TWI840018B - 天花板板件施工機器人 - Google Patents
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Abstract
一種天花板板件施工機器人100,將天花板板件8載置於由天花板樓板(ceiling slab)1所支撐的框體6,該天花板板件施工機器人100具備:台車部10,可在地面2移動;升降部21,載置於台車部10上;臂部30,從升降部21朝向框體6延伸;維持部40,設於臂部30之前端側且可維持天花板板件8;狀態檢測部51、52,可檢測關於框體6之形狀的框體狀態;以及控制部50,控制臂部30的作動;控制部50係為,基於框體狀態使臂部30作動,以使由維持部40所維持的天花板板件8藉由從框體6的上方降下而載置於框體6。
Description
本發明係關於一種天花板板件施工機器人。
在日本專利公開公報JP2018-123645A中,揭示一種天花板板件施工機器人,係將天花板板件安裝於設在天花板部分之天花板骨架。
在日本專利公開公報JP2018-123645A所記載的天花板板件施工機器人,係經由釘而將天花板板件安裝於天花板骨架。因此,在藉由將天花板板件載置於由天花板樓板所支撐之框體的施工方法中,無法採用日本專利公開公報JP2018-123645A所記載的天花板板件施工機器人。
本發明的目的為提供一種可將天花板板件載置於由天花板樓板所支撐之框體的天花板板件施工機器人。
根據本發明的一種態樣,一種天花板板件施工機器人,將天花板板件載置於由天花板樓板(ceiling slab)所支撐的框體,該天花板板件施工機器人具備:台車部,可在地面移動;升降部,載置於台車部上;臂部,從升降部朝向框體延伸;維持部,設於臂部之前端側且可維持天花板板件;狀態檢測部,可檢測關於框體之形狀的框體狀態;以及控制部,控制臂部的作動;控制部係為,基於由狀態檢測部所檢測的框體狀態而使臂部作動,以使由維持部所維持的天花板板件藉由從框體的上方降下而載置於框體。
1:天花板樓板
2:地面
3:嵌件
4:環首螺栓
5:吊架
6:框體
6a:桿構件
6b:桿構件
6c:開口部
8:天花板板件
8a:表面
8b:背面
8c:側表面
10:台車部
11:本體部
14:車輪
15:資訊取得器
20:施工單元
21:升降部
24:凸緣部
26:設置板
30:臂部
31a:第1轉動部
31b:第2轉動部
31c:第3轉動部
31d:第4轉動部
31e:第5轉動部
31f:第6轉動部
32a:基部
32b:第1連桿部
32c:第2連桿部
32d:第3連桿部
32e:第4連桿部
32f:第5連桿部
32g:第6連桿部
40:維持部
41:本體部
41a:收容槽
41b:貫通孔
42:釘
43:保護環
44:棒狀構件
45:彈簧構件
46:解除維持機構
47:按壓部
48:電動致動器
50:控制部
50a:通訊部
51:第1距離感測器(狀態檢測部)
51a:檢測面
52:第2距離感測器(狀態檢測部)
60:搬運單元
62:支柱
64:滾輪輸送機
64a:旋轉輥
64b:無端環帶
65:送出機構
65a:軌道構件
65b:抵壓部
65c:移動量感測器
66:第1防止傾倒機構
66a:本體部
66b:推壓部
66c:支架
67:第2防止傾倒機構
67a:氣缸部
67b:桿部
67c:推壓部
67d:支架
68:反轉機構
68a:維持部
68b:臂部
68c:支架
68d:轉動軸
70:積載機構
71:積載部
72:支柱
74:暫置部
76:第1支撐構件
76a:載置部
76b:載置面
76c:對置部
77:第2支撐構件
77a:載置面
79:支柱
90:控制部
90a:通訊部
100:施工機器人
110:搬運機器人
120:伺服器
130:保管部
C1:中心
C2:中心
圖1所示之示意圖,為揭示藉由關於本發明實施形態的天花板板件施工機器人所進行的天花板板件設置作業概況。
圖2所示之示意圖,為揭示藉由關於本發明實施形態的天花板板件施工機器人所進行的空間狀態檢測作業概況。
圖3所示之示意圖,為揭示藉由關於本發明實施形態的天花板板件施工機器人所進行的接收天花板板件作業概況。
圖4A所示為擴大揭示圖3的箭頭A部分之擴大圖,揭示天花板板件施工機器人維持天花板板件之前的狀態。
圖4B所示為擴大揭示圖3的箭頭A部分之擴大圖,揭示天花板板件施工機器人維持天花板板件之後的狀態。
圖5所示為包含天花板板件施工機器人及搬運機器人之控制系統整體架構的方塊圖。
圖6所示為從圖3的箭頭B所示方向觀察搬運機器人之局部的局部示意圖。
圖7所示為天花板板件施工機器人進行作業之順序的流程圖。
圖8A所示為用以說明天花板板件施工機器人進行天花板板件設置作業的概要圖。
圖8B所示為用以說明天花板板件施工機器人進行天花板板件設置作業的概要圖,圖中所示為接續圖8A之狀態。
圖8C所示為用以說明天花板板件施工機器人進行天花板板件設置作業的概要圖,圖中所示為接續圖8B之狀態。
圖8D所示為用以說明天花板板件施工機器人進行天花板板件設置作業的概要圖,圖中所示為接續圖8C之狀態。
圖9所示之示意圖,為有關本發明實施形態的天花板板件施工機器人的變形例。
圖10所示為擴大沿著圖9的C-C線斷面的擴大斷面圖。
圖11所示之示意圖,為用以說明圖9所示的天花板板件施工機器人的動作。
圖12所示為擴大沿著圖9的D-D線斷面的擴大斷面圖。
以下,參照圖式,說明關於本發明實施形態的天花板板件施工機器人。
關於本發明實施形態的天花板板件施工機器人100(以下稱為「施工機器人」。),為不必透過外部操作的自主機器人(autonomous robot),如圖1所示,所進行的作業為將天花板板件8載置於由天花板樓板1所支撐的框體6。
圖1所示的天花板樓板1係為已灌注混凝土的樓承板,在灌注混凝土之前,在樓承板中,事先將複數個嵌件3安裝於指定的位置。嵌件3為用以安裝環首螺栓4而設置的構件,該環首螺栓4經由吊架5而懸掛支撐載置有天花板板件8的框體6。此外,天花板樓板1亦可為於木合模板搗實形成的混凝土平板。
天花板板件8為具有指定厚度之平板狀的岩棉吸音板,載置天花板板件8的框體6係由斷面為略T字形的桿構件(T形桿)連結成格子狀。
框體6與天花板板件8構成所謂格柵式(grid type)的系統天花板,藉由從上方降下天花板板件8至以桿構件所劃分之框體6的開口部,使天花板板件8形成由框體6從垂直方向下方支撐的狀態。
施工機器人100係為,除了如圖1所示,進行將天花板板件8載置於框體6的動作之外,還可以如圖2所示,進行天花板樓板1與框體6之間之空間的空間狀態之檢測動作,並可以如圖3所示,進行從搬運機器人110接收由搬運機器人110所搬運之天花板板件8的動作。為易於理解施工機器人100所進行的作業,圖1至圖3所示之示意圖有誇大示意、不同於實際大小與比例的部分。
搬運機器人110與施工機器人100同樣為不必透過外部操作的自主機器人。此外,可以為對一台施工機器人100分別配置一台搬運機器人110,亦可為對複數個施工機器人100配置一台搬運機器人110。
施工機器人100及搬運機器人110分別具有相同結構的台車部10,施工機器人100構成為在台車部10組裝施工單元20,搬運機器人110為藉由在台車部10組裝搬運單元60所構成。
首先,參照圖1至圖5,說明施工機器人100的結構。圖4A及圖4B所示為擴大揭示圖3之箭頭A部分的擴大圖,圖5所示為包含施工機器人100及搬運機器人110之控制系統整體架構的方塊圖。
施工機器人100為如圖1至圖3所示,具備:台車部10,可在地面2移動;升降部21,載置於台車部10上;臂部30,從升降部21朝向框體6延伸;維持部40,設於臂部30之前端側且可維持天花板板件8;以及控制部50,控制台車部10、升降部21及臂部30的作動。此外,施工單元20為藉由台車部10以外的機構所構成。
台車部10為可在地面2往全方向自行行進的移動裝置,具備:本體部11;一對車輪14,安裝於本體部11;未圖示的一對馬達,設置為可分別驅動一對車輪14;以及未圖示的電池,供應電力至一對馬達。藉此分別驅動一對車輪14,台車部10可在原處迴旋。此外,設於台車部10的電池,亦可用於向施工單元20供應電力的電力供應源。
作為取代一對車輪14使台車部10在原處迴旋的結構,例如亦可採用具備3輪的全向輪(omni wheel)或4輪的麥克納姆輪(Mecanum wheel)的結構,抑或可採用發揮作為驅動輪功能的結構,該驅動輪以可往全方向旋轉的複數個球狀體接觸於地面2。此外,台車部10從作業效率的觀點而言,可在原處迴旋
較佳,然而亦可為可在地面2前後左右自行行進而移動到指定位置之一般的移動裝置。
另外,在台車部10設有可取得台車部10周邊資訊的資訊取得器15。資訊取得器15為可拍攝台車部10周圍及台車部10上方的全天球型或半天球型的相機。藉由資訊取得器15拍攝的圖像被傳送至控制部50,以用於特定出台車部10自身位置或檢測障礙物。作為資訊取得器15,替代相機或在既有相機之下,還可使用可檢測全方位距離的雷射掃描儀等三維掃描器,亦即,3D-LiDAR(light detection and ranging)感測器。
安裝在台車部10上之施工單元20的升降部21,係為多段型的電動千斤頂,具有可沿著上下方向伸縮的結構。在升降部21的上端,設有用以設置臂部30的凸緣部24。藉由設有以如此方式使臂部30在上下方向移動的升降部21,擴大臂部30的可動範圍,因此能夠採用相對小型的臂部30。
此外,亦可不設有升降部21,而是藉由將臂部30大型化而使臂部30的可動範圍變大。然而,當將臂部30大型化而使可動範圍變大時,由於擴大應確保安全性的區域,導致操作人員無法在施工機器人100的周圍進行作業,因此其結果有導致作業效率降低之虞。另外,在將臂部30大型化的情況下,不利於在框體6周邊進行小迴轉、且易干涉框體6,從而有導致載置天花板板件8的作業困難之虞。也由於該種理由,較佳為採用設有升降部21、且相對小型的臂部30。
作為末端執行器(end effector),臂部30係為所謂的垂直多關節型的機器人臂,該垂直多關節型的機器人臂,可使安裝於前端之維持部40的形態,設置成在三維呈任意的形態。
具體而言,臂部30具有:基部32a,固定於設置板26;第1連桿部32b,經由第1轉動部31a以可繞連結方向軸線為中心而轉動的方式與基部32a連結;第2連桿部32c,經由第2轉動部31b以可繞水平方向軸線為中心而轉動的方式
與第1連桿部32b連結;第3連桿部32d,經由第3轉動部31c以可繞水平方向軸線為中心而轉動的方式與第2連桿部32c連結;第4連桿部32e,經由第4轉動部31d以可繞連結方向軸線為中心而轉動的方式與第3連桿部32d連結;第5連桿部32f,經由第5轉動部31e以可對垂直於第4轉動部31d的轉動軸之方向的軸線為中心而轉動的方式與第4連桿部32e連結;以及第6連桿部32g,經由第6轉動部31f以可繞連結方向軸線為中心而轉動的方式與第5連桿部32f連結。
在各個轉動部31a至31f分別設有使各個轉動部31a至31f轉動之未圖示的伺服馬達及減速機。
此外,臂部30的軸數並不限定為如上所述的6軸,軸數亦可為7軸以上。
上述結構的臂部30經由設置板26而安裝於升降部21的凸緣部24。
接著,參照圖4A及圖4B,說明維持部40的結構,該維持部40安裝在作為臂部30之前端部的第6連桿部32g。圖4A所示為藉由維持部40維持天花板板件8之前的狀態,圖4B所示為藉由維持部40維持天花板板件8之後的狀態。
如圖4A所示,維持部40具有:圓盤狀的本體部41,安裝於第6連桿部32g;複數個針(突起)42,從本體部41朝向與第6連桿部32g相反的方向突出;圓環狀的保護環43,其配置為圍繞複數個針42;複數個棒狀構件44,一端結合於保護環43,而另一端由本體部41所支撐;以及彈簧構件45,往遠離本體部41的方向對保護環43施力。
在本體部41設有:環狀的收容槽41a,收容彈簧構件45並收容保護環43;以及貫通孔41b,形成在貫通收容槽41a的底面,且棒狀構件44插通該貫通孔41b。
根據上述結構的維持部40,在由維持部40維持天花板板件8之前,如圖4A所示,從徑向外側觀察呈現針42的前端由保護環43所覆蓋的狀態。因此,
能夠防止因針42不小心接觸天花板板件8而損傷天花板板件8,並能防止操作人員接觸到針42。
另一方面,當維持部40推壓至天花板板件8的表面8a時,如圖4B所示,呈現彈簧構件45在被壓縮的同時,保護環43收容於本體部41的收容槽41a內、且針42露出的狀態。以如此方式露出的複數個針42往天花板板件8的表面8a刺入,天花板板件8呈現由維持部40所維持的狀態。
維持部40的結構並不限於上述結構,亦可不設有保護環43等用以覆蓋針42的構件,而僅由安裝於第6連桿部32g的本體部41、以及從本體部41突出的複數個針42所構成,抑或可構成為當檢測到維持部40接近天花板板件8時,複數個針42朝向天花板板件8突出。
另外,維持部40並不限定於藉由將針42刺入天花板板件8而維持天花板板件8,亦可藉由負壓而吸附並維持天花板板件8的表面8a。此外,一般在岩棉吸音板(天花板板件8)形成有複數個通氣孔,因此藉由吸附進行維持時需要較大的吸附力。因此,為確實維持天花板板件8,採用具有針42的維持部40較佳。
為了檢測關於框體6之形狀的框體狀態及天花板樓板1與框體6之間之空間的空間狀態,施工機器人100除了上述各機構之外,更可具備可檢測該等狀態的第1距離感測器51(狀態檢測部)及第2距離感測器52(狀態檢測部)。
第1距離感測器51為測定精度較高的點式雷射距離感測器,固定於臂部30的第5連桿部32f。具體而言,如圖4A所示,第1距離感測器51係為,以檢測面51a朝向第5連桿部32f與第6連桿部32g之連結軸向的方式,亦即,第1距離感測器51以檢測距離的方向經常性指向維持部40側的方式,固定於第5連桿部32f的耳軸(trunnion)部。此外,第1距離感測器51亦可固定於第6連桿部32g。
在以第1距離感測器51進行測量時,藉由使第5轉動部31e與第4轉動部31d在指定的範圍轉動而掃描測量,可在橫跨相對寬廣的範圍精確取得從第1距離感測器51之設置位置直至測量對象物為止的距離。此外,作為第1距離感測器51,雖然亦可使用ToF(Time of Flight)式的三維距離感測器或二維掃描器,該二維掃描器為可在包含第5連桿部32f與第6連桿部32g之連結軸的平面上掃描測量直至某測量對象物為止的距離,且亦即為所謂的2D-LiDAR(light detection and ranging)感測器,然而從測定精度的觀點而言,以使用點式雷射距離感測器較佳。
另外,由於第1距離感測器51設在臂部30的前端附近,因此例如圖2所示,可精確檢測關於框體6之形狀的框體狀態及天花板樓板1與框體6之間之空間的空間狀態,並且如圖3所示,可精確檢測關於由搬運機器人110所搬運的天花板板件8之形狀的天花板板件狀態。
由第1距離感測器51所檢測出的距離被傳送至控制部50,如後所述,主要用於控制臂部30的動作。
第2距離感測器52為朝向天花板樓板1側設置的ToF(Time of Flight)式之三維距離感測器,為可取得深度數據(Depth data)的感測器,該深度數據表示從第2距離感測器52的設置位置直至測量對象物為止的距離。第2距離感測器52與臂部30一起固定於設置板26。此外,為了使第2距離感測器52靠近框體6,例如,亦可經由在上下方向伸縮自如的支柱而將第2距離感測器52固定於設置板26。
據此將第2距離感測器52設置為朝向垂直方向上方,例如,如圖1所示,可監視載置天花板板件8的作業,並如圖2所示,可檢測關於框體6之形狀的框體狀態及天花板樓板1與框體6之間之空間的空間狀態。
藉由第2距離感測器52所檢測出的距離被送往控制部50,並如後所述主要用於使施工機器人100正確移動至框體6下方時及監視載置作業、判定載置作業是否適當等。此外,藉由設於台車部10的上述之資訊取得器15,在能夠充分掌握框體6的位置及天花板板件8的載置狀況時,亦可不設有第2距離感測器52。
控制部50為如圖5所示,基於第1距離感測器51、第2距離感測器52及資訊取得器15所取得的數據與事先讀取的BIM(建築資訊模型;Building Information Modeling)等關於作業區域的數據,控制台車部10、升降部21及臂部30的作動。關於控制部50具體進行的控制方式,會在後述之將天花板板件8載置於框體6的方法說明中進行詳細描述。
具體而言,控制部50由具備CPU(中央處理單元)、ROM(唯讀記憶體)、RAM(隨機存取記憶體)、以及I/O介面(輸入輸出介面)的微電腦所構成。RAM儲存CPU處理的數據,ROM事先儲存CPU的控制程式等,I/O介面用於輸入或輸出連接於控制部50之裝置和檢測器的資訊。控制部50亦可由複數個微電腦所構成,例如,亦可分別設置於施工單元20與台車部10。
另外,如圖5所示,在控制部50設有用以與外部的伺服器120進行發送或接收數據的通訊部50a,該伺服器120對施工機器人100及搬運機器人110進行作業指示、並監視作業狀況。通訊部50a可為經由網際網路線路而可發送數據的一般之無線通訊設備,亦可為BLE(Bluetooth(註冊商標)Low Energy)或Wi-Fi(註冊商標)等近距離無線通訊設備。通訊部50a亦使用在與搬運機器人110的控制部90進行通訊時。
接著,參照圖3、圖5及圖6,說明搬運天花板板件8的搬運機器人110。圖6所示為從圖3箭頭B所示方向觀察搬運機器人110上表面的局部示意圖,省略揭示台車部10等。
搬運機器人110為如圖3、圖5及圖6所示,具備:台車部10,可在地面2移動;滾輪輸送機64,積載著在水平方向呈重合狀態的複數個天花板板件8;送出機構65,沿著滾輪輸送機64而送出複數個天花板板件8;第1防止傾倒機構66及第2防止傾倒機構67,防止在水平方向層疊的天花板板件8傾倒;反轉機構68,以天花板板件8的表面8a朝向施工機器人100側的方式反轉天花板板件8;支柱62,直立設於台車部10並支撐該等各機構;以及控制部90,控制台車部10、送出機構65、第1防止傾倒機構66、第2防止傾倒機構67及反轉機構68的作動。此外,搬運單元60由台車部10以外的機構所構成。
由於台車部10與施工機器人100的台車部10為相同結構,因此省略其說明。
滾輪輸送機64係為,具有複數個旋轉輥64a、以及設為包圍複數個旋轉輥64a的無端環帶64b,並經由未圖示的支架而固定於支柱62,以使天花板板件8積載於上側的平坦面。
送出機構65具有:軌道構件65a,沿著滾輪輸送機64的旋轉方向延伸並固定於支柱62;抵壓部65b,可沿著軌道構件65a移動;未圖示的電動滑塊,使抵壓部65b移動;以及移動量感測器65c,可測量抵壓部65b的移動量。
當檢測到天花板板件8已由施工機器人100接收時,送出機構65藉由驅動電動滑塊而使抵壓部65b往天花板板件8推壓,從而使複數個天花板板件8整體沿著滾輪輸送機64移動。藉此將接下來欲遞交給施工機器人100的天花板板件8送出至指定的位置。關於天花板板件8是否已由施工機器人100所接收、以及天花板板件8是否已被送出至指定的位置,係由未圖示的近接感測器等所檢測。
另外,藉由在送出天花板板件8時利用移動量感測器65c隨時測量抵壓部65b移動的距離,可掌握已供應幾片天花板板件8至施工機器人100的,亦即,可掌握搬運機器人110剩下幾片天花板板件8。
此外,送出機構65的軌道構件65a亦可為以夾住滾輪輸送機64之方式配置的一對軌道構件,在此情況下,抵壓部65b由一對軌道構件從下方支撐。
第1防止傾倒機構66為防止交給施工機器人100的天花板板件8在由施工機器人100維持之前傾倒,第2防止傾倒機構67為在由施工機器人100接收天花板板件8時,防止與施工機器人100所接收的天花板板件8重合的第2片天花板板件8傾倒。
第1防止傾倒機構66具有:本體部66a,沿著滾輪輸送機64的旋轉方向延伸並經由支架66c固定於支柱62;以及推壓部66b,從本體部66a朝向下方延伸,並往天花板板件8推壓。在推壓部66b中,內置有可往上下方向伸縮的電動缸,藉由伸長推壓部66b,天花板板件8係呈現由推壓部66b與滾輪輸送機64所夾持的狀態。
第2防止傾倒機構67具有:氣缸部67a,沿著滾輪輸送機64的旋轉方向延伸並經由支架67d而固定於支柱62;桿部67b,從氣缸部67a突出;以及推壓部67c,從桿部67b的前端朝向下方延伸,並往天花板板件8推壓。
在推壓部67c中,內置有可在上下方向伸縮的電動缸,藉由伸長推壓部67c,天花板板件8呈現由推壓部67c與滾輪輸送機64所夾持的狀態。
另外,氣缸部67a及桿部67b是由可沿著送出機構65的軌道構件65a伸縮的電動缸所構成,並可控制其速度為配合送出機構65的送出速度而伸長。因此,在由送出機構65送出複數個天花板板件8時,能夠防止天花板板件8傾倒。
反轉機構68具有:維持部68a,可維持天花板板件8;以及臂部68b,一端設有維持部68a且另一端經由支架68c而安裝於支柱62。臂部68b以轉動軸68d為中心而可轉動地由支架68c所支撐,藉由未圖示的伺服馬達,使臂部68b的位置在圖6中以實線所示的位置與以虛線所示的位置的兩個位置之間切換。
維持部68a具有與施工機器人100的維持部40相同的結構,且具有未圖示的電動致動器,該電動致動器作動以使收容於本體部41之收容槽41a的保護環43從收容槽41a內壓出。電動致動器在檢測到已由施工機器人100的維持部40維持天花板板件8時作動,藉此解除由反轉機構68的維持部68a所進行之天花板板件8的維持。
在此,一般而言,為了保護表面8a,天花板板件8會以表面8a重合的2片天花板板件8為一組、或是以重疊複數組的狀態在市場流通。換言之,在將搬入施工現場的複數個天花板板件8直接供應給施工機器人100的情況下,天花板板件8呈現表面8a與背面8b交互露出。
另一方面,施工機器人100的維持部40如上所述,構成為維持天花板板件8的表面8a。
因此,藉由上述結構的反轉機構68,在天花板板件8的背面8b朝向施工機器人100側的情況下,搬運機器人110反轉天花板板件8以將天花板板件8的表面8a朝向施工機器人100側。
基於如上所述的方式測量抵壓部65b之移動量的移動量感測器65c的檢測值,使搬運機器人110掌握滾輪輸送機64上積載有幾片天花板板件8。由於在滾輪輸送機64上的天花板板件8的片數為奇數片時,形成天花板板件8的表面8a朝向施工機器人100側的狀態,而在天花板板件8的片數為偶數片時,則形成天花板板件8的背面8b朝向施工機器人100側的狀態,因此僅在判定天花板板件8的片數為偶數片時,藉由使反轉機構68作動,可使天花板板件8的表面8a總是預先朝向施工機器人100側。
此外,在複數個天花板板件8呈現表面8a與背面8b已事先重合的狀態時,換言之,在能夠以天花板板件8的表面8a總是朝向施工機器人100側的方式預先積載複數個天花板板件8在滾輪輸送機64上時,亦可不設有反轉機構68。
搬運機器人110的控制部90係基於由資訊取得器15及移動量感測器65c所取得的數據、以及事先讀取的BIM等關於作業區域的數據,從而控制台車部10、送出機構65、第1防止傾倒機構66、第2防止傾倒機構67及反轉機構68的作動。另外,控制部90如同施工機器人100的控制部50,亦設有通訊部90a。此外,由於控制部90的具體結構與施工機器人100的控制部50相同,因此省略其說明。
接著,主要參照圖1至圖3、圖7及圖8,說明藉由上述結構的施工機器人100,進行將天花板板件8載置於框體6的方法。圖7所示為施工機器人100進行作業之順序的流程圖,圖8A至圖8D所示為用以說明施工機器人100進行天花板板件8設置作業的概要圖,依時間順序揭示天花板板件8載置於框體6的情形。
首先,在步驟S11,在施工機器人100的控制部50中,讀取並儲存關於作業區域的數據。具體而言,經由控制部50的通訊部50a而從伺服器120取得BIM等的圖面數據並儲存於儲存部。在此,所讀取的數據除了BIM等圖面數據,更包含框體6的位置及安裝天花板板件8的順序等。
接著,在步驟S12,控制部50藉由台車部10的資訊取得器15,取得例如為直至柱為止的距離、柱的配置等施工機器人100周邊的情報,藉由核對所儲存的BIM等圖面數據與所取得的資訊,從而識別施工機器人100的自身位置,亦即,從而識別出在圖面上的座標。控制部50為了特定出自身位置,亦可具有SLAM(同時定位與地圖構建;Simultaneous Localization and Mapping)功能。
在接下來的步驟S13,控制部50從步驟S11所讀取的數據提取最先安裝天花板板件8之框體6的座標,藉由控制台車部10而使施工機器人100移動至所提取之框體6的座標。此外,最先安裝天花板板件8之框體6亦可為最接近施工機器人100位置的框體6。
當完成施工機器人100的移動時,控制部50藉由第2距離感測器52進行識別作為作業對象的框體6(步驟S14)。具體而言,藉由第2距離感測器52測定直至作為作業對象之框體6為止的距離,檢測出形成框體6之開口部的4個邊的形狀。
在此,在無法檢測形成框體6之開口部的4個邊之中的任一邊時,可能是在框體6與施工機器人100之間有某種障礙物,或可能有障礙物覆蓋框體6的開口部。因此,在無法正常識別框體6的情況下,作為無法進行作業而往步驟S22前進,而在正常識別框體6的情況下,為了進一步取得詳細的資訊而往步驟S15前進。
在步驟S15,控制部50藉由控制台車部10而使施工機器人100移動至在步驟S14所識別的框體6的正下方。具體而言,控制部50基於步驟S14所識別的框體6之4個邊的位置計算框體6的中心座標,並移動施工機器人100以使臂部30的基部32a位於計算之中心座標的正下方。
當完成施工機器人100的移動時,在接下來的步驟S16中取得關於框體6之形狀的框體狀態。
具體而言,藉由安裝於第5連桿部32f的第1距離感測器51,該第5連桿部32f作為臂部30之前端側的連桿部,測量形成框體6之開口部的4個邊與臂部30之間的相對位置關係。藉此,控制部50可以三維方式掌握臂部30與框體6的位置關係。
由第1距離感測器51所進行的測量,以臂部30朝向上方延伸且第1距離感測器51的檢測面51a朝向垂直方向上方的狀態而進行。此外,在框體6處於較高位置時,為了使第1距離感測器51靠近框體6,亦可使升降部21伸長預設長度。
在步驟S16所進行的取得框體6的狀態,係由第1距離感測器51進行測量,替代地或附加地,亦可藉由第2距離感測器52進行測量。藉由兩個距離感測器51、52進行測量,能夠更精確掌握臂部30與框體6之間的位置關係。特別是由於第1距離感測器51及第2距離感測器52係直接安裝於施工機器人100,因此即使在框體6或地面2相對水平面為傾斜的情況下,仍能夠精確檢測框體6相對於施工機器人100的相對位置關係。
在接下來的步驟S17,取得天花板樓板1與框體6之間之空間的空間狀態。
具體而言,如圖2所示,在使升降部21已伸長預設長度的狀態中,藉由安裝於設置板26的第2距離感測器52,測量從框體6至天花板樓板1為止的距離,並測量框體6與天花板樓板1之間所配置的配管和配線、斜撐架(brace)、環首螺栓4為止的距離。
另外,關於成為第2距離感測器52之死角的部分係如圖2所示,藉由第1距離感測器51,例如以第1距離感測器51的檢測面51a朝向斜上方的狀態進行測量。第1距離感測器51所進行的測量,例如藉由轉動臂部30的第1轉動部31a,以在橫跨略360度的範圍內進行。此外,為了更確實檢測框體6與天花板樓板1之間的狀態,在使第1距離感測器51往天花板樓板1移動至超過框體6為止的位置後,以第1距離感測器51的檢測面51a朝向略水平方向的狀態進行測量為佳。
藉此,控制部50可以三維方式掌握在將天花板板件8載置於框體6時天花板板件8及臂部30通過的軌跡、以及位於框體6與天花板樓板1之間的配管等的相對位置關係。特別是由於第1距離感測器51及第2距離感測器52係直接安裝於施工機器人100,因此即使在地面2相對水平面傾斜的情況下,仍能夠精確檢測配管等相對施工機器人100的相對位置關係。此外,亦可同時進行在步驟S16所進行的取得框體6的狀態、以及在步驟S17所進行的取得空間狀態。
據此取得框體6的狀態及空間狀態後,往步驟S18前進,控制部50係判定能否進行將天花板板件8載置於框體6的作業。
將天花板板件8載置於框體6,需要通過框體6之開口部將天花板板件8暫時置於框體6的上方。在以此方式將天花板板件8置於框體6上方的過程中,若天花板板件8及臂部30通過的軌跡上有配管等時,則無法通過框體6的開口部而將天花板板件8載置於框體6。
在使天花板板件8置於框體6的上方時,雖然天花板板件8通過框體6之開口部的對角線上而朝向斜上方***,然而例如在從框體6的開口部觀察四個角落的任一者有配管或斜撐架時,無論如何改變天花板板件8的***方向,由於天花板板件8會碰撞到該等配管或斜撐架,因此無法將天花板板件8載置於框體6。
另外,將天花板板件8置於框體6的上方,雖亦可以天花板板件8沿著垂直方向的狀態,在框體6之開口部的對角線上朝向上方筆直***,然而若從框體6直到天花板樓板1下表面為止的距離沒有比天花板板件8的長度更長時,天花板板件8會與天花板樓板1碰撞,因此無法藉由筆直***而將天花板板件8載置於框體6。
因此,在步驟S18中,控制部50係基於所取得的空間狀態,判定可否將天花板板件8載置於框體6,亦即,判定是否有可避開配管等而將天花板板件8載置於框體6的軌跡。
具體而言,例如在從框體6之開口部觀察到三個角落有配管等時,判定藉由通過剩餘的一個角落的軌跡而可載置天花板板件8,例如在框體6之開口部的正上方具有配管等從而無法筆直***天花板板件8時,判定以對垂直面傾斜指定之角度以上的狀態而***的軌跡能夠載置天花板板件8。
並且,在亦考慮臂部30之可動範圍的結果,在判定有避開配管等而可將天花板板件8載置於框體6的軌跡時,為了以維持部40維持天花板板件8而往步驟S19前進。另一方面,對於判定沒有可將天花板板件8載置於框體6的軌跡時,作為無法進行載置天花板板件8的作業而往步驟S22前進。
在步驟S19中,控制部50係藉由控制臂部30的作動,將搬運機器人110所積載的天花板板件8維持在維持部40。
在此之前,控制部50係經由通訊部50a而對搬運機器人110傳送要求傳遞天花板板件8的要求訊號。
搬運機器人110係在控制部90的通訊部90a接收到要求訊號後,為了傳遞天花板板件8,而往施工機器人100附近移動。此外,在不是對每1台施工機器人100配置1台搬運機器人110,而是在複數個施工機器人100之間例如共用2至3台搬運機器人110的情況下,因應最接近的搬運機器人110的要求訊號而往施工機器人100的附近移動。
在檢測到搬運機器人110靠近後,控制部50係首先如圖3所示,藉由安裝於臂部30之第5連桿部32f的第1距離感測器51,識別搬運機器人110所積載的天花板板件8的狀態。此外,在往步驟S19前進的時間點,升降部21事先收縮以對應積載於搬運機器人110的天花板板件8的高度。
在識別天花板板件8的狀態後,亦即,在識別天花板板件8的4個邊的位置後,基於4個邊的位置而識別天花板板件8的中心C1。並且,控制部50控制臂部30之各轉動部31a至31f的轉動量,以使維持部40的中心C2位於所識別到的天花板板件8的中心C1的延長線上(參照圖4A)。
藉由從圖4A所示的狀態使維持部40進一步往天花板板件8移動,從而使維持部40的針42刺入天花板板件8的表面8a(參照圖4B)。藉此,天花板板件8呈現由維持部40維持的狀態。
據此形成以維持部40維持天花板板件8的狀態,係由第1距離感測器51所檢測。將第1距離感測器51的檢測結果作為維持完成訊號,從施工機器人100的控制部50往搬運機器人110的控制部90發送。
接收到維持完成訊號的搬運機器人110的控制部90,係收縮第1防止傾倒機構66的推壓部66b,並在解除由推壓部66b與滾輪輸送機64所執行的天花板板件8之夾持的同時,往施工機器人100的控制部50發送夾持解除訊號。
接收到夾持解除訊號的施工機器人100的控制部50,係控制臂部30之各轉動部31a至31f的轉動量,並將由維持部40所維持的天花板板件8往框體6移動。
此外,如圖6所示,在積載於搬運機器人110的天花板板件8,呈現2片排列並面向施工機器人100側時,選擇從施工機器人100觀察為右側的天花板板件8以作為維持部40所維持的天花板板件8,亦即,選擇由搬運機器人110的反轉機構68所維持的天花板板件8以作為維持部40所維持的天花板板件8。
據此,在完成將天花板板件8從搬運機器人110交給施工機器人100後,往步驟S20前進,實行對框體6的天花板板件8的載置作業。
具體而言,如圖8A至圖8D所示,控制部50適當控制臂部30之各轉動部31a至31f的轉動量,藉由使維持部40的位置在三維變化以使天花板板件8不與框體6或配管碰撞,最終使天花板板件8載置於框體6。
在圖8A中所示,係通過由結合為格子狀的桿構件6a、6b所圍成的框體6之開口部6c的對角線上,朝向斜上方***有天花板板件8的狀態。具體而言,天花板板件8以對垂直面傾斜略45度的狀態通過開口部6c之對角線上的方式往斜上方***。此外,天花板板件8的傾斜角度係因應直至開口部6c正上方的障礙物為止的距離或從框體6直至天花板樓板1下表面為止的距離而做適當的設定。
在形成如圖8A所示的狀態後,當天花板板件8整體呈現位於框體6之上方的狀態時,如圖8B所示,控制各轉動部31a至31f的轉動量以使天花板板件8的中心與框體6之開口部6c的中心略一致。
並且,藉由從圖8B所示的狀態使第1轉動部31a、第4轉動部31d或第6轉動部31f轉動,如圖8C所示,使開口部6c之4個邊的方向與天花板板件8之4個邊的方向略一致。
藉由從圖8C所示的狀態使第2轉動部31b、第3轉動部31c及第5轉動部31e一點一點地轉動,從而使天花板板件8及維持部40往垂直方向下方移動(參照圖1)。
據此而使天花板板件8往垂直方向下方移動時,藉由使天花板板件8從上方往框體6的開口部6c降下,如圖8D所示,而使天花板板件8呈現4個邊分別由桿構件6a、6b從垂直方向下方支撐的狀態。
並且,若從此狀態使維持部40進一步往垂直方向下方移動,則刺入天花板板件8之表面8a的針42慢慢從天花板板件8脫離。藉由將針42從天花板板件8完全脫離,從而完成對框體6的天花板板件8的載置。
此外,圖8A至圖8D所示的一連串臂部30的動作僅為一例,並非限定於此。例如,從圖8C所示的狀態,用以替代使天花板板件8整體往垂直方向下方移動,可為呈現僅以天花板板件8的4個邊之中的任1個邊首先沿著桿構件6a、6b抵接的狀態,亦即,呈現天花板板件8對於水平面稍微傾斜的狀態,之後,以與桿構件6a、6b抵接的邊為支點,將天花板板件8剩下的3個邊以靠近桿構件6a、6b的方式將天花板板件8降於框體6。
另外,從圖8C所示的狀態使天花板板件8往垂直方向下方移動的工程,係由第2距離感測器52所監視,當開口部6c之4個邊的方向與天花板板件8
之4個邊的方向產生偏移時,適當轉動第1轉動部31a、第4轉動部31d或第6轉動部31f以消除偏移。
在完成天花板板件8的載置後,在接下來的步驟S21中,判定天花板板件8的載置作業是否適當,亦即,確認天花板板件8的載置作業是否已正常完成。
在天花板板件8正常載置於框體6時,亦即,在天花板板件8的4個邊呈現幾乎接觸桿構件6a、6b的狀態時,從施工機器人100側觀察,直至框體6之下表面為止的距離與直至天花板板件8之表面8a為止的距離的差值略等於從下方支撐天花板板件8的框體6之凸緣部的厚度,在天花板板件8的4個邊附近則呈現相同大小。
因此,在步驟S21,藉由第1距離感測器51及第2距離感測器52的任一方或雙方測量直至天花板板件8之4個邊附近的框體6之下表面為止的距離與直至天花板板件8之表面8a為止的距離,並藉由任一邊所測量的距離之差值是否皆小於預設的閾值,判定天花板板件8的載置作業是否已正常完成。此外,閾值係基於從下方支撐天花板板件8的框體6之凸緣部的厚度而設定。
在天花板板件8之4個邊的任一邊附近之距離的差值皆小於閾值時,由於推定為天花板板件8的4個邊呈幾乎接觸於框體6的狀態,因此作為在指定處對框體6之天花板板件8的載置作業已正常完成,控制部50儲存作業完成並往步驟S23前進。
另一方面,在任一個邊附近之距離的差值大於等於閾值時,由於推定為天花板板件8與框體6之間產生超出假定之間隙的狀態,因此作為作業未正常完成而往步驟S22前進。此外,在往步驟S22前進之前,亦可追加藉由對距離的差值呈大於等於閾值之處抵壓臂部30而使天花板板件8稍微上下移動以改善天花板板件8之載置狀態的步驟。
在步驟S22,作為未完成對指定處的框體6載置天花板板件8,控制部50會將無法進行載置作業、或是將載置作業未完成連同其原因一併儲存。此外,在步驟S21及步驟S22中有關儲存於控制部50之作業狀況的資訊,係經由控制部50的通訊部50a逐次傳輸至伺服器120。
因此,經由伺服器120而監視施工機器人100之作業狀況的監督者或現場操作人員,能夠容易確認天花板板件8對任一處的框體6的載置作業是否正常完成,並能夠容易掌握是否有需要重新修正任一天花板板件8的載置作業或無法正常進行天花板板件8之載置作業的原因。
如此,在步驟S21及步驟22中完成作業狀況的儲存後,往步驟S23前進,控制部50係確認預定的載置作業是否已全部完成。
當預定的載置作業已全部完成時,結束處理,直到從伺服器120接收到下個作業指示為止施工機器人100呈現待機狀態。
另一方面,在預定的載置作業還未完成的情況下,回到步驟S13,往下個載置天花板板件8之框體6的位置移動。其後,經由如上所述的工程實行天花板板件8的載置作業。
根據以上的實施形態,能夠達成以下所示的效果。
構成如上所述之施工機器人100的控制部50,係藉由第1距離感測器51及第2距離感測器52的至少一方檢測關於框體6之形狀的框體狀態,並基於所檢測的框體狀態使臂部30作動,從而將由維持部40所維持的天花板板件8以從框體6上方降下的方式載置於框體6。
如此,在確認框體6的形狀後,藉由對框體6載置天花板板件8的方式,無論框體6之4個邊的方向相對施工機器人100形成為何種方向,仍可將天花板板件8圓滑、且自動地載置於框體6。另外,由於係藉由施工機器人100進行高
空作業之天花板板件8的載置作業,故可在減輕操作人員的作業負擔的同時,確保安全性。
另外,上述結構之施工機器人100的控制部50,係基於事先檢測的天花板樓板1與框體6之間之空間的空間狀態,判定能否對框體6載置天花板板件8。
如此,當在天花板樓板1與框體6之間的空間具有配管等障礙物時,藉由避免不慎實行天花板板件8載置於框體之作業,能夠確保由施工機器人100所進行之作業的安全性。另外,即使在天花板樓板1與框體6之間的空間具有配管等障礙物時,仍能夠藉由運算可避開該等障礙物的軌跡並使天花板板件8沿著已運算的軌跡移動,從而可將天花板板件8圓滑、自動地載置於框體6。
另外,在藉由維持部40維持天花板板件8時,構成如上之施工機器人100的控制部50,係基於由第1距離感測器51所檢測的關於天花板板件8之形狀的天花板板件狀態,設定藉由維持部40維持天花板板件8的位置。
考慮到天花板板件8的尺寸誤差或天花板板件8之維持位置的誤差,將天花板板件8通過的軌跡設定為具有某種程度的餘隙,以使天花板板件8不與框體6碰撞,然而利用由維持部40所維持之天花板板件8的位置每次皆呈相同位置,可使天花板板件8通過的軌跡形成幾乎沒有餘隙的軌跡。據此,由於擴大可載置天花板板件8的軌跡範圍,因此能夠提高天花板板件8之載置作業的效率。另外,由於利用由維持部40維持天花板板件8之中心C1的方式,使天花板板件8的處理穩定,因此其結果,能夠穩定進行天花板板件8載置於框體6的作業。
此外,如下的變形例亦在本發明的範圍內,可組合變形例所示的結構與上述實施形態說明的結構,亦可彼此組合以下不同的變形例說明的結構。
在上述實施形態中,由設於施工機器人100的第1距離感測器51及第2距離感測器52檢測天花板樓板1與框體6之間之空間的空間狀態。替代地,空
間狀態亦可由設於施工機器人100或不同於施工機器人100的其他機器人的可掃描測量在水平面之距離的二維掃描器事先檢測,該二維掃描器亦即所謂的2D-LiDAR(light detection and ranging)感測器。具體而言,亦可藉由將二維掃描器從框體6的下方通過框體6的開口部而往框體6的上方並朝向天花板樓板1移動,以對每個框體6事先取得天花板樓板1與框體6之間之空間的空間狀態。
據此事先對各框體6檢測空間狀態後,由於可事前判定能否進行載置作業,因此可以從作業對象事先排除無法進行載置作業的框體6,從而可有效率地進行由施工機器人100所執行之天花板板件8的載置作業。此外,亦可由不同於施工機器人100的其他機器人判定能否進行載置作業。另外,除了空間狀態,亦可對每個框體6事先取得關於框體6的狀態。
另外,在上述實施形態中,施工機器人100具備特有的台車部10與升降部21。替代地,台車部10與升降部21所構成的部分亦可為一般的高空作業車,在此情況下,臂部30設置於高空作業車的作業台。
另外,在上述實施形態中,臂部30的基部32a係以與第1連桿部32b的連結方向軸沿著垂直方向的方式固定於設置板26。替代地,基部32a亦可以與第1連桿部32b的連結方向軸對於垂直方向傾斜的狀態固定於設置板26。藉此預先傾斜基部32a,將可容易從搬運機器人110接收天花板板件8。
另外,在上述實施形態中,施工機器人100係從搬運機器人110接收天花板板件8。替代地,施工機器人100亦可具備可暫時保管複數個天花板板件8的保管部。在此情況下,保管部例如設在台車部10,天花板板件8以可由安裝於臂部30的維持部40維持的狀態保管在保管部。具體而言,如圖9至圖12所示的變形例,施工機器人100亦可具備可保管複數個天花板板件8的保管部130。圖9為具備保管部130的施工機器人100的側視圖,圖10所示為擴大沿著圖9的C-C線斷面
的擴大斷面圖,圖11為用以說明具備保管部130的施工機器人100之動作的示意圖,圖12所示為擴大沿著圖9的D-D線斷面的擴大斷面圖。
保管部130具有:積載機構70,積載有以垂直方向堆疊的複數個天花板板件8;以及暫置部74,在載置於框體6之前暫時性暫置天花板板件8。在暫置部74中,暫置有1片藉由上述的施工單元20而從積載機構70移送的天花板板件8。
積載機構70具有:積載部71,積載有天花板板件8;複數個支柱72,直立設於台車部10的上表面,以可在垂直方向移動的方式支撐積載部71;以及未圖示的電動致動器,使積載部71沿著支柱72而在垂直方向移動。
積載部71藉由電動致動器調整天花板板件8的高度,以使積載於最上方的天花板板件8的高度總是呈現相同高度。換言之,隨著積載的天花板板件8減少,積載部71逐漸往上方移動。此外,在操作人員往積載部71補充天花板板件8時,積載部71降至最低的位置,在完成補充後,積載部71上升至積載於最上方之天花板板件8的高度形成為指定高度為止。積載於最上方之天花板板件8的高度是否形成為指定高度,例如可由安裝於任一支柱72的近接感測器所檢測。
暫置部74為如圖9及圖10所示,係為一種載置台,用以暫時放置預定要載置於下個框體6的天花板板件8而設,該天花板板件8形成表面8a幾乎沿著垂直面的狀態、且其中1個角部朝向垂直方向下方的狀態,暫置部74具有:第1支撐構件76,支撐天花板板件8的側表面8c;第2支撐構件77,支撐天花板板件8的背面8b;以及支柱79,直立設於台車部10的上表面,直接或間接安裝有第1支撐構件76及第2支撐構件77。
第1支撐構件76為如圖10所示,具有載置部76a與對置部76c之斷面形狀為略L字狀的構件,該載置部76a具有載置天花板板件8之側表面8c的載置面76b,該對置部76c面向天花板板件8的表面8a,第1支撐構件76以支撐1片天花板
板件8的2個側表面8c的方式,夾著天花板板件8的中心部分而對稱配置為一對。具體而言,一對第1支撐構件76為如圖9所示,分別配置為載置部76a的載置面76b形成彼此正交的狀態,該載置部76a的載置面76b載置有天花板板件8的側表面8c。
對置部76c以隨著越往上方而逐漸增大與天花板板件8的表面8a之間的間隔的方式形成為錐狀,如後所述,當將天花板板件8暫置於暫置部74時,對置部76c作為引導部而發揮引導天花板板件8的側表面8c之功能。
第2支撐構件77為具有載置面77a的平板狀構件,該載置面77a載置天花板板件8之背面8b,係如同第1支撐構件76夾著天花板板件8的中心部分而對稱配置為一對。具體而言,第2支撐構件77為如圖10所示,配置為載置面77a呈現正交於第1支撐構件76的載置部76a的載置面76b的狀態。
另外,第2支撐構件77的載置面77a為如圖10所示,呈現對垂直面VP僅傾斜指定的第1角度θ(例如,5°至10°,約6°左右較佳)的狀態。因此,暫置於暫置部74的天花板板件8呈現2個側表面8c分別接觸一對第1支撐構件76之載置部76a的載置面76b,且呈背面8b接觸一對第2支撐構件77的載置面77a。此外,第1角度θ的大小並不限於上述範圍,只要能以載置面77a對於垂直面VP傾斜使天花板板件8藉由自身重量而呈現分別接觸載置面76b及載置面77a的狀態,則亦可為更大的角度,例如,亦可為大於10°。
在此,如上所述,一般而言,為了保護表面8a,天花板板件8係以表面8a重合的2片天花板板件8為一組,並以重疊複數組的狀態流通於市場。
換言之,當將在積載機構70的積載部71沿著垂直方向堆疊的天花板板件8直接藉由施工單元20的維持部40而維持並載置於框體6時,會變成每隔1片天花板板件8則以背面8b側載置於框體。
所以,在此變形例中,藉由施工單元20,將積載於積載機構70的天花板板件8暫時性暫置於暫置部74,並藉由施工單元20的維持部40維持暫置的天花板板件8的表面8a。
接著,說明將積載於積載機構70之積載部71的天花板板件8暫置於暫置部74的工程。
控制部50為藉由控制臂部30的作動,使積載於積載部71最上方的天花板板件8的上表面由維持部40所維持。此外,由於天花板板件8在此之後暫時性暫置於暫置部74,因此在此時間點,不需要將維持部40的中心C2與天花板板件8的中心C1對齊。因此,例如,由於不需要識別天花板板件8的中心C1位置,因此能夠縮短由維持部40維持積載於積載部71的天花板板件8所需的時間。
當確認到天花板板件8由維持部40所維持時,控制部50控制臂部30,使得天花板板件8的1個角部呈現朝向垂直方向下方的狀態後,再控制臂部30以將天花板板件8***暫置部74的對置部76c與第2支撐構件77之間。在將天花板板件8***對置部76c與第2支撐構件77之間時,係藉由對置部76c形成為錐狀的部分或第2支撐構件77形成為錐狀的部分所引導。
對於將天花板板件8暫置於暫置部74,在由維持部40所維持的天花板板件8的面為表面8a時,如圖9所示,係以維持部40夾著天花板板件8而位於第2支撐構件77相反側的狀態進行。另一方面,在由維持部40所維持的天花板板件8的面為背面8b時,如圖11所示,係以維持部40位於第2支撐構件77側的狀態進行。此外,如上所述,由於天花板板件8以表面8a重合2片天花板板件8為一組,因此維持部40交互維持表面8a側與背面8b側。
以如此方式暫置於暫置部74的天花板板件8,形成其背面8b側總是位於第2支撐構件77側,且背面8b接觸於傾斜的載置面77a。
在此,在暫置部74中,例如藉由使維持部40往將針42從天花板板件8脫離的方向移動,從而解除由維持部40所執行的天花板板件8的維持,此時,天花板板件8呈現由第1支撐構件76和第2支撐構件77壓住的狀態。因此,有在天花板板件8殘留被第1支撐構件76和第2支撐構件77抵壓痕跡之虞。
為了避免此種情況並順利地解除維持部40對天花板板件8的維持,在維持部40設有如圖12所示的解除維持機構46較佳。
解除維持機構46為如圖12所示,具有:電動致動器48,設於維持部40之本體部41的中心部;以及按壓部47,藉由電動致動器48而沿著維持部40的中心C2前進後退。
在由維持部40維持天花板板件8時,按壓部47為如圖12(a)所示,呈現收容在本體部41內的狀態,另一方面,在解除維持部40對天花板板件8的維持時,如圖12(b)所示,藉由將按壓部47從本體部41突出,按壓部47按壓天花板板件8以使天花板板件8從維持部40分離。此外,雖在圖12揭示由維持部40維持天花板板件8之表面8a側的狀態,然而在由維持部40維持天花板板件8之背面8b側的情況下亦同。
按壓部47對天花板板件8的按壓並非瞬間進行,而是例如經過數秒左右逐漸進行。因此,作為電動致動器48,例如使用組合滾珠螺桿與旋轉馬達的電動缸等可微調伸縮量之類型的致動器較佳,而非使用開閉型之電磁螺線管。另外,致動器的驅動方式並不限定於電動式,亦可為氣壓式或油壓式。
另外,為了提高維持天花板板件8之維持部40的維持力,如圖12所示,複數個針42不僅可配置在圓周方向,亦可配置在徑向。藉由以此方式將複數個針42配置在圓周方向及徑向,將可藉由維持部40而容易舉起積載於積載部71的天花板板件8。此外,在維持部40中,針42可以任何方式排列,例如亦可配置為圓環狀或橢圓狀,或亦可配置為矩形。
解除由維持部40所執行的維持並暫置於暫置部74的天花板板件8,藉由其自身重量,以背面8b接觸第2支撐構件77的載置面77a、2個側表面8c分別接觸載置部76a的載置面76b的狀態而穩定。換言之,天花板板件8藉由暫置於暫置部74,使表面8a側總是朝向相同方向,並使中心C1的位置總是形成為相同位置。
如上所述,由於暫置有天花板板件8的暫置部74係如同包含臂部30的施工單元20設於台車部10,因此臂部30的座標系與暫置部74的座標系為相同的座標系。換言之,在臂部30的座標系中,天花板板件8之表面8a之中心C1的位置座標總是呈現相同的位置座標。
因此,為了將天花板板件8載置於框體6而由維持部40維持暫置於暫置部74的天花板板件8時,只要使維持部40移動到指定的位置座標,便可使維持部40的中心C2與天花板板件8的中心C1一致。
如此,由維持部40維持暫置於暫置部74的天花板板件8時,由於不需要用以檢測天花板板件8之中心C1的工程,例如,無須用以識別天花板板件8的4個邊之位置等工程,因此可以縮短將天花板板件8載置於框體6之作業的作業時間。
另外,由於暫置於暫置部74的天花板板件8,係呈現由第2支撐構件77支撐背面8b側的狀態,因此藉由使維持部40從天花板板件8的表面8a側靠近,而使維持部40的針42將容易刺入天花板板件8的表面8a。因此,能夠容易地由維持部40維持天花板板件8。
並且,如圖9所示,當確認到由維持部40維持天花板板件8的表面8a側時,控制部50如同上述實施形態,為適當控制臂部30之各轉動部31a至31f的轉動量,而將天花板板件8載置於框體6。
因此在此變形例中,由於以1台施工機器人100進行天花板板件8的保管、以及天花板板件8對框體6的載置,因此能夠更有效率地進行天花板板件8的載置作業。
另外,如上所述的搬運機器人110,在滾輪輸送機64上積載有以在水平方向呈現重合狀態的複數個天花板板件8時,相較於與滾輪輸送機64接觸之天花板板件8的側表面8c有致生缺損之虞,在此變形例中,由於複數個天花板板件8以在垂直方向堆疊的狀態積載,故可避免產生此種缺損。另外,在此種變形例中,將接收的複數個天花板板件8直接以捆包形態積載於積載機構70,由於藉由解開捆包即完成對施工機器人100補充天花板板件8,因此能夠減輕操作人員在補充作業中的負擔。
另外,在上述實施形態和上述變形例中,係以施工機器人100或搬運機器人110所搭載的氣壓缸或馬達等致動器為電動式的情況進行說明,然而,致動器的驅動方式並不限定於電動式,亦可為氣壓式或油壓式。
另外,在上述實施形態中,施工機器人100係基於台車部10的資訊取得器15所取得的周邊資訊以識別自身位置。為了提高識別自身位置的精度,施工機器人100除了資訊取得器15,還可具備陀螺儀感測器或方位感測器、加速度感測器。
以上說明本發明的實施形態,然而上述的實施形態僅表示本發明適用例的一部分,本發明的技術範圍並不限定於上述實施形態的具體結構。
1:天花板樓板
2:地面
3:嵌件
4:環首螺栓
5:吊架
6:框體
8:天花板板件
8a:表面
8b:背面
10:台車部
11:本體部
14:車輪
15:資訊取得器
20:施工單元
21:升降部
24:凸緣部
26:設置板
30:臂部
31a:第1轉動部
31b:第2轉動部
31c:第3轉動部
31d:第4轉動部
31e:第5轉動部
31f:第6轉動部
32a:基部
32b:第1連桿部
32c:第2連桿部
32d:第3連桿部
32e:第4連桿部
32f:第5連桿部
32g:第6連桿部
40:維持部
50:控制部
51:第1距離感測器(狀態檢測部)
52:第2距離感測器(狀態檢測部)
60:搬運單元
62:支柱
64:滾輪輸送機
65:送出機構
66:第1防止傾倒機構
67:第2防止傾倒機構
100:施工機器人
110:搬運機器人
Claims (4)
- 一種天花板板件施工機器人,將天花板板件載置於由天花板樓板(ceiling slab)所支撐的框體,該天花板板件施工機器人具備:台車部,可在地面移動;升降部,載置於該台車部上;多關節型的臂部,從該升降部朝向該框體延伸;維持部,設於該臂部之前端側且可維持該天花板板件;狀態檢測部,可檢測關於該框體之形狀的框體狀態;以及控制部,控制該臂部的作動;該控制部係為,基於由該狀態檢測部所檢測的該框體狀態使多關節型的該臂部作動,以使由該維持部所維持的該天花板板件藉由從該框體的上方降下而載置於該框體。
- 如請求項1所記載的天花板板件施工機器人,其中,該控制部係為,基於事先檢測的該天花板樓板與該框體之間之空間的空間狀態,判定能否將該天花板板件載置於該框體。
- 如請求項1或2所記載的天花板板件施工機器人,其中,該控制部係為:在由該維持部維持該天花板板件時,藉由該狀態檢測部檢測關於該天花板板件之形狀的天花板板件狀態;基於該天花板板件狀態,設定由該維持部所維持之該天花板板件的位置。
- 如請求項1或2所記載的天花板板件施工機器人,其中,該維持部為具有往該天花板板件刺入的突起。
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