JP2002159182A - 移動ロボット - Google Patents
移動ロボットInfo
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- JP2002159182A JP2002159182A JP2000348669A JP2000348669A JP2002159182A JP 2002159182 A JP2002159182 A JP 2002159182A JP 2000348669 A JP2000348669 A JP 2000348669A JP 2000348669 A JP2000348669 A JP 2000348669A JP 2002159182 A JP2002159182 A JP 2002159182A
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- Rectifiers (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内部電源を負荷に接続した際に、負荷への電
流を整流する整流回路が有する整流コンデンサに大きな
突入電流が流れてしまうことを防止できる移動ロボット
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ＩＧＢＴ１２がオンされてバッテリ１１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、トライアック７がオンされると共にＩＧＢＴ１２
がオフされて商用交流電源３を受電することにより負荷
１０の電源としている。制御回路２０は、負荷１０の電
源を商用交流電源３からバッテリ１１に切替えるとき
は、ＩＧＢＴ１２を間欠的にオンすると共にそのオン時
間を徐々に長くする。これにより、バッテリ１１から整
流コンデンサ９に流れる突入電流を抑制することができ
る。
流を整流する整流回路が有する整流コンデンサに大きな
突入電流が流れてしまうことを防止できる移動ロボット
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ＩＧＢＴ１２がオンされてバッテリ１１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、トライアック７がオンされると共にＩＧＢＴ１２
がオフされて商用交流電源３を受電することにより負荷
１０の電源としている。制御回路２０は、負荷１０の電
源を商用交流電源３からバッテリ１１に切替えるとき
は、ＩＧＢＴ１２を間欠的にオンすると共にそのオン時
間を徐々に長くする。これにより、バッテリ１１から整
流コンデンサ９に流れる突入電流を抑制することができ
る。
Description
【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に関す
る。
間を走行してロボット作業を行なう移動ロボットに関す
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、外部電源は整流回路で整流された状態で移動ロボ
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。
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、外部電源は整流回路で整流された状態で移動ロボ
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、移動ロボットが作業ステーショ
ンにおける作業が終了して他の作業ステーションに移動
する際は、外部電源を遮断すると同時に内部電源接続ス
イッチにより内部電源を負荷に接続するようにしている
ものの、内部電源による直流電圧は外部電源を整流した
直流電圧よりも大きいことから（出願人が製造する移動
ロボットでは１１０Ｖ程度）、外部電源から内部電源に
切替えた瞬間に内部電源から整流回路の整流コンデンサ
に大きな突入電流（数百Ａ）が流れてしまう。このた
め、通常の定格電流レベルに設定してある許容電流耐圧
（数十Ａ）の低い内部電源接続スイッチが故障するとい
う問題を生じる。特に、外部電源を遮断してから内部電
源接続スイッチにより内部電源が接続するまでの時間が
長い場合には、整流コンデンサの電圧が大きくドロップ
した状態で内部電源が整流コンデンサに接続されること
になり、さらに大きな突入電流が流れることになる。
ンにおける作業が終了して他の作業ステーションに移動
する際は、外部電源を遮断すると同時に内部電源接続ス
イッチにより内部電源を負荷に接続するようにしている
ものの、内部電源による直流電圧は外部電源を整流した
直流電圧よりも大きいことから（出願人が製造する移動
ロボットでは１１０Ｖ程度）、外部電源から内部電源に
切替えた瞬間に内部電源から整流回路の整流コンデンサ
に大きな突入電流（数百Ａ）が流れてしまう。このた
め、通常の定格電流レベルに設定してある許容電流耐圧
（数十Ａ）の低い内部電源接続スイッチが故障するとい
う問題を生じる。特に、外部電源を遮断してから内部電
源接続スイッチにより内部電源が接続するまでの時間が
長い場合には、整流コンデンサの電圧が大きくドロップ
した状態で内部電源が整流コンデンサに接続されること
になり、さらに大きな突入電流が流れることになる。
【０００４】また、外部電源からの受電中に遮断したと
きは負荷の電源として内部電源を負荷に接続する構成の
場合においても、内部電源を負荷に接続した瞬間に内部
電源から整流コンデンサに大きな突入電流が流れ、同様
な問題を生じる。
きは負荷の電源として内部電源を負荷に接続する構成の
場合においても、内部電源を負荷に接続した瞬間に内部
電源から整流コンデンサに大きな突入電流が流れ、同様
な問題を生じる。
【０００５】このような問題を解決する手段としては、
内部電源接続スイッチとして耐突入電流の高いものを採
用することが考えられるが、一般に耐電流の高いスイッ
チは電源オフ時の電流リークが多いことから、内蔵電源
の自己放電を助長してしまい、採用するには不適であ
る。
内部電源接続スイッチとして耐突入電流の高いものを採
用することが考えられるが、一般に耐電流の高いスイッ
チは電源オフ時の電流リークが多いことから、内蔵電源
の自己放電を助長してしまい、採用するには不適であ
る。
【０００６】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、内部電源を負荷に接続した際に、負
荷への電流を整流する整流回路が有する整流コンデンサ
に大きな突入電流が流れてしまうことを防止できる移動
ロボットを提供することにある。
あり、その目的は、内部電源を負荷に接続した際に、負
荷への電流を整流する整流回路が有する整流コンデンサ
に大きな突入電流が流れてしまうことを防止できる移動
ロボットを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、移動ロボットは、作業ステーションでの作業中にお
いては外部電源を整流回路で整流した状態で負荷に接続
するので、移動ロボットは外部電源からの受電により作
業ステーションでの作業を行うことができる。
ば、移動ロボットは、作業ステーションでの作業中にお
いては外部電源を整流回路で整流した状態で負荷に接続
するので、移動ロボットは外部電源からの受電により作
業ステーションでの作業を行うことができる。
【０００８】そして、作業ステーションでの作業が終了
したときは外部電源を遮断する。このとき、内部電源接
続スイッチが動作して内部電源を負荷に接続するので、
移動ロボットは作業ステーション以外であっても負荷へ
の給電状態を継続することができる。
したときは外部電源を遮断する。このとき、内部電源接
続スイッチが動作して内部電源を負荷に接続するので、
移動ロボットは作業ステーション以外であっても負荷へ
の給電状態を継続することができる。
【０００９】ところで、内部電源からの直流電圧が外部
電源を整流回路で整流した直流電圧よりも高い場合は、
内部電源を負荷に接続した際に、内部電源から整流コン
デンサに大きな突入電流が流れるようになる。
電源を整流回路で整流した直流電圧よりも高い場合は、
内部電源を負荷に接続した際に、内部電源から整流コン
デンサに大きな突入電流が流れるようになる。
【００１０】しかしながら、内部電源から整流コンデン
サに流れる突入電流は突入電流抑制手段により抑制され
るので、整流コンデンサに大きな突入電流が流れてしま
うことを防止できる。
サに流れる突入電流は突入電流抑制手段により抑制され
るので、整流コンデンサに大きな突入電流が流れてしま
うことを防止できる。
【００１１】請求項２の発明によれば、外部電源からの
受電中に遮断を生じたときは移動ロボットの作業が停止
してしまうことから、切替手段は、外部電源遮断検出手
段が外部電源が遮断したことを検出したときは内部電源
接続スイッチを動作させる。これにより、内部電源が負
荷に接続されるので、移動ロボットによる作業を継続す
ることができる。
受電中に遮断を生じたときは移動ロボットの作業が停止
してしまうことから、切替手段は、外部電源遮断検出手
段が外部電源が遮断したことを検出したときは内部電源
接続スイッチを動作させる。これにより、内部電源が負
荷に接続されるので、移動ロボットによる作業を継続す
ることができる。
【００１２】このとき、突入電流抑制手段が内部電源か
ら整流コンデンサに流れる突入電流を抑制するので、内
部電源接続スイッチが突入電流により破壊されてしまう
ことを防止できる。
ら整流コンデンサに流れる突入電流を抑制するので、内
部電源接続スイッチが突入電流により破壊されてしまう
ことを防止できる。
【００１３】請求項３の発明によれば、突入電流抑制手
段は、内部電源が負荷に接続されたときは、内部電源接
続スイッチを間欠的に動作させる。すると、内部電源か
ら整流コンデンサに間欠的に大きな突入電流が流れよう
とするものの、内部電源接続スイッチの出力側に設けら
れインダクタンス要素が電流を抑制するので、整流コン
デンサに大きな突入電流が流れてしまうことを防止でき
る。一方、突入電流抑制手段は、内部電源接続スイッチ
を間欠的に動作させる期間を徐々に長くするので、整流
コンデンサの電圧を徐々に高めることができる。
段は、内部電源が負荷に接続されたときは、内部電源接
続スイッチを間欠的に動作させる。すると、内部電源か
ら整流コンデンサに間欠的に大きな突入電流が流れよう
とするものの、内部電源接続スイッチの出力側に設けら
れインダクタンス要素が電流を抑制するので、整流コン
デンサに大きな突入電流が流れてしまうことを防止でき
る。一方、突入電流抑制手段は、内部電源接続スイッチ
を間欠的に動作させる期間を徐々に長くするので、整流
コンデンサの電圧を徐々に高めることができる。
【００１４】請求項４の発明によれば、突入電流抑制手
段は、外部電源からの受電状態で内部電源接続スイッチ
を動作させることにより外部電源及び内部電源を同時に
負荷に接続したオーバーラップ動作を実行するので、整
流コンデンサの電圧がドロップすることなく内部電源を
負荷に接続することができる。これにより、内部電源と
整流コンデンサとの電圧差が大きくなることを防止で
き、内部電源から整流コンデンサへの突入電流を効果的
に抑制することができる。
段は、外部電源からの受電状態で内部電源接続スイッチ
を動作させることにより外部電源及び内部電源を同時に
負荷に接続したオーバーラップ動作を実行するので、整
流コンデンサの電圧がドロップすることなく内部電源を
負荷に接続することができる。これにより、内部電源と
整流コンデンサとの電圧差が大きくなることを防止で
き、内部電源から整流コンデンサへの突入電流を効果的
に抑制することができる。
【００１５】請求項５の発明によれば、突入電流抑制手
段は、オーバーラップ動作を実行するときは、整流コン
デンサの電圧が所定電圧まで上昇したときに内部電源を
負荷に接続するので、負荷の電源を切替える際には内部
電源と整流コンデンサとの電圧差が十分に小さくなり、
内部電源から整流コンデンサへ突入電流が発生するにし
ても、内部電源接続スイッチの耐突入電流レベル以下に
抑制することができる。
段は、オーバーラップ動作を実行するときは、整流コン
デンサの電圧が所定電圧まで上昇したときに内部電源を
負荷に接続するので、負荷の電源を切替える際には内部
電源と整流コンデンサとの電圧差が十分に小さくなり、
内部電源から整流コンデンサへ突入電流が発生するにし
ても、内部電源接続スイッチの耐突入電流レベル以下に
抑制することができる。
【００１６】請求項６の発明によれば、突入電流抑制手
段は、内部電源接続スイッチをバイパスする抵抗要素を
有効化するので、内部電源から整流コンデンサに流れる
突入電流を抑制することができる。
段は、内部電源接続スイッチをバイパスする抵抗要素を
有効化するので、内部電源から整流コンデンサに流れる
突入電流を抑制することができる。
【００１７】続いて、突入電流抑制手段は、内部電源接
続スイッチを動作させる。このとき、内部電源と整流コ
ンデンサとの電圧差は小さくなっているので、突入電流
が発生するにしてもその値は小さく、内部電源接続スイ
ッチが破壊されてしまうことを防止できる。
続スイッチを動作させる。このとき、内部電源と整流コ
ンデンサとの電圧差は小さくなっているので、突入電流
が発生するにしてもその値は小さく、内部電源接続スイ
ッチが破壊されてしまうことを防止できる。
【００１８】請求項７の発明によれば、負荷の動作状態
で外部電源が遮断されたときに負荷としてのモータに停
止力を作用させたときは、モータから整流コンデンサに
回生電流が流れるので、整流コンデンサの電圧が高くな
る。これにより、内部電源と整流コンデンサとの電圧差
が小さくなり、内部電源から整流コンデンサに大きな突
入電流が流れてしまうことを防止できる。
で外部電源が遮断されたときに負荷としてのモータに停
止力を作用させたときは、モータから整流コンデンサに
回生電流が流れるので、整流コンデンサの電圧が高くな
る。これにより、内部電源と整流コンデンサとの電圧差
が小さくなり、内部電源から整流コンデンサに大きな突
入電流が流れてしまうことを防止できる。
【００１９】
【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及び図２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は例えば三相２００Ｖの商用交流電源（外部電源に
相当）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した状態で給電カプ
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。
明の第１の実施の形態を図１及び図２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は例えば三相２００Ｖの商用交流電源（外部電源に
相当）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した状態で給電カプ
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。
【００２０】上記受電カプラ５には、三相の主電源線６
を介してトライアック７の一端が接続され、このトライ
アック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１０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１
０の入力端子間には、例えば二次電池からなるバッテリ
（内部電源に相当）１１とＩＧＢＴ（内部電源接続スイ
ッチに相当）１２とコイル（突入電流抑制手段、インダ
クタンス要素に相当）１３からなる直列回路が接続され
ている。
を介してトライアック７の一端が接続され、このトライ
アック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１０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１
０の入力端子間には、例えば二次電池からなるバッテリ
（内部電源に相当）１１とＩＧＢＴ（内部電源接続スイ
ッチに相当）１２とコイル（突入電流抑制手段、インダ
クタンス要素に相当）１３からなる直列回路が接続され
ている。
【００２１】さらに、前記受電カプラ５の主電源線６に
は、電源遮断検出回路（外部電源遮断検出手段に相当）
１４が接続されている。この電源遮断検出回路１４は、
商用交流電源３を整流する整流回路１５と、これの整流
出力を平滑する平滑コンデンサ１６と、平滑された電圧
を分圧する分圧回路１７と、基準電圧発生回路１８と、
基準電圧発生回路１８とこの分圧回路１７の分圧電圧と
を比較するコンパレータ１９とを備えて構成されてい
る。上記分圧回路１７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１９の非反転入力端子に与えられる。前記基準
電圧発生回路１８の基準電圧はコンパレータ１９の反転
入力端子に与えられ、このコンパレータ１９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」レベルに変化するようになっている。
は、電源遮断検出回路（外部電源遮断検出手段に相当）
１４が接続されている。この電源遮断検出回路１４は、
商用交流電源３を整流する整流回路１５と、これの整流
出力を平滑する平滑コンデンサ１６と、平滑された電圧
を分圧する分圧回路１７と、基準電圧発生回路１８と、
基準電圧発生回路１８とこの分圧回路１７の分圧電圧と
を比較するコンパレータ１９とを備えて構成されてい
る。上記分圧回路１７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１９の非反転入力端子に与えられる。前記基準
電圧発生回路１８の基準電圧はコンパレータ１９の反転
入力端子に与えられ、このコンパレータ１９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」レベルに変化するようになっている。
【００２２】このコンパレータ１９の出力は、制御部２
０に与えられるようになっており、この制御部２０とコ
イル１３とにより突入電流抑制手段が構成されているも
ので、制御部２０は切替手段の機能も併せ持っている。
上記制御部２０は、ＣＰＵを主体として構成されてお
り、上記ＩＧＢＴ１２及びトライアック７のオンオフ制
御による負荷１０に対する給電制御、或は負荷１０の制
御の他、給電カプラ４に対する受電カプラ５の接続を制
御するようになっており、さらに、整流コンデンサ９の
電圧を検出可能となっている。
０に与えられるようになっており、この制御部２０とコ
イル１３とにより突入電流抑制手段が構成されているも
ので、制御部２０は切替手段の機能も併せ持っている。
上記制御部２０は、ＣＰＵを主体として構成されてお
り、上記ＩＧＢＴ１２及びトライアック７のオンオフ制
御による負荷１０に対する給電制御、或は負荷１０の制
御の他、給電カプラ４に対する受電カプラ５の接続を制
御するようになっており、さらに、整流コンデンサ９の
電圧を検出可能となっている。
【００２３】次に上記構成の作用について説明する。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１
４の整流回路１５に交流電圧が入力されていないことか
らコンパレータ１９の出力が「Ｌ」レベル状態にあり、
これに基づいて、制御部２０は、受電カプラ５側のトラ
イアック７をオフし、バッテリ１１側のＩＧＢＴ１２を
オンしている。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。
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１
４の整流回路１５に交流電圧が入力されていないことか
らコンパレータ１９の出力が「Ｌ」レベル状態にあり、
これに基づいて、制御部２０は、受電カプラ５側のトラ
イアック７をオフし、バッテリ１１側のＩＧＢＴ１２を
オンしている。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。
【００２４】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１４の整流回路１５に交流電圧が
入力されることから、コンパレータ１９の出力が「Ｈ」
レベルに変化する。制御部２０は、この「Ｈ」レベルの
変化に基づいて、受電カプラ５側のトライアック７をオ
ンし且つバッテリ１１側のＩＧＢＴ１２をオフする。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。
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１４の整流回路１５に交流電圧が
入力されることから、コンパレータ１９の出力が「Ｈ」
レベルに変化する。制御部２０は、この「Ｈ」レベルの
変化に基づいて、受電カプラ５側のトライアック７をオ
ンし且つバッテリ１１側のＩＧＢＴ１２をオフする。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。
【００２５】そして、作業ステーションでの移動ロボッ
ト１による作業が終了したときは、ＩＧＢＴ１２をオン
する。これにより、バッテリ１１が負荷に接続されるの
で、バッテリ１１を負荷１０の電源として使用すること
ができる。
ト１による作業が終了したときは、ＩＧＢＴ１２をオン
する。これにより、バッテリ１１が負荷に接続されるの
で、バッテリ１１を負荷１０の電源として使用すること
ができる。
【００２６】ところで、バッテリ１１からの直流電圧は
商用交流電源３が整流回路で整流された直流電圧よりも
大きいことから（出願人が製造する移動ロボットでは１
１０Ｖ程度１１０Ｖ）、バッテリ１１からＩＧＢＴ１２
を通じて整流コンデンサ９に大きな突入電流（数百Ａ）
が流れようとする。そこで、本実施の形態では、次のよ
うにして突入電流の発生を防止するようにした。
商用交流電源３が整流回路で整流された直流電圧よりも
大きいことから（出願人が製造する移動ロボットでは１
１０Ｖ程度１１０Ｖ）、バッテリ１１からＩＧＢＴ１２
を通じて整流コンデンサ９に大きな突入電流（数百Ａ）
が流れようとする。そこで、本実施の形態では、次のよ
うにして突入電流の発生を防止するようにした。
【００２７】即ち、制御部２０は、負荷１０の電源とし
て商用交流電源３からバッテリ１１に切替える際は、Ｉ
ＧＢＴ１２をオンすることにより商用交流電源３とバッ
テリ１１との両方が負荷１０に接続したオーバーラップ
動作を実行する。このようなオーバーラップ動作を実行
することにより、整流コンデンサ９の電圧が大きくドロ
ップしてしまうことを防止した状態でバッテリ１１を負
荷に接続することができる。
て商用交流電源３からバッテリ１１に切替える際は、Ｉ
ＧＢＴ１２をオンすることにより商用交流電源３とバッ
テリ１１との両方が負荷１０に接続したオーバーラップ
動作を実行する。このようなオーバーラップ動作を実行
することにより、整流コンデンサ９の電圧が大きくドロ
ップしてしまうことを防止した状態でバッテリ１１を負
荷に接続することができる。
【００２８】しかるに、制御部２０は、バッテリ１１を
負荷１０に接続する際は、ＩＧＢＴ１２を間欠的にオン
すると共に、その動作時間を徐々に長くするというソフ
トスタート動作を実行する（図２（ｃ）参照）。このよ
うなソフトスタートの実行により、同図（ｂ）に示すよ
うにバッテリ１１からＩＧＢＴ１２を通じて整流コンデ
ンサ９に流れようとする大きな突入電流を抑制しなが
ら、同図（ｃ）に示すように整流コンデンサ９の電圧を
徐々に高めることができる。
負荷１０に接続する際は、ＩＧＢＴ１２を間欠的にオン
すると共に、その動作時間を徐々に長くするというソフ
トスタート動作を実行する（図２（ｃ）参照）。このよ
うなソフトスタートの実行により、同図（ｂ）に示すよ
うにバッテリ１１からＩＧＢＴ１２を通じて整流コンデ
ンサ９に流れようとする大きな突入電流を抑制しなが
ら、同図（ｃ）に示すように整流コンデンサ９の電圧を
徐々に高めることができる。
【００２９】ここで、制御部２０は、整流コンデンサ９
の電圧を監視しており、その電圧が所定電圧まで上昇し
たときは、トライアック７をオフして商用交流電源３を
遮断することによりバッテリ１１のみを負荷１０と接続
する。この場合、トライアック７をオフする際の所定電
圧とは、バッテリ１１と整流コンデンサ９との電圧差に
よる突入電流がＩＧＢＴ１２の耐突入電流レベル以下と
なるような電圧のことである。
の電圧を監視しており、その電圧が所定電圧まで上昇し
たときは、トライアック７をオフして商用交流電源３を
遮断することによりバッテリ１１のみを負荷１０と接続
する。この場合、トライアック７をオフする際の所定電
圧とは、バッテリ１１と整流コンデンサ９との電圧差に
よる突入電流がＩＧＢＴ１２の耐突入電流レベル以下と
なるような電圧のことである。
【００３０】以上のような動作の結果、負荷１０の電源
を商用交流電源３からバッテリ１１に切替える際に、バ
ッテリ１１から整流コンデンサ９に大きな突入電流が発
生することを抑制することができるので、ＩＧＢＴ１２
が突入電流により破壊されてしまうことを確実に防止す
ることができる。
を商用交流電源３からバッテリ１１に切替える際に、バ
ッテリ１１から整流コンデンサ９に大きな突入電流が発
生することを抑制することができるので、ＩＧＢＴ１２
が突入電流により破壊されてしまうことを確実に防止す
ることができる。
【００３１】また、負荷１０の電源を商用交流電源３か
らバッテリ１１に切替える際は、商用交流電源３とバッ
テリ１１とが同時に負荷１０に接続されたオーバーラッ
プ動作を実行するようにしたので、商用交流電源３が遮
断されてからバッテリ１１を負荷１０に接続する構成の
ものに比較して、整流コンデンサ９の電圧がドロップし
てしまうことを防止することができる。これにより、バ
ッテリ１１が負荷１０に接続した際におけるバッテリ１
１と整流コンデンサ９との電圧差を小さくできるので、
バッテリ１１から整流コンデンサ９に流れる突入電流を
効果的に抑制することができる。
らバッテリ１１に切替える際は、商用交流電源３とバッ
テリ１１とが同時に負荷１０に接続されたオーバーラッ
プ動作を実行するようにしたので、商用交流電源３が遮
断されてからバッテリ１１を負荷１０に接続する構成の
ものに比較して、整流コンデンサ９の電圧がドロップし
てしまうことを防止することができる。これにより、バ
ッテリ１１が負荷１０に接続した際におけるバッテリ１
１と整流コンデンサ９との電圧差を小さくできるので、
バッテリ１１から整流コンデンサ９に流れる突入電流を
効果的に抑制することができる。
【００３２】一方、上述の商用交流電源３の受電中に、
商用交流電源３に停電事故が発生すると、電源遮断検出
回路１４の整流回路１５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１９の出力が「Ｌ」レベ
ルに変化する。すると、制御部２０は、瞬時にバッテリ
１１側のＩＧＢＴ１２をオンする。
商用交流電源３に停電事故が発生すると、電源遮断検出
回路１４の整流回路１５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１９の出力が「Ｌ」レベ
ルに変化する。すると、制御部２０は、瞬時にバッテリ
１１側のＩＧＢＴ１２をオンする。
【００３３】このとき、制御部２０は、ＩＧＢＴ１２を
オンすることによりバッテリ１１を負荷１０に接続する
ときは、上述した負荷１０の電源の切替えの場合と同様
にしてソフトスタート動作を実行すると共に、整流コン
デンサ９の電圧が所定電圧まで上昇したところで、受電
カプラ５側のトライアック７をオフする。これにより、
負荷１０に対する給電を継続しながら、バッテリ１１か
ら整流コンデンサ９に流れる突入電流を抑制することが
できるので、ＩＧＢＴ１２が突入電流により破壊されて
しまうことを防止できる。
オンすることによりバッテリ１１を負荷１０に接続する
ときは、上述した負荷１０の電源の切替えの場合と同様
にしてソフトスタート動作を実行すると共に、整流コン
デンサ９の電圧が所定電圧まで上昇したところで、受電
カプラ５側のトライアック７をオフする。これにより、
負荷１０に対する給電を継続しながら、バッテリ１１か
ら整流コンデンサ９に流れる突入電流を抑制することが
できるので、ＩＧＢＴ１２が突入電流により破壊されて
しまうことを防止できる。
【００３４】そして、商用交流電源３の停電が復帰する
と、電源遮断検出回路１４のコンパレータ１９の出力が
「Ｈ」レベルに変化するから、制御部２０は、トライア
ック７をオンすると共にＩＧＢＴ１２をオフし、負荷１
０の電源として商用交流電源３を使用する。
と、電源遮断検出回路１４のコンパレータ１９の出力が
「Ｈ」レベルに変化するから、制御部２０は、トライア
ック７をオンすると共にＩＧＢＴ１２をオフし、負荷１
０の電源として商用交流電源３を使用する。
【００３５】ところで、制御部２０は、負荷１０の電源
として商用交流電源３からバッテリ１１に切替える際に
負荷１０としてのアームロボットの駆動モータが動作中
であったときは、ロボットアームに停止力を作用させ
る。すると、駆動モータに制動力が作用して発電機とし
て機能するようになるから、回生電力が発生し、整流コ
ンデンサ９は充電されるようになる。これにより、整流
コンデンサ９の電圧が上昇してバッテリ１１と整流コン
デンサ９との電圧差が小さくなるので、突入電流を効果
的に抑制することができる。
として商用交流電源３からバッテリ１１に切替える際に
負荷１０としてのアームロボットの駆動モータが動作中
であったときは、ロボットアームに停止力を作用させ
る。すると、駆動モータに制動力が作用して発電機とし
て機能するようになるから、回生電力が発生し、整流コ
ンデンサ９は充電されるようになる。これにより、整流
コンデンサ９の電圧が上昇してバッテリ１１と整流コン
デンサ９との電圧差が小さくなるので、突入電流を効果
的に抑制することができる。
【００３６】尚、負荷１０の電源としてバッテリ１１か
ら商用交流電源３に切替える場合にもバッテリ１１から
の受電状態で商用交流電源３を負荷１０に同時に接続す
るオーバーラップ動作を実行するのが望ましい。これ
は、ＩＧＢＴに比較してトライアックの応答速度が遅い
ことから、負荷１０の電源としてバッテリ１１から商用
交流電源３に切替える場合にバッテリ１１からの給電が
断たれてから商用交流電源３が接続されるまでの電源停
止を防止するためである。
ら商用交流電源３に切替える場合にもバッテリ１１から
の受電状態で商用交流電源３を負荷１０に同時に接続す
るオーバーラップ動作を実行するのが望ましい。これ
は、ＩＧＢＴに比較してトライアックの応答速度が遅い
ことから、負荷１０の電源としてバッテリ１１から商用
交流電源３に切替える場合にバッテリ１１からの給電が
断たれてから商用交流電源３が接続されるまでの電源停
止を防止するためである。
【００３７】このような本実施の形態によれば、移動ロ
ボット１が作業ステーションから移動するためにＩＧＢ
Ｔ１２をオンすることにより内部電源であるバッテリ１
１を負荷１０に接続する際、或は商用交流電源３からの
受電中に遮断された場合にＩＧＢＴ１２をオンすること
によりバッテリ１１を負荷１０に接続する際は、制御部
２０によりソフトスタート動作を実行するようにしたの
で、バッテリ１１から整流コンデンサ９への突入電流を
抑制してＩＧＢＴ１２が突入電流により破壊されてしま
うことを防止できる。また、耐突入電流の高いスイッチ
を使用する必要がないので、コストが上昇することなく
実施することができる。
ボット１が作業ステーションから移動するためにＩＧＢ
Ｔ１２をオンすることにより内部電源であるバッテリ１
１を負荷１０に接続する際、或は商用交流電源３からの
受電中に遮断された場合にＩＧＢＴ１２をオンすること
によりバッテリ１１を負荷１０に接続する際は、制御部
２０によりソフトスタート動作を実行するようにしたの
で、バッテリ１１から整流コンデンサ９への突入電流を
抑制してＩＧＢＴ１２が突入電流により破壊されてしま
うことを防止できる。また、耐突入電流の高いスイッチ
を使用する必要がないので、コストが上昇することなく
実施することができる。
【００３８】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態を図３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し、
異なる部分についてのみ説明する。この第２の実施の形
態は、内部電源接続スイッチとしてのＩＧＢＴをバイパ
スするバイパス用ＩＧＢＴを設け、そのバイパス用ＩＧ
ＢＴにより突入電流を抑制するようにしたことを特徴と
する。
の実施の形態を図３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し、
異なる部分についてのみ説明する。この第２の実施の形
態は、内部電源接続スイッチとしてのＩＧＢＴをバイパ
スするバイパス用ＩＧＢＴを設け、そのバイパス用ＩＧ
ＢＴにより突入電流を抑制するようにしたことを特徴と
する。
【００３９】移動ロボット１の構成を概略的に示す図３
において、バッテリ１１を負荷１０に接続するＩＧＢＴ
１２にはバイパス用ＩＧＢＴ３１及び抵抗（抵抗要素に
相当）３２からなる直列回路が並列接続されており、バ
イパス用ＩＧＢＴ３１は制御部２０の制御によりオンオ
フされるようになっている。
において、バッテリ１１を負荷１０に接続するＩＧＢＴ
１２にはバイパス用ＩＧＢＴ３１及び抵抗（抵抗要素に
相当）３２からなる直列回路が並列接続されており、バ
イパス用ＩＧＢＴ３１は制御部２０の制御によりオンオ
フされるようになっている。
【００４０】制御部２０は、移動ロボット１を作業ステ
ーションから移動させるために負荷１０の電源として商
用交流電源３に代えてバッテリ１１を使用する場合、或
は商用交流電源３からの受電中に電源遮断検出回路１４
の遮断を検出したことに伴ってバッテリ１１を負荷１０
と接続する場合は、まず、バイパス用ＩＧＢＴ３１をオ
ンする。これにより、バッテリ１１はバイパス用ＩＧＢ
Ｔ３１及び抵抗３２を介して負荷１０に接続されるの
で、バッテリ１１から整流コンデンサ９に流れる突入電
流を抵抗３２により抑制することができる。従って、突
入電流が発生するにしてもＩＧＢＴ１２が破損してしま
うことを防止できる。
ーションから移動させるために負荷１０の電源として商
用交流電源３に代えてバッテリ１１を使用する場合、或
は商用交流電源３からの受電中に電源遮断検出回路１４
の遮断を検出したことに伴ってバッテリ１１を負荷１０
と接続する場合は、まず、バイパス用ＩＧＢＴ３１をオ
ンする。これにより、バッテリ１１はバイパス用ＩＧＢ
Ｔ３１及び抵抗３２を介して負荷１０に接続されるの
で、バッテリ１１から整流コンデンサ９に流れる突入電
流を抵抗３２により抑制することができる。従って、突
入電流が発生するにしてもＩＧＢＴ１２が破損してしま
うことを防止できる。
【００４１】続いて、制御部２０は、バイパス用ＩＧＢ
Ｔ３１をオフし且つＩＧＢＴ１２をオンし、さらにトラ
イアック７をオフすることによりバッテリ１１を負荷１
０に接続する。このとき、バッテリ１１と整流コンデン
サ９との電圧差は十分に小さくなっているので、突入電
流が発生するにしても、その値は小さくＩＧＢＴ１２が
破壊してしまうことはない。
Ｔ３１をオフし且つＩＧＢＴ１２をオンし、さらにトラ
イアック７をオフすることによりバッテリ１１を負荷１
０に接続する。このとき、バッテリ１１と整流コンデン
サ９との電圧差は十分に小さくなっているので、突入電
流が発生するにしても、その値は小さくＩＧＢＴ１２が
破壊してしまうことはない。
【００４２】このような第２の実施の形態によれば、第
１の実施の形態のようなソフトスタート動作を実行する
ことなく整流コンデンサ９への突入電流を抑制すること
ができるので、制御部２０の負担を軽減することができ
る。
１の実施の形態のようなソフトスタート動作を実行する
ことなく整流コンデンサ９への突入電流を抑制すること
ができるので、制御部２０の負担を軽減することができ
る。
【００４３】尚、突入電流が大きな場合は、異なる抵抗
値の抵抗が接続されたバイパス用ＩＧＢＴを複数設け、
バッテリ１１を負荷１０に接続する際は、抵抗の大きな
バイパス用ＩＧＢＴから順にオンし、最終的にＩＧＢＴ
１２をオンするようにしてもよい。
値の抵抗が接続されたバイパス用ＩＧＢＴを複数設け、
バッテリ１１を負荷１０に接続する際は、抵抗の大きな
バイパス用ＩＧＢＴから順にオンし、最終的にＩＧＢＴ
１２をオンするようにしてもよい。
【００４４】本発明は、上記各実施の形態に限定される
ことなく、トライアック７は、リレースイッチや他の半
導体スイッチに変更しても良く、また、ＩＧＢＴ１２
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。
ことなく、トライアック７は、リレースイッチや他の半
導体スイッチに変更しても良く、また、ＩＧＢＴ１２
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。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す電気回路図
【図２】ソフトスタート動作による整流コンデンサに流
れる電流及び電圧を示す図
れる電流及び電圧を示す図
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す図１相当図
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はトライアック、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ＩＧＢＴ（内部電源接
続スイッチ）、１３はコイル（突入電流抑制手段）、１
４は電源遮断検出回路（外部電源遮断検出手段）、２０
は制御部（突入電流抑制手段）を示す。
（外部電源）、７はトライアック、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ＩＧＢＴ（内部電源接
続スイッチ）、１３はコイル（突入電流抑制手段）、１
４は電源遮断検出回路（外部電源遮断検出手段）、２０
は制御部（突入電流抑制手段）を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｊ 9/06 ５０２ Ｈ０２Ｊ 9/06 ５０２Ｃ
Claims (7)
- 【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
ら移動する際は内部電源を負荷に接続する内部電源接続
スイッチを備えた移動ロボットにおいて、 前記内部電源接続スイッチの動作により前記内部電源が
負荷に接続されたときは前記内部電源から前記整流回路
が有する整流コンデンサに流れる突入電流を抑制する突
入電流抑制手段を備えたことを特徴とする移動ロボッ
ト。 - 【請求項２】 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
ら移動する際は内部電源を負荷に接続する内部電源接続
スイッチを備えた移動ロボットにおいて、 前記外部電源による受電中に遮断したことを検出する外
部電源遮断検出手段と、 この外部電源遮断検出手段が外部電源の遮断を検出した
ときは前記内部電源接続スイッチを動作させる切替手段
と、 この切替手段による前記内部電源接続スイッチの動作に
応じて前記内部電源が負荷に接続されたときは前記内部
電源から前記整流回路が有する整流コンデンサに流れる
突入電流を抑制する突入電流抑制手段を備えたことを特
徴とする移動ロボット。 - 【請求項３】 前記突入電流抑制手段は、前記内部電源
接続スイッチの出力側にインダクタンス要素を備え、前
記内部電源接続スイッチを間欠的に動作させると共にそ
の動作期間を徐々に長くするソフトスタートを実行する
ことを特徴とする請求項１または２記載の移動ロボッ
ト。 - 【請求項４】 前記突入電流抑制手段は、前記外部電源
からの受電状態で前記内部電源接続スイッチを動作させ
ることにより前記外部電源及び前記内部電源を同時に負
荷に接続したオーバーラップ動作を実行することを特徴
とする請求項１記載の移動ロボット。 - 【請求項５】 前記突入電流抑制手段は、前記オーバー
ラップ動作において前記整流コンデンサの電圧が所定電
圧まで上昇したときに前記外部電源を遮断することを特
徴とする請求項４記載の移動ロボット。 - 【請求項６】 前記突入電流抑制手段は、前記内部電源
接続スイッチをバイパスして前記内部電源を前記負荷に
接続可能な抵抗要素を有し、前記抵抗要素を有効化して
から前記内部電源接続スイッチを動作させることを特徴
とする請求項１または２記載の移動ロボット。 - 【請求項７】 前記突入電流抑制手段は、負荷としての
モータの動作状態で前記外部電源が遮断されたときは上
記モータに停止力を作用させることを特徴とする請求項
１乃至６の何れかに記載の移動ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000348669A JP4505978B2 (ja) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | 移動ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000348669A JP4505978B2 (ja) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | 移動ロボット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002159182A true JP2002159182A (ja) | 2002-05-31 |
| JP4505978B2 JP4505978B2 (ja) | 2010-07-21 |
Family
ID=18822207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000348669A Expired - Fee Related JP4505978B2 (ja) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | 移動ロボット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4505978B2 (ja) |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61113554U (ja) * | 1984-12-21 | 1986-07-18 | ||
| JPS62166412A (ja) * | 1986-01-18 | 1987-07-22 | Fanuc Ltd | 移動型産業用ロボツト |
| JPS63186505A (ja) * | 1987-01-26 | 1988-08-02 | Toshiba Corp | 交流電気車の制御装置 |
| JPH066903A (ja) * | 1991-03-01 | 1994-01-14 | Hitachi Kiden Kogyo Ltd | 無人搬送車の給電方法 |
| JPH0884474A (ja) * | 1994-09-09 | 1996-03-26 | Nissin Electric Co Ltd | Ｐｗｍコンバータの直流充電制御方法 |
| JPH10164709A (ja) * | 1996-11-27 | 1998-06-19 | Isuzu Motors Ltd | 電源装置および電気自動車用電源装置 |
| JP2000287385A (ja) * | 1999-03-31 | 2000-10-13 | Kenwood Corp | 電源制御回路 |
| JP2000326271A (ja) * | 1999-05-21 | 2000-11-28 | Denso Corp | 移動ロボット |
| JP2000354985A (ja) * | 1999-06-11 | 2000-12-26 | Denso Corp | 移動ロボット |
| JP2001197683A (ja) * | 2000-01-12 | 2001-07-19 | Toshiba Corp | 無停電電源装置 |
| JP2001339875A (ja) * | 2000-03-24 | 2001-12-07 | Denso Corp | 移動ロボットの電力供給装置 |
| JP2002159148A (ja) * | 2000-11-15 | 2002-05-31 | Denso Corp | 移動ロボットの電源遮断検出方法 |
-
2000
- 2000-11-15 JP JP2000348669A patent/JP4505978B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2002159148A (ja) * | 2000-11-15 | 2002-05-31 | Denso Corp | 移動ロボットの電源遮断検出方法 |
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