JP2001125641A

JP2001125641A - 移動ロボットのための充電システム、充電ステーションを探索する方法、移動ロボット、コネクタ、及び、電気的接続構造

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Publication number: JP2001125641A
Application number: JP30822499A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Osawa; 洋大澤; Naoyasu Hosonuma; 直泰細沼
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2001-05-11
Anticipated expiration: 2019-10-29
Also published as: TW466389B; CN1209689C; KR20070007977A; KR100843806B1; KR20010051322A; CN1299083A; JP4207336B2; US6764373B1; CN1605963A

Abstract

(57)【要約】【課題】バッテリ駆動により作業空間を無経路で自在
に移動する移動ロボットに対して充電ステーションによ
って充電を行う。【解決手段】充電ステーションの所定部位に配設され
た視認性識別データと、移動ロボットに搭載された撮像
手段と、撮像画像を基に移動ロボットから充電ステーシ
ョンまでの距離・方向を算出する演算手段と、演算手段
による算出結果を基に移動ロボットを充電ステーション
に向かって探索せしめる探索手段とを具備する。移動ロ
ボットは、視認性識別データをカメラで追跡することで
充電ステーションを探索することができるので、充電作
業を自動化することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヒトやイヌ、その
他の動物が持つ生体メカニズムの全部又は一部を模した
構造を有する機械装置すなわちロボットに係り、特に、
２足又は４足などによる脚式移動（歩行）やクロール式
移動などにより作業空間を自在（無経路）に移動するこ
とができる移動ロボットに関する。

【０００２】更に詳しくは、本発明は、充電式バッテリ
を用いて外部電源ケーブルによる拘束なしに作業空間を
無経路で移動自在な移動ロボット及びその充電メカニズ
ムに係り、特に、自律作業中にバッテリの残存容量が低
下すると充電ステーションに立ち寄って自動的に充電す
るとともに、充電完了とともに充電ステーションから離
れて作業を再開するタイプの移動ロボット及びその充電
メカニズムに関する。

【０００３】

【従来の技術】ロボットの語源は、スラブ語のＲＯＢＯ
ＴＡ（奴隷機械）に由来するといわれている。わが国で
は、ロボットが普及し始めたのは１９６０年代末からで
あるが、その多くは、工場における生産作業の自動化・
無人化などを目的とした多関節アーム・ロボット（マニ
ピュレータ）や搬送ロボットなどの産業用ロボット（ｉ
ｎｄｕｓｔｒｉａｌｒｏｂｏｔ）であった。

【０００４】最近では、イヌやネコのように４足歩行の
動物の身体メカニズムやその動作を模したペット型ロボ
ット、あるいは、ヒトやサルなどの２足直立歩行を行う
動物の身体メカニズムや動作を模した「人間形」若しく
は「人間型」のロボットなど、脚式移動ロボットやその
安定歩行制御に関する研究開発が進展し、実用化への期
待も高まってきている。これら脚式移動ロボットは、ク
ローラ式ロボットに比し不安定で姿勢制御や歩行制御が
難しくなるが、階段の昇降や障害物の乗り越え等、柔軟
な歩行・走行動作を実現できるという点で優れている。

【０００５】アーム式ロボットのように、ある特定の場
所に植設して用いるような据置きタイプのロボットは、
部品の組立・選別作業など固定的・局所的な作業空間で
のみ活動する。これに対し、移動式のロボットは、作業
空間は非限定的であり、所定の経路上または無経路上を
自在に移動して、所定の若しくは任意の作業を代行した
り、ヒトやイヌその他の生命体に置き換わる種々のサー
ビスを提供する。

【０００６】また、「人間形」若しくは「人間型」と呼
ばれる移動ロボット（ｈｕｍａｎｏｉｄＲｏｂｏｔ）
は、人間の住環境下で人間と共存し、産業活動や生産活
動等における各種の単純作業や危険作業、難作業の代行
を行うことができる。例えば、原子力発電プラントや火
力発電プラント、石油化学プラントにおけるメンテナン
ス作業、製造工場における部品の搬送・組立作業、高層
ビルにおける清掃作業、火災現場その他における救助活
動といったように、さまざま場面において活躍の場が見
出されている。人間型ロボットは、２足歩行により障害
物を好適に乗り越えたり迂回しながら、所望の現場まで
自律的に移動して、指示された作業を忠実に遂行するこ
とができる。

【０００７】また、イヌやネコなどの愛玩動物を模した
エンターティンメント向けの移動ロボット、すなわちペ
ット型ロボットの場合、難作業の代行などの生活支援と
いうよりも、生活密着型、すなわち人間との「共生」と
いう性質が強い。ペット型ロボットは、実際の動物を扱
うよりも手軽であるだけでなく、従来の玩具に比し、高
機能・高付加価値を有する。

【０００８】従来の玩具機械は、ユーザ操作と応答動作
との関係が固定的であり、玩具の動作をユーザの好みに
合わせて変更することはできない。この結果、ユーザは
同じ動作しか繰り返さない玩具をやがては飽きてしまう
ことになる。これに対し、ペット型ロボットは、動作生
成の時系列モデルに従って動作を実行するが、ユーザ操
作などの外部からの刺激を検出したことに応答してこの
時系列モデルを変更する、すなわち「学習効果」を付与
することによって、ユーザにとって飽きない又は好みに
適応した動作パターンを提供することができる。

【０００９】この種のペット型ロボットは、飼い主とし
てのユーザによる「褒める」、「遊んであげる（可愛が
る）」、「撫でる」、あるいは「叱る」、「叩く」など
のユーザ入力に対して動的に反応して、「喜ぶ」、「甘
える」、「すねる」、「叱る」、「吠える」、「尻尾を
振る」などの感情的動作を実行するようにプログラムす
ることによって、育成シミュレーションを享受すること
ができる。ペット型ロボットは、一般家庭内の部屋など
を作業空間として、２足又は４足歩行により、障害物を
好適に乗り越えたり迂回しながら、無経路上を自由且つ
自動的に自律的に探索する。

【００１０】ところで、上述した各種のロボットはいず
れも、電気電動式の機械装置であり、装置への給電作業
は当然欠かすことができない。

【００１１】前述のアーム型ロボットのように特定の場
所に固定的に設置するタイプのロボットや、行動半径や
動さパターンが限定されたロボットの場合、商用ＡＣ電
源から電源ケーブルを介して常時給電することができ
る。

【００１２】これに対し、自律的且つ自在に動き回るタ
イプの移動ロボットの場合、電源ケーブルによって行動
半径が制限されてしまうため、商用ＡＣ電源による給電
は不可能である。この当然の帰結として、移動ロボット
には充電式バッテリによる自律駆動が導入される。バッ
テリ駆動によれば移動ロボットは、電源コンセントの場
所や電源ケーブル長などの物理的な制約を意識せず、人
間の住空間や各種の作業空間を自走することができる。

【００１３】但し、バッテリ駆動式のロボットはバッテ
リの充電作業を伴うことが難点となる。移動ロボットは
自動機器として使用するものであるにも拘らず、充電作
業は完全自動化の障壁になる。また、充電のためのバッ
テリ交換や電源コネクタ接続は、ユーザにとって手間で
もある。

【００１４】そこで、移動ロボットのためのバッテリ充
電を確実且つ完全に自動化する方式として、いわゆる
「充電ステーション」が導入されている。充電ステーシ
ョンとは、その字義通り、移動ロボットのバッテリ充電
を行うための専用スペースのことである。

【００１５】ロボットは、自走式・自律的な作業を行っ
ている期間中にバッテリの残存容量が低下したことを検
知すると、作業を中断して、自ら（すなわち自動的に）
充電ステーションに立ち寄る。充電ステーション内で
は、ロボットと電源との間で所定の電気接続を果たし、
バッテリへの給電を受ける。そして、バッテリが満充電
若しくは所定容量まで回復したら、電源との電気接続を
解除するとともに充電ステーションを立ち去って、中断
していた作業を再開する。

【００１６】例えば、作業空間内に複数の充電ステーシ
ョンを設置することにより、移動ロボットは、最寄の充
電ステーションで給電を受けることができる。すなわ
ち、移動ロボットは、充電ステーション間を跨いで移動
することができ、行動半径が実質的に拡張される。ま
た、１つの充電ステーションを複数のロボット間で共有
することもでき、充電ステーション数を節約することも
できる。また、充電機能の一部を充電ステーションに移
管することにより、ロボット本体の要求仕様や重量、コ
ストなどを削減することができる。

【００１７】しかしながら、充電ステーションを用いて
作業期間中に自動的且つ円滑に充電オペレーションを挿
入するためには、移動ロボットを充電ステーションに導
き入れる（あるいは、移動ロボットは充電ステーション
の場所を探索する）とともに、充電ステーションとの間
で位置検出・位置決め制御を行い、電源と正確且つ確実
に接続しなければならない。

【００１８】移動ロボットであっても、予め定義された
固定的な経路上しか移動しないロボット（例えば搬送ロ
ボット）の場合、ロボットを充電ステーション内にセッ
トすることは比較的容易であろう。何故ならば、通常の
作業経路上に充電ステーションを配設しておけば、ロボ
ットは予め定義された工程の１つとして充電ステーショ
ンに立ち寄り、円滑且つ作業の途切れなく充電オペレー
ションを行うことができる。

【００１９】これに対し、人間型ロボットやペット型ロ
ボットのように、自律的な自由歩行が許容されたロボッ
トの場合、その自由度がゆえに充電ステーションにロボ
ットをセットするためには、充電ステーション内におけ
るロボットの位置検出や位置決めなど、技術的な困難を
伴なう。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、充電
式バッテリによって自律駆動する移動ロボットのため
の、優れた充電メカニズムを提供することにある。

【００２１】本発明の更なる目的は、バッテリ駆動によ
り作業空間を無経路で自由に移動することができる移動
ロボットのための、優れた充電メカニズムを提供するこ
とにある。

【００２２】本発明の更なる目的は、バッテリ駆動によ
り作業空間を無経路で自在に移動する移動ロボットに対
して充電ステーションによって充電を行うための、優れ
た充電メカニズムを提供することにある。

【００２３】本発明の更なる目的は、充電オペレーショ
ンのために充電ステーションに立ち寄る移動ロボットを
正確且つ確実に電気接続することができる、優れた充電
メカニズムを提供することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、上記
課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面
は、作業空間上をバッテリで自律的に移動する移動ロボ
ットと、該移動ロボットを収容してバッテリの充電オペ
レーションを実現する充電ステーションとで構成される
移動ロボットのための充電システムであって、前記充電
ステーションの所定部位に配設された視認性識別データ
と、前記移動ロボットに搭載された撮像手段と、前記撮
像手段による撮像画像を基に前記移動ロボットから前記
充電ステーションまでの距離・方向を算出する演算手段
と、前記演算手段による算出結果を基に前記移動ロボッ
トを前記充電ステーションに向かって探索せしめる探索
手段と、を具備することを特徴とする充電システムであ
る。

【００２５】本発明の第１の側面に係る充電システムに
よれば、移動ロボットは、充電ステーションの所定部位
に配設された視認性識別データを目標にして、カメラの
撮像画像を基にして充電ステーションを探索することが
できる。したがって、無経路上を自由に移動する移動ロ
ボットの充電作業を自動化することができる。

【００２６】移動ロボットと前記充電ステーション間で
データ交換を実現する通信手段をさらに備えてもよい。
通信手段は、例えば、ＲＳ−２３２Ｃ、ＩＥＥＥ１２８
４、ＵＳＢ、ｉ−Ｌｉｎｋ、ＩｒＤＡなど、特にインタ
ーフェース・プロトコルは特定されない。例えば、充電
ステーション内に移動ロボットを収容したときの誘導作
業（正確な位置決めなど）や、充電の開始及び終了時期
の通知などに、通信手段を使用することができる。

【００２７】また、前記の視認性識別データは、前記充
電ステーションの表面に貼設された印刷媒体であっても
よい。また、該印刷媒体は円筒形、四角柱、球などの立
体的な物体表面上に複数貼設されていてもよい。このよ
うな場合、移動ロボットは複数方向から識別データを発
見することができ、任意の方向から充電ステーションに
接近することができる。

【００２８】また、前記の視認性識別データは、表示装
置に画面出力された表示データであってもよい。このよ
うな場合、作業空間の環境に埋没しない識別データを動
的に用いることができる。また、移動ロボットから距離
に応じて表示データを切り換えることもできる。

【００２９】視認性識別データは、例えば、色や模様の
パターンで構成される。あるいは、サイバーコードのよ
うな２次元バーコード、その他のビジュアル・マークで
あってもよい。

【００３０】また、視認性識別データは前記充電ステー
ションの高所に配設することで、移動ロボットは遠方か
ら充電ステーションの所在を発見することができる。

【００３１】また、前記充電ステーション及び／又は前
記移動ロボットは、充電中」、「充電完了（満充
電）」、「異常」などの各種のバッテリ状態を表示する
インジケータを備えていてもよい。

【００３２】また、前記充電ステーションは、さらに、
光、赤外線、音波、超音波、電波、磁場のうち少なくと
も１つの信号波を発信する発信手段を備えるとともに、
前記移動ロボットは、さらに、前記発信手段からの発信
波を受信する受信手段を備えてもよい。このような場
合、前記演算手段は、前記撮像手段による撮像画像と前
記受信手段による受信データの双方を基に前記移動ロボ
ットから前記充電ステーションまでの距離・方向を算出
することができるので、より正確且つ高速に充電ステー
ションを探索することができる。

【００３３】前記発信手段による発信波は、作業空間に
おいて発生する他の信号とは容易に区別・分離できる成
分で構成されることが好ましい。

【００３４】また、前記移動ロボットは胴体部ユニット
に対して首振り運動可能な頭部ユニットを備え、前記撮
像手段及び／又は前記受信手段は前記移動ロボットの前
記頭部ユニットに搭載されていてもよい。このような場
合、首振り運動によって容易に充電ステーションを発見
し、探索することができる。

【００３５】また、前記発信手段は光、赤外線、音波、
超音波、電波、磁場のうち２以上の信号波を発信し、前
記受信手段は、前記充電ステーションと前記移動ロボッ
ト間の距離に応答して受信信号波を切り換えるようにし
てもよい。例えば、途中に障害物が散在する遠方では回
折性の高い音波を用いて探索し、至近距離では光や赤外
線など直進性の高い信号葉に切り換えて正確に探索する
ことができる。

【００３６】また、前記発信手段は、光をスリット状
に出力するとともに、照射方向に応じて発光するスリッ
トのパターンを切り換えるようにしてもよい。このよう
な場合、単一の発信手段だけで、移動ロボットは複数方
向から充電ステーションに接近することができる。

【００３７】また、前記発信手段は出力強度及び周波数
成分の異なる２以上の信号波を発信するようにしてもよ
い。例えば高周波信号を高強度で出力するとともに、低
周波信号を低強度で出力することにより、受信手段は、
高周波成分のみ受信する領域では比較的距離が離れてお
り、低周波成分を受信可能な領域に突入したことにより
充電ステーションに近づいたことを認識することができ
る。

【００３８】また、前記充電ステーションは、前記充電
システム外の機器とデータ交換するための通信手段を備
えてもよい。通信手段は、例えばネットワーク・インタ
ーフェース・カード（ＮＩＣ）であり、例えば外部のホ
スト・システムがネットワーク経由で充電ステーション
をリモート・コントロールすることができる。

【００３９】また、前記発信手段は、前記充電ステーシ
ョン外部に配設されていてもよい。例えばＧＰＳ（Ｇｌ
ｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）を
用いて充電ステーションの探索を行うこともできる。

【００４０】また、前記移動ロボットは、イヌなどの四
肢による脚式歩行を行うタイプで、胴体部ユニットの腹
部に電源コネクタを有し、前記充電ステーションは、凹
み状の収容部と、該収容部底面に配設された電源コネク
タを備え、前記収容部は、しゃがみ込んだ状態の前記移
動ロボットを支持するようにしてもよい。

【００４１】また、前記充電ステーションは２色以上の
色からなる色パターンをその壁面に含み、前記移動ロボ
ットは、前記撮像手段による撮像画像中の各色の配置関
係を基に前記充電ステーションを探索するようにしても
よい。

【００４２】また、前記移動ロボットは、イヌなどの四
肢による脚式歩行を行うタイプで、胴体部ユニットの臀
部に電源コネクタを有し、前記充電ステーションは、擂
り鉢状の窪みをした収容部を持つとともに、該窪みの略
中央にお椀形の突起を備え、前記収容部は、お座りをし
た状態の前記移動ロボットを支持するようにしてもよ
い。

【００４３】あるいは、前記移動ロボットは、イヌなど
の四肢による脚式歩行を行うタイプで、胴体部ユニット
の臀部に電源コネクタを有し、前記充電ステーション
は、擂り鉢状で且つ回転体形状の窪みをした収容部を持
つとともに、該窪みの略中央にお椀形で且つ回転体形状
の突起を備え、前記収容部は、任意の角度でお座りをし
た状態の前記移動ロボットを支持するようにしてもよ
い。

【００４４】このような場合、充電オペレーションに対
して、お座りをした状態で餌を与えるというメタファを
与えることができ、エンターティンメント性が高まる。

【００４５】また、前記移動ロボットは、頭部ユニッ
ト、両肩、若しくは臀部の少なくとも１つにテーパ形状
が構成され、前記充電ステーションは、前記移動ロボッ
トに形成されたテーパを受容可能な内壁面を有する略Ｕ
字構造を備えるようにしてもよい。さらに、該Ｕ字構造
の最奥部にコネクタを上面に配した舌状突起を備えるよ
うにしてもよい。また、該コネクタの各端子は該Ｕ字の
奥行き方向に伸びるように構成してもよい。

【００４６】また、前記移動ロボットは脚式歩行による
移動を行うタイプであり、少なくとも１つの足底に電極
端子が配設されていてもよい。このような場合、通常の
歩行動作によって電極間の接続を実現することができ
る。

【００４７】また、さらに、前記移動ロボットと前記充
電ステーションのコネクタ同士が接続し及び／又は切り
離されるような磁界を発生させる電磁石を１以上備えて
いてもよい。

【００４８】また、前記充電ステーションは、前記移動
ロボットと良好な係合位置に位置決めするための駆動機
構を具備していてもよい。このような場合、移動ロボッ
ト側は精密な位置決め機構を不要とし、ロボット本体の
要求仕様や重量、製造コストなどを低減することができ
る。

【００４９】また、前記充電ステーションは、前記移動
ロボットを収容可能な略Ｕ字構造をなすとともに、該Ｕ
字の内側に移動ロボットを把持する把持手段を備えてい
てもよい。また、移動ロボットの把持状態でキャリング
・ケースとして使用してもよい。このような場合、充電
ステーションのＵ字状の筐体は、搬送中の衝撃から移動
ロボットを保護することができる。

【００５０】また、前記移動ロボットは、イヌなどの四
肢による脚式歩行を行うタイプであり、前記充電ステー
ションは、イヌ小屋形状をなし、該小屋内の壁面に１以
上のコネクタが配設されていてもよい。

【００５１】また、本発明の第２の側面は、作業空間上
をバッテリで自律的に移動する移動ロボットと、該移動
ロボットを収容してバッテリの充電オペレーションを実
現する充電ステーションとで構成される移動ロボットの
ための充電システムにおいて、充電ステーション外に置
かれた発信機が発信する信号波に基づいて充電ステーシ
ョンを探索する方法であって、前記移動ロボットを一旦
充電ステーションに設置して、前記発信機からの信号波
を基に充電ステーションの位置を教示するステップと、
前記作業空間上に任意の位置で前記移動ロボットが前記
発信機からの信号波を基に前記充電ステーションまでの
距離や方向を算出して探索するステップと、を具備する
ことを特徴とする充電ステーションを探索する方法であ
る。

【００５２】また、本発明の第３の側面は、作業空間上
をバッテリで自律的に移動する移動ロボットと、該移動
ロボットを収容してバッテリの充電オペレーションを実
現する充電ステーションとで構成される移動ロボットの
ための充電システムにおいて、充電ステーション外に置
かれた発信機が発信する信号波に基づいて充電ステーシ
ョンを探索する方法であって、前記発信機の位置に従っ
て設定される基準点に対する前記充電ステーションの位
置情報を予め移動ロボット内のメモリに格納するステッ
プと、前記作業空間上に任意の位置で前記移動ロボット
が前記発信機からの信号波を基に前記基準点に対する自
己の位置情報を算出するとともに、前記充電ステーショ
ンの前記メモリから読み出し、前記充電ステーションま
での距離や方向を算出して探索するステップと、を具備
することを特徴とする充電ステーションを探索する方法
である。

【００５３】また、本発明の第４の側面は、作業空間上
をバッテリで自律的に移動する移動ロボットと、該移動
ロボットを収容してバッテリの充電オペレーションを実
現する充電ステーションとで構成される移動ロボットの
ための充電システムにおいて、充電ステーション外に置
かれた発信機が発信する信号波に基づいて充電ステーシ
ョンを探索する方法であって、前記移動ロボットが、前
記発信機の位置に従って設定される基準点に対する自己
の位置情報を前記発信機からの信号波を基に算出するス
テップと、前記充電ステーションが、前記基準点に対す
る自己の位置情報を前記発信機からの信号波を基に算出
するステップと、前記充電ステーションが前記移動ロボ
ットに対して自己の位置情報を連絡するステップと、前
記移動ロボットが、各位置情報間の相対的関係に従って
前記充電ステーションまでの距離や方向を算出して探索
するステップと、を具備することを特徴とする充電ステ
ーションを探索する方法である。

【００５４】また、本発明の第５の側面は、少なくとも
胴体部ユニットと２以上の脚部ユニットを含み、前記脚
部による歩行を行うタイプの移動ロボットであって、少
なくとも１つの脚部ユニットの先端に給電用の電極端子
を備えることを特徴とする移動ロボットである。かかる
移動ロボットの構成によれば、通常の歩行動作によって
電極間の接続を実現することができる。

【００５５】また、本発明の第６の側面は、少なくとも
胴体部ユニットと２以上の脚部ユニットを含み、前記脚
部による歩行を行うタイプの移動ロボットであって、前
記胴体部ユニットの腹部又は背中に給電用の電極端子を
備えることを特徴とする移動ロボットである。

【００５６】また、本発明の第７の側面は、少なくとも
胴体部ユニットと２以上の脚部ユニットと尻尾を含み、
前記脚部による歩行を行うタイプの移動ロボットであっ
て、前記尻尾の先端に給電用の電極端子を備えることを
特徴とする移動ロボットである。かかる移動ロボットの
構成によれば、尻尾を振るという愛嬌のある動作によっ
て電極間の接続を実現することができる。

【００５７】また、本発明の第８の側面は、略半球状の
突起表面に輪切り状に区切られた２以上の接続端子が配
設されて構成されることを特徴とするコネクタである。
この場合、前記突起の先端側の輪切り端子に信号線を割
り当てるとともに、底側の輪切り端子に電源線を割り当
てることで、コネクタ同士を接合する際の誤動作を好適
に防止することができる。

【００５８】また、本発明の第９の側面は、コネクタ同
士の接触によって通電状態を実現する電気的接続構造で
あって、一方のコネクタはプローブ形状をなし、他方の
コネクタはメッシュ状をなし、前記プローブが前記メッ
シュの不定位置に挿入されることによって通電状態が実
現することを特徴とする電気的接続構造である。前記の
プローブ状のコネクタは、該プローブの長さ方向に複数
の端子を割り当てるとともに、前記メッシュ状のコネク
タは複数層構造であってもよい。

【００５９】また、本発明の第１０の側面は、コネクタ
同士の接触によって通電状態を実現する電気的接続構造
であって、コネクタ同士が接続し及び／又は切り離され
るような磁界を発生させる電磁石を１以上備えることを
特徴とする電気的接続構造である。

【００６０】本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、
後述する本発明の実施例や添付する図面に基づくより詳
細な説明によって明らかになるであろう。

【００６１】

【発明の実施の形態】本発明は、移動ロボット、とりわ
け作業空間を無経路で自由に移動することができるバッ
テリ駆動式の移動ロボットに対して、充電ステーション
を用いて充電を行う充電メカニズムに関する。勿論、特
定の経路上のみを移動するタイプの移動ロボットに対し
ても、本発明を好適に適用することができることは言う
までもない。

【００６２】また、後述する実施例では、４足歩行のロ
ボットを用いて説明しているが、移動ロボットは、２
足、４足、６足などの脚式歩行を行うロボットの他、ク
ロール式など他の移動メカニズムを採用するロボットで
あっても、同様に本発明を好適に適用することができ
る。

【００６３】以下、図面を参照しながら本発明の実施例
を詳解する。

【００６４】図１には、本発明を実施に供される、四肢
による脚式歩行を行う移動ロボット１の外観構成を示し
ている。図示の通り、該ロボット１は、四肢を有する動
物の形状や構造をモデルにして構成された多関節型の移
動ロボットである。とりわけ本実施例の移動ロボット１
は、愛玩動物の代表例であるイヌの形状及び構造を模し
てデザインされたペット型ロボットという側面を有し、
例えば人間の住環境において人間と共存するような形態
で、ユーザ操作に応答した動作表現することができる。

【００６５】移動ロボット１は、胴体部ユニット２と、
頭部ユニット３と、尻尾４と、四肢すなわち脚部ユニッ
ト６Ａ〜６Ｄで構成される。

【００６６】頭部ユニット３は、ロール、ピッチ及びヨ
ーの各軸方向（図示）の自由度を持つ首関節７を介し
て、胴体部ユニット２の略前上端に配設されている。ま
た、頭部ユニット３には、イヌの「目」に相当するＣＣ
Ｄ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ：電
荷結合素子）カメラ１５と、「耳」に相当するマイクロ
フォン１６と、「口」に相当するスピーカ１７と、触感
に相当するタッチセンサ１８が搭載されている。これら
以外にも、生体の五感を構成するセンサを含んでいても
構わない。

【００６７】尻尾４は、ロール及びピッチ軸の自由度を
持つ尻尾関節８を介して、胴体部ユニット２の略後上端
に湾曲若しくは揺動自在に取り付けられている。

【００６８】脚部ユニット６Ａ及び６Ｂは前足を構成
し、脚部ユニット６Ｃ及び６Ｄは後足を構成する。各脚
部ユニット６Ａ〜６Ｄは、それぞれ、大腿部ユニット９
Ａ〜９Ｄ及び脛部ユニット１０Ａ〜１０Ｄの組み合わせ
で構成され、胴体部ユニット２底面の前後左右の各隅部
に取り付けられている。大腿部ユニット９Ａ〜９Ｄは、
ロール、ピッチ、ヨーの各軸の自由度を持つ股関節１１
Ａ〜１１Ｄによって、胴体部ユニット２の各々の所定部
位に連結されている。また、大腿部ユニット９Ａ〜９Ｄ
と脛部ユニット１０Ａ〜１０Ｄの間は、ロール及びピッ
チ軸の自由度を持つ膝関節１２Ａ〜１２Ｄによって連結
されている。

【００６９】なお、移動ロボット１の関節自由度は、実
際には各軸毎に配備されモータ（図示しない）の回転駆
動によって提供される。また、移動ロボット１が持つ関
節自由度の個数は任意であり、本発明の要旨を限定する
ものではない。

【００７０】図２には、移動ロボット１の電気・制御系
統の構成図を模式的に示している。同図に示すように、
移動ロボット１は、全体の動作の統括的制御やその他の
データ処理を行う制御部２０と、入出力部４０と、駆動
部５０と、電源部６０とで構成される。以下、各部につ
いて説明する。

【００７１】入出力部４０は、入力部として移動ロボッ
ト１の目に相当するＣＣＤカメラ１５や、耳に相当する
マイクロフォン１６、触感に相当するタッチセンサ１８
など、五感に相当する各種のセンサを含む。また、出力
部として、口に相当するスピーカ１７など、脚などによ
る機械運動以外の手段によって外部出力を行う装置類を
含む。

【００７２】移動ロボット１は、カメラ１５を含むこと
で、作業空間上に存在する任意の物体の形状や色彩を認
識することができる。また、移動ロボット１は、カメラ
のような視覚手段の他に、赤外線、音波、超音波、電波
などの発信波を受信する受信装置をさらに備えていても
よい。この場合、各伝送波を検知するセンサ出力に基づ
いて発信源からの位置や向きを計測することができる
（後述）。

【００７３】駆動部５０は、制御部２０が指令する所定
の運動パターンに従って移動ロボット１の機械運動を実
現する機能ブロックであり、首関節７、尻尾関節８、股
関節１１Ａ〜１１Ｄ、膝関節１２Ａ〜１２Ｄなどのそれ
ぞれの関節におけるロール、ピッチ、ヨーなど各軸毎に
設けられた駆動ユニットで構成される。図示の例では、
移動ロボット１はｎ個の関節自由度を有し、したがって
駆動部５０はｎ個の駆動ユニットで構成される。各駆動
ユニットは、所定軸回りの回転動作を行うモータ５１
と、モータ５１の回転位置を検出するエンコーダ５２
と、エンコーダ５２の出力に基づいてモータ５１の回転
位置や回転速度を適応的に制御するドライバ５３の組み
合わせで構成される。

【００７４】電源部６０は、その字義通り、移動ロボッ
ト１内の各電気回路等に対して給電を行う機能モジュー
ルである。本実施例に係る移動ロボット１は、バッテリ
を用いた自律駆動式であり、電源部６０は、充電バッテ
リ６１と、充電バッテリ６１の充放電状態を管理する充
放電制御部６２とで構成される。

【００７５】充電バッテリ６１は、例えば、複数本のニ
ッケル・カドミウム電池セルをカートリッジ式にパッケ
ージ化した「バッテリ・パック」の形態で構成される。

【００７６】また、充放電制御部６２は、バッテリ６１
の端子電圧や充電／放電電流量、バッテリ６１の周囲温
度などを測定することでバッテリ６１の残存容量を把握
し、充電の開始時期や終了時期などを決定するようにな
っている。充放電制御部６２が決定する充電の開始及び
終了時期は制御部２０に通知され、移動ロボット１が充
電オペレーションを開始及び終了するためのトリガとな
る。充電オペレーションの詳細については後述に譲る。

【００７７】制御部２０は、「頭脳」に相当し、例えば
移動ロボット１の頭部ユニット３に搭載される。

【００７８】図３には、制御部２０の構成をさらに詳細
に図解している。同図に示すように、制御部２０は、メ
イン・コントローラとしてのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ
ＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）２１が、メモリその
他の各回路コンポーネントや周辺機器とバス接続された
構成となっている。バス２７上の各装置にはそれぞれに
固有のアドレス（メモリ・アドレス又はＩ／Ｏアドレ
ス）が割り当てられており、ＣＰＵ２１はアドレス指定
することでバス２７上の特定の装置と通信することがで
きる。

【００７９】ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭ
ｅｍｏｒｙ）２２は、ＤＲＡＭ（ＤｙｎａｍｉｃＲＡ
Ｍ）などの揮発性メモリで構成された書き込み可能メモ
リであり、ＣＰＵ２１が実行するプログラム・コードを
ロードしたり、作業データの一時的な保存のために使用
される。

【００８０】ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒ
ｙ）２３は、プログラムやデータを恒久的に格納する読
み出し専用メモリである。ＲＯＭ２３に格納されるプロ
グラム・コードには、移動ロボット１の電源投入時に実
行する自己診断テストプログラムや、移動ロボット１の
動作を規定する制御プログラムなどが挙げられる。制御
プログラムには、カメラ１５やマイクロフォン１６など
のセンサ入力を処理する「センサ入力処理プログラ
ム」、センサ入力と所定の「時系列モデル」^/*/（後
述）とに基づいて移動ロボット１の行動すなわち運動パ
ターンを生成する「行動命令プログラム」、生成された
運動パターンに従って各モータの駆動やスピーカ１７の
音声出力などを制御する「駆動制御プログラム」などが
含まれる。生成される運動パターンには、通常の歩行運
動や走行運動以外に、「お手」、「お預け」、「お座
り」や、「ワンワン」などの動物の鳴き声の発声などエ
ンターティンメント性の高い動作を含んでいてもよい。

【００８１】不揮発性メモリ２４は、例えばＥＥＰＲＯ
Ｍ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅａ
ｎｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲＯＭ）のように、
電気的に消去再書き込みが可能なメモリ素子で構成さ
れ、逐次更新すべきデータを不揮発的に保持するために
使用される。逐次更新すべきデータには、例えば、移動
ロボット１の行動パターンを規定する時系列モデルなど
が挙げられる。

【００８２】移動ロボット１は、飼い主としてのユーザ
による「褒める」、「遊んであげる（可愛がる）」、
「撫でる」、あるいは「叱る」、「叩く」などの行為を
刺激としてセンサ入力し、不揮発メモリ２４に格納され
た時系列モデルに従って「喜ぶ」、「甘える」、「すね
る」、「叱る」、「吠える」、「尻尾を振る」などの感
情的な動作を実行する。また、センサ入力された刺激に
応じて不揮発メモリ２４中の時系列モデルを逐次的に更
新するという学習効果を付与することができる。このよ
うな学習効果により、移動ロボット１の行動パターンに
変化を与え、ユーザが飽きない又はその好みに適応した
挙動を提供することができる。また、ユーザは、一種の
育成シミュレーションをゲーム感覚で楽しむことができ
る。

【００８３】インターフェース２５は、制御部２０外の
機器と相互接続し、データ交換を可能にするための装置
である。インターフェース２５は、例えば、カメラ１５
やマイクロフォン１６、スピーカ１７との間でデータ入
出力を行う。また、インターフェース２５は、駆動部５
０内の各ドライバ５３−１…との間でデータやコマンド
の入出力を行う。また、インターフェース２５は、電源
部６０との間で充電開始及び充電終了信号の授受を行
う。

【００８４】インターフェース２５は、ＲＳ（Ｒｅｃｏ
ｍｍｅｎｄｅｄＳｔａｎｄａｒｄ）−２３２Ｃなどの
シリアル・インターフェース、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔ
ｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄｅｌｅ
ｃｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｓ）１２８４など
のパラレル・インターフェース、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒ
ｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）インターフェース、ｉ
−Ｌｉｎｋ（ＩＥＥＥ１３９４）インターフェース、Ｓ
ＣＳＩ（ＳｍａｌｌＣｏｍｐｕｔｅｒＳｙｓｔｅｍ
Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）インターフェースなどのよう
な、コンピュータの周辺機器接続用の汎用インターフェ
ースを備え、充電ステーション８０（後述）などの外部
機器との間でプログラムやデータの移動を行うようにし
てもよい。

【００８５】また、インターフェース２５の１つとして
赤外線通信（ＩｒＤＡ）インターフェースを備え、充電
ステーション８０などの外部機器と無線通信を行うよう
にしてもよい。赤外線通信のための送受信部は、例えば
頭部ユニット２や尻尾３など、移動ロボット１本体の先
端部に設置されることが受信感度の観点から好ましい。

【００８６】さらに、制御部２０は、ネットワーク・イ
ンターフェース・カード（ＮＩＣ）２６を含み、ＬＡＮ
（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ：例えば、Ｅ
ｔｈｅｒｎｅｔやＢｌｕｅｔｏｏｔｈなど）やインター
ネットを経由して外部のコンピュータ・システムとデー
タ通信したり、遠隔のコンピュータ資源を用いて移動ロ
ボット１の動作をリモート・コントロールするようにし
てもよい。あるいは、不揮発性メモリ２４に保管すべき
時系列モデルを、ネットワーク経由で移動ロボット１に
供給することができる。

【００８７】［従来の技術］の欄でも説明したように、
本実施例に係る移動ロボット１に代表されるような自律
駆動式のロボットに対しては、「充電ステーション」を
用いてバッテリの充電を行うことができる。充電ステー
ションとは、その字義通り、移動ロボット１のバッテリ
充電を行うためのロボット収容場所のことであり、移動
ロボットのためのバッテリ充電を確実且つ完全に自動化
する方式として、既に当業界において採用されている。

【００８８】移動ロボット１は、自走式・自律的な作業
を行っている期間中にバッテリ６１の残存容量が低下し
たことを検知すると、作業を中断して、自ら（すなわち
自動的に）充電ステーション８０に立ち寄る。充電ステ
ーション８０内では、移動ロボット１と供給電源との間
で所定の電気接続を果たし、バッテリ６１への給電を受
ける。そして、バッテリ６１が満充電若しくは所定容量
まで回復したら、電源との電気接続を解除するとともに
充電ステーション８０を立ち去って、中断していた作業
を再開する。

【００８９】本発明を実現する上で、充電ステーション
８０の外観構成は特に限定されない。図１に示すような
イヌの構造を模したペット型ロボット１に対しては、イ
ヌの寝床であるベッドやイヌ小屋をモデルにした充電ス
テーションに構成すれば、ロボットの通常オペレーショ
ンだけでなく、充電ステーションに立ち寄って充電を行
う一連の「充電オペレーション」に対しても、エンター
ティンメント的なメタファを付与することができる。

【００９０】また、作業空間内に複数基の充電ステーシ
ョンを設置することにより、移動ロボット１は、最寄の
充電ステーションで給電を受けることができる。すなわ
ち、移動ロボット１は、充電ステーション間を跨いで移
動することができ、行動半径が実質的に拡張される。ま
た、１つの充電ステーションを複数の移動ロボット間で
共有することもでき、ステーション数を節約することも
できる。また、充電機能の一部を充電ステーションに移
管することにより、ロボット本体の要求仕様や重量、製
造コストを削減することができる。

【００９１】図４には、本発明の実施に供される充電ス
テーション８０と移動ロボット１を含んだ作業空間の構
成を模式的に表した機能ブロック図を示している。

【００９２】本実施例に係る充電ステーション８０は、
移動ロボット１との間で充電作業におけるトランザクシ
ョンを好適に実現するために、表示部８２、発信機８
３、接近・接続検知部８４、インターフェース８５、及
び、給電制御部８６を備えるとともに、作業空間上に設
けられた外部コンピュータ・システムなどの他の機器と
通信を行うためのインターフェース８７を含んでおり、
これらの各部は制御部８１によって統括的に制御されて
いる。

【００９３】表示部８２は、例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉ
ｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ：液晶表示ディス
プレイ）やＣＲＴ（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂ
ｅ：陰極線管）ディスプレイのようなグラフィック表示
可能な表示装置であり、色や模様の出現に所定のパター
ンを持たせた視認性の識別データ（例えば、サイバーコ
ード^/**/などの２次元バーコードや、その他のビジュア
ル・マーク）を表示出力して、遠方から眺望した場合で
あっても充電ステーション８０の視認性・識別性を高め
るようにしている。

【００９４】一方の移動ロボット１側では、カメラ１５
による撮像画像を基に、表示部８２に表示されたビジュ
アル・マーク等の識別データを探索することで、充電ス
テーション８０の位置を特定するようになっている。必
要であれば、カメラ１５が撮像した識別データの模様の
大きさなどを基に現在位置から充電ステーション８０ま
での距離を計算する。また、充電ステーション８０は、
移動ロボット１との距離に応じて、表示部８２に表示す
る模様のパターンや大きさを変更するようにしてもよ
い。さらに、距離の変化に応じて経路探索アルゴリズム
を切替えたり、充電ステーション８０に接近するにつれ
て歩幅を小さくして充電ステーション８０との合体に至
るまでの位置調整を図ってもよい。

【００９５】表示部８２が表示出力した識別データの模
様が周囲（すなわち作業空間内）の風景に埋没してしま
うような場合には、認識率が向上するような色、模様の
パターンに切替えるようにしてもよい。この場合、制御
部８１は、インターフェース８５（後述）及び２５経由
で移動ロボット１にパターン切替えを通知するようにし
てもよい。また、遠方からの識別用パターンと近隣での
識別用パターンなど、移動ロボット１と充電ステーショ
ン８０との距離に応じて複数の視認性識別データを使い
分けるようにしてもよい。

【００９６】また、充電ステーション８０本体の表面全
体として模様を有したり、識別性のある輪郭形状に構成
することにより、その本体の構造自体に視認性識別デー
タを統合させてもよい。また、遠方からは該本体と表示
部８２との識別が困難な場合には、表示部８２を高所に
設置したり、フラグやパイロット・ランプのような形態
で実装してもよい。

【００９７】他方、視認性識別データを変化させる必要
のない場合には、表示部８２は印刷された固定的なパタ
ーン（サイバーコードなど）のみを表示する印刷媒体で
あってもよい。平板上に印刷媒体を貼設したのでは、正
面以外の撮像方向からは視認性・識別性が低下する。こ
のような場合には、円筒形、四角柱、球などの立体的な
物体上に複数の印刷媒体を貼設するようにしてもよい。
このような場合、２以上の方向から視認性識別データを
確認することができ、移動ロボット１は、複数の方向か
ら充電ステーション８０を探索・接近することができ
る。

【００９８】なお、表示部８２は、「充電中」、「充電
完了（満充電）」、「異常」などの各種のバッテリ状態
を表示するＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤ
ｉｏｄｅ）のようなインジケータをさらに含んでいても
よい。ユーザは、ＬＥＤの表示により、バッテリ状態を
容易に視認することができる。このようなインジケータ
は、充電ステーション８０ではなく、移動ロボット１側
に配設されていてもよい。

【００９９】発信機８３は、光、赤外線、音波、超音
波、電波、磁場のうち少なくとも１つの信号波を発信し
て、移動ロボット１側に対して、充電ステーション８０
が存在する位置や方向を割り出す手掛かりを与える。発
信信号は、特定の周波数パターンを持ち、作業空間にお
いて発生する他の信号とは容易に区別・分離できるよう
にしておくことが好ましい。

【０１００】これに対し、移動ロボット１側では、受信
機２８（図２には図示せず）による検知出力の信号強度
などを基に、発信源すなわち充電ステーション８０の在
り処を探索することができる。受信機２８は、指向性に
優れ、受信波の強度測定を行えるタイプであることが好
ましい。

【０１０１】受信機２８は、カメラ２５と同様に、移動
ロボット１の頭部ユニット３に搭載させていることが好
ましい。例えば、２以上の受信機２８を備えて、ステレ
オ法により充電ステーション８０の距離や方向を算出す
ることができる。

【０１０２】あるいは、首関節を作動させて頭部ユニッ
ト３を首振り運動させることによって、受信機２８の受
信方向を変更することができる。この場合、受信した信
号強度が最大となる方向に向かって進行（歩行）する操
作を繰り返すことによって、発信源のある受信ステーシ
ョン８０への経路探索を実現することができる。但し、
「フェイズド・アレイ・レーダ」のように発信源までの
距離と方向の双方を検出できるタイプの受信機２８であ
れば、信号強度と方向を同時に検出することができるの
で、首振り動作の必要はない。

【０１０３】作業空間上に障害物がある場合など、充電
ステーション８０に接近するための経路が複雑な場合に
は、複数の媒体を組み合わせて用いる必要があることも
ある。

【０１０４】例えば、充電ステーション８０が不可視領
域に隠れている場合には、最初は音波のように回折性の
ある媒体を信号波に用い、可視領域に突入した段階で光
の受信若しくはカメラ１５による探索に切り換えればよ
い。

【０１０５】また、発信機８３は、光をスリット状に出
力するとともに、照射方向毎に発光するスリットのパタ
ーンを切り換えることで、単一の媒体のみで充電ステー
ション８０の探索が可能になる。

【０１０６】また、距離に応じて位置決め精度を変えら
れるように、発信機８３は、複数の信号を出力するよう
にしてもよい。例えば、音波や超音波、電磁波などの発
信波の高周波成分を高強度に、低周波成分を低強度に構
成することにより、高周波成分のみを受信する領域では
距離が大きいことや、低周波成分を受信可能な領域では
距離が小さくなってきていることを容易に認識すること
ができる。

【０１０７】移動ロボット１と充電ステーション８０の
間でＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ：例
えばＥｔｈｅｒｎｅｔやＢｌｕｅｏｏｔｈなど）その他
の伝送媒体経由で通信が可能な場合には、お互いの距離
に応じて信号強度や周波数を変更する旨の情報などをハ
ンドシェイクするようにしてもよい。

【０１０８】移動ロボット１が充電ステーション８０を
探索し、該ステーション内の所定の収容場所に装着する
際に、互いの本体同士、あるいは電極・端子同士の衝突
や衝突に伴なう破損を防止するためには、距離に応じた
探索作業を行う必要がある。例えば、比較的遠い距離に
ある期間中は、移動ロボット１は、充電ステーション８
０全体を探索目標としてカメラ１５の撮像画像などを基
に探索することで、高速に接近することができる。そし
て、ある程度まで近づいたときには、充電端子など小さ
な対象物に探索目標を切替えるとともに、カメラ１５よ
りもさらに正確な距離測定が可能な装置の検出出力に従
って探索を行う。例えば、赤外線出力や超音波出力の反
射時間を基により正確な距離を測定する方式等を採用す
ることができる。

【０１０９】接近・接続検知部８４は、移動ロボット１
の経路探索作業の結果、移動ロボット１が充電ステーシ
ョン８０内に収容され、給電制御部８６と充放電制御部
６２との電気接続が果たされたことを確認するための装
置である。接近・接続検知部８４は、例えばマイクロ・
スイッチや近接センサなどで構成することができる。接
近・接続検知部８４による検知出力は、例えば給電制御
部８６による給電開始のトリガとなる。

【０１１０】インターフェース８５は、移動ロボット１
側のインターフェース２５と双方向接続若しくは一方向
接続するための装置であり、例えば、ＲＳ−２３２Ｃ、
ＩＥＥＥ１２８４、ＵＳＢ、ｉ−Ｌｉｎｋ、ＳＣＳＩ、
ＩｒＤＡ…などいずれか少なくとも１つのインターフェ
ース・プロトコルに従って構成される。インターフェー
ス８５及び２５間は、有線又は無線のいずれの形態で結
ばれてもよいが、接近・接続検知部８４の出力が付勢さ
れた期間だけ接続が確保されれば充分である。

【０１１１】給電制御部８６は、商用ＡＣ電源から供給
された電源電圧を移動ロボット１側に供給するための給
電制御を行う。給電の開始及び終了時期は、例えば接近
・接続検知部８４の出力信号がトリガとなる。

【０１１２】これに対し、充放電制御部６２は、供給電
圧を基に充電電流を生成してバッテリ６１に供給する。
充放電制御部６２は、充電電流の積算量、バッテリ６１
の端子電圧、バッテリ周囲温度などを基に満充電若しく
は充電終了時期を検出して、制御部２０に通知する。制
御部２０は、さらにインターフェース２５及び８５を介
して充電ステーション８０側に充電終了時期を通知して
もよい。また、充放電制御部６２は、移動ロボット１が
バッテリ６１による自律駆動を行う通常同さ期間中にお
いては、バッテリ６１からロボット内の各部への供給電
流（すなわち放電電流）の積算量、端子電圧、バッテリ
周囲温度などを計測することで残存容量の低下を常時監
視して、充電開始時期を検出するとともに制御部２０に
通知する。

【０１１３】給電制御部８６と充放電制御部６２との電
気接続形態は特に限定されない。一般には、電極やコネ
クタといった機械式接点を持つ電気部品間を接触させる
ことによって通電させる。これ以外にも、電磁誘導の原
理を用いて非接触により給電する方式も挙げられる。す
なわち、給電制御部８６と充放電制御部６２の双方に誘
導コイルを内蔵し、各々のコイルを近接させて、給電制
御部８６側のコイルに供給電流を流すことによって、電
磁誘導作用により充放電制御部６２側のコイルに充電電
流を発生させることができる。

【０１１４】インターフェース８７は、例えばネットワ
ーク・インターフェース・カード（ＮＩＣ）であり、コ
ンピュータや他の充電ステーションなどの１以上の外部
システムとネットワーク接続して（例えば、Ｅｔｈｅｒ
ｎｅｔやＢｌｕｅＴｏｏｔｈなど）、メッセージ交換を
行うための手段である。すなわち、充電ステーション８
０は、ネットワーク経由で他の充電ステーションと相互
接続され、連携的に充電オペレーションを行うことがで
きる。また、充電ステーション８０を、ネットワーク経
由でホスト・コンピュータの管理下に置き、充電オペレ
ーションをリモート・コントロールすることができる。

【０１１５】なお、インターフェース８７は、外部シス
テムとのインターフェース・プロトコルを実現するもの
であれば、特にＮＩＣには限定されない。例えば、ＲＳ
−２３２Ｃ、ＩＥＥＥ１２８４、ＵＳＢ、ｉ−Ｌｉｎ
ｋ、ＳＣＳＩ、ＩｒＤＡ…などのインターフェース規格
に従って構成されていてもよい。

【０１１６】図４を参照した上述した説明では、発信機
８３は、充電ステーション８０内に配設され、制御部８
１の制御下に置かれているが、必ずしもかかる構成には
限定されない。例えば、作業空間上で充電ステーション
６０とは独立した場所に外部発信機９０を配設してもよ
い。図５には、充電ステーション８０と移動ロボット１
と外部発信機９０を含んだ作業空間の構成を例示してい
る。

【０１１７】この例では、作業空間上には１以上の外部
発信機９０−１…が存在している。これら外部発信機９
０−１…は作業空間上の所定位置に固設されており、充
電ステーション８０探索のための基準点若しくは基準座
標系を定義する。

【０１１８】これに対し、移動ロボット１は、外部発信
機９０−１…に対する自分が置かれた方向や距離を算出
することで、外部発信機９０−１…を基準点とする自分
の位置を特定することができ、この結果、充電ステーシ
ョン８０への探索経路を導出することができる。

【０１１９】外部発信機９０−１…は、充電ステーショ
ン８０及び移動ロボット１が存在する作業空間内に配備
される必要は必ずしもない。例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂ
ａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ：全地球測
位システム）の人工衛星や地上制御局を外部発信機９０
として活用することも可能である。

【０１２０】図５に示す例を実現する前提として、移動
ロボット１は、充電ステーション８０の位置を予め保持
しておく必要がある。充電ステーション８０の位置の求
め方は特に限定されないが、例えば以下の３通りの方法
をあげることができる。

【０１２１】［方法１］移動ロボット１を一旦充電ステ
ーション８０に設置して、外部発信機９０−１…に対す
る自分が置かれた方向や距離を算出させ記憶させること
によって、移動ロボット１に充電ステーション８０の位
置を教示する。移動ロボット１は、充電開始時期におけ
る自分の位置と記憶された充電ステーション８０との相
対関係に従って、充電ステーション８０を探索すること
ができる。

【０１２２】［方法２］外部発信機９０−１…を基準点
とした充電ステーション８０の位置情報を予め作成し、
ロボット１のメモリ上に書き込んでおく。移動ロボット
１は、充電開始時期になると、充電ステーション８０の
位置情報をメモリから読み出して、算出された現在の自
分の位置との相対位置関係を基に探索を行うことができ
る。

【０１２３】［方法３］充電ステーション８０側にも外
部発信機９０−１…からの方向や距離を算出する機能を
付与する。この場合、充電開始時期に、充電ステーショ
ン８０において算出された位置情報を、電波や赤外線な
どの無線通信を利用して移動ロボット１側に連絡すれば
よい。移動ロボット１は、通知された位置情報との相対
位置関係を基に、充電ステーション８０を探索すること
ができる。

【０１２４】また、図２〜図４を用いて説明した実施例
では、移動ロボット１自身が持つカメラ１５の撮像画像
を基に充電ステーション８０を探索するようになってい
たが、必ずしもかかる形態には限定されず、充電ステー
ション８０側にカメラが設置され自走中の移動ロボット
１を捕捉するようにしてもよい。

【０１２５】このような場合、充電ステーション８０側
のカメラが認識容易な識別データ（例えばサイバーコー
ド等のビジュアル・マーク）を移動ロボット１の本体表
面に形成しておく必要がある。

【０１２６】また、充電ステーション８０は、移動ロボ
ット１を撮像した画像に基づいて移動ロボット１の距離
や方向を算出し、移動ロボット１側に通知するなどのハ
ンドシェイク動作を行うことによって、ロボット１を所
定の収容場所まで導く必要がある。移動ロボット１との
ハンドシェイクには、例えば、電波やＩｒＤＡなどの無
線通信その他の手段によって行えばよい。

【０１２７】図６には、本実施例に係る移動ロボット１
が行う充電オペレーションの処理手順をフローチャート
の形式で図解している。以下、同図を参照しながら充電
オペレーションについて説明する。

【０１２８】移動ロボット１は、バッテリ駆動により通
常オペレーションを実行中であるとする。

【０１２９】ここで言う通常オペレーションとは、例え
ばカメラ１５、マイクロフォン１６、タッチセンサ１８
などのセンサ入力に応答して、不揮発性メモリ２４中の
時系列モデルに従って移動ロボット１が各種の動作表現
を実行することを意味する。

【０１３０】充放電制御部６２は、通常オペレーション
中に、バッテリ６１の残存容量の低下すなわち「ロー・
バッテリ」状態を検出すると、これを制御部２０に通知
する。

【０１３１】制御部２０内のＣＰＵ２１は、ロー・バッ
テリの通知に応答して通常オペレーションを中断する。
そして、通常オペレーションに割り込む形式で充電オペ
レーションが開始する。

【０１３２】充電オペレーションにおいては、まず、移
動ロボット１は、充電ステーション８０の場所を探索す
る（Ｓ１１）。該探索は、例えばカメラ１５の撮像画像
や、充電ステーション８０側から発信される電波、音
波、超音波、光などを手掛かりにして、所定の経路探索
アルゴリズムに従って行われる（前述）。なお、後に作
業状態を円滑に再開するためには、充電ステーション８
０の探索を行う前に、通常オペレーション中断直前の作
業状態やその場所を記憶しておくことが好ましい（ステ
ップＳ１０）。

【０１３３】探索の結果、移動ロボット１が充電ステー
ション８０に到着すると、両者間の合体作業が行われる
（ステップＳ１２）。合体作業には、移動ロボット１と
充電ステーション８０間で給電用の電極若しくはコネク
タ端子どうしの接続が含まれる。但し、電磁誘導などを
用いて非接触給電を行う場合には「接続」ではなく、誘
導コイル間の「接近」でよい。合体作業時には、移動ロ
ボット１の制御部２０は、インターフェース２５及び８
５経由で充電ステーション８０側の制御部８１と通信
し、ハンドシェイクを行ってもよい。また、合体が完了
したか否かは、例えば接近・接続検知部８４の検出信号
を基に判断することができる。なお、コネクタ間の接続
形態などについては後に詳解する。

【０１３４】前ステップＳ１２の合体により充電可能な
状態になると、給電制御部８６から充放電制御部６２へ
の給電が開始する。充放電制御部６２は、給電電流を、
バッテリ６１の充電特性に適した電圧レベルの充電電流
に変換して、バッテリ６１に供給する（ステップＳ１
３）。

【０１３５】充電期間中、充放電制御部６１は、バッテ
リ６１の端子電圧、充電電流の積算量、バッテリ周囲温
度などを計測して、バッテリ６１の充電状態を常時監視
する。そして、バッテリ６１の満充電状態若しくは充電
終了状態を検出すると、これを制御部２０に通知する
（ステップＳ１４）。

【０１３６】制御部２０は、充電終了の通知に応答し
て、充電ステーション８０からの離脱、すなわち、移動
ロボット１と充電ステーション８０間の合体状態の解除
を行う（ステップＳ１５）。この離脱作業の際、制御部
２０は、インターフェース２５及び８５経由で充電ステ
ーション８０側の制御部８１と通信し、ハンドシェイク
を行ってもよい。

【０１３７】充電ステーション８０からの離脱を終える
と、移動ロボット２０は、通常オペレーション中断した
時点の居場所を探索する（ステップＳ１６）。そして、
該場所に復帰すると、通常オペレーション中断直前の状
態を復元して（ステップＳ１７）、中断していた通常オ
ペレーションを再開する。

【０１３８】次いで、移動ロボット１と充電ステーショ
ン８０間における電気的接続のメカニズムについて説明
する。

【０１３９】図７〜図９には、第１の実施形態に係る充
電ステーション８０−１の外観構成を示している。同図
に示す例では、充電ステーション８０−１は、イヌの寝
床（ベッド）をモデルにした箱形であり、略中央部にイ
ヌ型の移動ロボット１を収容する凹み状の収容部８１−
１を有している。

【０１４０】収容部８１−１は、図１に示す移動ロボッ
ト１をその胴体部ユニット２の底面で支持することがで
きる形状及び寸法を有し、底面には胴体部ユニット２と
の間で電気的接続を実現するための電気的接点接点（コ
ネクタ）８２−１を備えている。

【０１４１】また、充電ステーション８０−１の前後両
端の壁面にはそれぞれ赤及び青の２色からなる色パター
ンが配色されている。

【０１４２】移動ロボット１は、充電ステーション８０
−１を視界（カメラ１５で捕捉した画像）の中で、赤及
び青の色パターンによって充電ステーション８０−１の
存在を発見し、さらに各色の配置関係を基に、充電ステ
ーション８０−１と移動ロボット１との距離と位置関係
を計算することができる。

【０１４３】さらに、移動ロボット１は、視界の中で、
赤、青の順で２色が１直線上に並ぶように最適な経路を
辿って充電ステーション８０−１に向かって歩行するこ
とで、最終的に、充電ステーション８０−１を跨ぐよう
に接近することができる。

【０１４４】そして、充電ステーション８０−１に充分
近づき、２色パターンが視界から消えた後、所定のタイ
ミングで歩行を停止する。さらに、腰を下ろすなどの動
作を行い、胴体部ユニット２の底面（腹部）を収容部８
１−１に着床させることで、コネクタ８２−１を介して
充電ステーション８０−１との間で電気的接続を確立
し、充電姿勢となる。

【０１４５】移動ロボット１側のコネクタ（図示しな
い）は、胴体部ユニット２の底面（腹部）で、コネクタ
８２−１と対向する部位に配設されている。充電姿勢で
は、コネクタには移動ロボット１の自重が印加されるの
で、その他の機械的係合手段を特に設けなくとも、コネ
クタ８２−１との電気接続状態が維持される。

【０１４６】なお、赤及び青を用いた色パターンでは周
囲環境の中に埋没してしまうような場合には、他の識別
性の高い色パターンに変更してもよい。あるいは、色パ
ターンに代えて、サイバーコードのような視認性・識別
性のより高いビジュアル・マークを用いてもよい。

【０１４７】図１０及び図１１には、第２の実施形態に
係る充電ステーション８０−２の外観構成を示してい
る。同図に示す例では、充電ステーション８０−２は、
擂り鉢状の構造体であり、擂り鉢の窪みを収容部８１−
２とするとともに、該窪みの略中央にお椀形の突起８２
−２を有している。充電ステーション８０−２は、例え
ばイヌ型の移動ロボット１がしゃがみ込んだ（「お座
り」をした）姿勢で受容することかできる。

【０１４８】後述するように突起８２−２が電気的接点
として機能する。また、窪み８１−２と突起８２−２の
各々は、窪みの深さ方向を軸とした回転体形状に攻勢さ
れていることが好ましい。

【０１４９】図１２には、突起８２−２の拡大斜視図を
示している。同図に示すように、突起８２−２の表面を
輪切り状に区切られた１以上の端子が配設されている。
例えば、突起８２−２の先端側の輪切り端子に信号線を
割り当て、底側の輪切り端子に電源線を割り当てること
で、コネクタ同士の接合・離脱時における異種端子同士
の接触による誤動作を防止することができる。

【０１５０】上述したように、収容部８１−２とコネク
タ８２−２はいずれも回転体形状をしているので、移動
ロボット１は充電ステーション８０に対して１８０度ど
の向きからもアクセス可能である。

【０１５１】また、収容部８１−１の内壁はスロープ状
に形成されているので、移動ロボット１が充電ステーシ
ョン８０−２を正確な位置で跨いでいない場合であって
も、充電ステーション８０−２にしゃがみ込む動作中
に、スロープを滑り落ちるようにして、コネクタ８１−
２に自然と位置合わせされる。また、移動ロボット１の
自重によってコネクタ８１−２との電気的接続が確保さ
れる。

【０１５２】図１３には、第３の実施形態に係る移動ロ
ボット１−３及び充電ステーション８０−３の外観構成
を示している。

【０１５３】同図に示すように、移動ロボット１−３
は、頭部ユニット２−３、両肩、あるいは臀部などがテ
ーパ形状に構成されている。これに対し、充電ステーシ
ョン８０−３側の入り口は、テーパを受容するに充分な
幅の開口を持つとともに、移動ロボット１−３側の対応
部位と合致するテーパ形状に構成されている。また、充
電ステーション８０−３の入り口前面には、移動ロボッ
ト１−３のカメラ１５の撮像画像によって視認可能な色
パターン若しくはサイバーコードのようなビジュアル・
マークが配設されている（図示しない）。

【０１５４】移動ロボット１−３は、ビジュアル・マー
クをカメラ１５で認識すると、これを追跡するようにし
て入り口に到達し、さらに進入していくと、次第に狭く
なるテーパ面に導かれるようにして、テーパ最奥部に到
達して、正確な位置関係で電気的接続を果たすようにし
ている。移動ロボット１−３は、特別な位置決めを意識
することなく、テーパ面に摺動するだけで正しい接続場
所に導かれる訳である。

【０１５５】図１４には、充電ステーション８０−３の
電気的接続部の構成例を図解している。同図に示すよう
に、充電ステーション８０−３は、略Ｕ字構造をなし、
このＵ字の内壁面には、移動ロボット１側のテーパを受
容可能なテーパが形成されている。このＵ字構造体の略
最奥部から、コネクタ８２−３を上面に配した舌状突起
８５が突設されている。

【０１５６】図１５には、充電ステーション８０−３の
電気的接続部分のみを抜き出して拡大斜視している。同
図に示すように、コネクタ８２−３’の各端子は移動ロ
ボット１−３の進入方向に長く構成されているので、テ
ーパ内における移動ロボット１−３の停止位置の前後方
向における位置決め精度を緩やかにすることができる。

【０１５７】図１６には、移動ロボット１−３が充電ス
テーション８０−３に収容されている様子を示してい
る。同図に示す例では、移動ロボット１−３は、両肩に
形設されたテーパが、充電ステーション８０−３側のテ
ーパに摺動するようにしてさらに奥へと導かれるように
なっている。

【０１５８】移動ロボット１−３が侵入可能な最深位置
Ｄは、移動ロボット１−３の肩幅Ｗによって定義され
る。舌状突起８５を充分長くすることによって、頭部ユ
ニット２の最先端部分が充電ステーション８０−３の最
奥部と衝突する手前の位置で電気的接続を果たすことが
できる。

【０１５９】移動ロボット１−３が舌状突起８５を跨ぐ
ようにしてしゃがみ込むことで、移動ロボット１−３と
充電ステーション８０−３との電気的接続が達成され
る。また、移動ロボット１−３の自重によって安定的な
接触状態が確保される。

【０１６０】なお、充電のために移動ロボット１−３が
テーパ面に沿って充電ステーション８０−３に侵入した
にも拘らず、コネクタ間の電気的接続が果たされない場
合には、移動ロボット１−３を一旦所定距離まで充電ス
テーション８０−３からセットバックした後、改めて充
電ステーション８０−３内への侵入を試みるとよい。

【０１６１】図１７及び図１８には、第４の実施形態に
係る電気的接続のメカニズムを図解している。

【０１６２】図１７に示すように、移動ロボット１の前
足６Ａ，６Ｂや後足６Ｃ，６Ｄの底面部など、可動部分
の先端に電極端子が設けられている。可動部分は足に限
定されず、手や、尻尾、頭部などであってもよい。

【０１６３】このような場合、移動ロボット１は、脚を
動かすという動作によって、充電ステーション８０側の
電極端子と接触し、さらに足で踏むという姿勢により接
続部分に移動ロボット１の自重の少なくとも一部が印可
され、安定的な接触状態を確保することができる。

【０１６４】充電を行うためには、少なくとも正負両極
の接点が必要である。したがって、例えば、左右の前
足、左右の後足などの組合せで、各可動部分に電極端子
を配設すればよい。

【０１６５】要するに可動部分が３以上ある場合には、
そのうちの２つに正負各極の端子を割り当てればよい。
あるいは、電極端子の配置位置の組み合わせてとして、
尻尾などのような可動部分と、胴体部ユニット２のよう
な無可動部分との組合せであってもよい。

【０１６６】図１９及び図２０には、第５の実施形態に
係る電気的接続のメカニズムを図解している。

【０１６７】移動ロボット１側のコネクタ端子は、図１
９に示すように細長いプローブ形状をなし、例えば手や
脚、尻尾などの可動部分の先端に取り付けられている。

【０１６８】一方の充電ステーション８０側の電気的接
続部８２−５は、図１９に示すようにメッシュ状の導電
材で構成されている。したがって、移動ロボット１は、
充電ステーション８０に接近して、メッシュ８２−５上
の不定位置にプローブを差し込むだけで電気的接続を果
たすことができる。言い換えれば、電気的接続のために
は、緩やかな位置決め精度しか必要としない。

【０１６９】右手と左手、右足と左足というように、２
以上の可動部分にそれぞれ１つのプローブ状電極を配設
するようにしてもよい。あるいは、図２０に示すよう
に、プローブの長さ方向に複数の端子を割り当てるよう
にしてもよい。この場合、図示の通り、メッシュ８２−
５を複数層構造に構成すればよい。

【０１７０】また、プローブ状端子を手足などの先端部
分から出没自在に構成して、未使用時（すなわち充電以
外の動作期間中）に外部からの衝撃などによる破損から
保護することもできる。

【０１７１】図２１〜図２３には、第６の実施形態に係
る移動ロボット１−６及び充電ステーション８０−６の
構成を図解している。

【０１７２】図２１及び図２２に示すように、本実施形
態に係る移動ロボット１−６は、胴体部ユニット２の底
面すなわち腹部にコネクタ１３−６が配設されているの
で、図７に示した第１の実施形態と同様、イヌのベッド
をモデルにした箱型の充電ステーション８０−６で受容
することができる。

【０１７３】また、図２１及び図２２に示すように、コ
ネクタ１３−６を挟むように、一対の電磁石１３Ａ及び
１３Ｂが配設されている。一方の充電ステーション側
も、収容部の底面には、コネクタ８２−６を挟むよう
に、一対の電磁石８２Ａ及び８２Ｂが配設されている。

【０１７４】移動ロボット１−６が充電ステーション８
０−６に接近して、両コネクタ１３−６及び８２−６が
充分近づいたときに、各電磁石に電流を流して電磁石１
３Ａと８２Ａ、及び、電磁石１３Ｂ及び８２Ｂが引き合
うような磁界を発生させることにより、コネクタ１３−
６及び８２−６間の良好な接触状態を保つことができ
る。

【０１７５】さらに、充電完了後は、電磁石１３Ａと８
２Ａ、及び、電磁石１３Ｂ及び８２Ｂ同士が同極性とな
り互いに反発し合う磁界を発生させるように電流の流れ
を切り替えることによって、移動ロボット１−６を充電
ステーション８０−６から強制的且つ迅速に切り離すこ
とができる。

【０１７６】また、移動ロボット１−６と充電ステーシ
ョン８０−６とを合体させる際、電磁石１３Ａと８２Ａ
が引き寄せ合うように異極性にするだけでなく、電磁石
１３Ａと８２Ｂが反発し合うように同極性にする（当
然、１３Ｂと８２Ａも同極性となる）ことにより、コネ
クタの正しい接続方向を確保することができる。

【０１７７】なお、移動ロボット１−６と充電ステーシ
ョン８０−６との間の連結状態を保つために配設すべき
電磁石の個数は特に限定されない。例えば１個だけであ
ってもよいし、３個以上であってもよい。

【０１７８】図２４には、上記第６の実施形態の変形例
を図解している。上記の例ではコネクタ１３，８２の周
辺に電磁石を配設したが、この例では、コネクタの電極
端子自体に電磁石機能を統合する構成とした。

【０１７９】充電を開始するときには、移動ロボット１
−６側の正極端子１３Ａと充電ステーション８０−６側
の正極端子８２ＡとがＮ−Ｓ（又はＳ−Ｎ）という磁性
の組み合わせとなるように各電磁石の電流の向きを設定
して、互いに引き寄せ合うような磁界を発生させる。同
様に、移動ロボット１−６側の負極端子１３Ｂと充電ス
テーション８０−６側の負極端子８２ＢとがＳ−Ｎ（又
はＮ−Ｓ）という磁性の組み合わせとなるように各電磁
石の電流の向きを設定して、互いに引き寄せ合うような
磁界を発生させる。

【０１８０】このとき、移動ロボット１−６側の正極端
子１３Ａと充電ステーション８２−６側の負極端子８２
Ｂとが誤って接続しないように、これら両極を同一極性
に設定する（同様に負極端子１３Ｂと正極端子８２Ａと
を同一極性に設定する）ことによって、コネクタの正し
い接続方向を確保することができる。

【０１８１】次いで、充電が完了したときには、移動ロ
ボット１−６側の正極端子１３Ａと充電ステーション８
０−６側の正極端子８２Ａとが同一極性となり、同様
に、移動ロボット１−６側の負極端子１３Ｂと充電ステ
ーション８０−６側の負極端子８２Ｂとが同一極性とな
るように、各電磁石の電流の向きを切り換えて、互いの
同電極端子同士が反発し合うような磁界を発生させる。
この結果、移動ロボット１−６を充電ステーション８０
−６から強制的且つ迅速に切り離すことができる。

【０１８２】図２５及び図２６には、第７の実施形態に
係る充電ステーション８０−７の構成を図解している。

【０１８３】同図に示す充電ステーション８０−７は、
上述した第１の実施形態に係る充電ステーション８０−
１と同様、イヌ型の移動ロボット１用のベッドをモデル
にした箱型の充電ステーションである。移動ロボット１
側と電気接続するためのコネクタ８７がＸＹ各軸方向に
可動自在な駆動テーブル８２−７Ｃ上に搭載されている
点で、第１の実施形態とは異なる。

【０１８４】図２６に示すように、アクチュエータ８２
−７Ｅを駆動することにより、駆動テーブル８２−７Ｃ
はボールネジ８２−７ＤによってＸ軸方向に進退する。
同様に、アクチュエータ８２−７Ｇを駆動することによ
り、駆動テーブル８２−７Ｃはボールネジ８２−７Ｆに
よってＹ軸方向に進退する。

【０１８５】図２５及び図２６には図示しないが、充電
ステーション８０−７側のコネクタ８２−７の近傍に、
移動ロボット１側のコネクタ１３を認識することができ
る色センサや赤外線センサを設けておいてもよい。これ
に対し、移動ロボット１側のコネクタ１３の近傍に、充
電ステーション８０側から認識できるような色・模様パ
ターンなどの識別データを表示したり、信号波を発信す
るようにしてもよい（あるいは、上記とは逆の組み合わ
せであってもよい）。

【０１８６】移動ロボット１が充電オペレーションのた
めに接近し、コネクタ８２−７から所定の距離又は範囲
内に突入したときには、充電ステーション８０−７は、
自らコネクタ８２−７をＸＹ各軸方向に駆動させること
で、移動ロボット１側のコネクタ１３との接続位置を探
索し、正確な位置決めを行うことができる。

【０１８７】この実施形態によれば、移動ロボット１側
の位置決め機構は緩やかで済む。すなわち、移動ロボッ
ト１の仕様や精度を省くことができる分、その本体重量
や製造コストを低減することができる。

【０１８８】さらに、コネクタの周辺若しくは、コネク
タ端子自体を電磁石で構成してもよい。この場合、対応
するコネクタ同士が引き合う磁界が発生するように各電
磁石の電流方向を設定する。但し、移動ロボット１と充
電ステーション８０の双方に電磁石を配備する必要は必
ずしもなく、一方のみを電磁石とし、他方を磁性部材で
構成してもよい。

【０１８９】図２７には、第８の実施形態に係る充電ス
テーション８０−８の外観構成を示している。同図に示
す充電ステーション８０−８は、図７に示した第１の実
施形態に係る充電ステーション８０−１と同様、イヌの
ベッドをモデルにした構造体であり、上面に窪みを有す
るとともにその略中央部にコネクタ８２−８を配設して
いる。

【０１９０】この充電ステーション８０−８は、Ｚ軸回
りに可動自在に構成されており、移動ロボット１が充分
接近してきたときに充電ステーション８０−８を駆動す
ることにより、コネクタ間の接続位置に向かってスムー
スに移動させることができる。

【０１９１】また、図２８には、第８の実施形態の変形
例に係る充電ステーション８０−８’の外観構成を示し
ている。同図に示す充電ステーション８０−８’は、図
１４に示した第３の実施形態に係る充電ステーション８
０−３と同様、上面Ｕ字形状の構造体であり、Ｕ字の内
壁は移動ロボット１を円滑に導き入れるようにテーパ状
に形設され、Ｕ字の最奥部からはコネクタ８２−８を配
設した舌状突起８５−８が突設されてる。

【０１９２】この充電ステーション８０−８’は、ＸＹ
各軸方向に可動自在に構成されており、移動ロボット１
が充分接近してきたときに充電ステーション８０−８’
を駆動することにより、コネクタ間の接続位置に向かっ
てスムースに移動させることができる。

【０１９３】図２９には、第９の実施形態に係る充電ス
テーション８０−９の外観構成を図解している。同図に
示す充電ステーション８０−９は、図１４に示した第３
の実施形態に係る充電ステーション８０−３と同様、上
面Ｕ字形状の構造体であり、Ｕ字の内壁は移動ロボット
１を円滑に導き入れるようにテーパ状に形設され、Ｕ字
の最奥部からはコネクタ８２−８を配設した舌状突起８
５−９が突設されてる。

【０１９４】さらにＵ字の左右両側面には、Ｕ字内に進
入してきた移動ロボット１を、その両脇で把持すること
ができる一対の把持部８６が設けられている。この把持
部８６は、Ｕ字の奥行き方向に向かって移動可能なガイ
ドレール上に搭載されており、把持した移動ロボット１
を抱え込んで、さらに奥へと招き入れてコネクタ同士の
電機接続位置まで自動的に導くことができる。

【０１９５】また、移動ロボット１を抱え込んだ状態を
固持するすることにより、充電ステーション８０−９を
移動ロボット１のキャリング・ケースとして使用するこ
ともできる。例えば、移動ロボットと充電ステーション
の組み合わせで製品販売するような場合には、充電ステ
ーションが移動ロボットを抱え込んだ状態で梱包するこ
とにより収納スペースをセービングすることができる。
また、充電ステーションのＵ字構造体の外壁により、移
動ロボット１を搬送中の予期せぬ衝撃などから保護する
ことができる。この結果、移動ロボット１の梱包が容易
且つ簡素化する。

【０１９６】図３０及び図３１には、第１０の実施形態
に係る充電ステーション８０−１０の外観構成を図解し
ている。上述した各実施形態とは相違し、移動ロボット
１−１０のコネクタ１３−１０は、胴体部ユニット２の
底面すなわち腹部ではなく、その上面すなわち背中に配
設されている。他方、充電ステーション８０−１０側の
コネクタ８２−１０は、上昇及び下降が可能なアーム８
８の下端部に取り付けられている。充電ステーション８
０−１０は、移動ロボット１−１０を収容したことに応
答して、アーム８８が下降して、コネクタ１３−１０及
び８２−１０が接合する。

【０１９７】図３１には、コネクタ１３−１０と８２−
１０が係合する機構を詳細に図解している。同図に示す
ように、コネクタ１３−１０側には、電気接続端子の他
に、フック１３−１０Ａ及び１３−１０Ｂが突設されて
いる。これに対し、コネクタ８２−１０側では、電気的
接続端子の他に、フック１３−１０Ａ及び１３−１０Ｂ
を挿通させるための穴８２−１０Ａ及び８２−１０Ｂが
穿設され、さらに、他端縁にてアーム８８に蝶番で回動
自在に軸支されている。

【０１９８】所定の位置関係でアーム８８が降下して、
穴８２−１０Ａ及び８２−１０Ｂにフック１３−１０Ａ
及び１３−１０Ｂが貫挿される。さらに、アーム８８が
降下することにより、蝶番が回動して、コネクタ１３−
１０及び８２−１０の接合面同士が適正な位置にて密着
する。

【０１９９】図３２には、第１０の実施形態の変形例に
係るコネクタ１３−１０’及び８２−１０’の接続構造
を図解している。コネクタ１３−１０’は、図１２に示
した第２の実施形態と同様、半球状突起の表面を輪切り
状に区切られてなる複数の環状端子で構成される。一方
のコネクタ８２−１０’は、コネクタ１３−１０’を受
容可能なお椀状の構造体であり、所定位置でアーム８８
を降下させることによりコネクタ１３−１０’と係合す
る。

【０２００】図３３には、第１１の実施形態に係る充電
ステーション８０−１１の外観構成を示している。同図
に示すように、充電ステーション８０−１１は、イヌ型
の移動ロボット１に呼応して、イヌ小屋をモデルにした
構造体であり、小屋内部に移動ロボット１を収容した状
態でコネクタ接続するようになっている。この場合、移
動ロボット１の充電オペレーションに対し、イヌがイヌ
小屋に入るというメタファを与えることができ、エンタ
ーティンメント性がより高まる。

【０２０１】図３４には、第１１の実施形態における、
コネクタ接続形態の一例を図解している。同図に示すよ
うにイヌ小屋８０−１１の内部には、進入方向の前壁面
上部と後壁面上部の各々の場所にコネクタ８２−１１Ａ
及び８２−１１Ｂが配設されている。また、移動ロボッ
ト１−１１の尻尾４の先端部にコネクタ１３−１１が配
設されており、移動ロボット１−１１を所定位置に立た
せて尻尾関節８を駆動することによって後部のコネクタ
８２−１１Ｂに押し当てることができる。

【０２０２】また、図３５には、第１１の実施形態にお
ける、コネクタ接続形態の他の例を図解している。この
例では、イヌ小屋８０−１１内で移動ロボット１−１１
を図３４とは前後反対向きで所定位置に立たせるととも
に、尻尾関節８を駆動することによって前部のコネクタ
８２−１１Ａに押し当てることができる。

【０２０３】図３４及び図３５に示すように尻尾４の先
端を電極として用いる場合であって、該電極が正極又は
負極の単一極しか持たない場合には、他方の電極をさら
に設ける必要がある。例えば図１７に示すように足裏に
電極を設けておけば、イヌ小屋８０−１１の床面上の所
定場所を踏むという自然な動作によって電気接続が果た
される。

【０２０４】また、尻尾４は細長い棒状構造体であり、
その剛性などを考慮すると先端部分をコネクタ１３−１
１に接合するような位置決め制御は困難である。したが
って、図３４及び図３５に示すように尻尾４の先端を電
極として用いる場合には、図２４を参照して説明したよ
うに、コネクタ間を電磁石の磁界によって引きつけるよ
うに構成すればよい。

【０２０５】図３６には、尻尾４の先端に配設されたコ
ネクタ１３−１１の構成例を図解している。同図に示す
例では、該選択部分は二股構造であり、各枝をそれぞれ
正極及び負極に割り当てることによって、他の電気接点
を要さず、尻尾４の操作だけで電極接続及び充電を行う
ことができる。

【０２０６】なお、尻尾４の先端で１接点（すなわち単
一の極）とした場合には、他の接点を用意する必要があ
る。この場合、図示しないが、イヌ小屋８０−１１内の
床面に接点を配設し、移動ロボット１−１１の足の裏に
対向接点を設ける（図１７及び図１８を参照のこと）こ
とにより、床に立つという自然な動作で電極接続及び充
電を行うことができる。

【０２０７】図３７には、第１１の実施形態の変形例に
係る充電ステーション８０−１１’の小屋内部の構成を
示している。同図に示すように、充電ステーション８０
−１１’側のコネクタ８２−１１’は、イヌの餌の代表
例である「骨」をモデルにした外観形状を有し、一方の
移動ロボット１−１１’は、口若しくは口内に植設され
た歯牙を端子とするコネクタ１３−１１’を有する。こ
の場合、充電オペレーションに対し、餌を与えるという
メタファを付与することができ、エンターティンメント
性をさらに高めることができる。

【０２０８】また、図３９には、第１２の実施形態に係
る充電ステーション８０−１２および移動ロボット１−
１２が電気接続した様子を示している。同図に示す例で
は、作業空間の所定の床面に正極及び負極が埋設されて
いる。これに対し、移動ロボット１−１２の上半身側の
底面に正極（又は負極）が、同下半身側の底面に負極
（又は正極）がそれぞれ配設されている。したがって、
図３９に示すように、充電オペレーションに対してしゃ
がみ込んで「寛ぐ」（すなわち疲れを癒す）というメタ
ファを与えることができ、エンターティンメント性が高
まる。

【０２０９】《注釈》＊時系列モデル：移動ロボットなどの機械装置の動作パ
ターンを時系列モデルに従って生成する点や、外部から
の刺激などを学習して時系列モデルを更新する点は、例
えば、本出願人に既に譲渡されている特願平１１−２１
５０号明細書（「機械装置及びその駆動方法」）に開示
されている。また、本出願人に既に譲渡されている特願
平１１−１２９２７５号明細書には、動作に起因する感
情本能モデルを有するとともに、入力情報に基づいて感
情本能モデルを変化させることができる「ロボット装
置」について開示されている。また、本出願人に既に譲
渡されている特願平１１−１２９２７９号明細書には、
感情モデル、本能モデル、学習モデル、及び成長モデル
などの各種動作モデルに基づいて行動を生成する「ロボ
ット装置」について開示されている。

【０２１０】＊＊サイバーコード：サイバーコードと
は、２次元バーコードの一種であり、図３８に示すよう
に、サイバーコードの所在を表すためのガイド・バー表
示領域と、２次元状のコード・パターンを表示するコー
ド・パターン表示領域とで構成される。コード・パター
ン表示領域内は、ｎ×ｍマトリックス（同図では７×
７）に配列されたセルで構成され、各セルを白又は黒の
２値表現することで識別情報を付与することができる。
但し、コード・パターン表示領域の４隅のセルは、識別
情報としてではなく位置合わせ（ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉ
ｏｎ）パターンとして常に黒パターンとなっている。サ
イバーコードの認識手順は、撮像画像中からガイド・バ
ーを発見するステップと、位置合わせパターンを用いて
サイバーコードを位置合わせするステップと、コード・
パターンを認識して識別情報を導出するステップに大別
される。サイバーコードの詳細については、例えば、本
出願人に既に譲渡されている特願平１０−１８４３５０
号明細書（「画像処理装置および方法、並びに提供媒
体」）に開示されている。

【０２１１】［追補］以上、特定の実施例を参照しなが
ら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や
代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示とい
う形態で本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈
されるべきではない。本発明の要旨を判断するために
は、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきで
ある。

【０２１２】

【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
充電式バッテリによって自律駆動する移動ロボットのた
めの、優れた充電メカニズムを提供することができる。

【０２１３】また、本発明によれば、バッテリ駆動によ
り作業空間を無経路で自由に移動することができる移動
ロボットのための、優れた充電メカニズムを提供するこ
とができる。

【０２１４】また、本発明によれば、バッテリ駆動によ
り作業空間を無経路で自在に移動する移動ロボットに対
して充電ステーションによって充電を行うことができ
る、優れた充電メカニズムを提供することができる。

【０２１５】また、本発明によれば、充電オペレーショ
ンのために充電ステーションに立ち寄る移動ロボットを
正確且つ確実に電気接続することができる、優れた充電
メカニズムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施に供される四肢による脚式歩行を
行う移動ロボット１の外観構成を示した図である。

【図２】移動ロボット１の電気・制御系統の構成図を模
式的に示した図である。

【図３】制御部２０の構成をさらに詳細に示した図であ
る。

【図４】本発明の実施に供される充電ステーション８０
と移動ロボット１を含んだ作業空間の構成を模式的に表
した機能ブロック図である。

【図５】本発明の実施に供される充電ステーション８０
と移動ロボット１と外部発信機９０を含んだ作業空間の
構成を模式的に表した図である。

【図６】本実施例に係る移動ロボット１が行う充電オペ
レーションの処理手順を示したフローチャートである。

【図７】第１の実施形態に係る充電ステーション８０−
１の外観構成を示した図であり、より具体的には、充電
ステーション８０の上面図である。

【図８】第１の実施形態に係る充電ステーション８０−
１の外観構成を示した図であり、より具体的には、充電
ステーション８０の断面図である。

【図９】第１の実施形態に係る充電ステーション８０−
１の外観構成を示した図であり、より具体的には、充電
ステーション８０−１の斜視図である。

【図１０】第２の実施形態に係る充電ステーション８０
−２の外観構成を示した図であり、より具体的には、充
電ステーション８０−２の斜視図である。

【図１１】第２の実施形態に係る充電ステーション８０
−２の外観構成を示した図であり、より具体的には、充
電ステーション８０−２の断面図である。

【図１２】第２の実施形態に係る充電ステーション８０
−２における電気的接点８２−２の拡大斜視図である。

【図１３】第３の実施形態に係る移動ロボット１−３及
び充電ステーション８０−３の外観構成を示した図であ
る。

【図１４】第３の実施形態に係る充電ステーション８０
−３における電気的接続部の構成例を図解している。

【図１５】充電ステーション８０−３の電気的接続部分
のみを抜き出して拡大斜視した図である。

【図１６】移動ロボット１−３が充電ステーション８０
−３に収容されている様子を上面から眺望した図であ
る。

【図１７】第４の実施形態に係る電気的接続のメカニズ
ムを示した図であり、より具体的には、接続端子を先端
に配備した脚部ユニット６の側面図である。

【図１８】第４の実施形態に係る電気的接続のメカニズ
ムを示した図であり、より具体的には、接続端子を先端
に配備した脚部ユニット６の底面図である。

【図１９】第５の実施形態に係る電気的接続のメカニズ
ムを示した図である。

【図２０】第５の実施形態に係る電気的接続のメカニズ
ムを示した図である。

【図２１】第６の実施形態に係る移動ロボット１−６を
側面から眺望した図である。

【図２２】第６の実施形態に係る移動ロボット１−６を
底面から眺望した図である。

【図２３】第６の実施形態に係る充電ステーション８０
−６の側面透視図である。

【図２４】第６の実施形態の変形例を示した図である。

【図２５】第７の実施形態に係る充電ステーション８０
−７の構成を示した図である。

【図２６】第７の実施形態に係る充電ステーション８０
−７の構成を示した図である。

【図２７】第８の実施形態に係る充電ステーション８０
−７の外観構成を示した図である。

【図２８】第８の実施形態の変形例に係る充電ステーシ
ョン８０−８’の外観構成を示した図である。

【図２９】第９の実施形態に係る充電ステーション８０
−９の外観構成を示した図である。

【図３０】第１０の実施形態に係る充電ステーション８
０−１０の外観構成を示した図である。

【図３１】第１０の実施形態に係る充電ステーション８
０−１０の外観構成を示した図であり、より具体的には
コネクタ同士を係合させる機構を図解したものである。

【図３２】第１０の実施形態の変形例に係るコネクタの
接続構造を示した図である。

【図３３】第１１の実施形態に係る充電ステーション８
０−１１の外観構成を示した図である。

【図３４】第１１の実施形態における、コネクタ接続形
態の一例を示した図である。

【図３５】第１１の実施形態における、コネクタ接続形
態の他の例を示した図である。

【図３６】尻尾４の先端に配設されたコネクタ１３−１
１の構成例を示した図である。

【図３７】第１１の実施形態の変形例に係る充電ステー
ション８０−１１’を構成するイヌ小屋内部の構成を示
した図である。

【図３８】サイバーコードの構造を模式的に示した図で
ある。

【図３９】第１２の実施形態に係る充電ステーション８
０−１２および移動ロボット１−１２が電気接続した様
子を示した図である。

【符号の説明】１…移動ロボット２…胴体部ユニット３…頭部ユニット４…尻尾６Ａ〜６Ｄ…脚部ユニット７…首関節８…尻尾関節９Ａ〜９Ｄ…大腿部ユニット１０Ａ〜１０Ｄ…脛部ユニット１１Ａ〜１１Ｄ…股関節１２Ａ〜１２Ｄ…膝関節１５…ＣＣＤカメラ１６…マイクロフォン１７…スピーカ１８…タッチセンサ２０…制御部２１…ＣＰＵ２２…ＲＡＭ２３…ＲＯＭ２４…不揮発メモリ２５…インターフェース２６…ネットワーク・インターフェース・カード２７…バス２８…受信機４０…入出力部５０…駆動部５１…モータ５２…エンコーダ５３…ドライバ６０…電源部６１…バッテリ６２…充放電制御部８０…充電ステーション８１…制御部８２…表示部８３…発信機８４…接近・接続検知部８５…インターフェース８６…給電制御部８７…インターフェース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3F059 AA00 BB06 DB09 DC01 DC08 DD01 DD08 DD18 FA03 FB11 3F060 AA00 CA14 HA02 5H301 AA02 AA10 BB15 CC06 DD07 DD16 DD17 DD18 FF06 FF08 FF11 FF21 FF26 FF27 GG03 QQ04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】作業空間上をバッテリで自律的に移動する
移動ロボットと、該移動ロボットを収容してバッテリの
充電オペレーションを実現する充電ステーションとで構
成される移動ロボットのための充電システムであって、前記充電ステーションの所定部位に配設された視認性識
別データと、前記移動ロボットに搭載された撮像手段と、前記撮像手段による撮像画像を基に前記移動ロボットか
ら前記充電ステーションまでの距離・方向を算出する演
算手段と、前記演算手段による算出結果を基に前記移動ロボットを
前記充電ステーションに向かって探索せしめる探索手段
と、を具備することを特徴とする充電システム。
【請求項２】前記移動ロボットと前記充電ステーション
間でデータ交換を実現する通信手段をさらに備えること
を特徴とする請求項１に記載の充電システム。
【請求項３】前記の視認性識別データは、前記充電ステ
ーションの表面に貼設された印刷媒体であることを特徴
とする請求項１に記載の充電システム。
【請求項４】前記の視認性識別データは印刷媒体上に形
成され、且つ該印刷媒体は円筒形、四角柱、球などの立
体的な物体表面上に複数貼設されていることを特徴とす
る請求項１に記載の充電システム。
【請求項５】前記の視認性識別データは、表示装置に画
面出力された表示データであることを特徴とする請求項
１に記載の充電システム。
【請求項６】前記の視認性識別データは、表示装置に画
面出力された表示データであり、作業空間の環境に埋没
しない識別データを動的に用いることを特徴とする請求
項１に記載の充電システム。
【請求項７】前記の視認性識別データは、表示装置に画
面出力された表示データであり、移動ロボットから距離
に応じて表示データを切り換えることを特徴とする請求
項１に記載の充電システム。
【請求項８】前記の視認性識別データは色及び／又は模
様の組み合わせで構成されるパターンであることを特徴
とする請求項１に記載の充電システム。
【請求項９】前記の視認性識別データは２次元バーコー
ドであることを特徴とする請求項１に記載の充電システ
ム。
【請求項１０】前記の視認性識別データは前記充電ステ
ーションの高所に配設されていることを特徴とする請求
項１に記載の充電システム。
【請求項１１】前記充電ステーション及び／又は前記移
動ロボットは、充電中」、「充電完了（満充電）」、
「異常」などの各種のバッテリ状態を表示するインジケ
ータを備えることを特徴とする請求項１に記載の充電シ
ステム。
【請求項１２】前記充電ステーションは、さらに、光、
赤外線、音波、超音波、電波、磁場のうち少なくとも１
つの信号波を発信する発信手段を備えるとともに、前記移動ロボットは、さらに、前記発信手段からの発信
波を受信する受信手段を備え、前記演算手段は、前記撮像手段による撮像画像及び／又
は前記受信手段による受信データを基に前記移動ロボッ
トから前記充電ステーションまでの距離・方向を算出す
る、ことを特徴とする請求項１に記載の充電システム。
【請求項１３】前記発信手段による発信波は、作業空間
において発生する他の信号とは容易に区別・分離できる
ことを特徴とする請求項１に記載の充電システム。
【請求項１４】前記移動ロボットは胴体部ユニットに対
して首振り運動可能な頭部ユニットを備え、前記撮像手段及び／又は前記受信手段は前記移動ロボッ
トの前記頭部ユニットに搭載されていることを特徴とす
る請求項１に記載の充電システム。
【請求項１５】前記発信手段は光、赤外線、音波、超音
波、電波、磁場のうち２以上の信号波を発信し、前記受信手段は、前記充電ステーションと前記移動ロボ
ット間の距離に応答して受信信号波を切り換える、こと
を特徴とする請求項１に記載の充電システム。
【請求項１６】前記発信手段は、光をスリット状に出力
するとともに、照射方向に応じて発光するスリットのパ
ターンを切り換えることを特徴とする請求項１に記載の
充電システム。
【請求項１７】前記発信手段は出力強度及び周波数成分
の異なる２以上の信号波を発信することを特徴とする請
求項１に記載の充電システム。
【請求項１８】前記充電ステーションは、前記充電シス
テム外の機器とデータ交換するための通信手段を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の充電システム。
【請求項１９】前記発信手段は、前記充電ステーション
外部に配設されることを特徴とする請求項１に記載の充
電システム。
【請求項２０】前記移動ロボットは、イヌなどの四肢に
よる脚式歩行を行うタイプで、胴体部ユニットの腹部に
電源コネクタを有し、前記充電ステーションは、凹み状の収容部と、該収容部
底面に配設された電源コネクタを備え、前記収容部は、しゃがみ込んだ状態の前記移動ロボット
を支持する、ことを特徴とする請求項１に記載の充電シ
ステム。
【請求項２１】前記充電ステーションは２色以上の色か
らなる色パターンをその壁面に含み、前記移動ロボットは、前記撮像手段による撮像画像中の
各色の配置関係を基に前記充電ステーションを探索す
る、ことを特徴とする請求項１に記載の充電システム。
【請求項２２】前記移動ロボットは、イヌなどの四肢に
よる脚式歩行を行うタイプで、胴体部ユニットの臀部に
電源コネクタを有し、前記充電ステーションは、擂り鉢状の窪みをした収容部
を持つとともに、該窪みの略中央にお椀形の突起を備
え、前記収容部は、お座りをした状態の前記移動ロボットを
支持する、ことを特徴とする請求項１に記載の充電シス
テム。
【請求項２３】前記移動ロボットは、イヌなどの四肢に
よる脚式歩行を行うタイプで、胴体部ユニットの臀部に
電源コネクタを有し、前記充電ステーションは、擂り鉢状で且つ回転体形状の
窪みをした収容部を持つとともに、該窪みの略中央にお
椀形で且つ回転体形状の突起を備え、前記収容部は、任意の角度でお座りをした状態の前記移
動ロボットを支持する、ことを特徴とする請求項１に記
載の充電システム。
【請求項２４】前記移動ロボットは、頭部ユニット、両
肩、若しくは臀部の少なくとも１つにテーパ形状が構成
され、前記充電ステーションは、前記移動ロボットに形成され
たテーパを受容可能な内壁面を有する略Ｕ字構造を備え
る、ことを特徴とする請求項１に記載の充電システム。
【請求項２５】前記移動ロボットは、頭部ユニット、両
肩、若しくは臀部の少なくとも１つにテーパ形状が構成
され、前記充電ステーションは、前記移動ロボットに形成され
たテーパを受容可能な内壁面を有する略Ｕ字構造体であ
り、該Ｕ字構造の最奥部にコネクタを上面に配した舌状
突起を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の充電
システム。
【請求項２６】前記移動ロボットは、頭部ユニット、両
肩、若しくは臀部の少なくとも１つにテーパ形状が構成
され、前記充電ステーションは、前記移動ロボットに形成され
たテーパを受容可能な内壁面を有する略Ｕ字構造体であ
り、該Ｕ字構造の最奥部にコネクタを上面に配した舌状
突起が配設され、該コネクタの各端子は該Ｕ字の奥行き
方向に伸びる、ことを特徴とする請求項１に記載の充電
システム。
【請求項２７】前記移動ロボットは脚式歩行による移動
を行うタイプであり、少なくとも１つの足底に電極端子
が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の充
電システム。
【請求項２８】さらに、前記移動ロボットと前記充電ス
テーションのコネクタ同士が接続し及び／又は切り離さ
れるような磁界を発生させる電磁石を１以上備えること
を特徴とする請求項１に記載の充電システム。
【請求項２９】前記充電ステーションは、前記移動ロボ
ットと良好な係合位置に位置決めするための駆動機構を
具備することを特徴とする請求項１に記載の充電システ
ム。
【請求項３０】前記充電ステーションは、前記移動ロボ
ットを収容可能な略Ｕ字構造をなすとともに、該Ｕ字の
内側に移動ロボットを把持する把持手段を備えることを
特徴とする請求項１に記載の充電システム。
【請求項３１】前記充電ステーションは、前記移動ロボ
ットを収容可能な略Ｕ字構造をなすとともに、該Ｕ字の
内側に移動ロボットを把持する把持手段を備え、移動ロ
ボットの把持状態でキャリング・ケースとして使用可能
であることを特徴とする請求項１に記載の充電システ
ム。
【請求項３２】前記移動ロボットは、イヌなどの四肢に
よる脚式歩行を行うタイプであり、前記充電ステーションは、イヌ小屋形状をなし、該小屋
内の壁面に１以上のコネクタが配設されている、ことを
特徴とする請求項１に記載の充電システム。
【請求項３３】作業空間上をバッテリで自律的に移動す
る移動ロボットと、該移動ロボットを収容してバッテリ
の充電オペレーションを実現する充電ステーションとで
構成される移動ロボットのための充電システムにおい
て、充電ステーション外に置かれた発信機が発信する信
号波に基づいて充電ステーションを探索する方法であっ
て、前記移動ロボットを一旦充電ステーションに設置して、
前記発信機からの信号波を基に充電ステーションの位置
を教示するステップと、前記作業空間上に任意の位置で前記移動ロボットが前記
発信機からの信号波を基に前記充電ステーションまでの
距離や方向を算出して探索するステップと、を具備する
ことを特徴とする充電ステーションを探索する方法。
【請求項３４】作業空間上をバッテリで自律的に移動す
る移動ロボットと、該移動ロボットを収容してバッテリ
の充電オペレーションを実現する充電ステーションとで
構成される移動ロボットのための充電システムにおい
て、充電ステーション外に置かれた発信機が発信する信
号波に基づいて充電ステーションを探索する方法であっ
て、前記発信機の位置に従って設定される基準点に対する前
記充電ステーションの位置情報を予め移動ロボット内の
メモリに格納するステップと、前記作業空間上に任意の位置で前記移動ロボットが前記
発信機からの信号波を基に前記基準点に対する自己の位
置情報を算出するとともに、前記充電ステーションの前
記メモリから読み出し、前記充電ステーションまでの距
離や方向を算出して探索するステップと、を具備するこ
とを特徴とする充電ステーションを探索する方法。
【請求項３５】作業空間上をバッテリで自律的に移動す
る移動ロボットと、該移動ロボットを収容してバッテリ
の充電オペレーションを実現する充電ステーションとで
構成される移動ロボットのための充電システムにおい
て、充電ステーション外に置かれた発信機が発信する信
号波に基づいて充電ステーションを探索する方法であっ
て、前記移動ロボットが、前記発信機の位置に従って設定さ
れる基準点に対する自己の位置情報を前記発信機からの
信号波を基に算出するステップと、前記充電ステーションが、前記基準点に対する自己の位
置情報を前記発信機からの信号波を基に算出するステッ
プと、前記充電ステーションが前記移動ロボットに対して自己
の位置情報を連絡するステップと、前記移動ロボットが、各位置情報間の相対的関係に従っ
て前記充電ステーションまでの距離や方向を算出して探
索するステップと、を具備することを特徴とする充電ス
テーションを探索する方法。
【請求項３６】少なくとも胴体部ユニットと２以上の脚
部ユニットを含み、前記脚部による歩行を行うタイプの
移動ロボットであって、少なくとも１つの脚部ユニット
の先端に給電用の電極端子を備えることを特徴とする移
動ロボット。
【請求項３７】少なくとも胴体部ユニットと２以上の脚
部ユニットを含み、前記脚部による歩行を行うタイプの
移動ロボットであって、前記胴体部ユニットの腹部又は
背中に給電用の電極端子を備えることを特徴とする移動
ロボット。
【請求項３８】少なくとも胴体部ユニットと２以上の脚
部ユニットと尻尾を含み、前記脚部による歩行を行うタ
イプの移動ロボットであって、前記尻尾の先端に給電用
の電極端子を備えることを特徴とする移動ロボット。
【請求項３９】略半球状の突起表面に輪切り状に区切ら
れた２以上の接続端子が配設されて構成されることを特
徴とするコネクタ。
【請求項４０】前記突起の先端側の輪切り端子に信号線
を割り当てるとともに、底側の輪切り端子に電源線を割
り当てることを特徴とする請求項３９に記載のコネク
タ。
【請求項４１】コネクタ同士の接触によって通電状態を
実現する電気的接続構造であって、一方のコネクタはプローブ形状をなし、他方のコネクタ
はメッシュ状をなし、前記プローブが前記メッシュの不
定位置に挿入されることによって通電状態が実現するこ
とを特徴とする電気的接続構造。
【請求項４２】前記のプローブ状のコネクタは、該プロ
ーブの長さ方向に複数の端子を割り当てるとともに、前
記メッシュ状のコネクタは複数層構造をなすことを特徴
とする請求項４１に記載の電気的接続構造。
【請求項４３】コネクタ同士の接触によって通電状態を
実現する電気的接続構造であって、コネクタ同士が接続
し及び／又は切り離されるような磁界を発生させる電磁
石を１以上備えることを特徴とする電気的接続構造。