JP2002159148A - 移動ロボットの電源遮断検出方法 - Google Patents

移動ロボットの電源遮断検出方法

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JP2002159148A
JP2002159148A JP2000348668A JP2000348668A JP2002159148A JP 2002159148 A JP2002159148 A JP 2002159148A JP 2000348668 A JP2000348668 A JP 2000348668A JP 2000348668 A JP2000348668 A JP 2000348668A JP 2002159148 A JP2002159148 A JP 2002159148A
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power supply
external power
rectifying capacitor
load
relay switch
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Norihito Higo
徳仁 肥後
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Denso Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 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、この外部電源が遮断した
ことを簡単な構成で素早く検出することができる移動ロ
ボットの電源遮断検出方法を提供することにある。 【解決手段】 移動ロボット1には、バッテリ11が備
えられており、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12が閉成されていて、バッテリ1
1を負荷10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12が開放されて、商用交流電源3が
負荷10の電源とされる。商用交流電源3が遮断する
と、整流コンデンサ9の電圧が低下するので、制御部1
3は、そのことを検出したときは瞬時にリレースイッチ
12を閉成すると共に、受電カプラ5側のリレースイッ
チ7を開放することにより、バッテリ11を負荷10の
電源として使用する。

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源
遮断検出方法に関する。
【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、外部電源を整流回路で整流した状態で移動ロボッ
トの負荷に供給されるようになっており、移動ロボット
は、作業ステーションにおいては外部電源からの受電に
より予め決められた作業を行なうことができる。
【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場合に、この外部電
源が遮断したときは、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ので、外部電源が遮
断したことを素早く検出して対処する必要がある。この
ような外部電源の遮断を検出するには、無停電電源装置
で使用されている高価な正弦波同期信号異常検出方法を
用いる必要があり、コストが大幅に増大する。
【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
遮断したことを簡単な構成で素早く検出することができ
る移動ロボットの電源遮断検出方法を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明によれ
ば、作業ステーションでの外部電源の受電中において
は、外部電源は整流回路で整流された状態で負荷に接続
される。このとき、整流回路の整流コンデンサにあって
は、充電電流と放電電流とが略均衡しているので、整流
コンデンサの電流は略零となっている。
【0006】さて、外部電源が瞬時停電事故により遮断
されると、整流コンデンサへの充電電流が無くなるのに
対して放電電流は継続するので、整流コンデンサは放電
状態となる。すると、外部電源遮断検出手段がそのこと
を検出して外部電源による受電中に遮断したと判断する
ので、切替手段は、内部電源を負荷に接続する。これに
より、外部電源が遮断したことを素早く検出して、負荷
への給電状態を継続することができる。
【0007】請求項2の発明によれば、外部電源が遮断
したときは、整流コンデンサが放電状態となって電圧レ
ベルが低下するので、外部電源遮断検出手段は、整流コ
ンデンサの電圧レベルが所定レベル以下となったときは
整流コンデンサが放電状態となったと判断することがで
きる。
【0008】請求項3の発明によれば、外部電源が遮断
したときは、整流コンデンサが放電状態となって整流コ
ンデンサの電圧低下状態が継続するので、外部電源遮断
検出手段は、整流コンデンサの電圧低下状態が継続した
ときは整流コンデンサが放電状態となったと判断するこ
とができる。
【0009】請求項4の発明によれば、外部電源が遮断
したときは、整流コンデンサへの電流の非流入状態が継
続して整流コンデンサが放電状態となるので、外部電源
遮断検出手段は、整流コンデンサへの電流の非流入状態
が継続したときは整流コンデンサが放電状態となったと
判断することができる。
【0010】請求項5の発明によれば、外部電源が遮断
したときは、整流コンデンサが放電状態となって整流コ
ンデンサからの電流の流出状態が継続するので、外部電
源遮断検出手段は、整流コンデンサからの電流の流出状
態が継続したときは整流コンデンサが放電状態となった
と判断することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)以下、本発
明の第1の実施の形態を図1を参照して説明する。図1
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。
【0012】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は全波整流回路からなり、その出力端子には、
この整流ユニット8と共に整流回路をなす整流コンデン
サ9が接続され、さらにその整流コンデンサ9に負荷1
0が接続されている。この負荷10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10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11と内部電源開・閉手段たるリレースイッチ12
との直列回路が接続されている。
【0013】制御部(切替手段に相当)13は、CPU
や、上記リレースイッチ12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1
3は次のように制御動作する。
【0014】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、制御
部13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11側のリレースイッチ12を閉成してい
る。これにより、負荷10の電源としてバッテリ11が
使用される。
【0015】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、制御部13は、そのことに基づいて、受電カプラ5
側のリレースイッチ7を閉成し、バッテリ11側のリレ
ースイッチ12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10の電
源として商用交流電源3が使用されることになる。
【0016】このように負荷10の電源として商用交流
電源3が使用されている状態では、整流コンデンサ9に
おいては、充電電流と放電電流とが略均衡しているの
で、整流コンデンサ9の電流は略零となっている。
【0017】さて、上述の商用交流電源3からの受電中
に停電が発生したときは、制御部13は、次のように商
用交流電源3が遮断したことを素早く検出して対処す
る。即ち、商用交流電源3が遮断したときは、整流コン
デンサ9への充電電流が無くなるのに対して、放電電流
は継続しているので、放電電流に伴って整流コンデンサ
9の電圧が徐々に低下するようになる。
【0018】ここで、制御部13は、整流コンデンサ9
の電圧を検出しており、その検出電圧が所定レベル以下
となったときは、商用交流電源3は遮断したと判断し
て、瞬時にバッテリ11側のリレースイッチ12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、バッテリ11により負荷10
に給電されるので、負荷10に対する給電状態を継続す
ることができる。
【0019】また、制御部13は、定期的にリレースイ
ッチ12を開放すると共にリレースイッチ7を閉成す
る。この場合、商用交流電源3の停電が復帰していない
ときは、整流コンデンサ9の電圧が徐々に低下するの
で、制御部13は、このことに基づいて商用交流電源3
の停電は復帰していないと判断し、リレースイッチ12
を閉成すると共にリレースイッチ7を開放することによ
りバッテリ11による負荷10への給電状態を継続す
る。
【0020】一方、商用交流電源3の停電が復帰したと
きは、リレースイッチ12を開放すると共にリレースイ
ッチ7を閉成するにしても、整流コンデンサ9の電圧が
低下することはないので、制御部13は、このことに基
づいて商用交流電源3は復帰したと判断し、リレースイ
ッチ12の開放及びリレースイッチ7の閉成状態を継続
することにより負荷10の電源として商用交流電源3を
再び使用するようになる。
【0021】このように本実施の形態によれば、制御部
13は、作業ステーションにおいて外部電源である商用
交流電源3の受電中においては整流コンデンサ9の電圧
を監視しており、整流コンデンサ9の電圧が所定電圧よ
りも低下したときは商用交流電源3が停電事故により遮
断したと素早く判断して、リレースイッチ12により負
荷10の電源を内部電源であるバッテリ11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を防止で
きる。
【0022】しかも、整流コンデンサ9の電圧に基づい
て商用交流電源3の遮断を判断する構成であるので、商
用交流電源3の電圧を測定するための特別の手段を用い
ることなく簡単な構成で実施できるものであり、コスト
の上昇を抑制することができる。
【0023】尚、整流コンデンサ9の電圧Vを監視する
のに代えて、整流コンデンサ9の電圧変化dV/dtを
監視し、dV/dtが零未満の状態が所定時間継続した
ときは商用交流電源3が遮断したと判断するようにして
もよい。
【0024】(第2の実施の形態)次に、本発明の第2
の実施の形態を図2を参照して説明するに、第1の実施
の形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略す
る。この第2の実施の形態の特徴は、整流コンデンサへ
の充電電流に基づいて商用交流電源3の遮断の発生を判
断するものである。
【0025】移動ロボット1の構成を概略的に示す図2
において、整流ユニット8と整流コンデンサ9とを接続
する電源ラインには電流検出器21が接続されており、
制御部13は、その電流検出器21により整流ユニット
8から整流コンデンサ9に流れる電流を検出可能となっ
ている。
【0026】ここで、商用交流電源3からの受電状態で
は、整流ユニット8から整流コンデンサ9を介して負荷
10に電流が流れているので、電流検出器21による検
出値は比較的大きな値となっている。
【0027】そして、商用交流電源3が遮断すると、整
流ユニット8から整流コンデンサ9及び負荷10に流れ
る電流は無くなるので、電流検出器21による検出値は
零となる。従って、制御部13は、電流検出器21によ
る検出値が略零となったことを検出したときは、商用交
流電源3は遮断したと判断し、リレースイッチ12を閉
成することによりバッテリ11を負荷10に接続するの
で、負荷10に対する給電状態を継続することができ
る。このような実施の形態によれば、第1の実施の形態
と同様に、簡単な構成で商用交流電源3が遮断したこと
を検出することができる。
【0028】(第3の実施の形態)次に、本発明の第3
の実施の形態を図3を参照して説明するに、第2の実施
の形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略す
る。この第3の実施の形態の特徴は、整流コンデンサ9
からの放電電流に基づいて商用交流電源3の遮断の発生
を判断するものである。
【0029】移動ロボット1の構成を概略的に示す図3
において、整流コンデンサ9は電流検出器21を介して
電源ラインに接続されており、制御部13は、その電流
検出器21により整流コンデンサ9に流れる電流を検出
可能となっている。
【0030】ここで、商用交流電源3からの受電状態で
は、整流コンデンサ9に流入する電流と流出する電流は
略均衡しているので、整流コンデンサ9に流れる電流は
略零となっている。
【0031】そして、商用交流電源3が遮断すると、整
流コンデンサ9に流入する電流は無くなるのに対して、
整流コンデンサ9から流出する電流は継続して発生する
ので、電流検出器21による検出値は所定値以上とな
る。従って、制御部13は、電流検出器21による検出
値が所定値以上となったことを検出したときは、商用交
流電源3は遮断したと判断し、リレースイッチ12を閉
成することによりバッテリ11を負荷10に接続するの
で、負荷10に対する給電状態を継続することができ
る。このような実施の形態によれば、第1の実施の形態
と同様に、簡単な構成で商用交流電源3が遮断したこと
を検出することができる。
【0032】本発明は、上記各実施の形態に限定される
ものではなく、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12も、サイリスタや他の半導体スイッチに
変更しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す電気回路図
【図2】本発明の第2の実施の形態を示す図1相当図
【図3】本発明の第3の実施の形態を示す図1相当図
【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、8は整流ユニット
(整流回路)、9は整流コンデンサ、10は負荷、11
はバッテリ(内部電源)、12はリレースイッチ、13
は制御部(切替手段)である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 作業ステーションでは外部電源を整流回
    路で整流した状態で負荷に接続し、作業ステーションか
    ら移動する際は外部電源に代えて内部電源を負荷に接続
    する移動ロボットにおいて、 前記整流回路が有する整流コンデンサが放電状態となっ
    たことを検出したときは前記外部電源からの受電中に遮
    断したと判断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が前記外部電源の遮断を検出
    したときは前記内部電源を負荷に接続する切替手段とを
    備えたことを特徴とする移動ロボットの電源遮断検出方
    法。
  2. 【請求項2】 前記外部電源遮断検出手段は、前記整流
    コンデンサの電圧レベルが所定レベル以下となったとき
    は前記整流コンデンサが放電状態となったと判断するこ
    とを特徴とする請求項1記載の移動ロボットの電源遮断
    検出方法。
  3. 【請求項3】 前記外部電源遮断検出手段は、前記整流
    コンデンサの電圧低下状態が継続したときは前記整流コ
    ンデンサが放電状態となったと判断することを特徴とす
    る請求項1記載の移動ロボットの電源遮断検出方法。
  4. 【請求項4】 前記外部電源遮断検出手段は、前記整流
    コンデンサへの電流の非流入状態が継続したときは前記
    整流コンデンサが放電状態となったと判断することを特
    徴とする請求項1記載の移動ロボットの電源遮断検出方
    法。
  5. 【請求項5】 前記外部電源遮断検出手段は、前記整流
    コンデンサからの電流の流出状態が継続したときは前記
    整流コンデンサが放電状態となったと判断することを特
    徴とする請求項1記載の移動ロボットの電源遮断検出方
    法。
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