特表 2022-552765 ロボット用スマート充電パイル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-12-20

(54)【発明の名称】ロボット用スマート充電パイル

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/10 20060101AFI20221213BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20221213BHJP

   B25J 19/00 20060101ALI20221213BHJP

【ＦＩ】

H02J7/10 A

H02J7/00 S

B25J19/00 F

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021578177

(86)(22)【出願日】2021-09-22

(85)【翻訳文提出日】2021-12-28

(86)【国際出願番号】 CN2021119703

(87)【国際公開番号】W WO2022063139

(87)【国際公開日】2022-03-31

(31)【優先権主張番号】202011043121.6

(32)【優先日】2020-09-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521562245

【氏名又は名称】達闥機器人股▲分▼有限公司

【住所又は居所原語表記】Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ８， Ｎｏ． ２０７， Ｚｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｒｏａｄ， Ｍｉｎｈａｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２４５， Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100146374

【弁理士】

【氏名又は名称】有馬 百子

(72)【発明者】

【氏名】張 海軍

【テーマコード（参考）】

3C707

5G503

【Ｆターム（参考）】

3C707CS08

3C707CY12

3C707HS09

3C707JS05

3C707KS27

3C707MS27

3C707MT08

3C707WA11

5G503AA01

5G503BA01

5G503BB01

5G503CA11

5G503EA08

5G503GD02

5G503GD03

5G503GD04

(57)【要約】

本出願の一部の実施例は、ロボット用スマート充電パイルを提供する。ロボット用スマート充電パイル（１００）は、充電回路（１）と、保護回路（２）と、通信制御回路（３）とを含み、前記充電回路（１）は、前記保護回路（２）に接続され、前記保護回路（２）は、前記通信制御回路（３）に接続され、前記通信制御回路（３）は前記保護回路（２）のオフを制御することにより前記充電回路（１）のオフを制御し、前記通信制御回路（３）は前記充電回路（１）に接続され、前記通信制御回路（３）はさらに、ロボットの電池情報データを取得し、前記電池情報データに基づいて前記充電回路（１）に調整命令を送信するためのものであり、前記充電回路（１）は、前記調整命令に従って自体の充電パラメータを調整し、調整された充電パラメータに従ってロボットを充電するためのものである。本出願の実施例を用いると、安全性が高く、信頼性が高く、複数の電池タイプのロボットに適合することができる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

充電回路と、保護回路と、通信制御回路とを含み、
前記充電回路は、前記保護回路に接続され、前記保護回路は、前記通信制御回路に接続され、前記通信制御回路は前記保護回路のオフを制御することにより前記充電回路のオフを制御し、前記通信制御回路は前記充電回路に接続され、前記通信制御回路はさらに、ロボットの電池情報データを取得し、前記電池情報データに基づいて前記充電回路に調整命令を送信するためのものであり、
前記充電回路は、前記調整命令に従って自体の充電パラメータを調整し、調整された充電パラメータに従ってロボットを充電するためのものである、ことを特徴とするロボット用スマート充電パイル。

【請求項2】

前記充電回路は、電源入力ソケットと、充電モジュールと、接触可能な電極とを含み、
前記電源入力ソケットは、商用電源に接続され、入力電源を導入するためのものであり、
前記充電モジュールは、前記通信制御回路に接続され、前記調整命令に従って自体の充電パラメータを調整するためのものであり、
前記接触可能な電極は、ロボットに接続され、調整された充電パラメータに従ってロボットを充電するためのものである、ことを特徴とする請求項１に記載のロボット用スマート充電パイル。

【請求項3】

前記接触可能な電極内にセンサが設けられており、前記センサは、充電パイルとロボットとの接触が予め設定された要件を満たしているか否かを検出し、
前記通信制御回路は、前記センサに接続され、充電パイルとロボットとの接触が予め設定された要件を満たしていることを前記センサが検出した場合、自体の検出プログラムを起動するためのものである、ことを特徴とする請求項２に記載のロボット用スマート充電パイル。

【請求項4】

前記通信制御回路は、前記接触可能な電極に接続され、充電パイルとロボットとの接触が予め設定された要件を満たしていることをセンサが検出した場合、ロボットと充電パイルとのパイル合わせが完了したか否かを検出するパイル合わせ検出ユニットを含み、
前記通信制御回路は、ロボットと充電パイルとのパイル合わせが完了したことを検出すると、前記接触可能な電極がロボットを充電するように前記保護回路を制御してオンにさせるためのものである、ことを特徴とする請求項３に記載のロボット用スマート充電パイル。

【請求項5】

前記通信制御回路は、ロボットが充電パイルと通信可能な接続を確立したか否かを検出し、ロボットが充電パイルと通信可能な接続を確立したことを検出すると、ロボットが送信した前記電池情報データを取得する自動制御ユニットを含む、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のロボット用スマート充電パイル。

【請求項6】

前記通信制御回路は、手動制御ユニットと、複数種類のロボットの電池情報データが記憶された記憶ユニットと、を含み、
前記手動制御ユニットは、前記記憶ユニット内の電池情報データが呼び出されたか否かを検出し、前記記憶ユニット内の電池情報データが呼び出されたことを検出した場合、呼び出された電池情報データを前記ロボットの電池情報データとするためのものである、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載のロボット用スマート充電パイル。

【請求項7】

前記通信制御回路は、前記電池情報データを論理的に判断し、前記論理的に判断した結果、誤りがない場合、前記調整命令を前記充電回路に送信する充電制御ユニットをさらに含む、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載のロボット用スマート充電パイル。

【請求項8】

前記通信制御回路は、前記ロボットに接続され、ロボットの充電電圧を検出する電圧検出ユニットをさらに含み、
前記電圧検出ユニットは、
前記充電制御ユニットはさらに、前記電圧検出ユニットにより前記充電電圧が予め設定された電圧範囲内にないことが検出された場合、前記保護回路を制御してオフにさせることにより、前記充電回路によるロボットへの充電を停止させるためのものである、ことを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載のロボット用スマート充電パイル。

【請求項9】

前記通信制御回路は、前記ロボットに通信可能に接続され、ロボットの充電状態を表示する表示ユニットをさらに含む、ことを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載のロボット用スマート充電パイル。

【請求項10】

前記電池情報データは、電池タイプ、電池パラメータ、及び電池健康状態のうちの少なくとも１つを含む、ことを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載のロボット用スマート充電パイル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は充電技術分野に関し、特にロボット用スマート充電パイルに関する。

【背景技術】

【0002】

現在、ロボットの発展は非常に速く、その機能も日増しに増加しているが、ロボットは作業時に電池ーが不足になるという問題が発生する場合が多く、このような場合、ロボットの航続のために手動操作が必要とされ、それにより、ロボットによる作業が制限されており、人的コストも増加している。ロボットの作業効率を高め、人的コストを削減するために、ロボットの自律充電を研究することは現在のロボット発展の重要な方向となっており、従来のロボットは主に充電パイルを通じて自動充電を行っている。

【0003】

発明者は、従来技術に少なくとも次の問題があることを発見した。１．充電パイルに電源を接続すると充電電圧が出力され、出力が安全でなく、短絡や感電が生じやすい。２、１つの充電パイルは１つのロボットに対応し、各種のタイプのロボットに対応できるスマート充電パイルがない一方、異なるロボットの電池のタイプが異なるため、ロボットの充電パイルは更に頻繁に交換しなければならなくなり、その結果、多くのコストと技術上の浪費をもたらす。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本出願の一部の実施例の目的は、安全性が高く、信頼性が高く、複数の電池タイプのロボットに適合することができるロボット用スマート充電パイルを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本出願の実施例は、充電回路と、保護回路と、通信制御回路とを含み、

【0006】

前記充電回路は、前記保護回路に接続され、前記保護回路は、前記通信制御回路に接続され、通信制御回路は前記保護回路のオフを制御することにより前記充電回路のオフを制御し、前記通信制御回路は前記充電回路に接続され、前記通信制御回路はさらに、ロボットの電池情報データを取得し、前記電池情報データに基づいて前記充電回路に調整命令を送信するためのものであり、

【0007】

前記充電回路は、前記調整命令に従って自体の充電パラメータを調整し、調整された充電パラメータに従ってロボットを充電するためのものであるロボット用スマート充電パイルを提供する。

【0008】

本出願の実施例は、従来技術に対して、充電回路と、保護回路と、通信制御回路とを設けることにより、一方では、保護回路は、通信制御回路と充電回路とにそれぞれ接続されており、通信制御回路は、保護回路のオフを制御することにより充電回路のオフを制御することができるので、充電パイルに電源を接続した後に保護回路を制御してオフにさせ、さらに充電回路をオフすることができ、ロボットへの充電が必要な場合は再び保護回路をオンにさせる。これにより、「充電パイルに電源を接続すると充電電圧が出力され、出力が安全でなく、短絡や感電が生じやすい」状況の発生を回避し、ロボット用スマート充電パイルの安全性と信頼性を高め、他方では、通信制御回路はロボットの電池情報データを取得し、充電回路は通信制御回路が送信した調整命令に従って自体の充電パラメータを調整し、調整された充電パラメータに従ってロボットを充電することができ、それにより、ロボット用スマート充電パイルは複数の電池タイプのロボットに適合することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

１又は複数の実施例を、対応する図面中の画像を介して例示的に説明する。これらの例示的な説明は、実施例の限定を構成しない。図面においては、特に明記されていない限り、同一の参照符号を有する要素が類似の要素として表されている。図面における図では、比例が限定されていない。

【図1】本出願の第１の実施例に係るロボット用スマート充電パイルの構造模式図である。

【図2】本出願の第１の実施例によるロボット用スマート充電パイルの別の構造模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本出願の目的、技術的解決手段、及び利点をより明確にするために、以下、本出願の一部の実施例は、図面及び実施例を参照してさらに詳細に説明される。当業者が理解できるように、各実施例において、読者に本出願をよりよく理解させるために多くの技術的詳細が提供されるが、これらの技術的詳細及び以下の実施例に基づく様々な変更や修正がなくても、本出願が特許する技術的解決手段を実現することができる。以下の各実施例は、説明の便宜のために区分され、本出願の具体的な実施形態に対していかなる限定も構成されるべきではなく、各実施例は、矛盾しない限り、相互に組み合わせたり、相互に参照したりすることができる。

【0011】

本出願の第１の実施例は、ロボット用スマート充電パイル１００に関し、具体的な構造は、図１に示すように、
充電回路１と、保護回路２と、通信制御回路３とを含み、充電回路１は保護回路２に接続され、保護回路２は通信制御回路３に接続され、通信制御回路３は保護回路２のオフを制御することにより充電回路１のオフを制御し、通信制御回路３は、充電回路１に接続され、通信制御回路３はさらに、ロボットの電池情報データを取得し、電池情報データに基づいて充電回路１に調整命令を送信するためのものであり、充電回路１は、調整命令に従って自体の充電パラメータを調整し、調整された充電パラメータに従ってロボットを充電するためのものである。

【0012】

本出願の実施例は、従来技術に対して、充電回路１と、保護回路２と、通信制御回路３とを設けることにより、一方では、保護回路２は、通信制御回路３と充電回路１とにそれぞれ接続されており、通信制御回路３は、保護回路２のオフを制御することにより充電回路１のオフを制御することができるので、充電パイルに電源を接続した後に保護回路２を制御してオフにさせ、さらに充電回路１をオフすることができ、ロボットへの充電が必要な場合は再び保護回路２をオンにさせる。これにより、「充電パイルに電源を接続すると充電電圧が出力され、出力が安全でなく、短絡や感電が生じやすい」状況の発生を回避し、ロボット用スマート充電パイル１００の安全性と信頼性を高め、他方では、通信制御回路３はロボットの電池情報データを取得し、充電回路１は通信制御回路３が送信した調整命令に従って自体の充電パラメータを調整し、調整された充電パラメータに従ってロボットを充電することができ、それにより、ロボット用スマート充電パイル１００は複数の電池タイプのロボットに適合することができる。

【0013】

図２を参照すると、本実施例における充電回路１は、電源入力ソケット１１と、充電モジュール１２と、接触可能な電極１３とを含み、電源入力ソケット１１は、商用電源に接続され、入力電源を導入するためのものであり、充電モジュール１２は、通信制御回路３に接続され、前記調整命令に従って自体の充電パラメータを調整するためのものであり、接触可能な電極１３は、ロボットに接続され、調整された充電パラメータに従ってロボットを充電するためのものである。具体的には、電源入力ソケット１１は、交流電源入力ソケットであり、充電モジュール１２内には、交流を直流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータと、直流を直流電源に変換するＤＣ／ＤＣコンバータとが設けられている。

【0014】

なお、接触可能な電極１３内には、充電パイルとロボットとの接触が予め設定された要件を満たしているか否かを検出するセンサ（図示せず）が設けられており、通信制御回路３は、センサに接続され、充電パイルとロボットとの接触が予め設定された要件を満たしていることをセンサが検出した場合、自体の検出プログラムを起動するためのものである。具体的には、センサは充電パイルとロボットとの接触が良好であるか否かを検出し（ロボットが充電パイルに接触すると、センサは接触した電気信号により充電パイルとロボットとの接触が良好であるか否かを判断する）、充電パイルとロボットとの接触が良好になると、通信制御回路を起動して次の検出を行う。

【0015】

好ましくは、通信制御回路３は、接触可能な電極１３に接続され、充電パイルとロボットとの接触が予め設定された要件を満たしていることをセンサが検出した場合、ロボットと充電パイルとのパイル合わせが完了したか否かを検出するパイル合わせ検出ユニット３１を含み、通信制御回路３は、ロボットと充電パイルとのパイル合わせが完了したことを検出した後、保護回路２を制御してオンにさせ、それにより、接触可能な電極１３にロボットを充電させるためのものである。具体的には、パイル合わせ検出ユニット３１は、以下の２種類の方式でロボットと充電パイルとのパイル合わせが完了したか否かを検出する。１．機械を通じてロボットと充電パイルとが確実に接触したことを検出すると、センサはパイル合わせ検出ユニット３１に信号をフィードバックし、フィードバック信号を受信したか否かを判断することによってロボットと充電パイルとのパイル合わせが完了したか否かを判断する。２．ロボットと充電パイルとのパイル合わせが完了すると、パイル合わせ検出ユニット３１はロボットの通信データを受信し、通信データを受信したか否かを判断することにより、ロボットと充電パイルとのパイル合わせが完了したか否かを判断する。このような方式により、ロボットと充電パイルとが充電条件を満たしていることを確保した後にロボットを充電することができ、ロボット用スマート充電パイル１００の安全性と信頼性をさらに向上させることができる。

【0016】

より好ましくは、通信制御回路３は、ロボットが充電パイルと通信接続を確立したか否かを検出し、ロボットが充電パイルと通信接続を確立したことを検出すると、ロボットが送信した電池情報データを取得する自動制御ユニット３２を含む。つまり、コミュニケーション機能と対話機能を備えたロボットの場合、ロボット用スマート充電パイル１００には、充電パイルと通信接続を確立する自動制御ユニット３２が設けられており、それにより、ロボットは自体の電池情報データをロボット用スマート充電パイル１００に直接送信することができ、それによって、自体の電池情報データに適合するまで充電回路１が自体の充電パラメータを調整するのを容易にし、ロボットが充電できることを保証する。

【0017】

ただし、現在のところ、コミュニケーション機能と対話機能を備えていないロボットもあり、このようなロボットに対しては、本実施例のロボット用スマート充電パイル１００の通信制御回路３は、手動制御ユニット３３と、複数種類のロボットの電池情報データが記憶された記憶ユニット３４とをさらに含み、手動制御ユニット３３は、記憶ユニット３４内の電池情報データが呼び出されたか否かを検出し、記憶ユニット３４内の電池情報データが呼び出されたことを検出した場合、呼び出された電池情報データをロボットの電池情報データとするためのものである。具体的には、本実施例の手動制御ユニット３３が、記憶ユニット３４内の電池情報データが呼び出されたか否かを検出する方法は、以下のようにすることができる。ロボット用スマート充電パイル１００には、複数のボタンが設けられており、異なるボタンは異なる電池情報データに対応しており、コミュニケーション機能と対話機能を備えていないロボットを充電する必要がある場合、そのロボットの電池情報データを手動で調べて、その電池情報データに対応するボタンを押すことで、その電池情報データが呼び出されたことを示す。

【0018】

なお、ロボット用スマート充電パイル１００の安全性と信頼性をさらに向上させるために、本実施例の通信制御回路３は、電池情報データを論理的に判断し、前記論理的に判断した結果誤りがない場合、充電回路１に調整命令を送信する充電制御ユニット３５をさらに含む。具体的には、論理的に判断した結果誤りがないと、通信制御回路３は、調整命令及びＰＷＭ調整方式により充電モジュール１２の充電パラメータを調整し、充電パラメータがロボットの電池に適合した状態でロボットを充電し、充電パラメータがロボットの動作条件を満たしていない場合は、その旨を速やかにバックグラウンドに通知して出力を中断する。ロボットによって送信された電池情報データ又は記憶ユニット内で呼び出された電池情報データには、論理エラー（例えば、電池タイプと電池パラメータが一致しない、充電モジュール１２が充電パラメータをロボットによって送信された電池情報データに適合させることができないなど）が存在する可能性があるため、このような検出方法により、ロボット用スマート充電パイル１００の安全性と信頼性をさらに向上させることができる。

【0019】

なお、本実施例における電池情報データは、電池タイプ、電池パラメータ、及び電池状態のうちの少なくとも１つを含む。具体的には、本実施例は、異なるタイプのロボット電池に応じて、手動又は自動で電池タイプを取得し、電池のタイプに応じて、充電パイルの出力電圧、充電電流、及び充電曲線を調整することができ、充電パイルの対象となるロボットの電池容量が異なる場合、充電パイルはロボットからの電池情報データを自動的に受信し、電池の容量の大きさをリアルタイムでフィッティングして判断し、入力条件に応じて制御曲線を内部的にプログラムすることができ、適切な充電曲線と電力曲線を出力して異なるロボットの充電要件を満たすことができる。

【0020】

本実施例では、通信制御回路３は、ロボットに通信可能に接続され、ロボットの充電状態を表示する表示ユニット３６をさらに含む。具体的には、表示ユニット３６は、３色のランプバーを含み、充電パイルハンドシェイク（すなわち、ロボットとの接続が成功した場合）、充電（ロボットを充電中）、満充電（ロボットが満充電になった場合）の場合、青色、緑色及び赤色という３色をそれぞれ示して、バックグランドの作業者に操作を促す。

【0021】

具体的には、通信制御回路３は、ロボットに接続され、ロボットの充電電圧を検出する電圧検出ユニット（図示せず）をさらに含み、充電制御ユニット３５はさらに、電圧検出ユニットにより充電電圧が予め設定された電圧範囲内にないことが検出された場合、保護回路２を制御してオフにさせ、充電回路１によるロボットへの充電を停止させるためのものである。このような方式により、ロボット用スマート充電パイル１００の安全性と信頼性をさらに向上させる。

【0022】

より具体的には、図２に示すように、保護回路２は、第１のＱＦ保護ユニット２１と、スイッチキー２２と、ＳＰＤユニット２３と、第２のＱＦ保護ユニット２４と、リレー２５とを含み、第１のＱＦ保護ユニット２１は、スイッチキー２２と充電モジュール１２との間に設けられ、スイッチキー２２は電源入力ソケット１１と第１のＱＦ保護ユニット２１との間に設けられ、ＳＰＤユニット２３は接地しており、電源入力ソケット１１とスイッチキー２２とにそれぞれ接続されており、第２のＱＦ保護ユニット２４は充電モジュール１２とリレー２５との間に設けられ、リレー２５は接触可能な電極１３に接続され、通信制御回路３は、オンオフ制御ユニット３７と、通信部３８とをさらに含む。理解を容易にするために、以下では、本実施例のロボット用スマート充電パイル１００がロボットをどのように充電するかについて具体的に説明する。

【0023】

１．電源入力ソケット１１が商用電源に接続されると、スパイクとパルスが発生した場合、ＳＰＤユニット２３はオンになって電源入力ソケット１１を直接接地し、スイッチキー２２に電流が流れないようにする。

【0024】

２．スイッチキー２２により電源を入れると、エネルギーは第１のＱＦ保護ユニット２１を経て充電モジュール１２に流れ、充電モジュール１２はＡＣ／ＤＣコンバータ及びＤＣ／ＤＣコンバータにより変換された後、第２のＱＦ保護ユニット２４を経るとともにリレー２５を経て、接触可能な電極１３に出力される。

【0025】

３．接触可能な電極１３は内蔵センサにより充電パイルとロボットとの接触の良否を検出し、ハードウェアの接触が良ければ通信ユニット３８により通信制御回路３に通知し、このとき通信制御回路３が起動する。

【0026】

４、通信制御回路３は、まず、接触可能な電極１３のパイル合わせインタフェース回路を検出し、パイル合わせが完了した後、充電パイル制御ユニット３５は、論理演算処理を既定の度合で行い、検出の結果誤りがなく、充電回路１と保護回路２に問題がない場合、オンオフ制御ユニット３７は、リレー２５に電源を投入するように制御命令を出し、充電回路１の動作を指導し、検出ユニットが出力電圧又は電流が低すぎるか高すぎるか、又は不足電圧を検出した場合、充電制御ユニット３５は命令を出して充電パイル出力を適時に判断し、短絡や過負荷の場合は第１のＱＦ保護ユニット及び第１のＱＦ保護ユニットを適時に動作させ、充電パイル全体の電気的安全を保護する。

【0027】

５、通信制御回路３は手動と自働の２つのモードを設定しており、手動モードの条件では、まずいくつかの異なるタイプの電池の電圧と電流の特性曲線、例えばＬＰＦ１．ＬＰＦ２、三項１、三項２曲線などを設定し、エンジニアはロボットの電池の要件に応じて手動で充電スイッチをダイヤルしてロボットの充電の要件を満たしている。

【0028】

６、自動モードでは、ロボットと充電パイルのハードウェアが間違いなく合わされた後、自動制御ユニット３２によって情報を送信し、ロボットと充電パイルは決められたプロトコルで握手し、通信プロトコルとハンドシェイクの成功条件を満たしている場合、スマート充電パイル１００は、ロボットから送信された電池情報データを受信し、これには、電池タイプ、電池パラメータ、電池の状態などが含まれており、充電パイルは情報を受信すると、充電制御ユニットを通じて論理判断を行い、論理的に判断した結果誤りがない場合、調整命令及びＰＷＭ調整方法により充電モジュール１２の出力曲線及び充電パラメータを調整し、充電曲線が電池要件を満たしている場合、ロボットを充電し、充電曲線がロボットの動作条件を満たしていない場合、その旨をバックグラウンドに適時に通知して出力を中断する。
なお、本実施例における上記の各例は、理解を容易にするため、例示的に説明するものであり、本願の技術的解決手段を限定するものではない。

【0029】

当業者が理解できるように、上述の実施例は、本出願を実施するための具体的な実施例であり、実際の適用においては、本出願の精神及び範囲から逸脱することなく、形式的及び詳細的に様々な変更を加えることができる。

【図1】

【図2】

【手続補正書】

【提出日】2022-02-21

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は充電技術分野に関し、特にロボット用スマート充電パイルに関する。

【背景技術】

【0002】

現在、ロボットの発展は非常に速く、その機能も日増しに増加しているが、ロボットは作業時に電池が不足になるという問題が発生する場合が多い。このような場合、ロボットの作業継続のために手動操作が必要とされ、それにより、ロボットによる作業が制限されており、人的コストも増加している。ロボットの作業効率を高め、人的コストを削減するために、ロボットの自律充電を研究することは現在のロボット発展の重要な方向となっており、従来のロボットは主に充電パイルを通じて自動充電を行っている。

【0003】

発明者は、従来技術に少なくとも次の問題があることを発見した。１．充電パイルに電源を接続すると充電電圧が出力され、出力が安全でなく、短絡や感電が生じやすい。２、１つの充電パイルは１つのロボットに対応し、各種のタイプのロボットに対応できるスマート充電パイルがない一方、異なるロボットの電池のタイプが異なるため、ロボットの充電パイルは更に頻繁に交換しなければならなくなり、その結果、多くのコストと技術上の浪費をもたらす。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本出願の一部の実施例の目的は、安全性が高く、信頼性が高く、複数の電池タイプのロボットに適合することができるロボット用スマート充電パイルを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本出願の実施例は、充電回路と、保護回路と、通信制御回路とを含むロボット用スマート充電パイルを提供する。

【0006】

前記充電回路は、前記保護回路に接続され、前記保護回路は、前記通信制御回路に接続され、通信制御回路は前記保護回路のオフを制御することにより前記充電回路のオフを制御し、前記通信制御回路は前記充電回路に接続され、前記通信制御回路はさらに、ロボットの電池情報データを取得し、前記電池情報データに基づいて前記充電回路に調整命令を送信するためのものである。

【0007】

前記充電回路は、前記調整命令に従って、自身の充電パラメータを調整し、調整された充電パラメータに従ってロボットを充電するためのものである。

【0008】

本出願の実施例は、従来技術に対して、充電回路と、保護回路と、通信制御回路とを設ける。保護回路は、通信制御回路と充電回路とにそれぞれ接続されており、通信制御回路は、保護回路のオフを制御することにより充電回路のオフを制御することができるので、充電パイルに電源を接続した後に保護回路を制御してオフにさせ、さらに充電回路をオフすることができ、ロボットへの充電が必要な場合は再び保護回路をオンにさせる。これにより、「充電パイルに電源を接続すると充電電圧が出力され、出力が安全でなく、短絡や感電が生じやすい」状況の発生を回避し、ロボット用スマート充電パイルの安全性と信頼性を高めることができる。他方では、通信制御回路は、ロボットの電池情報データを取得し、充電回路は、通信制御回路が送信した調整命令に従って自身の充電パラメータを調整し、調整された充電パラメータに従ってロボットを充電することができる。それにより、ロボット用スマート充電パイルは、複数の電池タイプのロボットに適合することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

一又は複数の実施例を、対応する図面中の画像を介して例示的に説明する。これらの例示的な説明は、実施例の限定を構成しない。図面においては、特に明記されていない限り、同一の参照符号を有する要素が類似の要素として表されている。図面における図では、比例が限定されていない。

【図1】本出願の第１の実施例に係るロボット用スマート充電パイルの構造模式図である。

【図2】本出願の第１の実施例によるロボット用スマート充電パイルの別の構造模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本出願の目的、技術的解決手段、及び利点をより明確にするために、以下、本出願の一部の実施例は、図面及び実施例を参照してさらに詳細に説明される。当業者が理解できるように、各実施例において、読者に本出願をよりよく理解させるために多くの技術的詳細が提供されるが、これらの技術的詳細及び以下の実施例に基づく様々な変更や修正がなくても、本出願が特許する技術的解決手段を実現することができる。以下の各実施例は、説明の便宜のために区分され、本出願の具体的な実施形態に対していかなる限定も構成されるべきではなく、各実施例は、矛盾しない限り、相互に組み合わせたり、相互に参照したりすることができる。

【0011】

本出願の第１の実施例は、ロボット用スマート充電パイル１００に関し、具体的な構造は、図１に示すように、
充電回路１と、保護回路２と、通信制御回路３とを含み、充電回路１は保護回路２に接続されている。保護回路２は通信制御回路３に接続され、通信制御回路３は保護回路２のオフを制御することにより充電回路１のオフを制御する。通信制御回路３は、充電回路１に接続され、通信制御回路３はさらに、ロボットの電池情報データを取得し、電池情報データに基づいて充電回路１に調整命令を送信する。ためのものであり、充電回路１は、調整命令に従って自身の充電パラメータを調整し、調整された充電パラメータに従ってロボットを充電するためのものである。

【0012】

本出願の実施例は、従来技術に対して、充電回路１と、保護回路２と、通信制御回路３とを設ける。保護回路２は、通信制御回路３と充電回路１とにそれぞれ接続されており、通信制御回路３は、保護回路２のオフを制御することにより充電回路１のオフを制御することができるので、充電パイルに電源を接続した後に保護回路２を制御してオフにさせ、さらに充電回路１をオフすることができ、ロボットへの充電が必要な場合は再び保護回路２をオンにさせる。これにより、「充電パイルに電源を接続すると充電電圧が出力され、出力が安全でなく、短絡や感電が生じやすい」状況の発生を回避し、ロボット用スマート充電パイル１００の安全性と信頼性を高めることができる。他方では、通信制御回路３は、ロボットの電池情報データを取得し、充電回路１は、通信制御回路３が送信した調整命令に従って自身の充電パラメータを調整し、調整された充電パラメータに従ってロボットを充電することができる。それにより、ロボット用スマート充電パイル１００は、複数の電池タイプのロボットに適合することができる。

【0013】

図２を参照すると、本実施例における充電回路１は、電源入力ソケット１１と、充電モジュール１２と、接触可能な電極１３とを含む。電源入力ソケット１１は、商用電源に接続され、入力電源を導入するためのものであり、充電モジュール１２は、通信制御回路３に接続され、前記調整命令に従って自身の充電パラメータを調整するためのものである。接触可能な電極１３は、ロボットに接続され、調整された充電パラメータに従ってロボットを充電するためのものである。具体的には、電源入力ソケット１１は、交流電源入力ソケットであり、充電モジュール１２内には、交流を直流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータと、直流を直流電源に変換するＤＣ／ＤＣコンバータとが設けられている。

【0014】

なお、接触可能な電極１３内には、充電パイルとロボットとの接触が予め設定された要件を満たしているか否かを検出するセンサ（図示せず）が設けられている。通信制御回路３は、センサに接続され、充電パイルとロボットとの接触が予め設定された要件を満たしていることをセンサが検出した場合、自身の検出プログラムを起動する。具体的には、センサは充電パイルとロボットとの接触が良好であるか否かを検出し（ロボットが充電パイルに接触すると、センサは接触した電気信号により充電パイルとロボットとの接触が良好であるか否かを判断する）、充電パイルとロボットとの接触が良好になると、通信制御回路を起動して次の検出を行う。

【0015】

好ましくは、通信制御回路３は、接触可能な電極１３に接続され、充電パイルとロボットとの接触が予め設定された要件を満たしていることをセンサが検出した場合、ロボットと充電パイルとのパイル合わせが完了したか否かを検出するパイル合わせ検出ユニット３１を含む。通信制御回路３は、ロボットと充電パイルとのパイル合わせが完了したことを検出した後、保護回路２を制御してオンにさせ、それにより、接触可能な電極１３にロボットを充電させるためのものである。具体的には、パイル合わせ検出ユニット３１は、以下の２種類の方式でロボットと充電パイルとのパイル合わせが完了したか否かを検出する。１．機械を通じてロボットと充電パイルとが確実に接触したことを検出すると、センサはパイル合わせ検出ユニット３１に信号をフィードバックする。パイル合わせ検出ユニット３１は、フィードバック信号を受信したか否かを判断することによってロボットと充電パイルとのパイル合わせが完了したか否かを判断する。２．ロボットと充電パイルとのパイル合わせが完了すると、パイル合わせ検出ユニット３１はロボットの通信データを受信し、通信データを受信したか否かを判断することにより、ロボットと充電パイルとのパイル合わせが完了したか否かを判断する。このような方式により、ロボットと充電パイルとが充電条件を満たしていることを確保した後にロボットを充電することができ、ロボット用スマート充電パイル１００の安全性と信頼性をさらに向上させることができる。

【0016】

より好ましくは、通信制御回路３は、ロボットが充電パイルと通信接続を確立したか否かを検出し、ロボットが充電パイルと通信接続を確立したことを検出すると、ロボットが送信した電池情報データを取得する自動制御ユニット３２を含む。つまり、コミュニケーション機能と対話機能を備えたロボットの場合、ロボット用スマート充電パイル１００には、充電パイルと通信接続を確立する自動制御ユニット３２が設けられている。それにより、ロボットは自身の電池情報データをロボット用スマート充電パイル１００に直接送信することができる。それによって、ロボットの電池情報データに適合するまで、充電回路１が、自身の充電パラメータを調整するのを容易にし、ロボットが充電できることを保証する。

【0017】

ただし、現在のところ、コミュニケーション機能と対話機能を備えていないロボットもあり、このようなロボットに対しては、本実施例のロボット用スマート充電パイル１００の通信制御回路３は、手動制御ユニット３３と、複数種類のロボットの電池情報データが記憶された記憶ユニット３４とをさらに含む。手動制御ユニット３３は、記憶ユニット３４内の電池情報データが呼び出されたか否かを検出し、記憶ユニット３４内の電池情報データが呼び出されたことを検出した場合、呼び出された電池情報データをロボットの電池情報データとするためのものである。具体的には、本実施例の手動制御ユニット３３が、記憶ユニット３４内の電池情報データが呼び出されたか否かを検出する方法は、以下のようにすることができる。ロボット用スマート充電パイル１００には、複数のボタンが設けられており、異なるボタンは異なる電池情報データに対応している。コミュニケーション機能と対話機能を備えていないロボットを充電する必要がある場合、そのロボットの電池情報データを手動で調べて、その電池情報データに対応するボタンを押すことで、その電池情報データが呼び出されたことを示す。

【0018】

なお、ロボット用スマート充電パイル１００の安全性と信頼性をさらに向上させるために、本実施例の通信制御回路３は、電池情報データを論理的に判断し、前記論理的に判断した結果、誤りがない場合、充電回路１に調整命令を送信する充電制御ユニット３５をさらに含む。具体的には、論理的に判断した結果誤りがない場合、通信制御回路３は、調整命令及びＰＷＭ調整方式により充電モジュール１２の充電パラメータを調整し、充電パラメータがロボットの電池に適合した状態でロボットを充電する。充電パラメータがロボットの動作条件を満たしていない場合は、その旨を速やかにバックグラウンドに通知して出力を中断する。ロボットによって送信された電池情報データ又は記憶ユニット内で呼び出された電池情報データには、論理エラー（例えば、電池タイプと電池パラメータが一致しない、充電モジュール１２が充電パラメータをロボットによって送信された電池情報データに適合させることができないなど）が存在する可能性があるため、このような検出方法により、ロボット用スマート充電パイル１００の安全性と信頼性をさらに向上させることができる。

【0019】

なお、本実施例における電池情報データは、電池タイプ、電池パラメータ、及び電池状態のうちの少なくとも１つを含む。具体的には、本実施例は、異なるタイプのロボット電池に応じて、手動又は自動で電池タイプを取得し、電池のタイプに応じて、充電パイルの出力電圧、充電電流、及び充電曲線を調整することができる。充電パイルの対象となるロボットの電池容量が異なる場合、充電パイルは、ロボットからの電池情報データを自動的に受信し、電池の容量の大きさをリアルタイムでフィッティングして判断し、入力条件に応じて制御曲線を内部的にプログラムすることができ。よって、適切な充電曲線と電力曲線を出力して異なるロボットの充電要件を満たすことができる。

【0020】

本実施例では、通信制御回路３は、ロボットに通信可能に接続され、ロボットの充電状態を表示する表示ユニット３６をさらに含む。具体的には、表示ユニット３６は、３色のランプバーを含む。充電パイルがハンドシェイク（すなわち、ロボットとの接続が成功）した場合、充電（ロボットを充電中）、満充電（ロボットが満充電になった場合）の場合、青色、緑色及び赤色という３色をそれぞれ示して、バックグランドの作業者に操作を促す。

【0021】

具体的には、通信制御回路３は、ロボットに接続され、ロボットの充電電圧を検出する電圧検出ユニット（図示せず）をさらに含む。充電制御ユニット３５は、電圧検出ユニットにより充電電圧が予め設定された電圧範囲内にないことが検出された場合、保護回路２を制御してオフにさせ、充電回路１によるロボットへの充電を停止させるためのものである。このような方式により、ロボット用スマート充電パイル１００の安全性と信頼性をさらに向上させる。

【0022】

より具体的には、図２に示すように、保護回路２は、第１のＱＦ保護ユニット２１と、スイッチキー２２と、ＳＰＤユニット２３と、第２のＱＦ保護ユニット２４と、リレー２５とを含む。第１のＱＦ保護ユニット２１は、スイッチキー２２と充電モジュール１２との間に設けられ、スイッチキー２２は電源入力ソケット１１と第１のＱＦ保護ユニット２１との間に設けられている。ＳＰＤユニット２３は接地しており、電源入力ソケット１１とスイッチキー２２とにそれぞれ接続されている。第２のＱＦ保護ユニット２４は、充電モジュール１２とリレー２５との間に設けられ、リレー２５は接触可能な電極１３に接続されている。通信制御回路３は、オンオフ制御ユニット３７と、通信部３８とをさらに含む。理解を容易にするために、以下では、本実施例のロボット用スマート充電パイル１００がロボットをどのように充電するかについて具体的に説明する。

【0023】

１．電源入力ソケット１１が商用電源に接続される時、スパイクとパルスが発生した場合、ＳＰＤユニット２３は、オンになって電源入力ソケット１１を直接接地し、スイッチキー２２に電流が流れないようにする。

【0024】

２．スイッチキー２２により電源を入れると、エネルギーは第１のＱＦ保護ユニット２１を経て充電モジュール１２に流れる。エネルギーは、充電モジュール１２のＡＣ／ＤＣコンバータ及びＤＣ／ＤＣコンバータにより変換された後、第２のＱＦ保護ユニット２４を経るとともにリレー２５を経て、接触可能な電極１３に出力される。

【0025】

３．接触可能な電極１３は、内蔵センサにより充電パイルとロボットとの接触の良否を検出し、ハードウェアの接触が良ければ通信ユニット３８により通信制御回路３に通知する。これにより通信制御回路３が起動する。

【0026】

４、通信制御回路３は、まず、接触可能な電極１３のパイル合わせインタフェース回路を検出する。パイル合わせが完了した後、充電パイル制御ユニット３５は、論理演算処理を既定の度合で行い、検出の結果誤りがなく、充電回路１と保護回路２に問題がない場合、オンオフ制御ユニット３７は、リレー２５に電源を投入するように制御命令を出し、充電回路１の動作を指導する。検出ユニットが、出力電圧又は電流が低すぎるか高すぎるか、又は不足電圧を検出した場合、充電制御ユニット３５は、命令を出して充電パイル出力を適時に判断し、短絡や過負荷の場合は、第１のＱＦ保護ユニット及び第１のＱＦ保護ユニットを適時に動作させ、充電パイル全体の電気的安全を保護する。

【0027】

５、通信制御回路３は、手動と自働の２つのモードを設定しており、手動モードの条件では、まずいくつかの異なるタイプの電池の電圧と電流の特性曲線、例えばＬＰＦ１．ＬＰＦ２、第１の三元系リチウム電池の充電曲線１、第２の三元系リチウム電池の充電曲線２などを設定する。エンジニアはロボットの電池の要件に応じて手動で充電スイッチをダイヤルしてロボットの充電の要件を満たしている。

【0028】

６、自動モードでは、ロボットと充電パイルのハードウェアが間違いなく合わされた後、自動制御ユニット３２によって情報を送信し、ロボットと充電パイルは決められたプロトコルでハンドシェイクする。通信プロトコルとハンドシェイクの成功条件を満たしている場合、スマート充電パイル１００は、ロボットから送信された電池情報データを受信する。これには、電池タイプ、電池パラメータ、電池の状態などが含まれている。充電パイルは、情報を受信すると、充電制御ユニットを通じて論理判断を行い、論理的に判断した結果、誤りがない場合、調整命令及びＰＷＭ調整方法により充電モジュール１２の出力曲線及び充電パラメータを調整する。充電曲線が電池要件を満たしている場合、ロボットを充電し、充電曲線がロボットの動作条件を満たしていない場合、その旨をバックグラウンドに適時に通知して出力を中断する。
なお、本実施例における上記の各例は、理解を容易にするため、例示的に説明するものであり、本願の技術的解決手段を限定するものではない。

【0029】

当業者が理解できるように、上述の実施例は、本出願を実施するための具体的な実施例であり、実際の適用においては、本出願の精神及び範囲から逸脱することなく、形式的及び詳細的に様々な変更を加えることができる。

【手続補正2】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

充電回路と、保護回路と、通信制御回路とを含み、
前記充電回路は、前記保護回路に接続され、前記保護回路は、前記通信制御回路に接続され、
前記通信制御回路は、前記保護回路のオフを制御することにより前記充電回路のオフを制御し、前記通信制御回路は、前記充電回路に接続され、前記通信制御回路は、さらに、ロボットの電池情報データを取得し、前記電池情報データに基づいて前記充電回路に調整命令を送信し、
前記充電回路は、前記調整命令に従って自身の充電パラメータを調整し、調整された充電パラメータに従ってロボットを充電する、ことを特徴とするロボット用スマート充電パイル。

【請求項2】

前記充電回路は、電源入力ソケットと、充電モジュールと、接触可能な電極とを含み、
前記電源入力ソケットは、商用電源に接続され、入力電源を導入し、
前記充電モジュールは、前記通信制御回路に接続され、前記調整命令に従って自身の充電パラメータを調整し、
前記接触可能な電極は、ロボットに接続され、調整された充電パラメータに従ってロボットを充電する、ことを特徴とする請求項１に記載のロボット用スマート充電パイル。

【請求項3】

前記接触可能な電極内にセンサが設けられており、前記センサは、充電パイルとロボットとの接触が予め設定された要件を満たしているか否かを検出し、
前記通信制御回路は、前記センサに接続され、充電パイルとロボットとの接触が予め設定された要件を満たしていることを前記センサが検出した場合、前記通信制御回路は、自身の検出プログラムを起動する、ことを特徴とする請求項２に記載のロボット用スマート充電パイル。

【請求項4】

前記通信制御回路は、前記接触可能な電極に接続され、充電パイルとロボットとの接触が予め設定された要件を満たしていることをセンサが検出した場合、前記通信制御回路は、ロボットと充電パイルとのパイル合わせが完了したか否かを検出するパイル合わせ検出ユニットを含み、
前記通信制御回路は、ロボットと充電パイルとのパイル合わせが完了したことを検出すると、前記接触可能な電極がロボットを充電するように前記保護回路を制御してオンにさせる、ことを特徴とする請求項３に記載のロボット用スマート充電パイル。

【請求項5】

前記通信制御回路は、ロボットが充電パイルと通信可能な接続を確立したか否かを検出し、ロボットが充電パイルと通信可能な接続を確立したことを検出すると、ロボットが送信した前記電池情報データを取得する自動制御ユニットを含む、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のロボット用スマート充電パイル。

【請求項6】

前記通信制御回路は、手動制御ユニットと、複数種類のロボットの電池情報データが記憶された記憶ユニットと、を含み、
前記手動制御ユニットは、前記記憶ユニット内の電池情報データが呼び出されたか否かを検出し、前記記憶ユニット内の電池情報データが呼び出されたことを検出した場合、呼び出された電池情報データを前記ロボットの電池情報データとする、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載のロボット用スマート充電パイル。

【請求項7】

前記通信制御回路は、前記電池情報データを論理的に判断し、前記論理的に判断した結果、誤りがない場合、前記調整命令を前記充電回路に送信する充電制御ユニットをさらに含む、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載のロボット用スマート充電パイル。

【請求項8】

前記通信制御回路は、前記ロボットに接続され、ロボットの充電電圧を検出する電圧検出ユニットをさらに含み、
前記充電制御ユニットは、前記電圧検出ユニットにより前記充電電圧が予め設定された電圧範囲内にないことが検出された場合、前記保護回路を制御してオフにさせることにより、前記充電回路によるロボットへの充電を停止させる、ことを特徴とする請求項７に記載のロボット用スマート充電パイル。

【請求項9】

前記通信制御回路は、前記ロボットに通信可能に接続され、ロボットの充電状態を表示する表示ユニットをさらに含む、ことを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載のロボット用スマート充電パイル。

【請求項10】

前記電池情報データは、電池タイプ、電池パラメータ、及び電池健康状態のうちの少なくとも１つを含む、ことを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載のロボット用スマート充電パイル。

【国際調査報告】