(57)【要約】【課題】省力化や生産性の向上を十分に図ることができ、描画対象面に対して最小限の塗料で確実に描画することのできる自動描画装置を提供する。【解決手段】本発明は、描画対象面上を移動しながら該描画対象面に描画するための自動描画装置であって、水性塗料と圧縮空気の少なくとも二つの流体が供給される二流体ノズル１７を備え、二流体ノズル１７の先端から前記描画対象面に向けて供給される圧縮空気に誘引されて水性塗料が噴射されるように構成されていることを特徴とする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
描画対象面上を移動しながら該描画対象面に描画するための自動描画装置であって、
水性塗料と圧縮空気の少なくとも二つの流体が供給される二流体ノズルを備え、該二流体ノズルの先端から前記描画対象面に向けて供給される圧縮空気に誘引されて水性塗料が噴射されるように構成されていることを特徴とする自動描画装置。
【請求項２】
前記描画対象面に平行な移動平面内において少なくとも互いに直交する二方向に前記二流体ノズルを移動させる移動機構を備えている請求項１に記載の自動描画装置。
【請求項３】
前記二流体ノズルに洗浄水が供給可能に構成されている請求項１または２に記載の自動描画装置。
【請求項４】
前記二流体ノズルの先端から噴射される流体を収容可能な流体収容部を備え、前記二流体ノズルと前記流体収容部の少なくともいずれか一方は、前記二流体ノズルの先端から噴射された流体が前記描画対象面に到達可能な描画位置と、前記二流体ノズルの先端から噴射された流体が前記流体収容部に受け止められる非描画位置と、の間で移動可能に設けられている請求項１または２に記載の自動描画装置。
【請求項５】
前記流体収容部は、前記非描画位置において前記二流体ノズルの先端に当接する方向に移動可能に設けられている請求項４に記載の自動描画装置。
【請求項６】
異なる色の水性塗料が供給される複数の前記二流体ノズルを備えている請求項１〜５のいずれかの請求項に記載の自動描画装置。
【請求項７】
一つの前記二流体ノズルと、
それぞれ異なる色の水性塗料を貯留する複数の水性塗料タンクと、
前記複数の水性塗料タンクと前記一つの二流体ノズルとの間に設けられ、該複数の水性塗料タンクから選択された一つの水性塗料タンクと前記一つの二流体ノズルとが接続されるように切り替えられる選択切替機構と、
前記選択切替機構により前記一つの二流体ノズルと接続された前記一つ水性塗料タンクに貯留されている水性塗料を前記一つの二流体ノズルに送出するポンプと、
を備えている請求項１〜５のいずれかの請求項に記載の自動描画装置。
【請求項８】
洗浄水を貯留する洗浄水タンクと、
水性塗料の廃液を貯留する廃液タンクと、
を備え、
前記選択切替機構は前記複数の水性塗料タンクと前記洗浄水タンクと前記廃液タンクのいずれか一つのタンクと前記一つの二流体ノズルとが接続されるように切り替えられ、前記ポンプは、前記二流体ノズルと前記水性塗料タンクまたは前記洗浄水タンクとが接続された場合に正回転し、前記二流体ノズルと前記廃液タンクとが接続された場合に逆回転する双方向ポンプである請求項７に記載の自動描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、描画対象面上を移動しながら該描画対象面上に線を描画するための自動描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建築工事において基準となる線を床面などに墨出しする描画作業が行われている。この描画作業は、施工図に基づきスケール等で計測して墨を打つ作業であるため、作業負荷が大きく、多くの作業時間を要する。
【０００３】
そこで、省力化と生産性の向上を図るため、墨出し作業の自動化が提案されている。この墨出し作業を自動化することを目的とした装置として、例えば、指示された座標情報に基づいて移動体を走行移動させ、墨打ち手段によって床面へ墨を打つ墨出し装置が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１１３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した特許文献１の墨出し装置は、床面に基準となる直線のみを描画するものであるため、建築設備などの取り付け作業は、現場に持参した施工図から取り付け位置や寸法、型番などを読み取り、現場で計測しながら行う必要がある。したがって、依然として作業負荷が大きく、かなりの作業時間を要するため、省力化や生産性の向上を十分に図ることができないという問題がある。
【０００６】
また、コンクリート打設後の床面への墨出し作業においては、描画後の塗料のにじみや広がり、踏みつけなどによるかすれ、色写りなどを防止するため、塗料ができるだけ早く乾燥するように少量の塗料で描画することが求められる。さらに、複数の工種（建築、空調、衛生、電気、その他）について色を分けて描画することも求められる。しかしながら、上記した特許文献１の墨出し装置では、このような要求に十分に応えることができないという問題もある。
【０００７】
本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、省力化や生産性の向上を十分に図ることができ、描画対象面に対して最小限の塗料で確実に描画することのできる自動描画装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、描画対象面上を移動しながら該描画対象面に描画するための自動描画装置であって、水性塗料と圧縮空気の少なくとも二つの流体が供給される二流体ノズルを備え、二流体ノズルの先端から前記描画対象面に向けて供給される圧縮空気に誘引されて水性塗料が噴射されるように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る自動描画装置は、前記描画対象面に平行な移動平面内において少なくとも互いに直交する二方向に前記二流体ノズルを移動させる移動機構を備えているのが好ましい。
【００１０】
本発明に係る自動描画装置は、前記二流体ノズルに洗浄水が供給可能に構成されているのが好ましい。
【００１１】
本発明に係る自動描画装置は、前記二流体ノズルの先端から噴射される流体を収容可能な流体収容部を備え、前記二流体ノズルと前記流体収容部の少なくともいずれか一方は、前記二流体ノズルの先端から噴射された流体が前記描画対象面に到達可能な描画位置と、前記二流体ノズルの先端から噴射された流体が前記流体収容部に受け止められる非描画位置と、の間で移動可能に設けられているのが好ましい。
【００１２】
本発明に係る自動描画装置において、前記流体収容部は、前記非描画位置において前記二流体ノズルの先端に当接する方向に移動可能に設けられているのが好ましい。
【００１３】
本発明に係る自動描画装置は、異なる色の水性塗料が供給される複数の前記二流体ノズルを備えているのが好ましい。
【００１４】
本発明に係る自動描画装置は、一つの前記二流体ノズルと、それぞれ異なる色の水性塗料を貯留する複数の水性塗料タンクと、前記複数の水性塗料タンクと前記一つの二流体ノズルとの間に設けられ、該複数の水性塗料タンクから選択された一つの水性塗料タンクと前記一つの二流体ノズルとが接続されるように切り替えられる選択切替機構と、前記選択切替機構により前記一つの二流体ノズルと接続された前記一つの水性塗料タンクに貯留されている水性塗料を前記一つの二流体ノズルに送出するポンプと、を備えていても良い。
【００１５】
本発明に係る自動描画装置は、洗浄水を貯留する洗浄水タンクと、水性塗料の廃液を貯留する廃液タンクと、を備え、前記選択切替機構は前記複数の水性塗料タンクと前記洗浄水タンクと前記廃液タンクのいずれか一つのタンクと前記一つの二流体ノズルとが接続されるように切り替えられ、前記ポンプは、前記二流体ノズルと前記水性塗料タンクまたは前記洗浄水タンクとが接続された場合に正回転し、前記二流体ノズルと前記廃液タンクとが接続された場合に逆回転する双方向ポンプであっても良い。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、省力化や生産性の向上を十分に図ることができ、描画対象面に対して最小限の塗料で確実に描画することができる等、種々の優れた効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る自動描画装置を示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る自動描画装置を示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る自動描画装置を示す背面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る自動描画装置を示す底面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る自動描画装置を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る自動描画装置の自己位置を認識する方法を示す平面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る自動描画装置において描画機能を実現するための構成を示す模式図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る自動描画装置の二流体ノズルを示す模式図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る自動描画装置において描画機能を実現するための構成を示す模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る自動描画装置において描画機能を実現するための構成の変形例を示す模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る自動描画装置における作業工程を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態に係る自動描画装置における墨出し作業工程を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態に係る自動描画装置における描画準備工程を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態に係る自動描画装置における描画工程を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態に係る自動描画装置における洗浄工程を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の実施の形態に係る自動描画装置において描画機能を実現するための構成の別の変形例を示す模式図である。
【図１７】図１６の変形例において塗料の切り替えを行う場合のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。まず、図１〜図１０を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る自動描画装置１について説明する。図１は自動描画装置１を示す正面図、図２は自動描画装置１を示す側面図、図３は自動描画装置１を示す背面図、図４は自動描画装置１を示す底面図、図５は自動描画装置を示すブロック図、図６は自動描画装置１の自己位置を認識する方法を示す平面図、図７は自動描画装置１における描画機能を実現するための構成を示す模式図、図８は自動描画装置１の二流体ノズルを示す模式図、図９は自動描画装置１において描画機能を実現するための構成を示す模式図、図１０は自動描画装置１において描画機能を実現するための構成の変形例を示す模式図である。
【００１９】
自動描画装置１は、描画対象面である平坦な床面を２つの駆動輪２と１つの従動輪３によって走行可能な移動ロボット４を備えており、自律走行機能とユーザーインターフェース機能と描画機能を有している。
【００２０】
駆動輪２は、それぞれ、移動ロボット４の左右両側に回転可能に設けられている。駆動輪２は、タイミングベルト５を介して走行用サーボモータ６と接続されており、個別に制御可能となっている。従動輪３は、移動ロボット４の底面の駆動輪２より後側に配置されており、前後左右方向に回転自在に設けられている。これにより、移動ロボット４は、前進、後進、および左右に回転可能となっており、移動ロボット４の移動履歴は駆動輪２の回転角度の履歴に基づきコンピュータ１０によって算出されるようになっている。
【００２１】
自律走行機能を実現するための構成として、移動ロボット４の頂部に、レーザー距離計７が搭載されており、レーザー距離計回転用サーボモータ８とエンコーダ（図示省略）およびコンピュータ１０によって回転角度の計測と制御が可能となっている。
【００２２】
図６に示されているように、移動ロボット４は、レーザー距離計７により、現場の基準点に設置された２本以上の基準ポール４９までの距離と角度を計測することによって自己位置（フィールドに設定した座標系上の位置）と方向を認識することができるようになっている。レーザー距離計回転用サーボモータ８への電力は移動ロボット４に搭載されたバッテリ（図示省略）から供給される。なお、基準ポール４９としては、例えは、特許第５４９８８４１号に開示されている誘導標のような公知技術が使用される。
【００２３】
また、自律走行機能を実現するための構成として、移動ロボット４の前面の床面に近い位置に、水平方向にレーザーをスキャンして連続的に距離を計測する測域センサ９が搭載されており、床面にある障害物を自動検知することができるようになっている。さらに、移動ロボット４の前面の底部には、鉛直下向きにレーザー距離センサ１１が搭載されており、段差や開口部を自動検知することができるようになっている。
【００２４】
ユーザーインターフェース機能を実現するための構成として、移動ロボット４の前面の上部傾斜面に操作画面１２が設置されており、この操作画面１２から移動ロボット４の作業開始を指示することができるようになっている。また、移動ロボット４には、無線ＬＡＮ通信モデム１３とモバイルデータ通信用モデム１４が搭載されている。
【００２５】
図４に良く示されているように、描画機能を実現するための構成として、移動ロボット４の底面１５に、二軸移動機構１６が設けられており、この二軸移動機構１６により二流体ノズル１７の位置制御が行われるようになっている。
【００２６】
二軸移動機構１６は、描画対象面である床面に平行な移動平面内において少なくとも互いに直交する二方向に二流体ノズル１７を移動させる移動機構であり、２つの駆動輪２の間において矩形状に形成される枠体１８を備えている。枠体１８は、互いに平行を成して前後方向に延出する左右一対のガイドレール１９Ｌ，１９Ｒと、ガイドレール１９Ｌ，１９Ｒの前端部および後端部をそれぞれ連結する前後一対の連結部材２０Ｆ，２０Ｂと、により構成されている。左右一対のガイドレール１９Ｌ，１９Ｒには、ガイドレール１９Ｌ，１９Ｒと直交する方向に支持部材２１が掛け渡されており、支持部材２１はサーボモータ４３によりガイドレール１９Ｌ，１９Ｒに沿って前後方向にスライド可能に設けられている。支持部材２１には、二流体ノズル１７が支持されており、二流体ノズル１７は二軸移動用サーボモータ４３により支持部材２１に沿って左右方向にスライド可能に設けられている。前側の連結部材２０Ｆには、流体収容部である廃棄・洗浄用ボックス２２が支持されている。廃棄・洗浄用ボックス２２は、二流体ノズル１７の可動範囲内に設置されている。
【００２７】
図７〜図９に示されているように、二流体ノズル１７は、上下方向に細長い円筒形状に形成された胴部２３と、胴部２３の下端から下方に先細に形成された略円錐形状の吐出部２４と、を備えている。二流体ノズル１７の胴部２２と吐出部２４の内部には、上下方向に細長いニードル２５が挿入されている。ニードル２５の上端はボールねじとクランク機構２６を介してニードル昇降用サーボモータ２７に接続されており、このサーボモータ２７の駆動に伴って昇降可能に設けられている。ニードル２５の引き上げ量で吐出部２４の先端（下端）からの塗料の供給量を制御することができ、例えば、幅５ｍｍ以下の線を描画することもできる。二流体ノズル１７の胴部２３の周壁下部には、塗料カップ２８が接続され、塗料カップ２８の上端部に塗料供給口２９が設けられている。また、二流体ノズル１７の胴部２３には、胴部２３を挟んで塗料供給口２９の反対側の周壁下部に圧縮空気供給口３０が設けられている。
【００２８】
二流体ノズル１７の塗料供給口２９には、水性塗料を貯留する水性塗料タンク３１と洗浄水を貯留する洗浄水タンク３２とがチューブ３３を介して接続されている。チューブ３３には、各タンク３１，３２の近接位置にそれぞれ制御バルブ３４，３５が設置されており、制御バルブ３４，３５のいずれかを開放することにより二流体ノズル１７に水性塗料または洗浄水が供給可能となっている。なお、図７では、水性塗料タンク３１用の制御バルブ３４が開放され、洗浄水タンク３２用の制御バルブ３５が閉鎖されている状態を示している。
【００２９】
二流体ノズル１７の圧縮空気供給口３０には、エアコンプレッサー３６がチューブ３７を介して接続されている。これにより、図８に良く示されているように、二流体ノズル１７の内部には水性塗料と圧縮空気の少なくとも二つの流体が供給され、二流体ノズル１７の先端から床面に向けて供給される圧縮空気に誘引されて水性塗料が噴射されるようになっている。
【００３０】
図７および図９に良く示されているように、廃棄・洗浄用ボックス２２は、上面の一部分に開口４０を有する扁平な箱形状に形成されており、その内部の開口４０に対応する位置にブロック状の閉塞台４１が固定されている。廃棄・洗浄用ボックス２２は、昇降用サーボモータ４２により昇降可能に設けられている。
【００３１】
なお、上記した実施の形態の説明では、一つの二流体ノズル１７に一色の水性塗料が供給される場合について説明したが、複数の二流体ノズル１７に異なる色の水性塗料が供給されるように構成されていても良い。
【００３２】
図１０は二つの二流体ノズル１７，１７に異なる二色の水性塗料が供給される自動描画装置の変形例を示している。この変形例では、第１の水性塗料を貯留する第１の水性塗料タンク５１と第１の水性塗料と異なる色の第２の水性塗料を貯留する第２の水性塗料タンク５２の二つの水性塗料タンクが設けられている。また、洗浄水タンク５３とエアコンプレッサー５４はそれぞれ一つずつ設けられて共用されており、制御バルブ５５，５６が切り換えられることでいずれか一方の二流体ノズル１７に洗浄水や圧縮空気を供給可能となっている。図１０では、第１の水性塗料タンク用の制御バルブ３４とエアコンプレッサー５４用の左側の制御バルブ５６が開放され、左側の二流体ノズル１７から第１の水性塗料を噴射される状態を示している。なお、洗浄水タンク５３とエアコンプレッサー５４をそれぞれ２セットずつ設けることもでき、その場合、制御バルブ５５，５６で切り換える必要はない。
【００３３】
次に、図１１を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る自動描画装置１における墨出しデータの読み込みから墨出し作業終了までの作業工程の概要について説明する。図１１は自動描画装置１における作業工程を示すフローチャートである。
【００３４】
まず、ＣＡＤで作成された配管やダクトなどの施工図は２次元の単線表示に変換され、汎用のデータフォーマット（例えば、ＤＸＦ）として出力される。その際、各レイヤーの名称はあらかじめ設定したルールに従って命名され、レイヤー名によって墨出しの要否と精度が判断できるように設定される。例えば、名称の先頭に“1_”と書かれているレイヤーは、機器のアンカーや制気口の位置等の高精度（±５ｍｍ以下）な墨出しが求められるものと定義され、“2_”と書かれているものは、配管やダクトのルート等の高い精度を必要としないものと定義され、“3_”と書かれているものは、通り芯や建築部材等の墨出し対象ではないものと定義される。また、データに含まれる文字や記号は床面への描画に適したサイズに自動変換され、適切な位置に自動配置される。
【００３５】
このように自動変換されたデータは、図１１に示されているように、墨出しデータとして、オペレータが使用するタブレットＰＣに取り込まれる（Ｓ１参照）。タブレットＰＣには、墨出しデータをロボットの制御コマンドに変換するためのソフトウェアが予めインストールされており、墨出しデータがタブレットＰＣのディスプレイ上に表示される。
【００３６】
オペレータにより、墨出しをするエリアの状況（資機材等障害物の有無、コンクリートの打設状況、段差や開口部の位置など）に応じて、墨出しを行わないエリア（墨出し除外エリア）が指定される（Ｓ２参照）。さらに、現場に設置した基準ポール４９の位置が入力される（Ｓ３参照）。
【００３７】
ソフトウェアによって、指定されたエリア以外のエリアにあるデータが墨出し順に並び変えられ、ロボットの制御コマンドデータ（直進、回転、描画など）に変換される（Ｓ４参照）。変換後、各要素が墨出しの順序に従って表示(シミュレーション)され（Ｓ５参照）、オペレータによって問題なしと判断されたら、制御コマンドデータは無線ＬＡＮ通信によりコンピュータ１０に転送される（Ｓ６参照）。
【００３８】
一方、移動ロボット４側では、まず、システム起動の準備作業として、移動ロボット４へのバッテリの搭載作業（Ｓ１１参照）、水性塗料タンク３１，５１，５２および洗浄水タンク３２，５３における水性塗料および洗浄水の貯留状態の確認作業および補充作業（Ｓ１２参照）、描画機能を実現するためのその他の準備作業（Ｓ１３参照）が行われると、オペレータによって移動ロボット４のシステムが起動される（Ｓ１４参照）。
【００３９】
このようにシステム起動の準備作業が完了し、前記ステップＳ６においてタブレットＰＣからコンピュータ１０に転送された制御コマンドデータの入力がオペレータによって確認されると（Ｓ１５参照）、移動ロボット４の操作画面１２からオペレータにより墨出し開始が指示され（Ｓ１６参照）、墨出し作業工程が自動で実行される（Ｓ１７参照）。この時、移動ロボット４は、基準ポール４９までの距離と角度をレーザー距離計７で計測することにより自己位置を認識し、指定された墨出しエリアに含まれる墨出しデータについて、移動しながら描画を行う。また、墨出し作業工程中は、測域センサ９によって描画対象である床面上の障害物や段差の有無が監視されると共に、床面計測用レーザー距離計１１によって開口部の有無が監視される（Ｓ１８参照）。
【００４０】
その結果、障害物や段差または開口部の存在が検知されずにすべての墨出しが終了すると（Ｓ１９参照）、オペレータのタブレットＰＣに作業終了メッセージが電子メールで送信される（Ｓ２０参照）。一方、前記ステップＳ１８において、墨出し作業中に障害物や段差または開口部の存在が検知されると、墨出し作業が自動で中断、停止され（Ｓ２１参照）、オペレータのタブレットＰＣにエラーメッセージが電子メールで送信される（Ｓ２２参照）。
【００４１】
次に、前記ステップＳ１７における墨出し作業工程について、図１〜図９に加えて図１２〜１５を参照しつつ、より具体的に説明する。図１２は自動描画装置１による墨出し作業工程を示すフローチャート、図１３は自動描画装置１による描画準備工程を示すフローチャート、図１４は自動描画装置１による描画工程を示すフローチャート、図１５は自動描画装置による洗浄工程を示すフローチャートである。
【００４２】
図１２に示すように、自動描画装置１による墨出し作業工程には、作業順に大別すると、描画準備工程１７１、描画工程１７２、洗浄工程１７４が含まれる。また、自動描画装置１が、例えば、図１０に示されているように、複数の二流体ノズル１７に異なる色の水性塗料が供給されるように構成されている場合には、描画工程１７２と洗浄工程１７４の間に、予めタブレットＰＣからコンピュータ１０に転送された制御コマンドデータに基づき色の切り替えを行うかどうかをコンピュータ１０が判定する色の切り替え判定工程１７３も含まれる。
【００４３】
図１３に示すように、描画準備工程１７１では、まず、二流体ノズル１７の下端が廃棄・洗浄用ボックス２２の閉塞台４１の上方位置（図７に示す位置）に来るように、２軸移動用サーボモータ４３の駆動によって支持部材２１および二流体ノズル１７がそれぞれ移動される（Ｓ１７１１参照）。その後、コンピュータ１０の制御により、水性塗料タンク３１の制御バルブ３４が開放され（Ｓ１７１２参照）、ニードル２５がニードル昇降用サーボモータ２７の駆動によりボールねじとクランク機構２６を介して持ち上げられる（Ｓ１７１３および図７参照）。これにより、二流体ノズル１７の吐出部２４に水性塗料が供給される。
【００４４】
この状態で、コンピュータ１０の制御によりエアコンプレッサー３６が一定時間起動されると、図８に示されているように圧縮空気によって水性塗料が誘引されて二流体ノズル１７の先端（下端）から廃棄・洗浄用ボックス２２に向かって試射される（図７および図１３のＳ１７１４参照）。
【００４５】
その後、レーザー距離計７により見通し可能な２本の基準ポール４９までの距離と角度が計測され（Ｓ１７１５参照）、コンピュータ１０によって移動ロボット４の位置が算出される（Ｓ１７１６参照）。そして、二流体ノズル１７は２軸移動用サーボモータ４３の駆動により描画開始位置に移動され（Ｓ１７１７参照）、描画準備工程１７１が終了する。
【００４６】
図１４に示すように、描画工程１７２では、タブレットＰＣからコンピュータ１０に転送された制御コマンドデータに基づき、コンピュータ１０の制御によって、移動ロボット４が走行すると共に二軸移動機構１６により二流体ノズル１７が移動しながら、コンピュータ１０によりエアコンプレッサー３６がオン・オフされることで、図８に示されているように圧縮空気によって水性塗料が誘引されて二流体ノズル１７の先端（下端）から床面に噴射され、描画される（Ｓ１７２１参照）。その後、所定エリアの描画が終了したかどうかがコンピュータ１０によって判断され（Ｓ１７２２参照）、終了したと判断された場合に描画工程１７２は終了となる。
【００４７】
一方、前記ステップＳ１７２２において描画が終了していないと判断された場合には、移動ロボット４の位置の確認が必要かどうかがコンピュータ１０によって判断され（Ｓ１７２３）、その必要がないと判断された場合には所定エリアの描画が終了するまで上記した作業が継続される。
【００４８】
一方、前記ステップＳ１７２３において移動ロボット４の位置の確認が必要であると判断された場合には、コンピュータ１０により移動ロボット４が停止され、描画作業が中断される（Ｓ１７２４参照）。その後、レーザー距離計７により見通し可能な２本の基準ポール４９までの距離と角度が計測され（Ｓ１７２５参照）、コンピュータ１０により移動ロボット４の位置が算出される（Ｓ１７２６参照）。そして、コンピュータ１０の制御により二流体ノズル１７の位置が補正された（Ｓ１７２７参照）後、前記ステップＳ１７２１に戻り、以降、描画工程１７２が終了する迄、上記した描画作業が繰り返される。
【００４９】
図１５に示すように、洗浄工程１７４では、まず、洗浄する二流体ノズル１７の先端（下端）が廃棄・洗浄用ボックス２２の閉塞台４１の上方位置（図７に示す位置）に来るように、２軸移動用サーボモータ４３の駆動により支持部材２１および二流体ノズル１７が移動される（Ｓ１７４１参照）。コンピュータ１０の制御によって、水性塗料タンク３１の制御バルブ３４が閉鎖された（Ｓ１７４２参照）後、エアコンプレッサー３６が起動され、二流体ノズル１７内に残っているすべての水性塗料が廃棄・洗浄用ボックス２２内に排出される（Ｓ１７４３参照）。
【００５０】
次いで、コンピュータ１０の制御によって、洗浄水タンク３２の制御バルブ３５が開放された（Ｓ１７４４参照）後、エアコンプレッサー３６が起動され、二流体ノズル１７内の洗浄水が廃棄・洗浄用ボックス２２内に排出され、二流体ノズル１７の内部が洗浄される（Ｓ１７４５参照）。
【００５１】
その後、コンピュータ１０の制御により、エアコンプレッサー３６が停止されると共に（Ｓ１７４６参照）、サーボモータ４２の駆動により廃棄・洗浄用ボックス２２が上昇され、二流体ノズル１７の先端（下端）に閉塞台４１が押し当てられる（Ｓ１７４７および図９参照）。この状態で、コンピュータ１０の制御によりエアコンプレッサー３６が起動されることで、二流体ノズル１７の内部がバブリング洗浄される（Ｓ１７４８参照）。
【００５２】
次いで、コンピュータ１０の制御により、エアコンプレッサー３６が停止され（Ｓ１７４９参照）、洗浄水タンク３２の制御バルブ３５が閉鎖される（Ｓ１７５０参照）。また、サーボモータ４２の駆動により廃棄・洗浄用ボックス２２が下降される（Ｓ１７５１および図７参照）。そして、この状態で、コンピュータ１０の制御によりエアコンプレッサー３６が起動されることで、二流体ノズル１７内に残っている洗浄水が廃棄・洗浄用ボックス２２に排出された（Ｓ１７５２参照）後、ニードル２５がニードル昇降用サーボモータ２７の駆動によりボールねじとクランク機構２６を介して下降される（Ｓ１７５３参照）。
【００５３】
また、二流体ノズル１７が複数設けられている場合には、すべての二流体ノズル１７の洗浄が終了したかがコンピュータ１０によって判断され（Ｓ１７５４参照）、すべての二流体ノズル１７の洗浄が終了したと判断される迄、上記した洗浄作業が繰り返される。
【００５４】
次に、図１６および図１７を参照しつつ、自動描画装置において描画機能を実現するための構成の別の変形例について説明する。図１６は自動描画装置において描画機能を実現するための構成の別の変形例を示す模式図、図１７は塗料の切り替えを行う場合のフローチャートである。なお、以下の説明では、便宜上、図１６において図７に示す構成と同等の構成については同一符号を付し、説明を省略する。また、墨出し作業工程についても、上記した実施の形態に係る自動描画装置１の場合と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００５５】
図１６に示されているように、この変形例では、一つの二流体ノズル１７と、それぞれ異なる色の水性塗料を貯留する３つの水性塗料タンク６１，６２，６３と、洗浄水を貯留する洗浄水タンク６４と、水性塗料の廃液を貯留する廃液タンク６５と、各タンク６１，６２，６３，６４，６５と二流体ノズル１７との間に設けられる選択切替機構としてのルートセレクタ６６と、ルートセレクタ６６と二流体ノズル１７との間に設けられるポンプ６７と、を備えている。
【００５６】
各タンク６１，６２，６３，６４，６５とルートセレクタ６６、ルートセレクタ６６とポンプ６７、およびポンプ６７と二流体ノズル１７の塗料供給口２９との間はチューブ６８によりそれぞれ接続されている。二流体ノズル１７の塗料カップ２８には、液面の上限位置と下限位置にそれぞれ上限レベル計６９と下限レベル計７０が設置されており、下限レベル計７０で下限を検出した時にポンプ６７で二流体ノズル１７に選択された塗料を供給し、上限レベル計６９で上限を検出した時にポンプ６７を停止するように制御される。
【００５７】
ルートセレクタ６６は、モータにより内部でルートを切り替えるための機構であり、３つの水性塗料タンク６１，６２，６３から選択された一つの水性塗料タンクと二流体ノズル１７とが接続されるように切り替えられるようになっている。また、ポンプ６７は正逆回転可能な双方向ポンプであり、ルートセレクタ６６により二流体ノズル１７と水性塗料タンク６１，６２，６３または洗浄水タンク６３とが接続された場合に正回転し、二流体ノズル１７と廃液タンク６５とが接続された場合に逆回転することができるようになっている。
【００５８】
このように図１６に示す変形例において塗料の切り替えを行う場合のフローは、図１７に示すようにコンピュータによって実行される。まず、洗浄する二流体ノズル１７の先端（下端）が廃棄・洗浄用ボックス２２の閉塞台４１の上方位置に来るように、二流体ノズル１７が移動される（Ｓ１０１参照）。ルートセレクタ６６が制御され、二流体ノズル１７と廃液タンク６５とが接続されると（Ｓ１０２参照）、双方向ポンプ６７が逆回転され、二流体ノズル１７内の塗料が吸い上げられて廃液タンク６５に捨てられる（Ｓ１０３参照）。
【００５９】
次いで、ルートセレクタ６６により二流体ノズル１７と洗浄水タンク６４とが接続されると（Ｓ１０４参照）、双方向ポンプ６７が正回転され、洗浄水タンク６４内の洗浄水が二流体ノズル１７に供給される（１０５参照）。その後、再び、ルートセレクタ６６により二流体ノズル１７と廃液タンク６５とが接続されると（Ｓ１０６参照）、双方向ポンプ６７が逆回転され、二流体ノズル１７内に残っている塗料と洗浄水が吸い上げられて廃液タンク６５に捨てられる（Ｓ１０７参照）。
【００６０】
次いで、エアコンプレッサー３６が起動され、二流体ノズル１７内に残っている水性塗料が廃棄・洗浄用ボックス２２内に噴射され、排出される（Ｓ１０８参照）。その後、ルートセレクタ６６により、再度、二流体ノズル１７と洗浄水タンク６４とが接続されると、双方向ポンプ６７が正回転され、洗浄水タンク６４内の洗浄水が二流体ノズル１７に供給され、塗料カップ２８の上限レベルまで溜められる（Ｓ１０９参照）。
【００６１】
次いで、エアコンプレッサー３６が起動され、二流体ノズル１７から少量の水が廃棄・洗浄用ボックス２２に噴射された（Ｓ１１０参照）後、廃棄・洗浄用ボックス２２が上昇され、二流体ノズル１７の先端（下端）に閉塞台４１が押し当てられる（Ｓ１１１参照）。この状態で、エアコンプレッサー３６が起動されることで、二流体ノズル１７の内部がバブリング洗浄される（Ｓ１１２参照）。
【００６２】
その後、エアコンプレッサー３６が停止され、ルートセレクタ６６により二流体ノズル１７と廃液タンク６５とが接続されると（Ｓ１１３参照）、双方向ポンプ６７が逆回転され、二流体ノズル１７内の塗料が吸い上げられて廃液タンク６５に捨てられる（Ｓ１１４参照）。
【００６３】
次いで、サーボモータ４２の駆動により廃棄・洗浄用ボックス２２が下降される（Ｓ１１５参照）。そして、この状態で、エアコンプレッサー３６が起動されることで、二流体ノズル１７内に残っている洗浄水が廃棄・洗浄用ボックス２２に排出される（Ｓ１１６参照）。
【００６４】
その後、ルートセレクタ６６により切り替える所望な色の水性塗料を貯留する水性塗料タンク６１または６２または６３と二流体ノズル１７とが接続され、双方向ポンプ６７が正回転され、二流体ノズル１７に所望な塗料が供給され（Ｓ１１７参照）、塗料の切り替えが終了する。
【００６５】
上記したように本発明の実施の形態に係る自動描画装置１によれば、墨出しを開始する前に廃棄・洗浄用ボックス２２の上に二流体ノズル１７が移動し、二流体ノズル１７から水性塗料の噴射（試射）を行うことができるため、床面に対する塗料の噴射を確実に行うことができる。
【００６６】
また、墨出し終了後、二流体ノズル１７を廃棄・洗浄用ボックス２２の上に移動して塗料を噴射することにより、ノズルおよびチューブ内に残った水性塗料を排出することで、二流体ノズル１７内の洗浄を行うことができる。さらに、廃棄・洗浄ボックス２２を上昇させ、閉塞台４１に二流体ノズル１７の先端を押し当てた状態でエアコンプレッサー３６を起動させることで、二流体ノズル１７内をバブリング洗浄することができる。このような洗浄工程を墨出し作業後に自動で行うことにより、二流体ノズル１７内における水性塗料の固化を防止することができ、作業後のメンテナンスが不要となる。
【００６７】
また、本発明の実施の形態に係る自動描画装置１、圧縮空気と水性塗料を用いた二流体ノズル１７で描画する装置であるため、塗料が少量で済み、床面に描画後速やかに乾燥する。
【００６８】
また、複数の異なる色の塗料を二流体ノズル１７に供給可能な構成を採用した場合には、床面に複数の色を使用して描画することができるため、空調・衛生・電気など工事の種類ごとに異なる色を使用したり、或いは図面の変更箇所を異なる色で描画したりするなど、作業者に分かり易く表示することが可能となる。
【００６９】
また、二流体ノズル１７に水性塗料と圧縮空気が供給され、移動ロボット４の走行および二軸移動機構１６の作用により、床面に任意の線や文字、記号などを描画することができる。
【００７０】
また、建築工事においてコンクリート打設後の床面に線などを描画する時に油性の塗料を使用すると、その塗料が経年によって床仕上げ材を浸透し、仕上げ面に浮き上がることが明らかとなっているが、本発明の実施の形態では、水性塗料（カーボンブラック、有機顔料等の着色顔料と分散剤を含む水性インク組成物）を使用しているため、そのような心配はない。
【００７１】
また、二流体ノズル１７により床面に非接触で描画することができるため、摩耗したりすることがなく、耐久性を高めることができる。さらに、床面の状況によらず墨出しすることができるため、汎用性を高めることもできる。
【００７２】
また、二流体ノズル１７に圧縮空気を供給することで塗料を誘引して噴射しているため、二流体ノズル１７の先端からの吐出量の制御を容易に行うことでき、微量な噴射も可能となる。
【００７３】
また、ＣＡＤで描かれている施工に必要な情報（配管ダクトのルート、サイズ、接続位置機器型番など）がすべてデータ化されて床面に描画されるため、施工図と現場との間での計測作業が不要になると共に、施工後の確認も容易となる。したがって、作業の効率化を図ることができる。
【００７４】
なお、上記した実施の形態では、二軸移動機構１６により二流体ノズル１７が直交する二方向に移動可能となっているが、それ以外の方向に移動可能なように設けられていても良い。また、上記した実施の形態では、二流体ノズル１７が廃棄・洗浄用ボックス２２の方向に移動可能となっているが、二流体ノズル１７の先端から噴射された流体が描画対象面に到達可能な描画位置と廃棄・洗浄用ボックス２２に受け止められる非描画位置との間において、二流体ノズル１７と廃棄・洗浄用ボックス２２の少なくともいずれか一方が移動可能なように設けられていても良い。
【００７５】
また、上記した本発明の実施の形態の説明は、本発明に係る自動描画装置における好適な実施の形態を説明しているため、数量や形状、材質などにおいて技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７６】
１    自動描画装置
１７  二流体ノズル
２２  廃棄・洗浄用ボックス（流体収容部）
６１  水性塗料タンク
６２  水性塗料タンク
６３  水性塗料タンク
６４  洗浄水タンク
６５  廃液タンク
６６  ルートセレクタ（選択切替機構）
６７  ポンプ
【図１】
2019181376.tif 000003
【図２】
2019181376.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2019181376.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年2月26日(2019.2.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
描画対象面上を移動しながら該描画対象面に描画するための自動描画装置であって、
水性塗料と圧縮空気の少なくとも二つの流体が供給され、先端から前記描画対象面に向けて供給される圧縮空気に誘引されて水性塗料が噴射されるように構成されている一つの二流体ノズルと、
それぞれ異なる色の水性塗料を貯留する複数の水性塗料タンクと、
前記複数の水性塗料タンクと前記一つの二流体ノズルとの間に設けられ、該複数の水性塗料タンクから選択された一つの水性塗料タンクと前記一つの二流体ノズルとが接続されるように切り替えられる選択切替機構と、
前記選択切替機構により前記一つの二流体ノズルと接続された前記一つ水性塗料タンクに貯留されている水性塗料を前記一つの二流体ノズルに送出するポンプと、
洗浄水を貯留する洗浄水タンクと、
水性塗料の廃液を貯留する廃液タンクと、
を備え、
前記選択切替機構は前記複数の水性塗料タンクと前記洗浄水タンクと前記廃液タンクのいずれか一つのタンクと前記一つの二流体ノズルとが接続されるように切り替えられ、前記ポンプは、前記二流体ノズルと前記水性塗料タンクまたは前記洗浄水タンクとが接続された場合に正回転し、前記二流体ノズルと前記廃液タンクとが接続された場合に逆回転する双方向ポンプであることを特徴とする自動描画装置。
【請求項２】
前記描画対象面に平行な移動平面内において少なくとも互いに直交する二方向に前記二流体ノズルを移動させる移動機構を備えている請求項１に記載の自動描画装置。
【請求項３】
前記二流体ノズルの先端から噴射される流体を収容可能な流体収容部を備え、前記二流体ノズルと前記流体収容部の少なくともいずれか一方は、前記二流体ノズルの先端から噴射された流体が前記描画対象面に到達可能な描画位置と、前記二流体ノズルの先端から噴射された流体が前記流体収容部に受け止められる非描画位置と、の間で移動可能に設けられている請求項１または２に記載の自動描画装置。
【請求項４】
前記流体収容部は、前記非描画位置において前記二流体ノズルの先端に当接する方向に移動可能に設けられている請求項３に記載の自動描画装置。