JP5241592B2 - 電池式移動装置 - Google Patents
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Description
(第1の実施形態)
図1乃至図6は第1の実施形態について示す。図1に示すように、移動装置1は、装置筐体を構成する装置本体10と、3つの電池BTを搭載する電池搭載部11と、電池搭載部11に搭載された電池BTのいずれか1つを動力源として装置本体10を移動させる走行部12と、走行部12を制御して装置本体10を操舵運転する走行制御部13と、を備えた自動装置である。
図7、図8は第1の変形例について示す。本変形例は、図7に示すように、上述の第1の実施形態における移動装置1において、電池切替判定部14が、電池BTの放電可能時間すなわち1個の電池が消費に使用される使用可能時間を予め記憶しており、現在使用中の電池BTの使用開始からの経過時間をタイマ14aによって計測し、計測された経過時間が放電可能時間を越える時を切り替えのタイミングとして判定するものである。電池切替判定部14は、放電可能時間を記憶する記憶部やタイマ14aを備えており、これらは、例えば、マイコン24に備えた機能によって構成することができる。電池切替判定部14がこのような判定を行うことから、図8に示すように、上述の図5(a)におけるステップ(S3)が、ステップ(S301)のように、電池BTの使用経過時間が放電可能時間すなわち時間判定閾値に達したか否かを判定し、達した時に電池切替のタイミングであると判定する内容となる。本変形例によれば、電池BTの使用時間によって電池切替を管理するので、電池の電圧を測る電圧計などのセンシング機能が不要であり、簡単な構成により、電池切替と電池交換を適切に行うことができる。
図9、図10、図11は第2の変形例について示す。本変形例は、図9に示すように、上述の第1の実施形態における移動装置1において、電池切替判定部14が、現在使用中の電池の電圧を検出する電圧検出部14bを有し、電圧検出部14bによって検出した電圧が予め設定した閾値よりも下がった時を切り替えのタイミングとして判定するものである。なお、電圧検出部14bは、図10においては、マイコン24に内蔵されている(不図示)。また、電圧検出部14bは、マイコン24に内蔵されていない外付けの電圧検出用のICを用いてもよい。電池切替判定部14がこのような判定を行うことから、図11に示すように、上述の図5(a)におけるステップ(S3)が、ステップ(S302)のように、電池BTの電圧が所定閾値よりも低下したか否かを判定し、低下した時に電池切替のタイミングであると判定する内容となる。本変形例によれば、電池切替判定部14に電圧検出機能が含まれており、使用中の電池BTの電池電圧を監視して電池BTの残容量をリアルタイムに検出することができるので、電池を最後まで適切に使い切ることや、充電回数を減らすことが可能であり、過放電や不適切充電による電池寿命の短縮などを防止できる。
図12、図13は第3の変形例について示す。本変形例は、図12に示すように、上述の第1の実施形態における移動装置1において、電池切替判定部14は、現在使用中の電池BTの電圧の低下速度を検出する電圧変化検出部14cを有し、電圧変化検出部14cによって検出した電圧の低下速度が予め設定した閾値よりも大きくなった時を切り替えのタイミングとして判定するものである。電池切替判定部14がこのような判定を行うことから、図13に示すように、上述の図5(a)におけるステップ(S3)が、ステップ(S303)のように、電池BTの電圧低下速度が所定閾値よりも大きいか否かを判定し、大きくなった時に電池切替のタイミングであると判定する内容となる。本変形例によれば、電池切替判定部14に電圧検出機能が含まれており、使用中の電池電圧の単位時間当たりの低下量を監視するので、上記第2の変形例と同様の効果に加え、電池が劣化して放電可能時間が短くなった場合であっても、例えば、使用経過時間によって電池切替管理を行っている場合とは異なり、突然電池電圧が落ちて移動装置1が可動停止して困るという事態を回避でき、移動装置1の稼働率低下を防止することができる。
図14、図15、図16は第2の実施形態について示す。本実施形態は、図14に示すように、上述の第1の実施形態における移動装置1において、移動装置1に対して作業者が電池交換作業の開始を伝える入力部18を有し、入力部18が入力を受けた時、走行を停止するものである。移動装置1は、入力部18より電池交換を行う旨の入力がされ、作業者が電池交換を行う時、走行制御部13を通じて走行部12を止めて停止する。電池交換に先行して、予め入力部18からの入力があることから、図15に示すように、上述の図5(b)におけるステップ(S10)とステップ(S11)との間に、ステップ(S21〜S24)が追加される。すなわち、電池交換作業の有無を判断するステップ(S21)において、入力部18から交換開始の入力があれば(S21でYes)、移動装置1は走行を停止し(S22)、電池交換(S23)の後、走行を開始する(S24)。
図17、図18、図19は第1の変形例について示す。本変形例は、図17に示すように、上述の第2の実施形態における移動装置1において、電池搭載部11に搭載された電池BTを固定する固定部19と、固定部19による固定を解除して電池BTを交換可能とする電池固定制御部20と、を備えている。電池固定制御部20は、入力部18が入力を受けた時、電池切替制御部15からの指示に基づいて使用済みの電池の固定を解除する。そこで、図18に示すように、上述の図5(a)におけるステップ(S1)の前に、電池交換作業の開始の有無を判断するステップ(S31)と電池固定を解除するステップ(S32)、および完了の有無を判断するステップ(S33)と電池固定を行うステップ(S34)が追加されている。入力部18から交換開始の入力があれば(S31でYes)、移動装置1の電池固定制御部20は、使用済みの電池BTの固定を解除する(S32)。また、作業員が電池交換を行った後に行う交換完了の入力が入力部18からあれば(S33でYes)、電池固定制御部20は電池を固定する(S34)。この固定は作業員が行うようにしてもよい。
図20は第2の変形例について示す。本変形例は、上述の第2の実施形態および第2の実施形態の第1の変形例を組み合わせたものである。従って、稼働中の移動装置1における電池切替と電池交換の動作は、切替制御部Cの動作については、上述の図15の処理フローによって示され、負荷部Dの走行制御部13の動作については、上述の図18の処理フローによって示される。すなわち、本変形例では、上述の図15、図18に示すように、入力部18から入力される電池交換開始の信号によって、移動装置1の走行停止(S22)、および電池BTの固定解除(S32)が行われ、電池交換(S23)の後、電池固定(S34)、および走行開始(S24)が行われる。また、作業者は、図20に示すように、移動装置1の移動停止と電池BTの固定解除の後に、使用済み電池を充電済み電池に交換する(#44)。作業者による他の処理は、図16、図19における処理と同様である。本変形例によると、電池交換時に移動装置1を確実に停止させ、また、交換すべき電池のみが固定解除されるので、電池の交換作業をスムーズに間違うことなく行える。
図21、図22、図23は第3の実施形態について示す。本実施形態は、図21、図22に示すように、上述の第1の実施形態における移動装置1において、電池交換要求部17が、外部に音声を出力する音声出力部17aを有し、音声出力部17aによって音声を出力することにより電池交換要求を出すものである。そこで、図23に示すように、上述の図5におけるステップ(S6)が、ステップ(S601)のように、電池交換要求部17が音声出力部17aを構成するスピーカからの出力により電池交換要求を出す内容となる。電池交換要求のための出力音声は、スピーカによる人が文章をしゃべるような発話音声に限らず、スピーカやブザーにより、1個目の電池がなくなったら1回、2個目は2回などのように、使用した電池の個数、すなわち交換が必要な電池BTの個数に応じてブザー音を鳴らす回数を変化させるようにしてもよい。また、使用可能な電池BTが現在使用中の最後の1個のみになった場合にはブザー音を連続吹鳴し続けて、交換を要求する。本実施形態によれば、聴覚的に電池交換を要求するので、電池交換が必要なことを、電池交換を行う作業者が容易に把握でき、適切かつ効率的に電池交換を行うことができる。
図24乃至図27は第1の変形例を示す。本変形例は、図24、図25に示すように、上述の第3の実施形態における移動装置1において、電池交換要求部17が、外部に光を出力する発光部17bを有し、発光部17bによって電池交換要求を出すものである。そこで、図26に示すように、上述の図5におけるステップ(S6)が、ステップ(S602)のように、電池交換要求部17が発光部17bを構成するLED(発行ダイオード)の表示により電池交換要求を出す内容となる。図27に示すように、LEDは各電池BT毎に、その搭載場所の近くに実装配置されている。LEDによる表示は、例えば、電池BTが使用済みの場合には消灯L1、使用中の場合には点滅L2、未使用の場合には点灯L3のように区別される。このような区別は、発光色の違いや、1つの電池当たり複数のLEDを設けて発光状態の組合せなどによって行ってもよい。本変形例によれば、視覚的に電池交換を要求するので、電池交換を行う作業者が容易に電池がなくなったことを把握でき、適切かつ効率的に電池交換を行うことができる。
図28、図29、図30は第2の変形例について示す。本変形例は、図28、図29に示すように、上述の第3の実施形態における移動装置1において、電池交換要求部17が、無線通信手段と表示手段とを備えた監視用表示装置(不図示)に対して、無線信号を送受信する無線通信部17cを有し、無線通信部17cによって無線信号を出力して監視用表示装置に電池交換要求を表示することにより電池交換要求を出すものである。そこで、図30に示すように、上述の図5におけるステップ(S6)が、ステップ(S603)のように、電池交換要求部17が無線通信により電池交換要求を出す内容となる。監視用表示装置は無線送受信機と表示モニタを備えた一般的なコンピュータを用いることができる。また、監視用表示装置は固定装置ではない携帯用装置でもよく、その表示手段はモニタ画面などではなく音声、光、振動などにより、作業者に情報を伝達できる表示手段であればよい。また、通信手段は、例えば、無線LANの他に、Bluetooth、PHSなどを用いることができる。本変形例によれば、無線信号によって監視用表示装置に電池交換要求を表示したり、作業者に直接、交換要求情報を伝達したりするので、移動装置1から離れた場所や見えない場所からでも電池交換要求を電池交換作業者に伝達することができ、適切かつ効率的に電池交換を行うことができる。
図31、図32は第4の実施形態について示す。本実施形態は、図31に示すように、上述の第1の実施形態における移動装置1において、電池切替制御部15が、使用済みでない電池BTの中から電圧値の低い順に、次に用いる電池BTを選定するものである。電池切替制御部15には電圧検出部15aが含まれており、電池切替制御部15は、電圧検出部15aによって搭載している電池BTの電圧を計測し、未使用の電池が複数有れば、次に用いる電池BTとして電圧値の低いものから順に選定する。そこで、図32に示すように、上述の図5におけるステップ(S4)が、ステップ(S401)のように、電池切替制御部15が未使用電池の電圧を比較し、電圧の低い電池から順に切替用の電池として選定する内容となる。本実施形態によれば、使用可能時間の短い電池BTから先に使用することになるので、電池切替を行った後の電池使用可能時間に、より多くの余裕を持たせることができ、交換要求後から実際の交換までの許容時間を長くすることができる。
14 電池切替判定部
15 電池切替制御部
16 接続切替部
17 電池交換要求部
18 入力部
14b 電圧検出部
14c 電圧変化検出部
17a 音声出力部
17b 発光部
17c 無線通信部
BT 電池
Claims (10)
- 複数の電池を搭載し、前記電池のいずれかを動力源として走行する電池式移動装置において、
動力源を現在使用中の電池から他の電池に切り替えるタイミングを判定する電池切替判定部と、
前記電池切替判定部からの電池切替要求を受けて現在使用中の電池の次に用いる電池を選定する電池切替制御部と、
前記電池切替制御部による選定結果に基づいて動力源を現在使用中の電池から次の電池に切り替える接続切替部と、
前記接続切替部によって電池の切り替えが行われた時、使用済みの電池を未使用の電池と交換するために、外部に電池交換要求を出す電池交換要求部と、を備えていることを特徴とする電池式移動装置。 - 当該装置に対して作業者が電池交換作業の開始を伝える入力部を有し、前記入力部が入力を受けた時、走行を停止することを特徴とする請求項1に記載の電池式移動装置。
- 当該装置に対して作業者が電池交換作業の開始を伝える入力部を有し、前記入力部が入力を受けた時、使用済みの電池の固定を解除することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電池式移動装置。
- 前記電池切替判定部は、電池の放電可能時間を予め記憶しており、現在使用中の電池の使用開始からの経過時間が前記放電可能時間を越える時を前記切り替えのタイミングとして判定することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の電池式移動装置。
- 前記電池切替判定部は、現在使用中の電池の電圧を検出する電圧検出部を有し、前記電圧検出部によって検出した電圧が予め設定した閾値よりも下がった時を前記切り替えのタイミングとして判定することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の電池式移動装置。
- 前記電池切替判定部は、現在使用中の電池の電圧の低下速度を検出する電圧変化検出部を有し、前記電圧変化検出部によって検出した電圧の低下速度が予め設定した閾値よりも大きくなった時を前記切り替えのタイミングとして判定することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の電池式移動装置。
- 前記電池交換要求部は、外部に音声を出力する音声出力部を有し、前記音声出力部によって音声を出力することにより前記電池交換要求を出すことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の電池式移動装置。
- 前記電池交換要求部は、外部に光を出力する発光部を有し、前記発光部によって前記電池交換要求を出すことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の電池式移動装置。
- 前記電池交換要求部は、無線通信手段と表示手段とを備えた監視用表示装置に対して無線信号を送受信する無線通信部を有し、前記無線通信部によって無線信号を出力して前記監視用表示装置に電池交換要求を表示することにより前記電池交換要求を出すことを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の電池式移動装置。
- 前記電池切替制御部は、未使用の電池の中から電圧値の低い順に、次に用いられる電池を選定することを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか一項に記載の電池式移動装置。
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