CN110683451A

CN110683451A - 电梯安装装置

Info

Publication number: CN110683451A
Application number: CN201910568060.6A
Authority: CN
Inventors: 萩原高行; 荒川淳; 松家大介; 波田野利昭; 伊藤雅人; 八木伸明
Original assignee: Hitachi Building Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Building Systems Co Ltd
Priority date: 2018-07-06
Filing date: 2019-06-27
Publication date: 2020-01-14
Anticipated expiration: 2039-06-27
Also published as: CN110683451B; JP2020007095A

Abstract

本发明提供一种电梯安装装置，能将用于固定托架的孔垂直地形成在电梯井壁面，而不会受到电梯井的壁面形状的测定数据的影响。本发明的电梯安装装置包括：检测开孔工具的倾斜的开孔工具倾斜检测装置；调整开孔工具的倾斜的开孔工具倾斜调整装置；以及控制装置，开孔工具倾斜检测装置检测电梯井壁面与开孔工具的轴相交的角度，控制装置基于检测到的角度，利用开孔工具倾斜调整装置调整开孔工具的倾斜，将开孔工具的前端定位成使得开孔工具的轴与电梯井壁面垂直，将开孔工具垂直按压至所述电梯井壁面。

Description

电梯安装装置

技术领域

本发明涉及在电梯井内自动安装电梯的装置，更详细地说，涉及如下装置：该装置是为了在将电梯的导轨或门的部件固定于电梯井的作业中打入地脚螺栓，而自动对电梯井壁面进行开孔作业的装置。

背景技术

电梯使轿厢沿着垂直地敷设于电梯井的左右侧面的2根导轨，在上下方向上进行升降。为了提升乘坐体验，沿着基准直线高精度地对导轨进行定位并将导轨安装于电梯井。在各楼层，设置有用于上下电梯的层门，在电梯平层时，层门与轿厢的轿门联动地打开关闭。高精度地定位并安装层门，使得层门与轿门的间隙收敛在允许范围内。

导轨和层门在所设计的位置，由托架固定于电梯井。利用地脚螺栓将托架固定于电梯井壁面的钢筋混凝土。此时，固定托架的地脚螺栓被垂直地打入电梯井壁面以固定成无法移动导轨或层门的位置。建筑物现场中，作业人员为了避开钢筋，根据状况有时会倾斜地打入地脚螺栓，但此时地脚螺栓从混凝土露出的部分用锤子敲打来将其修正成垂直。

以往，已知有在电梯井内自动安装电梯的装置(例如专利文献1)。该装置中，在进行升降的作业台上，设置可将上表面调整成水平的设置平面，并将平行于作业台侧面的第一直动装置固定于设置平面上。并且，在第一直动装置上，方向改变90度地固定第二直动装置，保持开孔工具的支承构件固定于第二直动装置。

而且，为了将托架固定于电梯井，将作业台移动到预先设定的高度。接着，利用第一直动装置将开孔工具移动到要打入地脚螺栓的位置。接着，利用第二直动装置将开孔工具按压于电梯井壁面，进行开孔以用于打入地脚螺栓。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平5-105362号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

由于电梯井的高度会达到数十米，因此经常在不会妨碍建筑物功能的范围内在各个方向上稍有倾斜。然而，若该倾斜未包含在图纸信息中，则开孔装置无法准确地进行开孔以将导轨安装于电梯井。在该情况下，作业人员必须对电梯井的倾斜部分自行开孔。

另一方面，虽然考虑到作业人员尽可能地测定电梯井的壁面形状并将其整理成三维数据，基于该三维数据驱动开孔装置，将地脚螺栓垂直地打入到电梯井壁面，但必须使地脚螺栓的安装位置在上下左右方向上移动，因此必须测定电梯井壁面的较大范围。用于测定的作业量变得庞大，上述方法并不现实。

如上所述，用于将托架固定于电梯井的开孔作业难以适用电梯的安装装置。因此，本发明的目的是提供一种电梯安装装置，能形成将托架垂直地固定于电梯井壁面的孔，而不会受到电梯井的壁面形状的测定数据的影响。

解决技术问题的技术方案

为了实现上述目的，本发明是一种电梯安装装置，具备：在电梯的电梯井壁面开孔的开孔工具；以及对所述开孔工具进行支承的支承机构，该电梯安装装置将所述支承机构设置于在所述电梯井内进行升降的作业台上，该电梯安装装置的特征在于，包括：对所述开孔工具的倾斜进行检测的开孔工具倾斜检测装置；对所述开孔工具的倾斜进行调整的开孔工具倾斜调整装置；以及控制装置，所述开孔工具倾斜检测装置检测所述电梯井壁面与所述开孔工具的轴相交的角度，所述控制装置基于所述检测到的角度，利用所述开孔工具倾斜调整装置调整所述开孔工具的倾斜，将所述开孔工具的前端定位成使得所述开孔工具的轴与所述电梯井壁面垂直，将所述开孔工具垂直按压至所述电梯井壁面。

发明效果

根据本发明，能提供一种电梯安装装置，能形成用于将托架垂直地固定于电梯井的壁面的孔，而不会受到电梯井的壁面形状的测定数据的影响。

附图说明

图1是表示本发明的电梯安装装置的第一实施方式的立体图。

图2是表示本发明的电梯安装装置的第二实施方式的立体图。

图3是表示本发明的电梯安装装置的整体布局的电梯井内部的透视图。

图4是表示本发明的电梯安装装置的第一实施方式的整体结构的框图的一个示例。

图5是表示本发明的电梯安装装置的第二实施方式的整体结构的框图的一个示例。

图6是与本发明相关的导轨定心固定作业的流程图的一个示例。

图7是本发明作为对象的开孔工具定位作业的流程图的一个示例。

图8是表示电梯井的剖面与作业台的位置关系、作业台和多关节型机器人以及支承机构的位置关系的图。

图9是表示开孔工具倾斜检测装置的具体结构的立体图。

图10是表示通过用3个位移传感器构成的开孔工具倾斜检测装置，求出开孔工具相对于电梯井壁面的倾斜的示例的图。

图11是表示通过用1个位移传感器构成的开孔工具倾斜检测装置，求出开孔工具相对于电梯井壁面的倾斜的示例的图。

具体实施方式

接着，用附图对电梯安装装置的实施方式进行说明。图1表示其主要结构的立体图。电梯安装装置1包括：开孔工具2(电动工具)；将开孔工具2按压于电梯井壁面3的第一直动装置4(4a、4b、4c)；能进行变形使得将开孔工具2固定于规定位置的支承机构5(5a、5b)；用于使支承机构5的形状变化的支承机构驱动电动机6(6a、6b)；使支承机构5的基部移动的基部定位装置7；作业台9；检测作业台9的高度位置的作业台高度检测装置42；提供用于检测作业台9的前后左右的位置的基准线40的激光照射器39和作业台位置检测装置41；检测作业台9的倾斜的作业台倾斜检测装置43；以及控制装置8，该控制装置8基于通过图纸或测定等事先提供的各部分的位置信息和各种检测装置的信息来控制支承机构5的支承机构驱动电动机6(6a、6b)、基部定位装置7。标号54是反射板。

开孔工具2例如是电动锤钻，具备吸取削渣的集尘单元10。第一直动装置4包括：固定有开孔工具2的滑块4b、在与开孔工具2的轴相同方向上引导滑块4b的直线导轨4a、以及使滑块4b直行的驱动电动机4c。

将卡盘11设置于第一直动装置4的滑块4b并可装卸地固定开孔工具2，在利用螺栓进行紧固作业时，能更换成冲击式扳手(未图示)。另外，在卡盘11的根部安装用于检测开孔工具2的反作用力的开孔工具反作用力检测装置48。如后说明的那样，为了固定主导轨和对重导轨(以下记为“CWT导轨”)的托架，必须使开孔工具2在左右方向(y轴方向)的较大范围内自由定位。因此，存在用于使支承体的基部移动的支承机构基部移动装置7。

而且，为了将开孔工具2按压至电梯井壁面3，需要使支承机构5在水平方向较大地变形。另一方面，由于能使作业台9在上下方向(z轴方向)上进行升降，因此无需使支承机构5在上下方向变形太大。因此，支承机构5具备水平多关节臂5a、上下方向(z轴方向)的第二直动台5b。

开孔工具倾斜调整装置19具备垂直于云台17的旋转轴13V和水平的仰卧轴13H，旋转轴13V通过固定于水平多关节臂5a前端的旋转轴驱动电动机12a来旋转，仰卧轴13H通过固定于云台17的仰卧轴驱动电动机16c来旋转。并且，在水平多关节臂5a的前端，具备固定旋转轴13V的旋转的旋转轴固定制动器12b。利用将齿弧16a和蜗轮16b组合而成的机构来使仰卧轴13H旋转，由于自锁功能作用于仰卧轴13H，因此不需要用于固定仰卧轴13H的制动器。

为了使用开孔工具倾斜调整装置19在电梯井壁面3垂直地对开孔工具2的轴进行定位，电梯安装装置1具备用于检测开孔工具2相对于电梯井壁面3的倾斜的开孔工具倾斜检测装置14。图1中，使用二维位移传感器(开孔工具倾斜检测装置14)，来测定与相向的电梯井壁面3的平行度，其中，该二维位移传感器在第一直动装置4的直线导轨4a正面，朝与开孔工具2的轴正交的方向配置，测定水平距离。二维位移传感器本来用于测定部件的剖面形状，但通过朝向电梯井壁面3来使用，能测定电梯井的局部剖面15相对于二维位移传感器倾斜了多少。二维位移传感器可以是公知的传感器。另外，对于未使用二维位移传感器的开孔工具倾斜检测装置14，在后详细说明。

控制装置8基于开孔工具倾斜检测装置14的信息，控制支承机构驱动电动机6(6a、6b)、第二直动装置5b、开孔工具倾斜调整装置19，将开孔工具2相对于电梯井壁面3垂直地定位。

另外，作业台9包括底板梁9a、铺在底板梁9a上的底板9b、以及作业台9侧面的横梁9d。并且，在主导轨等的安装作业后，作业台9直接用作为电梯的底板，用保护板9c覆盖底板9b。因此，支承机构基部移动装置7放置于保护板9c上，使用螺栓21固定于横梁9d。如后说明的那样，为了在设置于作业台9的坐标系中，对支承机构5的基部的位置进行定义，将支承机构基部移动装置7固定于横梁9d的规定位置。

在图1所示的电梯安装装置1中，支承机构基部移动装置7被第三直动装置700移动，经由确定的尺寸的间隔件(未图示)固定于横梁9d。并且，对横梁9d和第三直动装置700分别打上标记22，对准标记22的位置来得到y轴方向的位置。另外，也可以不使用标记22，而测定框架9d的端部与直动台7a的端部的尺寸来得到y轴方向的位置。

图2是表示支承机构5的另一个实施方式的立体图。通过水平多关节臂5a和在上下方向上移动水平多关节臂5a的第二直动装置5b来构成支承机构5，将利用支承机构驱动电动机6实现的水平多关节臂5a的关节的驱动功能(图1)用设置于垂直多关节机器人35的各个关节的多关节机器人驱动电动机的功能来代替。

与图1相同，开孔工具2具体而言，是电动的锤钻，用卡盘11可拆卸地将开孔工具2固定于第一直动装置4。此外，在第一直动装置4的正面设置开孔工具倾斜检测装置14。并且，在第一直动装置4与水平多关节臂5a之间，配置有开孔工具倾斜调整装置19。

这里，在水平多关节臂5a的各个关节未设有支承机构驱动电动机6，仅安装支承机构关节固定制动器49b(图1)。此外，在开孔工具2的上表面，设置有对安装于垂直多关节机器人35的前端的旋转型末端执行器(例如多边形剖面的旋转轴)50进行连接的结合口52。结合口52利用能***旋转型末端执行器50的小孔(例如多边形剖面的孔)，在小孔的底部设置结合口开关55，检测旋转型末端执行器50与开孔工具2连接的状态。

控制装置8基于开孔工具倾斜检测装置14的信息，控制多关节机器人驱动电动机46、第二直动装置5b、开孔工具倾斜调整装置19，将开孔工具2相对于电梯井壁面3垂直定位。此时，控制垂直多关节机器人35前端的旋转型末端执行器50的旋转角度，将旋转型末端执行器50***开孔工具2上表面的结合口52，并调节开孔工具2的绕z轴的旋转角度。此外，在该状态下，控制多关节机器人驱动电动机46使垂直多关节机器人35前端的旋转型末端执行器50平移移动，进行开孔工具2的xy方向的定位。此时，还能调整开孔工具2的旋转轴13V的旋转角度，因此不需要旋转轴驱动电动机12a，仅有旋转轴固定制动器12b即可。

另外，为了检测结合口54的位置，在垂直多关节机器人35的前端部安装有端部摄像机44。控制装置8对利用端部摄像机44拍摄到的数据进行图像处理，还检测结合口54的倾斜，控制垂直多关节机器人35，从而将旋转型末端执行器50连接到结合口54。

图3中示出作为本发明对象的导轨定心固定作业时的电梯井23内部的透视图。导轨24由主导轨24a与CWT导轨24b构成，上述导轨用接合板25连结并竖立在电梯井23，最下级的导轨24a1在定位的状态下固定于底坑26的底座27，用第一级的托架281固定于电梯井。另外，(L)表示左侧，(R)表示右侧。为了使说明简洁，有时不对(L)和(R)进行区分，而是引用标号。24a_n等的“n”表示第n级。此外，“a”表示构成主导轨所涉及的结构，“b”表示CWT导轨涉及的结构。

托架28由大小2个部件构成，大托架28L用打入电梯井的地脚螺栓18固定。小托架28S在沿着已定位的导轨24的状态下放置在大托架28L上，在该位置上将导轨24固定于小托架28S，将小托架28S固定于大托架28L，从而将导轨24固定于电梯井23。最上级的导轨24a_n用钢丝30a(30a(L)、30a(R))临时固定于顶部的梁29(29L、29R)。

作业台9用2根钢丝绳31(31L、32L)悬挂在作业台升降装置(起重机)32(32L、32R)，利用配置在作业台9的下部的导靴33(在图3中仅图示出33R)，沿着主导轨24a(24a(L)、24a(R))进行升降。

在作业台9的中央部配置有2台搭载于台架34(34F：前；34R：后)的垂直多关节机器人35(35F：前；35R：后)。由于需要同时进行握持托架28并保持在电梯井壁面3的规定位置的作业以及对用于固定托架28的螺栓进行紧固的作业，因此使用2台垂直多关节机器人35(F)、35(R)。最初将电梯安装装置1导入到电梯井23时，作业人员按压台架34移动到作业台9的适当位置，用止动件36固定于作业台9上。如上述说明的那样，垂直多关节机器人35兼用作支承机构5的支承机构驱动电动机6(图1)。

在上述2台垂直多关节机器人35之间，配置有承受主导轨24a的定心支架37a的台部。主导轨24a的定心支架37a固定于电梯井23，在利用导轨定心支架37a进行的导轨24a的定位动作结束的时刻，作业台9下降并确保垂直多关节机器人35的动作区域。

另外，CWT导轨24b的定心支架37b在握持CWT导轨24b的状态下避让到作业台9的上方。关于主导轨24a和CWT导轨24b的定心支架37a、37b的作业内容，由于与本发明没有直接关系因此省略说明。

在与固定导轨24的电梯井壁面3相对的位置，配置有将开孔工具2固定于规定位置的支承机构5。如之前说明的那样，利用固定于作业台9的支承机构基部移动装置7，能将支承机构5在电梯井23的前后方向(y轴方向)移动。

这里，作业台9所能放置的装置的重量受到限制，使用30kg～80kg的垂直多关节机器人35。该尺寸的机器人由于无法使电动机大型化，因此承重能力缩小为10～20kg左右，不易进行用200N左右的力将开孔工具2按压在电梯井壁面3的作业。因此，作为本发明对象的开孔作业中，使用支承机构5将开孔工具2保持在规定位置，利用第一直动装置4将开孔工具2按压在电梯井壁面3，从而进行开孔作业。

将激光照射器39固定在电梯井23的顶部，设定垂直的基准线40。图3中，示出在主导轨24a的附近和出入口的附近，设定基准线40(前者为40R、后者为40D，前者用的激光照射器39为39R，后者用的激光照射器为39D)的示例。

主导轨24a附近的基准线40R用于利用导轨定心支架37a进行的对导轨24a的定位。出入口附近的基准线40D用于检测作业台9的前后方向与左右方向的位置。因此，在作业台9的出入口附近配置作业台位置检测装置41D(例如使用激光光斑位置传感器)。

并且，为了检测作业台9的高度方向的位置，将作业台高度检测装置42(例如使用激光测距仪)设置于电梯井23顶部，测定到反射板54的距离，该反射板54放置在与作业台9的底面相同高度。另外，标号27(27a、27b)是与导轨的下端部结合的底座。

接着，在图1中，对控制装置8从何装置获取信息，并对何装置怎样控制进行说明。图4中是表示图1的电梯安装装置的整体结构的框图的一个示例。在图1中，支承机构驱动电动机6相当于设置于支承机构5的各个关节的电动机。另外，不将支承机构5限定为水平多关节类型。此外，控制装置8预先控制支承机构基部定位装置7，移动支承机构5的基部以使得能够进行供支承机构5安装托架28(图3)的位置的开孔作业。以下，对进行控制装置8的处理进行说明。

控制装置8基于设置在电梯井23的作业台高度检测装置42的信息，控制作业台升降装置32，将作业台9升降至安装托架28的高度。控制装置8利用设置在作业台9的作业台位置检测装置41D与作业台倾斜检测装置43，计算作业台在电梯井23中的位置和倾斜。

控制装置8基于预先设定的开孔工具2前端的目标位置的信息、作业台高度检测装置42的信息、作业台位置检测装置41D的信息、作业台倾斜检测装置43的信息、开孔工具倾斜检测装置14的信息以及支承机构形状检测装置53(例如设置于支承机构5的各关节的编码器等)的信息，控制支承机构5的第二直动装置5b、支承机构驱动电动机6、开孔工具倾斜调整装置19的旋转轴驱动电动机12a和仰卧轴驱动电动机16c，将开孔工具2的前端相对电梯井壁面3垂直地定位于电梯井23的规定位置。

支承机构形状检测装置53除了设置于支承机构5的各个关节的编码器以外，还包括检测开孔工具倾斜调整装置19的旋转轴13V和仰卧轴13H的角度的编码器、以及检测第二直动装置5b的移动量的编码器等。控制装置8根据上述角度信息与各部分的位置和尺寸信息，计算开孔工具2的位置。

控制装置8控制设置于支承机构5的各关节的支承机构驱动电动机6，在开孔工具2的定位结束后，保持开孔工具2的位置，使旋转轴固定制动器、支承机构关节固定制动器49动作。第二直动装置5b的自锁功能起作用，而不需要制动器。

控制装置8根据开孔工具反作用力检测装置48的信息，检测到开孔工具2与电梯井壁面3相接触，控制第一直动装置4将孔开孔到规定的深度。

接着，在图2中，对控制装置8从何装置获取怎样的信息，并如何控制装置进行说明。图5中示出表示用于上述目的电梯安装装置的整体结构的框图的一个示例。垂直多关节机器人35的多关节机器人驱动电动机46兼具支承机构驱动电动机6的作用。此外，在垂直多关节机器人35的各个关节设置有编码器，以作为多关节机器人形状检测装置45。

在垂直多关节机器人35的前端部，设置有末端摄像机44与旋转型末端执行器50以及末端反作用力检测装置51。此外，如后中说明的那样，用于将旋转型末端执行器50与开孔工具2相连的结合口55设置于开孔工具2，设置有检测连接状态的结合口开关55。另外，在图2中，不需要支承机构形状检测装置53、支承机构驱动电动机6。并且，如在后中说明的那样，也不需要开孔工具倾斜调整装置19的旋转轴驱动电动机12a。

控制装置8预先控制支承机构基部定位装置7，移动支承机构5的基部使得能够进行供支承机构5安装托架28的位置的开孔作业。另外，设定控制装置8预先掌握垂直多关节机器人35在作业台9的位置。

与图1相同地，控制装置8基于设置在电梯井23的作业台高度检测装置42的信息，控制作业台升降装置32，将作业台9升降至安装托架28的高度。控制装置8还利用设置在作业台9的作业台位置检测装置41D与作业台倾斜检测装置43，计算作业台在电梯井23中的位置和倾斜。

控制装置8基于预先设定的开孔工具2前端的目标位置的信息、作业台高度检测装置42的信息、作业台位置检测装置41D的信息、作业台倾斜检测装置43的信息、开孔工具倾斜检测装置14的信息以及多关节机器人形状检测装置45的信息，控制支承机构5的第二直动装置5b、多关节机器人驱动电动机46、旋转型末端执行器50以及开孔工具倾斜调整装置19的仰卧轴驱动电动机16c，将开孔工具2的前端相对电梯井壁面3垂直地定位于电梯井23的规定位置。

控制装置8将安装在垂直多关节机器人35的前端部的旋转型末端执行器50连接到设置在开孔工具2的表面的结合口52，并对开孔工具2进行定位。此时，控制装置8通过控制支承机构关节固定制动器49和开孔工具倾斜调整装置19的旋转轴固定制动器12b，从而利用垂直多关节机器人35使水平多关节臂5a的形状发生变化，或者固定成水平多关节臂5a的形状不发生变化。

控制装置8利用末端摄像机44对设置于开孔工具2的结合口52的位置与倾斜进行检测，将旋转型末端执行器50连接到开孔工具2的结合口52。此时，控制装置8根据结合口开关55的信息，确认旋转型末端执行器50与开孔工具2的结合状态。

在利用控制装置8驱动支承机构5的第二直动装置5b和开孔工具倾斜调整装置19的仰卧轴驱动电动机16c时，利用末端反作用力检测装置51对连接至开孔工具2的旋转型末端执行器50受到的来自开孔工具2的外力进行检测。此时，控制装置8模仿来自开孔工具2的外力，进行移动旋转型末端执行器50的位置的控制。

控制装置8根据支承机构5的开孔工具反作用力检测装置48的信息，检测到开孔工具2与电梯井壁面3相接触，控制第一直动装置4将孔开孔到规定的深度。

控制装置8可以由微机构成。控制装置8包括控制器、存储器等硬件资源、存储器内的程序等软件资源，控制器执行存储器的程序来实现上述处理。流程图中的各步骤可以分类成单元、功能、模块。存储器可以理解为记录程序的非临时性的记录介质。

图6是表示与开孔作业相关的导轨定心固定作业的步骤的一个示例的流程图。作业员对最下级的导轨24₁进行定心固定，已安装有第一级的托架28₁。电梯安装装置执行固定第二级以上的托架28的作业。

首先，在步骤101中，检测作业台9的高度位置，在步骤102中使作业台9升降到托架28的安装位置为止。在下一个步骤103中，使用导轨定心支架37，进行导轨24的定位作业。该作业并非电梯安装装置的对象，因此由作业员进行该作业。作业员利用导轨定心支架位置检测装置41G确认基准线40R和导轨24的相对位置，并且高精度地定位导轨24，以导轨24不从该位置移动的方式利用单管等将导轨定心支架37固定于电梯井23。

从下一个步骤104到107是电梯安装装置的开孔作业。首先，电梯安装装置在步骤104中检测作业台9的位置和倾斜。具体而言，设置于电梯井23的顶部的作业台高度检测装置42测定到作业台9的底板面的距离L。控制装置8在作业台9位于基准位置H₀的高度时测定的距离L₀与L之差加上H₀，求出作业台9在电梯井23的z坐标。作业台的倾斜可以通过设置于作业台9的倾斜传感器来直接测定。

在下一步骤105中，支承机构基部移动装置7将支承机构5的基部移动到能进行开孔作业的位置。在下一个步骤106中，控制支承机构驱动电动机6或多关节机器人驱动电动机和开孔工具倾斜调整装置19，进行开孔工具2的定位。控制装置8在规定位置对开孔工具2进行定位，以使得开孔工具2的轴与电梯井壁面3呈垂直。

若开孔工具2的定位结束，则在步骤107中，开孔工具2进行开孔。在步骤108中，在用于托架28的固定的地脚螺栓用的开孔全部完成之前，电梯安装装置重复步骤104到步骤107。若用于托架28的固定的地脚螺栓18的开孔全部完成，则前进到步骤109。

在步骤109的前半部分，将地脚螺栓18的芯部打入在步骤107中开的孔中，以大托架28L的上表面于电梯井壁面3呈水平的方式来将该大托架28L固定于电梯井23。

并且，在步骤109的后半部分，在大托架28L上放置有小托架28S，用导轨压道板将导轨24固定于小托架28S。接着，通过用螺栓和螺母将大托架28L和小托架28S固定成一体，从而导轨24固定于电梯井23。重复步骤101到步骤109，直到由托架28将用接合板25连结的所有的导轨24固定于电梯井23，从电梯井23的底坑26到顶部，进行导轨24的定位和固定。

图7是示出电梯安装装置的开孔工具2的定位作业的步骤的一个示例的流程图。尤其是，图2中，控制装置8控制垂直多关节机器人35，将开孔工具2移动到规定位置，以开孔工具2的轴与电梯井壁面3垂直的方式来对开孔工具2进行定位。作为前提条件，设为在作业前水平多关节臂5a呈初始形状(预先设定的关节角度的状态)，设置于水平多关节臂5a的关节的制动器49进行动作。

首先，在步骤201中，控制装置8根据支承机构基部移动装置7和第二直动装置5b的移动量，计算水平多关节臂5a基部的位置，推定固定于水平多关节臂5a的前端的开孔工具2的位置。水平多关节臂5a呈在作业前预先设定的初始形状，因此若知道水平多关节臂5a基部的位置，则能推定水平多关节臂5a的前端的开孔工具2的位置。另外，可以利用垂直多关节机器人35前端的末端摄像机44来识别开孔工具2上表面的结合口52，并检测其位置。

接着，在步骤202中，旋转型末端执行器50与开孔工具2的结合口52相结合。结合口52中具有的结合口开关55检测到与旋转型末端执行器50结合的情况下，则在步骤203中，解除支承机构关节固定制动器49。

接着，在步骤204中，控制装置8基于各部分的位置信息，控制垂直多关节机器人35移动旋转型末端执行器50的位置，将开孔工具2移动到规定位置。若开孔工具2的位置确定，则在步骤205中，控制装置8再次使支承机构关节固定制动器49进行动作。

接着，在步骤206中，控制装置8基于开孔工具倾斜检测装置14的信息，控制开孔工具倾斜调整装置19的仰卧轴驱动电动机16c，对仰卧轴13H的仰卧角进行调整。由此，开孔工具2的前端的高度发生变化，因此在步骤207中，控制装置8控制第二直动装置5b并对开孔工具2的前端的位置进行校正。

接着，在步骤208中，控制装置8解除支承机构关节固定制动器49。接着，在步骤209中，控制装置8基于开孔工具倾斜检测装置14的信息，控制旋转型末端执行器50，对仰卧轴13H的旋转角进行调整。此时，开孔工具2绕旋转轴13V旋转，因此开孔工具2的前端在左右方向上的位置发生变化。因此，控制装置8不仅使旋转型末端执行器50旋转，还控制垂直多关节机器人35并且使旋转型末端执行器50在左右方向上也进行平移移动，在电梯井壁面3的规定位置对开孔工具2的前端进行校正。

另外，如图2所示，若将水平多关节臂5a用于支承机构5，则不会受到开孔工具2的重力的影响，能使开孔工具2在左右方向、前后方向上移动，即使使用可放置在作业台9上的重量较轻的垂直多关节机器人35，也能实施开孔作业。

由此，为了完成确定开孔工具2的位置和姿势，并保持该位置和姿势，在步骤210中，控制装置8使支承机构关节固定制动器49动作。另外，控制装置8在进行下一个开孔作业前，移动垂直多关节机器人35，并使旋转型末端执行器50从开孔工具2的结合口52脱离。这是为了避免如下情况：开孔时的开孔工具2的振动直接传递至垂直多关节机器人35，从而机器人发生故障。

接着，使用附图8对将开孔工具2移动到电梯井的规定位置，并使开孔工具2的轴与电梯井壁面3垂直地进行定位的方法进行说明。图8是表示电梯井23的剖面和作业台9、垂直多关节机器人35(以及台架34)、水平多关节臂5b、开孔工具2的位置关系的俯视图。

控制装置8使用设定于电梯井23的坐标系O_S(例如将原点设在底坑26的底板面的中央)、设定于作业台9的坐标系O_W(例如将原点设在作业台9的底板面的中央)、设定于垂直多关节机器人35的坐标系O_D(例如将原点设在垂直多关节机器人35的基部)，来计算各部分的位置，将开孔工具2的前端R移动至电梯井23的规定位置。

如上所述，控制装置8根据作业台高度检测装置42的检测结果来求出作业台9在电梯井的坐标系O_S中的高度z_W。控制装置8利用设置于作业台9的2轴的倾斜传感器43直接测定作业台9的绕x轴的倾斜和绕y轴的倾斜。以下，对于控制装置8根据配置于作业台9的作业台位置检测装置41D的信息，求出设定于电梯井23的坐标系O_S中的作业台9的坐标(x_W、y_W)与绕z轴的旋转角度θ的方法进行说明。另外，为了简化说明，忽略作业台的绕x轴的倾斜角与绕y轴的倾斜角，对二维的坐标变换的示例进行说明。

安装于作业台9的作业台位置检测装置41D是例如在从作业台9的原点O_W离开A的正面的左右2处以规定的间隔B安装的激光光斑位置传感器41D(L)、41D(R)。作业台9位于电梯井的中心，在作业台9的坐标系O_W与电梯井23的坐标系O_S重叠的初始位置，各个激光光斑位置传感器41D(各传感器的坐标系是O_P1、O_P2)中，基准线40D的激光点P₁、P₂的坐标为(0，0)、(0，0)。

在图8中，作业台9偏离初始位置，由于各个激光光斑位置传感器41D，基准线40D的激光点P₁、P₂的坐标为(x₁，y₁)、(x₂，y₂)。首先，在电梯井23的坐标系O_S中，能用下式计算作业台9的坐标系O_W的绕z轴的旋转角度θ。在图8的示例中，z轴朝纸面的上方，因此θ为负值。

【数学式1】

此外，若预先将电梯井23的坐标系O_S中的作业台9的坐标系O_W的原点设为(x_W，y_W)，则左边的激光光斑位置传感器41D(L)所检测到的激光点P1的位置x₁，y₁分别用下式求出。

【数学式2】

【数学式3】

由此，若解出数学式2和数学式3的联立方程式，则控制装置8能求出电梯井23的坐标系O_S中的作业台9的坐标(x_W，y_W)。

由此，可知电梯井23的坐标系O_S与作业台9的坐标系O_W的相对位置关系，因此能通过坐标变换将设定于电梯井23的目标位置用作业台9的坐标系O_W来表示。

接着，对求出作业台9的坐标系O_W中的设置于垂直多关节机器人35基部的坐标系O_D的原点的位置(x_D，y_D)与绕z周的旋转角度φ的方法进行说明。

控制装置8移动垂直多关节机器人35的关节，并且用安装于垂直多关节机器人35的末端摄像机44搜索作业台9上的特征点(例如作业台9侧面的两端的角Q₁、Q₂)，根据多关节机器人形状检测装置45的信息，推定作业台9与垂直多关节机器人35的相对位置和姿势。其中，控制装置8进行控制使得垂直多关节机器人35的末端相对于作业台9始终垂直朝下(－z方向)。这是因为在末端摄像机44的正下方检测作业台9的特征点Q₁、Q₂。

在从作业台的原点O_W离开C的作业台9的后部，利用垂直多关节机器人35的末端摄像机44测定作业台9的隔开宽度尺寸D的2点Q₁、Q₂时的坐标为(x₁，y₁)、(x₂，y₂)。首先，在作业台9的坐标系O_W中，能用下式计算垂直多关节机器人35的坐标系O_D的绕z轴的旋转角度φ。在图8的示例中，φ为正值。

【数学式4】

此外，若预先将作业台9的坐标系O_W中的垂直多关节机器人35的坐标系O_D的原点设为(x_D，y_D)，则使用之前求出的φ分别用下式求出利用末端摄像机44检测到的右后方的点Q₂的位置x₂，y₂。

【数学式5】

【数学式6】

由此，若解出上述2个数学式的联立方程式，则控制装置8能求出作业台9的坐标系O_W中的垂直多关节机器人35的坐标系O_D的原点(x_D，y_D)。由于能根据垂直多关节机器人35的关节角度，计算垂直多关节机器人35的坐标系O_D中的末端的位置，因此若从垂直多关节机器人35的坐标系O_D变换成作业台9的坐标系O_W，则能利用作业台9的坐标系O_W来定义垂直多关节机器人35的前端的位置。

而且，若坐标变换成电梯井23的坐标系O_S，则能利用电梯井23的坐标系O_S，定义垂直多关节机器人35的前端的位置。若反向地进行坐标变换，则能用垂直多关节机器人35的坐标系O_D来表示设定在电梯井23的目标位置。由此，控制装置8进行安装于垂直多关节机器人35的前端部的旋转型末端执行器50的定位，能在规定的方向上将开孔工具2的前端R定位在电梯井23的规定位置。

另外，控制装置8利用垂直多关节机器人35前端部的末端摄像机44搜索开孔工具2的特征点(例如开孔工具2的结合口52的形状)，并检测开孔工具2的相对位置和轴的方向。

此外，支承机构基部移动装置7通过与作业台9的侧面的横梁9d抵接来进行设置，从而能固定在作业台9的规定位置。由此，控制装置8通过检测支承机构基部移动装置7的移动量，从而能用设定于作业台9的坐标系O_W求出支承机构5基部的位置。

并且，如图1所示，在将支承机构驱动电动机6设置于支承机构5的情况下，在支承机构5的基部也设定坐标系O_H，利用支承机构驱动电动机6控制支承机构5的各个关节角度，并将开孔工具2的前端R定位在规定方向上的规定位置。

由此，控制装置8能将开孔工具2的前端R定位在电梯井23的规定位置。然而，根据实际的电梯井23的形状，如虚线所示，有时实际的电梯井壁面3’会倾斜γ。这里，对控制装置8相对于倾斜的电梯井壁面3’垂直地对开孔工具2进行定位的方法进行说明。

控制装置8能利用开孔工具倾斜检测装置14求出开孔工具2的轴相对于电梯井壁面3’的倾斜。由此，能将旋转型末端执行器50旋转γ，来使开孔工具2与电梯井壁面3垂直。并且，在作业台9的坐标系O_W中，使垂直多关节机器人35的前端部移动Δx、Δy，将开孔工具2的前端R定位在规定位置。若将从开孔工具2的前端到连接有旋转型末端执行器50的开孔工具2的结合口52的长度设为L_T，则如下式所示。

【数学式7】

Δx＝L_T{1-cos(γ-θ)}

【数学式8】

Δy＝L_T{1-sin(γ-θ)}

图9是表示开孔工具倾斜检测装置14(图2)的具体结构的立体图。在第一直动装置上的3点安装有位移传感器14a、14b、14c。3点中，2个位移传感器14a、14b配置在与云台17的仰卧轴13H平行的直线上，分别与第一直动装置4的轴隔开相等距离地进行配置。剩余的1个位移传感器14c配置在通过2个位移传感器14a、14b的中心并与第一直动装置4的轴垂直地相交的直线上。

控制装置8使第一直动装置4朝向电梯井壁面3并利用位移传感器14a～14c测定距离，最初比较左右的位移传感器14a、14b的检测值，调节旋转轴13V的旋转角度使得该左右的位移传感器14a、14b的检测值成为等距离。此时，垂直多关节机器人35前端的旋转型末端执行器50操作开孔工具2的结合口52，并使其在左右方向上进行旋转动作。

接着，控制装置8将左边和右边中任一个位移传感器(14a或14b)的检测值与剩余的位移传感器14c的检测值相比较，调节仰卧轴13H的旋转角度使得这两个检测值为等距离。与使用价格昂贵的二维位移传感器相比，上述的位移传感器14a～14c的位移传感器14a、14b、14c能以低成本构成。

图9的三个位移传感器中，能去除左右的位移传感器14a、14b，而仅用剩余1个位移传感器14c来构成开孔工具倾斜检测装置14。与之前的示例相同，最初旋转型末端执行器50使开孔工具2进行旋转动作，调节旋转轴13V的旋转角度使得检测距离为最短。接着，仰卧轴驱动电动机16c使开孔工具2进行旋转动作，调节旋转轴13V的旋转角度使得检测距离为最短。仅由上述的位移传感器14c构成的开孔工具倾斜检测装置14能使传感器的数量最小，成本最低。

图10表示用3个位移传感器14a～14c构成开孔工具倾斜检测装置14时，求出旋转轴13V的旋转角度γ的具体示例。在调整开孔工具2的倾斜之前，控制装置8使开孔工具2与假想的电梯井壁面3垂直来对前端R进行定位。在图10中，用点划线表示此时的开孔工具2的轴和与该轴重叠的第一直动装置4的轴。如图10所示，用2个位移传感器14a、14b测定到的距离为L₁、L₂，2个位移传感器14a、14b的间隔为E时，电梯井壁面3’与第一直动装置4的轴构成的角γ如下式所示。

【数学式9】

由此，控制装置8使用由位移传感器14a、14b测定到的距离L₁、L₂、位移传感器14a、14b的安装间隔E的信息来计算角度γ，控制开孔工具倾斜调整装置19的旋转轴驱动电动机12a，若使旋转轴13V旋转角度γ，则开孔工具2的轴与电梯井壁面3’垂直(图10的情况下，朝逆时针的方向旋转)。如之前所说明的那样，若只用旋转型末端执行器50使结合口52旋转、摇头，则开孔工具2的前端R的位置偏移，因此在使结合口52旋转的同时，位置偏移Δx、Δy(设为结合装置52’的位置)。其结果是，根据图纸信息得到的大托架28L的位置偏移为实际的大托架28L’的位置。在大托架28L’上，对小托架28S调整位置并放置，因此即使大托架28的位置发生偏移，也不会对导轨24的安装精度造成影响。另外，开孔工具2的轴的仰卧角的调整角度可以使用由位移传感器14a、14b中的任一方和位移传感器14c测定到的距离信息、以及位移传感器14a、14b中的任一方和位移传感器14c的安装间隔的信息，同样地求出角度γ。

图11表示用1个位移传感器14c构成开孔工具倾斜检测装置14时，求出旋转轴13V的旋转角度γ的示例。如图11所示，使倾斜调整前的开孔工具2的轴(图中用点划线表示)作为中心，以规定的操作角度±ψ使开孔工具2进行旋转动作。另外，使传感器14c与结合口52配置在重叠的位置，使传感器14c与结合口52的位置没有偏移。

调整开孔工具2的轴，使得在旋转角度为±ψ的2点上测定到的距离为L₁、L₂时,位移传感器14c与到电梯井壁面3’的距离为最短的垂线ad重叠。将直线ad的长度设为h，将垂线ad与线段ab构成的角度设为ψ₁，则在检测距离L₁、L₂、h、ψ、ψ₁之间成立以下关系。另外，对于实际的电梯井壁面3’，标号3表示假想的电梯井壁。假想的电梯井壁是在修正倾斜前，假想有开孔工具的电梯井的壁面。

【数学式10】

【数学式11】

由此，解出上述的2数学式的联立方程式，电梯井壁面3’与第一直动装置的轴构成的角度ψ₁如下式所示。

【数学式12】

因而，控制装置8能使用由位移传感器14c测定到的距离L₁、L₂和测定时的摇头角度ψ的信息，求出电梯井壁面3’与开孔工具2的轴构成的角度γ，以作为ψ₁－ψ。控制装置8进行控制使得开孔工具倾斜调整装置19的旋转轴13V旋转角度γ(图11的情况下，在逆时针的方向上旋转)。此时，由于开孔工具2前端的位置R偏移，因此使开孔工具2平移移动rsinψ来校正位置(图11的情况下，向上平移移动)。其中，r是连结点R与点a的直线Ra的长度。此时，不需要校正电梯井壁面3’与开孔工具R的距离。另外，开孔工具2的轴的仰卧角的调整角度也可以同样地求出。

此外，本发明并非限定于上述的实施方式，还包含各种变形例。例如，上述的实施方式是为了便于理解地说明本发明而进行的详细说明，本发明不必限定于要包括所说明的所有结构。此外，可以将某个实施方式的结构的一部分替换成其他的实施方式的结构，另外，还可以在某个实施方式的结构中追加其他实施方式的结构。此外，对于各实施方式的结构的一部分，能够进行其他结构的增加、删除、替换。

工业上的实用性

本发明能广泛地用于电梯安装装置。

标号说明

1 电梯安装装置

2 开孔工具(电动工具)

3 电梯井壁面

4 第一直动装置

5 支承机构

6 支承机构驱动电动机

7 支承机构基部移动装置

8 控制装置

9 作业台

10 集尘单元

11 卡盘

12a 旋转轴驱动电动机

12b 旋转轴固定制动器

13V 旋转轴(垂直轴)

13H 仰卧轴(水平轴)

14 开孔工具倾斜检测装置

15 电梯井的局部剖面

16a 齿弧

16b 蜗轮

16c 仰卧轴驱动电动机

17 云台

18 地脚螺栓

19 开孔工具倾斜调整装置

21 螺栓

22 标记(位置对准用刻印)

23 电梯井

24 导轨

25 接合板

26 底坑

27 底座

28 托架

29 梁

30 钢丝

31 钢丝绳

32 作业台升降装置

33 导靴

34 台架

35 垂直多关节机器人(多关节机器人)

36 止动件

37 导轨定心支架

38 台部

39 激光照射器

40 基准线

41D 作业台位置检测装置

42 作业台高度检测装置

43 作业台倾斜检测装置

44 末端摄像机

45 多关节机器人形状检测装置

46 多关节机器人驱动电动机

48 开孔工具反作用力检测装置

49 支承机构关节固定制动器

50 旋转型末端执行器

51 末端反作用力检测装置

52 结合口

53 支承机构形状检测装置

54 反射板

55 结合口开关。

Claims

1.一种电梯安装装置，具备：在电梯的电梯井壁面开孔的开孔工具；以及对所述开孔工具进行支承的支承机构，该电梯安装装置将所述支承机构设置于在所述电梯井内进行升降的作业台，该电梯安装装置的特征在于，

包括：对所述开孔工具的倾斜进行检测的开孔工具倾斜检测装置；对所述开孔工具的倾斜进行调整的开孔工具倾斜调整装置；以及控制装置，所述开孔工具倾斜检测装置检测所述电梯井壁面与所述开孔工具的轴相交的角度，所述控制装置基于检测到的所述角度，利用所述开孔工具倾斜调整装置调整所述开孔工具的倾斜，将所述开孔工具的前端定位成使得所述开孔工具的轴与所述电梯井壁面垂直，将所述开孔工具垂直按压至所述电梯井壁面。

2.如权利要求1所述的电梯安装装置，其特征在于，

所述支承机构具备将所述开孔工具移动到规定位置并进行支承的可变结构，所述电梯安装装置包括：用于使所述支承机构变形的支承机构驱动电动机；以及将所述开孔工具在其轴向上推出的直动装置，所述控制装置通过基于所述开孔工具前端的目标位置的信息，控制所述支承机构驱动电动机和所述开孔工具倾斜调整装置，从而将所述开孔工具的前端在规定位置相对于所述电梯井壁面进行定位，控制所述直动装置，将所述开孔工具相对于所述电梯井壁面按压出。

3.如权利要求2所述的电梯安装装置，其特征在于，

包括：对所述电梯井中的所述作业台的高度进行检测的作业台高度检测装置；对所述电梯井中的所述作业台的前后左右的位置进行检测的作业台位置检测装置；以及对所述作业台的倾斜角度进行检测的作业台倾斜检测装置，所述控制装置基于所述作业台高度检测装置的检测值、所述作业台位置检测装置的检测值、以及所述作业台倾斜检测装置的检测值，控制所述支承机构驱动电动机和所述开孔工具倾斜调整装置。

4.如权利要求2所述的电梯安装装置，其特征在于，

所述开孔工具倾斜调整装置具有对所述直动装置的旋转角和仰卧角进行调整的2个轴，所述开孔工具倾斜检测装置具备位移传感器，该位移传感器朝所述直动装置的直行方向，固定于所述所述直动装置或所述开孔工具，所述控制装置控制所述开孔工具倾斜调整装置的所述2个轴的旋转角度，以使得利用所述位移传感器测定到的多个点与相对的所述电梯井壁面之间的距离信息的差在规定的范围内。

5.如权利要求4所述的电梯安装装置，其特征在于，

所述控制装置基于以规定的操作角度移动所述2个轴并由所述位移传感器测定到的与相对的电梯井壁面之间的距离信息、以及所述2个轴的操作角度的信息，决定所述2个轴的旋转角度，基于该决定的旋转角度，控制所述开孔工具倾斜调整装置，使所述开孔工具的轴定位成与所述电梯井壁面垂直。

6.如权利要求4所述的电梯安装装置，其特征在于，

所述位移传感器配置在与所述2个轴中的某一个轴平行的第一直线的2点或1点、以及通过所述第一直线并与所述直动装置的轴呈直角地相交的第二直线的1点或2点的合计三点上，所述控制装置基于所述3个位移传感器的位置关系和在所述3点上测定到的距离的信息，决定所述2个轴的旋转角度。

7.如权利要求4所述的电梯安装装置，其特征在于，

所述支承机构包括在各个关节具备关节固定制动器的水平多关节臂以及对所述水平多关节臂的上下位置进行调整的直动装置，

所述水平多关节臂被多关节机器人驱动电动机变形，该多关节机器人驱动电动机作为所述支承机构驱动电动机移动所述水平多关节臂的关节并且设置于多关节机器人的各个关节，

所述开孔工具倾斜调整装置的旋转轴具备轴芯和对所述轴芯的旋转进行固定的旋转轴固定制动器，

所述旋转轴的轴芯***到设置于所述水平多关节臂的前端的垂直的轴承，

所述旋转轴固定制动器固定于所述水平多关节臂前端，在所述开孔工具的表面具备与安装于所述多关节机器人的前端的旋转型末端执行器相连接的结合口，

所述控制装置控制所述多关节机器人驱动电动机并将所述旋转型末端执行器连接至所述结合口，解除所述开孔工具倾斜调整装置的旋转轴固定制动器和所述水平多关节臂的关节固定制动器，并且控制所述多关节机器人驱动电动机和所述旋转型末端执行器的旋转角度，跟随所述旋转型末端执行器的平移移动和旋转动作，使所述开孔工具倾斜调整装置的旋转轴和所述水平多关节臂的关节进行移动。

8.如权利要求3所述的电梯安装装置，其特征在于，

所述作业台包括：底板梁；放置在所述底板梁上的底板；覆盖所述底板的保护板；以及配置在所述底板梁的侧面的横梁，所述支承机构固定于所述作业台的横梁的固定位置，将所述支承机构的基部固定于在规定的轨道上移动的支承机构基部移动装置。

9.如权利要求2所述的电梯安装装置，其特征在于，

所述可变结构包括在各个关节具有制动器的水平多关节臂，所述开孔工具具有用于结合垂直多关节机器人前端的工具的区域，若在所述区域所述工具结合，则所述控制装置解除所述关节处的制动，使得所述水平多关节臂跟随所述工具的动作进行变形。