JPH0340561B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、工場、プラントの設備等の建屋内で
機器の点検、補修等をするために、広範囲（例え
ば、床面、壁面、階段、エレベータ等）を自由に
走行するロボツトに動力源となる電力を供給する
装置に関するものである。

(ロ) 従来技術 従来の可動機械の代表例は、クレーン等の軌道
車である。軌道車は、一定の軌道区間内を走行す
るために、トロリ・ケーブルやケーブル・リール
等によつて給電をされている。これらは、設置位
置や距離が限定されるので、定形化した給電方法
がとられている。これに対し、階段やドアを通つ
て移動するロボツトでは、軌道車等の給電方法が
とれない。そこで、電気自動車等で使用されてい
る蓄電池を動力源としている。しかし、現在のと
ころ蓄電池の性能は、それほど高くないため、蓄
電池の重量が大きい蓄電容量は小さい。ここで、
対象とするロボツトは、人間に代つて作業をさせ
ようというものであり、人間のために設計された
通路（通常は80cm程度の幅）を走行する。そのた
めに、蓄電池の重量や寸法はロボツトの走行性能
にとつて重要な因子となる。また、階段の昇降に
は大量のエネルギを消費するため、蓄電容量の決
定は走行型ロボツトにとつて重大な課題となつて
いる。

(ハ) 発明が解決しようとする問題点 本発明が解決しようとする問題点は、走行型ロ
ボツトの動力源を、蓄電池によらず、建屋内に配
線されている一般商用電源を用い、しかも電源ケ
ーブルの処理を安全かつ簡便にする給電・受電装
置を得ることにある。

(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明の自由走行型ロボツトの給電・受電装置
は、給電端子と、受電端子と、自動巻取機と、電
源ケーブルとを有する自由走行型ロボツトの給
電・受電装置であつて、前記受電端子が前記ロボ
ツトに取り付けられ、前記給電端子が該ロボツト
の走行範囲の複数の所定箇所に設置され、前記給
電端子または前記受電端子が前記自動巻取機を有
する前記電源ケーブルに接続され、離脱手段を有
し、前記ロボツトのマニピユリータによつて連結
され、そして、該ロボツトからの指令により前記
離脱手段が操作されて離脱されるように構成され
ることによつて、上記問題点を解決している。

(ホ) 作用 本発明の給電・受電装置は、建屋内の適当箇所
に設けてある一般商用電源に接続されている給電
端子に、ロボツトのマニピユレータによつて、ロ
ボツトに設けてある受電端子を連結し、電源ケー
ブルの長さの範囲内で走行ロボツトに給電を行
う。

ロボツトが別の位置へ移動する必要があるとき
は、移動方向でケーブルの最大長さに近い給電端
子のそばまで走行し、そして、ロボツトから給電
端子に指令を出して受電端子の離脱を行う。電源
ケーブルは自動巻取機によつていずれか一方の端
子側に巻き取られる。

ロボツトは最寄りの給電端子に受電端子を連結
し、別のケーブル長の限界内を再び走行すること
ができる。

このようにして、ケーブルを次々切り換えて行
くことにより、ロボツトは自由に希望する位置へ
移動することができる。

(ヘ) 実施例 本発明の主眼点は、(a)遠隔操作で両端子の切離
しができること、(b)切り離された電源ケーブルが
自動的に元の位置に戻ること、(c)建屋内の適切な
位置に各給電端子が準備されていることである。
給電端子間の間隔はケーブルの長さによつて決定
される。また、ケーブルの長さは、ケーブルを元
に戻す自動巻取機の巻取能力によつて決定され
る。

第２図は本発明の装置に用いられる受電端子１
と給電端子２との一例を示す。給電端子２は建屋
内に配線された電源に接続される。受電端子１は
自由走行型ロボツト３ａまたは３ｂ（第１図）に
接続される。安全性の観点から、給電端子２はメ
ス型で、受電端子１はオス型であることが好まし
い。

受電端子１は、ハウジング１１の内孔１２に電
極１３が固定され、電極１３のまわりにコイル・
スプリング１４が配置され、電極１３には電源ケ
ーブル１５が接続され、ハウジング１１の外部に
は離脱手段となる電磁作動ピン１６が取り付けら
れる。ピン１６はハウジング１１の内孔１２内に
選択的に出入をする。

給電端子２はハウジング２１内に２つの穴２２
が設けられ、穴２２内に電極２３が固着され、電
極２３が電源ケーブル２４に接続され、ハウジン
グ２１の所定位置の外周に溝２５が設けられてい
る。

両端子の連結状態を第３図に示す。給電端子２
のハウジング２１の端子が受電端子１のコイル・
スプリング１４を押し付けながら端子１の内孔１
２内に進入する。このとき端子１の電極１３が端
子２の電極２３に嵌合する。端子２が端子１内に
最大限挿入された後に、ピン１６がハウジング２
１に設けてある溝２５に係合し、端子２がスプリ
ング１４の反力によつて端子１から押し出されな
いようにする。

ピン１６が溝２５から引き抜かれると、端子２
は端子１からスプリング１４の反力によつて押し
出される。ピン１６の作動は慣用の電磁コイルと
スプリングとの組合せによつて行われる。ピン１
６の作動はロボツトからの電気的信号指令によつ
てなされる。

電源ケーブル１５または２４は、ロボツトの走
行にともなつて外部に引き出されて、建屋内の床
面または壁面にはわされる。そこで、ケーブルの
必要以上の引出しを防止するとともに、使用後に
ケーブルを元の状態に引き戻すために、自動巻取
機を用いる。

自動巻取機は、バネ偏倚を受けたドラムにケー
ブルを巻き付け、ケーブルの引出しにともなつて
バネ反力が発生するような慣用のものでよい。例
えば、家庭用の電気掃除機に用いられているよう
なコード自動巻取機の原理のものが好ましい。他
に、動力巻取方式のものでもよい。

自動巻取機は、使用するロボツトの機能・目
的、建屋内の設備状況等にもとづいて、ロボツト
側に設けるかまたは建屋側に設ける。数メートル
程度のケーブルを収納する自動巻取機をロボツト
側に装備し、数十メートル程度のケーブルを収納
する自動巻取機を建屋側に装備し、これらを適当
に組み合せて使用してもよい。

本発明の給電・受電装置の実施例を第１図に示
す。本発明が対象とする自由走行型ロボツトは、
床走行型ロボツト３ａおよび壁面走行型ロボツト
３ｂを含む。

床走行型ロボツト３ｂは位置P1にある給電端
子２にロボツトの受電端子１を、ロボツトのマニ
ピユレータ３１を使つて連結し、電力の供給を受
けてロボツト３ａは所望位置へ移動する。このと
き、ロボツト３ａは給電端子２側に設けてある自
動巻取機４から電源ケーブル２４を引き出して走
行する。

所定の作業を完了したロボツト３ａは、次の作
業位置へ移動する。このとき、電源ケーブル２４
が短かいとロボツトが判断したならば、電源ケー
ブル２４の最大長の範囲内で次の作業位置に最も
近い位置P2にある給電端子２を探し出し、ロボ
ツト３ａは位置P2まで移動する。

位置P2において、ロボツト３ａは給電端子２
に連結している受電端子１の電磁作動ピン16に指
令を送つて両端子の連結を解除する。このとき、
電源ケーブル２４は自動巻取機４によつて自動的
に元の位置まで巻き取られる。

次いで、ロボツト３ａは位置P2にある給電端
子２に自身のマニピユレータ３１を使つて受電端
子１を差し込み、前述と同様の動作を行う。

なお、ロボツトが建屋からの給電を断つたとき
にも多少の走行を可能にするために、ロボツトに
小容量の蓄電池を搭載しておくことが好ましい。

ロボツト３ｂは壁面に吸着して昇降できる壁面
走行型ロボツトである。このロボツト３ｂは自動
巻取機４を装備している。ロボツト３ｂが高い位
置で端子の連結を切つたときに、ケーブルが自由
落下しないようにするためである。

給電端子は建屋内において、床面、壁面、階
段、諸設備、エレベータ等に設けることができ
る。ロボツトは、必要に応じてこれらの給電端子
を任意に選択することができる。

(ト) 効果 本発明によれば、従来移動型ロボツトの課題で
あつた動力源の確保が容易に達成できる。これに
より、ロボツトを軽量小型化でき、機動性が向上
する。また、蓄電池の交換・充電の必要もなく、
ロボツトの稼働時間の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置を示す説明図。第２図は
本発明の装置に用いる給電・受電端子の一例の縦
断面図。第３図は第２図に示す両端子の連結状態
を示す縦断面図。 １……受電端子、２……給電端子、３ａ……床
走行型ロボツト、３ｂ……壁面走行型ロボツト、
４……自動巻取機、１１……ハウジング、１２…
…内孔、１３……電極、１４……コイル・スプリ
ング、１５……電源ケーブル、１６……電磁作動
ピン（離脱手段）、２１……ハウジング、２２…
…穴、２３……電極、２４……電源ケーブル、２
５……溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 給電端子２と、受電端子１と、自動巻取機４
   と、電源ケーブル２４とを有する自由走行型ロボ
   ツトの給電・受電装置であつて、前記受電端子が
   前記ロボツトに取り付けられ、前記給電端子が該
   ロボツトの走行範囲の複数の所定箇所に設置さ
   れ、前記給電端子または前記受電端子が前記自動
   巻取機を有する前記電源ケーブルに接続され、離
   脱手段を有し、前記ロボツトのマニピユレータに
   よつて連結され、そして、該ロボツトからの指令
   により前記離脱手段が操作されて離脱されるもの
   である自由走行型ロボツトの給電・受電装置。