JP5652041B2

JP5652041B2 - Positioning device

Info

Publication number: JP5652041B2
Application number: JP2010175683A
Authority: JP
Inventors: 井上　文宏; 文宏井上; 暁土井; 茂内山
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2010-08-04
Filing date: 2010-08-04
Publication date: 2015-01-14
Anticipated expiration: 2030-08-04
Also published as: JP2012037287A

Description

本発明は、位置決め対象物を二次元平面内で位置決めする位置決め装置に関する。 The present invention relates to a positioning device that positions a positioning object in a two-dimensional plane.

天井面に墨出しを行う自律移動型の墨出しロボットが知られている（例えば、特許文献１参照）。この墨出しロボットは、天井面にマーキングする墨出し器を、ｘ軸及びｙ軸の方向に移動させることによりｘ−ｙ平面（二次元平面）内で位置決めするｘ−ｙテーブル（位置決め機構）を備えている。このため、墨出し器の位置が目標位置に接近するように、隅出しロボットを移動させた後、ｘ−ｙテーブルにより、墨出し器の位置と目標位置との誤差が減少するように墨出し器の位置を補正することができる。 2. Description of the Related Art An autonomously moving inking robot that performs inking on a ceiling surface is known (see, for example, Patent Document 1). This inking robot moves an inking device for marking on the ceiling surface in the x-axis and y-axis directions to position an xy table (positioning mechanism) in the xy plane (two-dimensional plane). I have. For this reason, after moving the cornering robot so that the position of the inking device approaches the target position, the xy table is used to reduce the error between the inking device position and the target position. The position of the vessel can be corrected.

特開平８―１５５２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 8-1552

ここで、上記墨出しロボットでは、ｘ−ｙテーブルのスライダを移動させるモータ等をｘ−ｙステージの周囲に設置する必要があり、このようなスペース上の制約により、ｘ−ｙテーブルにおけるスライダの移動範囲が制限される。従って、ロボット内部に、墨出し器等の位置決め対象物を移動させることができないデッドスペースが生まれる。 Here, in the ink marking robot, it is necessary to install a motor or the like for moving the slider of the xy table around the xy stage. Due to such a space limitation, the slider of the xy table is moved. The movement range is limited. Therefore, a dead space in which a positioning object such as a marking device cannot be moved is created inside the robot.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、位置決め機構により二次元平面内で位置決めされる位置決め対象物の、装置内での可動範囲を拡張できる位置決め装置を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a positioning device that can extend the movable range of a positioning object positioned in a two-dimensional plane by a positioning mechanism.

上記課題を解決するために、本発明に係る位置決め装置は、位置決め対象物を直動可能に支持する第１レールと、該第１レールを直動可能に支持する第２レールとを備え、前記位置決め対象物を、前記第１レールと前記第２レールとにより移動可能な範囲である二次元領域内で移動させて位置決めする位置決め機構と、前記二次元領域と交差するように配され、前記第２レールを回転可能に支持する回転支軸を備え、前記位置決め機構を、前記回転支軸の周りに回転させる回転機構と、前記位置決め機構と前記回転機構とを内側に支持するフレームとを備え、前記位置決め機構は、互いに直交する前記第１レール及び前記第２レールに沿って矩形の前記二次元領域内で、前記位置決め対象物を移動させ、前記回転軸は、前記矩形の二次元領域の中心からずらして配されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a positioning device according to the present invention includes a first rail that supports a positioning object so as to be linearly movable, and a second rail that supports the first rail so as to be linearly movable. A positioning mechanism that moves and positions a positioning object within a two-dimensional region that is movable by the first rail and the second rail, and is arranged so as to intersect the two-dimensional region, A rotation support shaft that rotatably supports two rails, a rotation mechanism that rotates the positioning mechanism around the rotation support shaft, and a frame that supports the positioning mechanism and the rotation mechanism inside , The positioning mechanism moves the positioning object in the rectangular two-dimensional region along the first rail and the second rail orthogonal to each other, and the rotation axis is in the rectangular two-dimensional region. And features that you have arranged offset from the center.

また、本発明に係る位置決め装置は、位置決め対象物を直動可能に支持する第１レールと、該第１レールを直動可能に支持する第２レールとを備え、前記位置決め対象物を、前記第１レールと前記第２レールとにより移動可能な範囲である二次元領域内で移動させて位置決めする位置決め機構と、前記二次元領域と交差するように配され、前記第２レールを回転可能に支持する回転支軸を備え、前記位置決め機構を、前記回転支軸の周りに回転させる回転機構と、前記位置決め機構と前記回転機構とを内側に支持するフレームとを備え、前記位置決め対象物は、墨出し器であることを特徴とする。 The positioning device according to the present invention includes a first rail that supports the positioning object so as to be linearly movable, and a second rail that supports the first rail so that the positioning object is linearly movable. A positioning mechanism that moves and positions in a two-dimensional region that is a movable range by the first rail and the second rail, and is arranged so as to intersect the two-dimensional region, so that the second rail can be rotated. A rotating support shaft that supports the rotation mechanism, and a rotation mechanism that rotates the positioning mechanism around the rotation support shaft; and a frame that supports the positioning mechanism and the rotation mechanism on the inside . and wherein the der Rukoto marking device.

本発明に係る位置決め装置によれば、位置決め機構により二次元平面内で位置決めされる位置決め対象物の、装置内での可動範囲を拡張できる。 According to the positioning device of the present invention, the movable range of the positioning target object positioned in the two-dimensional plane by the positioning mechanism can be expanded.

一実施形態に係る墨出し装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the inking apparatus which concerns on one Embodiment. 位置調整機構を示す正面図である。It is a front view which shows a position adjustment mechanism. 位置調整機構を示す側面図であるIt is a side view which shows a position adjustment mechanism. 位置調整機構の作用を示す平面図である。It is a top view which shows the effect | action of a position adjustment mechanism. 位置調整機構の作用を示す平面図である。It is a top view which shows the effect | action of a position adjustment mechanism. 位置調整機構の作用を示す平面図である。It is a top view which shows the effect | action of a position adjustment mechanism. 位置調整機構の作用を示す平面図である。It is a top view which shows the effect | action of a position adjustment mechanism. 墨出しシステムを示す斜視図である。It is a perspective view which shows an inking system. ＰＣの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of PC. 墨出しを行う現場の座標系を示す図である。It is a figure which shows the coordinate system of the spot which performs inking. 現場の座標系（ｘ´−ｙ´座標系）と墨出し装置の座標系（ｕ−ｖ座標系）との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the coordinate system (x'-y 'coordinate system) of a spot, and the coordinate system (uv coordinate system) of an inking apparatus. ｕ−ｖ座標系とｘ´‐ｙ´座標系との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between uv coordinate system and x'-y 'coordinate system. トータルステーションにより墨出し装置の原点Ｏ´を計測してから、スタンプ部で地面にマークを押印するまでの処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the process after measuring the origin O 'of a summing-out apparatus by a total station, and marking a mark on the ground in a stamp part.

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、自律走行型の墨出し装置１０を示す斜視図である。この図に示すように、墨出し装置１０は、杭芯の打設位置を示すマークを地面に押印するスタンプ機構１２と、水平方向の位置調整を可能にスタンプ機構１２を支持する位置調整機構２０と、位置調整機構２０を支持するフレーム５０と、フレーム５０の底部に配された走行機構６０と、フレーム５０の上部に支持された一対の計測プリズム７０Ａ、７０Ｂとを備えている。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an autonomous running type inking device 10. As shown in this figure, the marking device 10 includes a stamp mechanism 12 that stamps a mark indicating a pile core placement position on the ground, and a position adjustment mechanism 20 that supports the stamp mechanism 12 so that the horizontal position can be adjusted. And a frame 50 that supports the position adjustment mechanism 20, a traveling mechanism 60 disposed on the bottom of the frame 50, and a pair of measurement prisms 70 </ b> A and 70 </ b> B supported on the top of the frame 50.

スタンプ機構１２は、上記マークが刻印されインクが充填されたスタンプ部１４と、スタンプ部１４を昇降させる昇降機構１６とを備えている。昇降機構１６は、スランプ部１４を鉛直方向（図中ｚ方向）に移動可能に支持するレール１６Ｒと、スタンプ部１４をレール１６Ｒに沿って移動させるモータ１６Ｍとを備えている。この昇降機構１６によりスタンプ部１４が地面まで下降されることにより上記マークが地面に押印される。 The stamp mechanism 12 includes a stamp portion 14 that is engraved with the mark and filled with ink, and an elevating mechanism 16 that moves the stamp portion 14 up and down. The elevating mechanism 16 includes a rail 16R that supports the slump portion 14 so as to be movable in the vertical direction (z direction in the drawing), and a motor 16M that moves the stamp portion 14 along the rail 16R. The mark is impressed on the ground by the stamp mechanism 14 being lowered to the ground by the elevating mechanism 16.

位置調整機構２０は、スタンプ機構１２を互いに直交する２方向（図中ｘ方向及びｙ方向）に移動させるｘ−ｙ調整機構３０と、ｘ−ｙ調整機構３０を鉛直軸周りの方向（図中θ方向）に回転させる回転角調整機構４０とを備えている。ｘ−ｙ調整機構３０は、昇降機構１６をモータ駆動によりｙ方向に移動させるｙ軸ステージ３２と、ｙ軸ステージ３２をモータ駆動によりｘ方向に移動させるｘ軸ステージ３４とを備えている。 The position adjusting mechanism 20 includes an xy adjusting mechanism 30 that moves the stamp mechanism 12 in two directions orthogonal to each other (x direction and y direction in the figure), and the xy adjusting mechanism 30 in a direction around the vertical axis (in the figure). and a rotation angle adjusting mechanism 40 that rotates in the θ direction. The xy adjustment mechanism 30 includes a y-axis stage 32 that moves the elevating mechanism 16 in the y direction by motor driving, and an x-axis stage 34 that moves the y-axis stage 32 in the x direction by motor driving.

ｙ軸ステージ３２は、ｙ方向に延び、昇降機構１６をｙ方向に移動可能に支持するレール３２Ｒと、昇降機構１６をレール３２Ｒに沿って移動させるモータ３２Ｍ（図２及び図３参照）とを備えている。また、ｘ軸ステージ３４は、ｘ方向に延び、レール３２Ｒをｘ方向に移動可能に支持するレール３４Ｒと、レール３２Ｒをレール３４Ｒに沿って移動させるモータ３４Ｍとを備えている。 The y-axis stage 32 extends in the y direction, and includes a rail 32R that supports the lifting mechanism 16 so as to be movable in the y direction, and a motor 32M (see FIGS. 2 and 3) that moves the lifting mechanism 16 along the rail 32R. I have. The x-axis stage 34 includes a rail 34R that extends in the x direction and supports the rail 32R so as to be movable in the x direction, and a motor 34M that moves the rail 32R along the rail 34R.

また、回転角調整機構４０は、ｘ軸ステージ３４をフレーム５０の中段の台板５２に鉛直軸周りに回転自在に支持する回転支軸４２と、回転支軸４２をその軸心周りに回転させるモータ４４とを備えている。回転支軸４２は、フレーム５０の中心を通る鉛直軸上に配されている。 Further, the rotation angle adjusting mechanism 40 rotates the rotation support shaft 42 around the axis center thereof, and the rotation support shaft 42 that supports the x-axis stage 34 on the middle stage plate 52 of the frame 50 so as to be rotatable around the vertical axis. And a motor 44. The rotation support shaft 42 is disposed on a vertical axis that passes through the center of the frame 50.

フレーム５０は、ｘ−ｙ調整機構３０の周囲に配された４本の脚部５４と、４本の脚部５４の上端に固定された円盤状の上記台板５２と、台板５２の周縁部に下端が固定された４本の脚部５６と、４本の脚部５４の上端に固定された円盤状の台板５８とを備えている。４本の脚部５４は、正方形状に配されている。また、台板５２上には、上記モータ４４やコントローラ１８等が設置されている。また、回転支軸４２は、台板５２の中心に回転自在に支持されている。また、台板５８上には、上記一対の計測プリズム７０Ａ、７０Ｂが設置されている。 The frame 50 includes four leg portions 54 arranged around the xy adjustment mechanism 30, the disk-shaped base plate 52 fixed to the upper ends of the four leg portions 54, and the periphery of the base plate 52. 4 leg portions 56 whose lower ends are fixed to each other, and a disk-shaped base plate 58 fixed to the upper ends of the four leg portions 54. The four leg portions 54 are arranged in a square shape. On the base plate 52, the motor 44, the controller 18, and the like are installed. The rotation support shaft 42 is rotatably supported at the center of the base plate 52. The pair of measurement prisms 70A and 70B are installed on the base plate 58.

走行機構６０は、複数の多方向移動ホイール（例えば、オムニホイール（登録商標））６２を備えている。多方向移動ホイール６２は、車輪本体の円周方向に複数の樽型の小輪が取り付けられた車輪であり、車輪本体の回転により前後方向に移動し、小輪の回転により左右方向に移動できるようになっている。各多方向移動ホイール６２に対応して不図示のモータが設けられており、各モータが個別に制御されることにより、走行機構６０及びその上に設置されているフレーム５０等の進行方向が制御される。 The traveling mechanism 60 includes a plurality of multidirectional moving wheels (for example, an omni wheel (registered trademark)) 62. The multi-directional moving wheel 62 is a wheel in which a plurality of barrel-shaped small wheels are attached in the circumferential direction of the wheel main body. The multi-directional moving wheel 62 moves in the front-rear direction by the rotation of the wheel main body and can move in the left-right direction by the rotation of the small wheels. It is like that. A motor (not shown) is provided corresponding to each multi-directional moving wheel 62, and the traveling direction of the traveling mechanism 60 and the frame 50 installed thereon is controlled by controlling each motor individually. Is done.

一対の計測プリズム７０Ａ、７０Ｂは、トータルステーション用のプリズム反射鏡であり、トータルステーションの本体から投射された測距測角用の光を反射してその本体へ送り返す。 The pair of measurement prisms 70A and 70B are prism reflection mirrors for the total station, and reflect the distance measurement angle light projected from the main body of the total station and send it back to the main body.

図２は、位置調整機構２０を示す正面図である。また、図３は、位置調整機構２０を示す側面図である。図２に示すように、回転支軸４２の下端が、ｘ軸ステージ３４のレール３４Ｒの上面に固定されている。ここで、回転支軸４２の中心は、レール３４Ｒの長手方向中央部から一方側にずれた位置に配されている。また、レール３４Ｒの長手方向一方側にはモータ３４Ｍが設けられている。 FIG. 2 is a front view showing the position adjustment mechanism 20. FIG. 3 is a side view showing the position adjustment mechanism 20. As shown in FIG. 2, the lower end of the rotation support shaft 42 is fixed to the upper surface of the rail 34 </ b> R of the x-axis stage 34. Here, the center of the rotation support shaft 42 is arranged at a position shifted to one side from the longitudinal center of the rail 34R. A motor 34M is provided on one side in the longitudinal direction of the rail 34R.

また、図３に示すように、レール３４Ｒのスライダ３４Ｓが、レール３２Ｒの上面に固定されている。ここで、スライダ３４Ｓは、レール３２Ｒの長手方向中央部から一方側にずれた位置に配されている。また、レール３２Ｒの長手方向一方側にはモータ３２Ｍが設けられている。 As shown in FIG. 3, the slider 34S of the rail 34R is fixed to the upper surface of the rail 32R. Here, the slider 34S is arranged at a position shifted to one side from the longitudinal center of the rail 32R. A motor 32M is provided on one side in the longitudinal direction of the rail 32R.

また、レール３２Ｒのスライダ３２Ｓが、昇降機構１６のレール１６Ｒの上部に固定されている。ここで、スタンプ部１２は、レール１６Ｒよりもレール３２Ｒの長手方向一方側に配されている。また、回転角調整機構４０のモータ４４と回転支軸４２とは減速機構４６を介して連結されており、回転支軸４２の中心とモータ４４の回転軸とは互いにはずれて配されている。 The slider 32S of the rail 32R is fixed to the upper part of the rail 16R of the lifting mechanism 16. Here, the stamp portion 12 is arranged on one side of the rail 32R in the longitudinal direction from the rail 16R. Further, the motor 44 of the rotation angle adjusting mechanism 40 and the rotation support shaft 42 are connected via a speed reduction mechanism 46, and the center of the rotation support shaft 42 and the rotation shaft of the motor 44 are arranged away from each other.

図４から図７までは、位置調整機構２０の作用を示す平面図である。図４に示すように、位置調整機構２０では、回転支軸４２の中心を原点Ｏ´とするｘ´−ｙ´座標が設定されている。このｘ´−ｙ´座標は、回転支軸４２が回転することにより、図４に示す初期位置から原点Ｏ´の周りに回転する。なお、ｘ´−ｙ´座標のｘ´＞０，ｙ´＞０の領域を第１象限、ｘ´−ｙ´座標のｘ´＜０，ｙ´＞０の領域を第２象限、ｘ´−ｙ´座標のｘ´＜０，ｙ´＜０の領域を第３象限、ｘ´−ｙ´座標のｘ´＞０，ｙ´＜０の領域を第４象限という。 4 to 7 are plan views showing the operation of the position adjusting mechanism 20. As shown in FIG. 4, in the position adjustment mechanism 20, x′-y ′ coordinates with the center of the rotation support shaft 42 as the origin O ′ are set. The x′-y ′ coordinates rotate around the origin O ′ from the initial position shown in FIG. 4 as the rotation support shaft 42 rotates. Note that the region of x ′> 0, y ′> 0 of the x′-y ′ coordinate is the first quadrant, the region of x ′ <0, y ′> 0 of the x′-y ′ coordinate is the second quadrant, x ′. The region of x ′ <0, y ′ <0 in the −y ′ coordinate is referred to as the third quadrant, and the region of x ′> 0, y ′ <0 in the x′−y ′ coordinate is referred to as the fourth quadrant.

ｘ軸ステージ３４のレール３４Ｒは、ｘ´軸上に配されている。ｙ軸ステージ３２のレール３２Ｒは、ｙ´軸と平行に配されており、レール３４Ｒに沿ってｘ´方向に移動する。これにより、スタンプ機構１２がｘ´方向に移動する。また、スタンプ機構１２は、レール３２Ｒに沿ってｙ´方向に移動する。即ち、スタンプ部１４によるマークＭの押印位置が、図中破線のハッチングで示すｘ´−ｙ´平面Ａ内で移動する。 The rail 34R of the x-axis stage 34 is arranged on the x ′ axis. The rail 32R of the y-axis stage 32 is arranged in parallel with the y ′ axis and moves in the x ′ direction along the rail 34R. As a result, the stamp mechanism 12 moves in the x ′ direction. Further, the stamp mechanism 12 moves in the y ′ direction along the rail 32R. That is, the stamp position of the mark M by the stamp unit 14 moves in the x′-y ′ plane A indicated by hatching in the drawing.

ここで、ｘ軸ステージ３４では、モータ３４Ｍがレール３４Ｒの長手方向一方側（図中−ｘ´側）に配され、ｙ軸ステージ３２では、モータ３２Ｍがレール３２Ｒの長手方向一方側（図中−ｙ´側）に配されている。このため、ｙ軸ステージ３２のレール３２Ｒの−ｘ´側への移動が制限され、スタンプ機構１２の‐ｙ´側への移動が制限される。従って、スタンプ機構１２の可動範囲であるｘ´−ｙ´平面Ａは、第１象限側に偏り、第２から第４象限では、ｘ´−ｙ´平面Ａに含まれない範囲が広くなる。 Here, in the x-axis stage 34, the motor 34M is arranged on one side in the longitudinal direction of the rail 34R (-x 'side in the drawing), and in the y-axis stage 32, the motor 32M is arranged on one side in the longitudinal direction of the rail 32R (in the drawing). -Y 'side). For this reason, the movement of the rail 32R of the y-axis stage 32 to the -x 'side is restricted, and the movement of the stamp mechanism 12 to the -y' side is restricted. Therefore, the x′-y ′ plane A that is the movable range of the stamp mechanism 12 is biased toward the first quadrant, and the range not included in the x′-y ′ plane A is widened in the second to fourth quadrants.

ここで、ｘ´−ｙ´平面Ａの中心は、第１象限に配されており、ｘ´−ｙ´平面Ａの回転中心である回転支軸４２は、ｘ´−ｙ´平面Ａの中心に対して第３象限側にずらして配されている。このため、ｘ´−ｙ´平面Ａの回転半径Ｒは、ｘ´−ｙ´平面Ａの中心から頂点までの距離（対角線の１／２の長さ）よりも長くなる。 Here, the center of the x′-y ′ plane A is arranged in the first quadrant, and the rotation support shaft 42 that is the rotation center of the x′-y ′ plane A is the center of the x′-y ′ plane A. With respect to the third quadrant side. For this reason, the rotation radius R of the x′-y ′ plane A is longer than the distance from the center of the x′-y ′ plane A to the apex (1/2 the length of the diagonal line).

図５は、ｘ−ｙ調整機構３０を図４に示す初期位置から９０°反時計周りに回転させた状態を示している。この図に示すように、ｘ´−ｙ´平面Ａは、第２象限側に偏り、第１、第３及び第４象限では、ｘ´−ｙ´平面Ａに含まれない範囲が広くなる。ここで、ｘ´−ｙ´平面Ａを図４に示す初期位置から反時計周り方向に回転させることにより、第１及び第２象限における上端の領域を、ｘ´−ｙ´平面Ａに含めることができる。 FIG. 5 shows a state in which the xy adjustment mechanism 30 is rotated 90 degrees counterclockwise from the initial position shown in FIG. As shown in this figure, the x′-y ′ plane A is biased toward the second quadrant, and the range not included in the x′-y ′ plane A is widened in the first, third, and fourth quadrants. Here, by rotating the x′-y ′ plane A counterclockwise from the initial position shown in FIG. 4, the upper end region in the first and second quadrants is included in the x′-y ′ plane A. Can do.

図６は、ｘ−ｙ調整機構３０を図４に示す初期位置から１８０°反時計周り方向に回転させた状態を示している。この図に示すように、ｘ´−ｙ´平面Ａは、第３象限側に偏り、第１、第２及び第４象限では、ｘ´−ｙ´平面Ａに含まれない範囲が広くなる。ここで、ｘ´−ｙ´平面Ａを図５に示す位置から反時計周り方向に回転させることにより、第２及び第３象限における左端の領域を、ｘ´−ｙ´平面Ａに含めることができる。 FIG. 6 shows a state in which the xy adjustment mechanism 30 is rotated 180 degrees counterclockwise from the initial position shown in FIG. As shown in this figure, the x′-y ′ plane A is biased toward the third quadrant, and the range not included in the x′-y ′ plane A is widened in the first, second, and fourth quadrants. Here, by rotating the x′-y ′ plane A counterclockwise from the position shown in FIG. 5, the left end region in the second and third quadrants can be included in the x′-y ′ plane A. it can.

図７は、ｘ−ｙ調整機構３０を図４に示す初期位置から２７０°反時計周り方向に回転させた状態を示している。この図に示すように、ｘ´−ｙ´平面Ａは、第４象限側に偏り、第１から第３象限では、ｘ´−ｙ´平面Ａに含まれない範囲が広くなる。ここで、ｘ´−ｙ´平面Ａを図６に示す位置から反時計周り方向に回転させることにより、第３及び第４象限における下端の領域をｘ´−ｙ´平面Ａに含めることができる。 FIG. 7 shows a state in which the xy adjusting mechanism 30 is rotated 270 degrees counterclockwise from the initial position shown in FIG. As shown in this figure, the x′-y ′ plane A is biased toward the fourth quadrant, and the range not included in the x′-y ′ plane A is widened in the first to third quadrants. Here, by rotating the x′-y ′ plane A counterclockwise from the position shown in FIG. 6, the lower end region in the third and fourth quadrants can be included in the x′-y ′ plane A. .

そして、図４に示すように、ｘ−ｙ調整機構３０を、図７に示す位置から反時計周り方向に回転させて初期位置に戻すことにより、第４及び第１象限における右端の領域を´−ｙ´平面Ａに含めることができる。以上、ｘ−ｙ調整機構３０を回転支軸４２の周りに回転させることにより、墨出し装置１０の内部でのスタンプ機構１２の可動範囲を拡張できる。 Then, as shown in FIG. 4, the xy adjustment mechanism 30 is rotated counterclockwise from the position shown in FIG. 7 to return to the initial position, thereby making the right end region in the fourth and first quadrants -Y 'plane A can be included. As described above, the movable range of the stamp mechanism 12 inside the inking device 10 can be expanded by rotating the xy adjusting mechanism 30 around the rotation support shaft 42.

図８は、墨出し装置１０を用いた墨出しシステム１００を示す斜視図である。この図に示すように、墨出しシステム１００は、墨出し装置１０と、レーザーレンジファインダ（以下、ＬＲＦという）１１０と、トータルステーション１２０と、墨出し装置１０をコントロールするパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣという）１３０とを備えている。この墨出しシステム１００では、ＬＲＦ１１０で墨出し装置１０の位置を計測しながら、その計測値に基づいて墨出し装置１０を目標位置に向けて走行させる。その後、目標位置に向けて走行した墨出し装置１０の位置を、トータルステーション１２０で計測する。そして、その計測された位置と目標位置との誤差を補正するべく、位置調整機構２０を作動させる。そして、スタンプ部１４を下降させてマークＭを地面に押印する。以上で現場における墨出しが完了する。 FIG. 8 is a perspective view showing an inking system 100 using the inking apparatus 10. As shown in this figure, the inking system 100 includes an inking device 10, a laser range finder (hereinafter referred to as LRF) 110, a total station 120, and a personal computer (hereinafter referred to as PC) that controls the inking device 10. 130. In the inking system 100, the position of the inking device 10 is measured by the LRF 110, and the inking device 10 is driven toward the target position based on the measured value. Thereafter, the total station 120 measures the position of the inking device 10 that has traveled toward the target position. Then, the position adjustment mechanism 20 is operated to correct an error between the measured position and the target position. Then, the stamp unit 14 is lowered to mark the mark M on the ground. This completes the inking on site.

トータルステーション１２０は、所定位置に設置された視準器１２２までの距離や、計測プリズム７０Ａ、７０Ｂまでの距離や、トータルステーション１２０の本体を始点として視準器１２２や計測プリズム７０Ａ、７０Ｂを終点とする各ベクトルの角度等に基づいて、計測プリズム７０Ａ、７０Ｂの位置を算出する。そして、トータルステーション１２０は、計測プリズム７０Ａ、７０Ｂの位置に基づいて、墨出し装置１０の原点Ｏ´の位置を算出する。 The total station 120 has a distance to the collimator 122 installed at a predetermined position, a distance to the measurement prisms 70A and 70B, and a collimator 122 and the measurement prisms 70A and 70B as the end points starting from the main body of the total station 120. The positions of the measurement prisms 70A and 70B are calculated based on the angle of each vector. Then, the total station 120 calculates the position of the origin O ′ of the marking device 10 based on the positions of the measurement prisms 70A and 70B.

ＬＲＦ１１０は、レーザ距離計を鉛直軸の周りに回転させることによりレーザ光を水平方向に走査して、上記鉛直軸から被計測物の輪郭上の複数の計測点までの距離を計測する水平ラインスキャンタイプの１軸の光走査式測距装置である。レーザ光の走査とは、レーザ光の射出角度を順次変化させることにより、レーザ光で受光面を所定方向に順次なぞることである。ＬＲＦ２０は、所定角度（例えば、０．２５°）回転される毎に光源からレーザ光を射出し、反射されたレーザ光を受光部が受光して、上記鉛直軸から被計測物の輪郭上の計測点までの距離を計測する。 The LRF 110 scans the laser beam in the horizontal direction by rotating the laser distance meter around the vertical axis, and measures the distance from the vertical axis to a plurality of measurement points on the contour of the object to be measured. This is a single-axis optical scanning rangefinder of the type. The scanning of the laser beam is to sequentially trace the light receiving surface in a predetermined direction with the laser beam by sequentially changing the emission angle of the laser beam. The LRF 20 emits laser light from the light source every time it is rotated by a predetermined angle (for example, 0.25 °), and the light receiving unit receives the reflected laser light, and the contour of the object to be measured is taken from the vertical axis. Measure the distance to the measurement point.

本実施形態における被計測物は、墨出し装置１０の上下の台板５２、５８の周りにシート材を固定することにより形成された半径ｒの円柱体形状のターゲット１１２である。また、ターゲット１１２の円周面１１２Ｂは、レーザ光の乱反射を抑制するべく低輝度仕上げされている。これにより、ＬＲＦ１１０の鉛直軸から円周面１１２Ｂ上の計測点までの距離を計測する際のノイズを低減できる。また、円周面１１２Ｂの色は、レーザ光の反射率を考慮して、黒等の暗色ではなく、白等の明色である。 The object to be measured in the present embodiment is a columnar target 112 having a radius r formed by fixing a sheet material around the upper and lower base plates 52 and 58 of the inking device 10. Further, the circumferential surface 112B of the target 112 is finished with a low luminance so as to suppress irregular reflection of the laser light. Thereby, the noise at the time of measuring the distance from the vertical axis | shaft of LRF110 to the measurement point on the circumferential surface 112B can be reduced. The color of the circumferential surface 112B is not a dark color such as black but a light color such as white in consideration of the reflectance of the laser beam.

図９は、墨出しシステム１００の概略構成を示すブロック図である。この図に示すように、ＰＣ１３０は、ＬＲＦ１１０及びトータルステーション１２０に無線ＬＡＮや通信ケーブル等により接続されている。ＰＣ１３０は、位置計測部１４０を備える。この位置計測部１４０は、分別部１４２を備える。この分別部１４２は、ＬＲＦ１１０から距離情報が送信された計測点のうち、前景領域としての円周面１１２Ｂ上の計測点と、背景領域としての円周面１１２Ｂの周辺領域における計測点とを背景差分法により分別する。 FIG. 9 is a block diagram showing a schematic configuration of the ink marking system 100. As shown in this figure, the PC 130 is connected to the LRF 110 and the total station 120 by a wireless LAN, a communication cable, or the like. The PC 130 includes a position measurement unit 140. The position measuring unit 140 includes a sorting unit 142. This sorting unit 142 uses the measurement points on the circumferential surface 112B as the foreground area and the measurement points in the peripheral area of the circumferential surface 112B as the background area among the measurement points to which the distance information is transmitted from the LRF 110 as background. Sort by differential method.

また、位置計測部１４０は、クラスタリング部１４４とノイズ除去部１４６とを備える。クラスタリング部１４４は、分別部１４２により前景領域に属すると判断された計測点に対して、最短距離法を用いてユーグリッド距離に基づいたクラスタリングを行う。また、ノイズ除去部１４６は、カルマンフィルタを用いて、クラスタリング部１４４によりクラスタリングされた多数の計測点のデータに含まれるノイズ成分を除去する。 In addition, the position measurement unit 140 includes a clustering unit 144 and a noise removal unit 146. The clustering unit 144 performs clustering based on the Eugrid distance using the shortest distance method on the measurement points determined to belong to the foreground area by the classification unit 142. In addition, the noise removing unit 146 removes noise components included in the data of many measurement points clustered by the clustering unit 144 using a Kalman filter.

また、位置計測部１４０は、推定部１４８を備える。この推定部１４８は、一定距離法や最小二条法や最尤法等の推定手法を用いて、クラスタリング部１４４によりクラスタリングされノイズ除去部１４６によりノイズ成分を除去された多数の計測点から、ターゲット１１２の中心位置を推定する。なお、推定部１４８による中心位置の推定は、予め入力されたターゲット１１２の円周面１１２Ｂのプロファイルデータに基づいて行われるものである。 In addition, the position measurement unit 140 includes an estimation unit 148. The estimation unit 148 uses an estimation method such as a constant distance method, a minimum two-step method, or a maximum likelihood method, and uses the target 112 from a large number of measurement points clustered by the clustering unit 144 and noise components removed by the noise removal unit 146. The center position of is estimated. The estimation of the center position by the estimation unit 148 is performed based on the profile data of the circumferential surface 112B of the target 112 input in advance.

ＰＣ１３０は、走行機構６０を制御する走行制御部１３２を備えている。この走行制御部１３２は、推定部１４８によって推定された墨出し装置１０の中心座標（原点Ｏ´）と、予め設定されている目標座標Ｒとに基づいて、墨出し装置１０の原点Ｏ´に対する目標座標Ｒの方向及び距離を算出し、算出した結果に基づいて走行機構６０の走行方向及び走行距離を設定する。これにより、墨出し装置１０が、目標座標Ｒに向けて移動する。 The PC 130 includes a travel control unit 132 that controls the travel mechanism 60. The travel control unit 132 determines the origin O ′ of the inking device 10 based on the center coordinates (origin O ′) of the inking device 10 estimated by the estimating unit 148 and the preset target coordinates R. The direction and distance of the target coordinate R are calculated, and the travel direction and travel distance of the travel mechanism 60 are set based on the calculated result. As a result, the ink marking device 10 moves toward the target coordinate R.

また、ＰＣ１３０は、位置調整機構２０を制御する位置調整制御部１３４を備えている。この位置調整制御部１３４は、トータルステーション１２０により計測された墨出し装置１０の原点Ｏ´の位置座標と、予め設定されている目標座標Ｒとに基づいて、墨出し装置１０の原点Ｏ´の位置座標に対する目標座標Ｒの方向及び距離を算出し、算出した結果に基づいてスタンプ機構１２の移動方向及び移動距離を設定する。これにより、スタンプ部１４が、目標座標Ｒまで移動する。 The PC 130 also includes a position adjustment control unit 134 that controls the position adjustment mechanism 20. The position adjustment control unit 134 determines the position of the origin O ′ of the inking apparatus 10 based on the position coordinates of the origin O ′ of the inking apparatus 10 measured by the total station 120 and the preset target coordinates R. The direction and distance of the target coordinate R with respect to the coordinates are calculated, and the moving direction and moving distance of the stamp mechanism 12 are set based on the calculated result. Thereby, the stamp part 14 moves to the target coordinate R.

図１０は、墨出しを行う現場の座標系を示す図である。この図に示すように、墨出しを行う現場について、ＬＲＦ１１０の鉛直軸を原点Ｏとするｘ−ｙ座標が設定されている。このため、ＬＲＦ１１０は、ｘ−ｙ座標における原点Ｏから計測点までの距離を計測する。また、トータルステーション１２０は、ｘ−ｙ座標における墨出し装置１０の原点Ｏ´の位置を計測する。 FIG. 10 is a diagram showing a coordinate system of the site where inking is performed. As shown in this figure, the xy coordinates having the origin O as the vertical axis of the LRF 110 are set for the site where inking is performed. For this reason, the LRF 110 measures the distance from the origin O to the measurement point in the xy coordinates. The total station 120 measures the position of the origin O ′ of the marking device 10 in the xy coordinates.

トータルステーション１２０は、一対の計測プリズム７０Ａ、７０Ｂの位置（ｘａ，ｙａ）、（ｘｂ，ｙｂ）を計測し、その計測値に基づいて墨出し装置１０の原点Ｏ´（ｘｏ，ｙｏ）の位置を算出する。ここで、一対の計測プリズム７０の位置Ａ、Ｂ及び墨出し装置１０の原点Ｏ´は、ｘ−ｙ座標における絶対位置であり、原点Ｏ´（ｘｏ，ｙｏ）は下記（１）（２）式で表される。

The total station 120 measures the positions (xa, ya) and (xb, yb) of the pair of

measurement prisms

70A and 70B, and determines the position of the origin O ′ (xo, yo) of the inking device 10 based on the measured values. calculate. Here, the positions A and B of the pair of measuring prisms 70 and the origin O ′ of the marking device 10 are absolute positions in the xy coordinates, and the origin O ′ (xo, yo) is expressed by the following (1) and (2). It is expressed by a formula.

図１１は、原点をＯ´（ｘｏ，ｙｏ）とする現場の座標系（ｘ´−ｙ´座標系）と墨出し装置１０の座標系（ｕ−ｖ座標系）との関係を示す図である。ｘ−ｙ座標系における目標座標Ｒ（ｘ，ｙ）は、移動ベクトルＯＯ´（ｘｏ，ｙｏ）で移動させ、回転角θだけ回転させることにより、下記（３）式で示すｕ−ｖ座標系における目標座標Ｒ（ｕ，ｖ）に同次変換することができる。

FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the on-site coordinate system (x′-y ′ coordinate system) where the origin is O ′ (xo, yo) and the coordinate system (uv coordinate system) of the inking device 10. is there. The target coordinate R (x, y) in the xy coordinate system is moved by the movement vector OO ′ (xo, yo) and rotated by the rotation angle θ, whereby the uv coordinate system represented by the following expression (3). Can be transformed into the target coordinates R (u, v) at.

そして、回転角θ＝‐θ´を代入して上記（３）式を逆行列に変換し、上記（１）（２）式で表す値を代入することにより、ｕ−ｖ座標系における目標座標Ｒ（ｕ，ｖ）を下記（４）式のように表すことができる。

Then, by substituting the rotation angle θ = −θ ′ and converting the above equation (3) into an inverse matrix and substituting the values represented by the above equations (1) and (2), the target coordinates in the uv coordinate system are obtained. R (u, v) can be expressed as the following equation (4).

ここで、ｄｅｔＴ＝１であることから、ｕ−ｖ座標系における目標座標Ｒ（ｕ，ｖ）は、下記（５）（６）式で表すことができる。

Here, since detT = 1, the target coordinates R (u, v) in the uv coordinate system can be expressed by the following equations (5) and (6).

また、θ´は、ベクトルＯＡ´（（ｘａ−ｘｂ）／２，（ｙａ−ｙｂ）／２）と、ベクトルＯ´ｘ´の単位ベクトルすなわちベクトルＯｘの単位ベクトル（１，０）とのなす角であることから、ｃｏｓθ´とｓｉｎθ´とはそれぞれ下記（７）（８）式で表すことができる。但し、０≦θ´≦１８０°，ｙａ−ｙｂ≧０とする。

Θ ′ is formed by the vector OA ′ ((xa−xb) / 2, (ya−yb) / 2) and the unit vector of the vector O′x ′, that is, the unit vector (1, 0) of the vector Ox. Since it is an angle, cos θ ′ and sin θ ′ can be expressed by the following equations (7) and (8), respectively. However, 0 ≦ θ ′ ≦ 180 ° and ya−yb ≧ 0.

ここで、ｕ＜ｂｕ、ｕ＞ａｕかつｖ＜ｂｖ、ｖ＞ｂｖである場合に、目標座標Ｒ（ｕ，ｖ）は、ｕ−ｖ座標系の範囲外に位置する。この場合、走行制御部１３２は、ベクトルＯ´Ｒから、原点Ｏ´と目標座標Ｒ（ｕ，ｖ）との距離と、原点Ｏ´に対する目標座標Ｒ（ｕ，ｖ）の方向とを算出する。そして、走行制御部１３２は、算出した方向に算出した距離だけ走行機構６０を走行させる。これにより、目標座標Ｒ（ｕ，ｖ）がｕ−ｖ座標系の範囲内に入る。 Here, when u <bu, u> au and v <bv, v> bv, the target coordinates R (u, v) are located outside the range of the uv coordinate system. In this case, the traveling control unit 132 calculates the distance between the origin O ′ and the target coordinates R (u, v) and the direction of the target coordinates R (u, v) with respect to the origin O ′ from the vector O′R. . Then, the traveling control unit 132 causes the traveling mechanism 60 to travel the calculated distance in the calculated direction. As a result, the target coordinate R (u, v) falls within the range of the uv coordinate system.

一方、ｂｕ≦ｕ≦ａｕ、かつ、ｂｖ≦ｖ≦ａｖである場合に、目標座標Ｒ（ｕ，ｖ）は、ｕ−ｖ座標系の範囲内に位置する。この場合、位置調整制御部１３４は、目標座標Ｒ（ｕ，ｖ）の象限を判定する。 On the other hand, when bu ≦ u ≦ au and bv ≦ v ≦ av, the target coordinates R (u, v) are located within the range of the uv coordinate system. In this case, the position adjustment control unit 134 determines the quadrant of the target coordinate R (u, v).

図１２は、ｕ−ｖ座標系とｘ´‐ｙ´座標系との関係を示す図である。この図に示すように、ｕ−ｖ座標系の第１象限は、０≦ｕ≦ａｕかつ０≦ｖ≦ａｖの領域であり、ｕ−ｖ座標系の第２象限は、ｂｕ≦ｕ＜０かつ０≦ｖ≦ａｖの領域である。また、ｕ−ｖ座標系の第３象限は、ｂｕ≦ｕ≦０かつＢＶ≦ｖ＜０の領域であり、ｕ−ｖ座標系の第４象限は、０＜ｕ＜ａｕかつｂｖ≦ｖ＜０の領域である。 FIG. 12 is a diagram illustrating the relationship between the uv coordinate system and the x′-y ′ coordinate system. As shown in this figure, the first quadrant of the uv coordinate system is a region of 0 ≦ u ≦ au and 0 ≦ v ≦ av, and the second quadrant of the uv coordinate system is bu ≦ u <0. In addition, the region is 0 ≦ v ≦ av. The third quadrant of the uv coordinate system is a region where bu ≦ u ≦ 0 and BV ≦ v <0, and the fourth quadrant of the uv coordinate system is 0 <u <au and bv ≦ v <. 0 region.

位置調整制御部１３４は、目標座標Ｒ（ｕ，ｖ）が、上述の第１〜第４象限の何れに位置するかを判定し、その判定結果に応じて、ｘ´−ｙ´座標系のｕ−ｖ座標系に対する回転角θ“を設定する。位置調整制御部１３４は、目標座標Ｒ（ｕ，ｖ）が、第１象限に位置する場合には、回転角θ”を０°に設定する。この場合、ｕ−ｖ座標系とｘ´−ｙ´座標系とが一致することから、スタンプ部１４のｘ´−ｙ´座標系における座標（ｘ´，ｙ´）は（ｕ，ｖ）となる。 The position adjustment control unit 134 determines in which of the above-described first to fourth quadrants the target coordinates R (u, v) and, according to the determination result, the x′-y ′ coordinate system. The rotation angle θ "with respect to the uv coordinate system is set. The position adjustment control unit 134 sets the rotation angle θ" to 0 ° when the target coordinate R (u, v) is located in the first quadrant. To do. In this case, since the uv coordinate system matches the x′-y ′ coordinate system, the coordinates (x ′, y ′) in the x′-y ′ coordinate system of the stamp unit 14 are (u, v) and Become.

位置調整制御部１３４は、目標座標Ｒ（ｕ，ｖ）が、第２象限に位置する場合には、回転角θ“を９０°に設定する。この場合、スタンプ部１４のｘ´−ｙ´座標系における座標（ｘ´，ｙ´）は（−ｖ，ｕ）となる。また、位置調整制御部１３４は、目標座標Ｒ（ｕ，ｖ）が、第３象限に位置する場合には、回転角θ”を１８０°に設定する。この場合、スタンプ部１４のｘ´−ｙ´座標系における座標（ｘ´，ｙ´）は（−ｕ，−ｖ）となる。さらに、位置調整制御部１３４は、目標座標Ｒ（ｕ，ｖ）が、第４象限に位置する場合には、回転角θ“を２７０°に設定する。この場合、スタンプ部１４のｘ´−ｙ´座標系における座標（ｘ´，ｙ´）は（ｖ，−ｕ）となる。 The position adjustment control unit 134 sets the rotation angle θ ″ to 90 ° when the target coordinate R (u, v) is located in the second quadrant. In this case, x′−y ′ of the stamp unit 14. The coordinate (x ′, y ′) in the coordinate system is (−v, u), and the position adjustment control unit 134 determines that the target coordinate R (u, v) is in the third quadrant. The rotation angle θ ″ is set to 180 °. In this case, the coordinates (x ′, y ′) in the x′-y ′ coordinate system of the stamp unit 14 are (−u, −v). Further, the position adjustment control unit 134 sets the rotation angle θ ″ to 270 ° when the target coordinate R (u, v) is located in the fourth quadrant. In this case, x′− of the stamp unit 14. The coordinates (x ′, y ′) in the y ′ coordinate system is (v, −u).

図１３は、トータルステーション１２０により墨出し装置１０の原点Ｏ´を計測してから、スタンプ部１４で地面にマークＭを押印するまでの処理を説明するためのフローチャートである。なお、上述したように、トータルステーション１２０による墨出し装置１０の原点Ｏ´を計測する前に、ＬＲＦ１１０で墨出し装置１０の位置を計測しながら、その計測値に基づいて墨出し装置１０を目標座標Ｒに向けて走行させる。 FIG. 13 is a flowchart for explaining the processing from when the total station 120 measures the origin O ′ of the marking device 10 to when the stamp unit 14 stamps the mark M on the ground. As described above, before measuring the origin O ′ of the inking device 10 by the total station 120, the position of the inking device 10 is measured by the LRF 110, and the inking device 10 is set to the target coordinates based on the measured value. Drive towards R.

本処理ルーチンは、トータルステーション１２０により原点Ｏ´の位置が計測された後に開始されてステップ１へ移行する。ステップ１では、走行制御部１３２が、上記（１）〜（８）式に基づいて、ｘ−ｙ座標系における目標座標Ｒ（ｘ，ｙ）を、ｕ−ｖ座標系における目標座標Ｒ（ｕ，ｖ）に同次変換する。次に、ステップ２では、走行制御部１３２が、目標座標Ｒ（ｕ，ｖ）が、ｕ−ｖ座標系の範囲内であるか否か、即ち、ｂｕ≦ｕ≦ａｕかつｂｖ≦ｖ≦ａｖであるか否かを判定する。その結果、肯定判定された場合にはステップ３へ移行する一方、否定判定された場合にはステップ１０へ移行する。 This processing routine is started after the position of the origin O ′ is measured by the total station 120 and proceeds to step 1. In step 1, the traveling control unit 132 converts the target coordinate R (x, y) in the xy coordinate system to the target coordinate R (u in the uv coordinate system based on the above equations (1) to (8). , V). Next, in step 2, the traveling control unit 132 determines whether or not the target coordinate R (u, v) is within the range of the uv coordinate system, that is, bu ≦ u ≦ au and bv ≦ v ≦ av. It is determined whether or not. As a result, when an affirmative determination is made, the process proceeds to step 3, while when a negative determination is made, the process proceeds to step 10.

ステップ１０では、走行制御部１３２が、ベクトルＯ´Ｒから、原点Ｏ´と目標座標Ｒ（ｕ，ｖ）との距離と、原点Ｏ´に対する目標座標Ｒ（ｕ，ｖ）の方向とを算出し、算出した方向に算出した距離だけ走行機構６０を走行させる。即ち、墨出し装置１０を目標座標Ｒに向けて移動させる。そして、ステップ２へ移行する。 In step 10, the travel control unit 132 calculates the distance between the origin O ′ and the target coordinate R (u, v) and the direction of the target coordinate R (u, v) with respect to the origin O ′ from the vector O′R. Then, the traveling mechanism 60 is caused to travel the calculated distance in the calculated direction. That is, the inking device 10 is moved toward the target coordinate R. Then, the process proceeds to step 2.

ステップ３では、位置調整制御部１３４が、目標座標Ｒがｕ−ｖ座標系の第１〜第４象限の何れに位置するかを判定し、その判定結果に応じて、ｘ´−ｙ´座標系のｕ−ｖ座標系に対する回転角θ“を設定する。上述したように、目標座標Ｒ（ｕ，ｖ）が第１象限に位置する場合、回転角θ”は０°に設定され、目標座標Ｒ（ｕ，ｖ）が第２象限に位置する場合、回転角θ”は９０°に設定される。また、目標座標Ｒ（ｕ，ｖ）が第３象限に位置する場合、回転角θ”は１８０°に設定され、目標座標Ｒ（ｕ，ｖ）が第４象限に位置する場合、回転角θ”は２７０°に設定される。 In step 3, the position adjustment control unit 134 determines in which of the first to fourth quadrants of the target coordinate R the uv coordinate system, and the x′-y ′ coordinates are determined according to the determination result. The rotation angle θ ″ of the system relative to the uv coordinate system is set. As described above, when the target coordinate R (u, v) is located in the first quadrant, the rotation angle θ ″ is set to 0 ° and the target When the coordinate R (u, v) is located in the second quadrant, the rotation angle θ ″ is set to 90 °. When the target coordinate R (u, v) is located in the third quadrant, the rotation angle θ “Is set to 180 °, and when the target coordinate R (u, v) is located in the fourth quadrant, the rotation angle θ” is set to 270 °.

次に、ステップ４では、位置調整制御部１３４が、ｘ−ｙ調整機構３０を作動させ、スタンプ機構１２をｘ´−ｙ´平面内でｘ´軸方向及びｙ´軸方向に移動させることにより、スタンプ機構１２を目標座標Ｒ（ｕ，ｖ）まで移動させる。次に、ステップ５では、位置調整制御部１３４が、昇降機構１６を作動させ、スタンプ部１４を地面まで下降させ、地面にマークＭを押印させる。以上で処理ルーチンを終了する。 Next, in step 4, the position adjustment control unit 134 operates the xy adjustment mechanism 30 to move the stamp mechanism 12 in the x′-axis direction and the y′-axis direction in the x′-y ′ plane. The stamp mechanism 12 is moved to the target coordinate R (u, v). Next, in step 5, the position adjustment control unit 134 operates the elevating mechanism 16, lowers the stamp unit 14 to the ground, and impresses the mark M on the ground. Thus, the processing routine is finished.

ところで、本実施形態に係る墨出し装置１０では、４本の脚部５４の内側における二次元平面内で、スタンプ機構１２が互いに直交する２方向へ移動するが、ｘ軸ステージ３４及びｙ軸ステージ３２の長手方向一方側にモータ３４Ｍ、３２Ｍが配されていることから、スタンプ機構１２のｘ軸ステージ３４及びｙ軸ステージ３２の長手方向一方側への移動が制限されている。これにより、ｘ軸ステージ３４及びｙ軸ステージ３２の長手方向一方側には、スタンプ機構１２をｘ軸ステージ３４及びｙ軸ステージ３２では移動させることができない、デットスペースが生まれる。 By the way, in the marking device 10 according to the present embodiment, the stamp mechanism 12 moves in two directions orthogonal to each other within a two-dimensional plane inside the four legs 54, but the x-axis stage 34 and the y-axis stage Since the motors 34M and 32M are arranged on one side in the longitudinal direction of 32, the movement of the stamp mechanism 12 to the one side in the longitudinal direction of the x-axis stage 34 and the y-axis stage 32 is limited. As a result, a dead space is created on one side in the longitudinal direction of the x-axis stage 34 and the y-axis stage 32 where the stamp mechanism 12 cannot be moved by the x-axis stage 34 and the y-axis stage 32.

しかし、図４から図７に示すように、本実施形態に係る墨出し装置１０では、回転角調整機構４０で、ｘ軸ステージ３４及びｙ軸ステージ３２を、上記二次元平面を通る鉛直軸の周りに回転させることにより、スタンプ機構１２を上記デッドスペースに移動させることができる。従って、スタンプ機構１２の装置内での水平方向への可動範囲を拡張できる。 However, as shown in FIGS. 4 to 7, in the marking device 10 according to the present embodiment, the rotation angle adjustment mechanism 40 causes the x-axis stage 34 and the y-axis stage 32 to move along the vertical axis passing through the two-dimensional plane. By rotating around, the stamp mechanism 12 can be moved to the dead space. Accordingly, the movable range of the stamp mechanism 12 in the horizontal direction in the apparatus can be expanded.

また、本実施形態に係る墨出し装置１０では、上記二次元平面の回転中心である回転支軸４２が、該二次元平面の中心からずらして配されている。このため、該二次元平面の回転半径Ｒが、該二次元平面の対角線の１／２の長さよりも長くなる。従って、回転支軸４２が該二次元平面の中心に配されている場合と比較して、該二次元平面の回転半径Ｒを拡大でき、以って、スタンプ機構１２の装置内での水平方向への可動範囲を拡張できる。 Further, in the marking device 10 according to the present embodiment, the rotation support shaft 42 that is the rotation center of the two-dimensional plane is arranged so as to be shifted from the center of the two-dimensional plane. For this reason, the radius of rotation R of the two-dimensional plane is longer than half the diagonal of the two-dimensional plane. Therefore, the rotation radius R of the two-dimensional plane can be increased as compared with the case where the rotation support shaft 42 is arranged at the center of the two-dimensional plane, and thus the horizontal direction in the apparatus of the stamp mechanism 12 can be increased. The range of motion can be expanded.

また、本実施形態に係る墨出し装置１０では、位置調整制御部１３４が、スタンプ部１４の目標位置が、墨出し装置１０の座標系におけるどの象限に位置するかを判定し、当該象限が上記二次元平面に含まれるように、ｘ−ｙ調整機構３０の回転角を設定する。これにより、スタンプ部１４の目標位置が、上記二次元平面の範囲内に入るように、ｘ−ｙ調整機構３０の回転角を自動調整できる。 Further, in the inking device 10 according to the present embodiment, the position adjustment control unit 134 determines in which quadrant the target position of the stamp unit 14 is located in the coordinate system of the inking device 10, and the quadrant is the above-described one. The rotation angle of the xy adjusting mechanism 30 is set so as to be included in the two-dimensional plane. Thereby, the rotation angle of the xy adjusting mechanism 30 can be automatically adjusted so that the target position of the stamp unit 14 falls within the range of the two-dimensional plane.

なお、本実施形態では、インクでマークＭを押印するスタンプ型の墨出し器が、位置決め対象物であるマーキング形式の墨出し装置１０を例にとって本発明を説明した。しかし、レーザ墨出し器が、位置決め対象物であるレーザ形式の墨出し装置や、ドリルが位置決め対象物である加工装置等の他の装置にも本発明を適用可能である。 In the present embodiment, the present invention has been described by taking the marking type inking device 10 in which the stamp type inking device for imprinting the mark M with ink is a positioning object. However, the present invention can also be applied to other devices such as a laser-type marking device whose laser marking device is a positioning target, and a processing device whose drill is a positioning target.

また、本実施形態では、二次元平面が水平であり、地面に墨出しを行う墨出し装置１０を例にとって本発明を説明した。しかし、二次元平面が鉛直であり、壁面に墨出しを行う墨出し装置や、天井に墨出しを行う墨出し装置等の他の墨出し装置にも本発明を適用可能である。 Further, in the present embodiment, the present invention has been described by taking the inking device 10 in which the two-dimensional plane is horizontal and inking on the ground as an example. However, the present invention can also be applied to other inking devices such as an inking device that makes the two-dimensional plane vertical and inking on the wall surface and an inking device that inking the ceiling.

また、本実施形態では、墨出し装置１０を自律走行型としたが必須ではなく、手動走行型としてもよい。さらに、墨出し装置１０を目標位置まで移動させる際に、墨出し装置１０の位置を計測することは必須ではなく、また、墨出し作業をシステム化することも必須ではない。 In the present embodiment, the inking device 10 is an autonomous traveling type, but is not essential and may be a manual traveling type. Furthermore, when the inking device 10 is moved to the target position, it is not essential to measure the position of the inking device 10, and it is not essential to systemize the inking operation.

１０墨出し装置、１２スタンプ機構、１４スタンプ部（位置決め対象物、墨出し器）、１６昇降機構、２０位置調整機構、３０ｘ−ｙ調整機構（位置決め機構）、３２ｙ軸ステージ、３２Ｒレール、３２Ｍモータ、３４ｘ軸ステージ、３４Ｒレール、３４Ｍモータ、４０回転角調整機構（回転機構）、４２回転支軸（回転軸）、４４モータ、５０フレーム、５２台板、５４、５６脚部、５８台板、６０走行機構、６２多方向移動ホイール、７０Ａ、７０Ｂ計測プリズム、１００墨出しシステム、１１０ＬＲＦ、１１２ターゲット、１１２Ａ円周面、１２０トータルステーション、１２２視準器、１３０ＰＣ、１３２走行制御部、１３４位置調整制御部（回転角設定手段）、１４０位置計測部、１４２分別部、１４４クラスタリング部、１４６ノイズ除去部、１４８推定部、Ａｘ´‐ｙ´平面（二次元平面、矩形の二次元平面） DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Marking device, 12 Stamp mechanism, 14 Stamp part (positioning target object, Marking device), 16 Lifting mechanism, 20 Position adjustment mechanism, 30 xy adjustment mechanism (positioning mechanism), 32 Y axis stage, 32R rail, 32M motor, 34 x-axis stage, 34R rail, 34M motor, 40 rotation angle adjustment mechanism (rotation mechanism), 42 rotation support shaft (rotation shaft), 44 motor, 50 frame, 52 base plate, 54, 56 legs, 58 Base plate, 60 traveling mechanism, 62 multi-directional moving wheel, 70A, 70B measuring prism, 100 inking system, 110 LRF, 112 target, 112A circumferential surface, 120 total station, 122 collimator, 130 PC, 132 traveling control unit 134 Position adjustment control unit (rotation angle setting means), 140 Position measurement unit, 1 2 separating unit, 144 clustering unit, 146 a noise removing unit, 148 estimation unit, A x'-y 'plane (two-dimensional plane, rectangular two-dimensional plane)

Claims

A first rail that supports the positioning object so that it can move linearly; and a second rail that supports the first rail so that it can move linearly, and the positioning object is made up of the first rail and the second rail. A positioning mechanism that moves and positions within a two-dimensional region that is a movable range;
A rotation mechanism that is arranged so as to intersect the two-dimensional region and that rotatably supports the second rail; and a rotation mechanism that rotates the positioning mechanism around the rotation support axis;
A frame that supports the positioning mechanism and the rotation mechanism inside ;
The positioning mechanism moves the positioning object in the rectangular two-dimensional region along the first rail and the second rail orthogonal to each other.
The rotary shaft, the positioning device characterized that you have arranged offset from the center of the rectangular two-dimensional region.

A first rail that supports the positioning object so that it can move linearly; and a second rail that supports the first rail so that it can move linearly, and the positioning object is made up of the first rail and the second rail. A positioning mechanism that moves and positions within a two-dimensional region that is a movable range;
A rotation mechanism that is arranged so as to intersect the two-dimensional region and that rotatably supports the second rail; and a rotation mechanism that rotates the positioning mechanism around the rotation support axis;
A frame that supports the positioning mechanism and the rotation mechanism inside ;
The positioning object, positioning device, characterized in der Rukoto marking device.