JPH0790476B2 - Construction work robot installation method - Google Patents

Construction work robot installation method

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JPH0790476B2
JPH0790476B2 JP4582488A JP4582488A JPH0790476B2 JP H0790476 B2 JPH0790476 B2 JP H0790476B2 JP 4582488 A JP4582488 A JP 4582488A JP 4582488 A JP4582488 A JP 4582488A JP H0790476 B2 JPH0790476 B2 JP H0790476B2
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JP
Japan
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laser beam
sensor unit
construction work
sensor
fume
Prior art date
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JP4582488A
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Japanese (ja)
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Inventor
三禄 佐藤
安司 神本
征行 鷹巣
澄男 福田
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Tokyu Construction Co Ltd
Original Assignee
Tokyu Construction Co Ltd
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Publication of JPH0790476B2 publication Critical patent/JPH0790476B2/en
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はヒューム管等の長尺据付物を所定の据付け位置
に自動的にセットする建設作業ロボットによる長尺物据
付け方法に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a long object installation method by a construction work robot that automatically sets a long object such as a fume tube at a predetermined installation position.

[従来の技術] 従来、上下水道等の配管に使用されるヒューム管の敷設
は、建設用のパワーシャベルを用いて2〜3人の作業員
により行なわれていた。
[Prior Art] Conventionally, laying of a fume pipe used for piping for water and sewerage has been performed by a couple of workers using a power shovel for construction.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記従来方法では、敷設作業能率が悪
く、危険な作業であるばかりでなく、ヒューム管を所定
の敷設位置に正確に据付けることが困難である等の問題
点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-mentioned conventional method, not only is the laying work efficiency poor and the work is dangerous, but it is difficult to accurately install the fume pipe at a predetermined laying position. There was a problem.

本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、その目的とするところは、ヒューム管等の長尺
据付物を能率良く、しかも高精度に且つ自動的に据付け
ることのできる建設作業ロボットによる長尺物据付け方
法を提供することにある。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to efficiently and automatically install a long installation object such as a Hume pipe. It is to provide a method of installing a long object by a construction robot capable of performing the work.

[課題を解決するための手段] 本発明の建設作業ロボットによる長尺物据付け方法は、
バックホー等の移動式建設作業装置のアーム先端部に、
ヒューム管等の長尺据付物を把持しながら姿勢および位
置制御を行なうマニピュレータを取付けると共に、上記
長尺据付物にセットしたセンサーにより、据付け位置に
発射した基準レーザビームを検知して上記マニピュレー
タに制御信号を発信するようにしたことを特徴とするも
のである。
[Means for Solving the Problems] A method for installing a long object by a construction work robot according to the present invention is
At the tip of the arm of a mobile construction work device such as a backhoe,
Attach a manipulator that controls the posture and position while gripping a long installation such as a fume tube, and control the above manipulator by detecting the reference laser beam emitted to the installation position with the sensor set on the above long installation. It is characterized by transmitting a signal.

[実施例] 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。
[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図に於て、1はバックホー等の移動式建設作業装置
であって、下部走行体1aに対して上部旋回1bが左右に旋
回できるようになっている。
In FIG. 1, reference numeral 1 is a mobile construction work device such as a backhoe, and an upper turn 1b can turn left and right with respect to a lower traveling body 1a.

上記建設作業装置1の上部旋回体1bにはブーム1cおよび
アーム1dが俯仰(上下方向に回動)自在に順次連結して
設けられている。
A boom 1c and an arm 1d are sequentially connected to an upper revolving structure 1b of the construction work device 1 so as to be freely elevated (up and down).

上記アーム1dにはスライドアーム1eが長手方向に摺動自
在に取付けられていて、その先端部にはベース板2が枢
着されており、枢着軸2aを中心に油圧シリンダ3により
傾動できるようになっている。
A slide arm 1e is slidably attached to the arm 1d in the longitudinal direction, and a base plate 2 is pivotally attached to the tip end of the slide arm 1e so that it can be tilted by a hydraulic cylinder 3 about a pivot shaft 2a. It has become.

上記ベース板2の下側には固定基板4が一体的に固着さ
れている。尚、ベース板2と固定基板4は一体に形成さ
れた部材であってもよい。
A fixed substrate 4 is integrally fixed to the lower side of the base plate 2. The base plate 2 and the fixed substrate 4 may be integrally formed members.

上記固定基板4の前後端部の下側には、案内ブロック4a
が一体的に取付けられていて、水平移動部材5の上側に
設けられたレール5aをZ方向に摺動案内している。
A guide block 4a is provided below the front and rear ends of the fixed substrate 4.
Are integrally attached to guide the rail 5a provided on the upper side of the horizontal moving member 5 in the Z direction.

上記案内ブロック4aとレール5aとの間には、第2図に示
すように、鋼球6が介挿されていて、上記水平移動部材
5を円滑かつ高精度に移動案内できるようになってい
る。
As shown in FIG. 2, a steel ball 6 is interposed between the guide block 4a and the rail 5a so that the horizontal moving member 5 can be smoothly and highly accurately guided. .

上記前後の水平移動部材5は、各々の両端部が連結部材
7により相互に連結され、全体として矩形状の枠体を構
成している。
Both ends of each of the front and rear horizontal moving members 5 are connected to each other by a connecting member 7 to form a rectangular frame body as a whole.

従って、上記水平移動部材5および連結部材7は一体と
なって、油圧シリンダ8によりZ方向に往復移動される
ようになっている。
Therefore, the horizontal moving member 5 and the connecting member 7 are integrally reciprocated in the Z direction by the hydraulic cylinder 8.

9は横移動アームであって、上記連結部材7の長手方向
(水平移動部材5に対して直角方向)に沿って案内さ
れ、油圧シリンダ10によりX方向に往復移動されるよう
になっている。
Reference numeral 9 denotes a lateral movement arm, which is guided along the longitudinal direction of the connecting member 7 (a direction perpendicular to the horizontal movement member 5) and is reciprocally moved in the X direction by a hydraulic cylinder 10.

尚、一方の横移動アーム9の上端部は、第3図に示すよ
うに、移動ブロック9a枢着軸9bに枢着されていて、該移
動ブロック9aは上記連結部材7のレール7aに案内される
ようになっており、上記横移動アーム9はγ方向に回動
できるようになっている。
As shown in FIG. 3, the upper end portion of one lateral movement arm 9 is pivotally attached to a movement block 9a pivot shaft 9b, and the movement block 9a is guided by the rail 7a of the connecting member 7. The lateral movement arm 9 can rotate in the γ direction.

上記横移動アーム9の側方に設けられたブロック9aには
縦移動アーム11のレール11aが上下方向に案内されてい
て、油圧シリンダ12によりY方向に往復移動されるよう
になっている。尚、上記ブロック9aとレール11aの間に
も鋼球が介挿されている。
A rail 11a of a vertical movement arm 11 is vertically guided by a block 9a provided on the side of the horizontal movement arm 9, and is reciprocated in a Y direction by a hydraulic cylinder 12. A steel ball is also inserted between the block 9a and the rail 11a.

第4図からも明らかなように、上記縦移動アーム11の下
端部にはボールジョイント11aが設けられていて、これ
にグリッパ13の上端部が全方向に傾動可能に連結されて
いる。
As is clear from FIG. 4, a ball joint 11a is provided at the lower end of the vertical movement arm 11, and the upper end of the gripper 13 is connected to the ball joint 11a so as to be tiltable in all directions.

上記グリッパ13は逆T字状のグリッパ本体13aと把持爪1
3bから構成されている。該把持爪13bは枢着軸13cを中心
に回動自在に取付けられており、ヒューム管Pを両側か
ら把持するようになっている。左右の把持爪13bの基部
は上記グリッパ本体13aの中央部に向けて相互に向い合
うように延設されており、その先端部には溝穴13dが向
い合うように形成されている。該溝穴13dには油圧シリ
ンダ14のロッド先端部に取付けられているピン14aが係
合しており、油圧シリンダ14を作動させることにより両
把持爪13b,13bを開閉作動させるようになっている。
The gripper 13 includes an inverted T-shaped gripper body 13a and a grip claw 1.
It is composed of 3b. The grip claw 13b is rotatably attached around a pivot shaft 13c, and holds the fume tube P from both sides. The bases of the left and right gripping claws 13b are extended toward the center of the gripper body 13a so as to face each other, and the slots 13d are formed at the tips thereof so as to face each other. A pin 14a attached to the rod tip portion of the hydraulic cylinder 14 is engaged with the groove 13d, and by operating the hydraulic cylinder 14, both gripping claws 13b, 13b are opened and closed. .

以上説明した機構は把持したヒューム管Pの姿勢・位置
を制御するマニピュレータ部であって、ヒューム管Pを
前後(X方向)、上下(Y方向)、左右(Z方向)に移
動させる制御の他に、垂直面上での回転(β方向傾斜)
および水平面上での回転(α方向傾斜)制御を行なう、
いわゆる5自由度でヒューム管Pを制御操作することが
できるものである。
The mechanism described above is a manipulator unit that controls the posture / position of the gripped fume tube P. In addition to control for moving the fume tube P back and forth (X direction), up and down (Y direction), and left and right (Z direction). , Rotation on a vertical plane (β tilt)
And rotation (α direction inclination) control on a horizontal plane,
The fume tube P can be controlled and operated with so-called five degrees of freedom.

上記ヒューム管P内には、第5図からも明らかなよう
に、センサー筒15が抜差し自在に挿設されていて、その
軸方向にヒューム管Pの姿勢・位置の基準となるレーザ
ービームBが通過するようになっている。
As is clear from FIG. 5, the sensor tube 15 is removably inserted in the fume tube P, and the laser beam B that serves as a reference for the posture and position of the fume tube P is axially provided. It is supposed to pass.

上記センサー筒15にはハーフミラー16と2個のセンサー
ユニット17,18がセットされている。上記ハーフミラー1
6はレーザービームBの発射方向に近い前方部に45°傾
斜角で配置されている。一方のセンサーユニット17は、
上記ハーフミラー16の反射方向のセンサー筒15から外れ
た位置に配置されていて、上記ハーフミラー16により分
光されて反射されるレーザービームB′を受光するよう
になっている。他方のセンサーユニット18は、センサー
筒15の中心線上の後方部に配置されていて、ハーフミラ
ー16を透過した分光レーザービームB″を受光するよう
になっている。上記反射ビーム受光用のセンサーユニッ
ト17と透過ビーム受光用のセンサーユニット18とは、ハ
ーフミラー16からの距離が各々異なって(本実施例では
センサーユニット17の方がハーフミラー16に近い)い
て、第5図に仮想線で示すようにハーフミラー16とセン
サーユニット18との間にセンサーユニット17の虚像が位
置するようになっている。従って、センサーユニット17
はセンサー筒15の中心線上の虚像位置に配設されている
ものとして機能する。
A half mirror 16 and two sensor units 17 and 18 are set on the sensor cylinder 15. Half mirror above 1
6 is arranged at a 45 ° inclination angle in the front part close to the emission direction of the laser beam B. One sensor unit 17,
The half mirror 16 is arranged at a position deviating from the sensor cylinder 15 in the reflection direction, and receives the laser beam B ′ which is split and reflected by the half mirror 16. The other sensor unit 18 is arranged at the rear part on the center line of the sensor tube 15 and receives the spectral laser beam B ″ transmitted through the half mirror 16. The sensor unit for receiving the reflected beam described above. 17 and the sensor unit 18 for receiving the transmitted beam have different distances from the half mirror 16 (the sensor unit 17 is closer to the half mirror 16 in this embodiment), and are shown by phantom lines in FIG. Thus, the virtual image of the sensor unit 17 is located between the half mirror 16 and the sensor unit 18. Therefore, the sensor unit 17
Functions as being disposed at the virtual image position on the center line of the sensor cylinder 15.

19はレーザービーム発信器、20は円周上に多数の小穴20
aを一定間隔であけて配列した回転円板のチョッパ、お
よび21はセンサー回路である。上記チョッパ20は、例え
ば20個の小穴20aをあけて、50Hzで回転させると、レー
ザービームBを1KHzのパルス光に変えることができる。
19 is a laser beam transmitter, 20 is a large number of small holes on the circumference 20
Reference numeral 21 denotes a sensor circuit, which is a rotating disk chopper in which a is arranged at regular intervals. The chopper 20 can change the laser beam B into pulsed light of 1 KHz by, for example, opening 20 small holes 20a and rotating at 50 Hz.

上記センサーユニット17は、第6A図および第6B図に示す
ように、円筒内を十字隔壁17aにより断面扇状の4個の
受光室17bに分割され、各受光室17bの表面にはすりガラ
ス状塩ビシート等から成る拡散スクリーン17cが張装さ
れていて、レーザービームBを拡散して受光室17b内に
導入するようになっている。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the sensor unit 17 is divided into four light receiving chambers 17b having a fan-shaped cross section in the cylinder by a cross partition 17a, and a ground glass PVC sheet is provided on the surface of each light receiving chamber 17b. A diffusing screen 17c made of, for example, is stretched so that the laser beam B is diffused and introduced into the light receiving chamber 17b.

各受光室17bの底部には各室3個ずつのフォトダイオー
ド17dが配置されていて、上記センサー回路21に電気的
に接続されている。17eは干渉フィルターである。
At the bottom of each light receiving chamber 17b, three photodiodes 17d are arranged in each chamber and are electrically connected to the sensor circuit 21. 17e is an interference filter.

尚、センサーユニット18も上記センサーユニット17と同
様の構造となっている。
The sensor unit 18 also has the same structure as the sensor unit 17.

次に、上記実施例装置による作用について説明する。Next, the operation of the apparatus of the above embodiment will be described.

まず、建設作業装置1をヒューム管Pの現場ストックヤ
ードまで走行させて、第7図に示すような、電磁弁22を
オペレーターが手で操作して、グリッパ13の油圧シリン
ダ14を作動せしめ、ヒューム管Pの両端部をグリッパ13
の把持爪13bにより把持せしめる。
First, the construction work device 1 is run to the on-site stockyard of the fume pipe P, and the operator manually operates the solenoid valve 22 as shown in FIG. 7 to operate the hydraulic cylinder 14 of the gripper 13 to operate the fumes. Both ends of the pipe P are grippers 13
It is held by the holding claw 13b.

ヒューム管Pを把持した状態で上記建設作業装置1を管
敷設個所まで移動させると共に、上記ヒューム管P内に
センサー筒15をセットする。尚、センサー筒15のセット
時期はヒューム管Pの移動中または移動管であってもよ
い。
While holding the fume pipe P, the construction work device 1 is moved to the pipe laying position, and the sensor tube 15 is set in the fume pipe P. The setting time of the sensor tube 15 may be during the movement of the fume tube P or the moving tube.

続いて、上記建設作業装置1の上部旋回体1bの旋回運
動、ブーム1cやアーム1dの俯仰運動、或いはベース板2
の傾動運動等の各制御機構により手動で、第8図に示す
ように、既に敷設されているヒューム管P′の接続側の
基準レーザービームB位置に近い所まで近づける。
Subsequently, the swing motion of the upper swing body 1b of the construction work device 1, the elevation motion of the boom 1c and the arm 1d, or the base plate 2
As shown in FIG. 8, it is manually brought close to the reference laser beam B position on the connection side of the already laid Hume pipe P'by each control mechanism such as the tilting motion of the above.

ヒューム管Pの接続敷設位置の中心には、上述のように
予め基準レーザービームBのパルス光がレーザービーム
発信器19から発射されているので、上記ヒューム管Pが
所定の接続敷設位置に近づくと、第5図に示すように、
レーザービームBの一部はハーフミラー16により反射さ
れてセンサーユニット17方向に分光され、他部はハーフ
ミラー16を透過してセンサーユニット18方向に直進す
る。
Since the pulse beam of the reference laser beam B is emitted from the laser beam transmitter 19 in advance at the center of the connection laying position of the fume pipe P as described above, when the fume pipe P approaches the predetermined laying position. , As shown in FIG.
A part of the laser beam B is reflected by the half mirror 16 and dispersed into the sensor unit 17 direction, and the other part passes through the half mirror 16 and goes straight in the sensor unit 18 direction.

センサーユニット17に到達したレーザービームBは、第
6A図および第6B図に示すように、十字隔壁17aにより仕
切られた受光室17bのいずれか1室に入光する。この
際、レーザービームBは拡散スクリーン17cにより拡散
されて底部のフォトダイオード17dに受光される。この
時干渉フィルター17eにより、レーザービームB以外の
太陽光等の不要な光線は透過せず、フォトダイオード17
dに受光されないようになっている。
The laser beam B reaching the sensor unit 17 is
As shown in FIGS. 6A and 6B, light enters one of the light receiving chambers 17b partitioned by the cross partition 17a. At this time, the laser beam B is diffused by the diffusion screen 17c and received by the photodiode 17d at the bottom. At this time, by the interference filter 17e, unnecessary light rays such as sunlight other than the laser beam B are not transmitted, and the photodiode 17
The light is not received by d.

受光されたレーザービームBのパルス光はフォトダイオ
ード17dにより電流に変換され、第9図に示すように、
電流電圧変換回路23、バンドパスフィルター24、反転増
幅回路25、検波回路26を経てコンパレータ27に入り、こ
こで基準電圧と比較され、基準電圧を越えた場合には、
例えば+10Vが出力され、越えない場合には−10Vが出力
される。
The pulsed light of the received laser beam B is converted into a current by the photodiode 17d, and as shown in FIG.
The current-voltage conversion circuit 23, the bandpass filter 24, the inverting amplification circuit 25, the detection circuit 26 and then enters the comparator 27, where it is compared with the reference voltage, and when it exceeds the reference voltage,
For example, + 10V is output, and if not exceeded, -10V is output.

ところで、例えば第10図(A)に示すように、レーザー
ビームBのビームスポットbが第1受光室17b1に入光し
て、フォトダイオード17dに受光されると、ビームスポ
ットbが矢印方向に移動するように制御がなされる。
By the way, for example, as shown in FIG. 10 (A), when the beam spot b of the laser beam B enters the first light receiving chamber 17b 1 and is received by the photodiode 17d, the beam spot b moves in the direction of the arrow. Control is made to move.

従って、上記コンパレータ27から出力された受光信号
は、第11図に示すように、比較回路28に入り、サーボア
ンプ29を経てサーボ弁30を作動させる。
Therefore, the received light signal output from the comparator 27 enters the comparison circuit 28 and operates the servo valve 30 via the servo amplifier 29, as shown in FIG.

例えば第10図(A)の矢印方向をX方向の制御とすれ
ば、上記サーボ弁30によりX方向のシリンダ10が作動す
る(第7図参照)。シリンダ10の位置はポテンシヨメー
タ31により検知され、その検知信号は上記比較回路28に
フィードバックされる。
For example, when the arrow direction in FIG. 10 (A) is controlled in the X direction, the servo valve 30 operates the cylinder 10 in the X direction (see FIG. 7). The position of the cylinder 10 is detected by the potentiometer 31, and the detection signal is fed back to the comparison circuit 28.

シリンダ10の作用によりヒューム管Pのセンサーユニッ
ト17側がX方向に移動されて、ビームスポットbが第10
図(B)に示すように受光室17b2に移ると、受光室17b1
内のフォトダイオード17dからの非受光信号(例えば−1
0V)により上記サーボバルブ30が働いてシリンダー10の
作動は停止し、次に第10図(B)の実線矢印のようにY
方向の制御が行なわれる。
By the action of the cylinder 10, the sensor unit 17 side of the fume tube P is moved in the X direction, and the beam spot b moves to the 10th position.
When the light receiving chamber 17b 2 is moved to the light receiving chamber 17b 1 as shown in FIG.
Non-reception signal from the photodiode 17d inside (eg -1
0V) causes the servo valve 30 to operate to stop the operation of the cylinder 10, and then Y as shown by the solid line arrow in FIG. 10 (B).
Directional control is performed.

Y方向の制御では、サーボ弁32が働いてシリンダ12を作
動させると、ビームスポットbは再び受光室17b1に入る
ので、上述と同様にシリンダ10によるX方向制御が行な
われ、以下、第10図(C)(D)に示すように順次制御
が行なわれてビームスポットbはセンサーユニット17の
中心に近づいて、ヒューム管Pのセンサーユニット17側
の位置制御が行なわれる。
In the control in the Y direction, when the servo valve 32 operates to operate the cylinder 12, the beam spot b enters the light receiving chamber 17b 1 again, so that the X direction control by the cylinder 10 is performed in the same manner as described above. As shown in FIGS. 7C and 7D, the beam spot b approaches the center of the sensor unit 17 as a result of sequential control, and the position of the fume tube P on the sensor unit 17 side is controlled.

尚、ヒューム管Pのセンサーユニット18側でも同様の制
御が行なわれ、その結果、ヒューム管Pの中心軸は基準
レーザービームBに一致して正しい接続敷設姿勢に制御
される(第8図参照)。
The same control is performed on the sensor unit 18 side of the fume tube P, and as a result, the central axis of the fume tube P coincides with the reference laser beam B and is controlled to the correct connection installation posture (see FIG. 8). .

尚、上記Y方向の制御に際して、左右のシリンダ12は通
常独立して作動するので、第12図に示すように、ヒュー
ム管Pは垂直面上で傾斜する。この場合、上記ジョイン
ト9bおよびジョイント11bの働きにより上記傾斜姿勢の
制御は無理な力がかかることなく、円滑に行なわれる。
During the control in the Y direction, the left and right cylinders 12 normally operate independently, so that the fume tube P tilts on a vertical plane as shown in FIG. In this case, the joints 9b and 11b work smoothly to control the tilted posture without applying an undue force.

また、X方向の制御に際して、左右のシリンダ10も通常
独立して作動するので、第13図に示すように、ヒューム
管Pは水平面上で傾斜する。この場合にも、ジョイント
11bにより上記傾斜姿勢の制御は円滑に行なわれる。
Further, when controlling in the X direction, the left and right cylinders 10 also normally operate independently, so that the fume pipe P inclines on a horizontal plane as shown in FIG. Again, the joint
The inclination posture is smoothly controlled by 11b.

以上のようにして、基準レーザービームBとヒューム管
Pの中心位置のずれが修正されると、シリンダ8を作動
せしめて基準レーザービームB方向(Z方向)にヒュー
ム管Pを移動して、上記既設のヒューム管P′に自動的
に接続する。
When the deviation between the center positions of the reference laser beam B and the fume tube P is corrected as described above, the cylinder 8 is operated to move the fume tube P in the reference laser beam B direction (Z direction), Automatically connect to existing Hume pipe P '.

尚、油圧回路の油圧源としては建設作業装置1の油圧源
を利用するとよい。
The hydraulic source of the construction work device 1 may be used as the hydraulic source of the hydraulic circuit.

上記センサーユニット17に於けるレーザービームBの位
置決め方式の別の実施例としては、第14図に示すよう
に、上記チョッパ20からのパルス状のレーザービームB
を回転体33の回転中心に設けたミラー33aと、所定半径
位置に設けたミラー33bにより順次反射させてセンサー
ユニット17に投射し、上記回転体33を一定のスピードで
回転させると、第15図に示すように、センサーユニット
17にはレーザースポットbの軌跡が所定半径をもって一
定スピードで回転するように描かれる。この場合、受光
室17b1と17b3、受光室17b2と17b4を対とし、レーザービ
ームBが受光室17b1と17b3を通過するに要する時間(パ
ルス数でもよい)の差を電圧に変えてX方向移動指令出
力とすると共に、受光室17b2と17b4を通過するに要する
時間(パルス数でもよい)の差を電圧に変えてY方向移
動指令出力としてもよい。
As another embodiment of the positioning method of the laser beam B in the sensor unit 17, as shown in FIG. 14, the pulsed laser beam B from the chopper 20 is used.
15 is sequentially reflected by a mirror 33a provided at the center of rotation of the rotator 33 and a mirror 33b provided at a predetermined radial position and projected on the sensor unit 17, and the rotator 33 is rotated at a constant speed. As shown in the sensor unit
A locus of the laser spot b is drawn on 17 so as to rotate at a constant speed with a predetermined radius. In this case, the light receiving chambers 17b 1 and 17b 3 and the light receiving chambers 17b 2 and 17b 4 are paired, and the difference in the time (or the number of pulses) required for the laser beam B to pass through the light receiving chambers 17b 1 and 17b 3 is set as a voltage. In addition to the X-direction movement command output, the Y-direction movement command output may be obtained by changing the difference in the time (which may be the number of pulses) required to pass through the light receiving chambers 17b 2 and 17b 4 into a voltage.

各通過時間差(又は、パルス数の差)が等しくなった
時、基準レーザービームBがセンサーユニット17の中心
に位置することになり、位置および姿勢制御が効果的に
なされる。
When the passing time differences (or the pulse number differences) become equal, the reference laser beam B is positioned at the center of the sensor unit 17, and the position and attitude control is effectively performed.

尚、センサーユニット18に於いても全く同様の制御が可
能である。
The sensor unit 18 can also be controlled in exactly the same manner.

[発明の効果] バックホー等の移動式建設作業装置のアーム先端部に、
ヒューム管等の長尺据付物を把持しながら姿勢および位
置制御を行なうマニピュレータを取付けると共に、上記
長尺据付物にセットしたセンサーにより、据付け位置に
発射した基準レーザビームを検知して上記マニピュレー
タに制御信号を発信するようにしたので、長尺物の据付
け作業を容易に自動化することができ、その結果、高精
度で能率良くヒューム管等の長尺物を所定の据付け位置
にセットすることができる。
[Effects of the Invention] At the arm tip of a mobile construction work device such as a backhoe,
Attach a manipulator that controls the posture and position while gripping a long installation such as a fume tube, and control the above manipulator by detecting the reference laser beam emitted to the installation position with the sensor set on the above long installation. Since a signal is transmitted, it is possible to easily automate the work of installing a long object, and as a result, it is possible to set a long object such as a fume tube at a predetermined installation position with high accuracy and efficiency. .

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

第1図は本発明の建設作業ロボットの一実施例を示す全
体斜視図、第2図および第3図は第1図の要部の拡大説
明図、第4図はグリッパの側面図、第5図はセンサー部
の構成図、第6A図はセンサーユニットの平面図、第6B図
はセンサーユニットの半断面図、第7図はシリンダ作動
用の油圧回路図、第8図はヒューム管敷設概念図、第9
図はセンサーユニット電気回路図、第10図(A)〜
(D)はセンサーユニットによる位置決め原理図、第11
図は電気・油圧サーボ機構のブロック図、第12図は垂直
面でのヒューム管の回転制御説明図、第13図は水平面で
のヒューム管の回転制御説明図、第14図および第15図は
センサーユニットによる他の位置決め原理図である。 1…移動式建設作業装置、1a…下部走行体、1b…上部旋
回体、1c…ブーム、1d…アーム、1e…スライドアーム、
2…ベース板、2a…枢着軸、3…油圧シリンダ、4…固
定基板、4a…案内ブロック、5…水平移動部材、5a…レ
ール、6…鋼球、7…連結部材、7a…レール、8…油圧
シリンダ、9…横移動アーム、9a…移動ブロック、9b…
枢着軸、10…油圧シリンダ、11…縦移動アーム、11a…
レール、11b…ボールジョイント、12…油圧シリンダ、1
3…グリッパ、13a…グリッパ本体、13b…把持爪、13c…
枢着軸、13d…溝穴、14…油圧シリンダ、14a…ピン、15
…センサー筒、16…ハーフミラー、17,18…センサーユ
ニット、17a…十字隔壁、17b,17b1,17b2,17b3,17b4
…受光室、17c…拡散スクリーン、17d…フォトダイオー
ド、17e…干渉フィルター、19…レーザービーム発信
器、20…チョッパ、20a…小穴、21…センサー回路、22
…電磁弁、23…電流電圧変換回路、24……バンドパスフ
ィルター、25……反転増幅回路、26…検波回路、27…コ
ンパレータ、28…比較回路、29…サーボアンプ、30…サ
ーボ弁、31…ポテンシヨメータ、33…回転体、33a,33b
…ミラー、B,B′,B″…レーザービーム、b…ビームス
ポット、P,P′…ヒューム管。
FIG. 1 is an overall perspective view showing an embodiment of a construction work robot of the present invention, FIGS. 2 and 3 are enlarged explanatory views of the essential parts of FIG. 1, FIG. 4 is a side view of a gripper, and FIG. Fig. 6 is a block diagram of the sensor unit, Fig. 6A is a plan view of the sensor unit, Fig. 6B is a half sectional view of the sensor unit, Fig. 7 is a hydraulic circuit diagram for cylinder operation, and Fig. 8 is a conceptual diagram of fume pipe laying. , 9th
The figure shows the electric circuit diagram of the sensor unit, Fig. 10 (A) ~
(D) Principle of positioning by sensor unit, No. 11
Figure is a block diagram of the electric / hydraulic servo mechanism, Figure 12 is an explanatory view of the rotation control of the fume tube on the vertical plane, Figure 13 is an explanatory view of the rotation control of the fume tube on the horizontal plane, and Figures 14 and 15 are It is another positioning principle figure by a sensor unit. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mobile construction work device, 1a ... Lower traveling body, 1b ... Upper revolving structure, 1c ... Boom, 1d ... Arm, 1e ... Sliding arm,
2 ... Base plate, 2a ... Pivot shaft, 3 ... Hydraulic cylinder, 4 ... Fixed base plate, 4a ... Guide block, 5 ... Horizontal moving member, 5a ... Rail, 6 ... Steel ball, 7 ... Connecting member, 7a ... Rail, 8 ... hydraulic cylinder, 9 ... lateral movement arm, 9a ... movement block, 9b ...
Pivot axis, 10 ... Hydraulic cylinder, 11 ... Vertical movement arm, 11a ...
Rail, 11b ... Ball joint, 12 ... Hydraulic cylinder, 1
3 ... Gripper, 13a ... Gripper body, 13b ... Grip claw, 13c ...
Pivot shaft, 13d ... Slot, 14 ... Hydraulic cylinder, 14a ... Pin, 15
… Sensor cylinder, 16… Half mirror, 17,18… Sensor unit, 17a… Cross partition, 17b, 17b 1 , 17b 2 , 17b 3 , 17b 4
… Light receiving room, 17c… Diffusing screen, 17d… Photo diode, 17e… Interference filter, 19… Laser beam transmitter, 20… Chopper, 20a… Small hole, 21… Sensor circuit, 22
… Solenoid valve, 23… Current-voltage conversion circuit, 24… Bandpass filter, 25… Inversion amplification circuit, 26… Detection circuit, 27… Comparator, 28… Comparison circuit, 29… Servo amplifier, 30… Servo valve, 31 … Potentiometer, 33… Rotating body, 33a, 33b
… Mirror, B, B ′, B ″… laser beam, b… beam spot, P, P ′… fume tube.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】バックホー等の移動式建設作業装置のアー
ム先端部に、ヒューム管等の長尺据付物を把持しながら
姿勢および位置制御を行なうマニピュレータを取付ける
と共に、上記長尺据付物にセットしたセンサーにより、
据付け位置に発射した基準レーザービームを検知して上
記マニピュレータに制御信号を発信するようにしたこと
を特徴とする建設作業ロボットによる長尺物据付け方
法。
1. A manipulator for controlling posture and position while gripping a long installation such as a fume pipe is attached to the arm tip of a mobile construction work device such as a backhoe and set on the above long installation. By the sensor
A method for installing a long object by a construction work robot, characterized by detecting a reference laser beam emitted to an installation position and transmitting a control signal to the manipulator.
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