JPH03260263A - Walking type work robot - Google Patents

Walking type work robot

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Publication number
JPH03260263A
JPH03260263A JP2402173A JP40217390A JPH03260263A JP H03260263 A JPH03260263 A JP H03260263A JP 2402173 A JP2402173 A JP 2402173A JP 40217390 A JP40217390 A JP 40217390A JP H03260263 A JPH03260263 A JP H03260263A
Authority
JP
Japan
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height
legs
walking
robot
concrete floor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2402173A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeo Hirose
広瀬茂男
Kazuya Honma
本間一哉
Masahiro Kitatsume
北爪正弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Keiki Inc
Original Assignee
Tokimec Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokimec Inc filed Critical Tokimec Inc
Priority to JP2402173A priority Critical patent/JPH03260263A/en
Publication of JPH03260263A publication Critical patent/JPH03260263A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To enhance workability by arranging legs, and by arranging a work device for executing work on a concrete floor, a sensor for detecting the level of the work device, and a control equipment for controlling walking action and posture, and the level and working of the device respectively. CONSTITUTION:At a scaffolding with projected hindrance in a field for uniforming concrete roughly, by a pitch angle sensor 38 and a roll angle sensor 40, self inclination is detected, and the lengths of four legs 12-1 - 12-4 are regulated, and a robot body 10 is always horizontally retained. After that, laser from a laser lighthouse set at one corner in site is received by a laser receiving aperture 42, and a reference level is detected, and the level of a trowel 18 is retained to be a fixed level. After that, by a motor 22 in connection with the reciprocating rotation of an arm 16 and the walking movement of the legs 12-1 - 12-4, the concrete is roughly leveled through the trowel 18. As a result, workability can be enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

[0001] [0001]

【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本発明は、コンクリート打設に伴なう粗均し作業等のた
めに工事現場で使用される歩行型作業ロボットに関する
。 [0002]
The present invention relates to a walking robot used at a construction site for rough leveling work associated with concrete pouring. [0002]

【従来の技術】[Conventional technology]

従来、コンクリート床の作業に使用される作業ロボット
しては、例えば図8゜図9に示すコンクリート床仕上ロ
ボットが知られている。 図81図9において、このロボットはコンクリート床工
事のうちの最終仕上げ工程に使用され、車輪1を備えた
走行部2.2組の回転ごて3、バンパ一部4から構成さ
れ、2組の回転ごて3を回転させながら走行部2の車輪
1により移動してコンクリート床面を平らに仕上げて行
くものである。 [0003] バンパ一部4には全周にタッチセンサが取付けられてお
り、走行中に柱等の障害物を検知すると停止する。更に
、バンパ一部4の大きさはロボットが旋回する時の回転
ごて3の外周の移動軌跡により決まり、従って、ロボッ
ト旋回を可能とするためには、バンパ一部4の径に相当
する面積が必要である。 [0004]
Conventionally, concrete floor finishing robots shown in FIGS. 8 and 9, for example, are known as working robots used for working on concrete floors. Figure 81 In Figure 9, this robot is used for the final finishing process of concrete floor construction, and is composed of a running section 2 equipped with wheels 1, two sets of rotating trowels 3, and a bumper part 4. The rotating iron 3 is rotated and moved by the wheels 1 of the traveling section 2 to finish the concrete floor surface flat. [0003] Touch sensors are attached to the entire circumference of the bumper part 4, and if an obstacle such as a pillar is detected while the vehicle is running, the vehicle will stop. Furthermore, the size of the bumper part 4 is determined by the movement locus of the outer circumference of the rotary iron 3 when the robot turns. is necessary. [0004]

【発明が解決しようとする課題】[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、このような従来の車輪走行型の作業ロボ
ットにあっては、旋回に大きな面積を必要とすることか
ら狭い場所での方向転換ができず、また作業場所の床面
が平坦でなければ移動できない。しかし、通常、コンク
リート打設を行なう作業現場は鉄筋等の障害物が剥き出
しになっており、足場が悪いために車輪走行型ロボット
の使用範囲が大幅に制約され、例えばコンクリート床面
仕上げ作業のような作業場所の床面が平坦となっている
作業環境でしか使用できない問題があった。 [0005] 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、足場が悪くとも安定した移動が可能で且つ旋回に
必要な面積も狭くて済む歩行型作業ロボットを提供する
ことを目的とする。 [0006]
However, such conventional wheel-driven work robots require a large area for turning, making it difficult to change direction in narrow spaces, and it is difficult to move unless the floor of the work place is flat. Can not. However, work sites where concrete is placed usually have exposed obstacles such as reinforcing bars and poor footing, which greatly limits the scope of use of wheeled robots, such as in concrete floor finishing work. There was a problem that it could only be used in work environments where the floor surface was flat. [0005] The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a walking work robot that is capable of stable movement even when the footing is poor, and that requires only a small area for turning. With the goal. [0006]

【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]

この目的を達成するため本発明の歩行型作業ロボットに
あっては、ロボット胴体に対し、少なくとも4本以上の
脚を設けると共に、コンクリート床に作業を施す作業装
置と、その作業装置の高さを検出するセンサと、脚によ
る歩行動作及び姿勢を制御する制御システムと、コンク
リート床に作業を施す装置の高さ及び動作を制御する制
御システムとを搭載したことを特徴とする。 [0007] ここで、コンクリート床に作業を施す装置は、ロボット
胴体のほぼ中央を回転軸として、旋回可能なアームの先
に上下方向に調整可能なこてを装備した構造とする。ま
た作業装置の重心を回転軸に一致させるように、作業装
置のアームの後端に動力源を取付ける。この動力源とし
ては、バッテリー又は発電機を取付ける。更に作業装置
の高さを検出する高さセンサを、ロボット胴体に対し上
下方向に駆動される作業装置の上部に取付ける。 [0008]
In order to achieve this purpose, the walking working robot of the present invention has at least four legs on the robot body, a working device for working on a concrete floor, and a height of the working device. It is characterized by being equipped with a sensor for detection, a control system for controlling the walking motion and posture of the legs, and a control system for controlling the height and motion of the device that performs work on the concrete floor. [0007] Here, the apparatus for performing work on a concrete floor has a structure in which a rotation axis is approximately at the center of the robot body, and a trowel that can be adjusted in the vertical direction is attached to the end of a rotatable arm. In addition, a power source is attached to the rear end of the arm of the working device so that the center of gravity of the working device coincides with the rotation axis. A battery or generator is installed as this power source. Furthermore, a height sensor for detecting the height of the working device is attached to the upper part of the working device that is driven vertically with respect to the robot body. [0008]

【作用】[Effect]

このような構成を備えた本発明の歩行型作業ロボットに
よれば、床面に鉄筋等の障害物が剥き出していても、障
害物を跨いで移動することができ、足場の悪い状態で行
なうコンクリート打設直後のコンクリート粗均し作業で
あっても効率良く行うことができる。 [0009] また場所を変えずに脚のサークル的な運びにより旋回で
きるため、狭い場所であっても自由に向きを変えること
ができる。 [0010]
According to the walking work robot of the present invention having such a configuration, even if obstacles such as reinforcing bars are exposed on the floor, it can move over the obstacles, making it possible to move over the obstacles, making it possible to move over concrete in poor footing conditions. Even rough leveling work of concrete immediately after pouring can be carried out efficiently. [0009] Furthermore, since the robot can turn by moving its legs in a circular motion without changing its location, it can freely change its direction even in a narrow space. [0010]

【実施例】【Example】

図1は本発明の歩行型作業ロボットの一実施例を示した
説明図であり、コンクリート粗均し用の作業装置を搭載
した場合を例にとっている。 図1.において、10はロボット胴体であり、ロボット
胴体10の下側にはこの実施例にあっては4本の脚12
−1.12−2.12−3.12−4を設けている。例
えば矢印Aを進行方向とすると12−1.12−2は前
脚、12−3.12−4は後脚となる。 [0011] 脚12−1.12−2.12−3.12−4のそれぞれ
は3次元に伸縮自在つ機構構造を有する。即ち、脚12
−1〜12−4は胴体10側の付は根を支点として先端
を3次元の任意の位置に所定範囲で移動することができ
る。 ここでコンクリート粗均し作業を予定した場合、作業現
場の足場の関係から脚12−1〜12−4の高さは約1
メートルで30センチ程度縮めることができ、また安定
性を高めるために脚の先端の直径は30センチ程度とな
る。 [0012] ロボット胴体10の上部には、コンリート粗均し用の作
業装置が搭載されている。即ちL字形のアーム16の先
端にこて18を装着し、アーム16はほぼ中央でロボッ
ト胴体10に対し軸20により回動自在に支持しており
、更にアーム16の後端にはモータ22が設置され、モ
ータ22のアーム16内のプーリとロボット胴体10に
対し固定された軸20の固定プーリとの間に、例えばベ
ルトをかけ回しておくことでモータ22の回転により軸
20を中心にアーム16を旋回駆動することができる。 [0013] 更にアーム16は軸20に対し矢印24で示す上下方向
に駆動することができる。更にロボット胴体10に搭載
されたL字形のアーム16は、L字形端部のこて18の
反対側にモータ22を搭載することでアーム16の重心
をロボット胴体10の回転軸20に一致させることによ
り重量バランスを常に維持するようにしている。更にま
た、L字形のアーム16の先端に装着されたこて18は
水平面に対し角度αを調整することができる。 [0014] 尚、60はロボットの状態を表示する表示灯であり、赤
、黄、緑の3つのランプが積層されている。 図2は図1に示した本発明の歩行型作業ロボットの制御
装置の構成を示した実施例構成図である。 図2において、26はCPUのプログラム制御により実
現される制御装置であリ、脚制御部28、姿勢制御部3
0及び作業装置制御部32を備える。 [0015] 制御装置26に対しては図1に示した脚12−1〜12
−4に対応して4台の脚駆動装置34−1.34−2.
34−3.34−4が設けられ、例えばモータ駆動、あ
るいは油圧駆動等により脚12−1〜12−4のそれぞ
れを個別に駆動することができる。 また制御装置26に対しては高さセンサ36、ピッチ角
センサ38及びロール角センサ40のそれぞれが接続さ
れ、これら3つのセンサの検出信号は姿勢制御部30に
与えられ、作業中においてロボット胴体10を所定の高
さで水平状態に維持する制御を行なう。 [0016] ここで高さセンサ36としては、工事現場に設置された
基準高さを光学的に与えるレーザ燈台からのレーザ光を
受けて高さを検出することができ、このために図1のロ
ボット胴体10の側面にはレーザ燈台からのレーザ光を
受光するためのレーザ受光窓42が設けられている。ま
たピッチ角センサ38及びロール角センサ40としては
ジャイロコンパス等を使用することができる。 [0017] 更に制御装置26に対しては、こて角調整装置44、こ
て回転装置46及びこて高さ調整装置48が設けられ、
これらの装置は作業装置制御部32により制御される。 即ち、こて角調整装置44は図1に示したこで18の水
平面に対する角度αを調整し、またこて回転装置46は
モータ22によりアーム16を介してこで18を軸20
を中心に回転し、更にこて高さ調整装置48は矢印24
で示すようにアーム16の軸20に対する高さを調整す
る。 [0018] 従って、作業装置制御部32にはコンクリート粗均しに
必要なこて角α、こての回転速度及び高さ調整の制御シ
ーケンスが予め組み込まれており、リモコン装置等によ
る遠隔操作により手動もしくは自動でコンクリート粗均
し作業を行なうことができる。 一方、制御装置26に設けられた脚制御部28には、コ
ンクリート粗均し作業に必要な歩行パターンが予め登録
されており、登録された複数種類の登録パターンの中の
いずれかを選択することで脚駆動装置34−1〜34−
4を使用して脚12−1〜12−4によるロボット歩行
を行なうことができる。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of a walking type working robot of the present invention, taking as an example a case where a working device for rough leveling concrete is mounted. Figure 1. , 10 is a robot torso, and on the underside of the robot torso 10 there are four legs 12 in this embodiment.
-1.12-2.12-3.12-4 are provided. For example, if arrow A is the traveling direction, 12-1, 12-2 are the front legs, and 12-3, 12-4 are the hind legs. [0011] Each of the legs 12-1.12-2.12-3.12-4 has a three-dimensionally expandable and contractible mechanical structure. That is, leg 12
-1 to 12-4 can move their tips to any three-dimensional position within a predetermined range using the base of the base on the body 10 side as a fulcrum. If concrete roughing work is scheduled here, the height of legs 12-1 to 12-4 will be approximately 1
It can be shortened by about 30 centimeters in meters, and the diameter of the tip of the legs is about 30 centimeters to increase stability. [0012] A working device for coarsely leveling concrete is mounted on the upper part of the robot body 10. That is, a trowel 18 is attached to the tip of an L-shaped arm 16, and the arm 16 is rotatably supported by a shaft 20 to the robot body 10 at approximately the center, and a motor 22 is attached to the rear end of the arm 16. For example, by passing a belt around between the pulley in the arm 16 of the motor 22 and the fixed pulley of the shaft 20 fixed to the robot body 10, the rotation of the motor 22 causes the arm to move around the shaft 20. 16 can be driven to rotate. [0013] Further, the arm 16 can be driven in the vertical direction indicated by the arrow 24 with respect to the shaft 20. Furthermore, the L-shaped arm 16 mounted on the robot body 10 can align the center of gravity of the arm 16 with the rotation axis 20 of the robot body 10 by mounting a motor 22 on the opposite side of the iron 18 at the L-shaped end. This ensures that the weight balance is always maintained. Furthermore, the angle α of the trowel 18 attached to the tip of the L-shaped arm 16 can be adjusted with respect to the horizontal plane. [0014] Reference numeral 60 is an indicator light that displays the state of the robot, and three lamps of red, yellow, and green are stacked. FIG. 2 is an embodiment configuration diagram showing the configuration of the control device for the walking robot of the present invention shown in FIG. 1. In FIG. 2, 26 is a control device realized by program control of the CPU, including a leg control section 28 and an attitude control section 3.
0 and a working device control section 32. [0015] For the control device 26, the legs 12-1 to 12 shown in FIG.
-4 leg drives 34-1, 34-2.
34-3, 34-4 are provided, and each of the legs 12-1 to 12-4 can be individually driven, for example, by motor drive or hydraulic drive. Further, a height sensor 36, a pitch angle sensor 38, and a roll angle sensor 40 are connected to the control device 26, and the detection signals of these three sensors are given to the posture control section 30, and the robot body 10 is Control is performed to maintain the horizontal position at a predetermined height. [0016] Here, the height sensor 36 can detect the height by receiving laser light from a laser lighthouse installed at the construction site that optically provides a reference height, and for this purpose, A laser light receiving window 42 is provided on the side surface of the robot body 10 for receiving laser light from a laser lighthouse. Furthermore, a gyro compass or the like can be used as the pitch angle sensor 38 and the roll angle sensor 40. [0017] Further, the control device 26 is provided with a iron angle adjustment device 44, a iron rotation device 46, and a iron height adjustment device 48,
These devices are controlled by a working device control section 32. That is, the iron angle adjusting device 44 adjusts the angle α of the saw 18 with respect to the horizontal plane as shown in FIG.
The iron height adjustment device 48 rotates around the arrow 24.
The height of the arm 16 relative to the shaft 20 is adjusted as shown in . [0018] Therefore, the control sequence of the trowel angle α, trowel rotation speed, and height adjustment required for concrete roughing is pre-installed in the work equipment control unit 32, and can be manually controlled by remote control using a remote control device or the like. Alternatively, concrete rough leveling work can be performed automatically. On the other hand, walking patterns necessary for concrete roughing work are registered in advance in the leg control unit 28 provided in the control device 26, and one of the plural types of registered patterns can be selected. The leg drive devices 34-1 to 34-
4, the robot can walk using the legs 12-1 to 12-4.

【○019】 図3は本発明の歩行型作業ロボットに適用される4本の
脚12−1〜12−4の歩行パターンの一実施例を示し
、1本ずつ脚を上げて歩行する場合を示している。 まず図3(a)は歩行開始のための初期状態を示してお
り、紙面の下側方向に歩行を行なおうとすると、図示の
ように向って左側の脚12−1.12−3を中央寄りに
近づけた初期姿勢をとる。次に図3(b)に示すように
、まず脚12−1を1歩踏み出す。この時、ロボット胴
体は残りの脚12−2〜12−4の3本で支えられてい
ることから、これら3本の脚を結ぶ三角形内にロボット
の重心が位置するように姿勢を制御する。 [0020] ここで、アーム16の重心が回転軸20に一致しており
、ロボット胴体10に対して固定であるため、ロボット
の重心の計算においてコテの動きによるアーム16の回
転の影響を考慮せずに済む。 次に図3 (C)に示すように最初に踏み出した脚12
−1の対角側に位置する脚12−4を1歩踏み出す。こ
の場合にも残りの脚12−1〜12−3を結ぶ三角形内
に重心がくるように姿勢を制御する。以下、図3(d)
に示すように脚12−2により3歩目を踏み出し、更に
脚12−3で4歩目を踏み出すと再び図3(a)の初期
位置に戻り、以下これを繰り返す。 [0021] この図3に示す1本ずつ脚を上げて歩行する歩行パター
ンは、1本の脚を空中に浮かせても残り3本の脚により
安定して起立できるため、こて18を使用したコンクリ
ート粗仕上げの際の移動に使用する。 一方、作業現場までの移動等の高速で歩行したい場合に
は、対角位置で2本ずつを1組として交互に動かすよう
にしても良い。 [0022] 図4は本発明の歩行型作業ロボットにおける旋回ノ(タ
ーンを示したもので、例えば脚12−1.12−3.1
2−4及び12−2の順に順次矢印方向、即ち脚を通る
円周位置に移動させることで、場所を変えることなく旋
回すること力fできる。 次に本発明の歩行型作業ロボットによるコンクリート粗
均し作業を説明する。 [0023] まずコンクリート粗均し作業とは、ポンプ車により打設
されたコンクリートを均一に規定の高さとなるように均
す工程であり、このコンクリート粗均しのためにロボッ
トが移動する足場は鉄筋を格子状に組んでおり、高さが
一定してり)ない このようなコンクリート粗均し現場において、本発明の
歩行型作業ロボ・ノドにあっては障害物が突出した足場
であっても、ピッチ角センサ38及びロール角センサ4
0により自分の傾斜を検出して4本の脚12−1〜12
−4の長さを調整し、常にロボット胴体10を水平に保
持することができる。 [0024] 更に作業現場の一角に設置されたレーザ燈台からのレー
ザ光をレーザ受光窓42で受光して基準となる高さを検
出し、この基準高さに基づきこて18の高さを常に一定
レベルに保持する。 このようなロボット胴体10を水平に保つ姿勢制御と、
こて18の高さを一定に保つ制御により、こて18を一
定の高さに保持したままモータ22によるアーム16の
往復回転を行なって打設されたコンクリートを規定の高
さで水平となるように粗均しすることができる。勿論、
この粗均し作業は脚12−1〜12−4による歩行移動
との連携をもって行なわれるようになる。 [0025] 図5及び図6は本発明の他の実施例を示した実施例説明
図である。この実施例にあっては、作業装置のカウンタ
ーバランスとしてバッテリー又は発電機等の動力源をア
ームの後端に搭載し、またレーザ高さセンサを上下に駆
動されるこての上部に取付け、更に、こての高さ調整機
構をアーム先端に取付けたことを特徴とする。また図1
及び図2の実施例では、こて18の角度を調整するため
こで調整装置44を設けている力板実際の作業でほこで
18の角度調整は不要な場合が多いことから、これを省
略している。それ以外の点は図19図2の実施例と同じ
である。 [0026] 図5について、まず作業装置のカウンターバランスを詳
細に説明する。図1の実施例にあっては、こて回転用モ
ータ22をアーム16のこて18と反対側に搭載して作
業装置の重心をロボット胴体10の中心に一致させてい
る。しかし、実際の装置では、こて回転用モータ22は
こて18と比べて非常に軽く、それだけでは重量バラン
スがとれない。 [0027] そこで図5の実施例にあっては、こて回転用モータ22
はロボット胴体10内に格納して軸20を回転させ、ア
ーム16にはカウンターバランスとしてロボットの動力
源であるバッテリー50を搭載する。勿論、カウンター
バランスとして単純に重りを乗せることが最も制作は簡
単であるが、ロボットが重くなり効率が悪い。 [0028] また軽いユニットを複数個、アーム16の後側に搭載し
てカウンターバランスをとることも考えられるが、アー
ム16はロボット胴体10に対し回転することから、ア
ーム16上に搭載したユニットとロボット胴体10内の
ユニットとの間の電源線、信号線等のケーブルが多くな
り、且つロータリカップリングを必要とするため構造が
複雑化し、更に、衝撃や振動等でアーム16に搭載した
ユニットが破損し易い。更には運搬のためにカウンタバ
ランス部、こて18、及びアーム16全体をロボット胴
体10から取外せるようにすると、多くのコネクタが必
要になる。 [0029] これに対し図5の実施例におけるバッテリー50は、一
般にロボットの構成部品の中では最も重いものであり、
質量的にカウンターバランスに適している。更にロボッ
ト胴体10との配線も電力線だけで良く、コネクタを付
けたとしても1ケで済む。またバッテリー50は振動や
衝撃に強く、アーム16上に搭載しても、破損する心配
はない。尚、カウンターバランスとして搭載したバッテ
リー50の代わりに、エンジン付きの発電機を搭載して
もよい。 [0030] 次に図5の実施例で高さセンサ42を上下に調整可能な
こて18の上部に設けた点を説明する。 この点につき図1の実施例にあっては、高さセンサ42
をロボット胴体10の側面に取付けており、4つの脚1
2−1〜12−4の長さを制御することによりロボット
胴体10の高さを常にレーザ光の照射で決まる所定高さ
に維持している。 [0031] しかし、実際に所定高さに維持したいのはロボット胴体
10ではなく、こて18であり、ロボット胴体10の高
さが正確に合っていたとしても、ロボット胴体10の姿
勢が図7に示すように、水平から微小角θだけ傾いてい
たとすると、こで18の高さには約 △h=Lsinθ の誤差を生ずる。ここでLはアーム16の回転中心、即
ちロボット胴体10の中心からこて18までの水平距離
である。 [0032] 図7に実際の数値を当てはめてみると、Lは約200 
C)mmでありθ=0.1度とすれば、誤差Δh=3.
5mmとなり、またθ=1度とすれば誤差Δh=35m
mとなる。粗均し作業の場合、こて18の高さは±1〜
3mm程度の精度で制御する必要があり、そのため図1
の実施例では非常に高い精度でロボット胴体10の高さ
を制御しなければならない。 [0033] これに対し図5の実施例にあっては、高さセンサ42を
こて18の上部に取付け、こて18及びこて18を取付
けた垂直アーム52を昇降機構54により上下方向に駆
動するように構成し、ロボット胴体10の姿勢制御の精
度に影響されずに高精度でこて18の高さを制御するこ
とができる。 更に、こて18の高さをロボット胴体10がら切離して
制御できるようにしなことで、ロボット胴体10の高さ
は常に地面から一定の高さに保持すればよく、この高さ
を脚12−1〜12−4の稼働範囲の中央に設定するこ
とにより、障害物を乗り越えて行う歩行動作を効率良く
できる。 [0034] また、こて18及び垂直アーム52を昇降機構54によ
り上下方向に駆動可能としたことは、本来、均し作業を
行わずに移動する際には、こて18だけを上に引き上げ
る機構が必要であり、従って昇降機構54を設けても駆
動部の増加にはならない。 更に垂直アーム52の上部に取付けた高さセンサ42は
、360度の全ての方向からのレーザ光を受光して高さ
を検知する全方向型の高さセンサである。 [0035] 尚、上記の実施例ではロボット胴体10に対し4本の3
次元で伸縮自在な脚を設けた場合を例にとるものであっ
たが、更に安定性を高めるために5本、6本と脚の数を
増やすようにしても良い。 また上記の実施例はコンクリート粗均しのための作業装
置を搭載した場合を例にとるものであったが、ロボット
胴体10に搭載する作業装置としては、必要に応じて適
宜の作業装置を搭載することができる。 [0036]
○019 FIG. 3 shows an example of the walking pattern of the four legs 12-1 to 12-4 applied to the walking work robot of the present invention. It shows. First, FIG. 3(a) shows the initial state for starting walking, and when trying to walk downward in the paper, the left leg 12-1, 12-3 is placed in the center as shown in the figure. Take an initial posture that is close to the body. Next, as shown in FIG. 3(b), first take one step with leg 12-1. At this time, since the robot body is supported by the remaining three legs 12-2 to 12-4, the posture of the robot is controlled so that the center of gravity of the robot is located within the triangle connecting these three legs. [0020] Here, since the center of gravity of the arm 16 coincides with the rotation axis 20 and is fixed with respect to the robot body 10, the influence of the rotation of the arm 16 due to the movement of the iron must be taken into account when calculating the center of gravity of the robot. No need to worry. Next, as shown in Figure 3 (C), the leg 12 that took the first step
Take one step with leg 12-4 located diagonally opposite to -1. In this case as well, the posture is controlled so that the center of gravity is within the triangle connecting the remaining legs 12-1 to 12-3. Below, Figure 3(d)
As shown in FIG. 3A, when the user takes a third step with leg 12-2 and then takes a fourth step with leg 12-3, the robot returns to the initial position shown in FIG. 3A, and this process is repeated thereafter. [0021] In the walking pattern shown in FIG. 3 in which one leg is raised one by one while walking, the trowel 18 is used because even if one leg is suspended in the air, the remaining three legs allow the user to stand up stably. Used for movement during rough finishing of concrete. On the other hand, if you want to walk at high speed, such as when moving to a work site, you may alternately move pairs of pairs at diagonal positions. [0022] FIG. 4 shows a turn in the walking work robot of the present invention, for example, legs 12-1.12-3.1.
By sequentially moving in the direction of the arrows in the order of 2-4 and 12-2, that is, to the circumferential position passing through the legs, it is possible to turn with the force f without changing the location. Next, concrete roughing work by the walking robot of the present invention will be explained. [0023] First, concrete roughing work is a process of leveling the concrete poured by a pump truck to a specified height.The scaffolding that the robot moves for this concrete roughening is a At such concrete rough-leveling sites where reinforcing bars are arranged in a lattice pattern and the height is not constant, the walking robot/nod of the present invention can be used to prevent obstacles from protruding scaffolding. Also, the pitch angle sensor 38 and the roll angle sensor 4
0 to detect your own inclination and move the four legs 12-1 to 12
-4 can be adjusted to keep the robot body 10 horizontal at all times. [0024] Further, a laser light from a laser lighthouse installed in a corner of the work site is received by the laser light receiving window 42 to detect a reference height, and the height of the trowel 18 is constantly adjusted based on this reference height. hold at a certain level. Attitude control to keep the robot body 10 horizontal,
By controlling the height of the trowel 18 to be constant, the arm 16 is rotated back and forth by the motor 22 while the trowel 18 is held at a constant height, so that the poured concrete is leveled at a specified height. It can be roughly leveled. Of course,
This rough leveling work is performed in conjunction with the walking movements of the legs 12-1 to 12-4. [0025] FIGS. 5 and 6 are explanatory diagrams showing other embodiments of the present invention. In this embodiment, a power source such as a battery or a generator is mounted on the rear end of the arm as a counterbalance for the working device, and a laser height sensor is mounted on the top of the iron that is driven vertically. , the iron height adjustment mechanism is attached to the tip of the arm. Also, Figure 1
In the embodiment shown in FIG. 2, a force plate is provided with a trowel adjustment device 44 for adjusting the angle of the trowel 18. Since the angle adjustment of the trowel 18 is often unnecessary in actual work, it is omitted. are doing. Other points are the same as the embodiment shown in FIGS. 19 and 2. [0026] Referring to FIG. 5, the counterbalance of the working device will first be described in detail. In the embodiment shown in FIG. 1, a trowel rotating motor 22 is mounted on the arm 16 on the opposite side of the trowel 18 to align the center of gravity of the working device with the center of the robot body 10. However, in an actual device, the iron rotation motor 22 is very light compared to the iron 18, and it is not possible to maintain the weight balance only by using the iron rotation motor 22. [0027] Therefore, in the embodiment of FIG. 5, the iron rotation motor 22
is housed in the robot body 10 to rotate the shaft 20, and the arm 16 is equipped with a battery 50 serving as a power source for the robot as a counterbalance. Of course, it would be easiest to simply add a weight as a counterbalance, but this would make the robot heavier and less efficient. [0028]Also, it is possible to counterbalance by mounting a plurality of light units on the rear side of the arm 16, but since the arm 16 rotates with respect to the robot body 10, the units mounted on the arm 16 and The number of cables such as power lines and signal lines between the units in the robot body 10 is increased, and the structure is complicated due to the need for rotary couplings.Furthermore, the unit mounted on the arm 16 may be damaged due to shock or vibration. Easy to damage. Furthermore, allowing the counterbalance section, trowel 18, and the entire arm 16 to be removed from the robot body 10 for transportation requires many connectors. [0029] In contrast, the battery 50 in the embodiment of FIG. 5 is generally the heaviest among the components of the robot,
Suitable for counterbalance in terms of mass. Further, wiring with the robot body 10 only requires a power line, and even if a connector is attached, only one wire is required. Furthermore, the battery 50 is resistant to vibrations and shocks, and there is no risk of damage even when it is mounted on the arm 16. Note that instead of the battery 50 mounted as a counterbalance, a generator with an engine may be mounted. [0030] Next, the point that the height sensor 42 is provided on the top of the vertically adjustable trowel 18 in the embodiment shown in FIG. 5 will be explained. In this regard, in the embodiment of FIG.
is attached to the side of the robot body 10, and the four legs 1
By controlling the lengths 2-1 to 12-4, the height of the robot body 10 is always maintained at a predetermined height determined by laser beam irradiation. [0031] However, what is actually desired to be maintained at a predetermined height is not the robot body 10 but the trowel 18, and even if the height of the robot body 10 is accurately matched, the posture of the robot body 10 will not be as shown in FIG. If it is tilted by a small angle θ from the horizontal as shown in FIG. Here, L is the horizontal distance from the center of rotation of the arm 16, that is, the center of the robot body 10 to the iron 18. [0032] Applying the actual values to Figure 7, L is approximately 200
C) mm and θ=0.1 degree, the error Δh=3.
5mm, and if θ=1 degree, the error Δh=35m
m. For rough leveling work, the height of the trowel 18 is ±1~
It is necessary to control with an accuracy of about 3 mm, so Fig. 1
In this embodiment, the height of the robot body 10 must be controlled with very high precision. [0033] On the other hand, in the embodiment shown in FIG. The height of the iron 18 can be controlled with high accuracy without being affected by the accuracy of posture control of the robot body 10. Furthermore, by making it possible to control the height of the iron 18 by separating it from the robot body 10, the height of the robot body 10 only needs to be maintained at a constant height from the ground, and this height can be controlled by separating the robot body 10 from the ground. By setting it at the center of the operating range from 1 to 12-4, it is possible to efficiently walk over obstacles. [0034] Furthermore, the fact that the trowel 18 and the vertical arm 52 can be driven vertically by the lifting mechanism 54 means that when moving without leveling work, only the trowel 18 can be pulled up. Therefore, even if the elevating mechanism 54 is provided, the number of driving parts will not be increased. Furthermore, the height sensor 42 attached to the upper part of the vertical arm 52 is an omnidirectional height sensor that detects the height by receiving laser light from all directions of 360 degrees. [0035] In the above embodiment, the robot body 10 has four 3
Although the case where legs which can be expanded and contracted in one dimension are provided as an example has been taken, the number of legs may be increased to five or six in order to further improve stability. Furthermore, although the above embodiment takes as an example a case in which a working device for rough leveling of concrete is mounted, an appropriate working device can be mounted on the robot body 10 as needed. can do. [0036]

【発明の効果】【Effect of the invention】

以上説明してきたように本発明によれば、3次元に伸縮
自在な少なくとも4本の脚による歩行駆動を行なうこと
から、鉄筋等の障害物が剥き出した悪い足場であっても
安定した移動が可能であり、また場所を変えることなく
旋回できるため小回りがきき、狭い場所や部屋の隅まで
効率良く作業を行なうことができる。
As explained above, according to the present invention, walking is driven by at least four three-dimensionally expandable legs, so stable movement is possible even on poor footing with exposed obstacles such as reinforcing bars. Moreover, since it can be turned without changing its location, it has a small turning radius and can efficiently work in narrow spaces and corners of rooms.

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

【図1】 本発明の一実施例を示した実施例構成図[Figure 1] Example configuration diagram showing an example of the present invention

【図2】 本発明の制御装置の構成を示した実施例構成図[Figure 2] Example configuration diagram showing the configuration of a control device of the present invention

【図3】 本発明の直進歩行パターンを示した説明図[Figure 3] An explanatory diagram showing a linear movement pattern of the present invention

【図4】 本発明の旋回歩行パターンの説明図[Figure 4] An explanatory diagram of the turning walking pattern of the present invention

【図5】 本発明の他の実施例を示した実施例構成図[Figure 5] Embodiment configuration diagram showing another embodiment of the present invention

【図6】 図5の実施例に用いる制御装置の構成を示した実施例構
成図
[Figure 6] Example configuration diagram showing the configuration of the control device used in the example of Figure 5

【図7】 ロボット本体が傾いた時の説明図[Figure 7] Explanatory diagram when the robot body is tilted

【図8】 従来の車輪走行型ロボットの平面図[Figure 8] Top view of a conventional wheeled robot

【図9】 従来の車輪走行型ロボットの側面図[Figure 9] Side view of a conventional wheeled robot

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:ロボット胴体 12−1〜12−4:脚 16:アーム 18:こで 20:軸 22:モータ 26:制御装置 28:膜制御部 30:姿勢制御部 32:作業装置制御部 34−1〜34−4:脚駆動装置 36:高さセンサ 38:ピッチ角センサ 40:ロール角センサ 42:レーザ受光窓 44:こて角調整装置 46:こて回転装置 48:こて高さ調整装置 50:バッテリー :垂直アーム 54:昇降機構 10: Robot body 12-1 to 12-4: Legs 16: Arm 18: Here 20: Axis 22: Motor 26: Control device 28: Membrane control section 30: Attitude control section 32: Work equipment control section 34-1 to 34-4: Leg drive device 36: Height sensor 38: Pitch angle sensor 40: Roll angle sensor 42: Laser receiving window 44: Iron angle adjustment device 46: Trowel rotating device 48: Trowel height adjustment device 50: Battery :Vertical arm 54: Lifting mechanism

【書類基】[Document base]

図面 drawing

【図1】[Figure 1]

【図2】[Figure 2]

【図3】[Figure 3]

【図4】[Figure 4]

【図5】[Figure 5]

【図6】[Figure 6]

【図7】[Figure 7]

【図8】[Figure 8]

【図9】[Figure 9]

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ロボット胴体に対し、少なくとも4本以上の脚を設ける
と共に、コンクリート床に作業を施す作業装置と、該作
業装置の高さを検出するセンサと、脚による歩行動作及
び姿勢を制御する制御システムと、前記装置の高さ及び
動作を制御する制御システムとを搭載したことを特徴と
する歩行型コンクリート床工事用ロボット。
Claim 1: A robot body is provided with at least four legs, a working device for performing work on a concrete floor, a sensor for detecting the height of the working device, and a walking motion and posture controlled by the legs. 1. A walking concrete floor construction robot characterized by being equipped with a control system that controls the height and operation of the device, and a control system that controls the height and operation of the device.
【請求項2】 請求項1記載の歩行型コンクリート床工事用ロボットに
於いて、前記作業装置は、ロボット胴体のほぼ中央を回
転軸として、旋回可能なアームの先に上下方向に調整可
能なこてを装備した構造としたことを特徴とする歩行型
コンクリート床工事用ロボット。
2. The walking concrete floor construction robot according to claim 1, wherein the working device includes a trowel that can be adjusted in the vertical direction at the end of a rotatable arm with a rotation axis approximately at the center of the robot body. A walking concrete floor construction robot characterized by having a structure equipped with.
【請求項3】 請求項1記載の歩行型コンクリート床工事用ロボットに
於いて、前記作業装置の重心を回転軸に一致させるよう
に、作業装置のアームの後端に動力源を取付けたことを
特徴とする歩行型コンクリート床工事用ロボット。
3. The walking concrete floor construction robot according to claim 1, wherein a power source is attached to the rear end of the arm of the working device so that the center of gravity of the working device coincides with the rotation axis. A walking concrete floor construction robot with special features.
【請求項4】 請求項3記載の歩行型コンクリート床工事用ロボットに
於いて、前記動力源としてバッテリー又は発電機を取付
けたことを特徴とする歩行型コンクリート床工事用ロボ
ット。
4. The walking concrete floor construction robot according to claim 3, wherein a battery or a generator is attached as the power source.
【請求項5】 請求項1記載の歩行型コンクリート床工事用ロボットに
於いて、前記作業装置の高さを検出する高さセンサを、
ロボット胴体に対し上下方向に駆動される作業装置の上
部に取付けたことを特徴とする歩行型コンクリート床工
事用ロボット。
5. The walking concrete floor construction robot according to claim 1, further comprising: a height sensor for detecting the height of the working device;
A walking concrete floor construction robot characterized by being attached to the upper part of a working device that is driven vertically relative to the robot body.
JP2402173A 1989-12-14 1990-12-14 Walking type work robot Pending JPH03260263A (en)

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JP2402173A JPH03260263A (en) 1989-12-14 1990-12-14 Walking type work robot

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1-324595 1989-12-14
JP32459589 1989-12-14
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013237121A (en) * 2012-05-15 2013-11-28 Fanuc Ltd Robot turning apparatus for extending working area of robot
JP2014210306A (en) * 2013-04-18 2014-11-13 株式会社安川電機 Moving robot, positioning system of moving robot, and positioning method of moving robot
IT201700041027A1 (en) * 2017-04-13 2018-10-13 Pietro Guarneri PLANING MACHINE

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