特開 2022-32202 移動体の充電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022032202

(43)【公開日】2022-02-25

(54)【発明の名称】移動体の充電システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20220217BHJP

   H01R 12/91 20110101ALI20220217BHJP

   H01R 13/629 20060101ALI20220217BHJP

   G05D 1/02 20200101ALN20220217BHJP

   B25J 5/00 20060101ALN20220217BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 301B

H01R12/91

H01R13/629

G05D1/02 Z

B25J5/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020135751

(22)【出願日】2020-08-11

(71)【出願人】

【識別番号】000232955

【氏名又は名称】株式会社日立ビルシステム

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】中村 亮介

(72)【発明者】

【氏名】照沼 智明

【テーマコード（参考）】

3C707

5E021

5E223

5G503

5H301

【Ｆターム（参考）】

3C707CS08

3C707CY12

3C707HS09

3C707MS14

3C707WA03

3C707WA16

5E021FA05

5E021FA09

5E021FA14

5E021FA16

5E021FB07

5E021FB21

5E021FC31

5E021HA05

5E021HA07

5E021HC11

5E223AB26

5E223AB31

5E223BA01

5E223BA06

5G503AA01

5G503BA02

5G503BB01

5G503FA03

5G503FA06

5H301BB14

5H301CC09

5H301DD13

5H301QQ04

(57)【要約】

【課題】本発明は、コネクタ同士の接続性を向上させた移動体の充電システムを提供することを目的とする。
【解決手段】バッテリー１０９を備えた移動ロボット１と、バッテリー１０９に給電する充電ステーション２とにより移動ロボット１の充電システムを構成している。移動ロボット１はバッテリー１０９に電気的に接続された受電コネクタ１１０を備えている。充電ステーションは移動ロボット１に向けて配置されると共に、移動ロボット１が充電ステーション２に向かって移動することによって受電コネクタ１１０と接続する給電コネクタ２２０を備えている。給電コネクタ２２０は、受電コネクタ１１０の向きに応じてヨー方向及びピッチ方向に動作するように受電コネクタ１１０側に向けて付勢された少なくとも３本の揺動バネ３１０によって支持されている。
【選択図】 図１１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリーを備えた移動体と、前記バッテリーに給電する充電ステーションとを備えた移動体の充電システムであって、
前記移動体は前記バッテリーに電気的に接続された受電コネクタを備え、
前記充電ステーションは前記移動体に向けて配置されると共に、前記移動体が前記充電ステーションに向かって移動することによって前記受電コネクタと接続する給電コネクタを備え、
前記給電コネクタは、前記受電コネクタの向きに応じてヨー方向及びピッチ方向に動作するように前記受電コネクタ側に向けて付勢された少なくとも３本の付勢手段によって支持されたことを特徴とする移動体の充電システム。

【請求項2】

請求項１において、
前記移動体の視点を基準とし、前記移動体が前記充電ステーションから離れる方向を前、前記移動体が前記充電ステーションに近付く方向を後、前記移動体の上方及び下方をそれぞれ上、下、前記移動体の左右をそれぞれ左・右と定義したとき、
前記給電コネクタの後方に前記給電コネクタを支持する固定板を備え、
前記固定板は上下方向に移動可能な第１固定板と、左右方向に移動可能な第２固定板とを備えたことを特徴とする移動体の充電システム。

【請求項3】

請求項２において、
前記第１固定板には、前記第１固定板の上方に配置され、上方向の付勢力を発生する第１上下バネと、前記第１固定板の下方に配置され、下方向の付勢力を発生する第２上下バネが備えられ、
前記第２固定板には、前記第２固定板の左側に配置され、左方向の付勢力を発生する第１左右バネと、前記第１固定板の右側に配置され、右方向の付勢力を発生する第２左右バネが備えらたことを特徴とする移動体の充電システム。

【請求項4】

請求項１乃至３の何れか１項において、
前記給電コネクタには、前記受電コネクタが接続された際に、前記受電コネクタとの接続状態を維持する係止手段を備え、
前記移動体は、前記受電コネクタと前記給電コネクタとの接続状態が維持され、前記充電ステーションから受電されている状態において来客者の案内及び／又は監視を実行することを特徴とする移動体の充電システム。

【請求項5】

請求項４において、
前記係止手段は、前記受電コネクタに沿って延びた延設部と、前記延設部の前記受電コネクタ側に形成された爪部と、反受電コネクタ側に形成された受部と、前記延設部が前記受電コネクタの外側に向かって回動可能な回動軸と備え、
前記給電コネクタには、前記受部と係合し、前記係止手段の回動動作を規制するソレノイドを備えたことを特徴とする移動体の充電システム。

【請求項6】

請求項５において、
前記受電コネクタには前記係止手段と係合する被係止手段を備え、
前記被係止手段には、前記爪部と係合する突部を備えたことを特徴とする移動体の充電システム。

【請求項7】

請求項４において、
前記受電コネクタと前記給電コネクタは、接続時に前記充電ステーションと前記移動体との間で情報の送受信を行う通信端子を備え、
前記充電ステーションは、前記移動体側に供給する電力を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は前記通信端子を介して前記移動体からの信号が不通の場合には、前記移動体への給電を中止することを特徴とする移動体の充電システム。

【請求項8】

請求項１乃至３の何れか１項において、
前記給電コネクタは複数のガイド孔を備え、
前記受電コネクタは前記複数のガイド孔に挿入する複数のガイドピンを備えたことを特徴とする移動体の充電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は移動ロボット等における移動体の充電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、ビルにおいては来客者の受付や案内、或いは巡回監視といったサービスを自律移動型のロボットが行う場合がある。ロボットはバッテリーを電源として移動するため、バッテリーの電力消費に応じてバッテリーを充電する必要がある。

【0003】

バッテリーの電力が少なくなると、ロボットは充電ステーションへ自ら移動し、ロボットの受電コネクタを充電ステーションの給電コネクタに接続することにより、バッテリーを充電する。ロボットの停止姿勢によっては、受電コネクタと給電コネクタの高さ位置に高低差が生じる場合がある。そこで、ロボット側の受電コネクタを上下方向に設置したシャフトに取付けて受電コネクタを縦方向に移動可能とし、受電コネクタと給電コネクタに生じる高低差を吸収するようにしている。このような技術として、例えば特許文献１が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４６４５７２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

自律移動型のロボットは、例えば人間と同様に手脚を備えたものがある。ロボットの手脚は、複数の関節によって回動可能に接続されている。これら複数の関節に接続された手脚の位置により、ロボットは様々な姿勢を取り得ることができる。

【0006】

ロボットは充電ステーションに移動し、受電コネクタを充電ステーションの給電コネクタに接続するよう動作をするが、ロボットの手脚の位置によっては受電コネクタが給電コネクタに対して傾斜した状態となり、受電コネクタが給電コネクタに接続し難いといった課題があった。これを解決するために特許文献１に記載の技術を提供することが考えられるが、特許文献１では受電コネクタが縦方向に移動するだけなので、傾斜した状態でのコネクタ同士は接続し難いものであった。

【0007】

本発明の目的は、上記課題を解決しコネクタ同士の接続性を向上させた移動体の充電システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために本発明は、バッテリーを備えた移動体と、前記バッテリーに給電する充電ステーションとを備えた移動体の充電システムであって、前記移動体は前記バッテリーに電気的に接続された受電コネクタを備え、前記充電ステーションは前記移動体に向けて配置されると共に、前記移動体が前記充電ステーションに向かって移動することによって前記受電コネクタと接続する給電コネクタを備え、前記給電コネクタは、前記受電コネクタの向きに応じてヨー方向及びピッチ方向に動作するように前記受電コネクタ側に向けて付勢された少なくとも３本の付勢手段によって支持されたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、コネクタ同士の接続性を向上させた移動体の充電システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施例に係るロボット充電システムの外観斜視図

【図2】本発明の実施例に係る移動ロボットの背面図

【図3】本発明の実施例に係るロボット充電システムの制御ブロック図

【図4】本発明の実施例に係る背面カバーを外した状態における給電コネクタの外観斜視図

【図5】図４における給電コネクタを左方向から見た側面図

【図6】図５における給電コネクタのVI－VI線断面図（上面断面図）

【図7】図５における給電コネクタのVI－VI線断面図（上面断面図）

【図8】本発明の実施例に係る給電コネクタの動作を示す上面図

【図9】本発明の実施例に係る給電コネクタと受電コネクタの接続状態を示す外観斜視図

【図10】図９における給電コネクタと受電コネクタを左方向から見た側面図

【図11】図１０における給電コネクタのXI－XI線断面図（上面断面図）

【図12】図１０における給電コネクタのXI－XI線断面図（上面断面図）

【図13】図１２におけるXIII要部拡大図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施例について添付の図面を参照しつつ説明する。同様の構成要素には同様の符号を付し、同様の説明は繰り返さない。

【0012】

本発明の各種の構成要素は必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、一の構成要素が複数の部材から成ること、複数の構成要素が一の部材から成ること、或る構成要素が別の構成要素の一部であること、或る構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複すること、などを許容する。

【0013】

以下の実施例では移動体の充電システムの一例として、移動ロボットの充電システムについて説明する。図１は本発明の実施例に係る移動ロボット充電システムの外観斜視図、図２は本発明の実施例に係る移動ロボットの背面図である。本実施例の移動ロボット充電システムは移動ロボット１と充電ステーション２から構成されている。本実施例では移動ロボット１の視点を基準とし、移動ロボット１が充電ステーション２から離れる方向を前、移動ロボット１が充電ステーション２に近付く方向を後（背面）、移動ロボット１の上方及び下方をそれぞれ上、下、移動ロボット１の左右をそれぞれ左・右と定義する。また、上下方向の軸をヨー軸、前後方向の軸をロール軸、左右方向の軸をピッチ軸と定義する。また、ヨー軸回りをヨー方向、ロール軸回りをロール方向、ピッチ軸回りをピッチ方向と定義する。

【0014】

本実施例の移動ロボットは、充電ステーション２から離れて動作し、来客者の受付や案内、及び／又は監視（巡回監視）といったサービスを提供する機能を備えている。

【0015】

移動ロボット１（移動体）は、胴体部１０１と、胴体部１０１の上部に回動可能に接続された頭部１０２と、胴体部１０１の下方に回動可能に接続された複数の脚部１０３と、脚部１０３の下端に回転可能に接続された複数の足部１０４と、胴体部１０１の左右に回動可能に接続された複数の腕部１０５を備えている。複数の足部１０４におけるそれぞれの下方には、その前後に移動ロボット１を移動させるために回転可能に軸支された移動用車輪１０６及び補助用車輪１０７を備えている。また、複数の脚部１０３のそれぞれには、脚カバー部１０８が備えられている。

【0016】

脚部１０３は上腿部１０３ａと下腿部１０３ｂから構成され、上腿部１０３ａは股関節によって胴体部１０１に回動可能に接続されている。また、上腿部１０３ａと下腿部１０３ｂは膝関節によって回動可能に接続されている。

【0017】

腕部１０５は上腕部１０５ａと前腕部１０５ｂから構成され、上腕部１０５ａは肩関節によって胴体部１０１に回動可能に接続されている。また、上腕部１０５ａと前腕部１０５ｂは肘関節によって回動可能に接続されている。

【0018】

下腿部１０３ｂの内側には、それぞれバッテリー１０９が備えられており、このバッテリー１０９からアクチュエータ（図示せず）に電力を供給して移動ロボット１を動作させている。

【0019】

また、移動ロボット１の胴体部１０１の後（背面）には、バッテリー１０９に電気的に接続され、バッテリー１０９に給電する受電コネクタ１１０が備えられている。

【0020】

充電ステーション２は、床面に設置され水平方向に延びた床機構部２０１と、この床機構部２０１から上（鉛直）方向に立ち上がった背面機構部２０２によって外殻を構成している。

【0021】

背面機構部２０２の前面側には背面機構部２０２の背面カバー２０２ａから移動ロボット１に向かって前方に突出した給電コネクタ２２０が備えられている。この給電コネクタ２２０は、移動ロボット１が充電ステーション２に向かって移動することによって受電コネクタ１１０と接続し、移動ロボット１のバッテリー１０９を充電する。

【0022】

床機構部２０１は、移動ロボット１を載置する載置部２１０と、この載置部２１０の左右であって載置部２１０から上（鉛直）方向に立ち上がった側壁部２１１が備えられている。この側壁部２１１は、側壁部２１１同士の左右方向の幅が、前方から後方に向かって狭くなるように形成されている。また、側壁部２１１には、一部が切欠かれたガイド部２１２が形成されている。ガイド部２１２は、前方から後方に延び、さらに後方において上（鉛直）方向に立ち上がるように形成されている。

【0023】

移動ロボット１はバッテリー１０９の容量が低下すると、充電ステーション２に移動し、受電コネクタ１１０を給電コネクタ２２０に接続し、バッテリー１０９への充電を行う。その際、移動ロボット１は、後退して充電ステーション２に向かう。移動ロボット１が後退して載置部２１０に達すると、移動ロボット１は側壁部２１１に沿って中央寄りに位置を規制され、さらに移動ロボット１の脚カバー部１０８の下端がガイド部２１２に乗り上げ、受電コネクタ１１０が給電コネクタ２２０に接続されるよう案内される。

【0024】

次に図３を用いて移動ロボット１及び充電ステーション２の回路構成について説明する。図３は本発明の実施例に係るロボット充電システムの制御ブロック図である。

【0025】

移動ロボット１の受電コネクタ１１０には電源線１１１を介して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１２と、バッテリー１０９が接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１２は電源線１１１を介して制御装置１１３に接続されている。制御装置１１３は電源線１１１を介して移動ロボット１を動作させるモータ１１４に接続され、モータ１１４を制御する。受電コネクタ１１０には電源線１１１の他に通信線１１５が配置されており、この通信線１１５を介して受電コネクタ１１０は制御装置１１３と接続されている。また電源線１１１には、バッテリー１０９への電力供給を入切するスイッチ１１６が備えられており、スイッチ１１６は通信線１１７を介して制御装置１１３と接続されている。制御装置１１３はスイッチ１１６を制御し、バッテリー１０９への充電を制御する。

【0026】

充電ステーション２にはＡＣ／ＤＣコンバータ２４１を介して商用電源３００が接続されている。ＡＣ／ＤＣコンバータ２４１は電源線２４２を介して制御装置２４３が接続されており、制御装置２４３には電源線２４２を介して給電コネクタ２２０が接続されている。そして、商用電源３００から供給される電力は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２４１、制御装置２４３、給電コネクタ２２０、受電コネクタ１１０を経由してバッテリー１０９に充電される。

【0027】

また、給電コネクタ２２０には電源線２４２の他に通信線２４４が配置されており、この通信線２４４を介して給電コネクタ２２０は制御装置２４３と接続されている。さらに給電コネクタ２２０には、後述する係止手段２２４の動作を規制するソレノイド２４５が備えられており、ソレノイド２４５は電力線２４６によって制御装置２４３と接続され、制御装置２４３によって動作を制御される。

【0028】

次に給電コネクタ２２０の構成について図４～図８を用いて説明する。図４は本発明の実施例に係る背面カバーを外した状態における給電コネクタの外観斜視図、図５は図４における給電コネクタを左方向から見た側面図、図６及び図７は図５における給電コネクタのVI－VI線断面図（上面断面図）、図８は本発明の実施例に係る給電コネクタの動作を示す上面図である。

【0029】

給電コネクタ２２０は、受電コネクタ１１０に挿入する挿入部２２１と、挿入部２２１に固定され、受電コネクタ１１０を受けるコネクタ受部２２２と、コネクタ受部２２２に固定されたコネクタ支持部２２３から構成されている。コネクタ支持部２２３は、上部から見てＵ字状に形成されたＵ字状部材２２３ａと、Ｕ字状部材２２３ａの開放側を閉塞するように配置された取付板２２３ｂを備えている。Ｕ字状部材２２３ａのＵ字状の底部側は前側に位置し、コネクタ受部２２２内に挿入されてコネクタ受部２２２と固定されている。

【0030】

給電コネクタ２２０の両側面には、受電コネクタ１１０と接続した際、給電コネクタ２２０から受電コネクタ１１０が抜けるのを抑制する係止手段２２４が備えられている。係止手段２２４の構成については後述する。

【0031】

また給電コネクタ２２０の内部には、電源線２４２と接続された給電端子と、通信線２４４と接続された通信端子が備えられている。

【0032】

さらの給電コネクタ２２０には、後述する受電コネクタ１１０の挿入を案内するための２つ（複数）のガイド孔２２６を備えている。

【0033】

給電コネクタ２２０の後方には、給電コネクタ２２０を支持する支持板３０１が備えられている。支持板３０１の前方であって、支持板３０１と給電コネクタ２２０との間（給電コネクタ２２０の後方）には、固定板３０２が備えられている。

【0034】

固定板３０２は、上下方向に移動可能な第１固定板３０２ａと、左右方向に移動可能な第２固定板３０２ｂとを備えている。第１固定板３０２ａは付勢手段としてのバネによって支持板３０１に移動可能に取り付けられている。すなわち、第１固定板３０２ａの左右両側には、第１固定板３０２ａの上方に配置され、上方向の付勢力（引っ張り力）を発生する複数の第１上下バネ３０３と、第１固定板３０２ａの下方に配置され、下方向の付勢力（引っ張り力）を発生する複数の第２上下バネ３０４が備えられている。第１固定板３０２ａは、第１上下バネ３０３と第２上下バネ３０４によって支持板３０１に支持されることにより、支持板３０１に対し上下方向に移動可能となっている。

【0035】

第２固定板３０２ｂは、付勢手段としてのバネによって第１固定板３０２ａに移動可能に取り付けられている。すなわち、第２固定板３０２ｂの上下には、第２固定板３０２ｂの左側に配置され、左方向の付勢力（引っ張り力）を発生する複数の第１左右バネ３０５と、第１固定板３０２ａの右側に配置され、右方向の付勢力（引っ張り力）を発生する複数の第２左右バネ３０６が備えられている。第２固定板３０２ｂは、第１左右バネ３０５と第２左右バネ３０６によって第１固定板３０２ａに支持されることにより、第１固定板３０２ａに対し左右方向に移動可能となっている。給電コネクタ２２０は固定板３０２に支持され、固定板３０２は支持板３０１に支持されている。給電コネクタ２２０は固定板３０２を介して支持板３０１に支持されている。

【0036】

さらに本実施例では、給電コネクタ２２０と支持板３０１が複数の揺動バネ３１０（付勢手段）によって接続されている。揺動バネ３１０は前後方向に付勢力を発生する複数の圧縮バネで構成されている。本実施例では揺動バネ３１０は上下左右に計４個配置しているが、個数は４個に限定されるものでは無い。少なくとも３個以上備えるようにすると良い。揺動バネ３１０の一方はコネクタ支持部２２３の取付板２２３ｂに固定され、他方は第２固定板３０２ｂに固定されている。

【0037】

給電コネクタ２２０に外力が加わると、その外力を逃がすように揺動バネ３１０の一部が圧縮する。図８において、例えば、給電コネクタ２２０の左側に外力が加わると、左側に位置する揺動バネ３１０ａが圧縮される。このとき、給電コネクタ２２０は、ヨー軸を基準としてヨー方向に回転し、左側に傾くように動作する。また、図示しないが、例えば給電コネクタ２２０の下方向に外力が加わると、下側に位置する揺動バネ３１０が圧縮し、給電コネクタ２２０はピッチ軸を基準としてピッチ方向に回転する。その結果、給電コネクタ２２０は下側に向くように動作する。このように本実施例の給電コネクタ２２０は支持板３０１に対してヨー軸方向、ピッチ軸方向に動作することを特徴としている。さらに本実施例では、給電コネクタ２２０がヨー方向、ピッチ方向に動作することに加え、第１固定板３０２ａと第２固定板３０２ｂ、及びこれらを支持する第１上下バネ３０３、第２上下バネ３０４、第１左右バネ３０５、第２左右バネ３０６により上下左右方向に動作する。

【0038】

給電コネクタ２２０は、移動ロボット１の受電コネクタ１１０と接続し移動ロボット１のバッテリー１０９を充電するが、移動ロボット１は胴体部１０１に回動可能に接続された複数の脚部１０３との位置関係において、胴体部１０１が傾いた状態で充電ステーション２に接続する場合がある。この際、胴体部１０１の傾きによって受電コネクタ１１０も傾いてしまうため、給電コネクタ２２０との接続がし難いといった課題がある。

【0039】

そこで、本実施例の給電コネクタ２２０は、受電コネクタ１１０側に向けて付勢された複数の揺動バネ３１０を備えることにより、受電コネクタ１１０の向きに応じてヨー方向及びピッチ方向への動作を可能とした。これにより、受電コネクタ１１０が傾いて給電コネクタ２２０に接続しようとした場合であっても、受電コネクタ１１０の傾きに合わせ、給電コネクタ２２０がヨー方向、ピッチ方向へと回転するので、給電コネクタ２２０と受電コネクタ１１０との接続がし易くなる。また、上下方向、左右方向の位置調整については、第１固定板３０２ａと第２固定板３０２ｂ、及びこれらを支持する第１上下バネ３０３、第２上下バネ３０４、第１左右バネ３０５、第２左右バネ３０６により行うことができる。

【0040】

本実施例によれば、受電コネクタ１１０が傾いた場合であっても受電コネクタ１１０と給電コネクタ２２０との接続性を向上することができる。

【0041】

なお、ロール軸に対するロール方向については、受電コネクタ１１０が傾く可能性は低いので、少なくとも２つの回転自由度であるヨー方向、ピッチ方向へ移動するように揺動バネ３１０を配置すると良い。

【0042】

さて、移動ロボット１は充電ステーション２に載置された状態においても、バッテリー１０９に充電しながら動作することが可能である。例えば、本実施例の場合、移動ロボット１は充電しながら来客者の案内及び／又は監視することが可能である。来客者の案内及び／又は監視にあたっては、頭部１０２、腕部１０５を動作させることがある。充電した状態で頭部１０２、腕部１０５を動作した場合、頭部１０２、腕部１０５に接続された胴体部１０１は、頭部１０２、腕部１０５の動作によって揺れ動くことがある。その際、給電コネクタ２２０の接続された受電コネクタ１１０が、給電コネクタ２２０から外れる可能性がある。これを抑制するための手段について説明する。

【0043】

前述したように本実施例の給電コネクタ２２０には、受電コネクタ１１０が接続された際に、受電コネクタ１１０との接続状態を維持する係止手段２２４が備えられている。図４～図７に示すように係止手段２２４は、受電コネクタ１１０に沿って前後方向に延びた延設部２２４ａと、延設部２２４ａの受電コネクタ１１０側に形成された爪部２２４ｂと、反受電コネクタ側に形成された受部２２４ｃを備えている。受部２２４ｃは受電コネクタ１１０側に向かって凹むように形成されている。係止手段２２４の受電コネクタ１１０側には回動軸２２５が備えられており、延設部２２４ａが給電コネクタ２２０の外側に向かって回動可能となっている。係止手段２２４は、ねじりコイルバネ等を用いて給電コネクタ２２０の外側へ付勢させるようにすると良い。

【0044】

ソレノイド２４５は受電コネクタ１１０側（前後方向）に向かって動作し、係止手段２２４の回動動作を規制する。図６において、ソレノイド２４５の先端部が受電コネクタ１１０側（前方）へ動作し、係止手段２２４の受部２２４ｃに係合する。この状態において、係止手段２２４は、回動軸２２５を中心とした給電コネクタ２２０の外側への動作が規制される。

【0045】

次に受電コネクタ１１０の接続状態について説明する。図９は本発明の実施例に係る給電コネクタと受電コネクタの接続状態を示す外観斜視図、図１０は図９における給電コネクタと受電コネクタを左方向から見た側面図、図１１及び図１２は図１０における給電コネクタのXI－XI線断面図（上面断面図）、図１３は図１２におけるXIII要部拡大図である。

【0046】

受電コネクタ１１０の外周には、受電コネクタ１１０の接続部側を覆うカバー部材１２０が備えられている。受電コネクタ１１０の内部には、給電コネクタ２２０の給電端子と接続する受電端子と、充電ステーション２側の通信端子と接続する通信端子が備えられている。受電端子は電源線１１１と接続され、バッテリー１０９に電力を供給する。移動ロボット１側の通信端子は通信線１１５と接続され、接続時において充電ステーション２と移動ロボット１との間で情報の送受信を行う。

【0047】

給電コネクタ２２０に受電コネクタ１１０が接続する際、図１１に示すように係止手段２２４の延設部２２４ａは、ねじりコイルバネの付勢力により給電コネクタ２２０の外側に向かって開いている。

【0048】

また、受電コネクタ１１０には、係止手段２２４と係合する被係止手段１２１が備えられている。この被係止手段１２１には係止手段２２４の爪部２２４ｂに係合する突部１２１ａを備えている。さらに被係止手段１２１は回動軸１２２を備えており、ねじりコイルバネ等の付勢力により、受電コネクタ１１０側に向かって付勢されている。

【0049】

受電コネクタ１１０が給電コネクタ２２０に向かって移動すると、受電コネクタ１１０のカバー部材１２０が延設部２２４ａに当接し、ねじりコイルバネの付勢力に抗して延設部２２４ａを給電コネクタ２２０側に押し付ける。延設部２２４ａが給電コネクタ２２０に近づくのに伴い、延設部２２４ａが給電コネクタ２２０側に移動し、爪部２２４ｂが給電コネクタ２２０の外側に向かって突出するように動作する。また、受電コネクタ１１０には、給電コネクタ２２０の２つ（複数）のガイド孔２２６に挿入する２つ（複数）のガイドピン１２３が備えられており、ガイドピン１２３がガイド孔２２６に挿入することにより給電コネクタ２２０と受電コネクタ１１０の接続位置の位置決めが行われる。ガイドピン１２３とガイド孔２２６はそれぞれ受電コネクタ１１０、給電コネクタ２２０の外周より内側に備えている。２つ（複数）のガイドピン１２３同士、及び２つ（複数）のガイド孔２２６同士は、できる限り距離が近づくように配置する。２つ（複数）のガイドピン１２３同士、及び２つ（複数）のガイド孔２２６同士の距離が離れると、１つのガイドピンと１つガイド孔を合わせた時における他方のガイドピンと他方のガイド孔の位置ずれが大きくなる。このため、２つ（複数）のガイドピン１２３同士、及び２つ（複数）のガイド孔２２６同士は、できる限り距離が近づくように配置することが好ましい。

【0050】

受電コネクタ１１０の移動する際、係止手段２２４の爪部２２４ｂと被係止手段１２１の突部１２１ａが接触するが、被係止手段１２１は回動軸１２２を中心に受電コネクタ１１０の外側に向かって回動し、係止手段２２４の爪部２２４ｂを乗り越える。係止手段２２４の爪部２２４ｂを乗り越えた後、被係止手段１２１はねじりコイルバネ等の付勢力により、回動軸１２２を中心に受電コネクタ１１０側に回動し、係止手段２２４の爪部２２４ｂと被係止手段１２１の突部１２１ａが対向する。

【0051】

さらに、ソレノイド２４５が受電コネクタ１１０側に向かって移動し、ソレノイド２４５の先端部が係止手段２２４の受部２２４ｃに係合させ、係止手段２２４が回動するのを規制する。

【0052】

この状態において、受電コネクタ１１０が給電コネクタ２２０から抜け出すように動作した場合、受電コネクタ１１０における被係止手段１２１の突部１２１ａが係止手段２２４の爪部２２４ｂに当接する。本実施例によれば、移動ロボット１が充電中において動作した場合であっても、受電コネクタ１１０が給電コネクタ２２０から抜け出すのを抑制し、受電コネクタ１１０と給電コネクタ２２０の接続状態を維持することができる。また、本実施例では、移動ロボット１は、受電コネクタ１１０と給電コネクタ２２０との接続状態が維持され、充電ステーション２から受電されている状態において来客者の案内及び／又は監視を実行するようにしている。本実施例によれば、移動ロボット１は充電ステーション２から受電しながら動作するようにしているので、バッテリー１０９の残量に依存せず、来客者の案内及び／又は監視といったサービスを長時間提供することができる。

【0053】

移動ロボット１が充電ステーション２から離れる場合には、ソレノイド２４５を充電ステーション２側（後側）に移動させ、ソレノイド２４５の先端部と係止手段２２４の受部２２４ｃの係合を解除する。移動ロボット１の移動に伴い、給電コネクタ２２０から受電コネクタ１１０が離れると、ねじりコイルバネの付勢力により係止手段２２４が回動軸２２５を中心に給電コネクタ２２０の外側に回動し、爪部２２４ｂが給電コネクタ２２０側に移動し、被係止手段１２１の突部１２１ａとの対向位置から退避する。すると、被係止手段１２１の突部１２１ａは被係止手段１２１の突部１２１ａと係合することがないので、受電コネクタ１１０は給電コネクタ２２０から離れることが可能となる。

【0054】

本実施例における移動ロボット１と充電ステーション２との間では、充電ステーション２から移動ロボット１への電力を供給の他に通信線を介して情報の送受信を行っている。

【0055】

例えば、移動ロボット１の制御装置１１３はバッテリー１０９の残量を把握し、その残量情報を通信線１１５、２４４を介して充電ステーション２の制御装置２４３に送信する。充電ステーション２の制御装置２４３は移動ロボット１側からの残量情報を受け、商用電源３００から電力を変換して移動ロボット１側に給電するようＡＣ／ＤＣコンバータ２４１を制御する。また、制御装置２４３は移動ロボット１と充電ステーション２との間の信号の送受信を確認し、前述したソレノイド２４５を動作させる。

【0056】

充電ステーション２の制御装置２４３は、移動ロボット１の制御装置１１３からの信号が受信できない（不通）場合には、移動ロボット１への給電を中止する。また、制御装置２４３はソレノイド２４５の動作も中止する。移動ロボット１の制御装置１１３からの信号が受信できない場合は、移動ロボット１あるいは充電ステーション２に何らかの異常が発生したことが考えられる。

【0057】

本実施例によれば、移動ロボット１と充電ステーション２間での通信が不通の場合には充電ステーション２から移動ロボット１へ給電を行わないようにしているので、安全性を向上することができる。

【0058】

なお、本発明は、上述した実施例に限定するものではなく、様々な変形例が含まれる。上述した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定するものではない。

【符号の説明】

【0059】

１…移動ロボット、２…充電ステーション、１０１…胴体部、１０２…頭部、１０３…脚部、１０３ａ…上腿部、１０３ｂ…下腿部、１０４…足部、１０５…腕部、１０５ａ…上腕部、１０５ｂ…前腕部、１０６…移動用車輪、１０７…補助用車輪、１０８…脚カバー部、１０９…バッテリー、１１０…受電コネクタ、１１１…電源線、１１２…ＤＣ／ＤＣコンバータ、１１３…制御装置、１１４…モータ、１１５…通信線、１１６…スイッチ、１１７…通信線、１２０…カバー部材、１２１…被係止手段、１２１ａ…突部、１２２…回動軸、１２３…ガイドピン、２０１…床機構部、２０２…背面機構部、２０２ａ…背面カバー、２１０…載置部、２１１…側壁部、２１２…ガイド部、２２０…給電コネクタ、２２１…挿入部、２２２…コネクタ受部、２２３…コネクタ支持部、２２３ａ…Ｕ字状部材、２２３ｂ…取付板、２２４…係止手段、２２４ａ…延設部、２２４ｂ…爪部、２２４ｃ…受部、２２５…回動軸、２２６…ガイド孔、２４１…ＡＣ／ＤＣコンバータ、２４２…電源線、２４３…制御装置、２４５…ソレノイド、２４６…電力線、３００…商用電源、３０１…支持板、３０２…固定板、３０２ａ…第１固定板、３０２ｂ…第２固定板、３０３…第１上下バネ、３０４…第２上下バネ、３０５…第１左右バネ、３０６…第２左右バネ、３１０，３１０ａ…揺動バネ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】