发明名称 移动机器人用之充电系统,搜索充电站之方法,移动机器人,连接器及电气性连接构造
摘要 一种充电系统,系根据电池驱动将作业空间以无经路对自由移动之移动机器人藉由充电站进行充电。具备有:认视性识别数据,被配设于充电站之预定部位;摄像装置,被搭载于移动机器人;演算装置,以摄像图像为基础用以算出由移动机器人到充电站为止之距离,方向;及搜索装置,根据演算装置以算出结果为基础使移动机器人朝向充电站进行搜索。而移动机器人,系将认视性识别数据以照相机进行追踪可用以搜索充电站,所以可将充电作业进行自动化。【选择图】
申请公布号 TW466389 申请公布日期 2001.12.01
申请号 TW089122588 申请日期 2000.10.26
申请人 苏妮股份有限公司 发明人 大泽洋;细沼直泰
分类号 G05D1/02;B25J5/00;B25J13/08 主分类号 G05D1/02
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种充电系统,系以移动机器人,将作业空间上以 电池自律性的进行移动;及充电站,用以收容该移 动机器人并用以实现电池之充电作业;被构成之移 动机器人用之充电系统中,其特征在于具备有: 认视性识别数据,被配设于前述充电站之预定部位 ; 摄像装置,被搭载于前述移动机器人; 演算装置,藉由摄像装置以摄像图像为基础用以算 出由前述移动机器人到前述充电站为止之距离,方 向;及 搜索装置,根据前述演算装置以算出结果为基础使 前述移动机器人朝向前述充电站进行搜索。2.如 申请专利范围第1项所记载之充电系统,系进而具 备通讯装置,在前述移动机器人及前述充电站之间 用以实现数据交换者。3.如申请专利范围第1项所 记载之充电系统,其中前述之认视性识别数据,系 具有被贴设于前述充电站之表面的印刷媒体者。4 .如申请专利范围第1项所记载之充电系统,其中前 述之认视性识别数据系被形成于印刷媒体上,且该 印刷媒体系被复数贴设于圆筒形,四角柱,球等之 立体性的物体表面上者。5.如申请专利范围第1项 所记载之充电系统,其中前述之认视性识别数据, 系具有被图面输出于显示装置之显示数据者。6. 如申请专利范围第1项所记载之充电系统,其中前 述之认视性识别数据,系具有被图面输出于显示装 置之显示数据,以动态使用不埋没于作业空间之环 境的识别数据者。7.如申请专利范围第1项所记载 之充电系统,其中前述之认视性识别数据,系具有 被图面输出于显示装置之显示数据,根据由移动机 器人之距离用以切换显示数据者。8.如申请专利 范围第1项所记载之充电系统,其中前述之认视性 识别数据系以颜色及或图样之组合被构成之模式 者。9.如申请专利范围第1项所记载之充电系统,其 中前述之认视性识别数据系2次元条码者。10.如申 请专利范围第1项所记载之充电系统,其中前述之 认视性识别数据系被配设于前述充电站之高处者 。11.如申请专利范围第1项所记载之充电系统,其 中前述充电站及/或前述移动机器人系具备指示器 用以显示「充电中」,「充电终了(充满电)」,「异 常」等之各种电池状态者。12.如申请专利范围第1 项所记载之充电系统,其中前述充电站,系进而具 备发送装置用以发送光、红外线、音波、超音波 、电池、磁场之中至少1个信号波。 同时前述移动机器人,系进而,具备有接收装置用 以接收由前述发送装置之发送波, 而前述演算装置,系可用以算出藉由前述摄影装置 之摄影图像及/或藉由前述接收装置将接收数据为 基础由前述移动机器人到前述充电站为止之距离 ﹒方向。13.如申请专利范围第1项所记载之充电系 统,其中藉由前述发送装置之发送波,系在作业空 间中与产生之其他信号可容易区别﹒分离者。14. 如申请专利范围第1项所记载之充电系统,其中前 述移动机器人系对胴体部单元具备可摇头运动之 头部单元。 而前述摄影装置及/或前述接收装置系被搭载于前 述移动机器人之前述头部单元者。15.如申请专利 范围第1项所记载之充电系统,其中前述发送装置, 系用以发送光,红外线,音波,超音波,电波,磁场之 中2以上之信号波, 而前述接收装置,系应答于前述充电站及前述移动 机器人间之距离用以切换接收信号波者。16.如申 请专利范围第1项所记载之充电系统,其中前述发 送装置,系将光进行输出成切口状,同时根据照射 方向用以切换发光之切口模式者。17.如申请专利 范围第1项所记载之充电系统,其中前述发送装置 系用以发送输出强度及频率成分之不同2以上之信 号波者。18.如申请专利范围第1项所记载之充电系 统,其中前述充电站,系具备通讯装置为了与前述 充电系统外之机器进行数据交换者。19.如申请专 利范围第1项所记载之充电系统,其中前述发送装 置,系被配设于前述充电站外部者。20.如申请专利 范围第1项所记载之充电系统,其中前述移动机器 人,系藉由狗等之四肢进行脚式步行之型式,在胴 体部单元的腹部具有电源连接器。 而前述充电站,系具备凹状之收容部,及电源连接 器被配设于该收容部低面, 前述收容部,系用以支持蹲进状态之前述移动机器 人。21.如申请专利范围第1项所记载之充电系统, 其中前述充电站系将由2色以上之颜色所构成色模 式含其壁面。 而前述移动机器人,系藉由前述摄影装置以摄影图 像中之各色的配置关系为基础用以搜索前述充电 站者。22.如申请专利范围第1项所记载之充电系统 ,其中前述移动机器人,系藉由狗等之四肢进行脚 式步行型式,在胴体部之臀部具有电源连接器, 而前述充电站,系持有收容部做为研钵状之凹处, 同时在该凹处之略中央具备碗形之突起, 前述收容部,系用以支持做为座姿状态之前述移动 机器人者。23.如申请专利范围第1项所记载之充电 系统,其中前述移动机器人,系藉由狗等之四肢进 行脚式步行型式,在胴体部之臀部具有电源连接器 , 而前述充电站,以研钵状且持有收容部做为旋转体 形状之凹处,同时在该凹处之略中央以碗形且具备 旋转体形状之突起。 前述收容部,系以任意之角度用以支持做为座姿状 态之前述移动机器人者。24.如申请专利范围第1项 所记载之充电系统,其中前述移动机器人,系头部 单元,两肩,或臀部至少一个被构成圆锥形状。 而前述充电站,系将被形成于前述移动机器人的锥 形具备有可收容的内壁面之略呈U字构造者。25.如 申请专利范围第1项所记载之充电系统,其中前述 移动机器人,系头部单元,两肩,或臀部至少一个被 构成圆锥形状, 而前述充电站,系将被形成于前述移动机器人的锥 形具备有可收容的内壁面之略呈U字构造,在该U字 构造之最后部将连接器配置于上面具备舌状突起 者。26.如申请专利范围第1项所记载之充电系统, 其中前述移动机器人,系头部单元,两肩,或臀部至 少一个被构成圆锥形状, 而前述充电站,系将被形成于前述移动机器人的锥 形具备有可收容的内壁面之略呈U字构造,在该U字 构造之最后部将连接器配置于上面之舌状突起,该 连接器之各端子系延伸于该U字之往后方向者。27. 如申请专利范围第1项所记载之充电系统,其中前 述移动机器人系藉由脚式步行进行移动之型式,至 少在1个脚底被配设有电极端子者。28.如申请专利 范围第1项所记载之充电系统,进而,其中前述移动 机器人及前述充电站之连接器彼此系具备1个以上 电磁铁使产生连接及/或分离之磁场者。29.如申请 专利范围第1项所记载之充电系统,其中前述充电 站,系为了与前述移动机器人定位于良好的卡合位 置具备有驱动机构者。30.如申请专利范围第1项所 记载之充电系统,其中前述充电站,系形成略呈U字 构造可收容前述移动机器人,同时在该U字之内侧 具备把持装置用以把持移动机器人者。31.如申请 专利范围第1项所记载之充电系统,其中前述充电 站,系形成略呈U字构造可收容前述移动机器人,同 时在该U字之内侧具备把持装置用以把持移动机器 人。 在移动机器人之把持状态下做为传动装置箱可使 用者。32.如申请专利范围第1项所记载之充电系统 ,其中前述移动机器人,系藉由狗等之四肢进行脚 式步行型式, 而前述充电站,系形成狗小屋形状,在该小屋内之 壁面被配设1以上的连接器者。33.一种搜索充电站 之方法,以移动机器人,将作业空间上以电池自律 性的进行移动;及充电站,用以收容该移动机器人 并用以实现电池之充电作业;被构成之移动机器人 用之充电系统中,使放置于充电站外之发送机根据 发送之信号波搜索充电站之方法中,其特征在于具 备有: 将前述移动机器人暂时设置于充电站,并由前述发 送机以信号波为基础用以教示充电站之位置的步 骤;及 在前述作业空间上以任意之位置使前述移动机器 人由前述发送机以信号波为基础用以算出并进行 搜索到前述充电站为止之距离或方向的步骤。34. 一种搜索充电站之方法,其构成具有:移动机器人, 将作业空间上以电池自律性的进行移动;及充电站 ,用以收容该移动机器人并用以实现电池之充电作 业;之移动机器人用之充电系统中,使放置于充电 站外之发送机根据发送之信号波搜索充电站之方 法中,其特征在于具备有: 根据前述发送机之位置对被设定之基准点将前述 充电站之位置资讯预先容纳于移动机器入内之记 忆体的步骤;及 在前述作业空间上以任意之位置使前述移动机器 人由前述发送机以信号波为基础对前述基准点用 以算出自己的位置,同时由前述充电站之前述记忆 体读出,用以算出并进行搜索前述充电站为止之距 离或方向的步骤。35.一种搜索充电站之方法,其构 成具有:移动机器人,将作业空间上以电池自律性 的进行移动;及充电站,用以收容该移动机器人并 用以实现电池之充电作业;之移动机器人用之充电 系统中,使放置于充电站外之发送机根据发送之信 号波搜索充电站之方法中,其特征在于具备有: 使前述移动机器人根据前述发送机之位置对被设 定基准点将自己之位置资讯由前述发送机以信号 波为基础进行算出之步骤; 使前述充电站,对前述基准点将自己之位置资讯由 发送机以信号波为基础进行算出之步骤; 使前述充电站对前述移动机器人用以连络自己之 位置资讯之步边;及 使前述移动机器人,根据各位置资讯间之相对关系 用以算出并进行搜索到前述充电站为止之距离或 方向。36.一种移动机器人,至少含胴体部单元及2 以上之脚部单元,藉由前述脚部进行步行之型式, 其特征在于:至少在1个脚部单元之前端具备有供 电用之电极端子。37.一种移动机器人,至少含胴体 部单元及2以上之脚部单元,藉由前述脚部进行步 行之型式,其特征在于:在前述胴体部单元之腹部 或背后具备有供电用电极端子。38.一种移动机器 人,至少含胴体部单元及2以上之脚部单元及尾巴, 藉由前述脚部进行步行之型式,其特征在于:在前 述尾巴之前端具备有供电用之电极端子。39.一种 连接器,其特征为:被构成在略半球状之突起表面 被配设分段成切成圆片之2以上的连接端子。40.如 申请专利范围第39项所记载之连接器,系在前述突 起之前端侧的切成圆片端子分配信号线,同时在底 侧之切成圆片端子分配电源线者。41.一种电气性 连接构造,系藉由连接器彼此之接触用以实现通电 状态,其特征在于: 一方之连接器系形成探针形状,他方之连接器系形 成网眼状,并使前述探针藉由被插入于前述网眼之 不定位置用以实现通电状态。42.如申请专利范围 第41项所记载之电气性连接构造,其中前述探针状 之连接器,系在该探针之长度方向分配复数之端子 ,同时前述网眼状之连接器系形成复数层构造者。 43.一种电气性连接构造,藉由连接器彼此之接触用 以实现通电状态,其特征在于:具备电磁铁1以上使 连接器彼此连接及/或被分离使磁场产生。图式简 单说明: 第一图系显示将本发明被提供于实施藉由四肢进 行脚式步行之移动机器人1的外观构成图。 第二图系显示将移动机器人1之电气,控制系统的 构成图以模式性的图。 第三图系显示将控制部20之构成更详细图。 第四图系显示被提供于本发明之实施将含充电站 80及移动机器人1之作业空间的构成以模式性的功 能方块图。 第五图系显示被提供于本发明之实施将含充电站 80及移动机器人1之作业空间的构成以模式性的图 。 第六图系显示有关本实形态进行移动机器人1充电 作业的处程序流程图。 第七图系显示有关第1实施形态之充电站80-1的外 观构成图,更具体性而言,系充电站80-1之上视图。 第八图系显示有关第1实施形态之充电站80-1的外 观构成图,更具体性而言,系充电站80-1之剖面图。 第九图系显示有关第1实施形态之充电站80-1的外 观构成图,更具体性而言,系充电站80-1之斜视图。 第十图系显示有关第2实施形态之充电站80-2的外 观构成图,更具体性而言,系充电站80-2之斜视图。 第十一图系显示有关第2实施形态之充电站80-2的 外观构成图,更具体性而言,系充电站80-2之剖面图 。 第十二图系有关第2实施形态之充电站80-2中之电 气性接点82-2的放大斜视图。 第十三图系显示有关第3实施形态之移动机器人1-3 及充电站80-3之外观构成图。 第十四图系用以图解有关第3实施形态之充电站80- 3中之电气性连接部的构成例图。 第十五图系仅用以拔出充电站80-3之电气性连接部 分进行放大斜视图。 第十六图系使移动机器人1-3将被收容于充电站80-3 之情形由上面眺望之图。 第十七图系显示有关第4实施形态之电气性连接的 机构图,更具体性而言,系将连接端子配备于前端 之脚部单元6的侧视图。 第十八图系显示有关第4实施形态之电气性连接的 机构图,更具体性而言,系将连接端子配备于前端 之脚部单元6的底视图。 第十九图系显示有关第5实施形态之电气性连接的 机构图。 第二十图系显示有关第5实施形态之电气性连接的 机构图。 第二十一图系显示有关第6实施形态之移动机器人 1-6由侧面眺望之图。 第二十二图系将有关第6实施形态之移动机器人1-6 由底面眺望之图。 第二十三图系有关第6实施形态之充电站80-6的侧 面透视图。 第二十四图系显示第6实施形态之变形例图。 第二十五图系显示有关第7实施例之充电站80-7的 构成图。 第二十六图系显示有关第7实施例之充电站80-7的 构成图。 第二十七图系显示有关第8实施例之充电站80-8的 外观构成图。 第二十八图系显示有关第8实施例之变形例之充电 站80-8'的外观构成图。 第二十九系显示有关第9实施例之充电站80-9的外 观构成图。 第三十图系显示有关第10实施例之充电站80-10的外 观构成图。 第三十一图系显示有关第10实施例之充电站80-10的 外观构成图,更具备而言系用以图解使连接器彼此 卡合机构图。 第三十二图系显示有关第10实施形态之变形例的 连接器连接构造图。 第三十三图系显示有关第11实施例之充电站80-11的 外观构成图。 第三十四图系显示第11实施形态中之,连接器连接 形态的一例图。 第三十五图系显示第11实施形态中之,连接器连接 形态的其他例图。 第三十六图系显示被配设于尾巴之前端的连接器 13-11之构成例图。 第三十七图系显示有关第11实施形态之变形例用 以构成充电站80-11'之狗小屋内部的构成图。 第三十八图系显示将电子计算机代码之构造以模 式性的图。 第三十九图系显示有关第12实施形态使充电站80-12 及移动机器人1-12进行电气连接之情形图。
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