WO2019087529A1 - 充電装置、充電方法、及び充電システム - Google Patents

充電装置、充電方法、及び充電システム Download PDF

Info

Publication number
WO2019087529A1
WO2019087529A1 PCT/JP2018/030716 JP2018030716W WO2019087529A1 WO 2019087529 A1 WO2019087529 A1 WO 2019087529A1 JP 2018030716 W JP2018030716 W JP 2018030716W WO 2019087529 A1 WO2019087529 A1 WO 2019087529A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
charging
robot
stand
charged
charging stand
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/030716
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
森　直人
大輔 森園
紀明 高木
明珍 丁
史 矢島
石橋　秀則
拓真 荒木
Original Assignee
ソニー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ソニー株式会社 filed Critical ソニー株式会社
Priority to US16/755,990 priority Critical patent/US11715962B2/en
Priority to CN201880063967.0A priority patent/CN111183563A/zh
Priority to EP18872384.5A priority patent/EP3706278A4/en
Publication of WO2019087529A1 publication Critical patent/WO2019087529A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02—Sensing devices
    • B25J19/021—Optical sensing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0003—Home robots, i.e. small robots for domestic use
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30—Constructional details of charging stations
    • B60L53/31—Charging columns specially adapted for electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30—Constructional details of charging stations
    • B60L53/35—Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/46—Accumulators structurally combined with charging apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • H02J7/0044—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction specially adapted for holding portable devices containing batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/06—Programme-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/20—Vehicles specially adapted for children, e.g. toy vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • H02J7/0045—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction concerning the insertion or the connection of the batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations

Definitions

  • the present disclosure relates to a charging device, a charging method, and a charging system.
  • Patent Document 1 BACKGROUND ART Conventionally, a robot apparatus that can perform not only walking on four legs but also standing on two legs is described in Patent Document 1 below.
  • the electrically driven robot device needs to be charged appropriately.
  • the method of charging by connecting the power supply line to the robot device there is a problem that the user needs complicated operation in order to connect the power supply line to the robot.
  • a charging stand having a charging terminal connected to the charging device and an engaging portion for positioning the charging device, and a support for supporting the charging stand so as to be horizontally movable. And a member.
  • a charging base having a charging terminal connected to the charging device and an engaging portion for positioning the charging device, and the charging base being supported so as to be horizontally movable.
  • a charging member in the charging device, the charging device and the charging device being positioned by the charging device being positioned on the charging stand, and the charging device being lowered And electrically connecting the terminals of the battery.
  • a charging station having a movable charging device, a charging terminal connected to the charging device, and an engaging portion for positioning the charging device, and the charging station.
  • a charging system comprising: a charging device including: a support member that supports the base horizontally to be movable.
  • the charging device it is possible to reliably connect the charging device and a device to be charged such as a robot.
  • a device to be charged such as a robot.
  • the above-mentioned effects are not necessarily limited, and, along with or in place of the above-mentioned effects, any of the effects shown in the present specification, or other effects that can be grasped from the present specification May be played.
  • FIG. 17 is a schematic view showing the charging station shown in FIG. 16 in the same section as the dashed dotted line I-I 'in FIG. 7; It is a schematic diagram which shows a charging stand whose planar shape is circular. It is a schematic diagram which shows the cross section which followed the dashed-dotted line III-III 'shown to FIG.
  • FIG. 18A It is a schematic diagram which shows the fitting surface 502 of the robot connected with the charging stand shown to FIG. 18A and 18B. It is a schematic diagram which shows the fitting surface 502 of the robot connected with the charging stand shown to FIG. 18A and 18B.
  • FIGS. 1 and 2 are schematic views showing the appearance of a charging station 1000 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the charging station 1000 is configured such that the robot 500 can realize self charging.
  • the charging station 1000 includes a charging stand 100 and a charging mat (support member) 200.
  • power supply to the charging station 1000 is performed by inserting an AC adapter plug 300 into the charging mat 200.
  • FIG. 3 is a schematic view showing a robot (charged device) 500 charged by the charging station 1000.
  • the robot 500 is a dog type robot and can freely move around by walking on four legs. For this reason, at the joint of the foot of the robot 500, an actuator for driving the joint is mounted. The robot 500 is appropriately charged to drive the actuator.
  • the robot 500 recognizes the charging station 1000, moves to the position of the charging station 1000, contacts the charging station 100, and can perform charging (hereinafter also referred to as self-charging) according to its own intention.
  • FIGS. 4A and 4B are schematic diagrams showing how the robot 500 is mounted on the charging station 1000 and is self-charging.
  • the posture in which the robot 500 performs charging includes the posture of “dive” shown in FIG. 4A and the posture of “seated” shown in FIG. 4B. In any posture, the connection terminal on the robot 500 side contacts the connection terminal on the charging stand 100 side to perform charging.
  • the charging stand 100 has a curved fitting surface that matches the shape of the fitting surface 502 of the robot 500 so that the charging station 100 can be fitted with the robot 500. It has 102.
  • the mating surface 502 on the side of the robot 500 is provided on the belly of the robot 500.
  • FIG. 5 is a schematic view showing a fitting surface 502 provided on the belly of the robot 500.
  • FIG. 6 is a schematic view showing the fitting surface 502 of the robot 500 and the periphery thereof in an enlarged manner.
  • charging terminals 104, 106, 108 are provided so as to be surrounded by the fitting surface 102.
  • the charging terminals 104, 106, 108 are connected to the charging terminals 504, 506, 508 on the robot side shown in FIGS. 5 and 6 when the robot 500 performs charging.
  • a terminal protection plate 110 is provided to protect the charging terminals 104, 106, 108.
  • the charging terminals 104, 106, 108 are protected by the terminal protection plate 110 when the robot 500 is not charging.
  • the terminal protection plate 110 is lowered by the weight of the robot 500 so that the charging terminals 104, 106, 108 appear. There is.
  • the terminal protection plate 110 is pushed upward by the compression coil spring. Thereby, the top surfaces of the charging terminals 104, 106, 108 become lower than the top surface of the terminal protection plate 110, and the charging terminals 104, 106, 108 can be protected.
  • positioning protrusions (engaging portions) 512 and 514 are provided on the fitting surface 502 of the robot 500. Moreover, as shown in FIG.1 and FIG.2, the positioning recessed part 112,114 is provided in the charging stand 100 corresponding to the positioning convex part 512,514.
  • the positional relationship between positioning protrusions 512 and 514 on charging surface 502 and charging terminals 504, 506 and 508 is similar to the positional relationship between positioning recesses 112 and 114 on charging surface 102 and charging terminals 104, 106 and 108. .
  • the positioning protrusions 512 and 514 shown in FIG. 6 are pressed onto the fitting surface 102.
  • the charging terminals 104, 106 and 108 on the charging stand 100 side are the charging terminals 504 and 506 on the robot 500 side. , 508 and so on.
  • FIG. 7 to 10 are schematic views for explaining how the fitting surface 502 of the robot 500 and the fitting surface 102 of the charging stand 100 are fitted.
  • FIG. 7 shows a plan view of the charging station 1000 as viewed from above.
  • FIG. 8 schematically shows a cross section taken along an alternate long and short dash line I-I 'in FIG.
  • FIG. 9 schematically shows a cross section taken along the alternate long and short dash line II-II 'in FIG. 7, and shows a cross section in the vicinity of the fitting surface 502 of the robot 500 together with the charging station 1000. More specifically, FIG. 9 shows a state in which the fitting surface 102 of the charging stand 100 is in close contact with the fitting surface 502 of the robot 500, and the positioning protrusions 512 and 514 are fitting in the positioning recesses 112 and 114. It shows.
  • FIG. 10 schematically shows a cross section taken along the alternate long and short dash line I-I 'in FIG. 7, and shows a cross section in the vicinity of the fitting surface 502 of the robot 500 together with the charging station 1000. More specifically, a state in which the fitting surface 502 of the robot 500 is fitted to the fitting surface 102 of the charging stand 100 is shown.
  • the fitting surface 102 of the charging stand 100 has a concave curved surface in any of the cross section along the dashed dotted line II 'and the cross section along the dashed dotted line II-II'. It is configured.
  • the fitting surface 502 of the robot 500 is formed of a curved surface having a shape corresponding to the fitting surface 102 of the charging stand 100, and either a cross section along the dashed dotted line II 'or a cross section along the dashed dotted line II-II' Also in the above, it is composed of a convex curved surface.
  • the fitting surface 102 By forming the fitting surface 102 as a concave surface and the convex surface of the fitting surface 502 as a corresponding curved surface, when the fitting surface 502 contacts the fitting surface 102, the positions of the fitting surface 102 and the fitting surface 502 are different.
  • the fitting surface 102 and the fitting surface 502 fit.
  • the positioning protrusions 512 and 514 can be fitted into the positioning recesses 112 and 114.
  • the positioning convex part 512,514 and the positioning recessed part 112,114 are made to fit reliably by moving the charging stand 100 to a horizontal direction. The mechanism for moving the charging stand 100 in the horizontal direction will be described in detail later.
  • FIG. 11 is a schematic view showing the charging stand 100 removed from the charging mat 200. As shown in FIG. As shown in FIG. 11, by removing the charging stand 100 from the charging mat 200, it becomes possible to use the charging stand 100 for portable use. As a result, even if the user does not carry the charging mat 200, by carrying only the charging stand 100, the user can charge the robot 500, for example, even when he goes out.
  • the AC adapter plug 300 can be inserted into the charging stand 100 to perform power feeding.
  • a cushion 116 is provided at the outer edge of the fitting surface 102.
  • the cushion 116 prevents scratches and breakage of the surface of the robot 500 caused by sliding when the robot 500 is seated on the charging stand 100, and also allows the sliding property of the fitting surface 502 to the fitting surface 102 to be reduced. It has the function to improve.
  • FIG. 12 is a schematic view showing the bottom of the charging stand 100. As shown in FIG. On the bottom of the charging stand 100, rubber feet 120, 122, 124, 126 having anti-slip functions are provided. When the charging stand 100 is used for portable use, the charging stand 100 is fixed to the floor surface by the rubber feet 120, 122, 124, 126.
  • FIG. 13 is a schematic view showing the charging mat 200 with the charging stand 100 removed.
  • the charging stand installation board 220 is provided in the charging mat 200, and when attaching the charging stand 100 to the charging mat 200, the attachment by one-touch is possible. For this reason, on the charging stand installation plate 220 of the charging mat 200, rail portions 222, 224, 226 and a locking portion 228 are provided.
  • the lock portion 228 moves in the direction of arrow A11 when the release button 518 is pressed, and in a state where the release button 518 is not pressed, the lock portion 228 is biased in the opposite direction to the direction of arrow A11 by a spring (not shown).
  • slide convex portions 130, 132 and 134 are provided on the bottom surface of the charging stand 100.
  • the slide convex portions 130, 132, 134 of the charging stand 100 move along the rail portions 222, 224, 226 of the charging mat 200 shown in FIG. 13, and the lock claws 136 of the charging stand 100 are the locking portions 228 of the charging mat 200.
  • the charging stand 100 is fixed to the charging mat 200.
  • the slide convex portion 134 is hooked to the hook shape of the end of the rail portion 222, and the lock claw 136 of the charging base 100 is hooked to the rail portion 226 in this state, whereby the charging base 100 is fixed to the charging mat 200.
  • the lock claw 136 moves in the direction of arrow A14 in FIG. 12, the lock claw 136 and the rail portion 226 are disengaged, and the charging stand 100 can be removed from the charging mat 200.
  • the charging stand 100 is fixed to the charging mat 200, the charging mat connection terminal 230 shown in FIG. 12 and the charging stand connection terminal 138 shown in FIG. 13 contact. Thereby, the charging stand 100 and the charging mat 200 are electrically connected.
  • FIG. 14 is a schematic view for explaining the movement of the charging stand 100 in the horizontal direction.
  • the robot 500 can be connected to the charging stand 100 by approaching the charging stand 100 from one of the access direction A1 and the access direction A2 shown in FIG.
  • the charging stand 100 can move in the lateral direction A3 or the longitudinal direction A4 (the same direction as the access directions A1 and A2) on the charging mat 200 with respect to the access directions A1 and A2. It is also possible to rotate in the rotational directions A5, A6. Furthermore, the charging stand 100 can perform a motion combining the lateral direction A3, the longitudinal direction A4, and the rotational directions A5 and A6.
  • FIG. 15 is a schematic view showing the mechanism of the movable portion for realizing the movement in the lateral direction A3, longitudinal direction A4 and rotational directions A5 and A6 shown in FIG. Is shown.
  • the charging mat 200 is provided with a slider 232, springs (tension springs) 234, 236, 238, 240, a harness 242, and a connection substrate 244.
  • the slider 232 is fastened to the charging stand installation plate 220 shown in FIG.
  • the slider 232 is supported by four springs 234, 236, 238, 240, and can freely move by extension and contraction of the springs 234, 236, 238, 240. Thereby, the motions in the horizontal direction A3, the vertical direction A4, and the rotation directions A5 and A6 shown in FIG. 14 can be realized.
  • Power supply to the robot 500 is performed by connecting an AC adapter plug 300 shown in FIG.
  • the connection board 244 and the charging stand connection terminal 138 shown in FIG. 13 are electrically connected via the harness 242 and the charging stand 100 is attached to the charging mat 200
  • the charging stand connection terminal 138 is shown in FIG.
  • the charging mat connection terminal 230 is electrically connected. Therefore, power is supplied to the charging stand 100 through the connection board 244, the harness 242, the charging stand connection terminal 138, and the charging mat connection terminal 230.
  • the power supplied to the charging stand 100 is electrically connected to the robot 500 by electrically connecting the charging terminals 104, 106, 108 shown in FIG. 1 to the charging terminals 504, 506, 508 on the robot side shown in FIG. Supplied.
  • the charging station 1000 is provided with degrees of freedom in the lateral direction A3, longitudinal direction A4, and rotational directions A5 and A6 of the charging stand 100 shown in FIG. And, it is possible to correct for the positional deviation at the time of sitting.
  • the charging stand 100 itself can move, so that the positioning of the charging stand 100 with respect to the robot 500 can be performed passively. .
  • the fitting surface 502 and the fitting surface 102 are aligned, if the positions of the positioning convex portions 512 and 514 do not match the positions of the positioning concave portions 112 and 114, the positioning convex portions by the weight of the robot 500 512 and 514 are pressed against the mating surface 102.
  • the charging stand 100 can be retracted, and a sitting motion can be performed without impeding the movement of the robot 500.
  • Another function of the charging mat 200 is to prevent interference between the power supply cord to the charging stand 100 and the robot 500.
  • the cord for supplying power to the charging stand 100 is covered by the charging mat 200. Therefore, the power supply cords do not prevent the robot 500 from accessing the charging stand 100.
  • the robot 500 recognizes the charging station 1000 based on the color and shape of the charging station 1000. Further, the robot 500 recognizes the intrusion direction and the distance from the charging stand 100 from the shape of the charging stand 100. For this reason, the robot 500 is provided with a camera 520 for recognizing the color, shape, and the like of the charging stand 100 and the charging mat 200. The robot 500 can recognize the color and shape of the charging station 1000 based on the image captured by the camera 520, and can control the walking direction, posture, and the like based on the recognition result.
  • the robot 500 recognizes the charging station 1000 and approaches the charging station 1000 when performing self-charging.
  • the robot 500 recognizes the shape of the charging stand 100 and ascends the slope 245 shown in FIG. 8 from the longitudinal direction of the charging stand 100 (direction of arrow A1 or arrow A2 shown in FIG. 14).
  • Ascending onto the mat 200 the posture of "dive” or “seating" described in FIGS. 4A and 4B is taken.
  • the charging mat 200 it is possible to make conditions under which the robot 500 accesses the charging stand 100, for example, the state of the floor surface, the color of the floor surface, elimination of obstacles and the like.
  • the condition of the floor surface around the charging stand 100 and the color of the floor surface are standardized by the condition of the upper surface of the charging mat 200 and the color of the charging mat 200.
  • obstacles are inevitably removed from the periphery of the charging stand 100.
  • the charging station 1000 of the present embodiment even when the color and state of the floor surface on which the robot 500 walks are various, the conditions in the case where the robot 500 accesses the charging stand 100 can be kept constant. It is possible to perform self-charging reliably.
  • the robot 500 can finely adjust the position on the charging stand 100 by activating the correction motion in the case where the seating on the charging stand 100 fails.
  • the robot 500 moves or vibrates minutely in the longitudinal and lateral directions.
  • the fitting surface 502 of the bottom of the robot slides along the fitting surface 102 of the charging stand 100, and the positioning protrusions 512 and 514 fit in the positioning recesses 112 and 114 shown in FIG.
  • the charging stand 100 is moved to a desired position. Therefore, it is possible to perform fine adjustment to correct the positional deviation.
  • FIG. 16 is a schematic view showing an example in which a groove 246 having the same shape as the bottom of the foot 510 of the robot 500 is provided along the heel of the charging mat 200.
  • FIG. 17 is a schematic view showing the charging station 1000 shown in FIG. 16 in the same cross section as the dashed-dotted line I-I 'in FIG.
  • the groove 246 it is possible to prevent the foot 510 of the robot 500 from sliding off the charging mat 200.
  • the robot 500 automatically moves in the direction of the charging stand 100 by the front legs of the robot 500 being fitted into the groove 246. It is possible to turn to
  • FIG. 18A is a plan view of the charging stand 100 as viewed from above, and is a schematic view showing the charging stand 100 having a circular planar shape.
  • FIG. 18B is a schematic view showing a cross section taken along dashed-dotted line III-III 'shown in FIG. 18A.
  • a charging terminal 140 is provided at the center of the charging stand 100.
  • a ring-shaped charge terminal 142 is provided around the charge terminal 140 concentrically around the charge terminal 140.
  • a ring-shaped positioning recess 144 is provided further outside the charge terminal 142. The positioning recess 144 is disposed concentrically with the charging terminal 142.
  • FIGS. 18A and 18B are schematic views showing a fitting surface 502 of the robot 500 connected to the charging stand 100 shown in FIGS. 18A and 18B.
  • FIG. 19A is a plan view showing the fitting surface 502.
  • FIG. 19B is a schematic view showing a cross section taken along dashed-dotted line IV-IV 'shown in FIG. 19A.
  • a charging terminal 540 is provided on the fitting surface 502 of the robot 500. Further, around the charging terminal 540, a ring-shaped charging terminal 542 is provided concentrically around the charging terminal 540. Further, a positioning convex portion 544 is provided further outside the charge terminal 542.
  • a circle C passing through the three positioning protrusions 544 is arranged concentrically with respect to the charging terminal 542.
  • the diameter of the circle C is the same as the diameter of the ring-shaped positioning recess 144 shown in FIG. 18A. Therefore, when the robot 500 is seated on the charging station 1000 and the fitting surface 502 is in close contact with the fitting surface 102, the three positioning protrusions 544 fit in the ring-shaped positioning recess 144. Then, when the positioning convex portion 544 is fitted in the ring-shaped positioning concave portion 144, the charge terminal 140 contacts the charge terminal 540, and the charge terminal 142 contacts the charge terminal 542. Thereby, the robot 500 and the charging stand 100 are electrically connected, and the robot 500 can be charged.
  • the three positioning projections 544 on the robot 500 side enter the positioning recesses 144 on the charging station 1000 side, and the positions of the charging station 1000 and the robot 500 are determined.
  • the charging terminal is formed concentrically on both the charging station 1000 side and the robot 500 side, and the robot 500 can access the charging stand 100 from any direction of 360 °.
  • it is suitable to also make the planar shape of the charging mat 200 circular.
  • the position can be corrected on the charging stand 100 side when the robot 500 is seated, fine adjustment of the position on the robot 500 side is not necessary, and the charging stand 100 can be performed in a short time. It becomes possible to sit in and to charge.
  • the charging station 1000 by forming the charging station 1000 from the charging stand 100 and the charging mat 200, it is possible to combine and separate the two according to the situation. At this time, since the robot 500 can be charged only with the charging stand 100, the charging stand 100 can be used for portable use.
  • the charging mat 200 By providing the charging mat 200, it is possible to cover the power supply cord for supplying power, and it is possible to prevent the robot 500 from accessing it. Further, by providing the charging mat 200, it is possible to make the conditions for the robot 500 to access the charging stand constant.
  • the charging stand 100 can be moved and retracted, so the access to the charging station 1000 of the robot 500 is not impeded. You can do so.
  • the robot 500 is automatically mounted on the charging stand 100 by fitting the two front legs of the robot 500 into the groove 246. It is possible to turn in the direction.
  • a charging stand having a charging terminal connected to a device to be charged, and an engaging portion for positioning the device to be charged; A support member that supports the charging stand so as to be movable in the horizontal direction; , A charging device.
  • It has a fitting surface in which the said charging terminal and the said engaging part were provided, and the said fitting surface fits with the to-be-fitted surface provided in the said to-be-charged apparatus in said (1).
  • Charging device. (3) The fitting surface according to (2), wherein the fitting surface and the fitted surface are fitted when the fitting surface faces upward and the fitted surface of the device to be charged is lowered. Charging device.
  • the charging device according to any one of (1) to (8), wherein the support member covers a wire connected to the charging stand.
  • the elastic member is a spring that pulls the charging stand from four directions.
  • the charging stand has a planar shape extending in a predetermined direction, and the charged device accesses the charging stand from the predetermined direction. apparatus.
  • the support member is configured as a charging mat having a larger planar shape than the charging stand,
  • the charging device according to any one of (1) to (13), wherein the device to be charged is a walking robot.
  • the robot includes a camera for imaging the surroundings, The charging device according to (14), wherein the robot is recognized based on a shape and a color obtained from an image captured by the camera.
  • a charging stand having a charging terminal connected to a device to be charged, and an engaging portion for positioning the device to be charged, A support member that supports the charging stand so as to be movable in the horizontal direction; A charging method in a charging device, comprising: Positioning the device to be charged on the charging stand; Electrically connecting the charging terminal and the terminal of the device to be charged by lowering the device to be charged; , Charging method.
  • a movable charging device (20) a movable charging device; A charging stand having a charging terminal connected to the charging device, and an engaging portion for positioning the charging device, and a support member supporting the charging stand so as to be movable in the horizontal direction.
  • Charging device Charging system.

Abstract

【課題】ロボットなどの被充電装置と充電装置との接続を確実に行う。 【解決手段】本開示によれば、被充電装置に接続される充電端子と、前記被充電装置との位置決めを行う係合部と、を有する充電台と、前記充電台を水平方向に移動可能に支持する支持部材と、を備える、充電装置が提供される。この構成により、充電台が水平方向に移動できるようになるため、ロボットなどの被充電装置と充電装置との接続を確実に行うことが可能となる。

Description

充電装置、充電方法、及び充電システム
　本開示は、充電装置、充電方法、及び充電システムに関する。
　従来、下記の特許文献１には、４足歩行のみならず、２足立ちをも行うことができるロボット装置が記載されている。
特開２００４－６６３８１号公報
　電動で動くロボット装置は、適宜充電を行う必要がある。一方、電源ラインをロボット装置に接続して充電を行う手法では、ユーザが電源ラインをロボットに接続するために、煩雑な操作が必要となる問題がある。
　また、ロボット装置が充電ステーションに接続して充電を行うことを想定した場合、ロボット装置と充電ステーションとの位置合わせを正確に行うことには困難が伴う。
　そこで、ロボットなどの被充電装置と充電装置との接続を確実に行うことが求められていた。
　本開示によれば、被充電装置に接続される充電端子と、前記被充電装置との位置決めを行う係合部と、を有する充電台と、前記充電台を水平方向に移動可能に支持する支持部材と、を備える、充電装置が提供される。
　また、本開示によれば、被充電装置に接続される充電端子と、前記被充電装置との位置決めを行う係合部と、を有する充電台と、前記充電台を水平方向に移動可能に支持する支持部材と、を備える、充電装置における充電方法であって、前記充電台の上に前記被充電装置が位置することと、前記被充電装置が下降することで前記充電端子と前記被充電装置の端子を電気的に接続することと、を備える、充電方法が提供される。
　また、本開示によれば、移動可能な被充電装置と、前記被充電装置に接続される充電端子と、前記被充電装置との位置決めを行う係合部と、を有する充電台と、前記充電台を水平方向に移動可能に支持する支持部材と、を備える、充電装置と、を備える、充電システムが提供される。
　本開示によれば、ロボットなどの被充電装置と充電装置との接続を確実に行うことが可能となる。
　なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
本開示の一実施形態に係る充電ステーションの外観を示す模式図である。 本開示の一実施形態に係る充電ステーションの外観を示す模式図である。 充電ステーションによって充電されるロボットを示す模式図である。 ロボットが充電ステーションの上に載り、自己充電をしている様子を示す模式図である。 ロボットが充電ステーションの上に載り、自己充電をしている様子を示す模式図である。 ロボットの腹に設けられた嵌合面を示す模式図である。 ロボットの嵌合面とその周辺を拡大して示す模式図である。 ロボットの嵌合面と充電台の嵌合面が嵌合する様子を説明するための模式図である。 ロボットの嵌合面と充電台の嵌合面が嵌合する様子を説明するための模式図である。 ロボットの嵌合面と充電台の嵌合面が嵌合する様子を説明するための模式図である。 ロボットの嵌合面と充電台の嵌合面が嵌合する様子を説明するための模式図である。 充電マットから取り外した充電台を示す模式図である。 充電台の底面を示す模式図である。 充電台を取り外した状態での充電マットを示す模式図である。 充電台の水平方向の動きを説明するための模式図である。 図１４に示す横方向Ａ３、縦方向Ａ４、回転方向Ａ５，Ａ６の動きを実現する可動部の機構を示す模式図である。 充電マットの淵に沿って、ロボットの足の底と同様の形状の溝を設けた例を示す模式図である。 図１６に示す充電ステーションを、図７中の一点鎖線Ｉ－Ｉ’と同様の断面で示す模式図である。 平面形状が円形の充電台を示す模式図である。 図１８Ａに示す一点鎖線ＩＩＩ－ＩＩＩ’に沿った断面を示す模式図である。 図１８Ａ及び図１８Ｂに示す充電台と接続されるロボットの嵌合面５０２を示す模式図である。 図１８Ａ及び図１８Ｂに示す充電台と接続されるロボットの嵌合面５０２を示す模式図である。
　以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　なお、説明は以下の順序で行うものとする。
　１．充電装置の外観
　２．ロボットの外観
　３．自己充電の姿勢の例
　４．充電ステーションとロボットとの接続
　５．充電台と充電マットの構成
　１．充電装置の外観
　図１及び図２は、本開示の一実施形態に係る充電ステーション１０００の外観を示す模式図である。充電ステーション１０００は、ロボット５００が自己充電を実現できるように構成されている。図１及び図２に示すように、充電ステーション１０００は、充電台１００と充電マット（支持部材）２００から構成されている。図２に示す様に、充電ステーション１０００への給電は、充電マット２００にＡＣアダプタープラグ３００を挿入することで行う。
　２．ロボットの外観
　図３は、充電ステーション１０００によって充電されるロボット（被充電装置）５００を示す模式図である。本実施形態において、ロボット５００は犬型のロボットであり、４足歩行で自由に動き回ることができる。このため、ロボット５００の足の関節には、関節を駆動するアクチュエータが搭載されている。アクチュエータを駆動するためにロボット５００には適宜充電が行われる。ロボット５００は、充電ステーション１０００を認識し、充電台ステーション１０００の位置に移動して充電台１００と接触することで、自身の意思により充電（以下、自己充電ともいう）を行うことができる。
　３．自己充電の姿勢の例
　図４Ａ及び図４Ｂは、ロボット５００が充電ステーション１０００の上に載り、自己充電をしている様子を示す模式図である。ロボット５００が充電を行う姿勢として、図４Ａに示す「ダイブ」の姿勢と図４Ｂに示す「着座」の姿勢が挙げられる。いずれの姿勢においても、ロボット５００側の接続端子が充電台１００側の接続端子と接触することによって充電が行われる。
　通常の充電では、図４Ｂに示す「着座」の姿勢により充電が行われる。一方、ロボット５００の充電量が極端に少ない場合等においては、ロボット５００が急いで充電ステーション１０００上に上がり、充電台１００上にダイブして充電を行う。このようなダイブの動作を行う場合、図４Ａに示す姿勢により自己充電が行われる。
　４．充電ステーションとロボットとの接続
　図１及び図２に示すように、充電台１００は、ロボット５００との嵌合を行えるように、ロボット５００の嵌合面５０２の形状に合わせた曲面の嵌合面１０２を有している。ロボット５００側の嵌合面５０２は、ロボット５００の腹の部分に設けられている。図５は、ロボット５００の腹に設けられた嵌合面５０２を示す模式図である。また、図６は、ロボット５００の嵌合面５０２とその周辺を拡大して示す模式図である。
　充電ステーション１０００の充電台１００には、嵌合面１０２に周囲を囲まれるようにして、充電端子１０４，１０６，１０８が設けられている。充電端子１０４，１０６，１０８は、ロボット５００が充電を行う際に、図５及び図６に示すロボット側の充電端子５０４，５０６，５０８と接続される。
　充電端子１０４，１０６，１０８の保護のために、端子保護板１１０が設けられている。充電端子１０４，１０６，１０８は、ロボット５００が充電を行っていない場合は、端子保護板１１０によって保護されている。ロボット５００が着座して嵌合面５０２と嵌合面１０２が密着した際に、端子保護板１１０がロボット５００の自重で下に下がることにより、充電端子１０４，１０６，１０８が現れるようになっている。また、ロボット５００が充電していない場合、すなわち、嵌合面５０２と嵌合面１０２が密着していない場合、端子保護板１１０は、圧縮コイルばねによって上方に押し上げられている。これにより、充電端子１０４，１０６，１０８の上面が端子保護板１１０の上面よりも低くなり、充電端子１０４，１０６，１０８を保護することができる。
　図６に示すように、ロボット５００の嵌合面５０２には、位置決め凸部（係合部）５１２，５１４が設けられている。また、図１及び図２に示すように、充電台１００には、位置決め凸部５１２，５１４と対応して、位置決め凹部１１２，１１４が設けられている。嵌合面５０２における位置決め凸部５１２，５１４と充電端子５０４，５０６，５０８の位置関係は、嵌合面１０２における位置決め凹部１１２，１１４と充電端子１０４，１０６，１０８との位置関係と同様である。
　ロボット５００が充電台１００に着座すると、図６に示す位置決め凸部５１２，５１４は、嵌合面１０２上に押し付けられる。ロボット側の位置決め凸部５１２，５１４が、充電台１００の位置決め凹部１１２，１１４に嵌合することにより、充電台１００側の充電端子１０４，１０６，１０８が、ロボット５００側の充電端子５０４，５０６，５０８と接合することが可能となる。
　図７～図１０は、ロボット５００の嵌合面５０２と充電台１００の嵌合面１０２が嵌合する様子を説明するための模式図である。図７は、充電ステーション１０００を上方から見た平面図を示している。図８は、図７中の一点鎖線Ｉ－Ｉ’に沿った断面を模式的に示している。
　また、図９は、図７中の一点鎖線ＩＩ－ＩＩ’に沿った断面を模式的に示しており、充電ステーション１０００とともに、ロボット５００の嵌合面５０２の近傍の断面を示している。より具体的には、図９は、充電台１００の嵌合面１０２にロボット５００の嵌合面５０２と密着し、位置決め凸部５１２，５１４が位置決め凹部１１２，１１４に嵌合している状態を示している。
　また、図１０は、図７中の一点鎖線Ｉ－Ｉ’に沿った断面を模式的に示しており、充電ステーション１０００とともに、ロボット５００の嵌合面５０２の近傍の断面を示している。より具体的には、充電台１００の嵌合面１０２にロボット５００の嵌合面５０２が嵌合している状態を示している。
　図８～図１０に示すように、充電台１００の嵌合面１０２は、一点鎖線Ｉ－Ｉ’に沿った断面、一点鎖線ＩＩ－ＩＩ’に沿った断面のいずれにおいても、凹状の曲面から構成されている。ロボット５００の嵌合面５０２は、充電台１００の嵌合面１０２に対応した形状の曲面から構成され、一点鎖線Ｉ－Ｉ’に沿った断面、一点鎖線ＩＩ－ＩＩ’に沿った断面のいずれにおいても、凸状の曲面から構成されている。
　嵌合面１０２を凹面と嵌合面５０２の凸面を対応する曲面として形成したことにより、嵌合面５０２が嵌合面１０２に接触した際に、嵌合面１０２と嵌合面５０２の位置が適合し、嵌合面１０２と嵌合面５０２が嵌合する。これにより、位置決め凸部５１２，５１４を位置決め凹部１１２，１１４に嵌合させることができる。この際、本実施形態では、充電台１００が水平方向に移動することで、位置決め凸部５１２，５１４と位置決め凹部１１２，１１４を確実に嵌合させるようにしている。充電台１００を水平方向に移動させる機構については、後で詳細に説明する。
　上述したように、図８に示すように、嵌合面１０２上に嵌合面５０２が接触していない状態では、端子保護板１１０の上面が充電端子１０６の上面のよりも上に位置している。従って、端子保護板１１０によって充電端子１０４，１０６，１０８が保護される。一方、図９及び図１０に示すように、ロボット５００が着座して嵌合面５０２と嵌合面１０２が密着した際に、端子保護板１１０がロボット５００の自重で下に下がることにより、充電端子１０４，１０６，１０８が現れる。これにより、充電端子１０４，１０６，１０８と充電端子５０４，５０６，５０８が電気的に接続される。
　５．充電台と充電マットの構成
　充電台１００は、充電マット２００から取り外すことが可能である。ユーザは、図１に示すリリースボタン５１８を押すことにより、充電台１００を充電マット２００から取り外すことが可能である。図１１は、充電マット２００から取り外した充電台１００を示す模式図である。図１１に示すように、充電台１００を充電マット２００から取り外すことにより、充電台１００を携帯用として使用することが可能となる。これにより、ユーザは、充電マット２００を携帯しなくても、充電台１００のみを携帯することで、例えば外出先などでもロボット５００に充電を行うことができる。充電台１００を充電マット２００から取り外した状態では、図１１に示す様に、充電台１００にＡＣアダプタープラグ３００を挿入して給電を行うことができる。
　図１１に示すように、嵌合面１０２の外縁には、クッション１１６が設けられている。クッション１１６は、ロボット５００が充電台１００上に着座する場合に、摺動することにより生じるロボット５００の表面の傷や破損を防止するとともに、嵌合面１０２に対する嵌合面５０２の摺動性を向上させる機能を有する。
　図１２は、充電台１００の底面を示す模式図である。充電台１００の底面には、滑り止め機能を有するゴム足１２０，１２２，１２４，１２６が設けられている。充電台１００を携帯用として使用する場合は、ゴム足１２０，１２２，１２４，１２６によって充電台１００が床面に固定される。
　図１３は、充電台１００を取り外した状態での充電マット２００を示す模式図である。充電マット２００には、充電台設置板２２０が設けてあり、充電マット２００に充電台１００を取り付ける場合に、ワンタッチでの取り付けが可能となっている。このため、充電マット２００の充電台設置板２２０には、レール部２２２，２２４，２２６、ロック部２２８が設けられている。ロック部２２８は、リリースボタン５１８が押されると矢印Ａ１１方向に移動し、リリースボタン５１８が押されていない状態では、不図示のバネにより矢印Ａ１１方向とは反対方向に付勢されている。
　図１２に示すように、充電台１００の底面には、スライド凸部１３０，１３２，１３４が設けられている。充電台１００のスライド凸部１３０，１３２，１３４が、図１３に示す充電マット２００のレール部２２２，２２４，２２６に沿って移動し、充電台１００のロック爪１３６が充電マット２００のロック部２２８に係合することで、充電マット２００に充電台１００が固定される。より詳細には、レール部２２２の端のフック形状にスライド凸部１３４が引っかかり、この状態で充電台１００のロック爪１３６がレール部２２６に引っかかることで、充電マット２００に充電台１００が固定される。ロック爪１３６が図１２中の矢印Ａ１４方向に移動すると、ロック爪１３６とレール部２２６の係合が外れ、充電マット２００から充電台１００を取り外すことができる。充電マット２００に充電台１００が固定されると、図１２に示す充電マット接続用端子２３０と図１３に示す充電台接続用端子１３８とが接触する。これにより、充電台１００と充電マット２００が電気的に接続される。
　図１４は、充電台１００の水平方向の動きを説明するための模式図である。基本的に、ロボット５００は、図１４に示すアクセス方向Ａ１、アクセス方向Ａ２の一方から充電台１００に近づき、充電台１００に連結することが可能である。
　図１４に示すように、充電台１００は、充電マット２００上でアクセス方向Ａ１，Ａ２に対して横方向Ａ３や縦方向Ａ４（アクセス方向Ａ１，Ａ２と同じ方向）に移動することが可能であり、また、回転方向Ａ５，Ａ６に回転することが可能である。更に、充電台１００は、横方向Ａ３、縦方向Ａ４、回転方向Ａ５，Ａ６を合成した動きが可能である。
　図１５は、図１４に示す横方向Ａ３、縦方向Ａ４、回転方向Ａ５，Ａ６の動きを実現する可動部の機構を示す模式図であって、充電マット２００を裏面から見た状態を模式的に示している。図１５に示すように、充電マット２００には、スライダー２３２、ばね（引張ばね）２３４，２３６，２３８，２４０、ハーネス２４２、接続基板２４４が設けられている。スライダー２３２は、図１３に示した充電台設置板２２０に締結されている。スライダー２３２は、４本のばね２３４，２３６，２３８，２４０によって支持されており、ばね２３４，２３６，２３８，２４０の伸縮により自由に可動することができる。これにより、図１４に示す横方向Ａ３、縦方向Ａ４、回転方向Ａ５，Ａ６の動きを実現できる。
　ロボット５００への電源供給は、ＡＣアダプターから図１５に示すＡＣアダプタープラグ３００を接続基板２４４に接続することによって行う。ハーネス２４２を介して接続基板２４４と図１３に示す充電台接続用端子１３８が電気的に接続され、充電マット２００に充電台１００が装着されると、充電台接続用端子１３８と図１２に示す充電マット接続用端子２３０が電気的に接続される。従って、接続基板２４４、ハーネス２４２、充電台接続用端子１３８、充電マット接続用端子２３０を介して充電台１００に電源供給が行われる。充電台１００に供給された電源は、図１に示す充電端子１０４，１０６，１０８が、図５に示すロボット側の充電端子５０４，５０６，５０８と電気的に接続されることにより、ロボット５００に供給される。
　充電ステーション１０００は、図１４に示す充電台１００の横方向Ａ３、縦方向Ａ４、回転方向Ａ５，Ａ６の自由度を備えることにより、ロボット５００が充電台１００に対してアクセスする場合に、侵入角度および着座時の位置ずれに対する補正を行うことができる。ロボット５００の嵌合面５０２と充電台１００の嵌合面１０２が合わさる際に、充電台１００自体が可動することにより、ロボット５００に対する充電台１００の位置合わせを受動的に行うことが可能である。
　より詳細には、嵌合面５０２と嵌合面１０２が合わさる際に、位置決め凸部５１２，５１４の位置と位置決め凹部１１２，１１４の位置が合っていない場合は、ロボット５００の自重により位置決め凸部５１２，５１４が嵌合面１０２に押し付けられる。この際、位置決め凸部５１２，５１４は、嵌合面１０２の凹面の斜面に押し付けられるため、斜面からの反力を受けた充電台１００は、ばね２３４，２３６，２３８，２４０の伸縮により水平方向に移動する。これにより、嵌合面１０２の凹状の曲面に従って、位置決め凸部５１２，５１４は、この凹状の曲面の最も低い位置にある位置決め凹部１１２，１１４に嵌合することになる。
　更に、ロボット５００が充電台１００に近づいた際に、ロボット５００が充電台１００に対して良好な位置関係がとれず、ロボット５００の足が充電台１００に干渉した場合でも、図１４に示す横方向Ａ３、縦方向Ａ４、回転方向Ａ５，Ａ６の自由度を備えることにより、充電台１００が退避すること可能であり、ロボット５００の動きを妨げることなく、着座モーションを行うことが可能である。
　充電マット２００の他の機能として、充電台１００への電源供給用のコードとロボット５００との干渉を防止する機能が挙げられる。ロボット５００が充電台１００にアクセスする場合に、充電台１００への電源供給用のコードは充電マット２００によって覆われている。このため、電源供給用のコード類がロボット５００による充電台１００へのアクセスの妨げとなることはない。
　ロボット５００は、充電ステーション１０００の色と形状に基づいて、充電ステーション１０００を認識する。また、ロボット５００は、充電台１００の形状から、侵入方向と充電台１００からの距離を認識する。このため、ロボット５００は、充電台１００、充電マット２００の色、形状等を認識するためのカメラ５２０を備えている。ロボット５００は、カメラ５２０が撮像した画像に基づいて充電ステーション１０００の色と形状を認識し、認識結果に基づいて歩く方向や姿勢などを制御することができる。
　ロボット５００は、自己充電を行う場合に、充電ステーション１０００を認識し、充電ステーション１０００に近づく。ロボット５００は、充電ステーション１０００に近づくと、充電台１００の形状を認識し、充電台１００の長手方向（図１４に示す矢印Ａ１方向または矢印Ａ２方向）から図８に示す斜面２４５を上り、充電マット２００の上に上がることで、図４Ａ及び図４Ｂで説明した「ダイブ」または「着座」の姿勢をとる。
　この際、充電マット２００を設けることにより、ロボット５００が充電台１００にアクセスする場合の条件、例えば床面の状態、床面の色、障害物の排除等を一定にすることが可能となる。換言すれば、充電台１００の周囲の床面の状態、床面の色は、充電マット２００の上面の状態、充電マット２００の色によって画一化される。また、充電マット２００を設けることにより、充電台１００の周囲から障害物が必然的に排除されることになる。
　従って、本実施形態の充電ステーション１０００によれば、ロボット５００が歩行する床面の色や状態が様々であっても、ロボット５００が充電台１００にアクセスする場合の条件を一定に保つことができ、自己充電を確実に行うことが可能である。
　ロボット５００は、充電台１００に着座失敗した場合に、補正モーションを発動することにより、充電台１００上で位置の微調整を行うことが可能である。補正モーションでは、ロボット５００が前後左右に微小に移動したり、振動させる動作を行う。補正モーションを発動することにより、充電台１００の嵌合面１０２に沿ってロボット底部の嵌合面５０２が摺動し、位置決め用凸部５１２，５１４が図１に示す位置決め凹部１１２，１１４に嵌合することにより、充電台１００が所望の位置に移動する。従って、位置ズレを補正するための微調整を行うことが可能である。
　図１６は、充電マット２００の淵に沿って、ロボット５００の足５１０の底と同様の形状の溝２４６を設けた例を示す模式図である。また、図１７は、図１６に示す充電ステーション１０００を、図７中の一点鎖線Ｉ－Ｉ’と同様の断面で示す模式図である。溝２４６を設けることにより、充電マット２００からロボット５００の足５１０が滑り落ちることを防止することが可能である。更に、充電マット２００の淵に沿って、足５１０と同じ形状の溝２４６を設けたことにより、ロボット５００の両前足がその溝２４６に嵌ることにより、ロボット５００は充電台１００の方向に自動的に向くことが可能である。
　充電台１００の形状は、上方から見た場合に円形としても良い。図１８Ａは、充電台１００を上方から見た平面図であって、平面形状が円形の充電台１００を示す模式図である。また、図１８Ｂは、図１８Ａに示す一点鎖線ＩＩＩ－ＩＩＩ’に沿った断面を示す模式図である。
　図１８Ａに示すように、充電台１００の中心には充電端子１４０が設けられている。また、充電端子１４０の周りには、充電端子１４０を中心とする同心円上に、リング状の充電端子１４２が設けられている。また、充電端子１４２の更に外側には、リング状の位置決め凹部１４４が設けられている。位置決め凹部１４４は、充電端子１４２に対して同心円状に配置されている。
　図１９Ａ及び図１９Ｂは、図１８Ａ及び図１８Ｂに示す充電台１００と接続されるロボット５００の嵌合面５０２を示す模式図である。図１９Ａは、嵌合面５０２を示す平面図である。また、図１９Ｂは、図１９Ａに示す一点鎖線ＩＶ－ＩＶ’に沿った断面を示す模式図である。
　図１９Ａに示すように、ロボット５００の嵌合面５０２には、充電端子５４０が設けられている。また、充電端子５４０の周りには、充電端子５４０を中心とする同心円上に、リング状の充電端子５４２が設けられている。また、充電端子５４２の更に外側には、位置決め凸部５４４が設けられている。
　図１９Ａにおいて、３箇所の位置決め凸部５４４を通る円Ｃは、充電端子５４２に対して同心円状に配置されている。また、円Ｃの直径は、図１８Ａに示すリング状の位置決め凹部１４４の直径と同じである。このため、ロボット５００が充電ステーション１０００上で着座して嵌合面５０２が嵌合面１０２に密着すると、３箇所の位置決め凸部５４４がリング状の位置決め凹部１４４に嵌合する。そして、位置決め凸部５４４がリング状の位置決め凹部１４４に嵌合すると、充電端子１４０が充電端子５４０と接触し、充電端子１４２が充電端子５４２と接触する。これにより、ロボット５００と充電台１００が電気的に接続され、ロボット５００の充電を行うことができる。
　以上のように、充電ステーション１０００側の位置決め凹部１４４に、ロボット５００側の３箇所の位置決め凸部５４４が入り込み、充電ステーション１０００とロボット５００の位置が決まる。充電端子は、充電ステーション１０００側、ロボット５００側で共に同心円状に形成されており、ロボット５００は、充電台１００に対して３６０°のどの方向からでもアクセスすることが可能となる。なお、図１８Ａに示した充電台１００の場合、充電マット２００の平面形状も円形とすることが好適である。
　以上説明したように本実施形態によれば、ロボット５００の着座時に、充電台１００側で位置の補正ができるため、ロボット５００側での位置の微調整が必要なく、短時間にて充電台１００に着座して充電を行うことが可能になる。
　また、充電ステーション１０００を充電台１００と充電マット２００から構成したことにより、状況に応じて両者を合体分離可能することが可能である。この際、充電台１００のみでもロボット５００を充電可能であるため、充電台１００を携帯用として使用可能である。
　充電マット２００を設けたことにより、電源供給用の電源コードを覆うことができ、ロボット５００がアクセスする場合の妨げとならないようにすることが可能となる。また、充電マット２００を設けることにより、ロボット５００が充電台にアクセスする場合の条件を一定にすることが可能になる。
　また、ロボット５００が充電台１００にアクセスする途中で充電台１００に干渉しても、充電台１００が移動して退避することが可能であるため、ロボット５００の充電ステーション１０００へのアクセスを妨げないようにすることができる。
　また、充電マット２００の淵に沿ってロボット５００の足底と同じ形状の溝を設けることにより、マットからロボットの足部が滑り落ちることを防止することが可能である。また、充電マット２００の淵に沿ってロボット５００の足部と同じ形状の溝２４６を設けたことにより、ロボット５００の両前足が溝２４６に嵌ることで、ロボット５００を自動的に充電台１００の方向に向かせることが可能である。
　以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
　また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
　なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）　被充電装置に接続される充電端子と、前記被充電装置との位置決めを行う係合部と、を有する充電台と、
　前記充電台を水平方向に移動可能に支持する支持部材と、
　を備える、充電装置。
（２）　前記充電端子及び前記係合部が設けられた嵌合面を有し、前記嵌合面は前記被充電装置に設けられた被嵌合面と嵌合する、前記（１）に記載の充電装置。
（３）　前記嵌合面は上方を向き、前記被充電装置の前記被嵌合面が下降することで、前記嵌合面と前記被嵌合面が嵌合する、前記（２）に記載の充電装置。
（４）　前記嵌合面は上方に向けて凹面を成し、前記被嵌合面は下方に向けて凸面を成す、前記（２）に記載の充電装置。
（５）　前記係合部は、前記嵌合面に形成された凹部であり、前記係合部に前記被嵌合面に設けられた凸部が嵌合する、前記（２）に記載の充電装置。
（６）　前記係合部が前記凸部に嵌合することで、前記充電端子と前記被充電装置の端子が電気的に接続される、前記（５）に記載の充電装置。
（７）　前記係合部は前記嵌合面の最下部に設けられた、前記（２）に記載の充電装置。
（８）　前記充電台は、前記支持部材に対して着脱される、前記（１）～（７）のいずれかに記載の充電装置。
（９）　前記支持部材は、前記充電台へ接続される配線を覆う、前記（１）～（８）のいずれかに記載の充電装置。
（１０）　前記支持部材に対して前記充電台を水平方向に移動可能に支持する弾性部材を備える、前記（１）～（９）のいずれかに記載の充電装置。
（１１）　前記弾性部材は、前記充電台を４方向から引っ張るばねである、前記（１０）に記載の充電装置。
（１２）　前記充電台は、所定方向に伸びた平面形状を有し、前記被充電装置が前記所定方向から前記充電台にアクセスする、前記（１）～（１１）のいずれかに記載の充電装置。
（１３）　前記支持部材は、前記充電台よりも平面形状が大きい充電マットとして構成され、
　前記充電台は、前記充電マットの上面から突出するように設けられる、前記（１）～（１２）のいずれかに記載の充電装置。
（１４）　前記被充電装置は歩行するロボットである、前記（１）～（１３）のいずれかに記載の充電装置。
（１５）　前記支持部材の周囲に前記ロボットの足の形状に対応する溝が設けられた、前記（１４）に記載の充電装置。
（１６）　前記ロボットは、周囲を撮像するカメラを備え、
　前記カメラが撮像した画像から得られる形状と色に基づいて前記ロボットに認識される、前記（１４）に記載の充電装置。
（１７）　前記充電台の形状に基づいて、前記ロボットによる前記充電台への進入方向が決定される、前記（１６）に記載の充電装置。
（１８）　前記被充電装置の動きに応じて、前記係合部と前記凸部が嵌合する、前記（５）に記載の充電装置。
（１９）　被充電装置に接続される充電端子と、前記被充電装置との位置決めを行う係合部と、を有する充電台と、
　前記充電台を水平方向に移動可能に支持する支持部材と、
　を備える、充電装置における充電方法であって、
　前記充電台の上に前記被充電装置が位置することと、
　前記被充電装置が下降することで前記充電端子と前記被充電装置の端子を電気的に接続することと、
　を備える、充電方法。
（２０）　移動可能な被充電装置と、
　前記被充電装置に接続される充電端子と、前記被充電装置との位置決めを行う係合部と、を有する充電台と、前記充電台を水平方向に移動可能に支持する支持部材と、を備える、充電装置と、
　を備える、充電システム。
　１００　　充電台
　１０２，５０２　　嵌合面
　１０４，１０６，１０８，５０４，５０６，５０８　　充電端子
　１１２，１１４　　位置決め凹部
　２００　　充電マット
　２３４，２３６，２３８，２４０　　ばね
　５００　　ロボット
　５１０　　足
　５２０　　カメラ
　５１２，５１４　　位置決め凸部

Claims (20)

  1. 　被充電装置に接続される充電端子と、前記被充電装置との位置決めを行う係合部と、を有する充電台と、
    　前記充電台を水平方向に移動可能に支持する支持部材と、
    　を備える、充電装置。
  2. 　前記充電端子及び前記係合部が設けられた嵌合面を有し、前記嵌合面は前記被充電装置に設けられた被嵌合面と嵌合する、請求項１に記載の充電装置。
  3. 　前記嵌合面は上方を向き、前記被充電装置の前記被嵌合面が下降することで、前記嵌合面と前記被嵌合面が嵌合する、請求項２に記載の充電装置。
  4. 　前記嵌合面は上方に向けて凹面を成し、前記被嵌合面は下方に向けて凸面を成す、請求項２に記載の充電装置。
  5. 　前記係合部は、前記嵌合面に形成された凹部であり、前記係合部に前記被嵌合面に設けられた凸部が嵌合する、請求項２に記載の充電装置。
  6. 　前記係合部が前記凸部に嵌合することで、前記充電端子と前記被充電装置の端子が電気的に接続される、請求項５に記載の充電装置。
  7. 　前記係合部は前記嵌合面の最下部に設けられた、請求項２に記載の充電装置。
  8. 　前記充電台は、前記支持部材に対して着脱される、請求項１に記載の充電装置。
  9. 　前記支持部材は、前記充電台へ接続される配線を覆う、請求項１に記載の充電装置。
  10. 　前記支持部材に対して前記充電台を水平方向に移動可能に支持する弾性部材を備える、請求項１に記載の充電装置。
  11. 　前記弾性部材は、前記充電台を４方向から引っ張るばねである、請求項１０に記載の充電装置。
  12. 　前記充電台は、所定方向に伸びた平面形状を有し、前記被充電装置が前記所定方向から前記充電台にアクセスする、請求項１に記載の充電装置。
  13. 　前記支持部材は、前記充電台よりも平面形状が大きい充電マットとして構成され、
    　前記充電台は、前記充電マットの上面から突出するように設けられる、請求項１に記載の充電装置。
  14. 　前記被充電装置は歩行するロボットである、請求項１に記載の充電装置。
  15. 　前記支持部材の周囲に前記ロボットの足の形状に対応する溝が設けられた、請求項１４に記載の充電装置。
  16. 　前記ロボットは、周囲を撮像するカメラを備え、
    　前記カメラが撮像した画像から得られる形状と色に基づいて前記ロボットに認識される、請求項１４に記載の充電装置。
  17. 　前記充電台の形状に基づいて、前記ロボットによる前記充電台への進入方向が決定される、請求項１６に記載の充電装置。
  18. 　前記被充電装置の動きに応じて、前記係合部と前記凸部が嵌合する、請求項５に記載の充電装置。
  19. 　被充電装置に接続される充電端子と、前記被充電装置との位置決めを行う係合部と、を有する充電台と、
    　前記充電台を水平方向に移動可能に支持する支持部材と、
    　を備える、充電装置における充電方法であって、
    　前記充電台の上に前記被充電装置が位置することと、
    　前記被充電装置が下降することで前記充電端子と前記被充電装置の端子を電気的に接続することと、
    　を備える、充電方法。
  20. 　移動可能な被充電装置と、
    　前記被充電装置に接続される充電端子と、前記被充電装置との位置決めを行う係合部と、を有する充電台と、前記充電台を水平方向に移動可能に支持する支持部材と、を備える、充電装置と、
    　を備える、充電システム。
PCT/JP2018/030716 2017-10-31 2018-08-21 充電装置、充電方法、及び充電システム WO2019087529A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/755,990 US11715962B2 (en) 2017-10-31 2018-08-21 Charging device, charging method, and charging system
CN201880063967.0A CN111183563A (zh) 2017-10-31 2018-08-21 充电装置、充电方法和充电系统
EP18872384.5A EP3706278A4 (en) 2017-10-31 2018-08-21 CHARGING DEVICE, METHOD, AND SYSTEM

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017210785 2017-10-31
JP2017-210785 2017-10-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019087529A1 true WO2019087529A1 (ja) 2019-05-09

Family

ID=66331531

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/030716 WO2019087529A1 (ja) 2017-10-31 2018-08-21 充電装置、充電方法、及び充電システム

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11715962B2 (ja)
EP (1) EP3706278A4 (ja)
CN (1) CN111183563A (ja)
WO (1) WO2019087529A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001125641A (ja) * 1999-10-29 2001-05-11 Sony Corp 移動ロボットのための充電システム、充電ステーションを探索する方法、移動ロボット、コネクタ、及び、電気的接続構造
JP2003079062A (ja) * 2001-09-04 2003-03-14 Sony Corp 充電装置
JP2004066381A (ja) 2002-08-05 2004-03-04 Sony Corp ロボット装置
JP2013141341A (ja) * 2011-12-28 2013-07-18 Sharp Corp 自走式電子機器、電子機器の充電端子の清掃方法
JP2014184529A (ja) * 2013-03-25 2014-10-02 Toyota Motor Corp 充電システム
US20160370804A1 (en) * 2015-01-14 2016-12-22 Varram System Co., Ltd. Mobile robot and method for docking the mobile robot with charging station

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4032793B2 (ja) 2002-03-27 2008-01-16 ソニー株式会社 充電システム及び充電制御方法、ロボット装置、及び充電制御プログラム及び記録媒体
KR100468107B1 (ko) 2002-10-31 2005-01-26 삼성광주전자 주식회사 외부충전장치를 갖는 로봇청소기 시스템 및 로봇청소기의외부충전장치 접속방법
JP4908104B2 (ja) * 2006-08-16 2012-04-04 本田技研工業株式会社 充電装置
DE102009001080A1 (de) * 2009-02-23 2010-08-26 Robert Bosch Gmbh Autonome Ladevorrichtung für Plugln-Hybrid-Fahrzeuge
JP6115502B2 (ja) * 2014-03-24 2017-04-19 トヨタ自動車株式会社 充電器
JP6237514B2 (ja) 2014-07-17 2017-11-29 ソニー株式会社 送受電制御装置、送受電制御方法及び送受電制御システム
DE102014226357A1 (de) * 2014-12-18 2016-06-23 Robert Bosch Gmbh Ladestation und Verfahren zum automatischen Laden eines elektrischen Energiespeichers in einem Fahrzeug
JP6496459B2 (ja) * 2016-09-16 2019-04-03 Ｇｒｏｏｖｅ Ｘ株式会社 ロボットを収容して充電する充電ステーション

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001125641A (ja) * 1999-10-29 2001-05-11 Sony Corp 移動ロボットのための充電システム、充電ステーションを探索する方法、移動ロボット、コネクタ、及び、電気的接続構造
JP2003079062A (ja) * 2001-09-04 2003-03-14 Sony Corp 充電装置
JP2004066381A (ja) 2002-08-05 2004-03-04 Sony Corp ロボット装置
JP2013141341A (ja) * 2011-12-28 2013-07-18 Sharp Corp 自走式電子機器、電子機器の充電端子の清掃方法
JP2014184529A (ja) * 2013-03-25 2014-10-02 Toyota Motor Corp 充電システム
US20160370804A1 (en) * 2015-01-14 2016-12-22 Varram System Co., Ltd. Mobile robot and method for docking the mobile robot with charging station

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3706278A4

Also Published As

Publication number Publication date
EP3706278A1 (en) 2020-09-09
CN111183563A (zh) 2020-05-19
US20200298399A1 (en) 2020-09-24
US11715962B2 (en) 2023-08-01
EP3706278A4 (en) 2020-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7535706B2 (en) Multi-purpose docking system
US9588548B2 (en) Docking station for a portable electronic device
US11750031B2 (en) Inductive charger with rotatable magnetic mount
US8098042B2 (en) Charging system for walking robot and charging method therefor
WO2020042698A1 (zh) 手持装置及拍摄设备
US20100022285A1 (en) Apparatus and method for retrofitting a broad range of mobile devices to receive wireless power
US11932155B2 (en) Vehicle cup holder allowing wireless charging
JP4685956B2 (ja) 入力デバイス充電システム
US20170214260A1 (en) Set for holding and charging mobile device
US20090243396A1 (en) Apparatus and method for retrofitting a broad range of mobile devices to receive wireless power
JP2013091334A (ja) 接続装置
US20140329400A1 (en) Lock device
WO2019087529A1 (ja) 充電装置、充電方法、及び充電システム
CN105979130B (zh) 云台结构和摄像模组
US20210141295A1 (en) Handheld gimbal
CN211556322U (zh) 电池插拔机构
KR20200079017A (ko) 무인비행체의 이착륙장치
CN211743546U (zh) 一种快装板结构和机器人
CN210000559U (zh) 连接组件及无人机
CN111147709A (zh) 安防监控防盗系统
US20190348847A1 (en) Electronic apparatus, charging platform and charging system
KR20160072437A (ko) 이동 단말기 거치대
CN219346070U (zh) 转向支架及摄像设备
CN112397937A (zh) 电池插拔机构以及电池插拔机构的检测方法
JP7339218B2 (ja) 移動体の充電システム

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18872384

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018872384

Country of ref document: EP

Effective date: 20200602

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP