JPH0379157B2 - - Google Patents
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- JPH0379157B2 JPH0379157B2 JP58102214A JP10221483A JPH0379157B2 JP H0379157 B2 JPH0379157 B2 JP H0379157B2 JP 58102214 A JP58102214 A JP 58102214A JP 10221483 A JP10221483 A JP 10221483A JP H0379157 B2 JPH0379157 B2 JP H0379157B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cart
- trolley
- distance
- robot
- outrigger device
- Prior art date
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- Expired
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は台車に乗つて走行することのできる工
業用ロボツトの位置決め方法に係り、特に作業対
象に対する位置決めを自動的に行うことの出来る
方法に関するものである。
業用ロボツトの位置決め方法に係り、特に作業対
象に対する位置決めを自動的に行うことの出来る
方法に関するものである。
耐熱材料（例えばロツクウール）やセメント等
の吹付用ロボツトや、塗装用ロボツト等のうち、
走行台車を用いて自ら移動し得る形式の工業用ロ
ボツトを壁面や梁等の作業対象に対して位置決め
する場合には、従来地面や床面（以下床面と称
す）に敷設した誘導線を案内として誘導無線によ
り位置決めする方法が一般的に用いられている。
の吹付用ロボツトや、塗装用ロボツト等のうち、
走行台車を用いて自ら移動し得る形式の工業用ロ
ボツトを壁面や梁等の作業対象に対して位置決め
する場合には、従来地面や床面（以下床面と称
す）に敷設した誘導線を案内として誘導無線によ
り位置決めする方法が一般的に用いられている。
しかしながら、かかる誘導無線による位置決め
方法では、位置決めの精度が悪く作業対象物の位
置の変化に対応して木目細かな位置の補正を行う
ことができず、また累積された誤差を補正する手
段にも欠けると共に、誘導用電線を床面に敷設す
る必要がありコストを上昇させる。
方法では、位置決めの精度が悪く作業対象物の位
置の変化に対応して木目細かな位置の補正を行う
ことができず、また累積された誤差を補正する手
段にも欠けると共に、誘導用電線を床面に敷設す
る必要がありコストを上昇させる。
とりわけ最近の建築物では、耐火性を向上させ
るため鉄骨梁等にロツクウール等の耐火材を吹き
付ける場合が多く、これらの作業を行うための吹
付ロボツト等では、高精度の吹付作業を行う必要
があり、従来の誘導無線型の位置決め方法では十
分ではない。
るため鉄骨梁等にロツクウール等の耐火材を吹き
付ける場合が多く、これらの作業を行うための吹
付ロボツト等では、高精度の吹付作業を行う必要
があり、従来の誘導無線型の位置決め方法では十
分ではない。
従つて本発明の目的とする処は、走行台車によ
つて自力で走行する工業用ロボツトの位置決め精
度を向上させる点にあり、とりわけロボツトの現
在位置を自動的に計測して目標位置との偏差を演
算し、これに基づいてロボツト自身の位置を自動
的に修正する自動位置補正機能を発揮することの
できる位置決め方法を提供することであり、その
要旨とする処が、車輪によつて床面上を走行する
台車に垂直方向のアウトリガ装置を有する旋回テ
ーブルを取り付け、該旋回テーブル上に複数の自
由度を有する腕機構を設置した自走式ロボツトの
作業対象物に対する位置決め方法において、上記
台車を走行させて作業位置で停止させた後、該台
車上のロボツトを駆動して旋回テーブルから作業
対象物上の該台車の走行方向に関して所定距離離
間した２個の測定点までの距離を上記腕機構の先
端部分に設けられた検出器を上記測定点にそれぞ
れ接触させて検出する工程と、上記２個の距離デ
ータ、上記２個の測定点間の上記台車の走行方向
に関する距離、上記作業対象物から上記台車が走
行すべき正規の基準軌跡までの距離から台車の作
業対象物に対する傾斜角度θ、及び位置ずれを生
じた台車から該台車が走行すべき正規の基準軌跡
までの偏心量ｌを所定の演算式にて算出する工程
と、アウトリガ装置を伸長して台車を地切りした
後、台車の走行方向が作業対象物に対して直角の
方向となるように該台車を回転させる工程と、上
記の如く台車を作業対象物に対して直角に指向さ
せた後に、アウトリガ装置を縮めて台車を接地さ
せた後、旋回テーブルを作業対象物に対して平行
となるまで回転させる工程と、台車を作業対象物
に対して直角の方向へ偏心量ｌ分だけ移動させ
て、その中心を正規の基準軌跡に合致させる工程
と、アウトリガ装置を伸長させて台車を地切りし
た後、台車の走行方向が作業対象物に平行となる
まで該台車を回転させ、更にアウトリガ装置を縮
める工程とを有してなる点にある自走式ロボツト
の位置決め方法を提供するものである。
つて自力で走行する工業用ロボツトの位置決め精
度を向上させる点にあり、とりわけロボツトの現
在位置を自動的に計測して目標位置との偏差を演
算し、これに基づいてロボツト自身の位置を自動
的に修正する自動位置補正機能を発揮することの
できる位置決め方法を提供することであり、その
要旨とする処が、車輪によつて床面上を走行する
台車に垂直方向のアウトリガ装置を有する旋回テ
ーブルを取り付け、該旋回テーブル上に複数の自
由度を有する腕機構を設置した自走式ロボツトの
作業対象物に対する位置決め方法において、上記
台車を走行させて作業位置で停止させた後、該台
車上のロボツトを駆動して旋回テーブルから作業
対象物上の該台車の走行方向に関して所定距離離
間した２個の測定点までの距離を上記腕機構の先
端部分に設けられた検出器を上記測定点にそれぞ
れ接触させて検出する工程と、上記２個の距離デ
ータ、上記２個の測定点間の上記台車の走行方向
に関する距離、上記作業対象物から上記台車が走
行すべき正規の基準軌跡までの距離から台車の作
業対象物に対する傾斜角度θ、及び位置ずれを生
じた台車から該台車が走行すべき正規の基準軌跡
までの偏心量ｌを所定の演算式にて算出する工程
と、アウトリガ装置を伸長して台車を地切りした
後、台車の走行方向が作業対象物に対して直角の
方向となるように該台車を回転させる工程と、上
記の如く台車を作業対象物に対して直角に指向さ
せた後に、アウトリガ装置を縮めて台車を接地さ
せた後、旋回テーブルを作業対象物に対して平行
となるまで回転させる工程と、台車を作業対象物
に対して直角の方向へ偏心量ｌ分だけ移動させ
て、その中心を正規の基準軌跡に合致させる工程
と、アウトリガ装置を伸長させて台車を地切りし
た後、台車の走行方向が作業対象物に平行となる
まで該台車を回転させ、更にアウトリガ装置を縮
める工程とを有してなる点にある自走式ロボツト
の位置決め方法を提供するものである。
続いて、添付した図面を参照して本発明を具体
化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。
化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。
ここに第１図は本発明を適用しうるロツクウー
ルの吹付用ロボツトの正面図、第２図及び第３図
は同工業用ロボツトの平面図及び側面図、第４図
は同工業用ロボツトの制御回路図、第５図は同制
御手順を示すフローチヤート、第６図は台車と旋
回テーブルとの移動状態を示す平面図、第７図は
作業対象に対するロボツトの傾きや変位の状態を
示す平面図である。
ルの吹付用ロボツトの正面図、第２図及び第３図
は同工業用ロボツトの平面図及び側面図、第４図
は同工業用ロボツトの制御回路図、第５図は同制
御手順を示すフローチヤート、第６図は台車と旋
回テーブルとの移動状態を示す平面図、第７図は
作業対象に対するロボツトの傾きや変位の状態を
示す平面図である。
第１図乃至第３図において、台車１はその下部
に４個の車輪２を回転自在に有し、これらの車輪
の内１又は２個の駆動車輪２ａはチエーン３によ
つて走行モータ４と連結され、走行モータ４の回
転により台車１が第２図に示す台車１の軸芯５の
方向に走行する。
に４個の車輪２を回転自在に有し、これらの車輪
の内１又は２個の駆動車輪２ａはチエーン３によ
つて走行モータ４と連結され、走行モータ４の回
転により台車１が第２図に示す台車１の軸芯５の
方向に走行する。
台車１は、その上面に設けた旋回ベアリング６
を介して略平板状の旋回テーブル７に連結されて
おり、旋回テーブル７は旋回ベアリング６の中心
である台車１の垂直軸芯８を中心として旋回自在
であり、この旋回テーブル７は、旋回テーブル７
上に固定された旋回モータ９によつて台車１に対
して水平面内において旋回駆動される。
を介して略平板状の旋回テーブル７に連結されて
おり、旋回テーブル７は旋回ベアリング６の中心
である台車１の垂直軸芯８を中心として旋回自在
であり、この旋回テーブル７は、旋回テーブル７
上に固定された旋回モータ９によつて台車１に対
して水平面内において旋回駆動される。
前記走行モータ４及び旋回モータ９には、それ
ぞれパルスエンコーダPE1及びPE2が接続され、
各モータの回転角度が検出される。
ぞれパルスエンコーダPE1及びPE2が接続され、
各モータの回転角度が検出される。
上記旋回テーブル７は、その四隅に上下方向に
伸縮自在のアウトリガ装置１０を有しており、こ
のアウトリガ装置１０は旋回テーブル７上のアウ
トリガ装置駆動用のモータ10ｍにより伸縮駆動さ
れ、その伸縮量はポテンシヨメータPM1によつ
て検出される。
伸縮自在のアウトリガ装置１０を有しており、こ
のアウトリガ装置１０は旋回テーブル７上のアウ
トリガ装置駆動用のモータ10ｍにより伸縮駆動さ
れ、その伸縮量はポテンシヨメータPM1によつ
て検出される。
第１図及び第３図に実線で示した状態は、アウ
トリガ装置１０が縮んだ状態で、このアウトリガ
装置１０が伸びることにより旋回テーブル７及び
これに旋回ベアリング６を介して取り付けた台車
１が上方へ持ち上げられ、車輪２を床面１１から
切り離す（地切りする）ことができる。
トリガ装置１０が縮んだ状態で、このアウトリガ
装置１０が伸びることにより旋回テーブル７及び
これに旋回ベアリング６を介して取り付けた台車
１が上方へ持ち上げられ、車輪２を床面１１から
切り離す（地切りする）ことができる。
上記旋回テーブル７上には、該旋回テーブル７
と同一軸芯上で且つ平行の水平面内で旋回可能で
あつて前記垂直軸芯８を含む垂直面内において揺
動駆動される垂直アーム１２と、この垂直アーム
１２の先端に取り付けられ、垂直アーム１２と同
じ揺動面内で揺動駆動される水平アーム１３が取
り付けられており、更に水平アーム１３の先端に
は複数の自由度を有する手首部１４を介して位置
検出用のポテンシヨメータPM2が取り付けられ
ている。尚、上記垂直アーム１２及び水平アーム
１３の揺動角度は、各アームを駆動するアーム駆
動用モータMa及びMbに取り付けたパルスエンコ
ーダPEa及びPEbによつて検出される。また、上
記垂直アーム１２は図外のモータにより旋回駆動
され、その旋回角度は、図外のパルスエンコーダ
によつて検出される。
と同一軸芯上で且つ平行の水平面内で旋回可能で
あつて前記垂直軸芯８を含む垂直面内において揺
動駆動される垂直アーム１２と、この垂直アーム
１２の先端に取り付けられ、垂直アーム１２と同
じ揺動面内で揺動駆動される水平アーム１３が取
り付けられており、更に水平アーム１３の先端に
は複数の自由度を有する手首部１４を介して位置
検出用のポテンシヨメータPM2が取り付けられ
ている。尚、上記垂直アーム１２及び水平アーム
１３の揺動角度は、各アームを駆動するアーム駆
動用モータMa及びMbに取り付けたパルスエンコ
ーダPEa及びPEbによつて検出される。また、上
記垂直アーム１２は図外のモータにより旋回駆動
され、その旋回角度は、図外のパルスエンコーダ
によつて検出される。
上記のように構成した吹付用ロボツトの制御回
路の一例は第４図に示す如く、例えばパルスエン
コーダPE1，PE2の出力線Ａ，Ｃ、及びPEa，PEb
の出力線Ｅ，Ｄ、更には、ポテンシヨメータ
PM1の出力線Ｂ、及びポテンシヨメータPM2が
それぞれマイクロコンピユータ１５を構成する入
力インターフエイス回路１６に接続されている。
路の一例は第４図に示す如く、例えばパルスエン
コーダPE1，PE2の出力線Ａ，Ｃ、及びPEa，PEb
の出力線Ｅ，Ｄ、更には、ポテンシヨメータ
PM1の出力線Ｂ、及びポテンシヨメータPM2が
それぞれマイクロコンピユータ１５を構成する入
力インターフエイス回路１６に接続されている。
上記マイクロコンピユータ１５は、周知のもの
を使用することができ、種々の検出器からの信号
を入力すると前記入力インターフエイス回路１６
と、入力インターフエイス回路１６からの信号を
読み出し専用メモリROM１７に格納されたプロ
グラムに従つて演算処理し、必要に応じて一時記
憶回路RAM１８に種々のデータを記憶、又は取
り出しつつ各種駆動装置や表示装置等に接続され
た出力インターフエイス回路１９に出力信号を送
出するCPU（中央処理ユニツト）２０等によつて
構成されており、出力インターフエイス回路１９
には前記旋回モータ９、走行モータ４、アウトリ
ガ装置駆動用モータ10ｍ及び各アーム駆動用のモ
ータMa及びMb等がそれぞれの自動制御系を介し
て接続されている。
を使用することができ、種々の検出器からの信号
を入力すると前記入力インターフエイス回路１６
と、入力インターフエイス回路１６からの信号を
読み出し専用メモリROM１７に格納されたプロ
グラムに従つて演算処理し、必要に応じて一時記
憶回路RAM１８に種々のデータを記憶、又は取
り出しつつ各種駆動装置や表示装置等に接続され
た出力インターフエイス回路１９に出力信号を送
出するCPU（中央処理ユニツト）２０等によつて
構成されており、出力インターフエイス回路１９
には前記旋回モータ９、走行モータ４、アウトリ
ガ装置駆動用モータ10ｍ及び各アーム駆動用のモ
ータMa及びMb等がそれぞれの自動制御系を介し
て接続されている。
各モータやアウトリガ装置に対する自動制御系
はほぼ同様の構造をしているため旋回モータ９に
ついて代表的に説明し、他は省略する。即ち出力
インターフエイス回路１９から送出される旋回テ
ーブル７の目標位置信号は、Ｄ／Ａ変換器２１に
よつてアナログ量に変換された後、増幅器２２を
経て比較器２３に伝達され、更に旋回モータ９に
伝えられると共に、旋回モータ９の回転角度はパ
ルスエンコーダPE2により検出され、この検出量
が上記比較器２３にＤ／Ａ変換器２４を経て伝達
され、パルスエンコーダPE2による検出量と目標
位置信号との差が０となる方向に旋回モータ９が
回転駆動され、旋回テーブル７に対する台車１の
回転位置が決定される。
はほぼ同様の構造をしているため旋回モータ９に
ついて代表的に説明し、他は省略する。即ち出力
インターフエイス回路１９から送出される旋回テ
ーブル７の目標位置信号は、Ｄ／Ａ変換器２１に
よつてアナログ量に変換された後、増幅器２２を
経て比較器２３に伝達され、更に旋回モータ９に
伝えられると共に、旋回モータ９の回転角度はパ
ルスエンコーダPE2により検出され、この検出量
が上記比較器２３にＤ／Ａ変換器２４を経て伝達
され、パルスエンコーダPE2による検出量と目標
位置信号との差が０となる方向に旋回モータ９が
回転駆動され、旋回テーブル７に対する台車１の
回転位置が決定される。
又教示状態においては上記Ｄ／Ａ変換器２４か
ら発せられたパルスエンコーダPE2の検出量は、
入力インターフエイス回路１６を経てCPU２０
に伝達され、教示位置データとしてRAM１８に
記憶される。
ら発せられたパルスエンコーダPE2の検出量は、
入力インターフエイス回路１６を経てCPU２０
に伝達され、教示位置データとしてRAM１８に
記憶される。
続いて第５図以下の添付図面を参照して上記吹
付用ロボツトの動作プログラムに従つた位置決め
作業手順について説明する。
付用ロボツトの動作プログラムに従つた位置決め
作業手順について説明する。
以下は吹付用ロボツトを鉄骨梁２５に沿つて位
置決めする手順であり、第５図におけるａ，ｂ，
ｃ…はロボツトの各機能に対応するステツプ番号
を示す。まずステツプａにおいて車輪２が走行モ
ータ４により駆動され台車１が走行している状態
から説明する。
置決めする手順であり、第５図におけるａ，ｂ，
ｃ…はロボツトの各機能に対応するステツプ番号
を示す。まずステツプａにおいて車輪２が走行モ
ータ４により駆動され台車１が走行している状態
から説明する。
台車１の走行距離はパルスエンコーダPE1によ
つて検出され、パルスエンコーダPE1からの出力
値が予め設定された原点位置（スタート位置ある
いは前の作業位置）から作業位置までの所定距離
に相当する値に達したか否かをステツプｂで判定
し、達していない場合にはステツプａに戻つて更
に走行を続けると共に、作業位置に達したと判定
された場合にはステツプｃにおいて走行用モータ
４を停止させた台車１を停止させる。
つて検出され、パルスエンコーダPE1からの出力
値が予め設定された原点位置（スタート位置ある
いは前の作業位置）から作業位置までの所定距離
に相当する値に達したか否かをステツプｂで判定
し、達していない場合にはステツプａに戻つて更
に走行を続けると共に、作業位置に達したと判定
された場合にはステツプｃにおいて走行用モータ
４を停止させた台車１を停止させる。
この状態における台車１を第６図に実線で示
し、その上部に載置された旋回テーブル７を二点
鎖線で示す。又旋回ベアリング６の中心即ち垂直
軸芯８の位置をＯで表す。今、台車１の車輪２の
方向（走行方向）の軸芯５が、鉄骨梁２５に平行
で且つ前記中心Ｏを通る線分２６に対して角度θ
分傾斜していると共に、上記台車１の中心０（旋
回テーブル７の中心と同一）を通る線分２６が、
本来台車１が鉄骨梁２５に平行に移動すべき軌跡
位置を示す基準軌跡２７に対してｌの距離だけず
れた位置に存在する場合を考える。図では傾斜角
度θの方向は時計方向である。
し、その上部に載置された旋回テーブル７を二点
鎖線で示す。又旋回ベアリング６の中心即ち垂直
軸芯８の位置をＯで表す。今、台車１の車輪２の
方向（走行方向）の軸芯５が、鉄骨梁２５に平行
で且つ前記中心Ｏを通る線分２６に対して角度θ
分傾斜していると共に、上記台車１の中心０（旋
回テーブル７の中心と同一）を通る線分２６が、
本来台車１が鉄骨梁２５に平行に移動すべき軌跡
位置を示す基準軌跡２７に対してｌの距離だけず
れた位置に存在する場合を考える。図では傾斜角
度θの方向は時計方向である。
以下の作業ではまず台車１及び旋回テーブル７
を反時計方向に点Ｏを中心として旋回させること
により、台車の軸芯５を鉄骨梁２５に平行に配置
すると共に、中心点Ｏを鉄骨梁２５の方向にｌの
分だけ移動せしめ、台車１及び旋回テーブル７を
鉄骨梁２５に対して平行で且つ鉄骨梁２５から設
計上の一定距離Ｌ離れた位置（基準軌跡２７上）
に位置決めすることにより、以後の教示動作や再
生動作における測定及び吹付位置の精度を向上さ
せんとするものである。
を反時計方向に点Ｏを中心として旋回させること
により、台車の軸芯５を鉄骨梁２５に平行に配置
すると共に、中心点Ｏを鉄骨梁２５の方向にｌの
分だけ移動せしめ、台車１及び旋回テーブル７を
鉄骨梁２５に対して平行で且つ鉄骨梁２５から設
計上の一定距離Ｌ離れた位置（基準軌跡２７上）
に位置決めすることにより、以後の教示動作や再
生動作における測定及び吹付位置の精度を向上さ
せんとするものである。
上記のように台車１がステツプｃにおいて停止
すると、続いてCPUはアウトリガ駆動用モータ
10ｍに出力インターフエイス回路１９、Ｄ／Ａ変
換器２８、増幅器２９、比較器３０を経てプラス
の方向の信号、即ちアウトリガ装置１０が伸びる
方向の信号を送出する。アウトリガ装置１０の伸
量は前記のようにポテンシヨメータPM1によつ
て計測され、その検出値が所定の値になつた位置
でアウトリガ装置１０の伸長作業を停止する。こ
の時アウトリガ装置１０は当初の床面１１との距
離ｄよりも長く伸びるため、台車１の車輪２は全
て床面１１から持ち上げられ床面から切り離され
（地切り）（ステツプｄ）、こうして旋回テーブル
７が４本のアウトリガ装置１０によつて床面１１
上に固定された時点で、垂直アーム１２を旋回さ
せるための図外のモータ及び垂直アーム１２、水
平アーム１３を揺動駆動するモータMa，Mbを駆
動して水平アーム１３の先端に取り付けた手首部
１４を鉄骨梁２５の方向へ移動させ、該手首部１
４に取り付けた位置検出器の一種である直線型の
ポテンシヨメータPM2の先端を鉄骨梁２５に押
し付け、台車１の軸芯５から鉄骨梁２５までの距
離を、中心Ｏから軸芯５の方向へ左右に同じ距離
（Ｗ／２）だけ離れた２個の位置P1及びP2（測定
点）について測定する。上記点P1とP2の軸芯５
の方向の距離Ｗ（一定）とし、各測定点P1及びP2
から軸芯５までの測定距離をl1及びl2とする（第
７図参照）。
すると、続いてCPUはアウトリガ駆動用モータ
10ｍに出力インターフエイス回路１９、Ｄ／Ａ変
換器２８、増幅器２９、比較器３０を経てプラス
の方向の信号、即ちアウトリガ装置１０が伸びる
方向の信号を送出する。アウトリガ装置１０の伸
量は前記のようにポテンシヨメータPM1によつ
て計測され、その検出値が所定の値になつた位置
でアウトリガ装置１０の伸長作業を停止する。こ
の時アウトリガ装置１０は当初の床面１１との距
離ｄよりも長く伸びるため、台車１の車輪２は全
て床面１１から持ち上げられ床面から切り離され
（地切り）（ステツプｄ）、こうして旋回テーブル
７が４本のアウトリガ装置１０によつて床面１１
上に固定された時点で、垂直アーム１２を旋回さ
せるための図外のモータ及び垂直アーム１２、水
平アーム１３を揺動駆動するモータMa，Mbを駆
動して水平アーム１３の先端に取り付けた手首部
１４を鉄骨梁２５の方向へ移動させ、該手首部１
４に取り付けた位置検出器の一種である直線型の
ポテンシヨメータPM2の先端を鉄骨梁２５に押
し付け、台車１の軸芯５から鉄骨梁２５までの距
離を、中心Ｏから軸芯５の方向へ左右に同じ距離
（Ｗ／２）だけ離れた２個の位置P1及びP2（測定
点）について測定する。上記点P1とP2の軸芯５
の方向の距離Ｗ（一定）とし、各測定点P1及びP2
から軸芯５までの測定距離をl1及びl2とする（第
７図参照）。
上記のような距離l1及びl2の計測は、ポテンシ
ヨメータPM2の変位量、水平アーム１３、垂直
アーム１２の各長さ及び垂直アーム１２の各測定
点P1及びP2に対応する旋回角度α1及びα2、垂直
アーム１２の揺動角度β、水平アーム１３の揺動
角度γ（それぞれ第１図に示され各関節部分に取
り付けたパルスエンコーダPEa及びPEbを用いて
検出される）を用いて周知の座標変換演算を行う
ことにより求められる。これらの座標変換手順は
周知であるのでここではその説明を省略する。
ヨメータPM2の変位量、水平アーム１３、垂直
アーム１２の各長さ及び垂直アーム１２の各測定
点P1及びP2に対応する旋回角度α1及びα2、垂直
アーム１２の揺動角度β、水平アーム１３の揺動
角度γ（それぞれ第１図に示され各関節部分に取
り付けたパルスエンコーダPEa及びPEbを用いて
検出される）を用いて周知の座標変換演算を行う
ことにより求められる。これらの座標変換手順は
周知であるのでここではその説明を省略する。
こうしてスナツプｅにおいて各アーム１２，１
３を旋回、揺動し、ステツプｆにおいて距離l1，
l2を演算し終わると、次のステツプｇにおいて θ＝tan-1（Δl／Ｗ） ｌ＝（l1＋l2）／２−Ｌ の演算式を用いて台車１の鉄骨梁２５に対する傾
き角度θ及び距離ｌ、即ち現在の中心点Ｏの基準
軌跡２７からの変位量を演算する。
３を旋回、揺動し、ステツプｆにおいて距離l1，
l2を演算し終わると、次のステツプｇにおいて θ＝tan-1（Δl／Ｗ） ｌ＝（l1＋l2）／２−Ｌ の演算式を用いて台車１の鉄骨梁２５に対する傾
き角度θ及び距離ｌ、即ち現在の中心点Ｏの基準
軌跡２７からの変位量を演算する。
ここにΔlは距離l1とl2との差で正負の符号を考
慮して演算する。またΔlの値が比較的小さい場
合には、このΔlはポテンシヨメータPM2の変位
量のみから求めることができる。尚ｌの演算式は
θの値が大きくなると上記の式では誤差が増大す
るが、通常θは余り大きな値ではないので上記の
式を採用しても差支えない。
慮して演算する。またΔlの値が比較的小さい場
合には、このΔlはポテンシヨメータPM2の変位
量のみから求めることができる。尚ｌの演算式は
θの値が大きくなると上記の式では誤差が増大す
るが、通常θは余り大きな値ではないので上記の
式を採用しても差支えない。
但し傾斜角度θの影響を考慮することも可能で
あるが、ここではその説明を省略する。
あるが、ここではその説明を省略する。
こうしてステツプｇにおいて台車１の傾斜角度
θと基準軌跡２７からのずれ量ｌを演算し終わる
と、続いて前記ポテンシヨメータPM2の方向を
手首部１４の屈折、及び各アームの揺動運動、更
には垂直アーム１２の旋回によつて垂直方向に変
化させると共に、測定点P1及びP2の中間の点PO
における鉄骨梁２５の高さを測定し、基準高さか
らの偏差Δhを測定する。これにより鉄骨梁２５
の撓量が検出される。（ステツプｈ） 続いてCPU２０は旋回モータ９に駆動信号を
送出し、旋回テーブル７に対して台車１をθ＋90
度分、反時計方向に回転させる。この回転によつ
て台車１の軸芯５が鉄骨梁２５に対して直角の方
向を指向する。（ステツプｉ） こうして台車の方向の決定を完了すると、続い
てステツプｊにおいてアウトリガ駆動用モータ10
ｍにアウトリガ装置１０が縮む方向の駆動信号を
送出し、台車１の車輪２を接地させる。これによ
りアウトリガ装置１０が地切りされるため、続く
ステツプｋにおいて再び旋回モータ９に駆動信号
を送出し、旋回テーブル７を角度θ分だけ台車１
に対して反時計方向に回転させる。
θと基準軌跡２７からのずれ量ｌを演算し終わる
と、続いて前記ポテンシヨメータPM2の方向を
手首部１４の屈折、及び各アームの揺動運動、更
には垂直アーム１２の旋回によつて垂直方向に変
化させると共に、測定点P1及びP2の中間の点PO
における鉄骨梁２５の高さを測定し、基準高さか
らの偏差Δhを測定する。これにより鉄骨梁２５
の撓量が検出される。（ステツプｈ） 続いてCPU２０は旋回モータ９に駆動信号を
送出し、旋回テーブル７に対して台車１をθ＋90
度分、反時計方向に回転させる。この回転によつ
て台車１の軸芯５が鉄骨梁２５に対して直角の方
向を指向する。（ステツプｉ） こうして台車の方向の決定を完了すると、続い
てステツプｊにおいてアウトリガ駆動用モータ10
ｍにアウトリガ装置１０が縮む方向の駆動信号を
送出し、台車１の車輪２を接地させる。これによ
りアウトリガ装置１０が地切りされるため、続く
ステツプｋにおいて再び旋回モータ９に駆動信号
を送出し、旋回テーブル７を角度θ分だけ台車１
に対して反時計方向に回転させる。
以上の手順によつて旋回テーブル７が鉄骨梁２
５に平行の状態となる。
５に平行の状態となる。
続いてCPU２０は走行モータ４に駆動信号を
送出し、台車１をその上部の旋回テーブル７及び
アーム１２及び１３と共にｌの分だけ移動させ
る。
送出し、台車１をその上部の旋回テーブル７及び
アーム１２及び１３と共にｌの分だけ移動させ
る。
この時点で車輪２は全て軸芯５と同じ方向、即
ち鉄骨梁２５に直角の方向を向いているので、上
記ｌ分の移動によつて台車１は鉄骨梁２５に対し
てｌの距離の分だけ接近又は離れ、台車１の中心
Ｏが基準軌跡２７上に移動する。（ステツプｍ） 続いてCPU２０はアウトリガ駆動用モータ10
ｍに伸長方向の信号を送出して、アウトリガ装置
１０を伸ばし、台車１の車輪２を地切りした後
（ステツプｎ）、再度旋回モータ９に駆動信号を送
出して地切りされた台車１を90度時計方向に旋回
させ（ステツプｏ）た後、アウトリガ装置１０を
縮め（ステツプｐ）、車輪２を床面１１に接地さ
せ、アウトリガ装置１０を宙に浮かせる。
ち鉄骨梁２５に直角の方向を向いているので、上
記ｌ分の移動によつて台車１は鉄骨梁２５に対し
てｌの距離の分だけ接近又は離れ、台車１の中心
Ｏが基準軌跡２７上に移動する。（ステツプｍ） 続いてCPU２０はアウトリガ駆動用モータ10
ｍに伸長方向の信号を送出して、アウトリガ装置
１０を伸ばし、台車１の車輪２を地切りした後
（ステツプｎ）、再度旋回モータ９に駆動信号を送
出して地切りされた台車１を90度時計方向に旋回
させ（ステツプｏ）た後、アウトリガ装置１０を
縮め（ステツプｐ）、車輪２を床面１１に接地さ
せ、アウトリガ装置１０を宙に浮かせる。
こうして台車１及び旋回テーブル７が共に鉄骨
梁２５に平行となると共に、その中心Ｏが基準線
２７上に来ることにより旋回テーブル７の鉄骨梁
２５に対する完全な位置決めが完了するため、続
くステツプｑに示す様に基準軌跡２７に対する鉄
骨梁２５の正確な位置をロボツトに教え込むため
の教示動作や、手首部１４の先端にポテンシヨメ
ータPM2に換えて取り付けた吹付ガンを用いた
再生作業を実行可能となる。
梁２５に平行となると共に、その中心Ｏが基準線
２７上に来ることにより旋回テーブル７の鉄骨梁
２５に対する完全な位置決めが完了するため、続
くステツプｑに示す様に基準軌跡２７に対する鉄
骨梁２５の正確な位置をロボツトに教え込むため
の教示動作や、手首部１４の先端にポテンシヨメ
ータPM2に換えて取り付けた吹付ガンを用いた
再生作業を実行可能となる。
上記第５図に示した手順は本発明の一適用例に
係る吹き付け用ロボツトの一つの使用例に過ぎ
ず、本発明は作業対象物に沿つて走行しつつ作業
を行うあらゆるロボツト、例えばコンクリート吹
付用ロボツトや塗装ロボツト、長物の検査用ロボ
ツト等種々の用途に用いることができると共に、
その作業手順の順番を適宜変更したり、別の作業
手順を付加挿入する等種々のバリエーシヨンが考
えられ、例えばステツプｆにおいて距離l1とl2を
検出することにより傾き角度θの演算を行つた
後、台車をθプラス90度回転させ、鉄骨梁２５に
直角に保持し、且つ旋回テーブル７を角度θだけ
回転させ、旋回テーブル７を鉄骨梁２５に直角に
維持した状態で再度鉄骨梁２５上の一測定点Po
までの距離を測定してｌを検出するようになすこ
とにより、ｌの演算における傾斜角度θの影響を
除去する如くなす等の変更は全て本発明の実施例
に相当するものである。
係る吹き付け用ロボツトの一つの使用例に過ぎ
ず、本発明は作業対象物に沿つて走行しつつ作業
を行うあらゆるロボツト、例えばコンクリート吹
付用ロボツトや塗装ロボツト、長物の検査用ロボ
ツト等種々の用途に用いることができると共に、
その作業手順の順番を適宜変更したり、別の作業
手順を付加挿入する等種々のバリエーシヨンが考
えられ、例えばステツプｆにおいて距離l1とl2を
検出することにより傾き角度θの演算を行つた
後、台車をθプラス90度回転させ、鉄骨梁２５に
直角に保持し、且つ旋回テーブル７を角度θだけ
回転させ、旋回テーブル７を鉄骨梁２５に直角に
維持した状態で再度鉄骨梁２５上の一測定点Po
までの距離を測定してｌを検出するようになすこ
とにより、ｌの演算における傾斜角度θの影響を
除去する如くなす等の変更は全て本発明の実施例
に相当するものである。
又ステツプｈにおいて得られた鉄骨梁２５の撓
量ΔhはそのままRAM１８に記憶しておき、続く
再生動作時に呼び出して吹付ガン等の高さ方向の
位置の調整に用いる。
量ΔhはそのままRAM１８に記憶しておき、続く
再生動作時に呼び出して吹付ガン等の高さ方向の
位置の調整に用いる。
本発明は以上述べた如く、車輪によつて床面上
を走行する台車に垂直方向のアウトリガ装置を有
する旋回テーブルを取り付け、該旋回テーブル上
に複数の自由度を有する腕機構を設置した自走式
ロボツトの作業対象物に対する位置決め方法にお
いて、上記台車を走行させて作業位置で停止させ
た後、該台車上のロボツトを駆動して旋回テーブ
ルから作業対象物上の該台車の走行方向に関して
所定距離離間した２個の測定点までの距離を上記
腕機構の先端部分に設けられた検出器を上記測定
点にそれぞれ接触させて検出する工程と、上記２
個の距離データ、上記２個の測定点間の上記台車
の走行方向に関する距離、上記作業対象物から上
記台車が走行すべき正規の基準軌跡までの距離か
ら台車の作業対象物に対する傾斜角度θ、及び位
置ずれを生じた台車から該台車が走行すべき正規
の基準軌跡までの偏心量ｌを所定の演算に算出す
る工程と、アウトリガ装置を伸長して台車を地切
りした後、台車の走行方向が作業対象物に対して
直角の方向となるように該台車を回転させる工程
と、上記の如く台車を作業対象物に対して直角に
指向させた後に、アウトリガ装置を縮めて台車を
接地させた後、旋回テーブルを作業対象物に対し
て平行となるまでの回転させる工程と、台車を作
業対象物に対して直角の方向へ偏心量ｌ分だけ移
動させて、その中心を正規の基準軌跡に合致させ
る工程と、アウトリガ装置を伸長させて台車を地
切りした後、台車の走行方向が作業対象物に平行
となるまで該台車を回転させ、更にアウトリガ装
置を縮める工程とを有してなることを特徴とする
自走式ロボツトの位置決め方法であるから、従来
の誘導無線による走行形ロボツトの位置決め方法
と比べて著しく位置決め精度が向上し、且つ誘導
レール等を敷設する必要も又作業対象物の位置が
変化する毎に誘導レール等の位置を変化させる手
間の必要で無く、作業対象物の位置の変化に速や
かに対応して位置決めできる工業用ロボツトを提
供するもので、ロツクウールの吹付作業等の精度
を要求される工業用ボロツトに適応して極めて好
適である。
を走行する台車に垂直方向のアウトリガ装置を有
する旋回テーブルを取り付け、該旋回テーブル上
に複数の自由度を有する腕機構を設置した自走式
ロボツトの作業対象物に対する位置決め方法にお
いて、上記台車を走行させて作業位置で停止させ
た後、該台車上のロボツトを駆動して旋回テーブ
ルから作業対象物上の該台車の走行方向に関して
所定距離離間した２個の測定点までの距離を上記
腕機構の先端部分に設けられた検出器を上記測定
点にそれぞれ接触させて検出する工程と、上記２
個の距離データ、上記２個の測定点間の上記台車
の走行方向に関する距離、上記作業対象物から上
記台車が走行すべき正規の基準軌跡までの距離か
ら台車の作業対象物に対する傾斜角度θ、及び位
置ずれを生じた台車から該台車が走行すべき正規
の基準軌跡までの偏心量ｌを所定の演算に算出す
る工程と、アウトリガ装置を伸長して台車を地切
りした後、台車の走行方向が作業対象物に対して
直角の方向となるように該台車を回転させる工程
と、上記の如く台車を作業対象物に対して直角に
指向させた後に、アウトリガ装置を縮めて台車を
接地させた後、旋回テーブルを作業対象物に対し
て平行となるまでの回転させる工程と、台車を作
業対象物に対して直角の方向へ偏心量ｌ分だけ移
動させて、その中心を正規の基準軌跡に合致させ
る工程と、アウトリガ装置を伸長させて台車を地
切りした後、台車の走行方向が作業対象物に平行
となるまで該台車を回転させ、更にアウトリガ装
置を縮める工程とを有してなることを特徴とする
自走式ロボツトの位置決め方法であるから、従来
の誘導無線による走行形ロボツトの位置決め方法
と比べて著しく位置決め精度が向上し、且つ誘導
レール等を敷設する必要も又作業対象物の位置が
変化する毎に誘導レール等の位置を変化させる手
間の必要で無く、作業対象物の位置の変化に速や
かに対応して位置決めできる工業用ロボツトを提
供するもので、ロツクウールの吹付作業等の精度
を要求される工業用ボロツトに適応して極めて好
適である。
第１図は本発明を適用しうるロツクウールの吹
付用ロボツトの正面図、第２図及び第３図は同工
業用ロボツトの平面図及び側面図、第４図は同工
業用ロボツトの制御回路図、第５図は同制御手順
を示すフローチヤート、第６図は台車と旋回テー
ブルとの移動状態を示す平面図、第７図は作業対
象物に対するロボツトの傾きや変位の状態を示す
平面図である。 （符号の説明）、１……台車、２……車輪、４
……走行モータ、５……軸芯、６……旋回ベアリ
ング、７……旋回テーブル、９……旋回モータ、
１０……アウトリガ装置、１２……垂直アーム、
１３……水平アーム、１４……手首部、１５……
マイクロコンピユータ、２０……CPU、θ……
傾斜角度、P1，P2……測定点、PM……ポテンシ
ヨメータ、PE……パルスエンコーダ。
付用ロボツトの正面図、第２図及び第３図は同工
業用ロボツトの平面図及び側面図、第４図は同工
業用ロボツトの制御回路図、第５図は同制御手順
を示すフローチヤート、第６図は台車と旋回テー
ブルとの移動状態を示す平面図、第７図は作業対
象物に対するロボツトの傾きや変位の状態を示す
平面図である。 （符号の説明）、１……台車、２……車輪、４
……走行モータ、５……軸芯、６……旋回ベアリ
ング、７……旋回テーブル、９……旋回モータ、
１０……アウトリガ装置、１２……垂直アーム、
１３……水平アーム、１４……手首部、１５……
マイクロコンピユータ、２０……CPU、θ……
傾斜角度、P1，P2……測定点、PM……ポテンシ
ヨメータ、PE……パルスエンコーダ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 車輪によつて床面上を走行する台車に垂直方
向のアウトリガ装置を有する旋回テーブルを取り
付け、該旋回テーブル上に複数の自由度を有する
腕機構を設置した自走式ロボツトの作業対象物に
対する位置決め方法において、 () 上記台車を走行させて作業位置で停止させ
た後、該台車上のロボツトを駆動して旋回テー
ブルから作業対象物上の該台車の走行方向に関
して所定距離離間した２個の測定点までの距離
を上記腕機構の先端部分に設けられた検出器を
上記測定点にそれぞれ接触させて検出する工程
と、 () 上記２個の距離データ、上記２個の測定点
間の上記台車の走行方向に関する距離、上記作
業対象物から上記台車が走行すべき正規の基準
軌跡までの距離から台車の作業対象物に対する
傾斜角度θ、及び位置ずれを生じた台車から該
台車が走行すべき正規の基準軌跡までの偏心量
ｌを所定の演算式にて算出する工程と、 () アウトリガ装置を伸長して台車を地切りし
た後、台車の走行方向が作業対象物に対して直
角の方向となるように該台車を回転させる工程
と、 () （）の工程後に、アウトリガ装置を縮め
て台車を接地させた後、旋回テーブルを作業対
象物に対して平行となるまで回転させる工程
と、 () 台車を作業対象物に対して直角方向へ偏心
量ｌ分だけ移動させて、その中心を正規の基準
軌跡に合致させる工程と、 () アウトリガ装置を伸長させて台車を地切り
した後、台車の走行方向が作業対象物に平行と
なるまで該台車を回転させ、更にアウトリガ装
置を縮める工程と、を有してなることを特徴と
する自走式ロボツトの位置決め方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58102214A JPS59226909A (ja) | 1983-06-07 | 1983-06-07 | 自走式ロボツトの位置決め方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58102214A JPS59226909A (ja) | 1983-06-07 | 1983-06-07 | 自走式ロボツトの位置決め方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59226909A JPS59226909A (ja) | 1984-12-20 |
| JPH0379157B2 true JPH0379157B2 (ja) | 1991-12-17 |
Family
ID=14321407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58102214A Granted JPS59226909A (ja) | 1983-06-07 | 1983-06-07 | 自走式ロボツトの位置決め方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59226909A (ja) |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60258613A (ja) * | 1984-06-06 | 1985-12-20 | Daifuku Co Ltd | 作業車の運転制御設備 |
| JPH0621876U (ja) * | 1992-03-09 | 1994-03-22 | 株式会社西日本メタル | 自在移動台車装置 |
| US8412377B2 (en) | 2000-01-24 | 2013-04-02 | Irobot Corporation | Obstacle following sensor scheme for a mobile robot |
| US6956348B2 (en) | 2004-01-28 | 2005-10-18 | Irobot Corporation | Debris sensor for cleaning apparatus |
| US7571511B2 (en) | 2002-01-03 | 2009-08-11 | Irobot Corporation | Autonomous floor-cleaning robot |
| US6690134B1 (en) | 2001-01-24 | 2004-02-10 | Irobot Corporation | Method and system for robot localization and confinement |
| US8396592B2 (en) | 2001-06-12 | 2013-03-12 | Irobot Corporation | Method and system for multi-mode coverage for an autonomous robot |
| US7663333B2 (en) | 2001-06-12 | 2010-02-16 | Irobot Corporation | Method and system for multi-mode coverage for an autonomous robot |
| US9128486B2 (en) | 2002-01-24 | 2015-09-08 | Irobot Corporation | Navigational control system for a robotic device |
| US8428778B2 (en) | 2002-09-13 | 2013-04-23 | Irobot Corporation | Navigational control system for a robotic device |
| US8386081B2 (en) | 2002-09-13 | 2013-02-26 | Irobot Corporation | Navigational control system for a robotic device |
| US7332890B2 (en) | 2004-01-21 | 2008-02-19 | Irobot Corporation | Autonomous robot auto-docking and energy management systems and methods |
| JP2007530978A (ja) | 2004-03-29 | 2007-11-01 | エヴォリューション ロボティクス インコーポレイテッド | 反射光源を使用する位置推定方法および装置 |
| EP1776623B1 (en) | 2004-06-24 | 2011-12-07 | iRobot Corporation | Remote control scheduler and method for autonomous robotic device |
| US7706917B1 (en) | 2004-07-07 | 2010-04-27 | Irobot Corporation | Celestial navigation system for an autonomous robot |
| US8972052B2 (en) | 2004-07-07 | 2015-03-03 | Irobot Corporation | Celestial navigation system for an autonomous vehicle |
| EP1850725B1 (en) | 2005-02-18 | 2010-05-19 | iRobot Corporation | Autonomous surface cleaning robot for wet and dry cleaning |
| US8392021B2 (en) | 2005-02-18 | 2013-03-05 | Irobot Corporation | Autonomous surface cleaning robot for wet cleaning |
| US7620476B2 (en) | 2005-02-18 | 2009-11-17 | Irobot Corporation | Autonomous surface cleaning robot for dry cleaning |
| US8930023B2 (en) | 2009-11-06 | 2015-01-06 | Irobot Corporation | Localization by learning of wave-signal distributions |
| ES2522926T3 (es) | 2005-12-02 | 2014-11-19 | Irobot Corporation | Robot Autónomo de Cubrimiento |
| US7441298B2 (en) | 2005-12-02 | 2008-10-28 | Irobot Corporation | Coverage robot mobility |
| US8584305B2 (en) | 2005-12-02 | 2013-11-19 | Irobot Corporation | Modular robot |
| US8374721B2 (en) | 2005-12-02 | 2013-02-12 | Irobot Corporation | Robot system |
| EP2816434A3 (en) | 2005-12-02 | 2015-01-28 | iRobot Corporation | Autonomous coverage robot |
| EP2394553B1 (en) | 2006-05-19 | 2016-04-20 | iRobot Corporation | Removing debris from cleaning robots |
| US8417383B2 (en) | 2006-05-31 | 2013-04-09 | Irobot Corporation | Detecting robot stasis |
| KR101414321B1 (ko) | 2007-05-09 | 2014-07-01 | 아이로보트 코퍼레이션 | 자동 커버리지 로봇 |
| KR101497197B1 (ko) | 2010-02-16 | 2015-02-27 | 아이로보트 코퍼레이션 | 진공 브러쉬 |
| WO2025227247A1 (en) * | 2024-04-29 | 2025-11-06 | Cobionix Corporation | Autonomous mobile cart and support structure for robot arm |
-
1983
- 1983-06-07 JP JP58102214A patent/JPS59226909A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59226909A (ja) | 1984-12-20 |
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