(57)【要約】【課題】隣接する関節構成部材の間で電力及び制御信号の伝送を非接触で行い、関節における素子が小さく、かつ、軽量である非接触給電ロボットを提供する。【解決手段】この非接触給電ロボット１は、送電共振器２１を有し電力を送る送電器２と、隣接する関節構成部材１ａ、１ａの各々に設けられた電気配線４、４と、隣接する関節構成部材１ａ、１ａの各々に固定された伝送器用平板体５１、５１が互いに対向して一対に設けられ、一対の伝送器用平板体５１、５１の各々に電気配線４、４が接続されてなり、一対の伝送器用平板体５１、５１の間で少なくとも電力の伝送を非接触で行う伝送器５と、送電共振器２１に共振する受電共振器６１を有し、電気配線４により電力を受信し、隣接する関節構成部材１ａ、１ａの間の角度を変え得る関節駆動制御器８に電力を供給する受電器６と、を備えてなる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を送る送電器と、
隣接する関節構成部材の各々に設けられた電気配線と、
前記隣接する関節構成部材の各々に固定された伝送器用平板体が互いに対向して一対に設けられ、該一対の伝送器用平板体の各々に前記電気配線が接続されてなり、該一対の伝送器用平板体の間で少なくとも前記電力の伝送を非接触で行う伝送器と、
前記送電共振器に共振する受電共振器を有し、前記電気配線により前記電力を受信し、前記隣接する関節構成部材の間の角度を変え得る関節駆動制御器に電力を供給する受電器と、
を備えてなることを特徴とする非接触給電ロボット。
【請求項２】
請求項１に記載の非接触給電ロボットにおいて、
制御信号送信共振器を有し制御信号送信器用平板体を介して制御信号を送る制御信号送信器と、
前記制御信号送信共振器に共振する制御信号受信共振器を有し、前記電気配線に接続された制御信号受信器用平板体を介して前記制御信号を受信し、前記関節駆動制御器に前記制御信号を送る制御信号受信器と、
を更に備えてなり、
前記伝送器は、前記一対の伝送器用平板体の間で更に前記制御信号の伝送を非接触で行うことを特徴とする非接触給電ロボット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の非接触給電ロボットにおいて、
前記一対の伝送器用平板体は、円板状であることを特徴とする非接触給電ロボット。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の非接触給電ロボットにおいて、
前記一対の伝送器用平板体の各々は、１個のもの又は並列配置された複数個のものであることを特徴とする非接触給電ロボット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の非接触給電ロボットにおいて、
前記一対の伝送器用平板体は、その間隙に誘電体を挟んでいることを特徴とする非接触給電ロボット。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の非接触給電ロボットにおいて、
隣接する前記関節構成部材の各々に設けられたグランド線を更に備えており、
前記伝送器は、グランド用円筒体が互いに同軸状に一対に設けられ、該一対のグランド用円筒体の各々に前記グランド線が接続されてなることを特徴とする非接触給電ロボット。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の非接触給電ロボットにおいて、
前記伝送器用平板体に代えて伝送器用円筒体が互いに同軸状に一対に設けられていることを特徴とする非接触給電ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、関節を非接触で経由して給電する非接触給電ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットの関節は、頻繁にしかも高速で動作するものである。一般に、ロボットの関節を構成するところの隣接する関節構成部材の間では、各々の関節構成部材を通って来た電気配線は、曲がったり捩れたりできるように位置が固定されずに空中配線されており、頻繁かつ高速の動作に耐え得るように、経時劣化が少なく耐久性が高くなるように用いられている。
【０００３】
しかしながら、隣接する関節構成部材の間に位置が固定されずに空中配線された電気配線にかかる力は原理的に無くなることはないので、経時劣化により接触不良又は断線が起こる可能性が残る。そのため、空中配線の電気配線をなくして、隣接する関節構成部材の間での電力及び制御信号の伝送を非接触で行う試みもなされている。例えば、特許文献１では、隣接する関節構成部材の間で電磁誘導により電力を伝送し、電磁誘導又は光伝送により制御信号を伝送する非接触給電ロボットが開示されている。また、特許文献２では、隣接する関節構成部材の間での電気的接続を、回転部と固定部との間にロータリトランスを挿入して電磁誘導で行う非接触給電ロボットが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−１００７８６号公報
【特許文献２】特開２００３−１１７８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示される非接触給電ロボットでは、電磁誘導のための素子が大きく、かつ、非常に重くなるので、関節における頻繁かつ高速の動作には不利である。また、関節の数が増え、電磁誘導の素子が多段に接続されるのに応じて、インピーダンスが高くなってしまい、電力伝送の効率の低下が大きいと考えられる。なお、電磁誘導の周波数は比較的低いため、制御信号の伝送には、実用的な情報量とするために、他の手段（特許文献１での例では、光伝送）が用いられる。
【０００６】
本発明は、係る事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、隣接する関節構成部材の間で電力及び制御信号の伝送を非接触で行い、関節における素子が小さく、かつ、軽量である非接触給電ロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の非接触給電ロボットは、電力を送る送電器と、隣接する関節構成部材の各々に設けられた電気配線と、前記隣接する関節構成部材の各々に固定された伝送器用平板体が互いに対向して一対に設けられ、該一対の伝送器用平板体の各々に前記電気配線が接続されてなり、該一対の伝送器用平板体の間で少なくとも前記電力の伝送を非接触で行う伝送器と、前記送電共振器に共振する受電共振器を有し、前記電気配線により前記電力を受信し、前記隣接する関節構成部材の間の角度を変え得る関節駆動制御器に電力を供給する受電器と、を備えてなることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の非接触給電ロボットは、請求項１に記載の非接触給電ロボットにおいて、制御信号送信共振器を有し制御信号送信器用平板体を介して制御信号を送る制御信号送信器と、前記制御信号送信共振器に共振する制御信号受信共振器を有し、前記電気配線に接続された制御信号受信器用平板体を介して前記制御信号を受信し、前記関節駆動制御器に前記制御信号を送る制御信号受信器と、を更に備えてなり、前記伝送器は、前記一対の伝送器用平板体の間で更に前記制御信号の伝送を非接触で行うことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の非接触給電ロボットは、請求項１又は２に記載の非接触給電ロボットにおいて、前記一対の伝送器用平板体は、円板状であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の非接触給電ロボットは、請求項１〜３のいずれか１項に記載の非接触給電ロボットにおいて、前記一対の伝送器用平板体の各々は、１個のもの又は並列配置された複数個のものであることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の非接触給電ロボットは、請求項１〜４のいずれか１項に記載の非接触給電ロボットにおいて、前記一対の伝送器用平板体は、その間隙に誘電体を挟んでいることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の非接触給電ロボットは、請求項１〜５のいずれか１項に記載の非接触給電ロボットにおいて、隣接する前記関節構成部材の各々に設けられたグランド線を更に備えており、前記伝送器は、グランド用円筒体が互いに同軸状に一対に設けられ、該一対のグランド用円筒体の各々に前記グランド線が接続されてなることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の非接触給電ロボットは、請求項１〜６のいずれか１項に記載の非接触給電ロボットにおいて、前記伝送器用平板体に代えて伝送器用円筒体が互いに同軸状に一対に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の非接触給電ロボットによれば、隣接する関節構成部材の間で少なくとも電力の伝送を非接触で行い、関節における素子が小さく、かつ、軽量にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る非接触給電ロボットの例の概略を示す側面図である。
【図２】同上の非接触給電ロボットの送電器と制御信号送信器を示す模式的な斜視図であって、（ａ）が送電器、（ｂ）が制御信号送信器である。
【図３】同上の非接触給電ロボットの送電器の変形例を示す模式的な斜視図である。
【図４】同上の非接触給電ロボットの送電器の更なる変形例を示す模式図である。
【図５】同上の非接触給電ロボットの伝送器を示すものであって。（ａ）が側面図、（ｂ）が模式的な斜視図である。
【図６】同上の非接触給電ロボットの関節及びその周辺の概略を示すものであって。（ａ）が平面図、（ｂ）がその一部の平面視拡大断面図である。
【図７】同上の非接触給電ロボットの伝送器についての変形例を示す側面図であって、（ａ）は伝送器用平板体と電気配線の接続位置を変えたもの、（ｂ）は伝送器用平板体を並列配置したものである。
【図８】同上の非接触給電ロボットの受電器と制御信号受信器を示す模式的な斜視図であって、（ａ）が受電器、（ｂ）が制御信号受信器である。
【図９】同上の非接触給電ロボットの関節及びその周辺の他の例の概略を示すものであって。（ａ）が平面図、（ｂ）がその一部の平面視拡大断面図である。
【図１０】同上の非接触給電ロボットの関節及びその周辺の更に他の例の概略を示すものであって。（ａ）が平面図、（ｂ）がその一部の平面視拡大断面図である。
【図１１】同上の非接触給電ロボットに関連する第１のシミュレーションの構成を示すブロック図である。
【図１２】同上の非接触給電ロボットに関連する第１のシミュレーションの結果を示す特性図である。
【図１３】同上の非接触給電ロボットに関連する第２のシミュレーションの構成を示すブロック図である。
【図１４】同上の非接触給電ロボットに関連する第２のシミュレーションの結果を示す特性図である。
【図１５】同上の非接触給電ロボットの伝送器にグランド用円筒体を設けた変形例を示すものであって。（ａ）が断面図、（ｂ）が模式的な斜視図である。
【図１６】同上の非接触給電ロボットの伝送器の伝送器用平板体を分割した変形例を示すものであって。（ａ）が断面図、（ｂ）が模式的な斜視図である。
【図１７】同上の非接触給電ロボットの伝送器に伝送器用円筒体を用いた変形例を示すものであって。（ａ）が断面図、（ｂ）が（ａ）を更に変形した断面図、（ｃ）が模式的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態に係る非接触給電ロボット１は、図１に例示するように、複数の関節を有する多関節のものであって、各関節は、隣接する関節構成部材１ａ、１ａによって構成される。関節構成部材１ａとしては、台座１ａ１、アーム部材１ａ２、又は先端部材（物体に接触して所要の作業を行う部材）１ａ３などが適用可能である（図１参照）。非接触給電ロボット１は、送電器２、制御信号送信器３、電気配線４、伝送器５、受電器６、制御信号受信器７、関節駆動制御器８を備えてなる。
【００１７】
送電器２は、図２（ａ）に示すように、送電共振器２１を有し、送電器用平板体２２を介して電力を送る。送電共振器２１の共振周波数は、限定されるものではないが、例えば、１ＭＨｚ〜５０ＭＨｚの範囲の一つの周波数にすることができる。送電器用平板体２２は、送電共振器２１に対向するように配置されており、後述する電気配線４が接続されている。なお、送電器２は、定数等の合わせこみにより、図３に示すように、送電器用平板体２２を介さず送電共振器２１に電気配線４を接続して電力を送ることも場合によっては可能である。
【００１８】
送電共振器２１は、限定されるものではないが、電気導線が平面的でスパイラル状に巻かれて形成されるコイル、すなわちスパイラルコイルとすることができる（図２（ａ）参照）。スパイラルコイルは、両端を開放すると１／２波長共振、一方端を開放し他方端を接地すると１／４波長共振が可能である。１／４波長共振の方が、同じ共振周波数ならば、スパイラルコイルのサイズを小さくできる。送電共振器２１は、インピーダンスの整合を行うインピーダンス整合手段２３、２４を介して、電力用高周波電源２５の信号によって励振される。インピーダンス整合手段２３、２４は、典型的には、送電共振器２１に電磁誘導結合する結合ループ及びそれと直列接続されるコンデンサを用いることができるが、他の形態（例えば、結合ループを用いずに送電共振器２１に直結する形態など）であってもよい。なお、送電器２は、定数等の合わせこみにより、図４に示すように、電力用高周波電源２５に電気配線４を接続して電力を送ることも場合によっては可能である。
【００１９】
送電器用平板体２２は、通常、金属製（例えば、銅製など）の円板状のものである。また、送電器用平板体２２の表面（送電共振器２１に対向する面）は、通常、凹凸がなく平坦である。
【００２０】
制御信号送信器３は、図２（ｂ）に示すように、制御信号送信共振器３１を有し、制御信号送信器用平板体３２を介して制御信号を送る。制御信号送信共振器３１の共振周波数は、限定されるものではないが、例えば、１００ＭＨｚ〜２００ＭＨｚの範囲の一つの周波数にすることができる。制御信号送信器用平板体３２は、制御信号送信共振器３１に対向するように配置されており、電気配線４が接続されている。
【００２１】
制御信号送信共振器３１は、限定されるものではないが、図２（ｂ）に示すように、電気導線が平面的でスパイラル状に巻かれて形成されるコイル、すなわちスパイラルコイルとすることができる。スパイラルコイルは、両端を開放すると１／２波長共振、一方端を開放し他方端を接地すると１／４波長共振が可能である。制御信号送信共振器３１は、インピーダンスの整合を行うインピーダンス整合手段３３、３４を介して、制御信号用高周波電源３５の信号によって励振される。インピーダンス整合手段３３、３４は、典型的には、制御信号送信共振器３１に電磁誘導結合する結合ループ及びそれと直列接続されるコンデンサを用いることができるが、他の形態（例えば、結合ループを用いずに制御信号送信共振器３１に直結する形態など）であってもよい。
【００２２】
制御信号送信器用平板体３２は、通常、金属製（例えば、銅製など）の円板状のものである。また、制御信号送信器用平板体３２の表面（制御信号送信共振器３１に対向する面））は、通常、凹凸がなく平坦である。
【００２３】
電気配線４は、各関節を構成する関節構成部材１ａの中に設けられ、関節構成部材１ａに固定されている。電気配線４は、グランド線を伴わない単線でよいが、同軸線路構造にして外部導体を関節構成部材１ａの金属部分などに接続してグランドとすることも可能である。また、適宜、折り曲げることが可能である。
【００２４】
伝送器５は、隣接する関節構成部材１ａ、１ａの間で電力及び制御信号の伝送を非接触で行うものである。伝送器５は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、互いに対向する一対の伝送器用平板体５１、５１が設けられ、これら一対の伝送器用平板体５１、５１の各々に電気配線４、４が接続されている。一対の伝送器用平板体５１、５１の間で電力及び制御信号の伝送が非接触で行われる。一対の伝送器用平板体５１、５１は、通常、金属製（例えば、銅製など）の円板状のものである。一対の伝送器用平板体５１、５１の表面（互いに対向する面）は、通常、凹凸がなく平坦である。
【００２５】
一対の伝送器用平板体５１、５１は、中心軸が一致する、つまり同軸になるように配置されている。更には、一対の伝送器用平板体５１、５１は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、それらの中心軸が関節の回動軸Ｃに一致するように配置される。一対の伝送器用平板体５１、５１の各々は、各々の関節構成部材１ａに固定される。図６（ｂ）では、一対の伝送器用平板体５１、５１の各々が頑丈な電気配線４を介して各々の関節構成部材１ａに固定されるものを示している。一対の伝送器用平板体５１、５１の各々が、固定用部材（図示せず。）を介して各々の関節構成部材１ａに固定されるようにしてもよい。
【００２６】
電気配線４、４は、図５（ａ）、（ｂ）においては一対の伝送器用平板体５１、５１の裏面（互いに対向する面の反対面）の中央部に接続されているが、例えば、図７（ａ）に示すように外側面などに接続しても構わない。また、一対の伝送器用平板体５１、５１は、その各々が、図５（ａ）、（ｂ）に示すような１個のものに限らず、図７（ｂ）に示すように、並列配置された複数個のものとすることも可能である。そうすると、伝送器５のサイズを小さくすることができる。
【００２７】
また、一対の伝送器用平板体５１、５１の間隙に、誘電体を挟むことも可能である。この誘電体は、固体のものでも可能であるが、シリコンオイルなどの潤滑油でも可能である。潤滑油は、例えば、図６（ｂ）に示す空間Ｓを密封可能にしてそこに潤滑油を注入することで、一対の伝送器用平板体５１、５１の間隙に存在させ得る。この誘電体は、過度の振動が起こったとき、一対の伝送器用平板体５１、５１が互いに接触することを防止するとともに、一対の伝送器用平板体５１、５１の間隙を小さくするのと同様の特性の効果を得ることができる。
【００２８】
このような伝送器５は、隣接する関節構成部材１ａ、１ａの間の角度が変わっても、つまり、隣接する関節構成部材１ａ、１ａが回動軸Ｃのまわりに回動しても、伝送器用平板体５１、５１の間の外観及び電気的関係が変化しないようにすることができ、従って、電力及び制御信号の伝送の特性が変化しないようにすることができる。また、伝送器５は、隣接する関節構成部材１ａ、１ａの間には位置が固定されずに空中配線された電気配線がないので、関節の動作が頻繁かつ高速であってもそれに耐え得、経時劣化が少なく耐久性が高くなる。また、伝送器５を構成する一対の伝送器用平板体５１、５１は、素子として小さく、かつ、軽量である。
【００２９】
受電器６は、図８（ａ）に示すように、送電共振器２１に共振する受電共振器６１を有し、受電器用平板体６２を介して電力を受ける。受電器用平板体６２は、送電共振器６１に対向するように配置されており、電気配線４に接続されている。なお、末端の関節構成部材１ａなどでは、受電器６は、受電器用平板体６２を介さず受電共振器６１に電気配線４を接続して電力を受けることも可能である。
【００３０】
受電共振器６１は、限定されるものではないが、電気導線が平面的でスパイラル状に巻かれて形成されるコイル、すなわちスパイラルコイルとすることができる（図８（ａ）参照）。スパイラルコイルは、両端を開放すると１／２波長共振、一方端を開放し他方端を接地すると１／４波長共振が可能である。受電共振器６１が受けた電力は、インピーダンスの整合を行うインピーダンス整合手段６３、６４を介して、関節駆動制御器８に供給される。インピーダンス整合手段６３、６４は、典型的には、受電共振器６１に電磁界結合する結合ループ及びそれと直列接続されるコンデンサを用いることができるが、他の形態（例えば、結合ループを用いずに受電共振器６１に直結する形態など）であってもよい。
【００３１】
受電器用平板体６２は、通常、金属製（例えば、銅製など）の円板状のものである。また、受電器用平板体６２の表面（受電共振器６１に対向する面）は、通常、凹凸がなく平坦である。
【００３２】
制御信号受信器７は、図８（ｂ）に示すように、制御信号送信共振器３１に共振する制御信号受信共振器７１を有し、制御信号受信器用平板体７２を介して制御信号を受ける。制御信号受信器用平板体７２は、制御信号受信共振器７１に対向するように配置されており、電気配線４に接続されている。
【００３３】
制御信号受信共振器７１は、限定されるものではないが、電気導線が平面的でスパイラル状に巻かれて形成されるコイル、すなわちスパイラルコイルとすることができる（図８（ｂ）参照）。スパイラルコイルは、両端を開放すると１／２波長共振、一方端を開放し他方端を接地すると１／４波長共振が可能である。制御信号受信共振器７１が受けた制御信号は、インピーダンスの整合を行うインピーダンス整合手段７３、７４を介して、関節駆動制御器８に送られる。インピーダンス整合手段７３、７４は、典型的には、制御信号受信共振器７１に電磁界結合する結合ループ及びそれと直列接続されるコンデンサを用いることができるが、他の形態（例えば、結合ループを用いずに制御信号受信共振器７１に直結する形態など）であってもよい。
【００３４】
制御信号受信器用平板体７２は、通常、金属製（例えば、銅製など）の円板状のものである。また、制御信号受信器用平板体７２の表面（制御信号受信共振器７１に対向する面）は、通常、凹凸がなく平坦である。
【００３５】
関節駆動制御器８は、受電器６から電力が供給され、また、制御信号受信器７から制御信号を受ける。関節駆動制御器８は、隣接する関節構成部材１ａ、１ａの間の角度、つまり、隣接する関節構成部材１ａ、１ａが回動軸Ｃのまわりに回動する角度を変え得るものである。具体的には、図６（ｂ）に示すように、関節駆動制御器８は、一方の関節構成部材１ａに固定されたステータ９Ａを駆動制御し、ロータ９Ｂを及びそれに固着された回動部材９Ｃを回動させることができる。他方の関節構成部材１ａは、回動部材９Ｃに固定されおり、回動部材９Ｃの回動とともに回動することができる。関節駆動制御器８の具体的な構成は、公知のものを用いることができるので、詳細な説明は省略する。
【００３６】
なお、隣接する関節構成部材１ａ、１ａは、様々な形状が可能である。隣接する関節構成部材１ａ、１ａが図９（ａ）で示すような場合、内部構成を、図９（ｂ）で示すように、図６（ｂ）と同様な構成にすることが可能である。
【００３７】
また、隣接する関節構成部材１ａ、１ａが図１０（ａ）で示すような場合、図１０（ｂ）に示すように、隣接する関節構成部材１ａ、１ａの間の機構や関節駆動制御器８、ステータ９Ａ、ロータ９Ｂ、回動部材９Ｃなどの形状又は位置などを変更することが可能である。なお、図１０（ｂ）における符号９Ｃ’は、回動部材９Ｃの対称位置に有って、他方の関節構成部材１ａ（図においては上側の関節構成部材１ａ）に固定され、一方の関節構成部材１ａ（図においては下側の関節構成部材１ａ）に対して自由に他方の関節構成部材１ａが回動するように、一方の関節構成部材１ａに結合する回動部材である。更には、回動部材９Ｃ’のために別の受電器６、制御信号受信器７、関節駆動制御器８、ステータ９Ａ、及びロータ９Ｂを設け、そのロータ９Ｂに回動部材９Ｃ’を固着することも可能である。従って、この場合、同じ関節構成部材１ａの電気配線４は分岐して、２セットの受電器６及び制御信号受信器７に接続されることになる。
【００３８】
このような非接触給電ロボット１は、電力とともに制御信号を同じ電気配線４及び伝送器５を用いて必要な箇所（例えば、非接触給電ロボット１の先端部材１ａ３の関節）まで伝送可能であるが、制御信号送信器３及び制御信号受信器７を省略して、その代わりに他の構成（電波などを用いて通信する構成）を用いることも可能である。
【００３９】
次に、非接触給電ロボット１に関連して行った２つのシミュレーションについて述べる。電気配線４の太さは、直径１ｍｍとした。送電器２の送電共振器２１及び受電器６の受電共振器６１は、直径１５ｃｍ、巻き数１５のスパイラルコイルを両端とも接地せずに用いた。制御信号送信器３の制御信号送信共振器３１及び制御信号受信器７の制御信号受信共振器７１は、直径７．５ｃｍ、巻き数６のスパイラルコイルを両端とも接地せずに用いた。送電器２の送電器用平板体２２、制御信号送信器３の制御信号送信器用平板体３２、伝送器５の伝送器用平板体５１、受電器６の受電器用平板体６２、制御信号受信器７の制御信号受信器用平板体７２は、直径７．５ｃｍの円板状のものを用いた。送電器２の送電共振器２１と送電器用平板体２２の間隔、制御信号送信器３の制御信号送信共振器３１と制御信号送信器用平板体３２の間隔、受電器６の受電共振器６１と受電器用平板体６２の間隔、制御信号受信器７の制御信号受信共振器７１と制御信号受信器用平板体７２、の間隔を５ｍｍとし、伝送器用平板体５１、５１の間隔を２ｍｍとした。受電器６のインピーダンス整合手段６３、６４及び制御信号受信器７のインピーダンス整合手段７３、７４は結合ループのみ用い、それに負荷として５０オームの抵抗を接続した。
【００４０】
第１のシミュレーションでは、図１１に示すように、送電器２に電気配線４を接続し、その電気配線４に伝送器５（５Ａ）を接続し、かつ、中間点Ａで分岐させて受電器６（６Ａ）を接続した。また、伝送器５（５Ａ）のもう一方に電気配線４を接続し、その電気配線４に伝送器５（５Ｂ）を接続し、かつ、中間点Ｂで分岐させて受電器６（６Ｂ）を接続した。また、伝送器５（５Ｂ）のもう一方に電気配線４を接続し、その電気配線４に、中間点Ｃで折り曲げて受電器６（６Ｃ）を接続した。電気配線４の長さは、送電器２と中間点Ａの間、中間点Ａと伝送器５（５Ａ）の間、中間点Ａと受電器６（６Ａ）の間、伝送器５（５Ａ）と中間点Ｂの間、中間点Ｂと伝送器５（５Ｂ）の間、中間点Ｂと受電器６（６Ｂ）の間、伝送器５（５Ｂ）と中間点Ｃの間、中間点Ｃと受電器６（６Ｃ）の間、でいずれも２０ｃｍとした。
【００４１】
図１２において、Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１、Ｓ４１はそれぞれ、反射係数、受電器６（６Ａ）への伝送係数、受電器６（６Ｂ）への伝送係数、受電器６（６Ｃ）への伝送係数を示している。周波数が約３０ＭＨｚで共振しており、その周波数における伝送係数は、Ｓ２１が約−３．５ｄＢ（約４０％）、Ｓ３１が約−７ｄＢ（約２０％）、Ｓ４１が約−６ｄＢ（約２５％）であった。よって、関節の数が多くても、電力伝送の効率の低下が少ないことが分かる。
【００４２】
第２のシミュレーションでは、図１３に示すように、送電器２に電気配線４を接続し、その電気配線４に受電器６を接続し、かつ、中間点Ｄで分岐させて更に中間点Ｅで折り曲げて制御信号送信器３を接続し、かつ、中間点Ｄよりも受電器６側の中間点Ｆで分岐させて更に中間点Ｇで折り曲げて制御信号受信器７を接続した。電気配線４の長さは、送電器２と中間点Ｄの間で５ｃｍ、中間点Ｄと中間点Ｅの間で３０ｃｍ、中間点Ｅと制御信号送信器３の間で５ｃｍ、中間点Ｄと中間点Ｆの間で３５ｃｍ、中間点Ｆと中間点Ｇの間で３０ｃｍ、中間点Ｇと制御信号受信器７の間で５ｃｍ、中間点Ｆと受電器６の間で５ｃｍとした。
【００４３】
図１４（ａ）において、Ｓ１１、Ｓ２１はそれぞれ、送電器２の反射係数、送電器２から受電器６への伝送係数を示している。送電器２と受電器６は、周波数が約２８ＭＨｚで共振しており、その周波数における伝送係数が約―０．６ｄＢ（約９０％）であった。また、図１４（ｂ）において、Ｓ３３、Ｓ４３はそれぞれ、制御信号送信器３の反射係数、制御信号送信器３から制御信号受信器７への伝送係数を示している。制御信号送信器３と制御信号受信器７は、周波数が約１５５ＭＨｚで共振しており、その周波数における伝送係数が約―０．６ｄＢ（約９０％）であった。よって、電力と制御信号が同じ電気配線４を用いて伝送可能であることが分かる。
【００４４】
以上、本発明の実施形態に係る非接触給電ロボットについて説明したが、本発明は、上述の実施形態に記載したものに限られることなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内でのさまざまな設計変更が可能である。例えば、関節については、多関節に限らず、少なくとも１個有していれば、本発明は適用可能である。また、多関節の場合、本発明は少なくとも１箇所の関節に適用されればよい。また、当然ではあるが、非接触給電ロボット１の外観は様々なものが可能であり、台座１ａ１、アーム部材１ａ２、及び先端部材１ａ３などは、非接触給電ロボット１の使用目的に応じて様々な形状や構造が可能である。
【００４５】
また、隣接する前記関節構成部材１ａ、１ａが、合成樹脂製であって金属部分を有さないなどの場合、隣接する前記関節構成部材１ａ、１ａの各々にグランド線９、９を設けることができる。伝送器５は、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、上述した一対の伝送器用平板体５１、５１を囲むように、一対のグランド用円筒体５２Ａ、５２Ｂが互いに同軸状に非接触に設けられるようにすることができる。一対のグランド用円筒体５２Ａ、５２Ｂの各々には、グランド線９、９が接続される。一対のグランド用円筒体５２Ａ、５２Ｂは、円筒状（図においては有底円筒形状）である。一対のグランド用円筒体５２Ａ、５２Ｂは、隣接する関節構成部材１ａ、１ａの各々に固定される。このようにすると、伝送器５においてリターンパスを確保しながら、隣接する関節構成部材１ａ、１ａを回動させることができる。なお、グランド線９は、長く延びてグランドとして用いられるものならば形状は限定されるものではないが、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、同軸線路構造の外部導体を用いればよい。
【００４６】
また、伝送器５においてリターンパスを確保するためには、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、一対の伝送器用平板体５１、５１を半径方向に分割して、隙間をあけ、電気配線４、４とグランド線９、９を接続することも可能である。図１６（ａ）、（ｂ）においては、中央部分にグランド線９、９が、周辺部分に電気配線４、４が接続されているが、逆も可能である。
【００４７】
また、伝送器５の一対の伝送器用平板体５１、５１を一対の伝送器用円筒体５３Ａ、５３Ｂに代えることも場合によっては可能である。一対の伝送器用円筒体５３Ａ、５３Ｂは、図１７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、互いに同軸状に非接触に設けられる。一対の伝送器用円筒体５３Ａ、５３Ｂは、円筒状（図においては有底円筒形状）であり、多重（図１７（ｂ）参照）にすることも可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１    非接触給電ロボット
１ａ  関節構成部材
２    送電器
２１  送電共振器
２２  送電器用平板体
３    制御信号送信器
３１  制御信号送信共振器
３２  制御信号送信器用平板体
４    電気配線
５    伝送器
５１  伝送器用平板体
５２Ａ、５２Ｂ  グランド用円筒体
５３Ａ、５３Ｂ  伝送器用円筒体
６    受電器
６１  受電共振器
６２  受電器用平板体
７    制御信号受信器
７１  制御信号受信共振器
７２  制御信号受信器用平板体
８    関節駆動制御器
９    グランド線
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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