JP2009039836A - Power supply system for robot - Google Patents

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Koji Bito
浩司 尾藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform certainly and simply an emergency stop for a mobile robot during power supply, in a power supply system for a robot which comprises the mobile robot capable of moving independently and a power supply to supply electric power to the mobile robot. <P>SOLUTION: A power supply system for a robot comprises a mobile robot and a fixed-type power supply section to supply electric power to the mobile robot, in which an emergency stop circuit on the power supply side and a circuit operating section to operate the emergency stop circuit on the power supply side are independently provided at the fixed-type power supply section, an emergency stop circuit on the robot side and a switch to operate the emergency stop circuit on the robot side are independently provided at the mobile robot, and the emergency stop circuit on the robot side is operable by constituting the emergency stop circuit on the robot side so as to be electrically connected to the circuit operating section to operate the emergency stop circuit on the power supply side when electric power is supplied from the fixed-type power supply section to the mobile robot. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、所定位置に設置された充電ステーション等の固定型電力供給部と、この固定型電力供給部に対して独立して移動可能であるとともに、この電力供給部から電力を供給される移動型ロボットから構成されるロボット用電力供給システムに関するものである。   The present invention includes a fixed power supply unit such as a charging station installed at a predetermined position, and a movement that can be moved independently of the fixed power supply unit and that is supplied with power from the power supply unit. The present invention relates to a power supply system for a robot composed of a type robot.

従来より、作業現場に固定され、所定の作業を行わせる産業用ロボットが知られている。このようなロボットの動作を安全に制御するために、電力供給がされたロボットの動作を緊急に停止させるための非常停止回路をロボットに設けることが一般的である。しかしながら、このような産業用ロボット自体が作業現場に設置されるため、ロボット本体にこのような非常停止回路を作動させる作動部を設けたとしても、作業者がその作動部を作動させるためには作業現場に行かなければならず、現実的に非常停止を行うことが難しい。   2. Description of the Related Art Conventionally, industrial robots that are fixed on a work site and perform predetermined work are known. In order to safely control the operation of such a robot, it is common to provide the robot with an emergency stop circuit for urgently stopping the operation of the powered robot. However, since such an industrial robot itself is installed at a work site, even if an operation unit for operating such an emergency stop circuit is provided in the robot body, in order for an operator to operate the operation unit, You have to go to the work site, and it is difficult to actually make an emergency stop.

そこで、ロボットを安全に非常停止用させるために、該ロボットの動作を制御する教示装置(ティーチングペンダント)などにロボットの動作を停止させるための非常停止回路を設け、この教示装置を介してロボットを停止させる技術が開発されている。(例えば特許文献1、2参照)   Therefore, an emergency stop circuit for stopping the operation of the robot is provided in a teaching device (teaching pendant) or the like for controlling the operation of the robot in order to safely use the robot for an emergency stop. Technology to stop is being developed. (For example, see Patent Documents 1 and 2)

ところで、近年においては、作業現場に固定された産業用ロボットのみならず、屋内や屋外を移動し、予め定められた作業や自律動作を行う移動型ロボットが開発されつつある。このような移動型ロボットは、内部に充電可能なバッテリーを備え、このバッテリーに蓄えられた電気容量が所定量以下に減少すると、指定された位置座標等の目標地点に設けられた充電ステーションまで自律的に移動するなどの制御が予め組み込まれるのが一般的である。また、このような充電ステーションは移動型ロボットと独立して、すなわち物理的に分離して設けられており、移動型ロボットは充電する必要の無い場合に自由な動作を行うことを可能にしている。
実開平6−11982号公報 実開昭60−11792公報
By the way, in recent years, not only industrial robots fixed at work sites but also mobile robots that move indoors and outdoors to perform predetermined work and autonomous operation are being developed. Such a mobile robot has a battery that can be charged inside, and when the electric capacity stored in the battery decreases below a predetermined amount, the mobile robot autonomously reaches a charging station provided at a target point such as a specified position coordinate. In general, control such as movement is incorporated in advance. Further, such a charging station is provided independently of the mobile robot, that is, physically separated, and the mobile robot can perform a free operation when it is not necessary to charge. .
Japanese Utility Model Publication No. 6-11982 Japanese Utility Model Publication No. 60-11792

このような移動型ロボットを充電するための電力供給システムにおいては、通常、電力供給を行う充電ステーション側において、非常時に電力供給等を停止するための非常停止回路が設けられる。しかしながら、移動型ロボットを充電している際に、その非常停止回路を作動させても、移動型ロボットのバッテリーに電力が蓄えられていると、移動型ロボットは動作を継続することができるため、電力供給を行う充電ステーションに非常停止回路を設けただけでは、移動型ロボットの非常停止を行うことができない。そのため、移動型ロボットの内部にも動作を停止させるための非常停止回路を組み込む必要が生じるが、移動型ロボットは自律的に独立して移動するため、移動型ロボットを緊急に停止させるためには、外部からこの非常停止回路を作動させるための信号を無線などの信号送信手段により移動型ロボットに向けて送信し、この回路を作動させる必要がある。   In such a power supply system for charging a mobile robot, an emergency stop circuit for stopping power supply or the like in an emergency is usually provided on the charging station side that supplies power. However, even if the emergency stop circuit is activated when charging the mobile robot, the mobile robot can continue its operation if the power is stored in the battery of the mobile robot. An emergency stop of a mobile robot cannot be performed only by providing an emergency stop circuit at a charging station that supplies power. Therefore, it is necessary to incorporate an emergency stop circuit to stop the operation inside the mobile robot. However, since the mobile robot moves autonomously and independently, in order to stop the mobile robot urgently It is necessary to send a signal for operating the emergency stop circuit from the outside to the mobile robot by a signal transmission means such as a radio, and operate the circuit.

しかしながら、このような無線等の通信により非常停止を行う信号を送信する場合、信号の送受信の信頼性が十分に得られないと、確実に非常停止を行うことができない。したがって、このような無線による非常停止を行うことは非常停止を行う信頼性の問題上、好ましいとは言えず、移動型ロボットを確実に停止させるためには、移動型ロボットの内部に設けられた非常停止回路を作動させる作動部(スイッチなど)を、移動型ロボット本体に設けることになる。   However, when a signal for emergency stop is transmitted by such wireless communication, the emergency stop cannot be reliably performed unless the signal transmission / reception reliability is sufficiently obtained. Therefore, it is not preferable to perform such an emergency stop by radio because of the reliability problem of performing an emergency stop. In order to reliably stop the mobile robot, it is provided inside the mobile robot. An operation unit (such as a switch) for operating the emergency stop circuit is provided in the mobile robot body.

しかしながら、移動型ロボットは自律的に移動するため、外部と接触しやすい位置にそのような作動部を設けると、偶然の接触により作動部が作動し、非常停止が行われてしまう場合がある。したがって、このような作動部は外部と接触しにくい位置に設ける必要があるが、そのためロボット側に設けた作動部によりロボットを非常停止させる作業が煩雑になるという問題がある。   However, since the mobile robot moves autonomously, if such an operating part is provided at a position where it can easily come into contact with the outside, the operating part may operate due to accidental contact and an emergency stop may be performed. Therefore, it is necessary to provide such an operating part at a position where it is difficult to come into contact with the outside. For this reason, there is a problem that the operation of emergency stopping the robot by the operating part provided on the robot side becomes complicated.

さらに、ロボットの外形(意匠)の問題上、作動部を設ける位置に制約が生じる場合もある。そのため、このような移動型ロボットに設けた非常停止回路を確実に作動させるために、ロボットの取り得る構造に制約が生じ、設計上の問題となっていた。   Furthermore, there may be a restriction on the position where the operation unit is provided due to the problem of the external shape (design) of the robot. For this reason, in order to reliably operate the emergency stop circuit provided in such a mobile robot, a structure that can be taken by the robot is restricted, which is a design problem.

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、独立して移動する移動型ロボットと、該移動型ロボットに電力を供給する電力供給部とを備えるロボット用電力供給システムにおいて、電力供給時に確実にかつ簡単に移動型ロボットの非常停止を行うことを目的としている。   The present invention has been made in order to solve such a problem. In a robot power supply system including a mobile robot that moves independently and a power supply unit that supplies power to the mobile robot. The purpose is to make an emergency stop of the mobile robot reliably and easily when power is supplied.

本発明にかかるロボット用電力供給システムは、自律的または規定の制御プログラムに基づいて動作する移動型ロボットと、該移動型ロボットに対して物理的に接触することで電力を供給する固定型電力供給部と、から構成されるとともに、前記固定型電力供給部において、独立して設けられた電力供給側非常停止回路と、該電力供給側非常停止回路を作動させる回路作動部とが備えられ、さらに、移動型ロボットにおいて、独立して設けられたロボット側非常停止回路と、該ロボット側非常停止回路を作動させるスイッチとが備えられ、前記固定型電力供給部から移動型ロボットに電力を供給する際に、前記ロボット側非常停止回路が、前記電力供給側非常停止回路を作動させるための回路作動部と電気的に接続され、前記回路作動部を操作することによって、該ロボット側非常停止回路を作動可能にしたことを特徴としている。   A power supply system for a robot according to the present invention includes a mobile robot that operates autonomously or based on a prescribed control program, and a fixed power supply that supplies power by physically contacting the mobile robot. And a power supply side emergency stop circuit provided independently in the fixed power supply unit, and a circuit operating unit for operating the power supply side emergency stop circuit. In the mobile robot, the robot-side emergency stop circuit provided independently and a switch for operating the robot-side emergency stop circuit are provided, and when power is supplied from the fixed power supply unit to the mobile robot The robot-side emergency stop circuit is electrically connected to a circuit operating unit for operating the power supply-side emergency stop circuit, and operates the circuit operating unit. By, it is characterized in that to enable actuate the robot-side emergency stop circuit.

このようなロボット用電力供給システムは、移動型ロボットに設けられた非常停止回路が、移動型ロボットの充電時において固定型電力供給部の非常停止回路を作動させる回路作動部に連動して作動するため、移動型ロボットの充電時において、移動型ロボットの非常停止回路をも作動させることが可能となる。そのため、移動型ロボットの電力供給時において、確実にかつ簡単に移動型ロボットの非常停止を行うことが可能となる。   In such a robot power supply system, the emergency stop circuit provided in the mobile robot operates in conjunction with a circuit operating unit that operates the emergency stop circuit of the fixed power supply unit when the mobile robot is charged. Therefore, it is possible to operate the emergency stop circuit of the mobile robot when charging the mobile robot. Therefore, it is possible to perform an emergency stop of the mobile robot reliably and easily when supplying power to the mobile robot.

なお、前記固定型電力供給部から移動型ロボットに電力を供給する際に、電力供給側非常停止回路が前記ロボット側非常停止回路を作動させるためのスイッチに対して電気的に接続され、前記移動型ロボットに備えられたスイッチを切り換えることにより、前記電力供給側非常停止回路を作動するように構成することがより好ましい。このようにすると、移動型ロボットの充電中において、移動型ロボット側を非常停止させる際に、併せて固定型電力供給部も非常停止させることが可能となる。   When supplying power to the mobile robot from the fixed power supply unit, a power supply side emergency stop circuit is electrically connected to a switch for operating the robot side emergency stop circuit, and the movement More preferably, the power supply side emergency stop circuit is operated by switching a switch provided in the robot. In this way, when the mobile robot side is emergency stopped during charging of the mobile robot, the fixed power supply unit can also be emergency stopped.

このようなロボット用電力供給システムの一例としては、回路開閉部により電気的に開いた状態を取り得る閉回路が移動型ロボット側に設け、前記固定型電力供給部から移動型ロボットに電力を供給する際に、前記閉回路を介してロボット側非常停止回路をと前記固定型電力供給部側の回路作動部とが電気的に接続し、前記回路開閉部により閉回路を開いた状態にすることで、前記固定型電力供給部側の回路作動部の操作に連動させる構成が考えられる。このようにすると、固定型電力供給部に設けられた非常停止回路を、簡単に移動型ロボットのスイッチに連動させて作動させることが可能となる。なお、前記回路開閉部としては、リミットスイッチなど、安定した作動性を有するとともに、安価なものが好適に用いられる。   As an example of such a robot power supply system, a closed circuit that can be electrically opened by a circuit opening / closing unit is provided on the mobile robot side, and power is supplied from the fixed power supply unit to the mobile robot. When performing the operation, the robot-side emergency stop circuit is electrically connected to the circuit operation unit on the fixed power supply unit side through the closed circuit, and the closed circuit is opened by the circuit opening / closing unit. Then, the structure linked with operation of the circuit action | operation part by the side of the said fixed power supply part can be considered. If it does in this way, it will become possible to operate the emergency stop circuit provided in the fixed type power supply unit simply in conjunction with the switch of the mobile robot. In addition, as the circuit opening / closing part, a low-priced one having a stable operability such as a limit switch is preferably used.

また、このようなロボット用電力供給システムにおいては、前記移動型ロボットは、固定型電力供給部から電力を供給されるものであれば、特にその構成が限定されるものではないが、ロボット内部にバッテリーが設けられ、前記移動型ロボットと固定型電力供給部とが物理的に分離して構成されているものであってもよい。このようなロボット用電力供給システムにおいては、移動型ロボットの充電時においては、ロボットが固定型電力供給部と電気的に接続し、前記バッテリーに対して電力供給部から電力が供給される。   In such a robot power supply system, the configuration of the mobile robot is not particularly limited as long as power is supplied from a fixed power supply unit. A battery may be provided, and the mobile robot and the fixed power supply unit may be physically separated. In such a robot power supply system, when the mobile robot is charged, the robot is electrically connected to the fixed power supply unit, and power is supplied from the power supply unit to the battery.

なお、本発明は、必要なときにのみ充電を行うようなロボット用電力供給システムに限られるものではなく、例えば有線(電力供給線)を介して固定型電力供給部に接続され、この電力供給線を介して移動型ロボットに常に電力が供給されるものであってもよい。この場合、電力供給線を介して、前記ロボット側非常停止回路と、前記電力供給側非常停止回路を作動させるための回路作動部とが電気的に接続されることになる。   The present invention is not limited to a robot power supply system that performs charging only when necessary. For example, the power supply system is connected to a fixed power supply unit via a wire (power supply line). Electric power may always be supplied to the mobile robot via a line. In this case, the robot-side emergency stop circuit and a circuit operating unit for operating the power-supply-side emergency stop circuit are electrically connected via the power supply line.

以上、説明したように、本発明によると、固定型電力供給部から電力を供給される移動型ロボットを、その電力供給時に確実にかつ簡単に非常停止を行うことが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to reliably and easily perform an emergency stop of a mobile robot that is supplied with power from a fixed power supply unit when the power is supplied.

発明の実施の形態1.
以下に、図1から図9を参照しつつ本発明の実施の形態に係るロボット用電力供給システムについて説明する。この実施の形態においては、ロボット用電力供給システムを構成する移動型ロボットは1対の車輪を駆動することで平面上を自律的に移動する車輪駆動型のロボットであり、固定型電力供給部はロボットの移動領域内に設置された充電ステーションである例を示すものとする。
Embodiment 1 of the Invention
A robot power supply system according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In this embodiment, the mobile robot constituting the robot power supply system is a wheel-driven robot that autonomously moves on a plane by driving a pair of wheels, and the fixed power supply unit is An example of a charging station installed in the movement area of the robot is shown.

図1は、移動する平面としての床部F上の限られた移動領域P(破線に囲まれた領域)内を、移動型ロボット1が移動する一実施形態を概略的に示すものである。この実施の形態においては、移動領域P内には充電ステーション100が載置されており、移動型ロボット1は、移動領域P内を自律的に移動することができるものとする。   FIG. 1 schematically shows an embodiment in which a mobile robot 1 moves in a limited movement area P (area surrounded by a broken line) on a floor F as a moving plane. In this embodiment, it is assumed that the charging station 100 is placed in the movement area P, and the mobile robot 1 can move autonomously in the movement area P.

この移動型ロボット1は、一対の対向する2つの駆動輪を備えるとともに、床面P上に部分的に搭乗された物体(障害物)を避けるように移動可能に構成されている。以下、詳細に説明する。   The mobile robot 1 includes a pair of two opposing driving wheels and is configured to be movable so as to avoid an object (obstacle) partially boarded on the floor surface P. This will be described in detail below.

図2に示すように、移動型ロボット1は、移動体本体10と、移動体本体10に一体的に固定された支持軸C(図示せず)に対して各々独立して回転可能な、1対の対向する駆動輪W1および駆動輪W2と、を備えている。そして、移動体本体10は、箱型形状の胴体部12と、胴体部12の上部に回動自在に接続された頭部11と、胴体部12の両側に各々一端が接続されたアーム部としての右腕部21および左腕部22と、これらの両腕部の他端に各々接続された保持部としての右ハンド部31、左ハンド部32と、を備えている。   As shown in FIG. 2, the mobile robot 1 is capable of rotating independently with respect to a mobile body 10 and a support shaft C (not shown) fixed integrally with the mobile body 10. A pair of opposed drive wheels W1 and W2 is provided. The mobile body 10 includes a box-shaped body 12, a head 11 that is rotatably connected to the top of the body 12, and an arm that has one end connected to both sides of the body 12. Right arm portion 21 and left arm portion 22, and right hand portion 31 and left hand portion 32 as holding portions respectively connected to the other ends of these both arm portions.

胴体部12は、図3に示すように、箱型形状をなすフレームの内部において、1対の対向する駆動輪W1、駆動輪W2(以下、単に駆動輪という)を支持する支持軸C(C1,C2)を備え、この支持軸Cを駆動する駆動部としてのモータ131、132と、鉛直方向に対する傾斜度合いを検出するジャイロ14と、前述の駆動輪を駆動するための制御信号を作成し、モータ131、132にその制御信号を送信する制御部15と、これらの構成要素に電力を供給するためのバッテリー16と、その前方に配置され、移動する床面の形状等や障害物等を光学的に認識するための検出部17、17を備えている。   As shown in FIG. 3, the body 12 has a support shaft C (C1) that supports a pair of opposed driving wheels W1 and W2 (hereinafter simply referred to as driving wheels) inside a box-shaped frame. , C2), and motors 131 and 132 as drive units for driving the support shaft C, a gyro 14 for detecting the degree of inclination with respect to the vertical direction, and a control signal for driving the drive wheels described above, The control unit 15 that transmits the control signal to the motors 131 and 132, the battery 16 for supplying power to these components, and the shape of the moving floor, obstacles, and the like disposed in front of the battery 16 are optically used. Are provided with detectors 17 and 17 for recognizing automatically.

モータ131、132は、前述の駆動輪を各々独立して駆動するものであり、これらの駆動輪の回転数を制御部15からの制御信号により変化させることで移動型ロボット1の進行方向を変化させたり、旋回動作を行ったりすることを可能とする。なお、モータには、電力供給により過熱状態となることを検出するための図示しない温度センサが設けられ、この温度センサにより過熱状態を検出し、後述する制御部に検出信号を出力することで、モータによる最大トルクの出力ができなくなるといった状態を回避することができる。   The motors 131 and 132 are configured to drive the drive wheels described above independently, and change the traveling direction of the mobile robot 1 by changing the rotation speed of these drive wheels according to a control signal from the control unit 15. Or making a turning motion. In addition, the motor is provided with a temperature sensor (not shown) for detecting that the motor is overheated due to power supply, the overheat state is detected by this temperature sensor, and a detection signal is output to the control unit described later, It is possible to avoid a state in which the maximum torque cannot be output by the motor.

ジャイロ14は、胴体部12の鉛直方向に対する傾斜度合いを検出するセンサであり、自身の位置が鉛直方向から所定時間の間に傾斜する量、例えば傾斜角速度を検出し、検出した角速度を電気信号に変換して出力可能に構成されている。検出した傾斜角速度に基づいた傾斜角速度信号を制御部15に送信する。そして、移動型ロボット1の移動中に微小時間間隔で検出される、移動体の傾斜角速度を積分することで、移動体本体10(胴体部12)の傾斜量を求めることができる。なお、ジャイロから出力される電気信号は、図示しないフィルターを介してノイズ等が除去された後に、制御部15に送信される。また、本実施形態では胴体部12の移動方向(前後方向)についての傾斜角のみを検出するものを用いているが、左右方向についての傾斜角を検出するセンサを用いることも可能である。   The gyro 14 is a sensor that detects the degree of inclination of the body portion 12 with respect to the vertical direction. The gyro 14 detects the amount by which the position of the body 12 is inclined for a predetermined time from the vertical direction, for example, the inclination angular velocity, and uses the detected angular velocity as an electrical signal. It can be converted and output. A tilt angular velocity signal based on the detected tilt angular velocity is transmitted to the control unit 15. Then, by integrating the inclination angle velocity of the moving body detected at minute time intervals during the movement of the mobile robot 1, the amount of inclination of the moving body main body 10 (body portion 12) can be obtained. The electrical signal output from the gyro is transmitted to the control unit 15 after noise and the like are removed through a filter (not shown). In the present embodiment, the sensor that detects only the tilt angle in the moving direction (front-rear direction) of the body portion 12 is used, but a sensor that detects the tilt angle in the left-right direction can also be used.

制御部15は、所定のCPUやメモリなどの記憶領域15aを備える小型のコンピュータであり、この記憶領域15aには、入力される信号に基づいて駆動輪を駆動する駆動量を決定するための所定のプログラムとともに、移動する移動領域に関するマップ情報などが記憶されている。この駆動輪を駆動するために入力される信号としては、前述のジャイロ14から送信される傾斜角信号などが用いられる。   The control unit 15 is a small computer including a storage area 15a such as a predetermined CPU or memory, and the storage area 15a has a predetermined amount for determining a driving amount for driving the driving wheels based on an input signal. Along with this program, map information relating to the moving area to be moved is stored. As a signal input to drive the driving wheel, the tilt angle signal transmitted from the gyro 14 is used.

また、制御部15は、移動型ロボット1の倒立状態を維持するための制御を行うための倒立制御を行う。具体的には、図4に示すような、移動型ロボット1の駆動輪が床面Pに対して接地する接地点から鉛直方向に伸びる、車軸Cを通る直線と、移動型ロボット1の重心位置と車軸Cとを結ぶ直線とが目標傾斜角度η(例えばη=0度)をなすように駆動輪W1、駆動輪W2の回転駆動を制御する。これによって、移動体が所定の倒立状態を維持し続けるように、前進および後退する移動動作を行うことができる。この傾斜角度ηは、前述したように移動型ロボット1に設けられたジャイロ14によって求められる。このように、床面に対して接地する一対の駆動輪に適切なトルクが付与されることで、移動体本体が鉛直方向に対してなす傾斜角度がある一定の値を超えて増加しないように倒立状態が保たれ、かつ、その倒立状態を維持するように移動制御される。   Further, the control unit 15 performs an inverted control for performing a control for maintaining the inverted state of the mobile robot 1. Specifically, as shown in FIG. 4, a straight line passing through the axle C extending in a vertical direction from a contact point where the driving wheel of the mobile robot 1 contacts the floor surface P, and the position of the center of gravity of the mobile robot 1. Rotational drive of the drive wheel W1 and the drive wheel W2 is controlled so that a straight line connecting the wheel C and the axle C forms a target inclination angle η (for example, η = 0 degrees). Accordingly, the moving operation of moving forward and backward can be performed so that the moving body continues to maintain the predetermined inverted state. The inclination angle η is obtained by the gyro 14 provided in the mobile robot 1 as described above. In this way, by applying an appropriate torque to the pair of drive wheels that are in contact with the floor surface, the inclination angle formed by the movable body main body with respect to the vertical direction does not increase beyond a certain value. The inverted state is maintained, and movement control is performed so as to maintain the inverted state.

そして、制御部15は、駆動輪を倒立制御により駆動するだけではなく、所定の位置に対して駆動輪を移動させるように駆動輪の回転駆動を制御するような、いわゆる位置制御により駆動輪を駆動する制御を行う。このような倒立制御と位置制御による駆動輪の駆動制御の切り換えは、制御部15により自律的に判断して行うことが可能である。   The control unit 15 not only drives the driving wheel by the inverted control but also controls the driving wheel by so-called position control that controls the rotational driving of the driving wheel so as to move the driving wheel with respect to a predetermined position. Control to drive. The switching of the drive control of the drive wheels by the inversion control and the position control can be performed by autonomous determination by the control unit 15.

さらに、制御部15は、駆動輪を駆動して倒立制御や位置制御を行うだけでなく、記憶領域15a内に記憶されたプログラム等にしたがって、アーム部(右腕部21および左腕部22)の駆動やハンド部(右ハンド部31および左ハンド部32)の駆動動作など、移動型ロボット1の全体の動作を制御する。特に、後述するハンド部により物体を把持するために、把持対象となる物体の形状や素材に対応する把持動作の制御データに関するデータテーブルを、前述した記憶領域15a内に記憶しており、これらのデータテーブルから適宜制御データを読み出すことによって、ハンド部の動作を制御することができる。このような制御によって、例えば荷物の運搬などのアーム部を用いた所定の作業を行うことが可能となる。   Furthermore, the control unit 15 not only performs the inversion control and the position control by driving the driving wheels, but also drives the arm units (the right arm unit 21 and the left arm unit 22) in accordance with a program stored in the storage area 15a. The overall operation of the mobile robot 1 is controlled such as the driving operation of the hand unit (the right hand unit 31 and the left hand unit 32). In particular, in order to grip an object with the hand unit described later, a data table regarding the control data of the gripping operation corresponding to the shape and material of the object to be gripped is stored in the storage area 15a described above. The operation of the hand unit can be controlled by appropriately reading control data from the data table. By such control, it is possible to perform a predetermined operation using an arm unit such as carrying a load.

さらに、制御部15は、記憶領域15aに記憶したマップ情報などに基づいて、その移動経路を自律的に作成する。このマップ情報は、移動する床面Pの全体形状に、略一定間隔に配置された格子点を結ぶグリッド線を仮想的に描写することで得られるグリッドマップから構成されており、このグリッド線で囲まれたグリッド単位を用いて、移動型ロボット1の自己位置に相当する場所や目標地点である移動終了点、および移動終了点における移動型ロボット1の移動方向などが特定される。なおグリッドマップにおける格子点の間隔は、移動型ロボット1の移動可能な曲率や絶対位置を認識する精度などの条件に応じて、適宜変更可能である。そして、制御部15は、このグリッドマップ上において特定された自己位置を移動始点とし、この移動始点から目的地である移動終点までの移動経路を作成するとともに、駆動輪の回転数などから求めた移動速度や移動距離からリアルタイムに自己位置を算出し、作成された移動経路に沿って移動を行うように移動制御を行う。   Further, the control unit 15 autonomously creates the movement route based on the map information stored in the storage area 15a. This map information is composed of a grid map obtained by virtually depicting grid lines connecting lattice points arranged at substantially constant intervals on the entire shape of the moving floor surface P. Using the enclosed grid unit, a location corresponding to the mobile robot 1's own position, a movement end point that is a target point, a movement direction of the mobile robot 1 at the movement end point, and the like are specified. Note that the interval between lattice points in the grid map can be appropriately changed according to conditions such as the curvature of the mobile robot 1 that can be moved and the accuracy of recognizing the absolute position. Then, the control unit 15 uses the self-position specified on the grid map as a movement start point, creates a movement route from the movement start point to the destination movement end point, and obtains it from the rotational speed of the drive wheels and the like. The self-position is calculated in real time from the moving speed and the moving distance, and movement control is performed so as to move along the created movement route.

バッテリー16は、胴体部12の表面から突出して設けられた被充電用端子161(図5参照)に対して電気的に導通しており、後述する充電ステーションに設けられた充電用端子と、前述の被充電用端子161とを接触させることで、電力が供給され、充電される。バッテリー16に蓄えられた電力の残量は、制御部15によって定期的に監視されている。なお、バッテリー16と制御部15との間には、図5に示すように、バッテリー16には胴体部内部に設けられた非常停止回路162が接続され、非常停止回路162を作動させるためのスイッチ163を操作することで、バッテリーからの電力供給が停止し、移動型ロボット1の動作を非常停止させることができる。なお、スイッチ163は移動体本体10の外部に突出するように設けられており、外部からの簡単な操作により非常停止を行うことが可能となる。以下、この非常停止回路162を作動させるための詳細な構造について説明する。   The battery 16 is electrically connected to a charging target terminal 161 (see FIG. 5) provided so as to protrude from the surface of the body portion 12, and includes a charging terminal provided in a charging station described later, By contacting the terminal to be charged 161, electric power is supplied and charged. The remaining amount of electric power stored in the battery 16 is regularly monitored by the control unit 15. As shown in FIG. 5, an emergency stop circuit 162 provided in the body part is connected between the battery 16 and the control unit 15, and a switch for operating the emergency stop circuit 162 is connected. By operating 163, power supply from the battery is stopped, and the operation of the mobile robot 1 can be stopped in an emergency. Note that the switch 163 is provided so as to protrude to the outside of the movable body main body 10, and an emergency stop can be performed by a simple operation from the outside. Hereinafter, a detailed structure for operating the emergency stop circuit 162 will be described.

スイッチ163により非常停止回路162を作動させる構成は、図5に示すように、3つの独立した回路(回路160a、回路160b、回路160c)により構成されている。回路160aは、スイッチ163を操作することにより電気的に接続した状態および切断した状態を切り換え可能な切り換え回路であり、移動型ロボット1が充電ステーションから独立した状態(充電されていない状態)においては、スイッチ163の操作により非常停止回路162を単独で作動させるための回路を構成している。   The configuration for operating the emergency stop circuit 162 by the switch 163 includes three independent circuits (circuit 160a, circuit 160b, and circuit 160c) as shown in FIG. The circuit 160a is a switching circuit capable of switching between an electrically connected state and a disconnected state by operating the switch 163, and in a state where the mobile robot 1 is independent from the charging station (a state where it is not charged). A circuit for independently operating the emergency stop circuit 162 by operating the switch 163 is configured.

回路160bは、被充電用端子161に備えられた端子161aおよび端子161bに各々リード線を介して接続された、同じくスイッチ163を操作することにより電気的に接続した状態および切断した状態を切り換え可能な切り換え回路である。この回路160bは、移動型ロボット1が充電ステーションから独立した状態(充電されていない状態)においては移動型ロボット1の動作に何ら影響を及ぼすことがない。   The circuit 160b can be switched between an electrically connected state and a disconnected state by operating the switch 163, which is connected to the terminals 161a and 161b provided in the terminal 161 to be charged via lead wires. Switching circuit. The circuit 160b does not affect the operation of the mobile robot 1 in a state where the mobile robot 1 is independent from the charging station (a state where the mobile robot 1 is not charged).

回路160cは、被充電用端子161に備えられた端子161cおよび端子161dを各々リード線を介して非常停止回路162に接続したものであり、その接続途中においてリミットスイッチLS1により閉回路を形成している。このリミットスイッチLS1が閉じられた状態においては、前述のように閉回路が構成され、この回路160cが非常停止回路161の作動に及ぼす影響はないが、リミットスイッチLS1が開いた状態になると、非常停止回路162が端子161cおよび端子161dに接続された状態となり、後述するように外部からの信号により非常停止回路161を作動させ得る状態となる。この非常停止回路161を外部から作動させるための構成については、その詳細を後述する。   In the circuit 160c, the terminal 161c and the terminal 161d provided in the terminal 161 to be charged are connected to the emergency stop circuit 162 through lead wires, respectively, and a closed circuit is formed by the limit switch LS1 in the middle of the connection. Yes. When the limit switch LS1 is closed, a closed circuit is formed as described above, and the circuit 160c does not affect the operation of the emergency stop circuit 161. However, when the limit switch LS1 is opened, The stop circuit 162 is connected to the terminals 161c and 161d, and the emergency stop circuit 161 can be operated by an external signal as will be described later. Details of the configuration for operating the emergency stop circuit 161 from the outside will be described later.

検出部17は、胴体部12の下方前面について左右対称に設置されており、各々赤外線レーザを照射するとともに、そのレーザの照射方向を水平方向および鉛直方向について揺動するように変化させ、その反射光を受光することで、胴体部12の前面下方の床面形状を検出するものである。この検出部17により検出された床面形状に関する情報によって、床面上に存在する段差や障害物等の凸部に関する高さや、移動型ロボット1の現在位置から凸部までの距離などが求められる。   The detection unit 17 is installed symmetrically with respect to the lower front surface of the body unit 12, and irradiates each of the infrared lasers, changes the irradiation direction of the lasers so as to swing in the horizontal direction and the vertical direction, and reflects the reflection. By receiving the light, the floor surface shape below the front surface of the body portion 12 is detected. Based on the information on the floor shape detected by the detection unit 17, the height of the convex portion such as a step or an obstacle existing on the floor surface, the distance from the current position of the mobile robot 1 to the convex portion, and the like are obtained. .

頭部11は、その前面にカメラ111、112を備えており、移動型ロボット1の周囲に存在する人物や物体を光学的に撮像し、その撮像データを制御部15に送信する。制御部15は、これらのカメラ111、112により得られた撮像データより、周囲の環境を判断し、自律的に移動する方向や行動パターンを選択し、駆動輪W1、W2やアーム部等の駆動制御を行う。   The head 11 includes cameras 111 and 112 on the front surface thereof, optically images a person or object existing around the mobile robot 1, and transmits the image data to the control unit 15. The control unit 15 determines the surrounding environment from the imaging data obtained by the cameras 111 and 112, selects the direction and behavior pattern to move autonomously, and drives the driving wheels W1, W2, the arm unit, and the like. Take control.

右腕部21および左腕部22は、胴体部12にその一端が接続されるとともに、人間の肩部や肘部に相当する箇所に複数の関節部分を備え、これらの関節部分において自在に関節駆動可能に構成されている。この関節駆動により、右腕部21および左腕部22はその姿勢を自在に変更し、外観を変形させることができる。   The right arm portion 21 and the left arm portion 22 are connected at one end to the body portion 12 and have a plurality of joint portions at positions corresponding to human shoulder portions and elbow portions, and can be freely joint-driven at these joint portions. It is configured. By this joint drive, the postures of the right arm portion 21 and the left arm portion 22 can be freely changed and the appearance can be changed.

また、これらの右腕部21および左腕部22の他端には、各々右ハンド部31、左ハンド部32が接続されている。これらのハンド部は、詳細については省略するが、関節駆動する複数の指部と、これらの指部を支持する支持部とを備えており、制御部15からの制御信号によってこれらの指部を関節駆動させることにより、頭部11に備えられたカメラ111、112により認識した物体を把持することができる。なお、認識した物体の形状や素材に応じて、これらの指部の駆動する関節や駆動する力の大きさや速度が適宜選択される。   Further, a right hand portion 31 and a left hand portion 32 are connected to the other ends of the right arm portion 21 and the left arm portion 22, respectively. Although not described in detail, these hand units include a plurality of finger units for joint driving and a support unit for supporting these finger units, and these finger units are controlled by a control signal from the control unit 15. By driving the joint, the object recognized by the cameras 111 and 112 provided in the head 11 can be gripped. It should be noted that the magnitudes and speeds of the joints to be driven by these finger portions and the driving force are appropriately selected according to the shape and material of the recognized object.

次に、充電ステーション100について、図6を用いて説明する。図6に示すように、充電ステーション100は、充電器本体101と、充電器本体101からを制御するためのコントローラ103と、を備えている。コントローラ103は、充電器本体101の動作、すなわち充電作業等を停止するための非常停止回路(電力供給側非常停止回路)201と、非常停止回路201を作動させるための回路作動部202と、充電用端子203と、を備えている。そして、移動型ロボット101のバッテリー16に対して電力を供給するために、該コントローラ103に設けられた充電用端子203と、充電用端子203をロボット側の被充電用端子161に接触させることで、充電器本体101からバッテリー16に対する充電を行う。   Next, the charging station 100 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6, the charging station 100 includes a charger main body 101 and a controller 103 for controlling the charger main body 101. The controller 103 includes an emergency stop circuit (power supply side emergency stop circuit) 201 for stopping the operation of the charger main body 101, that is, a charging operation, a circuit operating unit 202 for operating the emergency stop circuit 201, and charging. Terminal 203. Then, in order to supply power to the battery 16 of the mobile robot 101, the charging terminal 203 provided in the controller 103 and the charging terminal 203 are brought into contact with the charging target terminal 161 on the robot side. Then, the battery 16 is charged from the charger body 101.

コントローラ103に設けられた回路作動部202は、押しボタンやレバーなどの簡単な操作によりON/OFF動作が可能な所定の形状で構成される操作部であり、充電ステーション(すなわち充電器本体)を非常停止させたい場合に外部から操作されるものである。この非常停止回路201を回路作動部202により作動させるための詳細な構成について、以下に説明する。   The circuit operation unit 202 provided in the controller 103 is an operation unit configured in a predetermined shape that can be turned on / off by a simple operation such as a push button or a lever, and a charging station (that is, a charger main body). It is operated from the outside when an emergency stop is desired. A detailed configuration for operating the emergency stop circuit 201 by the circuit operating unit 202 will be described below.

回路作動部202により非常停止回路201を作動させる構成を、図6を用いて説明する。図6に示すように、回路作動部202により非常停止回路201を作動させる構成は、3つの独立した回路(回路103a、回路103b、回路103c)により構成されている。回路103aは、回路作動部202を操作することにより電気的に接続した状態および切断した状態を切り換え可能な切り換え回路であり、移動型ロボット1が充電ステーションから独立した状態(充電されていない状態)においては、回路作動部202の操作により非常停止回路201を単独で作動させるための回路を構成している。   A configuration in which the emergency stop circuit 201 is operated by the circuit operating unit 202 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6, the configuration for operating the emergency stop circuit 201 by the circuit operating unit 202 includes three independent circuits (circuit 103a, circuit 103b, and circuit 103c). The circuit 103a is a switching circuit that can switch between an electrically connected state and a disconnected state by operating the circuit operating unit 202, and the mobile robot 1 is independent from the charging station (not charged). In FIG. 2, a circuit for operating the emergency stop circuit 201 alone by operating the circuit operating unit 202 is configured.

回路103bは、充電用端子203に備えられた端子203cおよび端子203dに各々リード線を介して接続された、同じく回路作動部202を操作することにより電気的に接続した状態および切断した状態を切り換え可能な切り換え回路である。この回路103bは、移動型ロボット1を充電しない状態においては、充電ステーションの動作に何ら影響を及ぼすことがない。   The circuit 103b switches between an electrically connected state and a disconnected state by operating the circuit operating unit 202, which is connected to the terminals 203c and 203d provided in the charging terminal 203 through lead wires, respectively. Possible switching circuit. The circuit 103b does not affect the operation of the charging station in a state where the mobile robot 1 is not charged.

回路103cは、充電用端子203に備えられた端子203aおよび端子203bを各々リード線を介して非常停止回路201に接続したものであり、その接続途中においてリミットスイッチLS2により閉回路を形成している。このリミットスイッチLS2が閉じられた状態においては、前述のように閉回路が構成され、この回路103cが非常停止回路201の作動に及ぼす影響はないが、リミットスイッチLS2が開いた状態になると、非常停止回路201が端子203aおよび端子203bに接続された状態となり、後述するように、外部からの信号により非常停止回路201を作動させ得る状態となる。なお、本実施形態においては、前述の説明から明らかなように、移動型ロボットにおける非常停止回路161を作動させる構成と、充電ステーション100に内蔵される非常停止回路201を作動させる構成とは、ほぼ同様の構成を有している。   In the circuit 103c, the terminals 203a and 203b provided in the charging terminal 203 are connected to the emergency stop circuit 201 through lead wires, respectively, and a closed circuit is formed by the limit switch LS2 in the middle of the connection. . When the limit switch LS2 is closed, a closed circuit is formed as described above, and the circuit 103c does not affect the operation of the emergency stop circuit 201. However, when the limit switch LS2 is opened, The stop circuit 201 is connected to the terminals 203a and 203b, and the emergency stop circuit 201 can be operated by an external signal, as will be described later. In the present embodiment, as apparent from the above description, the configuration for operating the emergency stop circuit 161 in the mobile robot and the configuration for operating the emergency stop circuit 201 built in the charging station 100 are almost the same. It has the same configuration.

次に、前述した移動型ロボット1が充電ステーションにより充電されている際に、移動型ロボットに内蔵される非常停止回路を作動させるための構成について、図7を用いて詳細に説明する。   Next, a configuration for operating the emergency stop circuit built in the mobile robot when the mobile robot 1 is charged by the charging station will be described in detail with reference to FIG.

移動型ロボット1が制御部15により充電が必要と判断されると、移動型ロボット1は、その移動目的地を充電ステーションへと変更し、この目的地までの移動を行う。充電ステーション100に到達した移動型ロボット1は、被充電用端子161を充電ステーション100の充電用端子203へ接触させるように、詳細にその位置決めを行い、充電ステーションに対して相対的に近接する。これによって、図7に示すような、被充電用端子161と、充電用端子203とが接触した状態を取り得ることができる。   When it is determined by the control unit 15 that the mobile robot 1 needs to be charged, the mobile robot 1 changes its moving destination to a charging station and moves to this destination. The mobile robot 1 that has reached the charging station 100 performs positioning in detail so as to bring the terminal 161 to be charged into contact with the charging terminal 203 of the charging station 100 and is relatively close to the charging station. As a result, as shown in FIG. 7, a state in which the terminal 161 to be charged and the charging terminal 203 are in contact can be obtained.

なお、被充電用端子161と、充電用端子203とが接触した際、移動型ロボット1に設けられたリミットスイッチLS1および充電ステーション100に設けられたリミットスイッチLS2は、図7に示すように各々開いた状態となる。すなわち、各々のリミットスイッチが開くことによって、回路160bが閉じた状態から開いた状態へと変化する。このとき、端子161cおよび端子161dが充電ステーション100側の端子203cおよび203dと接触し、移動型ロボット1側の回路160cと充電ステーション100側の回路103bとにより閉じた回路が形成されるため、この状態では非常停止回路162は作動しない。   In addition, when the terminal 161 for charging and the terminal 203 for charging contact, the limit switch LS1 provided in the mobile robot 1 and the limit switch LS2 provided in the charging station 100 are respectively shown in FIG. Opened. That is, when each limit switch is opened, the circuit 160b changes from a closed state to an open state. At this time, since the terminal 161c and the terminal 161d are in contact with the terminals 203c and 203d on the charging station 100 side, a closed circuit is formed by the circuit 160c on the mobile robot 1 side and the circuit 103b on the charging station 100 side. In the state, the emergency stop circuit 162 does not operate.

同様に、リミットスイッチLS1が開くことによって、充電ステーション100側の回路103cも開いた状態となるが、充電ステーション側の端子203aおよび端子203bが、移動型ロボット1の端子161aおよび端子161bと接触し、充電ステーション100側の回路103cと移動型ロボット1側の回路160bとにより閉じた回路が形成されるため、この状態では非常停止回路201は作動しない。   Similarly, when the limit switch LS1 is opened, the circuit 103c on the charging station 100 side is also opened, but the terminals 203a and 203b on the charging station side are in contact with the terminals 161a and 161b of the mobile robot 1. Since the closed circuit is formed by the circuit 103c on the charging station 100 side and the circuit 160b on the mobile robot 1 side, the emergency stop circuit 201 does not operate in this state.

このように、移動型ロボット1が充電ステーション100により充電可能な状態、すなわち移動型ロボット1の被充電用端子161に備えられた端子161a,161b,161c,161dの各々が、充電ステーション100の充電用端子に備えられた端子203a,203b,203c,203dに接続されると、各々の非常停止回路が、スイッチ163および回路作動部202により作動可能な状態となる。以下、詳細に説明する。   In this way, the mobile robot 1 can be charged by the charging station 100, that is, each of the terminals 161 a, 161 b, 161 c, 161 d provided on the charging target terminal 161 of the mobile robot 1 is charged by the charging station 100. When connected to the terminals 203 a, 203 b, 203 c, and 203 d provided for the terminals for operation, each emergency stop circuit becomes operable by the switch 163 and the circuit operating unit 202. This will be described in detail below.

図8は、図7に示すような被充電用端子161と、充電用端子203とが接触した状態において、充電ステーション100に設けられた回路作動部202を操作した様子を示している。このように回路作動部202が操作されると、前述した回路103aおよび回路103bが開く。これによって、充電ステーション100側の非常停止回路201が作動するとともに、回路103bおよび回路160cにより構成されていた閉回路が開くため、移動型ロボット1側の非常停止回路162も作動する。これによって、充電ステーションからの電力供給を停止するとともに、移動型ロボット1の動きも停止させることが可能となる。   FIG. 8 shows a state in which the circuit operating unit 202 provided in the charging station 100 is operated in a state where the charging target terminal 161 and the charging terminal 203 are in contact with each other as shown in FIG. When the circuit operating unit 202 is operated in this way, the circuit 103a and the circuit 103b described above are opened. As a result, the emergency stop circuit 201 on the charging station 100 side is activated and the closed circuit constituted by the circuit 103b and the circuit 160c is opened, so that the emergency stop circuit 162 on the mobile robot 1 side is also activated. Accordingly, it is possible to stop the power supply from the charging station and to stop the movement of the mobile robot 1.

図9は、同様に、図7に示すような被充電用端子161と、充電用端子203とが接触した状態において、移動型ロボット側のスイッチ163を操作した様子を示している。図9に示すように、移動型ロボット側のスイッチ163が操作されると、移動ロボット側の回路160aおよび回路160bが開く。これによって、移動型ロボット1側の非常停止回路162が作動するとともに、回路160bおよび回路103cにより構成されていた閉回路が開くため、移動型ロボットの動きを停止させることができるとともに、充電ステーション100側の非常停止回路201を作動させ、充電ステーションからの電力供給を停止させることができる。   Similarly, FIG. 9 shows a state in which the switch 163 on the mobile robot side is operated in a state where the charging terminal 161 and the charging terminal 203 are in contact with each other as shown in FIG. As shown in FIG. 9, when the switch 163 on the mobile robot side is operated, the circuit 160a and the circuit 160b on the mobile robot side are opened. As a result, the emergency stop circuit 162 on the mobile robot 1 side is activated and the closed circuit constituted by the circuit 160b and the circuit 103c is opened, so that the movement of the mobile robot can be stopped and the charging station 100 can be stopped. The emergency stop circuit 201 on the side can be activated to stop the power supply from the charging station.

以上、説明したように、前述した実施形態によると、移動型ロボットの充電中において、移動型ロボットの非常停止回路を作動させるスイッチ、および充電ステーションの非常停止回路をさせる回路作動部のいずれを操作しても、各々の非常停止回路を作動させることができる。したがって、充電ステーションから電力を供給される移動型ロボットの動作を、その電力供給時において、確実にかつ簡単に非常停止させることが可能となる。   As described above, according to the above-described embodiment, during charging of the mobile robot, either the switch for operating the emergency stop circuit of the mobile robot or the circuit operating unit for operating the emergency stop circuit of the charging station is operated. Even so, each emergency stop circuit can be activated. Therefore, the operation of the mobile robot to which power is supplied from the charging station can be surely and easily stopped in an emergency when the power is supplied.

また、移動型ロボットの停止を外部より確実に行うことができるため、移動型ロボットに設ける非常停止用のスイッチの位置を通常は外部から接触し難い位置に設けたとしても問題がない。そのため、ロボットの外形(意匠)の制約が減少し、デザインの自由度が増すという効果も得られる。   In addition, since the mobile robot can be reliably stopped from the outside, there is no problem even if the position of the emergency stop switch provided on the mobile robot is provided at a position that is normally difficult to contact from the outside. As a result, the restriction on the outer shape (design) of the robot is reduced, and the effect of increasing the degree of freedom in design is also obtained.

なお、本実施形態においては、移動型ロボットの非常停止回路を作動させるスイッチ、および充電ステーションの非常停止回路をさせる回路作動部のいずれを操作しても、各々の非常停止回路を作動させる構成としているが、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、移動型ロボットのスイッチを、充電ステーションの非常停止回路に連動させる必要がない場合においては、充電ステーション側に設けた閉回路(閉回路103c)を設けなくともよい。   In the present embodiment, each emergency stop circuit is operated regardless of which of the switch that operates the emergency stop circuit of the mobile robot and the circuit operation unit that operates the emergency stop circuit of the charging station. However, the present invention is not limited to this. That is, when it is not necessary to link the switch of the mobile robot to the emergency stop circuit of the charging station, the closed circuit (closed circuit 103c) provided on the charging station side may not be provided.

さらに、本発明は、前述のような、バッテリーに蓄えられた電力が減少した際にのみ充電を行うようなロボット用電力供給システムに限られるものではない。例えば有線(電力供給線)を介して固定型電力供給部に常時接続され、この電力供給線を介して移動型ロボットに常に電力が供給されるものであってもよい。この場合、図7〜9に示すような移動型ロボットと固定型電力供給部(充電ステーション)とを接続するリード線を、所定の長さを有する被覆したフレキシブルなケーブルにより構成し、移動型ロボットが固定型電力供給部に対して自由な動きを取り得るようにすると好適である。このようにすると、移動型ロボットに対して電力が常に供給されるため、移動型ロボット内に設けられたバッテリーの残量等を監視する等の必要がなくなるとともに、ロボットの連続して作業を行わせることができる時間を長くすることが可能となる。このような例としては、例えば倉庫内での荷物の入出力をロボットにより行い、その入出力の記録等を管理可能な自動倉庫などにおいて好適に用いることができる。   Further, the present invention is not limited to the robot power supply system that performs charging only when the power stored in the battery is reduced as described above. For example, a fixed power supply unit may be always connected via a wired (power supply line), and power may be constantly supplied to the mobile robot via the power supply line. In this case, the lead wire for connecting the mobile robot and the fixed power supply unit (charging station) as shown in FIGS. 7 to 9 is constituted by a covered flexible cable having a predetermined length. It is preferable that the can move freely with respect to the fixed power supply unit. In this way, since electric power is always supplied to the mobile robot, there is no need to monitor the remaining amount of the battery provided in the mobile robot, and the robot is continuously operated. It is possible to lengthen the time that can be set. As such an example, for example, it can be suitably used in an automatic warehouse or the like in which luggage input / output in a warehouse is performed by a robot and the input / output records and the like can be managed.

また、前記移動型ロボットおよび固定型電力供給部において用いられる、回路開閉部としてのリミットスイッチは、確実にその切り換え動作を行わせるために、国際安全規格で定められた安全カテゴリについて、高い安全レベルのものを用いることが好ましい。好適には、国際安全規格で定められた安全カテゴリ4以上の部品を用いると、好適である。   Further, the limit switch as the circuit opening / closing unit used in the mobile robot and the fixed type power supply unit has a high safety level for the safety category defined in the international safety standard in order to surely perform the switching operation. It is preferable to use those. Preferably, it is preferable to use parts of safety category 4 or more defined by international safety standards.

また、前述の実施形態においては、移動型ロボットの移動経路は、グリッドマップを用いつつ特定される例を用いて説明しているが、これに代えて、室内GPSやその他の手段により作成することも可能である。いずれの手段によって移動経路が作成される場合であっても、移動型ロボットが、固定型電力供給部(充電ステーション)に対して近接する、固定型電力供給部(充電ステーション)近くの所定エリア内における移動経路については、特に精度よく経路を特定するように移動経路を作成することが好ましい。   In the above-described embodiment, the movement route of the mobile robot has been described using an example specified using a grid map. Instead, it is created by indoor GPS or other means. Is also possible. Regardless of which means is used to create the movement path, the mobile robot is close to the fixed power supply unit (charging station) and within a predetermined area near the fixed power supply unit (charging station). It is preferable to create a movement route so that the route can be identified with high accuracy.

また、前述の実施形態において、移動型ロボットの一例として、車輪を駆動することで移動する倒立2輪型の移動体を例に挙げて説明を行っているが、これに代えて、脚式歩行型のロボットや、倒立2輪型ではない、通常の車輪駆動により移動する移動型ロボットにおいても、本発明を適用することは可能である。   Further, in the above-described embodiment, as an example of the mobile robot, an inverted two-wheeled moving body that moves by driving wheels is described as an example, but instead of this, a legged walking is used. The present invention can also be applied to a type of robot or a mobile robot that is not an inverted two-wheel type and moves by normal wheel driving.

本発明の実施の形態に係るロボット用電力供給システムの一例を概略的に示す概略図である。1 is a schematic diagram schematically showing an example of a power supply system for a robot according to an embodiment of the present invention. 図1に示すロボット用電力供給システムに含まれる、移動型ロボットの外観を概念的に示す概略図である。It is the schematic which shows notionally the external appearance of the mobile robot included in the electric power supply system for robots shown in FIG. 図1および2に示す移動型ロボットの胴体部における内部構成を概略的に示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram schematically showing an internal configuration of a trunk portion of the mobile robot shown in FIGS. 1 and 2. 図2に示す移動型ロボットを側面から見た様子を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly a mode that the mobile robot shown in FIG. 2 was seen from the side surface. 図1から4に示す移動型ロボットについて、移動型ロボットの動作を停止するための非常停止回路を作動させる内部構成を具体的に示す回路図である。5 is a circuit diagram specifically showing an internal configuration for operating an emergency stop circuit for stopping the operation of the mobile robot in the mobile robot shown in FIGS. 1 to 4. FIG. 図1に示す充電ステーションについて、充電ステーションの動作を停止するための非常停止回路を作動させる内部構造の具体的に示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram specifically showing an internal structure for operating an emergency stop circuit for stopping the operation of the charging station for the charging station shown in FIG. 1. 図5に示す移動型ロボットが図6に示す充電ステーションに接続された様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the mobile robot shown in FIG. 5 was connected to the charging station shown in FIG. 移動型ロボットの充電中において、充電ステーション側の回路作動部を操作した様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the circuit operation part by the side of a charging station was operated during charge of a mobile robot. 移動型ロボットの充電中において、移動型ロボット側のスイッチを操作した様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the switch by the side of a mobile robot was operated during charge of a mobile robot.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・移動型ロボット
10・・・移動体本体
13・・・駆動部(モータ)
15・・・制御部
15a・・・記憶領域
16・・・バッテリー
160c・・・閉回路
161・・・被充電用端子
162・・・非常停止回路(ロボット側非常停止回路)
163・・・スイッチ
100・・・充電ステーション(固定型電力供給部)
101・・・充電器本体
103・・・コントローラ
103c・・・閉回路
201・・・非常停止回路電力供給側非常停止回路)
202・・・回路作動部
203・・・充電用端子
LS1,LS2・・・リミットスイッチ(回路開閉部)
F・・・平面
P・・・移動領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mobile robot 10 ... Mobile body 13 ... Drive part (motor)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... Control part 15a ... Memory area 16 ... Battery 160c ... Closed circuit 161 ... Charged terminal 162 ... Emergency stop circuit (robot side emergency stop circuit)
163 ... Switch 100 ... Charging station (fixed power supply unit)
101 ... Charger body 103 ... Controller 103c ... Closed circuit 201 ... Emergency stop circuit Power supply side emergency stop circuit)
202... Circuit operating unit 203... Charging terminals LS1, LS2... Limit switch (circuit opening / closing unit)
F: Plane P ... Moving area

Claims (6)

自律的または規定の制御プログラムに基づいて動作する移動型ロボットと、該移動型ロボットに対して電力を供給する固定型電力供給部と、からなるロボット用電力供給システムであって、
前記固定型電力供給部において、独立して設けられた電力供給側非常停止回路と、該電力供給側非常停止回路を作動させる回路作動部とが備えられるとともに、
移動型ロボットにおいて、独立して設けられたロボット側非常停止回路と、該ロボット側非常停止回路を作動させるスイッチとが備えられ、
前記固定型電力供給部から移動型ロボットに電力を供給する際に、前記ロボット側非常停止回路が、前記電力供給側非常停止回路を作動させるための回路作動部と電気的に接続され、前記回路作動部を操作することによって、該ロボット側非常停止回路を作動可能にしたことを特徴とするロボット用電力供給システム。
A robot power supply system comprising a mobile robot that operates autonomously or based on a prescribed control program, and a fixed power supply unit that supplies power to the mobile robot,
The fixed power supply unit includes a power supply side emergency stop circuit provided independently, and a circuit operation unit that operates the power supply side emergency stop circuit.
In the mobile robot, a robot-side emergency stop circuit provided independently and a switch for operating the robot-side emergency stop circuit are provided,
When supplying power to the mobile robot from the fixed power supply unit, the robot-side emergency stop circuit is electrically connected to a circuit operating unit for operating the power supply-side emergency stop circuit, and the circuit A robot power supply system characterized in that the robot-side emergency stop circuit can be operated by operating an operating unit.
前記固定型電力供給部から移動型ロボットに電力を供給する際に、電力供給側非常停止回路が、前記ロボット側非常停止回路を作動させるためのスイッチに対して電気的に接続され、該スイッチを切り換えることにより、前記電力供給側非常停止回路を作動可能に構成したことを特徴とする請求項1に記載のロボット用電力供給システム。   When power is supplied from the fixed power supply unit to the mobile robot, a power supply-side emergency stop circuit is electrically connected to a switch for operating the robot-side emergency stop circuit. The robot power supply system according to claim 1, wherein the power supply side emergency stop circuit is configured to be operable by switching. 回路開閉部により電気的に開いた状態を取り得る閉回路が移動型ロボット側に設けられており、前記固定型電力供給部から移動型ロボットに電力を供給する際に、前記閉回路を介してロボット側非常停止回路をと前記固定型電力供給部側の回路作動部とが電気的に接続されるとともに、前記回路開閉部により閉回路を開いた状態にすることで、前記固定型電力供給部側の回路作動部の操作に連動させて、ロボット側非常停止回路を作動可能に構成したことを特徴とする請求項1または2に記載のロボット用電力供給システム。   A closed circuit that can be electrically opened by a circuit opening / closing unit is provided on the mobile robot side, and when power is supplied from the fixed power supply unit to the mobile robot, The robot-side emergency stop circuit is electrically connected to the circuit-operating unit on the fixed-type power supply unit side, and the closed-type circuit is opened by the circuit opening / closing unit, whereby the fixed-type power supply unit 3. The robot power supply system according to claim 1, wherein the robot-side emergency stop circuit is configured to be operable in conjunction with an operation of the side circuit operating unit. 4. 前記回路開閉部がリミットスイッチであることを特徴とする請求項3に記載のロボット用電力供給システム。   The robot power supply system according to claim 3, wherein the circuit opening / closing unit is a limit switch. 前記移動型ロボットの内部にバッテリーが設けられているとともに、前記移動型ロボットと固定型電力供給部とが物理的に分離して構成されており、移動型ロボットと固定型電力供給部とが物理的に接触した際に電気的に接続することで前記バッテリーに対して電力供給部から電力が供給されることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のロボット用電力供給システム。   The mobile robot is provided with a battery, and the mobile robot and the fixed power supply unit are physically separated from each other. The mobile robot and the fixed power supply unit are physically separated from each other. 5. The robot power supply system according to claim 1, wherein power is supplied from a power supply unit to the battery by being electrically connected when touching. 前記電力供給部電力を供給するための電力供給線を介して移動型ロボットに接続されていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のロボット用電力供給システム。   5. The robot power supply system according to claim 1, wherein the power supply unit is connected to the mobile robot via a power supply line for supplying power.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108347079A (en) * 2018-03-19 2018-07-31 北京钢铁侠科技有限公司 Power-supply controller of electric and robot with the power-supply controller of electric
JP2018161734A (en) * 2017-03-27 2018-10-18 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター Mobile robot and control circuit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018161734A (en) * 2017-03-27 2018-10-18 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター Mobile robot and control circuit
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