(57)【要約】【課題】移動ロボットの電力消費の無駄を減らして、移動ロボットの稼働時間を延長することにある。【解決手段】移動ロボットに内部電源ユニット２１を搭載する装置において、複数個の前記内部電源ユニット２１を互いに並んだ配置にて保持する内部電源ユニット保持手段２０と、前記複数個の内部電源ユニット２１を個別に着脱可能にする内部電源ユニット着脱手段２２と、を具えることを特徴とする、移動ロボット用内部電源ユニット搭載装置である。【選択図】図１
2005329492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動ロボットに内部電源ユニットを搭載する装置において、
複数個の前記内部電源ユニットを互いに並んだ配置にて保持する内部電源ユニット保持手段と、
前記複数個の内部電源ユニットを個別に着脱可能にする内部電源ユニット着脱手段と、
を具えることを特徴とする、移動ロボット用内部電源ユニット搭載装置。
【請求項２】
前記複数個の内部電源ユニットの使用順序を規制するユニット使用順序規制手段を具えることを特徴とする、請求項１記載の移動ロボット用内部電源ユニット搭載装置。
【請求項３】
前記ユニット使用順序規制手段は、横に並んだ前記複数個の内部電源ユニットの使用順序を外側から順にすることを特徴とする、請求項１または２記載の移動ロボット用内部電源ユニット搭載装置。
【請求項４】
前記内部電源ユニット着脱手段は、前記移動ロボットの制御装置により制御されて作動することを特徴とする、請求項１から３までの何れか記載の移動ロボット用内部電源ユニット搭載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、人型ロボット等の移動ロボットに用いられ、移動ロボットにその関節駆動用モータや制御系電装機器等の電気系統を作動させるためのバッテリ等の内部電源ユニットを搭載する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動ロボットをある程度の時間、搭載したバッテリだけで稼動させるには、かなりの量のバッテリを搭載しなければならない。ところで相当量のバッテリを搭載する際の従来の搭載装置としては、例えば特許文献１に記載のものが知られており、この従来の搭載装置では複数個のバッテリを、移動ロボットとしての歩行ロボットの胴体の背面側に着脱可能に固定した一個の外側ケース内に纏めて収納し、それら複数個のバッテリを全て電気的に相互に直列に接続して歩行ロボットの電気系統に給電している。
【特許文献１】特開２００２−１２０１８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら上記従来の搭載装置では、複数個のバッテリを外側ケース内に纏めて収納しているので、外側ケースを取り外したらバッテリから給電できず、しかも外側ケース内の複数個のバッテリを全て電気的に相互に直列に接続しているので、給電電圧を維持するにはバッテリの数を減らすことができない。
【０００４】
このため上記従来の搭載構造では、バッテリの残り容量が減ってもロボットは常に全てのバッテリを荷物として背負っていなければならないため、ロボットの電力消費の無駄が多くなって、移動ロボットの稼働時間を延ばすのが難しいという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、この発明の移動ロボット用内部電源ユニット搭載装置は、移動ロボットに内部電源ユニットを搭載する装置において、複数個の前記内部電源ユニットを互いに並んだ配置にて保持する内部電源ユニット保持手段と、前記複数個の内部電源ユニットを個別に着脱可能にする内部電源ユニット着脱手段と、を具えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
かかる移動ロボット用内部電源ユニット搭載装置にあっては、内部電源ユニット保持手段が、複数個の内部電源ユニット（バッテリ等）をそれらが互いに並んだ配置にて保持し、そして内部電源ユニット着脱手段が、前記複数個の内部電源ユニットを個別に着脱可能にする。
【０００７】
従って、この発明の移動ロボット用内部電源ユニット搭載装置によれば、互いに並んだ状態で纏まった複数個の内部電源ユニットのうち残り給電能力（例えばバッテリでは残り容量）が所定量以下になったものを容易に外して移動ロボットを軽量化することができるので、移動ロボットの電力消費の無駄を減らして、移動ロボットの稼働時間を延長することができる。
【０００８】
なお、この発明の移動ロボット用内部電源ユニット搭載装置においては、前記複数個の内部電源ユニットの使用順序を規制するユニット使用順序規制手段を具えていてもよく、このようにすれば、例えば給電電圧が下がってきた場合にどの内部電源ユニットを外せばよいか、容易に判断することができる。
【０００９】
また、この発明の移動ロボット用内部電源ユニット搭載装置においては、前記ユニット使用順序規制手段は、横に並んだ前記複数個の内部電源ユニットの使用順序を外側から順にするものとしてもよく、このようにすれば、使用済みの内部電源ユニットを外してその数を減らすほど、ロボットの中心軸線周りの慣性モーメントを小さくし得て、ロボットの素早い動きを可能にすることができる。
【００１０】
そして、この発明の移動ロボット用内部電源ユニット搭載装置においては、前記内部電源ユニット着脱手段は、手動で作動するものでもよいが、前記移動ロボットの制御装置により制御されて作動するものとしてもよく、このようにすれば、移動ロボットが、自律稼動中に使用済みの内部電源ユニットを自分で自動的に外すことができるので、例えば人間がそばにいられない災害現場や宇宙環境等での移動ロボットの自律稼動による作業時間を延長することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、この発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１は、この発明の移動ロボット用内部電源ユニット搭載装置の第１実施例をその実施例を適用された移動ロボットとしての人型ロボットの制御系電装機器搭載構造と併せて示す分解斜視図、図２は、上記第１実施例の移動ロボット用内部電源ユニット搭載装置を上記人型ロボットの制御系電装機器搭載構造と併せて示す組立斜視図、図３（ａ），（ｂ）は、上記第１実施例の移動ロボット用内部電源ユニット搭載装置を適用された人型ロボットの全体を示す正面図および側面図、図４は、上記第１実施例の移動ロボット用内部電源ユニット搭載装置を拡大して示す分解斜視図、図５は、図４に示す内部電源ユニット搭載装置の正面図、図６は、図５に示す内部電源ユニット搭載装置のＡ−Ａ線に沿う断面図、そして図７は、図４に示す内部電源ユニット搭載装置の内部電源ユニットとしてのバッテリユニットを除いた状態での斜視図である。
【００１２】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、上記人型ロボットは胴体１の下に二本の脚２を具え、それらの脚２で既知の方法により倒立振り子的に動的バランスをとりながら歩行走行するものであり、この人型ロボットはまた、胴体１のロボット自身から見て左右に腕３を具えるとともに、胴体１上に頭４を具えている。
【００１３】
ここにおける胴体１は、腰の部分で互いに前後および左右回動可能に連結された上半部１ａと下半部１ｂとからなり、この第１実施例の内部電源ユニット搭載装置は、その胴体下半部１ｂに適用されている。すなわちこの人型ロボットでは、胴体上半部１ａは胴体フレームとして、図１に示すように、胴体外殻５と、前部補強部材としての着脱可能なタワーバー６と、後部補強部材としての着脱可能な左右二本のパイプフレーム７とを具えており、それらの胴体フレームは、図３に示すように、前後二分割式の胴体上半部カバー８の内側に配置されている。
【００１４】
そして上記構成の胴体フレームに対しては、図１に示すように、胴体外殻５のタワーバー６の上側にスピーカーパネル１３が装着され、また胴体外殻５内には、それぞれ三枚または五枚のモータドライバ基板が纏められた四つのモータドライバユニット１４が収納され、胴体外殻５の後部の横には無線ＬＡＮユニット１５が装着され、胴体外殻５の後部内には三軸ジャイロと三軸加速度センサとが一体化された姿勢センサユニット１６が収納され、胴体外殻５の前部と後部の間には後部ドライバユニット１７が搭載され、胴体外殻５の後部の両横には視覚制御系および動作演算系の多数のコンピュータ基板が纏められた二つのコンピュータユニット１８が装着され、胴体外殻５内の底部には電源制御基板１９が搭載されている。なお、図中符号９は冷却ファンを示す。
【００１５】
一方胴体下半部１ｂは胴体フレームとして、図１に示すように、ロボットの正面側から見て略逆Ｔ字状をなすようにアルミニウム合金の鋳造で形成された腰フレーム１２を具えており、その腰フレーム１２は、何れも容易に着脱可能な図３に示す如き胴体下半部前カバー１０と尻カバー１１との内側に配置されている。
【００１６】
しかしてこの第１実施例の内部電源ユニット搭載装置では、図１および図２に示すように、胴体下半部１ｂのその腰フレーム１２のＴ字の腕の部分に相当する左右側部の、当該ロボットの起立姿勢では水平になる上面上にそれぞれ三枚ずつ保持板２０が立設されて、それら上面上で、腰フレーム１２のＴ字の軸の部分に相当する中央部と保持板２０との間および保持板２０同士の間の合計六箇所が、各々内部電源ユニットとしてのバッテリユニット２１の搭載場所とされ、それらの搭載場所に搭載される合計六個のバッテリユニット２１は各々、この実施例では比較的大きなインラッシュ電流を供給し得るニッケル・水素電池の複数のバッテリセルがケース内に収納されて構成されている。
【００１７】
ここで、左右三枚ずつの保持板２０は、図７に示すように、それぞれ腰フレーム１２の中央部に向く内向きの面に互いに上記上面から同じ高さで上記上面に平行に延在する角溝２０ａを有するとともに、最も外側の保持板２０を除いて、それぞれ外向きの面に互いに上記上面から同じ高さで上記上面に平行に延在する角突条２０ｂを有しており、この一方、腰フレーム１２の中央部はその外向きの面に、上記角突条２０ｂと同じ上記上面からの高さでそれと平行に延在する角突条１２ａを有している。
【００１８】
そして、各バッテリユニット２１もまた、図４に示すように、一方の側面に下面からの高さが実質的に上記上面から上記突条１２ａ，２０ｂまでの高さに等しい位置で下面と平行に延在する角溝２１ａを有するとともに、反対側の側面に下面からの高さが実質的に上記上面から上記角溝２０ａまでの高さに等しい位置で下面と平行に延在する角突条２１ｂを有しており、六個のバッテリユニット２１のうち三個ずつが、左右の角溝２１ａと角突条２１ｂとの振り分けが異なっていて、それぞれ左側用および右側用のバッテリユニットとなっている。
【００１９】
この第１実施例の内部電源ユニット搭載装置ではこれら腰フレーム１２および保持板２０の角溝２０ａおよび角突条１２ａ，２０ｂと、バッテリユニット２１の左右の角溝２１ａおよび角突条２１ｂとが、長手方向へ摺動自在に互いに嵌合して、六個のバッテリユニット２１を互いに横に並んだ配置にて保持することで、内部電源ユニット保持手段を構成している。
【００２０】
さらに腰フレーム１２の左右側部の各バッテリユニット搭載場所には、図４に示すように角孔１２ｂが開けられ、それらの角孔１２ｂの下側にはそれぞれバッテリユニットロック機構２２がボルトで固定されており、ここで、各バッテリユニットロック機構２２は、図６にも示すように、略円筒状のシリンダ２２ａと、先端部に掛合爪を持つとともに側部にシリンダ２２ａ外に突出するツマミを持ちシリンダ２２ａ内に摺動自在に収納されるプランジャ２２ｂと、シリンダ２２ａ内に収納されてプランジャ２２ｂの掛合爪が角孔１２ｂから上記バッテリユニット搭載場所に突出するようにプランジャ２２ｂを常時付勢するスプリング２２ｃとを具えている。また、各バッテリユニット２１もその下面に掛合孔２１ｃを有している。
【００２１】
この第１実施例では上記バッテリユニットロック機構２２とバッテリユニット２１の下面の掛合孔２１ｃとが、プランジャ２２ｂの、角孔１２ｂからバッテリユニット搭載場所に突出する掛合爪と各バッテリユニット２１の下面の掛合孔２１ｃとの掛合で各バッテリユニット２１をバッテリユニット搭載場所にロック（掛止）することで、六個のバッテリユニット２１を個別に着脱可能にする内部電源ユニット着脱手段を構成しており、各バッテリユニット２１は、プランジャ２２ｂのツマミを人手やロボットの手等で押し下げてプランジャ２２ｂの掛合爪をバッテリユニット２１の下面の掛合孔２１ｃからロック解除（離脱）させつつ、図４に示すように、バッテリユニット２１を腰フレーム１２に対し前方へスライドさせることで、バッテリユニット２１を腰フレーム１２から容易に取り外すことができる。
【００２２】
また、プランジャ２２ｂの掛合爪は前面が後傾しているので、各バッテリユニット２１を搭載する際には、腰フレーム１２または保持板２０の角突条１２ａ，２０ｂとバッテリユニット２１の角溝２１ａとを互いに嵌合させるとともに保持板２０の角溝２０ａとバッテリユニット２１の角突条２１ｂとを互いに嵌合させ、バッテリユニット２１を腰フレーム１２に対し後方へスライドさせるだけで、プランジャ２２ｂの掛合爪が、バッテリユニット２１で押されて引っ込み、バッテリユニット２１の下面の掛合孔２１ｃと向き合うと突出してその掛合孔２１ｃと掛合し、バッテリユニット２１をバッテリユニット搭載場所にロックする。なお、バッテリユニット２１を取り外す際にロボットを前傾させ、またバッテリユニット２１を搭載する際にロボットを後傾させれば、バッテリユニット２１が自重でスライドするので、バッテリユニット２１の着脱を容易なものとすることができる。
【００２３】
さらに、腰フレーム１２の左右側部の各バッテリユニット搭載場所の後部には、図６に示すように、コネクタ２３が設けられており、これらのコネクタ２３は、上記各バッテリユニット搭載場所に搭載されたバッテリユニット２１の後面に突設されたコネクタ２１ｄと着脱自在に結合して、そのバッテリユニット２１から上記電源制御基板１９への給電を可能にする。
【００２４】
図８は、この第１実施例で上記電源制御基板１９に搭載されて上記六個のバッテリユニット２１の使用順序を規制するバッテリユニット切り替え回路を示しており、ここでは上記六個のバッテリユニット２１を左右二個ずつ、外側に位置するものから順にユニット１、ユニット２、ユニット３と呼び、それら六個のバッテリユニット２１をそれぞれ逆流防止ダイオード１９ａおよびリレー１９ｂを介挿して互いに並列に接続して、この人型ロボットの各関節駆動用モータや制御系電装機器等の電気系統へ給電する主回路へ導くとともに、その主回路へ給電するバッテリ電流を検出する電流センサ１９ｃと、各バッテリユニット２１の出力電圧と上記電流センサ１９ｃの出力とに基づき図９に示す手順で上記各リレー１９ｂを作動させるバッテリユニット切り替え用リレー制御回路１９ｄとを設けている。
【００２５】
バッテリユニット切り替え用リレー制御回路１９ｄは図示しない小型の予備バッテリにより作動し、図９に示すように、先ずステップＳ１で、リレー１９ｂを全てＯＦＦにし、次いでステップＳ２で、二個のユニット１に対応する１番目の二個のリレー１９ｂをＯＮにし、次いでステップＳ３で、ｉ＝１とする。その後は所定時間毎に、ステップＳ４で、ｉ番目（すなわち最初は１番目）の二個のバッテリユニット２１のバッテリ電圧を検出するとともに電流センサ１９ｃでバッテリ電流を検出し、次いでステップＳ５で、ｉ番目（すなわち最初は１番目）の二個のバッテリユニット２１のバッテリ消費量を計算し、続くステップＳ６で、ｉ番目（すなわち最初は１番目）の二個のバッテリユニット２１のバッテリ残量（残り容量）を計算し、次いでステップＳ７で、その計算したｉ番目（すなわち最初は１番目）の二個のバッテリユニット２１のバッテリ残量が所定のしきい値より大きい（すなわち未だ使える）か否かを判断し、大きい場合は先のステップＳ４へ戻り、上記処理を繰り返す。
【００２６】
一方、ｉ番目（すなわち最初は１番目）の二個のバッテリユニット２１のバッテリ残量が所定のしきい値より大きくない（等しいか小さい）場合には、先ずステップＳ８で、ｉ+１番目（すなわち次は二個のユニット２に対応する２番目）の二個のリレー１９ｂをＯＮにして給電が途切れるのを防止し、次いでステップＳ９で、ｉ番目（すなわち最初は１番目）の二個のリレー１９ｂをＯＦＦにし、最後にステップＳ１０で、ｉ＝ｉ+１とした後、先のステップＳ４へ戻り、上記処理を繰り返す。これにより上記六個のバッテリユニット２１は左右二個ずつ、外側に位置するものから順に使用され、上記電源制御基板１９はユニット使用順序規制手段を構成する。
【００２７】
かかる第１実施例の移動ロボット用内部電源ユニット搭載装置によれば、互いに並んだ状態で纏まった六個のバッテリユニット２１のうち残り給電能力（残り容量）が所定量以下になったものを容易に外して人型ロボットを軽量化することができるので、人型ロボットの電力消費の無駄を減らしてその稼働時間を延長することができる。
【００２８】
またこの第１実施例の移動ロボット用内部電源ユニット搭載装置によれば、電源制御基板１９に搭載されて上記六個のバッテリユニット２１の使用順序を規制するバッテリユニット切り替え回路を具えていることから、バッテリ電圧が下がってきた場合にどのバッテリユニット２１を外せばよいか、容易に判断することができる。
【００２９】
さらにこの第１実施例の移動ロボット用内部電源ユニット搭載装置によれば、上記バッテリユニット切り替え回路が、横に並んだ六個のバッテリユニット２１の使用順序を外側からの順にすることから、使用済みのバッテリユニット２１を外してその数を減らすほど、人型ロボットの中心軸線周りの慣性モーメントを小さくし得て、人型ロボットの素早い動きを可能にすることができる。
【００３０】
そしてこの第１実施例の移動ロボット用内部電源ユニット搭載装置によれば、上記バッテリユニットロック機構２２が、人の指の他、人型ロボットの制御装置により制御されるその人型ロボットの指でも操作し得るものであることから、人型ロボットが、自律稼動中に使用済みの内部電源ユニットを自分で自動的に外すことができるので、例えば人間がそばにいられない災害現場等での人型ロボットの自律稼動による作業時間を延長することができる。
【００３１】
なお、この第１実施例では、図２、図４および図５に示すように各バッテリユニット２１の前面に使用済み表示ランプ３８が設けられるとともに、図３に示すように胴体下半部前カバー１０の、各バッテリユニット２１の使用済み表示ランプ３８に対応する位置に表示窓１０ａが設けられており、バッテリユニット切り替え用リレー制御回路１９ｄは図示しない回路およびコネクタ２１ｄ，２３を介し、使用済みになったバッテリユニット２１に信号を送ってそのバッテリユニット２１の使用済み表示ランプ３８を点灯させる。これにより、人がバッテリユニット２１を外す場合には、使用済みのバッテリユニット２１を容易に識別して外すことができる。
【００３２】
図１０（ａ）は、この発明の移動ロボット用内部電源ユニット搭載装置の第２実施例の要部を示す正面図、図１０（ｂ）は、その実施例の要部に設けられたロータリソレノイドを示す側面図、図１１は、上記第２実施例における電極の配置を示す平面図、図１２は、その電極の作用を示す説明図、そして図１３は、上記第２実施例におけるバッテリユニット切り替え回路を示す構成図である。
【００３３】
この第２実施例の移動ロボット用内部電源ユニット搭載装置は、先の第１実施例におけると同様の人型ロボットに内部電源ユニットとしてのバッテリユニット２１を八個搭載するためのものであり、この第２実施例の移動ロボット用内部電源ユニット搭載装置では、図１０〜図１２に示す如く、各バッテリユニット２１の上下端部に前後端面から前後方向へそれぞれ突出する突起２１ｅ，２１ｆが設けられるとともに、各バッテリユニット２１の上端面に取っ手２１ｇが設けられ、さらに各バッテリユニット２１の下端面に一対の出力端子２１ｈが設けられ、この一方、上記人型ロボットのここでは図示しない上記腰フレーム１２の左右側部にそれぞれ、内部電源ユニット保持手段としてのバッテリホルダ３１が搭載されている。
【００３４】
このバッテリホルダ３１は、図１０に、人型ロボット自身からみて左側のものを代表で示すように、人型ロボットの腰フレームの中央部付近から左右方向外方へ延在するとともにその外方端部に開口部（出入り口）を持ち各バッテリユニット２１の上下端部の突起２１ｅ，２１ｆとそれぞれ掛合してそれらを保持しつつそれらの左右方向への移動を案内する上部保持レール３２および下部保持レール３３と、その下部保持レール３３に設けられてスプリング３４の作用でバッテリユニット２１を常時人型ロボットの左右方向外方（図１０では右方）へ付勢する押し出し用ローラ３５とを具えている。
【００３５】
ここで、下部保持レール３３の開口部付近には上下の隙間の狭い部分３３ａが設けられ、また各バッテリユニット２１の下端部にて前後端面から前後方向へそれぞれ突出する突起２１ｆは断面形状を縦長円とされており、これにより、バッテリユニット２１が直立した状態では、突起２１ｆが下部保持レール３３の開口部からレール外に外れるのが防止される。また、上部保持レール３２の開口部付近には、内部電源ユニット着脱手段としてのロータリソレノイド３６が設けられており、このロータリソレノイド３６はコイルへの通電により、各バッテリユニット２１の上端部の突起２１ｅと掛合してそれらの左右方向への移動を規制するカム板３６ａの、図１０では矢印で示す如き時計方向への略６０°ずつの回動を許容する。なお、ロータリソレノイド３６は、上記と逆方向へのカム板３６ａの回動は常時許容し、バッテリユニット２１の搭載時の上部保持レール３２への突起２１ｅの挿入を可能にしている。
【００３６】
さらに、バッテリホルダ３１の底部には、図１１に示すように、一対の電極３７が設けられており、この一対の電極３７は、通常は、バッテリホルダ３１に保持されたバッテリユニット２１のうち上部および下部保持レール３２，３３の開口部付近に位置する一個のバッテリユニット２１（図１０では右から二番目）の下端面の一対の出力端子２１ｈと電気的に接触してそのバッテリユニット２１から上記電源制御基板１９への給電を可能にし、残り容量が所定量以下となった使用済みバッテリユニット２１の取り外し時には、図１２に示すように、その使用済みバッテリユニット２１（図１２では右端）の一対の出力端子２１ｈとその隣の未使用のバッテリユニット２１（図１２では右端から二番目）の一対の出力端子２１ｈとの両方に電気的に接触して、給電が途切れるのを防止する。
【００３７】
図１３は、この第２実施例においてユニット使用順序規制手段を構成する上記電源制御基板１９に搭載されて、上記電極３７との共働により上記八個のバッテリユニット２１の使用順序を規制するバッテリユニット切り替え回路を示しており、ここでは上記八個のバッテリユニット２１を左右二個ずつ、外側に位置するものから順にユニット１、ユニット２、ユニット３、ユニット４と呼び、それら八個のバッテリユニット２１のうちの左右一個（切り替え時は二個）ずつを、上記電極３７および逆流防止ダイオード１９ａを介して互いに並列に接続して、この人型ロボットの各関節駆動用モータや制御系電装機器等の電気系統へ給電する主回路へ導くとともに、左右のバッテリユニット２１からそれぞれその主回路へ給電するバッテリ電圧およびバッテリ電流を二つのソレノイド制御回路１９ｅでそれぞれ検出する。そして各ソレノイド制御回路１９ｅは、このバッテリ電圧およびバッテリ電流に基づき現在給電中のバッテリユニット２１のバッテリ残量を求め、そのバッテリ残量（残り容量）が所定値以下になったら、ロータリソレノイド３６に通電する。
【００３８】
ロータリソレノイド３６は、コイルに通電されると、通常のエスケープメント機構を作動させて、カム板３６ａを図１０では時計方向へ略６０°回動可能とし、そのカム板３６ａの半径方向溝内に突起２１ｅが掛合しているバッテリユニット２１は、押し出し用ローラ３５で常時外方へ付勢されているので、カム板３６ａを回動させながら上端部の突起２１ｅを上部保持レール３２の開口部から外に出す。このときバッテリユニット２１の下端部の縦長円形断面形状の突起２１ｆは下部保持レール３３の開口部付近の狭い部分３３ａで掛止されているので、バッテリユニット２１は外向きに傾斜し、これによりバッテリユニット２１の下端部の突起２１ｆが傾斜して下部保持レール３３の開口部付近の狭い部分３３ａを通過して、上記バッテリ残量が所定値以下になった使用済みバッテリユニット２１が図１０（ａ）で右端に示す取り出し位置に移動し、これに伴ないその使用済みバッテリユニット２１の内側の未使用のバッテリユニット２１が、図１０（ａ）で右端から二番目に示す使用位置に移動する。
【００３９】
上記取り出し位置に移動した使用済みバッテリユニット２１は、図１０（ａ）に示すように、この人型ロボットが腕３を作動させて、そのハンドでバッテリユニット２１の取っ手２１ｇを把持し、バッテリユニット２１をバッテリホルダ３１から上方へ抜き出すことで、自動的に取り外すことができる。なお、取り外した使用済みバッテリユニット２１は所定の置き場所に置くようにしてもよく、その置き場所は充電設備のある場所であると好ましい。
【００４０】
図１４は、上記第２実施例の一変形例の図１０（ａ）と同様の部分を示す正面図であり、この変形例では、各バッテリユニット２１に取っ手２１ｇが設けられていず、代わりにバッテリホルダ３１の、図１４では右端に示す取り出し位置の底部に、バッテリユニット２１が通過できる排出孔３３ｂが設けられており、これにより、上記取り出し位置に移動した使用済みバッテリユニット２１は自重によってバッテリホルダ３１の排出孔３３ｂから落下し、この人型ロボットから分離する。
【００４１】
かかる第２実施例およびその変形例の移動ロボット用内部電源ユニット搭載装置によっても、先の実施例と同様の作用効果をもたらすことができ、特にこれら第２実施例およびその変形例によれば、バッテリユニット２１の電気的接続の切り替えを電極３７に対するバッテリユニット２１の移動で行うので、バッテリユニット２１の電気的分離を容易かつ確実に行うことができる。
【００４２】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上記例に限定されるものでなく、例えば、消費電力が少ない場合はバッテリユニットを一個ずつ使用して使用済みになったら取り外すようにしても良い。また、複数のバッテリユニットを各々横向きにして上下方向に並べて積層しても良く、その場合にバッテリユニットを下から順に使用して使用済みのバッテリユニットを取り外せば、次第に重心位置が高くなって倒立振り子式の歩行制御を容易なものとにすることができる。
【００４３】
またこの発明においては、移動ロボットは人型ロボットに限定されず、例えば四本或いはそれ以上の本数の足で歩行する歩行ロボットや車輪、クローラ等で移動する走行ロボットでも良い。さらに内部電源ユニットはバッテリユニットに限定されず、例えば燃料電池ユニットや発電機ユニット等でも良い。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
かくしてこの発明の移動ロボット用内部電源ユニット搭載装置によれば、互いに並んだ状態で纏まった複数個の内部電源ユニットのうち残り給電能力（例えばバッテリでは残り容量）が所定量以下になったものを容易に外して移動ロボットを軽量化することができるので、移動ロボットの電力消費の無駄を減らして、移動ロボットの稼働時間を延長することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明の移動ロボット用内部電源ユニット搭載装置の第１実施例をその実施例を適用された移動ロボットとしての人型ロボットの制御系電装機器搭載構造と併せて示す分解斜視図である。
【図２】上記第１実施例の移動ロボット用内部電源ユニット搭載装置を上記人型ロボットの制御系電装機器搭載構造と併せて示す組立斜視図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、上記第１実施例の移動ロボット用内部電源ユニット搭載装置を適用された人型ロボットの全体を示す正面図および側面図である。
【図４】上記第１実施例の移動ロボット用内部電源ユニット搭載装置を拡大して示す分解斜視図である。
【図５】図４に示す内部電源ユニット搭載装置の正面図である。
【図６】図５に示す内部電源ユニット搭載装置のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図７】図４に示す内部電源ユニット搭載装置の内部電源ユニットとしてのバッテリユニットを除いた状態での斜視図である。
【図８】上記第１実施例で電源制御基板に搭載されて六個のバッテリユニットの使用順序を規制するバッテリユニット切り替え回路を示す構成図である。
【図９】上記バッテリユニット切り替え回路のバッテリユニット切り替え用リレー制御回路がリレーを作動させるための処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】（ａ）は、この発明の移動ロボット用内部電源ユニット搭載装置の第２実施例の要部を示す正面図、（ｂ）は、その実施例の要部に設けられたロータリソレノイドを示す側面図である。
【図１１】上記第２実施例における電極の配置を示す平面図である。
【図１２】上記電極の作用を示す説明図である。
【図１３】上記第２実施例におけるバッテリユニット切り替え回路を示す構成図である。
【図１４】上記第２実施例の一変形例の図１０（ａ）と同様の部分を示す正面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  胴体
１ａ  胴体上半部
１ｂ  胴体下半部
２  脚
３  腕
４  頭
５  胴体外殻
６  タワーバー
７  パイプフレーム
８  胴体上半部カバー
９  冷却ファン
１０  胴体下半部前カバー
１０ａ  表示窓
１１  尻カバー
１２  腰フレーム
１２ａ  角突条
１２ｂ  角孔
１３  スピーカーパネル
１４  モータドライバユニット
１５  無線ＬＡＮユニット
１６  姿勢センサユニット
１７  後部ドライバユニット
１８  コンピュータユニット
１９  電源制御基板
１９ａ  逆流防止ダイオード
１９ｂ  リレー
１９ｃ  電流センサ
１９ｄ  バッテリユニット切り替え用リレー制御回路
１９ｅ  ソレノイド制御回路
２０  保持板
２０ａ，２１ａ  角溝
２０ｂ，２１ｂ  角突条
２１  バッテリユニット
２１ｃ  掛合孔
２１ｄ  コネクタ
２１ｅ，２１ｆ  突起
２１ｇ  取っ手
２１ｈ  出力端子
２２  バッテリユニットロック機構
２２ａ  シリンダ
２２ｂ  プランジャ
２２ｃ  スプリング
２３  コネクタ
３１  バッテリホルダ
３２  上部保持レール
３３  下部保持レール
３３ａ  狭い部分
３３ｂ  排出孔
３４  スプリング
３５  押し出し用ローラ
３６  ロータリソレノイド
３６ａ  カム板
３７  電極
３８  使用済み表示ランプ
【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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