(57)【要約】【課題】遠隔作業自動機が充電のために移動する距離を短縮して遠隔作業自動機の作業性を向上させることができること。【解決手段】遠隔操作により移動する遠隔作業自動機としての多脚ロボット１５に充電を行う遠隔作業自動機の充電システムであって、多脚ロボット１５の胴部１７に設置され、多脚ロボット１５を駆動するために必要な電力を内蔵する電力貯蔵ボックス１１と、この電力貯蔵ボックス１１に着脱可能に装着されると共に送電用の電源線１３が接続され、この電源線１３からの電力を電力貯蔵ボックス１１へ供給する電力供給ボックス１２とを有し、電力供給ボックス１２が、電力貯蔵ボックス１１を介して多脚ロボット１５により運搬可能に構成されたものである。【選択図】  図１
2014230409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠隔操作により移動する遠隔作業自動機に充電を行う遠隔作業自動機の充電システムであって、
前記遠隔作業自動機の胴部に設けられ、前記遠隔作業自動機を駆動するために必要な電力を蓄電する電力貯蔵手段と、
前記遠隔作業自動機に着脱可能に装着されると共に、送電用の電源線が接続され、この電源線からの電力を前記電力貯蔵手段へ供給する電力供給手段とを有し、
前記電力供給手段が、前記電力貯蔵手段を介して前記遠隔作業自動機により運搬可能に構成されたことを特徴とする遠隔作業自動機の充電システム。
【請求項２】
前記電力貯蔵手段及び前記電力供給手段は、前記電力供給手段の着脱可能な装着及び前記電力貯蔵手段への電力供給を行うために、電磁誘導を発生させる電磁石を有し、
前記電力供給手段は前記遠隔作業自動機の下方から装着され、
前記電磁石による装着を解除することで前記電力供給手段が前記遠隔作業自動機の下方に投下されて設置されるよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載の遠隔作業自動機の充電システム。
【請求項３】
前記電力貯蔵手段及び前記電力供給手段は、前記電力供給手段の着脱可能な装着及び前記電力貯蔵手段への電力供給を行うために、電磁共鳴を発生させる巻線を有することを特徴とする請求項１に記載の遠隔作業自動機の充電システム。
【請求項４】
前記遠隔作業自動機は、複数の関節を備えたリンク機構からなる２本以上の脚が胴部に設けられて前記脚の動作により移動するよう構成され、
前記脚の少なくとも２本の先端に足先電極が、互いに異なる極で且つ露出して設けられると共に電力貯蔵手段に電気的に接続され、また、電力供給手段の上面に板状の正極側プレート電極及び負極側プレート電極が設けられ、
前記足先電極が、接地された前記電力供給手段の前記正極側プレート電極、前記負極側プレート電極に同極同士で接触することで、前記電力供給手段から前記電力貯蔵手段へ電力が供給されるよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載の遠隔作業自動機の充電システム。
【請求項５】
前記遠隔作業自動機は、複数の関節を備えたリンク機構からなる２本以上の脚が胴部に設けられて前記脚の動作により移動するよう構成され、
前記脚の少なくとも２本の先端に足先電極が、互いに異なる極で且つ露出して設けられると共に、電力貯蔵手段に電気的に接続され、また、電力供給手段の上面に、極の正負を変更可能な板状の複数のプレート電極が設けられ、
前記足先電極が、接地された前記電力供給手段の前記プレート電極に接触したときに、接触した前記足先電極と前記プレート電極とが同極となるように前記プレート電極の極の正負が変更されて、前記電力供給手段から前記電力貯蔵手段へ電力が供給されるよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載の遠隔作業自動機の充電システム。
【請求項６】
前記電力供給手段には、電源線の送り出し及び巻き取りを、前記電源線の巻取量及び遠隔作業自動機の移動距離に応じて実施可能な電源線送出・巻取機構が設けられたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の遠隔作業自動機の充電システム。
【請求項７】
前記電力供給手段は複数設けられ、それぞれが電力貯蔵手段に対し着脱可能に装着されて多段構造に構成されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の遠隔作業自動機の充電システム。
【請求項８】
遠隔操作により移動する遠隔作業自動機に充電を行う遠隔作業自動機の充電方法であって、
前記遠隔作業自動機の胴部に設けられ、前記遠隔作業自動機を駆動するために必要な電力を蓄電する電力貯蔵手段と、前記遠隔作業自動機に着脱可能に装着されると共に、送電用の電源線が接続され、この電源線からの電力を前記電力貯蔵手段へ供給する電力供給手段とを用意し、
前記遠隔作業自動機が、前記電力貯蔵手段を介して前記電力供給手段を運搬し、
前記遠隔作業自動機の移動経路の途中位置に前記電力供給手段を設置して、前記遠隔作業自動機の前記電力貯蔵手段に電力を供給する充電ステーションとすることを特徴とする遠隔作業自動機の充電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、遠隔操作により移動する遠隔作業自動機に充電を行う遠隔作業自動機の充電システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、遠隔操作により動作するロボットが数多く開発されている。例えば、２〜４脚の歩行脚、キャタピラまたは車輪等の移動機構を有するロボットである。これらの移動機構を有するロボットにおいては、遠隔操作を容易に行うために、ケーブルレスによるバッテリ駆動が一般的である。
【０００３】
このバッテリ駆動では、ロボットの行動範囲はバッテリ容量に制限されることとなるが、長時間の作業継続性や、重量物の可搬性、長距離の走破性等を持たせる場合には、バッテリ充電設備の整備が必要不可欠になる。バッテリ充電設備としては、例えば、車両に使用される電磁共鳴あるいは電磁誘導による充電方式（特許文献１参照）等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−４５１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらの充電方式は、無人での充電が可能であるものの、事故や災害現場、原子力プラント等の高放射線領域等に充電設備を設置にあたり、適切な設置領域の確保が難しい、作業員が立ち入れない、または作業員の立ち入り時間制限等の問題により、ロボット等の遠隔作業自動機の作業領域に近い地点に充電設備を設置することが難しい場合があるという課題がある。このため、充電設備から遠隔作業自動機の作業領域までの距離が長くなり、遠隔作業自動機の作業性が低下していた。
【０００６】
本発明の実施形態は、上述の事情を考慮してなされたものであり、遠隔作業自動機が充電のために移動する距離を短縮して遠隔作業自動機の作業性を向上させることができる遠隔作業自動機の充電システム及び方法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】
【０００７】
本発明に係る実施形態の遠隔作業自動機の充電システムは、遠隔操作により移動する遠隔作業自動機に充電を行う遠隔作業自動機の充電システムであって、前記遠隔作業自動機の胴部に設けられ、前記遠隔作業自動機を駆動するために必要な電力を蓄電する電力貯蔵手段と、前記遠隔作業自動機に着脱可能に装着されると共に、送電用の電源線が接続され、この電源線からの電力を前記電力貯蔵手段へ供給する電力供給手段とを有し、前記電力供給手段が、前記電力貯蔵手段を介して前記遠隔作業自動機により運搬可能に構成されたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明に係る実施形態の遠隔作業自動機の充電方法は、遠隔操作により移動する遠隔作業自動機に充電を行う遠隔作業自動機の充電方法であって、前記遠隔作業自動機の胴部に設けられ、前記遠隔作業自動機を駆動するために必要な電力を蓄電する電力貯蔵手段と、前記遠隔作業自動機に着脱可能に装着されると共に、送電用の電源線が接続され、この電源線からの電力を前記電力貯蔵手段へ供給する電力供給手段とを用意し、前記遠隔作業自動機が、前記電力貯蔵手段を介して前記電力供給手段を運搬し、前記遠隔作業自動機の移動経路の途中位置に前記電力供給手段を設置して、前記遠隔作業自動機の前記電力貯蔵手段に電力を供給する充電ステーションとすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態によれば、遠隔作業自動機が充電のために移動する距離を短縮して遠隔作業自動機の作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る遠隔作業自動機の充電システムにおける第１実施形態である多脚ロボット充電システムを示す側面図。
【図２】図１の多脚ロボットを示す側面図。
【図３】図２の多脚ロボットの脚における関節の配置状況を示す概略斜視図。
【図４】図１の電力及び電力供給ボックスの構成を示す概略構成図。
【図５】図１の電力供給ボックスを接地させて充電を行う状況を示す側面図。
【図６】図１の電力貯蔵ボックス及び電力供給ボックスの他の構成を示す概略構成図。
【図７】図１に示す多脚ロボットの転倒からの復帰状況を説明する説明図。
【図８】本発明に係る遠隔作業自動機の充電システムにおける第２実施形態である多脚ロボット充電システムを示す側面図。
【図９】（Ａ）は、図８の足先電力を脚先端と共に示す側面図、（Ｂ）は、図８のプレート電極を備えた電力供給ボックスを示す平面図。
【図１０】（Ａ）は、図８の足先電極を脚先端と共に示す側面図、（Ｂ）及び（Ｃ）は、図８のプレート電極とは異なる形態のプレート電極を備えた電力供給ボックスを示す平面図。
【図１１】本発明に係る遠隔作業自動機の充電システムにおける第３実施形態である多脚ロボット充電システムを示す側面図。
【図１２】図１１の電源線送出・巻取機構を示す斜視図。
【図１３】本発明に係る遠隔作業自動機の充電システムにおける第４実施形態である多脚ロボット充電システムを示す側面図。
【図１４】図１３の電力供給ボックスの接地により設けられた電力ステーションを示す概略平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための実施形態を図面に基づき説明する。
［Ａ］第１実施形態（図１〜図７）
図１は、本発明に係る遠隔作業自動機の充電システムにおける第１実施形態である多脚ロボット充電システムを示す側面図である。この図１に示す遠隔作業自動機の充電システムとしての多脚ロボット充電システム１０は、遠隔操作により移動する遠隔作業自動機としての多脚ロボット１５に充電を行うものであり、電力貯蔵手段としての電力貯蔵ボックス１１と、送電用の電源線１３が接続された電力供給手段としての電力供給ボックス１２と、を有して構成される。
【００１２】
ここで、多脚ロボット１５は、２本以上（例えば４本）の脚１６が胴部１７に設けられて構成され、各脚１６は、後述の如く複数の関節１８、１９、２０（図３）を備えたリンク機構により構成される。多脚ロボット１５は、操作ユニット１４（図２）により脚１６の動作が遠隔操作されることで移動（歩行）する。
【００１３】
つまり、多脚ロボット１５は、図２及び図３に示すように、胴部１７の下部のコーナー部分に４本のそれぞれの脚１６が設置される。各脚１６は、第１関節１８、第２関節１９及び第３関節２０がリンク２１によって下方に向かって順次連結されたリンク機構により構成されたものであり、第１関節１８が胴部１７の下部に取り付けられる。この第１関節１８の回転軸は、第２関節１９及び第３関節２０の両回転軸と直交して配置される。
【００１４】
第２関節１９及び第３関節２０の回転により、多脚ロボット１５は矢印Ｘ（図３）方向に前進または後進歩行する。また、第１関節１８の回転により、多脚ロボット１５は矢印Ｙ（図３）方向に左移動または右移動歩行（横歩き）する。更に、第１関節１８、第２関節１９及び第３関節２０の回転を組み合わせることにより、多脚ロボット１５は矢印Ｚ（図３）方向に旋回する。各関節１８、１９、２０は、例えば電動モータ、ギア及びエンコーダ等の組み合わせにより構成される。
【００１５】
このように構成された脚１６を備える本実施形態の多脚ロボット１５は、前進歩行、後進歩行、左移動歩行、右移動歩行、左旋回歩行、または右旋回歩行を連続して実行する通常歩行モードと、脚１６の脚先位置が一脚毎にオペレータのマニュアル操作により動作されて歩行するマニュアル操作歩行モードとが、択一に実行されて歩行する。
【００１６】
上述のような多脚ロボット１５の脚１６による歩行は、脚操作制御装置により操作され制御される。この脚操作制御装置は、操作ユニット１４と、多脚ロボット１５に設置された各種センサ類（画像取得部２２、接地反力センサ２３、姿勢センサ２４、距離センサ２５）と、センサ処理部２６と、歩容パターン生成部２７と、制御部２８と、信号送受信部２９とを有して構成される。
【００１７】
操作ユニット１４は、オペレータの遠隔操作によって多脚ロボット１５を歩行させるために、この多脚ロボット１５の制御部２８へ動作指令等を出力する。例えば、操作ユニット１４は、通常歩行モードでは、多脚ロボット１５を矢印Ｘ（図３）方向に前進歩行または後進歩行させるための動作指令を出力し、マニュアル操作歩行モードでは、操作対象の脚１６の脚先を移動させるための動作指令を出力する。
【００１８】
画像取得部２２は、多脚ロボット１５の胴部１７における前部に設置された例えばカメラなどであり、多脚ロボット１５の周囲の動画や静止画を画像データとして取得する。この画像取得部２２は、多脚ロボット１５における胴部１７の前部及び後部に設置されてもよい。また、接地反力センサ２３は、多脚ロボット１５における４本の脚１６の脚先に設置され、脚１６の接地時にこの脚１６に作用する接地反力を計測する。
【００１９】
姿勢センサ２４は、多脚ロボット１５における例えば胴部１７の底面に設置され、加速度、角速度、傾斜角度などのような多脚ロボット１５の姿勢を検知するための複数のセンサで構成されている。また、距離センサ２５は、多脚ロボット１５の胴部１７における前部及び後部に設置され、胴部１７と接地面間の距離、及び脚１６（特に操作対象の脚１６）の脚先と接地面間の距離などを計測する。
【００２０】
多脚ロボット１５におけるセンサ処理部２６は例えばパーソナルコンピュータにて構成され、画像取得部２２からの画像データ、接地反力センサ２３による接地反力データ、姿勢センサ２４による姿勢データ、距離センサ２５による距離データなどのアナログデータをデジタルデータに処理する。
【００２１】
多脚ロボット１５における歩容パターン生成部２７は例えばパーソナルコンピュータにて構成され、４本の脚１６を動作させる順序や、多脚ロボット１５の重心を移動させる動作と組み合わせた通常歩行モードにおける歩容パターンを生成する。この歩容パターンには、多脚ロボット１５の脚１６を一脚ずつ動作させるクロール歩容、対角の２本の脚１６を同時に動作させるトロット歩容、前後２本の脚１６を同時に左右交互に動作させるペース歩容、これらの歩容のそれぞれに重心移動の動作の組み合わせた歩容などがある。
【００２２】
多脚ロボット１５における制御部２８は例えばパーソナルコンピュータにて構成され、歩容パターン生成部２７にて生成された歩容等から、４本の脚１６の各関節１８〜２０の回転角度を決定して脚１６の動作を制御する。つまり、制御部２８は、操作ユニット１４からの動作指令に基づいて、前進歩行、後進歩行、左移動歩行、右移動歩行、左旋回歩行、または右旋回歩行を連続して実行する通常歩行モードを多脚ロボット１５に実行させる。また、制御部２８は、操作ユニット１４からの動作指令に基づいて、脚１６の脚先位置が一脚毎にオペレータによるマニュアル操作により動作されて歩行するマニュアル操作歩行モードを多脚ロボット１５に実行させる。
【００２３】
さて、上記のように構成された多脚ロボット１５に充電を行う多脚ロボット充電システム１０は、前述の如く電力貯蔵ボックス１１と、電源線１３が接続された電力供給ボックス１２とを有して構成される。
電力貯蔵ボックス１１は、多脚ロボット１５の胴部１７の底面に、姿勢センサ２４及び脚１６の第１関節１８と干渉しないように設置され、図４に示すように、ボックス本体３０内に電力貯蔵部３１及び受信側電磁石３２を有して構成される。電力貯蔵部３１は、多脚ロボット１５を駆動するために必要な電力を蓄電するものであり、例えばコンデンサや二次電池などである。また、受信側電磁石３２は、強磁性材料からなる心材（例えば鉄心）３２Ａと、導電性材料（例えば銅またはアルミニウム）からなる線材が心材３２Ａに巻き回されて形成された巻線３２Ｂと、を具備して構成される。この巻線３２Ｂが電力貯蔵部３１に接続されている。
【００２４】
電力供給ボックス１２は、ボックス本体３６内に送信側電磁石３３、電源部３４及びＤＣ／ＤＣコンバータ３５を有して構成される。送信側電磁石３３は、受信側電磁石３２と同様に、強磁性材料からなる心材（例えば鉄心）３３Ａと、導電性材料（例えば銅またはアルミニウム）からなる線材が心材３３Ａに巻き回されて形成された巻線３３Ｂと、を具備して構成される。この巻線３３Ｂが電源部３４に接続されている。
【００２５】
電源部３４には、送信用の電源線１３が接続される。そして、この電源線１３の途中にＤＣ／ＤＣコンバータ３５が接続される。このＤＣ／ＤＣコンバータ３５は、電源線１３の送電電圧が後述の如く例えば１０００Ｖ程度と高く設定されたときに、その送電電圧を多脚ロボット１５、電力貯蔵ボックス１１及び電力供給ボックス１２に必要な電圧（例えば２４Ｖ）まで低下させるものである。また、電力供給ボックス１２のボックス本体３６の上部と電力貯蔵ボックス１１のボックス本体３０の下部は、互いに嵌合可能な嵌合構造に構成されている。
【００２６】
そして、この電力供給ボックス１２は多脚ロボット１５の下方から、電力貯蔵ボックス１１の下部に着脱可能に嵌合して装着されると共に、電源線１３からの電力を電力貯蔵ボックス１１の電力貯蔵部３１へ供給して充電させる。電力供給ボックス１２が電力貯蔵ボックス１１に装着された状態で多脚ロボット１５が歩行移動することにより、電力供給ボックス１２は、電力貯蔵ボックス１１を介して多脚ロボット１５に装着され、この多脚ロボット１５により運搬される。
【００２７】
つまり、電源線１３からの電力が電力供給ボックス１２の電源部３４を経て送信側電磁石３３に供給されると、この送信側電磁石３３が磁力（吸引力）を発生して、前記嵌合構造により電力供給ボックス１２を電力貯蔵ボックス１１の下部に嵌合させて装着させる。それと同時に、電力供給ボックス１２の送信側電磁石３３と電力貯蔵ボックス１１の受信側電磁石３２との間に誘導磁場が形成され、電磁誘導により受信側電磁石３２の巻線３２Ａに誘導電流が流れて電力貯蔵部３１に電力が供給され、この電力貯蔵部３１が蓄電（充電）されると共に、この電力貯蔵部３１を経て多脚ロボット１５へ電力が供給される。この状態で多脚ロボット１５が歩行移動することで、電力供給ボックス１２は電力貯蔵ボックス１１を介して多脚ロボット１５により運搬される。
【００２８】
また、電力供給ボックス１２の送信側電磁石３３への電力の供給が遮断されると、送信側電磁石３３に発生していた磁力が消失し、更に送信側電磁石３３と電力貯蔵ボックス１１の受信側電磁石３２との間に形成された誘導磁場も消失する。これにより、送信側電磁石３３が受信側電磁石３２から離脱し、電力供給ボックス１２は、送信側電磁石３３による装着が解除されて電力貯蔵ボックス１１から落下し、図５に示すように多脚ロボット１５の下方に投下されて地面または床等に設置されると共に、電力供給ボックス１２の受信側電磁石３２の巻線３２Ｂに生じていた誘導電流も消失して、電力貯蔵ボックス１１の電力貯蔵部３１への電力供給が遮断される。この結果、電力貯蔵部３１の蓄電（充電）が停止され、多脚ロボット１５は、電力貯蔵部３１に蓄電された電力により駆動されて歩行移動する。
【００２９】
電力貯蔵ボックス１１から離脱して接地された電力供給ボックス１２（図５）は、多脚ロボット１５の動作開始位置から目的位置までの移動経路の途中位置に設置されることになり、以後、多脚ロボット１５に設けられた電力貯蔵ボックス１１に電力を供給して、この電力貯蔵ボックス１１の電力貯蔵部３１を充電するための充電ステーション３９となる。
【００３０】
多脚ロボット１５が、電力貯蔵ボックス１１の電力貯蔵部３１を充電させるために充電ステーションとして機能する電力供給ボックス１２上まで移動したとき、電力供給ボックス１２の送信側電磁石３３に電源線１３からの電力が供給されると、この送信側電磁石３３と電力貯蔵ボックス１１の受信側電磁石３２との間に誘導磁場が形成されて、電磁誘導により受信側電磁石３２の巻線３２Ｂに誘導電流が流れ、電力貯蔵部３１に電力が供給されてこの電力貯蔵部３１が蓄電（充電）される。尚、このとき充電ステーションとして機能する電力供給ボックス１２と多脚ロボット１５に設けられた電力貯蔵ボックス１１との距離は、約１ｍ以下が好ましい。
【００３１】
ここで、図４及び図６に示すように、電力貯蔵ボックス１１の受信側電磁石３２を受信側巻線３７に、電力供給ボックス１２の送信側電磁石３３を送信側巻線３８にそれぞれ変更してもよい。電力供給ボックス１２の送信側巻線３８へ電源部３４を経て電源線１３からの電力を供給することにより、送信側巻線３８に磁力（吸引力）が発生して、電力供給ボックス１２が電力貯蔵ボックス１１に前記嵌合構造により着脱可能に嵌合されて装着される。
【００３２】
更に、電源線１３からの電力を、その周波数を電源部３４により変更して電力供給ボックス１２の送信側巻線３８へ供給することで、電力供給ボックス１２の送信側巻線３８と電力貯蔵ボックス１１の受信側巻線３７との間に誘導磁場が形成され、電磁共鳴により受信側巻線３７に誘導電流が流れて、電力貯蔵ボックス１１の電力貯蔵部３１に電力が供給される。これにより、電力貯蔵部３１が蓄電（充電）されると共に、この電力貯蔵部３１を経て多脚ロボット１５へ電力が供給される。
【００３３】
以上のように構成されたことから、本実施形態によれば、次の効果（１）〜（４）を奏する。
（１）図１に示すように、多脚ロボット１５の胴部１７に設置された電力貯蔵ボックス１１に電源線１３からの電力を供給する電力供給ボックス１２が、磁力による吸引力によって電力貯蔵ボックス１１に着脱可能に装着され、これにより、電力供給ボックス１２が、電力貯蔵ボックス１１を介して多脚ロボット１５により運搬可能に構成されている。従って、電力供給ボックス１２及び電源線１３を多脚ロボット１５により運搬し、この電力供給ボックス１２を多脚ロボット１５の移動経路の途中位置に、床や地面等の上に配置するだけで充電ステーション３９として設置することができる。これにより、作業員の立ち入りが困難な領域等に充電設備を設置することができる。この結果、多脚ロボット１５は、充電のために例えばスタート地点まで戻る必要がなく、充電ステーション３９を基点として活動することが可能となる。従って、連続活動可能な時間のうち、充電のために移動する時間を削減することができ、また、より作業領域に近い位置で充電された状態で活動開始できる。これにより、多脚ロボット１５の作業性を向上させることができる。
【００３４】
（２）電力貯蔵ボックス１１の電力貯蔵部３１へ電力を供給してこの電力貯蔵部３１を充電させる手段が、図４に示すように、電力供給ボックス１２の送信側電磁石３３と電力貯蔵ボックス１１の受信側電磁石３２間に発生する電磁誘導、または図６に示すように、電力供給ボックス１２の送信側巻線３８と電力貯蔵ボックス１１の受信側巻線３７との間に発生する電磁共鳴を利用している。このため、電力貯蔵ボックス１１と電力供給ボックス１２に、互いに接触する接触端子を設ける必要がなく、非接触充電を実現できると共に、電力貯蔵ボックス１１及び電力供給ボックス１２の構造を簡素化できる。
【００３５】
（３）電力供給ボックス１２には、電源線１３から供給される電力の電圧を、電力貯蔵ボックス１１、電力供給ボックス１２及び多脚ロボット１５に必要な電圧及び電流に変更するＤＣ／ＤＣコンバータ３５が設けられている。このため、電源線１３から電力供給ボックス１２のＤＣ／ＤＣコンバータ３５まで供給される電力の電圧（送電電圧）を１０００Ｖ程度と高く設定して、電流（送電電流）を低く設定することができる。この結果、電源線１３の長さが長くなってしまった場合の電圧降下を低減できると共に、電源線１３を細径化して多脚ロボット１６の電源線運搬負荷を低減できる。これにより、多脚ロボット１５による電力供給ボックス１２の可搬性が向上し、スタート地点からより遠い地点に電力供給ボックス１２を配置することができる。
【００３６】
（４）歩行箇所が磁性材料で形成されている場合には、図７に示すように、多脚ロボット１５に設置された電力貯蔵ボックス１１の受信側電磁石３２または受信側巻線３７から誘導磁場を誘起させ、この誘導磁場を用いることで、多脚ロボット１５を転倒状態（図７（Ａ））から復帰（図７（Ｂ））させることができ、更には、多脚ロボット１５の転倒を未然に防止することができる。
【００３７】
［Ｂ］第２実施形態（図８〜図１０）
図８は、本発明に係る遠隔作業自動機の充電システムにおける第２実施形態である多脚ロボット充電システムを示す側面図である。この第２実施形態において、第１実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００３８】
遠隔作業自動機の充電システムとして機能する本第２実施形態の多脚ロボット充電システム４０が第１実施形態と異なる点は、多脚ロボット１５の脚１６の先端に足先電力４１が設置され、この足先電極４１に電気的に接続された電力貯蔵部３１を有する電力貯蔵ボックス４２が多脚ロボット１５の胴部１７に設置され、この電力貯蔵ボックス４２の下部に着脱可能に嵌合して装着される電力供給ボックス４３の上面に正極側プレート電極４４Ａ及び負極側プレート電極４４Ｂが配置された点である。
【００３９】
足先電極４１は、多脚ロボット１５における脚１６の少なくとも２本の先端に、互いに異なる極で且つ露出して設けられる。本第２実施形態では、例えば４本の脚１６のうち、左側の前及び後の脚１６の先端に正極側の足先電極４１が設けられ、右側の前及び後の脚１６の先端に負極側の足先電極４１が設けられる。これら４個の足先電極４１が電力貯蔵ボックス４２の電力貯蔵部３１に電気的に接続されている。
【００４０】
正極側プレート電極４４Ａ及び負極側プレート電極４４Ｂは、矩形状または円形状（本実施形態では長方形状）の金属製の薄板であり、例えば電力供給ボックス４３の上面における左側領域に正極側プレート電極４４Ａが、右側領域に負極側プレート電極４４Ｂがそれぞれ配置される。これらの正極側プレート電極４４Ａ及び負極側プレート電極４４Ｂは、電源部３４を介してまたは直接に電源線１３に接続される。この電源線１３には、電力供給ボックス４３内においてＤＣ／ＤＣコンバータ３５が接続されている。
【００４１】
図８に示すように、電力供給ボックス４３が電力貯蔵ボックス４２から離脱して接地し、充電ステーション３９として機能しているとき、多脚ロボット１５の脚１６が電力供給ボックス４３に載り、この脚１６に設置された足先電極４１が、電力供給ボックス４３の正極側プレート電極４４Ａ、負極側プレート電極４４Ｂに同極同士で接触することで、電源線１３からの電力が、電力供給ボックス４３の正極側プレート電極４４Ａ、負極側プレート電極４４Ｂ及び足先電極４１を経て電力貯蔵ボックス４２の電力貯蔵部３１へ供給され、この電力貯蔵部３１が充電される。尚、図９（Ｂ）中の符号Ｐは、足先電極４１が正極側プレート電極４４Ａ、負極側プレート電極４４Ｂに接触する足先電極接触箇所を示す。
【００４２】
本第２実施形態の多脚ロボット充電システム４０においても、電力供給ボックス４３は、電力貯蔵ボックス４２に着脱可能に装着されて多脚ロボット１５により運搬される。そのために、電力貯蔵ボックス４２は、例えば電磁石と、下面に露出する電極（共に図示せず）とを有する。
【００４３】
つまり、電力貯蔵ボックス４２の上記電磁石は、電力貯蔵部３１からの電力により磁力（吸引力）を発生して電力供給ボックス４３の正極側プレート電極４４Ａ及び負極側プレート電極４４Ｂを吸着し、これにより、電力供給ボックス４３が電力貯蔵ボックス４２に着脱可能に装着される。電力供給ボックス４３が電力貯蔵ボックス４２に装着されたとき、電力貯蔵ボックス４２の上記電極が電力供給ボックス４３の正極側プレート電極４４Ａ及び負極側プレート電極４４Ｂに接触して、電力貯蔵ボックス４２の電力貯蔵部３１には、電源線１３からの電力が正極側プレート電極４４Ａ、負極側プレート電極４４Ｂ及び上記電極を経て供給され、これにより、電力貯蔵部３１の充電と多脚ロボット１５への電力供給がなされる。
【００４４】
以上のように構成されたことから、本第２実施形態によれば、第１実施形態の効果（１）及び（３）を奏すると共に、次の効果（５）を奏する。
【００４５】
（５）電力供給ボックス４３には、その上面に薄板形状の正極側プレート電極４４Ａ及び負極側プレート電極４４Ｂが配置されたので、多脚ロボット１５の脚１６に設置された足先電極４１は、広い面積の正極側プレート電極４４Ａ、負極側プレート電極４４Ｂの任意の位置に接触すれば足りる。この結果、多脚ロボット１５の脚１６が正極側プレート電極４４Ａ、負極側プレート電極４４Ｂに対し停止する停止位置制御を容易化できる。
【００４６】
尚、図１０に示すように、電力供給ボックス４３の上面に配置される電極は、極の正負が固定された正極側プレート電極４４Ａ及び負極側プレート電極４４Ｂに代えて、極の正負を変更可能な板形状の複数（本実施形態では４枚）のプレート電極４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃ、４５Ｄであってもよい。多脚ロボット１５の脚１６の足先電極４１が、接地された電力供給ボックス４３のプレート電極４５Ａ〜４５Ｄに接触したとき、接触した足先電極４１とプレート電極４５Ａ〜４５Ｄとが同極になるように、これらのプレート電極４５Ａ〜４５Ｄの極の正負を変更して、電力供給ボックス４３からプレート電極４５Ａ〜４５Ｄ及び足先電極４１を経て電力貯蔵ボックス４２の電力貯蔵部３１に、電源線１３からの電力が供給されるようにしてもよい。
【００４７】
例えば、図１０（Ｂ）に示すように、当初、プレート電極４５Ａ及び４５Ｂが負極で、且つプレート電極４５Ｃ及び４５Ｄが正極であった状態のとき、正極の足先電極４１がプレート電極４５Ａ、４５Ｄに接触し、負極の足先電極４１がプレート電極４５Ｂ、４５Ｃに接触した場合には、図１０（Ｃ）に示すように、プレート電極４５Ａ及び４５Ｄが正極に、プレート電極４５Ｂ及び４５Ｃが負極になるように、プレート電極４５Ａ〜４５Ｄの極が変更される。これにより、接触したプレート電極４５Ａ〜４５Ｄ及び足先電極４１を通して、電源線１３からの電力が電力貯蔵ボックス４２の電力貯蔵部３１へ供給される。この場合には、多脚ロボット１５の脚１６が正極側プレート電極４４Ａ、負極側プレート電極４４Ｂに対し停止する停止位置制御を、より一層容易化できる。
【００４８】
［Ｃ］第３実施形態（図１１、図１２）
図１１は、本発明に係る遠隔作業自動機の充電システムにおける第３実施形態である多脚ロボット充電システムを示す側面図である。この第３実施形態において、第１実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００４９】
遠隔作業自動機の充電システムとして機能する本第３実施形態の多脚ロボット充電システム５０が第１実施形態と異なる点は、電力供給ボックス１２に、電源線１３の送り出し及び巻き取りを実施可能な電源線送出・巻取機構５１が設けられた点である。
【００５０】
この電源線送出・巻取機構５１には、図１２に示すように、巻取軸５２の両側に配設された両側板５３の一方に送信側センサ部５４Ａが、他方に受信側センサ部５４Ｂがそれぞれ配置される光学式の巻取量計測センサ５４が設けられる。送信側センサ部５４Ａからの光を受信側センサ部５４Ｂが受信することで、電源線送出・巻取機構５１の巻取軸５２に巻き取られた電源線１３の巻取量が光学的に計測される。多脚ロボット１５を遠隔操作するオペレータは、巻取量計測センサ５４にて計測された電源線送出・巻取機構５１への電源線１３の巻取量と、多脚ロボット１５の移動距離（歩行距離）とから、電源線送出・巻取機構５１への電源線１３の巻取量が適切になされるように、電源線送出・巻取機構５１の駆動モータ（不図示）を駆動して電源線１３の巻取量を調整する。
【００５１】
以上のように構成されたことから、本第３実施形態によれば、第１実施形態の効果（１）〜（４）と同様な効果を奏するほか、次の効果（６）を奏する。
【００５２】
（６）電力供給ボックス１２に、電源線１３の送り出し及び巻き取りを、電源線１３の巻取量及び多脚ロボット１５の移動距離に応じて実施する電源線送出・巻取機構５１が設けられている。このため、必要以上に送り出された電源線１３による多脚ロボット１５の脚１６、移動経路上の構造物等への電源線１３の絡まりや、ひきずる電源線１３の重さによる多脚ロボット１５の転倒などを良好に防止できる。
【００５３】
［Ｄ］第４実施形態（図１３、図１４）
図１３は、本発明に係る遠隔作業自動機の充電システムにおける第４実施形態である多脚ロボット充電システムを示す側面図である。この第４実施形態において、第１実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００５４】
遠隔作業自動機の充電システムとして機能する本第４実施形態の多脚ロボット充電システム６０が第１実施形態と異なる点は、多脚ロボット１５に設置された電力貯蔵ボックス１１に電力を供給する電力供給ボックス１２が複数設けられ、それぞれの電力供給ボックス１２が、電力貯蔵ボックス１１及び互いに隣接する電力貯蔵ボックス１２に対し着脱可能に装着されて多段構造に構成された点である。
【００５５】
つまり、電力貯蔵ボックス１１及び互いに隣接する電力供給ボックス１２間には嵌合構造が形成され、各電力供給ボックス１２の送信側電磁石３３に電源線１３からの電力が供給されることで、送信側電磁石３３に生ずる磁力（吸引力）により、電力供給ボックス１２が電力貯蔵ボックス１１及び隣接する電力供給ボックス１２に、嵌合構造を用いて嵌合されて着脱可能に装着される。各電力供給ボックス１２の送信側電磁石３３への通電が、下方に装着された電力供給ボックス１２の側から順次遮断されることで、複数の電力供給ボックス１２は、多脚ロボット１５の移動経路の途中位置に順次設置されて、それぞれが図１４に示す充電ステーション３９となる。
【００５６】
ここで、各電力供給ボックス１２に接続される電源線１３は、図１３に示すように並列に接続されてもよく、または直列に接続されてもよい。電源線１３が各電力供給ボックス１２に並列に接続された場合には、図１４（Ａ）に示すように、各電力供給ボックス１２が接地されることで設けられる各充電ステーション３９は、互いに独立したものになる。もちろん、直列に接続された系統を複数搭載してもよい。また、電源線１３が各電力供給ボックス１２に直列に接続された場合には、図１４（Ｂ）に示すように、各電力供給ボックス１２が接地されることで設けられた各充電ステーション３９は、例えば数珠繋ぎに連続して接続されたものになる。目的地（作業地点）が複数ある場合に、その目的地の位置関係に応じて並列と直列の適切なほうを選択することができる。例えば、スタート地点から遠い作業地点と、その間に別の作業地点がある場合では、直列接続が好ましい。一方、スタート地点からある地点まで共通で、ある地点から複数の作業地点へ分岐するような移動経路をとる場合に、分岐地点よりもそれぞれの作業地点よりに設置したい場合は並列接続が好ましい。
【００５７】
以上のように構成されたことから、本第４実施形態の多脚ロボット充電システム６０においても、第１実施形態の効果（１）〜（４）と同様な効果を奏するほか、次の効果（７）を奏する。
【００５８】
（７）複数の電力供給ボックス１２が、電力貯蔵ボックス１１に対し着脱可能に装着されて多段構造に構成されたので、複数の電力供給ボックス１２を多脚ロボット１５の移動経路の途中位置に順次設置させて配置することで、多数の充電ステーション３９をより短時間で設置することができる。
【００５９】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができ、また、それらの置き換えや変更は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００６０】
例えば、第１、第３及び第４実施形態においては、遠隔作業自動機は歩行移動する多脚ロボット１５に限らず、キャタピラまたは車輪などを用いて移動するものであってもよい。
また、各実施形態では多脚ロボット１５に電力貯蔵ボックス１１を外部から装着するものとして説明したが、多脚ロボット１５の胴部１７下部に電力貯蔵部３１及び受信側電磁石３２等を内蔵させた構成であってもよい。この場合には、電力供給ボックス１２は、多脚ロボット１５に直接装着されることになる。
【符号の説明】
【００６１】
１０  多脚ロボット充電システム（遠隔作業自動機の充電システム）
１１  電力貯蔵ボックス
１２  電力供給ボックス
１３  電源線
１４  操作ユニット
１５  多脚ロボット（遠隔作業自動機）
１６  脚
１７  胴部
３１  電力貯蔵部
３２  受信側電磁石
３３  送信側電磁石
３７  受信側巻線
３８  送信側巻線
３９  充電ステーション
４０  多脚ロボット充電システム（遠隔作業自動機の充電システム）
４１  足先電極
４２  電力貯蔵ボックス
４３  電力供給ボックス
４４Ａ  正極側プレート電極
４４Ｂ  負極側プレート電極
４５Ａ〜４５Ｄ  プレート電極
５０  多脚ロボット充電システム（遠隔作業自動機の充電システム）
５１  電源線送出・巻取機構
５４  巻取量計測センサ
６０  多脚ロボット充電システム（遠隔作業自動機の充電システム）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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