(57)【要約】【課題】一方の引張り出し検知センサが故障した場合であっても、配線部材が所定以上に引張り出されたとき、異常処理を行うことが可能な移動体の充電装置を提供する。【解決手段】充電スタンド２は、ケーブル５ａの第１の引張り出しを検知する第１の引張り出し検知センサ７と、ケーブル５ａの第２の引張り出しを検知する第２の引張り出し検知センサ８を備える。制御装置４は、第１の引張り出し検知センサ７による検知に基づいて第１の制御指令を出力し、第２の引張り出し検知センサ８による検知に基づいて第２の制御指令を出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次電池を有する移動体の充電装置であって、
充電用電源と、
一端が前記充電用電源に接続され、他端が前記２次電池に接続される配線部材と、
前記配線部材の第１の引張り出しを検知する第１の引張り出し検知センサと、
前記配線部材の第２の引張り出しを検知する第２の引張り出し検知センサと、
前記第１の引張り出し検知センサによる検知に基づいて第１の制御指令を出力し、前記第２の引張り出し検知センサによる検知に基づいて第２の制御指令を出力する制御部とを備えることを特徴とする移動体の充電装置。
【請求項２】
報知部を備え、
前記制御部は、前記第１の制御指令として、前記報知部に注意を報知させる制御指令を出力することを特徴とする請求項１記載の移動体の充電装置。
【請求項３】
前記第２の引張り出しは前記第１の引張り出しよりも長く、
前記制御部は、前記第２の制御指令として、前記充電用電源に給電を停止させる制御指令を出力することを特徴とする請求項１又は２に記載の移動体の充電装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第２の制御指令として、前記移動体に移動を停止させる制御指令を出力することを特徴とする請求項３に記載の移動体の充電装置。
【請求項５】
前記第１の引張り出し検知センサは、前記配線部材が前記第１の引張り出しを受けたとき、前記配線部材に固定された被検知部材が所定位置の通過を検知する非接触式センサであることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の移動体の充電装置。
【請求項６】
前記配線部材を規制する規制部材を備え、
前記第２の引張り出し検知センサは、前記配線部材が前記第２の引張り出しを受けたとき、前記配線部材に固定された当接部材が前記規制部材に当接したことを検知する当接検知センサであることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の移動体の充電装置。
【請求項７】
２次電池を有する移動体の充電装置の制御方法であって、
前記充電装置は、充電用電源と、一端が前記充電用電源に接続され、他端が前記２次電池に接続される配線部材と、前記配線部材の第１の引張り出しを検知する第１の引張り出し検知センサと、前記配線部材の第２の引張り出しを検知する第２の引張り出し検知センサとを備え、
前記第１の引張り出し検知センサによる検知に基づいて第１の制御指令が出力され、前記第２の引張り出し検知センサによる検知に基づいて第２の制御指令が出力されることを特徴とする移動体の充電装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボット等の移動体の充電装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロボット等の移動体の充電装置として、充電用電源と、充電用電源に一端が接続され、他端が移動体のバッテリ（２次電池）に接続される配線部材とを備えたものが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、配線部材の前記他端に、移動型ロボットのバッテリに接続された受電コネクタに接続される給電コネクタが設けられた充電スタンド（充電装置）が開示されている。この充電スタンドにおいては、バッテリの残存容量が低下したときに、移動型ロボットが自ら充電スタンドの設置場所に移動して、給電コネクタを受電コネクタに接続させることにより自動的に充電することができる。
【０００４】
充電スタンドには、配線部材の引張りを検出する引張り検出器が設けられている。この引張り検出器は、充電スタンドを構成するフレームの配線部材の導出部に配置した第１及び第２のマイクロスイッチから構成される。
【０００５】
第１のマイクロスイッチは、配線部材が移動型ロボットに引張られ、ケーブルに固定されたカラーがフレームのケーブル導出孔から前方に引き抜かれたときに、ＯＦＦする。第２のマイクロスイッチは、カラーが引き抜かれてから更にケーブルがフレームの前方に引き出された場合、カラーよりも後方でケーブルに固定したストッパがフレームに固定の受部に当接したときに、ＯＮする。
【０００６】
そして、第１のマイクロスイッチがＯＦＦしたときに、移動型ロボットにその動きを制限すべきことを指示する第１の動き制限信号が送信される。その後、誤動作等で配線部材が引張られて第２のマイクロスイッチがＯＮしたときに、充電用電源からの給電を緊急停止すると共に、移動型ロボットに第２の動き制限信号を送信して、移動型ロボットを緊急停止させ、更に、ブザー等で異常報知を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】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】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に開示された充電スタンドにおいては、第１のマイクロスイッチが故障した場合、配線部材が引張られて第２のマイクロスイッチがＯＮしても、充電用電源からの給電や移動型ロボットを停止させる異常処理が行われないという問題があった。
【０００９】
本発明は、以上の点に鑑み、一方の引張り出し検知センサが故障した場合であっても、配線部材が所定以上に引張り出されたとき、異常処理を行うことが可能な移動体の充電装置及びその制御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】
【００１０】
本発明は、２次電池を有する移動体の充電装置であって、充電用電源と、一端が前記充電用電源に接続され、他端が前記２次電池に接続される配線部材と、前記配線部材の第１の引張り出しを検知する第１の引張り出し検知センサと、前記配線部材の第２の引張り出しを検知する第２の引張り出し検知センサと、前記第１の引張り出し検知センサによる検知に基づいて第１の制御指令を出力し、前記第２の引張り出し検知センサによる検知に基づいて第２の制御指令を出力する制御部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、制御部は、第１の制御指令を第１の引張り出し検知センサによる検知に基づいて出力し、第２の制御指令を第２の引張り出し検知センサによる検知に基づいて出力しており、第１の制御指令と第２の制御指令とはそれぞれ独立して出力される。そのため、上記特許文献１のように第１のマイクロスイッチがＯＦＦしない限り、第２のマイクロスイッチがＯＮしても充電用電源からの給電が緊急停止されない場合に比べて、第１の制御指令又は第２の制御指令による異常処理を確実に行うことが可能となる。
【００１２】
また、本発明において、報知部を備え、前記制御部は、前記第１の制御指令として、前記報知部に注意を報知させる制御指令を出力するように構成することができる。
【００１３】
また、本発明において、前記第２の引張り出しは前記第１の引張り出しよりも長く、  前記制御部は、前記第２の制御指令として、前記充電用電源に給電を停止させる制御指令を出力することが好ましい。
【００１４】
この場合、第１の引張り出し検知センサが故障し、配線部材の第１の引張り出しが検出されない場合であっても、第２の引張り出し検知センサが第２の引張り出しを検知したとき、充電用電源は給電を停止させる。更に、本発明において、前記制御部は、前記第２の制御指令として、前記移動体に移動を停止させる制御指令を出力することが好ましい。
【００１５】
また、本発明において、前記第１の引張り出し検知センサは、前記配線部材が前記第１の引張り出しを受けたとき、前記配線部材に固定された部材が所定位置の通過を検知する非接触式センサであるように構成することができる。
【００１６】
また、本発明において、前記配線部材を規制する規制部材を備え、前記第２の引張り出し検知センサは、前記配線部材が前記第２の引張り出しを受けたとき、前記配線部材に固定された部材が前記規制部材に当接したことを検知する当接検知センサであるように構成することができる。
【００１７】
そして、本発明は、２次電池を有する移動体の充電装置の制御方法であって、前記充電装置は、充電用電源と、一端が前記充電用電源に接続され、他端が前記２次電池に接続される配線部材と、前記配線部材の第１の引張り出しを検知する第１の引張り出し検知センサと、前記配線部材の第２の引張り出しを検知する第２の引張り出し検知センサとを備え、前記第１の引張り出し検知センサによる検知に基づいて第１の制御指令が出力され、前記第２の引張り出し検知センサによる検知に基づいて第２の制御指令が出力されることを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、第１の制御指令は第１の引張り出し検知センサによる検知に基づいて出力され、第２の制御指令は第２の引張り出し検知センサによる検知に基づいて出力されており、第１の制御指令と第２の制御指令とはそれぞれ独立して出力される。そのため、上記特許文献１のように第１のマイクロスイッチがＯＦＦしない限り、第２のマイクロスイッチがＯＮしても、充電用電源からの給電が緊急停止されない場合に比べて、第１の動作指令又は第２の動作指令による異常処理を確実に行わせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係るロボットと充電スタンドの側面図。
【図２】引張り出し検知センサを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。
【図３】充電制御の処理手順を示すフローチャート。
【図４】割り込み処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明における移動体が人間類似の２足歩行を行う移動型ロボット１である場合を例にとって、本発明の移動体の充電装置の実施形態に係る充電スタンド２について説明する。
【００２１】
図１を参照して、移動型ロボット１の背面のコントロールボックス１ａにはバッテリ１ｂが収納されており、コントロールボックス１ａの下部に、バッテリ１ｂに接続される受電コネクタ１ｃが設けられている。
【００２２】
充電スタンド２は、充電用電源３と、充電用電源３を制御する制御装置４と、充電用電源３に接続された配線部材５とを備えている。尚、充電スタンド２は、その下端に取り付けた車輪２ａにより移動自在である。また、充電スタンド２の下端には、ストッパ２ｂが上下動自在に取り付けられており、ストッパ２ｂを下降させることで、充電スタンド２が所定の設置場所に据え付けられる。
【００２３】
配線部材５は、一端が充電用電源３に接続されたケーブル５ａと、ケーブル５ａの他端に取り付けられた給電コネクタ５ｂとから構成されている。充電スタンド２の上部には、給電コネクタ５ｂを受電コネクタ１ｃに着脱するコネクタ着脱装置６が搭載されている。このコネクタ着脱装置６は、給電コネクタ５ｂを保持するコネクタホルダ６ａと、制御装置４で制御され、コネクタホルダ６ａを進退動させるアクチュエータ６ｂとを備えている。
【００２４】
尚、ケーブル５ａには、充電用電源３に接続される給電線に加えて制御装置４に接続される信号線も設けられている。そして、給電コネクタ５ｂと受電コネクタ１ｃとに給電端子部に加えて信号端子部を設け、制御装置４と移動型ロボット１との間で信号取得可能に構成されている。
【００２５】
ところで、充電中に誤動作等で移動型ロボット１が大きく動きすぎたり、配線部材５の長さが正規長さより短かった場合、充電中に配線部材５が引張られて、配線部材５の損傷を生じたり、充電スタンド２が引張られるといった不具合を生ずるおそれがある。そこで、図２を参照して、充電スタンド２に、配線部材５の引張り出しを検知する２つの引張り出し検知センサ７，８を設けている。
【００２６】
充電スタンド２の前部には、その間にケーブル５ａが通るように規制する規制部材であるガイドローラ９及びガイドバー１０が設けられている。ガイドローラ９は、充電スタンド２を構成する左右のフレーム２ｃ，２ｃに回転自在に支持されている。図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照して、ガイドバー１０は、左右のフレーム２ｃ，２ｃに形成された略三角形状の穴２ｄ，２ｄの下部に嵌まり込むようにして支持されている。
【００２７】
第１の引張り出し検知センサ７は、ここでは、赤外線センサであり、赤外線を発光する発光部と、赤外線を受光する受光部とを備え、受光部が所定以上の赤外線を受光したときに、検知信号を制御装置４に出力するように構成されている。そして、ケーブル５ａが第１の引張り量だけ引張り出されたときに受光部と対向する位置にて、被検知部材であるリフレクタ５ｃ（図１参照）がケーブル５ａに固定されている。
【００２８】
これにより、発光部が発光した赤外線がフレーム２ｃに形成された穴２ｅを通過してリフレクタ５ｃで反射され、再度穴２ｅを通過して受光部で受光されたとき、第１の引張り出し検知センサ７は、第１の引張り出しを検知する。
【００２９】
第２の引張り出し検知センサ８は、ここでは、一対のマイクロスイッチである。各マイクロスイッチは、穴２ｄの下部に嵌まり込むガイドバー１０により押圧される作動子と、この作動子をガイドバー１０による押圧に抗する方向に常時付勢する付勢部材とを備え、作動子が押圧されている間、ＯＮする。そして、ケーブル５ａにはリフレクタ５ｃよりも後方に位置させて、ガイドローラ９とガイドバー１０との間の隙間より大きな形状の突当部材５ｄが固定されている。突当部材５ｄは、ゴム等の弾性材からなるものであり、ケーブル５ａが第２の引張り量だけ引張り出されたときガイドバー１０に当接するように、ケーブル５ａに固定されている。
【００３０】
これにより、突当部材５ｄの当接によりガイドバー１０が浮き上がり、ガイドバー１０による作動子への押圧が解除されたとき、マイクロスイッチがＯＦＦする。そして、少なくとも一方のマイクロスイッチがＯＦＦしたとき、第２の引張り出し検知センサ８は、第２の引張り出しを検知する。
【００３１】
図１を参照して、充電スタンド２は、更に、電子ブザーや液晶ディスプレイ等から構成される報知部１１を備えている。報知部１１は、制御装置４に信号線を介して接続されており、制御装置４から入力される制御指令に基づいて、注意や警告を報知する。
【００３２】
移動型ロボット１は、バッテリ１ｂの残存容量が低下したとき、自ら充電スタンド２の設置場所に移動し、受電コネクタ１ｃが給電コネクタ５ｂの前方に正対する所定の充電位置で停止する。コネクタ着脱装置６は、移動型ロボット１が充電位置に到達したときにこれを検知するロボット位置センサ（図示省略）を備えており、ロボット位置センサからの信号が制御装置４に入力される。そして、制御装置４は、ロボット位置センサからの信号を受けて充電制御を実行する。
【００３３】
以下、移動型行ロボット１に搭載したバッテリ１ｂを充電スタンド２により充電する際の処理について図３を参照して説明する。尚、以下の処理は、制御装置４により実行される。
【００３４】
先ず、ロボット位置センサからの信号に基づいて移動型ロボット１が充電位置に到達したか否かを判別する（Ｓ１）。
【００３５】
そして、充電位置に到達したと判別されたときは、配線部材５を移動型ロボット１に接続する処理を実行する（Ｓ２）。この接続処理では、コネクタ着脱装置６のアクチュエータ６ｂを作動させてコネクタホルダ６ａを前進させ、コネクタホルダ６ａに保持される給電コネクタ５ｂを受電コネクタ１ｃに接続する。また、接続に際し、コネクタホルダ６ａを介して給電コネクタ５ｂを回動させ、受電コネクタ１ｃに給電コネクタ５ｂをロックする。
【００３６】
次に、移動型ロボット１から制御装置４に充電条件が送信され、この条件で充電用電源３によるバッテリ１ｂへの充電が開始される（Ｓ３）。尚、移動型ロボット１から制御装置４に充電条件が送信されずに、給電コネクタ５ｂがロックされた後、自動的に充電が開始されるようにしてもよい。そして、これ以降、後述する割り込み処理の割り込みを許可する（Ｓ４）。
【００３７】
ここで、コネクタホルダ６ａを後退させると、給電コネクタ５ｂからコネクタホルダ６ａが離脱して、移動型ロボット１は、図１に仮想線で示すように、配線部材５を介してのみ充電スタンド２に連結された状態になる。そのため、移動型ロボット１を配線部材５が伸びきらない範囲で自由に動かすことができる。従って、充電中も移動型ロボット１の持つエンターテイメント性を有効に発揮させて、鑑賞者を楽しませることができる。
【００３８】
次に、第１の引張り出し検知センサ７が第１の引張り出しを検知しているか否かを判別する（Ｓ５）。
【００３９】
第１の引張り出し検知センサ７が第１の引張り出しを検知している場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、制御装置４は、第１の制御指令として、注意を報知させる制御指令を報知部１１に出力する。これにより、報知部１１は、液晶ディスプレイに表示させる等して、注意を報知する（Ｓ６）。
【００４０】
尚、このとき、制御装置４は注意を報知させる制御指令を前記信号端子部を介して移動型ロボット１に出力し、移動型ロボット１が注意を報知するようにさせてもよい。また、制御装置４は、充電スタンド２から離れる方向への移動を制限させる等の制御指令を移動型ロボット１に出力してもよい。
【００４１】
その後（Ｓ６後、又はＳ５：ＮＯ後）、バッテリ１ｂの充電完了時に移動型ロボット１から出力される充電停止信号が入力されたか否かを判別する（Ｓ７）。充電停止信号が入力されたときは（Ｓ７：ＹＥＳ）、充電用電源３によるバッテリ１ｂへの充電を停止する（Ｓ８）。
【００４２】
その後、配線部材５の移動型ロボット１への接続を解除する処理を行う（Ｓ９）。この接続解除処理では、コネクタホルダ６ａを前進させて、受電コネクタ１ｃに接続されている給電コネクタ５ｂをコネクタホルダ６ａで保持し、次に、給電コネクタ５ｂをコネクタホルダ６ａを介してアンロック方向に回動させてロックを解除し、その後、コネクタホルダ６ａを後退させて給電コネクタ５ｂを受電コネクタ１ｃから離脱させる。これにより、図１に実線で示す状態に戻り、移動型ロボット１は完全に自由な状態になる。
【００４３】
次に、割り込み処理手順について図４を参照して説明する。
【００４４】
第２の引張り出し検知センサ８が第２の引張り出しを検知した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、異常処理を行う。
【００４５】
具体的には、制御装置４は、第２の制御指令として、給電を停止させる制御指令を充電用電源３に出力する。これにより、充電用電源３は給電を緊急停止する（Ｓ１２）。
【００４６】
制御装置４は、更に、第２の制御指令として、移動を停止させる制御指令を移動型ロボット１に出力する。これにより、移動型ロボット１は移動を緊急停止する（Ｓ１３）。
【００４７】
制御装置４は、更に、第２の制御指令として、警告を報知させる制御指令を報知部１１に出力する。これにより、報知部１１は、電子ブザーから警告を呼び掛ける旨の音声を発生させる、液晶ディスプレイに表示させる等して、警告を報知する（Ｓ１４）。
【００４８】
以上のように、第１の引張り出し検知センサ７が第１の引張り出しを検知したか否かに拘わらず、第２の引張り出し検知センサ８が第２の引張り出しを検知したときは、充電用電源３に給電を緊急停止させると共に、移動型ロボット１の移動を緊急停止させる等の異常処理を行う。これにより、第１の引張り出し検知センサ７が故障しても、異常処理を行うことができ、配線部材５が過度な張力で損傷したり、充電スタンド２が引張られたりすることを確実に防止できる。
【００４９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、第１の引張り出し検知センサ７を赤外線センサから構成し、第２の引張り出し検知センサ８を一対のマイクロスイッチから構成する場合について説明した。しかし、引張り出し検知センサ７，８の構成はこれに限定されない。引張り出し検知センサ７，８は、ケーブル５ａの引張り出しを検知可能な任意の非接触式センサ、接触式センサから構成可能である。
【００５０】
また、本発明の移動体に相当するものとして人間類似の２足歩行を行う移動型ロボット１を例に挙げて実施形態を説明したが、これに限定されない。例えば、車輪や球体等を用いて移動するロボットであってもよい。また、本発明の移動体に相当するものは車輪や無限軌道を用いた車両や船舶等であってもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１…移動型ロボット（移動体）、  １ｂ…バッテリ（２次電池）、  １ｃ…受電コネクタ、  ２…充電スタンド（充電装置）、  ３…充電用電源、  ４…制御装置（制御部）、  ５…配線部材、  ５ａ…ケーブル、  ５ｂ…給電コネクタ、  ５ｃ…リフレクタ（被検知部材）、  ５ｄ…突当部材（当接部材）、  ７…第１の引張り出し検知センサ、  ８…第２の引張り出し検知センサ、  ９…ガイドローラ、  １０…ガイドバー（規制部材）、  １１…報知部。
【図１】
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【図２】
2012016083.tif 000004
【図３】
2012016083.tif 000005
【図４】
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