(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料注入口ドア、及びタンクキャップをそれぞれ開閉する開閉ツール、ホースにより送液手段に接続された給油ノズルと、前記開閉ツール及び給油ノズルを取り出し可能に収容するストッカと、前記ストッカと車輌の燃料注入口との間を移動し、前記開閉ツールまたは給油ノズルの装着が可能なロボットと、車輌の燃料注入口ドア、及び給油口を撮影する撮像手段と、前記撮像手段からの画像データに基づいて前記給油口の座標位置を算出する位置座標演算手段と、前記座標位置に基づいて前記ロボットが前記ストッカの前記開閉ツールを装着して前記燃料注入口ドア、及びタンクキャップを開放し、開放後に前記開閉ツールを前記ストッカに収容して前記給油ノズルを装着して給油を実行し、給油終了後に前記給油ノズルを前記ストッカに収容して前記開閉ツールを装着して前記タンクキャップの装着、及び前記燃料注入口ドアを閉鎖する工程を制御する手段とからなる自動給油装置。
【請求項２】
前記撮像手段が前記ロボットに設けられ、前記位置座標演算手段が、前記撮像手段からの前記給油口、またはこれの近傍に設けられたリング状マークが真円となる角度を検出する請求項１に記載の自動給油装置。
【請求項３】
前記位置座標演算手段が、前記撮像手段により撮影された前記燃料注入口ドアの略中心の座標を算出する請求項１に記載の自動給油装置。
【請求項４】
前記位置座標演算手段が、前記座標を格納する記憶手段を備え、外部から入力された車輌の燃料注入口の概略の位置、及び前記燃料注入口ドアの開閉方向の位置を記憶する請求項１に記載の自動給油装置。
【請求項５】
前記位置座標演算手段が、前記燃料注入口ドアの略中心の座標を検出し、前記ロボットにより前記燃料注入口ドアを開閉するツールを前記略中心の座標に吸着させる請求項１に記載の自動給油装置。
【請求項６】
前記撮像手段が前記ロボットに設けられ、前記位置座標演算手段が、前記撮像手段からの前記給油口、またはこれの近傍に設けられたリング状標識が真円となる角度を検出し、前記角度に基づいてロボットにより前記給油ノズルを挿入する請求項１に記載の自動給油装置。
【請求項７】
前記給油口の近傍に設けられたリング状標識の中心位置を前記撮像手段により検出し、また前記標識に設けられた少なくとも３つマークの相対距離を検出し、前記位置座標演算手段がこれら中心座標及び相対距離に基づいて前記給油口の傾きを検出し前記給油ノズルを挿入する請求項１に記載の自動給油装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両に自動給油する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、給油作業の省力化を図るべく、送油ポンプに接続する給油ノズルをロボットアームに取付け、自動車燃料タンクの給油口をセンサーにより検出して給油ノズルを給油口に自動的に挿入するいわゆるロボット給油装置が導入されようとしている。
このようなロボット給油装置による給油を円滑に実行するには、給油ノズルの先端を自動車燃料タンクの挿入口に確実に位置合わせして挿入できることが必要となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このため、例えば特表平10-503994号公報に見られるように、既存の自動車燃料タンクの挿入口にアダプターを取付けることが提案されているが、すべての車輌がアダプタを備えているわけではなく、また給油ノズルを所定の位置に誘導するための標識体を必要とし、自動給油できる車輌が限定されるという問題がある。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、既存の車輌に特別な加工を必要とすることなく、燃料注入口ドア、及びタンクキャップを自動的に開閉し、給油ノズルを給油口に挿入して給油ができる自動給油装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような問題を解消するために本発明の自動給油装置においては、燃料注入口ドア、タンクキャップをそれぞれ開閉するツール、給油ノズルを収容したストッカと、前記ストッカと車輌の燃料注入口との間を移動するロボットと、車輌の燃料注入口ドア、及び給油口を撮影する撮像手段と、前記撮像手段からの画像データに基づいて前記給油口の座標位置を算出する位置座標演算手段と、前記座標位置に基づいて前記ロボットを制御する手段とを備えるようにした。
【０００５】
【作用】
車輌の燃料注入口ドア、及び給油口の画像データを積極的に利用して位置や傾きを検出し、この検出されたデータ基づいてツールを制御する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明の給油装置の一実施例を示すものであって、アイランド１には、送液手段、計量手段等給油動作を制御する給油ユニット２と、給油ノズル３や後述する給油口開閉具等のツールを取出し可能に収容するツールストッカ４、アーム５によりツールを把持して車輌６の給油口１１２に移動させるロボット７、及びこれら給油ユニット２、ロボット７を統括的に制御する制御ユニット８が配置されている。
【０００７】
給油ノズル３は、給油ユニット２の送液手段とホース９、１０に接続され、またホース９、１０は、図２に示したようにツールストッカ４の天板１１に収容された滑動機構１２にジョイント１３により接続された上で支持されている。ジョイント１３は、図示しない付勢手段、この実施例では錘により常時取出し方向とは逆方向（図中、左方向）に付勢され、給油ノズル３の移動に追従できるように移動可能にツールストッカ４の天板１１に支持されている。
【０００８】
図３は、ツールストッカ４の一実施例を示すものであって、天板１１、及び給油ノズル３とツールを収容するツール収納部１４を上下関係となるように支柱１５により支持して構成されている。ツール収納部１４は、この実施例では中央側に３つの給油ノズルをそれぞれ収容する給油ノズル収容孔１６、１７、１８と、両側に燃料注入口ドア開閉ツールを収容する燃料注入口ドア開閉ツール収納部１９、及びタンクキャップ開閉ツール収納部２０が配置されている。なお、図中符号２１は滑動機構１２と錘とを接続するワイヤを示す。
【０００９】
図４、及び図５は、ロボット７の一実施例を示すものであって、基台２２に対して昇降及び回動可能に胴部２３が嵌装し、胴部２３の上端に３つのアーム２４、２５、２６が水平に装着されている。アーム２４は、胴部２３に設けられた回動機構２７に、またアーム２５は、アーム２４に装着された回動機構２８により、さらにアーム２６は、アーム２５に装着された回動機構２９にそれぞれ支持されていて、それぞれ独立に回動可能に構成されている。
先端アーム２６の先端には、撮像手段３０と、上述した各種ツールを把持するチャック機構３１とが上下関係となるように回動機構３２を介して垂直方向に回動可能に設けられている。さらにこの実施例では、測距動作に支障を来さない位置にレーザー測距装置などの測距手段１００が設けられている。
【００１０】
図６（イ）、（ロ）、（ハ）は、それぞれ燃料注入口ドア開閉ツールの一実施例を示すものであって、基台４０は、その後端の下部にチャック機構３１と係合する係合部４０ａが形成されており、上面に設けられた垂直回動軸４１に吸着機構４２が取付けられている。吸着機構４２は、先端が開口したゴム等の弾性材料で構成された蛇腹４３の後端を管体からなる軸４４に取り付けて構成されている。軸４４は、コイルバネ等の弾性体４５により常時先端側に付勢され、ホース４６を介して負圧の供給を受けている。
【００１１】
吸着機構４２は、回動基台４７を介して垂直回動軸４１に取付けられていて、回動基台４７の後端に軸４４に対して対称な斜面４７ａ、４７ａが形成されている。この斜面４７ａ、４７ａと当接するように２つのローラ４８、４８がエアシリンダ４９により進退可能に配置されている。なお、図中符号５０は、バキュームスイッチを、また５１、５２は、チャック機構側のプラグと係合してバキュームの供給を受けるコネクタを示す。
【００１２】
図７（イ）、（ロ）、及び図８（イ）、（ロ）は、それぞれタンクキャップ開閉ツールの一実施例を示すものであって、燃料注入口ドア開閉ツールと同様に基台６０は、その後端の下部にチャック機構３１と係合する係合部６０ａが形成されており、上面に回動手段、この実施例ではエアモータ６１が設けられている。エアモータ６１の回転軸６１ａにはカップリング６２を介してモータ６１側が先細りに形成されたテーパ状の係合部６３を備えた駆動軸６４が接続されている。
【００１３】
係合部６３には軸方向に直交する軸６５が設けられ、この軸６５に長孔６６を介して先端が２叉に形成されたグリップ６７が、その後端を弾性部材、この実施例ではコイルバネ６８により先端側（図では左側）に常時付勢された状態で取付けられている。これら軸６５、長孔６６、及びバネ６８によりグリップ６７が揺動可能な状態で回動することが可能となる。
【００１４】
グリップ６７の先端には開口６９、６９が設けられ、ホース７０を介してバキュームが供給されている。なお、図中符号６９は、バキュームスイッチを、また７０、７１は、チャック機構側のプラグと係合してバキュームの供給を受けるコネクタを、さらに７２、７３は、チャック機構側のプラグと係合してエアの供給を受けるコネクタを示す。
【００１５】
図９、図１０、及び図１１は、給油ノズルの一実施例を示すものであって、基台８０は、その後端下部、及び後端上部にチャック機構３１と係合する係合部８０ａが形成されており、上面に満タン検知機能を備えた給油ノズル８１が取付けられている。この給油ノズル８１は、特開平3-29796号公報等により周知の構造で、給油レバー８２の引き上げにより開弁し、また後述する開口８６ａに液や泡が浸入したことにより作動する自動閉弁機構９７により閉弁する主弁８３を所要な部材として構成されている。自動閉弁機構９７は、チャッキ弁８４と、給油ノズル筒先部８５の先端に開口８６ａを備えた流路８６とにより構成されている。
【００１６】
そして自動給油する関係上、レバー８２の先端に対向する位置には、エアシリンダ８７が配設されていて、エアの供給によりレバー８２を引き上げ、引き上げとなった状態をスイッチ８８により検出するように構成されている。なお、図中符号８９は、筒先部の先端に設けられた開口８９ａに連通するベーパ吸引管を示す。
【００１７】
胴部９０と筒先部８５の境界には、先端が開口する筒状の空間９１が形成され、その先端にテーパ状のガイド部材９２が、弾性部材、この実施例ではバネ９３により筒先部８５の側に常時付勢された状態で進退可能に取付けられている。また胴部９０の先端には、ガイド部材９２が胴部９０の側に移動したことを検出する複数、この実施例では２つの当接センサーと、液の上昇を検出する液センサーとが設けられている。当接センサーは、この実施例ではガイド部材９２に設けられた磁石９３の磁束により開閉するリードスイッチ９４とにより構成され、また液センサーは、下部に設けられたプリズム９５により構成されている。
【００１８】
そしてこの実施例においては、給油ノズルの挿入を容易にするため、筒先部８５の先端には高分子等、金属よりも柔らかく、かつ成形性に富んだ材料、例えば高分子材料により中心部に通孔９８ａを備えた半球状の保護部材９８が取付けられ、図１０に示したように給油ノズル８１は、その胴部９０をチャック機構３１に把持される基台８０との間に弾性部材、この実施例ではゴム材９６を介して取付けられている。
【００１９】
これにより挿入過程で給油ノズル筒先部８５の保護部材９８が、その球面により給油口１１２をスムーズに通過し、また筒先部８５が給入管１１４を移動する過程で筒先部８５に外力が作用した場合にでも弾性部材９６が弾性変形して追従移動可能ならしめる。
【００２０】
図１２は、同上装置の動作を統括する制御装置の一実施例を示すものであって、給油ユニット２の制御手段１０２は、油種判定手段１０３、計量機構制御手段１０４を備え、複数の挿入センサーを構成するスイッチ９４、９４からの信号をアンドゲートを介して、また複数のセンサー９５、９５からの信号をオアゲートを、さらに給油ノズルの引き上げを検出するスイッチ８８からの信号を受け、給油レバー引き上げ用のエアシリンダ８７を制御するように構成されている。
【００２１】
また位置座標演算手段１０５は、撮像手段３０、測距手段１００からの信号を受け、演算結果をロボット制御手段１０７からアクセス可能に記憶手段１０６に格納する。なお、図中符号１０８は、給油口燃料注入口ドア開閉ツール、タンクキャップ開閉ツールのバキュームスイッチ５９、６９、及び給油ユニット２の制御手段１０２からの信号によりエアや負圧の供給するエア・負圧供給手段を示す。
【００２２】
次にこのように構成した装置の動作について説明する。
給油を受ける車輌がアイランド１の所定位置に停止すると、ロボット７の先端アーム２６が車輌の前後方向に移動して少なくも車輌６の２箇所の距離を測距手段１００により測定し（図１５  ステップ  イ）、アイランド１に対する車輌６の傾きを判定して記憶手段１０６に格納する（図１５  ステップ  ロ）。
【００２３】
ユーザは、車輌６の大まかな仕様、つまり、油種、給油口１１２の位置（左側、または右側）、燃料注入口ドア１１１の開閉方向（前方向、または後方向）、給入管１１４の延びている方向（左、右、下）等を制御ユニット８、また給油ユニット２のキーボードから入力する。なお、これらの情報を顧客に配布する給油カードに予め格納しておくことにより、カードリーダにより入力することも可能である。
【００２４】
これらの情報を元にロボット７の先端アーム２６に取付けられている撮像手段３０により給油口１１２の燃料注入口ドア１１１を撮影する。位置座標演算手段１０５は、撮影された燃料注入口ドア１１１の複数の角部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの座標データに基づいて、燃料注入口１１０の中心座標を算出して記憶手段１０６に格納する（図１５  ステップ  ハ）。
【００２５】
ロボット７は、ストッカ４の燃料注入口ドア開閉ツールの収納部１９に移動し（図１５  ステップ  ニ、ホ）、燃料注入口ドア開閉ツールにチャック機構３１を装着する。これにより、ストッカ４の収納部１９と燃料注入口ドア開閉ツールとのロックが解除されて取出しが可能となる（図１５  ステップ  ヘ）。ロボット７は、記憶手段１０６に格納されている座標データに基づいて先端の蛇腹４３を燃料注入口ドア１１１に移動し、圧接する（図１５  ステップ  ト）。
【００２６】
所定時間が経過すると（図１５  ステップ  チ）、エア・負圧供給手段１０８からバキュームが供給されて蛇腹４３が燃料注入口ドア１１１を吸着する（図１５  ステップ  リ）。この吸着によりホース４６の負圧が上昇するため、バキュームスイッチ５０がオンとなり（図１５  ステップ  ヌ）、蛇腹４３が確実に燃料注入口ドア１１１に吸着したことが検出され、エアシリンダ４９にエアを供給して後退させてローラ４８によるロックを解除する（図１５  ステップ  ル）。
【００２７】
ロボット７は、入力されている燃料注入口ドア１１１の開閉方向のデータに基づいて、燃料注入口ドア１１１を開放する方向に燃料注入口ドア１１１を吸着した状態で所定距離だけ後退移動する（図１５  ステップ  オ）。この過程で蛇腹４３は、垂直軸４１を中心に水平方向に回動するとともに、バネ４５に抗して軸方向に移動する。これにより、燃料注入口ドア１１１に無理な力を作用させることなく移動して、燃料注入口ドア１１１の係止を解いて車輌本体から引き離す。
【００２８】
所定距離分だけ後退して燃料注入口ドア１１１が開放された時点で（図１５  ステップ  ワ）蛇腹４３へのバキュームの供給を停止して（図１５  ステップ  カ）、ついで燃料注入口ドア１１１の表側に位置している蛇腹４３を、燃料注入口ドア１１１の裏側に移動させ（図１５  ステップ  ヨ）、燃料注入口ドア１１１が開く方向に移動し（図１５  ステップ  タ）、所定距離、つまり燃料注入口ドア１１１を次の動作に支障を来さない程度まで移動した時点で（図１５  ステップ  レ）停止し、またエアシリンダ４９を元の位置に復帰させて蛇腹４３をアーム２６の軸線方向に一致するように回動移動させる（図１５  ステップ  ソ）。
【００２９】
ついで、ストッカ４から給油口１１２まで移動した軌跡データを基にストッカ４の収納部１６に移動して（図１５  ステップ  ツ）燃料注入口ドア開閉ツールを所定位置に挿入する（図１５  ステップ  ネ）。燃料注入口ドア開閉ツールが所定位置まで挿入されると、収納部１６と燃料注入口ドア開閉ツールとがロックされ、またチャック機構３１との把持が解除される（図１５  ステップ  ナ）。
【００３０】
燃料注入口ドア１１１の開放が確認された時点で（図１６  ステップ  イ）、ロボット７は記憶手段１０６に格納されている軌跡データに基づいて給油口１１２から所定の距離まで移動する（図１６  ステップ  ロ）。これにより撮像手段３０により給油口１１２、及びタンクキャップ１１３が撮影可能となる。
【００３１】
この場合、図１４に示したように撮像手段３０の光軸Ｌ１、Ｌ２とタンクキャップ１１３、または給油口１１２の形成面との間に傾きθが存在する場合には、タンクキャップ１１３、または給油口１１２が真円となる位置Ｐ２まで移動し、この位置の座標に基づいて給油口１１２の伸びる方向、つまり傾きθを算出して記憶手段１０６に記憶する（図１６  ステップ  ハ）。
【００３２】
なお、周囲の照明や、給油口１１２の色に関係なく確実に検出するためには、図１３に示したように車輌のボディ色に対してコントラストを有するリング部材１１５、給油口１１２の周囲に装着して、標識を付しておくのが望ましい。もとより、このようなマークはシールを貼着する等の方法で簡単に設けることができる。
このようなリング部材１１５に図１３（）に示したように複数、例えば少なくとも３つの規定位置にマーク１１５ａを付しおき、撮像手段３０からのデータによりリング部材１１５の中心を検出し、また測距手段１００により各マーク１１５ａの相対位置を検出することにより、リング部材１１５の傾き、つまり給油口の傾きを簡単に検出することができる。
【００３３】
ロボット７は、ストッカ４のタンクキャップ開閉ツールの収納部２０に移動し（図１６  ステップ  ニ、ホ）、タンクキャップ開閉ツールをチャック機構３１に装着する。これにより、収納部２０とタンクキャップ開閉ツールとのロックが解除されて取出しが可能となる（図１６  ステップ  ヘ）。ロボット７は、記憶手段１０６に格納されている座標データに基づいてタンクキャップ開閉ツールを車輌のタンクキャップ１１３に移動させる（図１６  ステップ  チ）。グリップ６７がタンクキャップ１１３に弾接した時点で、エアモータ６１にエア・負圧供給手段１０８からエアを供給してグリップ６７を所定角度だけ正転させる（図１６  ステップ  リ）。これによりタンクキャップ１１３の把持部がグリップ６７の叉６７ａに進入する。
【００３４】
所定角度回転した時点で（図１６  ステップ  ヌ）、回転を停止し、ついで後退させてグリップ６７のねじれを除去する（図１７  ステップ  ル）。所定位置に後退した時点で（図１６  ステップ  オ）、再びグリップ６７を前進させ、エア・負圧供給手段１０８からバキュームを供給して開口６９にタンクキャップ１１３を吸着させる（図１６  ステップ  ワ）。
【００３５】
この吸着により開口６９の負圧が上昇するため、バキュームスイッチ６９がオンとなり、グリップ６７が確実にタンクキャップ１１３を吸着したことが検出されるから、エアモータ６１にエアを供給してタンクキャップ１１３が開放される方向にグリップ６７を回動させ、同時にタンクキャップ１１３のネジピッチに合わせて後退してタンクキャップ１１３を車輌６から外す（図１６  ステップ  カ）。
【００３６】
所定回転数だけ回転した段階で（図１６  ステップ  ヨ）、回転を停止してさらに後退する（図１６  ステップ  タ）。燃料注入口ドア１１１に接触しない位置まで後退した時点で（図１６  ステップ  レ）、ストッカ４から給油口１１２まで移動した軌跡データを基にストッカ４の収納部２０に移動して（図１６  ステップ  ソ）タンクキャップ１１３を吸着、保持した状態でタンクキャップ開閉ツールを所定位置に挿入する（図１６  ステップ  ツ）。
【００３７】
タンクキャップ開閉ツールが所定位置まで挿入されると、収納部２０とタンクキャップ開閉ツールとがロックされ、またチャック機構３１との把持が解除される（図１６  ステップ  ネ）。この状態では、タンクキャップ１１３は、収納部２０に所定の位置に位置決めされ、かつグリップ６７と所定の位置関係を保持した状態で保管される。
【００３８】
タンクキャップ１１３の開放が確認されると（図１７  ステップ  イ）、ロボット７は、適合油種の給油ノズルが収納されているストッカ４の収納部、例えば収納部１６に移動し、給油開始時に入力された油種に対応する給油ノズルに移動し（図１７  ステップ  ロ、ハ）、給油ノズルにチャック機構３１を装着する。これにより、ストッカ４と給油ノズルとのロックが解除されて取出しが可能となる（図１７  ステップ  ニ）。
【００３９】
ロボット７は、記憶手段１０６に格納されている給油口１１２の座標、給入管１１４の傾きデータに基づいて給油ノズルの筒先部８５を給油口１１２に、検出された給油口１１２の伸びる方向に可及的に平行に装入する（図１７  ステップホ）。この過程で、給油ノズル３に接続されたホース１０は、給油ユニット２のホース９に接続するジョイント１３が前進し、ホース１０の上端がストッカ４の収納部から可及的に離れた位置に移動する（図２におけるホース１０’の状態）。
【００４０】
これにより、車輌の位置に関わり無くロボット７は、他のホース１０に邪魔されることなく給油ノズルを自由に移動させることができる。なお、ホース１０をスムーズに前進させるには、エアシリンダ１１５等の駆動手段を天板１１に設け、ジョイント１３を強制的に移動させるのが望ましい。
【００４１】
給油口１１２への挿入が開始されると、給油ノズル筒先部８５は、保護部材９８の球面により給油口１１２を滑って給入管１１４に進入する。進入の過程で筒先部８５が車輌の給入管１１４に接触して外力が作用すると、弾性部材９６が弾性変形して給油口１１２や給入管１１４に倣うようにガイドされる。これにより、ロボット７に対して精密な動作を必要とすることなく、給油ノズルを確実に給油口１１２から給入管１１４に挿入することができる。
【００４２】
さらに給油ノズルが移動してガイド部材９２がバネ９３の力に抗して後退し、２つの挿入センサーを構成するスイッチ９４からそれぞれ信号が出力し、規定位置まで挿入されたことが検出される（図１７  ステップ  ヘ）。この信号を受けて制御ユニット８は給油ユニット２を作動させる。なお、挿入センサーを構成するスイッチ９４の１つでも信号が出力しない場合には、先端アーム２６を若干移動させて、給油ノズルを確実に給油口に挿入し直す。
【００４３】
ついで、給油ノズル筒先部８５の開口８９ａからベーパを吸引して油種判定手段１０３により油種を確認し（図１７  ステップ  ト）、一致が確認できない場合には警報を発する（図１７  ステップ  チ）。油種の一致が確認できた場合には給油ユニット２の給油ポンプを作動させ、またエア・負圧供給手段１０８からエアを供給してエアシリンダ８７を作動させて主弁８３を開放する（図１８  ステップ  イ）。
【００４４】
給油が開始されると、給油量が設定された給油量に到達したか（図１８  ステップ  ロ）、または満タンまで給油が進んだか（図１８  ステップ  ハ）を常時監視しつつ、さらに挿入センサーを構成するスイッチ９４からの信号をも監視する（図１８  ステップ  ニ）。給油量が設定量に到達した場合には、給油ポンプ及びエアシリンダ８７を停止させて主弁８３を閉弁して給油を終了する（図１８
ステップ  ホ）。
【００４５】
また満タンが検出された場合には（図１８  ステップ  ハ）自動閉弁機構９７が作動して主弁８３が閉弁し、前述のステップ（ホ）の過程を経て給油動作を終了する。
【００４６】
給油動作が終了すると、ストッカ４の収納部１６から給油口１１２まで移動した軌跡データを基にストッカ４の収納部１６に移動して（図１８  ステップ  ヘ）給油ノズル３を所定位置に挿入する（図１８  ステップ  ト）。また、ホース１０は、ジョイント１３に作用する錘の力とエアシリンダ１１５からの変位を受けて奥側に後退し、他の給油ノズル３やツールの取出しに障害とならない位置に戻される。給油ノズルが所定位置まで挿入されると、収納部１６と給油ノズル３とがロックされ、またチャック機構３１との把持が解除される（図１８  ステップ  チ）。
【００４７】
一方、給油の途中で挿入センサーのスイッチ９４の１からでも信号が途絶えると（図１８  ステップ  ニ）、給油ポンプ及びエアシリンダ８７とを停止させて送液を強制的に停止し、同時に警報を発する（図１８  ステップ  リ）。これにより、給油ノズル３が給油口１１２からの抜け出すのを未然に検出することができる。
【００４８】
また、自動閉弁機構９７の不調や故障により燃料が、車輌の燃料タンクから溢れる寸前まで上昇すると、液センサー９５の１つからでも液検出信号が出力された場合には、前述のステップ（リ）の過程を経て給油動作を停止する。
【００４９】
給油動作が終了すると（図１９  ステップ  イ）、前述のタンクキャップ開閉動作と同様にロボット７は、ストッカ４のタンクキャップ開閉ツールの収納部２０に移動し（図１９  ステップ  ロ、ハ）、タンクキャップ開閉ツールにチャック機構３１を装着する。これにより、ストッカ４の収納部２０とタンクキャップ開閉ツールとのロックが解除され（図１９  ステップ  ニ）、タンクキャップ１１３を開口６９のバキュームにより保持した状態でグリップ６７の取出しが可能となる。
【００５０】
ロボット７は、記憶手段１０６に格納されている給油口１１２の座標データに基づいてタンクキャップ開閉ツールを移動させ（図１９  ステップ  ホ、ヘ）、グリップ６７に保持されているタンクキャップ１１３を給油口１１２に弾接させ（図１９  ステップ  ト）、この状態でエアモータ６１にエア・負圧供給手段１０８のエアを供給してタンクキャップ１１３をねじ込む方向にグリップ６７を所定数回転させる（図１９  ステップ  チ）。所定回転数だけ回転してねじ込みが終了した時点で回転を停止し、バキュームの供給を停止し、グリップ６７を後退させる（図１９  ステップ  リ）。
【００５１】
グリップ６７が燃料注入口ドア１１１に接触しない位置まで後退した時点で（図１９  ステップ  ヌ）、後退を停止してストッカ４から給油口１１２まで移動した軌跡データを基にストッカ４の収納部に移動して（図１９  ステップ  ル）タンクキャップ開閉ツールを所定位置に挿入する。タンクキャップ開閉ツールが所定位置まで挿入されると（図１９  ステップ  オ）、収納部２０とタンクキャップ開閉ツールとがロックされ、またチャック機構３１との把持が解除される（図１９  ステップ  ワ）。
【００５２】
タンクキャップ１１３の取付けが終了した段階で（図２０  ステップ  イ）、ロボット７は、ストッカ４の燃料注入口ドア開閉ツールの収納部１６に移動し（図２０  ステップ  ロ、ハ）、燃料注入口ドア開閉ツールにチャック機構３１を装着し、ストッカ４と燃料注入口ドア開閉ツールとのロックが解除されて取出す（図２０  ステップ  ニ）。ロボット７は、記憶手段１０６に格納されている座標データに基づいて燃料注入口ドア１１１の表側に対向する位置に移動する（図２０  ステップ  ホ、ヘ）。
【００５３】
そこから燃料注入口ドア１１１を閉める方向に水平に移動して蛇腹４３により燃料注入口ドア１１１を押圧（図２０  ステップ  ト）。所定距離の移動後に停止して、今度は車両方向に前進する（図２０  ステップ  チ）。これにより大きく開いていた燃料注入口ドア１１１がある程度まで閉められ、最後に押し込まれて完全に閉じられ、同時に車輌にロックする（図２０  ステップ  リ）。
【００５４】
所定距離だけ前進した時点で（図２０  ステップ  ヌ）、前進を停止し、ストッカ４から給油口１１２まで移動した軌跡データを基にストッカ４の収納部１９に移動する（図２０  ステップ  ル）。燃料注入口ドア開閉ツールが所定位置に挿入されると（図２０ ステップ  オ）、収納部１９と燃料注入口ドア開閉ツールとがロックされ、またチャック機構３１との把持が解除される（図２０  ステップ  ワ）。
【００５５】
なお、上述の実施例においては、ロボットに測距手段を設け、ロボットの移動により車輌の複数箇所までの距離を計測しているが、アイランド１に車輌の前後方向に距離をおいて複数の測距手段を配置しても同様の作用を奏することは明らかである。
【００５６】
また上述の実施例においては、燃料注入口ドア開閉ツール、タンクキャップ開閉ツール、及び給油ノズルをそれぞれ別体として構成したが、エアモータ等の駆動手段により回動する基台に一体に設け、ロボット７のアーム上で、所要の作業に応じて切替るようにしてもよい。これによれば、ストッカと車輌との間の移動を可及的に少なくして作業の高速化を図ることができる。
【００５７】
さらに、本発明においては、特別なアダプタが装着されていない車輌に対して燃料注入口ドア、及びタンクキャップを開閉し、給油口に給油ノズルを挿入して自動給油することを主眼とするが、ロボットによる給油に対応する特別のアダプタを装着した車輌に対しても簡単に対応できることは明らかである。つまり、燃料注入口ドアやタンクキャップを開閉動作をスキップして給油ノズルを給油口に挿入させれば、自動給油が可能となる。
【００５８】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、車輌の燃料注入口ドア、及び給油口の画像データを積極的に利用して位置や傾きを検出でき、特別なアダプタを車輌に必要とすることなく、各種ツールを制御して自動給油することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動給油装置の一実施例を示す図である。
【図２】ツールストッカの一実施例を示す断面図である。
【図３】ツールストッカの一実施例を示す正面図である。
【図４】ロボットの一実施例を示す図である。
【図５】ロボットの一実施例を示す上面図である。
【図６】図（イ）乃至（ハ）は、それぞれ燃料注入口ドア開閉ツールの一実施例を示す上面図、正面図、及び側面図である。
【図７】図（イ）（ロ）は、それぞれタンクキャップ開閉ツールの一実施例を示す上面図、及び正面図である。
【図８】図（イ）、（ロ）は、それぞれ同上タンクキャップ開閉ツールの一実施例を示す側面図である。
【図９】給油ノズルの一実施例を示す断面図である。
【図１０】図（イ）、（ロ）は、それぞれ同上給油ノズルの筒先部と胴部との境界の構造を示す正面図と断面図である。
【図１１】同上給油ノズルと基台との取付け構造の他の実施例を示す図である。
【図１２】同上装置の制御手段を示すブロック図である。
【図１３】燃料注入口ドアの中心を判定する工程を説明する図である。
【図１４】図（イ）、（ロ）は、それぞれ給油口に対する撮像手段の角度と、撮影された給油口の形状との関係を示す図であり、また図（ハ）は、給油口の傾きを検出するのに適したリング部材の実施例を示す図である。
【図１５】同上装置により燃料注入口ドアを開放する動作を示すフローチャートである。
【図１６】同上装置によりタンクキャップを開放する動作を示すフローチャートである。
【図１７】同上装置により給油ノズルを挿入する工程を示すフローチャートである。
【図１８】挿入された給油ノズルによる給油動作、及び給油ノズルの収納動作を示すフローチャートである。
【図１９】同上装置によりタンクキャップを取る付ける動作を示すフローチャートである。
【図２０】同上装置により燃料注入口ドアを閉める動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  アイランド
２  給油ユニット
３  給油ノズル
４  ツールストッカ
５  アーム
６  車輌
７  ロボット
８  制御ユニット
９、１０  ホース
３０  撮像手段
３１  チャック機構
４３  蛇腹
４９  エアシリンダ
５０  バキュームスイッチ
６１  エアモータ
６７  グリップ
６９  バキュームスイッチ
８１  給油ノズル
８２  給油レバー
８３  主弁
８４  チャッキ弁
８５  給油ノズル筒先部
８５  筒先部
８７  エアシリンダ
８８  スイッチ
９３  磁石
９４  リードスイッチ
９７  自動閉弁機構
９８  保護部材
１００  測距手段
１１１  燃料注入口ドア
１１３  タンクキャップ
１１４  給入管
１１５  エアシリンダ
【図１】
0003738366.tif 000002
【図２】
0003738366.tif 000003
【図３】
0003738366.tif 000004
【図４】
0003738366.tif 000005
【図５】
0003738366.tif 000006
【図６】
0003738366.tif 000007
【図７】
0003738366.tif 000008
【図８】
0003738366.tif 000009
【図９】
0003738366.tif 000010
【図１０】
0003738366.tif 000011
【図１１】
0003738366.tif 000012
【図１２】
0003738366.tif 000013
【図１３】
0003738366.tif 000014
【図１４】
0003738366.tif 000015
【図１５】
0003738366.tif 000016
【図１６】
0003738366.tif 000017
【図１７】
0003738366.tif 000018
【図１８】
0003738366.tif 000019
【図１９】
0003738366.tif 000020
【図２０】
0003738366.tif 000021