CN101830180A - 使用了双电层电容器电源的搬运装置 - Google Patents

使用了双电层电容器电源的搬运装置 Download PDF

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Abstract

提供一种能够用简单的结构抑制成本增加，能够减少能量损失、有效利用再生电力的使用了双电层电容器电源的搬运装置。这是一种在移动体(1)上具有电动机(6)及其驱动控制装置(5)、并且具有作为电动机(6)的驱动用电源的双电层电容器(3)，将充电到双电层电容器(3)中的电力提供给驱动控制装置(5)来驱动电动机(6)，通过这样使移动体(1)移动的搬运装置，具备：连接在双电层电容器(3)与驱动控制装置(5)之间、仅从双电层电容器(3)一侧向驱动控制装置(5)一侧动作的单向DC-DC变换器(4)，以及连接在单向DC-DC变换器(4)与驱动控制装置(5)之间的第2双电层电容器(7)。

Description

使用了双电层电容器电源的搬运装置
技术领域
本发明涉及将充电到双电层电容器中的电力提供给驱动控制装置来驱动电动机，从而使移动体移动的使用了双电层电容器电源的搬运装置。
背景技术
目前具有这样一种使用了双电层电容器电源的搬运装置：在作为移动体的自动搬运车上不仅具有驱动驱动轮的电动机及其驱动控制装置，而且具备作为上述电动机的驱动用电源的双电层电容器，从设置在工厂内适当位置的充电站的充电用电源给上述双电层电容器充电，将该电力提供给上述驱动控制装置来驱动上述电动机，通过这样使上述移动体移动(参照例如专利文献1)。
专利文献1中这样的搬运装置由于使用具有非常大的静电容量、快速充放电特性好的双电层电容器作为电动机驱动用电源，因此不仅能够使其轻量化，而且能够利用在装卸货物等作业时自动搬运车停止的时间在短时间完成充电。
[专利文献1]日本特开平7-163016号公报(图1、图4)
[专利文献2]日本特开平9-322314号公报(图1、图4)
在现有技术的使用了双电层电容器电源的搬运装置中，双电层电容器与驱动控制装置之间连接有仅向驱动控制装置一侧动作的单方向DC-DC变换器的一般的结构，在再生运行时由于从电动机返回驱动控制装置一侧的再生电力被上述变换器阻挡，因此驱动控制装置的输入端子之间的电压上升，所以存在构成驱动控制装置或上述变换器的元件损坏这样的问题。
因此采用附加再生阻抗元件将再生电力变换成热能散发掉的方式或者将单向DC-DC变换器换成双向DC-DC变换器将再生电力蓄存到双电层电容器中的方式(参照例如专利文献2的图4)。
并且，还有具备作为再生时的检测机构的电流检测电路、一端连接在双电层电容器及单方向变换器的输入端并且在再生运行时使用的再生电力专用布线、以及在电力运行时和再生运行时切换连接的作为切换机构的切换继电器等，利用再生电力专用线将再生电力直接蓄存到双电层电容器中的方式(参照例如专利文献2的图1)。
但是，将再生电力转换成热能的方式由于不能利用再生电力而浪费掉，因此从节能和防止地球变暖等角度来看存在问题。
并且，利用双向DC-DC变换器将再生电力蓄存到双电层电容器中的方式由于不仅需要2台DC-DC变换器而且控制部分的结构复杂，因此不仅成本高，而且由于在将再生电力蓄存到双电层电容器时经过转换效率为例如80％左右的变换器，因此存在能量损失大的问题。
而且，利用再生电力专用线将再生电力直接蓄存到双电层电容器中的方式由于需要再生时的检测机构、再生电力专用线和切换机构，因此存在成本高的问题。
此外，以往的利用再生电力的方式由于采用在将蓄存到双电层电容器中的再生电力提供给驱动控制装置时必须经过变换器的结构，因此存在能量损失大的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况，想要解决的问题是要提供一种能够用简单的结构抑制成本增加，能够减少能量损失、有效利用再生电力的使用了双电层电容器电源的搬运装置。
为了解决上述问题，本发明的使用了双电层电容器电源的搬运装置，在移动体上具有电动机及其驱动控制装置、并且具有作为上述电动机的驱动用电源的双电层电容器，通过将充电到该双电层电容器中的电力提供给上述驱动控制装置来驱动上述电动机，从而使上述移动体移动，该搬运装置具备：单向DC-DC变换器，连接在上述双电层电容器与上述驱动控制装置之间、仅从上述双电层电容器一侧向上述驱动控制装置一侧动作；连接在该单向DC-DC变换器与上述驱动控制装置之间的第2双电层电容器。
如果采用本发明的使用了双电层电容器电源的搬运装置，由于是在移动体上具有电动机及其驱动控制装置、并且具有作为上述电动机的驱动用电源的双电层电容器，将充电到该双电层电容器中的电力提供给上述驱动控制装置来驱动上述电动机，通过这样使上述移动体移动的使用了双电层电容器电源的搬运装置，并且具备连接在上述双电层电容器与上述驱动控制装置之间、仅从上述双电层电容器一侧向上述驱动控制装置一侧动作的单向DC-DC变换器，连接在该单向DC-DC变换器与上述驱动控制装置之间的第2双电层电容器，因此能够利用位于单向DC-DC变换器下游(输出侧)、驱动控制装置上游(输入一侧)的第2双电层电容器蓄存再生电力，所以蓄存这样的再生电力时不经过变换器，因此能够降低能量损失。
并且，在蓄存再生电力以后的电力运行过程中，首先使用蓄存在第2双电层电容器中的电力，当该电力用完以后，再使用蓄存在单向DC-DC变换器上游一侧(输入侧)的双电层电容器中的电力，由于在这样使用蓄存在第2双电层电容器中的再生电力时不经过变换器，因此能够有效利用蓄存在第2双电层电容器中的再生电力。
附图说明
图1为表示本发明实施形态的使用了双电层电容器电源的搬运装置的整体结构的一例的概略俯视图；
图2为表示对停止到充电站的自动搬运车进行充电的状态的方框图。
附图标记说明
R.规定路径；2A.装载台式升降机(充电站)；2B.卸载台式升降机(充电站)；3.双电层电容器；4.单向DC-DC变换器；5.驱动控制装置；6.电动机；7.第2双电层电容器；8.驱动轮；9.从动轮；10.充电用电源；11.控制装置；12.液压缸；13.充电端子；14.受电端子
具体实施方式
下面根据附图详细说明本发明的实施形态，但本发明并不局限于附图所示的方式，包括满足权利要求范围所记载的条件的所有实施形态。
图1所示本发明实施方式的使用了双电层电容器电源的搬运装置由作为搬运货物的移动体的无人自动搬运车1、1、……，充电站2A、2B，设置在充电站2A、2B的位置上进行货物装卸的图中没有表示的装载台式升降机或卸货台式升降机，以及控制各设备的动作并控制作为恒电流电源的充电用电源10的控制装置11等构成，所述自动搬运车1沿例如由磁性引导带形成的工厂内的规定路径R，一边检测上述引导带的位置；所述充电站2A、2B设置在规定路径R的途中，由充电端子13及充电用电源10等构成。
在设置充电站2A、2B的位置上有装载台式升降机或卸货台式升降机，当自动搬运车1来到这些位置时，自动搬运车1停止并确定位置，用装载台式升降机或卸货台式升降机进行货物装卸作业，利用相当于该作业时间的自动搬运车1停止的时间用充电由电源10对作为驱动用电源的后述双电层电容器3(参照图2)进行充电。
如图2所示，作为移动体的自动搬运车1在其基体上具有：驱动轮8、8和从动轮9、9；驱动驱动轮8、8的电动机6及其驱动控制装置5；作为电动机6的驱动用电源的双电层电容器3；连接在双电层电容器3上、与上述充电端子13接触结合的受电端子14；连接在双电层电容器3和驱动控制装置5之间、仅从双电层电容器3一侧向驱动控制装置5一侧动作的单向DC-DC变换器4；以及连接在单向DC-DC变换器4和驱动控制装置5之间的第2双电层电容器7等。
并且，连接在充电用电源10上的充电端子13能够在由控制装置11控制的液压缸12的作用下向靠近受电端子14的方向及离开受电端子14的方向移动，以便能够与自动搬运车1一侧的受电端子14接触结合并且能够解除该结合。另外，接触结合的充电端子13和受电端子14也可以是一对电气连接的连接器等。
在自动搬运车1停止在充电站2A或2B，像图2所示充电端子13与受电端子14接触结合的状态下，由控制装置11运算发送给充电用电源10的指令值，该指令值发送给充电用电源10，充电电流从充电用电源10经过充电端子13和受电端子14提供给双电层电容器3。
对双电层电容器3充电结束的自动搬运车1用控制装置11控制液压缸(シンリダ)12来解除充电端子13与受电端子14的接触结合，然后将放电电力从双电层电容器3经由单向DC-DC变换器4提供给驱动控制装置5，从而驱动电动机6，并沿规定路径R移动。
并且，在再生运行电动机6时，电动机6成为发电机产生再生电力，但由于该再生电力蓄存在位于单向DC-DC变换器4的下游侧(输出侧)、驱动控制装置5上游侧(输入侧)的第2双电层电容器7中，因此在蓄存这样的再生电力时不经过转换效率为例如80％左右的变换器，因此能够降低能量损失。
另外，由于当不断将再生电力蓄存到第2双电层电容器7时连接第2双电层电容器7的母线的线路之间的电压逐渐上升，当该电压上升大时，有可能破坏元件，因此有必要根据搬运装置的再生能量决定第2双电层电容器7的静电容量等规格参数，使上述电压上升在设定值以下。
而且，在蓄存再生电力后的电力运行时，首先使用蓄存在第2双电层电容器7中的电力，当第2双电层电容器7的电压降低到单向DC-DC变换器的输出电压值时，使用蓄存在单向DC-DC变换器上游侧(输入侧)的双电层电容器3中的电力，在这样使用蓄存在第2双电层电容器7中的再生电力时，由于不经过变换效率为例如80％左右的变换器，因此能够有效地利用蓄存在第2双电层电容器7中的再生电力。
并且，由于蓄存再生电力的第2双电层电容器7的额定电压比双电层电容器3的额定电压小，只要是其蓄电能量为蓄存再生电力的电容量就可以，因此能够抑制成本的增加。
虽然在以上的说明中说明了使用了双电层电容器电源的搬运装置采用使作为移动体的自动搬运车1、1、……沿引导带移动的结构时的情况，但使用了双电层电容器电源的搬运装置也可以是使移动体沿导轨升降的升降装置等。即，使用了双电层电容器电源的搬运装置也可以是：在移动体上具备电动机及其驱动控制装置、并且具备作为电动机的驱动用电源的双电层电容器，将充电到该双电层电容器中的电力提供给上述驱动控制装置驱动上述电动机，通过这样使上述移动体移动的装置。

Claims (1)

1.一种使用了双电层电容器电源的搬运装置，在移动体上具有电动机及其驱动控制装置、并且具有作为上述电动机的驱动用电源的双电层电容器，将对该双电层电容器进行了充电的电力提供给上述驱动控制装置来驱动上述电动机，从而使上述移动体移动，其特征在于，具备：
单向DC-DC变换器，连接在上述双电层电容器与上述驱动控制装置之间、仅从上述双电层电容器一侧向上述驱动控制装置一侧动作；
第2双电层电容器，连接在该单向DC-DC变换器与上述驱动控制装置之间。
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