JP3952637B2

JP3952637B2 - Mobile robot

Info

Publication number: JP3952637B2
Application number: JP16551099A
Authority: JP
Inventors: 徳仁肥後
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-06-11
Filing date: 1999-06-11
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2019-06-11
Also published as: JP2000354985A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数箇所のステーション間を走行してロボット作業を行う移動ロボットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体製造工場では、複数箇所の作業ステーション間を移動する走行部上に、被搬送物（例えばウエーハカセット）を相手側から受け取ったり相手側に引き渡したりするなどのロボット作業を行うための多関節アームロボットを搭載した多数台の移動ロボット（無人搬送車）が使用されている。このような移動ロボットにおいては、自走する必要がある関係上、走行用モータなどを二次電池より成るバッテリにより駆動する構成とした上で、充電ステーションを兼用した作業ステーションでの停止中に外部交流電源から充電する構成としている。
【０００３】
近年では、バッテリに充電するための充電器を移動ロボット側に搭載することが行われているが、このような充電器には、安定した充電動作を行うために大容量の平滑用コンデンサを設けることが一般的となっている。但し、このような大容量の平滑用コンデンサを備えた充電器にあっては、外部交流電源に接続された当初において極めて大きな突入電流が流れて回路素子に悪影響が及ぶという問題が出てくる。このため、実際には、充電器の入力側に突入電流を制限するための抵抗素子を設けると共に、突入電流レベルが低下した所定タイミングで抵抗素子の両端を短絡するスイッチ要素を設ける構成とすることが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来構成では、突入電流抑制機能が設けられている関係上、移動ロボットが作業ステーション（充電ステーション）に到着して充電器と外部交流電源とが接続された状態となった後に、その充電器が立ち上がるまでの時間（平滑用コンデンサに対し十分なレベルまで充電される時間）が比較的長くなってタイムロスが発生するという事情がある。これに対して、移動ロボットにあっては、作業ステーションでの停止時間が比較的短い時間に限定されることが多いという事情があるため、上記のようなタイムロスが発生する場合には十分な充電時間を確保することが困難になる。このため、場合によってはバッテリが過放電気味になることがあり、このような状態に陥ったときには、移動ロボットを充電のためだけに作業ステーションに停止させておくことが必要になって、その移動ロボットの仕事率が低下するという問題点が出てくる。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、充電ステーションに停止した期間に充電器によりバッテリへの充電を行う場合に、充電器が立ち上がるまでのタイムロスをなくすことにより充電可能時間を最大限確保できるようになる移動ロボットを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載した手段を採用できる。この手段によれば、移動ロボットが充電ステーションに停止した状態では、充電器が外部の交流電源出力を整流平滑するようになり、その整流平滑出力によりバッテリに充電されるようになる。この場合、充電制御手段は、移動ロボットが上記充電ステーションに到達する前の時点で、バッテリの出力を充電器に与えることにより当該充電器内に設けられた平滑用コンデンサに所定レベルまで充電するという制御、つまり充電器を予め立ち上げておく制御を行うようになる。このため、移動ロボットが充電ステーションに到達してからバッテリの充電が開始されるまでの時間を、最大で零時間近くまで短縮できるようになって、従来構成のようなタイムロスが発生する恐れがなくなる。この結果、充電ステーションでの停止時間が比較的短い時間に限定されるような状況下であっても、バッテリに対する充電時間を極力長く確保できるため、そのバッテリが過放電気味になることを未然に防止可能になる。従って、移動ロボットが充電のためだけに停止状態とされる可能性が低くなって、その移動ロボットの仕事率が向上するようになる。
【０００９】
請求項２記載の手段によれば、充電器内の平滑用コンデンサに流れ込む突入電流が電流制限手段により抑制されるから、回路素子に悪影響が及ぶ恐れがなくなるという利点があるが、充電器が立ち上がるまでの時間が長くなるという事情がある。従って、このような事情がある場合には、前述したように充電器をを予め立ち上げておく制御を行うことが非常に有益となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図１には、多関節アームロボット（図示せず）を搭載した移動ロボット１の電気的構成のうち、本発明の要旨に関係した部分の構成が、充電ステーションに設置された電源装置２と共に機能ブロックの組み合わせにより示されている。尚、図１中においては、電力ラインを実線で示すと共に信号ラインを破線で示している。また、図１中において、交流線路及びこれに接続される回路要素は実際には三相用のものであるが、ここでは簡略化した状態で示している。
【００１３】
この図１において、電源装置２は、三相２００Ｖの商用交流電源３とこれに接続された給電カプラ４とを備えた構成となっている。移動ロボット１は、当該移動ロボット１が充電ステーションに停止された状態で前記給電カプラ４と接続される受電カプラ５を備えており、以下、この移動ロボット１の内部構成の要部について説明する。
【００１４】
即ち、受電カプラ５と主電源線６との間には、サーキットブレーカ７及び例えばトライアックより成る電源スイッチ８が直列に接続されている。尚、電源スイッチ８は、他の半導体スイッチング素子或いはリレースイッチのような機械的スイッチにより構成することもできる。
【００１５】
主電源線６に接続された充電器９は以下のような構成となっている。即ち、充電器９の入力段には、主電源線６に重畳するノイズ成分を除去するためのラインフィルタ１０が接続されている。整流平滑回路１１は、主電源線６からラインフィルタ１０を通じて与えられる交流電源出力を整流平滑するためのもので、これは大容量の平滑用コンデンサ（図示せず）を備えた構成となっている。この場合、充電器９の入力部、特にはラインフィルタ１０と整流平滑回路１１との間には、上記図示しない平滑用コンデンサに流れ込む突入電流を抑制するための抵抗素子１２（電流制限手段に相当）と例えばトライアックより成るバイパス用スイッチ１３（スイッチ要素に相当）との並列回路が接続されており、以て抵抗素子１３の両端をトライアック１３により選択的に短絡できる構成とされている。尚、上記バイパス用スイッチ１３も、前記電源スイッチ８と同様に他の半導体スイッチング素子或いはリレースイッチのような機械的スイッチにより構成することができる。
【００１６】
スイッチング回路１４は、整流平滑回路１１の出力をスイッチングして可変電圧の交流出力を発生するためのものであり、そのスイッチング動作はＥＣＵ１５（充電状態制御回路に相当）により制御される構成となっている。このスイッチング回路１４の出力を受ける整流平滑回路１６は、入力段に昇圧トランス（図示せず）を備えた構成となっており、その出力をバッテリ１７のプラス側端子が接続された直流電源ライン１８に与えるようになっている。尚、バッテリ１７のマイナス側端子は接地されている。
【００１７】
この場合、ＥＣＵ１５は、後述する充電制御コントローラ１９（充電制御手段に相当）から出力される充電開始指令及び充電条件データを受けるようになっており、充電開始指令を受けたときには、スイッチング回路１４のスイッチング動作（つまりバッテリ１７の充電動作）を開始させると共に、そのスイッチングレートを上記充電条件データに応じた状態とすることにより、整流平滑回路１６からバッテリ１７に供給される充電電流の大きさを最適状態に制御する構成となっている。
【００１８】
この他、充電器９内には、前記ＥＣＵ１５に電源を供給するための第１の補助電源２０及び第２の補助電源２１が設けられている。第１の補助電源２０は、出力電圧が例えばＤＣ１２Ｖの補助電源端子＋ＶD からスタンバイスイッチ２２を通じて与えられる直流出力を安定化させた状態でＥＣＵ１５に与えるようになっている。第２の補助電源２１は、第１の補助電源２０が機能しなくなったときにこれを検知して動作するもので、前記直流電源ライン１８から与えられる直流出力を降圧・安定化させた状態でＥＣＵ１５に与える構成となっている。
【００１９】
このように構成された充電器９を制御するための前記充電制御コントローラ１９は、充電器９内のＥＣＵ１５並びに移動ロボット１に搭載された図示しない上位コントローラと間で信号の授受をそれぞれ行うと共に、前記電源スイッチ８、バイパス用スイッチ１３、スタンバイスイッチ２２並びに後述する補助電源スイッチ２３のオンオフ制御を行う構成となっている。特に、この場合において、充電制御コントローラ１９は、バッテリ１７の状態（例えば電圧及び電流及び温度）を監視し、その監視結果に基づいて充電器９によるバッテリ１７の充電条件を決定すると共に、決定した充電条件データをＥＣＵ１５に対してシリアル信号により送信する構成とされている。尚、この充電制御コントローラ１９の電源は、直流電源ライン１８の出力を１２Ｖ程度に降圧するＤＣ／ＤＣコンバータ２４の出力端子（この出力端子が前述した補助電源端子＋ＶD に相当する）から与えられる。
【００２０】
上記補助電源スイッチ２３は、直流電源ライン１８と充電器９内におけるラインフィルタ１０及び抵抗素子１２の共通接続点との接続されており、そのオン状態で、バッテリ１７の出力を充電器９の入力として与える構成となっている。尚、この補助電源スイッチ２３及び前記スタンバイスイッチ２２は、リレースイッチのような機械的スイッチや半導体スイッチング素子により構成することができる。
【００２１】
図２のフローチャートには、充電制御コントローラ１９が実行する制御用プログラムのうち、本発明の要旨に直接関係した充電準備ルーチンの内容が概略的に示されており、以下これについて説明する。
即ち、図示しない上位コントローラは、移動ロボット１の位置を常時において把握しており、走行中の移動ロボット１がまもなく充電ステーションに到着する状態となったときに、割り込み信号を充電制御コントローラ１９に与える。充電制御コントローラ１９は、上記割り込み信号を受けたときに図２の充電準備ルーチンを開始する。
【００２２】
この充電準備ルーチンでは、まず、スタンバイスイッチ２２及び補助電源スイッチ２３をオンさせる（ステップＳ１）。すると、スタンバイスイッチ２２のオンに応じて、バッテリ１７の出力が充電器９内の第１の補助電源２０に対しＤＣ／ＤＣコンバータ２４の出力端子（補助電源端子＋ＶD ）を通じて与えられるようになるため、ＥＣＵ１５に対する電源供給が開始される。また、補助電源スイッチ２３のオンに応じて、バッテリ１７の出力が充電器９内の整流平滑回路１１に対し抵抗素子１２を通じて与えられるようになり、その整流平滑回路１１内の図示しない平滑用コンデンサがバッテリ１７の出力により充電開始される。尚、このときには、上記平滑用コンデンサの充電が抵抗素子１２を通じて行われるから、大きな突入電流が流れることが抑制される。
【００２３】
次いで、ＥＣＵ１５の電源確立に必要な遅れ時間τが経過するまで待機し（ステップＳ２）、その遅れ時間τが経過した後には、バッテリ１７の状態に基づいて決定した充電条件を示すデータをＥＣＵ１５に対してシリアル信号により送信する動作を開始する（ステップＳ３）。そして、この後には、充電条件データの送信が終了し、且つ前記整流平滑回路１１内の平滑用コンデンサが所定の充電レベルに到達するのに必要な時間Ｔが経過するまで待機する（ステップＳ４）。尚、上記充電レベルは、満充電状態に対応したレベルとする必要はなく、これに近いレベルであれば良い。
【００２４】
時間Ｔが経過したときには、バイパス用スイッチ１３をオンさせる（ステップＳ５）。但し、このバイパス用スイッチ１３のオンタイミングは、必ずしも時間Ｔ経過後に設定する必要はなく、平滑用コンデンサに対する突入電流の大きさが許容範囲に収まるタイミングであれば支障ないものであり、また、移動ロボット１が充電ステーションに停止した後に、電源装置２からの電力供給が開始された後のタイミングであっても良いものである。
【００２５】
この後には、移動ロボット１が充電ステーションに到達するまで待機し（ステップＳ６）、到達したときには受電カプラ５が電源装置２側の給電カプラ４に接続されたか否かを上位コントローラからの信号に基づいて判断する（ステップＳ７）。そして、受電カプラ５が給電カプラ４に接続されたときには、補助電源スイッチ２３をオフさせるステップＳ８、電源スイッチ８をオンさせるステップＳ９を順次実行した後に、ＥＣＵ１５に対し、極めて短いデータ長のシリアル信号より成る充電開始指令を与えるステップＳ１０を実行してリターンする。
【００２６】
従って、移動ロボット１が充電ステーションに到達して給電カプラ４及び受電カプラ５が接続されたときには、充電制御コントローラ１９から充電開始指令が出力されるのに応じて、充電器９によるバッテリ１７の充電動作が直ちに開始されるようになる。尚、このように充電動作を直ちに開始させるためには、図示しない上位コントローラから充電制御コントローラ１９に割り込み信号を与えるタイミングを、移動ロボット１が充電ステーションに到着して給電カプラ４及び受電カプラ５が接続状態となる時点より少なくとも時間Ｔ以上前の時点に設定することが必要になるものである。
【００２７】
要するに、上記した本実施例によれば、移動ロボット１が充電ステーションに停止した状態では、その移動ロボット１に搭載された充電器９が、充電ステーションに設けられた電源装置２の交流電源出力を整流平滑するようになり、その整流平滑出力によりバッテリ１７に充電されるようになる。この場合、移動ロボット１が上記充電ステーションに到達する前の所定タイミングで補助電源スイッチ２３がオンされるものであり、これにより、バッテリ１７の出力により充電器９内に設けられた大容量の平滑用コンデンサに所定レベルまで充電するという制御、つまり充電器９を予め立ち上げておく制御が行われる。
【００２８】
このため、移動ロボット１が充電ステーションに到達してからバッテリ１７の充電が開始されるまでの時間を、最大で零時間近くまで短縮できるようになって、従来構成のようなタイムロスが発生する恐れがなくなる。この結果、充電ステーションでの停止時間が比較的短い時間に限定されるような状況下であっても、バッテリ１７に対する充電時間を極力長く確保できるため、そのバッテリ１７が過放電気味になることを未然に防止可能になる。従って、移動ロボット１が充電のためだけに停止状態とされる可能性が低くなって、その移動ロボット１の仕事率が向上するようになる。
【００２９】
また、移動ロボット１が充電ステーションに到達する前の時点において、充電器９内のＥＣＵ１５の電源が立ち上げられると共に、バッテリ１７の状態に基づいて決定された充電器９による充電条件データが当該ＥＣＵ１５に送信されるものであり、ＥＣＵ１５は、移動ロボット１が充電ステーションに到着した後に、上記のよう受信した充電条件データに基づいて、充電器９を通じたバッテリ１７への充電動作を直ちに開始するようになる。従って、移動ロボット１が充電ステーションに到着してから充電器９による充電動作が開始されるまでの間に、充電条件データの送信所要時間に起因したタイムロスが発生することがなくなる。このため、このような面からも、移動ロボット１が充電ステーションに到達してからバッテリ１７の充電が開始されるまでの時間を短縮できるようになって、従来構成のようなタイムロスが発生する恐れがなくなり、上述同様に移動ロボット１の仕事率が向上するようになる。
【００３０】
また、充電器９内の平滑用コンデンサに流れ込む突入電流を抑制する抵抗素子１２が設けられているから、充電器９を構成する回路素子に悪影響が及ぶ恐れがなくなるという利点がある。特に、このような抵抗素子１２を設けた場合には、充電器９が立ち上がるまでの時間が長くなるという事情があるため、前述したように充電器９を予め立ち上げておく制御を行うことが非常に有益となる。
【００３１】
さらに、充電条件データがシリアル信号として送信される構成となっているから、ハードウエア構成を簡略化できるという利点がある。特に、このようなシリアル通信を行う構成とした場合には、充電条件データの送信所要時間が長くなるという事情があるため、前述したようにＥＣＵ１５の電源を確立すると共に当該ＥＣＵ１５に対し予め充電条件データを送信しておく制御を行うことが非常に有益となる。
【００３２】
尚、上記した実施例では、ＥＣＵ１５の電源を、移動ロボット１がまもなく充電ステーションに到達する状態となった時点で立ち上げる構成としたが、ＥＣＵ１５自体は消費電力が小さいものであるから、その電源を常時において立ち上げておく構成としても良く、この場合にはスタンバイスイッチ２２は不要になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の電気的構成を示す機能ブロック図
【図２】充電制御コントローラの制御内容の要部を示すフローチャート
【符号の説明】
１は移動ロボット、２は電源装置、３は商用交流電源、４は給電カプラ、５は受電カプラ、６は主電源線、８は電源スイッチ、９は充電器、１１は整流平滑回路、１２は抵抗素子（電流制限手段）、１３はバイパス用スイッチ（スイッチ要素）、１４はスイッチング回路、１５はＥＣＵ（充電状態制御回路）、１６は整流平滑回路、１７はバッテリ、１９は充電制御コントローラ（充電制御手段）、２２はスタンバイスイッチ、２３は補助電源スイッチを示す。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mobile robot that travels between a plurality of stations to perform robot work.
[0002]
[Prior art]
For example, in a semiconductor manufacturing factory, a lot of robot operations such as receiving an object to be transported (for example, a wafer cassette) from a partner side or delivering it to a partner side on a traveling unit that moves between a plurality of work stations. A large number of mobile robots (automated guided vehicles) equipped with articulated arm robots are used. In such a mobile robot, because it is necessary to run on its own, the driving motor is driven by a battery made of a secondary battery, and the mobile robot is externally stopped during a stop at a work station that also serves as a charging station. It is configured to be charged from an AC power source.
[0003]
In recent years, a charger for charging a battery has been mounted on the mobile robot side, and such a charger is provided with a large-capacity smoothing capacitor in order to perform a stable charging operation. It has become common. However, in a charger equipped with such a large-capacity smoothing capacitor, there is a problem in that an extremely large inrush current flows at the beginning of connection to an external AC power source and adversely affects circuit elements. Therefore, in practice, a resistance element for limiting the inrush current is provided on the input side of the charger, and a switch element that short-circuits both ends of the resistance element at a predetermined timing when the inrush current level is reduced is provided. Has been done.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional configuration, since the inrush current suppression function is provided, after the mobile robot arrives at the work station (charging station) and the charger and the external AC power source are connected, There is a situation that the time until the charger starts up (the time required for charging the smoothing capacitor to a sufficient level) becomes relatively long and time loss occurs. In contrast, mobile robots are often limited to a relatively short stop time at the work station, so that sufficient charging is required when the above time loss occurs. It becomes difficult to secure time. For this reason, in some cases, the battery may be over-discharged. When this happens, it is necessary to stop the mobile robot at the work station just for charging. There is a problem that the work rate of the robot decreases.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to allow charging by eliminating time loss until the charger starts up when charging the battery with the charger during the period when the charging station is stopped. The object is to provide a mobile robot that can secure the maximum amount of time.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the means described in claim 1 can be employed. According to this means, when the mobile robot is stopped at the charging station, the charger rectifies and smoothes the external AC power supply output, and the battery is charged by the rectified and smoothed output. In this case, the charging control means charges the smoothing capacitor provided in the charger to a predetermined level by giving the output of the battery to the charger before the mobile robot reaches the charging station. Control, that is, control for starting up the charger in advance is performed. For this reason, the time from when the mobile robot arrives at the charging station until the charging of the battery is started can be shortened to a maximum of nearly zero hours, and there is no risk of time loss as in the conventional configuration. . As a result, even under a situation where the stop time at the charging station is limited to a relatively short time, the battery can be charged for a long time as much as possible. It becomes possible to prevent. Therefore, the possibility that the mobile robot is stopped only for charging is reduced, and the power of the mobile robot is improved.
[0009]
According to the second aspect of the present invention, since the inrush current flowing into the smoothing capacitor in the charger is suppressed by the current limiting means, there is an advantage that there is no possibility of adversely affecting the circuit element, but the charger starts up. There is a circumstance that it takes a long time. Therefore, when there is such a situation, it is very useful to perform control in which the charger is started up as described above.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the configuration of a part related to the gist of the present invention in the electric configuration of a mobile robot 1 equipped with an articulated arm robot (not shown), together with a power supply device 2 installed in a charging station. It is indicated by a combination of blocks. In FIG. 1, the power line is indicated by a solid line and the signal line is indicated by a broken line. In FIG. 1, the AC line and the circuit elements connected to the AC line are actually for three phases, but are shown in a simplified state here.
[0013]
In FIG. 1, the power supply device 2 has a configuration including a three-phase 200 V commercial AC power supply 3 and a power supply coupler 4 connected thereto. The mobile robot 1 includes a power receiving coupler 5 that is connected to the power feeding coupler 4 in a state where the mobile robot 1 is stopped at the charging station. The main part of the internal configuration of the mobile robot 1 will be described below.
[0014]
That is, a circuit breaker 7 and a power switch 8 made of, for example, a triac are connected in series between the power receiving coupler 5 and the main power supply line 6. The power switch 8 can also be constituted by a mechanical switch such as another semiconductor switching element or a relay switch.
[0015]
The charger 9 connected to the main power line 6 has the following configuration. That is, a line filter 10 for removing noise components superimposed on the main power supply line 6 is connected to the input stage of the charger 9. The rectifying / smoothing circuit 11 is for rectifying and smoothing the AC power supply output supplied from the main power supply line 6 through the line filter 10, and has a configuration including a large-capacity smoothing capacitor (not shown). . In this case, a resistance element 12 (corresponding to current limiting means) for suppressing an inrush current flowing into the smoothing capacitor (not shown) between the input portion of the charger 9, particularly between the line filter 10 and the rectifying and smoothing circuit 11. ) And a bypass switch 13 (corresponding to a switch element) made of, for example, a triac is connected, so that both ends of the resistance element 13 can be selectively short-circuited by the triac 13. The bypass switch 13 can also be constituted by another semiconductor switching element or a mechanical switch such as a relay switch, like the power switch 8.
[0016]
The switching circuit 14 is for switching the output of the rectifying and smoothing circuit 11 to generate an AC output of a variable voltage, and the switching operation is controlled by the ECU 15 (corresponding to a charge state control circuit). Yes. The rectifying / smoothing circuit 16 that receives the output of the switching circuit 14 has a configuration in which a step-up transformer (not shown) is provided in the input stage, and the output is a DC power supply line 18 to which the positive terminal of the battery 17 is connected. To give to. The negative terminal of the battery 17 is grounded.
[0017]
In this case, the ECU 15 is configured to receive a charge start command and charge condition data output from a charge control controller 19 (corresponding to a charge control means) described later. When the charge start command is received, the ECU 15 The switching operation (that is, the charging operation of the battery 17) is started, and the switching rate is set in a state corresponding to the charging condition data, so that the magnitude of the charging current supplied from the rectifying / smoothing circuit 16 to the battery 17 is optimized. The configuration is controlled to the state.
[0018]
In addition, the charger 9 is provided with a first auxiliary power supply 20 and a second auxiliary power supply 21 for supplying power to the ECU 15. The first auxiliary power supply 20 is provided to the ECU 15 in a state in which the direct-current output supplied through the standby switch 22 from the auxiliary power supply terminal + VD having an output voltage of DC 12 V, for example, is stabilized. The second auxiliary power source 21 operates by detecting this when the first auxiliary power source 20 stops functioning. In the state where the DC output given from the DC power source line 18 is stepped down and stabilized. The configuration is given to the ECU 15.
[0019]
The charge control controller 19 for controlling the charger 9 configured as described above performs transmission and reception of signals between the ECU 15 in the charger 9 and a host controller (not shown) mounted on the mobile robot 1, respectively. The power switch 8, the bypass switch 13, the standby switch 22, and the auxiliary power switch 23 described later are controlled to be turned on / off. In particular, in this case, the charging controller 19 monitors the state of the battery 17 (for example, voltage, current, and temperature), and determines and determines the charging condition of the battery 17 by the charger 9 based on the monitoring result. The charging condition data is transmitted to the ECU 15 by a serial signal. The power supply of the charge controller 19 is supplied from the output terminal of the DC / DC converter 24 that steps down the output of the DC power supply line 18 to about 12V (this output terminal corresponds to the aforementioned auxiliary power supply terminal + VD).
[0020]
The auxiliary power switch 23 is connected to the DC power supply line 18 and a common connection point of the line filter 10 and the resistance element 12 in the charger 9, and in the ON state, the output of the battery 17 is input to the charger 9. It becomes the composition given as. The auxiliary power switch 23 and the standby switch 22 can be constituted by a mechanical switch such as a relay switch or a semiconductor switching element.
[0021]
The flowchart of FIG. 2 schematically shows the contents of a charge preparation routine directly related to the gist of the present invention, among the control programs executed by the charge control controller 19, and will be described below.
That is, the host controller (not shown) keeps track of the position of the mobile robot 1 at all times, and gives an interrupt signal to the charge control controller 19 when the traveling mobile robot 1 soon arrives at the charging station. . The charge controller 19 starts the charge preparation routine of FIG. 2 when receiving the interrupt signal.
[0022]
In this charging preparation routine, first, the standby switch 22 and the auxiliary power switch 23 are turned on (step S1). Then, the output of the battery 17 is supplied to the first auxiliary power supply 20 in the charger 9 through the output terminal (auxiliary power supply terminal + VD) of the DC / DC converter 24 when the standby switch 22 is turned on. Then, power supply to the ECU 15 is started. When the auxiliary power switch 23 is turned on, the output of the battery 17 is supplied to the rectifying / smoothing circuit 11 in the charger 9 through the resistance element 12, and a smoothing capacitor (not shown) in the rectifying / smoothing circuit 11 is provided. Is started by the output of the battery 17. At this time, since the smoothing capacitor is charged through the resistance element 12, a large inrush current is suppressed from flowing.
[0023]
Next, the ECU 15 waits until a delay time τ necessary for establishing the power source of the ECU 15 elapses (step S2). After the delay time τ elapses, the ECU 15 receives data indicating the charging condition determined based on the state of the battery 17. On the other hand, an operation of transmitting with a serial signal is started (step S3). After this, the transmission of the charging condition data is completed, and the process waits until a time T necessary for the smoothing capacitor in the rectifying and smoothing circuit 11 to reach a predetermined charging level has elapsed (step S4). . The charge level need not be a level corresponding to the fully charged state, but may be a level close to this.
[0024]
When the time T has elapsed, the bypass switch 13 is turned on (step S5). However, the on-timing of the bypass switch 13 does not necessarily need to be set after the elapse of time T. If the magnitude of the inrush current with respect to the smoothing capacitor is within an allowable range, there is no problem. It may be the timing after the power supply from the power supply device 2 is started after the robot 1 stops at the charging station.
[0025]
Thereafter, the mobile robot 1 waits until it reaches the charging station (step S6). When the mobile robot 1 reaches the charging station, whether or not the power receiving coupler 5 is connected to the power feeding coupler 4 on the power supply device 2 side is determined based on a signal from the host controller. (Step S7). When the power receiving coupler 5 is connected to the power feeding coupler 4, a step S8 for turning off the auxiliary power switch 23 and a step S9 for turning on the power switch 8 are sequentially executed, and then a serial signal with an extremely short data length is sent to the ECU 15. Step S10 for giving a charge start command is executed and the process returns.
[0026]
Therefore, when the mobile robot 1 reaches the charging station and the power supply coupler 4 and the power reception coupler 5 are connected, the battery 9 is charged by the charger 9 in response to the output of the charge start command from the charge controller 19. The operation starts immediately. In order to immediately start the charging operation in this way, when the mobile robot 1 arrives at the charging station and the power feeding coupler 4 and the power receiving coupler 5 It is necessary to set at a time at least a time T before the time when the connection state is established.
[0027]
In short, according to the above-described embodiment, when the mobile robot 1 is stopped at the charging station, the charger 9 mounted on the mobile robot 1 outputs the AC power output of the power supply device 2 provided at the charging station. Rectification and smoothing are performed, and the battery 17 is charged by the rectified and smoothed output. In this case, the auxiliary power switch 23 is turned on at a predetermined timing before the mobile robot 1 reaches the charging station, whereby the large capacity smoothing provided in the charger 9 by the output of the battery 17 is achieved. A control for charging the capacitor to a predetermined level, that is, a control for starting up the charger 9 in advance is performed.
[0028]
For this reason, the time from when the mobile robot 1 arrives at the charging station until the charging of the battery 17 is started can be shortened to a maximum of nearly zero hours, which may cause a time loss as in the conventional configuration. Disappears. As a result, even in a situation where the stop time at the charging station is limited to a relatively short time, the charging time for the battery 17 can be secured as long as possible. It becomes possible to prevent it. Accordingly, the possibility that the mobile robot 1 is stopped only for charging is reduced, and the power of the mobile robot 1 is improved.
[0029]
Further, before the mobile robot 1 reaches the charging station, the power source of the ECU 15 in the charger 9 is turned on, and the charging condition data by the charger 9 determined based on the state of the battery 17 is the ECU 15. The ECU 15 immediately starts the charging operation to the battery 17 through the charger 9 based on the charging condition data received as described above after the mobile robot 1 arrives at the charging station. become. Therefore, no time loss due to the time required for transmitting the charging condition data occurs between the time when the mobile robot 1 arrives at the charging station and the time when the charging operation by the charger 9 is started. For this reason, also from this aspect, it is possible to shorten the time from when the mobile robot 1 reaches the charging station until the charging of the battery 17 is started, which may cause a time loss as in the conventional configuration. As described above, the power of the mobile robot 1 is improved.
[0030]
Further, since the resistance element 12 that suppresses the inrush current flowing into the smoothing capacitor in the charger 9 is provided, there is an advantage that there is no possibility that the circuit elements constituting the charger 9 are adversely affected. In particular, in the case where such a resistance element 12 is provided, there is a situation in which the time until the charger 9 starts up becomes long. Therefore, as described above, control for starting up the charger 9 in advance can be performed. It will be very useful.
[0031]
Further, since the charging condition data is transmitted as a serial signal, there is an advantage that the hardware configuration can be simplified. In particular, when the serial communication is configured as described above, there is a situation in which the time required for transmission of the charging condition data becomes long. Therefore, as described above, the power supply of the ECU 15 is established and the charging condition is previously set for the ECU 15. It is very useful to perform control to transmit data.
[0032]
In the above-described embodiment, the power source of the ECU 15 is started up when the mobile robot 1 soon reaches the charging station. However, since the ECU 15 itself consumes little power, The standby switch 22 is not necessary in this case.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing an electrical configuration of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flowchart showing a main part of control contents of a charge controller.
1 is a mobile robot, 2 is a power supply device, 3 is a commercial AC power supply, 4 is a power supply coupler, 5 is a power reception coupler, 6 is a main power line, 8 is a power switch, 9 is a charger, 11 is a rectifying and smoothing circuit, 12 is Resistance element (current limiting means), 13 is a bypass switch (switch element), 14 is a switching circuit, 15 is an ECU (charge state control circuit), 16 is a rectifying / smoothing circuit, 17 is a battery, 19 is a charge control controller (charge) Control means), 22 is a standby switch, and 23 is an auxiliary power switch.

Claims

充電ステーションに停止した期間に外部の交流電源から給電されるように設けられ、その交流電源出力を整流平滑した出力により負荷駆動用のバッテリを充電する充電器と、前記充電器の入力部に設けられた平滑用コンデンサに流れ込む突入電流を抑制するための電流制限手段とを備え、充電ステーションに停止した状態で負荷駆動用のバッテリに充電するように構成され、さらに自身の位置を常時把握するための上位コントローラを有した移動ロボットにおいて、
前記充電ステーションに到達する状態となったときに前記上位コントローラより出力される割り込み信号に基づいて、前記バッテリ出力を前記充電器に与えることにより前記平滑用コンデンサに所定レベルまで充電する制御を行う充電制御手段を搭載したことを特徴とする移動ロボット。A charger is provided to be fed from an external AC power source during a period when the charging station is stopped, and a battery for driving a load is charged by an output obtained by rectifying and smoothing the AC power source output, and provided at an input portion of the charger. Current limiting means for suppressing inrush current flowing into the smoothing capacitor, and configured to charge the battery for driving the load while stopped at the charging station, and to constantly grasp its own position In a mobile robot with a host controller
Based on an interrupt signal output from the host controller when the state reaching the charging station, charging for performing control for charging the battery output to a predetermined level to said smoothing capacitor by providing the charger A mobile robot characterized by being equipped with a control means.

前記充電器の入力部には、前記電流制限手段の両端を選択的に短絡するスイッチ要素が配置されることを特徴とする請求項１記載の移動ロボット。Wherein the input portion of the charger, the mobile robot according to claim 1, wherein the switch elements for selectively short-circuiting both ends of the front SL current limiting means are arranged.