JP3518094B2 - 移動通信装置及び通信システム - Google Patents
移動通信装置及び通信システムInfo
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- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 title claims description 12
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- 239000007787 solid Substances 0.000 claims 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 3
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Landscapes
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は移動通信装置に関
し、特に無線電波を使用して、移動用等の作動電源の受
電および通信データの送受を同時に行うことができる移
動通信装置及びこれを用いた通信システムに関する。
し、特に無線電波を使用して、移動用等の作動電源の受
電および通信データの送受を同時に行うことができる移
動通信装置及びこれを用いた通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】配管の保守点検等のために、配管内を自
走して検査修理を行うマイクロロボットが注目されてい
るが、バッテリを含む電源回路を極小のロボットに設け
ることは困難である。そこで、特開平５−５８３５９号
公報には、配管内を伝播する右旋および左旋の二種の円
偏波マイクロ波を使用し、右旋偏波を電力伝送用に、左
旋偏波を通信用に使用して、配管外の固定通信局から移
動するマイクロロボットへ作動電源を伝送すると同時
に、データの送受信をも可能とした通信システムが提案
されている。
走して検査修理を行うマイクロロボットが注目されてい
るが、バッテリを含む電源回路を極小のロボットに設け
ることは困難である。そこで、特開平５−５８３５９号
公報には、配管内を伝播する右旋および左旋の二種の円
偏波マイクロ波を使用し、右旋偏波を電力伝送用に、左
旋偏波を通信用に使用して、配管外の固定通信局から移
動するマイクロロボットへ作動電源を伝送すると同時
に、データの送受信をも可能とした通信システムが提案
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記提案の通
信システムにおいては、配管途中のコーナ部等で偏波が
歪むため、長い距離でのデータ通信は困難であるという
問題があった。そこで、本発明はこのような課題を解決
するもので、作動電源の受電と、十分長い距離でのデー
タ通信を同時に行うことが可能な移動通信装置及びこれ
を用いた通信システムを提供することを目的とする。
信システムにおいては、配管途中のコーナ部等で偏波が
歪むため、長い距離でのデータ通信は困難であるという
問題があった。そこで、本発明はこのような課題を解決
するもので、作動電源の受電と、十分長い距離でのデー
タ通信を同時に行うことが可能な移動通信装置及びこれ
を用いた通信システムを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１ないし３に記載
の発明においては、移動通信装置は、受信した電波の大
部分を入力して整流し、作動電源として供給する電源供
給手段（１２、１３）を有するとともに、受信した電波
の一部を入力し復調して受信データ（Ｄｓ）を得、およ
び受信した電波の一部を送信データ（Ｄｒ）に応じて変
調して送信する通信手段（１４、１５、１６）を有して
いる。
の発明においては、移動通信装置は、受信した電波の大
部分を入力して整流し、作動電源として供給する電源供
給手段（１２、１３）を有するとともに、受信した電波
の一部を入力し復調して受信データ（Ｄｓ）を得、およ
び受信した電波の一部を送信データ（Ｄｒ）に応じて変
調して送信する通信手段（１４、１５、１６）を有して
いる。
【０００５】このような構成によれば、同一電波を電力
分割してその大部分を作動電源として使用するととも
に、一部を送受信の通信用として使用するから、従来の
偏波を使用して受電および通信を行う場合のような、伝
送途中で偏波が歪んで通信距離が短縮されるという問題
は生じず、十分長い距離での受電とデータ通信が可能と
なる。
分割してその大部分を作動電源として使用するととも
に、一部を送受信の通信用として使用するから、従来の
偏波を使用して受電および通信を行う場合のような、伝
送途中で偏波が歪んで通信距離が短縮されるという問題
は生じず、十分長い距離での受電とデータ通信が可能と
なる。
【０００６】請求項１ないし３に記載の移動通信装置
は、送信時には変調電波を、受信時には無変調電波を送
出する固定通信装置と組み合わせることにより請求項４
に記載の通信システムを構成する。このような通信シス
テムは、配管内を移動するマイクロロボットに対して無
線送電と通信を同時に行うような場合に好適である。
は、送信時には変調電波を、受信時には無変調電波を送
出する固定通信装置と組み合わせることにより請求項４
に記載の通信システムを構成する。このような通信シス
テムは、配管内を移動するマイクロロボットに対して無
線送電と通信を同時に行うような場合に好適である。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１には、金属配管Ｐ内を自走す
る移動通信装置たるマイクロロボットＲに対して、作動
電源の伝送とデータ通信を行う固定通信局３の構成を示
す。図において、固定通信局３はマイクロ波発振回路３
１を有し、上記配管Ｐの内径（例えば数ｍｍ〜数十ｍ
ｍ）で決定される基本モード（本実施形態ではＴＥ１１
モード）のマイクロ波を出力する。
る移動通信装置たるマイクロロボットＲに対して、作動
電源の伝送とデータ通信を行う固定通信局３の構成を示
す。図において、固定通信局３はマイクロ波発振回路３
１を有し、上記配管Ｐの内径（例えば数ｍｍ〜数十ｍ
ｍ）で決定される基本モード（本実施形態ではＴＥ１１
モード）のマイクロ波を出力する。
【０００８】マイクロ波は変調回路３２へ入力され、こ
こで通信制御回路３６から与えられるデジタル送信デー
タ（通信局側データ）Ｄｓに応じて位相変調（ＰＳＫ）
される。位相変調されたマイクロ波は電力増幅回路３３
で増幅され、サーキュレータ３４を介して配管Ｐ内に突
出するアンテナ３７へ送られて、マイクロロボットＲへ
向け送信される（図中、ＭＷ１）。
こで通信制御回路３６から与えられるデジタル送信デー
タ（通信局側データ）Ｄｓに応じて位相変調（ＰＳＫ）
される。位相変調されたマイクロ波は電力増幅回路３３
で増幅され、サーキュレータ３４を介して配管Ｐ内に突
出するアンテナ３７へ送られて、マイクロロボットＲへ
向け送信される（図中、ＭＷ１）。
【０００９】また、上記アンテナ３７で受信されたマイ
クロ波ＭＷ２は、信号の方向性を判別して出力ポート切
換えを行うサーキュレータ３４を介して復調回路３５へ
入力され、ここで復調された受信データ（ロボット側デ
ータ）Ｄｒは通信制御回路３６へ入力される。配管Ｐ内
を移動するマイクロロボットＲは受電通信部１とロボッ
ト本体部２とよりなり、受電通信部１の構成を図２に示
す。
クロ波ＭＷ２は、信号の方向性を判別して出力ポート切
換えを行うサーキュレータ３４を介して復調回路３５へ
入力され、ここで復調された受信データ（ロボット側デ
ータ）Ｄｒは通信制御回路３６へ入力される。配管Ｐ内
を移動するマイクロロボットＲは受電通信部１とロボッ
ト本体部２とよりなり、受電通信部１の構成を図２に示
す。
【００１０】受電通信部１は、信号波形はそのままで電
力分割（例えば９９９ｍＷ：１ｍＷ）をする一種の分配
器である方向性結合器１１を有し、アンテナ１７で受信
されたマイクロ波ＭＷ１の大部分（すなわち、マイクロ
波電力の大部分）は方向性結合器１１を経て整流回路１
２へ入力し、整流された後、積分回路１３で平滑されて
直流の作動電源Ｖｓとしてロボット本体部２（図１）へ
供給される。また、上記アンテナ１７で受信されたマイ
クロ波ＭＷ１のうち一部は方向性結合器１１を経て送受
信切換回路１４へ入力される。
力分割（例えば９９９ｍＷ：１ｍＷ）をする一種の分配
器である方向性結合器１１を有し、アンテナ１７で受信
されたマイクロ波ＭＷ１の大部分（すなわち、マイクロ
波電力の大部分）は方向性結合器１１を経て整流回路１
２へ入力し、整流された後、積分回路１３で平滑されて
直流の作動電源Ｖｓとしてロボット本体部２（図１）へ
供給される。また、上記アンテナ１７で受信されたマイ
クロ波ＭＷ１のうち一部は方向性結合器１１を経て送受
信切換回路１４へ入力される。
【００１１】送受信切換回路１４は通常は受信側へ切り
換えられて、方向性結合器１１と復調回路１５とを接続
している。図略の制御線により送受信切換回路１４が送
信側へ切り換えられると、方向性結合器１１は変調回路
１６と接続される。上記復調回路１５は、これに入力す
るマイクロ波を復調して受信データ（通信局側データ）
Ｄｓを得、この通信局側データＤｓをロボット本体部２
へ送る。また、変調回路１６はロボット本体部２から与
えられる送信データ（ロボット側データ）Ｄｒに応じ
て、これに入力するマイクロ波を反射変調する。
換えられて、方向性結合器１１と復調回路１５とを接続
している。図略の制御線により送受信切換回路１４が送
信側へ切り換えられると、方向性結合器１１は変調回路
１６と接続される。上記復調回路１５は、これに入力す
るマイクロ波を復調して受信データ（通信局側データ）
Ｄｓを得、この通信局側データＤｓをロボット本体部２
へ送る。また、変調回路１６はロボット本体部２から与
えられる送信データ（ロボット側データ）Ｄｒに応じ
て、これに入力するマイクロ波を反射変調する。
【００１２】上記構成において、固定通信局３の発振回
路３１から出力されたマイクロ波は通常は無変調のまま
電力増幅回路３３、サーキュレータ３４を経て、アンテ
ナ３７からマイクロロボットＲへ向けて発信される（図
３（ｃ）のＭＷ１の左端部）。マイクロロボットＲのア
ンテナ１で受信された無変調マイクロ波ＭＷ１は、受電
通信部１の方向性結合器１１を経てその大部分が整流回
路１２へ入力し、積分回路１３で平滑されてロボット本
体２やその他電源を必要とする回路へ直流の作動電源と
して供給される（図３（ｅ））。これにより、ロボット
本体２の移動駆動機構や検査補修回路等の作動が可能と
なる。
路３１から出力されたマイクロ波は通常は無変調のまま
電力増幅回路３３、サーキュレータ３４を経て、アンテ
ナ３７からマイクロロボットＲへ向けて発信される（図
３（ｃ）のＭＷ１の左端部）。マイクロロボットＲのア
ンテナ１で受信された無変調マイクロ波ＭＷ１は、受電
通信部１の方向性結合器１１を経てその大部分が整流回
路１２へ入力し、積分回路１３で平滑されてロボット本
体２やその他電源を必要とする回路へ直流の作動電源と
して供給される（図３（ｅ））。これにより、ロボット
本体２の移動駆動機構や検査補修回路等の作動が可能と
なる。
【００１３】固定通信局３からマイクロロボットＲへ通
信局側データＤｓを送る場合には（図３のＡ領域）、通
信制御回路３６から出力される通信局側データＤｓ（図
３（ａ））に従って変調回路３２で発振マイクロ波をデ
ジタル位相変調して（図３（ｃ）のＭＷ１、ハッチング
線の方向の相違により変調部を示す）、サーキュレータ
３４を介してアンテナ３７から発信する。
信局側データＤｓを送る場合には（図３のＡ領域）、通
信制御回路３６から出力される通信局側データＤｓ（図
３（ａ））に従って変調回路３２で発振マイクロ波をデ
ジタル位相変調して（図３（ｃ）のＭＷ１、ハッチング
線の方向の相違により変調部を示す）、サーキュレータ
３４を介してアンテナ３７から発信する。
【００１４】位相変調されたマイクロ波ＭＷ１はマイク
ロロボットＲのアンテナ１７で受信され、方向性結合器
１１を経てその大部分が整流回路１２に入力されて、既
述のように作動用電源Ｖｓに変換される。同時に、受信
された変調マイクロ波ＭＷ１の一部は送受信切換回路１
４を経て復調回路１５へ入力し、ここで復調されて通信
局側データＤｓが得られる（図３（ｆ））。なお、複数
のマイクロロボットが存在している場合には、上記通信
局側データＤｓには通信を始めようとするロボットの識
別番号が含まれている。
ロロボットＲのアンテナ１７で受信され、方向性結合器
１１を経てその大部分が整流回路１２に入力されて、既
述のように作動用電源Ｖｓに変換される。同時に、受信
された変調マイクロ波ＭＷ１の一部は送受信切換回路１
４を経て復調回路１５へ入力し、ここで復調されて通信
局側データＤｓが得られる（図３（ｆ））。なお、複数
のマイクロロボットが存在している場合には、上記通信
局側データＤｓには通信を始めようとするロボットの識
別番号が含まれている。
【００１５】固定通信局３６がマイクロロボットＲから
のデータ送信を望む場合には、上記通信局側データＤｓ
の中でその旨を指示しておくと、これを受信したマイク
ロロボットＲ内の制御回路により送受信切換回路１４は
送信側へ切り換えられる。この状態（図３（ｄ）のＢ領
域）で無変調のマイクロ波ＭＷ１がアンテナ１７に受信
されると、その一部は送受信切換回路１４を経て変調回
路１６へ入力する。
のデータ送信を望む場合には、上記通信局側データＤｓ
の中でその旨を指示しておくと、これを受信したマイク
ロロボットＲ内の制御回路により送受信切換回路１４は
送信側へ切り換えられる。この状態（図３（ｄ）のＢ領
域）で無変調のマイクロ波ＭＷ１がアンテナ１７に受信
されると、その一部は送受信切換回路１４を経て変調回
路１６へ入力する。
【００１６】変調回路１６ではこれに入力するロボット
側データ（図３（ｇ）のＤｒ））に応じて無変調マイク
ロ波ＭＷ１を反射位相変調する。反射位相変調されたマ
イクロ波（図３（ｄ）のＭＷ２）は再び送受信切換回路
１４、方向性結合器１１を経てアンテナ１７に至り、固
定通信局３へ向けて発信される。固定通信局３のアンテ
ナ３７で受信された反射位相変調マイクロ波ＭＷ２はサ
ーキュレータ３４を経て復調回路３５へ入力され、ここ
で復調されてロボット側データＤｒが得られる（図３
（ｂ））。
側データ（図３（ｇ）のＤｒ））に応じて無変調マイク
ロ波ＭＷ１を反射位相変調する。反射位相変調されたマ
イクロ波（図３（ｄ）のＭＷ２）は再び送受信切換回路
１４、方向性結合器１１を経てアンテナ１７に至り、固
定通信局３へ向けて発信される。固定通信局３のアンテ
ナ３７で受信された反射位相変調マイクロ波ＭＷ２はサ
ーキュレータ３４を経て復調回路３５へ入力され、ここ
で復調されてロボット側データＤｒが得られる（図３
（ｂ））。
【００１７】このように、本実施形態によれば、通信デ
ータで変調された送電用マイクロ波を受信して、これを
方向性結合器により作動電源用と通信用に電力分割する
ことにより、作動電源の受電とデータ通信を同時に行っ
ている。したがって、従来のような、配管コーナ部等で
偏波が歪むことによるデータ通信距離の短縮という問題
は生じない。
ータで変調された送電用マイクロ波を受信して、これを
方向性結合器により作動電源用と通信用に電力分割する
ことにより、作動電源の受電とデータ通信を同時に行っ
ている。したがって、従来のような、配管コーナ部等で
偏波が歪むことによるデータ通信距離の短縮という問題
は生じない。
【００１８】なお、上記実施形態では、マイクロ波を位
相変調したが、図４に示すように、デジタル振幅変調に
よっても良い。これによると、固定通信局からの送信が
なされている間は（図４のＡ領域）マイクロロボット側
での平均受電量が小さくなるが、固定通信局による送信
と受信の切り換え間隔を適当に調整すれば、整流後の作
動電源の電圧低下を十分小さく抑えることができる。
相変調したが、図４に示すように、デジタル振幅変調に
よっても良い。これによると、固定通信局からの送信が
なされている間は（図４のＡ領域）マイクロロボット側
での平均受電量が小さくなるが、固定通信局による送信
と受信の切り換え間隔を適当に調整すれば、整流後の作
動電源の電圧低下を十分小さく抑えることができる。
【００１９】また、マイクロロボットが移動する配管の
内径が大きい場合には、マイクロ波に代えてＵＨＦ波等
が使用できる。上記実施形態では、固定通信局とマイク
ロロボットとの間でデータの送受信を行う場合について
説明したが、データの送信、ないし受信のいずれかのみ
を行うものでも良い。
内径が大きい場合には、マイクロ波に代えてＵＨＦ波等
が使用できる。上記実施形態では、固定通信局とマイク
ロロボットとの間でデータの送受信を行う場合について
説明したが、データの送信、ないし受信のいずれかのみ
を行うものでも良い。
【図１】本発明の一実施形態における、配管内を移動す
るマイクロロボットと固定通信局のブロック構成図であ
る。
るマイクロロボットと固定通信局のブロック構成図であ
る。
【図２】本発明の一実施形態における、マイクロロボッ
トの受電通信部のブロック構成図である。
トの受電通信部のブロック構成図である。
【図３】本発明の一実施形態における、各種信号のタイ
ムチャートである。
ムチャートである。
【図４】マイクロ波を振幅変調した場合のタイムチャー
トである。
トである。
１…受電通信部、１１…方向性結合器、１３…積分回
路、１４…送受信切換回路、１５…復調回路、１６…変
調回路、２…ロボット本体部、３…固定通信局、Ｒ…マ
イクロロボット。
路、１４…送受信切換回路、１５…復調回路、１６…変
調回路、２…ロボット本体部、３…固定通信局、Ｒ…マ
イクロロボット。
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フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平４−241004（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−213087（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−190（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04B 5/00 - 5/02
B25J 7/00
H04B 7/26
B62D 57/024
Claims (4)
- 【請求項１】 電波を受信する受信手段（１７）と、受
信した電波の大部分を入力して整流し、作動電源として
供給する電源供給手段（１２、１３）と、前記受信した
電波の一部を入力し復調して受信データ（Ｄｓ）を得、
および前記受信した電波の一部を送信データ（Ｄｒ）に
応じて変調して送信する通信手段（１４、１５、１６）
と、前記作動電源の供給を受けて作動する移動駆動手段
（２）とを備えることを特徴とする移動通信装置。 - 【請求項２】 前記通信手段は、前記得た受信データ
（Ｄｓ）の中にデータ送信を望む旨の指示があると、前
記受信した電波の一部を前記送信データ（Ｄｒ）に応じ
て変調して送信することを特徴とする請求項１に記載の
移動通信装置。 - 【請求項３】 受信した電波の大部分を前記電源供給手
段に入力し、前記受信した電波の一部を前記通信手段に
入力する方向性結合器（１１）を備えたことを特徴とす
る請求項１または２に記載の移動通信装置。 - 【請求項４】 請求項１ないし３に記載の移動通信装置
（Ｒ）および固定通信装置（３）から成る通信システム
であって、当該固定通信装置（３）は、前記受信データ
（Ｄｓ）を前記移動通信装置（Ｒ）に送信する場合には
前記受信データ（Ｄｓ）で変調された電波を送出し、前
記送信データ（Ｄｒ）を前記移動通信装置（Ｒ）から受
信する場合には無変調の電波を送出することを特徴とす
る通信システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24983395A JP3518094B2 (ja) | 1995-09-27 | 1995-09-27 | 移動通信装置及び通信システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24983395A JP3518094B2 (ja) | 1995-09-27 | 1995-09-27 | 移動通信装置及び通信システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0993168A JPH0993168A (ja) | 1997-04-04 |
| JP3518094B2 true JP3518094B2 (ja) | 2004-04-12 |
Family
ID=17198868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24983395A Expired - Fee Related JP3518094B2 (ja) | 1995-09-27 | 1995-09-27 | 移動通信装置及び通信システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3518094B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006067266A (ja) | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Sony Corp | 無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法 |
| JP2009171706A (ja) * | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Yamatake Corp | アクチュエータ |
| WO2024121929A1 (ja) * | 2022-12-06 | 2024-06-13 | 株式会社モビリティ | 無線受電ユニットおよびその制御方法 |
-
1995
- 1995-09-27 JP JP24983395A patent/JP3518094B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0993168A (ja) | 1997-04-04 |
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