(57)【要約】【課題】給電部を受電部へより簡単に移動させることができる給電装置を提供する。【解決手段】給電装置１００は、電気機器の受電部２０２に接続して前記受電部２０２に電力を供給する給電部１０と、前記給電部１０が先端に設けられ、且つ、直動関節部４４及び回転関節部の少なくともいずれか一方を有するアーム４０と、制御部８０と、を備え、前記制御部８０は、前記給電部１０を前記受電部２０２に接続するように前記直動関節部４４及び前記回転関節部の少なくともいずれか一方を制御して前記アーム４０を移動するよう構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器の受電部に接続して前記受電部に電力を供給する給電部と、
前記給電部が先端に設けられ、且つ、直動関節部及び回転関節部の少なくともいずれか一方を有するアームと、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記給電部を前記受電部に接続するように前記直動関節部及び前記回転関節部の少なくともいずれか一方を制御して前記アームを移動するよう構成されている、給電装置。
【請求項２】
前記アームに設けられたカメラと、
前記制御部は、前記カメラの画像に基づいて前記給電部を前記受電部に接続するように前記直動関節部及び前記回転関節部の少なくともいずれか一方を制御して前記アームを移動するよう構成されている、請求項１に記載の給電装置。
【請求項３】
前記アームの下部に移動可能とするキャスタをさらに備えている、請求項１又は２に記載の給電装置。
【請求項４】
前記アームに設けられ、且つ、前記電気機器に前記アームを固定する固定部をさらに備えている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の給電装置。
【請求項５】
携帯端末又は手動により教示された前記受電部の位置を記憶する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記受電部の位置に基づいて前記給電部を前記受電部に接続するように前記アームを移動するよう構成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の給電装置。
【請求項６】
前記給電部を前記受電部に挿入する際の反力に応じて前記給電部を変位する誤差吸収部をさらに備えている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の給電装置。
【請求項７】
前記アームは、
地面に固定され、且つ、鉛直方向に延びる基部と、
前記直動関節部により前記基部と連結して前記基部に交差する方向に延びる第１アーム部と、
前記回転関節部により前記第１アーム部と連結して、且つ、前記第１アーム部の直進方向に設けられ前記第１アームに交差する方向に延びる回転軸を中心に回転する第２アーム部と、を有している、請求項１〜６のいずれか一項に記載の給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給電装置に関し、特に、電気機器に電力を供給する給電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の給電装置として、特許文献１に示す車両給電設備が知られている。この車両給電設備では、自走式ロボットの給電装置が車両の受電部に対向する位置まで移動して受電部へ給電するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１０３９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の車両給電設備では、給電装置に自走式ロボットを用いているため、車両の受電部まで給電装置が移動するための制御が複雑になる。
【０００５】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、給電部を受電部へより簡単に移動させることができる給電装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様に係る給電装置は、電気機器の受電部に接続して前記受電部に電力を供給する給電部と、前記給電部が先端に設けられ、且つ、直動関節部及び回転関節部の少なくともいずれか一方を有するアームと、制御部と、を備え、前記制御部は、前記給電部を前記受電部に接続するように前記直動関節部及び前記回転関節部の少なくともいずれか一方を制御して前記アームを移動するよう構成されている。
【０００７】
この給電装置では、前記アームに設けられたカメラと、前記制御部は、前記カメラの画像に基づいて前記給電部を前記受電部に接続するように前記直動関節部及び前記回転関節部の少なくともいずれか一方を制御して前記アームを移動するよう構成されていてもよい。
【０００８】
また、給電装置は、前記アームの下部に移動可能とするキャスタをさらに備えていてもよい。
【０００９】
さらに、給電装置は、前記アームに設けられ、且つ、前記電気機器に前記アームを固定する固定部をさらに備えていてもよい。
【００１０】
給電装置は、携帯端末又は手動により教示された前記受電部の位置を記憶する記憶部をさらに備え、前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記受電部の位置に基づいて前記給電部を前記受電部に接続するように前記アームを移動するよう構成されていてもよい。
【００１１】
給電装置は、前記給電部を前記受電部に挿入する際の反力に応じて前記給電部を変位する誤差吸収部をさらに備えていてもよい。
【００１２】
給電装置では、前記アームは、地面に固定され、且つ、鉛直方向に延びた基部と、前記直動関節部により前記基部と連結して前記基部に交差する方向に延びる第１アーム部と、前記回転関節部により前記第１アーム部と連結して、且つ、前記第１アーム部の直進方向に設けられ前記第１アームに交差する方向に延びる回転軸を中心に回転する第２アーム部と、を有していてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、給電装置において給電部を受電部へより簡単に移動させることができるという効果を奏する。
【００１４】
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る給電装置を示す斜視図である。
【図２】図１の給電装置のアームを示す斜視図である。
【図３】図１の給電装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図４】図１のカメラが受電部を撮像している給電装置を示す斜視図である。
【図５】図４の固定部が車両に吸着している給電装置を示す斜視図である。
【図６】図５の給電部が受電部に接続している給電装置を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る給電装置の構成を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
【００１７】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１に係る給電装置１００の構成について、図１を参照して説明する。例えば、家屋の外に設けられた駐車場などの屋外に、給電装置１００及び検知センサ２００が配置されている。給電装置１００は、駐車場に停車している車両２０１の受電部２０２に対し、給電装置１００の給電部１０を接続させて給電を行う。なお、説明中において、給電装置１００の給電対象物を車両２０１として説明するが、給電対象物はこれに限定されず、家庭で用いられるロボット等の電気機器としてもよい。
【００１８】
検知センサ２００は、駐車場における車両２０１及び人２０３を検知するセンサであって、例えば、常時、これらの存在を検知する。検知センサ２００には、例えば、カメラが用いられ、車両２０１及びその周囲に存在する人２０３を撮像できるように配置されている。なお、検知センサ２００は、画像処理部（図示せず）を有し、カメラにより撮影された画像に基づき車両２０１の位置を検出できるものであってもよい。また、画像処理部は給電装置１００の制御部８０に設けられていてもよい。
【００１９】
次に、給電装置１００の構成について、図２を参照して説明する。給電装置１００は、本体２０、基部３０と、基部３０に設置された多関節アーム４０とから成る。例えば、本体２０には、この多関節アーム４０の動作を制御する制御部８０が内蔵されている。なお、制御部８０は、本体２０の外部に設置されていてもよい。
【００２０】
基部３０は、駐車場の地面に固定されており、直方体形状であって、鉛直方向に延びている。例えば、基部３０は、駐車場の後方であって、右側に配置されている。
【００２１】
アーム４０は、基端側から先端側へ複数（この実施の形態では、３つ）のアーム部４１、４２、４３が直列に並んで構成されている。基部３０と最も基端側のアーム部（第１アーム部４１）と、及び、隣り合うアーム部４１、４２、４３同士は、それぞれ関節部を介して互いに相対変位可能に連結されている。最も先端側のアーム部（第３アーム部４３）に給電部１０が設置されている。アーム部４１、４２、４３は、長尺の平板形状であって、水平又はほぼ水平に配置されている。なお、アーム部４１、４２、４３を、基端側から順に、第１アーム部４１、第２アーム部４２及び第３アーム部４３と称する。
【００２２】
第１アーム部４１は、前後方向に延び、第１直動関節部４４により基部３０に連結されている。第１直動関節部４４は、エアシリンダ等のリニアアクチュエータ、又はサーボモータ等の駆動源を有し、これにより基部３０に対して第１アーム部４１を前後方向へ直進させる直動機構から成る。第１アーム部４１は、基部３０上に配置されており、基部３０と前後方向に延びる同軸上に設けられている。第１アーム部４１が後方へ移動し、基部３０との重なりが長くなるほど、アーム４０の長さは前後方向に短縮する。一方、第１アーム部４１が前方へ移動し、基部３０との重なりが短くなるほど、アーム４０の長さは前後方向に延伸する。
【００２３】
第２アーム部４２は、基端が第１アーム部４１の先端下に重ねられ、第１回転関節部４５により第１アーム部４１に連結されている。第１回転関節部４５は、サーボモータ等の駆動源を有し、これにより第１アーム部４１及び第２アーム部４２に対して交差する方向に延びる回転軸回りに第１アーム部４１に対して第２アーム部４２を相対回転させる回転機構から成る。これにより、第２アーム部４２は、第１アーム部４１の直進方向に設けられ第２アーム部４２に交差する方向に延びる回転軸を中心に回転する。例えば、第１アーム部４１及び第２アーム部４２が水平に配置されている場合、第１回転関節部４５の回転軸は鉛直方向に延びる。
【００２４】
第３アーム部４３は、基端が第２アーム部４２の先端上に重ねられ、第２回転関節部４６により第２アーム部４２に連結されている。第２回転関節部４６は、サーボモータ等の駆動源を有し、これにより第２アーム部４２及び第３アーム部４３に対して交差する方向に延びる回転軸回りに第２アーム部４２に対して第３アーム部４３を相対回転させる回転機構から成る。例えば、第２アーム部４２及び第３アーム部４３が水平に配置されている場合、第２回転関節部４６の回転軸は鉛直方向に延びる。
【００２５】
また、第２アーム部４２は、アーム支持部４７、４８により鉛直方向に支持されている。アーム支持部４７、４８は、例えば棒状部材であって、鉛直方向に延び、その上端が第２アーム部４２に接続されている。アーム支持部４７、４８は、複数（この実施の形態では、２本）設けられ、一方のアーム支持部（第１アーム支持部４７）が第１回転関節部４５の回転軸と同軸になるように配置され、他方のアーム支持部（第２アーム支持部４８）が第２回転関節部４６の回転軸と同軸になるように配置されている。第２アーム部４２に連結される第３アーム部４３の先端の給電部１０が車両２０１（図１）の受電部２０２（図１）に対向するように、第１アーム支持部４７及び第２アーム支持部４８の長さが設定されている。
【００２６】
第１アーム支持部４７及び第２アーム支持部４８のそれぞれの下端にキャスタ４７ａ、４８ａが取り付けられており、キャスタ４７ａ、４８ａは駐車場上に配置されている。キャスタ４７ａ、４８ａは、各アーム支持部４７、４８と同軸（鉛直方向）の回転軸回りに回転可能であって、また、各アーム支持部４７、４８に直交方向（水平方向）に延びる回転軸回りに回転可能な車輪を有している。このキャスタ４７ａ、４８ａによって、第１アーム支持部４７及び第２アーム支持部４８は、水平方向において前後左右のいずれの方向にも移動可能である。このように、キャスタ４７ａ、４８ａが装着されたアーム支持部４７、４８によりアーム４０が支持されていることにより、各アーム部４１、４２、４３及び各関節部のモータを小型化することができる。
【００２７】
給電部１０は、第３アーム部４３の先端に設けられた第２直動関節部４９により第３アーム部４３に取り付けられている。第２直動関節部４９は、エアシリンダ等のリニアアクチュエータ、又はサーボモータ等の駆動源、ホルダ４９ａ、及び、ホルダ４９ａに対してスライド可能なスライダ４９ｂを有している。
【００２８】
ホルダ４９ａは、第３アーム部４３に直交方向に延びる棒状のホルダ支持部５０により第３アーム部４３上に取り付けられている。ホルダ４９ａは、長尺の板状体であって、長手方向が第３アーム部４３の延伸方向（長手方向）に平行に延びている。ホルダ４９ａは、先端が第３アーム部４３の先端よりも先方に突出しており、先端が基端よりも下方になるように鉛直方向に傾斜している。なお、給電部１０と受電部２０２との位置関係に応じてホルダ４９ａは水平であってもよいし、先端が基端よりも上方になるように鉛直方向に傾斜していてもよい。
【００２９】
スライダ４９ｂは、板状体であって、ホルダ４９ａ上に配置されており、ホルダ４９ａの先端と基端との間を移動可能である。スライダ４９ｂ上に給電部１０が取り付けられている。これにより、給電部１０は、ホルダ４９ａに対してスライド可能にホルダ４９ａ上により保持されている。
【００３０】
給電部１０がホルダ４９ａの基端側へスライドすると、給電部１０はホルダ４９ａ上に配置される。一方、給電部１０がホルダ４９ａの先端側へスライドすると、給電部１０はホルダ４９ａの先端面よりも先へ突出する。このように、給電部１０がホルダ４９ａ上をスライドすることにより一定の角度の姿勢を保持した状態で、第３アーム部４３の延伸方向に平行に移動することができる。
【００３１】
給電部１０の基端には電源ライン５１の一端が接続されている。電源ライン５１は、アーム４０及び基部３０を介して引き回され、その他端が交流電源（図示せず）に接続されている。これにより、給電部１０に電力が交流電源から供給される。この給電部１０の周囲に固定部６０及びカメラ７０が設けられている。
【００３２】
固定部６０は、アーム４０を車両２０１に固定するための部材であって、例えば、真空吸着体が用いられる。固定部６０は吸着パッド６１を有し、吸着パッド６１は真空ポンプやＣＯＮＶＵＭ（登録商標）等の真空発生装置（図示せず）に配管６２を介して接続している。配管６２には、たとえば、開閉弁（図示せず）が設けられており、開閉弁により配管６２を開放及び閉塞することによって、吸着パッド６１の負圧による吸着及びその解除が行われる。
【００３３】
固定部６０には、例えば、複数（この実施の形態では、４つ）の吸着パッド６１が設けられている。４つの吸着パッド６１は、給電部１０のホルダ４９ａの傾斜方向に直交する方向において、給電部１０を中心として点対称に給電部１０の周囲に配置されている。吸着パッド６１は、例えば、給電部１０のホルダ４９ａを介して第３アーム部４３の先端に取り付けられており、ホルダ４９ａの先端よりも先方に配置されている。この吸着パッド６１が車両２０１に吸着することにより給電部１０の位置決めがなされる。
【００３４】
カメラ７０は、給電部１０に結合される受電部２０２（図１）を撮像するための撮像部であって、例えば、給電部１０の上に設けられ、第３アーム部４３の先端に取り付けられている。カメラ７０は画像処理部８４（図３）に接続されており、カメラ７０により撮像された画像は画像処理部８４に出力される。
【００３５】
次に、制御部８０について、図３を参照しながら説明する。制御部８０は、ＣＰＵ等の演算部８１と、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部８２と、サーボ制御部８３とを備え、例えばマイクロコントローラ等のコンピュータを備えたロボットコントローラである。なお、制御部８０は、集中制御する単独の制御装置によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御装置によって構成されていてもよい。また、記憶部８２が制御部８０内に設けられている形態を採用したが、これに限定されず、記憶部８２が制御部８０と別体に設けられている形態を採用してもよい。
【００３６】
記憶部８２には、給電装置１００としての基本プログラム、各種固定データ等の情報が記憶されている。演算部８１は、記憶部８２に記憶された基本プログラム等のソフトウェアを読み出して実行することにより、給電装置１００の各部の動作を制御する。すなわち、演算部８１は、アーム４０の制御指令を生成し、これをサーボ制御部８３に出力する。サーボ制御部８３は、演算部８１により生成された制御指令に基づいて、アーム４０の関節部に対応するサーボモータの駆動を制御するように構成されている。
【００３７】
制御部８０は、検知センサ２００に電気的に接続されている。制御部８０は、検知センサ２００から出力された信号に応じて各関節部を制御してアーム４０を移動させる。例えば、検知センサ２００からの検知信号により、駐車場に人２０３が検知されず、車両２０１が検知されたら、制御部８０は車両２０１の受電部２０２に接続する給電部１０目標位置に給電部１０を搬送するように各関節部を制御してアーム４０を移動させる。
【００３８】
この車両２０１の給電部１０の目標位置は、記憶部８２に予め記憶されていてもよいし。制御部８０は、携帯端末２０４又は手動により教示された給電部１０の目標位置を用いてもよい。この場合、制御部８０は、給電装置１００に備えられた入力部７１に接続されており、入力部７１から入力された給電部１０の目標位置を記憶部８２に記憶する。
【００３９】
例えば、ユーザが受電部２０２に接続する位置まで給電部１０を移動させて入力部７１を操作することにより、その位置を給電部１０の目標位置として制御部８０が記憶部８２に記憶（登録）するようにしてもよい。又は、ユーザが受電部２０２の位置を携帯端末２０４によって発信し、この情報を入力部７１が受信することにより、その位置を給電部１０の目標位置として制御部８０が記憶部８２に登録するようにしてもよい。
【００４０】
また、制御部８０に画像処理部８４が設けられている。画像処理部８４は、記憶部８２に予め記憶されている検出対象である車両２０１の受電部２０２の特徴に基づきカメラ７０から出力された画像から受電部２０２を検出し、受電部２０２の位置を特定する。なお、画像処理部８４が制御部８０内に設けられている形態を採用したが、これに限定されず、画像処理部８４が制御部８０と別体に設けられている形態を採用してもよい。
【００４１】
制御部８０は、検知センサ２００、カメラ７０及び入力部７１から入力された情報に基づいてアーム４０、固定部６０及び給電部１０を制御する。なお、制御部８０には、給電部１０の電源ライン５１の信号線を介して給電部１０に設けられたスイッチ（図示せず）から給電部１０が受電部２０２に結合されたことが検知された信号が出力されてもよい。
【００４２】
次に、給電装置１００の給電方法について、図１、図２及び図４〜図６を参照しながら説明する。なお、この給電は制御部８０により制御されている。また、給電装置１００の給電部１０の高さは、アーム支持部４７、４８及び／又はホルダ支持部５０の鉛直方向の長さにより、車両２０１の受電部２０２の位置に合わせて予め調整されている。
【００４３】
まず、図１に示すように、検知センサ２００は車両２０１の駐車場における車両２０１及び人２０３の存在を常時、監視している。この駐車場に人２０３が存在せず、車両２０１が駐車されたことを検知センサ２００が検知すると、検知センサ２００は制御部８０へ信号を出力する。これにより、人２０３がいない時に給電装置１００が車両２０１に安全に給電することができる。
【００４４】
図２に示すように、制御部８０は、記憶部８２に予め記憶されている給電部１０の目標位置に基づいてアーム４０の各関節部のサーボモータをオンにして制御する。この際、第１アーム部４１、第２アーム部４２及び第３アーム部４３が直線状に前後方向へ並ぶように配置されていてもよい。これにより、前方から後方へ駐車場に入る車両２０１に対してアーム４０が平行になり、アーム４０は駐車の邪魔にならないようにすることができる。
【００４５】
そして、制御部８０は、第１直動関節部４４を制御して、アーム４０の基部３０に対して第１アーム部４１を前方へ直進させて、アーム４０を車両２０１に沿って前後方向に延ばす。そして、制御部８０は、第１回転関節部４５及び第２回転関節部４６を制御して、第１アーム部４１に対して第２アーム部４２及び第３アーム部４３を左側の車両２０１に向かって曲げる。これにより、アーム４０の先端に設けられた給電部１０が車両２０１の受電部２０２に接続する目標位置に近づく。
【００４６】
ただし、車両２０１は駐車場の一定位置に駐車することは難しいので、車両２０１の受電部２０２は記憶されている位置からずれていることがある。このため、図４に示すように、制御部８０はカメラ７０により撮像して、これにより得られた画像を画像処理部８４で解析して、車両２０１の受電部２０２の位置を取得する。制御部８０は、この受電部２０２に給電部１０が対向するようにアーム４０の各関節部を制御する。これにより、給電部１０の目標位置が受電部２０２の位置に対して微調整されて、受電部２０２に対向する位置に給電部１０がより正確に位置付けられる。
【００４７】
また、第１回転関節部４５及び第２回転関節部４６が設けられていることにより、第１アーム部４１に対して第３アーム部４３の先端に設けられている給電部１０の角度を調整することができる。よって、例え、車両２０１が斜めに停車された場合であっても、受電部２０２に対向するように給電部１０の角度を受電部２０２に合わせることができる。
【００４８】
図５に示すように、制御部８０は、アーム４０の各関節部を制御して、給電部１０を受電部２０２に対向させた状態のまま第３アーム部４３の先端を車両２０１に近づける。ここでは、給電部１０は、ホルダ４９ａの基端側に位置させておく。このため、給電部１０はホルダ４９ａの先端よりも基端側に引っ込んでいるため、給電部１０は受電部２０２から離れている。
【００４９】
これに対して、固定部６０の吸着パッド６１はホルダ４９ａの先端よりも先方に位置しているため、吸着パッド６１が車両２０１に向かって移動して車両２０１に達する。そして、固定部６０の配管６２の開閉部を開放して真空ポンプにより吸引することにより、吸着パッド６１が車両２０１に吸着し、吸着パッド６１が装着されたアーム４０は車両２０１に固定される。このため、アーム４０の各関節部のサーボモータをオフにすることができるため、省エネルギを実現できる。
【００５０】
図６に示すように、制御部８０は、第２直動関節部４９を制御して、第２直動関節部４９のホルダ４９ａの基端側から先端側に向かってスライダ４９ｂをスライドさせて、スライダ４９ｂに設けられた給電部１０を前進させる。ここで、給電部１０が受電部２０２に対向する位置にあり、ホルダ４９ａが受電部２０２に向かって延びているため、給電部１０は受電部２０２に向かって移動する。そして、給電部１０はホルダ４９ａの先端からさらに先に突出して、受電部２０２に結合される。このように、車両２０１の駐車位置に拘わらず、受電部２０２に対して給電部１０を適正な位置に移動させることができ、受電部２０２に対する給電部１０の位置ずれによる給電時の電力損失を低減することができる。
【００５１】
また、給電部１０が受電部２０２に接続する際、固定部６０によりアーム４０が車両２０１に固定されているため、小さな力で給電部１０を受電部２０２に挿入して接続することができるため、第２直動関節部４９のサーボモータを小型化することができる。
【００５２】
そして、所定時間の経過等によって給電部１０から受電部２０２に電力が供給されたと判定されると、制御部８０は、第２直動関節部４９を制御して、ホルダ４９ａの先端側から基端側に向かってスライダ４９ｂをスライドさせて、スライダ４９ｂに設けられた給電部１０を後退させる。制御部８０は、固定部６０の配管６２の開閉部を閉鎖して真空ポンプによる吸引を停止することにより、吸着パッド６１が車両２０１に対する吸着を止め、吸着パッド６１を車両２０１から離す。制御部８０は、アーム４０の各関節部のサーボモータをオンにして制御して、第１アーム部４１、第２アーム部４２及び第３アーム部４３が直線状に前後方向へ並ぶように配置させる。ここで、制御部８０は、第１直動関節部４４を制御して、アーム４０の基部３０側へ第１アーム部４１を後方へ直進させて、アーム４０を車両２０１に沿って前後方向に縮める。これにより、駐車場においてアーム４０を小型化することができる。
【００５３】
この実施の形態によれば、制御部８０は、カメラ７０の画像に基づいて給電部１０を受電部２０２に接続するように第１直動関節部４４及び第１及び第２回転関節部４５、４６を制御してアーム４０を移動する。これにより、受電部２０２に対し給電部１０の角度及び位置が調整可能になるため、受電部２０２に接続するように給電部１０を最適な位置又は向きに合わせることができる。特に、車両２０１等の家庭用の電気機器は所定の位置に配置され、車両２０１において受電部２０２の位置が予め定められているため、アーム４０の各関節部を制御するだけで、給電部１０を受電部２０２へ簡単に移動させて、これらを接続することができる。
【００５４】
この給電装置１００では、アーム４０は、地面に固定され、且つ鉛直方向に延びた基部３０と、第１直動関節部４４により基部３０と連結して基部３０に交差する方向に延びる第１アーム部４１と、第１回転関節部４５により第１アーム部４１と連結して、第１アーム部４１の直進方向に設けられ第１アーム部４１に交差する方向に延びる回転軸を中心に回転する第２アーム部４２と、を有している。これにより、給電時以外には、第１アーム部４１を基部３０側に短縮させた状態で、第１アーム部４１及び第２アーム部４２を直線状に並べることができる。これにより、アーム４０をコンパクト化し、且つ、車両２０１に対して平行又はほぼ平行に配置するため、車両２０１の駐車の妨げになることを防止することができる。このため、設置場所の制約を受けることが少なく、給電装置１００を家庭にも設置することが可能となる。一方、給電時には、第１アーム部４１が車両２０１に対して平行又はほぼ平行に直進し、第２アーム部４２が第１アーム部４１に対して曲がって、アーム４０の先端に設けられる給電部１０の位置及び角度を調整することができる。これにより、アーム４０が車両２０１に接触して傷付けることなく、給電部１０を受電部２０２に近づけることができる。
【００５５】
さらに、給電装置１００は、アーム４０の下部に移動可能とするキャスタ４７ａ、４８ａをさらに備えている。アーム４０がキャスタ４７ａ、４８ａにより可動可能な状態で支持されることにより、アーム４０自体が自重を支える必要がなく、アーム４０の各アーム部４１、４２、４３及び各関節部のサーボモータの小型化が図られる。
【００５６】
また、給電装置１００は、アーム４０に設けられ、且つ、車両２０１にアーム４０を固定する固定部６０をさらに備えている。これにより、アーム４０の先端に設けられた給電部１０を車両２０１の受電部２０２に接続する際の抵抗力を固定部６０が受けるため、給電部１０を受電部２０２に接続する際のアーム４０の力を減少することができる。よって、アーム４０の移動速度を低減して、アーム４０の各関節部のサーボモータの小型化が図られる。
【００５７】
さらに、給電装置１００は、携帯端末２０４又は手動により教示された受電部２０２の位置を記憶する記憶部８２をさらに備えている。そして、制御部８０は、カメラ７０の画像及び記憶部８２に記憶された受電部２０２の位置に基づいて給電部１０を受電部２０２に接続するようにアーム４０を移動する。これにより、記憶部８２に記憶された受電部２０２の位置に基づいて給電部１０を移動させた上、カメラ７０の画像から求められた受電部２０２の位置に基づいて給電部１０を移動させる。これにより、より効率的に受電部２０２に対する最適な位置及び角度に給電部１０を合わせることができる。
【００５８】
（実施の形態２）
実施の形態２に係る給電装置１００は、図２に示すように、給電部１０を受電部２０２に挿入する際の反力に応じて給電部１０を変位する誤差吸収部９０をさらに備えている。誤差吸収部９０は、アーム４０により移動させられた給電部１０の実際の位置と、給電部１０の目標位置との誤差を吸収する。例えば、誤差吸収部９０には、球面軸受及びコンプライアンス器が用いられる。誤差吸収部９０は、例えば、給電部１０と第２直動関節部４９との間、ホルダ４９ａとスライダ４９ｂとの間等、給電部１０とアーム４０との間に配置されている。
【００５９】
誤差吸収部９０は、固定されていると、アーム４０に対して給電部１０を一定の角度に保持する。一方、誤差吸収部９０は、固定が解除されると、アーム４０に対して給電部１０の角度を変化させる。
【００６０】
この誤差吸収部９０の固定は、給電部１０が車両２０１に達すると解除される。例えば、カメラ７０による画像、給電部１０が車両２０１に接触したことを検出する接触センサ、アーム４０の位置、アーム４０に作用する力を検出する力センサ等により給電部１０が車両２０１に達したことが制御部８０により判定される。
【００６１】
例えば、給電部１０が受電部２０２に達すると、制御部８０は誤差吸収部９０の固定を解除する。ここで、給電部１０を受電部２０２に挿入しようとした際に給電部１０と受電部２０２との間に相対位置や姿勢のズレがあると、これらが互いに接触して反力が給電部１０を介して誤差吸収部９０にかかる。この反力により誤差吸収部９０が変形して、受電部２０２に対して給電部１０の位置及び角度が変化する。
【００６２】
このように、受電部２０２と給電部１０と間の位置ずれ及び角度ずれを減少するように給電部１０を変位する。これにより、受電部２０２と給電部１０との位置又は向きが若干ずれていても、受電部２０２に対する給電部１０の位置誤差が吸収されて、受電部２０２に対して給電部１０の位置及び向きを適正にして、給電部１０を受電部２０２に挿入することができる。
【００６３】
（その他の実施の形態）
上記全実施の形態において、給電装置１００はカメラ７０を備えていたが、カメラ７０が備えられていなくてもよい。この場合、制御部８０は、予め設定されている給電部１０の目標位置に給電部１０が移動するようにアーム４０の第１直動関節部４４及び第１及び第２回転関節部４５、４６を制御する。これにより、給電部１０がその目標位置に達して、受電部２０２に接続される。
【００６４】
上記全実施の形態において、アーム４０を車両２０１に固定する固定部６０に真空吸着体を用いたが、これに代えて電磁石を用いることができる。この場合、電磁石に通電し、磁力を発生させ、磁力によってアーム４０を車両２０１に固定する。これにより、車両２０１の形状に応じず、アーム４０を車両２０１に固定することができる。
【００６５】
上記全実施の形態において、アーム４０の高さ調整が可能な高さアジャスタ４７ｂ、４８ｂがアーム支持部４７、４８に設けられていてもよい。この高さアジャスタ４７ｂ、４８ｂは人の手によって操作されて、アーム支持部４７、４８の長さが変更可能なものであってもよい。又は、高さアジャスタ４７ｂ、４８ｂにモータが備えられており、制御部８０がモータを駆動することによりアーム支持部４７、４８の長さが変更可能なものであってもよい。このように、アーム支持部４７、４８の長さが変更されることにより、アーム支持部４７、４８により支持されているアーム４０及びこれに装着されている給電部１０の高さを受電部２０２に高さに応じて調整することができる。これにより、タイヤの空気圧の変化、及び、ガソリン等の積載量の変化によって車両２０１の受電部２０２の高さが変化した場合であっても、受電部２０２に対する最適な高さに給電部１０を調整することができる。
【００６６】
上記全実施の形態において、給電部１０の角度調整が可能な角度アジャスタ５０ａがホルダ支持部５０に設けられていてもよい。この角度アジャスタ５０ａは人の手によって操作されて、給電部１０の角度が変更可能なものであってもよい。又は、角度アジャスタ５０ａにモータが備えられており、制御部８０がモータを駆動することによりホルダ支持部５０の角度が変更可能なものであってもよい。このように、ホルダ支持部５０の角度が変更されることにより、ホルダ支持部５０により支持されているホルダ４９ａ及びこれにスライド可能に装着されている給電部１０の角度を受電部２０２に角度に応じて調整することができる。
【００６７】
上記全実施の形態において、アーム４０は、第１直動関節部４４、第２直動関節部４９、第１回転関節部４５及び第２回転関節部４６を備えているが、これらの関節部のうちの少なくとも１つを備えていればよい。
【００６８】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施の形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明の給電装置は、給電部を受電部へより簡単に移動させることができる給電装置等として有用である。
【符号の説明】
【００７０】
１０    ：給電部
４０    ：多関節アーム（アーム）
４１    ：第１アーム部
４２    ：第２アーム部
４４    ：第１直動関節部（直動関節部）
４５    ：第１回転関節部（回転関節部）
４７ａ  ：キャスタ
４８ａ  ：キャスタ
６０    ：固定部
７０    ：カメラ
８０    ：制御部
８２    ：記憶部
９０    ：誤差吸収部
１００  ：給電装置
２０１  ：車両（電気機器）
２０２  ：受電部
【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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