れるかについて設計上の制約はない。ソフトウェア設計の当業者は、レイヤー内とレイヤー間の情報フローは、任意の適切な方法で十分であることを理解するであろう。

更に、システム構成要素は、図の縦方向に、感知、モデリング、実行機能に分けて表されている。この分類は単に情報を提供するものであり、レイヤーの構成要素に何らかの制限や構造を課すものではない。「典型的な」データの流れは、左から右へ、感知から実行への流れである。実際には、レイヤーの中の全てのものが、他の任意のものと通信する可能性がある。「逆」の情報フローが必要な場合もある。即ち、作業現場の現在のモデルによって、又は実行されている現在のアクションによって、感知が指示され、又はパラメータ化される場合である。更に、システムモジュールはカテゴリーを横断することができる。例えば、マッピングモジュールは未処理のセンサ入力を直接処理し統合しながら、世界のグローバルモデルを構築する。

図４５は、左から右へ向かって、システムへの情報入力からシステムの出力までを図示している。図４５はまた、装置構成要素の現実世界での動きをリストしてグリッドの下部にまとめて、システムによって実行される各機能において具現化される概念を示している。初めに、例えば、道路、橋梁デッキ、又はその他の表面建設用の既知の工学的要件に基づいて建設計画を立てるため（戦略的事前計画）、作業現場１２を調査してマーカー（図４３に示す基準マーカー７０等）を配置する、及び／又は、マーカー間の距離を測定するため（感知）、測定値を建設計画と相関させるため（モデリング）、そして、ＵＳＢドライブ又は他の電子ソースからのダウンロードのような適切な既知の方法で計画を装置１０のシステムソフトウェアに入力するために、人による入力が必要とされる。このレイヤーの出力は、装置１０の運転において種々の戦術的構成要素が果たすべき一連の戦略的目標及び役割割当である（実行）。戦略レイヤーは、（非常に低い帯域幅で）装置１０の進捗をモニターするためのツールをユーザに提供し、計画の戦略的な実行の際に直面する予期せぬ問題に対して、ユーザが、調整された新しい戦略的計画を立てることを可能にする。

次のレベルの「戦略的実行」では、建設計画が、装置１０の構成要素の構造と予想される互いに対する位置及び方向（即ち、ポーズ）とに関するデータと共に、システムに入力され、ソフトウェアシステムに伝達される。様々な態様において、人間オペレータ制御ユニット入力、視覚センサからの入力、及びＬＩＤＡＲセンサからの入力のような装置センサからの更なる入力があってよい。ＬＩＤＡＲセンサは、市販のセンサであり、パルスレーザの形式で光を用いて可変の距離を測定する。パルスは、他のデータと組み合わされて、表面特性についての正確な三次元情報を生成する。感知機能は、例えばカメラ３４２又は他の画像データ源を用いて作業現場１２及び装置構成要素の一部（摺動レール３０６の底部３２２等）に配置された基準マーカー７０を見つけて、そのデータを、表面推定、鉄筋の位置の決定及び確認、障害物の検知、及び知覚診断のために用いてよい。感知データは、モデリング機能（位置特定及びマッピング等）と、装置１０の種々の構成要素（グリッパ４０２及びグリッパアーム４７０、トラム２０２及びガントリートラス１０２等）の作業現場１２に対するポーズの推定と、保存された構成要素の構造及び配置図に照らして予想されたものと異なる故障や障害物を検知する故障監視とに使用されてよい。例えば、上記の立体カメラ３４２等の知覚センサは、鉄筋マット５０（又は目的となる他の作業現場）及び基準マーカー７０を知覚して位置を計算する。図４３に示すように、カメラは、マーカー７０から位置信号７２を受信し、画像データをカメラからマスターコンピュータに送って、マガジン１４、マガジンの中の鉄筋セグメント５２，５４、目的のマット５０を検知し、所望の間隔が維持されるような鉄筋の配置位置を特定することができる。

任意の時点で実行される動作、例えば、鉄筋マット５０の形成において、鉄筋を持ち上げてこれを特定の配置場所に運搬する等の動作は、実行モジュールによって調整される。実行モジュールは、オペレータ制御ユニット（ＯＣＵ）を用いて現場のシステムと対話する人間オペレータの綿密な管理に基づいて、安全なシステム運用を維持する間中、感知された作業現場のモデル、及び、システムの感知された作業現場に対する関係を、計画の戦略的目的と組み合わせて、任意の特定の時点においてシステムが何をすべきかを正確に戦略的に決定する。実行モジュールは、種々の特別な計画構成要素を用いて戦略的目的を達成する。例えば、配置計画モジュールは、実行モジュールが次の配置に必要となる鉄筋のタイプを決定するのを助け、計画の実際の進捗から判断してそれを配置する最適な位置を決定する。これに加えて、障害物回避モジュールが含まれてよく、このモジュールは、モデリング構成要素によって構築された環境の詳細な３Ｄマップを用いて、鉄筋マット５０の上方に突出する障害物があるか否かを判断する。障害物回避モジュールは、装置１０の任意の構成要素について所定の動作の軌道を変えることができ、単に軌道を変えるだけでは物体を避けるのに不十分であると判断される場合には、システムは、装置１０の進行を停止し、ＯＣＵを用いた人間の介入を要求することができる。

システムは、動作及び進捗の統計を収集し、当該統計は、作業完了後に分析されてよく、又は、条件や優先順位の変化に応じて戦略的橋梁計画を修正するために管理者にフィードバックされてよい。更に、戦略的実行レイヤーからのより詳しいデータログが後の分析のために保存されてよい。

システムの動作制御レイヤーにおいて、動作制御を支援するために、ガントリー従動ホイール１５２及びキャリア従動ホイール２５４、並びにジョイントなどに設けられたエンコーダと、グリッパアーム４７０及びグリッパジョイントに設けられたトルクセンサと、温度センサとが用いられてよい。感知機能はセンサからデータ入力を読み取り、モデリング機能は、入力を組み合わせてデータを統合及び選別して、Ｘ、Ｙ及びＺ、Ｙトラム軸、並びにＺヨーの任意の軸における装置の各構成要素の移動状態又はそこからの逸脱を算出し、動作中の任意の時点における、グリッパ４０２等のエンドエフェクタの位置を推定する。このようにして作成されたモデルは、関連する全ての構成要素について動作軸を連係させて制御するため、及び、グリッパサブアセンブリ４００を制御するために用いられる。関連する構成要素に信号が出力されて、建設計画の完成に必要なステップを実行するための動作が行われる。

ガントリーステアリングモジュールを使用して、スクリードレール５８の直近の曲率に追随するようにガントリー脚１０４の駆動速度が調整されてよい。ガントリーサブアセンブリ１００の各側は独立に駆動されてよい。これは、各レール５８の相対的な曲率を検知するレール追随センサ（図示しないが、任意選択的に従動ホイール１５２に配置される）によって指示されてよい。これに加えて、又は代替的に、ガントリーサブアセンブリ１００の前方に向けてカメラが設けられて、レール５８の曲率又は他のマーカーの画像が事前に提供されてよい。事前の画像データは、管理者に報告され、計画生成モジュールと連係して、モジュールを介した駆動モータ１８４への動作制御指示が調整されて、各駆動モータ１８４ごとに異なる動作が実現される。曲線の外側にあるトラス１０２の一方の側の駆動ホイール１５０の移動距離は、曲線の内側にあるトラス１０２の他方の側の駆動ホイール１５０の移動距離よりも大きい。ソフトウェアは、鉄筋ラインとレールラインとの違いを見分け、レールの曲率を正確に特定して計算するように記述されている。

或いは、レーザーパルスを送り、フィードバックを受けて、データを管理者に通信して上記の方法で動作制御指示を調整するために、脚１０４、又は、トラス１０２若しくは支持フレーム１０６の前面部分にＴｏＦカメラが装着されてよい。

別の実施形態では、知覚センサを用いてレール曲率が観察されてよい。立体カメラ３４２等のセンサは、その視界内の画像を知覚サブシステムモジュールに通信し、当該モジュールは、様々な態様において、本明細書で説明したアルゴリズムを用いて視界内の線及び角度を認識し、それらの画像を、長手方向の鉄筋５２のラインについてグリッドマップデータと比較する。少しずつ移動させることで、変化する曲率を測定することができる。鉄筋はスクリードレールに追従しているので、長手方向の鉄筋ラインの曲率はスクリードレール５８の曲率に近いものになることが推測される。これらの変化を利用して、動作制御サブシステムモジュールからガントリー脚１０４の駆動モータ１８４及び駆動ホイール１５０への動作指示が調整されてよい。グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）を用いて、鉄筋に対するガントリートラスの位置が調整されてよい。

使用中、立体カメラ３４２の各対は、一方が２９０をカバーし、他方が２９２をカバーする同期した一対の画像を取り込み、この画像データをビデオプロセッサを介して送信し、ビデオプロセッサは、データに三角測量を施し、各ステレオペアについて対象位置及びその周囲の三次元（３Ｄ）レンジ画像を構築する。レンジ画像の各行及び列の要素は、センサからその地点までの距離を測る。レンジ画像は、主に２つの目的で処理される。第１の目的は、鉄筋セグメントの３Ｄ位置及び方向を抽出してマガジンからの拾い上げをガイドし、適切な配置間隔を案内すること、第２の目的は、カメラの視界にある領域のエレベーションマップを作成することである。

鉄筋セグメントの抽出は、立体カメラによって提供されるレンジ画像を取得し、適切に調整されたエッジフィルタをレンジ画像に適用して、得られたエッジ画像にハフ変換ライン検出アルゴリズムを用いることによって行われてよい。ハフ変換は当業者に周知であって、ポール・ハフ（Ｐａｕｌ Ｈｏｕｇｈ）による研究（米国特許第３，０６９，６５４号を参照）に由来しており、任意形状の位置を特定するべく発展されており（Ｄｕｄａ，Ｒ．Ｏ及びＰ．Ｅ．Ｈａｒｔ著 “Ｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｈｏｕｇｈ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｏ Ｄｅｔｅｃｔ Ｌｉｎｅｓ ａｎｄ Ｃｕｒｖｅｓ ｉｎ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ，”Ｃｏｍｍ．ＡＣＭ，Ｖｏｌ．１５，ｐｐ．１１－１５（Ｊａｎｕａｒｙ，１９７２）を参照）、後にコンピュータビジョンに応用されている（Ｄ．Ｈ．Ｂａｌｌａｒｄ，“Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｉｎｇ ｔｈｅ Ｈｏｕｇｈ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｔｏ Ｄｅｔｅｃｔ Ａｒｂｉｔｒａｒｙ Ｓｈａｐｅｓ”，Ｐａｔｔｅｒｎ Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ，Ｖｏｌ．１３，Ｎｏ．２，ｐ．１１１－１２２，１９８１を参照）。大まかに述べると、これは、画像分析、コンピュータビジョン、及びデジタル画像処理において用いられる特徴抽出技術である。

エレベーションマップは、レンジ画像の各地点を、世界基準系における２ＤのＸ，Ｙ地点の高度に変換することによって構築されてよい。次に、各地点の高度は、カメラの下にある目が粗い２ＤのＸ－Ｙグリッドのセルに挿入されてよく、これらの地点の統計的ロバスト解析を行い、予想される各セル表面の最大高度を算出することができる。得られたエレベーションマップは、システムが回避する障害物を決定するために直接使用されてよく、また、予想される平均的平面をカメラの下に設けるために用いられてよく、当該平面は、鉄筋セグメント抽出に基づくハフ変換に焦点を置いて検証するために用いられてよく、これによって、鉄筋の検出は、ロバストな動作のための如何なる事前較正ステップも必要としなくなる。

カメラ画像データは、ハフアルゴリズム及び他の適切なコンピュータビジョン処理アルゴリズムを実行するためのモジュールを含む知覚システムソフトウェアが配置されているコンピュータ、例えばトラムマスターコンピュータに送られる。ハフ変換及びエレベーションマップアキュムレータが例示的な方法として記載されているが、当業者は、他のアルゴリズムを用いて、三次元入力から鉄筋セグメントを特定して、カメラの下の面を特徴付けることができることを理解するであろう。

カメラ３４２からの未加工カメラ画像データが用いられて、ロボット構成要素の実際の位置のモデルが構築される。例えば、基準マーカーは、時折立体センサ３４２の視界に入るように、グリッパサブアセンブリ４００のアーム４７０に装着されてよい。これらが視界にあると、基準マーカーの位置及び方向が画像から抽出されて、カメラに対するアーム４７０の相対位置が確定される。故に、システムはアーム４７０の実際のポーズ（即ち、位置及び方向）を経時的に正確に追跡することができ、設置のばらつきや制御不能な機械コンプライアンスの原因を説明することができる。基本的に、システムは連続的に自己較正を行うことで、動作前の較正ステップの必要性を排除し、システムを明らかに再較正する必要なくグリッパアーム及びカメラを入れ替えることを容易にし、システムがグリッパアーム４７０のエフェクタ、領域、そのセンサ間の実際の関係を常に感知していることを知っているので、ジョイントにおける機械的で制御されないコンプライアンスの使用を促す。

システムは、経時的に情報を蓄積し、領域及び領域に関連付けられた種々の構成要素の位置の正確な３Ｄモデルを作成する。ＳＬＡＭ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ）のプロセスは当業者に周知である。この実施形態では、ＳＬＡＭプロセスが立体カメラ３４２からのリアルタイム情報と、ガントリー及びトラムからのオドメトリ（odometry）と、ガントリー脚１０４に装着された安全レーザースキャナからの情報とを組み合わせて、領域及びシステムの比較的正確で最新の３Ｄモデルを構築してよい。橋梁の形状に関する先験的な情報を、知覚システムが感知して位置を特定できるＧＰＳ又は測量された基準マーカーと組み合わせて用いることによって、領域及び半自律装置１０の絶対的に正確で最新の３Ｄモデルが得られ、それを、グローバルベースの戦略的な動作計画と共に用いることで、どの鉄筋セグメントをどこに配置するかについて、瞬時に適切な戦術的動作を実行することができる。

＜例示的動作＞
半自律装置１０を作業現場で使用するために設定する際の最初のステップは、ガントリートラス１０２の高さ及びスパンの調整であってよい。作業現場１２にかかるトラス１０２の高さは、脚１０４及び支持フレーム１０６でブラケット１０８の位置を調整することによって調整されてよい。トラス１０２のスパンは、作動サブアセンブリ３００が格納位置にある状態で、トラム２０２が作業現場１２の表面上の如何なる障害物にも衝突せずにマット５０の全幅を横断できるように、必要な数のトラスモジュール１１８を整列させることによって手動で調整されてよい。

グリッパサブアセンブリ４００に関して前述したように、典型的にはクレーン３２、又は重くて扱いにくい物を持ち上げて移動するための他の適切な機材によって、鉄筋５２，５４の大量のストックがストックパイル３０から移動され、マガジン１４又はこれに相当するコンテナに配置される。作業に必要な適切なサイズの鉄筋で満たされたマガジン１４は、上記のように、装置１０によって作業現場１２に近づくように移動される。マガジン１４の適切な位置は、鉄筋が配置される位置に隣接していてよく、マガジン１４の鉄筋の長軸は、鉄筋５２又は５４が鉄筋マット５０に配置される方向に対して概ね平行である。

図１乃至３は、作業現場１２のＹ軸の面に沿って、長手方向経路に沿って鉄筋５２を配置する装置１０の配置を示す。この配置では、グリッパアセンブリ４００のアーム４７０は、Ｙ軸の面に沿って長手方向経路の方向に向いている。図４０は、鉄筋が、作業現場１２のＸ軸の面に沿って、横向きに置かれている構成を示す。この構成では、グリッパサブアセンブリのアーム４７０が回転し、アームセクション４７０及びグリッパ４０２が装置１０の横軸に沿って揃えられる。何れの構成においても、グリッパ４０２は鉄筋まで下げられ、図２５Ａ乃至２５Ｆに示す上記のグリッパシーケンスを用いてマガジン１４から鉄筋を掴み、上記の作動サブアセンブリ３００の直線動作を用いて鉄筋を持ち上げ、予めインストールされた建設計画に従って、選択された鉄筋５２又は５４を鉄筋マット５０の所望の位置に運搬する。運搬は、トラム２０２をガントリートラス１０２に沿って適正な位置に移動させ、鉄筋を下げて開放することによって行われる。これは、作動サブアセンブリ３００の直線動作を用い、そして、ソレノイド４５０を作動させて、グリッパフィンガー４０４のロックを解除し、プランジャ４５２を後退させ、フィンガー４０４を開いて鉄筋５２又は５４を開放することで、鉄筋を下げて開放することによって行われる。

１つの装置１０によって安全に運ぶことができる鉄筋の長さを決定するため、そして、片持ちされた又は吊り下げられた鉄筋のスパンに使用中に発生するであろう垂れの量を知るために、試験を行った。図４６及び図４７を参照すると、垂れ試験は、サイズが♯４，♯５，♯６，♯７，及び♯８である、５０フィートのバーについて行った。例えば、♯４の鉄筋は直径が０．５インチであり、バーのサイズ番号の整数が増加するごとに、直径が１／８インチ増加する。従って、♯５の鉄筋は直径が５／８インチであり、♯８の鉄筋は直径が１インチである。各バーは、１６フィートの間隔（Ｂ）をあけて配置された２つの８フィートの支持構造物上に置かれ、バーの９フィートは各支持の外側端部から突出している（（Ａ）及び（Ｃ））。図４７の表は、各バーサイズについて、試験設定の区間Ｂの垂れ、及び、区間ＡとＣの垂れの平均値をインチで示したものである。♯４のバーについては、区間Ｂにてバーの中央は３インチ垂れて、９フィートの各端部は平均で１９インチ垂れた。♯８のバーについては、区間Ｂにてバーの中央は１インチ垂れて、９フィートの各端部は平均で１０インチ垂れた。

片持ち状態でのバーの垂れを測定する試験については、サイズが♯３から♯８であって、片持ち部分の長さが２乃至１６フィートの鉄筋を用いた。固定された端部が平らであることを確実にするために、各バーは４８インチの水平な支持物にクランプされた。図４８の表は、バーのサイズ及び長さごとに、垂れをインチで示したものである。例えば、２フィートの片持ち端部を有する♯３のバーは全く垂れなかったが、８フィートの片持ち端部を有する♯３のバーは１８．７５インチ垂れた。２フィートの片持ち端部は、♯４バーで僅かに０．８７５インチ垂れたことを除いて、ほとんどのバーで垂れなかった。４フィートの片持ち端部を有する♯８バーは０．５インチ垂れ、１４フィートの片持ち端部を有する♯８バーは２６．５インチ垂れた。垂れの量が最も大きかったのは、１０フィートの♯４バーでの３０インチであり、１４フィートの♯７バーでの３０．２５インチであった。

垂れ試験の結果から、ある状況においては、より長い鉄筋を安全に運搬し配置するためには、１つの装置１０に２つのグリッパサブアセンブリ４００を設けるか、又は、２つの装置１０を設けるのが最適であると考えられる。２つの装置１０を用いて長い鉄筋を長手方向に配置する構成を図３７乃至３９に示す。２つのガントリーは、１つの駆動ガントリーが機械的リンク部品４０によって受動ガントリーを押す（又は引っ張る）受動型、又は、両方のガントリーの駆動モータが機械的に又は無線でリンクしている協調型等、様々な方法で連係してよい。機械的にリンクしたガントリーは、２つのガントリーを接続し、それらの間の連係動作を支援する、固定式又は関節式の機械的リンク部品４０を含んでよい。機械的に結合されたガントリーシステムにおいては、ガントリーは、例えばＣＡＮ、直列リンク（ＲＳ－２３２／４８５／４２２等）、イーサネット、イーサキャット、又は他の有線通信プロトコル等の有線リンクによって、互いに通信できる。

無線リンクされたガントリーは、無線ラジオリンクによって互いに動作を連係させる２つのガントリーを含んでよい。この場合、１つの主たるガントリーが動作計画コマンドを作成し、それらを従たるガントリーに送信する。主たるガントリーは、（センサを通して）従たるガントリーを観察することによって、又は、従たるガントリーがその位置を報告することによって、従たるガントリーの位置を確認する。無線接続されたガントリーシステムでは、ガントリーは、（Ｗｉ－Ｆｉ ８０２．１１ ｂ／ｇ／ｎ若しくは無線ＣＡＮ、又はその他の）無線ラジオリンクによって通信できる。

各ガントリーは、そのトラム又は複数のトラムと無線又は有線通信によって通信する必要があるだろう。無線通信は、スタンダードＷｉ－Ｆｉ（８０２．１１ ｂ／ｇ／ｎ）、又は他の専用の無線ネットワーク（例えば、無線ＣＡＮ）を用いてよい。有線通信には、導体レールを通して、又はフェストンケーブルを介して、ＲＳ－４８５又は同様なものを用いてよい。

２つのグリッパアセンブリ４００を有する１つの装置１０を用いる装置１０の構成を、図４１乃至４２に示す。２つのグリッパアセンブリは、別個のトラム２０２から吊り下げられ、各トラムは、１つのトラス１０２のレールに乗っている。この構成では、グリッパが回転し、より長い鉄筋を持ち上げて、作業現場１２のＸ軸の面に沿った横向きの経路に運搬して配置する。より長いセクションの鉄筋を支持するために、１つの大きなマガジン１４又は２つのマガジン１４が提供されてよい。

半自律装置、サブアセンブリ、システム及びサブシステムについて、限定ではなく全ての態様において例証的であることを意図する幾つかの実施例に従って説明された。故に、本発明は、詳細な実施において多くの変形が可能であり、それらが、本明細書に含まれる説明から当業者によって導き出すことができる。

様々な態様において、本明細書に記載した装置は以下を含む：（ｉ）使用時に作業現場の選択された部分にかかるブリッジ部材と、作業現場の選択された部分の第１経路に沿ってガントリーの移動を実行するガントリー駆動システムとを備える、ガントリーサブアセンブリ；（ｉｉ）ガントリーサブアセンブリに移動可能に装着されており、トラムと、ブリッジ部材のスパンに沿った第２経路に沿ってトラムの移動を実行するトラム駆動システムとを備えるトラムサブアセンブリ；（ｉｉｉ）トラムサブアセンブリに装着されており、動作アクチュエータと、アクチュエータ駆動システムとを備える作動サブアセンブリであって、アクチュエータ駆動システムが、第２経路に略垂直な第３経路に沿った移動と、第１経路に平行な経路上の直線的な移動と、第３経路の軸回りの回転移動とを実行する、作動サブアセンブリ；（ｉｖ）作動サブアセンブリの動作アクチュエータから吊り下げられて、これと共に移動可能なグリッパサブアセンブリであって、グリッパサブアセンブリは、動作アクチュエータから吊り下げられたアームと、アームから吊り下げられて物体を把持し解放する複数のグリッパとを備えており、各グリッパは、部分的に閉じて離間して互いに向けて付勢されている少なくとも一対の関節動作可能なフィンガーと、少なくとも一対のフィンガーを開閉するためのフィンガー作動部材とを備える、グリッパサブアセンブリ；（ｖ）感知機能、モデリング機能、及び実行機能を備える自律制御システムであって、感知機能は、感知信号を受信し、少なくともモデリング機能へ感知信号を伝達し、モデリング機能は、少なくとも、少なくとも１つのグリッパの作業現場に対する位置を動的に計算し、ポーズの計算結果を作業現場の複数の物体の配置計画マップと連係させて連係計算結果を生成し、連係計算結果を実行機能へと伝達し、実行機能は、第１経路、第２経路、第３経路、平行経路、及び回転軸の１又は複数に沿った連係した動きのために、ガントリー駆動システム、トラム駆動システム、及びアクチュエータ駆動システムの１又は複数に動作信号を送って、複数の物体の持ち上げ、運搬、及び配置のうちの１又は複数を行うためにグリッパサブアセンブリを配置する。

第１経路は、直線的であってよく、及び／又は非直線的であってよい。動作アクチュエータは、直動アクチュエータ、デルタアクチュエータ、平行運動アクチュエータ、及びこれらの組合せからなる群から選択されるのが好ましい。動作アクチュエータは、直動アクチュエータである場合には、ベルト駆動システム、水圧シリンダ、空気圧システム、電磁システム、歯車機構、及びこれらの組合せからなる群から選択されてよい。

装置は、トラム又はガントリーの一方に装着されて、通信のためにコンピュータに接続された知覚センサを更に含んでよく、当該知覚センサは、作業現場の画像データを処理のために取得してコンピュータに送るために配置される。

装置は、ガントリー、トラム、作動アセンブリ及びグリッパサブアセンブリの１又は複数について手動又は自動制御の１つを選択するための制御システムに無線通信するための遠隔コントローラを更に含んでよい。

本明細書中で述べられた実施形態は、開示された本発明の様々な実施形態の様々な詳細の例証的な特徴を提供するものとして理解される。従って、特に指定がない限り、可能な範囲で、開示された発明の範囲から逸脱することなく、開示された実施形態の１つ以上の特徴、要素、構成要素、成分、構造、モジュール、及び／又は態様を、開示された実施形態の１つ以上のその他の特徴、要素、構成要素、成分、構造、モジュール、及び／又は態様と、又はそれらに対して、組み合わせ、分離し、相互交換し、及び／又は再編成してよいと理解されるべきである。従って、当業者は、本発明の範囲から逸脱せずに、あらゆる例示的な実施形態の様々な代替、変更、組合せを行えると理解される。加えて、当業者は、本明細書を検討することで、本明細書の開示の様々な実施形態への多数の均等物を認識すること、又は、慣例の実験のみを用いて確かめることができるだろう。そのため、本発明は様々な実施形態の記載によってではなく、特許請求の範囲によって限定される。

本明細書で述べられた全ての特許、特許出願、公報、又はその他の開示資料は、参照されることで個々の文献が明確に組み込まれているかのように、それらの全体が参照により本明細書の一部となる。参照により本明細書の一部となると述べられた全ての文献、資料、又はそれらの一部は、本開示で述べられた既存の定義、記載、又はその他の開示資料と矛盾しない範囲でのみ本明細書の一部となる。そのため、必要な範囲で、本明細書に記載されている開示内容は、参照により本明細書の一部となる矛盾する事項に優先し、本願明細書に明示的に記載されている開示内容が支配する。

Claims (37)

1. ガントリーサブアセンブリであって、（ｉ）使用時に作業現場の選択された部分に横方向にかかるブリッジ部材と、（ｉｉ）前記作業現場の選択された部分の第１経路に沿って前記ガントリーサブアセンブリを移動させるガントリー駆動システムとを備えるガントリーサブアセンブリと、
   前記ガントリーサブアセンブリに移動可能に装着されたトラムサブアセンブリであって、（ｉ）トラムと、（ｉｉ）前記ブリッジ部材のスパンに沿った第２経路に沿って前記トラムを移動させるトラム駆動システムとを備えるトラムサブアセンブリと、
   前記トラムサブアセンブリに装着された作動サブアセンブリであって、（ｉ）動作アクチュエータと、（ｉｉ）前記第２経路に対して略垂直な第３経路に沿った移動を実行するアクチュエータ駆動システムとを備える作動サブアセンブリと、
   前記作動サブアセンブリの前記動作アクチュエータから吊り下げられ、前記動作アクチュエータと共に移動可能なグリッパサブアセンブリであって、前記グリッパサブアセンブリは、物体を掴む及び解放するための少なくとも１つのグリッパを備える、グリッパサブアセンブリと、
   （ｉ）感知機能、（ｉｉ）モデリング機能、及び（ｉｉｉ）実行機能を備える制御システムと、
   を備えたアセンブリにおいて、
   前記感知機能は、感知信号を受信して、前記感知信号を少なくとも前記モデリング機能に伝達し、
   前記モデリング機能は、少なくとも前記作業現場に対する前記少なくとも１つのグリッパのポーズを動的に計算し、前記ポーズの計算結果を前記作業現場に複数の物体を配置する計画と連係させて連係計算結果を生成し、前記連係計算結果を前記実行機能に伝達し、
   前記実行機能は、前記ガントリー駆動システム、前記トラム駆動システム、及び前記アクチュエータ駆動システムの１又は複数に夫々、前記第１経路、前記第２経路、及び前記第３経路の１又は複数に沿った連係動作のために動作信号を伝達し、前記複数の物体の持ち上げ、運搬、及び配置の１又は複数のために前記グリッパサブアセンブリを配置する、アセンブリ。
2. 前記作動サブアセンブリは、
   前記グリッパサブアセンブリを前記第３経路の軸回りで回転させるために、前記グリッパサブアセンブリに動作可能に接続された回転動作アクチュエータを更に備える、請求項１に記載のアセンブリ。
3. 前記作業現場の事前計測を行わなかった場合に、前記作業現場における関連物体の三次元のポーズを感知しマッピングするための少なくとも一対の立体カメラを更に備える、請求項１に記載のアセンブリ。
4. 前記感知機能が画像データ源から感知信号を受信し、前記作業現場と前記ガントリーサブアセンブリ、前記トラムサブアセンブリ、前記作動サブアセンブリ及び前記グリッパサブアセンブリの１又は複数の一部とに事前に配置されたマーカーを検出して、感知データを生成する、請求項１に記載のアセンブリ。
5. 作業現場において互いに実質的に隣接して平行に離間して配置される２つのアセンブリを有しており、各アセンブリは、前記ガントリーサブアセンブリ、前記トラムサブアセンブリ、前記作動サブアセンブリ、前記グリッパサブアセンブリ、及び前記制御システムを備えており、有線又は無線接続によって動作可能にリンクされ、前記第１経路、前記第２経路、前記第３経路の１又は複数に沿った各アセンブリの連係動作を夫々同期し、前記複数の物体の持ち上げ、運搬、及び配置の１又は複数のために前記グリッパサブアセンブリを配置する、請求項１に記載のアセンブリ。
6. 前記アセンブリは、前記ガントリーサブアセンブリの前記ブリッジ部材に装着された少なくとも２つのトラムサブアセンブリを備えており、各トラムサブアセンブリは、それに装着された１つの作動サブアセンブリを有しており、各作動サブアセンブリは、そこから吊り下げられた１つのグリッパサブアセンブリを有しており、前記制御システムは、（ｉ）各トラムサブアセンブリの動作を前記第２経路に沿って連係させ、（ｉｉ）各作動サブアセンブリの動作を前記第３経路に沿って連係させ、前記複数の物体の連係された持ち上げ、運搬、及び配置の１又は複数のために各グリッパサブアセンブリを配置する、請求項１に記載のアセンブリ。
7. 前記作動サブアセンブリは、
   前記グリッパサブアセンブリを、第４経路に沿って、前記第２経路と同じ方向に前記トラムサブアセンブリに対して移動させる第２動作アクチュエータを更に備える、請求項１に記載のアセンブリ。
8. 前記作動サブアセンブリは、
   前記グリッパサブアセンブリを前記第３経路の軸回りで回転させるために、前記グリッパサブアセンブリに動作可能に接続された回転動作アクチュエータを更に備える、請求項７に記載のアセンブリ。
9. 前記グリッパサブアセンブリは、
   前記動作アクチュエータから吊り下げられたアームと、
   前記アームから吊り下げられた複数のグリッパと、
   を備える、請求項１に記載のアセンブリ。
10. 前記動作アクチュエータから前記アームが吊り下げられるためのコネクタと、
    前記コネクタを前記第３経路の軸回りで回転させるモータと、
    を更に備える、請求項９に記載のアセンブリ。
11. 各グリッパは、
    部分的に閉じて離間して互いに向けて付勢されている少なくとも一対の関節運動（articulatable）可能なフィンガーと、
    前記少なくとも一対のフィンガーを開閉するためのフィンガー作動部材と、
    を備える、請求項９に記載のアセンブリ。
12. 前記一対のフィンガーの各フィンガーは、
    ベース部と、
    フリッパ部であって、前記ベース部と前記フリッパ部とが互いに枢動可能に接続されており、前記ベース部は前記フィンガー作動部材に動作可能に接続され、前記フリッパ部は前記物体と最初に係合するためのテーパー状端部を有する、フリッパ部と、
    前記フリッパ部を前記ベース部に向けて付勢するための少なくとも１つのばね部材と、
    を更に備える、請求項１１に記載のアセンブリ。
13. 前記フィンガー作動部材は、
    上面及び下面を有するベースプレートであって、前記下面が前記物体と接触するように構成されている、ベースプレートと、
    一組の従動歯車であって、前記一組の従動歯車が第１方向へ移動することによって前記一対のフィンガーが閉じ、前記一組の従動歯車が第２方向へ移動することによって前記一対のフィンガーが開くように前記一対のフィンガーに動作可能に接続された、一組の従動歯車と、
    駆動歯車であって、前記駆動歯車の動作が前記一組の従動歯車の動作に変換されるように、前記一組の従動歯車に動作可能に接続されており、前記駆動歯車は、前記ベースプレートの上面に接続する底部と、頂部と、前記駆動歯車の頂部及び底部の間に配置されたロック部とを有しており、前記駆動歯車は、前記一対のフィンガーが開いているロック解除位置に向けて付勢されている、駆動歯車と、
    ロック部材を有するアクチュエータであって、前記ロック部材は、前記駆動歯車のロック部を前記アクチュエータの前記ロック部材と揃えて、前記一対のフィンガーが閉じたロック位置に移動させるのに十分な力が、前記第３経路の方向で前記ベースプレートの下面に対して加えられることにより、前記駆動歯車のロック部と受動的にロック係合するために付勢されており、前記アクチュエータは、前記制御システムからの信号に応答して前記ロック部材を前記ロック部との係合から能動的に引き戻して、前記駆動歯車を解放してロック解除位置へと移動させる、アクチュエータと、
    を備える、請求項１１に記載のアセンブリ。
14. 前記アクチュエータはキャビティを有するソレノイドであり、前記ロック部材は前記キャビティに摺動可能に取り付けられたプランジャであり、前記駆動歯車の前記ロック部は、前記プランジャを受容するための開口である、請求項１３に記載のアセンブリ。
15. 前記一組の従動歯車と、前記駆動歯車の少なくともロック部とを収容する歯車ケースであって、前記歯車ケースは、前記駆動歯車のロック部が移動して前記アクチュエータのロック部材と揃えられる際に前記駆動歯車の頂部が通過する通路を有する上側プレートを有する、歯車ケースと、
    前記駆動歯車が前記歯車ケースを越えて移動できる距離を制限する止め具と、
    を更に備える、請求項１３に記載のアセンブリ。
16. 互いに平行に離間した第１シャフト及び第２シャフトと、
    前記第１シャフトに装着された前記一組の従動歯車の第１歯車と、前記第２シャフトに装着された前記一組の従動歯車の第２歯車と、
    前記第１シャフトに装着された前記少なくとも一対のフィンガーの第１フィンガーと、前記第２シャフトに装着された前記少なくとも一対のフィンガーの第２フィンガーと、
    を更に備えており、
    前記駆動歯車は、前記第１歯車と移動可能に係合する第１端部と、前記第２歯車と移動可能に係合する第２端部とを有しており、
    前記第３経路の面における前記駆動歯車の上向きの動きによって、前記第１及び第２歯車並びに前記第１及び第２シャフトが前記第１方向に回転して、前記対の前記第１及び第２フィンガーが閉じ、前記第３経路の面における前記駆動歯車の下向きの動きによって、前記第１及び第２歯車並びに前記第１及び第２シャフトが前記第２方向に回転して、前記第１及び第２フィンガーが開く、
    請求項１３に記載のアセンブリ。
17. 二対のフィンガーを有し、各対は、前記駆動歯車及び前記第１歯車の両側にて前記第１シャフトに装着された第１フィンガーと、前記駆動歯車及び前記第２歯車の両側にて前記第２シャフトに装着された第２フィンガーとを有する、請求項１６に記載のアセンブリ。
18. 前記作動サブアセンブリの前記動作アクチュエータは軸体を有し、前記軸体は、前記軸体を前記第３経路について動作させるために、前記アクチュエータ駆動システムに動作可能に結合されており、
    前記グリッパサブアセンブリは、前記軸体に装着されたコネクタと、前記コネクタの両側から横方向に延びる２つのアームセクションと、各アームセクションから吊り下げられた少なくとも１つのグリッパとを更に備える、請求項１に記載のアセンブリ。
19. 各グリッパは、
    部分的に閉じて離間して互いに向けて付勢されている少なくとも一対の関節運動可能なフィンガーと、
    前記少なくとも一対のフィンガーを開閉するためのフィンガー作動部材と、
    を備える、請求項１８に記載のアセンブリ。
20. 前記フィンガー作動部材は、
    上面及び下面を有するベースプレートであって、前記下面が前記物体と接触するように構成されている、ベースプレートと、
    一組の従動歯車であって、前記一組の従動歯車が第１方向へ移動することによって前記一対のフィンガーが閉じ、前記一組の従動歯車が第２方向へ移動することによって前記一対のフィンガーが開くように前記一対のフィンガーに動作可能に接続された、一組の従動歯車と、
    駆動歯車であって、前記駆動歯車の動作が前記一組の従動歯車の動作に変換されるように、前記一組の従動歯車に動作可能に接続されており、前記駆動歯車は、前記ベースプレートの上面に接続する底部と、頂部と、前記駆動歯車の頂部及び底部の間に配置されたロック部とを有しており、前記駆動歯車は、前記一対のフィンガーが開いているロック解除位置に向けて付勢されている、駆動歯車と、
    ロック部材を有するアクチュエータであって、前記ロック部材は、前記駆動歯車のロック部を前記アクチュエータの前記ロック部材と揃えて、前記一対のフィンガーが閉じたロック位置に移動させるのに十分な力が、前記第３経路の方向で前記ベースプレートの下面に対して加えられることにより、前記駆動歯車のロック部と受動的にロック係合するために付勢されており、前記アクチュエータは、前記制御システムからの信号に応答して前記ロック部材を前記ロック部との係合から能動的に引き戻して、前記駆動歯車を解放してロック解除位置へと移動させる、アクチュエータと、
    を備える、請求項１９に記載のアセンブリ。
21. 前記アクチュエータ駆動システムの前記動作アクチュエータは、前記軸体を直線及び回転移動させる、請求項１８に記載のアセンブリ。
22. 前記軸体は、前記軸体を直線、回転、及び枢転運動させるために、前記動作アクチュエータに枢動可能に接続される、請求項２１に記載のアセンブリ。
23. 前記アクチュエータ駆動システムの前記動作アクチュエータは、前記軸体を直線移動させる、請求項１８に記載のアセンブリ。
24. 前記コネクタの前記軸体回りの回転が、手動でもたらされる、請求項２３に記載のアセンブリ。
25. 前記コネクタの前記軸体回りの回転が、グリッパ駆動モータによってもたらされる、請求項２３に記載のアセンブリ。
26. 前記感知機能が、画像データ源、パルスレーザーセンサ、人間オペレータ制御入力、及びこれらの組合せからなる群より選択されるソースからの感知信号を受信して、感知データを生成する、請求項１に記載のアセンブリ。
27. 前記モデリング機能は、（ｉ）前記作業現場の感知されたモデルを画定するために位置特定及びマッピングをすることと、（ｉｉ）前記グリッパ、グリッパアーム、トラム、及びガントリーブリッジ部材構成要素の１又は複数の前記作業現場に対するポーズを推定することと、（ｉｉｉ）観察された障害物と前記計画に基づく予想との差を検出する障害監視を行うことの１又は複数のために、前記感知データを用いる、請求項２６に記載のアセンブリ。
28. 前記実行機能は実行モジュールを備えており、前記実行モジュールは、前記作業現場の感知されたモデルと、前記グリッパ、グリッパアーム、トラム、及びガントリーブリッジ部材構成要素の１又は複数のポーズの前記作業現場に対する感知された関係とを、前記計画の戦略目的と組み合わせて、前記計画を実行するための前記動作信号を戦略的に決定及び指示する、請求項２７に記載のアセンブリ。
29. 前記実行機能は、
    連続的な配置に必要とされる物体を決定し、前記計画に従って進捗させるために前記物体の適切な配置場所を決定することにおいて前記実行モジュールを支援する配置計画モジュールと、
    前記モデリング機能によって生成された前記作業現場の三次元マップを用いて、前記作業現場における障害物の存在を検知する、障害物回避モジュールと、
    を更に備える、請求項２８に記載のアセンブリ。
30. 前記障害物回避モジュールは、前記グリッパ、グリッパアーム、トラム、及びガントリーブリッジ部材構成要素の１又は複数の所定の動作の軌道を変えることによって、障害物の検知に応答する、請求項２９に記載のアセンブリ。
31. 前記障害物回避モジュールは、前記アセンブリの動作を停止させることによって、障害物の検知に応答する、請求項２９に記載のアセンブリ。
32. ガントリーサブアセンブリであって、
    使用時に作業現場の選択された部分に横方向にかかるブリッジ部材と、
    前記作業現場の選択された部分の第１経路に沿って前記ガントリーサブアセンブリを移動させるガントリー駆動システムと、
    を備えるガントリーサブアセンブリと、
    前記ガントリーサブアセンブリに移動可能に装着されたトラムサブアセンブリであって、
    トラムと、
    前記ブリッジ部材のスパンに沿った第２経路に沿って前記トラムを移動させるトラム駆動システムと、
    を備えるトラムサブアセンブリと、
    前記トラムサブアセンブリに装着された作動サブアセンブリであって、
    動作アクチュエータと、
    前記第２経路に対して略垂直な第３経路に沿った移動と、前記第１経路に平行な経路での直線運動と、前記第３経路の軸回りの回転運動とを実行するアクチュエータ駆動システムとを備える作動サブアセンブリと、
    前記作動サブアセンブリの前記動作アクチュエータから吊り下げられ、前記動作アクチュエータと共に移動可能なグリッパサブアセンブリであって、前記グリッパサブアセンブリは、
    前記動作アクチュエータから吊り下げられたアームと、
    物体を把持及び解放するために前記アームから吊り下げられた複数のグリッパであって、各グリッパは、部分的に閉じて離間して互いに向けて付勢されている少なくとも一対の関節運動可能なフィンガーと、前記少なくとも一対のフィンガーを開閉するためのフィンガー作動部材とを備える、複数のグリッパと、
    を備える、
    グリッパサブアセンブリと、
    感知機能、モデリング機能、及び実行機能を備える自律制御システムと、
    を備えた装置において、
    前記感知機能は、感知信号を受信して、前記感知信号を少なくとも前記モデリング機能に伝達するための受信機を有しており、
    前記モデリング機能は、少なくとも前記作業現場に対する前記少なくとも１つのグリッパの位置を動的に計算し、前記位置の計算結果を前記作業現場に複数の物体を配置するための計画のマップと連係させて連係計算結果を生成し、前記連係計算結果を前記実行機能に伝達し、
    前記実行機能は、前記ガントリー駆動システム、前記トラム駆動システム、及び前記アクチュエータ駆動システムの１又は複数に夫々、前記第１経路に沿った動作、前記第２経路に沿った動作、前記第３経路に沿った動作、前記平行な経路に沿った動作、及び前記軸回りの回転の１又は複数のために動作信号を伝達し、前記複数の物体の持ち上げ、運搬、及び配置の１又は複数のために前記グリッパサブアセンブリを配置する、装置。
33. 前記トラムに取り付けられ、コンピュータとの通信のために接続された知覚センサを更に備えており、前記知覚センサは、前記作業現場の画像データを取得して、処理のために前記コンピュータに伝達するように配置されている、請求項３２に記載の装置。
34. 前記ガントリーサブアセンブリ、前記トラムサブアセンブリ、前記作動サブアセンブリ、及び前記グリッパサブアセンブリの１又は複数の手動制御又は自動制御の一方を選択するための前記自律制御システムとの無線通信のためのリモートコントローラを更に備える、請求項３２に記載の装置。
35. 前記第１経路は、直線的及び非直線的の一方又は両方である、請求項３２に記載の装置。
36. 前記動作アクチュエータは、直動アクチュエータ、デルタアクチュエータ、平行運動アクチュエータ、及びそれらの組合せからなる群から選択される、請求項３５に記載の装置。
37. 前記直動アクチュエータは、ベルト駆動システム、油圧シリンダ、空気圧システム、電磁システム、歯車機構、及びそれらの組合せからなる群から選択される、請求項３６に記載の装置。
    

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