JP2018068077A - 移動体および無線電力伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】障害物が存在する場合でも、安全に電力伝送を行う。【解決手段】移動体は、路面に沿って配置された第１および第２送電電極を有する送電装置から、交流電力を無線で受電する。前記移動体は、前記移動体の経路上および前記移動体の下方の少なくとも一方に位置する障害物を検知するセンサと、前記第１送電電極に対向したときに、前記第１送電電極と電界結合する少なくとも１つの第１受電電極と、前記第２送電電極に対向したときに、前記第２送電電極と電界結合する少なくとも１つの第２受電電極と、前記第１受電電極の全体または一部を、重力方向に移動させるアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する制御回路とを備える。前記制御回路は、前記センサによる検知の結果に基づいて前記アクチュエータを制御し、前記第１受電電極が障害物に接触することを回避する。【選択図】図７Ａ

Description

本開示は、無線で伝送された電力によって駆動される移動体、および無線電力伝送システムに関する。

近年、携帯電話機および電気自動車などの移動性を伴う機器に、無線（非接触）で電力を伝送する無線電力伝送技術の開発が進められている。無線電力伝送技術には、電磁誘導方式および電界結合方式などの方式がある。このうち、電界結合方式による無線電力伝送システムは、一対の送電電極と一対の受電電極とが対向した状態で、一対の送電電極から一対の受電電極に無線で交流電力が伝送される。このような電界結合方式による無線電力伝送システムは、例えば路面（または床面）に設けられた一対の送電電極から負荷（例えば可動ロボット等の移動体が有するモータまたはバッテリ）に電力を伝送する用途で用いられ得る。特許文献１および２は、そのような電界結合方式による無線電力伝送システムの一例を開示している。

特開２０１０−１９３６９２号公報 特開２０１２−１７５８６９号公報

電界結合方式による無線電力伝送システムでは、送電電極の上に障害物が存在する場合に、当該障害物と受電電極とが接触する可能性がある。そのような接触は、移動体への給電および移動体の動作を妨げる。

本開示は、送電電極の上に障害物が存在する場合においても、安全に電力伝送を行うことができる新規な技術を提供する。

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る移動体は、
路面に沿った平面状の表面を有する第１送電電極、および前記第１送電電極から前記路面に沿った方向に離間して配置され前記路面に沿った平面状の表面を有する第２送電電極を有する送電装置から、交流電力を無線で受電する移動体であって、
前記移動体の経路上および前記移動体の下方の少なくとも一方に位置する障害物を検知するセンサと、
前記第１送電電極に対向したときに、前記第１送電電極と電界結合する少なくとも１つの第１受電電極と、
前記第２送電電極に対向したときに、前記第２送電電極と電界結合する少なくとも１つの第２受電電極と、
前記第１受電電極の全体または一部を、重力方向に移動させるアクチュエータと、
前記アクチュエータを制御する制御回路であって、前記センサによる検知の結果に基づいて前記アクチュエータを制御し、前記第１受電電極が障害物に接触することを回避する制御回路と、
を備える。

上記の包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または記録媒体で実現されてもよい。あるいは、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本開示の技術によれば、送電電極の上に障害物が存在する場合、または、送電電極の周辺に障害物が存在する状況が発生し得る環境下においても、安全に電力伝送を行うことができる。

電界結合方式による無線電力伝送システムの一例を模式的に示す図である。 図１に示す無線電力伝送システムの概略的な構成を示す図である。 本開示の実施形態１における無線電力伝送システムの概略的な構成を示す図である。 正面側（前方）から見た搬送ロボット（移動体）１０の構成例を模式的に示す図である。 移動体１０および障害物４００を横から見た状況を模式的に示す図である。 移動体１０が障害物４００の手前において、充電しながら移動している状況を示している。 移動体１０が障害物４００を超えて進もうとしている状況を示している。 移動体１０が障害物４００を通過した後の状況を示している。 障害物４００が一方の受電電極２２０ａの経路上にのみ存在し、他方の受電電極２２０ｂの経路上には存在しない場合の例を示している。 障害物４００が受電電極２２０ａ、２２０ｂの両方の経路上に存在している場合の例を示している。 移動体１０の制御回路２５０による制御方法の例を示すフローチャートである。 本実施形態の無線電力伝送システムにおける電力伝送に関する構成を概略的に示すブロック図である。 無線電力伝送システムのより詳細な構成例を示す回路図である。 送電回路１１０の構成例を模式的に示す図である。 受電回路２１０の構成例を模式的に示す図である。 変形例における移動体１０の概略構成を示すブロック図である。 ２つの第１受電電極２２０ａが、移動体１０の移動方向（進行方向）に並び、２つの第２受電電極２２０ａも、移動体１０の移動方向に並んでいる例を示している。 ２つの第１受電電極２２０ａおよび２つの第２受電電極が、移動体１０の横方向に並んでいる例を示している。 第１受電電極２２０ａおよび第２受電電極２２０ａのそれぞれの数が、４個である例を示している。 移動体１０の進行方向に２つの受電電極２２０が並ぶ構成において、障害物を回避する動作の流れを示す第１の図である。 移動体１０の進行方向に２つの受電電極２２０が並ぶ構成において、障害物を回避する動作の流れを示す第２の図である。 移動体１０の進行方向に２つの受電電極２２０が並ぶ構成において、障害物を回避する動作の流れを示す第３の図である。 移動体１０の進行方向に２つの受電電極２２０が並ぶ構成において、障害物を回避する動作の流れを示す第４の図である。 第１受電電極２２０ａ、２２０ｂのそれぞれが、移動体１０の横方向に並ぶ２つの受電電極を含む構成における動作を示す第１の図である。 第１受電電極２２０ａ、２２０ｂのそれぞれが、移動体１０の横方向に並ぶ２つの受電電極を含む構成における動作を示す第２の図である。 第１受電電極２２０ａ、２２０ｂのそれぞれが、移動体１０の横方向に並ぶ２つの受電電極を含む構成における動作を示す第３の図である。 他の変形例における移動体１０の動作を示す第１の図である。 他の変形例における移動体１０の動作を示す第２の図である。 他の変形例における移動体１０の動作を示す第３の図である。 他の変形例における移動体１０の動作を示す第４の図である。 計測に用いた送電電極１２０および受電電極２２０の構成を模式的に示す図である。 ギャップの大きさｇ１を、１０ｍｍ以下の範囲で変化させたときの伝送効率の変化量（ΔＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を表すグラフである。 ギャップの大きさｇ１を、１０ｍｍ以下の範囲で変化させたときの受電側の出力電圧の変化量（ΔＶｏｕｔ）を表すグラフである。 ギャップの大きさｇ１を、１０ｍｍよりも大きい範囲で変化させたときの伝送効率の変化量（ΔＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を表すグラフである。 ギャップの大きさｇ１を、１０ｍｍよりも大きい範囲で変化させたときの受電側の出力電圧の変化量（ΔＶｏｕｔ）を表すグラフである。 本開示の他の実施形態における移動体１０の動作を示す第１の図である。 本開示の他の実施形態における移動体１０の動作を示す第２の図である。 本開示の他の実施形態における移動体１０の動作を示す第３の図である。 本開示の他の実施形態における制御回路２５０の電力伝送時の動作を示すフローチャートである。 本開示のさらに他の実施形態における送電電極１２０ａ、１２０ｂの配置を模式的に示す斜視図である。 本開示のさらに他の実施形態における送電電極１２０ａ、１２０ｂの配置を模式的に示す斜視図である。 本開示のさらに他の実施形態における送電電極１２０ａ、１２０ｂの配置を模式的に示す断面図である。

（本開示の基礎となった知見）
本開示の実施形態を説明する前に、本開示の基礎となった知見を説明する。

図１は、本発明者が開発を進めている電界結合方式による無線電力伝送システムの一例を模式的に示す図である。図示されている無線電力伝送システムは、例えば工場内で物品の搬送に用いられる搬送ロボット１０（無人搬送車：ＡＧＶ）に無線で電力を伝送するシステムである。搬送ロボット１０は、本開示における移動体の一例である。このシステムでは、路面（床面）３０に平板状の一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂが配置されている。搬送ロボット１０は、一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂに対向する一対の受電電極を備えている。搬送ロボット１０は、送電電極１２０ａ、１２０ｂから伝送された交流電力を、一対の受電電極によって受け取る。受け取った電力は、搬送ロボット１０が有するモータ、二次電池、または蓄電用のキャパシタなどの負荷に供給される。これにより、搬送ロボット１０の駆動または充電が行われる。

図１には、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ方向を示すＸＹＺ座標が示されている。以下の説明では、図示されているＸＹＺ座標を用いる。送電電極１２０ａ、１２０ｂが延びる方向をＹ方向、送電電極１２０ａ、１２０ｂの表面に垂直な方向をＺ方向、Ｙ方向およびＺ方向に垂直な方向をＸ方向とする。なお、本願の図面に示される構造物の向きは、説明のわかりやすさを考慮して設定されており、本開示の実施形態が現実に実施されるときの向きをなんら制限するものではない。また、図面に示されている構造物の全体または一部分の形状および大きさも、現実の形状および大きさを制限するものではない。

図２は、図１に示す無線電力伝送システムの概略的な構成を示す図である。この無線電力伝送システムは、送電装置１００と、搬送ロボット１０（移動体）とを備えている。送電装置１００は、一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂと、送電電極１２０ａ、１２０ｂに交流電力を供給する送電回路１１０とを備えている。送電回路１１０は、例えば、インバータ回路を含む交流出力回路である。送電回路１１０は、不図示の直流電源から供給された直流電力を、交流電力に変換して一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂに出力する。

搬送ロボット１０は、受電装置２００と、負荷３３０とを備えている。受電装置２００は、一対の受電電極２２０ａ、２２０ｂと、受電電極２２０ａ、２２０ｂが受け取った交流電力を負荷３３０が要求する電力（例えば所定の電圧の直流電圧または所定の周波数の交流電力）に変換して負荷３３０に供給する受電回路２１０とを備えている。受電回路２１０は、例えば整流回路または周波数変換回路等の各種の回路を含み得る。負荷３３０は、例えばモータ、蓄電用のキャパシタ、または二次電池などの、電力を消費する機器である。一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂと、一対の受電電極２２０ａ、２２０ｂとの間の電界結合（容量結合）により、両者が対向した状態で電力が無線で伝送される。

このような無線電力伝送システムにより、搬送ロボット１０は、送電電極１２０ａ、１２０ｂに沿って移動しながら、無線で電力を受け取ることができる。搬送ロボット１０は、送電電極１２０ａ、１２０ｂと受電電極２２０ａ、２２０ｂとが近接して対向した状態を保ちながら、送電電極１２０ａ、１２０ｂが延びる方向（図１におけるＹ方向）に移動する。これにより、搬送ロボット１０は、例えばキャパシタ等の蓄電器を充電しながら移動することができる。

しかし、このような無線電力伝送システムにおいては、送電電極１２０ａ、１２０ｂの少なくとも一方の上に障害物が存在する場合に、搬送ロボット１０の動作が妨げられる。例えば、送電電極と受電電極との間の距離よりも大きい高さの物体が、受電電極２２０ａ、２２０ｂの少なくとも一方の前方に存在する場合、その物体は、受電電極２２０ａ、２２０ｂの少なくとも一方に衝突する。このような衝突が生じると、搬送ロボット１０はそれ以上動作を継続することが困難になる。

衝突を避けるために、搬送ロボット１０に障害物を検知するセンサを設け、障害物が検知された場合には搬送ロボット１０を停止させる、といった対処法が考えられる。しかし、そのような対処法では、搬送ロボット１０が停止してしまうため、やはり搬送ロボット１０の動作を継続することができない。

本発明者は、以上の考察に基づき、以下に説明する本開示の各態様を想到するに至った。

本開示の一態様に係る移動体は、
路面に沿った平面状の表面を有する第１送電電極、および前記第１送電電極から前記路面に沿った方向に離間して配置され前記路面に沿った平面状の表面を有する第２送電電極を有する送電装置から、交流電力を無線で受電する移動体であって、
前記移動体の経路上および前記移動体の下方の少なくとも一方に位置する障害物を検知するセンサと、
前記第１送電電極に対向したときに、前記第１送電電極と電界結合する少なくとも１つの第１受電電極と、
前記第２送電電極に対向したときに、前記第２送電電極と電界結合する少なくとも１つの第２受電電極と、
前記第１受電電極の全体または一部を、重力方向に移動させるアクチュエータと、
前記アクチュエータを制御する制御回路であって、前記センサによる検知の結果に基づいて前記アクチュエータを制御し、前記第１受電電極が障害物に接触することを回避する制御回路と、
を備える。

上記態様によれば、前記移動体は、
前記移動体の経路上および前記移動体の下方の少なくとも一方に位置する障害物を検知するセンサと、
前記第１受電電極の全体または一部を、重力方向に移動させるアクチュエータと、
前記アクチュエータを制御する制御回路であって、前記センサによる検知の結果に基づいて前記アクチュエータを制御し、前記第１受電電極が障害物に接触することを回避する制御回路と、を備える。

これにより、前記第１受電電極が障害物に接触することを未然に回避できるため、電力伝送および移動体の動作が妨げられる可能性を低くすることができる。

ある実施形態において、制御回路は、第１受電電極のみが障害物に接触するおそれがあり、第２受電電極は障害物に接触しないと判断した場合には、第１受電電極のみを、障害物に接触しない高度に調整する。この場合、第２受電電極は、第２送電電極に近接した状態（電力伝送時の通常の高度）に保たれる。これにより、可能な限り高い伝送効率を維持しながら、第１受電電極と障害物との衝突を回避できる。

本開示の他の実施形態では、アクチュエータは、さらに、第２受電電極の全体または一部を、重力方向に移動させる。そして、制御回路は、センサによる検知の結果に基づいてアクチュエータを制御し、第２受電電極が障害物に接触することを回避する。これにより、第１受電電極および第２受電電極の両方について、障害物との接触を未然に回避することができる。

移動体は、複数の第１受電電極を備えていてもよい。複数の第１受電電極は、例えば、移動体の移動方向（進行方向および後退方向）に配列され得る。複数の第１受電電極は、移動体の移動方向および重力方向の両方に垂直な方向（横方向）に配列されていてもよい。同様に、移動体は、複数の第２受電電極を備えていてもよい。複数の第２受電電極も、例えば移動体の移動方向、または横方向に配列され得る。制御回路は、複数の第１受電電極のそれぞれ、および／または複数の第２受電電極のそれぞれについて、障害物との接触の可能性を判断し、前述の接触回避の動作を行ってもよい。

アクチュエータは、各受電電極の全体を重力方向に移動させる機構を備えていてもよいし、各受電電極の一部のみを重力方向に移動させる機構を備えていてもよい。前者の動作は、例えば、受電電極そのものを重力方向に上下させる直動機構（リニアアクチュエータ）によって実現され得る。後者の動作は、例えば、受電電極の受電面を水平面に対して傾ける機構を用いて実現され得る。これらの機構を組み合わせて、各受電電極の動きを精密に制御できるようにしてもよい。

本開示のある実施形態では、センサは、移動体が路面に沿って移動しているときに、移動体の経路上に位置する障害物を検知する。制御回路は、移動体の移動中に、いずれかの受電電極（第１受電電極または第２受電電極）が障害物に接触するか否かを判断する。この判断は、例えば、その障害物の位置および大きさ（特に高さ）と、各受電電極の位置および送電電極からの距離との比較に基づいて行われる。制御回路は、そのまま移動を継続すると、ある受電電極が障害物に衝突すると判断した場合には、アクチュエータを制御して、その受電電極と障害物との衝突を回避する。より具体的には、制御回路は、その受電電極の少なくとも一部と路面との距離を、障害物の高さよりも大きくすることにより、その受電電極が障害物に接触することを回避する。移動体が当該障害物を跨いで通過した後、制御回路は、アクチュエータに、当該受電電極を元の位置に戻すように指示する。このような動作により、障害物がいずれかの受電電極の経路上に位置する場合でも、電力伝送効率の低下を抑制しながら、移動を継続することができる。

本開示の実施形態は、移動体が移動しながら受電する上記のような形態に限定されない。例えば、移動体が充電のために一対の送電電極が敷設された充電エリアまで移動し、静止してから電力の供給を受けるシステムにも、本開示の技術を適用できる。そのようなシステムにおいては、移動体は、例えば以下の動作を行う。
（１）各受電電極の位置を高く保った状態で、充電エリアまで移動体を移動させる。各受電電極の位置を高く保つのは、移動中に段差または障害物との接触を避けるためである。
（２）各受電電極を降下させ、各受電電極と路面との距離を、予め設定された距離（「基準距離」と称する。）にする。
（３）電力伝送（充電）を開始する。
（４）各受電電極の位置を再び高くし、移動を再開する。

このような動作を行う移動体においても、送電電極の上に障害物が存在する場合、上記（２）のステップにおいて、いずれかの受電電極が障害物に衝突する可能性がある。そこで、本開示のある実施形態では、移動体は、移動体の下方に位置する障害物を検知するセンサ（例えば、移動体の底面に設けられる）を備える。制御回路は、第１受電電極および第２受電電極を、第１送電電極および第２送電電極にそれぞれ対向させるために移動体を移動させるとき、以下の動作を行う。
（ａ）各受電電極と路面との距離を、予め設定された電力伝送時の基準距離よりも大きくした状態にする。
（ｂ）第１受電電極および第２受電電極が、第１送電電極および前記第２送電電極にそれぞれ対向するまで、移動体を移動させる。
（ｃ）センサが障害物を検知しなかった場合、アクチュエータを制御して、各受電電極と路面との距離を、上記基準距離にする。
（ｄ）センサがいずれかの受電電極と送電電極との間に位置する障害物を検知した場合、アクチュエータを制御して、障害物に衝突するおそれのない受電電極と路面との距離を上記基準距離にし、障害物に衝突するおそれのある受電電極と路面との距離を、上記基準距離および当該障害物の高さよりも大きい距離にする。

以上の動作により、各受電電極が障害物に接触することを回避しながら、比較的高い伝送効率で電力伝送を行うことができる。

本開示における「移動体」は、前述の搬送ロボットのような車両に限定されず、電力によって駆動される任意の可動物体を意味する。移動体には、例えば、電気モータおよび１以上の車輪を備える電動車両が含まれる。そのような車両は、例えば、前述の搬送ロボットなどの無人搬送車（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ：ＡＧＶ）、または電気自動車（ＥＶ）、電動カート、であり得る。本開示における「移動体」には、車輪を有しない可動物体も含まれる。例えば、二足歩行ロボット、マルチコプターなどの無人航空機（Ｕｎｍａｎｎｅｄ Ａｅｒｉａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ：ＵＡＶ、所謂ドローン）、および有人の電動航空機も、「移動体」に含まれる。

以下、本開示のより具体的な実施形態を説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明および実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。以下の説明において、同一または類似する機能を有する構成要素については、同じ参照符号を付している。

（実施形態１）
図３は、本開示の実施形態１における無線電力伝送システムの概略的な構成を示す図である。図３に示すシステムでは、図１および図２に示すシステムと同様、路面の下または上に敷設された一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂを有する送電装置１００から、一対の受電電極２２０ａ、２２０ｂを有する搬送ロボット１０に無線で電力が伝送される。本実施形態の無線電力伝送システムが図２に示すシステムと異なる主な点は、搬送ロボット１０における受電電極２２０ａ、２２０ｂが、アクチュエータ２６０によって駆動される点にある。

図３に示すように、本実施形態における搬送ロボット１０の受電装置２００は、受電電極２２０ａ、２２０ｂおよび受電回路２１０に加えて、センサ２７０と、アクチュエータ２６０と、制御回路２５０とを有している。本実施形態におけるセンサ２７０は、搬送ロボット１０の経路上に位置する障害物を検知する。アクチュエータ２６０は、受電電極２２０ａ、２２０ｂを上下に移動させる機構を備える。制御回路２５０は、センサ２７０による検知の結果に基づいてアクチュエータ２６０を制御する。これにより、受電電極２２０ａ、２２０ｂと障害物との衝突が回避される。

以下の説明において、搬送ロボット１０を「移動体１０」と称することがある。また、送電電極１２０ａ、１２０ｂを特に区別せずに表現する際には、「送電電極１２０」の表記を用いる。同様に、受電電極２２０ａ、２２０ｂを特に区別せずに表現する際には、「受電電極２２０」の表記を用いる。

図４は、正面側（前方）から見た搬送ロボット１０の構成例を模式的に示す図である。センサ２７０は、搬送ロボット１０の前部に配置されており、受電電極２２０ａ、２２０ｂの前方に位置する障害物を検知する。センサ２７０は、例えば、赤外線レーザ光源のアレイと受光素子のアレイとを有する。赤外線レーザ光源のアレイは、赤外線レーザ光を前方に出射する。受光素子のアレイは、障害物を含む前方の物体によって反射された赤外線レーザ光を受け、受光量に応じた電気信号を出力する。これにより、センサ２７０は、受電電極２２０ａ、２２０ｂのそれぞれの経路上に障害物が存在するかを検知する。検知をより正確に行うために、センサ２７０は、受電電極２２０ａ、２２０ｂにそれぞれ近接して配置された２つの検出器を有していてもよい。センサ２７０は、上記の構成に限らず、例えばイメージセンサなどの他の種類のセンサであってもよい。イメージセンサから出力される画像データに基づいて、障害物の位置および大きさ（高さおよび幅等）を特定することができる。

本実施形態におけるアクチュエータ２６０は、受電電極２２０ａ、２２０ｂにそれぞれ接続された２つの直動機構（リニアアクチュエータ）を含む。各直動機構は、モータ、ラックおよびピニオンなどを含み、制御回路２５０からの指示に応じて受電電極２２０を重力方向（上方向および下方向）に移動させる。なお、アクチュエータ２６０の構造は多様であり、特定の構造に限定されない。例えば、アクチュエータ２６０は、受電電極２２０ａ、２２０ｂの各々を、その表面（受電面）に沿った１つ以上の軸の周りに回転させる機構を有していてもよい。

制御回路２５０は、例えばプロセッサおよびメモリを有するマイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）などの集積回路であり得る。メモリに格納された制御プログラムをプロセッサが実行することにより、後述する制御が実現される。制御回路２５０は、センサ２７０およびアクチュエータ２６０に接続され、センサ２７０から出力された信号に基づいて、アクチュエータ２６０を制御する。より具体的には、制御回路２５０は、センサ２７０から出力された信号を解析して、障害物の位置および大きさ（特に高さ）を特定し、各受電電極２２０ａ、２２０ｂが障害物に衝突するか否かを予測する。制御回路２５０は、例えば、受電電極２２０ａ、２２０ｂの位置および速度の情報または軌道の情報と、センサ２７０から得た障害物に関する情報とを組み合わせて、衝突の可能性を判断する。障害物に関する情報は、例えば、障害物の有無、位置、高さ、もしくは幅などを示す情報、または障害物を含む画像情報であり得る。この判断の一部は、センサ２７０内の回路によって行われてもよい。例えば、センサ２７０内の回路は、障害物を検知したとき、その障害物の位置および高さ（路面３０または送電電極１２０の表面から障害物の上面までの距離）を特定し、その位置および高さを示す信号を制御回路２５０に出力してもよい。制御回路２５０は、受電電極２２０ａ、２２０ｂのいずれかが障害物に接触すると判断した場合には、アクチュエータ２６０に、その受電電極を上昇させる指示を出す。アクチュエータ２６０は、その指示に従い、接触のおそれのある受電電極を上昇させる。

図５は、移動体１０の制御回路２５０による制御の例を説明するための図である。図５は、移動体１０および障害物４００を横から見た状況を模式的に示している。図示されるように、路面３０に敷設された送電電極１２０の上に高さｈの障害物４００が存在している場合を想定する。障害物４００は、一方または両方の受電電極２２０の経路上に位置しており、左右の車輪の経路上には位置していないものとする。受電電極２２０の最も低い部分の路面３０からの距離（この例では送電電極１２０と受電電極２２０との距離に相当）をｇとする。センサ２７０が障害物４００を検知すると、制御回路２５０は、障害物４００の高さｈが、受電電極２２０の最も低い部分の高さｇを上回るか否かを判断する。制御回路２５０は、ｈ≧ｇであると判断すると、その受電電極２２０を上昇させ、ｈ＜ｇの状態にする。一方、ｈ＜ｇの条件を満たしている場合には、制御回路２５０は、その受電電極２２０の高さを維持する。このような制御により、安全性を確保しながら、比較的高い効率での電力伝送を継続できる。

なお、障害物４００の高さｈが、移動体１０の筐体の底面の最も低い部分と路面３０（または送電電極１２０の表面）との距離Ｌよりも大きい場合には、制御回路２５０は、移動体１０を停止させてもよい。これにより、障害物４００と移動体１０の筐体との衝突のリスクを回避できる。また、障害物４００が、移動体１０のいずれかの車輪の経路上に位置する場合には、制御回路２５０は、移動体１０を停止させたり、右折または左折して障害物４００を回避したりしてもよい。障害物４００が低い場合には、そのまま移動を継続しても問題がない場合もある。よって、制御回路２５０は、障害物４００が、移動体１０のいずれかの車輪の経路上に位置し、かつ、その高さが所定の値よりも高いと判断したときに限り、移動体１０を停止させたり、経路を変更したりしてもよい。

図６Ａから６Ｃは、本実施形態における移動体１０が障害物を回避する動作の流れを示している。図６Ａは、移動体１０が障害物４００の手前において、充電しながら移動している状況を示している。図６Ｂは、移動体１０が障害物４００を超えて進もうとしている状況を示している。図６Ｃは、移動体１０が障害物４００を通過した後の状況を示している。これらの図に示されるように、センサ２７０が障害物４００を検知すると、制御回路２５０は、衝突のおそれのある受電電極２２０を、障害物４００の高さよりも高い位置まで上昇させる。受電電極２２０が障害物４００を通過すると、制御回路２５０は、当該受電電極２２０を、元の高さ（電力伝送時の基準の高さ）に戻す。これにより、衝突を避けながら、比較的高い効率での充電を継続できる。

次に、図７Ａおよび図７Ｂを参照しながら、障害物４００の位置および大きさに応じた回避動作の例を説明する。

図７Ａは、障害物４００が一方の受電電極２２０ａの経路上にのみ存在し、他方の受電電極２２０ｂの経路上には存在しない場合の例を示している。このような場合、制御回路２５０は、一方の受電電極２２０ａについてのみ、前述の回避動作を行う。すなわち、制御回路２５０は、アクチュエータ２６０に、一方の受電電極２２０ａのみを上昇させる指示を出す。この指示を受け、アクチュエータ２６０は、受電電極２２０ａのみを、障害物４００の最も高い部分よりも高い位置まで上昇させる。他方の受電電極２２０ｂは、送電電極１２０ａと近接した位置（電力伝送時の基準の位置）に維持される。受電電極２２０ａが障害物４００を通過すると、制御回路２５０は、アクチュエータ２６０を制御して受電電極２２０ａを元の高さに戻す。

図７Ｂは、障害物４００が受電電極２２０ａ、２２０ｂの両方の経路上に存在している場合の例を示している。このような場合には、制御回路２５０は、両方の受電電極２２０ａ、２２０ｂについて、前述の回避動作を行う。すなわち、制御回路２５０は、アクチュエータ２６０に、受電電極２２０ａ、２２０ｂの両方を上昇させる指示を出す。この指示を受け、アクチュエータ２６０は、受電電極２２０ａ、２２０ｂの両方を、障害物４００の最も高い部分よりも高い位置まで上昇させる。受電電極２２０ａ、２２０ｂが障害物４００を通過すると、制御回路２５０は、受電電極２２０ａ、２２０ｂを元の高さに戻す。

このような動作を行うことにより、障害物４００の大きさおよび位置に応じて適切に障害物４００を回避し、可能な限り高い伝送効率の状態を維持できる。

図８は、移動体１０の制御回路２５０による制御方法の例を示すフローチャートである。電力伝送を行う際、制御回路２５０は、センサ２７０からの信号に基づき、障害物が検知されたかを判断する（ステップＳ１０１）。障害物が検知された場合、制御回路２５０は、センサ２７０からの信号と、各受電電極２２０の位置および速度などの情報とに基づき、障害物に衝突するおそれのある受電電極２２０が存在するかを判断する（ステップＳ１０２）。いずれかの受電電極２２０が障害物に衝突すると判断した場合、制御回路２５０は、障害物の最高点の高さｈが、移動体１０の筐体底面の最も低い部分の路面からの距離Ｌ以上であるかを判断する（ステップＳ１０３）。ｈ≧Ｌである場合、制御回路２５０は、移動体１０の駆動系（モータを駆動するインバータ等）に停止の指示を送り、衝突前に移動体１０を停止させる。一方、ｈ＜Ｌである場合、制御回路２５０は、衝突するおそれのある受電電極２２０を、障害物の最高点よりも高い位置まで上昇させる（ステップＳ１０５）。次に、制御回路２５０は、上昇させた受電電極２２０が障害物を通過したかを判断する（ステップＳ１０６）。この判断は、例えば、移動体１０の後部底面等に設けられた他のセンサ（不図示）を用いて行われ得る。受電電極２２０が障害物を通過すると、制御回路２５０は、上昇させた受電電極２２０を元の高さに戻す（ステップＳ１０７）。

以上の動作により、移動体１０は、障害物が送電電極１２０の上に存在する場合でも、安全に充電および移動を継続することができる。特に、本実施形態によれば、障害物を回避するために一方の受電電極２２０が上昇して送電電極１２０から離れている間も、他方の受電電極２２０が送電電極１２０に近接した状態を保つことができる。また、上昇した受電電極２２０が障害物を通過した後、速やかに下降し、送電電極１２０に近接した状態に戻る。このため、伝送効率の低下を最小限に抑えながら、充電および移動を継続することができる。

次に、本実施形態の無線電力伝送システムにおける電力伝送に関する構成をより詳細に説明する。なお、以下に説明するシステムの構成は一例であり、要求される機能および性能に応じて、適宜変更してもよい。

図９は、本実施形態の無線電力伝送システムにおける電力伝送に関する構成を概略的に示すブロック図である。図９においては、制御回路２５０、アクチュエータ２６０、およびセンサ２７０の図示は省略されている。送電装置１００は、外部の直流電源３１０から供給される直流電力を交流電力に変換する送電回路１１０と、交流電力を送電する２つの送電電極１２０ａ、１２０ｂと、送電回路１１０と送電電極１２０ａ、１２０ｂとの間に接続された整合回路１８０とを備える。本実施形態では、送電回路１１０は、整合回路１８０を介して第１および第２の送電電極１２０ａ、１２０ｂに電気的に接続され、第１および第２の送電電極１２０ａ、１２０ｂに交流電力を出力する。搬送ロボット１０は、受電装置２００と、負荷３３０とを備える。

受電装置２００は、２つの送電電極１２０ａ、１２０ｂと容量結合して電力を受け取る２つの受電電極２２０ａ、２２０ｂと、２つの受電電極２２０ａ、２２０ｂに接続された整合回路２８０と、整合回路２８０に接続され、受け取った交流電力を直流電力に変換して出力する受電回路２１０とを有する。第１の受電電極２２０ａは、第１の送電電極１２０ａと対向したときに、第１の送電電極１２０ａとの間に容量結合を形成する。第２の受電電極２２０ｂは、第２の送電電極１２０ａと対向したときに、前記第２の送電電極との間に容量結合を形成する。これらの２つの容量結合を介して交流電力が送電装置１００から受電装置２００に非接触で伝送される。

本実施形態における搬送ロボット１０の筐体、送電電極１２０ａ、１２０ｂ、および受電電極２２０ａ、２２０ｂのそれぞれのサイズは、特に限定されないが、例えば以下のサイズに設定され得る。送電電極１２０ａ、１２０ｂの長さ（Ｙ方向のサイズ）は、例えば５０ｃｍ〜２０ｍの範囲内に設定され得る。送電電極１２０ａ、１２０ｂのそれぞれの幅（Ｘ方向のサイズ）は、例えば５ｃｍ〜２ｍの範囲内に設定され得る。搬送ロボット１０の筐体の進行方向および横方向におけるそれぞれのサイズは、例えば、２０ｃｍ〜５ｍの範囲内に設定され得る。受電電極２２０ａの長さ（進行方向におけるサイズ）は、例えば５ｃｍ〜２ｍの範囲内に設定され得る。受電電極２２０ａの幅（横方向におけるサイズ）は、例えば２ｃｍ〜２ｍの範囲内に設定され得る。但し、これらの数値範囲に限定されない。

負荷３３０は、例えば駆動用の電気モータおよび蓄電用のキャパシタを含み、受電回路２１０から出力された直流電力によって駆動または充電される。

電気モータは、直流モータ、永久磁石同期モータ、誘導モータ、ステッピングモータ、リラクタンスモータなどの、任意のモータであり得る。モータは、シャフトおよびギア等を介して搬送ロボット１０の車輪を回転させ、搬送ロボット１０を移動させる。モータの種類に応じて、受電回路２１０は、整流回路、インバータ回路、インバータ制御回路などの、各種の回路を含み得る。受電回路２１０は、交流モータを駆動するために、受電したエネルギ（電力）の周波数（伝送周波数）を、モータを駆動するための周波数に直接変換するコンバータ回路を含んでいてもよい。

キャパシタは、例えば電気二重層キャパシタまたはリチウムイオンキャパシタなどの、高容量かつ低抵抗のキャパシタであり得る。このようなキャパシタを蓄電器として用いることにより、バッテリ（二次電池）を用いた場合よりも、急速な充電が可能である。なお、キャパシタに代えて、二次電池（例えば、リチウムイオン電池等）を用いてもよい。その場合、充電に要する時間は増加するが、より多くのエネルギを蓄えることができる。移動体１０は、キャパシタまたは二次電池に蓄えられた電力によってモータを駆動して移動する。

移動体１０が移動すると、キャパシタまたは二次電池の蓄電量（充電量）が低下する。このため、移動を継続するためには、再充電が必要になる。そこで、搬送ロボット１０は、移動中に充電量が所定の閾値を下回ると、送電装置１００の近傍まで移動し、充電を行う。送電装置１００は、工場内の複数の箇所に設置され得る。

図１０は、無線電力伝送システムのより詳細な構成例を示す回路図である。図示される例では、送電装置１００における整合回路１８０は、送電回路１１０に接続された直列共振回路１３０ｓと、送電電極１２０ａ、１２０ｂに接続され、直列共振回路１３０ｓと誘導結合する並列共振回路１４０ｐとを有する。整合回路１８０は、送電回路１１０のインピーダンスと送電電極１２０ａ、１２０ｂのインピーダンスとを整合させる機能を有する。送電装置１００における直列共振回路１３０ｓは、第１のコイルＬ１と第１のキャパシタＣ１とが直列に接続された構成を有する。送電装置１００における並列共振回路１４０ｐは、第２のコイルＬ２と第２のキャパシタＣ２とが並列に接続された構成を有する。第１のコイルＬ１と第２のコイルＬ２とは、所定の結合係数で結合する変圧器を構成する。第１のコイルＬ１と第２のコイルＬ２との巻数比は、所望の変圧比（昇圧比または降圧比）を実現する値に設定される。

受電装置２００における整合回路２８０は、受電電極２２０ａ、２２０ｂに接続された並列共振回路２３０ｐと、受電回路２１０に接続され、並列共振回路２３０ｐと誘導結合する直列共振回路２４０ｓとを有する。整合回路２８０は、受電電極２２０ａ、２２０ｂのインピーダンスと、受電回路２１０のインピーダンスとを整合させる機能を有する。並列共振回路２３０ｐは、第３のコイルＬ３と第３のキャパシタＣ３とが並列に接続された構成を有する。受電装置２００における直列共振回路２４０ｓは、第４のコイルＬ４と第４のキャパシタＣ４とが直列に接続された構成を有する。第３のコイルＬ３と第４のコイルＬ４とは、所定の結合係数で結合する変圧器を構成する。第３のコイルＬ３と第４のコイルＬ４との巻数比は、所望の変圧比を実現する値に設定される。

なお、整合回路１８０、２８０の構成は、図１０に示す構成に限定されない。例えば、直列共振回路１３０ｓ、２４０ｓのそれぞれに代えて、並列共振回路を設けてもよい。また、並列共振回路１４０ｐ、２３０ｐのそれぞれに代えて、直列共振回路を設けてもよい。さらには、整合回路１８０、２８０の一方または両方を省略してもよい。整合回路１８０を省略する場合、送電回路１１０と送電電極１２０ａ、１２０ｂとが直接接続される。整合回路２８０を省略する場合、受電回路２１０と受電電極２２０ａ、２２０ｂとが直接接続される。本明細書においては、整合回路１８０を設けた構成も、送電回路１１０と送電電極１２０ａ、１２０ｂとが電気的に接続された構成に該当する。同様に、整合回路２８０を設けた構成も、受電回路２１０と受電電極２２０ａ、２２０ｂとが電気的に接続された構成に該当する。

図１１Ａは、送電回路１１０の構成例を模式的に示す図である。この例では、送電回路１１０は、４つのスイッチング素子（例えばＩＧＢＴまたはＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタ）を含むフルブリッジ型のインバータ回路と、制御回路１１２とを有する。制御回路１１２は、各スイッチング素子のオン（導通）およびオフ（非導通）の状態を制御する制御信号を出力するゲートドライバと、ゲートドライバに制御信号を出力させるマイクロコントローラ（マイコン）等のプロセッサとを有する。図示されるフルブリッジ型のインバータ回路の代わりに、ハーフブリッジ型のインバータ回路、または、Ｅ級などの他の発振回路を用いてもよい。送電回路１１０は、通信用の変復調回路や電圧・電流などを測定する各種センサを有していてもよい。通信用の変復調回路を有する場合、交流電力に重畳してデータを受電装置２００に送信することができる。

なお、本開示は、電力伝送の目的ではなく、データを送信する目的で微弱な交流信号（例えばパルス信号）を受電装置２００に送信する形態も含まれる。そのような形態でも、微弱な電力が伝送されるといえるため、微弱な交流信号（例えばパルス信号）を伝送することも、「送電」または「電力伝送」の概念に含まれる。また、そのような微弱な交流信号も、「交流電力」の概念に含まれる。

図１１Ｂは、受電回路２１０の構成例を模式的に示す図である。この例では、受電回路２１０は、ダイオードブリッジと平滑コンデンサとを含む全波整流回路である。受電回路２１０は、他の整流器の構成を有していてもよい。受電回路２１０は、整流回路の他にも、定電圧・定電流制御回路、通信用の変復調回路などの各種の回路を含んでいてもよい。受電回路２１０は、受け取った交流エネルギを負荷３３０が利用可能な直流エネルギに変換する。直列共振回路２４０ｓから出力される電圧および電流などを測定する各種のセンサが受電回路２１０に含まれていてもよい。

共振回路１３０ｓ、１４０ｐ、２３０ｐ、２４０ｓにおける各コイルは、例えば、回路基板上に形成された平面コイルもしくは積層コイル、または、銅線、リッツ線、もしくはツイスト線などを用いた巻き線コイルであり得る。共振回路１３０ｓ、１４０ｐ、２３０ｐ、２４０ｓにおける各キャパシタには、例えばチップ形状またはリード形状を有するあらゆるタイプのキャパシタを利用できる。空気を介した２配線間の容量を各キャパシタとして機能させることも可能である。各コイルが有する自己共振特性をこれらのキャパシタの代わりに用いてもよい。

直流電源３１０は、例えば、商用電源、一次電池、二次電池、太陽電池、燃料電池、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）電源、高容量のキャパシタ（例えば電気二重層キャパシタ）、商用電源に接続された電圧変換器などの任意の電源であってよい。

共振回路１３０ｓ、１４０ｐ、２３０ｐ、２４０ｓの共振周波数ｆ０は、典型的には、電力伝送時の伝送周波数ｆに一致するように設定される。共振回路１３０ｓ、１４０ｐ、２３０ｐ、２４０ｓの各々の共振周波数ｆ０は、伝送周波数ｆに厳密に一致していなくてもよい。各々の共振周波数ｆ０は、例えば、伝送周波数ｆの５０〜１５０％程度の範囲内の値に設定されていてもよい。電力伝送の周波数ｆは、例えば５０Ｈｚ〜３００ＧＨｚ、より好ましくは２０ｋＨｚ〜１０ＧＨｚ、さらに好ましくは２０ｋＨｚ〜２０ＭＨｚ、さらに好ましくは２０ｋＨｚ〜７ＭＨｚに設定され得る。

本実施形態では、送電電極１２０ａ、１２０ｂと受電電極２２０ａ、２２０ｂとの間は空隙であり、その距離は比較的長い（例えば、１０ｍｍ程度）。そのため、電極間のキャパシタンスＣｍ１、Ｃｍ２は非常に小さく、送電電極１２０ａ、１２０ｂ、および受電電極２２０ａ、２２０ｂのインピーダンスは非常に高い（例えば、数ｋΩ程度）。これに対し、送電回路１１０および受電回路２１０のインピーダンスは、例えば数Ω程度と低い。本実施形態では、送電電極１２０ａ、１２０ｂ、および受電電極２２０ａ、２２０ｂに近い側に並列共振回路１４０ｐ、２３０ｐがそれぞれ配置され、送電回路１１０および受電回路２１０に近い側に直列共振回路１３０ｓ、２４０ｓがそれぞれ配置される。このような構成により、インピーダンスの整合を容易に行うことができる。直列共振回路は、共振時にインピーダンスがゼロ（０）になるため、低いインピーダンスとの整合に適している。一方、並列共振回路は、共振時にインピーダンスが無限大になるため、高いインピーダンスとの整合に適している。よって、図１０に示す構成のように、低いインピーダンスの電源側に直列共振回路を配置し、高いインピーダンスの電極側に並列共振回路を配置することにより、インピーダンス整合を容易に実現することができる。同様に、電極側に並列共振回路を配置し、負荷側に直列共振回路を配置することにより、受電装置２００におけるインピーダンス整合を好適に実現することができる。

なお、送電電極１２０ａ、１２０ｂと受電電極２２０ａ、２２０ｂとの間の距離を短くしたり、間に誘電体を配置したりした構成では、電極のインピーダンスが低くなるため、上記のような非対称な共振回路の構成にする必要はない。また、インピーダンス整合の問題がない場合は、整合回路１８０、２８０自体を省略してもよい。

次に、本実施形態における移動体１０の変形例を説明する。

図１２は、ある変形例における移動体１０の概略構成を示すブロック図である。この移動体１０は、第１受電電極２２０ａおよび第２受電電極２２０ｂのそれぞれの数が、複数（図示される例では２個）である点で、上記の構成とは異なっている。電力伝送時において、複数の第１受電電極２２０ａは、いずれも第１送電電極１２０ａに対向し、複数の第２受電電極２２０ｂは、いずれも第２送電電極１２０ｂに対向する。この構成例においても、図９および図１０に示すように、整合回路１８０、２８０が設けられていてもよい。

図１３Ａから図１３Ｃは、本変形例における移動体１０における受電電極２２０ａ、２２０ｂの配置例を示す上面図である。これらの図においては、わかり易さのため、移動体１０の筐体とおよび複数の受電電極２２０のみを、概略的に示している。なお、複数の受電電極２２０の配置は、図示される配置に限らず、様々な配置が考えられる。

図１３Ａは、２つの第１受電電極２２０ａが、移動体１０の移動方向（進行方向）に並び、２つの第２受電電極２２０ａも、移動体１０の移動方向に並んでいる例を示している。前方（図の上方）に位置する第１受電電極２２０ａおよび第２受電電極２２０ｂは、移動体１０の横方向に並び、後方（図の下方）に位置する第１受電電極２２０ａおよび第２受電電極２２０ｂも、横方向に並んでいる。このような構成では、制御回路２５０は、第１受電電極２２０ａおよび第２受電電極２２０ｂのそれぞれについて、移動方向に並ぶ２つの受電電極の上昇および下降のタイミングを個別に制御する。

図１３Ｂは、２つの第１受電電極２２０ａおよび２つの第２受電電極が、移動体１０の横方向に並んでいる例を示している。このような構成では、制御回路２２５０は、第１受電電極２２０ａおよび第２受電電極２２０ｂのそれぞれについて、横方向に並ぶ２つの受電電極の上昇および下降のタイミングを個別に制御する。

図１３Ｃは、第１受電電極２２０ａおよび第２受電電極２２０ａのそれぞれの数が、４個である例を示している。４個の第１受電電極２２０ａおよび４個の第２受電電極２２０ｂは、行列状（２次元状）に並んでいる。この例でも、制御回路２５０は、各受電電極の上昇および下降のタイミングを、個別に制御する。

図１４Ａから図１４Ｄは、移動体１０の進行方向に２つの受電電極２２０が並ぶ構成（図１３Ａまたは図１３Ｃ）において、障害物を回避する動作の流れを示している。図１４Ａは、移動体１０が障害物４００の手前において、充電しながら移動している状況を示している。図１４Ｂは、移動体１０における前方の受電電極２２０が障害物４００を超えて進もうとしている状況を示している。図１４Ｃは、移動体１０における後方の受電電極２２０が障害物４００を超えて進もうとしている状況を示している。図１４Ｄは、移動体１０が障害物４００を通過した後の状況を示している。

これらの図に示されるように、センサ２７０が障害物４００を検知すると、制御回路２５０は、まず、衝突のおそれのある受電電極２２０のうち、前方の受電電極２２０を、障害物４００の高さよりも高い位置まで上昇させる（図１４Ｂ）。その受電電極２２０が障害物４００を通過すると、制御回路２５０は、後方の受電電極２２０を、障害物４００の高さよりも高い位置まで上昇させながら、前方の受電電極２２０を、元の高さ（電力伝送時の基準の高さ）に戻す（図１４Ｃ）。後方の受電電極２２０が障害物４００を通過すると、制御回路２５０は、当該受電電極２２０を、元の高さに戻す（図１４Ｄ）。このような動作により、衝突を避けながら、比較的高い効率での充電を継続できる。

図１５Ａから図１５Ｃは、第１受電電極２２０ａ、２２０ｂのそれぞれが、移動体１０の横方向に並ぶ２つの受電電極を含む構成（図１３Ｂまたは図１３Ｃ）における動作を示している。なお、図１５Ａから図１５Ｃでは、見易さのため、図４等には示されているセンサ２７０、制御回路２５０、およびアクチュエータ２６０の図示が省略されている。図１５Ａは、電力伝送時の通常の状態を示している。図１５Ｂは、障害物４００が２つの受電電極２２０ａのうちの一方の経路上にのみ存在し、他の受電電極の経路上には存在しない場合の例を示している。このような場合、制御回路２５０は、障害物４００との衝突のおそれのある１つの受電電極２２０ａのみを上昇させ、残りの受電電極の高さは、そのまま維持する。図１５Ｃは、障害物が、第１受電電極２２０ａのうちの内側の一方および第２受電電極２２０ｂのうちの内側の一方の経路上にのみ存在し、他の受電電極の経路上には存在しない場合の例を示している。このような場合、制御回路２５０は、障害物４００との衝突のおそれのある内側の２つの受電電極２２０ａ、２２０ｂのみを上昇させ、残りの受電電極の高さは、そのまま維持する。このように、制御回路２５０は、障害物４００の位置および大きさに応じて、必要な受電電極のみを上昇させて衝突を回避する。これにより、上昇が不要な受電電極については、送電電極に近接した状態が保たれるため、伝送効率の低下をさらに抑えることができる。

図１６Ａから図１６Ｄは、他の変形例における移動体１０の動作を示している。この変形例では、アクチュエータ２６０は、各受電電極２２０の全体を上下させるのではなく、各受電電極２２０を傾けることにより、各受電電極２２０を部分的に上下させる機構を有している。図１６Ａは、移動体１０が障害物４００の手前において、充電しながら移動している状況を示している。図１６Ｂは、移動体１０における受電電極２２０の前方の部分が障害物４００を超えて進もうとしている状況を示している。図１６Ｃは、移動体１０における受電電極２２０の後方の部分が障害物４００を超えて進もうとしている状況を示している。図１６Ｄは、移動体１０が障害物４００を通過した後の状況を示している。

これらの図に示されるように、センサ２７０が障害物４００を検知すると、制御回路２５０は、まず、衝突のおそれのある受電電極２２０のうち、前方の部分を、障害物４００の高さよりも高い位置まで上昇させる（図１６Ｂ）。その部分が障害物４００を通過しようとするタイミングで、制御回路２５０は、当該受電電極２２０の後方の部分を上昇させながら、前方の部分を下降させる（図１６Ｄ）。後方の受電電極２２０が障害物４００を通過すると、制御回路２５０は、当該受電電極２２０を、元の姿勢に戻す（図１６Ｄ）。このような動作によっても、衝突を避けながら、比較的高い効率での充電を継続できる。

次に、受電電極２２０を重力方向に移動させる際の好ましい移動範囲について説明する。

本発明者は、送電電極１２０と受電電極２２０との距離ｇ１を変化させながら、電力伝送の効率の変化、および受電側の出力電圧の変化を計測することにより、距離ｇ１の好ましい範囲を見出した。

図１７は、計測に用いた送電電極１２０および受電電極２２０の構成を模式的に示している。この例における送電電極１２０および受電電極２２０は、その表面が電気絶縁性の樹脂１２２および２２２でそれぞれ覆われている。送電電極１２０と受電電極２２０との距離ｇ１は、これらの樹脂１２２および２２２の間の間隙（ギャップ）の距離を表す。

送電電極１２０および受電電極２２０のそれぞれのサイズは、１５０ｍｍ×３２０ｍｍとした。送電側の樹脂１２２の厚さｄ１は２ｍｍ、屈折率ε１は３．４とした。受電側の樹脂２２２の厚さｄ２は１ｍｍ、屈折率ε２は３．４とした。ギャップ（空気）における比誘電率ε３は１とした。

このような条件で、ギャップの大きさｇ１を電力伝送時の基準距離ｇ０（＝１０ｍｍ）から変化させたときの、伝送効率および受電電極２２０からの出力電圧の変動を計測した。電力伝送に関する各種のパラメータは、距離ｇ０のときの最適値に設定した。基準距離１０ｍｍにおける電極間の容量は、３９．１ｐＦである。

図１８Ａは、ギャップの大きさｇ１を、１０ｍｍ以下の範囲で変化させたときの伝送効率の変化量（ΔＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を表すグラフである。図１８Ａにおいて、伝送効率の変化量（ΔＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）は、ｇ１＝１０ｍｍのときの値を基準とした変化率（％）で表されている。図示されるように、０．０５ｍｍ＜ｇ１＜１０ｍｍの範囲では、効率の低下が確認されず、むしろ効率が向上している。なお、ｇ１＝０ｍｍの場合には、送電側の樹脂１２２と受電側の樹脂２２２との間で接触が生じるため、走行中の充電には適さない。

したがって、本実施形態における送電回路２５０は、各受電電極２２０を下げる際には、ギャップの大きさｇ１を、０．０５ｍｍ以上にすることが好ましい。また、０．０５ｍｍは、ｇ０（＝１０ｍｍ）の１／２００倍に相当する。設計条件を変更した場合も、図１８Ａと同様の特性になることがわかっている。よって、ギャップの大きさｇ１は、（１／２００）ｇ０以上にすることが好ましい。

図１８Ｂは、ギャップの大きさｇ１を、１０ｍｍ以下の範囲で変化させたときの受電側の出力電圧の変化量（ΔＶｏｕｔ）を表すグラフである。図１８Ｂにおいて、出力電圧の変化量（ΔＶｏｕｔ）は、ｇ１＝１０ｍｍのときの値を基準とした変化率（％）で表されている。図示されるように、５．２５≦ｇ１＜１０ｍｍの範囲では、出力電圧の変動が２０％以内に収まることが確認された。また、７．５ｍｍ≦ｇ１＜１０ｍｍの範囲では、出力電圧の変動が１０％以内に収まることが確認された。これらの値５．２５および７．５は、それぞれ、電力伝送の基準距離ｇ０の５２．５％および７５％に相当する。

したがって、出力電圧の変動を抑えるためには、各受電電極２２０を下げる際、ギャップの大きさｇ１を、５．２５ｍｍ以上または０．５２５ｇ０以上、より好ましくは、７．５ｍｍ以上または０．７５ｇ０以上にすることが好ましい。

本実施形態における移動体１０は、受電電極２２０の経路上に障害物が存在する場合に、受電電極２２０を上昇させることにより、障害物との衝突を回避できる。しかし、受電電極２２０を上昇させすぎると、危険である場合がある。例えば、移動体１０の前方下部に受電電極２２０が設けられている場合、工場内の作業員の足の上に受電電極２２０が位置する可能性があり、危険である。一般に、作業員が履く安全靴の甲部の高さは、２５ｍｍよりも大きい。したがって、安全靴の甲部が移動体１０の受電電極２２０の下に侵入するリスクを回避するために、制御回路２５０は、ｇ１＜２５ｍｍの範囲で、受電電極２２０を移動させることが好ましい。

図１８Ｃは、ギャップの大きさｇ１を、１０ｍｍよりも大きい範囲で変化させたときの伝送効率の変化量（ΔＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を表すグラフである。図１８Ｃにおいても、伝送効率の変化量（ΔＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）は、ｇ１＝１０ｍｍのときの値を基準とした変化率（％）で表されている。図示されるように、１０ｍｍ＜ｇ１＜１３．５ｍｍの範囲では、効率の低下が１０％以内に収まっている。１３．５ｍｍは、ｇ０（＝１０ｍｍ）の１．３５倍である。

したがって、制御回路２５０は、各受電電極２２０を上昇させる際、電極間のギャップの大きさｇ１を、１３．５ｍｍ未満または１．３５ｇ０未満の範囲で調整してもよい。

図１８Ｄは、ギャップの大きさｇ１を、１０ｍｍよりも大きい範囲で変化させたときの受電側の出力電圧の変化量（ΔＶｏｕｔ）を表すグラフである。図１８Ｄにおいても、出力電圧の変化量（ΔＶｏｕｔ）は、ｇ１＝１０ｍｍのときの値を基準とした変化率（％）で表されている。図示されるように、１０ｍｍ＜ｇ１＜１４．５ｍｍの範囲では、出力電圧の変動が、２０％以内に収まっている。また、１０ｍｍ＜ｇ１＜１２．５ｍｍの範囲では、出力電圧の変動が、１０％以内に収まっている。

したがって、制御回路２５０は、各受電電極２２０を上昇させる際、電極間のギャップの大きさｇ１を、１４．５ｍｍ未満もしくは１．４５ｇ０未満、または、１２．５ｍｍ以下もしくは１．２５ｇ０未満の範囲で調整してもよい。

以上のことから、制御回路２５０は、ある実施形態では、受電電極と送電電極との距離（各電極に樹脂などの絶縁層が含まれる場合は、絶縁層間の距離）ｇ１を、０＜ｇ１＜２５ｍｍの範囲で制御する。また、他の実施形態では、制御回路２５０は、受電電極と障害物とが接触すると判断したとき、受電電極と送電電極との距離ｇ１を、障害物の高さよりも高く、かつ１．４５ｇ０未満（または１．３５ｇ０未満もしくは１．２５ｇ０未満）にする。制御回路２５０は、受電電極と障害物とが接触しないと判断したときは、受電電極と路面との距離を、基準距離ｇ０にする。このような条件を満たすことにより、より高効率かつ安定した電力伝送が可能になる。

次に、本開示の他の実施形態を説明する。

図１９Ａから図１９Ｃは、本開示の他の実施形態における移動体１０の動作を示す図である。この移動体１０は、移動中に充電するのではなく、送電電極１２０が敷設された充電エリアに移動してから、静止して充電を開始する点で、前述の実施形態とは異なっている。図１９Ａは、移動体１０が充電エリアに向かって移動している状況を示している。図１９Ｂは、移動体１０が充電エリアに到達した状況を示している。図１９Ｃは、移動体１０が充電エリアにおいて、充電を行っている状況を示している。

図１９Ａに示すように、充電エリアに入るまでは、段差または障害物と受電電極２２０とが接触することを回避するために、受電電極２２０は相対的に高い位置に維持される。図１９Ｂに示すように、移動体１０が充電エリア、すなわち送電電極１２０の上に到達すると、制御回路２５０は、図１９Ｃに示すように、受電電極２２０を降下させる。この際、いずれかの受電電極２２０と送電電極１２０との間に障害物が存在すると、受電電極２２０と障害物とが衝突する危険性がある。

そこで、本実施形態における移動体１０は、筐体下部に設けられたセンサ２７０を用いて、下方に位置する障害物を検知する。制御回路２５０は、センサ２７０が障害物を検知したとき、アクチュエータ２６０を制御して、受電電極２２０と路面（または送電電極１２０の表面）との距離を、電力伝送時の基準距離および障害物の高さよりも大きい距離にする。これにより、当該受電電極２２０が障害物に接触することが回避される。

図２０は、本実施形態における制御回路２５０の電力伝送時の動作を示すフローチャートである。制御回路２５０は、まず、各受電電極２２０と路面（または送電電極１２０の表面）との距離を、所定の基準距離よりも大きくする（ステップＳ２０１）。次に、制御回路２５０は、各受電電極２２０が送電電極１２０に対向する位置まで、移動体１０を移動させる。続いて、制御回路２５０は、センサ２７０によって障害物が検知されたかを判断する（ステップＳ２０３）。この判断がＮｏの場合、制御回路２５０は、各受電電極２２０を降下させ、電極間の距離を、電力伝送時の基準距離にする。一方、上記判断がＹｅｓの場合、障害物に衝突しない受電電極２２０があれば、その受電電極２２０のみを降下させる（ステップＳ２０４）。この状態で、制御回路２５０は、充電を開始する（ステップＳ２０６）。なお、ステップＳ２０４において、全ての受電電極２２０が障害物に接触し得ると判断される場合は、制御回路２５０は、充電を開始せずに警告を示す信号を出力してもよい。充電が完了すると、制御回路２５０は、各受電電極２２０と路面（または送電電極１２０）との距離を所定の基準距離よりも大きくして移動体１０の移動を再開する（ステップＳ２０７）。

以上のような動作により、駐車中に静止して充電を行うシステムにおいても、障害物と受電電極との接触を回避し、安全な充電が可能となる。

なお、本システムにおける障害物の検知および衝突回避の技術は、ＡＧＶのような車両に限らず、例えばマルチコプターのような車輪を有しない移動体にも適用できる。

図２１および図２２は、本開示のさらに他の実施形態における送電電極１２０ａ、１２０ｂの配置を模式的に示す斜視図である。図２１の例では、送電電極１２０ａ、１２０ｂは、横にやや長い矩形形状を有している。図２２の例では、送電電極１２０ａ、１２０ｂは、楕円の一部のような形状を有している。このように、送電電極１２０ａ、１２０ｂは、必ずしもストライプ状に延びた形状を有している必要はない。

図２３は、本開示のさらに他の実施形態における送電電極１２０ａ、１２０ｂの配置を模式的に示す断面図である。図２３の例では、送電電極１２０ａ、１２０ｂの表面が同一平面上にない。このように、送電電極１２０ａ、１２０ｂの表面は同一平面上になくてもよい。図２３のような構成も、第１の送電電極１２０ａの表面に沿った方向に離間して第２の送電電極１２０ｂが配置された構成に該当する。

なお、各送電電極および各受電電極の表面は、完全に平面的な形状を有している必要はなく、例えば湾曲した形状または凹凸を含む形状を有していてもよい。そのような表面も、概略的に平面的であれば、「平面状の表面」に該当する。また、各送電電極は、路面に対して傾斜していてもよい。

本開示の実施形態における無線電力伝送システムは、前述のように、工場内における物品の搬送用のシステムとして利用され得る。搬送ロボット１０は、物品を積載する荷台を有し、工場内を自律的に移動して物品を必要な場所に搬送する台車として機能する。しかし、本開示における無線電力伝送システムおよび移動体は、このような用途に限らず、他の様々な用途に利用され得る。例えば、移動体は、ＡＧＶに限らず、他の産業機械、サービスロボット、電気自動車、マルチコプター（ドローン）等であってもよい。無線電力伝送システムは、工場内に限らず、例えば、店舗、病院、家庭、道路、滑走路その他のあらゆる場所で利用され得る。

以上のように、本開示は、以下の項目に記載の移動体および無線電力伝送システムを含む。

［項目１］
路面に沿った平面状の表面を有する第１送電電極、および前記第１送電電極から前記路面に沿った方向に離間して配置され前記路面に沿った平面状の表面を有する第２送電電極を有する送電装置から、交流電力を無線で受電する移動体であって、
前記移動体の経路上および前記移動体の下方の少なくとも一方に位置する障害物を検知するセンサと、
前記第１送電電極に対向したときに、前記第１送電電極と電界結合する少なくとも１つの第１受電電極と、
前記第２送電電極に対向したときに、前記第２送電電極と電界結合する少なくとも１つの第２受電電極と、
前記第１受電電極の全体または一部を、重力方向に移動させるアクチュエータと、
前記アクチュエータを制御する制御回路であって、前記センサによる検知の結果に基づいて前記アクチュエータを制御し、前記第１受電電極が障害物に接触することを回避する制御回路と、
を備える移動体。

［項目２］
前記少なくとも１つの第１受電電極は、複数の第１受電電極であり、
前記アクチュエータは、前記複数の第１受電電極の各々の全体または一部を、重力方向に移動させ、
前記制御回路は、前記センサによる検知の結果に基づいて前記アクチュエータを制御し、前記複数の第１受電電極の各々が障害物に接触することを回避する、
項目１に記載の移動体。

［項目３］
前記アクチュエータは、さらに、前記第２受電電極の全体または一部を、重力方向に移動させ、
前記制御回路は、前記センサによる検知の結果に基づいて前記アクチュエータを制御し、前記第２受電電極が、障害物に接触することを回避する、
項目１または２に記載の移動体。

［項目４］
前記少なくとも１つの第２受電電極は、複数の第２受電電極であり、
前記アクチュエータは、前記複数の第２受電電極の各々の全体または一部を、重力方向に移動させ、
前記制御回路は、前記センサによる検知の結果に基づいて前記アクチュエータを制御し、前記複数の第２受電電極の各々が障害物に接触することを回避する、
項目３に記載の移動体。

［項目５］
前記センサは、前記移動体が前記路面に沿って移動しているときに前記移動体の経路上に位置する障害物を検知し、
前記制御回路は、前記移動体の移動中に前記第１受電電極が障害物に接触すると判断したとき、前記アクチュエータを制御して前記第１受電電極の少なくとも一部と前記路面との距離を、前記障害物の高さよりも大きくして、前記第１受電電極が障害物に接触することを回避する、
項目１から４のいずれかに記載の移動体。

［項目６］
前記制御回路は、前記移動体の移動中に、前記第１受電電極が障害物に接触し、前記第２受電電極が障害物に接触しないと判断したとき、前記第２受電電極の位置を維持したまま、前記アクチュエータを制御して前記第１受電電極の少なくとも一部と前記路面との距離を、前記障害物の高さよりも大きくして、前記第１受電電極が障害物に接触することを回避する、
項目５に記載の移動体。

［項目７］
前記少なくとも１つの第１受電電極は、前記移動体の移動方向に並ぶ２つの第１受電電極を含み、
前記アクチュエータは、前記２つの第２受電電極の各々を、重力方向に移動させ、
前記制御回路は、前記移動体の移動中に、前方に位置する前記２つの第１受電電極の一方が障害物に接触すると判断したとき、前記２つの第１受電電極の他方の位置を維持したまま、前記アクチュエータを制御して前記２つの第１受電電極の前記一方と前記路面との距離を、前記障害物の高さよりも大きくして、前記２つの第１受電電極の前記一方が障害物に接触することを回避する、
項目５または６に記載の移動体。

［項目８］
前記少なくとも１つの第２受電電極は、前記移動体の移動方向に並ぶ２つの第２受電電極を含み、
前記アクチュエータは、さらに、前記２つの第２受電電極の各々を、重力方向に移動させ、
前記制御回路は、前記移動体の移動中に、前方に位置する前記２つの第２受電電極の一方が障害物に接触すると判断したとき、前記２つの第２受電電極の他方の位置を維持したまま、前記アクチュエータを制御して前記２つの第２受電電極の前記一方と前記路面との距離を、前記障害物の高さよりも大きくして、前記２つの第２受電電極の前記一方が障害物に接触することを回避する、
項目５から７のいずれかに記載の移動体。

［項目９］
前記少なくとも１つの第１受電電極は、前記移動体の移動方向および重力方向の両方に垂直な方向に並ぶ２つの第１受電電極を含み、
前記アクチュエータは、前記２つの第２受電電極の各々を、重力方向に移動させ、
前記制御回路は、前記移動体の移動中に、前記２つの第１受電電極の一方が障害物に接触し、前記２つの第１受電電極の他方が障害物に接触しないと判断したとき、前記２つの第１受電電極の前記他方の位置を維持したまま、前記アクチュエータを制御して前記２つの第１受電電極の前記一方と前記路面との距離を、前記障害物の高さよりも大きくして、前記２つの第１受電電極の前記一方が障害物に接触することを回避する、
項目５または６に記載の移動体。

［項目１０］
前記少なくとも１つの第２受電電極は、前記移動体の移動方向および重力方向の両方に垂直な方向に並ぶ２つの第２受電電極を含み、
前記アクチュエータは、さらに、前記２つの第２受電電極の各々を、重力方向に移動させ、
前記制御回路は、前記移動体の移動中に、前記２つの第２受電電極の一方が障害物に接触し、前記２つの第２受電電極の他方が障害物に接触しないと判断したとき、前記２つの第２受電電極の前記他方の位置を維持したまま、前記アクチュエータを制御して前記２つの第２受電電極の前記一方と前記路面との距離を、前記障害物の高さよりも大きくして、前記２つの第２受電電極の前記一方が障害物に接触することを回避する、
項目９に記載の移動体。

［項目１１］
前記センサは、前記移動体の下方に位置する障害物を検知し、
前記制御回路は、
前記第１受電電極および前記第２受電電極を、前記第１送電電極および前記第２送電電極にそれぞれ対向させるために前記移動体を移動させるとき、前記第１受電電極および前記第２受電電極と前記路面との距離を、予め設定された電力伝送時の基準距離よりも大きくした状態で、前記第１受電電極および前記第２受電電極が、前記第１送電電極および前記第２送電電極にそれぞれ対向するまで前記移動体を移動させ、
前記センサが障害物を検知しなかったとき、前記アクチュエータを制御して、前記第１受電電極および前記第２受電電極と前記路面との距離を前記基準距離にし、
前記センサが前記第１送電電極と前記第１受電電極との間に位置する障害物を検知したとき、前記アクチュエータを制御して、前記第２受電電極と前記路面との距離を前記基準距離にし、前記第１受電電極と前記路面との距離を、前記基準距離および前記障害物の高さよりも大きい距離にして、前記第１受電電極が障害物に接触することを回避する、
項目１から１０のいずれかに記載の移動体。

［項目１２］
前記制御回路は、前記第１受電電極と前記送電電極との距離ｇ１を、０＜ｇ１＜２５ｍｍの範囲で制御する、項目１から１１のいずれかに記載の移動体。

［項目１３］
前記制御回路は、
前記第１受電電極と障害物とが接触しないと判断したとき、前記第１受電電極と前記送電電極との距離を、基準距離ｇ０にし、
前記第１受電電極と障害物とが接触すると判断したとき、前記第１受電電極と前記送電電極との距離ｇ１を、前記障害物の高さよりも高く、かつ１．４５ｇ０未満にする、
項目１から１２のいずれかに記載の移動体。

［項目１４］
前記送電装置と、
項目１から１３のいずれかに記載の移動体と、
を備える無線電力伝送システム。

本開示の技術は、電力によって駆動される任意の機器に利用できる。例えば、工場で用いられる無人搬送車（ＡＧＶ）などの搬送ロボットまたは電動車両に好適に利用できる。

１０ 搬送ロボット（移動体）
３０ 路面
１００ 送電装置
１１０ 送電回路
１２０ａ、１２０ｂ 送電電極
１３０ｓ 直列共振回路
１４０ｐ 並列共振回路
１８０ 整合回路
２００ 受電装置
２１０ 受電回路
２２０ａ、２２０ｂ 受電電極
２３０ｐ 並列共振回路
２４０ｓ 直列共振回路
２５０ 制御回路
２６０ アクチュエータ
２７０ センサ
２８０ 整合回路
３１０ 直流電源
３３０ 負荷
４００ 障害物

Claims (14)

1. 路面に沿った平面状の表面を有する第１送電電極、および前記第１送電電極から前記路面に沿った方向に離間して配置され前記路面に沿った平面状の表面を有する第２送電電極を有する送電装置から、交流電力を無線で受電する移動体であって、
   前記移動体の経路上および前記移動体の下方の少なくとも一方に位置する障害物を検知するセンサと、
   前記第１送電電極に対向したときに、前記第１送電電極と電界結合する少なくとも１つの第１受電電極と、
   前記第２送電電極に対向したときに、前記第２送電電極と電界結合する少なくとも１つの第２受電電極と、
   前記第１受電電極の全体または一部を、重力方向に移動させるアクチュエータと、
   前記アクチュエータを制御する制御回路であって、前記センサによる検知の結果に基づいて前記アクチュエータを制御し、前記第１受電電極が障害物に接触することを回避する制御回路と、
   を備える移動体。
2. 前記少なくとも１つの第１受電電極は、複数の第１受電電極であり、
   前記アクチュエータは、前記複数の第１受電電極の各々の全体または一部を、重力方向に移動させ、
   前記制御回路は、前記センサによる検知の結果に基づいて前記アクチュエータを制御し、前記複数の第１受電電極の各々が障害物に接触することを回避する、
   請求項１に記載の移動体。
3. 前記アクチュエータは、さらに、前記第２受電電極の全体または一部を、重力方向に移動させ、
   前記制御回路は、前記センサによる検知の結果に基づいて前記アクチュエータを制御し、前記第２受電電極が、障害物に接触することを回避する、
   請求項１または２に記載の移動体。
4. 前記少なくとも１つの第２受電電極は、複数の第２受電電極であり、
   前記アクチュエータは、前記複数の第２受電電極の各々の全体または一部を、重力方向に移動させ、
   前記制御回路は、前記センサによる検知の結果に基づいて前記アクチュエータを制御し、前記複数の第２受電電極の各々が障害物に接触することを回避する、
   請求項３に記載の移動体。
5. 前記センサは、前記移動体が前記路面に沿って移動しているときに前記移動体の経路上に位置する障害物を検知し、
   前記制御回路は、前記移動体の移動中に前記第１受電電極が障害物に接触すると判断したとき、前記アクチュエータを制御して前記第１受電電極の少なくとも一部と前記路面との距離を、前記障害物の高さよりも大きくして、前記第１受電電極が障害物に接触することを回避する、
   請求項１から４のいずれかに記載の移動体。
6. 前記制御回路は、前記移動体の移動中に、前記第１受電電極が障害物に接触し、前記第２受電電極が障害物に接触しないと判断したとき、前記第２受電電極の位置を維持したまま、前記アクチュエータを制御して前記第１受電電極の少なくとも一部と前記路面との距離を、前記障害物の高さよりも大きくして、前記第１受電電極が障害物に接触することを回避する、
   請求項５に記載の移動体。
7. 前記少なくとも１つの第１受電電極は、前記移動体の移動方向に並ぶ２つの第１受電電極を含み、
   前記アクチュエータは、前記２つの第２受電電極の各々を、重力方向に移動させ、
   前記制御回路は、前記移動体の移動中に、前方に位置する前記２つの第１受電電極の一方が障害物に接触すると判断したとき、前記２つの第１受電電極の他方の位置を維持したまま、前記アクチュエータを制御して前記２つの第１受電電極の前記一方と前記路面との距離を、前記障害物の高さよりも大きくして、前記２つの第１受電電極の前記一方が障害物に接触することを回避する、
   請求項５または６に記載の移動体。
8. 前記少なくとも１つの第２受電電極は、前記移動体の移動方向に並ぶ２つの第２受電電極を含み、
   前記アクチュエータは、さらに、前記２つの第２受電電極の各々を、重力方向に移動させ、
   前記制御回路は、前記移動体の移動中に、前方に位置する前記２つの第２受電電極の一方が障害物に接触すると判断したとき、前記２つの第２受電電極の他方の位置を維持したまま、前記アクチュエータを制御して前記２つの第２受電電極の前記一方と前記路面との距離を、前記障害物の高さよりも大きくして、前記２つの第２受電電極の前記一方が障害物に接触することを回避する、
   請求項５から７のいずれかに記載の移動体。
9. 前記少なくとも１つの第１受電電極は、前記移動体の移動方向および重力方向の両方に垂直な方向に並ぶ２つの第１受電電極を含み、
   前記アクチュエータは、前記２つの第２受電電極の各々を、重力方向に移動させ、
   前記制御回路は、前記移動体の移動中に、前記２つの第１受電電極の一方が障害物に接触し、前記２つの第１受電電極の他方が障害物に接触しないと判断したとき、前記２つの第１受電電極の前記他方の位置を維持したまま、前記アクチュエータを制御して前記２つの第１受電電極の前記一方と前記路面との距離を、前記障害物の高さよりも大きくして、前記２つの第１受電電極の前記一方が障害物に接触することを回避する、
   請求項５または６に記載の移動体。
10. 前記少なくとも１つの第２受電電極は、前記移動体の移動方向および重力方向の両方に垂直な方向に並ぶ２つの第２受電電極を含み、
    前記アクチュエータは、さらに、前記２つの第２受電電極の各々を、重力方向に移動させ、
    前記制御回路は、前記移動体の移動中に、前記２つの第２受電電極の一方が障害物に接触し、前記２つの第２受電電極の他方が障害物に接触しないと判断したとき、前記２つの第２受電電極の前記他方の位置を維持したまま、前記アクチュエータを制御して前記２つの第２受電電極の前記一方と前記路面との距離を、前記障害物の高さよりも大きくして、前記２つの第２受電電極の前記一方が障害物に接触することを回避する、
    請求項９に記載の移動体。
11. 前記センサは、前記移動体の下方に位置する障害物を検知し、
    前記制御回路は、
    前記第１受電電極および前記第２受電電極を、前記第１送電電極および前記第２送電電極にそれぞれ対向させるために前記移動体を移動させるとき、前記第１受電電極および前記第２受電電極と前記路面との距離を、予め設定された電力伝送時の基準距離よりも大きくした状態で、前記第１受電電極および前記第２受電電極が、前記第１送電電極および前記第２送電電極にそれぞれ対向するまで前記移動体を移動させ、
    前記センサが障害物を検知しなかったとき、前記アクチュエータを制御して、前記第１受電電極および前記第２受電電極と前記路面との距離を前記基準距離にし、
    前記センサが前記第１送電電極と前記第１受電電極との間に位置する障害物を検知したとき、前記アクチュエータを制御して、前記第２受電電極と前記路面との距離を前記基準距離にし、前記第１受電電極と前記路面との距離を、前記基準距離および前記障害物の高さよりも大きい距離にして、前記第１受電電極が障害物に接触することを回避する、
    請求項１から１０のいずれかに記載の移動体。
12. 前記制御回路は、前記第１受電電極と前記送電電極との距離ｇ１を、０＜ｇ１＜２５ｍｍの範囲で制御する、請求項１から１１のいずれかに記載の移動体。
13. 前記制御回路は、
    前記第１受電電極と障害物とが接触しないと判断したとき、前記第１受電電極と前記送電電極との距離を、基準距離ｇ０にし、
    前記第１受電電極と障害物とが接触すると判断したとき、前記第１受電電極と前記送電電極との距離ｇ１を、前記障害物の高さよりも高く、かつ１．４５ｇ０未満にする、
    請求項１から１２のいずれかに記載の移動体。
14. 前記送電装置と、
    請求項１から１３のいずれかに記載の移動体と、
    を備える無線電力伝送システム。

Images