(57)【要約】【課題】ロボットへの安定した給電を可能にする給電システム等を提供する。【解決手段】給電システムは、蓄電装置を備えるロボットと、移動可能である給電装置と、制御装置とを備え、前記給電装置は、前記ロボットの第二電気的接続部と電気的に接続可能であり且つ電力供給源と有線を介して電気的に接続される第一電気的接続部を備え、前記制御装置は、前記蓄電装置の蓄電量に関する情報に基づき、前記第一電気的接続部と前記第二電気的接続部とを電気的に接続し前記ロボットへ給電するための制御を行う。【選択図】図１
2020189357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置を備えるロボットと、
移動可能である給電装置と、
制御装置とを備え、
前記給電装置は、前記ロボットの第二電気的接続部と電気的に接続可能であり且つ電力供給源と有線を介して電気的に接続される第一電気的接続部を備え、
前記制御装置は、前記蓄電装置の蓄電量に関する情報に基づき、前記第一電気的接続部と前記第二電気的接続部とを電気的に接続し前記ロボットへ給電するための制御を行う
給電システム。
【請求項２】
前記給電装置は、前記給電装置を走行させる走行装置をさらに備え、前記制御装置の制御に対応して、前記走行装置を用いて前記ロボットにまで走行する
請求項１に記載の給電システム。
【請求項３】
前記給電装置は、前記制御装置の制御に対応して走行し、前記第一電気的接続部を前記ロボットの前記第二電気的接続部に電気的に接続する
請求項２に記載の給電システム。
【請求項４】
前記ロボットは、前記第一電気的接続部及び前記第二電気的接続部の少なくとも一方を保持して移動させるアームを備え、前記アームを用いて、前記第一電気的接続部と前記第二電気的接続部とを電気的に接続する
請求項１〜３のいずれか一項に記載の給電システム。
【請求項５】
前記制御装置は、無線通信を介して、前記蓄電量に関する情報を前記ロボットから受信する
請求項１〜４のいずれか一項に記載の給電システム。
【請求項６】
少なくとも１つの前記ロボットと、少なくとも１つの前記給電装置とを備え、
前記制御装置は、前記少なくとも１つのロボットの前記蓄電量に関する情報と、前記少なくとも１つのロボットの位置の情報と、前記少なくとも１つの給電装置の位置の情報とに基づき、給電対象の前記ロボット及び給電を行う前記給電装置の少なくとも一方を決定する
請求項１〜５のいずれか一項に記載の給電システム。
【請求項７】
複数の前記ロボットを備え、
前記制御装置は、前記複数のロボットの前記蓄電量に関する情報と、前記複数のロボットの位置の情報と、前記給電装置の位置の情報とに基づき、給電を必要とする前記ロボットの中で、前記給電装置から最も近い前記ロボットを、給電対象の前記ロボットに決定する
請求項６に記載の給電システム。
【請求項８】
複数の前記給電装置を備え、
前記制御装置は、前記ロボットの前記蓄電量に関する情報と、前記ロボットの位置の情報と、前記複数の給電装置の位置の情報とに基づき、給電を必要とする前記ロボットから最も近い前記給電装置を、前記ロボットへ給電する前記給電装置に決定する
請求項６または７に記載の給電システム。
【請求項９】
複数の前記ロボットを備え、
前記制御装置は、前記複数のロボットの前記蓄電量に関する情報に基づき、給電を必要とする前記ロボットの中で、蓄電量のレベルが最も低い前記ロボットを、給電対象の前記ロボットに決定する
請求項１〜８のいずれか一項に記載の給電システム。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記ロボット及び前記給電装置から分離して配置される
請求項１〜９のいずれか一項に記載の給電システム。
【請求項１１】
前記給電装置は、前記制御装置をさらに備える
請求項１〜９のいずれか一項に記載の給電システム。
【請求項１２】
移動可能である給電装置であって、
蓄電装置を備えるロボットの第二電気的接続部と電気的に接続可能であり且つ電力供給源と有線を介して電気的に接続される第一電気的接続部と、
前記蓄電装置の蓄電量に関する情報に基づき、前記第一電気的接続部を介して前記ロボットへ給電するための制御を行う制御装置とを備える給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給電システム及び給電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な場所での作業を可能にするために、走行装置を備えた作業ロボットが用いられている。例えば、特許文献１は、移動機構及び作業用アームを備えた作業ロボットを開示する。特許文献１の作業ロボットは、蓄電装置を備え、蓄電装置の電力を消費しつつ作業を行う。作業ロボットの蓄電装置の残留電力が少なくなると、移動機構を備える給電ロボットが作業ロボットと接続し、給電ロボットの蓄電装置の電力を作業ロボットに給充電する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−１３３４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の給電ロボットは、作業ロボットの蓄電装置よりも大型の蓄電装置を搭載するが、給電ロボットに搭載可能である蓄電装置の蓄電容量には上限がある。このため、複数の作業ロボットへの給充電が必要である場合、給電ロボットの蓄電装置の蓄電量が不足する場合がある。さらに、給電ロボットの蓄電装置の充電は長時間を要するため、給電ロボットの充電時、作業ロボットは給充電を受けることができない場合がある。
【０００５】
そこで、本発明は、ロボットへの安定した給電を可能にする給電システム及び給電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る給電システムは、蓄電装置を備えるロボットと、移動可能である給電装置と、制御装置とを備え、前記給電装置は、前記ロボットの第二電気的接続部と電気的に接続可能であり且つ電力供給源と有線を介して電気的に接続される第一電気的接続部を備え、前記制御装置は、前記蓄電装置の蓄電量に関する情報に基づき、前記第一電気的接続部と前記第二電気的接続部とを電気的に接続し前記ロボットへ給電するための制御を行う。
【０００７】
また、本発明の一態様に係る給電装置は、移動可能である給電装置であって、蓄電装置を備えるロボットの第二電気的接続部と電気的に接続可能であり且つ電力供給源と有線を介して電気的に接続される第一電気的接続部と、前記蓄電装置の蓄電量に関する情報に基づき、前記第一電気的接続部を介して前記ロボットへ給電するための制御を行う制御装置とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ロボットへ安定して給電することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係る給電システムの構成の一例を示す平面図
【図２】実施の形態に係るロボットの構成の一例を示す側面図
【図３】実施の形態に係る給電装置の構成の一例を示す側面図
【図４】実施の形態に係るロボットの構成の一例を示すブロック図
【図５】実施の形態に係るロボット制御装置の機能的な構成の一例を示すブロック図
【図６】実施の形態に係る給電装置の構成の一例を示すブロック図
【図７】図１におけるロボットと給電装置との接続状態の一例を示す平面図
【図８】実施の形態に係る給電装置の給電制御装置の機能的な構成の一例を示すブロック図
【図９】実施の形態に係る給電システムの第一の動作の一例を示すフローチャート
【図１０】複数のロボットと１つの給電装置との配置例を示す平面図
【図１１】実施の形態に係る給電システムの第二の動作の一例を示すフローチャート
【図１２】実施の形態に係る給電システムの第三の動作の一例を示すフローチャート
【図１３】複数のロボットと複数の給電装置との配置例を示す平面図
【図１４】実施の形態に係る給電システムの第四の動作の一例を示すフローチャート
【図１５】変形例１に係る給電システムの構成の一例を示す平面図
【図１６】変形例１に係るロボット及び給電装置の接続状態の一例を示す側面図
【図１７】変形例２に係る給電システムの構成の一例を示す平面図
【図１８】変形例２に係るロボット及び給電装置の接続状態の一例を示す側面図
【図１９】変形例３に係る給電システムの構成の一例を示す平面図
【図２０】変形例３に係る給電装置の構成の一例を示すブロック図
【図２１】変形例３に係る給電装置の給電制御装置の機能的な構成の一例を示すブロック図
【図２２】変形例３に係る管理装置の構成及び管理制御装置の機能的な構成の一例を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態）
以下において、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、添付の図面における各図は、模式的な図であり、必ずしも厳密に図示されたものでない。さらに、各図において、実質的に同一の構成要素に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。
【００１１】
＜給電システム１の構成＞
図１は、実施の形態に係る給電システム１の構成の一例を示す平面図である。図２は、実施の形態に係るロボット１００の構成の一例を示す側面図である。図３は、実施の形態に係る給電装置２００の構成の一例を示す側面図である。図１〜図３に示すように、給電システム１は、１つ以上のロボット１００と、１つ以上の給電装置２００と、電力供給源３００とを含む。
【００１２】
ロボット１００は、ロボット本体１０１と、走行装置１０２とを備える。走行装置１０２は、床面等の上で走行し、ロボット１００を目的の場所まで移動させる。走行装置１０２は、車輪又はクローラ（「キャタピラ（登録商標）」とも呼ばれる）等の走行手段を備える。ロボット本体１０１は、目的の場所で作業等の目的とする動作を行う。例えば、ロボット本体１０１は、１つ以上のアーム１０１ａと、アーム１０１ａの先端のマニピュレータ１０１ｂとを備え、アーム１０１ａ及びマニピュレータ１０１ｂを用いて作業を行う。マニピュレータ１０１ｂは、対象物を把持、吸着、掬い上げ等することにより保持することができる。なお、本実施の形態では、ロボット１００は作業ロボットであるが、これに限定されず、いかなるロボットであってもよい。
【００１３】
また、ロボット１００は、蓄電装置１０３と端子１０４とロボット制御装置１０５とを備える。ロボット制御装置１０５は、ロボット本体１０１及び走行装置１０２等のロボット１００全体の動作を制御する。蓄電装置１０３は、二次電池等の蓄電池を備え、ロボット１００の電源を構成する。二次電池は、電力の充放電が可能である電池である。二次電池の例は、鉛蓄電池、リチウムイオン二次電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池等である。端子１０４は、給電装置２００の端子２０１と物理的及び電気的に接続可能であり、給電装置２００から電力の供給を受ける。蓄電装置１０３は、端子１０４を介して供給される電力を蓄積することができる。端子１０４は第二電気的接続部の一例であり、端子２０１は第一電気的接続部の一例である。
【００１４】
電力供給源３００は、給電装置２００と電力線３０１で物理的及び電気的に接続され、電力線３０１を介して給電装置２００に直流電力又は交流電力を供給する設備である。例えば、電力供給源３００は、ロボット１００が配置される工場又は倉庫等の作業場所Ａに配置される。電力供給源３００は、商用電源等の電力系統から電力の供給を受け、供給された電力を給電装置２００に送る。なお、電力供給源３００は、図示しない蓄電装置を備え、当該蓄電装置に一旦蓄積した電力を給電装置２００に供給してもよく、電力系統からの電力を直接、給電装置２００に供給してもよい。
【００１５】
給電装置２００は、端子２０１と、走行装置２０２と、給電制御装置２０３とを備える。走行装置２０２は、床面等の上で走行し、給電装置２００を目的とするロボット１００にまで移動させる。走行装置２０２は車輪又はクローラ等の走行手段を備える。端子２０１は、電力線３０１と電気的に接続され、それにより、電力供給源３００と電気的に接続されている。端子２０１は、ロボット１００の端子１０４と、物理的及び電気的に接続されるように構成されている。給電制御装置２０３は、給電装置２００全体の動作を制御し、例えば、ロボット１００の走行、及び端子２０１を介したロボット１００への給電等を制御する。給電制御装置２０３は制御装置の一例である。
【００１６】
＜ロボット１００の構成＞
図４は、実施の形態に係るロボット１００の構成の一例を示すブロック図である。図１、図２及び図４に示すように、ロボット１００は、ロボット本体１０１と、走行装置１０２と、蓄電装置１０３と、端子１０４と、ロボット制御装置１０５と、電力制御回路１０６と、通信装置１０７と、位置検出装置１０８とを構成要素として備える。なお、これら構成要素の全てが必須ではない。
【００１７】
ロボット本体１０１は、ロボット駆動装置１０１ｃを備え、ロボット駆動装置１０１ｃは、アーム１０１ａの関節及びマニピュレータ１０１ｂ等に配置されたサーボモータなどの電気モータ等の駆動装置で構成される。ロボット駆動装置１０１ｃは、ロボット制御装置１０５の制御に従って、アーム１０１ａの関節及びマニピュレータ１０１ｂ等を動作させる。本実施の形態では、アーム１０１ａは、複数のリンクと、複数のリンクを順次接続する複数の関節とを有する垂直多関節型のアームであるが、これに限定されない。
【００１８】
走行装置１０２は、走行駆動装置１０２ａを備え、走行駆動装置１０２ａは、走行装置１０２の走行手段を駆動する電気モータ、及び走行手段の走行方向を変更する電気モータ等で構成される。走行駆動装置１０２ａは、ロボット制御装置１０５の制御に従って、走行装置１０２を目的とする方向に走行させる。
【００１９】
蓄電装置１０３と、端子１０４と、ロボット制御装置１０５と、電力制御回路１０６と、通信装置１０７と、位置検出装置１０８と、ロボット駆動装置１０１ｃと、走行駆動装置１０２ａとの各構成要素は、互いに電気的に接続されている。各構成要素間の接続関係は、図４の関係に限定されない。各構成要素間の接続は、いかなる有線接続又は無線接続でもよい。
【００２０】
蓄電装置１０３の構成は、前述したとおりである。
【００２１】
端子１０４は、ロボット本体１０１に固定されている。これに限定されないが、本実施の形態では、端子１０４は、ロボット本体１０１におけるアーム１０１ａと反対側である後部の側面に固定されている。
【００２２】
電力制御回路１０６は、ロボット制御装置１０５の制御に従って、蓄電装置１０３の電力をロボット１００の他の構成要素に供給する。また、電力制御回路１０６は、ロボット制御装置１０５の制御に従って、端子１０４に供給される電力を蓄電装置１０３及び他の構成要素に供給する。電力制御回路１０６は、充電用回路及び／又は放電用回路を含んでもよく、さらに、交流−直流変換回路及び／又は直流−交流変換回路を含み電力変換をしてもよい。
【００２３】
通信装置１０７は、無線通信回路を含み、給電装置２００等と無線通信する。通信装置１０７は、個別の給電装置２００と通信してもよく、複数の給電装置２００と通信し情報を一斉送信してもよい。例えば、通信装置１０７は、ロボット制御装置１０５の制御に従って、蓄電装置１０３の蓄電量に関する情報及びロボット１００の位置情報を給電装置２００に送信する。
【００２４】
蓄電装置１０３の蓄電量に関する情報は、蓄電池の蓄電残量、ＳＯＣ（充電率：States Of Charge）、ＤＯＤ（放電深度：Depth Of Discharge）及び電圧等の蓄電装置１０３の蓄電量のレベルを示す情報を含んでもよく、蓄電量のレベルを検出するための蓄電装置１０３の電圧値及び電流値等の情報を含んでもよく、蓄電装置１０３への給電を要求又は命令する指令を含んでもよい。蓄電装置１０３の蓄電量に関する情報は、蓄電装置１０３を搭載するロボット１００のＩＤ等の識別情報を含んでもよい。
【００２５】
また、通信装置１０７は、給電装置２００以外の装置と無線通信してもよい。例えば、通信装置１０７は、ロボット１００に指令を送信する端末装置４００と通信し、端末装置４００から、ロボット１００の作業場所及び作業内容等の情報を取得し、ロボット制御装置１０５に出力してもよい。
【００２６】
通信装置１０７が用いる無線通信は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）（Wireless Fidelity）等の無線ＬＡＮ（Local Area Network）が適用されてもよく、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）等の近距離無線通信が適用されてもよく、その他のいかなる無線通信が適用されてもよい。
【００２７】
位置検出装置１０８は、ロボット１００の位置を検出する装置であり、検出されたロボット１００の位置の情報をロボット制御装置１０５に出力する。位置検出装置１０８は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機及びＩＭＵ（慣性計測装置：Inertial Measurement Unit）等の測位装置を含む。
【００２８】
例えば、位置検出装置１０８は、ＧＰＳ受信機を介して、地球上におけるロボット１００の３次元座標を取得し、ロボット制御装置１０５に出力してもよい。位置検出装置１０８は、ＩＭＵが含む３軸加速度センサ及び３軸角速度センサの計測値を取得しロボット制御装置１０５に出力してもよい。位置検出装置１０８は、ロボット１００の３次元座標と、ＩＭＵの計測値とを取得し、ロボット制御装置１０５に出力してもよい。ＩＭＵの計測値を用いて、ロボット１００の移動方向、移動距離及び向きの算出が可能である。本実施の形態では、ロボット制御装置１０５が、位置検出装置１０８から取得される情報を用いてロボット１００の位置及び向きを検出するが、位置検出装置１０８が検出してもよい。なお、位置検出装置１０８は、ロボット１００等の位置を管理又は計測する、ロボット１００の外部の装置からロボット１００の位置を取得してもよい。
【００２９】
ロボット制御装置１０５の構成を説明する。図５は、実施の形態に係るロボット制御装置１０５の機能的な構成の一例を示すブロック図である。図５に示すように、ロボット制御装置１０５は、蓄電情報取得部１０５ａと、充放電制御部１０５ｂと、自装置位置取得部１０５ｃと、情報出力部１０５ｄと、ロボット制御部１０５ｅと、走行制御部１０５ｆと、記憶部１０５ｇとを機能的な構成要素として含む。なお、これら機能的な構成要素の全てが必須ではない。
【００３０】
蓄電情報取得部１０５ａ、充放電制御部１０５ｂ、自装置位置取得部１０５ｃ、情報出力部１０５ｄ、ロボット制御部１０５ｅ及び走行制御部１０５ｆの各構成要素の機能は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサ、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性メモリ及びＲＯＭ（Read-Only Memory）などの不揮発性メモリ等からなるコンピュータシステム（図示せず）により実現されてもよい。上記構成要素の一部又は全部の機能は、ＣＰＵがＲＡＭをワークエリアとして用いてＲＯＭに記録されたプログラムを実行することによって実現されてもよい。なお、上記構成要素の一部又は全部の機能は、上記コンピュータシステムにより実現されてもよく、電子回路又は集積回路等の専用のハードウェア回路により実現されてもよく、上記コンピュータシステム及びハードウェア回路の組み合わせにより実現されてもよい。
【００３１】
記憶部１０５ｇは、種々の情報の格納することができ、且つ、格納した情報の読み出しを可能にする。記憶部１０５ｇは、揮発性メモリ及び不揮発性メモリ等の半導体メモリ、ハードディスク及びＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置によって実現される。記憶部１０５ｇは、ロボット１００の識別情報、蓄電装置１０３の蓄電情報及びロボット１００の位置情報等を格納する。記憶部１０５ｇは、ロボット制御装置１０５の各構成要素が実行するプログラムを格納してもよい。
【００３２】
蓄電装置１０３の蓄電情報は、蓄電装置１０３の蓄電量に関する情報を含む。蓄電情報は、蓄電装置１０３の現在の蓄電量に関する情報だけでなく過去の蓄電量に関する情報を、それぞれの検出時刻と共に含んでもよい。さらに、蓄電情報は、蓄電装置１０３への充電が必要となる蓄電量のレベルの閾値を含んでもよい。
【００３３】
ロボット１００の位置情報は、ロボット１００の位置及び向き等の情報を含む。位置情報は、ロボット１００の現在の位置情報だけでなく過去の位置情報を、それぞれの検出時刻と共に含んでもよい。さらに、位置情報は、ロボット１００が作業する場所の地図の情報又は当該地図と対応付けたロボット１００の位置及び向き等の情報を含んでもよい。
【００３４】
蓄電情報取得部１０５ａは、蓄電装置１０３の蓄電量のレベルを取得する。具体的には、蓄電情報取得部１０５ａは、電力制御回路１０６を介して蓄電装置１０３の電圧値、電流値等を取得し、当該電圧値、電流値等を用いてＳＯＣ等の蓄電量のレベルを検出し、記憶部１０５ｇに記憶させる。
【００３５】
充放電制御部１０５ｂは、電力制御回路１０６を制御し、蓄電装置１０３からロボット１００の各構成要素への電力供給を制御する。さらに、充放電制御部１０５ｂは、電力制御回路１０６を制御し、端子１０４から蓄電装置１０３及びロボット１００の各構成要素への電力供給を制御する。
【００３６】
自装置位置取得部１０５ｃは、位置検出装置１０８から取得される情報を用いて、ロボット１００の位置及び向きを検出し、記憶部１０５ｇに記憶させる。
【００３７】
情報出力部１０５ｄは、蓄電装置１０３の蓄電量に関する情報を、通信装置１０７を介して給電装置２００等に送信する。例えば、情報出力部１０５ｄは、蓄電装置１０３の蓄電量に関する情報を、蓄電装置１０３の現在の蓄電量のレベルが閾値以下になると出力してもよく、定期的に出力してもよい。
【００３８】
ロボット制御部１０５ｅは、ロボット駆動装置１０１ｃを制御することで、ロボット本体１０１、具体的にはアーム１０１ａ及びマニピュレータ１０１ｂの動作を制御する。ロボット制御部１０５ｅは、予め設定された指令、又は、通信装置１０７を介して取得された指令に対応するプログラムに従って制御を行う。
【００３９】
走行制御部１０５ｆは、走行駆動装置１０２ａを制御することで、走行装置１０２の動作を制御する。走行制御部１０５ｆは、ロボット１００の位置情報を用いて、予め設定された作業地点、又は、通信装置１０７を介して取得された作業地点にロボット１００を移動させる。
【００４０】
＜給電装置２００の構成＞
図６は、実施の形態に係る給電装置２００の構成の一例を示すブロック図である。図１、図３及び図６に示すように、給電装置２００は、端子２０１と、走行装置２０２と、給電制御装置２０３と、電力制御回路２０４と、通信装置２０５と、位置検出装置２０６とを構成要素として備える。なお、これら構成要素の全てが必須ではない。
【００４１】
走行装置２０２は、駆動装置２０２ａを備え、駆動装置２０２ａは、走行装置２０２の走行手段を駆動する電気モータ、及び走行手段の走行方向を変更する電気モータ等で構成される。駆動装置２０２ａは、給電制御装置２０３の制御に従って、走行装置２０２に目的とする方向に走行させる。
【００４２】
端子２０１と、給電制御装置２０３と、電力制御回路２０４と、通信装置２０５と、位置検出装置２０６と、駆動装置２０２ａとの各構成要素は、互いに電気的に接続されている。各構成要素間の接続関係は、図６の関係に限定されない。各構成要素間の接続は、いかなる有線接続又は無線接続でもよい。
【００４３】
端子２０１は、給電装置２００に固定されている。これに限定されないが、本実施の形態では、端子２０１は、給電装置２００における前進方向の前部の側面に固定されている。このため、図７に示すように、給電装置２００は、ロボット１００の後部に向かって前進することによって、前部の端子２０１をロボット１００の後部の端子１０４と物理的及び電気的に接続させることができる。なお、図７は、図１におけるロボット１００と給電装置２００との接続状態の一例を示す平面図である。図７では、ロボット１００と給電装置２００とは、端子１０４及び２０１のみを介して接続されるように示されているが、これに限定されない。例えば、ロボット１００と給電装置２００とは、他の部位を互いに係合又は嵌合させるように構成されてもよく、接続を案内するガイドを備えてもよい。
【００４４】
電力制御回路２０４は、給電制御装置２０３の制御に従って、電力供給源３００から供給される電力を、給電装置２００の各構成要素へ供給する。また、電力制御回路２０４は、給電制御装置２０３の制御に従って、電力供給源３００から供給される電力を、端子２０１と接続されたロボット１００の端子１０４に供給する。電力制御回路２０４は、交流−直流変換回路及び／又は直流−交流変換回路等を含み電力変換をしてもよい。
【００４５】
通信装置２０５は、無線通信回路を含み、ロボット１００の通信装置１０７等と無線通信する。通信装置２０５が用いる無線通信は、通信装置１０７と同様である。通信装置２０５は、個別のロボット１００と通信してもよく、複数のロボット１００と通信してもよい。通信装置２０５は、ロボット１００から、その蓄電装置１０３の蓄電量に関する情報及びロボット１００の位置情報等を受信する。
【００４６】
また、通信装置２０５は、ロボット１００以外の装置と無線通信してもよい。例えば、通信装置２０５は、他の給電装置２００の通信装置２０５と通信してもよい。例えば、１つのロボット１００が複数の給電装置２００に給電を要求又は命令する指令を送信した場合、各給電装置２００は、当該給電装置２００の位置情報、又は、当該給電装置２００とロボット１００との距離を他の給電装置２００に送信してもよい。そして、各給電装置２００は、他の給電装置２００と比較して、当該給電装置２００からロボット１００まで距離が最も小さい場合、ロボット１００への給電を自身に決定してもよい。これにより、ロボット１００への効率的な給電が可能になる。
【００４７】
又は、１つの給電装置２００が、複数のロボット１００から給電を要求又は命令する指令を受信した場合、当該給電装置２００は、当該給電装置２００からの距離が最も小さいロボット１００を、給電対象に決定してもよい。そして、当該給電装置２００は、給電対象のロボット１００の識別情報を他の給電装置２００に送信してもよい。これにより、１つのロボット１００に給電する給電装置２００の重複が抑えられる。
【００４８】
位置検出装置２０６は、給電装置２００の位置を検出する装置であり、検出された給電装置２００の位置の情報を給電制御装置２０３に出力する。位置検出装置２０６は、ＧＰＳ受信機及びＩＭＵ等の測位装置を含む。本実施の形態では、給電制御装置２０３が、位置検出装置２０６から取得される情報を用いて給電装置２００の位置及び向きを検出するが、位置検出装置２０６が検出してもよい。なお、位置検出装置２０６は、給電装置２００等の位置を管理又は計測する、給電装置２００の外部の装置から給電装置２００の位置を取得してもよい。
【００４９】
給電制御装置２０３の構成を説明する。図８は、実施の形態に係る給電装置２００の給電制御装置２０３の機能的な構成の一例を示すブロック図である。図８に示すように、給電制御装置２０３は、給電制御部２０３ａと、蓄電情報取得部２０３ｂと、他装置位置取得部２０３ｃと、自装置位置取得部２０３ｄと、給電対象決定部２０３ｅと、経路決定部２０３ｆと、走行制御部２０３ｇと、記憶部２０３ｈとを機能的な構成要素として含む。なお、これら機能的な構成要素の全てが必須ではない。
【００５０】
給電制御部２０３ａ、蓄電情報取得部２０３ｂ、他装置位置取得部２０３ｃ、自装置位置取得部２０３ｄ、給電対象決定部２０３ｅ、経路決定部２０３ｆ及び走行制御部２０３ｇの各構成要素の機能は、ＣＰＵなどのプロセッサ、ＲＡＭなどの揮発性メモリ及びＲＯＭなどの不揮発性メモリ等からなるコンピュータシステムにより実現されてもよい。上記構成要素の一部又は全部の機能は、上記コンピュータシステムにより実現されてもよく、電子回路又は集積回路等の専用のハードウェア回路により実現されてもよく、上記コンピュータシステム及びハードウェア回路の組み合わせにより実現されてもよい。
【００５１】
記憶部２０３ｈは、種々の情報の格納することができ、且つ、格納した情報の読み出しを可能にする。記憶部２０３ｈは、揮発性メモリ及び不揮発性メモリ等の半導体メモリ、ハードディスク及びＳＳＤ等の記憶装置によって実現される。記憶部２０３ｈは、給電装置２００の識別情報、給電装置２００の位置情報及び地図情報等を格納する。記憶部２０３ｈは、給電制御装置２０３の各構成要素が実行するプログラムを格納してもよい。
【００５２】
給電装置２００の位置情報は、給電装置２００の位置及び向き等の情報を含む。位置情報は、給電装置２００の現在の位置情報だけでなく過去の位置情報を、それぞれの検出時刻と共に含んでもよい。
【００５３】
地図情報は給電装置２００が配置された場所の地図の情報を含む。例えば、地図は、１つの給電装置２００が給電可能であるエリアの地図であってもよく、当該給電装置２００を含む複数の給電装置２００が給電可能である全体のエリアを含む地図であってもよい。
【００５４】
給電制御部２０３ａは、電力制御回路２０４を介して、端子２０１と端子１０４との電気的な接続を検知し、電力制御回路２０４を制御して電力供給源３００の電力をロボット１００に供給する。給電制御部２０３ａは、端子２０１及び電力制御回路２０４を介して、ロボット１００の蓄電装置１０３の電圧値、電流値等を取得することで、蓄電装置１０３の蓄電量のレベルを取得してもよく、蓄電情報取得部２０３ｂから蓄電装置１０３の蓄電量のレベルを取得してもよい。給電制御部２０３ａは、蓄電装置１０３の蓄電量のレベルに基づき、電力供給を制御する。
【００５５】
蓄電情報取得部２０３ｂは、通信装置２０５を介して、ロボット１００等から蓄電装置１０３の蓄電量に関する情報を取得する。
【００５６】
他装置位置取得部２０３ｃは、通信装置２０５を介して、ロボット１００等からロボット１００の識別情報及び位置情報を取得する。他装置位置取得部２０３ｃは、ロボット１００の識別情報と位置情報とを関連付けて、記憶部２０３ｈに記憶させてもよい。
【００５７】
他装置位置取得部２０３ｃは、通信装置２０５を介して、他の給電装置２００等から他の給電装置２００の識別情報及び位置情報を取得してもよい。さらに、他装置位置取得部２０３ｃは、他の給電装置２００の識別情報と位置情報とを関連付けて、記憶部２０３ｈに記憶させてもよい。
【００５８】
自装置位置取得部２０３ｄは、位置検出装置２０６から取得される情報を用いて、給電装置２００の位置及び向きを検出し、記憶部２０３ｈに記憶させる。
【００５９】
給電対象決定部２０３ｅは、蓄電情報取得部２０３ｂ等から、ロボット１００の蓄電装置１０３の蓄電量に関する情報を取得し、当該ロボット１００への給電を行うか否かを決定する。例えば、給電対象決定部２０３ｅは、蓄電装置１０３の蓄電量のレベルが閾値以下であるロボット１００に対して、給電の実施を決定してもよい。又は、給電対象決定部２０３ｅは、取得された情報が給電を要求又は命令する指令を含む場合、当該指令を送信したロボット１００への給電を決定してもよい。
【００６０】
また、給電対象決定部２０３ｅは、複数のロボット１００についての給電対象の蓄電量に関する情報を取得した場合、各ロボット１００と給電装置２００との距離、各ロボット１００の蓄電量のレベル、及び／又は、各ロボット１００と他の給電装置２００との距離等に基づいて、給電対象のロボット１００を決定してもよい。給電対象の蓄電量に関する情報は、ロボット１００の蓄電装置１０３への給電の必要性を含む蓄電量に関する情報であり、蓄電装置１０３の蓄電量のレベルが閾値以下である情報及び／又は蓄電装置１０３への給電を要求又は命令する指令等を含み得る。
【００６１】
例えば、給電対象決定部２０３ｅは、各ロボット１００の位置から、給電装置２００が給電可能なエリア内に位置するロボット１００を抽出し、その中から給電対象のロボット１００を決定する。例えば、給電装置２００が給電可能なエリアは、電力線３０１の長さによって規定される給電装置２００の移動可能なエリアであってもよい。給電可能なエリアは、地図情報と関連付けられて記憶部２０３ｈに予め記憶されている。なお、給電対象決定部２０３ｅは、給電装置２００が給電可能なエリア内に位置するロボット１００を抽出せずに、給電対象の蓄電量に関する情報を受信した全てのロボット１００の中から給電対象のロボット１００を決定してもよい。
【００６２】
第一の決定方法として、給電対象決定部２０３ｅは、各ロボット１００の位置と給電装置２００の位置とから各ロボット１００と給電装置２００との距離を算出し、当該距離が最も小さいロボット１００を給電対象に決定してもよい。
【００６３】
第二の決定方法として、給電対象決定部２０３ｅは、各ロボット１００の中で、蓄電量のレベルが最も低いロボット１００を給電対象に決定してもよい。
【００６４】
第三の決定方法として、給電対象決定部２０３ｅは、各ロボット１００の位置と全ての給電装置２００の位置とから、各ロボット１００について、当該ロボット１００と各給電装置２００との距離を算出してもよい。さらに、給電対象決定部２０３ｅは、他の給電装置２００と比較して、当該給電対象決定部２０３ｅを備える給電装置２００とロボット１００との距離が最も小さいロボット１００を、給電対象に決定してもよい。
【００６５】
また、給電対象決定部２０３ｅは、第一〜第三の決定方法の少なくとも２つの決定方法で決定されたロボット１００の中から、給電対象のロボット１００を決定してもよい。つまり、給電対象決定部２０３ｅは、第一〜第三の決定方法の少なくとも２つを組み合わせて用いてもよい。例えば、給電対象決定部２０３ｅは、第一〜第三の決定方法の１つを用いて、２つ以上のロボット１００を給電対象として決定した場合、他の決定方法を用いて、給電対象のロボット１００を絞り込んでもよい。
【００６６】
経路決定部２０３ｆは、給電対象決定部２０３ｅによって決定されたロボット１００にまで給電装置２００を移動させるための経路を決定する。具体的には、経路決定部２０３ｆは、給電対象決定部２０３ｅによって決定されたロボット１００の位置及び向きと、給電装置２００の位置及び向きと、記憶部２０３ｈに記憶される地図情報とを取得する。経路決定部２０３ｆは、取得した情報を用いて、ロボット１００の端子１０４と給電装置２００の端子２０１との間の位置及び向きの関係を特定する。経路決定部２０３ｆは、上記関係と地図情報とに基づき、端子１０４に端子２０１を接続させるための給電装置２００の走行経路を決定する。走行経路は、経路の位置を含み、さらに、経路上における給電装置２００の走行方向を含んでもよい。経路決定部２０３ｆは、決定した走行経路の情報を走行制御部２０３ｇに出力する。
【００６７】
走行制御部２０３ｇは、駆動装置２０２ａを制御することで、走行装置２０２の動作を制御する。走行制御部２０３ｇは、経路決定部２０３ｆから取得される走行経路に従って、給電装置２００に目的とするロボット１００にまで走行させ、端子２０１を端子１０４に接続させる。また、走行制御部２０３ｇは、ロボット１００の蓄電装置１０３への充電の完了後、給電装置２００を待機場所等の所定の場所に移動させてもよい。所定の場所までの走行経路は、上記走行経路と逆の走行経路であってもよく、給電装置２００の位置及び向きと所定の場所の位置とに基づき経路決定部２０３ｆによって決定されてもよい。又は、走行制御部２０３ｇは、経路決定部２０３ｆから、次に給電すべきロボット１００への走行経路を取得すると、当該走行経路に従って給電装置２００を走行させてもよい。
【００６８】
＜給電システム１の第一の動作＞
実施の形態に係る給電システム１の第一の動作を説明する。第一の動作は、ロボット１００の作業場所に、１つのロボット１００と１つの給電装置２００とが存在する場合の給電システム１の動作の一例である。図９は、実施の形態に係る給電システム１の第一の動作の一例を示すフローチャートである。
【００６９】
図１及び図９に示すように、ロボット１００のロボット制御装置１０５は、蓄電装置１０３のＳＯＣ等の蓄電量のレベルを取得する（ステップＳ１０１）。
【００７０】
次いで、ロボット制御装置１０５は、蓄電量のレベルが閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。ロボット制御装置１０５は、閾値以下である場合（ステップＳ１０２でＹｅｓ）、ステップＳ１０３に進み、閾値超である場合（ステップＳ１０２でＮｏ）、ステップＳ１０１に戻る。ステップＳ１０３において、ロボット制御装置１０５は、ロボット１００への給電要求を含む蓄電量に関する情報とロボット１００の位置情報とを給電装置２００に送信する。
【００７１】
次いで、給電装置２００の給電制御装置２０３は上記情報を受信する（ステップＳ１０４）。さらに、給電制御装置２０３は、給電装置２００の位置情報と、給電装置２００及びロボット１００の配置場所である作業場所Ａの地図情報とを、記憶部２０３ｈから取得する（ステップＳ１０５）。なお、給電制御装置２０３は、給電装置２００の位置情報を位置検出装置２０６から取得してもよい。
【００７２】
次いで、給電制御装置２０３は、ロボット１００の位置情報と給電装置２００の位置情報と地図情報とを用いて、給電装置２００からロボット１００までの走行経路を決定する（ステップＳ１０６）。走行経路は、給電装置２００がロボット１００まで走行し給電装置２００の端子２０１をロボット１００の端子１０４に接続するまでの走行経路である。
【００７３】
次いで、給電制御装置２０３は、決定された走行経路に従って給電装置２００に走行させ端子２０１をロボット１００の端子１０４に接続させるように、駆動装置２０２ａを制御する（ステップＳ１０７）。
【００７４】
次いで、給電制御装置２０３は、ロボット１００の端子１０４への端子２０１の接続が完了し互いに通電状態になったか否かを判定する（ステップＳ１０８）。給電制御装置２０３は、接続完了の場合（ステップＳ１０８でＹｅｓ）、ステップＳ１０９に進み、接続未完了の場合（ステップＳ１０８でＮｏ）、ステップＳ１０７に戻る。
【００７５】
ステップＳ１０９において、給電制御装置２０３は、ロボット１００への給電を実行し、ステップＳ１１０において、給電制御装置２０３は、ロボット１００の蓄電装置１０３への充電が完了したか否かを判定する。なお、蓄電装置１０３の充電が完了した状態は、満充電の状態であってもよく、蓄電量のレベルが閾値以上である状態であってもよい。当該閾値は、ステップＳ１０２での閾値よりも大きくてもよい。また、ロボット１００は、給電装置２００から給電を受けている間、蓄電装置１０３の電力、又は、給電装置２００から供給される電力を用いて、作業等の動作を継続することができる。
【００７６】
給電制御装置２０３は、充電が完了した場合（ステップＳ１１０でＹｅｓ）ステップＳ１１１に進み、充電が未完了の場合（ステップＳ１１０でＮｏ）ステップＳ１０９に戻る。ステップＳ１１１において、給電制御装置２０３は、給電装置２００を移動させて、端子２０１と端子１０４との接続を解除させ、給電装置２００を元の場所へ走行させるように制御する。元の場所は、ロボット１００への給電のための走行を開始する前の場所であり、例えば、決められた待機場所であってもよい。
【００７７】
ステップＳ１０１〜Ｓ１１１の処理を実行することによって、給電システム１は、ロボット１００に作業を継続させつつ、必要なときにロボット１００の蓄電装置１０３へ充電を行うことできる。また、ロボット１００は、充電中のみ、給電装置２００と接続されるため、給電装置２００の電力線３０１によってロボット１００の作業及び移動が受ける影響が抑えられる。また、給電装置２００は、電力供給源３００の電力を用いるため、供給電力量の制限を受けずにロボット１００へ安定して給電することができる。
【００７８】
＜給電システム１の第二の動作＞
実施の形態に係る給電システム１の第二の動作を説明する。第二の動作は、ロボット１００の作業場所に、複数のロボット１００と１つの給電装置２００とが存在する場合の給電システム１の動作の一例である。以下において、図１０に示す例について第二の動作を説明する。図１０は、複数のロボット１００（以下、「ロボット１００Ａ〜１００Ｄ」とも表記する）と１つの給電装置２００との配置例を示す平面図である。図１１は、実施の形態に係る給電システム１の第二の動作の一例を示すフローチャートである。
【００７９】
図１０及び図１１に示すように、ロボット１００Ａ〜１００Ｄそれぞれのロボット制御装置１０５は、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３の処理を、第一の動作のステップＳ１０１〜Ｓ１０３と同様に実行する。本例では、ステップＳ２０３において、ロボット１００Ａ〜１００Ｄの全てが、当該ロボットへの給電要求を含む蓄電量に関する情報と当該ロボットの位置情報とを給電装置２００に送信する。
【００８０】
次いで、ステップＳ２０４において、給電装置２００の給電制御装置２０３は、ロボット１００Ａ〜１００Ｄそれぞれから上記情報を受信する。なお、給電制御装置２０３は、所定の期間内に受信した上記情報をステップＳ２０４以下の処理の対象としてもよい。所定の期間は、いかなる期間であってもよいが、例えば、給電装置２００がその給電可能なエリアを横断する又は一周するのに要する時間等であってもよい。
【００８１】
次いで、給電制御装置２０３は、給電装置２００の位置情報を、記憶部２０３ｈ又は位置検出装置２０６から取得する（ステップＳ２０５）。さらに、給電制御装置２０３は、ロボット１００Ａ〜１００Ｄそれぞれの位置情報と、給電装置２００の位置情報とを用いて、ロボット１００Ａ〜１００Ｄそれぞれと給電装置２００との間の距離ＬＡ〜ＬＤを取得する（ステップＳ２０６）。なお、本例では、距離ＬＡ〜ＬＤは、直線距離であるが、地図情報に示される給電装置２００が走行可能な経路に沿った距離であってもよい。次いで、給電制御装置２０３は、距離ＬＡ〜ＬＤの中から最小の距離ＬＤのロボット１００Ｄを抽出し（ステップＳ２０７）、ロボット１００Ｄを給電対象に決定する。
【００８２】
次いで、給電制御装置２０３は、給電装置２００及びロボット１００Ａ〜１００Ｄが配置されている作業場所Ａの地図情報を記憶部２０３ｈから取得する（ステップＳ２０８）。さらに、給電制御装置２０３は、ロボット１００Ｄの位置情報と、給電装置２００の位置情報と、地図情報とを用いて、給電装置２００からロボット１００Ｄまでの走行経路を決定する（ステップＳ２０９）。
【００８３】
さらに、給電制御装置２０３は、ステップＳ２１０〜Ｓ２１４の処理を、第一の動作のステップＳ１０７〜Ｓ１１１と同様に実行する。
【００８４】
ステップＳ２０１〜Ｓ２１４の処理を実行することによって、給電システム１は、給電を要求する複数のロボット１００Ａ〜１００Ｄの中から、給電装置２００に最も近い位置のロボット１００Ｄを抽出し、ロボット１００Ｄの蓄電装置１０３へ充電を行う。よって、給電装置２００の移動に要する時間が低減され、効率的な充電が可能になる。
【００８５】
＜給電システム１の第三の動作＞
実施の形態に係る給電システム１の第三の動作を説明する。第三の動作は、ロボット１００の作業場所に、複数のロボット１００と１つの給電装置２００とが存在する場合の給電システム１の動作の別例である。以下において、図１０に示す例について第三の動作を説明する。図１２は、実施の形態に係る給電システム１の第三の動作の一例を示すフローチャートである。
【００８６】
図１０及び図１２に示すように、ロボット１００Ａ〜１００Ｄそれぞれのロボット制御装置１０５は、ステップＳ３０１〜Ｓ３０３の処理を、第二の動作のステップＳ２０１〜Ｓ２０３と同様に実行する。
【００８７】
次いで、ステップＳ３０４において、給電装置２００の給電制御装置２０３は、ロボット１００Ａ〜１００Ｄそれぞれから、当該ロボットへの給電要求を含む蓄電量に関する情報と当該ロボットの位置情報とを受信する。さらに、給電制御装置２０３は、ロボット１００Ａ〜１００Ｄの中で、蓄電装置１０３の蓄電量のレベルが最小であるロボットを抽出する（ステップＳ３０５）。本例では、給電制御装置２０３は、ＳＯＣが最小値Ｃsocであるロボット１００Ｃを抽出し給電対象に決定する。なお、ロボット１００Ａ〜１００Ｄそれぞれの蓄電装置１０３のＳＯＣは、Ａsoc、Ｂsoc、Ｃsoc及びＤsocであり、Ａsoc＞Ｂsoc＞Ｄsoc＞Ｃsocである。
【００８８】
次いで、給電制御装置２０３は、給電装置２００の位置情報と、作業場所Ａの地図情報とを記憶部２０３ｈ及び／又は位置検出装置２０６から取得する（ステップＳ３０６）。さらに、給電制御装置２０３は、ロボット１００Ｃの位置情報と、給電装置２００の位置情報と、地図情報とを用いて、給電装置２００からロボット１００Ｃまでの走行経路を決定する（ステップＳ３０７）。
【００８９】
さらに、給電制御装置２０３は、ステップＳ３０８〜Ｓ３１２の処理を、第一の動作のステップＳ１０７〜Ｓ１１１と同様に実行する。
【００９０】
ステップＳ３０１〜Ｓ３１２の処理を実行することによって、給電システム１は、給電を要求する複数のロボット１００Ａ〜１００Ｄの中から、蓄電装置１０３の蓄電量のレベルが最小のロボット１００Ｃを抽出し、ロボット１００Ｃの蓄電装置１０３へ充電を行う。よって、蓄電装置１０３の蓄電量が不足してロボット１００Ａ〜１００Ｄが稼働できなくなることが抑えられる。
【００９１】
＜給電システム１の第四の動作＞
実施の形態に係る給電システム１の第四の動作を説明する。第四の動作は、ロボット１００の作業場所に、複数のロボット１００と複数の給電装置２００とが存在する場合の給電システム１の動作の一例である。以下では、図１３に示す例について第四の動作を説明する。図１３は、複数のロボット１００Ａ〜１００Ｃと複数の給電装置２００（以下、「給電装置２００Ａ〜２００Ｃ」とも表記する）との配置例を示す平面図である。図１４は、実施の形態に係る給電システム１の第四の動作の一例を示すフローチャートである。
【００９２】
図１３及び図１４に示すように、ロボット１００Ａ〜１００Ｃそれぞれのロボット制御装置１０５は、ステップＳ４０１〜Ｓ４０３の処理を、第二の動作のステップＳ２０１〜Ｓ２０３と同様に実行する。なお、ステップＳ４０３において、ロボット１００Ａ〜１００Ｃはそれぞれ、当該ロボットへの給電要求を含む蓄電量に関する情報と当該ロボットの位置情報とを、作業場所Ａに存在する全ての給電装置２００Ａ〜２００Ｃに一斉に送信する。以下のステップＳ４０４以降の処理は、１つの給電装置の処理を示し、給電装置２００Ａを例に説明する。
【００９３】
次いで、ステップＳ４０４において、給電装置２００Ａの給電制御装置２０３は、ロボット１００Ａ〜１００Ｃそれぞれから上記情報を受信する。さらに、給電制御装置２０３は、給電装置２００Ａの位置情報を記憶部２０３ｈ又は位置検出装置２０６から取得する（ステップＳ４０５）。さらに、給電制御装置２０３は、他の給電装置２００Ｂ及び２００Ｃの位置情報を、給電装置２００Ｂ及び２００Ｃそれぞれに要求し取得する（ステップＳ４０６）。
【００９４】
次いで、給電制御装置２０３は、ステップＳ４０４において情報を受信したロボット１００Ａ〜１００Ｃの中から１つを抽出する（ステップＳ４０７）。例えば、ロボット１００Ａが抽出される。次いで、給電制御装置２０３は、ロボット１００Ａの位置情報と、給電装置２００Ａの位置情報とを用いて、ロボット１００Ａと給電装置２００Ａとの距離ＬＡＡを取得する（ステップＳ４０８）。さらに、給電制御装置２０３は、ロボット１００Ａの位置情報と、他の給電装置２００Ｂ及び２００Ｃの位置情報とを用いて、ロボット１００Ａと給電装置２００Ｂ及び２００Ｃとの距離ＬＡＢ及びＬＡＣを取得する（ステップＳ４０９）。
【００９５】
次いで、給電制御装置２０３は、ロボット１００Ａと給電装置２００Ａとの距離ＬＡＡが、ロボット１００Ａと全ての給電装置２００Ａ〜２００Ｃとの距離ＬＡＡ〜ＬＡＣの中で最小であるか否かを判定する（ステップＳ４１０）。給電制御装置２０３は、最小である場合（ステップＳ４１０でＹｅｓ）、ステップＳ４１１に進み、最小でない場合（ステップＳ４１０でＮｏ）、ステップＳ４０７に戻る。ステップＳ４０７では、給電制御装置２０３は、まだ抽出されていないロボット１００Ｂ及び１００Ｃの中から１つを抽出し、ステップＳ４０７〜Ｓ４１０の処理を繰り返す。
【００９６】
ステップＳ４１１において、給電制御装置２０３は、ステップＳ４０７で抽出されたロボット１００Ａを給電対象に決定する。本例では、距離ＬＡＡが距離ＬＡＡ〜ＬＡＣの中で最小である。なお、ステップＳ４０７〜Ｓ４１０の処理を繰り返した結果、給電装置２００Ａとの距離が最小であるロボットが抽出されない場合、給電制御装置２０３は、ステップＳ４０４において情報を受信したロボット１００Ａ〜１００Ｃ全てのへの給電を実行しないことを決定してもよい。
【００９７】
次いで、給電制御装置２０３は、給電装置２００Ａ〜２００Ｃ及びロボット１００Ａ〜１００Ｃが配置されている作業場所Ａの地図情報を記憶部２０３ｈから取得する（ステップＳ４１２）。次いで、給電制御装置２０３は、ロボット１００Ａの位置情報と、給電装置２００Ａの位置情報と、地図情報とを用いて、給電装置２００Ａからロボット１００Ａまでの走行経路を決定する（ステップＳ４１３）。
【００９８】
さらに、給電制御装置２０３は、ステップＳ４１４〜Ｓ４１８の処理を、第一の動作のステップＳ１０７〜Ｓ１１１と同様に実行する。
【００９９】
ステップＳ４０１〜Ｓ４１８の処理を実行することによって、給電システム１において、給電装置２００Ａは、他の給電装置２００Ｂ及び２００Ｃと比較して、給電装置とロボットとの距離が最も小さいロボット１００Ａに対して充電を行う。よって、全ての給電装置２００Ａ〜２００Ｃのうちで、給電を要求するロボットに最も近い位置の給電装置が当該ロボットに給電を行うため、給電装置の移動距離が低減され、効率的な充電が可能になる。
【０１００】
＜効果等＞
実施の形態に係る給電システム１は、蓄電装置１０３を備えるロボット１００と、移動可能である給電装置２００と、制御装置としての給電制御装置２０３とを備える。給電装置２００は、ロボット１００の第二電気的接続部としての端子１０４と電気的に接続可能であり且つ電力供給源３００と有線を介して電気的に接続される第一電気的接続部としての端子２０１を備える。給電制御装置２０３は、蓄電装置１０３の蓄電量に関する情報に基づき、端子２０１と端子１０４とを電気的に接続しロボット１００へ給電するための制御を行う。
【０１０１】
上記構成によると、給電制御装置２０３は、ロボット１００の蓄電量に関する情報に応じて、給電装置２００に、端子２０１を介してロボット１００へ給電させることができる。端子２０１が電力供給源３００と有線を介して電気的に接続されているため、給電装置２００は、供給する電力の不足を生じることなく、ロボット１００へ安定した十分な給電を行うことができる。例えば、給電装置２００は、複数のロボット１００に対して連続して給電することができる。また、ロボット１００は、給電時以外、給電装置２００と接続される必要がなく、有線接続を要しない。よって、ロボット１００の移動の制限が抑えられる。
【０１０２】
また、実施の形態に係る給電システム１において、給電装置２００は、給電装置２００を走行させる走行装置２０２を備え、給電制御装置２０３の制御に対応して、走行装置２０２を用いてロボット１００にまで走行してもよい。上記構成によると、給電装置２００は、ロボット１００まで自律的に走行し給電を行うことができる。よって、ロボット１００への自動的な給電が可能になる。
【０１０３】
また、実施の形態に係る給電システム１において、給電装置２００は、給電制御装置２０３の制御に対応して、端子２０１をロボット１００の端子１０４に電気的に接続させてもよい。上記構成によると、給電装置２００は、ロボット１００の端子１０４に端子２０１を自律的に接続し給電を行うことができる。よって、ロボット１００への自動的な給電が可能になる。
【０１０４】
また、実施の形態に係る給電システム１において、給電制御装置２０３は、無線通信を介して、蓄電量に関する情報をロボット１００から受信してもよい。上記構成によると、給電制御装置２０３とロボット１００との間の通信のための有線接続が不要になる。
【０１０５】
また、実施の形態に係る給電システム１は、少なくとも１つのロボット１００と、少なくとも１つの給電装置２００とを備えてもよい。さらに、給電制御装置２０３は、少なくとも１つのロボット１００の蓄電量に関する情報と、少なくとも１つのロボット１００の位置の情報と、少なくとも１つの給電装置２００の位置の情報とに基づき、給電対象のロボット１００及び給電を行う給電装置２００の少なくとも一方を決定してもよい。上記構成によると、給電制御装置２０３は、ロボット１００と給電装置２００との位置関係を考慮して、給電対象のロボット１００及び給電を行う給電装置２００を決定する。よって、給電装置２００の効率的且つ確実な給電が可能になる。
【０１０６】
また、実施の形態に係る給電システム１は、複数のロボット１００を備えてもよい。さらに、給電制御装置２０３は、複数のロボット１００の蓄電量に関する情報と、複数のロボット１００の位置の情報と、給電装置２００の位置の情報とに基づき、給電を必要とするロボット１００の中で、給電装置２００から最も近いロボット１００を、給電対象のロボット１００に決定してもよい。上記構成によると、給電対象のロボット１００までの給電装置２００の移動距離を低減することができる。よって、給電装置２００の効率的な給電が可能になる。
【０１０７】
また、実施の形態に係る給電システム１は、複数の給電装置２００を備えてもよい。さらに、給電制御装置２０３は、ロボット１００の蓄電量に関する情報と、ロボット１００の位置の情報と、複数の給電装置２００の位置の情報とに基づき、給電を必要とするロボット１００から最も近い給電装置２００を、当該ロボット１００へ給電する給電装置２００に決定してもよい。上記構成によると、ロボット１００から最も近い位置にある給電装置２００が当該ロボット１００に給電する。よって、給電装置２００の効率的な給電が可能になる。
【０１０８】
また、実施の形態に係る給電システム１は、複数のロボット１００を備えてもよい。さらに、給電制御装置２０３は、複数のロボット１００の蓄電量に関する情報に基づき、給電を必要とするロボット１００の中で、蓄電量のレベルが最も低いロボット１００を、給電対象のロボット１００に決定してもよい。上記構成によると、給電装置２００は、最も給電を必要するロボット１００に対して給電を行うことができる。よって、蓄電装置１０３の電力が不足しロボット１００が稼働できなくなることを抑制することが可能になる。
【０１０９】
また、実施の形態に係る給電システム１において、給電装置２００は、給電制御装置２０３を備えてもよい。上記構成によると、給電装置２００は、自身で給電対象のロボット１００を決定し、当該ロボット１００に給電を実行することができる。よって、給電装置２００単独による自動的な給電の実行が可能になる。
【０１１０】
また、実施の形態に係る給電装置２００は、移動可能である給電装置であり、蓄電装置１０３を備えるロボット１００の端子１０４と電気的に接続可能であり且つ電力供給源３００と有線を介して電気的に接続される端子２０１と、蓄電装置１０３の蓄電量に関する情報に基づき、端子２０１を介してロボット１００へ給電するための制御を行う給電制御装置２０３とを備える。上記構成によると、実施の形態に係る給電システム１と同様の効果が得られる。
【０１１１】
＜変形例１＞
実施の形態の変形例１に係る給電システムを説明する。変形例１に係る給電システム１１では、ロボット１００１及び給電装置２００１の端子１０４１及び２０１１の構成が、実施の形態と異なる。以下、本変形例について、実施の形態と異なる点を中心に説明し、実施の形態と同様の点の説明を省略する。
【０１１２】
図１５は、変形例１に係る給電システム１１の構成の一例を示す平面図である。図１６は、変形例１に係るロボット１００１及び給電装置２００１の接続状態の一例を示す側面図である。図１５及び図１６に示すように、給電装置２００１は、給電装置２００１に対して移動可能である端子２０１１を備える。例えば、端子２０１１は、給電装置２００１から延びる電力線２０１１ａと接続されており、電力線２０１１ａを介して電力供給源３００の電力線３０１と電気的に接続されている。端子２０１１は、電力線２０１１ａの長さによって規定されるエリア内で移動可能である。ロボット１００１は、そのアーム１０１ａが届くエリア内に端子１０４１を備える。
【０１１３】
よって、給電装置２００１がロボット１００１の近くにまで自走すると、ロボット１００１のロボット制御装置１０５は、アーム１０１ａ及びマニピュレータ１０１ｂに給電装置２００１の端子２０１１を把持させて移動させ、ロボット１００１の端子１０４１に接続させる。なお、ロボット制御装置１０５は、給電装置２００１の位置情報に基づき、端子２０１１の位置を取得してもよい。これにより、給電装置２００１がロボット１００１に対して様々な位置にある場合でも、給電装置２００１からロボット１００１への給電が可能である。
【０１１４】
上述のような変形例１に係る給電システム１１によれば、実施の形態と同様の効果が得られる。さらに、給電システム１１において、ロボット１００１は、端子２０１１を保持して移動させるアーム１０１ａを備え、アーム１０１ａを用いて、端子２０１１と端子１０４１とを電気的に接続してもよい。上記構成によると、給電装置２００１が、アーム１０１ａが届くエリア内に位置すれば、端子２０１１と端子１０４１との接続が可能である。よって、給電時における給電装置２００１の位置及び向きの制約が低減され、給電装置２００１の精密な位置制御が不要になる。
【０１１５】
＜変形例２＞
実施の形態の変形例２に係る給電システムを説明する。変形例２に係る給電システム１２では、ロボット１００２の端子１０４２の構成が、実施の形態と異なる。以下、本変形例について、実施の形態及び変形例１と異なる点を中心に説明し、実施の形態及び変形例１と同様の点の説明を省略する。
【０１１６】
図１７は、変形例２に係る給電システム１２の構成の一例を示す平面図である。図１８は、変形例２に係るロボット１００２及び給電装置２００の接続状態の一例を示す側面図である。図１７及び図１８に示すように、ロボット１００２は、ロボット１００２に対して移動可能である端子１０４２を備える。ロボット１００２は、そのアーム１０１ａが届くエリア内に端子１０４２を備える。例えば、端子１０４２は、ロボット１００２から延びる電力線１０４２ａと接続されており、電力線１０４２ａを介して蓄電装置１０３等と電気的に接続されている。端子１０４２は、電力線１０４２ａの長さによって規定されるエリア内で移動可能である。
【０１１７】
よって、給電装置２００がロボット１００２の近くにまで自走すると、ロボット１００２のロボット制御装置１０５は、アーム１０１ａ及びマニピュレータ１０１ｂに端子１０４２を把持させて移動させ、給電装置２００の端子２０１に接続させる。なお、ロボット制御装置１０５は、給電装置２００の位置情報に基づき、端子２０１の位置を取得してもよい。これにより、給電装置２００がロボット１００２に対して様々な位置にある場合でも、給電装置２００からロボット１００２への給電が可能である。そして、上述のような変形例２に係る給電システム１２によれば、変形例１と同様の効果が得られる。なお、本変形例において、給電装置２００の端子２０１が、変形例１と同様に、給電装置２００に対して移動可能であってもよい。
【０１１８】
＜変形例３＞
実施の形態の変形例３に係る給電システムを説明する。変形例３に係る給電システム１３は、ロボット１００及び給電装置２００３を管理する管理装置５００を備える点で、実施の形態と異なる。以下、本変形例について、実施の形態及び変形例１〜２と異なる点を中心に説明し、実施の形態及び変形例１〜２と同様の点の説明を省略する。
【０１１９】
図１９は、変形例３に係る給電システム１３の構成の一例を示す平面図である。図２０は、変形例３に係る給電装置２００３の構成の一例を示すブロック図である。図２１は、変形例３に係る給電装置２００３の給電制御装置２０３３の機能的な構成の一例を示すブロック図である。図１９に示すように、本変形例に係る給電システム１３は、互いに無線通信する、ロボット１００、給電装置２００３及び管理装置５００を備える。管理装置５００は、１つ以上のロボット１００と１つ以上の給電装置２００３とを管理する。管理装置５００の例は、コンピュータ装置である。
【０１２０】
図２０に示すように、給電装置２００３は、実施の形態に係る給電制御装置２０３に代わりに、給電制御装置２０３３を備える。図２１に示すように、給電制御装置２０３３は、給電制御部２０３ａと、自装置位置取得部２０３ｄと、給電対象決定部２０３３ｅと、経路決定部２０３３ｆと、走行制御部２０３ｇと、記憶部２０３ｈとを含む。給電制御部２０３ａ、自装置位置取得部２０３ｄ、走行制御部２０３ｇ及び記憶部２０３ｈの機能は、実施の形態と同様である。
【０１２１】
なお、給電装置２００３の通信装置２０５は、管理装置５００と無線通信するが、ロボット１００及び他の給電装置２００３とも無線通信してもよい。また、給電制御装置２０３３の自装置位置取得部２０３ｄは、給電装置２００３の位置情報を、通信装置２０５を介して管理装置５００に送信する。しかしながら、後述するように、管理装置５００が給電装置２００３の位置を検出してもよい。
【０１２２】
給電対象決定部２０３３ｅは、管理装置５００により決定された給電対象のロボット１００の情報を、通信装置２０５を介して管理装置５００から受け取り、当該ロボット１００を給電対象に決定する。
【０１２３】
経路決定部２０３３ｆは、管理装置５００により決定された、給電装置２００３から給電対象のロボット１００までの走行経路を、通信装置２０５を介して管理装置５００から受け取り、当該走行経路を給電装置２００３の走行経路に決定する。
【０１２４】
図２２は、変形例３に係る管理装置５００の構成及び管理制御装置５０２の機能的な構成の一例を示すブロック図である。図２２に示すように、管理装置５００は、通信装置５０１と、管理制御装置５０２とを備える。通信装置５０１は、無線通信回路を含み、ロボット１００及び給電装置２００３と通信する。例えば、通信装置５０１は、蓄電装置１０３の蓄電量に関する情報及びロボット１００の位置情報をロボット１００から受信し、給電装置２００３の位置情報を給電装置２００３から受信する。また、通信装置５０１は、給電対象のロボット１００への給電の指令、及び、給電対象のロボット１００への走行経路を給電装置２００３に送信する。
【０１２５】
管理制御装置５０２は、蓄電情報取得部５０２ａと、ロボット位置取得部５０２ｂと、給電装置位置取得部５０２ｃと、給電対象決定部５０２ｄと、経路決定部５０２ｅと、記憶部５０２ｆとを機能的な構成要素として含む。なお、これら機能的な構成要素の全てが必須ではない。
【０１２６】
記憶部５０２ｆは、揮発性メモリ及び不揮発性メモリ等の半導体メモリ、ハードディスク及びＳＳＤ等の記憶装置によって実現される。記憶部５０２ｆは、記憶部２０３ｈと同様に、ロボット１００の識別情報、蓄電装置１０３の蓄電情報、ロボット１００の位置情報、給電装置２００３の識別情報、給電装置２００３の位置情報及び地図情報等を格納する。
【０１２７】
蓄電情報取得部５０２ａ、ロボット位置取得部５０２ｂ、給電装置位置取得部５０２ｃ、給電対象決定部５０２ｄ及び経路決定部５０２ｅの各構成要素の機能は、ＣＰＵなどのプロセッサ、ＲＡＭなどの揮発性メモリ及びＲＯＭなどの不揮発性メモリ等からなるコンピュータシステムにより実現されてもよい。上記構成要素の一部又は全部の機能は、上記コンピュータシステムにより実現されてもよく、電子回路又は集積回路等の専用のハードウェア回路により実現されてもよく、上記コンピュータシステム及びハードウェア回路の組み合わせにより実現されてもよい。
【０１２８】
蓄電情報取得部５０２ａは、通信装置５０１を介して、ロボット１００から蓄電装置１０３の蓄電量に関する情報を取得する。
【０１２９】
ロボット位置取得部５０２ｂは、通信装置５０１を介して、ロボット１００から当該ロボット１００の識別情報及び位置情報を取得する。ロボット位置取得部５０２ｂは、ロボット１００の識別情報と位置情報とを関連付けて、記憶部５０２ｆに記憶させてもよい。なお、ロボット位置取得部５０２ｂは、ロボット１００の位置を検出してもよい。例えば、ロボット位置取得部５０２ｂは、ロボット１００に信号を発信し、ロボット１００のロボット制御装置１０５は、当該信号を受信すると、信号を管理装置５００に返す。ロボット位置取得部５０２ｂは、管理装置５００とロボット１００との間の信号の往復時間及び信号の受信方向等に基づき、管理装置５００に対するロボット１００の位置を検出することができる。
【０１３０】
給電装置位置取得部５０２ｃは、通信装置２０５を介して、給電装置２００３から当該給電装置２００３の識別情報及び位置情報を取得する。給電装置位置取得部５０２ｃは、給電装置２００３の識別情報と位置情報とを関連付けて、記憶部５０２ｆに記憶させてもよい。なお、給電装置位置取得部５０２ｃは、ロボット位置取得部５０２ｂと同様に、給電装置２００３の位置を検出してもよい。
【０１３１】
給電対象決定部５０２ｄは、実施の形態に係る給電対象決定部２０３ｅと同様に、ロボット１００の蓄電装置１０３の蓄電量に関する情報に基づき、当該ロボット１００への給電が必要であるか否かを決定する。さらに、給電対象決定部５０２ｄは、給電を必要とするロボット１００の蓄電装置１０３の蓄電量に関する情報、当該ロボット１００の位置情報、及び給電装置２００３の位置情報等に基づき、給電対象のロボット１００と、給電対象のロボット１００へ給電する給電装置２００３とを決定する。給電対象決定部５０２ｄは、決定した給電対象のロボット１００への給電の指令を、決定した給電装置２００３に送信する。
【０１３２】
経路決定部５０２ｅは、実施の形態に係る経路決定部２０３ｆと同様に、給電対象決定部５０２ｄによって決定された給電装置２００３を、給電対象決定部５０２ｄによって決定された給電対象のロボット１００にまで移動させるための走行経路を決定する。経路決定部５０２ｅは、決定した走行経路の情報を、上記給電装置２００３に送信する。
【０１３３】
上述のように、管理装置５００は、１つ以上のロボット１００の蓄電装置１０３の蓄電量のレベル及びロボット１００の位置を管理し、１つ以上の給電装置２００３の位置を管理する。さらに、管理装置５００は、給電対象のロボット１００と、当該ロボット１００に給電する給電装置２００３とを決定し、当該給電装置２００３に給電を実行させる。このような管理装置５００は実施の形態に係る給電制御装置２０３の機能の一部を備える。
【０１３４】
上述のような変形例３に係る給電システム１３によれば、実施の形態と同様の効果が得られる。さらに、給電システム１３において、制御装置としての管理制御装置５０２は、ロボット１００及び給電装置２００３から分離して配置されていてもよい。上記構成によると、ロボット１００のロボット制御装置１０５及び給電装置２００３の給電制御装置２０３３の処理能力を低くすることができる。よって、ロボット１００及び給電装置２００３の低コスト化が可能である。
【０１３５】
なお、本変形例では、管理装置５００は、給電装置２００３に指令及び情報を送信することで、給電装置２００３に給電を実行させていたが、これに限定されない。管理装置５００は、通信装置５０１を介して、給電装置２００３の一部の機能を遠隔で制御してもよく、全ての機能を遠隔で制御してもよい。また、端末装置４００が管理装置５００を兼ねてもよい。
【０１３６】
＜その他の実施の形態＞
以上、本発明の実施の形態の例について説明したが、本発明は、上記実施の形態及び変形例に限定されない。すなわち、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。例えば、各種変形を実施の形態及び変形例に施したもの、及び、異なる実施の形態及び変形例における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【０１３７】
例えば、実施の形態及び変形例において、給電装置、ロボット及び管理装置の間で無線通信が行われるように構成されていたが、これに限定されない。例えば、給電装置、ロボット及び管理装置が光、音又はこれらの組み合わせを出力し、これらを受光及び受音するように構成されてもよい。光、音及びこれらの組み合わせは、蓄電装置の蓄電量に関する情報及び各装置の位置情報等を示すことができる。
【０１３８】
また、実施の形態及び変形例において、給電装置はロボットまで自走するように構成されていたが、これに限定されない。例えば、給電装置又はその端子が人によってロボットまで移動され当該端子がロボットの端子に接続されてもよい。この場合、給電装置が表示装置を備え、表示装置に給電対象のロボットを示してもよい。又は、ロボットが光、音又はこれらの組み合わせを出力し、人がこれらを知覚することで給電対象のロボットを特定してもよい。
【０１３９】
また、変形例において、ロボット本体１０１がアーム１０１ａ及びマニピュレータ１０１ｂを用いて端子を接続するように構成されていたが、これに限定されない。例えば、給電装置が、ロボット本体１０１のような端子を接続することができる装置を備え、当該装置を用いて端子を接続してもよい。又は、給電装置の上記装置と、ロボット本体１０１とが協働して端子を接続してもよい。
【０１４０】
また、実施の形態及び変形例において、給電装置及びロボットは、それぞれの端子を互いに接続するように構成されていたが、これに限定されない。例えば、給電装置及びロボットは、それぞれの端子を互いに接触させるだけでもよい。又は、給電装置及びロボットは、それぞれの導電性の部材を互いに接触、係合又は嵌合等させることで電気的に接続されるように構成されてもよい。又は、給電装置及びロボットはワイヤレス電力伝送装置を備え、互いに接近することで、給電装置が非接触でロボットに電力を供給するように構成されてもよい。
【０１４１】
また、実施の形態及び変形例において、給電装置及びロボットは、ＧＰＳ及び／又はＩＭＵを用いて自己の位置を取得するように構成されていたが、これに限定されない。例えば、給電装置及びロボットが床面に埋め込まれた磁石の磁場を検出することによって、給電装置及びロボットの位置を取得してもよい。又は、給電装置及びロボットの位置は、これらを撮像するカメラの画像を解析することで検出されてもよい。又は、レーザセンサ、レーザライダ（Lidar）及び超音波センサ等の測距センサが設けられ、その計測値を用いて、給電装置及びロボットの位置が検出されてもよい。
【０１４２】
また、実施の形態及び変形例において、ロボット本体１０１は、垂直多関節型ロボットとして構成されていたが、これに限定されない。例えば、ロボット本体１０１は、水平多関節型ロボット、極座標型ロボット、円筒座標型ロボット、直角座標型ロボット、垂直多関節型ロボット、又はその他のロボットとして構成されてもよい。ロボット本体１０１は、１つのアーム１０１ａを備えていたが、２つ以上のアーム１０１ａを備えてもよい。
【符号の説明】
【０１４３】
１，１１，１２，１３  給電システム
１００，１００Ａ〜１００Ｄ，１００１，１００２  ロボット
１０３  蓄電装置
１０４，１０４１，１０４２  端子（第二電気的接続部）
２００，２００Ａ〜２００Ｃ，２００１，２００３  給電装置
２０１，２０１１  端子（第一電気的接続部）
２０２  走行装置
２０３，２０３３  給電制御装置（制御装置）
３００  電力供給源
５００  管理装置
５０２  管理制御装置（制御装置）
【図１】
2020189357.tif 000003
【図２】
2020189357.tif 000004
【図３】
2020189357.tif 000005
【図４】
2020189357.tif 000006
【図５】
2020189357.tif 000007
【図６】
2020189357.tif 000008
【図７】
2020189357.tif 000009
【図８】
2020189357.tif 000010
【図９】
2020189357.tif 000011
【図１０】
2020189357.tif 000012
【図１１】
2020189357.tif 000013
【図１２】
2020189357.tif 000014
【図１３】
2020189357.tif 000015
【図１４】
2020189357.tif 000016
【図１５】
2020189357.tif 000017
【図１６】
2020189357.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
2020189357.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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