特開 2024-130063 給電システム

(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】P2024130063

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】給電システム

(51)【国際特許分類】

   B61B 13/00 20060101AFI20240920BHJP

【ＦＩ】

B61B13/00 A

B61B13/00 T

B61B13/00 S

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023039557

(22)【出願日】2023-03-14

(71)【出願人】

【識別番号】518204545

【氏名又は名称】株式会社Ｋｅｉｇａｎ

(74)【代理人】

【識別番号】110000475

【氏名又は名称】弁理士法人みのり特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】徳田 貴司

(72)【発明者】

【氏名】栗本 直彰

【テーマコード（参考）】

3D101

【Ｆターム（参考）】

3D101BB16

3D101BB26

3D101BB43

3D101BB57

(57)【要約】

【課題】人手がなくても電源を持たない作業装置に電力を供給することが可能な給電システムを提供する。
【解決手段】本発明に係る給電システム１０Ａは、所定の作業を行う作業装置２０ａ，２０ｂ，２０ｃに必要な電力を供給するものであって、自走式蓄電装置１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄと、自走式蓄電装置１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄと双方向の無線通信が可能な管理装置１１とを備える。管理装置１１は、［１］給電リクエストを受信すると、第１蓄電手段としての一の自走式蓄電装置（例えば、１２ａ）を当該リクエストに係る作業装置（例えば、２０ａ）のもとへと走行させ、作業装置２０ａへの給電を開始させ、［２］給電中の第１蓄電手段の蓄電残量に関する蓄電残量アラートを受信すると、第２蓄電手段としての別の一の自走式蓄電装置（例えば、１２ｂ）を作業装置２０ａのもとへと走行させ、作業装置２０ａへの給電を開始させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の作業を行う作業装置に必要な電力を供給する給電システムであって、
複数の自走式蓄電装置と、
前記複数の自走式蓄電装置のそれぞれと双方向の無線通信が可能な管理装置と、
を備え、
前記管理装置は、（１）給電リクエストを受信したことをきっかけとして、前記複数の自走式蓄電装置の中から第１蓄電手段となる一の自走式蓄電装置を選択し、前記第１蓄電手段を当該リクエストに係る作業装置のもとへと走行させ、前記第１蓄電手段に当該作業装置への給電を開始させ、（２）給電中の前記第１蓄電手段の蓄電残量に関する蓄電残量アラートを受信したことをきっかけとして、前記複数の自走式蓄電装置の中から第２蓄電手段となる別の一の自走式蓄電装置を選択し、前記第２蓄電手段を当該作業装置のもとへと走行させ、前記第２蓄電手段に当該作業装置への給電を開始させる
ことを特徴とする給電システム。

【請求項2】

前記管理装置は、前記蓄電残量アラートを受信してから前記第２蓄電手段が当該作業装置のもとに到着するまでの間、前記第１蓄電手段に当該作業装置への給電を継続させる
ことを特徴とする請求項１に記載の給電システム。

【請求項3】

前記管理装置は、前記複数の自走式蓄電装置の蓄電残量および現在位置を考慮して、前記複数の自走式蓄電装置の中から前記一の自走式蓄電装置および前記別の一の自走式蓄電装置を選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の給電システム。

【請求項4】

前記給電リクエストに、当該作業装置が必要とする電力量に関する必要電力量情報が含まれ、
前記管理装置は、前記蓄電残量および前記現在位置に加え、受信した前記給電リクエストに含まれる前記必要電力量情報が示す電力量も考慮して、前記複数の自走式蓄電装置の中から前記一の自走式蓄電装置および前記別の一の自走式蓄電装置を選択する
ことを特徴とする請求項３に記載の給電システム。

【請求項5】

前記給電リクエストに、当該作業装置が作業を行う作業位置に関する作業位置情報が含まれ、
前記管理装置は、受信した前記給電リクエストに含まれる前記作業位置情報が示す作業位置への当該作業装置の搬送を前記第１蓄電手段に行わせた後に、前記第１蓄電手段に当該作業装置への給電を開始させる
ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の給電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電源を持たない作業装置に必要な電力を供給する給電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、多種多様な品種の製品を少量ずつ生産するいわゆる「少量多品種生産」を行うことが多くなってきている。このような生産方式においては、製品毎に製造ラインを用意する（すなわち、品種数と同数の製造ラインを用意する）のではなく、予め用意しておいた複数の作業装置の中から生産する製品に適した作業装置を選択し、それを製造ラインに設置すること、すなわち少数のカスタマイズ可能な製造ラインを用意することが好ましい。

【0003】

しかしながら、この製造ラインのカスタマイズは、間違いが起こりやすく、また作業員の肉体的な負担となることがある。このため、これを人手に頼らずに行いたいというニーズがある。

【0004】

本発明者は、鋭意検討した結果、特許文献１，２に記載されているような自走式の搬送車両を用いて作業装置を製造ラインまで搬送することを思いついた。しかしながら、この手法では、作業装置自体が電源を持たない場合に必要となる、搬送済みの作業装置に必要な電力が供給されるようにする作業（例えば、電源ケーブルの接続）を人手に頼ることになるため、省力化が十分に達成できているとはいえない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第６００９０１１号公報

【特許文献2】特許第７１４０５６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、人手がなくても電源を持たない作業装置に電力を供給することが可能な給電システムを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明に係る、所定の作業を行う作業装置に必要な電力を供給する給電システムは、複数の自走式蓄電装置と、前記複数の自走式蓄電装置のそれぞれと双方向の無線通信が可能な管理装置と、を備え、前記管理装置は、（１）給電リクエストを受信したことをきっかけとして、前記複数の自走式蓄電装置の中から第１蓄電手段となる一の自走式蓄電装置を選択し、前記第１蓄電手段を当該リクエストに係る作業装置のもとへと走行させ、前記第１蓄電手段に当該作業装置への給電を開始させ、（２）給電中の前記第１蓄電手段の蓄電残量に関する蓄電残量アラートを受信したことをきっかけとして、前記複数の自走式蓄電装置の中から第２蓄電手段となる別の一の自走式蓄電装置を選択し、前記第２蓄電手段を当該作業装置のもとへと走行させ、前記第２蓄電手段に当該作業装置への給電を開始させる、との構成を有している。

【0008】

上記給電システムの管理装置は、前記蓄電残量アラートを受信してから前記第２蓄電手段が当該作業装置のもとに到着するまでの間、前記第１蓄電手段に当該作業装置への給電を継続させてもよい。

【0009】

上記給電システムの管理装置は、例えば、前記複数の自走式蓄電装置の蓄電残量および現在位置を考慮して、前記複数の自走式蓄電装置の中から前記一の自走式蓄電装置および前記別の一の自走式蓄電装置を選択することができる。

【0010】

上記給電システムの管理装置は、前記給電リクエストに当該作業装置が必要とする電力量に関する必要電力量情報が含まれている場合は、前記蓄電残量および前記現在位置に加え、受信した前記給電リクエストに含まれる前記必要電力量情報が示す電力量も考慮して、前記複数の自走式蓄電装置の中から前記一の自走式蓄電装置および前記別の一の自走式蓄電装置を選択することが好ましい。

【0011】

上記給電システムの管理装置は、前記給電リクエストに当該作業装置が作業を行う作業位置に関する作業位置情報が含まれている場合は、受信した前記給電リクエストに含まれる前記作業位置情報が示す作業位置への当該作業装置の搬送を前記第１蓄電手段に行わせた後に、前記第１蓄電手段に当該作業装置への給電を開始させてもよい。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、人手がなくても電源を持たない作業装置に電力を供給することが可能な給電システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１実施例に係る給電システムを示す図である。

【図2】第１実施例に係る給電システムを構成する自走式蓄電装置を示す図である。

【図3】第１実施例に係る給電システムを構成する管理装置に格納されたデータを示す図である。

【図4】第１実施例に係る給電システムを構成する管理装置が受信する給電リクエストを示す図である。

【図5】第１実施例に係る給電システムの動作例を示すフロー図である。

【図6】本発明の第２実施例に係る給電システムを示す図である。

【図7】第２実施例に係る給電システムを構成する自走式蓄電装置を示す図である。

【図8】第２実施例に係る給電システムを構成する管理装置に格納されたデータを示す図である。

【図9】第２実施例に係る給電システムの動作例を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る給電システムの第１実施例および第２実施例について説明する。

【0015】

［第１実施例］
図１に、本発明の第１実施例に係る給電システム１０Ａを示す。給電システム１０Ａは、ワークＷをＷａに加工する第１作業装置２０ａ、ワークＷをＷｂに加工する第２作業装置２０ｂおよびワークＷをＷｃに加工する第３作業装置２０ｃを第１作業位置３０または第２作業位置４０に搬送し、これらに必要な電力を供給するためのもので、管理装置１１と、４台の自走式蓄電装置（第１自走式蓄電装置１２ａ、第２自走式蓄電装置１２ｂ、第３自走式蓄電装置１２ｃおよび第４自走式蓄電装置１２ｄ）とを備えている。

【0016】

なお、本実施例では、未稼働の自走式蓄電装置（図１では、自走式蓄電装置１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）は蓄電装置待機位置５０にて待機し、未稼働の作業装置（図１では、作業装置２０ｂ，２０ｃ）は作業装置待機位置６０にて待機する。また、本実施例では、第１作業位置３０における作業の状況は第１作業監視装置３１によって常時監視され、第２作業位置４０における作業の状況は第２作業監視装置４１によって常時監視される。さらに、本実施例では、蓄電装置待機位置５０の近傍に充電装置５１が設置されている。

【0017】

図２に示すように、自走式蓄電装置（例えば、第１自走式蓄電装置１２ａ）は、低背箱型の筐体７０と、筐体７０に収容された蓄電部７１、駆動部７２、センサ部７３および制御部７４と、筐体７０の下面７０ｂから部分的に露出した駆動輪７５および従動輪７６と、筐体７０の上面７０ａから突出した状態と突出していない状態（引っ込んだ状態）とをとり得る２本のピン７７，７７とを備えている。

【0018】

蓄電部７１は、駆動部７２、センサ部７３、制御部７４およびピン７７，７７に電力を供給する鉛バッテリまたはリチウムイオンバッテリで構成されている。蓄電部７１とピン７７，７７との間には、ピン７７，７７への電力の供給を制御するための不図示のスイッチが存在する。

【0019】

駆動部７２は、蓄電部７１から供給される電力で駆動輪７５を駆動するモータで構成されている。駆動部７２は、制御部７４の制御下で駆動輪７５を駆動する。

【0020】

センサ部７３は、周辺の状況を把握するためのＬｉＤＡＲ、障害物センサ等で構成されている。センサ部７３は、周辺の状況に関するデータを生成する。

【0021】

制御部７４は、通信機能を備えたマイクロコンピュータ等で構成されている。制御部７４は、センサ部７３によって生成されたデータ、すなわちセンサ部７３の検出結果から推定した自車の現在位置、および蓄電部７１の残量等に関するデータを定期的に管理装置１１に送信する。また、制御部７４は、管理装置１１から受信した動作指令に基づいて、駆動部７２を制御（すなわち、走行方向、走行速度の制御）したり、ピン７７，７７を上下動させたりする。

【0022】

ピン７７，７７は、少なくとも一部が導電性を有する部材で構成されている。前述した通り、ピン７７，７７は、筐体７０の上面７０ａから突出した状態（実線で描かれたピン７７，７７参照）と突出していない状態（破線で描かれたピン７７，７７参照）とをとることができる。第１自走式蓄電装置１２ａの筐体７０が作業装置（例えば、第１作業装置２０ａ）の下に潜り込んでいるときにピン７７，７７が上面７０ａから突出した状態をとると、第１自走式蓄電装置１２ａおよび第１作業装置２０ａは機械的および電気的に接続される。この状態で第１自走式蓄電装置１２ａが移動すると、第１作業装置２０ａも同じように移動する。また、この状態で不図示のスイッチをオンにすると、ピン７７，７７を介して蓄電部７１から第１作業装置２０ａに電力が供給される。

【0023】

他の自走式蓄電装置１２ｂ，１２ｃ，１２ｄも第１自走式蓄電装置１２ａと同様の構成を有している。

【0024】

第１作業装置２０ａは、自走式蓄電装置（例えば、第１自走式蓄電装置１２ａ）が潜り込むための収容空間を有する台車と、台車上に設けられた作業アームとを備えている。台車は、第１自走式蓄電装置１２ａのピン７７，７７に対応した２つの凹部（不図示）を有している。ピン７７および凹部は、凹部にピン７７，７７が挿入されることで互いに係合し、これにより、前述した通り、第１自走式蓄電装置１２ａおよび第１作業装置２０ａは機械的および電気的に接続される。

【0025】

他の作業装置２０ｂ，２０ｃも第１作業装置２０ａと同様の構成を有している。ただし、作業装置２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、作業アームの機能が互いに異なっている。すなわち、第１作業装置２０ａの作業アームは、ワークＷをＷａに加工することができるように構成され、第２作業装置２０ｂの作業アームは、ワークＷをＷｂに加工することができるように構成され、第３作業装置２０ｃの作業アームは、ワークＷをＷｃに加工することができるように構成されている。

【0026】

管理装置１１は、演算機能および通信機能を有するコンピュータ、およびこれに付随するハードディスク等の記憶装置で構成されている。管理装置１１は、自走式蓄電装置１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄのそれぞれとの双方向の無線通信、および作業監視装置３１，４１のそれぞれとの少なくとも一方向の有線または無線通信を行うことができる。

【0027】

管理装置１１は、自走式蓄電装置１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄのそれぞれから定期的に現在位置、および蓄電部７１の蓄電残量に関するデータを受信する。管理装置１１は、受信した最新のデータを図３（Ａ）に例示するテーブルの形式で記憶する。また、管理装置１１は、自走式蓄電装置１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄに動作指令を送信する。

【0028】

管理装置１１は、作業監視装置３１，４１のそれぞれから図４に例示する給電リクエストを受信することができる。同図に示すように、給電リクエストは、作業位置を特定するためのデータと、給電すべき作業装置を特定するためのデータと、作業内容を特定するためのデータと、作業量を特定するためのデータとを含んでいる。なお、作業位置を特定するためのデータは、本発明の「作業位置情報」に相当する。また、作業内容を特定するためのデータおよび作業量を特定するためのデータは、本発明の「必要電力量情報」に相当する。

【0029】

管理装置１１は、図３（Ａ）のテーブルに加え、作業装置待機位置６０にて待機中の作業装置２０ａ，２０ｂ，２０ｃの位置データ、および作業位置３０，４０の位置データをテーブルの形式で記憶している（同図（Ｂ）および（Ｃ）参照）。

【0030】

続いて、図５を参照しながら、第１実施例に係る給電システム１０Ａの動作例を具体的に説明する。なお、本動作例では、第１作業位置３０に到着した１００個のワークＷをＷａに加工する。

【0031】

自走式蓄電装置１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄおよび作業装置２０ａ，２０ｂ，２０ｃがそれぞれの待機位置５０，６０で待機しているときに、第１作業位置３０にＷａに加工すべき１００個のワークＷが到着すると、第１作業監視装置３１から管理装置１１に“第１作業位置３０”、“第１作業装置２０ａ”、“Ｗ→Ｗａ”、“１００個”のデータを含む給電リクエストが送信される。

【0032】

給電リクエストを受信した管理装置１１は、待機中の自走式蓄電装置（本動作例では、自走式蓄電装置１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）の中から「第１蓄電手段」となる一の自動式蓄電装置を選択する。具体的には、管理装置１１は、給電対象である第１作業装置２０ａの現在位置（図３（Ｂ）参照）と、自走式蓄電装置１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの現在位置および蓄電残量（図３（Ａ）参照）とを参照し、現在位置が第１作業装置２０ａの現在位置に相対的に近く、かつ蓄電残量が相対的に多い自走式蓄電装置を選択する。このとき、管理装置１１は、給電リクエストに含まれる作業内容および作業量から必要電力量を算出し、蓄電残量が必要電力量以上であり、かつ現在位置が第１作業装置２０ａの現在位置に最も近い自走式蓄電装置を選択してもよい。本動作例では、管理装置１１は、第１蓄電手段として第１自走式蓄電装置１２ａを選択する。

【0033】

管理装置１１は、第１自走式蓄電装置１２ａに動作指令（図５中の「指令１Ａ」）を送信する。指令１Ａは、給電対象である第１作業装置２０ａを第１作業位置３０まで搬送し、そこで第１作業装置２０ａに給電せよ、という趣旨のものである。

【0034】

指令１Ａを受信した第１自走式蓄電装置１２ａは、作業装置待機位置６０にて待機中の第１作業装置２０ａに向かって走行する。そして、第１自走式蓄電装置１２ａは、第１作業装置２０ａの収容空間に到着すると、すなわち、第１作業装置２０ａの下に潜り込むと、ピン７７，７７を突出させる。第１自走式蓄電装置１２ａの制御部７４は、センサ部７３の検出結果から推定した現在位置が第１作業装置２０ａの位置に一致したことに基づいて、第１作業装置２０ａとの位置合わせが完了したことを検出することができる。

【0035】

ピン７７，７７による機械的および電気的な接続が完了すると、第１自走式蓄電装置１２ａは、第１作業装置２０ａとともに第１作業位置３０に向かって走行する。そして、第１作業位置３０に到着した第１自走式蓄電装置１２ａは、ピン７７，７７を介した第１作業装置２０ａへの給電を開始する。第１自走式蓄電装置１２ａの制御部７４は、センサ部７３の検出結果から推定した現在位置が第１作業位置３０の位置に一致したことに基づいて、第１作業位置３０に到着したことを検出することができる。

【0036】

なお、本実施例では、第１自走式蓄電装置１２ａの制御部７４に、作業装置待機位置６０にて待機中の作業装置２０ａ，２０ｂ，２０ｃの位置データ、および作業位置３０，４０の位置データが記憶されている。これらのデータを記憶していない場合、制御部７４は、動作指令とともにこれらのデータを管理装置１１から受信すればよい。

【0037】

給電を受けた第１作業装置２０ａは、ワークＷに対する作業を開始する。

【0038】

第１作業装置２０ａが作業を行っている間、第１自走式蓄電装置１２ａの制御部７４は、蓄電部７１の蓄電残量を監視し続ける。

【0039】

第１自走式蓄電装置１２ａの制御部７４は、蓄電部７１の蓄電残量が予め定められた閾値を下回ると、管理装置１１に蓄電残量アラートを送信する。閾値は、「第２蓄電手段」としての別の一の自走式蓄電装置が到着するまで第１作業装置２０ａに作業を継続させることができ、かつ、第１作業装置２０ａへの給電を終えた後に蓄電装置待機位置５０まで走行（帰還）することができる程度の値に設定されている。

【0040】

蓄電残量アラートを受信した管理装置１１は、待機中の自走式蓄電装置（この時点では、自走式蓄電装置１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）の中から「第２蓄電手段」となる別の一の自動式蓄電装置を選択する。具体的には、管理装置１１は、第１作業位置３０の位置と、自走式蓄電装置１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの現在位置および蓄電残量とを参照し、現在位置が第１作業位置３０の位置に相対的に近く、かつ蓄電残量が相対的に多い自走式蓄電装置を選択する。本動作例では、管理装置１１は、第２蓄電手段として第２自走式蓄電装置１２ｂを選択する。

【0041】

管理装置１１は、第２自走式蓄電装置１２ｂに動作指令（図５中の「指令２Ａ」）を送信する。指令２Ａは、作業位置である第１作業位置３０の近傍に向かえ、という趣旨のものである。

【0042】

指令２Ａを受信した第２自走式蓄電装置１２ｂは、第１作業位置３０の近傍に向かって走行する。そして、第２自走式蓄電装置１２ｂは、第１作業位置３０の近傍に到着すると、走行を停止する。

【0043】

管理装置１１は、第２自走式蓄電装置１２ｂから定期的に送信されてくる現在位置に関するデータに基づいて第２自走式蓄電装置１２ｂが第１作業位置３０の近傍に到着したことを検出すると、第１自走式蓄電装置１２ａに動作指令（図５中の「指令３Ａ」）を送信する。指令３Ａは、給電を停止して蓄電装置待機位置５０に向かえ、という趣旨のものである。

【0044】

指令３Ａを受信した第１自走式蓄電装置１２ａは、第１作業装置２０ａへの給電を停止し、ピン７７，７７を引っ込めた後に、蓄電装置待機位置５０に向かって走行する。

【0045】

管理装置１１は、第１自走式蓄電装置１２ａから定期的に送信されてくる現在位置に関するデータに基づいて第１自走式蓄電装置１２ａが第１作業装置２０ａから離脱したことを検出すると、第２自走式蓄電装置１２ｂに動作指令（図５中の「指令４Ａ」）を送信する。指令４Ａは、第１作業装置２０ａに給電せよ、という趣旨のものである。

【0046】

指令４Ａを受信した第２自走式蓄電装置１２ｂは、第１作業装置２０ａの収容空間に移動する。そして、第２自走式蓄電装置１２ｂは、第１作業装置２０ａの収容空間に到着すると、すなわち、第１作業装置２０ａの下に潜り込むと、ピン７７，７７を突出させる。第２自走式蓄電装置１２ｂの制御部７４は、センサ部７３の検出結果から推定した現在位置が第１作業装置２０ａの位置に一致したことに基づいて、第１作業装置２０ａとの位置合わせが完了したことを検出することができる。

【0047】

ピン７７，７７による機械的および電気的な接続が完了すると、第１自走式蓄電装置１２ａは、ピン７７，７７を介した第１作業装置２０ａへの給電を開始する。そして、給電を受けた第１作業装置２０ａは、ワークＷに対する作業を再開する。

【0048】

第１作業装置２０ａによる作業が完了すると、作業を監視し続けていた第１作業監視装置３１が管理装置１１に給電停止リクエストを送信する。

【0049】

給電停止リクエストを受信した管理装置１１は、第２自走式蓄電装置１２ｂに動作指令（図５中の「指令５Ａ」）を送信する。指令５Ａは、第１作業装置２０ａへの給電を停止せよ、という趣旨のものである。

【0050】

指令５Ａを受信した第２自走式蓄電装置１２ｂは、第１作業装置２０ａへの給電を停止した後、ピン７７，７７を突出させたまま、すなわち、第１作業装置２０ａとともに作業装置待機位置６０にある第１作業装置２０ａの待機位置に向かって走行する。そして、第２自走式蓄電装置１２ｂは、第１作業装置２０ａの待機位置に到着すると、ピン７７，７７を引っ込め、単独で蓄電装置待機位置５０に向かって走行する。

【0051】

給電を終えて蓄電装置待機位置５０に戻った第１自走式蓄電装置１２ａおよび第２自走式蓄電装置１２ｂの蓄電部７１は、充電装置５１によって充電される。充電装置５１は、商用電力を利用するものであってもよいし、太陽電池の発電電力等の再生可能エネルギーを利用するものであってもよい。

【0052】

このように、本実施例に係る給電システム１０Ａでは、作業が始められる状態になると、管理装置によって選択された一の自走式蓄電装置（第１蓄電手段）によって適当な作業装置が作業位置まで搬送され、第１蓄電手段に蓄えられた電力を利用して作業装置への給電が開始される。つまり、給電システム１０Ａによれば、人手がなくても電源を持たない作業装置に電力を供給することができる。

【0053】

また、本実施例に係る給電システム１０Ａでは、給電中の第１蓄電手段の蓄電残量が低下してくると、管理装置によって別の一の自走式蓄電装置（第２蓄電手段）が手配され、作業装置への給電が第１蓄電手段から第２蓄電手段へと引き継がれる。つまり、給電システム１０Ａによれば、人手がなくても電源を持たない作業装置への電力の供給を長時間にわたって継続することができる。

【0054】

［第２実施例］
図６に、本発明の第２実施例に係る給電システム１０Ｂを示す。給電システム１０Ｂは、第１作業位置３０に設置された第１作業装置２１ａおよび第２作業装置２１ｂ、並びに第２作業位置４０に設置された第３作業装置２１ｃに必要な電力を供給するためのもので、管理装置１１と、３台の自走式蓄電装置（第１自走式蓄電装置１３ａ、第２自走式蓄電装置１３ｂおよび第３自走式蓄電装置１３ｃ）とを備えている。第１作業装置２１ａはワークＷをＷａに加工し、第２作業装置２１ｂはワークＷをＷｂに加工し、第３作業装置２１ｃはワークＷをＷｃに加工する。

【0055】

なお、本実施例では、未稼働の自走式蓄電装置（図６では、自走式蓄電装置１３ｂ，１３ｃ）は蓄電装置待機位置５０にて待機する。また、本実施例では、第１作業位置３０における作業の状況は第１作業監視装置３１によって常時監視され、第２作業位置４０における作業の状況は第２作業監視装置４１によって常時監視される。さらに、本実施例では、蓄電装置待機位置５０の近傍に充電装置５１が設置されている。

【0056】

図７に示すように、自走式蓄電装置（例えば、第１自走式蓄電装置１３ａ）は、低背箱型の筐体７０と、筐体７０に収容された蓄電部７１、駆動部７２、センサ部７３および制御部７４と、筐体７０の下面７０ｂから部分的に露出した駆動輪７５および従動輪７６と、筐体７０の一側面７０ｃから突出した２本のピン７８，７８とを備えている。

【0057】

蓄電部７１は、駆動部７２、センサ部７３、制御部７４およびピン７８，７８に電力を供給する鉛バッテリまたはリチウムイオンバッテリで構成されている。蓄電部７１とピン７８，７８との間には、ピン７８，７８への電力の供給を制御するための不図示のスイッチが存在する。

【0058】

駆動部７２は、第１実施例の駆動部７２と同様、蓄電部７１から供給される電力で駆動輪７５を駆動するモータで構成されている。駆動部７２は、制御部７４の制御下で駆動輪７５を駆動する。

【0059】

センサ部７３は、第１実施例のセンサ部７３と同様、周辺の状況を把握するためおＬｉＤＡＲ、障害物センサ等で構成されている。センサ部７３は、周辺の状況に関するデータを生成する。

【0060】

制御部７４は、第１実施例の制御部７４と同様、通信機能を備えたマイクロコンピュータ等で構成されている。制御部７４は、センサ部７３によって生成されたデータ、すなわちセンサ部７３の検出結果から推定した自車の現在位置、および蓄電部７１の残量等に関するデータを定期的に管理装置１１に送信する。また、制御部７４は、管理装置１１から受信した動作指令に基づいて、駆動部７２を制御（すなわち、走行方向、走行速度の制御）する。なお、制御部７４は、第１実施例の制御部７４とは異なり、ピン７８，７８の突出状態を制御しない。

【0061】

ピン７８，７８は、少なくとも一部が導電性を有する部材で構成されている。ピン７８，７８が作業装置（例えば、第１作業装置２１ａ）の受電端子に接触した状態、すなわち、第１自走式蓄電装置１３ａおよび第１作業装置２１ａが電気的に接続された状態で不図示のスイッチをオンにすると、ピン７８，７８を介して蓄電部７１から第１作業装置２１ａに電力が供給される。

【0062】

他の自走式蓄電装置１３ｂ，１３ｃも第１自走式蓄電装置１３ａと同様の構成を有している。

【0063】

第１作業装置２１ａは、床面に固定された基部と、基部上に設けられた作業アームとを備えている。基部は、その一側面に第１自走式蓄電装置１３ａのピン７８，７８に対応した２つの受電端子（不図示）を有している。ピン７８が受電端子に接触することにより、前述した通り、第１自走式蓄電装置１３ａおよび第１作業装置２１ａは電気的に接続される。ピン７８および受電端子は、任意のラッチ機構により意図しない接触状態の解除が起こりにくくなっていることが好ましい。

【0064】

他の作業装置２１ｂ，２１ｃも第１作業装置２１ａと同様の構成を有している。ただし、作業装置２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、作業アームの機能が互いに異なっている。すなわち、第１作業装置２１ａの作業アームは、ワークＷをＷａに加工することができるように構成され、第２作業装置２１ｂの作業アームは、ワークＷをＷｂに加工することができるように構成され、第３作業装置２１ｃの作業アームは、ワークＷをＷｃに加工することができるように構成されている。

【0065】

管理装置１１は、第１実施例の管理装置１１と同様、演算機能および通信機能を有するコンピュータ、およびこれに付随するハードディスク等の記憶装置で構成されている。管理装置１１は、自走式蓄電装置１３ａ，１３ｂ，１３ｃのそれぞれとの双方向の無線通信、および作業監視装置３１，４１のそれぞれとの少なくとも一方向の有線または無線通信を行うことができる。

【0066】

管理装置１１は、自走式蓄電装置１３ａ，１３ｂ，１３ｃのそれぞれから定期的に現在位置、および蓄電部７１の蓄電残量に関するデータを受信する。管理装置１１は、受信した最新のデータを図８（Ａ）に例示するテーブルの形式で記憶する。また、管理装置１１は、自走式蓄電装置１３ａ，１３ｂ，１３ｃに動作指令を送信する。

【0067】

管理装置１１は、作業監視装置３１，４１のそれぞれから第１実施例と同様の給電リクエストを受信することができる。

【0068】

管理装置１１は、図８（Ａ）のテーブルに加え、第１作業位置３０における第１作業装置２１ａおよび第２作業装置２１ｂの位置データ、並びに第２作業位置４０における第３作業装置２１ｃの位置データをテーブルの形式で記憶している（同図（Ｂ）参照）。

【0069】

続いて、図９を参照しながら、第２実施例に係る給電システム１０Ｂの動作例を具体的に説明する。なお、本動作例では、第１作業位置３０に到着した２００個のワークＷをＷａに加工する。

【0070】

自走式蓄電装置１３ａ，１３ｂ，１３ｃが蓄電装置待機位置５０で待機しているときに、第１作業位置３０にＷａに加工すべき２００個のワークＷが到着すると、第１作業監視装置３１から管理装置１１に“第１作業位置３０”、“第１作業装置２１ａ”、“Ｗ→Ｗａ”、“２００個”のデータを含む給電リクエストが送信される。なお、本実施例では作業装置２１ａ，２１ｂ，２１ｃが作業位置３０，４０に固定されているため、給電リクエスト中の“第１作業位置３０”は省略することができる。

【0071】

給電リクエストを受信した管理装置１１は、待機中の自走式蓄電装置（本動作例では、自走式蓄電装置１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）の中から「第１蓄電手段」となる一の自動式蓄電装置を選択する。具体的には、管理装置１１は、給電対象である第１作業装置２１ａの位置（図８（Ｂ）参照）と、自走式蓄電装置１３ａ，１３ｂ，１３ｃの現在位置および蓄電残量（図８（Ａ）参照）とを参照し、現在位置が第１作業装置２１ａの位置に相対的に近く、かつ蓄電残量が相対的に多い自走式蓄電装置を選択する。このとき、管理装置１１は、給電リクエストに含まれる作業内容および作業量から必要電力量を算出し、蓄電残量が必要電力量以上であり、かつ現在位置が第１作業装置２１ａの位置に最も近い自走式蓄電装置を選択してもよい。本動作例では、管理装置１１は、第１蓄電手段として第１自走式蓄電装置１３ａを選択する。

【0072】

管理装置１１は、第１自走式蓄電装置１３ａに動作指令（図９中の「指令１Ｂ」）を送信する。指令１Ｂは、給電対象である第１作業装置２１ａに給電せよ、という趣旨のものである。

【0073】

指令１Ｂを受信した第１自走式蓄電装置１３ａは、第１作業位置３０に設置された第１作業装置２１ａに向かって走行する。そして、第１自走式蓄電装置１３ａは、ピン７８，７８が受電端子に接触するような位置に到着すると、走行を停止する。

【0074】

ピン７８，７８による電気的な接続が完了すると、第１自走式蓄電装置１３ａは、ピン７８，７８を介した第１作業装置２１ａへの給電を開始する。

【0075】

なお、本実施例では、第１自走式蓄電装置１３ａの制御部７４に、作業装置２１ａ，２１ｂ，２１ｃの位置データが記憶されている。これらのデータを記憶していない場合、制御部７４は、動作指令とともにこれらのデータを管理装置１１から受信すればよい。

【0076】

給電を受けた第１作業装置２１ａは、ワークＷに対する作業を開始する。

【0077】

第１作業装置２１ａが作業を行っている間、第１自走式蓄電装置１３ａの制御部７４は、蓄電部７１の蓄電残量を監視し続ける。

【0078】

第１自走式蓄電装置１３ａの制御部７４は、蓄電部７１の蓄電残量が予め定められた閾値を下回ると、管理装置１１に蓄電残量アラートを送信する。第１実施例と同様、閾値は、「第２蓄電手段」としての別の一の自走式蓄電装置が到着するまで第１作業装置２１ａに作業を継続させることができ、かつ、第１作業装置２１ａへの給電を終えた後に蓄電装置待機位置５０まで走行（帰還）することができる程度の値に設定されている。

【0079】

蓄電残量アラートを受信した管理装置１１は、待機中の自走式蓄電装置（この時点では、自走式蓄電装置１３ｂ，１３ｃ）の中から「第２蓄電手段」となる別の一の自動式蓄電装置を選択する。具体的には、管理装置１１は、第１作業装置２１ａの位置と、自走式蓄電装置１３ｂ，１３ｃの現在位置および蓄電残量とを参照し、現在位置が第１作業装置２１ａの位置に相対的に近く、かつ蓄電残量が相対的に多い自走式蓄電装置を選択する。本動作例では、管理装置１１は、第２蓄電手段として第２自走式蓄電装置１３ｂを選択する。

【0080】

管理装置１１は、第２自走式蓄電装置１３ｂに動作指令（図９中の「指令２Ｂ」）を送信する。指令２Ｂは、第１作業装置２１ａの近傍に向かえ、という趣旨のものである。

【0081】

指令２Ｂを受信した第２自走式蓄電装置１３ｂは、第１作業装置２１ａの近傍に向かって走行する。そして、第２自走式蓄電装置１３ｂは、第１作業装置２１ａの近傍に到着すると、走行を停止する。

【0082】

管理装置１１は、第２自走式蓄電装置１３ｂから定期的に送信されてくる現在位置に関するデータに基づいて第２自走式蓄電装置１３ｂが第１作業装置２１ａの近傍に到着したことを検出すると、第１自走式蓄電装置１３ａに動作指令（図９中の「指令３Ｂ」）を送信する。指令３Ｂは、給電を停止して蓄電装置待機位置５０に向かえ、という趣旨のものである。

【0083】

指令３Ｂを受信した第１自走式蓄電装置１３ａは、第１作業装置２１ａへの給電を停止した後に、蓄電装置待機位置５０に向かって走行する。

【0084】

管理装置１１は、第１自走式蓄電装置１３ａから定期的に送信されてくる現在位置に関するデータに基づいて第１自走式蓄電装置１３ａが第１作業装置２１ａから離脱したことを検出すると、第２自走式蓄電装置１３ｂに動作指令（図９中の「指令４Ｂ」）を送信する。指令４Ｂは、第１作業装置２１ａに給電せよ、という趣旨のものである。

【0085】

指令４Ｂを受信した第２自走式蓄電装置１３ｂは、ピン７８，７８が受電端子に接触するような位置に移動した後に、第１作業装置２１ａへの給電を開始する。そして、給電を受けた第１作業装置２１ａは、ワークＷに対する作業を再開する。

【0086】

第１作業装置２１ａによる作業が完了すると、作業を監視し続けていた第１作業監視装置３１が管理装置１１に給電停止リクエストを送信する。

【0087】

給電停止リクエストを受信した管理装置１１は、第２自走式蓄電装置１３ｂに動作指令（図９中の「指令５Ｂ」）を送信する。指令５Ｂは、第１作業装置２１ａへの給電を停止せよ、という趣旨のものである。

【0088】

指令５Ｂを受信した第２自走式蓄電装置１３ｂは、第１作業装置２１ａへの給電を停止した後に、蓄電装置待機位置５０に向かって走行する。

【0089】

給電を終えて蓄電装置待機位置５０に戻った第１自走式蓄電装置１３ａおよび第２自走式蓄電装置１３ｂの蓄電部７１は、充電装置５１によって充電される。

【0090】

本実施例に係る給電システム１０Ｂによれば、給電システム１０Ａと同様の作用効果が得られる。

【0091】

［変形例］
以上、本発明に係る給電システムの第１実施例および第２実施例について説明してきたが、本発明の構成はこれらに限定されない。

【0092】

例えば、自走式蓄電装置、作業装置および作業位置の数、自走式蓄電装置および作業装置の具体的構成（これには、自走式蓄電装置および作業装置を機械的および電気的に接続するための構成が含まれる）は、前述したものに限定されない。

【0093】

また、自走式蓄電装置は、定期的にではなく、管理装置からリクエストがあったときに現在位置等に関するデータを送信してもよい。

【0094】

また、管理装置は、作業位置毎に設けられた作業監視装置からではなく、任意の装置から給電リクエストを受信してもよい。例えば、管理装置は、各作業位置における作業状況、自走式蓄電装置の運行状況等を管理する上位の管理装置から給電リクエストを受信してもよい。

【0095】

また、作業装置は、無停電電源装置、バックアップ電池またはキャパシタ（以下、「無停電電源装置等」という）を備えていてもよい。この構成によれば、第１蓄電手段による給電が停止してから第２蓄電手段による給電が始まるまでの間も作業を継続することができる。

【0096】

また、作業装置が無停電電源装置等を備えている場合、第１実施例における第２自走式蓄電装置１２ｂ（第２蓄電手段）は、第１作業装置２０ａを伴ったまま蓄電装置待機位置５０に戻ってもよい。この構成によれば、蓄電装置待機位置５０の近傍に設置された充電装置５１によって、第２自走式蓄電装置１２ｂの蓄電部７１だけでなく第１作業装置２０ａの無停電電源装置等も充電することができる。

【0097】

また、作業装置が行う作業は、ワークの加工に限定されない。

【符号の説明】

【0098】

１０Ａ，１０Ｂ 給電システム
１１ 管理装置
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 自走式蓄電装置
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ 自走式蓄電装置
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ 作業装置
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ 作業装置
３０ 第１作業位置
３１ 第１作業監視装置
４０ 第２作業位置
４１ 第２作業監視装置
５０ 蓄電装置待機位置
５１ 充電装置
６０ 作業装置待機位置
７０ 筐体
７１ 蓄電部
７２ 駆動部
７３ センサ部
７４ 制御部
７５ 駆動輪
７６ 従動輪
７７ ピン
７８ ピン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】