JP2023161282A - charging system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、受電部を備える走行体と、受電部と接続可能な給電部を備える充電装置と、を有する充電システムに関する。 The present invention relates to a charging system that includes a traveling body including a power receiving section and a charging device including a power feeding section connectable to the power receiving section.
充電システムの従来技術として、例えば、特許文献1に開示された無人車の自動充電装置が知られている。特許文献1に開示された無人車の自動充電装置では、無人車には無人車に搭載されたバッテリを充電するための無人車側正負充電端子が設けられ、地上側の充電器には地上側正負充電端子が設けられている。そして、無人車の自動充電装置は、無人車側正負充電端子に地上側正負充電端子を接続した状態でバッテリを充電器により自動で充電する。
As a conventional technique of a charging system, for example, an automatic charging device for an unmanned vehicle disclosed in
特許文献1の無人車の自動充電装置では、地上側正負充電端子がハウジングに摺動可能に支持されている。地上側正負充電端子は圧縮コイルスプリングによりハウジングから突出する方向に付勢され、地上側正負充電端子の先端部はハウジングから突出している。ハウジングにはリミットスイッチが固定されている。そして、地上側正負充電端子が圧縮コイルスプリングの付勢力に対抗して所定量移動すると、リミットスイッチがオンするようになっている。
In the automatic charging device for an unmanned vehicle disclosed in
地上側正負充電端子が無人車側正負充電端子に接触し、さらに移動されることによりハウジング内において地上側正負充電端子が相対的に移動し、リミットスイッチがオンする。リミットスイッチの信号は充電コントローラに送られる。充電コントローラは、リミットスイッチのオン後において地上側正負充電端子と無人車側正負充電端子が正しく接触していると判断すると、充電器による充電を開始する。地上側にリミットスイッチを設け、リミットスイッチによる接触確認により地上側正負充電端子の移動動作を止めることで移動のストローク内であれば無人車の位置が異なっても充電が可能である。 When the ground-side positive and negative charging terminals come into contact with the unmanned vehicle-side positive and negative charging terminals and are further moved, the ground-side positive and negative charging terminals move relatively within the housing, and the limit switch is turned on. The limit switch signal is sent to the charge controller. When the charge controller determines that the ground-side positive and negative charging terminals and the unmanned vehicle-side positive and negative charging terminals are in proper contact after the limit switch is turned on, charging by the charger is started. A limit switch is provided on the ground side, and by checking the contact with the limit switch and stopping the moving operation of the ground side positive and negative charging terminals, charging is possible even if the unmanned vehicle is in a different position as long as it is within the movement stroke.
しかしながら、特許文献1に開示された無人車の自動充電装置では、リミットスイッチのオン後に地上側正負充電端子と無人車側正負充電端子との当接状態を判断するため、リミットスイッチを必要とするという問題がある。つまり、無人車を停止させるためにリミットスイッチが必要である。リミットスイッチを必要とする場合、リミットスイッチを設けるスペースが必要になるほか、リミットスイッチを設けるための部品が必要となり充電装置の製作コストが増大する。
However, the automatic charging device for an unmanned vehicle disclosed in
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、センサやスイッチを用いずに受電部と給電部との当接状態を確実に検出することが可能な充電システムの提供にある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a charging system that can reliably detect the contact state between a power receiving part and a power feeding part without using a sensor or a switch. On offer.
上記の課題を解決するために、本発明は、受電部を備える電動走行体と、前記受電部と当接可能な給電部を備える充電装置と、を有し、前記電動走行体は、走行用モータと、前記走行用モータを制御するコントローラと、前記受電部を介して充電可能な蓄電装置と、を備える充電システムにおいて、前記受電部および前記給電部の少なくとも一方は、前記受電部と前記給電部とが互いに当接するとき、前記電動走行体の移動に応じて進退可能であり、かつ、前記受電部および前記給電部の少なくとも一方を、前記受電部および前記給電部が互いに当接する方向に付勢する付勢部材、を備え、前記コントローラは、前記受電部と前記給電部との当接後に前記走行用モータのトルクが閾値以上のとき、前記電動走行体が前記充電装置に対して停止するように前記走行用モータを制御することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention includes an electric traveling body including a power receiving section, and a charging device comprising a power feeding section that can come into contact with the power receiving section, and the electric traveling body has a In a charging system including a motor, a controller that controls the traveling motor, and a power storage device that can be charged via the power receiving section, at least one of the power receiving section and the power feeding section is connected to the power receiving section and the power feeding section. When the parts come into contact with each other, the power receiving part and the power feeding part can be moved forward and backward according to the movement of the electric traveling body, and at least one of the power receiving part and the power feeding part is attached in a direction in which the power receiving part and the power feeding part come into contact with each other. a biasing member that biases the electric vehicle, and the controller causes the electric vehicle to stop relative to the charging device when the torque of the travel motor is equal to or greater than a threshold after the power reception unit and the power supply unit come into contact with each other. The present invention is characterized in that the traveling motor is controlled as follows.
本発明では、コントローラは、受電部と給電部との当接後に走行用モータのトルクが閾値以上になると、電動走行体が充電装置に対して停止するように走行用モータを制御する。そして、電動走行体が停止された後、受電部と給電部との当接は、付勢部材との付勢力によって維持される。つまり、走行用モータのトルクを監視することで、受電部と給電部との当接状態を確実に検出することができるので、当接状態の検出のためにセンサやスイッチを用いる必要がない。 In the present invention, the controller controls the traveling motor so that the electric traveling body stops relative to the charging device when the torque of the traveling motor becomes equal to or greater than a threshold value after the power receiving section and the power feeding section come into contact with each other. After the electric traveling body is stopped, the contact between the power receiving section and the power feeding section is maintained by the urging force of the urging member. That is, by monitoring the torque of the driving motor, the contact state between the power receiving section and the power supply section can be reliably detected, so there is no need to use a sensor or a switch to detect the contact state.
また、上記の充電システムにおいて、前記給電部は、前記付勢部材に付勢され、進退可能な給電側電極体を備え、前記受電部は、前記電動走行体に固定されている走行体側電極体を備える構成としてもよい。
この場合、給電側電極体が進退可能とすることで、電動走行体の走行体側電極体を進退させる必要がなく、電動走行体に走行体側電極体の進退のためスペースを確保する必要がない。
Further, in the above-mentioned charging system, the power feeding unit includes a power feeding side electrode body that is biased by the biasing member and can move forward and backward, and the power receiving unit includes a running body side electrode body that is fixed to the electric running body. It is good also as a structure provided with.
In this case, by allowing the power feeding side electrode body to move forward and backward, there is no need to move the traveling body side electrode body of the electric traveling body forward and backward, and there is no need to secure a space on the electric traveling body for the movement of the traveling body side electrode body.
また、上記の充電システムにおいて、前記付勢部材は、コイルばねである構成としてもよい。
この場合、付勢部材をコイルばねとすることにより、走行用モータのトルクが閾値以上となるまでの連続的に増大することになり、コントローラは受電部と給電部との当接以外によるトルク増大と判別し易くなる。
Furthermore, in the charging system described above, the biasing member may be a coil spring.
In this case, by using a coil spring as the biasing member, the torque of the traveling motor increases continuously until it reaches a threshold value or more, and the controller is able to increase the torque due to reasons other than contact between the power receiving part and the power supply part. It becomes easier to distinguish.
また、上記の充電システムにおいて、前記充電装置の周囲に充電エリアが設定され、前記電動走行体と前記充電装置との通信を可能とする通信部を有し、前記コントローラは、前記電動走行体が前記充電エリアに存在するとき、前記電動走行体の停止後に充電を開始するように前記通信部を介して前記充電装置を制御する構成としてもよい。
この場合、車載コントローラは、充電エリアが設定により充電を可能なエリアを限定することができ、通信部の通信により充電装置を制御することができる。
Further, in the above-mentioned charging system, a charging area is set around the charging device, and the controller includes a communication unit that enables communication between the electric traveling object and the charging device, and the controller is configured to When present in the charging area, the charging device may be controlled via the communication unit so as to start charging after the electric vehicle stops.
In this case, the in-vehicle controller can limit the area where charging is possible by setting the charging area, and can control the charging device through communication from the communication unit.
また、上記の充電システムにおいて、前記コントローラは、前記トルクが予め設定された設定トルク変動パターンで閾値以上になるとき、充電を開始する構成としてもよい。
この場合、トルクが予め設定された設定トルク変動パターンで閾値以上になるとき、受電部と給電部を介した蓄電装置の充電を開始することができる。また、予め設定された変動パターン以外で閾値以上になるとき、充電を行わないようにすることも可能となる。
Furthermore, in the charging system described above, the controller may be configured to start charging when the torque exceeds a threshold value in a preset torque fluctuation pattern.
In this case, when the torque becomes equal to or greater than the threshold value in a preset torque fluctuation pattern, charging of the power storage device via the power reception unit and the power supply unit can be started. Furthermore, it is also possible to prevent charging when the battery voltage exceeds a threshold value in a variation pattern other than a preset variation pattern.
本発明によれば、センサやスイッチを用いずに受電部と給電部との当接状態を確実に検出することが可能な充電システムを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a charging system that can reliably detect the contact state between a power receiving section and a power feeding section without using a sensor or a switch.
(第1の実施形態)
以下、第1の実施形態に係る充電システムについて図面を参照して説明する。本実施形態は、電動走行体としての無人搬送車と、無人搬送車を充電する充電装置とを有する充電システムを例示して説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a charging system according to a first embodiment will be described with reference to the drawings. This embodiment will be described by exemplifying a charging system that includes an automatic guided vehicle as an electric vehicle and a charging device that charges the automatic guided vehicle.
図1に示すように、充電システム10は、電動走行体としての無人搬送車11と、充電装置12と、を有している。無人搬送車11は、障害物を回避しつつ自律走行する無人搬送車である。図2に示すように、無人搬送車11の車体13の上部には、荷Wの載置を可能とする荷台14が備えられている。車体13の前部には、前輪としての左右一対の操舵輪15が備えられ、車体13の後部には、後輪としての左右一対の駆動輪16が備えられている。操舵輪15は操舵用モータ(図示せず)の駆動により操舵される。左右一対の駆動輪16は、走行用モータ17の駆動により回転する。
As shown in FIG. 1, the
車体13には、蓄電装置としてのバッテリ18が搭載されている。バッテリ18は充放電可能な二次電池であり、例えば、リチウムイオン電池である。バッテリ18は、操舵用モータや走行用モータ17等の電力を必要とするに各部と電力配線(図示せず)により接続されている。したがって、バッテリ18の電力は電力配線を通じて車体13の各部に供給される。また、回生時に生じる電力は、電力配線を通じてバッテリ18に蓄えられる。
A
本実施形態では、車体13の前部にバッテリ18を充電するための受電部19が備えられている。受電部19は、走行体側電極体としての正極端子21および負極端子22を備えている。正極端子21および負極端子22は、車体13の前部に形成された凹部23に配設されている。正極端子21および負極端子22が互いに上下となるように、受電部19は車体13に対して固定されている(図2を参照)。正極端子21および負極端子22は、バッテリ18が備える対応する端子と電力線28、29を介して接続されている。受電部19には充電装置12との光通信による通信を行うための車載通信機24を備えている。正極端子21および負極端子22は、凹部23に配設されているので障害物と干渉し難い。
In this embodiment, a power receiving
車体13には、無人搬送車11の各部を制御するコントローラとしての車載コントローラ25が搭載されている。図3に示すように、車載コントローラ25は、CPU26と、RAMおよびROM等からなる記憶部27と、を備えている。車載コントローラ25は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェア、例えば、特定用途向け集積回路(ASIC)を備えていてもよい。車載コントローラ25は、コンピュータプログラムにしたがって動作する1つ以上のプロセッサ、ASIC等の1つ以上の専用のハードウェア回路、あるいは、それらの組み合わせを含む回路として構成し得る。
The
記憶部27は、処理をCPU26に実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。記憶部27には、無人搬送車11の各部を制御するための種々のプログラムが記憶されている。車載コントローラ25は、例えば、操舵用モータおよび走行用モータ17を制御し、操舵用モータおよび走行用モータ17を制御することで、無人搬送車11の進行方向および走行速度を制御することが可能である。
The
記憶部27には、無人搬送車11の移動を行なう移動空間に関する環境地図が記憶されている。環境地図は、無人搬送車11が移動空間を移動しながら作成する地図である。無人搬送車11の自己位置推定と環境地図の構築を同時に行なう技術は、SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)と称される。記憶部27、即ち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆるものを含む。無人搬送車11にレーザーレンジファインダ(LRF:光波測距儀)が搭載されることで、車載コントローラ25は、自己位置を推定しつつ環境地図を作成する。
The
環境地図には、充電装置12の周囲に設定される充電エリアEの位置情報が含まれている。車載コントローラ25は、無人搬送車11の走行モードを充電エリアE外では通常走行モードとし、充電エリアE内では充電走行モードとする。通常走行モードでは充電装置12によるバッテリ18の充電を不可とし、充電走行モードでは、充電装置12の充電を可能とする。
The environmental map includes position information of a charging area E set around the charging
本実施形態の車載コントローラ25は、充電装置12との通信に基づいて充電制御を行う。無人搬送車11が充電装置12と充電可能な状態で接続されたとき、充電装置12に充電指令を出してバッテリ18に対する充電を行う。充電の制御の手順については後述する。また、車載コントローラ25は、駆動中の走行用モータ17のトルクを監視する機能を有しており、走行用モータ17の電流値に基づいてトルクを求めている。
The on-
次に、充電装置12について説明する。本実施形態の充電装置12は、路面(床面)に設置されている。充電装置12は、装置本体31と、給電部32と、付勢部材としてのコイルばね33と、充電側コントローラ34と、を有する。
Next, the charging
箱状の装置本体31の側部には給電部32が備えられている。給電部32は、給電基台35と、給電側電極体としての正極端子36および負極端子37を備えている。給電基台35には、正極端子36が進退可能に挿入される空間38と、負極端子37が進退可能に挿入される空間39と、を有する。正極端子36は、円柱体であって空間38に挿入されているが、装置本体31の側部から突出するとともに、給電基台35に対して進退可能に備えられている。負極端子37は、円柱体であって空間39に挿入されているが、装置本体31の側部から突出するとともに、給電基台35に対して進退可能に備えられている。
A
正極端子36および負極端子37は互いに上下となるように配設されている(図2を参照)。正極端子36および負極端子37を備える給電部32は、電力配線42、43を介して充電器40と接続されており、充電器40は外部電源(図示せず)と接続されている(図3を参照)。正極端子36および負極端子37は、付勢部材としてのコイルばね33により突出する方向に付勢されている。コイルばね33は、圧縮コイルばねであり、空間38、39にそれぞれ収容されている。正極端子36および負極端子37における突出側の端部が押し込まれると、正極端子36および負極端子37における空間側の端部がコイルばね33を圧縮する方向へ移動する。コイルばね33の付勢力はフックの法則に従う。
The
給電部32には無人搬送車11との光通信による通信を行うための充電側通信機41を備えている。車載通信機24および充電側通信機41は、無人搬送車11と充電装置12との通信を可能とする通信部に相当する。充電側コントローラ34は、充電装置12の各部を制御する。具体的には、給電部32を制御するほか、充電側通信機41を制御する。充電側コントローラ34は、給電部32による充電に関する指令を出す。
The
次に、充電システム10による無人搬送車11の受電部19と充電装置12の給電部32との当接状態を検出する手順について説明する。図4に示すように、車載コントローラ25は、まず、走行中の無人搬送車11に充電要求が発生したとき、充電装置12へ向けて走行する(ステップS101)。このとき、無人搬送車11は通常走行モードで走行している。充電要求は、バッテリ18の残容量に基づいて判断される。通常走行モードでは、走行用モータ17のトルクが閾値以上となるとき、車載コントローラ25は異常と判断して緊急停止する。
Next, a procedure for detecting a contact state between the
次に、無人搬送車11の現在位置が充電エリアE内であるか否かを判別する(ステップS102)。無人搬送車11の現在位置が充電エリアE内であると判別されると、車載コントローラ25は、無人搬送車11の走行モードを、通常走行モードから充電走行モードへ切り換えられる。そして充電走行モードにより充電装置12へ向けて走行する(ステップS103)。充電走行モードでは、走行用モータ17のトルクが閾値以上のときに充電が可能となる。車載コントローラ25が充電エリアE内でないと判別すると、ステップS101へ戻る。
Next, it is determined whether the current position of the automatic guided
次に、車載コントローラ25は、走行用モータ17のトルクが閾値T以上であるか否かを判別する(ステップS104)。走行用モータ17のトルクは、車載コントローラ25により監視されている。車載コントローラ25が走行用モータ17のトルクが閾値T以上であると判別すると、走行用モータ17のトルク増大が予め設定された変動パターンであるか否かを判別する(ステップS105)。
Next, the on-
受電部19と給電部32が当接した状態で無人搬送車11が走行を継続すると、給電部32における正極端子36および負極端子37がコイルばね33のばね力(付勢力)に抗して押し込まれる。このため、コイルばね33は圧縮され、コイルばね33のばね力は受電部19への反力となるが、ばね力の増大はフックの法則に従い、連続的であって直線的な増大となる。そして、無人搬送車11がばね力に対抗して走行しようとするため、図5に示すように、走行用モータ17のトルクは、ばね力の増大に対応して連続的であって直線的な増大となる。車載コントローラ25には、走行用モータ17のトルクの連続的であって直線的に増大の変動パターン(以下、「設定トルク変動パターン」と表記する)が予め設定されている。トルクの増大の変動が設定トルク変動パターンであると、車載コントローラ25は受電部19と給電部32が当接していると認識できる。閾値Tは、コイルばね33の高さが自由高さと密着高さの間での付勢力と対応するトルクとすればよい。
When the automatic guided
車載コントローラ25が走行用モータ17のトルク増大が設定トルク変動パターンであると判別すると、無人搬送車11を停止させるように走行用モータ17を制御する(ステップS106)。次に、車載コントローラ25は、車載通信機24と充電側通信機41との間で光通信を行う(ステップS107)。そして、車載コントローラ25は、通信結果に基づいて充電可能か否かを判別する(ステップS108)。具体的には、車載コントローラ25は、通信により充電装置12に対して指令を出し、給電部32から受電部19へ電流を流させ、受電部19における電圧を検出することで充電可能であると判別する。車載コントローラ25は、受電部19と給電部32の充電可能であると判別すると、通信により充電装置12の充電側コントローラ34に対して充電を開始するように指令を送る(ステップS109)。充電側コントローラ34は、車載コントローラ25の指令を受けてバッテリ18に対する充電を開始する(ステップS110)。充電の開始により一連のフローが終了する。
When the on-
ステップS105で走行用モータ17のトルク増大が設定トルク変動パターンでないと判別されると、給電部32が受電部19以外の障害物と当接している異常が発生しているとしてフローを終了する(ステップS111)。また、ステップS107において受電部19と給電部32との接続が正常でないと判別されると、接続異常としてフローを終了する(ステップS111)。
If it is determined in step S105 that the torque increase of the driving
次に、本実施形態の充電システム10による無人搬送車11のバッテリ18の充電について説明する。無人搬送車11は、荷Wを搬送するために通常走行モードにより走行する。走行中の無人搬送車11では、車載コントローラ25が走行用モータ17のトルクを常に監視している。無人搬送車11が走行を繰り返す等してバッテリ18の残容量が所定の残容量まで低下すると、車載コントローラ25が充電要求の指令を出す。充電要求の指令が出されると、車載コントローラ25は、無人搬送車11を充電装置12へ向けて走行するように走行用モータ17を含む各部を制御する。
Next, charging of the
無人搬送車11を充電装置12へ向けて走行するが、無人搬送車11が充電装置12の充電エリアE外に存在するときは、通常走行モードによる走行を継続する。このとき、何らかの理由で無人搬送車11が障害物と干渉して走行を継続しようとすると、走行用モータ17のトルクが閾値Tを超えることが有り得るが、車載コントローラ25は異常発生として認識し、無人搬送車11を停止する。一方、無人搬送車11が充電装置12の充電エリアE内に存在するときは、車載コントローラ25は、走行モードを通常走行モードから充電走行モードに切り換え、無人搬送車11は充電走行モードにより走行し、充電装置12を目指す。
The automatic guided
図6(a)に示すように、無人搬送車11の走行により受電部19と給電部32とは当接する。さらに無人搬送車11が走行を継続するので、例えば、図6(b)に示すように、給電部32の正極端子36および負極端子37がコイルばね33の付勢力に対抗して押し込まれる。コイルばね33の付勢力はフックの法則に基づきコイルばね33の圧縮量に応じて増大する。受電部19における正極端子21および負極端子22は、コイルばね33の付勢力を反力として受ける。このため、受電部19の給電部32との当接後に無人搬送車11が、給電部32の正極端子36および負極端子37を押し込む方向へ移動すると、無人搬送車11の走行用モータ17のトルクもコイルばね33の付勢力の増大と同様に増大する。
As shown in FIG. 6A, as the automatic guided
車載コントローラ25は、充電走行モードであって走行用モータ17のトルクが閾値T以上となる。そして、走行用モータ17のトルクの変動が設定トルク変動パターンであるとき、車載コントローラ25は、受電部19と給電部32との接続が正常であって停止できる状態として、無人搬送車11の走行を停止する指令を出す。無人搬送車11が停止されると、コイルばね33の閾値T以上のトルクに対応する付勢力が受電部19の正極端子21および負極端子22に常に作用する。このため、無人搬送車11が停止しても、正極端子21と正極端子36との当接および負極端子22と負極端子37との当接が維持される。
The on-
無人搬送車11の停止後には、車載コントローラ25は、車載通信機24を介して充電側通信機41と光通信を行い、充電が可能であれば、充電装置12に充電の指令を出す。充電装置12は、車載コントローラ25の指令を受けてバッテリ18に対する充電を開始する。バッテリ18に対する充電が終了すると、車載コントローラ25は、無人搬送車11を充電装置12から離間させるように走行用モータ17を制御する。無人搬送車11は、充電装置12から離間し、充電エリアE外に出ると充電走行モードから通常走行モードへ走行モードを切り換える。
After the automatic guided
本実施形態の充電システム10は、以下の効果を奏する。
(1)車載コントローラ25は、受電部19と給電部32との当接後に走行用モータ17のトルクが閾値T以上になると、無人搬送車11が充電装置12に対して停止するように走行用モータ17を制御する。そして、無人搬送車11が停止された後、受電部19と給電部32との当接は、コイルばね33との付勢力によって維持される。つまり、走行用モータ17のトルクを監視することで、受電部19と給電部32との当接状態を確実に検出することができるので、当接状態の検出のためにセンサやスイッチを用いる必要がない。その結果、充電システム10の製作コストを抑制することができる。
The charging
(1) The on-
(2)給電部32は、コイルばね33に付勢され、進退可能な正極端子36および負極端子37を備え、受電部19は、無人搬送車11の車体13に固定されている正極端子21および負極端子22を備えている。このため、正極端子36および負極端子37が進退可能とすることで、無人搬送車11の正極端子21および負極端子22を進退させる必要がなく、無人搬送車11に正極端子21および負極端子22の進退のためスペースを確保する必要がない。
(2) The
(3)付勢部材をコイルばね33とすることにより、走行用モータ17のトルクが閾値以上となるまでの連続的に増大することになり、車載コントローラ25は、受電部19と給電部32との当接以外によるトルク増大と判別し易くなる。また、無人搬送車11が停止したとき、受電部19と給電部32との間では、コイルばね33の付勢力により充電に必要な接地圧力を確保することができる。
(3) By using the
(4)充電装置12の周囲に充電エリアEが設定されている。充電システム10は、無人搬送車11と充電装置12との通信を可能とする通信部を有する。車載コントローラ25は、無人搬送車11が充電エリアE内に存在するとき、無人搬送車11の停止後に充電を開始するように車載通信機24および充電側通信機41を介して充電装置12を制御する。車載コントローラ25は、充電エリアEが設定されることにより充電を可能なエリアを限定することができ、通信部の通信により充電装置12を制御することができる。
(4) A charging area E is set around the charging
(5)車載コントローラ25は、走行用モータ17のトルクが設定トルク変動パターンで閾値T以上になるとき、充電を開始することができる。設定トルク変動パターン以外で閾値T以上になるとき、充電を行わないようにすることも可能となる。設定トルク変動パターン以外で閾値T以上になる例としては、急激にトルクが上昇する無人搬送車11と障害物との干渉が考えられ、車載コントローラ25は、異常発生として直ちに無人搬送車11を停止することができる。
(5) The on-
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態に係る充電システムについて説明する。本実施形態では、受電部が備える正極端子および負極端子が無人搬送車の移動に応じて進退可能であり、給電部が備える正極端子および負極端子が固定されている点で、第1の実施形態と相違する。本実施形態では、第1の実施形態と同じ構成について第1の実施形態を援用し、共通の符号を用いる。
(Second embodiment)
Next, a charging system according to a second embodiment will be described. This embodiment differs from the first embodiment in that the positive terminal and negative terminal included in the power receiving unit can move forward and backward according to the movement of the automatic guided vehicle, and the positive terminal and negative terminal included in the power feeding unit are fixed. It differs from In this embodiment, the first embodiment is used for the same configuration as the first embodiment, and common symbols are used.
図7に示すように、充電システム50は、電動走行体としての無人搬送車51と、充電装置52と、を有している。車体13の前部にバッテリ18を充電するための受電部53が備えられている。受電部53は、走行体側電極体としての正極端子54および負極端子55を備えている。受電部53には、正極端子54が進退可能に挿入される空間56と、負極端子55が進退可能に挿入される空間57と、を有する。
As shown in FIG. 7, the charging
正極端子54は、円柱体であって空間56に挿入されているが、車体13の前部から突出するとともに、車体13に対して進退可能に備えられている。負極端子55は、円柱体であって空間57に挿入されているが、車体13の前部から突出するとともに、車体13に対して進退可能に備えられている。正極端子54および負極端子55は、付勢部材としてのコイルばね33により突出する方向に付勢されている。コイルばね33は、圧縮コイルばねであり、空間56、57にそれぞれ収容されている。
The
充電装置52の給電部58は、給電基台35と、給電側電極体としての正極端子59および負極端子61を備えている。正極端子59および負極端子61は、装置本体31の側部に形成された凹部62に配設されている。正極端子59および負極端子61は給電基台35に対して固定されている。
The
本実施形態では、第1の実施形態の効果(1)、(3)~(5)と同等の効果を奏する。また、受電部53は、コイルばね33に付勢され、進退可能な正極端子54および負極端子55を備え、給電部58は、給電基台35に固定されている正極端子59および負極端子61を備えている。このため、正極端子54および負極端子55を進退可能とすることで、充電装置52の正極端子59および負極端子61を進退させる必要がなく、充電装置52に正極端子59および負極端子61の進退のためスペースを確保する必要がない。
This embodiment provides effects equivalent to effects (1), (3) to (5) of the first embodiment. The
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態に係る充電システムについて説明する。本実施形態では、給電部だけでなく受電部が備える正極端子および負極端子が無人搬送車の移動に応じて進退可能である点で、第1の実施形態と相違する。本実施形態では、第1の実施形態と同じ構成について第1の実施形態を援用し、共通の符号を用いる。
(Third embodiment)
Next, a charging system according to a third embodiment will be described. This embodiment differs from the first embodiment in that not only the power feeding section but also the positive terminal and the negative terminal provided in the power receiving section can move forward and backward in accordance with the movement of the automatic guided vehicle. In this embodiment, the first embodiment is used for the same configuration as the first embodiment, and common symbols are used.
図8に示すように、充電システム70は、電動走行体としての無人搬送車71と、充電装置12と、を有している。車体13の前部にバッテリ18を充電するための受電部73が備えられている。受電部73は、走行体側電極体としての正極端子74および負極端子75を備えている。受電部73には、正極端子74が進退可能に挿入される空間76と、負極端子75が進退可能に挿入される空間77と、を有する。
As shown in FIG. 8, the charging
正極端子74は、空間76に挿入されているが、車体13の前部から突出せず、車体13に対して進退可能に備えられている。負極端子75は、空間77に挿入されているが、車体13の前部から突出せず、車体13に対して進退可能に備えられている。正極端子74および負極端子75は、付勢部材としてのコイルばね33により突出する方向に付勢されている。コイルばね33は、圧縮コイルばねであり、空間76、77にそれぞれ収容されている。
Although the
本実施形態では、第1の実施形態の効果(1)、(3)~(5)と同等の効果を奏する。また、受電部73は、コイルばね33に付勢され、進退可能な正極端子74および負極端子75を備え、給電部32は、給電基台35に進退可能な正極端子36および負極端子37を備えている。このため、正極端子36、74、負極端子37、75を進退させることで、受電部73と給電部32との当接状態を確実に検出することができる。
This embodiment provides effects equivalent to effects (1), (3) to (5) of the first embodiment. The
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention. For example, the following modifications may be made.
○ 上記の実施形態では、付勢部材として圧縮コイルばねを例示して説明したが、これに限らない。付勢部材は、例えば、引っ張りコイルばねでもよい。また、付勢部材は、コイルばねに限らず、付勢力が連続的に増大するゴム系材料による弾性部材であってもよい。
○ 上記の実施形態では、充電装置の周囲に充電エリアを設定する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、充電エリアを設定せず、電動走行体の停止後に充電を開始するように通信部を介して充電装置を制御してもよい。
○ 上記の実施形態では、走行用モータのトルクが予め設定された設定トルク変動パターンで閾値以上になるとき、充電を開始するとしたが、これに限らない。例えば、走行用モータのトルクが、単に閾値以上になった場合でも、充電を開始できるようにしてもよい。
○ 上記の実施形態では、設定トルク変動パターンのトルクの増大が連続的であって直線的としたが、これに限らない。設定トルク変動パターンのトルクの増大は直線的でなくてもよいが、トルクの増大が連続的であることが好ましい。
○ 上記の実施形態では、コントローラは、走行用モータのトルクが閾値以上であるか否かを判別し、走行用モータのトルクが閾値以上であると判別すると、走行用モータのトルク増大が予め設定された設定トルク変動パターンであるか否かを判別したがこれに限らない。コントローラは、例えば、走行用モータのトルク増大が予め設定された変動パターンであるか否かを判別し、トルク増大が設定トルク変動パターンであると判別するとき、走行用モータのトルクが閾値以上であるか否かを判別してもよい。
〇 上記の実施形態では、コントローラが、走行用モータのトルクが閾値以上であると判別し、さらに、走行用モータのトルク増大が予め設定された設定トルク変動パターンであるとき、停止指令を出したが、これに限定されない。例えば、コントローラは、走行用モータのトルクが閾値以上であると判別すると、停止指令を出してもよく、電動走行体の停止後に走行用モータのトルク増大が予め設定された設定トルク変動パターンであるか否かを判別してもよい。
○ 上記の実施形態では、電動走行体としての無人搬送車はSLAMにより自律走行するとしたがこれに限らない。例えば、路面に設置した磁気テープ等により誘導され、走行する電動走行体であってもよい。
〇 上記の実施形態では、電動走行体として操舵輪と駆動輪を備える無人搬送車を例示して説明したが、これに限らない。例えば、オムニホイール等の全方向車輪を備える電動走行体であってもよい。
○ 上記の実施形態では、電動走行体として無人搬送車を例示して説明したが、これに限らない。電動走行体としては、例えば、無人フォークリフトや無人トーイングトラクターでもよく、あるいは、自律走行する電動掃除機や警備ロボットであってもよい。また、おオペレータ搭乗による有人操作可能な電動走行体や、遠隔操作可能な電動走行体に本発明を適用することが可能である。有人操作又は遠隔操作可能な電動走行体では、走行用モータのトルクが閾値以上となると、停止されるので操作による走行用モータの過度な負荷発生を防止できる。
In the above embodiment, a compression coil spring is used as an example of the biasing member, but the present invention is not limited thereto. The biasing member may be, for example, a tension coil spring. Further, the biasing member is not limited to a coil spring, but may be an elastic member made of a rubber-based material whose biasing force increases continuously.
○ In the above embodiment, the case where the charging area is set around the charging device has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the charging device may be controlled via the communication unit so as to start charging after the electric vehicle has stopped without setting a charging area.
In the above embodiment, charging is started when the torque of the driving motor exceeds a threshold value in a preset torque fluctuation pattern, but the present invention is not limited to this. For example, charging may be started even when the torque of the driving motor simply exceeds a threshold value.
In the above embodiment, the torque increase in the set torque variation pattern is continuous and linear, but the present invention is not limited to this. Although the torque increase in the set torque variation pattern does not have to be linear, it is preferable that the torque increase be continuous.
○ In the above embodiment, the controller determines whether the torque of the travel motor is equal to or higher than the threshold value, and when it is determined that the torque of the travel motor is equal to or higher than the threshold value, the controller increases the torque of the travel motor by setting the increase in the torque of the travel motor in advance. However, the present invention is not limited to this. For example, the controller determines whether or not the torque increase of the travel motor is in a preset variation pattern, and when determining that the torque increase is in the set torque fluctuation pattern, the controller determines whether the torque of the travel motor is equal to or higher than a threshold value. It may also be determined whether or not there is one.
〇 In the above embodiment, the controller issues a stop command when it determines that the torque of the travel motor is equal to or higher than the threshold value, and furthermore, when the torque increase of the travel motor is in a preset set torque fluctuation pattern. However, it is not limited to this. For example, if the controller determines that the torque of the travel motor is equal to or higher than a threshold value, the controller may issue a stop command, and the torque increase of the travel motor after the electric vehicle stops is a preset torque fluctuation pattern. It may be determined whether or not.
In the embodiments described above, it is assumed that the automatic guided vehicle as an electric vehicle travels autonomously using SLAM, but the present invention is not limited to this. For example, it may be an electric vehicle that travels while being guided by a magnetic tape or the like installed on the road surface.
In the above embodiment, an automatic guided vehicle including a steered wheel and a driving wheel was described as an example of an electric vehicle, but the present invention is not limited thereto. For example, the electric vehicle may be an electric vehicle equipped with omnidirectional wheels such as omni wheels.
In the above embodiment, an automatic guided vehicle has been described as an example of an electric vehicle, but the present invention is not limited thereto. The electric vehicle may be, for example, an unmanned forklift or an unmanned towing tractor, or an autonomously traveling electric vacuum cleaner or a security robot. Further, the present invention can be applied to an electric traveling body that can be operated by a man on board an operator, or an electric traveling body that can be operated remotely. In an electric vehicle that can be operated manually or remotely, when the torque of the driving motor exceeds a threshold value, the driving motor is stopped, thereby preventing generation of excessive load on the driving motor due to operation.
10、50、70 充電システム
11、51、71 無人搬送車
12、52 充電装置
13 車体
15 操舵輪
16 駆動輪
17 走行用モータ
18 バッテリ
19、53、73 受電部
21、54、74 正極端子(受電部)
22、55、75 負極端子(受電部)
24 車載通信機
25 車載コントローラ
32、58 給電部
33 コイルばね
34 充電側コントローラ
36、59 正極端子(給電部)
37、61 負極端子(給電部)
41 充電側通信機
E 充電エリア
W 荷
10, 50, 70
22, 55, 75 Negative terminal (power receiving part)
24 On-
37, 61 Negative terminal (power supply part)
41 Charging side communication device E Charging area W Load
Claims (5)
前記受電部と当接可能な給電部を備える充電装置と、を有し、
前記電動走行体は、
走行用モータと、
前記走行用モータを制御するコントローラと、
前記受電部を介して充電可能な蓄電装置と、を備える充電システムにおいて、
前記受電部および前記給電部の少なくとも一方は、
前記受電部と前記給電部とが互いに当接するとき、前記電動走行体の移動に応じて進退可能であり、かつ、前記受電部および前記給電部の少なくとも一方を、前記受電部および前記給電部が互いに当接する方向に付勢する付勢部材、を備え、
前記コントローラは、前記受電部と前記給電部との当接後に前記走行用モータのトルクが閾値以上のとき、前記電動走行体が前記充電装置に対して停止するように前記走行用モータを制御することを特徴とする充電システム。 An electric traveling body including a power receiving unit;
a charging device including a power feeding part that can come into contact with the power receiving part,
The electric traveling body is
A running motor,
a controller that controls the traveling motor;
A charging system comprising: a power storage device that can be charged via the power receiving unit;
At least one of the power receiving unit and the power feeding unit,
When the power receiving section and the power feeding section are in contact with each other, the power receiving section and the power feeding section can move forward and backward according to the movement of the electric traveling body, and the power receiving section and the power feeding section can connect at least one of the power receiving section and the power feeding section. A biasing member that biases in a direction in which they come into contact with each other,
The controller controls the traveling motor so that the electric traveling body stops relative to the charging device when the torque of the traveling motor is equal to or higher than a threshold after the power receiving unit and the power feeding unit come into contact with each other. A charging system characterized by:
前記受電部は、前記電動走行体に固定されている走行体側電極体を備えることを特徴とする請求項1記載の充電システム。 The power feeding unit includes a power feeding side electrode body that is biased by the biasing member and can move forward and backward;
The charging system according to claim 1, wherein the power receiving unit includes a traveling body side electrode body fixed to the electric traveling body.
前記電動走行体と前記充電装置との通信を可能とする通信部を有し、
前記コントローラは、前記電動走行体が前記充電エリアに存在するとき、前記電動走行体の停止後に充電を開始するように前記通信部を介して前記充電装置を制御することを特徴とする請求項1又は2記載の充電システム。 A charging area is set around the charging device,
a communication unit that enables communication between the electric vehicle and the charging device;
2. The controller controls the charging device via the communication unit to start charging after the electric vehicle stops when the electric vehicle is present in the charging area. Or the charging system described in 2.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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2022
- 2022-04-25 JP JP2022071569A patent/JP2023161282A/en active Pending
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