專利名稱：：行駛車系統(tǒng)和向行駛車的非接觸供電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及行駛車系統(tǒng)，尤其涉及向行駛車的非接觸供電。
背景技術(shù)：
：已知一種系統(tǒng)，對(duì)塔式起重機(jī)等行駛車進(jìn)行非接觸供電，并且，在行駛車上設(shè)置電容器等蓄電單元，對(duì)非接觸供電進(jìn)行支持(專利文獻(xiàn)1JP2008-081219A)。非接觸供電能夠避免供電線與觸輪等的接觸所導(dǎo)致的發(fā)塵，蓄電單元對(duì)來(lái)自行駛車的再生電力進(jìn)行蓄電，并且，使非接觸供電線所需的電力平穩(wěn)化，由此，使地上側(cè)電源和行駛車的受電單元小型化。在此，發(fā)明者著眼于下述情況，S卩，在專利文獻(xiàn)1的系統(tǒng)中，始終從地上側(cè)電源向非接觸供電線供給電流，由于流過(guò)非接觸供電線的電流所產(chǎn)生的焦耳熱，因此，始終電力消耗。因而為了減少這樣的浪費(fèi)而做出本發(fā)明。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的課題在于，減少流過(guò)非接觸供電線的電流的焦耳熱所導(dǎo)致的電力消耗。本發(fā)明的輔助課題在于，增加從蓄電單元取出的電力。本發(fā)明的其他的輔助課題在于，能夠預(yù)測(cè)蓄電單元的壽命。本發(fā)明是一種行駛車系統(tǒng)，是通過(guò)非接觸供電對(duì)行駛車供電的系統(tǒng)，其特征在于，在地上側(cè)設(shè)置電源和非接觸供電線，并且，在行駛車上設(shè)有從非接觸供電線受電的受電單元；消耗電力的負(fù)載；對(duì)來(lái)自受電單元的電力進(jìn)行蓄電并向所述負(fù)載供給電力的蓄電單元，而且，該行駛車系統(tǒng)設(shè)有控制機(jī)構(gòu)，該控制機(jī)構(gòu)用于把握所述蓄電單元的蓄電量和所述負(fù)載的所需能量，在能夠通過(guò)所述蓄電單元的蓄電量維持所述負(fù)載的所需能量時(shí)，該控制機(jī)構(gòu)將從所述電源向非接觸供電線的供電停止。本發(fā)明另外是一種通過(guò)非接觸供電對(duì)行駛車供電的方法，其特征在于，在地上側(cè)設(shè)置電源和非接觸供電線，并且，在行駛車上設(shè)有從非接觸供電線受電的受電單元；消耗電力的負(fù)載；對(duì)來(lái)自受電單元的電力和來(lái)自負(fù)載的再生電力進(jìn)行蓄電并向所述負(fù)載供給電力的蓄電單元，而且，通過(guò)控制機(jī)構(gòu)把握所述蓄電單元的蓄電量和所述負(fù)載的所需能量，并且，在能夠通過(guò)所述蓄電單元的蓄電量維持所述負(fù)載的所需能量時(shí)，通過(guò)所述控制機(jī)構(gòu)將從所述電源向非接觸供電線的供電停止。此外，在本說(shuō)明書(shū)中，關(guān)于行駛車系統(tǒng)的記載能夠直接適用于非接觸供電方法，反過(guò)來(lái)，關(guān)于非接觸供電方法的記載能夠直接適用于行駛車系統(tǒng)。在本發(fā)明中，在不借助非接觸供電而能夠維持行駛車的所需能量的情況下，將向非接觸供電線的供電停止，因此，能夠消除與無(wú)效電流所產(chǎn)生的焦耳熱相應(yīng)的電力。關(guān)于是否能夠維持所需能量，例如對(duì)從行駛車的下一次的動(dòng)作開(kāi)始到結(jié)束，是否能夠維持所需能量進(jìn)行判定，對(duì)下一次的動(dòng)作之內(nèi)不能維持所需能量的區(qū)間進(jìn)行非接觸供電，而對(duì)能夠維持所需能量的區(qū)間停止非接觸供電即可。更優(yōu)選地，蓄電單元為電容器，設(shè)有對(duì)蓄電單元的電壓進(jìn)行監(jiān)視的電壓傳感器和對(duì)蓄電單元的充放電電流進(jìn)行監(jiān)視的電流傳感器，并且，還設(shè)有用于預(yù)測(cè)蓄電單元的壽命的壽命預(yù)測(cè)機(jī)構(gòu)，該壽命預(yù)測(cè)機(jī)構(gòu)根據(jù)蓄電單元的電壓和充放電電流求出蓄電單元的容量，從而預(yù)測(cè)蓄電單元的壽命。尤其優(yōu)選地，壽命預(yù)測(cè)機(jī)構(gòu)根據(jù)將向蓄電單元的充放電停止或開(kāi)始時(shí)的、蓄電單元的電壓變化，求出蓄電單元的內(nèi)部電阻，根據(jù)蓄電單元的容量和內(nèi)部電阻預(yù)測(cè)壽命。這樣，可以在接近電容器的壽命時(shí)，儲(chǔ)備更換用的電容器，在到壽命時(shí)直接更換電容器。因此，沒(méi)必要使行駛車停止直至更換用的電容器到達(dá)。優(yōu)選地，在行駛車上連接有受電單元和負(fù)載，并且，經(jīng)由對(duì)蓄電單元的充放電進(jìn)行控制的回路連接蓄電單元。作為對(duì)充放電進(jìn)行控制的回路例，經(jīng)由充電控制用的第一晶體管和線圈連接在蓄電單元的正側(cè)，將放電控制用的第二晶體管連接在線圈與第一晶體管之間，將第二晶體管的發(fā)射器連接在蓄電單元的負(fù)側(cè)。充放電回路的輸入輸出成為第一晶體管的陰極側(cè)和蓄電單元的負(fù)側(cè)。通過(guò)對(duì)第一晶體管進(jìn)行PWM控制，能夠任意控制向蓄電單元的充電電流(電力)；通過(guò)對(duì)第二晶體管進(jìn)行PWM控制，能夠任意控制從蓄電單元的放電電流(電力)。通過(guò)使用這樣的充放電控制回路，使能夠使用蓄電單元的電壓范圍增加，能夠從更小的蓄電單元取出更大的電力。另外，本發(fā)明的行駛車系統(tǒng)，是通過(guò)非接觸供電向行駛車供電的系統(tǒng)，其特征在于，在地上側(cè)設(shè)置電源和非接觸供電線，并且，在行駛車上設(shè)有從非接觸供電線受電的受電單元；消耗電力的負(fù)載；對(duì)來(lái)自受電單元的電力和來(lái)自負(fù)載的再生電力進(jìn)行蓄電并向所述負(fù)載供給電力的蓄電單元，而且，該行駛車系統(tǒng)設(shè)有控制機(jī)構(gòu)，該控制機(jī)構(gòu)用于把握所述蓄電單元的蓄電量，當(dāng)所述蓄電單元的蓄電量為規(guī)定值以上時(shí)，該控制機(jī)構(gòu)將從所述電源向非接觸供電線的供電停止。這樣，在不借助非接觸供電而能夠維持行駛車的電力負(fù)載的情況下，將向非接觸供電線的供電停止，因此，能夠消除與無(wú)效電流所產(chǎn)生的焦耳熱相應(yīng)的電力。圖1是實(shí)施例的行駛車系統(tǒng)的主要部分俯視圖。圖2是實(shí)施例的行駛車系統(tǒng)的主要部分框圖。圖3是實(shí)施例中的行駛車的主要部分框圖。圖4是表示實(shí)施例中的非接觸供電的0N/0FF算法的流程圖。圖5是表示實(shí)施例中的行駛車的電力管理的特性圖，1)表示所需電力的特性曲線，2)表示蓄電量的推移，3)表示放電電流的推移。圖6是表示實(shí)施例中的電容器的容量C和內(nèi)部電阻R的測(cè)定方法的圖。圖7是表示變形例中的電容器的容量C和內(nèi)部電阻R的測(cè)定方法的圖。(附圖標(biāo)記的說(shuō)明)42行駛車系統(tǒng)4行駛車6臺(tái)車8升降臺(tái)10柱12滑叉14行駛電機(jī)15升降電機(jī)16電容器18動(dòng)力盤(pán)19斷路器20斬波器單元22受電單元24行駛軌道25貨架26非接觸供電線28地上側(cè)電源30芯單元31整流單元32控制器34其他的負(fù)載Cl電容器D1、D2二極管Tr1、Tr2晶體管Ll線圈Sl電壓傳感器S2電流傳感器40控制部41通信接口具體實(shí)施例方式以下示出用于實(shí)施本發(fā)明的最佳實(shí)施例。本發(fā)明的范圍，應(yīng)根據(jù)權(quán)利要求書(shū)的記載，參考說(shuō)明書(shū)的記載和本領(lǐng)域的公知技術(shù)，并依照本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解進(jìn)行確定。圖1圖7中示出了實(shí)施例的行駛車系統(tǒng)2及其變形。附圖標(biāo)記4為行駛車，在此為自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)的塔式起重機(jī)，但也可以是橋式起重機(jī)、或通過(guò)有軌軌道在地上行駛的有軌臺(tái)車等。附圖標(biāo)記6為行駛車4的臺(tái)車，使升降臺(tái)8沿柱10升降，通過(guò)升降臺(tái)8上的滑叉12將物品在與貨架25等之間移載。附圖標(biāo)記14為行駛電機(jī)，使臺(tái)車6行駛，附圖標(biāo)記15為升降電機(jī)，使升降臺(tái)8升降。電容器16對(duì)從非接觸供電線沈受電的電力進(jìn)行儲(chǔ)蓄，還可以替代電容器16而使用鋰離子電池等充電電池進(jìn)行蓄電。附圖標(biāo)記18為動(dòng)力盤(pán)，向行駛電機(jī)14、升降電機(jī)15、滑叉12等負(fù)載供給電力。附圖標(biāo)記20為斬波器單元，受電單元22從非接觸供電線沈受電，從地上側(cè)電源觀向非接觸供電線沈施加高頻電流。通過(guò)斬波器單元20將受電單元22、動(dòng)力盤(pán)18、電容器16連接，電容器16進(jìn)行充電和放電，動(dòng)力盤(pán)18進(jìn)行向負(fù)載的電力的供給以及來(lái)自負(fù)載的再生電力的放電。圖2中示出了行駛車4的電源系統(tǒng)的框圖。受電單元22具有芯單元30和整流單元31，芯單元30具有從非接觸供電線沈?qū)﹄娏M(jìn)行拾波的、磁體的芯和拾波線圈。整流單元31對(duì)來(lái)自芯單元30的高頻電流進(jìn)行整流，并供給至斬波器單元20。動(dòng)力盤(pán)18的控制器32將負(fù)載側(cè)的今后的所需能量的預(yù)測(cè)值向斬波器單元20送出。例如，將行駛車的下一次的動(dòng)作所需要的能量和再生電力送出。從動(dòng)力盤(pán)18向行駛電機(jī)14、升降電機(jī)15及滑叉等其他的負(fù)載34供給直流電力，而向斬波器單元20供給再生電力。附圖標(biāo)記19為斷路器，其設(shè)在斬波器單元20與動(dòng)力盤(pán)18之間。斬波器單元20從電容器16接收蓄電量、例如電容器16的輸出電壓等的報(bào)告，對(duì)僅通過(guò)電容器16的電力是否足夠維持所需能量的預(yù)測(cè)值進(jìn)行判斷。而且，根據(jù)判斷結(jié)果，通過(guò)光通信等針對(duì)地上側(cè)要求電源觀的開(kāi)關(guān)(0N/0FF)。此外，不僅可以通過(guò)斬波器單元20，還可以通過(guò)控制器32或地上側(cè)電源觀取得今后的所需能量的預(yù)測(cè)值以及電容器的蓄電量，并判斷電源的0N/0FF。圖3表示斬波器單元20的結(jié)構(gòu)。D1、D2為二極管，Trl、Tr2為大電力晶體管，Trl為第一晶體管，Tr2為第二晶體管。Cl為平滑用的電容器；Ll為線圈；Sl為電壓傳感器，對(duì)電容器16的輸出電壓進(jìn)行監(jiān)視；S2為電流傳感器，對(duì)流過(guò)電容器16的電流進(jìn)行監(jiān)視。除此以外，對(duì)受電單元22及動(dòng)力盤(pán)18中的各自電流和電壓進(jìn)行監(jiān)視?？刂撇?0對(duì)晶體管Trl、Tr2進(jìn)行控制，根據(jù)負(fù)載的預(yù)測(cè)和電容器16的貯藏能量判斷是否需要非接觸供電，并從通信接口41向地上側(cè)電源觀進(jìn)行是否需要供電的通信。而且，控制部40測(cè)定并存儲(chǔ)電容器16的容量和內(nèi)部電阻，并根據(jù)這些值和電容器16的電壓求出貯藏能量。另外，根據(jù)容量和內(nèi)部電阻預(yù)測(cè)電容器16的壽命，若壽命接近則向地上側(cè)電源28等進(jìn)行通知。此外，也可以不測(cè)定內(nèi)部電阻。在通過(guò)受電單元22的電力或來(lái)自動(dòng)力盤(pán)18的再生電力對(duì)電容器16進(jìn)行充電的情況下，對(duì)晶體管Trl進(jìn)行PWM控制，而斷開(kāi)晶體管Tr2。進(jìn)行來(lái)自電容器16的放電時(shí)，晶體管Trl斷開(kāi)，而對(duì)晶體管Tr2進(jìn)行PWM控制。在晶體管Tr2連接時(shí)，線圈Ll的電流增加，電力被蓄積。若自此斷開(kāi)晶體管Tr2，則蓄積在線圈Ll中的電力與蓄電單元串聯(lián)，并通過(guò)Dl向外部輸出。圖4中示出了對(duì)是否需要非接觸供電進(jìn)行判別的算法。求出電容器的貯藏能量(蓄電量)，另外，得到針對(duì)行駛車4的下一次動(dòng)作的所需能量和再生能量等的預(yù)測(cè)值。而且，根據(jù)貯藏能量和能量的預(yù)測(cè)值判斷是否需要非接觸供電，并從通信接口向地上側(cè)進(jìn)行通知。例如在行駛車動(dòng)作之前，根據(jù)行駛車的重量、加速度、速度、減速度、移動(dòng)量、機(jī)械損耗例如摩擦阻力、減速器的效率等、電力損耗例如伺服電機(jī)、伺服放大器等的效率等數(shù)據(jù)，計(jì)算與行駛車的動(dòng)作相關(guān)的能量。能量中包括加速時(shí)的能量、瞬時(shí)最大所需能量、再生能量、瞬時(shí)最大再生所需能量、等速動(dòng)作時(shí)的電力消耗等，以包含所有行駛軸、升降軸、旋轉(zhuǎn)軸、移載軸等移動(dòng)的軸的方式計(jì)算上述能量。而且，進(jìn)行加速時(shí)來(lái)自蓄電單元的放電能量是否充足等的判定，若不足，則要求非接觸供電。另外，對(duì)減速時(shí)的再生電力是否完全充電至蓄電單元進(jìn)行判定，在沒(méi)有完全充電的情況下，將加速時(shí)依賴于非接觸供電的比例減少，并增加來(lái)自電容器的放電能量。此外，還存在以下情況，若行駛車不行駛、而進(jìn)行僅使升降臺(tái)下降的動(dòng)作，則消耗能量少，僅再生能量增大。由于這樣的動(dòng)作僅發(fā)生在貨架間的搬運(yùn)等的模式中，因此，在這樣的模式中，例如對(duì)直到下下次的動(dòng)作的消耗能量和再生能量進(jìn)行考慮，對(duì)是否需要非接觸供電進(jìn)行判定，能夠?qū)υ偕娏M(jìn)行充電。圖5的1)中，示出了在行駛車一次動(dòng)作中的所需能量和再生能量的推移，2)示出了電容器的蓄電量的推移，3)示出了放電電流的推移。加速時(shí)產(chǎn)生較大的所需電力，下一次的定速動(dòng)作時(shí)電力消耗較小，下一次的減速時(shí)產(chǎn)生再生電力。在行駛停止后的、轉(zhuǎn)盤(pán)(turntable)的旋轉(zhuǎn)以及滑叉的動(dòng)作等中，也發(fā)生電力消耗。其間，電容器的蓄電量被保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，以來(lái)自電容器的電流不超過(guò)最大放電電流的方式，利用非接觸供電使電力平穩(wěn)化。另外，以向電容器的電流不超過(guò)最大充電電流的方式限制減速度等。而且，地上側(cè)電源，在不進(jìn)行非接觸供電的區(qū)間，停止向供電線的電力供給。圖6、圖7中示出了電容器16的壽命監(jiān)視。在圖6(實(shí)施例)中，在行駛車4的停止時(shí)等，例如以一定電流i對(duì)電容器16進(jìn)行充電，并測(cè)定充電過(guò)程中的電壓V的變化。這樣，能夠求出電容器16的容量C。另外，對(duì)結(jié)束充電時(shí)的電壓下降A(chǔ)V進(jìn)行測(cè)定，由于基于內(nèi)部電阻R的R·i部分的電壓下降消失的量與電壓下降ΔΥ相對(duì)應(yīng)，因此，能夠測(cè)定內(nèi)部電阻R。此外，即使不利用一定電流而對(duì)電流i的乘積和電壓的變化進(jìn)行比較，也能夠測(cè)定容量C。另外，還可以根據(jù)充電開(kāi)始時(shí)的電壓上升ΔΥ測(cè)定內(nèi)部電阻。圖7示出了電容器16的壽命監(jiān)視的變形例，在從電容器16進(jìn)行放電時(shí)，對(duì)放電電流i的乘積和電壓的變化進(jìn)行比較，求出容量。另外，根據(jù)放電的結(jié)束時(shí)或開(kāi)始時(shí)的電壓的變化△V和放電剛結(jié)束前的電流或放電剛開(kāi)始后的電流測(cè)定內(nèi)部電阻R。示出了實(shí)施例的變形。在實(shí)施例中，在高負(fù)載時(shí)，使用來(lái)自電容器16和受電單元22的雙方的電力。但是，可以將電容器16作為主電源，僅通過(guò)電容器16的電力驅(qū)動(dòng)負(fù)載，而非接觸供電專用于向電容器16充電。在實(shí)施例中，在僅通過(guò)電容器16維持負(fù)載、且不需要向電容器16充電的情況下，關(guān)閉地上側(cè)電源。由此，能夠削減與流過(guò)非接觸供電線的電流所產(chǎn)生的焦耳熱相應(yīng)的無(wú)效電力。另外，能夠增加從電容器16取出的電力。而且，能夠預(yù)測(cè)電容器的壽命，通過(guò)預(yù)先儲(chǔ)備更換用的電容器16，能夠?qū)⑿旭傑?不運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間縮短。權(quán)利要求1.一種行駛車系統(tǒng)，是通過(guò)非接觸供電對(duì)行駛車供電的系統(tǒng)，其特征在于，在地上側(cè)設(shè)置電源和非接觸供電線，并且，在行駛車上設(shè)有從非接觸供電線受電的受電單元；消耗電力的負(fù)載；對(duì)來(lái)自受電單元的電力和來(lái)自負(fù)載的再生電力進(jìn)行蓄電并向所述負(fù)載供給電力的蓄電單元，而且，該行駛車系統(tǒng)設(shè)有控制機(jī)構(gòu)，該控制機(jī)構(gòu)用于把握所述蓄電單元的蓄電量和所述負(fù)載的所需能量，并且，在能夠通過(guò)所述蓄電單元的蓄電量維持所述負(fù)載的所需能量時(shí)，該控制機(jī)構(gòu)將從所述電源向非接觸供電線的供電停止。2.如權(quán)利要求1所述的行駛車系統(tǒng)，其特征在于，蓄電單元為電容器，設(shè)有對(duì)蓄電單元的電壓進(jìn)行監(jiān)視的電壓傳感器和對(duì)蓄電單元的充放電電流進(jìn)行監(jiān)視的電流傳感器，并且，還設(shè)有用于預(yù)測(cè)蓄電單元的壽命的壽命預(yù)測(cè)機(jī)構(gòu)，該壽命預(yù)測(cè)機(jī)構(gòu)根據(jù)蓄電單元的電壓和充放電電流求出蓄電單元的容量，從而預(yù)測(cè)蓄電單元的壽命。3.如權(quán)利要求2所述的行駛車系統(tǒng)，其特征在于，壽命預(yù)測(cè)機(jī)構(gòu)構(gòu)成為，根據(jù)將向蓄電單元的充放電停止或開(kāi)始時(shí)的、蓄電單元的電壓變化，求出蓄電單元的內(nèi)部電阻，根據(jù)蓄電單元的容量和內(nèi)部電阻預(yù)測(cè)壽命。4.如權(quán)利要求13的任一項(xiàng)所述的行駛車系統(tǒng)，其特征在于，在行駛車上并列地連接有受電單元和負(fù)載，并且，在蓄電單元、受電單元及負(fù)載的并列片之間，設(shè)有進(jìn)行從受電單元向蓄電單元的充電控制用的第一晶體管、與第一晶體管并列的從蓄電單元的放電用二極管、連接蓄電單元的正側(cè)和負(fù)側(cè)的第二晶體管，另外還設(shè)有所述第一及第二晶體管與蓄電單元之間的線圈。5.一種行駛車系統(tǒng)，是通過(guò)非接觸供電對(duì)行駛車供電的系統(tǒng)，其特征在于，在地上側(cè)設(shè)置電源和非接觸供電線，并且，在行駛車上設(shè)有從非接觸供電線受電的受電單元；消耗電力的負(fù)載；對(duì)來(lái)自受電單元的電力和來(lái)自負(fù)載的再生電力進(jìn)行蓄電并向所述負(fù)載供給電力的蓄電單元，而且，該行駛車系統(tǒng)設(shè)有控制機(jī)構(gòu)，該控制機(jī)構(gòu)用于把握所述蓄電單元的蓄電量，當(dāng)所述蓄電單元的蓄電量為規(guī)定值以上時(shí)，該控制機(jī)構(gòu)將從所述電源向非接觸供電線的供電停止。6.一種向行駛車的非接觸供電方法，是通過(guò)非接觸供電對(duì)行駛車供電的方法，其特征在于，在地上側(cè)設(shè)置電源和非接觸供電線，并且，在行駛車上設(shè)有從非接觸供電線受電的受電單元；消耗電力的負(fù)載；對(duì)來(lái)自受電單元的電力進(jìn)行蓄電并向所述負(fù)載供給電力的蓄電單元，而且，通過(guò)控制機(jī)構(gòu)把握所述蓄電單元的蓄電量和所述負(fù)載的所需能量，并且，在能夠通過(guò)所述蓄電單元的蓄電量維持所述負(fù)載的所需能量時(shí)，通過(guò)所述控制機(jī)構(gòu)將從所述電源向非接觸供電線的供電停止。全文摘要本發(fā)明提供一種行駛車系統(tǒng)和向行駛車的非接觸供電方法。在地上側(cè)設(shè)置電源和非接觸供電線，并且，在行駛車上設(shè)有從非接觸供電線受電的受電單元；消耗電力的負(fù)載；對(duì)來(lái)自受電單元的電力和來(lái)自負(fù)載的再生電力進(jìn)行蓄電并向所述負(fù)載供給電力的蓄電單元，而且，該行駛車系統(tǒng)設(shè)有控制機(jī)構(gòu)，該控制機(jī)構(gòu)用于把握所述蓄電單元的蓄電量和所述負(fù)載的所需能量，并且，在能夠通過(guò)所述蓄電單元的蓄電量維持所述負(fù)載的所需能量時(shí)，該控制機(jī)構(gòu)將從電源向非接觸供電線的供電停止。文檔編號(hào)B60M1/30GK102079255SQ20101050409公開(kāi)日2011年6月1日申請(qǐng)日期2010年10月11日優(yōu)先權(quán)日2009年11月26日發(fā)明者葛谷基彥申請(qǐng)人:村田機(jī)械株式會(huì)社