(57)【要約】【課題】  自律移動や自律作業が可能な移動型ロボットにおいて、充電による可動範囲の制限や作業内容の制限を受けずに、作業を継続可能な技術を提供する。【解決手段】  移動して所定の作業を自律的に実行する移動型メインロボット(10A)と、その移動型メインロボット(10A)に対して装着可能であるとともに移動型メインロボット(10A)とは別に移動可能な移動型サブロボット(20A,20B,20C,20D)と、その移動型サブロボット(20C)に対して充電を実行する充電装置(30)とを備える。移動型メインロボット(10A)は、電気エネルギを供給するメインバッテリ(11)を備える。前記移動型サブロボットは、前記の移動型メインロボット(10A)に装着された場合に前記メインバッテリ(11)へ電気エネルギを充電する内蔵バッテリを備える。移動型メインロボット(10A)に装着されていない場合であって内蔵バッテリの電気エネルギが少ない場合には、充電装置(30)へ自律移動して充電する。【選択図】  図１
2012043072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動して所定の作業を自律的に実行する移動型メインロボットと、その移動型メインロボットに対して装着可能であるとともに移動型メインロボットとは別に移動可能な移動型サブロボットと、その移動型サブロボットに対して充電を実行する充電装置とを備えた移動型ロボットシステムであって、
前記移動型メインロボットは、バッテリとして電気エネルギを供給するメインバッテリを備えており、
前記移動型サブロボットは、前記の移動型メインロボットに装着された場合に前記メインバッテリへ電気エネルギを充電する内蔵バッテリを備えるとともに、移動型メインロボットに装着されていない場合であって内蔵バッテリの電気エネルギが少ない場合には前記の充電装置へ自律移動して充電することとした移動型ロボットシステム。
【請求項２】
移動して所定の作業を自律的に実行する移動型メインロボットと、その移動型メインロボットに対して装着可能であるとともに移動型メインロボットとは別に移動可能な複数の移動型サブロボットと、その移動型サブロボットに対して充電を実行する充電装置とを備えた移動型ロボットシステムであって、
前記移動型サブロボットは、前記の移動型メインロボットに装着された場合にバッテリとして電気エネルギを供給する内蔵バッテリを備えるとともに、移動型メインロボットに装着されていない場合であって内蔵バッテリの電気エネルギが少ない場合には前記の充電装置へ自律移動して充電することとし、
前記移動型メインロボットは、二つ以上の移動型サブロボットを装着可能とし、少なくとも一つの移動型サブロボットを装着してその内蔵バッテリを移動型メインロボットのバッテリとして電気エネルギを供給することとした移動型ロボットシステム。
【請求項３】
前記の移動型サブロボットは、充放電装置を介して自然エネルギ発電装置または電力系統と接続することとした請求項１または請求項２に記載の移動型ロボットシステム。
【請求項４】
前記の移動型サブロボットは、その移動型サブロボットを自律移動させる駆動機構にて前記の移動型メインロボットを駆動させるように装着可能に形成した請求項１から請求項３のいずれかに記載の移動型ロボットシステム。
【請求項５】
前記移動型メインロボットを複数備えるとともに、  複数の移動型メインロボットとの双方向通信が可能な中央制御装置を備え、
その中央制御装置は、移動型メインロボットからのデータを受信するデータ受信手段と、移動型メインロボットに対する制御信号等のデータを送信するデータ送信手段と、を備え、
前記データ送信手段が他の移動型メインロボットに対して支援命令を含む制御信号を送信することとした請求項１から請求項４のいずれかに記載の移動型ロボットシステム。
【請求項６】
前記の中央制御装置は、前記移動型メインロボットから、当該移動型メインロボットがどのような状態であるかを含む状態データを連続的に受信して蓄積する状態データベースを備え、
前記データ受信手段が一の移動型メインロボットからの支援要請を受信した場合には、その支援要請に的確な移動型メインロボットを前記状態データベースから抽出し、
前記データ送信手段は、その抽出された移動型メインロボットに対して支援命令を含む制御信号を送信することとした請求項５に記載の移動型ロボットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリを搭載して自律移動や自律作業が可能な移動型ロボット（自律移動体を含む）において、充電のために移動や作業を中断しなくて済む技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットが様々な分野に応用されるようになり、長距離の移動や複雑な作業を伴う仕事が可能となってきた。
作業内容に大きな出力を伴う場合には、その出力をエンジンから供給するロボットもあるが、データの入出力や演算処理が必須であるため、多くのロボットは電気エネルギのみで稼働する。
さて、ロボットを稼働させるための電気エネルギの供給は、そのロボットが移動できる範囲を制限しないようにするため、バッテリを用いる。バッテリには、繰り返しの充放電が可能な二次電池を用いることが極めて一般的である。
【０００３】
特許文献１には、移動型ロボットにおいて、メインのバッテリ（主電池）とサブのバッテリ（副電池）を備えることにより、主電池が充電中であっても移動型ロボットを使用できる技術が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、移動型ロボットに対して、移動型ロボットに追従して移動可能であり、接続ケーブルを介して移動型ロボットに充電を実行可能な充電装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３０４５４４号公報
【特許文献２】特開２００９−１４２０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された技術では、移動型ロボットが充電を必要とする際には、充電装置のある場所まで移動しなければならない。  したがって、その充電装置の場所で実行可能な作業は継続できるものの、移動しなければ実行できない作業は中断しなければならない。
【０００７】
特許文献２に開示された技術では、充電装置が追従するので、移動型ロボットが充電装置を伴って移動できる範囲での作業は、充電中であっても継続できる。  しかし、充電装置と移動型ロボットとはケーブルにて接続されているため、ケーブルによる可動範囲の制限や作業内容の制限を受ける。
【０００８】
本願発明が解決しようとする課題は、移動型ロボットに対して充電による可動範囲の制限や作業内容の制限を受けずに、作業を継続可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（第一の発明）
本願における第一の発明は、  移動して所定の作業を自律的に実行する移動型メインロボット(10A)と、  その移動型メインロボット(10A)に対して装着可能であるとともに移動型メインロボット(10A)とは別に移動可能な移動型サブロボット(20A,20B,20C,20D)と、  その移動型サブロボット(20A,20B,20C,20D)に対して充電を実行する充電装置(30)とを備えた移動型ロボットシステムに係る。
すなわち、前記移動型メインロボット(10A)は、バッテリとして電気エネルギを供給するメインバッテリ(11)を備えており、  前記移動型サブロボット(20A,20B,20C,20D)は、前記の移動型メインロボット(10A)に装着された場合に前記メインバッテリ(11)へ電気エネルギを充電する内蔵バッテリを備えるとともに、  移動型メインロボット(10A)に装着されていない場合であって内蔵バッテリの電気エネルギが少ない場合には前記の充電装置(30)へ自律移動して充電する移動型ロボットシステムに係る。
「移動型メインロボット」は単数であるか、複数であるかは問わない。
【００１０】
（作用）
移動型メインロボット(10A)は、メインバッテリ(11)の電気エネルギによって、移動して所定の作業を自律的に実行する。その作業によってメインバッテリ(11)の電気エネルギが減るが、移動型サブロボット(20D)が移動型メインロボット(10A)に装着されると、移動型サブロボット(20A)の内蔵バッテリの電気エネルギが前記メインバッテリ(11)へ充電される。
前記移動型メインロボット(10A)の内蔵バッテリの電気エネルギが放電して少ない場合は、その移動型サブロボット(20B)が、移動型メインロボット(10A)から離れて充電装置(30)へ自律移動して充電する（移動型サブロボット(20C)）。充電後の移動型サブロボット(20D)は、再び移動型メインロボット(10A)へ自律移動して移動型メインロボット(10A)に装着され、内蔵バッテリの電気エネルギがメインバッテリ(11)へ充電される。
移動型メインロボット(10A)は、充電装置(30)から離れているにもかかわらずメインバッテリ(11)の電気エネルギが常に充電されることとなるので、所定の作業を継続的に実行することができる。
【００１１】
（第二の発明）
第二の発明は、  移動して所定の作業を自律的に実行する移動型メインロボット(10B)と、  その移動型メインロボット(10B)に対して装着可能であるとともに移動型メインロボット(10B)とは別に移動可能な複数の移動型サブロボット(20A,20B,20C,20D)と、  その移動型サブロボット(20A,20B,20C,20D)に対して充電を実行する充電装置(30)とを備えた移動型ロボットシステムに係る。
前記移動型サブロボット(20A,20B,20C,20D)は、前記の移動型メインロボット(10B)に装着された場合にバッテリとして電気エネルギを供給する内蔵バッテリを備えるとともに、移動型メインロボット(10B)に装着されていない場合であって内蔵バッテリの電気エネルギが少ない場合には前記の充電装置(30)へ自律移動して充電することとする。
また、前記移動型メインロボット(10B)は、二つ以上の移動型サブロボット(20A,20B,20C,20D)を装着可能とし、少なくとも一つの移動型サブロボット(20A,20B,20C,20D)を装着してその内蔵バッテリをメインロボット(10B)のバッテリとして電気エネルギを供給することとする。
なお、ここでも「移動型メインロボット」は単数であるか、複数であるかは問わない。
【００１２】
（作用）
移動型メインロボット(10B)は、装着した移動型サブロボット(20A)の内蔵バッテリの電気エネルギによって、移動して所定の作業を自律的に実行する。二つ以上の移動型サブロボット(20A)を装着できるので、一つの移動型サブロボット(20A)の内蔵バッテリの電気エネルギが少なくなっても、他の移動型サブロボット(20A)の電気エネルギが使用される。前記の電気エネルギが少なくなった移動型サブロボット(20B)は、移動型メインロボット(10B)から離れて充電装置(30)へ自律移動して充電する(移動型サブロボット(20C))。
充電した移動型サブロボット(20D)は移動型メインロボット(10B)へ自律移動し、移動型メインロボット(10B)に装着される。したがって、移動型メインロボット(10A)は、充電装置(30)から離れているにもかかわらず、一つ以上の移動型サブロボット(20A)から電気エネルギが常に提供されるので、所定の作業を継続的に実行することができる。
【００１３】
（第一の発明および第二の発明のバリエーション１）
第一の発明および第二の発明は、以下のようなバリエーションを提供することもできる。
すなわち、  充放電装置(30A)は、自然エネルギから発電した電気を移動型サブロボット(20C)に供給可能とするとともに、移動型サブロボット(20C)から電力系統への放電についても可能とする。
ここで、「自然エネルギから発電した電気」とは、たとえば太陽光発電による電気、風力発電による電気などである。
【００１４】
（作用）
自然エネルギ発電装置(40)を、充放電装置(30A)を介して移動型サブロボット(20C) へ接続することにより、不安定な自然エネルギを安定的に利用すること、出力変動の安定化に寄与することができる。
【００１５】
（第一の発明および第二の発明のバリエーション２）
第一の発明および第二の発明は、以下のようなバリエーションを提供することもできる。
すなわち、  前記の移動型サブロボット(20A)は、その移動型サブロボット(20A)を自立移動させる駆動機構にて前記移動型メインロボット(10B)を駆動させるように装着可能に形成した。
【００１６】
（作用）
移動型メインロボット(10B)においては、移動のための駆動装置を省略することができる。すなわち、移動型メインロボット(10B)に装着された移動型サブロボット(20A)における自律移動のための駆動装置によって、移動型メインロボット(10B)を移動させることができる。
【００１７】
（第一の発明および第二の発明のバリエーション３）
第一の発明および第二の発明は、以下のようなバリエーションを提供することもできる。
すなわち、  前記移動型メインロボットを複数備えるとともに、  複数の移動型メインロボット(10B-1,10B-2)との双方向通信が可能な中央制御装置(90)を備える。  そして、その中央制御装置(90)は、移動型メインロボット(10B-1,10B-2)からのデータを受信するデータ受信手段と、移動型メインロボット(10B-1,10B-2)に対する制御信号等のデータを送信するデータ送信手段と、を備える。
前記データ送信手段が他の移動型メインロボット(10B-1)に対して支援命令を含む制御信号を送信することができる。
【００１８】
（作用）
中央制御装置(90)は、複数の移動型メインロボット(10B-1,10B-2)からのデータを受信したり、複数の移動型メインロボット(10B-1,10B-2)に対してデータを送信したりすることができる。
一の移動型メインロボット(10B-2)からの支援要請を含んだデータを中央制御装置(90)に送信した場合には、中央制御装置(90)のデータ受信手段がその支援要請を含んだデータを受信する。  そして、中央制御装置(90)は、他の移動型メインロボット(10B-1)に対して支援命令を含む制御信号を、データ送信手段にて送信する。
当該制御信号を受信した移動型メインロボット(10B-1)は、たとえば、自らの稼働に支障のない移動型サブロボット(20E)を切り離す。その移動型サブロボット(20E)は、支援要請を発信した移動型メインロボット(10B-2)の元に移動し、移動型メインロボット(10B-2)の作業や移動を継続させることに寄与する電気エネルギを供給する。
【００１９】
（第一の発明および第二の発明のバリエーション３における更なるバリエーション）
前記のバリエーション３に係る発明は、更に、以下のようにすることもできる。
すなわち、前記の中央制御装置(90)は、前記移動型メインロボット(10B-1,10B-2)から、当該移動型メインロボット(10B-1,10B-2)がどのような状態であるかを含む状態データを連続的に受信して蓄積する状態データベースを備える。  前記データ受信手段が一の移動型メインロボット(10B-2)からの支援要請を受信した場合には、その支援要請に的確な移動型メインロボットを前記状態データベースから抽出し、  前記データ送信手段は、その抽出された移動型メインロボット(10B-1)に対して支援命令を含む制御信号を送信する。
【００２０】
（用語説明）
「状態データ」とは、たとえば、移動型メインロボットの現在位置、バッテリの残量などである。
「連続的に受信」とは、常時接続の場合の他、たとえば、毎分1回、５分ごとに１回というように定期的な場合も含む。  前記データ受信手段が一の移動型メインロボット(10B-2)からの支援要請を受信する場合のほか、中央制御装置(90)が状態データから移動型メインロボット(10B-2)に支援が必要である、と判断する場合もある。
【００２１】
(作用)
中央制御装置(90)は、前記移動型メインロボット(10B-1,10B-2)から、当該移動型メインロボット(10B-1,10B-2)がどのような状態であるかを含む状態データを連続的に受信して蓄積している。  データ受信手段が一の移動型メインロボット(10B-2)からの支援要請を受信した場合、状態データベースにアクセスして当該一の移動型メインロボット(10B-2)がどこに位置しているかを把握する。そして、その位置情報やそのほかの状態データを用いて、支援要請を行う他の移動型メインロボット(10B-1)を抽出する。そして抽出した移動型メインロボット(10B-1)に対して、支援要請を含む制御信号を送信する。
【発明の効果】
【００２２】
第一の発明によれば、移動型メインロボットは、そのメインバッテリに対して移動型サブロボットの自律移動によって確実に充電できる。したがって、充電による可動範囲の制限や作業内容の制限を受けずに、作業を継続することが可能となる移動型ロボットシステムを提供することができた。
また、第二の発明によれば、移動型メインロボットは、二つ以上の移動型サブロボットを装着するので、一つの移動型サブロボットにて電気エネルギを供給し、他の移動型サブロボットが自律移動して充電することができる。したがって、充電による可動範囲の制限や作業内容の制限を受けずに、作業を継続することが可能となる移動型ロボットシステムを提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る移動型ロボットシステムを示す概略説明図である。
【図２】本発明の第二の実施形態に係る移動型ロボットシステムを示す概略説明図である。
【図３】第一の実施形態および第二の実施形態に適用できる動作例を示す概略説明図である。
【図４】第一の実施形態および第二の実施形態に適用できる実施例を示す概略説明図である。
【図５】本発明の第三の実施形態に係る移動型ロボットシステムを示す概略説明図である。
【図６】本発明の第四の実施形態に係る移動型ロボットシステムを示す概略説明図である。
【図７】複数の移動型メインロボットを稼働させる移動型ロボットシステムを示す概略説明図である。
【図８】図７における中央制御装置の作動例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の第一の実施形態ないしは第四の実施形態に係る移動型ロボットシステムについて図面を参照して説明する。ここで使用する図面は、図１から図８である。
【００２５】
図１は、第一の実施形態に係る移動型ロボットシステムを示している。その移動型ロボットシステムは、基本的には移動型メインロボット１０Ａ、少なくとも一つ以上の移動型サブロボット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ、充電装置３０を備えている。
【００２６】
また、移動型メインロボット１０Ａは、例えば室内の床面を車輪にて走行移動して所定の作業を自律的に実行する自律・移動型ロボットである。
こうした自律・移動型ロボットの主な用途は、パーソナルロボットおよび非製造業用ロボットである。パーソナルロボットには、家庭内で使用されるホームロボットなどの生活支援ロボット、医療・福祉ロボットなどの社会参加支援ロボットや教育・アミューズメント支援ロボットなどがある。
非製造業用ロボットには、オフィスロボット、消防・防災ロボット、運輸・倉庫用ロボット、ゴミ処理・清掃ロボット、サービス用ロボット、ライフメンテナンスロボット、医療・福祉ロボットなどがある。
【００２７】
移動型メインロボット１０Ａは、図１では詳細な図示を省略しているが、移動のための移動機構を備えたメインロボット（ＭＲ）用構造本体、所定の作業を実行するためのロボットアームや把持部（ロボットハンド）などの部分構造体、移動や作業動作を制御するためのメインロボット（ＭＲ）用制御装置、外部情報を認識するための外部情報認識装置、前記移動機構や前記ＭＲ用制御装置などの各種装置へ電気エネルギを供給するためのバッテリ、などを備えている。
【００２８】
本実施形態では、上記の移動機構、ＭＲ用構造本体、部分構造体、ＭＲ用制御装置、外部情報認識装置などは、特に限定されないが、前記バッテリとしては、電気エネルギを供給するメインバッテリ１１が備えられている。
さらに、前記ＭＲ用構造本体の内部は、少なくとも一つ以上の移動型サブロボットを装着可能となっている。前記メインバッテリ１１には、装着可能な移動型サブロボットに対応する数のコネクタ装置１２を備えている。
図１では、四つの移動型サブロボット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄを図示しているが、移動型メインロボット１０Ａは、二つの移動型サブロボットを装着可能である。
【００２９】
一方、移動型サブロボット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄは、移動型メインロボット１０Ａとは別に自律して移動可能である。例えば、移動のための移動機構を備えたサブロボット（ＳＲ）用構造本体、詳細な図示は省略しているが、自律的な移動や作業動作を制御するためのサブロボット（ＳＲ）用制御装置などを備えている。また、前記ＳＲ構造本体は、前記移動型メインロボット１０Ａに装着された場合に、前記メインバッテリ１１へ電気エネルギを充電するための内蔵バッテリを備えている。  その内蔵バッテリによる移動型メインロボット１０Ａへの充電は、充電装置３０へ自律移動が可能である電気エネルギを残すように制御される。
【００３０】
移動型サブロボット２０Ｂは、移動型メインロボット１０Ａに装着されていない場合であって前記内蔵バッテリの電気エネルギが少ない場合には、前記充電装置３０へ自律移動して充電する。  その自律移動は、ＳＲ用制御装置またはＭＲ用制御装置のいずれか、もしくは双方によって制御される。
【００３１】
充電装置３０は、前記移動型サブロボット２０Ｄに対して充電を実行する装置である。  その充電装置３０は、例えば、充電用電源と、その充電用電源を制御する充電用制御装置と、前記充電用電源から供給される電気エネルギを移動型サブロボット２０Ｂの内蔵バッテリへ充電するための配線部材などを備えている。
【００３２】
次に、上述した第一の実施形態の移動型ロボットシステムにおける作用を説明する。
移動型メインロボット１０Ａでは、メインバッテリ１１の電気エネルギが、移動型メインロボット１０Ａを構成する各種機器へ供給される。例えば、外部情報認識装置にて外部情報を認識すると、所定の作業を実行するためにＭＲ用制御装置によって制御される。ＭＲ用構造本体は、移動機構が作動して所定の位置へ移動し、部分構造体が作動して所定の作業を実行する。
【００３３】
図１では、移動型サブロボット２０Ａが、移動型メインロボット１０Ａの内部のコネクタ装置１２に装着されており、内蔵バッテリから電気エネルギがコネクタ装置１２を経てメインバッテリ１１へ充電される。すなわち、移動型サブロボット２０Ａの内蔵バッテリは、電気エネルギを移動型メインロボット１０Ａのメインバッテリ１１に対して放電する。
移動型サブロボット２０Ｂは、充電装置３０へ自律移動が可能である電気エネルギを残しつつ、その内蔵バッテリの電気エネルギを放電した後に、移動型メインロボット１０Ａから離れて充電装置３０へ向かって移動する。
移動型サブロボット２０Ｃは、充電装置３０にて充電されている状態を示している。  また、移動型サブロボット２０Ｄは、充電装置３０にて充電後に、移動型メインロボット１０Ａへ向かって移動している状態を示している。
【００３４】
以上のように、移動型サブロボット２０Ａの少なくともひとつによって、内蔵バッテリの電気エネルギが、メインバッテリ１１へ供給されて充電されるので、メインバッテリ１１の電気エネルギが消耗しない。その結果、移動型メインロボット１０Ａは、充電のための充電装置への移動時間や充電中の時間が不要であり、作業を中断することなく、作業を継続することが可能となる。
【００３５】
なお、第一の実施形態の移動型ロボットシステムでは、最低一つの移動型サブロボット２０Ａでも、本願発明の目的を達成する。  この場合は、移動型サブロボット２０Ａに関する制御として、以下のような制御が必要である。
すなわち、移動型メインロボット１０Ａのメインバッテリ１１の電気エネルギを放電しきる前に、移動型サブロボット２０Ａが充電装置３０へ自律移動して内蔵バッテリを充電する必要がある。  また、その充電後、再び移動型メインロボット１０Ａへ自律移動して、前記内蔵バッテリの電気エネルギをメインバッテリ１１へ放電する必要がある。  この充放電を繰り返すのである。
【００３６】
図２は、第二の実施形態に係る移動型ロボットシステムを示している。その移動型ロボットシステムは、基本的には移動型メインロボット１０Ｂ、二つ以上の移動型サブロボット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ、および充電装置３０を備えている。
前述した第一の実施形態の移動型ロボットシステムと異なる点は、移動型メインロボット１０Ｂがメインバッテリ１１を備えておらず、少なくとも一つの移動型サブロボット２０Ａ（または２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）の内蔵バッテリが、常に移動型メインロボット１０Ｂのバッテリとして機能することにある。そのために、二つ以上の移動型サブロボット２０Ａを装着可能とし，二つの移動型サブロボット２０Ａを装着した場合には二つのいずれか若しくは二つともを使用し、一つの移動型サブロボット２０Ａを装着しているのみである場合には、二つ目の移動型サブロボットは充電もしくは移動型メインロボット１０Ｂへの移動をしている。
【００３７】
移動型メインロボット１０Ｂは、前述した移動型メインロボット１０Ａと同じように、走行移動して所定の作業を自律的に実行する自律・移動型ロボットである。移動機構を備えたＭＲ用構造本体、部分構造体、ＭＲ用制御装置、外部情報認識装置などを備えている点は、前述した移動型メインロボット１０Ａと同様である。
【００３８】
前記ＭＲ用構造本体の内部は、二つ以上の移動型サブロボットを装着可能となっている。前記メインバッテリ１１には、前記移動型サブロボットに対応する数だけ装着可能なコネクタ装置１２を備えている。
図２では、四つの移動型サブロボット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄを使用しており、移動型メインロボット１０Ｂは、そのうちの二つの移動型サブロボットを装着可能である。移動型サブロボット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄは、図１にて説明したのと同様の構成である。例えば、前記移動型メインロボット１０Ｂとは別に自律して移動可能である。また、前記移動型メインロボット１０Ｂに装着された場合に、バッテリとして電気エネルギを供給する内蔵バッテリを備えている。
【００３９】
移動型サブロボット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄは、移動型メインロボット１０Ｂに装着されていない場合であって前記内蔵バッテリの電気エネルギが少ない場合には、前記充電装置３０へ自律移動して充電する構成である。その内蔵バッテリによる移動型メインロボット１０Ａへの充電は、充電装置３０へ自律移動が可能である電気エネルギを残すように制御される。
充電装置３０は、図１にて説明したのと同様であるので、詳しい説明は省略する。
【００４０】
次に、上述した第二の実施形態の移動型ロボットシステムにおける作用を説明する。
移動型メインロボット１０Ｂは、少なくとも一つの移動型サブロボット２０Ａ（または２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）の内蔵バッテリの電気エネルギが、移動型メインロボット１０Ｂを構成する各種機器へ供給される。  例えば、外部情報認識装置にて外部情報を認識すると、所定の作業を実行するためにＭＲ用制御装置によって制御される。ＭＲ用構造本体は、移動機構が作動して所定の位置へ移動し、部分構造体が作動して所定の作業を実行する。
【００４１】
図２では、移動型サブロボット２０Ａが、移動型メインロボット１０Ｂの内部のコネクタ装置１２に装着されており、内蔵バッテリがバッテリとして機能し、その電気エネルギがコネクタ装置１２を経て移動型メインロボット１０Ｂへ供給される。すなわち、移動型サブロボット２０Ａの内蔵バッテリは、その電気エネルギを放電し、その電気エネルギによって移動型メインロボット１０Ｂが稼働する。
移動型サブロボット２０Ｂは、その内蔵バッテリの電気エネルギを放電して残り少なくなったため、移動型メインロボット１０Ｂから離れて充電装置３０へ向かって移動する。
移動型サブロボット２０Ｃは、充電装置３０にて充電されている状態を示している。移動型サブロボット２０Ｄは、充電装置３０にて充電後に、移動型メインロボット１０Ａへ向かって移動している状態を示している。
【００４２】
以上のように、少なくとも一つの移動型サブロボット２０Ａ（または２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）の内蔵バッテリが、継続して移動型メインロボット１０Ｂのバッテリとして機能する。前記内蔵バッテリの電気エネルギが、移動型メインロボット１０Ｂを構成する各種機器へ供給される。  その結果、移動型メインロボット１０Ａは、充電のための充電装置への移動時間や充電中の時間が不要であり、作業を中断することなく、作業を継続することが可能となる。
【００４３】
図３は、前述した第一の実施形態および第二の実施形態に係る移動型ロボットシステムの動作例を示している。
この例では、第一の実施形態に係る移動型メインロボット１０Ａを使用して説明する。図３に示す移動型メインロボットは、メインバッテリ１１の図示を省略している。
移動型メインロボット１０Ａは、二つの移動型サブロボット２０Ａ，２０Ａを搭載してコネクタ装置１２に装着している。一方の移動型サブロボット２０Ａは、内蔵バッテリの電気エネルギが放電されているが、蓄電容量の８０％の電気エネルギが残っている。もう一方の移動型サブロボット２０Ａは、内蔵バッテリの電気エネルギが放電された後、蓄電容量の２５％の電気エネルギが残っている状態である。
【００４４】
上記の移動型サブロボット２０Ｂは、電気エネルギが残っている状態であるが、コネクタ装置１２および移動型メインロボット１０Ａから離れて、充電のために充電装置３０へ向かって移動している。
以上のように、移動型サブロボット２０Ａ，２０Ａが二つ以上装着されている場合には、電気エネルギが残っている量の大きさにかかわらずに、放電および充電のために臨機応変に使用することができる。
【００４５】
図４は、前述した第一の実施形態および第二の実施形態に係る移動型ロボットシステムにおいて適用できる実施例を示している。ここでは、移動型メインロボット１０Ａまたは移動型メインロボット１０Ｂの図示を省略している。
この実施形態では、充放電装置３０Ａは、自然エネルギ発電装置４０にて自然エネルギから発電した電気を、例えば移動型サブロボット２０Ｃに供給可能とするものである。自然エネルギ発電装置４０としては、例えば、風力発電装置４１や太陽光発電装置４２などがある。
【００４６】
風力発電装置４１は、地上に立設させたタワーと、そのタワーに固定されたナセルと、そのナセルに対してハブを介して回転自在に固定された複数のブレードを備えている。ブレードが回転することによって得られる電力を、電力系統へ供給するものである。
太陽光発電装置４２は、複数の太陽電池パネルを直列および並列に配列した太陽電池モジュールから得られる直流電力が、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）にて交流電力に変換され、その電力を電力系統へ供給するものである。
風力発電装置４１や太陽光発電装置４２は、いずれも気象条件によって発電量が異なる。これを家庭や工場内で消費する場合も、電力会社へ売電する場合にも、発電量が不安定なので活用のための運用は複雑になりがちである。しかし、充放電装置３０Ａに接続中の移動型サブロボット２０Ｃのバッテリを利用することにより、風力発電装置４１や太陽光発電装置４２にて発電した電気エネルギに対する出力変動抑制動作が可能である。
【００４７】
図５は、第三の実施形態に係る移動型ロボットシステムを示している。その移動型ロボットシステムは、基本的には前述した第一の実施形態および第二の実施形態に係る移動型ロボットシステムとほぼ同様である。
異なる点は、移動型メインロボット１０Ａおよび移動型メインロボット１０Ｂが、移動可能とするための支持輪１３を備えているが、その支持輪１３自身は、自律して移動するための駆動機構を有していない。支持輪１３は、例えば四つの車輪で構成される。そのため、少なくとも一つ以上の移動型サブロボット２０Ａ（または２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）が、移動型メインロボット１０Ａおよび移動型メインロボット１０Ｂの駆動機構を兼用することにある。
【００４８】
この実施形態では、移動型メインロボット１０Ｂを使用して説明する。図５では、その内部のコネクタ装置１２などの図示を省略している。また、図１および図２にて説明したのと同様の構成である、四つの移動型サブロボット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄを使用している。
移動型サブロボット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄは、移動型メインロボット１０Ｂに対して装着可能である。  図５では、二つの移動型サブロボット２０Ａ，２０Ｂを装着した状態を示している。このとき、移動型サブロボット２０Ａ，２０Ｂの駆動輪２１が床面に接地する位置で、移動型メインロボット１０Ｂに装着する。駆動輪２１は、例えば四つの車輪で構成される。また、移動型サブロボット２０Ａ，２０Ｂの内蔵バッテリは、コネクタ装置１２（図示省略）に装着可能である。
【００４９】
図５では、移動型サブロボット２０Ａの内蔵バッテリの電気エネルギが放電され、移動型メインロボット１０Ｂの移動や作業のために用いられている。この時点では、移動型サブロボット２０Ａの移動機構は、駆動輪２１を駆動して移動型メインロボット１０Ｂを移動する。  一方、移動型サブロボット２０Ｂは、移動型メインロボット１０Ｂから離れ、充電のために充電装置３０へ向かって移動する。
二つの移動型サブロボット２０Ａ，２０Ｂが、移動型メインロボット１０Ｂに装着されているときは、移動型サブロボット２０Ａ，２０Ｂのいずれか一方または両者の駆動輪２１が、移動型メインロボット１０Ｂを移動させるのに用いられる。
【００５０】
また、移動型サブロボット２０Ｄは、充電装置３０にて充電後に、移動型メインロボット１０Ｂへ向かって移動し、その移動型メインロボット１０Ｂにおいて前記移動型サブロボット２０Ｂが装着されていた位置（空きスロット１９）へ装着される直前の状態を示している。
【００５１】
図６は、第四の実施形態に係る移動型ロボットシステムを示している。その移動型ロボットシステムは、基本的には前述した第一の実施形態および第二の実施形態に係る移動型ロボットシステムとほぼ同様である。異なる点は、移動型メインロボット１０Ａおよび移動型メインロボット１０Ｂが、歩行あるいは車輪等で移動し、かつロボットアーム１４やロボットハンド１５（把持部）にて所定の作業を実行する人型のロボットである。
【００５２】
図６では、移動型メインロボット１０Ｂの符号を付して説明する。内部のコネクタ装置１２などの図示を省略している。また、図１および図２にて説明したのと同様の構成である、四つの移動型サブロボット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄを使用している。
移動型サブロボット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄは、移動型メインロボット１０Ｂに装着可能である。このとき、移動型サブロボット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄは、移動型メインロボット１０Ｂのロボットアーム１４およびロボットハンド１５によって、移動型メインロボット１０Ｂの内部へ装着および離脱する構成である。また、移動型サブロボット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄの内蔵バッテリは、コネクタ装置１２（図示省略）に装着可能である。
【００５３】
図６は、移動型サブロボット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄのいずれかを二箇所に装着でき、左側に移動型サブロボット２０Ａを装着し、右側の二点鎖線は未装着の状態を示している。前記移動型サブロボット２０Ａは、内蔵バッテリの電気エネルギを放電している状態である。また、移動型サブロボット２０Ｄは、充電装置３０にて充電後に、移動型メインロボット１０Ｂへ向かって移動してきたものである。その移動型サブロボット２０Ｄは、移動型メインロボット１０Ｂのロボットアーム１４およびロボットハンド１５によって、図６の右側の二点鎖線の未装着箇所（空きスロット１９）へ装着される。
【００５４】
図７は、複数の移動型メインロボット10B-1、10B-2を稼働させる移動型ロボットシステムを示す。また、図８では、図７における中央制御装置の作動例を示す。
複数の移動型メインロボット10B-1、10B-2には通信手段が搭載されており、その通信手段によって中央制御装置９０との双方向通信を連続的に行っている。
中央制御装置９０は、複数の移動型メインロボット10B-1、10B-2から状態データ（現在位置の情報やバッテリの残量）を受信し、状態データベースに蓄積している。
【００５５】
移動型メインロボット10B-2は充電装置３０からの距離が遠い位置にて、一の移動型メインロボット10B-2におけるバッテリ（移動型サブロボット20A）の残量が乏しくなったとする。そのため、充電装置３０にて充電している移動型サブロボット20Cを移動させていたのでは、移動型メインロボット10B-2がバッテリ切れを起こすおそれがある。
【００５６】
移動型メインロボット10B-2は、バッテリ切れを起こすおそれがある旨を状態データとして中央制御装置９０へ送信し、状態データベースにて移動型メインロボット10B-2の現在位置および他の移動型メインロボット10B-1を確認する。そして、他の移動型メインロボット10B-1が搭載している移動型サブロボット２０が二つであり、二つとも満充電に近い状態（９０％）であることを把握し、移動型メインロボット10B-1に支援命令を送信する。
【００５７】
支援命令を受信した移動型メインロボット10B-1は、搭載している二つの移動型サブロボットのうちのひとつを切り離す。切り離された移動型サブロボット２０Ｅは、移動型メインロボット10B-2に向かって移動し、移動型メインロボット10B-2に搭載される。これによって移動型メインロボット10B-2は、バッテリ切れを起こさずに済むこととなる。
なお、移動型サブロボット２０Ｅが搭載された移動型メインロボット10B-2は、状態データとして中央制御装置９０へその旨を発信し、中央制御装置９０は支援命令が完遂されたことを確認する。
【００５８】
詳しい図示は省略しているが、移動型メインロボット10B-1、10B-2や全ての移動型サブロボットには、自らの位置情報を把握するための機能を搭載している。そして、中央制御装置９０に対する状態データとして送信したり、支援命令に伴う支援先の移動型メインロボットに向かって移動する際に用いる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、家庭における家電としてのロボットに関わるロボットや危険な場所において自律的に作業するロボットの製造業、それらロボットのメンテナンス業、それらロボットに用いる二次電池の製造業などにおいて、利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００６０】
１０Ａ，１０Ｂ  移動型メインロボット
１１  メインバッテリ
１２  コネクタ装置                    １３  支持輪
１４  ロボットアーム                  １５  ロボットハンド（把持部）
１９  空きスロット
２０Ａ  移動型サブロボット（メインロボットに組み込まれた状態）
２０Ｂ  移動型サブロボット（充電装置に向かって移動している状態）
２０Ｃ  移動型サブロボット（充電装置にて充電している状態）
２０Ｄ  移動型サブロボット（メインロボットに向かって移動している状態）
３０  充電装置
４０  自然エネルギ発電装置            ４１  風力発電装置
４２  太陽光発電装置
９０  中央制御装置
【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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