WO2018212167A1 - 給電装置 - Google Patents

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WO2018212167A1
WO2018212167A1 PCT/JP2018/018718 JP2018018718W WO2018212167A1 WO 2018212167 A1 WO2018212167 A1 WO 2018212167A1 JP 2018018718 W JP2018018718 W JP 2018018718W WO 2018212167 A1 WO2018212167 A1 WO 2018212167A1
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unit
arm
power
power feeding
power supply
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掃部　雅幸
信恭 下村
登 ▲高▼木
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川崎重工業株式会社
カワサキ ロボティクス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
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Definitions

  • the present invention relates to a power supply device, and more particularly to a power supply device that supplies power to an electrical device.
  • a vehicle power supply facility disclosed in Patent Document 1 is known.
  • the power supply device of the self-propelled robot is configured to move to a position facing the power reception unit of the vehicle and supply power to the power reception unit.
  • the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a power feeding device that can easily move the power feeding unit to the power receiving unit.
  • a power supply device includes a power supply unit that is connected to a power reception unit of an electrical device and supplies power to the power reception unit, the power supply unit is provided at a tip, and a linear motion joint unit and a rotary joint
  • An arm having at least one of the parts, and a control part, wherein the control part is at least one of the linear motion joint part and the rotary joint part so as to connect the power feeding part to the power receiving part.
  • the arm is moved by controlling the control.
  • the camera provided on the arm and the control unit include at least the linear motion joint unit and the rotary joint unit so as to connect the power feeding unit to the power receiving unit based on an image of the camera.
  • the arm may be configured to move by controlling either one of them.
  • the power feeding device may further include a caster that can move to a lower portion of the arm.
  • the power feeding apparatus may further include a fixing portion that is provided on the arm and fixes the arm to the electric device.
  • the power supply apparatus further includes a storage unit that stores a position of the power reception unit taught by a portable terminal or manually, and the control unit controls the power supply unit based on the position of the power reception unit stored in the storage unit.
  • the arm may be configured to move so as to be connected to the power receiving unit.
  • the power feeding device may further include an error absorbing unit that displaces the power feeding unit according to a reaction force when the power feeding unit is inserted into the power receiving unit.
  • the arm is fixed to the ground and extends in a vertical direction, a first arm portion that extends in a direction intersecting the base portion by being connected to the base portion by the linear motion joint portion, A second arm portion that is connected to the first arm portion by a rotary joint portion and that rotates about a rotation axis that extends in a direction that intersects with the first arm portion and that is provided in a straight direction of the first arm portion; , May be included.
  • the present invention has an effect that the power feeding unit can be more easily moved to the power receiving unit in the power feeding device.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows the electric power feeder which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a perspective view which shows the arm of the electric power feeder of FIG. It is a functional block diagram which shows the structure of the electric power feeder of FIG. It is a perspective view which shows the electric power feeder which the camera of FIG. 1 images the power receiving part. It is a perspective view which shows the electric power feeder with which the fixing
  • the configuration of power supply apparatus 100 according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the power feeding device 100 and the detection sensor 200 are arranged outdoors such as a parking lot provided outside a house.
  • the power supply device 100 performs power supply by connecting the power supply unit 10 of the power supply device 100 to the power reception unit 202 of the vehicle 201 that is stopped at the parking lot.
  • the power supply target of the power supply apparatus 100 is described as the vehicle 201.
  • the power supply target is not limited to this, and may be an electric device such as a robot used at home.
  • the detection sensor 200 is a sensor that detects the vehicle 201 and the person 203 in the parking lot, and for example, always detects their presence.
  • a camera is used as the detection sensor 200 and is arranged so that the vehicle 201 and a person 203 existing around the vehicle 201 can be imaged.
  • the detection sensor 200 may include an image processing unit (not shown) and can detect the position of the vehicle 201 based on an image captured by a camera.
  • the image processing unit may be provided in the control unit 80 of the power supply apparatus 100.
  • the power feeding device 100 includes a main body 20, a base portion 30, and an articulated arm 40 installed on the base portion 30.
  • the main body 20 includes a control unit 80 that controls the operation of the articulated arm 40.
  • the control unit 80 may be installed outside the main body 20.
  • the base 30 is fixed to the ground of the parking lot, has a rectangular parallelepiped shape, and extends in the vertical direction.
  • the base 30 is located behind the parking lot and on the right side.
  • the arm 40 includes a plurality (three in this embodiment) of arm portions 41, 42, and 43 arranged in series from the proximal end side to the distal end side.
  • the base portion 30, the most proximal arm portion (first arm portion 41), and the adjacent arm portions 41, 42, 43 are connected to each other via a joint portion so as to be capable of relative displacement.
  • the power feeding unit 10 is installed in the most distal arm part (third arm part 43).
  • the arm portions 41, 42, and 43 have a long flat plate shape and are arranged horizontally or substantially horizontally.
  • the arm parts 41, 42, and 43 are referred to as a first arm part 41, a second arm part 42, and a third arm part 43 in order from the base end side.
  • the first arm portion 41 extends in the front-rear direction and is connected to the base portion 30 by a first linear motion joint portion 44.
  • the first linear motion joint portion 44 includes a linear actuator such as an air cylinder, or a drive source such as a servo motor, and thus includes a linear motion mechanism that causes the first arm portion 41 to move straight forward and backward with respect to the base portion 30. .
  • the first arm portion 41 is disposed on the base portion 30 and is provided coaxially with the base portion 30 in the front-rear direction. As the first arm portion 41 moves rearward and the overlap with the base portion 30 becomes longer, the length of the arm 40 is shortened in the front-rear direction. On the other hand, the length of the arm 40 extends in the front-rear direction as the first arm portion 41 moves forward and the overlap with the base 30 becomes shorter.
  • the base end of the second arm part 42 is overlapped below the tip of the first arm part 41 and is connected to the first arm part 41 by a first rotary joint part 45.
  • the first rotary joint portion 45 has a drive source such as a servo motor, and thereby, with respect to the first arm portion 41 around a rotation axis extending in a direction intersecting the first arm portion 41 and the second arm portion 42.
  • a rotation mechanism that relatively rotates the second arm portion.
  • the second arm portion 42 rotates around a rotation axis that is provided in the straight direction of the first arm portion 41 and extends in a direction intersecting the second arm portion 42.
  • the rotating shaft of the 1st rotation joint part 45 is extended in a perpendicular direction.
  • the base end of the third arm part 43 is superimposed on the tip of the second arm part 42 and is connected to the second arm part 42 by a second rotary joint part 46.
  • the second rotary joint portion 46 has a drive source such as a servo motor, and thereby, with respect to the second arm portion 42 around a rotation axis extending in a direction intersecting the second arm portion 42 and the third arm portion 43.
  • a rotation mechanism for relatively rotating the third arm portion 43 For example, when the 2nd arm part 42 and the 3rd arm part 43 are arrange
  • the second arm portion 42 is supported in the vertical direction by arm support portions 47 and 48.
  • the arm support portions 47 and 48 are, for example, rod-shaped members and extend in the vertical direction, and the upper ends thereof are connected to the second arm portion 42.
  • a plurality of arm support portions 47 and 48 (two in this embodiment) are provided, and one arm support portion (first arm support portion 47) is coaxial with the rotation axis of the first rotary joint portion 45.
  • the other arm support portion (second arm support portion 48) is arranged so as to be coaxial with the rotation axis of the second rotary joint portion 46.
  • the first arm support portion 47 and the second arm portion 47 and the second arm portion 43 are connected to the second arm portion 42 so that the power feeding portion 10 at the tip of the third arm portion 43 faces the power receiving portion 202 (FIG. 1) of the vehicle 201 (FIG. 1).
  • the length of the arm support portion 48 is set.
  • Casters 47a and 48a are attached to the lower ends of the first arm support part 47 and the second arm support part 48, respectively, and the casters 47a and 48a are arranged on the parking lot.
  • the casters 47a and 48a are rotatable about a rotation axis that is coaxial (vertical direction) with the arm support portions 47 and 48, and that extend in a direction orthogonal to the arm support portions 47 and 48 (horizontal direction). It has wheels that can rotate around.
  • the first arm support portion 47 and the second arm support portion 48 can move in any of the front, rear, left and right directions in the horizontal direction.
  • the motors of the arm portions 41, 42, and 43 and the joint portions can be reduced in size. .
  • the power feeding unit 10 is attached to the third arm unit 43 by a second linear motion joint unit 49 provided at the tip of the third arm unit 43.
  • the second linear motion joint portion 49 includes a linear actuator such as an air cylinder, a drive source such as a servo motor, a holder 49a, and a slider 49b that can slide with respect to the holder 49a.
  • the holder 49 a is attached on the third arm portion 43 by a rod-like holder support portion 50 extending in the orthogonal direction to the third arm portion 43.
  • the holder 49 a is a long plate-like body, and its longitudinal direction extends parallel to the extending direction (longitudinal direction) of the third arm portion 43.
  • the holder 49a has a tip protruding forward from the tip of the third arm portion 43, and is inclined in the vertical direction so that the tip is below the base end. Note that the holder 49a may be horizontal depending on the positional relationship between the power feeding unit 10 and the power receiving unit 202, or may be inclined in the vertical direction so that the distal end is above the proximal end.
  • the slider 49b is a plate-like body and is disposed on the holder 49a, and is movable between the distal end and the proximal end of the holder 49a.
  • the power feeding unit 10 is attached on the slider 49b. Thereby, the electric power feeding part 10 is hold
  • the power feeding unit 10 slides to the proximal end side of the holder 49a, the power feeding unit 10 is disposed on the holder 49a. On the other hand, when the power feeding unit 10 slides toward the front end side of the holder 49a, the power feeding unit 10 projects beyond the front end surface of the holder 49a. As described above, the power supply unit 10 can move in parallel with the extending direction of the third arm unit 43 in a state where the posture of the constant angle is maintained by sliding on the holder 49a.
  • a power supply line 51 is connected to the base end of the power supply unit 10.
  • the power supply line 51 is routed through the arm 40 and the base 30, and the other end is connected to an AC power supply (not shown). As a result, power is supplied to the power supply unit 10 from the AC power supply.
  • a fixing unit 60 and a camera 70 are provided around the power supply unit 10.
  • the fixing unit 60 is a member for fixing the arm 40 to the vehicle 201, and for example, a vacuum adsorber is used.
  • the fixing unit 60 has a suction pad 61, and the suction pad 61 is connected to a vacuum generator (not shown) such as a vacuum pump or CONVUM (registered trademark) via a pipe 62.
  • the pipe 62 is provided with, for example, an on-off valve (not shown). By opening and closing the pipe 62 with the on-off valve, suction by the negative pressure of the suction pad 61 and release thereof are performed.
  • the fixing unit 60 is provided with, for example, a plurality of (four in this embodiment) suction pads 61.
  • the four suction pads 61 are arranged around the power supply unit 10 in a point-symmetric manner with respect to the power supply unit 10 in the direction orthogonal to the inclination direction of the holder 49a of the power supply unit 10.
  • the suction pad 61 is attached to the distal end of the third arm portion 43 via the holder 49a of the power feeding unit 10, and is disposed ahead of the distal end of the holder 49a.
  • the power feeding unit 10 is positioned.
  • the camera 70 is an imaging unit for imaging the power reception unit 202 (FIG. 1) coupled to the power supply unit 10.
  • the camera 70 is provided on the power supply unit 10 and attached to the tip of the third arm unit 43. ing.
  • the camera 70 is connected to the image processing unit 84 (FIG. 3), and an image captured by the camera 70 is output to the image processing unit 84.
  • the control unit 80 includes a calculation unit 81 such as a CPU, a storage unit 82 such as a ROM and a RAM, and a servo control unit 83, and is a robot controller including a computer such as a microcontroller.
  • the control unit 80 may be configured by a single control device that performs centralized control, or may be configured by a plurality of control devices that perform distributed control in cooperation with each other.
  • storage part 82 was provided in the control part 80 was employ
  • the storage unit 82 stores information such as a basic program as the power supply apparatus 100 and various fixed data.
  • the computing unit 81 controls the operation of each unit of the power supply apparatus 100 by reading and executing software such as a basic program stored in the storage unit 82. That is, the calculation unit 81 generates a control command for the arm 40 and outputs it to the servo control unit 83.
  • the servo control unit 83 is configured to control the drive of the servo motor corresponding to the joint portion of the arm 40 based on the control command generated by the calculation unit 81.
  • the control unit 80 is electrically connected to the detection sensor 200.
  • the control unit 80 moves the arm 40 by controlling each joint unit according to the signal output from the detection sensor 200. For example, if the person 203 is not detected in the parking lot by the detection signal from the detection sensor 200 and the vehicle 201 is detected, the control unit 80 supplies the power supply unit 10 to the target position of the power supply unit 10 connected to the power reception unit 202 of the vehicle 201.
  • the arm 40 is moved by controlling each joint so as to convey the.
  • the target position of the power supply unit 10 of the vehicle 201 may be stored in advance in the storage unit 82.
  • the control unit 80 may use the target position of the power supply unit 10 taught by the portable terminal 204 or manually.
  • the control unit 80 is connected to the input unit 71 provided in the power supply apparatus 100, and stores the target position of the power supply unit 10 input from the input unit 71 in the storage unit 82.
  • the control unit 80 stores (registers) the position as the target position of the power supply unit 10. You may make it do.
  • the control unit 80 registers the position as the target position of the power feeding unit 10 in the storage unit 82. It may be.
  • an image processing unit 84 is provided in the control unit 80.
  • the image processing unit 84 detects the power receiving unit 202 from the image output from the camera 70 based on the characteristics of the power receiving unit 202 of the vehicle 201 that is the detection target stored in advance in the storage unit 82, and determines the position of the power receiving unit 202. Identify.
  • the present invention is not limited to this, and the form in which the image processing unit 84 is provided separately from the control unit 80 may be adopted. Good.
  • the control unit 80 controls the arm 40, the fixed unit 60, and the power feeding unit 10 based on information input from the detection sensor 200, the camera 70, and the input unit 71.
  • the control unit 80 detects that the power supply unit 10 is coupled to the power reception unit 202 from a switch (not shown) provided in the power supply unit 10 via the signal line of the power supply line 51 of the power supply unit 10. May be output.
  • FIG. 1 This power supply is controlled by the control unit 80. Further, the height of the power feeding unit 10 of the power feeding apparatus 100 is adjusted in advance according to the position of the power receiving unit 202 of the vehicle 201 according to the vertical length of the arm support units 47 and 48 and / or the holder support unit 50. Yes.
  • the detection sensor 200 constantly monitors the presence of the vehicle 201 and the person 203 in the parking lot of the vehicle 201.
  • the detection sensor 200 detects that the person 203 is not present in the parking lot and the vehicle 201 is parked, the detection sensor 200 outputs a signal to the control unit 80.
  • the power supply apparatus 100 can safely supply power to the vehicle 201 when there is no person 203.
  • the control unit 80 turns on and controls the servo motors at the joints of the arm 40 based on the target position of the power supply unit 10 stored in the storage unit 82 in advance.
  • the first arm part 41, the second arm part 42, and the third arm part 43 may be arranged so as to be linearly arranged in the front-rear direction.
  • the arm 40 is parallel to the vehicle 201 entering the parking lot from the front to the rear, and the arm 40 can be prevented from interfering with parking.
  • the control unit 80 controls the first linear motion joint unit 44 to move the first arm unit 41 straight forward with respect to the base 30 of the arm 40, and move the arm 40 in the front-rear direction along the vehicle 201. extend. Then, the control unit 80 controls the first rotary joint unit 45 and the second rotary joint unit 46 to move the second arm unit 42 and the third arm unit 43 to the left vehicle 201 with respect to the first arm unit 41. Bend towards. Thereby, the power feeding unit 10 provided at the tip of the arm 40 approaches a target position where the power receiving unit 202 of the vehicle 201 is connected.
  • the control unit 80 captures an image with the camera 70, analyzes an image obtained thereby by the image processing unit 84, and acquires the position of the power receiving unit 202 of the vehicle 201.
  • the control unit 80 controls each joint portion of the arm 40 so that the power feeding unit 10 faces the power receiving unit 202.
  • the target position of the power supply unit 10 is finely adjusted with respect to the position of the power reception unit 202, and the power supply unit 10 is more accurately positioned at a position facing the power reception unit 202.
  • the angle of the power feeding part 10 provided at the tip of the third arm part 43 with respect to the first arm part 41 is adjusted. can do. Therefore, even if the vehicle 201 is stopped obliquely, the angle of the power feeding unit 10 can be adjusted to the power receiving unit 202 so as to face the power receiving unit 202.
  • the control unit 80 controls each joint portion of the arm 40 to bring the tip of the third arm portion 43 closer to the vehicle 201 with the power feeding unit 10 facing the power receiving unit 202.
  • the power feeding unit 10 is positioned on the proximal end side of the holder 49a. For this reason, since the power feeding unit 10 is retracted closer to the base end side than the distal end of the holder 49 a, the power feeding unit 10 is separated from the power receiving unit 202.
  • the suction pad 61 of the fixed portion 60 is located ahead of the tip of the holder 49a, the suction pad 61 moves toward the vehicle 201 and reaches the vehicle 201. And the suction pad 61 is attracted
  • the control unit 80 controls the second linear motion joint portion 49 to slide the slider 49b from the proximal end side to the distal end side of the holder 49a of the second linear motion joint portion 49. Then, the power feeding unit 10 provided in the slider 49b is advanced.
  • the power feeding unit 10 since the power feeding unit 10 is in a position facing the power receiving unit 202 and the holder 49 a extends toward the power receiving unit 202, the power feeding unit 10 moves toward the power receiving unit 202.
  • the power feeding unit 10 protrudes further from the tip of the holder 49 a and is coupled to the power receiving unit 202.
  • the power feeding unit 10 can be moved to an appropriate position with respect to the power receiving unit 202, and power loss during power feeding due to the positional deviation of the power feeding unit 10 with respect to the power receiving unit 202 can be reduced. Can be reduced.
  • the power supply unit 10 can be inserted and connected to the power reception unit 202 with a small force.
  • the servo motor of the second linear motion joint portion 49 can be reduced in size.
  • the control unit 80 controls the second linear motion joint unit 49 to start the base from the tip side of the holder 49a.
  • the slider 49b is slid toward the end side, and the power feeding unit 10 provided on the slider 49b is moved backward.
  • the control unit 80 closes the opening / closing part of the pipe 62 of the fixing unit 60 and stops the suction by the vacuum pump, whereby the suction pad 61 stops sucking the vehicle 201 and separates the suction pad 61 from the vehicle 201.
  • the control unit 80 turns on and controls the servo motors of the joints of the arm 40 so that the first arm unit 41, the second arm unit 42, and the third arm unit 43 are arranged in a straight line in the front-rear direction.
  • the control unit 80 controls the first linear motion joint unit 44 to move the first arm unit 41 straight backward to the base 30 side of the arm 40, so that the arm 40 is moved back and forth along the vehicle 201. Shrink. Thereby, the arm 40 can be reduced in size in a parking lot.
  • the control unit 80 is configured to connect the power feeding unit 10 to the power receiving unit 202 based on the image of the camera 70, the first linear motion joint unit 44, the first and second rotary joint units 45, 46 is controlled to move the arm 40. Accordingly, the angle and position of the power feeding unit 10 can be adjusted with respect to the power receiving unit 202, so that the power feeding unit 10 can be adjusted to an optimal position or orientation so as to be connected to the power receiving unit 202.
  • household electric appliances such as the vehicle 201 are disposed at predetermined positions, and the position of the power receiving unit 202 is predetermined in the vehicle 201. Therefore, the power feeding unit 10 can be obtained only by controlling each joint portion of the arm 40. Can be easily moved to the power receiving unit 202 to connect them.
  • the arm 40 is fixed to the ground and extends in the vertical direction, and a first arm extending in a direction intersecting the base 30 by being connected to the base 30 by the first linear motion joint 44.
  • the first arm part 41 is connected to the first arm part 41 by the part 41 and the first rotary joint part 45, and rotates about a rotation axis provided in the straight direction of the first arm part 41 and extending in a direction intersecting the first arm part 41.
  • a second arm portion 42 is provided thereby, except the time of electric power feeding, the 1st arm part 41 and the 2nd arm part 42 can be arranged in a straight line in the state which shortened the 1st arm part 41 to the base 30 side.
  • the arm 40 is made compact and arranged parallel or substantially parallel to the vehicle 201, so that it is possible to prevent the vehicle 201 from being obstructed. For this reason, there are few restrictions on an installation place, and it becomes possible to install the electric power feeder 100 also in a home.
  • the first arm part 41 goes straight or substantially parallel to the vehicle 201, and the second arm part 42 is bent with respect to the first arm part 41 and is provided at the tip of the arm 40. Ten positions and angles can be adjusted. Thereby, the power feeding unit 10 can be brought close to the power receiving unit 202 without the arm 40 coming into contact with the vehicle 201 and being damaged.
  • the power feeding apparatus 100 further includes casters 47 a and 48 a that can move to the lower part of the arm 40. Since the arm 40 is supported by the casters 47a and 48a in a movable state, the arm 40 itself does not need to support its own weight, and the arm portions 41, 42, and 43 of the arm 40 and the servo motors of the joint portions are small. Is achieved.
  • the power supply apparatus 100 further includes a fixing portion 60 that is provided on the arm 40 and fixes the arm 40 to the vehicle 201.
  • the fixing unit 60 receives a resistance force when the power supply unit 10 provided at the tip of the arm 40 is connected to the power reception unit 202 of the vehicle 201, and thus the arm 40 when the power supply unit 10 is connected to the power reception unit 202.
  • the power of can be reduced. Therefore, the moving speed of the arm 40 can be reduced, and the servo motor of each joint part of the arm 40 can be downsized.
  • the power feeding apparatus 100 further includes a storage unit 82 that stores the position of the power receiving unit 202 taught by the portable terminal 204 or manually. Then, the control unit 80 moves the arm 40 so as to connect the power feeding unit 10 to the power receiving unit 202 based on the image of the camera 70 and the position of the power receiving unit 202 stored in the storage unit 82. Accordingly, the power feeding unit 10 is moved based on the position of the power receiving unit 202 stored in the storage unit 82, and the power feeding unit 10 is moved based on the position of the power receiving unit 202 obtained from the image of the camera 70. As a result, the power feeding unit 10 can be adjusted to the optimum position and angle with respect to the power receiving unit 202 more efficiently.
  • the power supply device 100 further includes an error absorbing unit 90 that displaces the power supply unit 10 according to a reaction force when the power supply unit 10 is inserted into the power reception unit 202. .
  • the error absorbing unit 90 absorbs an error between the actual position of the power feeding unit 10 moved by the arm 40 and the target position of the power feeding unit 10.
  • the error absorbing unit 90 uses a spherical bearing and a compliance device.
  • the error absorbing unit 90 is disposed between the power supply unit 10 and the arm 40, for example, between the power supply unit 10 and the second linear motion joint unit 49, or between the holder 49a and the slider 49b.
  • the error absorbing unit 90 When the error absorbing unit 90 is fixed, the error absorbing unit 90 holds the power feeding unit 10 at a certain angle with respect to the arm 40. On the other hand, the error absorbing unit 90 changes the angle of the power feeding unit 10 with respect to the arm 40 when the fixing is released.
  • the fixing of the error absorbing unit 90 is released when the power feeding unit 10 reaches the vehicle 201.
  • the power supply unit 10 reaches the vehicle 201 by an image by the camera 70, a contact sensor that detects that the power supply unit 10 has contacted the vehicle 201, a position of the arm 40, a force sensor that detects a force acting on the arm 40, and the like. Is determined by the control unit 80.
  • the control unit 80 releases the fixing of the error absorbing unit 90.
  • the control unit 80 releases the fixing of the error absorbing unit 90.
  • the error absorbing unit 90 is deformed, and the position and angle of the power feeding unit 10 change with respect to the power receiving unit 202.
  • the power feeding unit 10 is displaced so as to reduce the positional deviation and the angle deviation between the power receiving unit 202 and the power feeding unit 10.
  • the position error of the power feeding unit 10 with respect to the power receiving unit 202 is absorbed, and the position and orientation of the power feeding unit 10 with respect to the power receiving unit 202 are absorbed. It is possible to insert the power supply unit 10 into the power receiving unit 202 with the appropriate setting.
  • the power supply apparatus 100 includes the camera 70, but the camera 70 may not be included.
  • the control unit 80 causes the first linear motion joint portion 44 and the first and second rotary joint portions 45 and 46 of the arm 40 so that the power supply portion 10 moves to a preset target position of the power supply portion 10. To control. As a result, the power feeding unit 10 reaches the target position and is connected to the power receiving unit 202.
  • the vacuum adsorber is used for the fixing portion 60 that fixes the arm 40 to the vehicle 201, but an electromagnet can be used instead.
  • the electromagnet is energized to generate a magnetic force, and the arm 40 is fixed to the vehicle 201 by the magnetic force. Accordingly, the arm 40 can be fixed to the vehicle 201 regardless of the shape of the vehicle 201.
  • the height adjusters 47b and 48b capable of adjusting the height of the arm 40 may be provided in the arm support portions 47 and 48.
  • the height adjusters 47b and 48b may be operated by a human hand so that the lengths of the arm support portions 47 and 48 can be changed.
  • the height adjusters 47b and 48b may be provided with a motor, and the length of the arm support portions 47 and 48 may be changed by driving the motor by the control unit 80. In this way, by changing the lengths of the arm support portions 47 and 48, the height of the arm 40 supported by the arm support portions 47 and 48 and the power supply portion 10 attached thereto is set as the power receiving portion 202. Can be adjusted according to the height.
  • the power feeding unit 10 is set to an optimum height with respect to the power receiving unit 202. Can be adjusted.
  • the holder support portion 50 may be provided with an angle adjuster 50a capable of adjusting the angle of the power feeding portion 10.
  • the angle adjuster 50a may be operated by a human hand to change the angle of the power supply unit 10.
  • the angle adjuster 50a may be provided with a motor, and the controller 80 may drive the motor to change the angle of the holder support 50. In this way, by changing the angle of the holder support portion 50, the angle of the holder 49a supported by the holder support portion 50 and the power supply portion 10 slidably mounted on the holder 49a is changed to the power receiving portion 202. Can be adjusted accordingly.
  • the arm 40 includes the first linear motion joint portion 44, the second linear motion joint portion 49, the first rotational joint portion 45, and the second rotational joint portion 46. These joint portions It is sufficient that at least one of them is provided.
  • the power supply apparatus of the present invention is useful as a power supply apparatus that can easily move the power supply unit to the power reception unit.
  • Power feeding unit 40 Articulated arm (arm) 41: 1st arm part 42: 2nd arm part 44: 1st linear motion joint part (linear motion joint part) 45: 1st rotation joint part (rotation joint part) 47a: caster 48a: caster 60: fixed unit 70: camera 80: control unit 82: storage unit 90: error absorbing unit 100: power supply device 201: vehicle (electrical device) 202: Power receiving unit

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Abstract

給電装置(100)は、電気機器の受電部(202)に接続して前記受電部(202)に電力を供給する給電部(10)と、前記給電部(10)が先端に設けられ、且つ、直動関節部(44)及び回転関節部の少なくともいずれか一方を有するアーム(40)と、制御部(80)と、を備え、前記制御部(80)は、前記給電部(10)を前記受電部(202)に接続するように前記直動関節部(44)及び前記回転関節部の少なくともいずれか一方を制御して前記アーム(40)を移動するよう構成されている。

Description

給電装置
　本発明は、給電装置に関し、特に、電気機器に電力を供給する給電装置に関する。
　従来の給電装置として、特許文献１に示す車両給電設備が知られている。この車両給電設備では、自走式ロボットの給電装置が車両の受電部に対向する位置まで移動して受電部へ給電するように構成されている。
特開２０１６－１０３９３８号公報
　上記特許文献１の車両給電設備では、給電装置に自走式ロボットを用いているため、車両の受電部まで給電装置が移動するための制御が複雑になる。
　本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、給電部を受電部へより簡単に移動させることができる給電装置を提供することを目的としている。
　本発明のある態様に係る給電装置は、電気機器の受電部に接続して前記受電部に電力を供給する給電部と、前記給電部が先端に設けられ、且つ、直動関節部及び回転関節部の少なくともいずれか一方を有するアームと、制御部と、を備え、前記制御部は、前記給電部を前記受電部に接続するように前記直動関節部及び前記回転関節部の少なくともいずれか一方を制御して前記アームを移動するよう構成されている。
　この給電装置では、前記アームに設けられたカメラと、前記制御部は、前記カメラの画像に基づいて前記給電部を前記受電部に接続するように前記直動関節部及び前記回転関節部の少なくともいずれか一方を制御して前記アームを移動するよう構成されていてもよい。
　また、給電装置は、前記アームの下部に移動可能とするキャスタをさらに備えていてもよい。
　さらに、給電装置は、前記アームに設けられ、且つ、前記電気機器に前記アームを固定する固定部をさらに備えていてもよい。
　給電装置は、携帯端末又は手動により教示された前記受電部の位置を記憶する記憶部をさらに備え、前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記受電部の位置に基づいて前記給電部を前記受電部に接続するように前記アームを移動するよう構成されていてもよい。
　給電装置は、前記給電部を前記受電部に挿入する際の反力に応じて前記給電部を変位する誤差吸収部をさらに備えていてもよい。
　給電装置では、前記アームは、地面に固定され、且つ、鉛直方向に延びた基部と、前記直動関節部により前記基部と連結して前記基部に交差する方向に延びる第１アーム部と、前記回転関節部により前記第１アーム部と連結して、且つ、前記第１アーム部の直進方向に設けられ前記第１アーム部に交差する方向に延びる回転軸を中心に回転する第２アーム部と、を有していてもよい。
　本発明は、給電装置において給電部を受電部へより簡単に移動させることができるという効果を奏する。
　本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
本発明の実施の形態１に係る給電装置を示す斜視図である。 図１の給電装置のアームを示す斜視図である。 図１の給電装置の構成を示す機能ブロック図である。 図１のカメラが受電部を撮像している給電装置を示す斜視図である。 図４の固定部が車両に吸着している給電装置を示す斜視図である。 図５の給電部が受電部に接続している給電装置を示す斜視図である。 本発明の実施の形態２に係る給電装置の構成を示す機能ブロック図である。
　以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
　（実施の形態１）
　まず、本発明の実施の形態１に係る給電装置１００の構成について、図１を参照して説明する。例えば、家屋の外に設けられた駐車場などの屋外に、給電装置１００及び検知センサ２００が配置されている。給電装置１００は、駐車場に停車している車両２０１の受電部２０２に対し、給電装置１００の給電部１０を接続させて給電を行う。なお、説明中において、給電装置１００の給電対象物を車両２０１として説明するが、給電対象物はこれに限定されず、家庭で用いられるロボット等の電気機器としてもよい。
　検知センサ２００は、駐車場における車両２０１及び人２０３を検知するセンサであって、例えば、常時、これらの存在を検知する。検知センサ２００には、例えば、カメラが用いられ、車両２０１及びその周囲に存在する人２０３を撮像できるように配置されている。なお、検知センサ２００は、画像処理部（図示せず）を有し、カメラにより撮影された画像に基づき車両２０１の位置を検出できるものであってもよい。また、画像処理部は給電装置１００の制御部８０に設けられていてもよい。
　次に、給電装置１００の構成について、図２を参照して説明する。給電装置１００は、本体２０、基部３０と、基部３０に設置された多関節アーム４０とから成る。例えば、本体２０には、この多関節アーム４０の動作を制御する制御部８０が内蔵されている。なお、制御部８０は、本体２０の外部に設置されていてもよい。
　基部３０は、駐車場の地面に固定されており、直方体形状であって、鉛直方向に延びている。例えば、基部３０は、駐車場の後方であって、右側に配置されている。
　アーム４０は、基端側から先端側へ複数（この実施の形態では、３つ）のアーム部４１、４２、４３が直列に並んで構成されている。基部３０と最も基端側のアーム部（第１アーム部４１）と、及び、隣り合うアーム部４１、４２、４３同士は、それぞれ関節部を介して互いに相対変位可能に連結されている。最も先端側のアーム部（第３アーム部４３）に給電部１０が設置されている。アーム部４１、４２、４３は、長尺の平板形状であって、水平又はほぼ水平に配置されている。なお、アーム部４１、４２、４３を、基端側から順に、第１アーム部４１、第２アーム部４２及び第３アーム部４３と称する。
　第１アーム部４１は、前後方向に延び、第１直動関節部４４により基部３０に連結されている。第１直動関節部４４は、エアシリンダ等のリニアアクチュエータ、又はサーボモータ等の駆動源を有し、これにより基部３０に対して第１アーム部４１を前後方向へ直進させる直動機構から成る。第１アーム部４１は、基部３０上に配置されており、基部３０と前後方向に延びる同軸上に設けられている。第１アーム部４１が後方へ移動し、基部３０との重なりが長くなるほど、アーム４０の長さは前後方向に短縮する。一方、第１アーム部４１が前方へ移動し、基部３０との重なりが短くなるほど、アーム４０の長さは前後方向に延伸する。
　第２アーム部４２は、基端が第１アーム部４１の先端下に重ねられ、第１回転関節部４５により第１アーム部４１に連結されている。第１回転関節部４５は、サーボモータ等の駆動源を有し、これにより第１アーム部４１及び第２アーム部４２に対して交差する方向に延びる回転軸回りに第１アーム部４１に対して第２アーム部４２を相対回転させる回転機構から成る。これにより、第２アーム部４２は、第１アーム部４１の直進方向に設けられ第２アーム部４２に交差する方向に延びる回転軸を中心に回転する。例えば、第１アーム部４１及び第２アーム部４２が水平に配置されている場合、第１回転関節部４５の回転軸は鉛直方向に延びる。
　第３アーム部４３は、基端が第２アーム部４２の先端上に重ねられ、第２回転関節部４６により第２アーム部４２に連結されている。第２回転関節部４６は、サーボモータ等の駆動源を有し、これにより第２アーム部４２及び第３アーム部４３に対して交差する方向に延びる回転軸回りに第２アーム部４２に対して第３アーム部４３を相対回転させる回転機構から成る。例えば、第２アーム部４２及び第３アーム部４３が水平に配置されている場合、第２回転関節部４６の回転軸は鉛直方向に延びる。
　また、第２アーム部４２は、アーム支持部４７、４８により鉛直方向に支持されている。アーム支持部４７、４８は、例えば棒状部材であって、鉛直方向に延び、その上端が第２アーム部４２に接続されている。アーム支持部４７、４８は、複数（この実施の形態では、２本）設けられ、一方のアーム支持部（第１アーム支持部４７）が第１回転関節部４５の回転軸と同軸になるように配置され、他方のアーム支持部（第２アーム支持部４８）が第２回転関節部４６の回転軸と同軸になるように配置されている。第２アーム部４２に連結される第３アーム部４３の先端の給電部１０が車両２０１（図１）の受電部２０２（図１）に対向するように、第１アーム支持部４７及び第２アーム支持部４８の長さが設定されている。
　第１アーム支持部４７及び第２アーム支持部４８のそれぞれの下端にキャスタ４７ａ、４８ａが取り付けられており、キャスタ４７ａ、４８ａは駐車場上に配置されている。キャスタ４７ａ、４８ａは、各アーム支持部４７、４８と同軸（鉛直方向）の回転軸回りに回転可能であって、また、各アーム支持部４７、４８に直交方向（水平方向）に延びる回転軸回りに回転可能な車輪を有している。このキャスタ４７ａ、４８ａによって、第１アーム支持部４７及び第２アーム支持部４８は、水平方向において前後左右のいずれの方向にも移動可能である。このように、キャスタ４７ａ、４８ａが装着されたアーム支持部４７、４８によりアーム４０が支持されていることにより、各アーム部４１、４２、４３及び各関節部のモータを小型化することができる。
　給電部１０は、第３アーム部４３の先端に設けられた第２直動関節部４９により第３アーム部４３に取り付けられている。第２直動関節部４９は、エアシリンダ等のリニアアクチュエータ、又はサーボモータ等の駆動源、ホルダ４９ａ、及び、ホルダ４９ａに対してスライド可能なスライダ４９ｂを有している。
　ホルダ４９ａは、第３アーム部４３に直交方向に延びる棒状のホルダ支持部５０により第３アーム部４３上に取り付けられている。ホルダ４９ａは、長尺の板状体であって、長手方向が第３アーム部４３の延伸方向（長手方向）に平行に延びている。ホルダ４９ａは、先端が第３アーム部４３の先端よりも先方に突出しており、先端が基端よりも下方になるように鉛直方向に傾斜している。なお、給電部１０と受電部２０２との位置関係に応じてホルダ４９ａは水平であってもよいし、先端が基端よりも上方になるように鉛直方向に傾斜していてもよい。
　スライダ４９ｂは、板状体であって、ホルダ４９ａ上に配置されており、ホルダ４９ａの先端と基端との間を移動可能である。スライダ４９ｂ上に給電部１０が取り付けられている。これにより、給電部１０は、ホルダ４９ａに対してスライド可能にホルダ４９ａ上により保持されている。
　給電部１０がホルダ４９ａの基端側へスライドすると、給電部１０はホルダ４９ａ上に配置される。一方、給電部１０がホルダ４９ａの先端側へスライドすると、給電部１０はホルダ４９ａの先端面よりも先へ突出する。このように、給電部１０がホルダ４９ａ上をスライドすることにより一定の角度の姿勢を保持した状態で、第３アーム部４３の延伸方向に平行に移動することができる。
　給電部１０の基端には電源ライン５１の一端が接続されている。電源ライン５１は、アーム４０及び基部３０を介して引き回され、その他端が交流電源（図示せず）に接続されている。これにより、給電部１０に電力が交流電源から供給される。この給電部１０の周囲に固定部６０及びカメラ７０が設けられている。
　固定部６０は、アーム４０を車両２０１に固定するための部材であって、例えば、真空吸着体が用いられる。固定部６０は吸着パッド６１を有し、吸着パッド６１は真空ポンプやＣＯＮＶＵＭ（登録商標）等の真空発生装置（図示せず）に配管６２を介して接続している。配管６２には、たとえば、開閉弁（図示せず）が設けられており、開閉弁により配管６２を開放及び閉塞することによって、吸着パッド６１の負圧による吸着及びその解除が行われる。
　固定部６０には、例えば、複数（この実施の形態では、４つ）の吸着パッド６１が設けられている。４つの吸着パッド６１は、給電部１０のホルダ４９ａの傾斜方向に直交する方向において、給電部１０を中心として点対称に給電部１０の周囲に配置されている。吸着パッド６１は、例えば、給電部１０のホルダ４９ａを介して第３アーム部４３の先端に取り付けられており、ホルダ４９ａの先端よりも先方に配置されている。この吸着パッド６１が車両２０１に吸着することにより給電部１０の位置決めがなされる。
　カメラ７０は、給電部１０に結合される受電部２０２（図１）を撮像するための撮像部であって、例えば、給電部１０の上に設けられ、第３アーム部４３の先端に取り付けられている。カメラ７０は画像処理部８４（図３）に接続されており、カメラ７０により撮像された画像は画像処理部８４に出力される。
　次に、制御部８０について、図３を参照しながら説明する。制御部８０は、ＣＰＵ等の演算部８１と、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部８２と、サーボ制御部８３とを備え、例えばマイクロコントローラ等のコンピュータを備えたロボットコントローラである。なお、制御部８０は、集中制御する単独の制御装置によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御装置によって構成されていてもよい。また、記憶部８２が制御部８０内に設けられている形態を採用したが、これに限定されず、記憶部８２が制御部８０と別体に設けられている形態を採用してもよい。
　記憶部８２には、給電装置１００としての基本プログラム、各種固定データ等の情報が記憶されている。演算部８１は、記憶部８２に記憶された基本プログラム等のソフトウェアを読み出して実行することにより、給電装置１００の各部の動作を制御する。すなわち、演算部８１は、アーム４０の制御指令を生成し、これをサーボ制御部８３に出力する。サーボ制御部８３は、演算部８１により生成された制御指令に基づいて、アーム４０の関節部に対応するサーボモータの駆動を制御するように構成されている。
　制御部８０は、検知センサ２００に電気的に接続されている。制御部８０は、検知センサ２００から出力された信号に応じて各関節部を制御してアーム４０を移動させる。例えば、検知センサ２００からの検知信号により、駐車場に人２０３が検知されず、車両２０１が検知されたら、制御部８０は車両２０１の受電部２０２に接続する給電部１０目標位置に給電部１０を搬送するように各関節部を制御してアーム４０を移動させる。
　この車両２０１の給電部１０の目標位置は、記憶部８２に予め記憶されていてもよい。制御部８０は、携帯端末２０４又は手動により教示された給電部１０の目標位置を用いてもよい。この場合、制御部８０は、給電装置１００に備えられた入力部７１に接続されており、入力部７１から入力された給電部１０の目標位置を記憶部８２に記憶する。
　例えば、ユーザが受電部２０２に接続する位置まで給電部１０を移動させて入力部７１を操作することにより、その位置を給電部１０の目標位置として制御部８０が記憶部８２に記憶（登録）するようにしてもよい。又は、ユーザが受電部２０２の位置を携帯端末２０４によって発信し、この情報を入力部７１が受信することにより、その位置を給電部１０の目標位置として制御部８０が記憶部８２に登録するようにしてもよい。
　また、制御部８０に画像処理部８４が設けられている。画像処理部８４は、記憶部８２に予め記憶されている検出対象である車両２０１の受電部２０２の特徴に基づきカメラ７０から出力された画像から受電部２０２を検出し、受電部２０２の位置を特定する。なお、画像処理部８４が制御部８０内に設けられている形態を採用したが、これに限定されず、画像処理部８４が制御部８０と別体に設けられている形態を採用してもよい。
　制御部８０は、検知センサ２００、カメラ７０及び入力部７１から入力された情報に基づいてアーム４０、固定部６０及び給電部１０を制御する。なお、制御部８０には、給電部１０の電源ライン５１の信号線を介して給電部１０に設けられたスイッチ（図示せず）から給電部１０が受電部２０２に結合されたことが検知された信号が出力されてもよい。
　次に、給電装置１００の給電方法について、図１、図２及び図４～図６を参照しながら説明する。なお、この給電は制御部８０により制御されている。また、給電装置１００の給電部１０の高さは、アーム支持部４７、４８及び／又はホルダ支持部５０の鉛直方向の長さにより、車両２０１の受電部２０２の位置に合わせて予め調整されている。
　まず、図１に示すように、検知センサ２００は車両２０１の駐車場における車両２０１及び人２０３の存在を常時、監視している。この駐車場に人２０３が存在せず、車両２０１が駐車されたことを検知センサ２００が検知すると、検知センサ２００は制御部８０へ信号を出力する。これにより、人２０３がいない時に給電装置１００が車両２０１に安全に給電することができる。
　図２に示すように、制御部８０は、記憶部８２に予め記憶されている給電部１０の目標位置に基づいてアーム４０の各関節部のサーボモータをオンにして制御する。この際、第１アーム部４１、第２アーム部４２及び第３アーム部４３が直線状に前後方向へ並ぶように配置されていてもよい。これにより、前方から後方へ駐車場に入る車両２０１に対してアーム４０が平行になり、アーム４０は駐車の邪魔にならないようにすることができる。
　そして、制御部８０は、第１直動関節部４４を制御して、アーム４０の基部３０に対して第１アーム部４１を前方へ直進させて、アーム４０を車両２０１に沿って前後方向に延ばす。そして、制御部８０は、第１回転関節部４５及び第２回転関節部４６を制御して、第１アーム部４１に対して第２アーム部４２及び第３アーム部４３を左側の車両２０１に向かって曲げる。これにより、アーム４０の先端に設けられた給電部１０が車両２０１の受電部２０２に接続する目標位置に近づく。
　ただし、車両２０１は駐車場の一定位置に駐車することは難しいので、車両２０１の受電部２０２は記憶されている位置からずれていることがある。このため、図４に示すように、制御部８０はカメラ７０により撮像して、これにより得られた画像を画像処理部８４で解析して、車両２０１の受電部２０２の位置を取得する。制御部８０は、この受電部２０２に給電部１０が対向するようにアーム４０の各関節部を制御する。これにより、給電部１０の目標位置が受電部２０２の位置に対して微調整されて、受電部２０２に対向する位置に給電部１０がより正確に位置付けられる。
　また、第１回転関節部４５及び第２回転関節部４６が設けられていることにより、第１アーム部４１に対して第３アーム部４３の先端に設けられている給電部１０の角度を調整することができる。よって、例え、車両２０１が斜めに停車された場合であっても、受電部２０２に対向するように給電部１０の角度を受電部２０２に合わせることができる。
　図５に示すように、制御部８０は、アーム４０の各関節部を制御して、給電部１０を受電部２０２に対向させた状態のまま第３アーム部４３の先端を車両２０１に近づける。ここでは、給電部１０は、ホルダ４９ａの基端側に位置させておく。このため、給電部１０はホルダ４９ａの先端よりも基端側に引っ込んでいるため、給電部１０は受電部２０２から離れている。
　これに対して、固定部６０の吸着パッド６１はホルダ４９ａの先端よりも先方に位置しているため、吸着パッド６１が車両２０１に向かって移動して車両２０１に達する。そして、固定部６０の配管６２の開閉部を開放して真空ポンプにより吸引することにより、吸着パッド６１が車両２０１に吸着し、吸着パッド６１が装着されたアーム４０は車両２０１に固定される。このため、アーム４０の各関節部のサーボモータをオフにすることができるため、省エネルギを実現できる。
　図６に示すように、制御部８０は、第２直動関節部４９を制御して、第２直動関節部４９のホルダ４９ａの基端側から先端側に向かってスライダ４９ｂをスライドさせて、スライダ４９ｂに設けられた給電部１０を前進させる。ここで、給電部１０が受電部２０２に対向する位置にあり、ホルダ４９ａが受電部２０２に向かって延びているため、給電部１０は受電部２０２に向かって移動する。そして、給電部１０はホルダ４９ａの先端からさらに先に突出して、受電部２０２に結合される。このように、車両２０１の駐車位置に拘わらず、受電部２０２に対して給電部１０を適正な位置に移動させることができ、受電部２０２に対する給電部１０の位置ずれによる給電時の電力損失を低減することができる。
　また、給電部１０が受電部２０２に接続する際、固定部６０によりアーム４０が車両２０１に固定されているため、小さな力で給電部１０を受電部２０２に挿入して接続することができるため、第２直動関節部４９のサーボモータを小型化することができる。
　そして、所定時間の経過等によって給電部１０から受電部２０２に電力が供給されたと判定されると、制御部８０は、第２直動関節部４９を制御して、ホルダ４９ａの先端側から基端側に向かってスライダ４９ｂをスライドさせて、スライダ４９ｂに設けられた給電部１０を後退させる。制御部８０は、固定部６０の配管６２の開閉部を閉鎖して真空ポンプによる吸引を停止することにより、吸着パッド６１が車両２０１に対する吸着を止め、吸着パッド６１を車両２０１から離す。制御部８０は、アーム４０の各関節部のサーボモータをオンにして制御して、第１アーム部４１、第２アーム部４２及び第３アーム部４３が直線状に前後方向へ並ぶように配置させる。ここで、制御部８０は、第１直動関節部４４を制御して、アーム４０の基部３０側へ第１アーム部４１を後方へ直進させて、アーム４０を車両２０１に沿って前後方向に縮める。これにより、駐車場においてアーム４０を小型化することができる。
　この実施の形態によれば、制御部８０は、カメラ７０の画像に基づいて給電部１０を受電部２０２に接続するように第１直動関節部４４及び第１及び第２回転関節部４５、４６を制御してアーム４０を移動する。これにより、受電部２０２に対し給電部１０の角度及び位置が調整可能になるため、受電部２０２に接続するように給電部１０を最適な位置又は向きに合わせることができる。特に、車両２０１等の家庭用の電気機器は所定の位置に配置され、車両２０１において受電部２０２の位置が予め定められているため、アーム４０の各関節部を制御するだけで、給電部１０を受電部２０２へ簡単に移動させて、これらを接続することができる。
　この給電装置１００では、アーム４０は、地面に固定され、且つ鉛直方向に延びた基部３０と、第１直動関節部４４により基部３０と連結して基部３０に交差する方向に延びる第１アーム部４１と、第１回転関節部４５により第１アーム部４１と連結して、第１アーム部４１の直進方向に設けられ第１アーム部４１に交差する方向に延びる回転軸を中心に回転する第２アーム部４２と、を有している。これにより、給電時以外には、第１アーム部４１を基部３０側に短縮させた状態で、第１アーム部４１及び第２アーム部４２を直線状に並べることができる。これにより、アーム４０をコンパクト化し、且つ、車両２０１に対して平行又はほぼ平行に配置するため、車両２０１の駐車の妨げになることを防止することができる。このため、設置場所の制約を受けることが少なく、給電装置１００を家庭にも設置することが可能となる。一方、給電時には、第１アーム部４１が車両２０１に対して平行又はほぼ平行に直進し、第２アーム部４２が第１アーム部４１に対して曲がって、アーム４０の先端に設けられる給電部１０の位置及び角度を調整することができる。これにより、アーム４０が車両２０１に接触して傷付けることなく、給電部１０を受電部２０２に近づけることができる。
　さらに、給電装置１００は、アーム４０の下部に移動可能とするキャスタ４７ａ、４８ａをさらに備えている。アーム４０がキャスタ４７ａ、４８ａにより可動可能な状態で支持されることにより、アーム４０自体が自重を支える必要がなく、アーム４０の各アーム部４１、４２、４３及び各関節部のサーボモータの小型化が図られる。
　また、給電装置１００は、アーム４０に設けられ、且つ、車両２０１にアーム４０を固定する固定部６０をさらに備えている。これにより、アーム４０の先端に設けられた給電部１０を車両２０１の受電部２０２に接続する際の抵抗力を固定部６０が受けるため、給電部１０を受電部２０２に接続する際のアーム４０の力を減少することができる。よって、アーム４０の移動速度を低減して、アーム４０の各関節部のサーボモータの小型化が図られる。
　さらに、給電装置１００は、携帯端末２０４又は手動により教示された受電部２０２の位置を記憶する記憶部８２をさらに備えている。そして、制御部８０は、カメラ７０の画像及び記憶部８２に記憶された受電部２０２の位置に基づいて給電部１０を受電部２０２に接続するようにアーム４０を移動する。これにより、記憶部８２に記憶された受電部２０２の位置に基づいて給電部１０を移動させた上、カメラ７０の画像から求められた受電部２０２の位置に基づいて給電部１０を移動させる。これにより、より効率的に受電部２０２に対する最適な位置及び角度に給電部１０を合わせることができる。
　（実施の形態２）
　実施の形態２に係る給電装置１００は、図２に示すように、給電部１０を受電部２０２に挿入する際の反力に応じて給電部１０を変位する誤差吸収部９０をさらに備えている。誤差吸収部９０は、アーム４０により移動させられた給電部１０の実際の位置と、給電部１０の目標位置との誤差を吸収する。例えば、誤差吸収部９０には、球面軸受及びコンプライアンス器が用いられる。誤差吸収部９０は、例えば、給電部１０と第２直動関節部４９との間、ホルダ４９ａとスライダ４９ｂとの間等、給電部１０とアーム４０との間に配置されている。
　誤差吸収部９０は、固定されていると、アーム４０に対して給電部１０を一定の角度に保持する。一方、誤差吸収部９０は、固定が解除されると、アーム４０に対して給電部１０の角度を変化させる。
　この誤差吸収部９０の固定は、給電部１０が車両２０１に達すると解除される。例えば、カメラ７０による画像、給電部１０が車両２０１に接触したことを検出する接触センサ、アーム４０の位置、アーム４０に作用する力を検出する力センサ等により給電部１０が車両２０１に達したことが制御部８０により判定される。
　例えば、給電部１０が受電部２０２に達すると、制御部８０は誤差吸収部９０の固定を解除する。ここで、給電部１０を受電部２０２に挿入しようとした際に給電部１０と受電部２０２との間に相対位置や姿勢のズレがあると、これらが互いに接触して反力が給電部１０を介して誤差吸収部９０にかかる。この反力により誤差吸収部９０が変形して、受電部２０２に対して給電部１０の位置及び角度が変化する。
　このように、受電部２０２と給電部１０と間の位置ずれ及び角度ずれを減少するように給電部１０を変位する。これにより、受電部２０２と給電部１０との位置又は向きが若干ずれていても、受電部２０２に対する給電部１０の位置誤差が吸収されて、受電部２０２に対して給電部１０の位置及び向きを適正にして、給電部１０を受電部２０２に挿入することができる。
　（その他の実施の形態）
　上記全実施の形態において、給電装置１００はカメラ７０を備えていたが、カメラ７０が備えられていなくてもよい。この場合、制御部８０は、予め設定されている給電部１０の目標位置に給電部１０が移動するようにアーム４０の第１直動関節部４４及び第１及び第２回転関節部４５、４６を制御する。これにより、給電部１０がその目標位置に達して、受電部２０２に接続される。
　上記全実施の形態において、アーム４０を車両２０１に固定する固定部６０に真空吸着体を用いたが、これに代えて電磁石を用いることができる。この場合、電磁石に通電し、磁力を発生させ、磁力によってアーム４０を車両２０１に固定する。これにより、車両２０１の形状に応じず、アーム４０を車両２０１に固定することができる。
　上記全実施の形態において、アーム４０の高さ調整が可能な高さアジャスタ４７ｂ、４８ｂがアーム支持部４７、４８に設けられていてもよい。この高さアジャスタ４７ｂ、４８ｂは人の手によって操作されて、アーム支持部４７、４８の長さが変更可能なものであってもよい。又は、高さアジャスタ４７ｂ、４８ｂにモータが備えられており、制御部８０がモータを駆動することによりアーム支持部４７、４８の長さが変更可能なものであってもよい。このように、アーム支持部４７、４８の長さが変更されることにより、アーム支持部４７、４８により支持されているアーム４０及びこれに装着されている給電部１０の高さを受電部２０２に高さに応じて調整することができる。これにより、タイヤの空気圧の変化、及び、ガソリン等の積載量の変化によって車両２０１の受電部２０２の高さが変化した場合であっても、受電部２０２に対する最適な高さに給電部１０を調整することができる。
　上記全実施の形態において、給電部１０の角度調整が可能な角度アジャスタ５０ａがホルダ支持部５０に設けられていてもよい。この角度アジャスタ５０ａは人の手によって操作されて、給電部１０の角度が変更可能なものであってもよい。又は、角度アジャスタ５０ａにモータが備えられており、制御部８０がモータを駆動することによりホルダ支持部５０の角度が変更可能なものであってもよい。このように、ホルダ支持部５０の角度が変更されることにより、ホルダ支持部５０により支持されているホルダ４９ａ及びこれにスライド可能に装着されている給電部１０の角度を受電部２０２に角度に応じて調整することができる。
　上記全実施の形態において、アーム４０は、第１直動関節部４４、第２直動関節部４９、第１回転関節部４５及び第２回転関節部４６を備えているが、これらの関節部のうちの少なくとも１つを備えていればよい。
　上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施の形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
　本発明の給電装置は、給電部を受電部へより簡単に移動させることができる給電装置等として有用である。
１０　　：給電部
４０　　：多関節アーム（アーム）
４１　　：第１アーム部
４２　　：第２アーム部
４４　　：第１直動関節部（直動関節部）
４５　　：第１回転関節部（回転関節部）
４７ａ　：キャスタ
４８ａ　：キャスタ
６０　　：固定部
７０　　：カメラ
８０　　：制御部
８２　　：記憶部
９０　　：誤差吸収部
１００　：給電装置
２０１　：車両（電気機器）
２０２　：受電部

Claims (7)

  1. 　電気機器の受電部に接続して前記受電部に電力を供給する給電部と、
    　前記給電部が先端に設けられ、且つ、直動関節部及び回転関節部の少なくともいずれか一方を有するアームと、
    　制御部と、を備え、
    　前記制御部は、前記給電部を前記受電部に接続するように前記直動関節部及び前記回転関節部の少なくともいずれか一方を制御して前記アームを移動するよう構成されている、給電装置。
  2. 　前記アームに設けられたカメラと、
    　前記制御部は、前記カメラの画像に基づいて前記給電部を前記受電部に接続するように前記直動関節部及び前記回転関節部の少なくともいずれか一方を制御して前記アームを移動するよう構成されている、請求項１に記載の給電装置。
  3. 　前記アームの下部に移動可能とするキャスタをさらに備えている、請求項１又は２に記載の給電装置。
  4. 　前記アームに設けられ、且つ、前記電気機器に前記アームを固定する固定部をさらに備えている、請求項１～３のいずれか一項に記載の給電装置。
  5. 　携帯端末又は手動により教示された前記受電部の位置を記憶する記憶部をさらに備え、
    　前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記受電部の位置に基づいて前記給電部を前記受電部に接続するように前記アームを移動するよう構成されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の給電装置。
  6. 　前記給電部を前記受電部に挿入する際の反力に応じて前記給電部を変位する誤差吸収部をさらに備えている、請求項１～５のいずれか一項に記載の給電装置。
  7. 　前記アームは、
    　地面に固定され、且つ、鉛直方向に延びる基部と、
    　前記直動関節部により前記基部と連結して前記基部に交差する方向に延びる第１アーム部と、
    　前記回転関節部により前記第１アーム部と連結して、且つ、前記第１アーム部の直進方向に設けられ前記第１アーム部に交差する方向に延びる回転軸を中心に回転する第２アーム部と、を有している、請求項１～６のいずれか一項に記載の給電装置。
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