JP6856070B2 - 移動体及び移動体システム - Google Patents
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Description
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。まず、図1を参照して、移動体200の概要について説明する。
送電通信部150は、例えば、赤外線センサなどを備えており、移動体200の受電通信部280が出射する通信用の赤外光を受光する。また、送電通信部150は、移動体200の280に通信用の赤外光を出射してもよい。送電制御回路140は、送電通信部150が受光する赤外光に基づいて、送電共振器110による電力供給を制御する。
以下、図5を参照して、非接触給電装置100、移動体200、給電目標範囲OPS及び給電可能範囲RPSの相対的な位置について説明する。図5は、本実施形態の給電目標範囲OPSと、給電可能範囲RPSとの一例を示す図である。給電目標範囲OPSとは、移動体200が非接触給電装置100から給電するために停止する範囲である。給電可能範囲RPSとは、給電目標範囲OPSのうち、移動体200が非接触給電装置100から給電することが可能な範囲である。この一例では、非接触給電装置100がX軸に沿って設置される。また、非接触給電装置100の送電共振器110は、Y軸方向を送電の中心軸にして電力を送電する。
以下、図6を参照して、移動体200の移動制御の一例について説明する。図6は、本実施形態の移動体200の移動制御の一例を示す第1の図である。移動体200は、受電状態情報Rが受電の状態が良好でないことを示す場合、所定の移動軸に沿って現在の位置から移動する。ここで、受電状態情報Rが受電の状態が良好でないことを示す場合とは、移動体200の受電効率の目標値に対して、実際の受電効率が低い場合をいう。ここでは、移動体200のx軸の方向と、非接触給電装置100のX軸の方向とが一致している場合、すなわち、非接触給電装置100の送電共振器110の送電面と、移動体200の受電共振器210の受電面とが平行になっている場合を一例にして説明する。この場合、移動体200は、x軸に沿った方向である方向dr1に移動する。また、移動体200は、y軸に沿った方向である方向dr2に移動する。方向dr1を示す軸とは、第1移動軸の一例である。また、方向dr2を示す軸とは、第2移動軸の一例である。この一例の場合、移動体200は、軸線の向きが互いに異なる第1移動軸と第2移動軸とに沿って移動する。ここで、送電共振器110の送電面と、受電共振器210の受電面とが平行になっている場合には、方向dr1とは、X軸に沿った方向であり、方向dr2とは、Y軸に沿った方向である。
以下、図7を参照して、移動体200の移動制御の一例について説明する。図7は、本実施形態の移動体200の移動制御の一例を示す第2の図である。移動体200は、受電状態情報Rが受電の状態が良好でないことを示す場合、x軸とy軸とが合成された方向に移動する。つまり、この移動例の場合、移動体200は、x軸またはy軸に対して斜め前後方向に移動可能である。具体的には、移動体200は、x軸の負の方向及びy軸の負の方向が合成された方向dr3と、x軸の負の方向及びy軸の正の方向が合成された方向dr4とに沿って移動する。方向dr3を示す軸とは、第1移動軸の一例である。また、方向dr4を示す軸とは、第2移動軸の一例である。移動体200は、受電状態情報Rに基づいて、方向dr3への移動と、方向dr4への移動とを繰り返し、給電可能範囲RPS内に移動する。図7に示す通り、この一例では、移動体200は、方向dr3への移動軌跡m31、移動軌跡m32及び移動軌跡m33と、方向dr4への移動軌跡m41、移動軌跡m42とを交互に繰り返し、給電可能範囲RPS内に移動する。換言すると、移動体200は、給電目標範囲OPS内に停止した場合、少なくとも1回の第1移動軸の方向への移動と、少なくとも1回の第2移動軸への方向への移動とを行う。
以下、図8を参照して、移動体200が受電状態情報Rに基づいて、給電可能範囲RPSに位置するまでの移動制御の一例について説明する。図8は、本実施形態の移動体200が給電可能範囲RPSまでスパイラル状に移動する移動制御の一例を示す図である。ここで、スパイラル状に移動するとは、移動体200が、方向dr1又はその反対方向への移動と、方向dr2又はその反対方向への移動を交互に繰り返すことをいう。より具体的には、スパライラル状に移動するとは、移動体200が、方向dr1への移動、方向dr2への移動、方向dr1の反対方向への移動、方向dr2の反対方向への移動の順に、移動を繰り返すことをいう。このスパライラル状の移動には、スパイラルの内側から外側への移動と、スパイラルの外側から内側への移動との2種類がある。ここで、スパイラルの内側から外側への移動とは、スパイラルの一辺あたりの移動距離が、移動に応じて長くなる方向への移動である。また、スパイラルの外側から内側への移動とは、スパイラルの一辺あたりの移動距離が、移動に応じて短くなる方向への移動である。図8(A)及び図8(B)は、移動体200が、受電状態情報Rに基づいて、方向dr1と、方向dr2とが示す方向の移動を交互に繰り返し、給電可能範囲RPSまでスパイラル状に移動する一例を示す図である。また、図8(C)及び図8(D)は、移動体200が、受電状態情報Rに基づいて、方向dr3と方向dr4とが示す方向の移動を繰り返し、給電可能範囲RPSまでスパイラル状に移動する一例を示す図である。すなわち、移動体200は、給電目標範囲OPSの内側から外側の方向にスパイラル状に移動する。
以下、図9を参照して、移動体200が受電状態情報Rに基づいて、給電可能範囲RPSに位置するまでの移動制御の一例について説明する。図9は、本実施形態の移動体200がスイープ移動する移動制御の一例を示す図である。スイープ移動とは、移動体200を2種類の方向へ走査することによって、給電目標範囲OPS内において受電状態が良好である位置を探索することをいう。この一例では、スイープ移動とは、ある方向と、当該ある方向とは異なる方向への走査により、給電目標範囲OPS内において受電状態が良好である位置を探索することである。ここで「ある方向」とは、例えば、方向dr1であり、「当該ある方向とは異なる方向」とは、例えば、方向dr2である。つまり、この一例では、移動体200は、x軸に沿った方向である方向dr1と、y軸に沿った方向である方向dr2とにスイープ移動する。
以下、図10を参照して、送電共振器110から離れる方向である離隔方向edrに移動体200が移動する移動制御の一例について説明する。図10は、本実施形態の移動体200が送電共振器110から離隔方向edrに移動する移動制御の一例を示す図である。離隔方向edrとは、送電共振器110が電力を送電する方向である。換言すると、離隔方向edrとは、受電共振器210が電力を受電する面である受電面rsfが当該電力を受電する方向である。上述したように、この一例では、非接触給電装置100が備える送電共振器110は、送電共振器110の位置からY軸の方向に電力を送電する。この場合、離隔方向edrとは、Y軸方向の成分を含む方向である。
以下、移動体200の回転移動について説明する。受電共振器210の受電面が送電共振器110の送電面に対して平行である位置に、移動体200が停止しない場合がある。これは、移動体200の2つの車輪の摩擦係数の違い、あるいは、2つの車輪の停止タイミングにばらつきが生じる場合があるからである。ここで、受電状態情報Rが示す受電の状態は、送電共振器110と、受電共振器210とが対向する角度に応じて変化する。例えば、送電共振器110が電力を送電する方向に対して、受電共振器210の受電面rsfが直交する場合、受電状態情報Rが示す受電の状態は、良好である。つまり、受電共振器210の受電面が送電共振器110の送電面に対して平行である位置に移動体200が停止すれば、移動体200の受電状態は、良好である。また、送電共振器110が電力を送電する方向に対して、受電共振器210の受電面rsfが平行である場合、受電状態情報Rが示す受電の状態は、不良である。つまり、受電共振器210の受電面が送電共振器110の送電面に対して平行でない位置に移動体200が停止すれば、移動体200の受電状態は、不良である。したがって、移動体200は、送電共振器110が送電する電力を効率よく受電するためには、送電共振器110の送電面に対する受電面rsfの角度を調整することが求められる場合がある。
以下、図12を参照して、移動体200が回転移動する基準である回転軸のより具体例について説明する。図12は、本実施形態の移動体200の受電面rsfと、回転軸axsとの配置の一例を示す図である。具体的には、図12(A)は、受電面rsfの位置を基準として送電共振器110が設置されている側に配置される回転軸axsである回転軸axsFを示す。また、図12(B)ha,受電面rsfの位置を基準として送電共振器110が設置されていない側に配置される回転軸axsである回転軸axsNを示す。
なお、上述では、移動体200が回転軸axsF又は回転軸axsNを基準に回転移動する場合について説明したが、これに限られない。移動体200は、回転軸axsF及び回転軸axsNを基準に回転移動してもよい。例えば、移動体200は、回転軸axsFを基準に回転移動し、送電共振器110が配置される方向を検出する。また、移動体200は、回転軸axsFを基準に回転移動した後、回転軸axsNを基準に回転移動してもよい。この回転移動により、移動体200は、送電共振器110と、受電共振器210との対向角を変化させることができる。これにより、移動体200は、現在の位置において受電の状態が良好となる方向に回転移動することができる。ここで、回転軸axsFとは、第1回転軸の一例である。また、回転軸axsNとは、第2回転軸の一例である。また、この場合、第2回転軸は、第1回転軸の位置から、受電方向が示す方向とは反対の方向に離れた位置に配置される回転軸である。
Claims (12)
- 非接触給電方式により電力を送電する送電共振器を備える非接触給電装置から無線で伝送された電力によって駆動され、床面上を移動する移動体であって、
前記送電共振器が送電する電力を受電する受電共振器と、
前記受電共振器が受電した電力を蓄電する蓄電部と、
前記蓄電部に蓄電される電力によって動作するモータと、
前記モータを駆動制御するコントローラと、
前記モータによって互いに独立して駆動され、前記床面に平行な第1移動軸及び前記床面に平行で前記第1移動軸とは軸線の向きが異なる第2移動軸とを備え、前記第1移動軸、前記第2移動軸、または前記第1移動軸の方向と前記第2移動軸の方向とが合成された方向に沿って前記移動体を移動させる少なくとも2つの車輪と、
を備え、
前記車輪は、床面上を移動し、
少なくとも前記移動体が給電目標範囲内に位置する場合、前記コントローラは、前記受電共振器による受電の状態を示す受電状態情報に基づいて前記モータを制御し、前記送電共振器と前記受電共振器との対向角を可変にする回転移動の中心である回転軸を基準に、前記移動体を回転移動させる
移動体。 - 前記送電共振器が送電する電力を前記受電共振器が受電する方向のうち、前記床面に平行な成分が含まれる受電方向に基づいて、前記回転軸の位置が定められ、
前記コントローラは、
前記回転軸を基準に、前記移動体を回転移動させる
請求項1に記載の移動体。 - 前記受電共振器の受電面から前記受電方向に離れた位置に、前記回転軸の位置が定められ、
前記コントローラは、
前記回転軸を基準に、前記移動体を回転移動させる
請求項2に記載の移動体。 - 前記回転軸には、第1回転軸と、第2回転軸とが含まれ、
前記受電共振器の受電面から前記受電方向に離れた位置に、前記第1回転軸の位置が定められ、
前記第1回転軸の位置から前記受電方向の反対方向に離れた位置に、前記第2回転軸の位置が定められる
前記コントローラは、
前記第1回転軸を基準に、前記移動体を回転移動させた結果得られる前記受電状態情報に基づいて、前記第2回転軸を基準に、前記移動体を回転移動させる
請求項2又は請求項3に記載の移動体。 - 前記移動体が前記給電目標範囲に移動した場合、少なくとも1回の前記第1移動軸の方向への移動と、少なくとも1回の前記第2移動軸の方向への移動とを行う
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の移動体。 - 前記移動体が前記給電目標範囲に移動した場合、前記第1移動軸の方向と前記第2移動軸の方向とが合成された方向への移動を行う
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の移動体。 - 前記受電共振器による受電状態が良好でないことを前記受電状態情報が示す場合、前記移動体がスパイラル状に移動する
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の移動体。 - 前記移動体は、前記給電目標範囲の内側から外側の方向にスパイラル状に移動する
請求項7に記載の移動体。 - 前記受電状態情報は、
前記送電共振器が送電する前記電力の前記受電共振器による受電の良否を少なくとも3段階にして示し、
前記第1移動軸の方向に移動した結果得られる前記受電状態情報に基づいて、前記第2移動軸の方向に移動する 請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の移動体。 - 前記受電共振器による受電状態が良好でないことを前記受電状態情報が示す場合、前記送電共振器が送電する前記電力を前記受電共振器が受電する方向のうち、前記床面に平行な成分が含まれる受電方向であって、前記送電共振器から離れる方向に移動する
請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の移動体。 - 前記受電共振器は、
前記移動体の前記床面から鉛直方向の高さのうち、前記送電共振器までの鉛直方向の高さに対応する高さに配置される
請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の移動体。 - 請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の移動体と、非接触給電装置と、
を備え、
前記非接触給電装置は、
非接触給電方式により電力を送電する送電共振器と、
前記電力の供給に関する情報を受信する送電通信部と、
前記送電通信部が受信する前記電力の供給に関する情報に基づいて、前記送電共振器による電力供給を制御する送電制御回路と、
を備える
移動体システム。
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