JP2020534781A - 自律型ロボットの充電プロファイルの選択 - Google Patents
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Abstract
Description
再充電のための充電ステーション500へのロボットのドッキングについて、図17及び図18に関して説明する。図17では、充電ステーション500の充電組立体200に嵌合されている、充電ポート300を備えるロボット18を示す。ロボット18は、たとえば、充電ステーションについて記憶されたポーズによって定義される場所600に移動することができる。ポーズ600への誘導は、倉庫全体にわたる様々な大箱の場所にロボットを誘導するために、上記のやり方で行われる。ポーズ600に達すると、ロボット18を場所602に位置決めするために精密誘導プロセスが行われ、その場所で、充電ポート300が充電組立体200と嵌合し、再充電のためにロボット18が充電ステーション500にドッキングされる。
好ましい実施例において説明するロボットは、通常の「ライブ」動作中に、充電ステーションと自動的に嵌合するよう構成される。すなわち、ロボットは、充電中も電力がある状態で保持され、嵌合されながらも光通信又は他の方法を介して充電ステーションと情報交換できる。たとえば、充電ステーションは、充電中にロボットのバッテリの温度を取得し、一方ロボットは、充電ステーションからバッテリに運ばれた電荷量を取得する。
本明細書に記載するロボットに使用されるバッテリは、通常、比較的平坦な電流放電対電圧曲線を有するであろう。そして、バッテリは、温度依存性が高い可能性がある。こうした特性を、図21のグラフに示す、−20C、0C、23C、45C、及び60Cに対して示す5つの曲線によって証明する。グラフは、16Aだけ放電される、13.5Vの開放電圧を持つ、あるLiFePO4(リン酸鉄リチウム)バッテリの曲線を示す。バッテリが放電すると、バッテリ電圧は約13.5Vから約10Vに低下する。グラフの右側で、バッテリが所定の容量を放電した場合、曲線は「X」軸と交差し、バッテリに10Vの電位が残っていることを示す。23C及び45Cの曲線は、約16Aを放電する。60Cの曲線では、バッテリ管理システムの過熱保護機能が作動し、約14.4Aが放電された後にバッテリをシャット・ダウンする。より低い温度、すなわち0C及び−20Cでは、使用可能なエネルギーをすべてバッテリから取り出すことができず、それぞれ約14.4A及び12.24Aだけ放電した後、バッテリは機能を停止する。
Claims (23)
- バッテリを備える自律型ロボットを充電する充電ステーションであって、前記充電ステーションは、
前記自律型ロボットが充電のために前記充電ステーションとドッキングされるとき、前記自律型ロボットの第2の充電部材を受容するよう構成された、前記充電ステーションの第1の充電部材と、
前記自律型ロボットから、前記自律型ロボットのバッテリの種類を示す識別子を受信するよう構成された通信デバイスと、
充電プロファイルにしたがって前記自律型ロボットを充電するよう構成された、前記第1の充電部材に電気的に接続された電源と
を備え、前記充電プロファイルは、前記自律型ロボットから受信した前記識別子に少なくとも部分的に基づいて選択される、充電ステーション。 - 前記識別子には、バッテリの種類、自律型ロボットの種類、又はバッテリの状態のうちの1つ又は複数が含まれる、請求項1に記載の充電ステーション。
- 前記バッテリの状態にはバッテリの温度が含まれ、特定のバッテリの種類では、通常のバッテリ温度範囲での前記充電プロファイルは、前記通常の温度範囲を上回るバッテリ温度又は前記通常の温度範囲を下回るバッテリ温度での前記充電プロファイルとは異なる、請求項2に記載の充電ステーション。
- 前記充電ステーションは、少なくとも1つが前記識別子と一致する、複数の充電プロファイルを記憶させるためのメモリを備える、請求項2に記載の充電ステーション。
- 前記通信デバイスは、前記自律型ロボットの対応するトランシーバと通信するトランシーバを備える、請求項4に記載の充電ステーション。
- 前記充電ステーションの前記トランシーバ及び前記自律型ロボットの前記対応するトランシーバは、光学トランシーバであり、IrDA通信プロトコルを使用して通信する、請求項5に記載の充電ステーション。
- 前記電源から前記自律型ロボットへの電流出力を検知するよう構成された電流センサと、前記電源によって印加された前記第1の充電部材の両端間の電圧を検知するよう構成された電圧センサとをさらに備える、請求項6に記載の充電ステーション。
- 前記充電プロファイルにしたがって前記自律型ロボットを充電するために、前記電源を制御するよう構成されたプロセッサをさらに備え、前記充電プロファイルには、定電流部分及び定電圧部分が含まれる、請求項7に記載の充電ステーション。
- 前記プロセッサは、所定の電圧レベルに達するまで定電流を使用して、前記充電プロファイルの前記定電流充電部分で前記ロボットを充電し、次いで定電圧を使用して、前記充電プロファイルの前記定電圧部分で前記ロボットを充電するよう構成される、請求項8に記載の充電ステーション。
- 前記充電プロファイルの前記定電圧充電部分の間に、前記プロセッサは、バッテリ電圧の上限閾値に達したことを示すSOCの要求を前記ロボットから受信したとき、又は前記電源から所定の電流レベルが出力されているとき、前記SOCを前記ロボットに提供して充電を終えるよう構成され、どちらの場合にも、バッテリが完全に充電されていることを示している、請求項9に記載の充電ステーション。
- 前記プロセッサは、前記ロボットが完全に充電された後で前記ロボットが前記充電ステーションからドッキング解除される前に、前記ロボットがドッキング解除されるまで定電圧レベルを維持することによって、前記ロボットに制限された電荷レベルを供給するフロート充電プロファイルを使用して前記ロボットを充電するように、前記電源を制御するよう構成される、請求項10に記載の充電ステーション。
- 前記プロセッサは、定電流部分及び定電圧部分を有する回復プロファイルを使用して、バッテリ上がりの状態の前記ロボットを充電するよう構成され、前記プロセッサはさらに、前記回復充電プロファイルの完了時に、ユーザを促して前記ロボットを起動させ、それにより前記ロボットと前記充電ステーションとの間の通信を確立して、前記自律型ロボットから受信した前記識別子に少なくとも部分的に基づいて選択された充電プロファイルを使用して、ロボットの充電を完了することができるよう構成される、請求項10に記載の充電ステーション。
- バッテリを備える自律型ロボットを充電する方法であって、
充電ステーションの第1の充電部材を前記自律型ロボットの第2の充電部材と嵌合させることによって、前記自律型ロボットをドッキングするステップと、
前記自律型ロボットのバッテリの種類を示す識別子を含む、前記自律型ロボットからの伝達を受信するステップと、
電源を使用して、充電プロファイルにしたがって前記自律型ロボットを充電するステップと
を含み、前記充電プロファイルは、前記自律型ロボットから受信した前記識別子に少なくとも部分的に基づいて選択される、方法。 - 前記識別子には、バッテリの種類、自律型ロボットの種類、又はバッテリの状態のうちの1つ又は複数が含まれる、請求項13に記載の方法。
- 前記バッテリの状態にはバッテリの温度が含まれ、特定のバッテリの種類では、通常のバッテリ温度範囲での前記充電プロファイルは、前記通常の温度範囲を上回るバッテリ温度又は前記通常の温度範囲を下回るバッテリ温度での前記充電プロファイルとは異なる、請求項14に記載の方法。
- 前記方法は、少なくとも1つが前記識別子と一致する複数の充電プロファイルを、前記充電ステーション内のメモリに記憶させるステップをさらに含む、請求項14に記載の方法。
- 前記受信するステップは、前記それぞれの自律型ロボット及び前記充電ステーションが1つずつ備える光学トランシーバを使って、IrDA通信プロトコルを使用して通信するステップを含む、請求項16に記載の方法。
- 前記電源から前記自律型ロボットへの電流出力を、電流センサを使用して検知するステップと、前記電源によって印加された前記第1の充電部材の両端間の電圧を、電圧センサを使用して検知するステップとをさらに含む、請求項17に記載の方法。
- 前記充電プロファイルにしたがって前記自律型ロボットを充電するために、前記電源を制御するステップをさらに含み、前記充電プロファイルには、定電流部分及び定電圧部分が含まれる、請求項18に記載の方法。
- 所定の電圧レベルに達するまで定電流を使用して、前記充電プロファイルの前記定電流充電部分で前記ロボットを充電するステップと、所定の電流レベルに達するまで定電圧を使用して、前記充電プロファイルの前記定電圧部分で前記ロボットを充電するステップとをさらに含む、請求項19に記載の方法。
- 前記充電プロファイルの前記定電圧充電部分の間に、バッテリ電圧の上限閾値に達したことを示すSOCの要求を前記ロボットから受信したとき、又は前記電源から所定の電流レベルが出力されているとき、前記SOCを前記ロボットに提供するステップと、充電を終えるステップとを含み、どちらの場合にも、バッテリが完全に充電されていることを示している、請求項20に記載の方法。
- 前記ロボットが完全に充電された後で前記ロボットが前記充電ステーションからドッキング解除される前に、前記ロボットがドッキング解除されるまで定電圧レベルを維持することによって、前記ロボットに制限された電荷レベルを供給するフロート充電プロファイルを使用して前記ロボットを充電するように、前記電源を制御するステップをさらに含む、請求項21に記載の方法。
- 定電流部分及び定電圧部分を有する回復プロファイルを使用して、バッテリ上がりの状態の前記ロボットを充電するステップと、前記回復充電プロファイルの完了時に、ユーザを促して前記ロボットを起動させるステップとをさらに含み、それにより前記ロボットと前記充電ステーションとの間の通信を確立して、前記自律型ロボットから受信した前記識別子に少なくとも部分的に基づいて選択された充電プロファイルを使用して、ロボットの充電を完了することができる、請求項21に記載の方法。
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