JP4228536B2 - 移動ロボット - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部電源装置の給電カプラに接続される受電カプラを備えた移動ロボットに関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
例えば自動車用部品の生産ライン等にあっては、無人搬送車(AGV)にロボットアームを搭載した移動ロボットを、複数の固定設備(作業ステーション)間を移動させながら、組立作業等を行なわせるようにしたシステムが採用されてきている。この場合、近年では、移動ロボット(無人搬送車)に、走行時等の電源となるバッテリを充電する充電器を設ける一方、固定設備のうち移動ロボットの作業位置部分に、電源装置(交流電源)を設け、移動ロボットが作業位置に停止して作業を行なっている際に、前記固定設備側から負荷駆動用及びバッテリ充電用の電源を供給することが行なわれている。
【0003】
図12は、移動ロボット1が、固定設備(電源装置)2から電源供給を受けている様子を示している。ここで、移動ロボット1は、本体(無人搬送車)1aの左右の側壁部に夫々受電カプラ3,3を備えている。詳しく図示はしないが、これら受電カプラ3は、共に絶縁材製の支持体に、3本あるいは4本の受電端子を支持して成り、両受電カプラ3の受電端子は、リード線4等を介してロボットの各軸モータ等の負荷5に共通して接続されている。そして、これら各受電カプラ3は、本体1aに対し左右方向に出没方向移動可能に設けられていると共に、駆動機構(図示せず)により、突出位置と没入位置との間で移動されるようになっている。
【0004】
これに対し、前記固定設備2の前壁部には、前記受電カプラ3が着脱可能に接続される給電カプラ6が設けられている。詳しく図示はしないが、この給電カプラ6には、交流電源7に接続された複数本の給電端子が設けられている。これにて、移動ロボット1が固定設備2前に停止した状態で、一方(左側)の受電カプラ3が突出方向に移動されて給電カプラ6と接続されることにより、負荷5の駆動用電源が供給されるようになっている。尚、移動ロボット1の右側に固定設備2がある場合には、右側の受電カプラ3が使用される。
【0005】
上記構成においては、各受電カプラ3は、不使用時(給電カプラに6に接続されない時)には、本体1aの壁部から引込んだ没入位置に位置されているのであるが、一方(例えば左側)の受電カプラ3が、給電カプラ6に接続されているときには、使用していない他方側(右側)の受電カプラ3においても、その受電端子には電圧が印加されている状態となる。このため、もし、使用していない側の受電カプラ3が本体1aから不要に突出し、受電端子が露出してしまうようなことが起こると、作業者等がそれに触れてしまう虞が考えられる。従って、受電カプラ3部分におけるより一層の安全性の向上が望まれるのである。
【0006】
ところで、上記したような移動ロボットにあっては、走行時等の電源となるバッテリの容量が使用下限値を下回ってしまういわゆるバッテリ上りが起こることが考えられる。このようなバッテリ上りが生ずると、受電カプラ3を移動させる駆動機構を動作させることが不可能となり、自動で受電カプラ3を給電カプラ6に接続させて外部からの電源供給を受けることが自体が不可能となることが予測される。
【0007】
そこで、図示はしないが、受電カプラ3の他に、本体1aの側壁部に、負荷5に接続され、手動により外部電源と接続可能な手動接続用コネクタを設け、バッテリ上りが生じた際には、作業者が、その手動接続用コネクタを外部電源に接続させる作業を行うことで、バッテリの充電を含めた負荷駆動用の電源供給を受けることが考えられる。ところが、この構成においては、手動接続用コネクタを外部電源に接続させている際に、受電カプラ3の受電端子に電圧が印加されている状態となるため、上記と同様に安全性の確保が必要となる。
【0008】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その第1の目的は、選択的に使用される複数の受電カプラを備えるものにあって、一の受電カプラの使用時における他の受電カプラ部分における安全性の向上を図ることができる移動ロボットを提供するにある。
【0009】
また、本発明の第2の目的は、受電カプラの他に、手動により外部電源に接続される手動接続用コネクタを備えるものにあって、その手動接続用コネクタの使用時における受電カプラ部分における安全性の向上を図ることができる移動ロボットを提供するにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記第1の目的を達成するために、本発明の移動ロボットは、本体内に没入した原点位置と本体から突出して外部電源装置の給電カプラに接続される突出位置との間を移動される受電カプラを複数備えるものにあって、各受電カプラが夫々原点位置にあるかどうかを検出する原点センサと、複数の受電カプラが、突出位置に同時に位置されることを禁止する禁止手段とを設けると共に、禁止手段を、使用すべき受電カプラを突出位置に移動させるにあたり、全ての受電カプラが原点位置に位置されていることが前記原点センサにより検出されたことを条件に、該当する受電カプラを駆動機構により移動させるように構成したところに特徴を有する(請求項1の発明)。
【0011】
これによれば、禁止手段により、一の受電カプラが突出位置にあって給電カプラに接続されているときには、他の受電カプラが本体から不要に突出することがなくなる。従って、他の受電カプラにおいてもその受電端子に電圧が印加された状態となる事情があっても、作業者等がその受電端子に触れてしまうことを未然に防止することができ、この結果、一の受電カプラの使用時における他の受電カプラ部分における安全性の向上を図ることができるという優れた効果を得ることができる。
【0013】
しかも、全ての受電カプラが原点位置に位置されていることが原点センサにより検出されていて始めて、使用すべき受電カプラを駆動機構により突出位置に移動させることができる。従って、複数の受電カプラが同時に突出位置に位置されることがなくなり、一の受電カプラが突出位置にあって給電カプラに接続されているときには、他の受電カプラが本体から不要に突出することを防止することができる。この場合、いわばソフトウエア的構成による駆動機構の制御によって、禁止手段を容易に構成することができる。
【0014】
また、本発明の移動ロボットは、本体内に没入した原点位置と本体から突出して外部電源装置の給電カプラに接続される突出位置との間を移動される受電カプラを複数備えるものにあって、複数の受電カプラが、突出位置に同時に位置されることを禁止する禁止手段とを設けると共に、その禁止手段を、駆動機構に対してロックをかけることにより、使用されていない受電カプラを原点位置に固定させるように構成することもできる(請求項2の発明)。これによれば、やはり、一の受電カプラが突出位置にあって給電カプラに接続されているときには、他の受電カプラが本体から不要に突出することを防止することができ、その際、電気的,機械的な構成により、容易に禁止手段を構成することができる。
【0015】
上記各移動ロボットにおいては、受電カプラを、支持体に支持された受電端子と、その支持体に対して受電端子を覆う被覆位置と該受電端子を露出させる露出位置との間で移動可能に設けられたヘッドカバーとを備えて構成することにより、安易に受電端子が露出されることがなくなる。そして、このような受電カプラを備えるものにあっては、上記した構成に加え、受電カプラが原点位置に位置されているときに、ヘッドカバーを被覆位置にロックするためのストッパを設けるようにしても良い(請求項3の発明)。
【0016】
これにより、原点位置に位置されている受電カプラに対し、ヘッドカバーを露出位置に移動させようとする力が加わっても、ストッパによりヘッドカバーが被覆位置にロックされるので、受電カプラが原点位置に位置されたままでその受電端子が露出されるといった事態を未然に防止することができ、安全性をより一層高めることができる。
【0017】
上記第2の目的を達成するために、本発明の請求項4の移動ロボットは、受電カプラの他に、手動により外部電源に接続される手動接続用コネクタを備えるものにあって、受電カプラと負荷とを接続する通電線のうち手動接続用コネクタとの共通接続点よりも受電カプラ側に位置して挿設された開閉手段と、前記手動接続用コネクタが外部電源に接続されることを検出する検出手段と、この検出手段の検出に基づいて前記開閉手段を開放させる開閉制御手段とを設けたところに特徴を有する。
【0018】
これによれば、例えばいわゆるバッテリ上りが起こったとき等に、作業者が、手動接続用コネクタを外部電源に接続させる作業を行うことで、バッテリの充電を含めた負荷駆動用の電源供給を受けることができる。このとき、手動接続用コネクタが外部電源に接続されることが検出手段により検出されると、受電カプラと負荷とを接続する通電線のうち共通接続点よりも受電カプラ側に位置して挿設された開閉手段が、開閉制御手段により開放されるようになる。従って、手動接続用コネクタが外部電源に接続されている際に、受電カプラにおいてもその受電端子に電圧が印加された状態となることが未然に防止され、この結果、手動接続用コネクタの使用時における受電カプラ部分における安全性の向上を図ることができるという優れた効果を得ることができる。
【0019】
この場合、手動接続用コネクタの電極部を開閉可能に覆うカバーを設け、そのカバーが開放されたことを検出する検出スイッチから前記検出手段を構成することができる(請求項5の発明)。これによれば、手動接続用コネクタを外部電源に接続するにあたっては、カバーの開放が必要となるので、検出スイッチを設けるという簡単な構成により、手動接続用コネクタが外部電源に接続されることを事前に検出することが可能となる。また、受電カプラの使用時には、手動接続用コネクタの電極部にも電圧が印加されることになるが、受電カプラを介した電源供給は開閉手段の閉成、言換えればカバーの閉塞を条件として行われるようになるので、カバーによって、手動接続用コネクタの電極部部分における安全性も確保することができる。
【0020】
さらには、ロボット本体内の負荷に共通して接続され選択的に使用される複数の受電カプラを備えるものにあっては、夫々の受電カプラに対応して開閉手段を設け、開閉制御手段により、一の受電カプラを突出位置に移動させて給電カプラに接続させる際に、他の受電カプラに対応した開閉手段を開放させる構成とすることもできる(請求項6の発明)。これによれば、一の受電カプラが給電カプラに接続されている際には、他の受電カプラに電圧が印加された状態となることが未然に防止されるので、更に安全性を高めることができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施例について、図1ないし図8を参照しながら説明する。まず、図4は、本実施例に係る移動ロボットの外観構成を示しており、この移動ロボットの本体11は、全体として前後(図で左右)にやや長いほぼ矩形箱状に構成された無人搬送車(AGV)12上に、例えば6軸型アームからなるロボットアーム13を搭載して構成されている。前記ロボットアーム13の先端部には、図示しないハンドツール等が取付けられるようになっている。
【0022】
詳しく図示はしないが、前記無人搬送車12は、上面に天板14を有するフレームの底部に位置して走行機構を有すると共に、該フレームに、マイコンを主体として構成されたコントローラ15(図2参照)や、負荷16駆動用の充電式のバッテリ、このバッテリに対する充電を行なうための充電器、並びに後述するような複数個この場合左右一対の可動電極ユニット17,18(図3参照)等を組込んで構成されている。図3では、前記走行機構やロボットアーム13(各軸モータ)等をまとめて、負荷16として示している。
【0023】
前記走行機構は、例えば4個の車輪19(2個のみ図示)を備え、そのうち2個の駆動輪を走行操舵用モータにより駆動及び操舵するように構成されている。また、前記フレームの前後左右の外壁部には、夫々側壁カバー20が設けられるようになっている。これら側壁カバー20には、障害物センサ21等が設けられていると共に、左右の側壁カバー20の下部には、後述する受電カプラを出没させるための開口部20aが設けられている。さらに、図示はしないが、無人搬送車12の底部には、走行路に沿って敷設されたガイドラインを検出するための前後一対のガイドセンサや、各固定設備前(作業位置)に設けられた停止マーカを検出するための停止マーカセンサ等も設けられている。
【0024】
これにて、移動ロボットの本体11は、前記コントローラ15により、予め記憶されたプログラムやデータ、各種入力信号等に基づいて制御され、前記走行機構により、固定設備に沿って設けられた走行路を前後方向(図4で両矢印A方向)に走行し、所定の作業位置(作業ステーション)に停止して前記ロボットアーム13による部品の組付けや受渡し等の作業を行なうことを、自動的に繰返すようになっている。
【0025】
さて、本実施例では、前記移動ロボットの本体11を、固定設備前(作業ステーション)に停止させた状態(ロボットアーム13により作業を行なっている状態)で、固定設備側の電源(外部電源)と、前記本体11の負荷16(及び充電器)とが接続され、負荷駆動用の電源が与えられると共に、前記バッテリに充電が行なわれるようになっている。以下、その外部電源との接続のための構造について述べる。
【0026】
まず、図5に示すように、前記固定設備側の床部には、外部電源装置22が固定的に設けられている。この外部電源装置22は、この場合、三相200Vの商用交流電源23と、外部電源装置22の前面壁部(走行路を向く側(図では左側)の壁部)の下部に突出した形態で固定的に設けられた給電カプラ24とを備えて構成されている。尚、固定設備(外部電源装置22)は、移動ロボット本体11(走行路)に対して右側に位置されるだけでなく、例えば1つの製造ライン中で、ある作業位置では右側に位置し、別の作業位置では左側に位置するといったケースも存在する。
【0027】
前記給電カプラ24は、図6及び図8にも示すように、例えばプラスチックから構成されやや横長な矩形ブロック状をなす絶縁ハウジング25に、この場合横長な板状の4個(2段2列)の給電端子26(図5,図8では2個のみ図示)を備えている。これら給電端子26のうち3個のものが、夫々前記電源23の三相(R,S,T)の電源線に夫々接続され、1個のものがアース(E)に接続されている。
【0028】
図6等に示すように、前記絶縁ハウジング25には、前面部(左側面部)に開口するやや横長な長円状の凹部27が形成されている。この場合、凹部27の内周壁部27aは、奥方へ行くほど窄まる形態の例えば傾きが30度程度のテーパ面とされている。さらに、凹部27の奥壁面部には、横に細長い4個の穴部27bが2段2列に形成されており、それら各穴部27bの奥部に、夫々前記給電端子26が配設されている。尚、前記穴部27bの幅(上下方向)寸法は、人の手指が入らない程度とされている。
【0029】
これに対し、前記移動ロボット11側(無人搬送車12内)には、前記給電カプラ24に着脱可能に接続される受電カプラ33を有した可動電極ユニット17,18が設けられる。これら可動電極ユニット17,18は、図3に示すように、無人搬送車12の中央部の前後にずれた位置に、左右対称的に一対が設けられるようになっているのであるが、ここでは、右側の可動電極ユニット18を代表させて図示及び説明を行なう。
【0030】
図5及び図8に示すように、この可動電極ユニット18は、フレーム34上に、前記受電カプラ33、セルフアライメント機構を構成するフローティングユニット35、前記受電カプラ33をフローティングユニット35と共に無人搬送車12の右側壁部から突出する方向(図5で矢印Bで示す右方向)及び没入する方向(図5で矢印Cで示す左方向)に移動させるための駆動機構36を組付けて構成されている。これにて、受電カプラ33は、無人搬送車12内に没入した原点位置と、その位置から側方に突出して前記給電カプラ24に接続される突出位置との間で移動されるようになっている。以下、この可動電極ユニット18について、図5,図7及び図8を参照して詳述する。
【0031】
即ち、図8等に示すように、前記フレーム34は、矩形板状部の前後の辺部に立上り壁部を有して構成され、複数個のステイ34aを介して前記無人搬送車12のフレームの底部に固定的に取付けられる。また、このフレーム34の前後の立上り壁部の内壁面には、左右方向全体に延びてガイドレール37が設けられている。このフレーム34の上面部には、下面側が開口するコ字状をなす上面カバー38が設けられる。図示はしないが、この上面カバー38には、前記ガイドレール37に係合する可動レール部が設けられており、以て、前記フレーム34に対して図で左右方向にスライド移動可能に支持されている。
【0032】
そして、前記上面カバー38の先端部(図で右端部)に、後述するフローティングユニット35の左端部(アンダーブロック)が固定的に取付けられている。このフローティングユニット35の左端部には、前記フレーム34内の前部側部位を左方に延びるシャフト40が固着されている。前記フレーム34の上面部には、前記シャフト40を左右方向に移動させるためのラックシリンダ41、及びその駆動源となる駆動モータ42が取付けられており、以て駆動機構36が構成されている。前記ラックシリンダ41は、周知のように、前記駆動モータ42の回転を減速する減速機構、及びその回転を前記シャフト40の直動に変換するラックピニオン機構を内蔵して構成されている。
【0033】
一方、前記受電カプラ33は、図5,図7,図8に示すように、例えばプラスチック製の絶縁体43に、この場合2段2列に4本(図7などで2本のみ図示)の棒状の受電端子44を保持させて構成されている。前記絶縁体43は、前記受電端子44の基端側を支持する支持体45の先端側(図で右端側)に、ヘッドカバー46を備えて構成されている。そのうち支持体45は、図7等に示すように、左右に2部材を連結して構成されて、全体として基端部(図で左端部)にフランジ部を有したやや横長楕円形の円柱状をなし、前記4本の受電端子44を図で出没方向(左右方向)に貫通状態に保持するようになっている。
【0034】
前記各受電端子44の基端部には、夫々ケーブル47が接続され、図3に示すように、それらケーブル47が、上面カバー38の内部を通って導出され、前記負荷16に接続されている。このとき、図3に示すように、左右の可動電極ユニット17,18(受電カプラ33)から導出されたケーブル47は、負荷16に共通して接続されており、以て、負荷16はどちらの可動電極ユニット17,18からも給電が可能に構成されている。
【0035】
この場合、図7に示すように、前記各受電端子44の途中部位には径大部44aが設けられ、それら径大部44aが、夫々支持体45の内部に形成された径大な中空部45a内に位置されるように設けられている。このとき、径大部44aが中空部45a内を左右に移動することにより、各受電端子44は支持体45に対して出没方向(左右方向)に若干量だけ移動可能に構成され、これと共に、中空部45a内には、受電端子44に遊嵌状態に圧接用コイルばね48が配設されている。この圧接用コイルばね48により、受電端子44は、支持体45に対して径大部44aが中空部45a内の図で右端に位置した通常位置(図7参照)に常時付勢されている。
【0036】
また、支持体45の内部には、例えば1個の受電端子44が前記圧接用コイルばね48のばね力に抗して支持体45に対して図で左方に押込まれた押込位置に移動した(後述するように給電端子26に圧接した)ことを検出するための検出スイッチ49が配設されている。この検出スイッチ49は、例えばマイクロスイッチからなり、前記径大部44aの左方への変位により動作されるようになっている。
【0037】
一方、前記ヘッドカバー46は、図7等に示すように、基端側が前記支持体45の先端側(右側)に被るような横長楕円状の円筒キャップ状をなし、前記各受電端子44の先端側が挿通される4個の貫通孔46aを有している。また、ヘッドカバー46の先端の外周には、テーパ面46bが形成されている。この場合、図7,図8に示すように、ヘッドカバー46の基端側の側壁部には、左右に延びる長孔46cが形成され、この長孔46cに、前記支持体45に固着された突起50が嵌合している。これにて、ヘッドカバー46は支持体45に対して、前記長孔46cの範囲内で左右方向(出没方向)に移動可能とされている。
【0038】
また、このヘッドカバー46と、絶縁体43の支持体45との間には、ヘッドカバー用コイルばね51が、前記各受電端子44の外周に遊嵌状態に配設されている、これにより、ヘッドカバー46は、通常時には、図5,図7に示すように、前記受電端子44の先端部を覆う被覆位置に付勢されており、ヘッドカバー用コイルばね51のばね力に抗して先端側からの力を受けると、図8に示すように、支持体45に対して相対的に没入して先端面から受電端子44の先端を相対的に突出させる露出位置に変位するようになっている。
【0039】
さらに、本実施例では、前記ヘッドカバー46の外周部に、その全周に位置して絶縁材(プラスチック)製の電極カバー52が設けられている。この電極カバー52は、先端側に行くほど外周側に拡がる形態の横長リング状をなし、後述するように、受電カプラ33の給電カプラ24との嵌合(接続)状態で、給電カプラ24の凹部27の周囲を覆うようになっている。
【0040】
これと共に、図5に示すように、受電カプラ33が原点位置にある状態では、電極カバー52の外周縁部が前記側壁カバー20の開口部20aの内周縁部に係止され、ヘッドカバー46の露出位置への移動が禁止されるようになっている。従って、この側壁カバー20の開口部20aの内周縁部がストッパとして機能するようになっている。
【0041】
尚、詳しい図示及び説明は省略するが、前記フローティングユニット35は、アンダーブロック、センターブロック、アッパーブロック等から構成され、受電カプラ33の前記上面カバー38に対する、上下方向及び前後方向の所定量(例えば±5mm程度)の位置ずれが許容されるようになっていると共に、傾き方向のずれも吸収できるようになっている。
【0042】
以上のように構成された可動電極ユニット18は、図3に示すように、前記受電カプラ33の先端部(右端部)が、無人搬送車12の側壁カバー20の開口部20aの内側に位置するように配設されている。このとき、移動ロボット11 (無人搬送車12)が、固定設備(外部電源装置22)前の所定の作業位置に停止した状態で、受電カプラ33の先端部が、前記給電カプラ24(絶縁ハウジング)と向い合うようになっている。右側の可動電極ユニット17についても、前記可動電極ユニット18と対称的に配設されるようになっている。
【0043】
後述するように、前記各可動電極ユニット17,18の非接続時(不使用時)においては、受電カプラ33は、側壁カバー20内に没入した原点位置に位置されていると共に、無人搬送車12が作業位置に停止した状態で、外部電源装置22側に位置する各可動電極ユニット17,18の受電カプラ33が、駆動機構36により選択的に突出位置に移動されて給電カプラ24との接続がなされるようになっている。また、ロボットアーム13による作業が完了して例えば次の作業位置に移動する際には、受電カプラ33が原点位置に戻されて給電カプラ24から切離されるようになっている。
【0044】
さて、図2に示すように、前記各可動電極ユニット17,18の各駆動機構36(駆動モータ42)は、前記コントローラ15によりドライバ53を介して制御されるようになっている。このとき、本実施例では、図5にも示すように、各可動電極ユニット17,18内には、受電カプラ33が原点位置にあるかどうかを検出するための原点センサ54が設けられており、この各原点センサ54の信号が前記コントローラ15に入力されるようになっている。また、コントローラ15には、前記各検出スイッチ49の信号も入力されるようになっている。
【0045】
そして、後の作用説明でも述べるように、コントローラ15は、受電カプラ33を給電カプラ24に接続する際には、例えば動作プログラム中の接続指令に従って、左側あるいは右側の可動電極ユニット17,18の駆動モータ42を駆動させて、使用(接続)すべき受電カプラ33を突出位置に移動させるのであるが、このとき、そのソフトウエア的構成により、双方の受電カプラ33が原点位置に位置されていることが前記原点センサ54により検出されたことを条件に、該当する受電カプラ33を駆動機構36により突出位置へ移動させるようになっている。従って、このコントローラ15等から、複数の受電カプラ33が同時に突出位置に位置されることを禁止する禁止手段が構成されるのである。
【0046】
次に、上記構成の作用について、図1も参照して述べる。上述のように、移動ロボット11は、無人搬送車12の走行機構により、走行路上を走行(移動)し、作業を行なうべく固定設備前の所定の作業位置に停止する。この移動時の走行機構の電源は、バッテリから得られるようになっている。また、この走行時においては、図5,図7に示すように、各受電カプラ33は原点位置に位置されていることは勿論である。
【0047】
この受電カプラ33の原点位置では、図5,図7に示すように、ヘッドカバー46が受電端子44を覆う被覆位置にあって、受電端子44が外部に露出することはない。さらには、図5に示すように、電極カバー52が側壁カバー20の開口部20a内周縁部(ストッパ)に係止されるので、仮にこの状態からヘッドカバー46を露出位置に移動させようとする矢印C方向の力が加わっても、ヘッドカバー46が被覆位置にロックされ、それ以上奥方に移動することもなく、受電端子44が露出されることが未然に防止される。
【0048】
そして、移動ロボット11が固定設備前の所定の作業位置に停止すると、前記外部電源装置22の給電カプラ24と、その側(図5では右側)に位置する受電カプラ33の先端部とが向い合うようになり、この状態で、可動電極ユニット18の駆動機構36(駆動モータ42)を駆動させることにより、原点位置に位置していた受電カプラ33が突出方向(接続方向である矢印B方向)に移動され、以下のようにして、給電カプラ24と、移動ロボット11の2つの受電カプラ33のうち設備側に位置する受電カプラ33とが接続され、もって負荷16に対する外部電源装置22からの給電がなされるようになる。
【0049】
即ち、駆動機構36の駆動により,上面カバー38及びフローティングユニット35と一体的に、受電カプラ33が突出方向(矢印B方向)に移動される。この受電カプラ33の突出方向への移動により、その先端部(ヘッドカバー46)が受電カプラ24の凹部27に嵌合していく。この嵌合は、ヘッドカバー46のテーパ面46bが、やはりテーパ状の凹部27の内周壁部27aに案内されるようにして行なわれ、またこの際、フローティングユニット35によるセルフアライメント機能によって、受電カプラ33の凹部27との位置合せが容易に行なわれるようになる。
【0050】
そして、ヘッドカバー46の先端面が凹部27の奥壁面に当接しても、更に受電カプラ33は突出方向に移動され、これにて、ヘッドカバー46が凹部27の奥壁面から没入方向の力を受けることになり、ヘッドカバー46は支持体45 (受電端子44)に対して相対的に没入方向(矢印C方向)に移動する。これにより、図8に示すように、ヘッドカバー46は受電端子44をその先端面から相対的に突出させる露出位置に移動し、これに伴い、各受電端子44の先端部が、凹部27の奥部の各穴部27b内に侵入し、遂には、各受電端子44の先端が、各給電端子26に接触するようになる。
【0051】
この受電端子44の給電端子26への接触状態となった後は、今度は、受電端子44が、給電端子26から没入方向の力を受け、支持体45に対して相対的に左方に押込まれるようになり、受電端子44が給電端子26に圧接した状態で検出スイッチ49がオンするようになる。コントローラ15は、この検出スイッチ49のオン信号を受けて駆動モータ42への通電を停止する。これにて、受電端子44と給電端子26との電気的接続が確実に行なわれる突出位置にて受電カプラ33が停止されるのである。尚、この接続状態では、前記電極カバー52が、給電カプラ24(絶縁ハウジング25)の周囲部に位置され、給電端子26と受電端子44との接続部分を覆うようになる。
【0052】
しかして、上記構成においては、各受電カプラ33は、不使用時(給電カプラ24に接続されない時)には、無人搬送車12の側壁カバー20から引込んだ原点位置に位置されているのであるが、図3に示すように、一方(例えば右側)の受電カプラ33が、給電カプラ24に接続されているときには、使用していない他方側(左側)の受電カプラ33においても、その受電端子44には電圧が印加された状態となる。このため、もし、使用していない側の受電カプラ33が不要に突出してしまうようなことが起こると、作業者等が触れてしまう虞が考えられる。
【0053】
そこで、本実施例では、コントローラ15は、使用(接続)すべき受電カプラ33を突出位置に移動させるにあたり、図1のフローチャートに従った処理を行なうようになっている。即ち、左右いずれかの受電カプラ33を給電カプラ24に接続すべき指令があったときには(ステップS1にてYes)、コントローラ15は、まず各原点センサ54の信号を読込み、両受電カプラ33に関して共に原点位置に位置しているかどうかを判断する(ステップS2)。
【0054】
そして、いずれかの受電カプラ33が原点位置にないときには(ステップS2にてNo)、該当する駆動機構36を駆動してその受電カプラ33を原点に復帰させる(ステップS3)。このようにして、両受電カプラ33が共に原点位置に位置されていることを条件に(ステップS2にてYes)、駆動機構36により接続すべき一方の受電カプラ33を突出位置に移動させるのであるが、この場合、右側の受電カプラ33を接続させる場合には(ステップS4にてYes)、右側(可動電極ユニット18)の駆動機構36を動作させて右側の受電カプラ33を突出位置に移動させる(ステップS5)。左側の受電カプラ33を接続させる場合には(ステップS4にてNo)、左側(可動電極ユニット17)の駆動機構36を動作させて左側の受電カプラ33を突出位置に移動させるのである(ステップS6)。
【0055】
これにて、左右双方の受電カプラ33が原点位置に位置されていることが原点センサ54により検出されていて始めて、使用すべき受電カプラ33を突出位置に移動させることができる。従って、双方の受電カプラ33が同時に突出位置に位置されることが禁止され、一方の受電カプラ33が給電カプラ24に接続されているときに、他方の受電カプラ33が無人搬送車12の側壁カバー20内から不要に突出することが未然に防止される。
【0056】
この結果、本実施例によれば、選択的に使用される複数の受電カプラ33を備えるものにあって、一の受電カプラ33の使用時における他の受電カプラ33部分における安全性の向上を図ることができるという優れた効果を奏する。特に本実施例では、コントローラ15のソフトウエア的構成による駆動機構36の制御によって、禁止手段を容易に構成することができるものである。
【0057】
また、本実施例では、受電カプラ33の原点位置では、ヘッドカバー46が受電端子44を覆う被覆位置にあって、ストッパによりその位置にロックされるので、受電カプラ33が原点位置に位置されたままでその受電端子44が露出されるといった事態を未然に防止することができ、安全性をより一層高めることができるものである。
【0058】
尚、上記実施例では、いわばコントローラ15のソフトウエア的構成による駆動機構16の制御によって禁止手段を構成するようにしたが、禁止手段を、駆動機構に対してロックをかけることにより、使用されていない受電カプラを原点位置に固定させるように構成することもできる。
【0059】
具体的には、モータを駆動源としたリニアアクチュエータを備えた駆動機構に対し、前記モータに電磁的にロックをかけることにより、使用されていない受電カプラを原点位置から動かないように固定したり、あるいは、ソレノイドやシリンダなどを駆動源としたロック部材(メカストッパ)を設け、使用されていない受電カプラを原点位置にロックすることができる。また、一方の受電カプラが突出位置に移動することに連動して、他方の受電カプラを機械的にロックする構成を設けることもできる。これらによっても、一の受電カプラが突出位置にあって給電カプラに接続されているときには、他の受電カプラが本体から突出することを防止することができる。
【0060】
次に、本発明の第2の実施例について、図9ないし図11を参照して述べる。尚、本実施例においては、上記第1の実施例と同一部分には、同一符号を付して、新たな図示及び詳しい説明を省略することとし、以下、上記第1の実施例と異なる点を中心に説明する。
【0061】
図10及び図11は、本実施例に係る移動ロボットの本体61の構成を示している。尚、図10は、無人搬送車12内の電気的構成の要部を背面側から見た状態で概略的に示している。ここで、この本体61は、やはり無人搬送車12上にロボットアーム13を搭載して構成され、無人搬送車12の側壁カバー20部分に、負荷16にケーブル47を介して共通に接続された左右一対の可動電極ユニット17,18を有している。図10に示すように、これら可動電極ユニット17,18は、夫々、外部電源装置22の給電カプラ24に着脱可能に接続される受電カプラ33や、その受電カプラ33を原点位置と突出位置との間で移動させる駆動機構36などを備えて構成されている。
【0062】
このとき、図10に示すように、各受電カプラ33と負荷16とを接続する通電線たるケーブル47のうち、共通接続点Dよりも受電カプラ33側に位置して、例えばトライアックからなり開閉手段として機能するACスイッチ62がそれぞれ挿設されている。これらACスイッチ62は、開閉制御手段として機能するコントローラ(制御装置)63からの信号により開閉動作するようになっている。尚、図11にも示すように、前記負荷16の手前部分には、ブレーカ64が挿設されている。前記コントローラ63には、各受電カプラ33が原点位置にある事を検出するためのリミットスイッチからなる原点センサ54からの信号も入力されるようになっている。
【0063】
さて、本実施例では、図11にも示すように、前記無人搬送車12の側壁部上部に、手動により外部電源65に接続される手動接続用コネクタ66が設けられている。図10に示すように、この手動接続用コネクタ66の電極部(図示せず)はケーブルによって前記負荷16に前記両受電カプラ33と共通して接続されている。また、この手動接続用コネクタ66は、側壁カバー20に形成された凹部20b内に配設されており、その凹部20bの前面部には、該手動接続用コネクタ66の前部(電極部)を覆うカバー67が、その上部のヒンジ部67aにより開閉可能に設けられている。
【0064】
そして、図10に示すように、側壁カバー20部分には、そのカバー67の開閉を検出するための検出手段たる検出スイッチ68が設けられている。この検出スイッチ68は、例えばリミットスイッチからなり、カバー67が開放方向に回動されたことを検出し、その検出信号を前記コントローラ63に出力するようになっている。
【0065】
これにて、何らかの原因で、走行時などの電源となるバッテリの容量が使用下限値を下回ってしまういわゆるバッテリ上りが起こると、受電カプラ33を移動させる駆動機構36を動作させることができず、自動で受電カプラ33を給電カプラ24に接続させることが不可能となるが、このような非常時においては、作業者が、外部電源65に給電ケーブル69を介して接続された給電用コネクタ70を、前記手動接続用コネクタ66に接続することにより、バッテリの充電を含めた負荷駆動用の電源供給を受けることができるようになっている。
【0066】
このとき、手動接続用コネクタ66に給電用コネクタ70を接続するにあたっては、カバー67を開放させる必要があり、従って、前記検出スイッチ68が、手動接続用コネクタ66が外部電源65に接続されることを事前に検出する検出手段として機能するようになるのである。
【0067】
そして、後のフローチャート説明でも述べるように、前記コントローラ63は、そのソフトウエア構成により、前記検出スイッチ68の信号を常に監視し、検出スイッチ68によりカバー67の開放が検出されたときに、即座に前記両ACスイッチ62をオフ(開放)するようになっているのである。さらに、前記両ACスイッチ62をオフした後、前記原点センサ54からの信号に基づき双方の受電カプラ33が原点位置に位置されているかどうかを判断し、少なくともいずれか一方の受電カプラ33が原点位置にないときには、極力速やかに全ての受電カプラ33を原点位置に戻す原点復帰処理を行うようになっている。
【0068】
また、本実施例では、コントローラ63は、動作プログラム中の接続指令に従って、左側あるいは右側の可動電極ユニット17,18の駆動モータ42を駆動させて、使用(接続)すべき受電カプラ33を突出位置に移動させて給電カプラ24に接続させる。この際に、コントローラ63は、そのソフトウエア的構成により、双方の受電カプラ33が原点位置に位置されていることが前記原点センサ54により検出されたことを条件に、該当する受電カプラ33を駆動機構36により突出位置へ移動させると共に、使用しない側の受電カプラ33に対応したACスイッチ62をオフするようになっている。
【0069】
尚、本実施例では、図10に示すように、各受電カプラ33部分には、受電カプラ33が給電カプラ24に正しく接続されたかどうかを検出する接続検出用スイッチ71が設けられ、図示はしていないが、その信号がコントローラ63に入力されるようになっていると共に、受電カプラ33と給電カプラ24との接続時に、ケーブル47(共通接続点D部分)に電源が供給されているかどうかを検出する外部電源遮断検出手段72が設けられている。これにより、外部電源装置22の異常などが検出され、コントローラ63は、異常検出時に報知などを行うようになっている。
【0070】
次に、上記構成の作用について、図9も参照して述べる。上記構成の移動ロボット本体61は、上記第1の実施例と同様に、固定設備前の所定の作業位置に停止すると、前記外部電源装置22の給電カプラ24が存在する側の可動電極ユニット17あるいは18の駆動機構36(駆動モータ42)を駆動させることにより、原点位置に位置していた受電カプラ33が突出方向に移動して給電カプラ24と接続され、もって負荷16に対する外部電源装置22からの給電がなされるようになる。
【0071】
しかして、上述のように、いわゆるバッテリ上りが起こると、受電カプラ33を突出位置に移動させることができず、自動で受電カプラ33を給電カプラ24に接続させることが不可能となるが、このような非常時においては、作業者が、外部電源65に給電ケーブル69を介して接続された給電用コネクタ70を、カバー67を開放させた上で手動接続用コネクタ66に接続することにより、バッテリの充電を含めた負荷駆動用の電源供給を受けることができる。
【0072】
図9のフローチャートは、そのような外部電源装置22あるいは外部電源65との接続にあたって、コントローラ63が実行する処理の手順を示している。即ち、コントローラ63は、検出スイッチ68の信号を常に監視し(ステップS11)、検出スイッチ68によりカバー67の開放が検出されたときに(ステップS11にてYes)、即座に前記両ACスイッチ62がオフ(開放)されるようになっている(ステップS12)。
【0073】
従って、手動接続用コネクタ66と両受電カプラ33とが負荷16に共通接続されている事情があっても、手動接続用コネクタ66が外部電源65に接続されて電源供給を受けている際には、両受電カプラ33の受電端子44に電圧が印加された状態となることが未然に防止され、安全性を高めることができる。
【0074】
この場合、カバー67が開放された時点で即座に両ACスイッチ62がオフされるので、手動接続用コネクタ66に給電用コネクタ70が接続される事前にACスイッチ62をオフすることができるのである。
【0075】
また、このように両ACスイッチ62がオフされた後、原点センサ54からの信号に基づき双方の受電カプラ33が原点位置に位置されているかどうかが判断され(ステップS13)、少なくともいずれか一方の受電カプラ33が原点位置にないときには(ステップS13にてNo)、その後極力速やかに(駆動機構36の電源が回復した時点で)原点復帰処理が行われ、全ての受電カプラ33が原点位置に戻されるようになっている(ステップS14)。これにより、バッテリ上りが生じたときに受電カプラ33が突出位置にあった場合でも、速やかに原点位置に戻されるようになり、より一層安全性を高めることができるのである。
【0076】
一方、コントローラ63は、受電カプラ33を給電カプラ24に接続すべき指令があったときには(ステップS1にてYes)、原点センサ54からの信号に基づき双方の受電カプラ33が原点位置に位置されているかどうかを判断し(ステップS2)、いずれかの受電カプラ33が原点位置にないときには(ステップS2にてNo)、原点復帰処理を実行し(ステップS3)、両受電カプラ33が共に原点位置に位置されていることを条件に(ステップS2にてYes)、駆動機構36により接続すべき一方の受電カプラ33を突出位置に移動させる。
【0077】
このとき、右側の受電カプラ33を接続させる場合には(ステップS4にてYes)、左側の受電カプラ33(可動電極ユニット17)に対応したACスイッチ62をオフした上で(ステップS15)、右側(可動電極ユニット18)の駆動機構36を動作させて右側の受電カプラ33を突出位置に移動させて給電カプラ14に接続する(ステップS5)。左側の受電カプラ33を接続させる場合には(ステップS4にてNo)、右側の受電カプラ33(可動電極ユニット18)に対応したACスイッチ62をオフした上で(ステップS16)、左側(可動電極ユニット17)の駆動機構36を動作させて左側の受電カプラ33を突出位置に移動させて給電カプラ14に接続するようになっている(ステップS6)。
【0078】
従って、一方の受電カプラ33が給電カプラ24に接続されているときに、他方の受電カプラ33が無人搬送車12の側壁カバー20内から不要に突出することが未然に防止され、一方の受電カプラ33の使用時における他方の受電カプラ33部分における安全性の向上を図ることができる。これに加えて、一方の受電カプラ33が給電カプラ24に接続されている際には、他方の受電カプラ33に電圧が印加された状態となることが未然に防止されるので、更に安全性を高めることができるのである。
【0079】
尚、このように受電カプラ33が給電カプラ24に接続されているときには、負荷16に対し受電カプラ33と共通接続されている手動接続用コネクタ66の電極部に電圧が印加されていることになるが、手動接続用コネクタ66の電極部はカバー67により覆われているため、作業者が触ってしまう虞はなく、また、その状態で仮にカバー67が開放された際には、上述のように、ACスイッチ62がオフされて、ケーブル47の通電が遮断されるようになり、手動接続用コネクタ66の電極部への電圧の印加がなくなり、安全性を確保することができるのである。
【0080】
このように本実施例によれば、手動により外部電源65に接続される手動接続用コネクタ66を設けたことにより、バッテリ上り等の非常時に対応することができるものであって、その手動接続用コネクタ66が外部電源65に接続されている際に、各受電カプラ33においてその受電端子44に電圧が印加された状態となることが未然に防止される。この結果、手動接続用コネクタ66の使用時における受電カプラ33部分における安全性の向上を図ることができるという優れた効果を得ることができる。
【0081】
また、本実施例では、手動接続用コネクタ66の電極部を開閉可能に覆うカバー67の開閉を検出スイッチ68により検出する構成としたので、簡単な構成により、手動接続用コネクタ66が外部電源65に接続されることを事前に検出することが可能となると共に、カバー67によって、手動接続用コネクタ66の電極部部分における安全性も確保することができる。さらに、特に本実施例では、一方の受電カプラ33が給電カプラ24に接続されている際には、他方の受電カプラ33側のACスイッチ62をオフする構成としたので、更に安全性を高めることができるものである。
【0082】
尚、この第2の実施例においては、左右2個の受電カプラ33(可動電極ユニット17,18)を備える構成としたが、1個の受電カプラ(可動電極ユニット)を備えるものにあっても、受電カプラと共通接続点との間に開閉手段を設け、手動接続用コネクタ66が外部電源65に接続される際に開閉手段を開閉させる構成とすることにより、同様に安全性を高めることができる。また、手動接続用コネクタ66と共通接続点Dとの間にも開閉手段(ACスイッチ62)を設け、いずれかの受電カプラ33の使用時に開放させる構成とすることもできる。
【0083】
そして、開閉手段(ACスイッチ62)としては、トライアックに限らずリレー等を採用することができ、検出手段を構成する検出スイッチ68としても、リミットスイッチに限らず、作業者の手の侵入を検出する光センサ等の各種スイッチ類を採用することができる。さらには、手動接続用コネクタ66の電極部を開閉可能に覆うカバーとしては、キャップ状のものであっても良く、接続検出用スイッチ71及び外部電源遮断検出手段72はなくても良い。
【0084】
その他、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、例えば、第1の実施例において開閉手段及び開閉制御手段を設けても良く、また、固定設備と移動ロボットとの間に通信手段を設け、通信により固定設備側から受電カプラの接続指令を受けるように構成しても良く、さらには、給電カプラ及び受電カプラの形状や構造、駆動機構の構造などについても、種々の変形が可能であり、さらには、受電カプラを3個以上備えるものであっても本発明を適用できる等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示すもので、受電カプラを給電カプラに接続する際にコントローラが実行する処理手順を示すフローチャート
【図2】要部の電気的構成を示すブロック図
【図3】左右の受電カプラと負荷との電気的接続関係を概略的に示す正面図
【図4】移動ロボットの外観を示す側面図
【図5】移動ロボットの受電のための構成を右方の可動電極ユニットを代表させて示す図
【図6】給電カプラの外観を示す斜視図
【図7】原点位置にある状態の受電カプラを示す横断平面図
【図8】給電カプラに対して受電カプラが接続された状態を示す状態を一部を横断面にて示す平面図
【図9】本発明の第2の実施例を示すもので、外部電源装置との接続に関する処理手順を示すフローチャート
【図10】受電カプラ、手動接続用コネクタ等の電気的接続関係を概略的に示す図
【図11】図4相当図
【図12】従来例における移動ロボットの構成を概略的に示す図
【符号の説明】
図面中、11,61は移動ロボット本体、12は無人搬送車、13はロボットアーム、15はコントローラ(禁止手段)、17,18は可動電極ユニット、20は側壁カバー、20aは開口部、22は外部電源装置、23は交流電源、23は給電カプラ、26は給電端子、33は受電カプラ、36は駆動機構、37はガイドレール、40はシャフト、41はラックシリンダ、42は駆動モータ、44は受電端子、45は支持体、46はヘッドカバー、47はケーブル(通電線)、52は電極カバー、54は原点センサ、62はACスイッチ(開閉手段)、63はコントローラ(開閉制御手段)、65は外部電源、66は手動接続用コネクタ、67はカバー、68は検出スイッチ(検出手段)、70は給電用コネクタを示す。
Claims (6)
- 移動ロボット本体に、該本体内の負荷に共通して接続され選択的に使用される複数の受電カプラを備えると共に、それら各受電カプラを前記本体から突出する突出位置と該本体内に没入した原点位置との間で移動させる駆動機構を備え、前記本体の走行停止状態で、前記受電カプラのうちいずれかを突出位置に移動させて外部電源装置の給電カプラに接続することにより、負荷駆動用の電源を得るようにした移動ロボットであって、
前記各受電カプラが夫々原点位置にあるかどうかを検出する原点センサと、
前記複数の受電カプラが同時に突出位置に位置されることを禁止する禁止手段とを備えると共に、
前記禁止手段は、使用すべき受電カプラを突出位置に移動させるにあたり、全ての受電カプラが原点位置に位置されていることが前記原点センサにより検出されたことを条件に、該当する受電カプラを前記駆動機構により移動させることを特徴とする移動ロボット。 - 移動ロボット本体に、該本体内の負荷に共通して接続され選択的に使用される複数の受電カプラを備えると共に、それら各受電カプラを前記本体から突出する突出位置と該本体内に没入した原点位置との間で移動させる駆動機構を備え、前記本体の走行停止状態で、前記受電カプラのうちいずれかを突出位置に移動させて外部電源装置の給電カプラに接続することにより、負荷駆動用の電源を得るようにした移動ロボットであって、
前記複数の受電カプラが同時に突出位置に位置されることを禁止する禁止手段を備えると共に、
前記禁止手段は、前記駆動機構に対してロックをかけることにより、使用されていない受電カプラを原点位置に固定させるようにように構成されていることを特徴とする移動ロボット。 - 前記受電カプラは、支持体に支持された受電端子と、前記支持体に対して前記受電端子を覆う被覆位置と該受電端子を露出させる露出位置との間で移動可能に設けられたヘッドカバーとを備えて構成され、
前記受電カプラが原点位置に位置されているときに、前記ヘッドカバーを被覆位置にロックするためのストッパが設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載の移動ロボット。 - 移動ロボット本体に、該本体内の負荷に接続される受電カプラと、この受電カプラを前記本体から突出して外部電源の給電カプラに接続される突出位置と該本体内に没入した原点位置との間で移動させる駆動機構と、前記負荷に対して前記受電カプラと共通して接続され手動により外部電源に接続される手動接続用コネクタとを備える移動ロボットであって、
前記受電カプラと負荷とを接続する通電線のうち前記手動接続用コネクタとの共通接続点よりも受電カプラ側に位置して挿設された開閉手段と、
前記手動接続用コネクタが前記外部電源に接続されることを検出する検出手段と、
この検出手段の検出に基づいて前記開閉手段を開放させる開閉制御手段とを設けたことを特徴とする移動ロボット。 - 前記検出手段は、前記手動接続用コネクタの電極部を開閉可能に覆うカバーが開放されたことを検出する検出スイッチから構成されていることを特徴とする請求項4記載の移動ロボット。
- 前記ロボット本体内の負荷に共通して接続され選択的に使用される複数の受電カプラを備えると共に、夫々の受電カプラに対応して開閉手段を設けたものであって、
一の受電カプラを突出位置に移動させて給電カプラに接続させる際に、他の受電カプラに対応した開閉手段を開放させる開閉制御手段を設けたことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の移動ロボット。
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