JP2007312450A - Robot charger - Google Patents

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Tomonori Moriguchi
智規 森口
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a robot charger certainly. <P>SOLUTION: The charger 20 has a member 39 movable to the right and left direction, and a power supply terminal 34 moving to the right and left direction integrally with the movable member 39. The movable member 39 has two guide portions 25 inclining against the right and left direction (moving direction of the movable member 39). When the roller 30 of a power receiving section 50 moves in the attaching direction while touching the guide portions 25, the movable member 39 moves to the right and left direction and the power supply terminal 34 is adjusted to a position where it can be connected with a power receiving terminal 32. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、自走式ロボットの充電装置に関する。   The present invention relates to a charging device for a self-propelled robot.

従来から、走行輪を有する自走式ロボットが知られているが、その中でも、内蔵されたバッテリを駆動源として走行するものが知られている。このような自走式ロボットのバッテリを充電する充電装置として、例えば、特許文献1に記載されたものがある。この充電装置においては、その充電器本体にV字形状の切欠が形成されており、充電装置へ向かって移動するロボットの受電端子が、切欠によってその奥に位置する給電端子(接続端子)へ案内されて、受電端子が給電端子に接続される。   Conventionally, self-propelled robots having traveling wheels are known, and among them, one that travels using a built-in battery as a driving source is known. As a charging device for charging the battery of such a self-propelled robot, for example, there is one described in Patent Document 1. In this charging device, a V-shaped notch is formed in the charger body, and the power receiving terminal of the robot moving toward the charging device is guided to the power supply terminal (connection terminal) located behind the notch by the notch. Thus, the power receiving terminal is connected to the power feeding terminal.

特開平2−303303号公報(図4)JP-A-2-303303 (FIG. 4)

前述した充電装置においては給電端子の位置は固定されており、切欠によってロボットを給電端子と接続可能な位置へ案内する。しかし、特に、ロボットの重量が大きい場合など、ロボットをその走行方向と直交する方向に移動させることが困難な場合には、切欠によってロボットを充電装置の給電端子へ案内して、受電端子と給電端子とを接続することが難しくなる。   In the charging device described above, the position of the power supply terminal is fixed, and the robot is guided to a position where it can be connected to the power supply terminal by the notch. However, especially when it is difficult to move the robot in the direction perpendicular to the direction of travel, such as when the robot is heavy, the robot is guided to the power supply terminal of the charging device by a notch to supply power to the power reception terminal. It becomes difficult to connect the terminal.

本発明の主たる目的は、自走式ロボットの受電端子と給電端子とを確実に接続して充電を行うことができるロボットの充電装置を提供することである。   A main object of the present invention is to provide a robot charging device that can perform charging by reliably connecting a power receiving terminal and a power feeding terminal of a self-propelled robot.

課題を解決するための手段および発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

第1の発明であるロボットの充電装置は、走行輪を有する自走式ロボットの受電部が装着される、ロボットの充電装置であって、前記ロボットの受電部の装着方向と交差する方向に移動可能な可動部材と、この可動部材と一体的に移動可能に構成され、前記ロボットの受電部に設けられた受電端子に接続される給電端子とを備え、さらに、前記可動部材のその移動方向に関する位置を、前記受電部の位置に応じて、前記受電端子と前記給電端子とが接続可能となる位置に調整する位置調整手段を有することを特徴とするものである。   A charging device for a robot according to a first aspect of the present invention is a charging device for a robot to which a power receiving unit of a self-propelled robot having traveling wheels is mounted, and moves in a direction crossing the mounting direction of the power receiving unit of the robot A movable member capable of being moved integrally with the movable member, and a power feeding terminal connected to a power receiving terminal provided in a power receiving unit of the robot, and further related to a moving direction of the movable member. It has a position adjusting means for adjusting the position to a position where the power receiving terminal and the power feeding terminal can be connected according to the position of the power receiving unit.

この構成によれば、ロボット側の受電端子と充電装置側の給電端子との位置がずれていても、位置調整手段により、ロボットの受電部の位置に応じて可動部材と給電端子が一体的に移動して、給電端子の位置が受電端子と接続可能となる位置に調整されるため、受電端子と給電端子とを確実に接続して充電を行うことができる。尚、この第1の発明において、可動部材が、受電部の装着方向と交差する方向に移動可能とは、可動部材が装着方向とある角度をなして移動可能である、つまり、可動部材の移動方向が装着方向とは平行でないことを意味している。   According to this configuration, even if the position of the power receiving terminal on the robot side and the power feeding terminal on the charging device is misaligned, the movable member and the power feeding terminal are integrated with each other according to the position of the power receiving unit of the robot. It moves and the position of the power feeding terminal is adjusted to a position where it can be connected to the power receiving terminal, so that charging can be performed by reliably connecting the power receiving terminal and the power feeding terminal. In the first aspect of the invention, that the movable member is movable in a direction intersecting the mounting direction of the power receiving unit means that the movable member is movable at an angle with respect to the mounting direction, that is, the movement of the movable member. It means that the direction is not parallel to the mounting direction.

第2の発明であるロボットの充電装置は、前記第1の発明において、前記位置調整手段は、前記受電部と接触する前記可動部材の先端部に形成され、前記可動部材の移動方向に対して傾斜した案内部であることを特徴とするものである。この構成によれば、受電部が案内部の傾斜に接触した状態で装着方向に移動すると、この受電部の移動に伴って可動部材と給電部材が一体的に移動して、給電端子の位置が受電端子と接続可能となる位置に自動的に調整される。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a charging device for a robot according to the first aspect, wherein the position adjusting means is formed at a distal end portion of the movable member in contact with the power receiving unit, and the moving member moves in a moving direction. It is an inclined guide part. According to this configuration, when the power receiving unit moves in the mounting direction in contact with the inclination of the guide unit, the movable member and the power feeding member move integrally with the movement of the power receiving unit, and the position of the power feeding terminal is changed. It is automatically adjusted to a position where it can be connected to the power receiving terminal.

第3の発明であるロボットの充電装置は、前記第2の発明において、前記可動部材の先端部に2つの前記案内部が形成されており、前記2つの案内部が、前記可動部材の前記移動方向に関する中央部へ向かうようにそれぞれ傾斜していることを特徴とするものである。この構成によれば、可動部材の先端部の中央部両側に2つの案内部がそれぞれ配置されて、これら2つの案内部により受電部の位置に応じて可動部材(給電端子)の位置が調整される。つまり、ロボット側の受電端子が、給電端子に対して、可動部材の移動方向に平行な2方向の何れの方向にずれていても、給電端子の位置が受電端子と接続可能となる位置に確実に調整される。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a charging apparatus for a robot according to the second aspect, wherein the two guide portions are formed at a distal end portion of the movable member, and the two guide portions are configured to move the movable member. Each is inclined so as to be directed to the central portion with respect to the direction. According to this configuration, the two guide portions are arranged on both sides of the central portion of the distal end portion of the movable member, and the position of the movable member (power supply terminal) is adjusted by these two guide portions according to the position of the power receiving portion. The That is, even if the power receiving terminal on the robot side is deviated in any of two directions parallel to the moving direction of the movable member with respect to the power feeding terminal, the position of the power feeding terminal is surely set to a position where it can be connected to the power receiving terminal. Adjusted to

第4の発明であるロボットの充電装置は、前記第2又は第3の発明において、前記可動部材の位置が、前記受電端子と前記給電端子とが接続可能となる位置からその移動方向に関してずれている状態では、前記案内部は、前記受電部に回転自在に設けられたローラに接触することを特徴とするものである。この構成によれば、受電部は、回転自在のローラを介して案内部に接触することから、受電部と案内部との間の接触摩擦が小さくなり、可動部材(給電端子)の位置調整が容易になる。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a charging apparatus for a robot according to the second or third aspect, wherein the position of the movable member is shifted with respect to the moving direction from a position where the power receiving terminal and the power feeding terminal can be connected. In this state, the guide unit is in contact with a roller rotatably provided on the power receiving unit. According to this configuration, since the power receiving unit contacts the guide unit via the rotatable roller, the contact friction between the power receiving unit and the guide unit is reduced, and the position adjustment of the movable member (power supply terminal) can be performed. It becomes easy.

第5の発明であるロボットの充電装置は、前記第1〜第4の何れかの発明において、前記給電端子には、給電用のケーブルが接続されていることを特徴とするものである。この構成によれば、給電端子に接続されたケーブルがフレキシブルな性質を有し、可動部材(給電端子)が移動してもそれに追従できることから、充電を確実に行うことができる。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the robot charging apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein a power supply cable is connected to the power supply terminal. According to this configuration, since the cable connected to the power supply terminal has a flexible property and can follow the movable member (power supply terminal) even if it moves, charging can be performed reliably.

第6の発明であるロボットの充電装置は、前記第1〜第5の何れかの発明において、前記可動部材を、その移動方向に関する所定の基準位置に向けて付勢する付勢部材を有することを特徴とするものである。この構成によれば、可動部材が基準位置から移動した状態で充電が行われたときに、充電完了後に受電部が可動部材から離れると、付勢手段の付勢力により可動部材が基準位置に復帰する。従って、受電部が装着される前の状態では、給電端子は、常に、可動部材の基準位置に対応した所定の位置にあることから、受電部の装着時に受電端子の位置が給電端子から大きくずれにくくなり、給電端子の受電端子に対する位置調整が容易になる。   A charging device for a robot according to a sixth aspect of the present invention includes the urging member that urges the movable member toward a predetermined reference position with respect to the moving direction in any one of the first to fifth aspects. It is characterized by. According to this configuration, when charging is performed with the movable member moving from the reference position, the movable member returns to the reference position by the urging force of the urging means when the power receiving unit moves away from the movable member after completion of charging. To do. Therefore, in a state before the power receiving unit is mounted, the power feeding terminal is always in a predetermined position corresponding to the reference position of the movable member, and therefore the position of the power receiving terminal greatly deviates from the power feeding terminal when the power receiving unit is mounted. This makes it easier to adjust the position of the power feeding terminal relative to the power receiving terminal.

第7の発明であるロボットの充電装置は、前記第1〜第6の何れかの発明において、前記可動部材と一体的に移動可能に構成され、前記ロボットの充電状態に関する信号を受信する受信手段を備えていることを特徴とするものである。この構成によれば、充電装置側においてロボットの充電状態を把握することができるため、必要なときにのみ充電を行うなど、効率的な充電が可能となる。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a charging device for a robot according to any one of the first to sixth aspects, wherein the charging device is configured to be movable integrally with the movable member, and receives a signal relating to a charging state of the robot. It is characterized by having. According to this configuration, since the charging state of the robot can be grasped on the charging device side, efficient charging such as charging only when necessary is possible.

次に、本発明の実施形態について説明する。本実施形態は、自走式の案内ロボットに充電を行う充電装置に本発明を適用した一例である。   Next, an embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is an example in which the present invention is applied to a charging device that charges a self-propelled guiding robot.

まず、本実施形態の充電装置によって充電される、自走式の案内ロボット1の概略構成について図1を参照して簡単に説明しておく。   First, a schematic configuration of a self-propelled guide robot 1 charged by the charging device of the present embodiment will be briefly described with reference to FIG.

図1に示すように、案内ロボット1は、胴体部10と、胴体部10の下端部に連結された走行部11と、胴体部10の上半部の左右両側部にそれぞれ設けられた2つの腕部13と、胴体部10の上端部に回転自在に設けられた頭部14などを備えた、人型のロボットである。   As shown in FIG. 1, the guide robot 1 includes a body part 10, a traveling part 11 connected to the lower end part of the body part 10, and two left and right side parts of the upper half of the body part 10. This is a humanoid robot including an arm portion 13 and a head portion 14 provided rotatably at the upper end portion of the body portion 10.

胴体部10には、案内ロボット1の駆動源であるバッテリ(図示省略)と、案内ロボット1の各部(走行部11、腕部13、頭部14等)の動作を制御する制御装置19が設けられている。   The body unit 10 is provided with a battery (not shown) that is a drive source of the guide robot 1 and a control device 19 that controls the operation of each unit (the travel unit 11, the arm unit 13, the head unit 14, etc.) of the guide robot 1. It has been.

走行部11は、フレーム38と、このフレーム38の左右両端部に回転自在に設けられた2つの走行輪12と、フレーム38の左右方向中央部に回転自在に設けられた補助輪(キャスター)43とを有する。2つの走行輪12は、図示しないモータによって回転駆動される。また、この走行部11の後部には、後述の充電装置20に装着される受電部50が設けられている(図2参照)。この受電部50については後ほど詳述する。   The traveling unit 11 includes a frame 38, two traveling wheels 12 that are rotatably provided at both left and right ends of the frame 38, and an auxiliary wheel (caster) 43 that is rotatably provided at the center in the left-right direction of the frame 38. And have. The two traveling wheels 12 are rotationally driven by a motor (not shown). In addition, a power receiving unit 50 attached to the charging device 20 described later is provided at the rear of the traveling unit 11 (see FIG. 2). The power receiving unit 50 will be described in detail later.

胴体部10には、2つの肩部45が、左右方向に延びる軸(図示省略)を介して回転自在に連結されており、さらに、これら2つの肩部45に、2つの腕部13が、前後方向(図1の紙面垂直方向)に延びる軸44を介してそれぞれ回転自在に連結されている。つまり、腕部13は、前後方向及び左右方向にそれぞれ揺動可能に構成されている。   Two shoulder portions 45 are rotatably connected to the body portion 10 via a shaft (not shown) extending in the left-right direction. Further, two arm portions 13 are connected to the two shoulder portions 45. The shafts 44 are rotatably connected through shafts 44 extending in the front-rear direction (perpendicular to the plane of FIG. 1). That is, the arm portion 13 is configured to be swingable in the front-rear direction and the left-right direction.

頭部14の上部には、案内ロボット1の周囲の視覚情報を取得可能な全方位カメラ16が設けられている。また、頭部14の正面(図1における手前側の面)には、対象物の詳細な情報を取得するためのCCDカメラ15と、案内ロボット1の周囲の音声情報を取得するマイク17と、外部に対して音声情報を発信するスピーカ18等が設けられている。そして、頭部14は、そのCCDカメラ15等が設けられた正面が対象物に向くように、図示しないモータにより回転駆動される。   An omnidirectional camera 16 capable of acquiring visual information around the guidance robot 1 is provided at the top of the head 14. Further, on the front surface of the head 14 (the front surface in FIG. 1), a CCD camera 15 for acquiring detailed information of the object, a microphone 17 for acquiring audio information around the guidance robot 1, A speaker 18 for transmitting audio information to the outside is provided. The head 14 is rotationally driven by a motor (not shown) so that the front surface on which the CCD camera 15 and the like are provided faces the object.

そして、この案内ロボット1は、CCDカメラ15等の各種センサ類からの情報に基づいて、制御装置19により案内ロボット1の各部の動作を制御することにより、人とコミュニケーションをとりながら所定の位置まで案内することが可能に構成されている。   The guide robot 1 controls the operation of each part of the guide robot 1 by the control device 19 based on information from various sensors such as the CCD camera 15 to reach a predetermined position while communicating with a person. It is configured to be able to guide.

即ち、全方位カメラ16やCCDカメラ15で人を認識し、その人が発する音声情報をマイク17で取得し、スピーカ18からその人に対して音声情報を発信する。さらに、CCDカメラ15で案内目標の位置を認識し、腕部13を揺動させたり、頭部14を回転させたりして、ジェスチャーを交えながら自走して、人を目標位置まで案内する。   That is, a person is recognized by the omnidirectional camera 16 or the CCD camera 15, voice information emitted by the person is acquired by the microphone 17, and voice information is transmitted to the person from the speaker 18. Further, the position of the guidance target is recognized by the CCD camera 15, the arm 13 is swung, the head 14 is rotated, etc., and self-runs with gestures to guide the person to the target position.

次に、案内ロボット1の走行部11の後端部に設けられた受電部50について説明する。図2に示すように、受電部50は、フレーム38にそれぞれ設けられた、2つの受電端子32と、2つのローラ30と、通信ユニット31を有する。バッテリの充電が必要なときには、受電部50は、走行部11と一体的に後方(図2の矢印で示す装着方向)へ移動する。つまり、充電装置20側から見ると、受電部50が前方から装着される。   Next, the power receiving unit 50 provided at the rear end of the traveling unit 11 of the guide robot 1 will be described. As illustrated in FIG. 2, the power reception unit 50 includes two power reception terminals 32, two rollers 30, and a communication unit 31 that are provided on the frame 38. When the battery needs to be charged, the power receiving unit 50 moves backward (a mounting direction indicated by an arrow in FIG. 2) integrally with the traveling unit 11. That is, when viewed from the charging device 20 side, the power receiving unit 50 is mounted from the front.

各受電端子32は、フレーム38の後端部の右側部分からそれぞれ後方へ突出するとともに上下に配置された、プラスとマイナスの1対の端子32a,32bからなる。これら1対の端子32a,32bは、後述する充電装置20の給電端子34を構成する2枚の電極板34a(図4、図5参照)にそれぞれ接続される。また、2つ(2対)の受電端子32は左右に並べて配置されている。これら2つの受電端子32のうち、一方の受電端子32は、給電端子34との導通確認を行うための端子であり、他方の受電端子32は、給電端子34と接続されたときに充電装置20から電力が供給される端子である。   Each power receiving terminal 32 includes a pair of positive and negative terminals 32 a and 32 b that protrude rearward from the right side portion of the rear end portion of the frame 38 and are arranged vertically. The pair of terminals 32a and 32b are respectively connected to two electrode plates 34a (see FIGS. 4 and 5) constituting a power feeding terminal 34 of the charging device 20 described later. Two (two pairs) of power receiving terminals 32 are arranged side by side. Of these two power receiving terminals 32, one power receiving terminal 32 is a terminal for confirming continuity with the power feeding terminal 34, and the other power receiving terminal 32 is connected to the power feeding terminal 34. Is a terminal to which electric power is supplied.

フレーム38の後端部の左右方向中央部には後方へ突出するローラ支持部29が設けられており、このローラ支持部29の下面に、2つのローラ30が左右に並んだ状態でそれぞれ回転自在に支持されている。また、通信ユニット31は、充電装置20に対してバッテリの充電状態を送信するためのものであり、フレーム38の、ローラ支持部29に関して2つの受電端子32と対称な位置に設けられている。   A roller support portion 29 that protrudes rearward is provided at the center of the rear end of the frame 38 in the left-right direction. The two rollers 30 can be rotated in a state where the two rollers 30 are arranged side by side on the lower surface of the roller support portion 29. It is supported by. The communication unit 31 is for transmitting the state of charge of the battery to the charging device 20, and is provided at a position symmetrical to the two power receiving terminals 32 with respect to the roller support portion 29 of the frame 38.

次に、案内ロボット1の受電部50が装着される、本実施形態の充電装置20について説明する。
図2〜図5に示すように、充電装置20は、左右方向に移動可能に配設された可動部材39と、可動部材39と一体的に左右方向に移動可能な給電端子34及び通信ユニット35などを備えている。
Next, the charging device 20 of the present embodiment to which the power receiving unit 50 of the guidance robot 1 is attached will be described.
As shown in FIGS. 2 to 5, the charging device 20 includes a movable member 39 movably disposed in the left-right direction, a power supply terminal 34 and a communication unit 35 that are movable in the left-right direction integrally with the movable member 39. Etc.

案内ロボット1が走行する水平面には平坦な板部材40が敷かれており、この板部材40の上面の後端部に左右方向に延びる固定具21が固着されている。図4に示すように、固定具21の上面にはこの固定具21と平行に左右に延びるガイドレール22が設けられている。   A flat plate member 40 is laid on the horizontal plane on which the guide robot 1 travels, and a fixture 21 extending in the left-right direction is fixed to the rear end portion of the upper surface of the plate member 40. As shown in FIG. 4, a guide rail 22 that extends to the left and right in parallel with the fixture 21 is provided on the upper surface of the fixture 21.

可動部材39は、ガイドレール22に係合する可動部23と、この可動部23の上面に固定された板状の上部カバー24と、上部カバー24の左右両端部の下面にそれぞれ固定され、下方に延びる2つの側部カバー28を有する。そして、この可動部材39は、可動部23を介してガイドレール22に沿って左右方向(受電部50の装着方向と直交する方向)に移動可能に構成されている。   The movable member 39 is fixed to the movable portion 23 that engages with the guide rail 22, the plate-like upper cover 24 that is fixed to the upper surface of the movable portion 23, and the lower surfaces of the left and right ends of the upper cover 24. Two side covers 28 extending in the horizontal direction. The movable member 39 is configured to be movable in the left-right direction (a direction orthogonal to the mounting direction of the power receiving unit 50) along the guide rail 22 via the movable unit 23.

上部カバー24は、その後端部(基端部)の中央部において、可動部23の上面にボルトで固定されている。この上部カバー24の裏面には、給電端子34と通信ユニット35がそれぞれ固定されている。従って、給電端子34と通信ユニット35は、可動部材39と一体的に左右方向に移動可能である。   The upper cover 24 is fixed to the upper surface of the movable portion 23 with a bolt at the center of the rear end portion (base end portion). A power feeding terminal 34 and a communication unit 35 are fixed to the back surface of the upper cover 24. Therefore, the power supply terminal 34 and the communication unit 35 can move in the left-right direction integrally with the movable member 39.

図4、図5に示すように、給電端子34は、それぞれ水平に延びる上下2枚の電極板34aからなり、上部カバー24の右側部分の裏面にホルダ36を介して固定されている。この給電端子34には、フレキシブルな給電用のケーブル33が接続され、さらに、このケーブル33を介して図示しない電力供給部に接続されている。そして、給電端子34の2枚の電極板34aに、受電端子32の2つの端子32a,32bがそれぞれ接触して導通したときに、給電端子34から受電端子32にバッテリ充電用の電力が供給される。尚、電力供給部からの給電端子34への電力供給は、充電装置20側の制御装置41により制御される。   As shown in FIGS. 4 and 5, the power supply terminal 34 includes two upper and lower electrode plates 34 a extending horizontally, and is fixed to the back surface of the right side portion of the upper cover 24 via a holder 36. A flexible power supply cable 33 is connected to the power supply terminal 34, and is further connected to a power supply unit (not shown) via the cable 33. Then, when the two terminals 32 a and 32 b of the power receiving terminal 32 come into contact with the two electrode plates 34 a of the power feeding terminal 34 and are brought into conduction, power for battery charging is supplied from the power feeding terminal 34 to the power receiving terminal 32. The The power supply from the power supply unit to the power supply terminal 34 is controlled by the control device 41 on the charging device 20 side.

図5に示すように、通信ユニット35は、上部カバー24の左側部分の裏面にホルダ37を介して固定されており、給電端子34と左右対称な位置に配置されている。そして、この通信ユニット35は、受電部50の受電端子32が給電端子34に接続されたときに、受電部50の通信ユニット31と対向して、通信ユニット35からバッテリの充電状態に関する情報を受信するなど、充電に関する種々の情報の送受信をするようになっている。この通信ユニット35により受信された情報は制御装置41に送られる。従って、通信ユニット35で受信したバッテリの充電状態に基づいて、制御装置41がバッテリの充電が必要であると判断し、必要であると判断した場合にのみ、電力供給部から給電端子34に電力を供給してバッテリを充電するといった、効率的な充電が可能になる。   As shown in FIG. 5, the communication unit 35 is fixed to the back surface of the left side portion of the upper cover 24 via a holder 37, and is disposed at a position symmetrical to the power supply terminal 34. Then, when the power receiving terminal 32 of the power receiving unit 50 is connected to the power feeding terminal 34, the communication unit 35 faces the communication unit 31 of the power receiving unit 50 and receives information on the state of charge of the battery from the communication unit 35. For example, various information regarding charging is transmitted and received. Information received by the communication unit 35 is sent to the control device 41. Therefore, based on the state of charge of the battery received by the communication unit 35, the control device 41 determines that the battery needs to be charged, and only when it determines that it is necessary, power is supplied from the power supply unit to the power supply terminal 34. The battery can be charged efficiently by supplying the battery.

尚、以上説明した給電端子34と通信ユニット35は、上部カバー24と2つの側部カバー28により覆われており、外部からの衝撃等から給電端子34と通信ユニット35が保護されている。   The power supply terminal 34 and the communication unit 35 described above are covered with the upper cover 24 and the two side covers 28, and the power supply terminal 34 and the communication unit 35 are protected from external impacts and the like.

ところで、バッテリの充電を行うためには、受電部50の受電端子32と充電装置20の給電端子34とが確実に接続される必要がある。しかし、例えば、充電装置20の位置を検出するCCDカメラ15(図1参照)の性能が低く、このCCDカメラ15により取得される充電装置20の位置情報の精度が低い場合には、受電部50の充電装置20に対する位置ずれが生じ、それに伴って、受電端子32と給電端子34の位置(左右方向位置)が多少(例えば、数cm程度)ずれる場合がある。この状態でそのまま受電部50が後方へ移動すると、両端子32,34が接続されなくなり、充電を行うことができない。また、より高性能のCCDカメラを用いれば、充電装置20の位置情報の精度が高くなるため、受電端子32と給電端子のずれを小さくすることは可能であるが、その分、コストが上昇してしまう。   By the way, in order to charge the battery, the power receiving terminal 32 of the power receiving unit 50 and the power feeding terminal 34 of the charging device 20 need to be reliably connected. However, for example, when the performance of the CCD camera 15 (see FIG. 1) for detecting the position of the charging device 20 is low and the accuracy of the positional information of the charging device 20 acquired by the CCD camera 15 is low, the power receiving unit 50 There is a case where the position of the power receiving terminal 32 and the power supply terminal 34 (position in the left-right direction) slightly shifts (for example, about several centimeters). If the power receiving unit 50 moves rearward as it is in this state, the terminals 32 and 34 are not connected, and charging cannot be performed. Further, if a higher performance CCD camera is used, the accuracy of the position information of the charging device 20 is increased, so that the deviation between the power receiving terminal 32 and the power feeding terminal can be reduced, but the cost increases accordingly. End up.

そこで、本実施形態の充電装置20は、受電端子32と給電端子34の位置がずれている場合には、受電端子32の位置に応じて可動部材39を左右方向に移動させて、給電端子34の位置を受電端子32と接続可能な位置へ調整することが可能に構成されている。この構成について以下説明する。   Therefore, when the power receiving terminal 32 and the power feeding terminal 34 are misaligned, the charging device 20 according to the present embodiment moves the movable member 39 in the left-right direction according to the position of the power receiving terminal 32, so that the power feeding terminal 34. It is possible to adjust the position to a position where it can be connected to the power receiving terminal 32. This configuration will be described below.

図2、図3に示すように、受電部50の装着時にこの受電部50と接触する、上部カバー24の前端部(先端部)の左右両側部分には、その中央部へ向かうように、左右方向(可動部材39の移動方向)に対して傾斜する2つの案内部25が形成されている。また、上部カバー24の左右方向中央部には、2つの案内部25にそれぞれ連なるとともに、後方へ凹んだローラ収納部26が形成されている。そして、このローラ収納部26に受電部50の2つのローラ30が収納されたときに、受電端子32と給電端子34とが接続されるようになっている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the left and right side portions of the front end portion (front end portion) of the upper cover 24 that come into contact with the power receiving portion 50 when the power receiving portion 50 is mounted are left and right so as to go to the center portion thereof. Two guide portions 25 that are inclined with respect to the direction (the moving direction of the movable member 39) are formed. In addition, a roller storage portion 26 that is continuous with the two guide portions 25 and is recessed backward is formed in the central portion of the upper cover 24 in the left-right direction. When the two rollers 30 of the power reception unit 50 are stored in the roller storage unit 26, the power reception terminal 32 and the power supply terminal 34 are connected.

受電部50の2つのローラ30とローラ収納部26の左右方向位置(即ち、受電端子32と給電端子34の左右方向位置)が一致している場合には、受電部50が後方へ移動すると、2つのローラ30は案内部25に接触することなく、ローラ収納部26に収納される。このとき、受電端子32と給電端子34が接続され、受電部50の装着が完了する。   When the left and right positions of the two rollers 30 of the power receiving section 50 and the roller storage section 26 (that is, the left and right positions of the power receiving terminal 32 and the power feeding terminal 34) match, when the power receiving section 50 moves rearward, The two rollers 30 are accommodated in the roller accommodating portion 26 without contacting the guide portion 25. At this time, the power receiving terminal 32 and the power feeding terminal 34 are connected, and the mounting of the power receiving unit 50 is completed.

一方、2つのローラ30とローラ収納部26の左右方向位置(即ち、受電端子32と給電端子34の左右方向位置)が左右方向にずれている場合には、2つのローラ30の一方が案内部25に接触し、ローラ30は案内部25をその傾斜と直交する方向に押圧する。このとき、ローラ30の押圧力の左右方向分力により上部カバー24が左右方向に押され、可動部材39は、受電端子32と給電端子34との位置ずれが小さくなる方向に、ガイドレール22に沿って移動することになる。そして、最終的に、可動部材39の左右方向位置が、2つのローラ30とローラ収納部26の左右方向位置が一致して、受電端子32と給電端子34とが接続可能となるように自動的に調整される。   On the other hand, when the left and right positions of the two rollers 30 and the roller storage portion 26 (that is, the left and right positions of the power receiving terminal 32 and the power supply terminal 34) are shifted in the left and right direction, one of the two rollers 30 is the guide portion. 25, the roller 30 presses the guide portion 25 in a direction orthogonal to the inclination. At this time, the upper cover 24 is pushed in the left-right direction by the lateral force component of the pressing force of the roller 30, and the movable member 39 moves to the guide rail 22 in a direction in which the positional deviation between the power receiving terminal 32 and the power feeding terminal 34 becomes smaller. Will move along. Finally, the left and right positions of the movable member 39 are automatically adjusted so that the positions of the two rollers 30 and the roller storage portion 26 coincide with each other so that the power receiving terminal 32 and the power feeding terminal 34 can be connected. Adjusted to

また、上部カバー24の後端部の中央部には後方に突出した凸部24aが形成され、この凸部24aと固定具21の両端との間に、付勢力が互いに等しい2つのスプリング27(付勢手段)が設けられている。つまり、可動部材39は、2つのスプリング27により、左右方向中央の基準位置に常に付勢されている。従って、受電部50の位置ずれに伴って可動部材39が基準位置から左右方向に移動しても、充電が完了して受電部50が充電装置20から離れた後には、可動部材39はスプリング27の付勢力によって再び中央の基準位置に復帰するように構成されている。   Further, a convex portion 24a protruding rearward is formed at the central portion of the rear end portion of the upper cover 24. Between the convex portion 24a and both ends of the fixture 21, two springs 27 ( Urging means) is provided. That is, the movable member 39 is always urged to the reference position at the center in the left-right direction by the two springs 27. Accordingly, even if the movable member 39 moves in the left-right direction from the reference position in accordance with the position shift of the power receiving unit 50, the movable member 39 remains in the spring 27 after the charging is completed and the power receiving unit 50 leaves the charging device 20. It is configured to return to the center reference position again by the urging force.

次に、案内ロボット1の装着時(充電時)における充電装置20の作用について図6及び図7を用いて説明する。尚、簡単のため、図6及び図7においては、案内ロボット1の胴体部10(図1参照)等の図示を省略し、走行部11のみを示している。   Next, the operation of the charging device 20 when the guide robot 1 is mounted (during charging) will be described with reference to FIGS. For simplification, in FIGS. 6 and 7, illustration of the body portion 10 (see FIG. 1) and the like of the guide robot 1 is omitted, and only the traveling portion 11 is shown.

バッテリの残量が少なくなり充電が必要な状態になったときには、案内ロボット1は、全方位カメラ16から得られる周囲の情報から、充電装置20を探しだし、さらに、CCDカメラ15により充電装置20の位置を確認して、充電装置20に向かって走行する。   When the remaining battery level is low and charging is required, the guide robot 1 searches for the charging device 20 from the surrounding information obtained from the omnidirectional camera 16, and further, the charging device 20 is detected by the CCD camera 15. The vehicle travels toward the charging device 20.

充電装置20に近づくと、案内ロボット1は走行部11を後方へ走行させ、走行部11の後端部に設けられた受電部50を充電装置20に向けて後方へ移動させる。このとき、図6に示すように、受電部50の受電端子32の位置が、可動部材39に設けられた給電端子34に対して左方にずれている場合には、ローラ支持部29に回転自在に支持された2つのローラ30とローラ収納部26の位置もずれていることから、左側のローラ30が左側の案内部25の傾斜に接触する。   When approaching the charging device 20, the guide robot 1 causes the traveling unit 11 to travel backward, and moves the power receiving unit 50 provided at the rear end of the traveling unit 11 backward toward the charging device 20. At this time, as shown in FIG. 6, when the position of the power receiving terminal 32 of the power receiving unit 50 is shifted to the left with respect to the power feeding terminal 34 provided on the movable member 39, it rotates to the roller support unit 29. Since the two rollers 30 and the roller storage portion 26 that are freely supported are also displaced, the left roller 30 comes into contact with the inclination of the left guide portion 25.

このとき、ローラ30は、案内部25をその傾斜と直交する方向に押圧することになる。すると、この押圧力の左右方向分力により上部カバー24が左方に押され、可動部材39は、スプリング27の付勢力に抗して、左方(受電端子32と給電端子34との位置ずれが小さくなる方向)に、ガイドレール22に沿って移動する。また、可動部材39が左方に移動することにより、ローラ30が案内部25の傾斜に沿って回転しながら後方へ移動できるようになる。   At this time, the roller 30 presses the guide portion 25 in a direction orthogonal to the inclination. Then, the upper cover 24 is pushed to the left by the lateral force component of the pressing force, and the movable member 39 is moved to the left (position shift between the power receiving terminal 32 and the power feeding terminal 34 against the urging force of the spring 27. Move along the guide rail 22 in the direction of decreasing). Further, the movable member 39 moves to the left, so that the roller 30 can move backward while rotating along the inclination of the guide portion 25.

このように、ローラ30が案内部25の傾斜に接触した状態で後方(装着方向)へ移動することにより、可動部材39と給電端子34が左方へ一体的に移動して、図7に示すように、給電端子34の位置が受電端子32と接続可能となる位置に調整されていく。その際、受電部50は、回転自在のローラ30を介して案内部25に接触することから、装着時における受電部50と案内部25との間の接触摩擦は小さくなり、その分、可動部材39(給電端子34)の位置調整が容易になる。   As described above, when the roller 30 moves rearward (mounting direction) in a state where the roller 30 is in contact with the inclination of the guide portion 25, the movable member 39 and the power supply terminal 34 are integrally moved to the left, as shown in FIG. As described above, the position of the power feeding terminal 34 is adjusted to a position where it can be connected to the power receiving terminal 32. At that time, since the power receiving unit 50 contacts the guide unit 25 via the rotatable roller 30, the contact friction between the power receiving unit 50 and the guide unit 25 at the time of mounting is reduced, and accordingly, the movable member. 39 (power supply terminal 34) can be easily adjusted.

そして、最終的に、図7に示すように、ローラ支持部29に支持された2つのローラ30が凹状のローラ収納部26にはまり込むと、ローラ30が上部カバー24により左右方向に拘束された状態となり、走行部11と可動部材39の相対移動がなくなる。このとき、受電端子32と給電端子34とが接続され、受電部50の装着が完了する。   Finally, as shown in FIG. 7, when the two rollers 30 supported by the roller support portion 29 fit into the concave roller storage portion 26, the roller 30 is restrained in the left-right direction by the upper cover 24. Thus, the relative movement between the traveling unit 11 and the movable member 39 is eliminated. At this time, the power receiving terminal 32 and the power feeding terminal 34 are connected, and the mounting of the power receiving unit 50 is completed.

また、可動部材39の先端部には、2つの案内部25が設けられているため、図6とは逆に、受電端子32が給電端子34に対して右方にずれている場合には、右側のローラ30が右側の案内部25に沿って移動し、それに伴って、可動部材39(給電端子34)が右方へ移動して、その左右方向位置が調整される。つまり、受電端子32が給電端子34に対して、左右方向(可動部材39の移動方向)の何れの方向にずれていても、2つの案内部25によって、給電端子34の位置が受電端子32と接続可能となる位置に確実に調整される。   In addition, since the two guide portions 25 are provided at the distal end portion of the movable member 39, contrary to FIG. 6, when the power receiving terminal 32 is shifted to the right with respect to the power feeding terminal 34, The right roller 30 moves along the right guide portion 25, and accordingly, the movable member 39 (power supply terminal 34) moves to the right, and its left-right position is adjusted. That is, even if the power receiving terminal 32 is displaced in any of the left and right directions (moving direction of the movable member 39) with respect to the power feeding terminal 34, the position of the power feeding terminal 34 and the power receiving terminal 32 is set by the two guide portions 25. It is reliably adjusted to a position where connection is possible.

受電部50の装着が完了すると、充電装置20の制御装置41は、導通確認用の一方の受電端子32と給電端子34とが導通しているかを確認する。さらに、通信ユニット35を介して、案内ロボット1のバッテリの充電状態に関する情報を受信し、充電が必要であると判断した場合には、他方の受電端子32からバッテリの充電を開始する。   When the mounting of the power receiving unit 50 is completed, the control device 41 of the charging device 20 confirms whether the one power receiving terminal 32 and the power feeding terminal 34 for conduction confirmation are in conduction. Furthermore, when information on the charging state of the battery of the guidance robot 1 is received via the communication unit 35 and it is determined that charging is necessary, charging of the battery is started from the other power receiving terminal 32.

尚、前述したように、給電端子34はフレキシブルな給電用のケーブル33に接続されており、このケーブル33を介して電力が供給される。そのため、給電端子34が可動部材39と一体的に左右方向に移動しても、その移動にケーブル33が追従することができることから、充電を確実に行うことができる。   As described above, the power supply terminal 34 is connected to the flexible power supply cable 33, and power is supplied through the cable 33. Therefore, even if the power supply terminal 34 moves in the left-right direction integrally with the movable member 39, the cable 33 can follow the movement, so that charging can be performed reliably.

バッテリの充電が完了すると、案内ロボット1の通信ユニット31は充電装置20の通信ユニット35に充電が完了したことを送信し、それを受けて、制御装置41は、充電装置20による充電を停止する。   When the charging of the battery is completed, the communication unit 31 of the guidance robot 1 transmits that the charging is completed to the communication unit 35 of the charging device 20, and the control device 41 stops charging by the charging device 20 in response to the transmission. .

このように、充電装置20は、通信ユニット35を介してバッテリの充電状態に関する情報を受信するため、案内ロボット1の充電状態を把握することができ、必要なときにのみ充電を行うなど、効率的な充電が可能となる。   As described above, since the charging device 20 receives the information on the charging state of the battery via the communication unit 35, the charging device 20 can grasp the charging state of the guide robot 1, and performs charging only when necessary. Charging becomes possible.

充電完了後に案内ロボット1が前方へ移動して充電装置20から離れると、可動部材39は、スプリング27の付勢力によって左右方向中央の基準位置に復帰する。従って、受電端子32が装着される前の状態では、給電端子34は、可動部材39の基準位置に対応する所定位置に常に位置することから(図6の状態)、次回以降の受電部50の装着時に受電端子32の位置が給電端子34から大きくずれることはなく、給電端子34の受電端子32に対する位置調整が容易になる。   When the guide robot 1 moves forward and leaves the charging device 20 after the charging is completed, the movable member 39 returns to the reference position at the center in the left-right direction by the urging force of the spring 27. Therefore, in a state before the power receiving terminal 32 is attached, the power feeding terminal 34 is always located at a predetermined position corresponding to the reference position of the movable member 39 (the state in FIG. 6). The position of the power receiving terminal 32 does not greatly deviate from the power supply terminal 34 when attached, and the position adjustment of the power supply terminal 34 with respect to the power receiving terminal 32 is facilitated.

以上説明した本実施形態の充電装置20によれば、受電部50の受電端子32と給電端子34との位置がずれていても、受電部50のローラ30が案内部25に沿って移動することにより、受電端子32の位置に応じて可動部材39の位置が調整される。これにより、給電端子34の位置が受電端子32と接続可能となる位置に調整されるため、受電端子32と給電端子34とを確実に接続して充電を行うことができる。   According to the charging device 20 of the present embodiment described above, the roller 30 of the power receiving unit 50 moves along the guide unit 25 even if the positions of the power receiving terminal 32 and the power feeding terminal 34 of the power receiving unit 50 are shifted. Thus, the position of the movable member 39 is adjusted according to the position of the power receiving terminal 32. Thereby, since the position of the power feeding terminal 34 is adjusted to a position where the power receiving terminal 32 can be connected, the power receiving terminal 32 and the power feeding terminal 34 can be reliably connected and charged.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はその趣旨を超えない範囲において変更が可能である。例えば、本実施形態では、可動部材39を左右方向中央の基準位置へ付勢する付勢手段として、スプリング27が用いられているが、エアシリンダや、あるいは、ゴムなどの弾性体が用いられてもよい。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention can be changed in the range which does not exceed the meaning. For example, in this embodiment, the spring 27 is used as a biasing means for biasing the movable member 39 to the reference position at the center in the left-right direction. However, an elastic body such as an air cylinder or rubber is used. Also good.

また、本実施形態では、受電部50は、ローラ30を介して案内部25に接触するように構成されているが、受電部50が、案内部25と同じ傾斜を有するとともに、表面摩擦係数の小さな傾斜面を介して案内部25と接触してもよい。   In the present embodiment, the power receiving unit 50 is configured to contact the guide unit 25 via the roller 30. However, the power receiving unit 50 has the same inclination as the guide unit 25 and has a surface friction coefficient. You may contact the guide part 25 via a small inclined surface.

さらに、受電端子32は2つに限られるものではなく、必要に応じて適宜の数とすることができる。また、導通確認用の受電端子32は省略することが可能である。つまり、実際に電力を供給する受電端子32で導通確認してもよい。   Furthermore, the number of power receiving terminals 32 is not limited to two, and can be an appropriate number as required. Further, the power reception terminal 32 for confirming continuity can be omitted. That is, conduction may be confirmed at the power receiving terminal 32 that actually supplies power.

加えて、本実施形態では、2つの案内部25の中央部に凹状のローラ収納部26が形成されているが、例えば、ローラ30が走行部の後方に突出していない場合には、ローラ収納部26が省略されて、2つの案内部25の中央側端部が直接繋がっていてもよい。   In addition, in the present embodiment, the concave roller storage portion 26 is formed at the center portion of the two guide portions 25. For example, when the roller 30 does not protrude to the rear of the traveling portion, the roller storage portion 26 may be abbreviate | omitted and the center side edge part of the two guide parts 25 may be directly connected.

また、本実施形態では、可動部材39に2つの案内部25が設けられているが、例えば、可動部材39の移動方向に関して何れか一方にのみ位置がずれやすい場合などには、案内部25は位置がずれやすい方に1つだけ設けられていればよいため、常に両側に2つ設けられている必要はない。   Further, in the present embodiment, the two guide portions 25 are provided on the movable member 39. However, for example, when the position is likely to be shifted in only one of the moving directions of the movable member 39, the guide portion 25 is Since it is only necessary to provide one on the side where the position is likely to shift, it is not always necessary to provide two on both sides.

さらに、本実施形態では、可動部材39の移動方向は、受電部50の装着方向と直交しているが、必ずしも直交している必要はない。即ち、可動部材39の移動方向と受電部50の装着方向とが90度以外の角度をなして交差している形態(平行でない場合)であっても、本実施形態と同様の作用・効果が得られる。   Furthermore, in this embodiment, the moving direction of the movable member 39 is orthogonal to the mounting direction of the power receiving unit 50, but it is not necessarily required to be orthogonal. In other words, even if the moving direction of the movable member 39 and the mounting direction of the power receiving unit 50 intersect at an angle other than 90 degrees (when not parallel), the same operation and effect as in the present embodiment can be obtained. can get.

本発明の実施形態に係る案内ロボットの概略的な正面図である。It is a schematic front view of the guidance robot which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る案内ロボットの走行部と充電装置を後方から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the driving | running | working part and charging device of the guide robot which concern on embodiment of this invention from back. 本発明の実施形態に係る充電装置の平面図である。It is a top view of the charging device which concerns on embodiment of this invention. 図3に示す充電装置のVI-VI線断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line VI-VI of the charging device shown in FIG. 3. 上部カバーが取り外された状態での充電装置の平面図である。It is a top view of the charging device in the state where the upper cover was removed. 受電部の装着途中の状態を示す図である。It is a figure which shows the state in the middle of mounting | wearing of a receiving part. 受電部の装着が完了した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which mounting | wearing of the power receiving part was completed.

符号の説明Explanation of symbols

1 案内ロボット
11 走行部
12 走行輪
20 充電装置
25 案内部
27 スプリング
30 ローラ
32 受電端子
33 ケーブル
34 給電端子
35 通信ユニット
39 可動部材
50 受電部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Guide robot 11 Traveling part 12 Running wheel 20 Charging device 25 Guide part 27 Spring 30 Roller 32 Power receiving terminal 33 Cable 34 Power feeding terminal 35 Communication unit 39 Movable member 50 Power receiving part

Claims (7)

走行輪を有する自走式ロボットの受電部が装着される、ロボットの充電装置であって、
前記ロボットの受電部の装着方向と交差する方向に移動可能な可動部材と、
この可動部材と一体的に移動可能に構成され、前記ロボットの受電部に設けられた受電端子に接続される給電端子とを備え、
さらに、前記可動部材のその移動方向に関する位置を、前記受電部の位置に応じて、前記受電端子と前記給電端子とが接続可能となる位置に調整する位置調整手段を有することを特徴とするロボットの充電装置。
A charging device for a robot to which a power receiving unit of a self-propelled robot having a running wheel is attached,
A movable member movable in a direction crossing the mounting direction of the power receiving unit of the robot;
It is configured to be movable integrally with this movable member, and includes a power supply terminal connected to a power reception terminal provided in the power reception unit of the robot,
The robot further comprises position adjusting means for adjusting the position of the movable member in the moving direction to a position where the power receiving terminal and the power feeding terminal can be connected according to the position of the power receiving unit. Charging device.
前記位置調整手段は、前記受電部と接触する前記可動部材の先端部に形成され、前記可動部材の移動方向に対して傾斜した案内部であることを特徴とする請求項1に記載のロボットの充電装置。   2. The robot according to claim 1, wherein the position adjusting unit is a guide unit that is formed at a distal end portion of the movable member that contacts the power receiving unit and is inclined with respect to a moving direction of the movable member. Charging device. 前記可動部材の先端部に2つの前記案内部が形成されており、前記2つの案内部が、前記可動部材の前記移動方向に関する中央部へ向かうようにそれぞれ傾斜していることを特徴とする請求項2に記載のロボットの充電装置。   The two guide portions are formed at a distal end portion of the movable member, and the two guide portions are inclined so as to be directed toward a central portion in the moving direction of the movable member. Item 3. The robot charging device according to Item 2. 前記可動部材の位置が、前記受電端子と前記給電端子とが接続可能となる位置からその移動方向に関してずれている状態では、前記案内部は、前記受電部に回転自在に設けられたローラに接触することを特徴とする請求項2又は3に記載のロボットの充電装置。   In a state where the position of the movable member is deviated with respect to the moving direction from the position where the power receiving terminal and the power feeding terminal can be connected, the guide portion contacts a roller provided rotatably on the power receiving portion. The robot charging apparatus according to claim 2, wherein the charging apparatus is a robot. 前記給電端子には、給電用のケーブルが接続されていることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載のロボットの充電装置。   The robot charging apparatus according to claim 1, wherein a power supply cable is connected to the power supply terminal. 前記可動部材を、その移動方向に関する所定の基準位置に向けて付勢する付勢手段を有することを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載のロボットの充電装置。   The robot charging apparatus according to claim 1, further comprising an urging unit that urges the movable member toward a predetermined reference position with respect to a moving direction thereof. 前記可動部材と一体的に移動可能に構成され、前記ロボットの充電状態に関する信号を受信する受信手段を備えていることを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載のロボットの充電装置。   The robot charging apparatus according to claim 1, further comprising a receiving unit configured to be movable integrally with the movable member and receiving a signal related to a charging state of the robot.
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