JP4858466B2 - Power supply station and power supply control method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、移動型ロボットに対する充電や給電を行う電力供給ステーション及びその電力供給制御方法に関する。   The present invention relates to a power supply station that charges and supplies power to a mobile robot and a power supply control method thereof.

近年、屋内や屋外を移動して、予め定められた作業や自律動作を行う移動型ロボットが開発されつつある。このような移動型ロボットは、内部に充電可能なバッテリーを備え、このバッテリーに蓄えられた電気容量が所定量以下に減少すると、所定の位置座標等の目標地点に設置された電力供給ステーションまで自律的に移動してバッテリーを充電し、以てその後の動作を継続することができる。また、バッテリーの充電中に、電力供給ステーションにより給電された状態で動作を行う移動型ロボットもある。   In recent years, mobile robots that move indoors and outdoors and perform predetermined tasks and autonomous operations are being developed. Such a mobile robot has a rechargeable battery inside, and autonomously reaches a power supply station installed at a target point such as a predetermined position coordinate when the electric capacity stored in the battery decreases below a predetermined amount. The battery can be recharged and the battery can be charged, so that the subsequent operation can be continued. There is also a mobile robot that operates while being charged by a power supply station while the battery is being charged.

また、電力供給ステーションは、一般に、自分自身に設けられた電力供給用端子と移動型ロボットが有する受電用端子との接触を検出すると、移動型ロボットへの電力供給を開始する(例えば、特許文献１〜４参照)。
特開平１１−２８２５３３号公報 特開２００１−２７３９４５号公報 特開２００４−２３７０７５号公報 特開２００７−２４５３３２号公報 Also, the power supply station generally starts supplying power to the mobile robot when detecting contact between the power supply terminal provided on the mobile station and the power receiving terminal of the mobile robot (for example, Patent Documents). 1-4).
JP-A-11-282533 JP 2001-273945 A Japanese Patent Laid-Open No. 2004-237075 JP 2007-245332 A

ところで、移動型ロボットを人間の居住する環境下で動作させる場合には、電力供給ステーションを同一環境下に設置する必要がある。しかしながら、上記の特許文献１〜４では、電力供給ステーションの電力供給用端子と移動型ロボットの受電用端子の間に人体の一部が誤って挟まれた場合であっても、両端子の接触を検出して電力供給を開始してしまうため、感電の虞があるという問題があった。   By the way, when operating the mobile robot in an environment where a human lives, it is necessary to install a power supply station in the same environment. However, in the above Patent Documents 1 to 4, even if a part of the human body is accidentally sandwiched between the power supply terminal of the power supply station and the power receiving terminal of the mobile robot, the contact between both terminals This causes a problem that there is a risk of electric shock.

従って、本発明は、感電の危険性を伴うこと無く、移動型ロボットへの電力供給を行うことが可能な電力供給ステーション及びその電力供給制御方法を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a power supply station that can supply power to a mobile robot and a power supply control method therefor without any risk of electric shock.

本発明の一態様に係る電力供給ステーションは、電力供給部と、移動型ロボットが有する複数の受電用端子にそれぞれ対応して設けた複数の電力供給用端子と、前記電力供給部と前記複数の電力供給用端子との間の導通状態と非導通状態とを切り替えるスイッチ部と、前記移動型ロボットへの電力供給に際して、前記複数の受電用端子による前記複数の電力供給用端子に対する全ての押圧力が一定範囲内に収まる第１の条件、前記複数の電力供給用端子の全ての押圧タイミングが一定時間内に収まる第２の条件、及び前記複数の受電用端子の入力インピーダンスがそれぞれ予め定められた所定範囲内の値である第３の条件の少なくとも２つが成立した場合に、前記電力供給部と前記複数の電力供給用端子とが導通状態となるよう前記スイッチ部を制御する制御部とを備える。また、前記制御部は、前記第１〜第３の条件の全てが成立した場合に、前記電力供給部と前記複数の電力供給用端子とが導通状態となるよう前記スイッチ部を制御することが好ましい。   The power supply station according to one aspect of the present invention includes a power supply unit, a plurality of power supply terminals provided corresponding to a plurality of power reception terminals included in the mobile robot, the power supply unit, and the plurality of power supply stations. A switch unit that switches between a conduction state and a non-conduction state between the power supply terminals, and all the pressing force applied to the plurality of power supply terminals by the plurality of power reception terminals when power is supplied to the mobile robot. Is set within a certain range, a second condition where all the pressing timings of the plurality of power supply terminals are within a certain time, and input impedances of the plurality of power receiving terminals are respectively predetermined. The switch so that the power supply unit and the plurality of power supply terminals are in a conductive state when at least two of the third conditions that are values within a predetermined range are satisfied. And a control unit for controlling. The control unit may control the switch unit so that the power supply unit and the plurality of power supply terminals are in a conductive state when all of the first to third conditions are satisfied. preferable.

このような電力供給ステーションにおいては、電力供給対象として予め定めた移動型ロボットによる端子間の適切な接触条件が満たされた場合にのみ、電力供給を開始することができる。従って、電力供給用端子に人体が接触しても電力供給が行われることが無く、以て感電の危険性を解消することが可能である。   In such a power supply station, power supply can be started only when an appropriate contact condition between terminals by a mobile robot that is predetermined as a power supply target is satisfied. Therefore, even if a human body comes into contact with the power supply terminal, power supply is not performed, and the risk of electric shock can be eliminated.

また、このような電力供給ステーションが、前記スイッチ部の制御に先立ち、前記移動型ロボットに対して移動停止を要求する停止信号を送信する送信部をさらに備えても良い。すなわち、移動型ロボットの移動(接触動作)を停止させることにより、電力供給用端子と移動型ロボットの受電用端子との適切な接触を維持した状態で電力供給を行うことができる。   In addition, such a power supply station may further include a transmission unit that transmits a stop signal for requesting the mobile robot to stop moving prior to the control of the switch unit. That is, by stopping the movement (contact operation) of the mobile robot, it is possible to supply power while maintaining proper contact between the power supply terminal and the power receiving terminal of the mobile robot.

また、このような電力供給ステーションが、前記第１〜第３の条件の少なくとも２つが成立しない場合に、前記移動型ロボットに対して前記複数の受電用端子の接触位置の再調整を要求するエラー信号を送信する送信部をさらに備えても良い。すなわち、電力供給用端子と受電用端子の接触が不適切である場合には、移動型ロボットに接触動作を再び実行させることができる。   Further, when such a power supply station does not satisfy at least two of the first to third conditions, an error requesting the mobile robot to readjust the contact positions of the plurality of power receiving terminals. You may further provide the transmission part which transmits a signal. That is, when the contact between the power supply terminal and the power reception terminal is inappropriate, the contact operation can be executed again by the mobile robot.

さらに、本発明の他の一態様は、電力供給部と、移動型ロボットが有する複数の受電用端子にそれぞれ対応して設けた複数の電力供給用端子と、前記電力供給部と前記複数の電力供給用端子との間の導通状態と非導通状態とを切り替えるスイッチ部と、を備えた電力供給ステーションにおける前記移動型ロボットへの電力供給制御方法を提供するものである。この電力制御方法は、前記複数の受電用端子による前記複数の電力供給用端子に対する押圧力、前記複数の電力供給用端子の押圧タイミング、及び前記複数の受電用端子の入力インピーダンスの少なくとも２つを検出する第１ステップと、全ての押圧力が一定範囲内に収まる第１の条件、全ての押圧タイミングが一定時間内に収まる第２の条件、及び前記入力インピーダンスがそれぞれ所定範囲内の値である第３の条件の少なくとも２つが成立した場合に、前記スイッチ部を制御して、前記電力供給部と前記複数の電力供給用端子とを導通状態とする第２ステップとを備える。また、前記第２ステップは、前記第１〜第３の条件の全てが成立した場合に、前記スイッチ部を制御して、前記電力供給部と前記複数の電力供給用端子とを導通状態とすることが好ましい。   Furthermore, another embodiment of the present invention includes a power supply unit, a plurality of power supply terminals provided corresponding to the plurality of power reception terminals included in the mobile robot, the power supply unit, and the plurality of powers, respectively. The present invention provides a power supply control method for the mobile robot in a power supply station that includes a switch unit that switches between a conduction state and a non-conduction state with a supply terminal. In the power control method, at least two of a pressing force to the plurality of power supply terminals by the plurality of power reception terminals, a pressing timing of the plurality of power supply terminals, and an input impedance of the plurality of power reception terminals are provided. The first step to detect, the first condition in which all pressing forces are within a certain range, the second condition in which all pressing timings are within a certain time, and the input impedance are values within a predetermined range, respectively. A second step of controlling the switch unit to bring the power supply unit and the plurality of power supply terminals into a conductive state when at least two of the third conditions are satisfied; The second step controls the switch unit to bring the power supply unit and the plurality of power supply terminals into a conductive state when all of the first to third conditions are satisfied. It is preferable.

このような電力制御方法においては、電力供給ステーションの電力供給用端子に人間が接触しても電力供給が行われることが無く、以て感電の危険性を解消することが可能である。   In such a power control method, even if a human touches the power supply terminal of the power supply station, power is not supplied, and the risk of electric shock can be eliminated.

また、このような電力制御方法が、前記スイッチ部の制御に先立ち、前記移動型ロボットに対して移動停止を要求する停止信号を送信するステップをさらに備えても良い。また、このような電力制御方法が、前記第１〜第３の条件の少なくとも２つが成立しない場合に、前記移動型ロボットに対して前記複数の受電用端子の接触位置の再調整を要求するエラー信号を送信するステップをさらに備えても良い。   The power control method may further include a step of transmitting a stop signal for requesting the mobile robot to stop moving prior to the control of the switch unit. In addition, such a power control method requires that the mobile robot readjust the contact positions of the plurality of power receiving terminals when at least two of the first to third conditions are not satisfied. You may further comprise the step which transmits a signal.

本発明によれば、電力供給ステーションが、感電の危険性を伴うこと無く移動型ロボットへの電力供給を行うことができ、以てその安全性を従来の電力供給ステーションと比較して大幅に向上させることが可能である。   According to the present invention, the power supply station can supply power to the mobile robot without any risk of electric shock, and its safety is greatly improved compared to the conventional power supply station. It is possible to make it.

以下、本発明に係る電力供給ステーションの実施の形態を、図1〜図5を参照して説明する。   Embodiments of a power supply station according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

図1は、本実施の形態に係る電力供給ステーション100の設置例を示している。本実施の形態においては、電力供給対象の移動型ロボットとして１対の車輪を駆動することで平面上を自律的に移動する車輪駆動型の車両10を用いるものとし、図示の如く車両10の移動領域AR内に電力供給ステーション100を設置している。なお、脚式歩行型のロボット等を用いた場合も、以降の説明が同様に適用される。   FIG. 1 shows an installation example of a power supply station 100 according to the present embodiment. In the present embodiment, a wheel-driven vehicle 10 that autonomously moves on a plane by driving a pair of wheels as a mobile robot to which power is supplied is used. A power supply station 100 is installed in the area AR. Note that the following description applies in the same manner to a legged walking robot or the like.

ここで、車両10は、図2に示す如く１対の対向する車輪11L及び11Rとキャスタ12とで水平に支持されるものであり、車輪11L及び11Rをそれぞれ駆動するモータ13L及び13Lと、これらのモータ13L及び13Rに駆動信号を与えて車両10の移動速度、移動方向、移動距離等を制御する制御部14と、電力供給ステーション100からの電力供給を受ける受電部15と、電力供給ステーション100から制御信号を受信して制御部14に与える受信部16とを備えている。以下、受電部15について図3を参照して詳細に説明する。   Here, the vehicle 10 is horizontally supported by a pair of opposed wheels 11L and 11R and a caster 12 as shown in FIG. 2, and motors 13L and 13L for driving the wheels 11L and 11R, respectively, A control unit 14 that gives a drive signal to the motors 13L and 13R to control the moving speed, moving direction, moving distance, etc. of the vehicle 10, a power receiving unit 15 that receives power supply from the power supply station 100, And a receiving unit 16 that receives the control signal from the control unit 14 and supplies the control signal to the control unit 14. Hereinafter, the power receiving unit 15 will be described in detail with reference to FIG.

図3に示すように、受電部15は、受電用コネクタ21と、充電可能なバッテリー22と、電力供給ステーション100からの給電を受けるための給電部23と、受電用コネクタ21とバッテリー22及び給電部23との接続を切り替える電気回路24とを備えており、受電用コネクタ21を電力供給ステーション100に接続することによって、バッテリー22に対する充電及び給電部23に対する給電を行うことができる。なお、バッテリー22に蓄えられた電力の残量は、図2に示した制御部14によって定期的に監視されている。   As shown in FIG. 3, the power receiving unit 15 includes a power receiving connector 21, a rechargeable battery 22, a power feeding unit 23 for receiving power from the power supply station 100, a power receiving connector 21, the battery 22, and power feeding. And an electric circuit 24 for switching the connection to the unit 23. By connecting the power receiving connector 21 to the power supply station 100, the battery 22 can be charged and the power feeding unit 23 can be fed. The remaining amount of power stored in the battery 22 is regularly monitored by the control unit 14 shown in FIG.

また、受電用コネクタ21の表面には、受電用端子としての充電用端子21a、GND(グランド)用端子21b、及び給電用端子21cが車両10の外側に露出するよう設けられている。そして、充電用端子21aに接続されたリード線、GDN用端子21bに接続されたリード線、及び給電用端子21cに接続されたリード線は、電気回路24を介してそれぞれバッテリー22、GND、及び給電部23に電気的に導通されている。すなわち、電気回路24は、受電用端子21a〜21cとバッテリー22、GND、及び給電部23との間の導通状態と非導通状態とを切り替えるものであり、制御部14によって制御されている。   On the surface of the power receiving connector 21, a charging terminal 21a as a power receiving terminal, a GND (ground) terminal 21b, and a power feeding terminal 21c are provided so as to be exposed to the outside of the vehicle 10. The lead wire connected to the charging terminal 21a, the lead wire connected to the GDN terminal 21b, and the lead wire connected to the power supply terminal 21c are connected to the battery 22, GND, and The power supply unit 23 is electrically connected. That is, the electric circuit 24 switches between a conductive state and a non-conductive state between the power receiving terminals 21a to 21c, the battery 22, GND, and the power feeding unit 23, and is controlled by the control unit 14.

一方、電力供給ステーション100は、図4に示すように、充電器111及び給電器112から成る電力供給部110と、車両10が有する受電用端子21a〜21cにそれぞれ対応して設けた電力供給用端子としての充電用端子120a、GND用端子120b、及び給電用端子120cと、電力供給部110と電力供給用端子120a〜120cとの間の導通状態と非導通状態とを切り替えるスイッチ部130と、各電力供給用端子120a〜120cに対する押圧力、押圧タイミング、及び各受電用端子21a〜21cの入力インピーダンスに基づきスイッチ部130を制御する制御部140と、この制御140からの指示に従い車両10に対して制御信号を送信する送信部150とを備えている。   On the other hand, as shown in FIG. 4, the power supply station 100 is a power supply unit provided corresponding to the power supply unit 110 including the charger 111 and the power feeder 112 and the power receiving terminals 21a to 21c of the vehicle 10. A charging unit 120a as a terminal, a GND terminal 120b, and a power supply terminal 120c, and a switch unit 130 for switching between a conductive state and a non-conductive state between the power supply unit 110 and the power supply terminals 120a to 120c, A control unit 140 that controls the switch unit 130 based on the pressing force to each power supply terminal 120a to 120c, the pressing timing, and the input impedance of each power receiving terminal 21a to 21c, and the vehicle 10 according to the instruction from the control 140 And a transmission unit 150 for transmitting the control signal.

また、制御部140は、電力供給用端子120a〜120cにバネ部材B1〜B3を介して接続され、受電用端子21a〜21cによる電力供給用端子120a〜120cに対する押圧力をそれぞれ検出する押圧力検出部141a〜141c(以下、符号141で総称することがある)と、電力供給用端子120a〜120cの押圧タイミングをそれぞれ検出する押圧タイミング検出部142a〜142c(以下、符号142で総称することがある)と、受電用端子21a〜21cの入力インピーダンスをそれぞれ検出する入力インピーダンス検出部143a〜143c(以下、符号143で総称することがある)とを有しており、検出した押圧力、押圧タイミング、及び入力インピーダンスが後述する条件を満たした場合にのみ、スイッチ部130内のスイッチ素子130a〜130cを"ON"状態にする。ここで、押圧力検出部141には、歪みゲージや接触センサー等を用いることができる。また、入力インピーダンス検出部143には、一般的なインピーダンス検出回路を用いることができる。また、押圧タイミング検出部142の機能は、電力供給ステーション100内のプロセッサ等が押圧力検出部141による押圧力の検出時刻を計測することにより実現できる。   In addition, the control unit 140 is connected to the power supply terminals 120a to 120c via the spring members B1 to B3, and detects the pressing force to the power supply terminals 120a to 120c by the power receiving terminals 21a to 21c, respectively. Parts 141a to 141c (hereinafter may be collectively referred to as reference numeral 141) and pressing timing detection parts 142a to 142c (hereinafter referred to as reference numeral 142 in some cases) for detecting the pressing timing of the power supply terminals 120a to 120c, respectively. ), And input impedance detectors 143a to 143c (hereinafter sometimes collectively referred to as reference numeral 143) for detecting the input impedances of the power receiving terminals 21a to 21c, respectively, and the detected pressing force, pressing timing, Only when the input impedance satisfies the conditions described later, the switch elements 130a to 130c in the switch unit 130 are turned on. Here, a strain gauge, a contact sensor, or the like can be used for the pressing force detection unit 141. The input impedance detection unit 143 can be a general impedance detection circuit. Further, the function of the pressing timing detection unit 142 can be realized by measuring the detection time of the pressing force by the pressing force detection unit 141 by a processor in the power supply station 100 or the like.

このように構成された電力供給ステーション100により、図1に示した車両10に対する電力供給を行うための手順について、図5に示すフローチャートを参照して詳細に説明する。なお、図5に示す制御フローが開始される迄は、車両10は、図3に示したバッテリー22の電力を使用して所望の作業や移動を行っている状態(すなわち、電気回路24により、受電コネクタ21とバッテリー22及び給電部23とが電気的に遮断された状態)に在るものとする。また、電力供給ステーション100においては、スイッチ部130内の各スイッチ素子130a〜130cが"OFF"状態(すなわち、電力供給用端子120a〜120cと充電器111及び給電器112とが電気的に遮断された状態)に在るものとする。   A procedure for supplying power to the vehicle 10 shown in FIG. 1 by the power supply station 100 configured as described above will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG. Until the control flow shown in FIG. 5 is started, the vehicle 10 is performing a desired work or movement using the power of the battery 22 shown in FIG. 3 (that is, by the electric circuit 24, Assume that the power receiving connector 21, the battery 22, and the power feeding unit 23 are electrically disconnected. In the power supply station 100, the switch elements 130a to 130c in the switch unit 130 are in the “OFF” state (that is, the power supply terminals 120a to 120c are electrically disconnected from the charger 111 and the power feeder 112). ).

図5に示すように、車両10内の制御部14は、車両10の動作中、バッテリー22の電力残量を監視する(ステップS1)。この監視の結果、バッテリー22の電力残量が所定量を下回っている場合、制御部14は、バッテリー22の充電が必要であると判断して(ステップS2)、電力供給ステーション100に向けて移動する(ステップS3)と共に、電力供給用端子120a〜120cに対する受電用端子21a〜21cの接触を開始する(ステップS4)。より詳細には、制御部14は、車両10の現在位置から予め記憶している電力ステーション100の設置位置迄の移動経路(電力供給ステーション100に設けた電力供給用端子120a〜120cに対して、車両10に設けた受電用端子21a〜21cをそれぞれ接触させるための移動経路)を作成し、この移動経路に追従するようにモータ13L及び13Rを駆動する。なお、バッテリー22の充電が不要である場合には、制御部14は、上記のステップS1に戻ってバンテリー22の電力残量の監視を継続する。   As shown in FIG. 5, the control unit 14 in the vehicle 10 monitors the remaining power of the battery 22 during operation of the vehicle 10 (step S1). As a result of this monitoring, when the remaining power of the battery 22 is less than the predetermined amount, the control unit 14 determines that the battery 22 needs to be charged (step S2) and moves toward the power supply station 100. (Step S3) and the contact of the power receiving terminals 21a to 21c with the power supply terminals 120a to 120c is started (Step S4). More specifically, the control unit 14 moves from the current position of the vehicle 10 to the pre-stored installation position of the power station 100 (with respect to the power supply terminals 120a to 120c provided in the power supply station 100, The movement paths for bringing the power receiving terminals 21a to 21c provided on the vehicle 10 into contact with each other are created, and the motors 13L and 13R are driven so as to follow the movement paths. If charging of the battery 22 is not necessary, the control unit 14 returns to the above step S1 and continues monitoring the remaining power of the bantery 22.

上記のステップS3により、電力供給用端子120a〜120cと受電用端子21a〜21cとが接触すると、電力供給ステーション100内の制御部140を構成する押圧力検出141a〜141c、押圧タイミング検出部142a〜142c、及び入力インピーダンス検出部143a〜143cは、それぞれ、押圧力Fa〜Fc、押圧タイミングTa〜Tc、及び入力インピーダンスIa〜Icを検出する。そして、制御部140は、これらの押圧力Fa〜Fc、押圧タイミングTa〜Tc、及び入力インピーダンスIa〜Icが、下記の条件(1)〜(3)をそれぞれ満たしているか否か判定する(ステップS5)。   When the power supply terminals 120a to 120c and the power receiving terminals 21a to 21c come into contact with each other in the above step S3, the pressing force detection 141a to 141c and the pressing timing detection unit 142a to configure the control unit 140 in the power supply station 100. 142c and input impedance detectors 143a to 143c detect pressing forces Fa to Fc, pressing timings Ta to Tc, and input impedances Ia to Ic, respectively. Then, the control unit 140 determines whether or not these pressing forces Fa to Fc, pressing timings Ta to Tc, and input impedances Ia to Ic satisfy the following conditions (1) to (3), respectively (steps) S5).

条件(1)：
全ての押圧力Fa〜Fcが、所定の閾値Th1以上且つ閾値Th2以下である条件。ここで、閾値Th1及びTh2には、車両10に固有の押圧力値が設定されているものとする。この条件が成立しないケースとしては、例えば、人体による電力供給用端子120a〜120cに対する接触や、車両10以外の移動型ロボットによる電力供給用端子120a〜120cの押圧が挙げられる。 Condition 1):
A condition in which all the pressing forces Fa to Fc are not less than a predetermined threshold value Th1 and not more than a threshold value Th2. Here, it is assumed that a pressing force value unique to the vehicle 10 is set in the thresholds Th1 and Th2. Examples of cases where this condition is not satisfied include contact with the power supply terminals 120 a to 120 c by a human body and pressing of the power supply terminals 120 a to 120 c by a mobile robot other than the vehicle 10.

条件(2)：
押圧タイミングTa〜Tc間の時間ズレが、所定の閾値Th3以下である条件(すなわち、全ての押圧タイミングTa〜Tcが一定時間内に収まる条件)。この条件が成立しないケースとしては、例えば、電力供給用端子120a〜120c−受電用端子21a〜21c間における異物(人体の一部)の挟み込みが挙げられる。 Condition (2):
A condition in which the time deviation between the press timings Ta to Tc is equal to or less than a predetermined threshold Th3 (that is, a condition in which all the press timings Ta to Tc are within a predetermined time). As a case where this condition is not satisfied, for example, a foreign object (part of a human body) is sandwiched between the power supply terminals 120a to 120c and the power receiving terminals 21a to 21c.

条件(3)：
入力インピーダンスIa〜Icが、それぞれ、所定の閾値Th4a〜Th4c以上且つ閾値Th5a〜Th5cである条件。ここで、閾値Th4a〜Th4c及びTh5a〜Th5cには、それぞれ、車両10の設計情報(すなわち、受電用端子21a〜21cの各々に接続される車両10内部の回路構成やその抵抗値等)に対応する固有の抵抗値が設定されているものとする。この条件が成立しないケースとしては、例えば、人体や車両10以外の移動型ロボットによる電力供給用端子120a〜120cに対する接触が挙げられる。 Condition (3):
Conditions under which the input impedances Ia to Ic are equal to or greater than the predetermined threshold values Th4a to Th4c and the threshold values Th5a to Th5c, respectively. Here, the threshold values Th4a to Th4c and Th5a to Th5c correspond to the design information of the vehicle 10, respectively (that is, the circuit configuration inside the vehicle 10 connected to each of the power receiving terminals 21a to 21c, its resistance value, etc.) It is assumed that a specific resistance value is set. As a case where this condition is not satisfied, for example, a contact with the power supply terminals 120a to 120c by a mobile robot other than the human body or the vehicle 10 can be cited.

上記の条件(1)〜(3)が全て成立した場合(ステップS6)、制御部140は、電力供給用端子120a〜120cと受電用端子21a〜21cとが適切に接触していると判断し、送信部150に対して車両10の移動を停止させるための停止信号の送信を指示する。   When the above conditions (1) to (3) are all satisfied (step S6), the control unit 140 determines that the power supply terminals 120a to 120c and the power receiving terminals 21a to 21c are in proper contact. Then, the transmission unit 150 is instructed to transmit a stop signal for stopping the movement of the vehicle 10.

これにより、電力供給ステーション100(送信部150)−車両10(受信部16)間で停止信号が送受信される(ステップS7)。この停止信号を受信部16を介して受けた車両10内の制御部14は、モータ13L及び13Rの駆動を停止し、以て車両10の移動を停止させる。また、制御部14は、電気回路24を制御して、受電コネクタ21とバッテリー22及び給電部23とを導通状態にする(ステップS8)。   Thereby, a stop signal is transmitted / received between the power supply station 100 (transmission unit 150) and the vehicle 10 (reception unit 16) (step S7). The control unit 14 in the vehicle 10 that has received the stop signal via the receiving unit 16 stops the driving of the motors 13L and 13R, thereby stopping the movement of the vehicle 10. In addition, the control unit 14 controls the electric circuit 24 to bring the power receiving connector 21, the battery 22, and the power feeding unit 23 into a conductive state (step S8).

一方、電力供給ステーション100内の制御部140は、車両10により上記のステップS7及びS8が実行されるのを所定時間待機し(ステップS9)、この後、スイッチ部130内の各スイッチ素子130a〜130cを"ON"状態に切り替え、以て電力供給用端子120a〜120cと充電器111及び給電器112とを導通状態にする(ステップS10)。これにより、電力供給ステーション100側の充電器111による車両10側のバッテリー21の充電が開始されると共に、給電器112による給電部23に対する給電が開始される。   On the other hand, the control unit 140 in the power supply station 100 waits for a predetermined time until the above-described steps S7 and S8 are executed by the vehicle 10 (step S9), and thereafter, the switch elements 130a to 130a in the switch unit 130 are performed. The switch 130c is switched to the “ON” state, whereby the power supply terminals 120a to 120c, the charger 111, and the power feeder 112 are brought into conduction (step S10). Thereby, charging of the battery 21 on the vehicle 10 side by the charger 111 on the power supply station 100 side is started, and power feeding to the power feeding unit 23 by the power feeder 112 is started.

一方、上記のステップS6において、上記の条件(1)〜(3)のいずれかが成立しない場合、電力供給ステーション100内の制御部140は、電力供給用端子120a〜120cと受電用端子21a〜21cとの接触が不適切であると判断し、送信部150に対して車両10へのエラー信号の送信を指示する。これにより、電力供給ステーション100(送信部150)−車両10(受信部16)間でエラー信号が送受信される(ステップS11)。このエラー信号を受信部16を介して受けた車両10内の制御部14は、上記のステップS4に戻って、電力供給用端子120a〜120cに対する受電用端子21a〜21cの接触位置の再調整を行う。   On the other hand, if any of the above conditions (1) to (3) is not satisfied in step S6, the control unit 140 in the power supply station 100 includes the power supply terminals 120a to 120c and the power reception terminals 21a to 21a. It is determined that the contact with 21c is inappropriate, and the transmission unit 150 is instructed to transmit an error signal to the vehicle 10. Thereby, an error signal is transmitted and received between the power supply station 100 (transmission unit 150) and the vehicle 10 (reception unit 16) (step S11). The control unit 14 in the vehicle 10 that has received the error signal via the receiving unit 16 returns to the above step S4 to readjust the contact positions of the power receiving terminals 21a to 21c with respect to the power supply terminals 120a to 120c. Do.

なお、上記の実施の形態によって本発明は限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づき、当業者によって種々の変更が可能なことは明らかである。例えば、電力供給ステーション100は、図5のステップS5に示した条件(1)〜(3)の２つが成立した場合に電力供給を開始するようにしても良い。この場合、電力供給に際しての必要最低限の安全性を確保した上で、押圧力検出141、押圧タイミング検出部142、及び入力インピーダンス検出部143のいずれか１つを削減できるため、電力供給ステーション100内の回路規模を小さくすることができる。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is apparent that various modifications can be made by those skilled in the art based on the description of the scope of the claims. For example, the power supply station 100 may start power supply when two conditions (1) to (3) shown in step S5 of FIG. 5 are satisfied. In this case, since any one of the pressing force detection 141, the pressing timing detection unit 142, and the input impedance detection unit 143 can be reduced while ensuring the minimum necessary safety when supplying power, the power supply station 100 The circuit scale can be reduced.

本発明に係る電力供給ステーションの設置例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the example of installation of the electric power supply station which concerns on this invention. 本発明に係る電力供給ステーションの電力供給対象となる移動型ロボットの構成例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structural example of the mobile robot used as the electric power supply object of the electric power supply station which concerns on this invention. 図２に示す移動型ロボットにおける受電部の構成例を示したブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of a power receiving unit in the mobile robot illustrated in FIG. 2. 本発明に係る電力供給ステーションの構成例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structural example of the electric power supply station which concerns on this invention. 図４に示す電力供給ステーションが移動型ロボットに対して電力供給を行う際の制御フローを示したフローチャート図である。FIG. 5 is a flowchart showing a control flow when the power supply station shown in FIG. 4 supplies power to the mobile robot.

符号の説明Explanation of symbols

10 車両(移動型ロボット)
21a, 120a 充電用端子
21b, 120b GND用端子
21c, 120c 給電用端子
100 電力供給ステーション
110 電力供給部
130 スイッチ部
140 制御部
141, 141a〜141c 押圧力検出部
142, 142a〜142c 押圧タイミング検出部
143, 143a〜143c 入力インピーダンス検出部
150 送信部 10 Vehicle (mobile robot)
21a, 120a Charging terminal
21b, 120b GND terminal
21c, 120c Power supply terminal
100 power supply station
110 Power supply
130 Switch part
140 Control unit
141, 141a to 141c Pressing force detector
142, 142a to 142c Press timing detector
143, 143a-143c Input impedance detector
150 Transmitter

Claims (8)

電力供給部と、
移動型ロボットが有する複数の受電用端子にそれぞれ対応して設けた複数の電力供給用端子と、
前記電力供給部と前記複数の電力供給用端子との間の導通状態と非導通状態とを切り替えるスイッチ部と、
前記移動型ロボットへの電力供給に際して、前記複数の受電用端子による前記複数の電力供給用端子に対する全ての押圧力が一定範囲内に収まる第１の条件、前記複数の電力供給用端子の全ての押圧タイミングが一定時間内に収まる第２の条件、及び前記複数の受電用端子の入力インピーダンスがそれぞれ予め定められた範囲内の値である第３の条件の少なくとも２つが成立した場合に、前記電力供給部と前記複数の電力供給用端子とが導通状態となるよう前記スイッチ部を制御する制御部と、
を備えた電力供給ステーション。 A power supply unit;
A plurality of power supply terminals provided respectively corresponding to the plurality of power receiving terminals of the mobile robot;
A switch unit that switches between a conductive state and a non-conductive state between the power supply unit and the plurality of power supply terminals;
When supplying power to the mobile robot, the first condition that all the pressing forces by the plurality of power receiving terminals to the plurality of power supply terminals are within a certain range, all of the plurality of power supply terminals When at least two of the second condition that the pressing timing falls within a predetermined time and the third condition that the input impedances of the plurality of power receiving terminals are values within a predetermined range are satisfied, the power A control unit that controls the switch unit so that the supply unit and the plurality of power supply terminals are in a conductive state;
Power supply station equipped with. 請求項１において、
前記制御部が、前記第１〜第３の条件の全てが成立した場合に、前記電力供給部と前記複数の電力供給用端子とが導通状態となるよう前記スイッチ部を制御することを特徴とした電力供給ステーション。 In claim 1,
The control unit controls the switch unit so that the power supply unit and the plurality of power supply terminals are in a conductive state when all of the first to third conditions are satisfied. Power supply station. 請求項１において、
前記スイッチ部の制御に先立ち、前記移動型ロボットに対して移動停止を要求する停止信号を送信する送信部をさらに備えたことを特徴とする電力供給ステーション。 In claim 1,
Prior to controlling the switch unit, the power supply station further includes a transmission unit that transmits a stop signal for requesting the mobile robot to stop moving. 請求項１において、
前記第１〜第３の条件の少なくとも２つが成立しない場合に、前記移動型ロボットに対して前記複数の受電用端子の接触位置の再調整を要求するエラー信号を送信する送信部をさらに備えたことを特徴とする電力供給ステーション。 In claim 1,
A transmission unit that transmits an error signal for requesting readjustment of the contact positions of the plurality of power receiving terminals to the mobile robot when at least two of the first to third conditions are not satisfied; A power supply station characterized by that. 電力供給部と、移動型ロボットが有する複数の受電用端子にそれぞれ対応して設けた複数の電力供給用端子と、前記電力供給部と前記複数の電力供給用端子との間の導通状態と非導通状態とを切り替えるスイッチ部と、を備えた電力供給ステーションにおける前記移動型ロボットへの電力供給制御方法であって、
前記複数の受電用端子による前記複数の電力供給用端子に対する押圧力、前記複数の電力供給用端子の押圧タイミング、及び前記複数の受電用端子の入力インピーダンスの少なくとも２つを検出する第１ステップと、
全ての押圧力が一定範囲内に収まる第１の条件、全ての押圧タイミングが一定時間内に収まる第２の条件、及び前記入力インピーダンスがそれぞれ予め定められた範囲内の値である第３の条件の少なくとも２つが成立した場合に、前記スイッチ部を制御して、前記電力供給部と前記複数の電力供給用端子とを導通状態とする第２ステップと、
を備えた電力供給制御方法。 A power supply unit; a plurality of power supply terminals provided corresponding to the plurality of power receiving terminals of the mobile robot; and a conduction state between the power supply unit and the plurality of power supply terminals. A power supply control method to the mobile robot in a power supply station comprising a switch unit for switching between a conduction state,
A first step of detecting at least two of a pressing force applied to the plurality of power supply terminals by the plurality of power reception terminals, a pressing timing of the plurality of power supply terminals, and an input impedance of the plurality of power reception terminals; ,
A first condition in which all pressing forces are within a certain range, a second condition in which all pressing timings are within a certain time, and a third condition in which the input impedance is a value within a predetermined range. A second step of controlling the switch unit to bring the power supply unit and the plurality of power supply terminals into a conductive state when at least two of the following are established:
A power supply control method comprising: 請求項５において、
前記第２ステップが、前記第１〜第３の条件の全てが成立した場合に、前記スイッチ部を制御して、前記電力供給部と前記複数の電力供給用端子とを導通状態とすることを特徴とした電力供給制御方法。 In claim 5,
In the second step, when all of the first to third conditions are satisfied, the switch unit is controlled to bring the power supply unit and the plurality of power supply terminals into a conductive state. A characteristic power supply control method. 請求項５において、
前記スイッチ部の制御に先立ち、前記移動型ロボットに対して移動停止を要求する停止信号を送信するステップをさらに備えたことを特徴とする電力供給制御方法。 In claim 5,
Prior to controlling the switch unit, the method further comprises a step of transmitting a stop signal for requesting the mobile robot to stop moving. 請求項５において、
前記第１〜第３の条件の少なくとも２つが成立しない場合に、前記移動型ロボットに対して前記複数の受電用端子の接触位置の再調整を要求するエラー信号を送信するステップをさらに備えたことを特徴とする電力供給制御方法。 In claim 5,
The method further includes a step of transmitting an error signal requesting readjustment of contact positions of the plurality of power receiving terminals to the mobile robot when at least two of the first to third conditions are not satisfied. A power supply control method characterized by the above.
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