JPS62131706A - 自由走行型ロボットの給電・受電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ０　産業上の利用分野 本発明は、工場、プラント設備等のｌｊＡ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１〜
にその動力源となる電力を供給でる方法に関ザるらので
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・リール等によって給電をされ
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
やドアを通って移動するロボットでは、軌道車等の給電
方法がとれない。そこで、電気自ＩＪＪ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
量が大きい割に蓄電容量は小さい。ここで、対像とする
ロボツ１〜は、人間に代っ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８０　ａ
ｎ程度の幅）を走行する。そのために、蓄電池の重Ｒや
寸法はロボットの走行性能にとって重要な因子となる。

また、階段の背降には大量のエネルギを消費するため、
蓄電容吊の決定は走行型ロボットにとって重大な課題と
なっている。

ぐ９　発明が解決しようとする問題点 本発明が解決しにうとする問題点は、走行型ロボットの
動力源を、Ｔｉ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、しかち電源ケーブルの処理を安全
かつ簡便にする給電方法を得ることにある。

仁）問題点を解決するための手段 本発明の建屋内自山走行型ロボットの給電方法は、建屋
内の所定箇所に給電端子を設置すること、前記１コボツ
トに受電端子を設けること、前記両端子の離脱を遠隔操
作で制御できるように構成すること、前記端子の一方に
接続する電源ケーブルを自動巻取機に接続すること、前
記ロボットのマニピユレータによつＣ前記受電端子を前
記給電端子に連結Ｊること、両端子の連結を前記ロボッ
トからの指令によって離脱させることによって、」−記
問題点を解決している。

（小）　　作　　用 本発明の給電方法は、建屋内の適当箇所に設けである一
般商用電源に接続されている給電端子に、ロボッ１〜の
マニピユレータによって、ロボツ１〜に設けである受電
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（−に給電を行う、。

ロボッｉ−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てばまで
走行し、そして、ロボツｌ−から給“上端子に指令を出
して受電端子の離１１ｆ２を（１う。電源ケーブルは自
動巻取機ににっていずれか一方の端子側に巻き取られる
。

ロボットは最寄りの給電端子に受電端子を連結し、別の
クープ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、ケーブルを次々に切り換えて行くこと
により、ロボツ１へは自由に希望づる位置へ移動りるこ
とがでさる。

←）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ｌ；７Ｊｈ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って決定される。また、
ケーブルの長さは、ケーブルを元に戻り゛自動巻取機の
巻取能力によって決定される。

第２図は本発明の方法に用いられる受電端子１ど給電端
子２どの−ｗ＋４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は走行型ロボット３ａ
また１、Ｌ３ｂ（第１図）に接続される。安全ｆ１の観
点から、給電端子２１ユメス型で、受電端子１はオス望
であることが好ましい。

受電端子１は、ハ・クジング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１
４が配置され、電に！１３には電源ケーブル１５が接続
され、ハ・′ノジング１１の外部に１．Ｌ電６ｆｉ作動
ビン１６が取り付けられる。ビン１Ｇ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、゛上極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
外周に満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６ＨＨ子２のハ
ウジング２１の端面が受電端子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１２内に進入する。

このどき端子１の電（七１３が端子２の電ＮＡ２３に嵌
合する。、端子２がＱ部子１内に最大限挿入された後に
、ビン１６がハウジング２１に設けであるｉｊへ２５に
係合し、端子２がスプリング１４の反力にＪ、って端子
１から押し出されないようにする。

ビン１６が満２５から引き！友かれると、端子２は端子
１からスプリング１４の反力にＪ：って押し出される。

ビン１６の作動は慣用の電磁コイルとスプリングとの組
合せによって行われる。ビン１６の作動は１］ボットか
らの電気的信号指令ににつてなされる。

電源ケーブル１５または２４は、ロボツ１への走行にと
もなって外部に引き出され“Ｃ，建屋内の床面４したは
壁面にはわされる。ぞこで、ケーブルの必要以上の引出
しを防ｒＬづるとともに、使用後にり−プルを元の状態
に引き戻すために、自動５１［１？機を用いる。

自動巻取機は、バネ（ｇ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ってバネ反力が発
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、使用するロボットの機能・目的、建屋内
の設備状況等にもとづいて、ロボット側に設けるかまた
は建屋側に設ける。数メー（−ル程度のケーブルを収納
する自動巻取機をロボット側に装備し、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。

本発明の給電方法の実施例を第１図に示す。本発明が対
象とするロボットは、床走行型ロボット３ａおよび壁面
走行型ロボット３ｂを含む。

床走行型ロボット３ｂは位置Ｐ１にある給電端子２にロ
ボットの受電端子１を、ロボットのマ二ビｌレータ３１
を使って連結し、電力の供給を受けてロボット３ａは所
望位置へ移動する。このどき、ロボッ１〜３ａは自動巻
取機４から電源コード２４を引き出して走行する。

所定の作業を完了したロボット３ａは、次のｆｉ業位首
へ移動する。このとき、電源コード２４が短かいとロボ
ットが判所したならば、コード２４の最大艮の範囲内で
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、ロボット３ａは位置Ｐ２まＣ移動する。

位置Ｐ２において、ロボット３８は給電端子２に連結し
ている受電端子１の電磁作動ビン１６に指令を送って両
端子の連結を解除する。このとき、コード２４は自動巻
取機４によって自動的に元の位ｎまでさき取られる。

次いで、ロボット３ａは位置Ｐ２にある給電端子２に自
身の７ニビユレータ３１を使って受電端子１を差し込み
、前述と同様の動作を行う。

なＪ３、ロボットが建屋からの給電を断ったときにも多
少の走行を可能にするために、ロボッｌ〜に小８■の蓄
電池を塔載しておくことが好ましい。

ロボット３１）は壁面に吸着して昇降できる壁面走行型
ロボットで必る。このロボット３ｂは自動巻取機４を装
α口している。ロボット３ｂが高い位置で端子の連結を
切ったときに、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。ロボットは、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［１ホツトの課題ぐあった
動力源の確保が容易に達成できる。これにより、ロボッ
トを軽量小型化でき、ｎ動性が向上する。また、蓄電池
の交換・充゛市の必要らなく、ＣＩ小ポツト稼動時間の
向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を示′？ｌ説明図。第２図は本発
明の方法に用いる給電・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ｗ１断面図
。 １・・・受電端子　　　　　　２・・・給電端子３ａ・
・・床走行型ロボット ３ｂ・・・壁面走行型口ボッ１− ４・・・自動巻取機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 建屋内を自由に走行するロボットの給電方法において、
   建屋内の所定箇所に給電端子を設置すること、前記ロボ
   ットに受電端子を設けること、前記両端子の離脱を遠隔
   操作で制御できるように構成すること、前記端子の一方
   に接続する電源ケーブルを自動巻取機に接続すること、
   前記ロボットのマニピュレータによつて前記受電端子を
   前記給電端子に連結すること、両端子の連結を前記ロボ
   ットからの指令によつて離脱させることからなる自由走
   行型ロボットの給電方法。