JP2002158062A - 移動ロボットの外部電源接続装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 移動ロボットの受電端子部を固定設備の給電
端子部に接続して移動ロボット側に給電する場合に、停
止位置のずれを吸収できることはもちろん、固定設備に
対して傾いた姿勢で停止しても、十分な接触圧で接触さ
せることができるようにする。 【解決手段】 給電端子部３４の複数の電極４０、４１
および受電端子部３５の複数の電極５９をそれぞれ縦方
向一列に配置すると共に、給電端子部３４の電極４０、
４１を横長に形成し、横方向の位置ずれを吸収する。受
電端子部３５がラック４９によって給電端子部３４側に
移動されたとき、給電端子部３４に設けた突出部４２の
傾斜面４２ａにヘッドカバー６３の傾斜面６３ａが接触
することによって給電端子部３４の縦方向位置および向
き合わせるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動ロボットに設
けられた受電電極と固定設備側の給電電極との接続のた
めの構成を改良した移動ロボットの外部電源接続装置に
する。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体製造工場或いは自動車用部
品の生産工場などでは、無人搬送車（ＡＧＶ）にロボッ
トアームを搭載した移動ロボットを、複数箇所に設けら
れた作業ステーション（固定設備）間で移動させなが
ら、組立作業などを行うようにしたシステムが採用され
てきている。

【０００３】このような移動ロボットでは、自走する必
要がある関係上、少なくとも走行用負荷を二次電池から
なるバッテリにより駆動する構成とした上で、作業ステ
ーションでの停止中に外部の交流電源からバッテリに充
電する構成とすることが一般に行われている。

【０００４】具体的には、図１０に概略的に示すよう
に、作業ステーションには、商用交流電源１の出力に基
づいて比較的低電圧の電流を発生する充電器２および給
電端子部３を備えた電源装置４が設けられる。また、移
動ロボット５側には、作業ステーションで停止した状態
で上記給電端子部３に接続される受電端子部６が設けら
れており、この受電端子部６で受けた定電圧の直流電源
をバッテリ７に供給して充電すると共に、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ８により昇圧してコントローラ９を通じて負荷
であるロボットアームや自走装置の駆動モータ１０など
に供給する構成となっている。

【０００５】ところで、図９は移動ロボット５が電源装
置４から電力の供給を受けている状態を示している。同
図のように、電源装置４の前面部に前記給電端子部３が
設けられ、この給電端子部３には充電器２の出力端子部
に接続されたプラス側とマイナス側の一対の給電電極１
１、１２および接地されたアース電極１３が設けられて
いる。これに対し、前記受電端子部６は、移動ロボット
５が電源装置４の前で停止したとき電源装置４側を向く
側面部に、図示しない駆動装置によって電源装置４に対
し接近および離反する方向に移動可能に設けられてい
る。この受電端子部６には、バッテリ７およびＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ８に接続された棒状の一対の受電電極１
４、１５および移動ロボット５のフレームに接続された
アース電極１６が設けられている。

【０００６】これにて、移動ロボット５が作業ステーシ
ョンの前で停止した状態で、受電端子部６が電源装置４
側に移動されると、受電電極１４、１５およびアース電
極１６が給電端子部６の給電電極１１、１２およびアー
ス電極１３に接続されるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】作業ステーション前の
床上には停止マーカが設けられ、移動ロボット５はその
停止マーカを読み取って、正規の位置で、作業ステーシ
ョン（電源装置４）の前面と平行の姿勢を保って停止す
るように構成されているが、実際には誤差があって、正
規の停止位置から外れた位置で停止したり、作業ステー
ションの前面と平行ではなく若干傾いた姿勢、すなわち
移動ロボット５の前後で作業ステーションとの距離が若
干異なった状態で停止したり、或いは受電端子部６と給
電端子部３の高さ位置に若干の高低差があったりするこ
とがある。

【０００８】しかしながら、上記従来の外部電源接続構
成では、特に、移動ロボット５が作業ステーションの前
面に対して傾いた姿勢で停止すると、給電端子部３と受
電端子部６の向きが合わないため、相手側の電極との距
離がばらつき、距離の遠い電極間では接触圧が低くな
る。

【０００９】すなわち、受電端子部６側の受電電極１４
〜１６は接触圧付与用の圧縮コイルばね１７によって給
電電極１１〜１３に押し付けられるようになっている
が、上記のように移動ロボット５が傾いた姿勢になる
と、圧縮コイルばね１７の圧縮量が大小異なり、その結
果、受電電極を給電電極に押し付ける力（接触圧）が大
小異なるようになる。そして、接触圧の小さな電極どう
しでは、その間の電気抵抗が大きくなって大きな電流が
流れ、スパークが発生したり、電極が溶けたりするとい
う問題を生じ、更に、スパークが発生したりすると、そ
の電極の表面に酸化膜が形成され、一層電気抵抗が大き
くなるという不具合を生ずる。

【００１０】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、移動ロボットの停止位置のずれを吸収
できることはもちろん、特に移動ロボットが固定設備に
対して傾いた姿勢で停止しても、移動ロボット側の複数
の受電電極の全てを固定設備側の複数の給電電極に対し
て十分な接触圧で接触させることができる移動ロボット
の外部電源接続装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】移動ロボットが固定設備
の前で停止したとき、その停止位置が正規の位置に対し
てずれていたり、姿勢が傾いていたりすることがある。
このような場合、請求項１の発明では、複数の給電電極
および複数の受電電極のうち少なくとも一方を横長に形
成したので、固定設備を基準にして、移動ロボットが横
方向（固定設備の前面に沿う方向の位置ずれ）に位置ず
れを生じていても、横長の電極によってその横方向の位
置ずれを吸収できる。

【００１２】また、移動ロボットが固定設備の前後方向
に対して位置ずれを生じていた場合、その位置ずれは、
駆動手段の移動量によって吸収でき、移動ロボットと固
定設備の高さ位置のずれによって、受電部の高さが給電
部の高さと異なっていた場合には、受電部および給電部
のうち縦方向に移動可能に設けられた側が縦（上下）方
向に移動して高さのずれを吸収する。

【００１３】更に、移動ロボットの姿勢がずれていた場
合には、給電部および受電部のうち横方向に揺動可能に
設けられた側が横方向に揺動して相手側の向きと一致す
るよいうになる。以上のことから、移動ロボットの位置
ずれや姿勢のずれを吸収でき、給電電極と受電電極と
を、接触圧の不足を生ずることなく、良好に接続するこ
とができる。

【００１４】請求項２の発明によれば、移動ロボットに
設けられる受電部を、給電部に対して接近および離反す
る方向に移動する駆動部材に、縦方向に移動可能で且つ
横方向に揺動可能に設けたので、固定設備である給電部
側をコンパクトに構成することができ、人が作業するよ
うな場合に邪魔になることを極力防止できる。

【００１５】請求項３の発明によれば、複数の給電電極
および複数の受電電極をそれぞれ縦方向一列に配置した
ので、横長の電極の長さを、隣の電極の影響を受けるこ
となく長くすることができ、吸収できる移動ロボットの
横方向の位置ずれ量を大きくすることができる。

【００１６】請求項４の発明によれば、外部電源を交流
電源とし、移動ロボットが充電可能な高圧電池からなる
バッテリ、交流電源を整流してバッテリを充電する充電
器を搭載しているので、外部の固定設備側に、交流電源
の電圧を移動ロボットのバッテリの充電電圧にまで下げ
る降圧トランス、この降圧トランスの交流出力を直流に
変換する整流器などからなる充電器を設けずとも済むの
で、固定設備をコンパクトに構成できる。しかも、固定
設備側から移動ロボットへは高圧の交流電源をそのまま
供給できるので、給電電極および受電電極に流れる電流
を小さくすることができる。このため、両電極を断面積
の小なる小形のものに構成でき、給電部および受電部を
小形に構成することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１な
いし図８を参照しながら説明する。まず、図８は、移動
ロボット２１の外観構成を示しており、この移動ロボッ
ト２１は、全体として前後（図で左右）にやや長いほぼ
矩形箱状に構成された無人搬送車（ＡＧＶ）２２上に、
例えば６軸型アームからなるロボットアーム２３を搭載
して構成されている。

【００１８】詳しく図示はしないが、前記無人搬送車２
２は、本体フレーム２４（図１に一部のみ図示）の底部
に走行機構を有する。この走行機構は例えば４個の車輪
２５（２個のみ図示）を備え、そのうち２個の駆動輪を
モータにより駆動及び操舵するように構成されている。
また、本体フレーム２４の前後左右の外壁部には、夫々
側壁カバー２６が設けられており、これら側壁カバー２
６には、障害物センサ２７などが設けられている。ま
た、図示はしないが、本体フレーム２４の底部には、走
行路に沿って敷設されたガイドラインを検出するための
前後一対のガイドセンサや、固定設備（作業ステーショ
ン）の前に設けられた停止マーカを検出するための停止
マーカセンサなどが設けられている。

【００１９】これにて、移動ロボット２１は、前記走行
機構により、固定設備に沿って設けられた走行路を走行
し、所定の作業位置（作業ステーション）に停止してロ
ボットアーム２３により部品の組付けや受渡しなどの作
業を行なうようになっている。

【００２０】さて、移動ロボット２１は、図７に示すよ
うに、走行時の電源となるバッテリ２８を備えている。
このバッテリ２８は単位セルを多数直列に接続して出力
が例えば２８８Ｖとなるように構成した充電可能な高圧
電池からなるもので、このバッテリ２８はリレースイッ
チ２９を介してコントローラ３０に接続されている。こ
のコントローラ３０にはバッテリ２８の出力電圧がその
まま印加され、コントローラ３０は負荷である前記無人
搬送車２２の走行機構やロボットアーム２３の駆動モー
タ３１を駆動するように構成されている。

【００２１】また、この移動ロボット２１は、作業ステ
ーションでの停止時には、コントローラ３０の電源をバ
ッテリ２８から外部電源である２００Ｖの三相交流電源
に切り換えると共に、バッテリ２８を同じく２００Ｖの
三相交流電源により充電するように構成されている。す
なわち、固定設備側には、電源装置３２が設けられてお
り、この電源装置３２は三相の交流電源３３と、これに
接続された給電部としての給電端子部３４とを備えた構
成となっている。

【００２２】一方、移動ロボット２１側には、給電端子
部３４に接続される受電部としての受電端子部３５が設
けられ、この受電端子部３５は、コントローラ３０に整
流器３６を介して接続されていると共に、バッテリ２８
に整流器を主体とする充電器３７を介して接続されてい
る。なお、充電器３７は交流電源３３の電圧をそのまま
バッテリ２８に印加して充電するようになっている。

【００２３】本実施例では、移動ロボット２１が作業ス
テーション（固定設備）前で停止したとき、受電端子部
３５が電源装置３２側に移動して給電端子部３４に接続
されるようになっている。以下、その接続構成について
詳述する。まず、図１に示すように、前記電源装置３２
は固定設備側の床部に設けられ、その給電端子部３４は
電源装置３２の前面壁部（図で左側の壁部）に突出した
形態で設けられている。この給電端子部３４は、図４に
も示すように、プラスチックなどの電気絶縁材から構成
されたやや横長な矩形ブロック状をなす絶縁ハウジング
３８を主体とするもので、その絶縁ハウジング３８に
は、前面部に開口する横長の穴部３９が縦方向たる上下
方向に４個形成され、この各穴部３９の奥部に横長の固
定電極板が配設されている。これら固定電極板のうち例
えば上側の３個が、夫々前記交流電源３３の三相の電源
線に接続された給電電極４０とされ、最下位に位置する
ものが、接地されたアース線（図示せず）に接続された
アース端子部４１とされている。

【００２４】図１、図４に示すように、前記絶縁ハウジ
ング３８の前面部には、上記４個の穴部３９群の上下両
側に位置して一対の突出部４２が突設されている。この
上下に対向する一対の突出部４２の内面は、先端に向か
って対向間隔が広がるように例えば傾き角が３０度程度
の傾斜面４２ａとされている。

【００２５】これに対し、前記移動ロボット２１側（無
人搬送車２２内）には、側壁カバー２６に形成された開
口部４３を通じて出没する前記受電端子部３５を有した
可動ユニット４４が設けられている。尚、この可動ユニ
ット４４は、実際には無人搬送車２２の中央部の前後に
ずれた位置に、左右対称的に一対が設けられるようにな
っているのであるが、ここでは、右側のものを代表させ
て図示及び説明を行なう。

【００２６】図１は可動ユニット４４の縦断面図、図２
は可動ユニット４４を下方から見た断面図である。この
図１、図２において、無人搬送車２２の本体フレーム２
４には取付枠４５が固定されており、この取付枠４５に
駆動手段としての直線駆動装置４６が取り付けられてい
る。この直線駆動装置４６は、左右方向長いラックシリ
ンダ４７および駆動源となるパルスモータ４８から構成
されている。上記ラックシリンダ４７は、周知のよう
に、内部に駆動部材としてのラック４９を備え、このラ
ック４９に噛み合うピニオン（図示せず）を前記パルス
モータ４８により回転することによってラック４９を直
線移動させる構成のものである。

【００２７】前記受電端子部３５は、プラスチックなど
の電気絶縁材から構成された円形状の絶縁ハウジング５
０を主体とするもので、その絶縁ハウジング５０には同
じく電気絶縁材から構成された基部５１が固定されてい
る。基部５１の上下両側には支持部５１ａが突設されて
おり、その支持部５１ａには軸受ブッシュ５２が嵌着さ
れている。

【００２８】そして、前記ラックシリンダ４７のラック
４９の先端部には、揺動中心軸としてのシャフト５３が
ブラケット５４を介して上下を指向するように縦軸形に
して固定されている。そして、このラック４９から上下
に突出するシャフト５３の上下両側に、絶縁ハウジング
５０の基部５１に設けられた支持部５１ａが、前記軸受
ブッシュ５２を介して、横（左右）方向に揺動可能に且
つ縦（上下）方向に移動可能に支持されている。上記シ
ャフト５３のうち、ラック４９から上方に突出する部分
には、ブラケット５４と上側の支持部５１ａとの間に位
置する保持用ばね部材としての圧縮コイルばね５５が設
けられており、受電端子部３５はこの圧縮コイルばね５
５の弾発力によって常時は上下方向の移動範囲のほぼ中
央位置に保持されている。

【００２９】さて、受電端子部３５の絶縁ハウジング５
０内は、図３に示すように、電気絶縁材からなる３枚の
仕切板５６によって上下４室に仕切られている。そし
て、絶縁ハウジング５０の上記４室内には、それぞれ例
えば銅など良導電性材からなる導電部材５７が設けら
れ、更に各導電部材５７には良導電性材からなるブッシ
ュ５８が嵌着されている。そして、各ブッシュ５８に丸
棒状の可動電極棒が前後方向に移動可能に支持されてい
る。これら可動電極棒のうち上側の３個が受電電極５９
とされ、最下位のものがアース電極６０とされている。

【００３０】受電電極５９およびアース電極６０の後半
部には、それぞれ接触圧付与用ばね部材としての引張コ
イルばね６１が設けられており、各引張コイルばね６１
は前後両端部を電極５９、６０の後端部とブッシュ５８
の後端部とに固定されていて、各電極５９、６０に対し
て、その先端部分が絶縁ハウジング５０から前方に突出
する方向の付勢力を付与する。なお、図３の状態では、
引張コイルばね６１は縮小した状態にあって、電極５
９、６０を絶縁ハウジング５０から最も前方に突出した
状態に保持している。

【００３１】上記の受電電極５９およびアース電極６０
と電気的に接続された状態にある前記導電部材５７の後
端部は、絶縁ハウジング５０の基部５１から突出されて
いる。そして、それら導電部材５７の後端部には、それ
ぞれケーブル６２が接続されており、各受電電極５９に
対応する導電部材５７のケーブル６２は前記整流器３６
および充電器３７に接続され、アース電極６０に対応す
る導電部材５７のケーブル６２は無人搬送車２２の本体
フレーム２４に接続されている。

【００３２】受電端子部３５の絶縁ハウジング５０に
は、電気絶縁材からなる可動ハウジングとしてのヘッド
カバー６３が前後方向にスライド可能に嵌合されてい
る。この場合、絶縁ハウジング５０には、図２に示すよ
うに、前後方向に延びる凹部６４が形成されており、こ
の凹部６４内にヘッドカバー６３に固定したピン６５の
先端部が挿入されている。これにより、ヘッドカバー６
３は絶縁ハウジング５０に対して、凹部６４の範囲内で
前後方向にスライドできるようになっている。

【００３３】このヘッドカバー６３は、受電端子部３５
の一部を構成するもので、矩形状の外形をなし、その前
面部には、各受電電極５９、アース電極６０の先端部が
挿通する孔６６が形成されている。また、ヘッドカバー
６３の上下両外側面の先方部分は傾斜面６３ａに形成さ
れている。この上下両側の傾斜面６１ａは受電側ガイド
部を構成するもので、前記給電端子部３４の絶縁ハウジ
ング３８に突設された突出部４２の傾斜面４２ａに対応
し、後述のようしにて受電端子部３５が給電端子部３４
側に移動すると、突出部４２の上下両側の傾斜面４２ａ
に接するようになっている。

【００３４】上記ヘッドカバー６３と絶縁ハウジング５
０との間には、間隔保持用ばね部材としての引張コイル
ばね６７が設けられている。これにより、ヘッドカバー
６３は前方に付勢されて、常には、受電電極５９および
アース電極６０を孔６６内に隠した被覆位置に保持され
ている。そして、ヘッドカバー６３は、前方から後方へ
の力を受けると、引張コイルばね６７の弾発力に抗して
後方に移動し、受電電極５９およびアース電極６０を孔
６６から突出させる露出位置に移動するようになってい
る。

【００３５】前記絶縁ハウジング５０の基部５１内に
は、マイクロスイッチからなる検出スイッチ６８が設け
られている。この検出スイッチ６８は、受電電極５９お
よびアース電極６０が相手側である給電電極４０および
アース電極４１に当接したとき、それらの電極が基部５
１に対して相対的に後方へ移動することを検出して動作
するもので、その信号はパルスモータ４８を制御する図
示しない制御部に入力され、以後、制御部はパルスモー
タ４８を低速度で回転させてラック４９の移動スピード
を低速度に制御する。

【００３６】ヘッドカバー６３の外周部には、電気絶縁
材から構成された電極カバー６８が設けられている。こ
の電極カバー６８は、先端に向かって拡開する形状に形
成され、受電端子部３５と給電端子部３４との接続時
に、それらの周囲を覆うようになっている。そして、可
動ユニット４４が無人搬送車２２内に没した状態では、
電極カバー６８の周囲部が本体フレーム２４に当接して
開口部４４を塞いだ状態になっている。

【００３７】次に、上記構成の作用について述べる。上
述のように、移動ロボット２１は、無人搬送車２２の走
行機構により、走行路上を走行（移動）し、作業を行な
うべく固定設備前の所定の作業位置に停止する。この移
動時の走行機構の電源は、バッテリ２８から得るように
なっている。また、この走行時においては、図１に示す
ように、受電端子部３５は無人搬送車２２内に後退した
位置にあり、このとき、ヘッドカバー６３が受電電極５
９およびアース端子部６０を覆う被覆位置にあって、そ
れら端子部５９、６０を外部に露出しないようにしてい
る。

【００３８】移動ロボット２１が固定設備前の所定の作
業位置に停止すると、受電端子部３５の先端面であるヘ
ッドカバー６３の先端面と前記電源装置２２の給電端子
部３４とが向い合うようになり、この状態で、直線駆動
装置４６（パルスモータ４８）を駆動させることによ
り、後退した位置にあった受電端子部３５を突出（前
進）方向（接続方向である図１の右方向）に移動させ
る。

【００３９】受電端子部３５の突出方向への移動によ
り、まず、ヘッドカバー６３の先端部が給電端子部３４
の上下一対の突出部４２内に侵入し、図５に示すよう
に、ヘッドカバー６３の上下両傾斜面６３ａが給電端子
部３４の上下両突出部４２の傾斜面４２ａに接するよう
になる。このとき、電源装置３２側の給電端子部３４と
移動ロボット２１側の受電端子部３５とが上下に位置ず
れを生じていた場合、まず、ヘッドカバー６２の上下両
傾斜面６３ａのうち、一方の傾斜面が給電端子部３４側
の上下両傾斜面４２ａの一方の傾斜面に接触する。

【００４０】例えば、受電端子部３５が給電端子部３４
に対して下方にずれていた場合、ヘッドカバー６３の下
側の傾斜面６３ａが給電端子部３４の下側の突出部４２
の傾斜面４２ａに当たる。すると、その後の受電端子部
３５の接続方向の移動により受電端子部３５が突出部４
２の傾斜面４２ａに乗り上げるようにしてシャフト５３
に沿って上方に移動し、最終的にはヘッドカバー６３の
上側の傾斜面６３ａも給電端子部３４の上側の突出部４
２の傾斜面４２ａに当たるようになる。これにより、受
電端子部３５の上下方向の位置が給電端子部３４と一致
するようになる。

【００４１】また、移動ロボット２１の姿勢がずれを生
じていた場合、つまり移動ロボット２１が電源装置３２
の前面と平行でなく、傾いて停止していた場合、前述の
ようにヘッドカバー６３の一方の傾斜面６３ａが給電端
子部３４の一方の突出部４２の傾斜面４２ａに接したと
き、或いは上下両傾斜面６３ａが両突出部４２の傾斜面
４２ａに接したとき、受電端子部３５がラック４９によ
り押されて、図６に示すように、シャフト５３を中心に
横方向に揺動し、ヘッドカバー６３の上下両傾斜面６３
ａが給電端子部３４の上下両突出部４２の傾斜面４２ａ
に面で接するようになる。

【００４２】これにより、ヘッドカバー６３の先端面と
給電端子部３４の先端面とが平行状態で対向する正規の
向きとなる。以上のように、給電端子部３４の突出部４
２の傾斜面４２ａおよびヘッドカバー６３の傾斜面６３
ａはガイド部として機能し、互いに接触することによ
り、受電端子部３５の上下方向の位置を給電端子部３４
に合うように修正する縦位置ガイド部と、受電端子部３
５の横方向の向きを給電端子部３４に合うように修正す
る横位置ガイド部との両方の機能を果たすようになって
いる。

【００４３】さて、ヘッドカバー６３は上下両突出部４
２に接触することによって停止するが、直線駆動装置４
６のラック４９はその後も更に突出方向に移動するた
め、絶縁ハウジング５０が同方向に更に移動し、その絶
縁ハウジング５０に支持された受電電極５９およびアー
ス電極６０がヘッドカバー６３の孔６６から前方に突出
する。

【００４４】孔６６から突出した受電電極５９およびア
ース電極６０は、その後の絶縁ハウジング５０の移動に
より、給電端子部３４の給電電極４０およびアース電極
４１に接触する位置に至り、そこで停止する。すると、
検出スイッチ６８が受電電極５９およびアース電極６０
の停止を検出するため、パルスモータ４８の回転が低速
度に落とされ、ラック４９ひいては絶縁ハウジング５０
をゆっくり突出方向に移動させる。そして、絶縁ハウジ
ング５０は、その先端面がヘッドカバー６３の先端部裏
面に当接する位置までゆっくり移動する。

【００４５】この受電電極５９およびアース電極６０が
停止した状態で絶縁ハウジング５０が突出方向へ移動す
ることにより、接触圧付与用の引張コイルばね６１が次
第に伸張され、受電電極５９およびアース電極６０に与
える弾発力が次第に増大する。

【００４６】このとき、前述のように、ヘッドカバー６
３の先端面と給電端子部３４の先端面とが平行状態で向
き合う正規の対向状態となっているため、受電電極５９
およびアース電極６０は給電電極４０およびアース電極
４１に垂直に接触した状態にある。従って、引張コイル
ばね６１の弾発力は受電電極５９およびアース電極６０
を給電電極４０およびアース電極４１に接触させる圧力
として効果的に作用し、且つその接触圧は３個の受電電
極５９および１個のアース電極６０においてほとんど同
じとなり、適度な接触圧となる。このため、受電電極５
９およびアース電極６０と給電電極４０およびアース電
極４１との接触抵抗を小さい範囲に抑制することがで
き、スパークの発生や電極の溶融などの不具合を生ずる
おそれがない。

【００４７】もちろん、移動ロボット２１の停止位置が
電源装置３２の前面に沿う横方向、すなわち移動ロボッ
トの移動方向にずれていた場合、そのずれは、給電端子
部３４の給電電極４０およびアース電極４１が横長であ
ることによって吸収される。この場合、給電電極４０、
アース電極４１および受電電極５９、アース電極６０が
それぞれ縦方向一列に配設されることにより、給電電極
４０、アース電極４１の横方向長さを長くすることがで
きるので、移動ロボット２１の停止位置が横方向に大き
くずれても、これを吸収することができる。

【００４８】また、移動ロボット２１に停止位置が電源
装置３２の前面に直交する方向、すなわち移動ロボット
２１が電源装置３２に接近し過ぎたり、遠過ぎたりした
位置で停止した場合、その位置ずれは、絶縁ハウジング
５０をその先端面がヘッドカバー６３の先端部裏面に当
接する位置まで移動させるためのラック４９の移動量に
よって吸収される。

【００４９】以上のようにして受電電極５９およびアー
ス電極６０が給電電極４０およびアース電極４１に大き
な接触圧で接触すると、交流電源３３側から移動ロボッ
ト２１側へ電力供給が行われ、その電力供給を受けてロ
ボットアーム２３が所定の組立動作などを行うと共に、
バッテリ２８が充電される。

【００５０】このとき、特にロボットアーム２３の起動
時には、大きな電力を必要とするが、交流電源の電圧が
そのまま移動ロボット２１側に印加されるので、電源装
置側で交流電源を２４Ｖ程度の直流に変換して移動ロボ
ット側に供給する構成のものとは異なり、給電電極４０
および受電電極５９を流れる電流が小さくなる。このた
め、給電電極４０および受電電極５９を断面積の小なる
小形のものに構成でき、給電端子部３４および受電端子
部３５の小形化を図ることができる。そして、特に受電
端子部３５の小形化はこれを移動させる直線駆動装置４
６の小形化をも招来し、移動ロボット２１への搭載部品
は小形が好ましいという要求に対処できるものである。

【００５１】ロボットアーム２３による作業が終了する
と、今度は、直線駆動装置４６により受電端子部３５が
没入切離し方向である没入（後退）方向（切離し方向で
ある図１の左方向）に移動され、給電端子部３４との接
続が切離される。

【００５２】なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施
例に限定されるものではなく、以下のような拡張或いは
変更が可能である。給電端子部３４の給電電極４０、ア
ース電極４１を棒状のものとし、受電端子部３５の受電
電極５９、アース電極６０を横長のものとしても良い。
また、給電電極４０、アース電極４１、受電電極５９、
アース電極６０を全て横長のものとしても良い。受電端
子部３５に代えて給電端子部３４を直線駆動装置４５に
よって移動させるように構成しても良い。圧縮コイルば
ね５５で受電端子部３５を正規の位置よりも上方に保持
し、給電端子部３４は上側の突出部４２だけを備えたも
のとし、給電端子部３５が接続方向に移動したとき、上
側の突出部４２の傾斜面４２ａとヘッドカバー６３の上
側の傾斜面６３ａとが接することによって、受電端子部
３５をヘッドカバー６３の先端面が給電端子部３４の先
端面に当接する位置まで下降させて受電端子部３５の高
さ位置を給電端子部３４の高さ位置に合わせ、そして、
ヘッドカバー６３の先端面が給電端子部３４の先端面に
面で接することによって受電端子部３５をシャフト５３
を中心に揺動させて受電端子部３５の向きを給電端子部
３４に向きに合わせるように構成しても良い。この構成
によれば、上側の突出部４２の傾斜面４２ａとヘッドカ
バー６３の上側の傾斜面６３ａとが縦位置ガイド部とし
て機能し、ヘッドカバー６３の先端面と給電端子部３４
の先端面とが横位置ガイド部として機能する。

【００５３】縦方向に移動可能で且つ横方向に揺動可能
に構成する部材は受電端子部３５でなく、給電端子部３
４であっても良い。同一の端子部を縦方向に移動可能、
且つ横方向に揺動可能にする必要はなく、一方の端子部
を縦方向に移動可能、他方の端子部を横方向に揺動可能
にしても良い。例えば、給電端子部３４を縦方向に移動
可能にし、受電端子部３５を横方向に揺動可能に構成し
ても良く、逆に受電端子部３５を縦方向に移動可能に
し、給電端子部３４を横方向に揺動可能に構成しても良
い。電源装置３２側で２００Ｖの交流電源を例えば２４
Ｖの直流に変換し、移動ロボット２１側では、電源装置
３２から供給される２４Ｖの直流によってバッテリ２８
を充電すると共に、ＤＣ／ＤＣコンバータにより２８０
Ｖに昇圧してコントローラ３０に供給する構成としても
良い。

【００５４】受電端子部３５の電極５９、６０を接触圧
付与用の引張コイルばね６１によって給電端子部３４の
電極４０、４１側に付勢するようにしたが、逆に、給電
端子部３４の電極４０、４１を移動可能に設け、これを
接触圧付与用のばね部材によって受電端子部３５の電極
５９、６０側に付勢するようにしても良い。また、両方
の電極４０、４１および５９、６０をそれぞれ相手側の
電極側に接触圧付与用のばね部材によって付勢するよう
に構成しても良い。

【００５５】受電端子部３５の電極５９、６０および給
電端子部３４の電極４０、４１は縦方向一列の配置に限
られず、例えば縦横２列ずつの配置、或いは横方向一列
の配置としても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、要部の縦断側
面図

【図２】要部を一部破断して示す底面図

【図３】受電端子部の拡大縦断側面図

【図４】給電端子部の斜視図

【図５】受電端子部の縦位置の修正動作を説明するため
の側面図

【図６】受電端子部の向き修正動作を説明するための横
断平面図

【図７】電気的構成を示すブロック図

【図８】移動ロボットの側面図

【図９】従来の外部電源との接続構成を示す概略図

【図１０】従来の電気的構成を示すブロック図

【符号の説明】

図中、２１は移動ロボット、２４は本体フレーム、２６
は側壁カバー、２８はバッテリ、３２は電源装置、３３
は交流電源、３４は給電端子部（給電部）、３５は受電
端子部（受電部）、３８は絶縁ハウジング、４０は給電
電極、４１はアース電極、４２は突出部、４２ａは傾斜
面（ガイド部、縦位置ガイド部、回動位置ガイド部）、
４４は可動ユニット、４６は直線駆動装置、４７はラッ
クシリンダ、４８はパルスモータ、４９はラック、５０
は絶縁ハウジング、５１は基部、５３はシャフト、５７
は導電部材、５９は受電電極、６０はアース電極、６３
はヘッドカバーである。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3F060 HA02 HA13 5E021 FA04 FA09 FA14 FA16 FB21 FC31 HA05 HA07 HB13 KA09 LA01 MA23

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定設備側に外部電源に接続された複数
   の給電電極を有する給電部を設けると共に、移動ロボッ
   ト側に複数の受電電極を有した受電部を設け、前記移動
   ロボットを前記固定設備の前に停止させた状態で、前記
   受電電極を前記給電電極に接続して前記外部電源から前
   記移動ロボット側に給電する移動ロボットの外部電源接
   続装置において、 前記複数の給電電極および複数の受電電極のうち少なく
   とも一方を横長に形成し、 前記受電部および給電部のうち少なくとも一方を、駆動
   手段により、他方に対して接近および離反する方向に移
   動されるように構成し、 前記給電部および受電部のうち少なくとも一方を縦方向
   に移動可能に設けると共に、 前記給電部および受電部のうち少なくとも一方を横方向
   に揺動可能に支持し、 前記給電部および前記受電部に、前記受電部が前記給電
   部に対して接近する方向に相対的に移動されたとき、互
   いに接触することにより、前記給電部および受電部のう
   ち縦方向に移動可能に設けられた側を縦方向に移動させ
   て前記給電部および受電部の縦方向位置を合わせる縦位
   置ガイド部を設けると共に、 前記給電部および前記受電部に、前記受電部が前記給電
   部に対して接近する方向に相対的に移動されたとき、互
   いに接触することにより、前記給電部および受電部のう
   ち横方向に揺動可能に設けられた側を揺動させて前記給
   電部および受電部の向きを合わせる揺動位置ガイド部を
   設け、 前記給電部および受電部の縦方向位置および向きを合わ
   せた状態で前記給電電極と受電電極とが接触するように
   構成したことを特徴とする移動ロボットの外部電源接続
   装置。
2. 【請求項２】 固定設備側に外部電源に接続された複数
   の給電電極を有する給電部を設けると共に、移動ロボッ
   ト側に複数の受電電極を有した受電部を設け、前記移動
   ロボットを前記固定設備の前に停止させた状態で、前記
   受電電極を前記給電電極に接続して前記電源から前記移
   動ロボット側に給電する移動ロボットの外部電源接続装
   置において、 前記複数の給電電極を横長に形成し、 前記移動ロボットに前記給電部に対して接近および離反
   する方向に移動する駆動部材を設けて当該駆動部材に前
   記受電部を縦方向に移動可能に且つ横方向に揺動可能に
   設け、 前記給電部および前記受電部に、前記受電部が前記駆動
   部材によって前記給電部に接近する方向に移動されたと
   き、互いに接触することにより、前記受電部を縦方向に
   移動および横方向に揺動させて前記受電部を前記給電部
   の縦方向位置に合わせると共に、前記受電部の向きを前
   記給電部の向きに合わせるガイド部を設け、 前記給電部および受電部の縦方向位置および向きを合わ
   せた状態で前記給電電極と受電電極とが接触するように
   構成したことを特徴とする移動ロボットの外部電源接続
   装置。
3. 【請求項３】 前記給電電極および受電電極は縦方向一
   列に配置されていることを特徴とする請求項１または２
   記載の移動ロボットの外部電源接続装置。
4. 【請求項４】 前記外部電源は交流電源からなり、 前記移動ロボットは、充電可能な高圧電池で構成された
   バッテリ、前記交流電源を整流して前記バッテリを充電
   する充電器を搭載していることを特徴とする請求項１な
   いし３のいずれかに記載の移動ロボットの外部電源接続
   装置。