JPS61128703A

JPS61128703A - 移動体給電方式

Info

Publication number: JPS61128703A
Application number: JP59249372A
Authority: JP
Inventors: Kenro Motoda; 謙郎元田
Original assignee: Motoda Electronics Co Ltd
Current assignee: Motoda Electronics Co Ltd
Priority date: 1984-11-26
Filing date: 1984-11-26
Publication date: 1986-06-16

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、一定の移動領域面内を自在に移動する走行ロ
ボット等の移動体に電力を供給する給電方式に関する。

〔従来の技術〕

従来、一定の移動領域面内で自在に移動する走行ロボッ
ト等の移動体の給電は、移動体に電源ケーブルを接続す
るか、又は、移動体に蓄電池を搭載することによって行
なっていた。しかしながら、前者の方式は、ケーブルが
移動体の移動を妨げたり、重量のあるケーブルを１廻し
て移動体に大きな負荷が加わるという欠点があり、また
、後者の方式は、蓄電池を搭載するため移動体が大型化
且つ重量化すると共忙、蓄電池の容量によって稼動時間
が限定され、しか屯所定の充電時間を必要とするといっ
た欠点があった。

そこで、所定の移動領域面内に電極板を多数配役すると
共に、この移動領域面内を走行移動するロボットを設け
、且つ、このロボットの足部に整流素子を接続した複数
の電極子を設けて、電極板及び電極子を介してロボット
に給電するように構成した移動体装置が提案されている
。

〔解決すべき問題点〕

この移動体装置は、移動の妨げとなるケーブルを接続す
ることなく、また蓄電池を搭載することなく連続稼動を
行なえる点で優れている。しかし、この移動体装置では
、多数の電極板がすべて移動面に剥き出しの状態で配設
されているために、給電対象となる移動体以外の搬送車
あるいは作業員等が、移動体の作動している最中、すな
わち電極板に電流が流れているときに、電極板に載って
移動体の作動と同時に作業を行なうことができなかった
。

父、移動体が、人間と同様に二足走行するロボットであ
る場合には走行時のバランスを保持することが難しく、
機構が複雑になるといった問題点があった。

〔問題点の解決手段〕

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、移動領
域面に磁性体からなる電極板を多数配設すると共に、そ
の上面に絶縁シートを敷設して電極板を覆い、且つ、移
動体の足部裏面に電磁石を設けると共に、この電磁石と
干渉しない位置にスパイク状もしくはピン状等の電極子
からなる電極子群を設け、これら電極子群を絶縁シート
に突き刺して電極板と接触式せる構成としである。そし
て、このように構成することにより、電極板へ電源が供
給され、移動体が作動している最中でも、搬送車あるい
は作業員等が電極板上に載って、移動体と同時に作業を
行なえるようにすると共に、電磁石によって移動体の足
部を移動領域面に吸着させ、バランスを保った安定した
走行を可能ならしめている。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。

第１図は木実流側を二足走行ロボットに適用した状態の
斜視図、第２図は上記走行ロボットにおける電極板と電
極子との接触状態を示す要部拡大断面図、第３図は電極
板と電極子との接続関係を示す説明図、第４図は給電方
式の回路図である。

これらの図面に示す本実施例給電方式は、所定の移動領
域面１を自在に移動する移動体１０たる二足走行ロボッ
ト１１に適用してなるもので、移動領域面１に磁性体か
らなる電極板２．２ｔ−多数配設すると共に、その上面
に絶縁シート５を敷設し、且つ、足部に、電磁石６と、
スパイク状もしくはピン状の電極子１３ａ、・・・、１
３ｒからなる電極子群１３を設けた移動体１０とによっ
て構成される。

電極板２．２Ｖｉ、鉄、ニッケル等の磁性を有すると共
に、導電性を有する材料からなる導体板を帯状て形成し
てなり、合成樹脂等からなる絶縁体３を挾んで移動領域
面ｌ上に多数並列して配設される。隣接するものとの間
隔は、後述する電極子の１本が隣接する電極板２．２に
同時に接触して短絡することを防ぐため、少なくとも電
極子の接触面の最大幅よシ長く設定する。父、この間隔
と１１ｊ極板２の幅との和は、後述する電極子群が極性
を異にする電極板２．２に同時に接触し得るよう設定さ
れている。

この電極板２Ｖｉ、各々電源４に接続される。この場合
、隣接する電極板２．２の極性を異ならしめるべく、並
列している各電標板２をＷ源４の陽極と陰極に交互に接
続する。

なお、この電極板２は、帯状に限らず、矩形−乃至正方
形状、又は、楕円乃至円形状としても良く、更にはリン
グ状その他の適宜の形状とすることができる。そして、
これらをマトリクス状て、又は、同心円状に配設するこ
とができる。父、絶縁体３の部分を単に間隙として構成
することもできる。

絶縁シート５は、後述するスパイク状の電極子が突き刺
さったときに貫通する程度の柔軟性を有するゴム、合成
樹脂あるいは布等の絶縁材料によって形成されている。

そして、この絶縁シート５は、移動領域面１内における
電極板２．２の上面全体にわたって数置の均等な厚さで
貼付し敷設しである。なお、絶縁シート５の厚さは、完
全なる絶縁が確保され、且つ、後述する移動体足部１２
の電磁石６の磁力が電極板２．２に及ぶ厚さであると共
に、電極子１３ａ、・・・、１３ｒが突き刺さった際て
貫通し得る厚さを有していればよい。

ロボットに設けた電磁石６は、鉄心６ａとコイル６ｂと
からなシ、両足部１２．１２の足部裏面１２ａ側を吸着
面として配置してあり、コイル６ｂへの通電により鉄心
６ａに磁束を生じ、絶縁シート５を介して電極板２を吸
着する。コイル６ｂへの通電は、制御装置（図示せず）
からの制御信号にもとづいて左右交互に行なわれる。す
なわち、足部１２の一方が移動領域面に接地すると、接
地センサ７が作動し、制御装置は、この信号に対応して
該足部１２のコイル６ｂのスイッチ（図示せず）をオン
して通電し、他の足部１２のコイル６ｂのスイッチ（図
示せぜ）をオフして通電を停止する。これにより、前者
の足部１２は、磁力により電極板２に吸着して固定され
、支持脚となり、後者の足部１２は、磁力を失なって解
放され、遊脚となる。ロボット１１は、支持脚によりそ
の重量を支持すると共にバランスを保持し、遊脚を前後
に送って前進又は後退する。

なお、この実施例では、足部裏面１２ａ中央に電磁石６
を設けているが、中央に限らないこと勿論であり、父、
一つの足部１２に複数個設けてもよ＾。

電極子群１３は、複数の電極子１３ａ、・・・、１３ｒ
からなり、これら電極子１３ａ、・・・、１３ｒは、先
細りとなったスパイク状に形成しである。を極子１３ａ
、・・・。

１３ｒの形状としては、スパイク状のほかにビン状等と
することも可能である。そしてこれら電極子１３ａ、・
・・、　１３ｒは、ロボット１１０足部裏面１２ａの電
磁石６と干渉しない位置に設けた収納部１２ｂに、抑圧
スプリング１２Ｃを介して出没自在に設けである。なお
、押圧スプリング１２Ｃを省略して、電極子１３ａ、・
・・、　１３ｒを足部裏面１２ａＫ：＠接取付けること
も可能である。

上記各電極子１３ａ、・・・、１３ｒは、互いに絶縁し
て配設してあり、この実施例では、電磁石６を設けた部
分を除きマトリクス状に配設しである。しかし、電極子
１３ａ、・・・、１３ｒの配設は、これに限定されない
ことは勿論で、例えば、多足走行ロボットの場合には、
各足部を一つの電極子に対応させる構成とすることが可
能である。父、電極子１３ａ。

・・・、１３ｒｉ！、断面円形のものに限らず、非円形
状のものでもよい。

上記各電極子１３ａ、・・・、１３ｒＫＦｉ、ダイオー
ド１４．１５が接続されている。ダイオード１４゜１５
は、各電極子１３ａ、・・・、１３ｒに対し互に逆向き
に接続してあり、各ダイオード１４．１５の他端にかい
て、アノードとカソードをそれぞれ共通接続して移動体
電源部１６の電源端子１７ａ　、　１７ｂＫ：極性を対
応させて接続しである。もつとも、各ダイオード１４．
１５は、共通接続せず個別に電源端子１７ａ　、　１７
ｂに接続してもよい。

この実施例が適用されるロボット１１は、足部１２にで
二足走行し、前進、後退、転向等の動作をオペレータの
指示に従って行なうもので、電動機を主たる駆動源とし
ている。上記電極子群１３は、両足部１２．１２に設け
てあり、いずれからも給電し得るようになっている。移
動体電源部１６は、供給された電力をロボツ）１１内の
電動機、制御装置等の各電源に適した電圧・電流とする
回路であって、必要により小型の蓄電池、電池等を設け
てもよい。

次に、本実施例の動作について説明する。

今、ロボット１１が二足走行して、その一方の足部１２
が接地すると、足部１２の裏面１２ａに設けたスパイク
状の電極子＃１３が、ロボット１１の重みで絶縁シート
５に突き刺さって貫通し電極板２．２と接触する。そし
て、接地と同時に接地センナ７が作動し、コイル６ｂに
通電し電磁石６と電極板２．２との間で吸着作用を生じ
、ロボノド１１０足郁１ｚをしっかりと電極板２　、２
Ｋｉｉ１着する。このときの各電極子１３ａ、・・・、
１３ｒと、電極板２．２の接触状態が第３図に示す状態
であるとすると、電極子１３ａ　、　１３ｂ　、　１３
ｅ　、　１３ｆ　、　１ゴｌ。

１３ｍ　、　１３１）　、　１３Ｑがそれぞれ陽極の電
極板２と接触し、電極子１３ｃ　、　１３ｄ　、　１３
ｈ　、　１３ｊ　、　１３ｏがそれぞれ陰極の電極板２
と接触し、こ九らが通電に寄与する。他の電極子１３ｇ
　、　１３ｉ　、　１３ｋ　、　１３ｎ　。

１３ｒは絶縁体３上にちって通電に寄与しない。

ここで、陽極側にある電極子と陰極側にある電極子とか
ら各々任意の一組として１３ｆ及び１３ｊを取出して説
明すると、まず電極子１３ｆにおいては、電［４に対し
、ダイオード１４が逆方向となり、ダイオード１５が順
方向となるので、ダイオード１５を介して電源端子１７
ａに電流が流れる。一方、電極子１３ｊにおいては、電
１４に対し、ダイオード１４が順方向となり、ダイオー
ドエ５が逆方向となるので、ダイオード１４を介して電
源端子１７ｂから電流が流れる。

又、ロボット１１が走行して足部１２も移動し、例えば
電極子１３ｆと１３１がそれぞれ前と逆極性にある電極
板２と接触したとすると、ダイオード１４．１５の順逆
の関係は上記とは逆になる。しかし、この場合でも電源
端子１７１．１７ｂにおける磁性は変わらない。

上記の関係は、他の電極子についても全く同様である。

即ち、ダイオード１４．１５は、極性を鼻にする任意の
電極千間（上記の場合ｘ３ｆ　、　１３ｊ　）にてブリ
ッジ整流回路を構成する。従って、ロボツ）１１の移動
に伴なって、各電極子に接触する電極板の極性が変化し
ても、電源端子１７ａ　、　１７ｂにかいて常に一定の
極性の直流電力を得ることができる。又、電源４が交流
の場合であっても、このブリッジ整流口路により整流嘔
れろため、直流電源と同様に使用できる。

なお、本発明は、単なる電源の供給だけでなく、例えば
、電力と移動体制御信号の授受を同時に行なう場合にも
適用できる。この場合は、移動領域面側及び移動体側に
、電源電流及び送・受信信号を各々結合・分離する手段
を設けることにより、移動領域内の任意の位置にて移動
領域面側と移動体との間で電力及び信号を授受する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は移動領域面に磁性を有す
る電極板を多数配設すると共に、その上面に絶縁シート
を敷設して電極板をりい、且つ、移動体に、電磁石と複
数のスパイク状あるいはピン状等の電極子からなる電極
子群を設け、電磁石によって吸着作用を生じさせると共
に、電極子群を絶縁シートに突さ刺して電極板と接触さ
せる構成としであるので、移動体の走行を、バランスよ
く安定して行なわしめると共に、移動体の作動時、す々
わち、電極板に電流が流れているときでも、搬送車ある
いは人間等が電極板上に載って、移動体の作動と同時に
作貧を行なえる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は本実施
例を二足走行ロボットに適用した状態の斜視図、第２図
は上記走行ロボットにおける電極板と電極子との接触状
態を示す要部拡大断面図、第３図は電極板と電極子との
接続関係を示す説明図、第４図は給電方式の回路図であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】一定の移動領域面内を自在に移動する移動体に電力を供
給する給電方式であつて、上記移動領域面内に、磁性を有する多数の電極板を所定
間隔にて配設すると共に、該電極板の各々を交互に極性
を変えて電源に接続し、且つ、上記多数の電極板の上面に絶縁シートを敷設し、さらに、上記移動体の足部裏面に、電磁石を設けると共
に、この電磁石と干渉しない位置に、上記絶縁シートを
突き刺して上記電極板と接触可能な形状とした複数の電
極子を相互に絶縁した状態で設け、且つ、該電極子の各
々に整流素子をその向きを適宜変えて接続し、各整流子
の他端を移動体電源端子に極性を対応させてそれぞれ接
続したことを特徴とする移動体給電方式。