JP2000354985A - Locomotive robot - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複数箇所のステー
ション間を走行してロボット作業を行う移動ロボットに
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mobile robot that travels between a plurality of stations to perform a robot operation.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば、半導体製造工場では、複数箇所
の作業ステーション間を移動する走行部上に、被搬送物
(例えばウエーハカセット)を相手側から受け取ったり
相手側に引き渡したりするなどのロボット作業を行うた
めの多関節アームロボットを搭載した多数台の移動ロボ
ット(無人搬送車)が使用されている。このような移動
ロボットにおいては、自走する必要がある関係上、走行
用モータなどを二次電池より成るバッテリにより駆動す
る構成とした上で、充電ステーションを兼用した作業ス
テーションでの停止中に外部交流電源から充電する構成
としている。2. Description of the Related Art For example, in a semiconductor manufacturing plant, robot work such as receiving or transferring an object to be transferred (eg, a wafer cassette) from a partner to a partner on a traveling unit moving between a plurality of work stations. Many mobile robots (automated guided vehicles) each equipped with an articulated arm robot for performing the operation are used. In such a mobile robot, since it is necessary to travel on its own, the running motor and the like are driven by a battery composed of a secondary battery. It is configured to charge from an AC power supply.
【0003】近年では、バッテリに充電するための充電
器を移動ロボット側に搭載することが行われているが、
このような充電器には、安定した充電動作を行うために
大容量の平滑用コンデンサを設けることが一般的となっ
ている。但し、このような大容量の平滑用コンデンサを
備えた充電器にあっては、外部交流電源に接続された当
初において極めて大きな突入電流が流れて回路素子に悪
影響が及ぶという問題が出てくる。このため、実際に
は、充電器の入力側に突入電流を制限するための抵抗素
子を設けると共に、突入電流レベルが低下した所定タイ
ミングで抵抗素子の両端を短絡するスイッチ要素を設け
る構成とすることが行われている。[0003] In recent years, a charger for charging a battery has been mounted on the mobile robot side.
Such a charger is generally provided with a large-capacity smoothing capacitor in order to perform a stable charging operation. However, in a charger including such a large-capacity smoothing capacitor, there is a problem that an extremely large rush current flows at the beginning when the charger is connected to an external AC power supply, which adversely affects circuit elements. For this reason, in practice, a configuration is adopted in which a resistance element for limiting the rush current is provided on the input side of the charger and a switch element that short-circuits both ends of the resistance element at a predetermined timing when the rush current level is reduced. Has been done.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来構
成では、突入電流抑制機能が設けられている関係上、移
動ロボットが作業ステーション(充電ステーション)に
到着して充電器と外部交流電源とが接続された状態とな
った後に、その充電器が立ち上がるまでの時間(平滑用
コンデンサに対し十分なレベルまで充電される時間)が
比較的長くなってタイムロスが発生するという事情があ
る。これに対して、移動ロボットにあっては、作業ステ
ーションでの停止時間が比較的短い時間に限定されるこ
とが多いという事情があるため、上記のようなタイムロ
スが発生する場合には十分な充電時間を確保することが
困難になる。このため、場合によってはバッテリが過放
電気味になることがあり、このような状態に陥ったとき
には、移動ロボットを充電のためだけに作業ステーショ
ンに停止させておくことが必要になって、その移動ロボ
ットの仕事率が低下するという問題点が出てくる。By the way, in the above-mentioned conventional structure, the mobile robot arrives at the work station (charging station) and the charger is connected to the external AC power supply because of the provision of the rush current suppressing function. There is a situation in which the time required for the charger to start up (the time required for the smoothing capacitor to be charged to a sufficient level) is relatively long after the battery is charged, resulting in a time loss. On the other hand, mobile robots are often limited to a relatively short stoppage time at the work station, so if the time loss described above occurs, sufficient charging is required. It becomes difficult to secure time. For this reason, the battery may become overdischarged in some cases, and in such a case, it is necessary to stop the mobile robot at the work station only for charging, and The problem is that the power of the robot is reduced.
【0005】一方、従来では、充電器を通じてバッテリ
に充電する際に、当該充電器による充電条件をバッテリ
の状態(残存容量、温度など)に基づいて制御すること
が行われている。具体的には、バッテリの状態に基づい
て上記充電条件を決定するための充電制御コントローラ
を設けた上で、充電器側に、上記充電制御コントローラ
で決定された充電条件データを受信すると共に、その充
電条件データに応じて充電器を通じたバッテリへの充電
状態を制御する充電状態制御回路を設けることが行われ
ている。また、この場合には、上記充電条件データをシ
リアル信号で送信する構成とすることにより、ハードウ
エア構成の簡略化を図ることが行われている。On the other hand, conventionally, when charging a battery through a charger, charging conditions by the charger are controlled based on the state (remaining capacity, temperature, etc.) of the battery. Specifically, after providing a charge control controller for determining the charge condition based on the state of the battery, the charger side receives the charge condition data determined by the charge control controller, 2. Description of the Related Art A charge state control circuit for controlling a charge state of a battery through a charger according to charge condition data is provided. In this case, the hardware configuration is simplified by transmitting the charging condition data as a serial signal.
【0006】しかしながら、この構成では、充電条件デ
ータの送信に比較的長い時間を必要とするため、移動ロ
ボットが作業ステーションに到着してから充電器による
充電動作が開始されるまでの間に、充電条件データの送
信所要時間に相当したタイムロスが発生することにな
る。従って、このようなタイムロスが発生する場合にお
いても、バッテリの充電時間を十分に確保することが困
難になって、移動ロボットを充電のためだけに作業ステ
ーションに停止させておくことが必要になる場合があ
り、結果的に移動ロボットの仕事率の低下という問題点
が出てくる。However, in this configuration, since a relatively long time is required to transmit the charging condition data, the charging operation is performed between when the mobile robot arrives at the work station and when the charging operation by the charger is started. A time loss corresponding to the required time for transmitting the condition data occurs. Therefore, even when such a time loss occurs, it is difficult to secure a sufficient charging time of the battery, and it is necessary to stop the mobile robot at the work station only for charging. As a result, there is a problem that the power of the mobile robot is reduced.
【0007】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、充電ステーションに停止した期間に
バッテリへの充電を行う場合に、その充電準備動作に伴
うタイムロスをなくすことにより充電可能時間を最大限
確保できるようになる移動ロボットを提供することにあ
る。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to charge a battery by eliminating a time loss associated with a charge preparation operation when the battery is charged while the charging station is stopped. An object of the present invention is to provide a mobile robot that can secure the maximum time.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1に記載した手段を採用できる。この手段によ
れば、移動ロボットが充電ステーションに停止した状態
では、充電器が外部の交流電源出力を整流平滑するよう
になり、その整流平滑出力によりバッテリに充電される
ようになる。この場合、充電制御手段は、移動ロボット
が上記充電ステーションに到達する前の時点で、バッテ
リの出力を充電器に与えることにより当該充電器内に設
けられた平滑用コンデンサに所定レベルまで充電すると
いう制御、つまり充電器を予め立ち上げておく制御を行
うようになる。このため、移動ロボットが充電ステーシ
ョンに到達してからバッテリの充電が開始されるまでの
時間を、最大で零時間近くまで短縮できるようになっ
て、従来構成のようなタイムロスが発生する恐れがなく
なる。この結果、充電ステーションでの停止時間が比較
的短い時間に限定されるような状況下であっても、バッ
テリに対する充電時間を極力長く確保できるため、その
バッテリが過放電気味になることを未然に防止可能にな
る。従って、移動ロボットが充電のためだけに停止状態
とされる可能性が低くなって、その移動ロボットの仕事
率が向上するようになる。To achieve the above object, the means described in claim 1 can be adopted. According to this means, when the mobile robot is stopped at the charging station, the charger rectifies and smoothes the output of the external AC power supply, and the battery is charged by the rectified and smoothed output. In this case, the charging control means may charge the smoothing capacitor provided in the charger to a predetermined level by giving the output of the battery to the charger at a time before the mobile robot reaches the charging station. Control, that is, control for starting up the charger in advance is performed. Therefore, the time from when the mobile robot arrives at the charging station to when the battery starts to be charged can be reduced to a value close to zero time at the maximum, and there is no possibility that a time loss as in the conventional configuration will occur. . As a result, even in a situation where the stop time at the charging station is limited to a relatively short time, the charging time for the battery can be ensured as long as possible, so that the battery tends to be overdischarged beforehand. Can be prevented. Therefore, the possibility that the mobile robot is stopped only for charging is reduced, and the power of the mobile robot is improved.
【0009】請求項2記載の手段によれば、充電器内の
平滑用コンデンサに流れ込む突入電流が電流制限手段に
より抑制されるから、回路素子に悪影響が及ぶ恐れがな
くなるという利点があるが、充電器が立ち上がるまでの
時間が長くなるという事情がある。従って、このような
事情がある場合には、前述したように充電器をを予め立
ち上げておく制御を行うことが非常に有益となる。According to the second aspect of the present invention, the rush current flowing into the smoothing capacitor in the charger is suppressed by the current limiting means, so that there is an advantage that there is no possibility that the circuit elements are adversely affected. There is a situation that the time until the vessel rises becomes longer. Therefore, when there is such a situation, it is very useful to perform the control for starting up the charger in advance as described above.
【0010】前記目的を達成するために請求項3記載の
手段を採用することもできる。この手段によれば、移動
ロボットが充電ステーションに停止した期間に、外部の
交流電源出力を整流平滑する充電器を通じてバッテリの
充電が行われる。この場合、充電制御手段は、移動ロボ
ットが上記充電ステーションに到達する前の時点におい
て、バッテリの状態に基づいて充電器による充電条件を
決定した上で、その充電条件データを充電状態制御回路
へ送信する動作を行うようになる。これに応じて、充電
状態制御回路が、受信した充電条件データに基づいて充
電器を通じたバッテリへの充電状態を制御するようにな
る。このように、充電状態制御回路に対し予め充電条件
データが送信される場合には、移動ロボットが充電ステ
ーションに到着してから充電器による充電動作が開始さ
れるまでの間に、充電条件データの送信所要時間に相当
したタイムロスが発生することがなくなる。このため、
移動ロボットが充電ステーションに到達してからバッテ
リの充電が開始されるまでの時間を短縮できるようにな
って、従来構成のようなタイムロスが発生する恐れがな
くなる。この結果、充電ステーションでの停止時間が比
較的短い時間に限定されるような状況下であっても、バ
ッテリに対する充電時間を極力長く確保できるため、そ
のバッテリが過放電気味になることを未然に防止可能に
なる。従って、移動ロボットが充電のためだけに停止状
態とされる可能性が低くなって、その移動ロボットの仕
事率が向上するようになる。[0010] In order to achieve the above object, means according to claim 3 can be adopted. According to this means, while the mobile robot stops at the charging station, the battery is charged through the charger that rectifies and smoothes the output of the external AC power supply. In this case, before the mobile robot reaches the charging station, the charging control means determines charging conditions for the charger based on the state of the battery, and transmits the charging condition data to the charging state control circuit. Will be performed. In response, the charge state control circuit controls the charge state of the battery through the charger based on the received charge condition data. As described above, when the charging condition data is transmitted in advance to the charging state control circuit, the charging condition data is transmitted from when the mobile robot arrives at the charging station to when the charging operation by the charger is started. A time loss corresponding to the required transmission time does not occur. For this reason,
The time from when the mobile robot reaches the charging station to when charging of the battery is started can be shortened, so that there is no possibility of occurrence of time loss as in the conventional configuration. As a result, even in a situation where the stop time at the charging station is limited to a relatively short time, the charging time for the battery can be ensured as long as possible, so that the battery tends to be overdischarged beforehand. Can be prevented. Therefore, the possibility that the mobile robot is stopped only for charging is reduced, and the power of the mobile robot is improved.
【0011】請求項4記載の手段によれば、充電条件デ
ータがシリアル信号として送信される構成となっている
から、ハードウエア構成を簡略化できるという利点があ
るが、充電条件データの送信所要時間が長くなるという
事情がある。従って、このような事情がある場合には、
前述したように充電状態制御回路に対し予め充電条件デ
ータを送信しておく制御を行うことが非常に有益とな
る。According to the fourth aspect of the present invention, since the charging condition data is transmitted as a serial signal, there is an advantage that the hardware configuration can be simplified. Is longer. Therefore, when there is such a situation,
As described above, it is very useful to perform control for transmitting charge condition data to the charge state control circuit in advance.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
基づいて説明する。図1には、多関節アームロボット
(図示せず)を搭載した移動ロボット1の電気的構成の
うち、本発明の要旨に関係した部分の構成が、充電ステ
ーションに設置された電源装置2と共に機能ブロックの
組み合わせにより示されている。尚、図1中において
は、電力ラインを実線で示すと共に信号ラインを破線で
示している。また、図1中において、交流線路及びこれ
に接続される回路要素は実際には三相用のものである
が、ここでは簡略化した状態で示している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an electrical configuration of a mobile robot 1 equipped with an articulated arm robot (not shown) that is related to the gist of the present invention. It is indicated by a combination of blocks. In FIG. 1, the power line is shown by a solid line and the signal line is shown by a broken line. In FIG. 1, the AC line and the circuit elements connected thereto are actually for three phases, but are shown in a simplified state here.
【0013】この図1において、電源装置2は、三相2
00Vの商用交流電源3とこれに接続された給電カプラ
4とを備えた構成となっている。移動ロボット1は、当
該移動ロボット1が充電ステーションに停止された状態
で前記給電カプラ4と接続される受電カプラ5を備えて
おり、以下、この移動ロボット1の内部構成の要部につ
いて説明する。In FIG. 1, a power supply device 2 includes a three-phase
The configuration includes a commercial AC power supply 3 of 00V and a power supply coupler 4 connected thereto. The mobile robot 1 includes a power receiving coupler 5 connected to the power supply coupler 4 in a state where the mobile robot 1 is stopped at a charging station. Hereinafter, a main part of an internal configuration of the mobile robot 1 will be described.
【0014】即ち、受電カプラ5と主電源線6との間に
は、サーキットブレーカ7及び例えばトライアックより
成る電源スイッチ8が直列に接続されている。尚、電源
スイッチ8は、他の半導体スイッチング素子或いはリレ
ースイッチのような機械的スイッチにより構成すること
もできる。That is, a circuit breaker 7 and a power switch 8 composed of, for example, a triac are connected in series between the power receiving coupler 5 and the main power line 6. Note that the power switch 8 may be constituted by another semiconductor switching element or a mechanical switch such as a relay switch.
【0015】主電源線6に接続された充電器9は以下の
ような構成となっている。即ち、充電器9の入力段に
は、主電源線6に重畳するノイズ成分を除去するための
ラインフィルタ10が接続されている。整流平滑回路1
1は、主電源線6からラインフィルタ10を通じて与え
られる交流電源出力を整流平滑するためのもので、これ
は大容量の平滑用コンデンサ(図示せず)を備えた構成
となっている。この場合、充電器9の入力部、特にはラ
インフィルタ10と整流平滑回路11との間には、上記
図示しない平滑用コンデンサに流れ込む突入電流を抑制
するための抵抗素子12(電流制限手段に相当)と例え
ばトライアックより成るバイパス用スイッチ13(スイ
ッチ要素に相当)との並列回路が接続されており、以て
抵抗素子13の両端をトライアック13により選択的に
短絡できる構成とされている。尚、上記バイパス用スイ
ッチ13も、前記電源スイッチ8と同様に他の半導体ス
イッチング素子或いはリレースイッチのような機械的ス
イッチにより構成することができる。The charger 9 connected to the main power supply line 6 has the following configuration. That is, a line filter 10 for removing a noise component superimposed on the main power supply line 6 is connected to an input stage of the charger 9. Rectifying smoothing circuit 1
1 is for rectifying and smoothing the output of the AC power supplied from the main power supply line 6 through the line filter 10, which is provided with a large-capacity smoothing capacitor (not shown). In this case, a resistance element 12 (corresponding to a current limiting means) for suppressing an inrush current flowing into a smoothing capacitor (not shown) is provided between an input portion of the charger 9, particularly, between the line filter 10 and the rectifying / smoothing circuit 11. ) And a bypass switch 13 (corresponding to a switch element) composed of a triac, for example, are connected, so that both ends of the resistance element 13 can be selectively short-circuited by the triac 13. Incidentally, the bypass switch 13 can also be constituted by another semiconductor switching element or a mechanical switch such as a relay switch, like the power switch 8.
【0016】スイッチング回路14は、整流平滑回路1
1の出力をスイッチングして可変電圧の交流出力を発生
するためのものであり、そのスイッチング動作はECU
15(充電状態制御回路に相当)により制御される構成
となっている。このスイッチング回路14の出力を受け
る整流平滑回路16は、入力段に昇圧トランス(図示せ
ず)を備えた構成となっており、その出力をバッテリ1
7のプラス側端子が接続された直流電源ライン18に与
えるようになっている。尚、バッテリ17のマイナス側
端子は接地されている。The switching circuit 14 includes a rectifying / smoothing circuit 1
1 to generate a variable voltage AC output by switching the output of the ECU 1.
15 (corresponding to a charge state control circuit). The rectifying / smoothing circuit 16 receiving the output of the switching circuit 14 has a configuration in which a boosting transformer (not shown) is provided at the input stage, and the output thereof is supplied to the battery 1.
7 is supplied to the connected DC power supply line 18. The negative terminal of the battery 17 is grounded.
【0017】この場合、ECU15は、後述する充電制
御コントローラ19(充電制御手段に相当)から出力さ
れる充電開始指令及び充電条件データを受けるようにな
っており、充電開始指令を受けたときには、スイッチン
グ回路14のスイッチング動作(つまりバッテリ17の
充電動作)を開始させると共に、そのスイッチングレー
トを上記充電条件データに応じた状態とすることによ
り、整流平滑回路16からバッテリ17に供給される充
電電流の大きさを最適状態に制御する構成となってい
る。In this case, the ECU 15 receives a charge start command and charge condition data output from a charge control controller 19 (corresponding to charge control means) described later. The switching operation of the circuit 14 (that is, the charging operation of the battery 17) is started, and the switching rate is set to a state according to the charging condition data, thereby increasing the amount of charging current supplied from the rectifying and smoothing circuit 16 to the battery 17. It is configured to control the optimum state.
【0018】この他、充電器9内には、前記ECU15
に電源を供給するための第1の補助電源20及び第2の
補助電源21が設けられている。第1の補助電源20
は、出力電圧が例えばDC12Vの補助電源端子+VD
からスタンバイスイッチ22を通じて与えられる直流出
力を安定化させた状態でECU15に与えるようになっ
ている。第2の補助電源21は、第1の補助電源20が
機能しなくなったときにこれを検知して動作するもの
で、前記直流電源ライン18から与えられる直流出力を
降圧・安定化させた状態でECU15に与える構成とな
っている。In addition, the charger 15 includes the ECU 15
A first auxiliary power supply 20 and a second auxiliary power supply 21 for supplying power to the power supply are provided. First auxiliary power supply 20
Is an auxiliary power terminal + VD having an output voltage of, for example, DC12V.
From the standby switch 22 to the ECU 15 in a stabilized state. The second auxiliary power supply 21 detects and operates when the first auxiliary power supply 20 stops functioning, and operates in a state where the DC output supplied from the DC power supply line 18 is stepped down and stabilized. The configuration is provided to the ECU 15.
【0019】このように構成された充電器9を制御する
ための前記充電制御コントローラ19は、充電器9内の
ECU15並びに移動ロボット1に搭載された図示しな
い上位コントローラと間で信号の授受をそれぞれ行うと
共に、前記電源スイッチ8、バイパス用スイッチ13、
スタンバイスイッチ22並びに後述する補助電源スイッ
チ23のオンオフ制御を行う構成となっている。特に、
この場合において、充電制御コントローラ19は、バッ
テリ17の状態(例えば電圧及び電流及び温度)を監視
し、その監視結果に基づいて充電器9によるバッテリ1
7の充電条件を決定すると共に、決定した充電条件デー
タをECU15に対してシリアル信号により送信する構
成とされている。尚、この充電制御コントローラ19の
電源は、直流電源ライン18の出力を12V程度に降圧
するDC/DCコンバータ24の出力端子(この出力端
子が前述した補助電源端子+VD に相当する)から与え
られる。The charge control controller 19 for controlling the charger 9 configured as described above transmits and receives signals to and from the ECU 15 in the charger 9 and a higher-level controller (not shown) mounted on the mobile robot 1, respectively. And the power switch 8, the bypass switch 13,
The configuration is such that on / off control of the standby switch 22 and an auxiliary power switch 23 described later is performed. In particular,
In this case, the charging control controller 19 monitors the state (for example, voltage, current, and temperature) of the battery 17 and, based on the monitoring result, the battery 1 by the charger 9.
7, and the determined charging condition data is transmitted to the ECU 15 by a serial signal. The power of the charge controller 19 is supplied from an output terminal of a DC / DC converter 24 which reduces the output of the DC power supply line 18 to about 12 V (this output terminal corresponds to the above-described auxiliary power supply terminal + VD).
【0020】上記補助電源スイッチ23は、直流電源ラ
イン18と充電器9内におけるラインフィルタ10及び
抵抗素子12の共通接続点との接続されており、そのオ
ン状態で、バッテリ17の出力を充電器9の入力として
与える構成となっている。尚、この補助電源スイッチ2
3及び前記スタンバイスイッチ22は、リレースイッチ
のような機械的スイッチや半導体スイッチング素子によ
り構成することができる。The auxiliary power switch 23 is connected between the DC power line 18 and a common connection point of the line filter 10 and the resistance element 12 in the charger 9, and in an ON state, outputs the output of the battery 17 to the charger. 9 is provided as an input. This auxiliary power switch 2
3 and the standby switch 22 can be configured by a mechanical switch such as a relay switch or a semiconductor switching element.
【0021】図2のフローチャートには、充電制御コン
トローラ19が実行する制御用プログラムのうち、本発
明の要旨に直接関係した充電準備ルーチンの内容が概略
的に示されており、以下これについて説明する。即ち、
図示しない上位コントローラは、移動ロボット1の位置
を常時において把握しており、走行中の移動ロボット1
がまもなく充電ステーションに到着する状態となったと
きに、割り込み信号を充電制御コントローラ19に与え
る。充電制御コントローラ19は、上記割り込み信号を
受けたときに図2の充電準備ルーチンを開始する。The flowchart of FIG. 2 schematically shows the contents of a charge preparation routine directly related to the gist of the present invention, among the control programs executed by the charge control controller 19, which will be described below. . That is,
The upper controller (not shown) always knows the position of the mobile robot 1 and,
When it is soon to arrive at the charging station, an interrupt signal is given to the charging controller 19. The charge control controller 19 starts the charge preparation routine of FIG. 2 when receiving the interrupt signal.
【0022】この充電準備ルーチンでは、まず、スタン
バイスイッチ22及び補助電源スイッチ23をオンさせ
る(ステップS1)。すると、スタンバイスイッチ22
のオンに応じて、バッテリ17の出力が充電器9内の第
1の補助電源20に対しDC/DCコンバータ24の出
力端子(補助電源端子+VD )を通じて与えられるよう
になるため、ECU15に対する電源供給が開始され
る。また、補助電源スイッチ23のオンに応じて、バッ
テリ17の出力が充電器9内の整流平滑回路11に対し
抵抗素子12を通じて与えられるようになり、その整流
平滑回路11内の図示しない平滑用コンデンサがバッテ
リ17の出力により充電開始される。尚、このときに
は、上記平滑用コンデンサの充電が抵抗素子12を通じ
て行われるから、大きな突入電流が流れることが抑制さ
れる。In this charging preparation routine, first, the standby switch 22 and the auxiliary power switch 23 are turned on (step S1). Then, the standby switch 22
Is turned on, the output of the battery 17 is supplied to the first auxiliary power supply 20 in the charger 9 through the output terminal (auxiliary power supply terminal + VD) of the DC / DC converter 24. Is started. Further, in response to the turning on of the auxiliary power switch 23, the output of the battery 17 is supplied to the rectifying and smoothing circuit 11 in the charger 9 through the resistance element 12, and the smoothing capacitor (not shown) in the rectifying and smoothing circuit 11 Is started by the output of the battery 17. In this case, since the charging of the smoothing capacitor is performed through the resistance element 12, a large inrush current is suppressed.
【0023】次いで、ECU15の電源確立に必要な遅
れ時間τが経過するまで待機し(ステップS2)、その
遅れ時間τが経過した後には、バッテリ17の状態に基
づいて決定した充電条件を示すデータをECU15に対
してシリアル信号により送信する動作を開始する(ステ
ップS3)。そして、この後には、充電条件データの送
信が終了し、且つ前記整流平滑回路11内の平滑用コン
デンサが所定の充電レベルに到達するのに必要な時間T
が経過するまで待機する(ステップS4)。尚、上記充
電レベルは、満充電状態に対応したレベルとする必要は
なく、これに近いレベルであれば良い。Then, the ECU 15 waits until the delay time τ required for establishing the power supply of the ECU 15 elapses (step S2). After the delay time τ elapses, data indicating the charging condition determined based on the state of the battery 17 is stored. Is transmitted to the ECU 15 by a serial signal (step S3). After that, the transmission of the charging condition data is completed, and the time T required for the smoothing capacitor in the rectifying / smoothing circuit 11 to reach a predetermined charge level is reached.
(Step S4). The charge level does not need to be a level corresponding to the fully charged state, but may be any level close to this.
【0024】時間Tが経過したときには、バイパス用ス
イッチ13をオンさせる(ステップS5)。但し、この
バイパス用スイッチ13のオンタイミングは、必ずしも
時間T経過後に設定する必要はなく、平滑用コンデンサ
に対する突入電流の大きさが許容範囲に収まるタイミン
グであれば支障ないものであり、また、移動ロボット1
が充電ステーションに停止した後に、電源装置2からの
電力供給が開始された後のタイミングであっても良いも
のである。When the time T has elapsed, the bypass switch 13 is turned on (step S5). However, it is not necessary to set the on-timing of the bypass switch 13 after the elapse of the time T, and there is no problem if the inrush current to the smoothing capacitor falls within an allowable range. Robot 1
May be the timing after the power supply from the power supply device 2 is started after stopping at the charging station.
【0025】この後には、移動ロボット1が充電ステー
ションに到達するまで待機し(ステップS6)、到達し
たときには受電カプラ5が電源装置2側の給電カプラ4
に接続されたか否かを上位コントローラからの信号に基
づいて判断する(ステップS7)。そして、受電カプラ
5が給電カプラ4に接続されたときには、補助電源スイ
ッチ23をオフさせるステップS8、電源スイッチ8を
オンさせるステップS9を順次実行した後に、ECU1
5に対し、極めて短いデータ長のシリアル信号より成る
充電開始指令を与えるステップS10を実行してリター
ンする。Thereafter, the mobile robot 1 waits until the mobile robot 1 reaches the charging station (step S6). When the mobile robot 1 reaches the charging station, the power receiving coupler 5 is connected to the power supply coupler 4 of the power supply device 2 side.
Is determined based on a signal from the host controller (step S7). When the power receiving coupler 5 is connected to the power supply coupler 4, the ECU 1 sequentially executes Step S <b> 8 of turning off the auxiliary power switch 23 and Step S <b> 9 of turning on the power switch 8, and then executes the ECU 1.
5, a step S10 of giving a charge start command consisting of a serial signal having an extremely short data length is executed, and the process returns.
【0026】従って、移動ロボット1が充電ステーショ
ンに到達して給電カプラ4及び受電カプラ5が接続され
たときには、充電制御コントローラ19から充電開始指
令が出力されるのに応じて、充電器9によるバッテリ1
7の充電動作が直ちに開始されるようになる。尚、この
ように充電動作を直ちに開始させるためには、図示しな
い上位コントローラから充電制御コントローラ19に割
り込み信号を与えるタイミングを、移動ロボット1が充
電ステーションに到着して給電カプラ4及び受電カプラ
5が接続状態となる時点より少なくとも時間T以上前の
時点に設定することが必要になるものである。Therefore, when the mobile robot 1 arrives at the charging station and the power supply coupler 4 and the power receiving coupler 5 are connected, the charging start command is output from the charging controller 19 and the battery by the charger 9 is output. 1
7, the charging operation starts immediately. In order to immediately start the charging operation as described above, the timing at which the interrupt signal is given from the upper controller (not shown) to the charging control controller 19 is determined by the time when the mobile robot 1 arrives at the charging station and the power supply coupler 4 and the power reception coupler 5 change. It is necessary to set the time at least a time T or more before the time when the connection state is established.
【0027】要するに、上記した本実施例によれば、移
動ロボット1が充電ステーションに停止した状態では、
その移動ロボット1に搭載された充電器9が、充電ステ
ーションに設けられた電源装置2の交流電源出力を整流
平滑するようになり、その整流平滑出力によりバッテリ
17に充電されるようになる。この場合、移動ロボット
1が上記充電ステーションに到達する前の所定タイミン
グで補助電源スイッチ23がオンされるものであり、こ
れにより、バッテリ17の出力により充電器9内に設け
られた大容量の平滑用コンデンサに所定レベルまで充電
するという制御、つまり充電器9を予め立ち上げておく
制御が行われる。In short, according to the above-described embodiment, when the mobile robot 1 is stopped at the charging station,
The charger 9 mounted on the mobile robot 1 rectifies and smoothes the AC power output of the power supply device 2 provided at the charging station, and the battery 17 is charged by the rectified and smoothed output. In this case, the auxiliary power switch 23 is turned on at a predetermined timing before the mobile robot 1 reaches the charging station, whereby the large-capacity smoothing provided in the charger 9 by the output of the battery 17 is performed. Control for charging the storage capacitor to a predetermined level, that is, control for starting up the charger 9 in advance.
【0028】このため、移動ロボット1が充電ステーシ
ョンに到達してからバッテリ17の充電が開始されるま
での時間を、最大で零時間近くまで短縮できるようにな
って、従来構成のようなタイムロスが発生する恐れがな
くなる。この結果、充電ステーションでの停止時間が比
較的短い時間に限定されるような状況下であっても、バ
ッテリ17に対する充電時間を極力長く確保できるた
め、そのバッテリ17が過放電気味になることを未然に
防止可能になる。従って、移動ロボット1が充電のため
だけに停止状態とされる可能性が低くなって、その移動
ロボット1の仕事率が向上するようになる。For this reason, the time from when the mobile robot 1 reaches the charging station to when the charging of the battery 17 is started can be reduced to near zero time at the maximum, and the time loss as in the conventional configuration can be reduced. There is no danger of occurrence. As a result, even in a situation where the stop time at the charging station is limited to a relatively short time, the charging time for the battery 17 can be ensured as long as possible. This can be prevented beforehand. Therefore, the possibility that the mobile robot 1 is stopped only for charging is reduced, and the power of the mobile robot 1 is improved.
【0029】また、移動ロボット1が充電ステーション
に到達する前の時点において、充電器9内のECU15
の電源が立ち上げられると共に、バッテリ17の状態に
基づいて決定された充電器9による充電条件データが当
該ECU15に送信されるものであり、ECU15は、
移動ロボット1が充電ステーションに到着した後に、上
記のよう受信した充電条件データに基づいて、充電器9
を通じたバッテリ17への充電動作を直ちに開始するよ
うになる。従って、移動ロボット1が充電ステーション
に到着してから充電器9による充電動作が開始されるま
での間に、充電条件データの送信所要時間に起因したタ
イムロスが発生することがなくなる。このため、このよ
うな面からも、移動ロボット1が充電ステーションに到
達してからバッテリ17の充電が開始されるまでの時間
を短縮できるようになって、従来構成のようなタイムロ
スが発生する恐れがなくなり、上述同様に移動ロボット
1の仕事率が向上するようになる。At the time before the mobile robot 1 reaches the charging station, the ECU 15 in the charger 9
Is turned on, and charging condition data by the charger 9 determined based on the state of the battery 17 is transmitted to the ECU 15.
After the mobile robot 1 arrives at the charging station, the charger 9 is operated based on the charging condition data received as described above.
Then, the charging operation of the battery 17 through the battery is started immediately. Therefore, no time loss occurs due to the required transmission time of the charging condition data between the time when the mobile robot 1 arrives at the charging station and the time when the charging operation by the charger 9 is started. For this reason, also from this aspect, the time from when the mobile robot 1 reaches the charging station to when the charging of the battery 17 is started can be reduced, and a time loss as in the conventional configuration may occur. And the power of the mobile robot 1 is improved as described above.
【0030】また、充電器9内の平滑用コンデンサに流
れ込む突入電流を抑制する抵抗素子12が設けられてい
るから、充電器9を構成する回路素子に悪影響が及ぶ恐
れがなくなるという利点がある。特に、このような抵抗
素子12を設けた場合には、充電器9が立ち上がるまで
の時間が長くなるという事情があるため、前述したよう
に充電器9を予め立ち上げておく制御を行うことが非常
に有益となる。Further, since the resistance element 12 for suppressing the rush current flowing into the smoothing capacitor in the charger 9 is provided, there is an advantage that the circuit elements constituting the charger 9 are not adversely affected. In particular, when such a resistance element 12 is provided, there is a situation that the time until the charger 9 rises becomes longer. Therefore, it is necessary to perform the control for previously activating the charger 9 as described above. Very useful.
【0031】さらに、充電条件データがシリアル信号と
して送信される構成となっているから、ハードウエア構
成を簡略化できるという利点がある。特に、このような
シリアル通信を行う構成とした場合には、充電条件デー
タの送信所要時間が長くなるという事情があるため、前
述したようにECU15の電源を確立すると共に当該E
CU15に対し予め充電条件データを送信しておく制御
を行うことが非常に有益となる。Further, since the charging condition data is transmitted as a serial signal, there is an advantage that the hardware configuration can be simplified. In particular, in the case of such a configuration in which serial communication is performed, the time required for transmitting the charging condition data becomes long, so that the power supply of the ECU 15 is established and the E
It is very useful to perform control for transmitting charging condition data to the CU 15 in advance.
【0032】尚、上記した実施例では、ECU15の電
源を、移動ロボット1がまもなく充電ステーションに到
達する状態となった時点で立ち上げる構成としたが、E
CU15自体は消費電力が小さいものであるから、その
電源を常時において立ち上げておく構成としても良く、
この場合にはスタンバイスイッチ22は不要になる。In the above embodiment, the power supply of the ECU 15 is started when the mobile robot 1 reaches the charging station soon.
Since the power consumption of the CU 15 is small, the power supply of the CU 15 may be always activated.
In this case, the standby switch 22 becomes unnecessary.
【図1】本発明の一実施例の電気的構成を示す機能ブロ
ック図FIG. 1 is a functional block diagram showing an electrical configuration of an embodiment of the present invention.
【図2】充電制御コントローラの制御内容の要部を示す
フローチャートFIG. 2 is a flowchart showing a main part of control contents of a charge control controller;
【符号の説明】 1は移動ロボット、2は電源装置、3は商用交流電源、
4は給電カプラ、5は受電カプラ、6は主電源線、8は
電源スイッチ、9は充電器、11は整流平滑回路、12
は抵抗素子(電流制限手段)、13はバイパス用スイッ
チ(スイッチ要素)、14はスイッチング回路、15は
ECU(充電状態制御回路)、16は整流平滑回路、1
7はバッテリ、19は充電制御コントローラ(充電制御
手段)、22はスタンバイスイッチ、23は補助電源ス
イッチを示す。[Description of Signs] 1 is a mobile robot, 2 is a power supply device, 3 is a commercial AC power supply,
4 is a power supply coupler, 5 is a power receiving coupler, 6 is a main power line, 8 is a power switch, 9 is a charger, 11 is a rectifying and smoothing circuit, 12
Is a resistance element (current limiting means), 13 is a bypass switch (switch element), 14 is a switching circuit, 15 is an ECU (charge state control circuit), 16 is a rectifying and smoothing circuit,
Reference numeral 7 denotes a battery, 19 denotes a charge control controller (charge control means), 22 denotes a standby switch, and 23 denotes an auxiliary power switch.
Claims (4)
駆動用のバッテリに充電するように構成された移動ロボ
ットにおいて、 前記充電ステーションに停止した期間に外部の交流電源
から給電されるように設けられ、その交流電源出力を整
流平滑した出力により前記バッテリを充電する充電器
と、 前記充電ステーションに到達する前の時点で前記バッテ
リ出力を前記充電器に与えることにより当該充電器内に
設けられた平滑用コンデンサに所定レベルまで充電する
制御を行う充電制御手段を搭載したことを特徴とする移
動ロボット。1. A mobile robot configured to charge a battery for driving a load while stopped at a charging station, wherein the mobile robot is provided so as to be supplied with power from an external AC power supply during a period when the charging station is stopped, A charger for charging the battery with an output obtained by rectifying and smoothing the output of the AC power supply; and a smoothing unit provided in the charger by supplying the battery output to the charger before reaching the charging station. A mobile robot equipped with charging control means for controlling charging of a capacitor to a predetermined level.
ンデンサに流れ込む突入電流を抑制するための電流制限
手段と、この電流制限手段の両端を選択的に短絡するス
イッチ要素とが配置されることを特徴とする請求項1記
載の移動ロボット。2. An input section of the charger is provided with current limiting means for suppressing an inrush current flowing into the smoothing capacitor, and a switch element for selectively short-circuiting both ends of the current limiting means. The mobile robot according to claim 1, wherein:
駆動用のバッテリに充電するように構成された移動ロボ
ットにおいて、 前記充電ステーションに停止した期間に外部の交流電源
から給電されるように設けられ、その交流電源出力を整
流平滑した出力により前記バッテリを充電する充電器
と、 前記バッテリの状態に基づいて前記充電器による充電条
件を決定する充電制御手段と、 この充電制御手段から前記充電条件データを受信するよ
うに設けられ、受信した充電条件データに基づいて前記
充電器を通じた前記バッテリへの充電状態を制御する充
電状態制御回路とを備え、 前記充電制御手段は、前記充電ステーションに到達する
前の時点で前記充電状態制御回路に対し前記充電条件デ
ータを送信する動作を行うように構成されることを特徴
とする移動ロボット。3. A mobile robot configured to charge a battery for driving a load while stopped at a charging station, wherein the mobile robot is provided so as to be supplied with power from an external AC power supply during a period when the charging station is stopped. A charger for charging the battery with an output obtained by rectifying and smoothing the output of the AC power supply; a charging control unit for determining a charging condition of the charger based on a state of the battery; and the charging condition data from the charging control unit. And a charge state control circuit configured to control a charge state of the battery through the charger based on the received charge condition data. At the point of time, an operation of transmitting the charging condition data to the charging state control circuit is performed. Mobile robot and butterflies.
タを前記充電状態制御回路に対してシリアル信号として
送信することを特徴とする請求項3記載の移動ロボッ
ト。4. The mobile robot according to claim 3, wherein the charging control means transmits the charging condition data to the charging state control circuit as a serial signal.
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