JP2016163417A - 充電装置および充電システム - Google Patents

Abstract

【課題】電極の露出を抑制することにより、安全性をより向上させるとともに、充電時における自律移動体の高精度な移動を必要としない充電装置を提供する。
【解決手段】充電装置（５０）に備えられた開閉式カバー（３２）は、充電装置側電極（３１ａ）および充電装置側電極（３１ｂ）の上側に位置する軸（３２ａ）を中心に回転するように設けられ、直動アクチュエータ（３３）による充電装置側電極（３１ａ）および充電装置側電極（３１ｂ）の移動につれて、開閉式カバー（３２）が徐々に開放され、充電装置側電極（３１ａ）および充電装置側電極（３１ｂ）が露出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、走行ロボットなどの自律移動体とドッキングし、上記自律移動体に備えられた充電式電源を充電する充電装置と、上記自律移動体と上記充電装置とを備えた充電システムに関するものである。

近年、例えば、自律移動可能な自律移動体が工場内の搬送に使用されるだけでなく、機能が追加され市場で販売されるようになってきた。このような自律移動体は、自律移動体内部の各部分を駆動させるための電源として、充電式電源（バッテリー）を搭載しており、この充電式電源に電力を供給し、充電を行うための自律移動体用の充電装置も、自律移動体とともに開発されている。

自律移動体および充電装置においては、一般的には、自律移動体側の充電式電源に接続された充電端子（充電電極）および充電装置側の給電端子（給電電極）は充電時以外にも露出した状態にあり、内部に備えられた保護回路で保護しているとはいえ、回路に異常が発生した場合などには、周囲に存在する人の安全が保証できない。

例えば、特許文献１には、充電台の給電端子と自走式掃除機の充電端子とが充電時以外にも露出された構成について開示されている。

また、特許文献２には、移動体に備えられた蓄電池端子と、充電接続装置に備えられたクランク機構で駆動され延伸する充電端子とについて記載されており、蓄電池端子と充電端子とは充電時以外にも露出された構成となっている。

特許文献３には、ロボットと給電装置との両方の充電に係る端子部（電極部）をカバー部材で保護し、安全に充電を行う充電システムに関する技術が開示されている。この構成によれば、ロボットと給電装置との両方に扉を設け、両装置が接触したことを検知した段階で該扉を開放し、ロボット側に設置された端子部を給電装置側へ伸張することにより、ロボット側の端子部と給電装置側の端子部とを接触させるようになっている。したがって、この構成によれば、端子部を充電時以外に露出させることなく、安全性を向上させた充電システムを実現している。

特開２００９−２３８０５５号広報（２００９年１０月１５日公開） 特開２００２−１３４１７４号広報（２００２年５月１０日公開） 特開２０１３−８２０１３号広報（２０１３年５月９日公開）

しかしながら、上記特許文献３に開示されている充電システムの場合、ロボット側の端子部は、円錐台形状を有し、その先端部に＋側電極と−側電極とが設けられている。一方、給電装置側の端子部は、上記ロボット側の端子部と接触するため、円錐台形状の凹部を有するように形成されており、その先端部は、ロボット側の端子部の＋側電極および−側電極のそれぞれと接触できるように＋側電極と−側電極とが設けられている。このような端子部形状を有しているため、充電時には、ロボットは給電装置に対して、決められた位置に高精度に移動して止まる必要が生じ、この決められた位置から少しでもずれると、ロボットは給電装置に対して、新たに位置を取り直す必要が生じてしまう。

本発明の目的は、電極の露出を抑制することにより、安全性をより向上させるとともに、充電時における自律移動体の高精度な移動を必要としない充電装置および充電システムを提供することにある。

本発明の充電装置は、上記課題を解決するために、第１電極と、第２電極と、上記第１および第２電極を保護する開閉式カバーと、を備えた充電装置であって、上記第１および第２電極を上記充電装置の外側に延伸させる延伸機構を備え、上記第１および第２電極は、上記充電装置の高さ方向である第１方向より上記第１方向と直交する第２方向に長い形状を有し、かつ、上記第１方向において所定間隔で配置されており、上記開閉式カバーは、上記第１および第２電極の上側または下側に位置する上記第２方向の軸を中心に回転するように設けられ、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動につれて、上記開閉式カバーが徐々に開放され、上記第１および第２電極が露出することを特徴としている。

本発明の一態様によれば、電極の露出を抑制することにより、安全性をより向上させるとともに、充電時における自律移動体の高精度な移動を必要としない充電装置を実現できる。

本発明の一実施形態に係る走行ロボットと充電装置とを備えた充電システムの概略構成を示す図である。 図１に図示した走行ロボットに備えられたスライドカバーの一例の概略構成を示す図である。 図１に図示した充電装置に備えられた直動アクチュエータの一例の概略構成を示す図である。 図１に図示した走行ロボットの制御系の一例を説明するための図である。 図１に図示した充電装置の制御系の一例を説明するための図である。 図１に図示した走行ロボットと充電装置とが接近して通信している場合を説明するための図である。 図１に図示した走行ロボットと充電装置とがドッキングして充電を行う場合の手順の一例を説明するための図である。 図１に図示した走行ロボットと充電装置とがドッキングして充電を行う場合の一例を示す図である。 本発明の他の一実施形態に係る走行ロボットと充電装置とを備えた充電システムの概略構成を示す図である。 図９に図示した走行ロボットの制御系の一例を説明するための図である。 図９に図示した充電装置の制御系の一例を説明するための図である。 図９に図示した走行ロボットと充電装置とがドッキングして充電を行う場合の手順の一例を説明するための図である。 本発明のさらに他の一実施形態に係る走行ロボットと充電装置とを備えた充電システムの概略構成を示す図である。 図１３に図示した充電装置に備えられた接触センサの取付け位置の一例を説明するための図である。 図１３に図示した充電装置の制御系の一例を説明するための図である。 図１３に図示した走行ロボットと充電装置とがドッキングして充電を行う場合の手順の一例を説明するための図である。 図１３に図示した走行ロボットと充電装置とがドッキングのリトライ準備を行う場合の手順の一例を説明するための図である。 本発明のさらに他の一実施形態に係る走行ロボットと充電装置とを備えた充電システムの概略構成を示す図である。 図１８に図示した走行ロボットの制御系の一例を説明するための図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成の寸法、材質、形状、相対配置、加工法などはあくまで一実施形態に過ぎず、これらによってこの発明の範囲が限定解釈されるべきではない。さらに図面は模式的なものであり、寸法の比率、形状は現実のものとは異なる。

〔実施の形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、図１から図８に基づいて説明する。

図１は、走行ロボット（自律移動体）３０と充電装置５０とを備えた充電システム（走行ロボットのドッキングシステム）１の概略構成を示す図である。

図示されているように、充電システム１は、走行ロボット３０と、充電装置５０とを備えている。

走行ロボット１０は、走行ロボット側電極（第３および第４電極）１１ａ・１１ｂと、スライドカバー１２と、距離測定装置（距離測定部）１３と、走行ロボット側通信装置（第２通信部）１４と、駆動タイヤ１５と、走行ロボット筐体１６と、図示していない、充電式電源（バッテリー）１７と、走行ロボット側の制御回路１８と、駆動系回路１９と、駆動モータ２０を備えている。

充電装置５０は、充電装置側電極（第１および第２電極）３１ａ・３１ｂと、開閉式カバー３２と、直動アクチュエータ（延伸機構）３３と、充電装置側通信装置（第１通信部）３４と、充電装置側の筐体４０と、図示していない、充電回路３５と、制御回路３６と、直動アクチュエータ用コントローラ３７と、操作スイッチ３８と、直流電源３９と、筐体フタ４１とを備えている。

走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂは、走行ロボット３０に搭載された充電式電源１７へ電力を供給するための受電用電極であり、スライドカバー１２のスライドする方向（図中のＸ方向）へ長い棒状の電極である。走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂは、複数の電極で構成されることが望ましく、一電極あたり３本から４本で構成されるのが一般的であり、本実施の形態においては、＋極用電極として上側に４本と−極用電極として下側に４本とを配置したが、これに限定されることはない。なお、電極材料としては、導電性が高く、かつ高剛性な材料であればよく、例えば、金、銀、銅、鉄、鉛などからなる合金を用いることができる。

スライドカバー１２は、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂを保護するためのカバー材である。スライドカバー１２の端部の一点を図中のＸ方向に押圧することにより、スライドカバー１２は、図中のＸ方向にスライドし、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂを露出させることが可能である。スライドカバー１２の材料としては、導電性の低い材料であればよく、例えば、樹脂材料などを用いることができる。

距離測定装置１３は、走行ロボット３０と充電装置５０との距離を測定し、両装置の電極を接触させるのに適した距離に走行ロボット３０を位置決めするために使用する。また、距離測定装置１３は、充電装置５０の水平外形を測定し、走行ロボット３０と充電装置５０との水平方向の相対位置を検出するためにも使用される。本実施の形態においては、距離測定装置１３として、レーザ光を用いたセンサであるレーザ光を面方向に照射するレーザレンジファインダーを用いたがこれに限定されることはなく、距離測定装置１３としては、レーザ光を用いたセンサと超音波を用いたセンサとの少なくとも一方が備えられていることが好ましい。

走行ロボット側通信装置１４は、充電装置５０に備えられた充電装置側通信装置３４と信号を送受信することにより走行ロボット３０からの指令を充電装置５０へ送るとともに、充電装置５０の状態を走行ロボット３０に送るために使用する。本実施の形態において、走行ロボット側通信装置１４と充電装置側通信装置３４とは、赤外線を用いて通信を行う赤外線通信モジュールで構成したが、これに限定されることはない。

駆動タイヤ１５は、走行ロボット３０を駆動させるために使用されるタイヤである。

走行ロボット筐体１６は、走行ロボット３０の周囲を覆う筐体である。

充電式電源１７（図４参照）は、走行ロボット３０に搭載された各種電装機器を駆動させるために使用する電源である。また、給電（充電式電源１７の充電）は、充電装置５０の充電装置側電極３１ａ・３１ｂと走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂとを介して行われる。

走行ロボット側の制御回路１８（図４参照）は、走行ロボット３０の駆動、各種電装機器の制御に使用される。走行ロボット側の制御回路１８は、一般的な制御端末であればよく、例えば、マイコン基板、シングルボードコンピュータ、パーソナルコンピュータなどを用いることができる。

駆動系回路１９（図４参照）は、駆動モータ２０に接続され、駆動タイヤ１５を回転させるため駆動モータ２０を制御する。また、駆動系回路１９へは走行ロボット側の制御回路１８から制御信号が送信される。

駆動モータ２０（図４参照）は、駆動タイヤ１５を回転させ走行ロボット３０を走行させる。駆動モータ２０は、一般的なモータであればよく、例えば、ＤＣブラシレスモータなどを用いることができる。

一方、充電装置５０側に備えられた充電装置側電極３１ａ・３１ｂ（図３参照）は、走行ロボット３０側に備えられた走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂと接触することにより、充電式電源１７に給電をするための電極である。充電装置側電極３１ａ・３１ｂは、充電装置５０の高さ方向である図１中のＺ方向より上記Ｚ方向と直交する図１中のＹ方向に長い形状、すなわち、横長の板状を有し、かつ、充電装置側電極３１ａと充電装置側電極３１ｂとは上記Ｚ方向において所定間隔で配置されている。

そして、充電装置側電極３１ａ・３１ｂにおける走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂと対向する面は、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂにおける充電装置側電極３１ａ・３１ｂと対向する面より大きく形成されていることが好ましく、充電装置側電極３１ａ・３１ｂの材料としては、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂと同様の材料を用いることができる。

開閉式カバー３２は、充電装置側電極３１ａ・３１ｂが充電装置５０の外側に向けて駆動する際に押されて開閉するカバーであり、通常時（充電時以外）には、閉じた状態で充電装置側電極３１ａ・３１ｂを保護する。開閉式カバー３２は、充電装置側電極３１ａ・３１ｂにより押された際に、開閉式カバー３２を固定する部材である軸３２ａを中心に回転する機構を備えている。このような構成であるため、充電装置側電極３１ａ・３１ｂの図１中のＸ方向への移動につれて、開閉式カバー３２が徐々に上方向に開放され、充電装置側電極３１ａおよび充電装置側電極３１ｂが共に露出するのは、充電装置側電極３１ａ・３１ｂ中、上側に配置された充電装置側電極３１ａが開閉式カバー３２から露出したときとなる。したがって、充電装置側電極３１ａ・３１ｂの移動の途中の段階では、充電装置側電極３１ａ・３１ｂ中、下側に配置された充電装置側電極３１ｂのみが開閉式カバー３２から露出することとなる。よって、充電装置側電極３１ａ・３１ｂの移動の期間における大半の期間においては、充電装置側電極３１ａ・３１ｂが同時に露出することがないので、外部からの物体が充電装置側電極３１ａ・３１ｂに同時に接触する危険性を抑制することができる。なお、開閉式カバー３２の材料としては、導電性が低い材料であればよく、例えば、樹脂材料を用いることができる。また、本実施の形態においては、図１に図示されているように、固定する部材である軸３２ａを充電装置側電極３１ａ・３１ｂの上側に設けた場合を例に挙げたが、これに限定されることはなく、固定する部材である軸３２ａを充電装置側電極３１ａ・３１ｂの下側に設けてもよく、さらには、固定する部材である軸３２ａを充電装置側電極３１ａ・３１ｂの上側および下側の両方に２個設け、上下に開閉する方式をとっても良い。このような構成によれば、充電装置側電極３１ａ・３１ｂの移動の期間における大半の期間においては、充電装置側電極３１ａ・３１ｂが同時に露出することがないので、外部からの物体が充電装置側電極３１ａ・３１ｂに同時に接触する危険性を抑制することができる。

直動アクチュエータ３３は、支持部材としての板金部材を介して固定された充電装置側電極３１ａ・３１ｂを直線状に移動させるための装置である。

充電装置側の筐体４０は、充電装置５０の周囲を覆う筐体である。

図２は、図１に図示した走行ロボット３０に備えられたスライドカバー１２の概略構成を示す図である。

図２（ａ）は、＋極用電極としての走行ロボット側電極１１ａと−極用電極としての走行ロボット側電極１１ｂとがスライドカバー１２内部にすべて収納されている状態を示しており、図２（ｂ）は、スライドカバー１２が、図中のＸ方向にスライドし、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂの端部が外側に露出している状態を示している。なお、図中の破線は、スライドカバー１２の端部の開口と、スライドカバー１２の内部の走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂがスライドする経路を図示している。

走行ロボット３０が充電しない場合には、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂは、図２（ａ）に図示されているように、スライドカバー１２の内部に収納された状態で保護されている。スライドカバー１２は、スライドカバー固定部材２２に固定されるが、スライドカバー１２とスライドカバー固定部材２２との間には、弾性体２１が備えられており、スライドカバー１２の端部が押圧されると、その弾性体２１が収縮することによりスライドカバー１２はスライドする。弾性体２１としては、例えば、スプリングなどを用いることができる。

また、走行ロボット側電極１１ａのそれぞれは、水平方向（図中のＹ方向）に対して一定間隔に４個並べて配置され、走行ロボット側電極１１ｂのそれぞれは、水平方向（図中のＹ方向）に対して一定間隔に４個並べて配置される。そして、走行ロボット側電極１１ａと走行ロボット側電極１１ｂとは、上下方向（図中のＺ方向）に２分割するように配置され、例えば、上側に配列された走行ロボット側電極１１ａが＋極用電極となり、下側に配列された走行ロボット側電極１１ｂが−極用電極となる。

図示されているように、上下方向（図中のＺ方向）に＋極用電極と−極用電極とを２分割する構成は、水平方向（図中のＹ方向）に＋極用電極と−極用電極とを２分割する構成に比べると、充電を行う際における走行ロボット３０に要求される水平方向（図中のＹ方向）の位置決め精度を下げることができる。したがって、充電時に、走行ロボット３０が決められた位置から上記水平方向（図中のＹ方向）に少しずれでも、走行ロボット３０が充電装置５０に対して、新たに位置を取り直す可能性を抑制することができる。なお、走行ロボット３０の高さ精度は、主に組立精度であり、走行ロボット３０の移動によって変わらないので、充電装置５０に備えられた充電装置側電極３１ａ・３１ｂは、上下方向（図中のＺ方向）において所定間隔で配置されている。

なお、本実施の形態においては、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂは、スライドカバー固定部材２２に固定されている場合を例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂとスライドカバー固定部材２２との間にも、弾性体が備えられていることが好ましい。このような構成によれば、４個に分割された走行ロボット側電極１１ａおよび４個に分割された走行ロボット側電極１１ｂの各々は、個別に、図中のＸ方向に沿って移動可能である。したがって、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂと充電装置側電極３１ａ・３１ｂとの間で角度ずれが生じても、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂは、個別に図中のＸ方向に沿って移動可能であるので、このようなずれを吸収することが可能となる。

なお、スライドカバー１２とスライドカバー固定部材２２との間に備えられた弾性体２１と、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂとスライドカバー固定部材２２との間に備えられた弾性体とは、異なる弾性率を有することが好ましく、弾性体２１の方がより容易に図中のＸ方向押し込まれることが好ましい。なお、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂとスライドカバー固定部材２２との間に備えられた弾性体は、導電性が低いまたは絶縁性材料で形成されていることが好ましく、例えば、樹脂材料を用いることができる。

図３は、充電装置５０に備えられた直動アクチュエータ３３の概略構成を示す図である。

図示されているように、直動アクチュエータ３３は、直動アクチュエータ３３のステージに、図中の矢印４５方向に移動可能なように設けられた、直動アクチュエータ用部材４２と、充電装置側電極固定部材４３・４４とを含む。充電装置側電極３１ａ・３１ｂは、直動アクチュエータ用部材４２と、充電装置側電極固定部材４３・４４とを介して、直動アクチュエータ３３のステージに固定されている。図中の矢印４５は、直動アクチュエータ３３が駆動した際の駆動方向を示しており、この駆動方向に沿って直動アクチュエータ３３の直動アクチュエータ用部材４２と充電装置側電極固定部材４３・４４とが駆動すると、同時に、充電装置側電極３１ａ・３１ｂも図中の矢印４５方向（図中のＸ方向）に移動するようになっている。

充電装置側電極３１ａ・３１ｂは、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂと同様に、上下方向（図中のＺ方向）に２分割するように配置され、例えば、上側に配列された充電装置側電極３１ａが＋極用電極となり、下側に配列された充電装置側電極３１ｂが−極用電極となる。

図４は、走行ロボット３０の制御系を説明するための図である。

走行ロボット３０の制御は、主に制御回路１８によって行われる。制御回路１８は、走行したい内容に従って、駆動系回路１９に指令を送り、駆動モータ２０を回転制御することによって走行ロボット３０を走行させる。なお、駆動系回路１９には駆動モータ２０の回転を検出する装置が内蔵されており、その情報を用いて、走行ロボット３０の現在位置の概略的な予測を行うことが可能である。駆動モータ２０の回転を検出する装置としては、例えば、パルスエンコーダを用いることができる。充電装置５０との距離を把握したい場合には、制御回路１８は距離測定装置１３からの信号を受信し、それを処理することにより把握することが可能である。走行ロボット３０と充電装置５０との間で信号の送受信を行いたい場合は、走行ロボット側通信装置１４に制御回路１８が指令を送る。

このように走行ロボット３０の各機能は、制御回路１８によって制御されており、それらを駆動させるための電源として充電式電源１７を使用する。

図５は、充電装置５０の制御系を説明するための図である。

充電装置５０の制御は、主に制御回路３６によって行われる。制御回路３６は、充電装置側通信装置３４を介して、走行ロボット３０からの指令を受けて各機器へ指令を送信する。充電装置側電極３１ａ・３１ｂの位置を制御したい場合は、直動アクチュエータ用コントローラ３７へ直動アクチュエータ３３を駆動させるための指令を送信する。なお、直動アクチュエータ３３は、駆動先の位置の詳細を指定することが可能であり、かつ、停止信号が送信されるまで稼働するといった２パターンの動作が可能な装置が一般的である。充電式電源１７へ給電を行いたい場合には、制御回路３６は、充電回路３５へ指令を送り、充電装置側電極３１ａ・３１ｂと走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂとを介して、充電式電源１７へ給電を行う。この際、充電回路３５は、給電電圧を監視することができ、電圧異常が発生した場合、それを制御回路３６へ送信する。制御回路３６は、電圧異常の指令を受けた後は、必要であれば各装置の停止指令を送り、各機器を停止させる。直流電源３９および充電回路３５は、外部の交流電源に接続されており、直流電源３９は、充電装置５０に搭載された各機器の駆動力を供給する。また、操作スイッチ３８を用いて、外部の人間（ユーザなど）により充電装置５０の操作を行うことが可能である。操作スイッチ３８へのアクセスは、筐体フタ４１を開放することによりでき、所定の指令スイッチを押下することにより、制御回路３６を介して充電装置５０の機能を制御することが可能である。操作スイッチ３８の一例としては、充電装置５０の電源ボタンを挙げることができる。

図６は、走行ロボット３０と充電装置５０とが接近して通信している場合を説明するための図である。

走行ロボット３０は、給電（充電）の際に、充電装置５０へ接近する。その場合、図６に図示したように、走行ロボット３０と充電装置５０とは向い合せとなる。この時、充電装置５０に対して一定の距離に近づいたことを確認した後、走行ロボット３０は停止し、走行ロボット側通信装置１４より、充電装置側通信装置３４に対して赤外線通信により信号１４’を送信する。そして、充電装置側通信装置３４を介して、制御回路３６へ信号が送信され、所定の制御を行う。また、充電装置５０は、充電装置側通信装置３４を介して、信号１４’を受信した後、制御回路３６にて各装置の状態を把握し、その状態を信号３４’として充電装置側通信装置３４を介して、走行ロボット３０へ送信する。このようにして、走行ロボット３０から充電装置５０へは制御信号が、充電装置５０から走行ロボット３０へは状態信号が送信されるので、お互いが連携した動作を行うことが可能となる。

図７は、走行ロボット３０と充電装置５０とがドッキングして充電を行う場合の手順を説明するための図である。

走行ロボット３０が給電を必要とした場合に、手順が開示され（Ｓ１）、先ず、走行ロボット３０が充電装置５０へ接近する（Ｓ２）。次に、走行ロボット３０は、距離測定装置１３から得られる周囲環境までの距離情報を処理しながら、充電装置５０から一定の距離まで接近し停止する（Ｓ３）。次に、走行ロボット側通信装置１４を介して充電装置５０へ充電シーケンスを開始する旨の信号を送信する（Ｓ４）。その信号を充電装置側通信装置３４を介して、受信した充電装置５０は、制御回路３６にて信号を処理し、充電シーケンスを開始する（Ｓ５）。制御回路３６は、直動アクチュエータ３３へ、充電装置側電極３１ａ・３１ｂを移動させるための伸張信号を送信し、この伸張信号を受けた直動アクチュエータ３３は、充電装置側電極３１ａ・３１ｂの伸張を開示する（Ｓ６）。直動アクチュエータ３３によって移動させられた充電装置側電極３１ａ・３１ｂは、開閉式カバー３２を開放し、充電装置５０の外側に出る（Ｓ７）。充電装置側電極３１ａ・３１ｂの端部が、スライドカバー１２の端部に接触し、スライドカバー１２をスライドさせ、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂを露出させる（Ｓ８）。そして、充電装置側電極３１ａ・３１ｂを、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂと接触するように伸張させたことを確認して直動アクチュエータ３３の伸張を停止する（Ｓ９）。次に、走行ロボット３０は、充電装置５０へ充電処理を開始する旨の信号を送信し、充電装置５０はその信号を受信する（Ｓ１０、Ｓ１１）。その後、充電装置側の制御回路３６は、充電回路３５へ給電を開始する旨の指令を送り、充電式電源１７への給電が開始される（Ｓ１２）。充電式電源１７の電力が補充されたことを確認した制御回路１８は、充電処理を終了する旨の信号を送信する（Ｓ１３）。その信号を受信した充電装置５０は、給電処理を終了する（Ｓ１４、Ｓ１５）。次に、直動アクチュエータ３３を充電装置５０側へ戻して、充電装置側電極３１ａ・３１ｂを充電装置５０内部へ収納し、走行ロボット３０の給電手順は終了する（Ｓ１６、Ｓ１７）。

図８は、走行ロボット３０と充電装置５０とがドッキングして充電を行う場合を示す図である。

図示されているように、充電装置５０より伸張した直動アクチュエータ３３によって移動させられた充電装置側電極３１ａ・３１ｂは、開閉式カバー３２をその駆動力で上方向に開放し、充電装置５０の外側へ出てくる。そして、所定の位置に停止している走行ロボット３０の走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂに、充電装置側電極３１ａ・３１ｂの端面を接触させる。その際、先ず、充電装置側電極３１ａ・３１ｂの端部が、走行ロボット３０に設置されたスライドカバー１２の端部に接触し、直動アクチュエータ３３の駆動力を用いて、スライドカバー１２を必要なスライド量をスライドさせた後、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂと充電装置側電極３１ａ・３１ｂとが接触することとなる。

上記構成によれば、電極の露出を抑制することにより、安全性をより向上させるとともに、充電時における自律移動体の高精度な移動を必要としない充電装置５０を実現できる。

従来技術、特に、上記特許文献３に開示されている充電システムの場合、自走装置と充電装置との両方に扉が設けられており、これらを開放するためには、これらの扉を駆動させる駆動装置が自走装置および充電装置のそれぞれに必要となる。また、両装置の扉を開放した後には、自走装置側の端子部（電極部）を伸張させる装置も必要となるため、充電システムに備える必要がある駆動装置が複数個となってしまい、コストの上昇を招いてしまう。さらには、このような複数個の駆動装置を設置するスペースの確保が要求され、走行ロボットなどの自走装置の小型化を阻害する要因となっていた。

本実施の形態の構成によれば、走行ロボット３０の電極と、充電装置５０の電極とを保護できるとともに、走行ロボット３０と充電装置５０とがドッキング可能な充電システム（走行ロボットのドッキングシステム）１を、稼働装置である直動アクチュエータ３３を１個設けることで実現しているので、駆動装置の数の増加を抑制した充電システムを実現できる。

なお、本実施の形態においては、自律移動体の一例として、走行ロボットを例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、充電式電源を備え、自律して移動可能なものであれば、その種類は特に限定されない。

〔実施の形態２〕
次に、図９から図１２に基づいて、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態においては、走行ロボット３０ａが、スライドカバーロック機構２３と、スライドカバーロック検出センサ２４とを備えている点と、充電装置５０ａが、開閉式カバーロック機構４６と、開閉式カバーロック検出センサ４７とを備えている点とにおいて、実施の形態１とは異なり、その他については実施の形態１において説明したとおりである。説明の便宜上、実施の形態１の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。

図９は、走行ロボット３０ａと充電装置５０ａとを備えた充電システム１ａの概略構成を示す図である。

走行ロボット３０ａに備えられたスライドカバーロック機構２３は、スライドカバー１２のスライド機構を拘束するロック機構であり、施錠状態ではスライドカバー１２はスライドすることが不可能であり、結果、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂが外部に露出することができない。スライドカバーロック機構２３としては、例えば、ソレノイドロックを用いることができる。

充電装置５０ａに備えられた開閉式カバーロック機構４６は、開閉式カバー３２の開閉機構を拘束するロック機構であり、施錠状態では開閉式カバー３２は開閉することが不可能であり、結果、充電装置５０ａから充電装置側電極３１ａ・３１ｂは外部に露出することができない。開閉式カバーロック機構４６としては、例えば、ソレノイドロックを用いることができる。

図１０は、走行ロボット３０ａの制御系を説明するための図である。

走行ロボット３０ａに備えられたスライドカバーロック検出センサ２４は、スライドカバーロック機構２３の施錠、解錠状態を検出するセンサであり、例えば、透過型フォトセンサを用いることができる。

図示されているように、走行ロボット３０ａの制御系には、スライドカバーロック機構２３と、スライドカバーロック検出センサ２４とが付加されている。スライドカバーロック機構２３と、スライドカバーロック検出センサ２４は、それぞれ制御回路１８と接続されており、スライドカバーロック機構２３は、制御回路１８から施錠、解錠信号を受けて動作をし、スライドカバーロック検出センサ２４は、スライドカバーロック機構２３の動作を確認して、施錠状態か、解錠状態かを制御回路１８へ送信する。

図１１は、充電装置５０ａの制御系を説明するための図である。

充電装置５０ａに備えられた開閉式カバーロック検出センサ４７は、開閉式カバーロック機構４６の開閉状態を検出するセンサであり、例えば、透過型フォトセンサを用いることができる。

図示されているように、充電装置５０ａの制御系には、開閉式カバーロック機構４６と、開閉式カバーロック検出センサ４７とが付加されている。開閉式カバーロック機構４６と、開閉式カバーロック検出センサ４７とは、制御回路３６へ接続されており、開閉式カバーロック機構４６は、制御回路３６から施錠、解錠信号を受けて動作をし、開閉式カバーロック検出センサ４７は、開閉式カバーロック機構４６の動作を確認して、施錠状態か、解錠状態かを制御回路３６へ送信する。

図１２は、走行ロボット３０ａと充電装置５０ａとがドッキングして充電を行う場合の手順を説明するための図である。

走行ロボット３０ａが給電を必要とした場合に、手順が開示され（Ｓ２１）、先ず、走行ロボット３０ａが充電装置５０ａへ接近する（Ｓ２２）。次に、走行ロボット３０ａは、距離測定装置１３から得られる周囲環境までの距離情報を処理しながら、充電装置５０ａから一定の距離まで接近し停止する（Ｓ２３）。次に、走行ロボット３０ａは、スライドカバーロック機構２３を動作させて、解錠し（Ｓ２４）、スライドカバー１２の拘束を解除する。走行ロボット３０ａは、スライドカバーロック機構２３が解錠されたことを、スライドカバーロック検出センサ２４を用いて検出したら、走行ロボット側通信装置１４を介して充電装置５０ａへ充電シーケンスを開始する旨の信号を送信する（Ｓ２５）。その信号を充電装置側通信装置３４を介して、受信した充電装置５０ａは、制御回路３６にて信号を処理し、充電シーケンスを開始する（Ｓ２６）。そして、充電装置５０ａは、開閉式カバーロック機構４６を解錠する（Ｓ２７）。制御回路３６は、直動アクチュエータ３３へ、充電装置側電極３１ａ・３１ｂを移動させるための伸張信号を送信し、この伸張信号を受けた直動アクチュエータ３３は、充電装置側電極３１ａ・３１ｂの伸張を開示する（Ｓ２８）。直動アクチュエータ３３によって移動させられた充電装置側電極３１ａ・３１ｂは、開閉式カバー３２を開放し、充電装置５０ａの外側に出る（Ｓ２９）。充電装置側電極３１ａ・３１ｂの端部が、スライドカバー１２の端部に接触し、スライドカバー１２をスライドさせ、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂを露出させる（Ｓ３０）。そして、充電装置側電極３１ａ・３１ｂを、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂと接触するように伸張させたことを確認して直動アクチュエータ３３の伸張を停止する（Ｓ３１）。次に、走行ロボット３０ａは、充電装置５０ａへ充電処理を開始する旨の信号を送信し、充電装置５０ａはその信号を受信する（Ｓ３２、Ｓ３３）。その後、充電装置側の制御回路３６は、充電回路３５ａへ給電を開始する旨の指令を送り、充電式電源１７への給電が開始される（Ｓ３４）。充電式電源１７の電力が補充されたことを確認した制御回路１８は、充電処理を終了する旨の信号を送信する（Ｓ３５）。その信号を受信した充電装置５０ａは、給電処理を終了する（Ｓ３６、Ｓ３７）。次に、直動アクチュエータ３３を充電装置５０ａ側へ戻して、充電装置側電極３１ａ・３１ｂを充電装置５０ａ内部へ収納する（Ｓ３８）。それから、充電装置５０ａは、直動アクチュエータ３３が戻ったのを確認した後、開閉式カバーロック機構４６を動作させて、施錠する（Ｓ３９）。充電装置５０ａは、開閉式カバーロック機構４６が施錠されたことを、開閉式カバーロック検出センサ４７を用いて検出したら、走行ロボット３０ａへロック施錠信号を送信し（Ｓ４０）、走行ロボット３０ａは、その信号を受信する（Ｓ４１）。その後、走行ロボット３０ａは、スライドカバーロック機構２３を動作させ、施錠状態にし、スライドカバー１２が動かないように拘束し（Ｓ４２）、走行ロボット３０ａの給電手順は終了する（Ｓ４３）。

上記構成によれば、スライドカバー１２に対して、スライドカバーロック機構２３とスライドカバーロック検出センサ２４とを設け、開閉式カバー３２に対しては、開閉式カバーロック機構４６と、開閉式カバーロック検出センサ４７とを設けることで、より安全な充電システム１ａを実現できる。

なお、本実施の形態においては、スライドカバー１２および開閉式カバー３２の両方にロック機構を設けた場合を例に挙げたが、これに限定されることはなく、スライドカバー１２および開閉式カバー３２の何れか一方にのみロック機構を設けてもより安全な充電システム１ａを実現できる。

〔実施の形態３〕
次に、図１３から図１７に基づいて本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態においては、充電装置５０ｂに、充電装置側電極３１ａ・３１ｂが走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂに接触したことを検出するための接触センサ４８が備えられている点において実施の形態２とは異なり、その他については実施の形態２において説明したとおりである。説明の便宜上、実施の形態１および実施の形態２の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。

図１３は、走行ロボット３０ａと充電装置５０ｂとを備えた充電システム１ｂの概略構成を示す図である。

図示されているように、充電装置５０ｂには、充電装置側電極３１ａ・３１ｂが走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂに接触したことを検出するための接触センサ４８が備えられている。

接触センサ４８は、充電装置側電極３１ａ・３１ｂの端部が、スライドカバー１２を押していることを検出するセンサであり、例えば、マイクロスイッチセンサを用いることができる。

接触センサ４８を設ける高さは、走行ロボット３０ａと充電装置５０ｂとを水平な面に置いた時に、接触センサ４８がスライドカバー１２の下部に接触するような位置に配置すればよい。

図１４は、充電装置５０ｂの直動アクチュエータ３３に備えられた接触センサ４８ａ・４８ｂの取付け位置を説明するための図である。

図示されているように、接触センサ４８ａ・４８ｂの接触検出面は、充電装置側電極３１ａ・３１ｂの端面がなす面と略同じになるように設置される。また、接触センサ４８ａ・４８ｂは、充電装置側電極３１ａ・３１ｂが固定される充電装置側電極固定部材４４’に取付けられる。なお、充電装置側電極固定部材４４’の形状は、接触センサ４８ａ・４８ｂを設ける空間が必要であるので、上述した実施の形態１における充電装置側電極固定部材４４とはその形状が異なる。

本実施の形態においては、図１４に図示されているように、接触センサ４８ａ・４８ｂは、充電装置側電極３１ａ・３１ｂの長辺方向（図中のＹ方向）において、離して２個配置した。このように、接触センサ４８ａ・４８ｂを２個配置することにより、充電装置５０ｂに対して、走行ロボット３０ａが旋回方向に回転した位置に停止することによって発生する電極の片当たりを検出し、電極の不安定な接触を防止することができる。

図１５は、充電装置５０ｂの制御系を説明するための図である。

充電装置５０ｂの制御系は、接触センサ４８ａおよび接触センサ４８ｂが付加されている。接触センサ４８ａ・４８ｂは、制御回路３６へ接続されており、それぞれのセンサ面が他の物体に接触したかを検出し、その信号を制御回路３６へ送信する。

図１６は、走行ロボット３０ａと充電装置５０ｂとがドッキングして充電を行う場合の手順を説明するための図である。

図１７は、ドッキングのリトライ準備の手順を説明するための図である。

図１６に図示されたＳ５１からＳ６０までの手順は、上述した実施の形態２において、図１２を参照して説明したＳ２１からＳ３０までの手順と同じであるため、ここではその説明を省略する。

次に、接触センサ４８ａ・４８ｂを用いて、充電装置側電極３１ａ・３１ｂが、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂに接触したかを判定する（Ｓ６１）。この際、接触センサ４８ａと接触センサ４８ｂとの両方、もしくは一方で、未接触と判定された場合には、リトライ準備を開始する（Ｓ７６）。なお、リトライ準備の手順については後述する。接触センサ４８ａと接触センサ４８ｂとの両方で接触が検出されたら、充電装置５０ｂは、接触検出信号を走行ロボット３０ａへ送信（Ｓ６２）し、走行ロボット３０ａは、その信号を受信する（Ｓ６３）。その後のＳ６４からＳ７５までの手順は、上述した実施の形態２において、図１２を参照して説明したＳ３２からＳ４３までの手順と同じであるため、ここではその説明を省略する。

一方、図１７に図示されているドッキングのリトライ準備手順は、接触センサ４８ａ・４８ｂを用いて、充電装置側電極３１ａ・３１ｂが、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂに接触したかを判定し（Ｓ６１）、接触センサ４８ａと接触センサ４８ｂとの両方、もしくは一方で、未接触と判定された場合に、開始される。

ドッキングのリトライ準備開始（Ｓ７６）は、直動アクチュエータ３３が伸張した状態で開始される。したがって、先ずは、充電装置５０ｂが、非接触信号を走行ロボット３０ａへ送信した後（Ｓ７８）、充電装置５０ｂが直動アクチュエータ３３を動作させ、充電装置側電極３１ａ・３１ｂを充電装置５０ｂの内部へ収納する（Ｓ７９）。その後、開閉式カバーロック機構４６を動作させ施錠する（Ｓ８０）。充電装置５０ｂは、開閉式カバーロック機構４６が施錠されたことを、開閉式カバーロック検出センサ４７を用いて検出したら、走行ロボット３０ａへロック施錠信号を送信し（Ｓ８１）、走行ロボット３０ａは、その信号を受信する（Ｓ８２）。その後、走行ロボット３０ａは、スライドカバーロック機構２３を動作させ施錠をし（Ｓ８３）、走行ロボット３０ａは、スライドカバーロック検出センサ２４を用いて、施錠を確認した後、充電装置５０ｂから離れる（Ｓ８４）ことによって、ドッキングのリトライ準備を終了させる（Ｓ８５）。ドッキングのリトライ準備が完了したら、再度、ドッキング手順へ移行し、図１６に図示した開始手順（Ｓ５１）となる。

上記構成によれば、接触センサ４８ａ・４８ｂを備えているので、充電装置側電極３１ａ・３１ｂが、確実に走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂに接触したかの判定を行うことができ、電極の不安定な接触を防止することができるので、より確実性のある充電システム１ｂを実現することができる。

なお、本実施の形態においては、充電装置５０ｂに対して、走行ロボット３０ａが旋回方向に回転した位置に停止することによって発生する電極の片当たりを検出し、電極の不安定な接触を防止するため、接触センサ４８ａ・４８ｂを所定距離離して２個配置した場合を例に挙げたが、これに限定されることはなく、充電装置側電極３１ａ・３１ｂと走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂとが接触したかの判定ができるのであれば、設ける接触センサの数は一つでも、複数個でもよく、接触センサの配置位置も特に限定されない。

〔実施の形態４〕
次に、図１８および図１９に基づいて、本発明の実施の形態４について説明する。本実施の形態においては、走行ロボット３０ｂには、充電装置５０ｂからの距離をより確実に検出するための第２の距離測定装置２５が備えられている点において、上述した実施の形態３とは異なり、その他については実施の形態１、実施の形態２および実施の形態３において説明したとおりである。説明の便宜上、実施の形態１、実施の形態２および実施の形態３の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。

図１８は、走行ロボット３０ｂと充電装置５０ｂとを備えた充電システム１ｃの概略構成を示す図である。

走行ロボット３０ｂに備えられた第２の距離測定装置２５は、走行ロボット３０ｂがドッキングする時、充電装置５０ｂ側が距離測定面となるように設置され、走行ロボット３０ｂから充電装置５０ｂの端面までの距離を測定する。

なお、第２の距離測定装置２５は、通常利用環境において距離測定装置１３よりも高い距離測定精度を有していることが好ましく、本実施の形態においては、第２の距離測定装置２５として、超音波センサを用いたが、これに限定されることはない。

図１９は、走行ロボット３０ｂの制御系を説明するための図である。

走行ロボット３０ｂの制御系には、超音波センサを用いた第２の距離測定装置２５が備えられている。第２の距離測定装置２５は、制御回路１８に接続されており、超音波の反射を見て、距離測定面からの距離を判断し、制御回路１８へ送信する。

走行ロボット３０ｂと充電装置５０ｂとのドッキングにおいて、走行ロボット３０ｂが、充電装置５０ｂに対して一定距離で停止する際に、距離測定装置１３だけでなく、第２の距離測定装置２５を用いることにより、より精度よく走行ロボット３０ｂを位置決めできる。

上記構成によれば、距離測定装置１３だけでなく、第２の距離測定装置２５を用いることにより、より精度よく走行ロボット３０ｂを位置決めできるので、より確実にドッキングできる充電システム１ｃを実現できる。

〔まとめ〕
本発明の態様１における充電装置は、第１電極と、第２電極と、上記第１および第２電極を保護する開閉式カバーと、を備えた充電装置であって、上記第１および第２電極を上記充電装置の外側に延伸させる延伸機構を備え、上記第１および第２電極は、上記充電装置の高さ方向である第１方向より上記第１方向と直交する第２方向に長い形状を有し、かつ、上記第１方向において所定間隔で配置されており、上記開閉式カバーは、上記第１および第２電極の上側または下側に位置する上記第２方向の軸を中心に回転するように設けられ、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動につれて、上記開閉式カバーが徐々に開放され、上記第１および第２電極が露出することを特徴としている。

上記構成によれば、上記充電装置に備えられた上記第１および第２電極は、上記第１方向より上記第２方向に長い形状、すなわち、横長形状を有しているので、充電時に、自律移動体が決められた位置から上記第２方向に少しずれでも、自律移動体が上記充電装置に対して、新たに位置を取り直す可能性を抑制することができる。また、自律移動体の高さ精度は、主に組立精度であり、自律移動体の移動によって変わらないので、上記充電装置に備えられた上記第１および第２電極は、上記第１方向において所定間隔で配置されている。

さらに、上記構成によれば、上記第１および第２電極は、横長形状を有しており、上記開閉式カバーは、上記第１および第２電極の上側または下側に位置する上記第２方向の軸を中心に回転する、すなわち、上記開閉式カバーは上向きまたは下向きに開くため、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動につれて、上記開閉式カバーが徐々に開放され、上記第１および第２電極が共に露出するのは、上記開閉式カバーは上向きに開く場合には、上記第１および第２電極中、上側に配置された電極が上記開閉式カバーから露出したときとなり、上記開閉式カバーは下向きに開く場合には、上記第１および第２電極中、下側に配置された電極が上記開閉式カバーから露出したときとなる。したがって、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動の途中の段階では、上記第１および第２電極中、下側に配置された電極のみまたは、上側に配置された電極のみが上記開閉式カバーから露出することとなる。よって、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動の期間における大半の期間においては、上記第１および第２電極が同時に露出することがないので、外部からの物体が上記第１および第２電極に同時に接触する危険性を抑制することができる。

このような上記充電装置によれば、電極の露出を抑制することにより、安全性をより向上させるとともに、充電時における自律移動体の高精度な移動を必要としない充電装置を実現できる。

本発明の態様２における充電システムは、上記態様１に記載の充電装置と、充電式電源を備えた自律移動体と、を備え、上記自律移動体は、上記充電式電源に接続された第３電極および第４電極を備えており、上記第３および第４電極の各々は、上記第２方向に沿って、複数個に分割されており、複数個に分割された上記第３および第４電極の各々は、個別に、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動方向に沿って移動可能であることが好ましい。

上記構成によれば、分割された上記第３および第４電極の各々は、個別に、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動方向に沿って移動可能である。したがって、上記第３および第４電極と上記第１および第２電極との間で角度ずれが生じても、上記第３および第４電極は、個別に、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動方向に沿って移動可能であるので、このようなずれを吸収することが可能となる。

本発明の態様３における充電システムは、上記態様２において、上記第１および第２電極が形成されている面には、接触センサが備えられていることが好ましい。

上記構成によれば、上記第１および第２電極が形成されている面には、接触センサが備えられているので、上記第１および第２電極が、確実に上記第３および第４電極に接触したかの判定を行うことができ、電極の不安定な接触を防止することができるので、より確実性のある充電システムを実現することができる。

本発明の態様４における充電システムは、上記態様２または３において、上記自律移動体は、上記第３および第４電極を保護するスライドカバーを備えており、上記スライドカバーは、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動方向に沿って移動可能であることが好ましい。

上記構成によれば、上記自律移動体の上記第３および第４電極への不意な接触を防止することができ、安全性をより向上させた充電システムを実現することができる。

本発明の態様５における充電システムは、上記態様４において、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動によって、上記スライドカバーが押され、上記スライドカバーの開口部から上記第３および第４電極が露出することが好ましい。

上記構成によれば、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動によって、上記スライドカバーの開口部から上記第３および第４電極が露出するので、上記スライドカバーを動かす駆動装置は別途不要となる。したがって、駆動装置の数の増加を抑制した充電システムを実現できる。

本発明の態様６における充電システムは、上記態様２から５の何れか１態様において、上記自律移動体には、上記自律移動体と上記充電装置との間の距離を測定する距離測定部が備えられており、上記充電式電源を充電する際には、上記自律移動体は、上記距離測定部によって測定された距離に基づいて、上記充電装置から所定距離に位置することが好ましい。

上記構成によれば、距離測定部が備えられているので、精度よく上記自律移動体を位置決めできるので、確実にドッキングできる充電システムを実現できる。

本発明の態様７における充電システムは、上記態様２から６の何れか１態様において、上記自律移動体には、第１通信部が備えられており、上記充電装置には、上記第１通信部と信号の送受信を行う第２通信部が備えられており、上記充電装置は、上記第１通信部からの信号に基づいて、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動、上記充電式電源への充電の開始および上記充電式電源への充電の終了の少なくとも一つを行うことが好ましい。

上記構成によれば、上記充電装置は、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動、上記充電式電源への充電の開始および上記充電式電源への充電の終了の動作を適切なタイミングに行うことができる。

本発明の態様８における充電システムは、上記態様４または５において、上記第３および第４電極は、上記スライドカバーの移動方向における長さが、上記スライドカバーの移動方向と直交する方向の長さより長い形状を有し、上記第３および第４電極における上記第１および第２電極と対向する面は、上記第１および第２電極における上記第３および第４電極と対向する面より小さいことが好ましい。

上記構成によれば、上記第１および第２電極が上記スライドカバーを押して、上記第３および第４電極を露出させて接触するのが容易になる。

本発明の態様９における充電システムは、上記態様４、５および８の何れか１態様において、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動は、上記スライドカバーの移動方向と同じであることが好ましい。

上記構成によれば、上記第１および第２電極が上記スライドカバーを押して、上記第３および第４電極を露出させて接触するのが容易になる。

本発明の態様１０における充電システムは、上記態様４、５、８および９の何れか１態様において、上記スライドカバーは、上記自律移動体に備えられたスライドカバーロック機構により動きが拘束され、上記スライドカバーロック機構は、上記自律移動体に備えられた制御回路により施錠または解錠が制御されることが好ましい。

上記構成によれば、スライドカバーロック機構を用いて、上記スライドカバーをスライドさせる必要がない時には、上記スライドカバーがスライドできないようにできるので、より安全な充電システムを実現できる。

本発明の態様１１における充電システムは、上記態様２から１０の何れか１態様において、上記開閉式カバーは、上記充電装置に備えられた開閉式カバーロック機構により動きが拘束され、上記開閉式カバーロック機構は、上記充電装置に備えられた制御回路により施錠または解錠が制御されることが好ましい。

上記構成によれば、開閉式カバーロック機構を用いて、上記開閉式カバーを開放させる必要がない時には、上記開閉式カバーが開放できないようにできるので、より安全な充電システムを実現できる。

本発明の態様１２における充電システムは、上記態様３において、上記延伸機構において、直線状に移動する支持部材には上記第１および第２電極が固定されており、上記支持部材において、上記第１および第２電極が固定された面には、上記接触センサが備えられていてもよい。

上記構成によれば、上記接触センサを用いて、上記第１および第２電極が、確実に上記第３および第４電極に接触したかの判定を行うことができ、電極の不安定な接触を防止することができるので、より確実性のある充電システムを実現することができる。

本発明の態様１３における充電システムは、上記態様６において、上記距離測定部は、レーザ光を用いたセンサと超音波を用いたセンサとの少なくとも一方を備えていることが好ましい。

上記構成によれば、精度よく上記自律移動体を位置決めできるので、確実にドッキングできる充電システムを実現できる。

本発明の態様１４における充電システムは、上記態様６において、上記距離測定部は、異なる箇所に２つ備えられており、一方の距離測定部はレーザ光を用いたセンサを備えており、他方の距離測定部は超音波を用いたセンサを備えていることが好ましい。

上記構成によれば、より精度よく上記自律移動体を位置決めできるので、より確実にドッキングできる充電システムを実現できる。

本発明の態様１５における充電システムは、上記態様３において、上記接触センサは、上記第２方向において、所定距離を離して複数個が備えられていることが好ましい。

上記構成によれば、充電装置に対して、自律移動体が旋回方向に回転した位置に停止することによって発生する電極の片当たりを検出し、電極の不安定な接触を防止できる。

尚、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、走行ロボットなどの自律移動体とドッキングし、上記自律移動体に備えられた充電式電源を充電する充電装置と、上記自律移動体と上記充電装置とを備えた充電システムに好適に用いることができる。

１ 充電システム
１ａ 充電システム
１ｂ 充電システム
１ｃ 充電システム
１１ａ 走行ロボット側電極（第３電極）
１１ｂ 走行ロボット側電極（第４電極）
１２ スライドカバー
１３ 距離測定装置（距離測定部）
１４ 走行ロボット側通信装置（第２通信部）
１４’ 信号
１５ 駆動タイヤ
１６ 走行ロボット筐体
１７ 充電式電源
１８ 制御回路
１９ 駆動系回路
２０ 駆動モータ
２１ 弾性体
２２ スライドカバー固定部材
２３ スライドカバーロック機構
２４ スライドカバーロック検出センサ
２５ 第２の距離測定装置（距離測定部）
３０ 走行ロボット（自律移動体）
３０ａ 走行ロボット（自律移動体）
３０ｂ 走行ロボット（自律移動体）
３１ａ 充電装置側電極（第１電極）
３１ｂ 充電装置側電極（第２電極）
３２ 開閉式カバー
３２ａ 軸
３３ 直動アクチュエータ（延伸機構）
３４ 充電装置側通信装置（第１通信部）
３４’ 信号
３５ 充電回路
３６ 制御回路
３７ 直動アクチュエータ用コントローラ
３８ 操作スイッチ
３９ 直流電源
４０ 充電装置側の筐体
４１ 筐体フタ
４２ 直動アクチュエータ用部材
４３ 充電装置側電極固定部材
４４ 充電装置側電極固定部材
４４’ 充電装置側電極固定部材
４５ 矢印
４６ 開閉式カバーロック機構
４７ 開閉式カバーロック検出センサ
４８ 接触センサ
４８ａ 接触センサ
４８ｂ 接触センサ
５０ 充電装置
５０ａ 充電装置
５０ｂ 充電装置

Claims (15)

1. 第１電極と、第２電極と、上記第１および第２電極を保護する開閉式カバーと、を備えた充電装置であって、
   上記第１および第２電極を上記充電装置の外側に延伸させる延伸機構を備え、
   上記第１および第２電極は、上記充電装置の高さ方向である第１方向より上記第１方向と直交する第２方向に長い形状を有し、かつ、上記第１方向において所定間隔で配置されており、
   上記開閉式カバーは、上記第１および第２電極の上側または下側に位置する上記第２方向の軸を中心に回転するように設けられ、
   上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動につれて、上記開閉式カバーが徐々に開放され、上記第１および第２電極が露出することを特徴とする充電装置。
2. 請求項１に記載の充電装置と、充電式電源を備えた自律移動体と、を備え、
   上記自律移動体は、上記充電式電源に接続された第３電極および第４電極を備えており、
   上記第３および第４電極の各々は、上記第２方向に沿って、複数個に分割されており、
   複数個に分割された上記第３および第４電極の各々は、個別に、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動方向に沿って移動可能であることを特徴とする充電システム。
3. 上記第１および第２電極が形成されている面には、接触センサが備えられていることを特徴とする請求項２に記載の充電システム。
4. 上記自律移動体は、上記第３および第４電極を保護するスライドカバーを備えており、
   上記スライドカバーは、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動方向に沿って移動可能であることを特徴とする請求項２または３に記載の充電システム。
5. 上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動によって、上記スライドカバーが押され、上記スライドカバーの開口部から上記第３および第４電極が露出することを特徴とする請求項４に記載の充電システム。
6. 上記自律移動体には、上記自律移動体と上記充電装置との間の距離を測定する距離測定部が備えられており、
   上記充電式電源を充電する際には、上記自律移動体は、上記距離測定部によって測定された距離に基づいて、上記充電装置から所定距離に位置することを特徴とする請求項２から５の何れか１項に記載の充電システム。
7. 上記自律移動体には、第１通信部が備えられており、
   上記充電装置には、上記第１通信部と信号の送受信を行う第２通信部が備えられており、
   上記充電装置は、上記第１通信部からの信号に基づいて、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動、上記充電式電源への充電の開始および上記充電式電源への充電の終了の少なくとも一つを行うことを特徴とする請求項２から６の何れか１項に記載の充電システム。
8. 上記第３および第４電極は、上記スライドカバーの移動方向における長さが、上記スライドカバーの移動方向と直交する方向の長さより長い形状を有し、
   上記第３および第４電極における上記第１および第２電極と対向する面は、上記第１および第２電極における上記第３および第４電極と対向する面より小さいことを特徴とする請求項４または５に記載の充電システム。
9. 上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動は、上記スライドカバーの移動方向と同じであることを特徴とする請求項４、５および８の何れか１項に記載の充電システム。
10. 上記スライドカバーは、上記自律移動体に備えられたスライドカバーロック機構により動きが拘束され、
    上記スライドカバーロック機構は、上記自律移動体に備えられた制御回路により施錠または解錠が制御されることを特徴とする請求項４、５、８および９の何れか１項に記載の充電システム。
11. 上記開閉式カバーは、上記充電装置に備えられた開閉式カバーロック機構により動きが拘束され、
    上記開閉式カバーロック機構は、上記充電装置に備えられた制御回路により施錠または解錠が制御されることを特徴とする請求項２から１０の何れか１項に記載の充電システム。
12. 上記延伸機構において、直線状に移動する支持部材には上記第１および第２電極が固定されており、
    上記支持部材において、上記第１および第２電極が固定された面には、上記接触センサが備えられていることを特徴とする請求項３に記載の充電システム。
13. 上記距離測定部は、レーザ光を用いたセンサと超音波を用いたセンサとの少なくとも一方を備えていることを特徴とする請求項６に記載の充電システム。
14. 上記距離測定部は、異なる箇所に２つ備えられており、一方の距離測定部はレーザ光を用いたセンサを備えており、他方の距離測定部は超音波を用いたセンサを備えていることを特徴とする請求項６に記載の充電システム。
15. 上記接触センサは、上記第２方向において、所定距離を離して複数個が備えられていることを特徴とする請求項３に記載の充電システム。

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