CN113364074A - 充电用移动装置以及充电*** - Google Patents

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Abstract

提供充电用移动装置以及充电***，能够不中断行驶地对行驶机器人的电池进行充电。充电辅助车辆(50)基于清扫机器人(20)的位置信息跟踪清扫机器人(20)，在行驶状态下与清扫机器人(20)对接，从而在行驶的同时对清扫机器人(20)的电池(24)进行充电。

Description

充电用移动装置以及充电***
技术领域
本发明涉及对电动行驶体的电池进行充电的能够自主行驶的充电用移动装置以及充电***。
背景技术
以往，已知有通过电池驱动而自主行驶的类型的行驶机器人(电动行驶体)。例如，在地面等被清扫面上自主行驶并进行清扫的清扫机器人、在工厂等设施内搬运货物等的搬运机器人、在夜间的设施内行驶并进行警备的警备机器人等功能机器人正在实用化。这种行驶机器人通过从内置的电池供给的电力进行驱动。因此，当所述电池的剩余量(蓄电量)下降时，需要对所述电池进行充电。
已知有具有对所述行驶机器人的电池进行充电的充电装置的充电站(参照专利文献1)。例如，所述行驶机器人在电池的剩余量变少时自动地移动到充电站，与充电站的供电端子自动地连接，对电池进行充电。
专利文献1：日本特开2006-231448号公报
发明内容
但是，现有的充电方式是当行驶机器人的电池的剩余量减少时，行驶机器人中断本来目的的作业，返回到充电站，充电站对行驶机器人供电的方式。因此，行驶机器人为了充电必须返回充电站，浪费返回时间、充电时间、从充电完成到返回到中断位置的时间，在此期间不能进行原来的作业，作业效率差。
本发明的目的在于提供能够不中断行驶地对电动行驶体的电池进行充电的充电用移动装置以及充电***。
(1)本发明的一个方面的充电用移动装置构成为对电动行驶体的电池进行充电并且能够自主行驶。所述充电用移动装置具有搭载供电用电池的车辆主体，在接收到对行驶中的所述电动行驶体的电池供电请求的情况下，从预先确定的待机位置启动，一边搜索所述电动行驶体一边行驶，在发现所述电动行驶体的情况下，接近所述电动行驶体直到能够从所述供电用电池向所述电动行驶体的电池供电的供电位置，使所述车辆主体维持在所述供电位置，在所述供电位置，从所述供电用电池向所述电动行驶体的电池供电。
由于这样构成，因此所述充电用移动装置能够对行驶中的所述电动行驶体进行充电。由此，所述电动行驶能够不中断行驶而继续行驶。
(2)本发明的充电用移动装置还具有：第1控制部，其根据能够确定所述电动行驶体的位置的位置确定信息跟踪所述电动行驶体；距离检测部，其通过向前方输出测定光来检测所述电动行驶体与所述车辆主体之间的距离；第2控制部，其在根据所述距离检测部的检测结果判定为所述车辆主体的位置为所述供电位置的情况下，将所述车辆主体维持在所述供电位置；以及第3控制部，其在所述供电位置开始从所述供电用电池向所述电动行驶体的电池的供电。
由于这样构成，因此能够具体地实现对行驶中的所述电动行驶体的电池的充电。
(3)在本发明的充电用移动装置中，所述第2控制部控制所述车辆主体的行驶，使得在所述电动行驶体处于行驶中的情况下，维持所述供电位置。
根据该结构，能够在所述供电位置稳定地进行充电。
(4)在本发明的充电用移动装置中，所述第1控制部根据与所述电池供电请求一起从所述电动行驶体作为所述位置确定信息而接收到的所述电动行驶体的位置信息，跟踪所述电动行驶体。
根据该结构，所述充电用移动装置能够准确且迅速地到达所述电动行驶体的位置，能够快速地实施对电池的充电。
(5)在本发明的充电用移动装置中，所述车辆主体具有与所述供电用电池连接的供电连接部。另外，所述电动行驶体具有与所述电动行驶体的电池连接的受电连接部。在该情况下，所述供电位置是所述供电连接部与所述受电连接部电连接的位置。
(6)在本发明的充电用移动装置中，所述车辆主体具有与所述供电用电池连接的无线供电部。此外，所述电动行驶体具有与所述电动行驶体的电池连接的无线受电部。在这种情况下，所述供电位置是能够基于非接触充电方式从所述无线供电部向所述无线受电部充电的位置。
(7)本发明的其他方面的充电***是从搭载供电用电池的能够自主行驶的充电用移动装置对电动行驶体的电池进行充电的充电***。在所述充电***中，所述电动行驶体具有请求发送部，该请求发送部在所述电动行驶体的电池的剩余量小于规定的阈值的情况下发送电池供电请求。另外，所述充电用移动装置具有：第1控制部，其根据能够确定所述电动行驶体的位置的位置确定信息跟踪所述电动行驶体；距离检测部，其通过向前方输出测定光来检测所述电动行驶体与所述充电用移动装置之间的距离；第2控制部，其在根据所述距离检测部的检测结果判定为所述充电用移动装置的位置是能够从所述供电用电池向所述电动行驶体的电池供电的供电位置的情况下，将所述充电用移动装置维持在所述供电位置；以及第3控制部，其在所述供电位置开始从所述供电用电池向所述电动行驶体的电池的供电。
根据本发明，能够不中断行驶地对行驶机器人的电池进行充电。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的充电***的结构的图。
图2是示出本发明的实施方式的清扫机器人的前方侧的外观的立体图。
图3是示出本发明的实施方式的清扫机器人的内部结构的示意图。
图4是示出本发明的实施方式的清扫机器人的后方侧的外观的立体图。
图5是示出本发明的实施方式的充电辅助车辆的前方侧的外观的立体图。
图6是本发明的实施方式的充电辅助车辆的侧视图。
图7是示出本发明的实施方式的充电***的结构的框图。
图8是示出由清扫机器人的控制部执行的充电请求处理步骤的一例的流程图。
图9是示出由服务器装置的控制部执行的中继处理的步骤的一例的流程图。
图10是示出由充电辅助车辆的控制部执行的跟踪充电处理的步骤的一例的流程图。
图11是示出充电辅助车辆和清扫机器人之间的位置关系的图。
图12是示出充电辅助车辆连接到清扫机器人的状态的图。
图13是示出充电辅助车辆处于能够对清扫机器人进行无线充电的位置的状态的图。
标号说明
10：管理服务器；11：控制部；20：清扫机器人；21：主体部；22：行驶部；23：电机；24：电池；32：充电连接部；33：控制部；41：前激光传感器；42：声呐传感器；43：侧激光传感器；50：充电辅助车辆；51：车辆主体；52：电池；53：供电连接部；54：控制部；56：激光传感器；57：开关部；61：充电连接部；73：无线供电部；74：无线受电部；100：充电***；331：行驶控制部；332：剩余量检测部；333：充电请求发送部；541：行驶控制部；542：剩余量检测部；543：位置判定部；544：供电控制部。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，以下的实施方式是将本发明具体化的一例，并不限定本发明的技术范围。
[充电***100]
如图1所示，本发明的实施方式的充电***100(本发明的充电***的一例)包含管理服务器10、清扫机器人20(本发明的电动行驶体的一例)以及用于对清扫机器人20充电的充电辅助车辆50(本发明的充电用移动装置的一例)。充电***100例如被导入清扫机器人20进行清扫作业的设施。
清扫机器人20是通过自主行驶在机场、车站、购物中心等设施中的大厅的地面上移动的自主行驶类型的清扫装置(自主行驶装置)，也被称为移动机器人。清扫机器人20在内部搭载有电池24(参照图3)，通过电池24的电力进行驱动。该清扫机器人20是由充电辅助车辆50进行的充电的对象(充电对象)。
清扫机器人20一边通过自主行驶在地面上向前方移动，一边吸起地面的灰尘、尘埃等垃圾类，通过过滤器分离垃圾类，将它们收集到收集箱26(参照图4)。清扫机器人20基于预先输入的行驶路线、清扫区域图、清扫时间段(时间表)、为了充电而返回的返回位置等各种清扫信息，一边在地面上向前方行驶一边自动地进行清扫。当然，清扫机器人20不限于沿着所述行驶路线行驶，例如也可以一边分析设置在前面的照相机49的影像一边避开障碍物地在所述清扫区域内行驶。
此外，设施中的清扫机器人20的台数可以是1台，也可以是多台。在图1中，作为一例，示出了一台清扫机器人20。此外，在多个电动行驶体被配置在设施中的情况下，多个电动行驶体不必全是清扫机器人20，只要至少是充电辅助车辆50的充电对象即可。因此，所述多个电动行驶体可以分别具有不同的功能。
此外，清扫机器人20仅是本发明的电动行驶体的一例，本发明不限于例如清扫室内的地面的清扫装置，也可以是在室外的步行路或车道路等路面上自主地行驶的同时进行清扫的清扫装置。或者，不具有清扫功能而用于实现其他用途或功能的自主行驶型的移动机器人，例如能够自主行驶的警备机器人、护理机器人、搬运货物的搬运机器人、一边播报各种引导一边行驶的引导机器人等自主行驶装置也是本发明的电动行驶体的一例。
管理服务器10例如配置在清扫机器人20进行作业的设施中的管理室或事物室等中。管理服务器10管理清扫机器人20进行作业的清扫区域、所述清扫区域图上的行驶路线等信息，进而将清扫机器人20的清扫作业工序、清扫作业的时间表、包含清扫机器人20执行的行动的行动历史、清扫机器人20的电池24的充电历史、清扫区域的清扫所花费的清扫时间等信息存储在存储装置(未图示)中并进行管理。
此外，管理服务器10还承担作为中继服务器的作用，该中继服务器对在清扫机器人20和充电辅助车辆50之间进行的信息、信号的发送和接收进行中继。管理服务器10可以经由设置在设施中的有线LAN或无线LAN等通信网N1与清扫机器人20和充电辅助车辆50通信。
管理服务器10例如是个人计算机等服务器装置。管理服务器10包含具有CPU、ROM和RAM等控制设备的控制部11(参照图7)，控制部11执行中继处理，该中继处理对在清扫机器人20和充电辅助车辆50之间进行的信息、信号进行中继。此外，管理服务器10不一定需要设置在所述设施中，例如也可以是经由通信网N1或其他通信网设置在外部设施中的服务器装置，或者也可以是云服务器。另外，管理服务器10不限于服务器装置，例如也可以是平板终端那样的信息处理装置。
另外，在本实施方式中，例示了管理服务器10执行所述中继处理的处理例，但是例如即使是清扫机器人20与充电辅助车辆50直接通信来发送和接收信息、信号的处理例，也能够应用本发明。
充电辅助车辆50用于对清扫机器人20所搭载的电池24(参照图3)进行充电，是能够自主行驶的自主行驶装置。充电辅助车辆50配置于配置有清扫机器人20的设施中，通过自主行驶而在设施的地面上移动。在充电辅助车辆50中搭载有大容量的电池52(参照图5)。电池52储存用于对清扫机器人20进行充电的电力以及用于对充电辅助车辆50的驱动用的电机55(参照图7)进行驱动的电力。
但是，清扫机器人20的以往的充电方式是如下方式：当清扫机器人20的电池24的剩余量减少时，清扫机器人20中断清扫作业，返回到用于对清扫机器人20进行充电的充电站，在所述充电站向清扫机器人20供电。因此，清扫机器人20必须返回充电站以进行充电，浪费返回时间、充电时间以及从充电完成到中断位置的返回时间，并且在该期间，不能进行清扫作业。
另一方面，本实施方式的充电辅助车辆50构成为基于清扫机器人20的位置信息来跟踪清扫机器人20，在行驶状态中与清扫机器人20对接，由此，能够一边行驶一边对清扫机器人20的电池24进行充电。因此，清扫机器人20不会中断清扫作业，从而提高清扫作业的作业效率。下面将详细说明清扫机器人20和充电辅助车辆50的结构。
[清扫机器人20]
图2是示出本发明的实施方式的自主行驶型的清扫机器人20的前方侧的外观的立体图，图3是示出清扫机器人20的内部结构的示意图。在以下的说明中，使用各图所示的上下方向D1、前后方向D2、左右方向D3。
如图4所示，清扫机器人20包含主体部21和设置于主体部21的各功能部。具体而言，在主体部21设置有行驶部22、电机23、电池24、吸气单元25、收集箱26、支承保持架27、吸气嘴28、操作部30、显示面板31、充电连接部32(本发明的受电连接部的一例)以及控制部33等。此外，清扫机器人20包含与控制部33连接的前激光传感器41、声呐传感器42、侧激光传感器43、通信部44、存储部45以及GPS接收部46等。
如图4所示，主体部21包含构成清扫机器人20的外装的壳体、设置在该壳体内的支承框架、底盘等。在主体部21的下部设置有行驶部22。行驶部22在维持清扫机器人20的行驶姿势的同时将行进方向的搬运力传递到地面，其包含行驶用的一对车轮221和四个脚轮222。一对车轮221各自的旋转轴经由减速齿轮等传递机构与电机23的输出轴连结。因此，当通过控制部33驱动电机23并将其旋转驱动力从所述输出轴输出时，电机23的旋转驱动力被传递到车轮221。因此，清扫机器人20向与电机23的旋转方向对应的方向行驶。
吸气单元25具有多个吸气风扇251。当驱动吸气风扇251时，从吸气嘴28吸入的空气通过柔性软管34、吸气单元25的内部、排气管(未图示)向外部排出。
电池24设置在主体部21的中心部。电池24向电机23和吸气风扇251供给驱动用的电力。
图4是示出清扫机器人20的后方侧的外观的立体图。如图3以及图4所示，收集箱26设置在主体部21的背面。在主体部21的背面设置有支承保持架27，该支承保持架27用于覆盖该背面并且可装卸地支承收集箱26。在支承保持架27的左右方向D3(宽度方向)的中央形成有沿上下方向D1延伸的凹部271，在该凹部271中可装卸地安装有收集箱26。
另外，如图4所示，在支承保持架27的下部设置有吸气嘴28。在吸气嘴28以能够旋转的方式设置有一对旋转刷36(36A、36B)。旋转刷36通过从电机(未图示)传递旋转驱动力而旋转。在清扫机器人20行驶时，若所述电机被控制部33驱动，则旋转刷36旋转，地面的垃圾类被良好地回收。
操作部30设置在主体部21的背面的上部。操作部30是由操作者进行操作的装置，例如是具有能够进行触摸操作的触摸面板的终端装置。可以从操作部30输入对清扫机器人20登记的各种所述清扫信息(行驶路线、清扫区域图、清扫时间段、返回位置等信息)。所输入的所述清扫信息被传送并存储在控制部33所具有的RAM或存储装置(未图示)中，用于基于控制部33的行驶控制。
如图4所示，充电连接部32设置在清扫机器人20的背面。充电连接部32在对电池24充电时使用，并且在充电时连结到充电辅助车辆50或清扫机器人20用的充电站(未图示)。在本实施方式中，充电连接部32设置在支承保持架27的背面27A。在背面27A上，充电连接部32设置在凹部271的右侧(从背面27A观察时的左侧)。在支承保持架27的背面27A形成有凹部272，在该凹部272设置有充电连接部32。
充电连接部32具有与充电辅助车辆50所具有的三个供电端子531连接的三个受电端子321。三个受电端子321是所谓的接触端子，沿着上下方向D1纵向排列配置。
如图2所示，前激光传感器41和声呐传感器42设置在清扫机器人20的正面上。
前激光传感器41是用于在前方行驶时检测前方侧有无障碍物的传感器。前激光传感器41设置在形成于主体部21的正面的下部的沿宽度方向延伸的槽部275。前激光传感器41配置在槽部275的内部的中央。前激光传感器41是一边使激光向前方沿水平方向扫描一边测定到检测对象物的距离的二维扫描型的传感器，也被称为侧域传感器或激光范围扫描仪。通过前激光传感器41取得前方侧的水平方向的二维数据。前激光传感器41具有激光发送元件、驱动激光发送元件的激光驱动器、受光元件、将受光元件的输出转换为数字信号的受光处理电路等。
前激光传感器41与控制部33连接，由控制部33控制。前激光传感器41朝向前方在宽度方向(水平方向)上在规定的扫描角的范围内扫描脉冲状的激光。所述扫描角例如为120°。当前激光传感器41接受到由测定区域内的检测对象物反射而返回来的脉冲波时，控制部33测定直到所述脉冲波返回来为止的时间，并基于该测定值计算距各扫描位置中的物体的距离。由此，控制部33能够掌握距存在于清扫机器人20的正面侧(行进方向侧)的物体的距离、位置、该物体的宽度方向上的形状、尺寸。
声呐传感器42设置在显示面板31的下侧。在主体部21的正面的宽度方向的两端部分别设置有声呐传感器42。声呐传感器42与控制部33连接，由控制部33控制。声呐传感器42使用声波来检测有无物体，根据该声波被物体反射回来为止的时间来测定与该物体的距离。
如图2所示，在主体部21的两侧面分别设置有侧激光传感器43。即，在主体部21设置有一对侧激光传感器43。各侧激光传感器43具有测定到存在于后方的对象物的距离的距离检测装置的作用和取得到清扫机器人20的前方、下方以及后方的测定区域的二维数据的二维数据检测装置的作用。各侧激光传感器43通过向清扫机器人20的后方射出激光，来测定到存在于后方的对象物的距离。此外，各侧激光传感器43通过朝向到清扫机器人20的前方、下方以及后方的所述测定区域扫描激光，来取得所述测定区域的二维数据。
侧激光传感器43与前激光传感器41大致同样地构成，具有激光发送元件、驱动激光发送元件的激光驱动器、受光元件、将受光元件的输出转换为数字信号的受光处理电路等。侧激光传感器43与控制部33连接，由控制部33控制。
通信部44将清扫机器人20无线地连接到通信网N1，并且经由通信网N1在与管理服务器10和充电辅助车辆50之间执行基于规定的通信协议的数据通信。
存储部45是存储各种信息的闪存等非易失性存储介质或存储装置。例如，在存储部45中存储有一个或多个控制程序，该控制程序用于使控制部33执行在清扫机器人20中执行的后述的充电请求处理(参照图8)等所需的各种处理。例如，所述控制程序非暂时地记录在计算机可读取的记录介质或云存储器等存储装置中，从所述存储装置读出并被存储在存储部45中。
GPS接收部46是接收基于GPS的位置信息的接收天线。GPS接收部46接收清扫机器人20的行驶中的当前位置。接收到的位置信息用于由控制部33执行的各种处理。
控制部33设置在主体部21的上部。控制部33控制清扫机器人20的各部的动作，例如控制清扫机器人20的前进后退的行驶或转弯、向清扫机器人20用的充电站(未图示)的返回、吸气单元25的吸气风扇251的驱动、显示面板31的画面显示等。控制部33例如具有CPU、ROM以及RAM等控制设备。
所述CPU是执行各种运算处理的处理器。所述ROM是预先存储用于使所述CPU执行各种处理的BIOS和OS等控制程序的非易失性存储器。所述RAM是存储各种信息的易失性或非易失性的存储器，作为所述CPU执行的各种处理的暂时存储器(作业区域)使用。控制部33通过由所述CPU执行预先存储在所述ROM或存储部45中的各种控制程序，来执行后述的充电请求处理(参照图8)，另外，控制清扫机器人20的行驶和转弯、向所述充电站的返回、吸气风扇251的驱动、显示面板31的画面显示等。
图7示出控制部33的结构。如图7所示，控制部33包含行驶控制部331、剩余量检测部332、充电请求发送部333等各种处理部。控制部33通过所述CPU执行基于所述控制程序的各种运算处理而作为所述各种处理部发挥功能。控制器33或所述CPU是执行所述控制程序的处理器的一例。另外，控制部33所包含的一部分或全部的处理部也可以由电子电路构成。另外，所述控制程序也可以是用于使多个处理器作为所述各种处理部发挥功能的程序。
行驶控制部331根据登记在清扫机器人20中的各种清扫信息(行驶路线、清扫区域图、清扫时间段、返回位置信息等信息)来控制清扫机器人20的行驶。即，行驶控制部331通过控制各电机23的驱动来控制清扫机器人20的前进行驶、后退行驶、转弯等。
剩余量检测部332通过测定电池24中剩余的能量容量来测定电池24的剩余量。例如，剩余量检测部332根据公知的电压测定方式，测定电池24内的电池单元的端子电压，求出其剩余量。当然，所述剩余量的测定方法不限于所述电压测定方式。所测定的剩余量用于由控制部33执行的各种处理。
充电请求发送部333在由剩余量检测部332测定出的电池剩余量小于预先确定的下限基准值(阈值)的情况下，判定为电池剩余量变少，向管理服务器10发送充电请求(本发明的电池供电请求的一例)。此外，充电请求发送部333将清扫机器人20的当前位置信息与所述充电请求一起发送到管理服务器10。管理服务器10当接收到所述充电请求、所述位置信息时，将所述充电请求和所述位置信息传送到充电辅助车辆50。即，充电请求发送部333经由管理服务器10向充电辅助车辆50发送所述充电请求、所述位置信息。另外，充电请求发送部333也可以直接向充电辅助车辆50发送所述充电请求、所述位置信息。
[充电辅助车辆50]
图5是示出本发明的实施方式的自主行驶型的充电辅助车辆50的前方侧的外观的立体图，图6是充电辅助车辆50的侧视图。图7是示出充电辅助车辆50的结构的图。
在本实施方式中，当充电辅助车辆50接收到对于行驶中的清扫机器人20的电池供电请求时，例如从规定的待机站(未图示)启动，一边搜索清扫机器人20一边行驶，当发现清扫机器人20时，充电辅助车辆50接近清扫机器人20直到能够从所搭载的电池52向清扫机器人20的电池24供电的供电位置，然后以维持该位置的方式行驶并且从电池52向电池24供电。
具体而言，如图5所示，充电辅助车辆50具有车辆主体51(本发明的车辆主体的一例)、供电用的电池52(本发明的供电用电池的一例)、供电连接部53(本发明的供电连接部的一例)、充电连接部61以及控制部54(参见图7)。此外，如图7所示，充电辅助车辆50具有与控制部54连接的电机55、激光传感器56(本发明的距离检测部的一例)、开关部57、通信部58、存储部59、GPS接收部60等。
在车辆主体51设置有行驶用的四个车轮511。四个车轮511各自的旋转轴通过减速齿轮等传递机构与电机55的输出轴连结。因此，当通过控制部54驱动电机55，将该旋转驱动力从所述输出轴输出时，电机55的旋转驱动力被传递到车轮511。由此，充电辅助车辆50向与电机55的旋转方向对应的方向行驶。
在车辆主体51搭载有电池52。电池52设置在车辆主体51的前后方向D2的中央附近。电池52是比清扫机器人20的电池24的容量足够大的大容量的电池，储存有用于对清扫机器人20的电池24进行充电的电力以及用于对充电辅助车辆50的驱动用的电机55(参照图7)进行驱动的电力。
供电连接部53设置在车辆主体51的前表面51A。供电连接部53从车辆主体51的内部经由开口512向前表面51A的外侧突出。供电连接部53以能够沿前表面51A的宽度方向滑动移动的方式支承在车辆主体51的内部。
供电连接部53具有与清扫机器人20的充电连接部32的各受电端子321(参照图3)连接的电力供给用的供电端子531。三个受电端子321是所谓的接触端子。在本实施方式中，供电连接部53具有与三个受电端子321分别一一对应的三个供电端子531。
供电连接部53具有用于保持供电端子531的保持部532。保持部532形成为在前后方向D2上较长的长方体形状，从开口512向外侧突出。在保持部532的突出方向的端部(突出端部)形成有具有底面534的凹部533。三个供电端子531以从底面534向外侧(前方)垂直地突出的方式设置在底面534。在底面534，三个供电端子531沿着上下方向D1纵向排列配置。另外，各供电端子531的突出长度被规定为不从凹部533向外侧突出的长度。
在本实施方式中，供电连接部53配置在与清扫机器人20的充电连接部32相同高度的位置。由此，在充电辅助车辆50与清扫机器人20对接的情况下，供电连接部53的各供电端子531能够与充电连接部32的各受电端子321连接。
激光传感器56设置在车辆主体51的前表面51A。激光传感器56是用于检测行驶时在前方侧行驶的清扫机器人20的传感器。激光传感器56是与前激光传感器41相同结构的传感器，是一边使作为测定光的激光朝向前方在水平方向上扫描，一边测定距检测对象物的距离的二维扫描型的传感器。通过激光传感器56取得距前方侧的对象物的距离、水平方向的二维数据作为检测结果。激光传感器56与控制部54连接，由控制部54控制。当激光传感器56接受到由测定区域内的检测对象物反射而返回来的脉冲波时，控制部54测定直到所述脉冲波返回来为止的时间，并根据该测定值计算距各扫描位置的对象物的距离。由此，控制部54能够掌握距存在于充电辅助车辆50的正面侧(行进方向侧)的物体的距离、位置，此外，可以基于该物体在宽度方向上的形状、尺寸来判定该物体是否是清扫机器人20。
如图6所示，充电连接部61设置在车辆主体51的背面51B。充电连接部61在电池52的充电时使用，与充电辅助车辆50用的充电站(未图示)连结。充电连接部61是与清扫机器人20所具有的充电连接部32相同的结构，并且具有与充电辅助车辆50用的充电站所具有的三个供电端子连接的三个受电端子。
开关部57设置在车辆主体51的内部。开关部57设置在连接电池52的接触端子521和供电连接部53的布线上。开关部57在被输入来自控制部54的驱动信号时动作，使基于所述布线的充电路径导通，在失去所述驱动信号时切断所述充电路径。
通信部58将充电辅助车辆50无线地连接到通信网N1，并且经由通信网N1在与管理服务器10和清扫机器人20之间执行基于规定的通信协议的数据通信。
存储部59是存储各种信息的闪存等非易失性存储介质或存储装置。例如，在存储部29中存储有用于使控制部54执行后述的跟踪充电处理(参照图10)等所需的各种处理的一个或多个控制程序等。例如，所述控制程序非暂时地记录在计算机可读取的记录介质或云存储器等存储装置中，从所述存储装置读出并存储在存储部59中。
另外，在存储部59中存储有在充电辅助车辆50中执行的跟踪充电处理(参照图10)等中使用的跟踪信息、充电辅助车辆50的待机位置的位置信息、其他各种信息。所述待机位置是充电辅助车辆50用的充电站的位置。所述跟踪信息是本发明的位置确定信息的一例，是为了跟踪在设施内行驶的清扫机器人20所需要的信息。例如，所述跟踪信息包含作为清扫时的行驶所需的信息而登记在清扫机器人20中的所述行驶路线、所述清扫区域地图以及根据需要而输入到充电辅助车辆50的清扫机器人20的基于GPS的位置信息等。另外，所述跟踪信息可以包含所述行驶路线、所述清扫区域图、所述位置信息的全部或者也可以是任意一个或多个。
GPS接收部60是接收基于GPS的位置信息的接收天线。GPS接收部60接收充电辅助车辆50的行驶中的当前位置。接收到的位置信息用于由控制部54执行的各种处理。
控制部54控制充电辅助车辆50的各部的动作，例如控制充电辅助车辆50的前进后退的行驶和转弯、从充电辅助车辆50用的充电站(未图示)的启动、向该充电站的返回等。控制部54例如具有CPU、ROM以及RAM等控制设备。
所述CPU是执行各种运算处理的处理器。所述ROM是预先存储用于使所述CPU执行各种处理的BIOS和OS等控制程序的非易失性存储器。所述RAM是存储各种信息的易失性或非易失性的存储器，作为所述CPU执行的各种处理的暂时存储器(作业区域)使用。控制部54通过由所述CPU执行预先存储在所述ROM或存储部59中的各种控制程序，来执行后述的跟踪充电处理(参照图10)，另外，控制充电辅助车辆50的行驶和转弯、从充电辅助车辆50用的充电站的启动、向该充电站的返回等。
图7示出控制部54的结构。如图7所示，控制部54包含行驶控制部541、剩余量检测部542、位置判定部543、供电控制部544等各种处理部。行驶控制部541是本发明的第1控制部以及第2控制部的一例。另外，供电控制部544是本发明的第3控制部的一例。控制部54通过所述CPU执行基于所述控制程序的各种运算处理而作为所述各种处理部发挥功能。控制器54或所述CPU是执行所述控制程序的处理器的一例。另外，行驶控制部541作为本发明的第1控制部以及第2控制部的一例而进行说明，但对应于所述第1控制部的行驶控制以及对应于所述第2控制部的行驶控制也可以分别通过独立的处理部来实现。此外，控制部54中包含的一部分或全部的处理部也可以由电子电路构成。另外，所述控制程序也可以是用于使多个处理器作为所述各种处理部发挥功能的程序。
行驶控制部541作为本发明的第1控制部，基于存储在存储部59中的所述跟踪信息，执行控制(跟踪行驶控制)，该控制对在设施内进行清扫作业的行驶中的清扫机器人20进行跟踪。
例如，行驶控制部541在取得由充电请求发送部333发送的清扫机器人20的位置信息时，基于该位置信息来跟踪清扫机器人20。详细地说，行驶控制部541参照所述行驶路线，求出从充电辅助车辆50的所述待机位置到由所述位置信息确定的位置的所述行驶路线上的最短路线，以沿着该最短路线的方式控制充电辅助车辆50的行驶。另外，行驶控制部541在取得了清扫机器人20的行进方向(行驶方向)的信息的情况下，不仅考虑所述位置信息，还考虑所述行进方向来求出所述最短路线。
另外，在从充电请求发送部333继续发送来位置信息的情况下，行驶控制部541进行控制使得充电辅助车辆50向最后取得的位置信息表示的位置行驶。
另外，行驶控制部541在基于所述跟踪行驶控制的充电辅助车辆50的行驶中，在根据激光传感器56的所述二维数据捕捉到清扫机器人20的情况下，将所述跟踪行驶控制切换为追随行驶控制。在所述追随行驶控制中，行驶控制部541基于由激光传感器56测定的距离、位置来控制充电辅助车辆50的行驶，以使其追随清扫机器人20。
此外，当向清扫机器人20的充电完成时，行驶控制部541基于启动之前的所述待机位置的位置信息来控制(返回行驶控制)充电辅助车辆50的行驶，以返回到所述待机位置。另外，当充电辅助车辆50返回到所述待机位置时，与所述充电站连接，电池52被充电。
另外，本实施方式例示出了取得清扫机器人20的所述位置信息并基于该位置信息跟踪清扫机器人20的行驶控制，但是基于行驶控制部541的行驶控制不限于所述例。例如，也可以是，在没有所述位置信息的情况下，行驶控制部541进行控制，使得一边由激光传感器56扫描前方一边使充电辅助车辆50沿着所述行驶路线行驶。当在该行驶中捕捉到清扫机器人20时，行驶控制部541进行所述追随行驶控制。
剩余量检测部542通过测定电池52中剩余的能量容量来测定电池52的剩余量。所测定的剩余量用于由控制部54执行的各种处理。
位置判定部543基于由激光传感器56测定的距离来判定充电辅助车辆50是否处于可充电位置(本发明的供电位置的一例)。这里，所述可充电位置是能够从供电用的电池52向清扫机器人20的电池24供电的位置，具体而言，是充电辅助车辆50的供电连接部53(参照图5)和清扫机器人20的充电连接部32(图4)能够以可供电的方式连接的位置。所述可充电位置处的充电辅助车辆50和清扫机器人20之间的距离、位置关系的信息被预先存储在充电辅助车辆50的存储部59中，位置判定部543也使用这些信息来判定是否处于所述可充电位置。
在本实施方式中，当通过位置判定部543判定为充电辅助车辆50处于所述可充电位置时，行驶控制部541作为本发明的第1控制部，控制充电辅助车辆50的行驶以维持所述可充电位置。例如，行驶控制部541通过在追随清扫机器人20的同时使充电辅助车辆50的速度与清扫机器人20的行驶速度同步来控制充电辅助车辆50的行驶(同步行驶控制)。
供电控制部544在所述同步行驶控制中，在所述可供电位置开始从供电用的电池52向清扫机器人20的电池24供电。具体而言，供电控制部544通过向开关部57输入驱动信号来使开关部57的触点动作，从而使所述充电路径导通。由此，从供电连接部53向充电连接部32(图4)供给的电力向电池52供给，对电池52进行充电。
[充电请求处理]
以下，参照图8的流程图说明由清扫机器人20的控制部33执行的充电请求处理的步骤的一例。所述充电请求处理通过控制部33执行存储在存储部45中的控制程序而开始。另外，也可以适当省略所述充电请求处理所包含的一个或多个步骤。另外，关于所述充电请求处理中的各步骤，在产生同样的作用效果的范围内，执行顺序可以不同。
另外，以下，对清扫机器人20在设施内处于清扫中(行驶中)的情况进行说明。
在步骤S11中，控制部33判定清扫机器人20的电池24的剩余量(蓄电量)是否小于所述下限基准值。当在步骤S11中判定为所述剩余量小于所述下限基准值时，判定为电池24的剩余量残留变少，控制部33向管理服务器10发送充电请求(S12)。此外，控制部33将清扫机器人20的基于GPS的位置信息发送到管理服务器10(S13)。另外，此时，控制器33可以将清扫机器人20的行进方向与所述位置信息一起发送。
在接下来的步骤S14中，控制部33判定是否接收到表示能够实现基于充电辅助车辆50的充电辅助的可充电通知(响应通知)。当在步骤S14中没有接收到所述响应通知时，在接下来的步骤S15中，判定是否接收到表示无法实现基于充电辅助车辆50的充电辅助的不可充电通知(响应通知)。这里，所述可充电通知和所述不可充电通知在稍后说明的跟踪充电处理中从充电辅助车辆50发送到清扫机器人20。另外，控制部33在步骤S14或S15中待机，直到接收到所述可充电通知或所述不可充电通知。
当在步骤S15中接收到所述不可充电通知时，控制部33控制清扫机器人20，使得清扫机器人20返回到规定的充电站(S16)。此后，将返回状态信息作为清扫机器人20的行动状态发送到管理服务器10(S17)，所述充电请求处理结束。另外，管理服务器10在接收到所述返回状态信息时，将该信息登记在清扫机器人20的所述行动历史中并进行管理。
另一方面，当在步骤S14中接收到所述响应通知时，控制部33在行驶中向充电辅助车辆50连续地发送清扫机器人20的位置信息(S18)。然后，控制部33将作业继续状态信息作为清扫机器人20的行动状态发送到管理服务器10(S19)。此外，管理服务器10在接收到所述作业继续状态信息时，将该信息登记在清扫机器人20的所述行动历史中并进行管理。
在接下来的步骤S20中，控制部33判定供电连接部53是否与充电连接部32连接。具体而言，控制部33在确认了充电连接部32的受电端子321与供电连接部53的供电端子531的导通的情况下，判定为充电连接部32与供电连接部53电连接。在未在一定时间内确认步骤S20的连接而超时的情况下，所述充电请求处理结束。
当在步骤S20中判定为供电连接部53已连接于充电连接部32时，之后，控制部33判定电池24的蓄电量是否已满(S21)。然后，在判定为电池24的蓄电量已满的情况下，控制部33将表示该情况的充满电通知发送到充电辅助车辆50(S23)。然后，控制部33向管理服务器10发送充电结束通知和表示电池24的蓄电量的充电等级(S24)，所述充电请求处理结束。
另一方面，当在电池24被充满电之前接收到充电中断通知的情况下(S22：“是”)，控制部33在步骤S24中将所述充电结束通知和表示当前时刻的电池24的蓄电量的充电等级发送到管理服务器10。然后，所述充电请求处理结束。这里，当充电辅助车辆50的电池52的蓄电量减少并且成为不能再继续充电的状态时，在后述的跟踪充电处理中将所述充电中断通知从充电辅助车辆50发送到清扫机器人20。另外，控制部33在步骤S21或S22中待机，直到接收到所述充满电通知或所述充电中断通知。
[中继处理]
以下，参照图9的流程图，说明由管理服务器10的控制部11执行的中继处理的步骤的一例。所述中继处理通过控制部11执行规定的控制程序而开始。另外，也可以适当省略所述中继处理中包含的一个或多个步骤。另外，关于所述中继处理中的各步骤，在产生同样的作用效果的范围内，执行顺序可以不同。
在步骤S31中，控制部11判定是否接收到从清扫机器人20发送的所述充电请求。此外，当接收到所述充电请求时，在接下来的步骤S32中，控制部11判定是否接收到从清扫机器人20发送的所述位置信息。当控制部33接收到所述充电请求和所述位置信息时，在接下来的步骤S33中，将用于使清扫机器人20的跟踪开始的启动指示和清扫机器人20的地址信息发送到充电辅助车辆50。所述地址信息是能够识别连接到通信网N1的清扫机器人20的信息。另外，当充电辅助车辆50接收到所述启动指示时，执行后述的跟踪充电处理。
在步骤S33的发送处理之后，在接下来的步骤S34中，控制部11判定是否从清扫机器人20接收到所述作业继续状态信息。当在步骤S34中没有接收到所述作业继续状态信息的情况下，在接下来的步骤S35中，判定是否接收到所述返回状态信息。
当在步骤S34中判定为接收到所述作业继续状态信息时，控制部11将所述信息记录在管理服务器10内的存储装置中登记/管理的清扫机器人20的所述行动历史中(S37)。然后，控制部11判定是否接收到从清扫机器人20发送的所述充电结束通知(S38)，在接收到所述充电结束通知的情况下，控制部11将充电结束信息记录到包含充电累计次数、充电结束日期时间、充电等级等的充电历史中(S39)。然后，所述中继处理结束。
当在步骤S35中判定为接收到所述返回状态信息时，控制部11将所述信息记录到在管理服务器10内的存储装置中登记/管理的所述行动历史中(S36)。然后，所述中继处理结束。
[跟踪充电处理]
下面，参照图10的流程图，说明由充电辅助车辆50的控制部54执行的跟踪充电处理的步骤的一例。所述跟踪充电处理通过控制部54执行存储在存储部59中的控制程序而开始。另外，可以适当地省略所述跟踪充电处理中包含的一个或多个步骤。另外，关于所述充电请求处理中的各步骤，在产生同样的作用效果的范围内，执行顺序可以不同。
另外，以下，假设充电辅助车辆50在对自身的电池52进行充电的充电站(待机位置)待机的情况来进行说明。
在步骤S51中，控制部33在与从管理服务器10发送的所述启动指示一起接收到清扫机器人20的地址信息时(S51)，判定电池52的剩余量是否剩余了规定的阈值以上(S52)。当电池52的剩余量在所述阈值以上时，控制部54判定为电池52具有能够在充电辅助车辆50的所述待机位置和清扫机器人20的位置之间往复并且能够对清扫机器人20的电池24充电足够量的程度的蓄电量。在该情况下，控制部54使处理转移到步骤S54。
另一方面，在电池52的剩余量小于所述阈值的情况下，控制部54将所述不可充电通知发送到所述地址信息所表示的发送目的地，即清扫机器人20(S53)。之后，充电辅助车辆50不启动，所述跟踪充电处理结束。
在步骤S54中，控制部54将用于识别连接到通信网N1的充电辅助车辆50的地址信息与所述可充电通知一起发送到清扫机器人20，然后，对充电辅助车辆50执行所述跟踪行驶控制(S55)。
在步骤S56中，控制部54基于激光传感器56的所述二维数据判定是否检测到清扫机器人20。如图11所示，当充电辅助车辆50到达激光传感器56的激光可以到达清扫机器人20的位置时，可以检测到清扫机器人20。当在步骤S56中检测到清扫机器人20时，控制部54将对充电辅助车辆50的所述跟踪行驶控制切换到所述追随行驶控制，并且执行所述追随行驶控制(S57)。
接下来，控制部54在步骤S58中基于由激光传感器56测定的距离来判定充电辅助车辆50是否处于所述可充电位置。具体地，如图12所示，控制部54判定充电辅助车辆50是否到达充电辅助车辆50的供电连接部53(参见图5)与清扫机器人20的充电连接部32(参见图4)接触的位置。当在步骤S58中判定为充电辅助车辆50处于所述可充电位置时，将对充电辅助车辆50的所述追随行驶控制切换为所述同步行驶控制，执行所述同步行驶控制(S59)。此外，控制部54进而将所述驱动信号输入到开关部57以使开关部57的触点动作，从而开始对清扫机器人20的电池24充电(S60)。
在接下来的步骤S61中，控制部54判定清扫机器人20的电池24的充电是否完成。例如，当从清扫机器人20接收到所述充满电通知时，控制部54判定为充电完成。在电池24的充电完成的情况下，此后，控制部54基于启动前的所述待机位置的位置信息对充电辅助车辆50执行向所述待机位置返回的所述返回行驶控制(S64)。所述跟踪充电处理结束。
当在步骤S61中判定为充电未完成时，此后，控制部54判定充电辅助车辆50的电池52的剩余量是否不足(S62)。例如，控制部54在电池52的剩余量降低到规定的阈值的情况下，判定为剩余量不足。所述阈值例如是与充电辅助车辆50返回到所述待机位置所需的剩余量对应的数值。当在步骤S62中判定为剩余量不足时，控制部54将所述充电中断通知发送给清扫机器人20(S63)，并执行步骤S64的所述返回行驶控制(S64)。然后，所述跟踪充电处理结束。
如上所述，由于构成了本实施方式的充电辅助车辆50和充电***100，因此充电辅助车辆50基于清扫机器人20的位置信息跟踪清扫机器人20，在行驶状态下与清扫机器人20对接，由此，能够一边行驶一边对清扫机器人20的电池24进行充电。因此，清扫机器人20不需要在每次充电时中断清扫作业，提高了清扫作业的作业效率。
另外，在所述实施方式中，说明了当充电辅助车辆50的供电连接部53(参见图5)与清扫机器人20的充电连接部32(参见图4)连接时开始充电的例子，但是本发明不限于这样的例子。例如，如图13所示，在充电辅助车辆50包含无线供电部73来代替供电连接部53并且清扫机器人20包含无线受电部74来代替充电连接部32的情况下，也可以在充电辅助车辆50到达能够根据公知的非接触充电方式从无线供电部73向无线受电部74充电的位置时开始充电。
另外，在所述实施方式中，说明了对清扫机器人20的电池24进行充电的例子，但充电辅助车辆50也能够对用于实现其他用途或功能的自主行驶型的移动机器人，例如可以自主行驶的警备机器人、护理机器人、搬运货物的搬运机器人、在播报各种引导的同时行驶的引导机器人等自主行驶装置的电池充电。

Claims (7)

1.一种充电用移动装置，其对电动行驶体的电池进行充电并且能够自主行驶，
该充电用移动装置具有搭载供电用电池的车辆主体，
该充电用移动装置构成为：
在接收到对行驶中的所述电动行驶体的电池供电请求的情况下，从预先确定的待机位置启动，一边搜索所述电动行驶体一边行驶，
在发现所述电动行驶体的情况下，接近所述电动行驶体直到能够从所述供电用电池向所述电动行驶体的电池供电的供电位置，使所述车辆主体维持在所述供电位置，
在所述供电位置，从所述供电用电池向所述电动行驶体的电池供电。
2.根据权利要求1所述的充电用移动装置，其中，
该充电用移动装置还具有：
第1控制部，其根据能够确定所述电动行驶体的位置的位置确定信息跟踪所述电动行驶体；
距离检测部，其通过向前方输出测定光来检测所述电动行驶体与所述车辆主体之间的距离；
第2控制部，其在根据所述距离检测部的检测结果判定为所述车辆主体的位置为所述供电位置的情况下，将所述车辆主体维持在所述供电位置；以及
第3控制部，其在所述供电位置开始从所述供电用电池向所述电动行驶体的电池的供电。
3.根据权利要求2所述的充电用移动装置，其中，
所述第2控制部控制所述车辆主体的行驶，使得在所述电动行驶体处于行驶中的情况下，维持所述供电位置。
4.根据权利要求2所述的充电用移动装置，其中，
所述第1控制部根据与所述电池供电请求一起从所述电动行驶体作为所述位置确定信息而接收到的所述电动行驶体的位置信息，跟踪所述电动行驶体。
5.权利要求1至4中的任意一项所述的充电用移动装置，其中，
所述车辆主体具有与所述供电用电池连接的供电连接部，
所述电动行驶体具有与所述电动行驶体的电池连接的受电连接部，
所述供电位置是所述供电连接部与所述受电连接部电连接的位置。
6.权利要求1至4中的任意一项所述的充电用移动装置，其中，
所述车辆主体具有与所述供电用电池连接的无线供电部，
所述电动行驶体具有与所述电动行驶体的电池连接的无线受电部，
所述供电位置是能够基于非接触充电方式从所述无线供电部向所述无线受电部充电的位置。
7.一种充电***，其从搭载供电用电池的能够自主行驶的充电用移动装置对电动行驶体的电池进行充电，其中，
所述电动行驶体具有请求发送部，该请求发送部在所述电动行驶体的电池的剩余量小于规定的阈值的情况下发送电池供电请求，
所述充电用移动装置具有：
第1控制部，其根据能够确定所述电动行驶体的位置的位置确定信息跟踪所述电动行驶体；
距离检测部，其通过向前方输出测定光来检测所述电动行驶体与所述充电用移动装置之间的距离；
第2控制部，其在根据所述距离检测部的检测结果判定为所述充电用移动装置的位置是能够从所述供电用电池向所述电动行驶体的电池供电的供电位置的情况下，将所述充电用移动装置维持在所述供电位置；以及
第3控制部，其在所述供电位置开始从所述供电用电池向所述电动行驶体的电池的供电。
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