JP3728506B2 - Power distribution unit - Google Patents

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JP3728506B2
JP3728506B2 JP2002232670A JP2002232670A JP3728506B2 JP 3728506 B2 JP3728506 B2 JP 3728506B2 JP 2002232670 A JP2002232670 A JP 2002232670A JP 2002232670 A JP2002232670 A JP 2002232670A JP 3728506 B2 JP3728506 B2 JP 3728506B2
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明哉 神村
治久 黒河
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力供給源を各ユニットごとに分散配置し、複数のユニットが結合することで結合数に応じた電力供給源を各要素が共有することができるようにした電源分散型ユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】
電気で作動する各種機器において、外部の商用電源から電力の供給を受けることが困難なときには、各機器にバッテリ或いは発電機を搭載し、そのバッテリ等から必要な電力を取り出して使用することが行われる。その際使用するバッテリ等は、各機器の使用の特性に応じて、各機器の機能上必要とする電力量に対し、バッテリ等の重量、容積等の制限を考慮して必要蓄電容量や必要発電量が決められ、適切なバッテリや発電機を使用することとなる。
【0003】
そのため、ユニットにバッテリを搭載しているときには、その蓄電電力を所定量以上使用すると各機器は作動することができなくなり、そのバッテリが充電式のときには再充電を行い、非充電式のときにはバッテリの交換を行う必要がある。また、ユニットに発電機を搭載しているときには、各機器が発電機の発電負荷を上回るときは作動不能となる。
【0004】
一方、例えば宇宙空間、惑星探査、深海、原子炉等の、人間が作業することが困難、あるいは好ましくない極限環境において、各種の作業を行う必要があるときには、その環境条件からロボットを用いてそれらの作業を行うことが好ましい。そのようなロボットにおいては、多数の同一構造のユニットを結合して組立ユニットとし、更にその組立ユニットの結合状態を変更、解除、再結合して、各種構造物を構成することが提案されている。
【0005】
上記のようなユニット化したロボットとしては、例えば特開平2001−200989号公報に示すようなものを本件特許出願人が提案している。このロボットにおける最小構造であるユニットの外観は図3に示すようなものであり、ほぼ同一形状からなる第1結合部材32と第2結合部材33とが、連結駆動部材34で回動自在に結合されてユニット31が構成されている。
【0006】
図3(a)中において、第1結合部材32は左右2個の半円状の円筒面を備えた円筒面部36と、この半円状の円筒面部36の開放側に位置する端面部37と、円筒面部36及び端面部37の両側面により形成される第1側面部40及び第2側面部41を備え、両円筒面部36間には連結凹部42が形成されている。第2結合部材33は第1結合部材32と上記外形においては同一形状をなしている。
【0007】
端面部37、第1側面部40及び第2側面部41には、磁石による相互連結と、形状記憶合金の加熱による強制引離作動によって切り離しが行われる組立結合装置が内部に設けられている。なお、この機構については本発明と直接的な関連が少ないので詳細な説明は省略するが、この点は前記公報に記載している。第2部材33の頂板43には、前記のように両磁石が吸引されるとき吸引力を高めるため、永久磁石が相互が接触できるように、永久磁石に対向する部分に穴45を形成している。
【0008】
また、図中実施例においては、第2部材33の頂板における前記穴45の外側に、わずかに突出する凸型コネクタ69が各穴45の周囲に図中4個設けられている。一方、第1部材32の頂板表面に露出して設けた磁石67の外側には、前記凸型コネクタ69に対向する位置に凹型コネクタ49を配置している。それにより後に述べるように、2個の自動組立体が結合するとき、両コネクタが接続し、信号の授受等を行うことができるようにしている。
【0009】
第1結合部材32と第2結合部材33を連結する連結駆動部材34は、図3(b)に示すように両側の連結板46の間に第1モータ47と第2モータ48を設け、第1モータ47の連結軸50には図3(c)に示すように、図中左側の側板46から突出し、駆動板51を固定している。また、図中右側の側板46の外側には、連結軸50と同一軸線上にベアリング58で回転自在に支持される自由回転板59が設けられている。また、第2モータ48側も同様に構成されている。それにより第1モータ47が駆動されると第1結合部材32が回動し、第2モータ48が駆動されると第2結合部材33が回動するようになっている。
【0010】
ユニット単体によっても各モータの駆動によって種々の変形、移動を行うことができるものであるが、更にこのユニットを複数個組合わせると例えば図4に示すような作動を行うことができる。即ち、2個のユニットを用いる場合は、例えば図4(a)に示すように結合した第1ユニットAと第2ユニットBとを用い、第1ユニットAの第1結合部材32の端面部を床面に固定状態とし、第1モータを駆動して連結駆動部材34を90度回転すると図4(b)に示すように、第1ユニットAの第2部材33に第2ユニットBが吸着した状態で持ち上げられる。
【0011】
ここで第2モータを90度回転すると、第2ユニットBも共に90度回転し図4(c)に示す状態となる。ここから第1モータを前記とは逆方向に90度回転すると図4(d)に示す位置となり、この状態は図4(a)に示す状態から第2ユニットBがその長さ方向に90度回転した位置となる。それにより、図4(a)において第2ユニットBは床面に垂直方向に回動する状態から、図4(c)においては床面に平行に回動する状態にモードを変更することができる。なお、上記のように複数のユニットを結合するに際しては、図1のコネクタが互いに連結することにより、制御信号の授受を行わせることができ、相互に関連した作動を行わせ、全体として統合した作動を行うことを可能としている。
【0012】
また、例えば図4(e)の模式図に示すように、中央の胴体部Aから側方に4本の足Bを突出し、各足の端部に下方に向けて床面をとらえることのできる吸着部Cを配置し、胴体部Aの先端には頭部Dを設け、後部には尾部Eを設けた四足移動構造物Fを構成することもできる。また、足を多数設けて、むかで形状にすることもできる。この構造のユニット組立体も、その説明は省略するが、各自動組立ユニットを順次移動することにより形成することができ、この状態で任意の方向に移動することができる。上記のようなユニットを複数用いることにより、更に種々の構造、形状の組み合わせ体を形成することができる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
本件出願人が提案している上記のような装置において、個々のユニットには2個のモータを設け、前記のような作動を行うことができ、外部からの助力が得にくい前記のような極限環境や、狭い空間等にある場合でも、ユニットの結合、解除、変更または再結合を容易に行うことができるようにしている。このようなユニットにおいて使用するモータの駆動源として、外部の電源を利用することも考えられるが、各ユニットの自由な移動、あるいは多数のユニット相互の複雑な接続を行うためには、外部電源とのケーブルはその妨げとなる。そのため、このようなユニットには個々にバッテリを搭載することが好ましい。
【0014】
上記のように各ユニットに対して個々にバッテリを搭載する場合、搭載するバッテリは各ユニットが通常の作動態様において十分な電力を供給ことができる程度の容量を必要とする。そのため、このようなバッテリを搭載するスペースが必要となり大型化し、しかも全体の重量も大きなものとならざるを得ない。
【0015】
それに対して、例えば図4(a)〜(d)に示すように、複数のユニットを組み合わせて使用する際、図4の(a)の状態から(b)の状態に変形する際には、第1ユニットAの第1結合部材32の端面部を床面に固定状態とし、その第1結合部材32内の第1モータを駆動して連結駆動部材34を90度回転する作動を行うのみで、第2ユニットBは第1ユニットAの第2結合部材33に対して磁石で吸着しているだけで何らの作動も行っていない。同様に、図4(b)から(c)の状態に変形する際には、第1ユニットAの第2結合部材33内の第2モータのみが作動し、図4(c)から(d)の状態に変形する際には、第1ユニットAの第1結合部材32内の第1モータのみが作動することにより変形作動を行う。
【0016】
このように、図4(a)〜(d)での一連の変形作動に際しては第1ユニットA内のモータのみが作動し、第2ユニットB内のモータは作動していない。したがってこれらの作動中は第1ユニットA内のバッテリのみが利用され、第2ユニットB内のバッテリは全く利用されることがない。そのため、上記のような作動が連続する際には、第1ユニットA内のバッテリのみが消費し、最終的には第2ユニット内のバッテリが存在するにもかかわらず、この機器全体は作動不能となってしまう。
【0017】
同様に、図4(e)に示すような4足歩行構造物で歩行のみを行うには、足を移動する部分のユニット内のモータが作動し、したがってそのユニット内のバッテリが消費されるのみで、他のユニット内のバッテリは消費されない。したがって前記と同様に、特定のユニットのバッテリが消費し尽くされるとこの構造物全体が作動しなくなるか、或いは作動しない機器を残して他の機器が新しい構造物を再構築して移動する等の対処が必要となる。
【0018】
このように、ユニット単体にバッテリを搭載し、同様のユニットが複数結合して使用する各種機器においては、1つのユニットのバッテリが消費し尽くされると組み合わされた機器全体が作動しなくなるという問題が発生することは同様である。このことは、各ユニットの電力供給源としてバッテリを用いたもの以外に、例えば燃料電池のような広義の電池であり、実質的な発電機を備えたも、また、他の種々の発電機を備えたものにおいても同様の問題を発生する。
【0019】
したがって本発明は、機器のユニット毎に電力供給源を備えて所定の作動を行い、また同様のユニットを複数結合してユニット組立体として作動するユニットにおいて、ユニットが複数結合しているときに、1つのユニットの電力供給源から電力が供給できない時に他のユニットの電力供給源から電力供給可能であるにもかかわらず、機器全体が作動しなくなることを防止し、小型の電力供給源を備えた多数のユニットが結合しているときには、全てのユニットの電力供給源を集めた大容量の電力供給源を備えたものと同様の機能を行うようにすることを目的とする。
【0020】
【課題を解決得るための手段】
上記課題を解決するため、請求項1に係る発明は、上記課題を解決するため、電力供給源と、前記電力供給源の電力により作動する機器と、自ユニット内の機器の制御を行う制御装置と、他のユニットと任意に結合、離脱可能な結合・離脱装置と、前記他のユニットとの結合時に該他のユニットの電力供給源と相互に並列接続して各ユニットの電力供給源を共通使用可能とする電力線用コネクタと、前記他のユニットとの結合時に該他のユニットの制御装置と相互に接続し通信可能な信号線用コネクタと、前記結合・離脱装置による他のユニットとの結合時に、複数ユニットを統合した作動を行う制御手段とを備えてなる複数ユニット結合型ロボットの電源分配型ユニットにおいて、前記電力線用コネクタによる複数ユニットの結合時に、1つのユニット内の前記機器が結合した複数ユニットの電力供給源の電力を使用可能に接続したことを特徴とする電源分散型ユニットとしたものである。
【0022】
また、請求項に係る発明は、前記電力供給源は発電機であることを特徴とする請求項1記載の電源分散型ユニットとしたものである。
【0023】
また、請求項に係る発明は、前記電力供給源はバッテリであることを特徴とする請求項1記載の電源分散型ユニットとしたものである。
【0026】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面に沿って説明する。図1は本発明の基本的なシステムとその作動例を示すものであり、同図(a)に示すように、第1ユニットAにはバッテリ2で駆動されるモータ3、及びその他の各種機器4を備え、それらは同じ電源により作動する制御装置5によってその駆動が制御され、所定の作動を行うようになっている。この第1ユニットAには図中模式的に示しているコネクタ群を本体の図中左右部分に備え、バッテリ2に対する電力線6,6のための図中右側の凹型コネクタ7,7、図中左側の凸型コネクタ8,8と、制御装置5に対する信号線9,9のための図中右側の凹型コネクタ10,10、図中左側の凸型コネクタ11,11を備えている。
【0027】
一方、第2ユニットBも前記第1ユニットAと同一構成をなし、バッテリ13で駆動されるモータ14、及びその他の各種機器15を備え、それらは同じ電源により作動する制御装置16によってその駆動が制御され、所定の作動を行うようになっている。この第2ユニットBにもコネクタ群を本体の図中左右部分に備え、バッテリ13に対する電力線17,17のための図中右側の凹型コネクタ18,18、図中左側の凸型コネクタ19,19と、制御装置16に対する信号線20,20のための図中右側の凹型コネクタ21,21、図中左側の凸型コネクタ22,22を備えている。
【0028】
上記のような第1ユニットAと第2ユニットBが同図(a)中、矢印で示すように近接するとき、最終的に図1(b)に示すように、第1ユニットAの電力線6,6用凹型コネクタ7,7と、第2ユニットBの電力線17,17用凸型コネクタ19,19とが結合し、また、第1ユニットAの信号線9,9用凹型コネクタ10,10と第2ユニットBの信号線20,20用凸型コネクタ19,19とが結合する。
【0029】
その結果第1ユニットAの電力線6,6と第2ユニットBの電力線17,17とが接続して共通の電力線となり、それにより、第1ユニットAのバッテリ2と第2ユニットBのバッテリ13とが並列接続状態となる。そのため、第1ユニットAのモータ3等の電力使用機器、及び第2ユニットBのモータ14等の電力使用機器とが、前記並列接続されたバッテリ2,13の電力を利用して作動することが可能となる。
【0030】
また同時に、第1ユニットAの信号線9,9と第2ユニットBの信号線20,20とが接続して共通の信号線となり、それにより、第1ユニットAの制御装置5と第2ユニットBの制御装置16とが、互いに信号の入出力を行いつつ機器の制御を行うことが可能となる。したがって図1(b)に示す状態のときには、例えば第1ユニットAの制御装置5が所定の作動を行うとき、この作動と連動して第2ユニットBの制御装置16が更に他の所定の作動を行うことができ、或いは第1ユニットAの制御装置5をマスターコンピュータとして作動し、第2ユニットBの制御装置16をスレイブコンピュータとして作動させることにより、ユニット結合体全体を1つの機器として作動させることができる。
【0031】
上記のようなユニットの結合による作動は、同様にして更に多数のユニットを結合して作動させることができ、特に各ユニットの結合により各ユニットに備えているバッテリの共通化の点から見ると、例えば図2に示すように、ユニットU単体としては、各ユニット内の機器の作動を行うモータMの電源として、ユニットU内に搭載しているバッテリBを使用して作動するものにおいて、前記図1に示すようなユニットの結合を行う結果、図2に示すように共通の電力線W,Wに全て接続され、各バッテリB、B・・・は全て並列接続状態となる。したがってこのとき、各モータMは全てのバッテリBを共通して使用する態様となり、特定のバッテリのみを使用することがないので特定のバッテリのみがいわゆるバッテリ上がりの状態になることがない。なお、図2に示すものにおいても、信号線を前記図1に示すように接続し、各ユニットを関連して制御する。
【0032】
このような複数のユニットを結合して各ユニットのバッテリを共通して利用することができるようにする形態を、前記図3に示すユニット組立ロボットに対して適用する際には、第1結合部材32及び第2結合部材33の各結合面に各々図中4個備えた信号線の接続用に設けている凸型コネクタ69、またはその凸型コネクタ69に対向した位置に配置される凹型コネクタ49について、信号線の接続用には各々2個のコネクタのみを用い、残りの2個のコネクタを、バッテリ相互を接続するための電力線用コネクタとすることによって容易に適用することができる。なお、その際には、信号線用コネクタとは異なり、比較的大きな電流を流すことができる形式のコネクタとする。
【0033】
それにより、例えば図4(a)〜(d)に示すような、図3に示すユニットを2個結合して作動する装置において、同図(a)から(d)に至る過程では、前記のようにユニットAのモータのみが作動することとなるが、上記のように各ユニットの電力線がコネクタにより接続し、また信号線も接続する結果、例えば前記図1に示すように各ユニットが接続することとなる。そのため図4におけるユニットA内のモータの上記のような作動に際しては、上記一連の作動中全く作動することがないユニットB内のバッテリも利用することができ、従来のもののように、ユニットB内のバッテリに十分蓄電電力があるにもかかわらず、ユニットA内のバッテリの蓄電電力のみが消費尽くされて、このユニット組立体が作動不能になることがない。
【0034】
このように、ユニットが複数連結することにより全体のバッテリを有効に利用できる作用効果は、図4(e)に示されるように更に多数のユニットが組み合わされて全体として所定の作動を行うものにおいてはその効果がより大きくなり、ユニット組立体の全体としてその一部のユニットのみが作動するとき、ほとんど作動することのない多くのユニットのバッテリを有効に利用することができる。
【0035】
本発明は上記のような構造のユニットを多数結合するもの以外に、他の構造のユニットを多数結合するもにおいても同様に利用することができることは当然であり、各ユニットの大きさも、微少なものから大きなものまで同様に適用することができる。また、ユニットで使用する電力源として通常のバッテリを用いるもの以外に、例えば燃料電池等の広義の電池を用いたものにおいても同様に適用することができる。
【0036】
更に、前記燃料電池或いは太陽電池のような実質的な発電装置を含め、電力供給源として発電装置を用いたものにおいても、前記各実施例のバッテリに替えて適用することもでき、多数のユニットが結合したときには、1つの発電装置によっては供給電力が不足する分を、他のユニットの発電装置によって補うことができ、また、1つのユニットの発電装置におけるエネルギ源が切れたときにでも、他のユニットの発電装置を駆動して作動させることができるようになる。したがって、個々のユニットの発電装置が小型のものであっても、全体として大型の大電力を発生する発電機を備えたものと同等にして作動させることができる。なお、このような発電機を備える場合には、更にその発電電力を蓄えるバッテリを各ユニットに備えても良い。
【0037】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成したので、ユニット内の機器が各ユニット毎に備えている電力供給源の電力により作動することができ、かつ同様のユニットを複数結合してユニット組立体として作動することを可能としたユニットにおいて、ユニットが複数結合しているときには、1つのユニットの機器が他のユニットの電力供給源の電力も利用することができるようになり、1つのユニットの例えばバッテリのような電力供給源から電力が供給できなくなったとき、他のユニットの電力供給源が電力供給可能のときにはその電力を利用することができるようになる。
【0038】
特にこのユニットが多数結合して全体が所定の作動を行うとき、作動するユニットが特定のもののみである場合が多くなるので、作動するユニットは他の作動しないユニットを含めた全ての電力供給源の電力を利用することができ、個々のユニットに備えた電力供給源が小型のものであっても、ユニット組立体全体として大型の電力供給源を備えたものと同じ状態で、個々のユニットを作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明において用いるユニットの基本構成、及び2つのユニットが結合した状態を示す図であり、(a)は2つのユニットが分離して各々のユニットが個別に作動する状態を示し、(b)は2つユニットが結合して作動する状態を示している。
【図2】本発明によるユニットが複数結合して、電力線及び信号線を接続した状態を示す図である。
【図3】 本発明が適用される自動組み立てロボットのユニットの外観図である。
【図4】前記ユニットを複数結合した状態を示す図であり、(a)〜(d)は2個のユニットを結合してその形態を変更する状態を順に示す図であり、(e)は多数のユニットを結合して1つのユニット組立体を構成した例を示す図である。
【符号の説明】
2、13 バッテリ
3、14 モータ
4、15 各種機器
5、16 制御装置
6、17 電力線
7、18 凹型コネクタ
8、19 凸型コネクタ
9、20 信号線
10、21 凹型コネクタ
11、22 凸型コネクタ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power distribution unit in which a power supply source is distributed for each unit, and a plurality of units are combined so that each element can share a power supply source corresponding to the number of connections.
[0002]
[Prior art]
When it is difficult to receive power supply from an external commercial power source in various types of devices that operate with electricity, each device is equipped with a battery or generator, and the necessary power can be extracted from the battery and used. Is called. The battery used at that time must have the required storage capacity and required power generation in consideration of restrictions on the weight, volume, etc. of the battery, etc. with respect to the amount of power required for the function of each device, depending on the characteristics of use of each device. The amount will be determined and the appropriate battery or generator will be used.
[0003]
For this reason, when a battery is installed in the unit, each device cannot operate if the stored power is used more than a predetermined amount. When the battery is rechargeable, recharging is performed. It is necessary to exchange. In addition, when a generator is mounted on the unit, it becomes inoperable when each device exceeds the generator load of the generator.
[0004]
On the other hand, when it is necessary to perform various tasks in extreme environments where it is difficult or undesirable for humans to work, such as outer space, planetary exploration, deep sea, and nuclear reactors, they can be used with robots based on the environmental conditions. It is preferable to perform the above operations. In such a robot, it has been proposed to combine a large number of units having the same structure into an assembly unit, and to change, release, and recombine the combined state of the assembly unit to form various structures. .
[0005]
As the unitized robot as described above, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-200909 has proposed the present patent applicant. The appearance of the unit, which is the minimum structure in this robot, is as shown in FIG. 3, and the first coupling member 32 and the second coupling member 33 having substantially the same shape are coupled by a coupling drive member 34 so as to be freely rotatable. Thus, the unit 31 is configured.
[0006]
In FIG. 3A, the first coupling member 32 includes a cylindrical surface portion 36 having two left and right semicircular cylindrical surfaces, and an end surface portion 37 positioned on the open side of the semicircular cylindrical surface portion 36. A first side surface portion 40 and a second side surface portion 41 formed by both side surfaces of the cylindrical surface portion 36 and the end surface portion 37 are provided, and a coupling recess 42 is formed between the cylindrical surface portions 36. The second coupling member 33 has the same shape as the first coupling member 32 in the above-described outer shape.
[0007]
The end surface portion 37, the first side surface portion 40, and the second side surface portion 41 are internally provided with an assembly coupling device that is disconnected by a magnet connection and a forced separation operation by heating the shape memory alloy. Since this mechanism is not directly related to the present invention, a detailed description thereof is omitted, but this point is described in the above publication. In the top plate 43 of the second member 33, in order to increase the attractive force when the two magnets are attracted as described above, a hole 45 is formed in a portion facing the permanent magnet so that the permanent magnets can contact each other. Yes.
[0008]
Further, in the embodiment shown in the figure, four convex connectors 69 that slightly protrude are provided around the holes 45 on the outer side of the holes 45 in the top plate of the second member 33. On the other hand, a concave connector 49 is arranged outside the magnet 67 exposed on the top plate surface of the first member 32 at a position facing the convex connector 69. Thus, as will be described later, when two automatic assemblies are coupled, both connectors are connected so that signals can be exchanged.
[0009]
As shown in FIG. 3B, the connection drive member 34 that connects the first connection member 32 and the second connection member 33 is provided with a first motor 47 and a second motor 48 between the connection plates 46 on both sides. As shown in FIG. 3C, the driving plate 51 is fixed to the connecting shaft 50 of one motor 47 as protruding from the left side plate 46 in the drawing. In addition, a free rotating plate 59 that is rotatably supported by a bearing 58 on the same axis as the connecting shaft 50 is provided outside the right side plate 46 in the drawing. Further, the second motor 48 side is similarly configured. Accordingly, when the first motor 47 is driven, the first coupling member 32 is rotated, and when the second motor 48 is driven, the second coupling member 33 is rotated.
[0010]
Although the unit alone can be variously deformed and moved by driving each motor, the operation shown in FIG. 4 can be performed by combining a plurality of units. That is, when two units are used, for example, the first unit A and the second unit B coupled as shown in FIG. 4A are used, and the end surface portion of the first coupling member 32 of the first unit A is When the first motor is driven and the connecting drive member 34 is rotated 90 degrees by being fixed to the floor surface, the second unit B is attracted to the second member 33 of the first unit A as shown in FIG. Lifted in condition.
[0011]
Here, when the second motor is rotated by 90 degrees, the second unit B is also rotated by 90 degrees, and the state shown in FIG. From here, when the first motor is rotated 90 degrees in the opposite direction, the position shown in FIG. 4D is reached, and this state is 90 degrees in the length direction from the state shown in FIG. 4A. The position is rotated. Accordingly, the mode can be changed from the state in which the second unit B rotates in the direction perpendicular to the floor surface in FIG. 4A to the state in which the second unit B rotates in parallel to the floor surface in FIG. . When connecting a plurality of units as described above, the connectors shown in FIG. 1 are connected to each other so that control signals can be exchanged, and operations related to each other can be performed and integrated as a whole. It is possible to perform the operation.
[0012]
Further, for example, as shown in the schematic diagram of FIG. 4 (e), four legs B protrude from the central body A to the side, and the floor surface can be grasped downward at the end of each leg. It is also possible to form a quadruped moving structure F in which a suction part C is arranged, a head part D is provided at the front end of the body part A, and a tail part E is provided at the rear part. In addition, a large number of legs can be provided to form a shape. Although the description of the unit assembly of this structure is omitted, it can be formed by sequentially moving each automatic assembly unit, and in this state, it can be moved in any direction. By using a plurality of units as described above, combinations of various structures and shapes can be formed.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-mentioned apparatus proposed by the present applicant, each unit is provided with two motors and can operate as described above, and it is difficult to obtain external assistance as described above. Units can be easily connected, released, changed or reconnected even in the environment or in a small space. It is conceivable to use an external power source as a drive source of the motor used in such a unit. However, in order to freely move each unit or to make a complicated connection among many units, The cable is a hindrance. For this reason, it is preferable to install batteries individually in such units.
[0014]
When a battery is individually mounted on each unit as described above, the mounted battery requires a capacity that allows each unit to supply sufficient power in a normal operation mode. For this reason, a space for mounting such a battery is required, which increases the size and the weight of the whole.
[0015]
On the other hand, for example, as shown in FIGS. 4A to 4D, when a plurality of units are used in combination, when the state shown in FIG. 4A is changed to the state shown in FIG. The end surface portion of the first coupling member 32 of the first unit A is fixed to the floor surface, and the first motor in the first coupling member 32 is driven to rotate the connection driving member 34 by 90 degrees. The second unit B is simply attracted to the second coupling member 33 of the first unit A with a magnet and does not perform any operation. Similarly, when the state is changed from FIG. 4B to FIG. 4C, only the second motor in the second coupling member 33 of the first unit A operates, and FIG. 4C to FIG. When deforming to the state, the deformation operation is performed by operating only the first motor in the first coupling member 32 of the first unit A.
[0016]
Thus, during the series of deformation operations in FIGS. 4A to 4D, only the motor in the first unit A operates, and the motor in the second unit B does not operate. Therefore, during these operations, only the battery in the first unit A is used, and the battery in the second unit B is not used at all. Therefore, when the operation as described above continues, only the battery in the first unit A is consumed, and even though the battery in the second unit finally exists, the entire device cannot be operated. End up.
[0017]
Similarly, to walk only with a quadruped walking structure as shown in FIG. 4 (e), the motor in the unit of the part that moves the foot operates, and therefore the battery in that unit is only consumed. Thus, the batteries in other units are not consumed. Thus, as before, if the battery of a particular unit is exhausted, the entire structure will not work, or other equipment will reconstruct a new structure and move, leaving the equipment not working, etc. Action is required.
[0018]
As described above, in various devices in which a unit is mounted with a battery and a plurality of similar units are used in combination, if the battery of one unit is exhausted, the combined device becomes inoperable. It is similar to occur. This is a battery in a broad sense, such as a fuel cell, in addition to those using a battery as a power supply source for each unit, and is equipped with a substantial generator, and other various generators. The same problem occurs in the provided one.
[0019]
Therefore, the present invention includes a power supply source for each unit of the device, performs a predetermined operation, and in a unit that operates as a unit assembly by combining a plurality of similar units, when the units are combined, Even when power can be supplied from the power supply source of one unit when power cannot be supplied from the power supply source of one unit, the entire device is prevented from becoming inoperable, and a small power supply source is provided. When a large number of units are combined, the object is to perform the same function as that provided with a large-capacity power supply source that collects the power supply sources of all the units.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is directed to a power supply source, a device that operates by the power of the power supply source, and a control device that controls the device in the unit. In addition, a coupling / detaching device that can be arbitrarily coupled to or detached from another unit, and a power supply source of each unit by connecting in parallel with the power supply source of the other unit when coupled to the other unit The power line connector that can be used, the signal line connector that can be connected to and communicated with the control device of the other unit at the time of coupling with the other unit, and the coupling with the other unit by the coupling / detaching device sometimes, the power distribution-type units of a plurality linkages robot comprising a control means for performing operation that integrates multiple units, sometimes coupled multiple units by connector the power line, 1 It is obtained by the power distributed unit, characterized in that the equipment in the unit is connected to enable the power of the power supply source of the plurality of units coupled in.
[0022]
The invention according to claim 2 is the power distribution type unit according to claim 1, wherein the power supply source is a generator.
[0023]
Further, the invention according to claim 3 is the power distribution type unit according to claim 1, wherein the power supply source is a battery.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a basic system of the present invention and an example of its operation. As shown in FIG. 1A, the first unit A has a motor 3 driven by a battery 2 and other various devices. 4 are controlled by a control device 5 that is operated by the same power source, and performs a predetermined operation. The first unit A is provided with a connector group schematically shown in the figure at the left and right parts of the main body, and the concave connectors 7 and 7 on the right side for the power lines 6 and 6 for the battery 2, and the left side in the figure. Convex connectors 8 and 8, the right concave connectors 10 and 10 for the signal lines 9 and 9 for the control device 5, and the left convex connectors 11 and 11 in the drawing.
[0027]
On the other hand, the second unit B has the same configuration as the first unit A, and includes a motor 14 driven by a battery 13 and other various devices 15, which are driven by a control device 16 that is operated by the same power source. It is controlled and performs a predetermined operation. The second unit B is also provided with a connector group at the left and right portions of the main body in the figure, and the concave connectors 18 and 18 on the right side for the power lines 17 and 17 for the battery 13, the convex connectors 19 and 19 on the left side in the figure, , Concave connectors 21 and 21 on the right side in the figure for signal lines 20 and 20 with respect to the control device 16, and convex connectors 22 and 22 on the left side in the figure.
[0028]
When the first unit A and the second unit B as described above are close to each other as indicated by an arrow in FIG. 6A, the power line 6 of the first unit A is finally obtained as shown in FIG. , 6 and the concave connectors 10 and 10 for the signal lines 9 and 9 of the first unit A are coupled to the concave connectors 7 and 7 for the power lines 17 and 17 of the second unit B. The signal lines 20 and 20 convex connectors 19 and 19 of the second unit B are coupled.
[0029]
As a result, the power lines 6 and 6 of the first unit A and the power lines 17 and 17 of the second unit B are connected to form a common power line, whereby the battery 2 of the first unit A and the battery 13 of the second unit B Are connected in parallel. For this reason, the power use device such as the motor 3 of the first unit A and the power use device such as the motor 14 of the second unit B operate using the power of the batteries 2 and 13 connected in parallel. It becomes possible.
[0030]
At the same time, the signal lines 9 and 9 of the first unit A and the signal lines 20 and 20 of the second unit B are connected to form a common signal line, whereby the control unit 5 and the second unit of the first unit A are connected. It becomes possible for the control device 16 of B to control the device while inputting / outputting signals to / from each other. Therefore, in the state shown in FIG. 1B, for example, when the control device 5 of the first unit A performs a predetermined operation, the control device 16 of the second unit B further performs another predetermined operation in conjunction with this operation. Or by operating the control device 5 of the first unit A as a master computer and operating the control device 16 of the second unit B as a slave computer, the entire unit combination is operated as one device. be able to.
[0031]
The above-described operation by combining the units can be performed by combining a large number of units in the same manner. Particularly, from the viewpoint of common use of batteries included in each unit by combining the units, For example, as shown in FIG. 2, the unit U alone operates using a battery B mounted in the unit U as a power source for the motor M that operates the devices in each unit. As a result of unit coupling as shown in FIG. 1, all of the batteries B, B... Are connected in parallel as shown in FIG. Therefore, at this time, each motor M is in a mode in which all the batteries B are used in common, and only a specific battery is not used, so that only a specific battery does not enter a so-called battery rising state. Also in the case shown in FIG. 2, the signal lines are connected as shown in FIG. 1, and the units are controlled in relation to each other.
[0032]
When applying such a configuration in which a plurality of units are combined so that the battery of each unit can be used in common to the unit assembly robot shown in FIG. 3, the first connecting member is used. The convex connector 69 provided for connecting the signal lines provided in each of the four coupling surfaces of the second coupling member 32 and the second coupling member 33 in the drawing, or the concave connector 49 disposed at a position facing the convex connector 69. The signal lines can be easily applied by using only two connectors each for connecting the signal lines, and using the remaining two connectors as power line connectors for connecting the batteries to each other. In this case, unlike the signal line connector, a connector that can flow a relatively large current is used.
[0033]
Accordingly, for example, in an apparatus operating by connecting two units shown in FIG. 3 as shown in FIGS. 4A to 4D, in the process from FIG. 4A to FIG. Thus, only the motor of the unit A is operated. As described above, the power line of each unit is connected by the connector and the signal line is also connected. As a result, for example, each unit is connected as shown in FIG. It will be. Therefore, when the motor in the unit A in FIG. 4 is operated as described above, the battery in the unit B that does not operate at all during the series of operations can be used. Even though the battery has sufficient stored power, only the stored power of the battery in the unit A is consumed, and the unit assembly is not disabled.
[0034]
As described above, the effect of effectively using the entire battery by connecting a plurality of units is that a larger number of units are combined to perform a predetermined operation as shown in FIG. 4E. Is more effective, and when only a part of the unit assembly is operated as a whole, the battery of many units that hardly operate can be used effectively.
[0035]
Naturally, the present invention can be used in the same way when a large number of units having other structures are coupled in addition to a large number of units having the above-described structure, and each unit has a very small size. The same can be applied from the thing to the big thing. Further, in addition to the one using a normal battery as the power source used in the unit, the present invention can be similarly applied to one using a broad battery such as a fuel cell.
[0036]
Further, even in the case of using a power generation device as a power supply source, including a substantial power generation device such as the fuel cell or solar cell, it can be applied in place of the battery of each of the embodiments, and a large number of units. Can be supplemented by the power generator of the other unit to compensate for the shortage of power supplied by one power generator, and even if the energy source in the power generator of one unit is cut off, It becomes possible to drive and operate the power generator of the unit. Therefore, even if the power generation device of each unit is small, it can be operated in the same manner as that provided with a generator that generates large power as a whole. In addition, when providing such a generator, you may equip each unit with the battery which stores the generated electric power further.
[0037]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the devices in the unit can be operated by the power of the power supply source provided for each unit, and a plurality of similar units are combined to operate as a unit assembly. When a plurality of units are combined in a unit that enables this, the equipment of one unit can also use the power of the power supply source of the other unit, such as a battery of one unit. When power cannot be supplied from a different power supply source, the power can be used when the power supply source of another unit can supply power.
[0038]
In particular, when a large number of these units are combined to perform a predetermined operation as a whole, it is often the case that the unit to be operated is only a specific one. Even if the power supply source provided for each unit is small, the individual unit can be installed in the same state as that provided with a large power supply source as a whole unit assembly. Can be operated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a unit used in the present invention and a state in which two units are combined, (a) showing a state in which two units are separated and each unit is individually operated; (B) has shown the state which two units couple | bond together and operate | move.
FIG. 2 is a diagram showing a state in which a plurality of units according to the present invention are coupled and a power line and a signal line are connected.
FIG. 3 is an external view of a unit of an automatic assembly robot to which the present invention is applied.
FIG. 4 is a diagram showing a state in which a plurality of units are coupled, wherein (a) to (d) are diagrams sequentially illustrating a state in which two units are coupled and their forms are changed; It is a figure which shows the example which couple | bonded many units and comprised one unit assembly.
[Explanation of symbols]
2, 13 Battery 3, 14 Motor 4, 15 Various devices 5, 16 Control device 6, 17 Power line 7, 18 Concave connector 8, 19 Convex connector 9, 20 Signal line 10, 21 Concave connector 11, 22 Convex connector

Claims (3)

電力供給源と、
前記電力供給源の電力により作動する機器と、
自ユニット内の機器の制御を行う制御装置と、
他のユニットと任意に結合、離脱可能な結合・離脱装置と、
前記他のユニットとの結合時に該他のユニットの電力供給源と相互に並列接続して各ユニットの電力供給源を共通使用可能とする電力線用コネクタと、
前記他のユニットとの結合時に該他のユニットの制御装置と相互に接続し通信可能な信号線用コネクタと、
前記結合・離脱装置による他のユニットとの結合時に、複数ユニットを統合した作動を行う制御手段とを備えてなる複数ユニット結合型ロボットの電源分配型ユニットにおいて、
前記電力線用コネクタによる複数ユニットの結合時に、1つのユニット内の前記機器が結合した複数ユニットの電力供給源の電力を使用可能に接続したことを特徴とする電源分散型ユニット。
A power supply,
A device that operates with the power of the power supply;
A control device for controlling the equipment in its own unit;
A connecting / disconnecting device that can be arbitrarily connected to and disconnected from other units,
A connector power line that enables common use power supply of each unit connected in parallel to each other and the power supply of the other units at the time of coupling with the other units,
A signal line connector capable of mutual connection and communication with the control device of the other unit when coupled with the other unit;
In a power distribution type unit of a multi-unit coupled robot comprising a control means for performing an operation in which a plurality of units are integrated when coupled with another unit by the coupling / detaching device,
Sometimes combination of a plurality units by connector the power line, the power distributed unit, characterized in that the devices in one unit is connected to enable the power of the power supply source of multiple units attached.
前記電力供給源はバッテリであることを特徴とする請求項1記載の電源分散型ユニット。  The power distribution type unit according to claim 1, wherein the power supply source is a battery. 前記電力供給源は発電機であることを特徴とする請求項1記載の電源分散型ユニット。  The power distribution type unit according to claim 1, wherein the power supply source is a generator.
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