JP2001339875A

JP2001339875A - 移動ロボットの電力供給装置

Info

Publication number: JP2001339875A
Application number: JP2000349600A
Authority: JP
Inventors: Norihito Higo; 徳仁肥後; Soji Tanaka; 聡司田中; Seiji Hidaka; 誠二日高
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-03-24
Filing date: 2000-11-16
Publication date: 2001-12-07

Abstract

(57)【要約】【課題】移動ロボットが外部電源を受電しているとき
に瞬時停電を起こした場合でも移動ロボットの作業が中
断されることがないようにする。【解決手段】移動ロボット１には、バッテリ１０が備
えられている。移動ロボット１は、作業ステーション以
外の部位に居るときにはリレースイッチ１１が閉成され
ていて、バッテリ１０を負荷９の電源としている。ま
た、作業ステーションに居るときには、リレースイッチ
７が閉成されると共にリレースイッチ１１が開放され
て、商用交流電源３を受電しており、これが負荷９の電
源とされる。電源遮断検出回路１２は、商用交流電源３
に瞬時停電が発生すると、制御部１８のＣＰＵは、瞬時
にバッテリ１０側のリレースイッチ１１を閉成し、そし
て、受電カプラ５側のリレースイッチ７を開放する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作業ステーション
間を走行してロボット作業を行なう移動ロボットの電力
供給装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来より、移動ロボッ
トにおいては、内部に例えばバッテリからなる内部電源
を備えており、移動ロボットが作業ステーション以外の
部位に居る（走行しているときも含む）ときには、作業
ステーション間で走行するための搬送装置やアームロボ
ット等の負荷（例えばモータ）を、上記内部電源により
駆動するようにしている。そして、移動ロボットが作業
ステーションに至ったときには、移動ロボットは、この
作業ステーションから例えば交流電源である外部電源を
受電し、内部電源は使用しないようになっている。この
場合、移動ロボットは、この外部電源を整流して負荷に
供給するようになっている。そして、移動ロボットは、
この作業ステーションで予め決められた作業を行なう。

【０００３】ところで、作業ステーションにおいて移動
ロボットが外部電源を受電しているときに、この外部電
源が瞬時停電を起こした場合に、移動ロボットの負荷へ
の電源がなくなって作業が中断することがある。この場
合、停電が復帰しても再起動に時間がかかってしまう。

【０００４】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、作業ステーションにおいて移動ロボ
ットが外部電源を受電しているときに、この外部電源が
瞬時停電を起こした場合でも、移動ロボットの作業が中
断されることがないと共に、停電復帰に伴う時間的ロス
もない移動ロボットの電力供給装置を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載した手段を採用できる。この手段によ
れば、作業ステーションでの外部電源の受電中におい
て、この外部電源が瞬時停電事故により遮断されると、
これが外部電源遮断検出手段により検出される。そし
て、外部電源の遮断が検出されると、切換手段が、負荷
の電源を移動ロボットの内部電源に切替える。従って、
作業ステーションにおいて移動ロボットが外部電源を受
電しているときに、この外部電源が瞬時停電を起こした
場合でも、移動ロボットの作業が中断されることがな
く、作業が継続して行なわれることになる。しかも、再
起動を行なう必要もないから、停電復帰に伴う時間的ロ
スもない。

【０００６】請求項２記載の手段によれば、次の利点が
ある。すなわち、切換手段は移動ロボットの内部電源を
切替えるものであるから、移動ロボットに設けている方
が好ましい。そして、外部電源遮断検出手段は、移動ロ
ボット側あるいは作業ステーション側のどちらに設けて
も良いが、切替手段と同じ移動ロボット側に設けた方が
回路上のまとまりを良くできるという利点がある。

【０００７】請求項３記載の手段によれば、次の作用効
果が得られる。外部電源の遮断原因としては、瞬時停電
の他に、長期停電や、外部電源側での漏電事故、あるい
は使用者による不用意な外部電源切断等が考えられる。
このような外部電源遮断時には、負荷の電源を移動ロボ
ットの内部電源に切替えることで、前述したように移動
ロボットの作業中断を防止できるものではあるが、外部
電源が遮断されて内部電源に切替えられたことが使用者
側で認識できないと、内部電源が消耗がすすんでしまう
ことがある。しかるに請求項３記載の手段によれば、異
常報知制御手段が、外部電源の受電中においてこの外部
電源の遮断が検出されたときに異常報知手段に報知動作
させるから、外部電源遮断と、外部電源から内部電源へ
の切替とを使用者が認識できるようになり、移動ロボッ
トの運転停止などの処置を迅速に行なうことが可能とな
り、内部電源の過度な消耗防止を図ることができる。

【０００８】請求項４の手段によれば、負荷への内部電
源供給を所定時間後には必ず停止できて内部電源の過度
な消耗を確実に防止できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施例について図
１を参照して述べる。この図１には、移動ロボット１と
作業ステーションに設置された電源装置２との電気的構
成を示している。電源装置２は外部電源である例えば三
相２００Ｖの商用交流電源３と、これに接続された給電
カプラ４とを備えた構成となっている。移動ロボット１
側には、当該移動ロボット１が作業ステーションに停止
された状態で給電カプラ４と接続される受電カプラ５が
設けられており、以下、この移動ロボット１の内部構成
について説明する。

【００１０】上記受電カプラ５には、三相の主電源線６
を介して外部電源開・閉手段たる三連スイッチ形のリレ
ースイッチ７の一端が接続され、このリレースイッチ７
の他端は整流ユニット８が接続されている。この整流ユ
ニット８は全波整流回路や平滑コンデンサを有して構成
されており、その出力端子には、負荷９が接続されてい
る。この負荷９は、例えば、作業ステーション間で走行
するための搬送装置やアームロボット等の駆動モータで
ある。また、上記負荷９の入力端子間には、内部電源で
ある例えば二次電池からなるバッテリ１０と内部電源開
・閉手段たるリレースイッチ１１との直列回路が接続さ
れている。

【００１１】さらに、前記受電カプラ５の主電源線６に
は、外部電源遮断検出手段たる電源遮断検出回路１２が
接続されている。この電源遮断検出回路１２は、商用交
流電源３を整流する整流回路１３と、これの整流出力を
平滑する平滑コンデンサ１４と、平滑された電圧を分圧
する分圧回路１５と、基準電圧発生回路１６と、基準電
圧発生回路１６とこの分圧回路１５の分圧電圧とを比較
するコンパレータ１７とを備えて構成されている。上記
分圧回路１５の分圧電圧は、商用交流電源３の電源電圧
に比例した電圧を示すものであり、これはコンパレータ
１７の非反転入力端子に与えられる。前記基準電圧発生
回路１６の基準電圧はコンパレータ１７の反転入力端子
に与えられ、このコンパレータ１７は、通常時には出力
が「Ｈ」レベルであり、商用交流電源３に停電及びこれ
相当の電力遮断が発生したときに、その出力が「Ｌ」レ
ベル（遮断検出信号に相当する）に変化するようになっ
ている。なお、上記電源遮断検出回路１２は、後述より
明かとなるが、外部電源接続検出手段も兼用している。

【００１２】このコンパレータ１７の出力は、制御部１
８に与えられるようになっており、この制御部１８と前
記リレースイッチ１１及び７とで切換手段たる切換装置
１９を構成している。上記制御部１８は、ＣＰＵや、上
記リレースイッチ１１及び７開・閉制御のためのリレー
駆動回路を含んで構成されており、この制御部１８にお
けるＣＰＵは次のように制御動作する。

【００１３】移動ロボット１が作業ステーション以外の
部位に居るとき（走行しているときも含む）には、電源
遮断検出回路１２の整流回路１３に交流電圧が入力され
ていないことからコンパレータ１７の出力が「Ｌ」レベ
ル状態にあり、これに基づいて、制御部１８のＣＰＵ
は、受電カプラ５側のリレースイッチ７を開放し、バッ
テリ１０側のリレースイッチ１１を閉成している。これ
により、負荷９の電源としてバッテリ１０が使用され
る。

【００１４】次に、移動ロボット１が作業ステーション
に停止して受電カプラ５が給電カプラ４に接続される
と、電源遮断検出回路１２の整流回路１３に交流電圧が
入力されることから、コンパレータ１７の出力が「Ｈ」
レベルに変化する。つまり、この電源遮断検出回路１２
は、外部電源接続検出手段としても機能する。制御部１
８は、この「Ｈ」レベルの変化に基づいて、受電カプラ
５側のリレースイッチ７を閉成し、バッテリ１０側のリ
レースイッチ１１を開放する。これにて、移動ロボット
１が商用交流電源３を受電するようになり、負荷９の電
源として商用交流電源３が使用されることになる。

【００１５】さて、上述の商用交流電源３の受電中に、
例えば、瞬時停電が発生すると、電源遮断検出回路１２
の整流回路１３への交流電圧の入力がなくなり、これに
よってコンパレータ１７の出力が「Ｌ」レベルに変化す
る。すると制御部１８のＣＰＵは、瞬時にバッテリ１０
側のリレースイッチ１１を閉成し、そして、受電カプラ
５側のリレースイッチ７を開放する。なお、このときこ
のリレースイッチ７は閉成したままでも良い。これに
て、負荷９に対する電源が途絶えることがなくなる。

【００１６】また、停電が復帰すると、電源遮断検出回
路１２のコンパレータ１７の出力が「Ｈ」レベルに変化
するから、リレースイッチ７を閉成すると共に、リレー
スイッチ１１を開放し、負荷９の電源として商用交流電
源３を使用する。

【００１７】このように本実施例によれば、作業ステー
ションでの外部電源である商用交流電源３の受電中にお
いて、この商用交流電源３が瞬時停電事故により遮断さ
れた場合に、これが電源遮断検出回路１２より検出さ
れ、そして、切換装置１９により、負荷９の電源を内部
電源であるバッテリ１０に切替えるから、移動ロボット
１の作業が中断されることがない。しかも、再起動を行
なう必要もないから、停電復帰に伴う時間的ロスもな
い。

【００１８】ところで、切換装置１９は移動ロボット１
のバッテリ１０を切替えるものであるから、移動ロボッ
ト１に設けている方が好ましいものであり、この点を考
慮して、電源遮断検出回路１２も移動ロボット１側に設
けたから、回路上のまとまりを良くできる。ただし、外
部電源遮断検出手段は、作業ステーション側に設けても
差支えはない。この場合、その遮断検出信号を適宜の転
送手段を介して移動ロボット側へ転送するようにすれば
良い。

【００１９】なお、上記実施例では、電源遮断検出回路
１２が、外部電源と移動ロボットとの電気的接続を検出
する外部電源接続検出手段としての機能も兼用させた
が、この外部電源接続検出手段は別途設けても良い。さ
らに、前述のリレースイッチ７は、トライアックや他の
半導体スイッチに変更しても良く、また、リレースイッ
チ１１も、サイリスタや他の半導体スイッチに変更して
も良い。さらに、外部電源遮断検出手段としては、上記
実施例に限られず、例えば変流器を用いるようにしても
良く、あるいは、外部電源が交流であることに着目して
入力周波数の有無を検出するようにしても良い。

【００２０】次に図２は本発明の第２の実施例を示して
おり、この第２の実施例においては、次の点が第１の実
施例と異なる。すなわち、異常報知手段としてブザー２
１を設けていると共に、制御部１８が異常報知制御手段
としての機能を備えている。この異常報知制御手段とし
ての機能について述べると、制御部１８は、電源遮断検
出回路１２により外部電源の遮断が検出されると、受電
カプラ５側のリレースイッチ７を開放し且つバッテリ１
０側のリレースイッチ１１を閉成すると共に、上記ブザ
ー２１を報知動作させる。

【００２１】この第２の実施例によれば、商用交流電源
３の受電中において、この商用交流電源３が遮断された
とき、ブザー２１により異常報知を行なうから、外部電
源が遮断されたこと、および外部電源から内部電源への
切替えがなされたことを使用者が認識でき、よって、移
動ロボット１の運転停止や異常点検などの処置を迅速に
行なうことが可能となり、バッテリ１０の過度な消耗防
止を図ることができる。つまり、商用交流電源３の遮断
原因としては、瞬時停電の他に、長期停電や、外部電源
側での例えば漏電事故あるいは使用者による不用意な交
流電源３の切断等が考えられ、この場合、交流電源３の
遮断あるいはバッテリ１０への切替えを使用者が気付か
ない場合には、バッテリ１０が過度に消耗され、ひいて
はバッテリ１０があがってしまう不具合があるが、この
第２の実施例では、この不具合を解決できるものであ
る。

【００２２】図３および図４は本発明の第３の実施例を
示しており、この第３の実施例においては、次の点が第
２の実施例と異なる。すなわち、受電カプラ３１には、
接続検出部たる例えば常開形のリミットスイッチ３２が
設けられていて、この受電カプラ３１が給電カプラ３３
に接続されるとこのリミットスイッチ３２が閉成される
ようになっている。上記リミットスイッチ３２の一端は
抵抗３４を介して直流電源端子Ｖccに接続されており、
他端はホトカプラ３５のホトダイオード３５ａを介して
グランドに接続されている。上記ホトカプラ３５は、前
記ホトダイオード３５ａとホトトランジスタ３５ｂを有
して構成されていて、そのコレクタ側は制御部１８に接
続されている。

【００２３】これらリミットスイッチ３２と、抵抗３４
と、ホトカプラ３５とで外部電源接続検出手段たる電源
接続検出回路３６が構成されている。この電源接続検出
回路３６においては、受電カプラ３１が給電カプラ３３
に接続されると、リミットスイッチ３２が閉成し、これ
にてホトカプラ３５のホトトランジスタ３５ｂがオンし
てその検出出力Ｖｓが「Ｌ」レベルに変化する。この検
出出力Ｖｓは制御部１８に与えられる。制御部１８は、
この検出出力Ｖｓの「Ｌ」レベルを電源接続検出状態と
して認識する。

【００２４】また、主電源線６において、前記受電カプ
ラ３１と、電源遮断検出回路１２の入力側との間には、
連動式のブレーカ３７が介在されており、これは、使用
者によって投入動作（閉成）され、制御部１８により開
放制御されるようになっている。このブレーカ３７の図
示しない投入操作子は移動ロボット１外面に突出してい
る。

【００２５】さて、制御部１８は、図４に示す制御を行
なうようになっている。なお、この図４には、電源切替
制御と異常報知制御とを行なうためのプログラムのフロ
ーチャートを示しており、これは図示しないスタートス
イッチがオンされると開始されるようになっている。ま
ず、ステップＳ１に示すように、受電カプラ３１が給電
カプラ３３に接続されているか否かを判断する（これは
検出出力Ｖｓが「Ｌ」か否かをもって判断する）。接続
されていないと判断されると、ステップＳ２に移行し
て、異常回数のカウント動作を停止すると共にカウント
値Ｎをクリア（Ｎ＝０とする）し、そして、ステップＳ
３に移行してリレースイッチ１１を閉成すると共にリレ
ースイッチ７を開放させて、バッテリ１０の電源を負荷
に供給する。なお、移動ロボット１が作業ステーション
以外の部位にあるときには、通常、このようにバッテリ
１０の電源が使用される。

【００２６】ここで、ステップＳ１にて、受電カプラ３
１が給電カプラ３３に接続されている（検出出力Ｖｓが
「Ｌ」となっている）ことが判断されると、ステップＳ
４に移行して、交流電源３からの電力入力があるか否か
を判断する（これは電源遮断検出回路１２のコンパレー
タ１７の出力が「Ｈ」であるか否かをもって判断す
る）。交流電源３からの電力入力があることが判断され
ると、ステップＳ５に移行して、交流電源３の電源を負
荷９に供給する（リレースイッチ７を閉成すると共にリ
レースイッチ１１を開放させる）。

【００２７】ここで、受電カプラ３１が給電カプラ３３
に接続されている状態で、交流電源３側で、停電事故
や、漏電事故、あるは使用者による電源ブレーカの不用
意な切断等があると、ステップＳ１の「ＹＥＳ」、ステ
ップＳ４の「ＮＯ」を経て、ステップＳ６へ移行し、ブ
ザー２１を通電して異常報知動作させる。そして、ステ
ップＳ７に移行して異常回数カウントのパラメーターで
あるカウント値Ｎをカウントアップする。次のステップ
Ｓ８では、このカウント値Ｎが設定値Ｋ以上となったか
否かを判断し、設定値Ｋ未満であれば、ステップＳ３に
移行して、リレースイッチ１１を閉成すると共にリレー
スイッチ７を開放させてバッテリ１０による電源供給を
行なう（既にバッテリ１０による電源供給を行なわれて
いれば、継続する）。この場合、上記カウントアップは
予め設定された時間ごとになされるものであり、そのカ
ウント値は時間値であるといえる。

【００２８】そして、上記ステップＳ８でカウント値Ｎ
が設定値Ｋ以上となったことが確認されると、ステップ
９に移行して、移動ロボット１の電源をオフする（ブレ
ーカ３７を開放させると共に、リレースイッチ１１を開
放させる）。なお、この第３の実施例の場合、給電カプ
ラ３３に対する受電カプラ３１の接続を電源接続検出回
路３５により検出するようにしたので、第１の実施例お
よび第２の実施例における制御部１８の外部電源接続検
出手段は必要がない。

【００２９】このような第３の実施例によれば、外部電
源遮断状態が所定時間継続したとき（カウント値Ｎが設
定値Ｋとなったとき）に、バッテリ１０の電源供給を自
動的に停止でき、この結果、バッテリ１０の消耗防止を
確実に防止できる。特に、外部電源遮断状態が所定時間
継続したときにブレーカ３７を開放することも行なうよ
うにしたから、使用者にブレーカ３７の投入操作子が落
ちたことを知らせることにもなり、異常の認識が確実と
なる。

【００３０】次に図５は本発明の第４の実施例を示して
おり、この第４の実施例においては次の点が第３の実施
例と異なる。すなわち、移動ロボット１には、電源装置
２の他に、電源ケーブル４１が接続可能となっており、
この電源ケーブル４１の一端部は外部電源たる交流電源
３に接続され、他端部には給電カプラ４２が接続されて
いる。この給電カプラ４２には、接続検出用導体４３が
設けられており、また移動ロボット１には、この給電カ
プラ４２用の受電カプラ４４が設けられている。この受
電カプラ４４には主電源線４５の一端が接続され、この
主電源線４５の他端は主電源線６に接続されている。

【００３１】さらに上記受電カプラ４４には、接続端子
４５、４６が設けられており、これの各一端は、給電カ
プラ４２への受電カプラ４４の接続時に前記接続検出用
導体４３の両端に接続されるようになっている。なお、
この接続端子４５、４６の各他端は電源接続検出回路３
６に図示のように接続されている。従って、電源検出回
路３６は、電源ケーブル４１が移動ロボット１に接続さ
れた場合でも、外部電源の接続を検出する。この第４の
実施例においては、移動ロボット１に対して作業ステー
ション以外で外部電源を供給するときに好適するもので
ある。

【００３２】なお、異常報知手段としては、ブザーに限
られず、表示ランプや音声出力装置などでも良く、この
場合、表示ランプの表示動作、音声出力装置の音声出力
が報知動作に相当する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す電気回路図

【図２】本発明の第２の実施例を示す電気回路図

【図３】本発明の第３の実施例を示す電気回路図

【図４】制御内容を示すフローチャート

【図５】本発明の第４の実施例を示す電気回路図

【符号の説明】

１は移動ロボット、２は電源装置、３は商用交流電源
（外部電源）、７はリレースイッチ、９は負荷、１０は
バッテリ（内部電源）、１１はリレースイッチ、１２は
電源遮断検出回路（外部電源遮断検出手段）、１７はコ
ンパレータ、１８は制御部（異常報知制御手段）、１９
は切換装置（切換手段）、２１はブザー（異常報知手
段）、３２はリミットスイッチ、３６は電源接続検出回
路、４３は接続検出用導体を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者日高誠二愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内Ｆターム(参考） 3F060 CA01 CA11 HA02 5G015 FA16 GB02 HA14 JA05 JA32 JA34 JA37 JA52 5H115 PA00 PG03 PI02 PI16 PI29 PI30 QA07 SE06 TW03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】作業ステーション間で走行し、作業ステ
ーション以外では負荷の電源として内部電源を使用し、
作業ステーションでは外部電源を受電して負荷の電源と
して使用するようにした移動ロボットの電力供給装置に
おいて、前記作業ステーションでの前記外部電源の受電中におい
てこの外部電源の遮断を検出する外部電源遮断検出手段
と、この外部電源遮断検出手段により前記外部電源の遮断が
検出されたときに負荷の電源を前記内部電源に切替える
切替手段とを設けたことを特徴とする移動ロボットの電
力供給装置。
【請求項２】切換手段及び外部電源遮断検出手段は、
移動ロボットに設けられていることを特徴とする請求項
１記載の移動ロボットの電力供給装置。
【請求項３】異常報知手段を設けると共に、外部電源遮断検出手段により、作業ステーションでの外
部電源の受電中においてこの外部電源の遮断が検出され
たときに前記異常報知手段に報知動作をさせる報知動作
をさせる異常報知制御手段を設けたことを特徴とする請
求項１記載の移動ロボットの電力供給装置。
【請求項４】外部電源遮断検出状態が所定時間継続し
たときには、負荷への内部電源供給を停止するようにし
たことを特徴とする請求項３記載の移動ロボットの電力
供給装置。