腿式行走机器人的充电系统转让专利
申请号 : CN200510098255.7
文献号 : CN1743147B
文献日 : 2010-05-05
发明人 : 小柳拓郎 , 金子聪
申请人 : 本田技研工业株式会社
摘要 :
一种腿式行走机器人的充电系统，具有连接电路及输出电力控制机构，该连接电路具有：第1二极管，其以从蓄电池的正极朝向电负荷的方向为正向来导通；第2二极管，其以从外部电源的正极朝向电负荷的正输入端子的方向为正向；第3二极管，其以从外部电源的正极朝向蓄电池的正极的方向为正向；电路，其导通外部电源的负极、蓄电池的负极、电负荷的负输入端子；而该输出电力控制机构，以高于蓄电池的充满电时的电极间电压和第3二极管的正向电压之和的方式设定外部电源的输出电压，以大于电负荷的必需电流的方式设定输出电流。本发明以简易构成及低成本来提供一种充电系统，其通过外部电源维持电负荷所必需的电流供给，同时能对其蓄电池供给充电电流。
权利要求 :
1.一种腿式行走机器人的充电系统，其用于将外部电源连接到具有蓄电池和连接于该蓄电池的电负荷的腿式行走机器人上，以对该蓄电池进行充电；其特征在于，具有：设置在所述腿式行走机器人上的连接电路、以及输出电力控制机构；
该连接电路具有：第1二极管，该第1二极管是以从所述蓄电池的正极朝向所述电负荷的方向为正向来导通所述蓄电池的正极和所述电负荷的正输入端子；第2二极管，该第2二极管是以从所述外部电源的正极朝向所述电负荷的正输入端子的方向为正向来导通所述外部电源的正极和所述电负荷的正输入端子；第3二极管，该第3二极管是以从所述外部电源的正极朝向所述蓄电池的正极的方向为正向来导通所述外部电源的正极和所述蓄电池的正极；以及电路，该电路导通所述外部电源的负极、所述蓄电池的负极、及所述电负荷的负输入端子；
该输出电力控制机构，以高于所述蓄电池的充满电时的电极间电压和所述第3二极管的正向电压的总和的方式设定所述外部电源的输出电压，而且还以大于所述电负荷的必需电流的方式设定所述外部电源的输出可能电流；
所述腿式行走机器人的充电系统还具有：
充电量检测机构，该充电量检测机构检测所述蓄电池的充电量；
电流断路开关，该电流断路开关用于切断经由所述第3二极管的且是从所述外部电源的正极朝向所述蓄电池的正极的电流供给路；以及充电控制机构，该充电控制机构在所述腿式行走机器人和所述外部电源被连接，并且经由所述第3二极管的且是从所述外部电源朝向所述蓄电池的电流供给开始之后，当通过所述充电量检测机构而检测出所述蓄电池的充电量达到充满电状态时，通过所述电流断路开关，切断经由所述第3二极管的且是从所述外部电源朝向所述蓄电池的电流供给路，所述连接电路和所述外部电源借助于接电连接器和供电连接器连接，其中该接电连接器设置在所述腿式行走机器人上，而该供电连接器设置在所述外部电源上且与该接电连接器之间组装拆卸自如；
所述充电系统设置有：电流检测机构，该电流检测机构检测所述外部电源的输出电流；以及脱离控制机构，该脱离控制机构在由所述充电控制机构开始进行所述电流断路开关的操作之后，当根据所述电流检测机构而知所述外部电源的输出电流减少到所述负荷的必需电流附近时，使所述腿式行走机器人进行从所述供电连接器脱离的动作。
2.根据权利要求第1项所述的腿式行走机器人的充电系统，其特征在于，所述腿式行走机器人为双腿行走机器人；
所述充电系统设置有：姿势保持机构，该姿势保持机构将该双腿行走机器人保持于规定姿势；以及连接检测机构，该连接检测机构检测所述接电连接器和所述供电连接器是否处于连接状态；
所述接电连接器和所述供电连接器被配置在当所述双腿行走机器人通过所述姿势保持机构被保持于所述规定姿势时而呈连接状态的位置；
所述充电控制机构，在通过所述连接检测机构而检测出所述接电连接器和所述供电连接器处于连接状态时，从所述外部电源对所述连接电路进行电流供给。
3.根据权利要求第2项所述的腿式行走机器人的充电系统，其特征在于，所述规定姿势为落座姿势；当所述双腿行走机器人坐在所述姿势保持机构上而被保持于落座姿势时，所述接电连接器和所述供电连接器呈连接状态.
4.根据权利要求第2项所述的腿式行走机器人的充电系统，其特征在于，所述规定姿势为稍微下蹲姿势；当所述双腿行走机器人倚靠于所述姿势保持机构而被保持于稍微下蹲姿势时，所述接电连接器和所述供电连接器呈连接状态。
5.根据权利要求第2项所述的腿式行走机器人的充电系统，其特征在于，所述规定姿势为站立姿势；当所述双腿行走机器人倚靠于所述姿势保持机构而被保持于站立姿势时，所述接电连接器和所述供电连接器呈连接状态。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种腿式行走机器人的充电系统，其使外部电源连接于腿式行走机器人以对该腿式行走机器人所具备的蓄电池进行充电。
背景技术
众所周知，作为对机器人所具备的蓄电池进行充电的系统，例如，在通过编码器检测出可动部分的绝对位置的产业用机器人上，设置有对编码器常时进行供电的备用的蓄电池，产业用机器人的电源线即使被断开，由编码器检测出的绝对位置的数据还将被保持着(参照例如特开平5-228885号公报)。
另外，众所周知，关于移动于多个作业站间以进行规定作业的移动机器人，当在作业站处于停止期间中，是借助于作业站来连接外部交流电源和移动机器人(参照例如特开2000-326271号公报)。在这种机器人上，当移动机器人在作业站处于停止期间中，通过来自外部交流电源的供电，来进行对移动机器人的负荷的供电、和蓄电池的充电，而在移动机器人移动于作业站之间的期间中，由蓄电池对负荷进行供电。
在此，在以蓄电池为电源的腿式行走机器人上，当在蓄电池的充电时，一旦切断对腿部的关节电机的供电，则各关节电机将会失去保持位置的作用，从而将无法维持站立姿势。由此，在对腿式行走机器人的蓄电池进行充电的场合，最好能在将腿式行走机器人连接于外部电源以对蓄电池予以供电的同时，还能从外部电源供给关节电机等电负荷的动作所必需的电流，以使得腿式行走机器人在充电中也能够继续动作。
另外，众所周知，关于移动于多个作业站间以进行规定作业的移动机器人，当在作业站处于停止期间中，是借助于作业站来连接外部交流电源和移动机器人(参照例如特开2000-326271号公报)。在这种机器人上，当移动机器人在作业站处于停止期间中，通过来自外部交流电源的供电，来进行对移动机器人的负荷的供电、和蓄电池的充电，而在移动机器人移动于作业站之间的期间中，由蓄电池对负荷进行供电。
在此，在以蓄电池为电源的腿式行走机器人上，当在蓄电池的充电时，一旦切断对腿部的关节电机的供电，则各关节电机将会失去保持位置的作用，从而将无法维持站立姿势。由此，在对腿式行走机器人的蓄电池进行充电的场合，最好能在将腿式行走机器人连接于外部电源以对蓄电池予以供电的同时，还能从外部电源供给关节电机等电负荷的动作所必需的电流，以使得腿式行走机器人在充电中也能够继续动作。
发明内容
因此，本发明以简易构成及低成本来提供一种充电系统，其通过连接于腿式行走机器人的外部电源，一边维持该腿式行走机器人的电负荷所必需的电流供给，一边还能对该腿式行走机器人的蓄电池供给充电电流。
本发明是为了达到上述目的而完成的充电系统，其用于将外部电源连接到具有蓄电池和连接于该蓄电池的电负荷的腿式行走机器人上，以对该蓄电池进行充电；其特征在于，具有：设置在所述腿式行走机器人上的连接电路、以及输出电力控制机构；其中该连接电路具有第1二极管，该第1二极管是以从所述蓄电池的正极朝向所述电负荷的方向为正向来导通所述蓄电池的正极和所述电负荷的正输入端子；第2二极管，该第2二极管是以从所述外部电源的正极朝向所述电负荷的正输入端子的方向为正向来导通所述外部电源的正极和所述电负荷的正输入端子；第3二极管，该第3二极管是以从所述外部电源的正极朝向所述蓄电池的正极的方向为正向来导通所述外部电源的正极和所述蓄电池的正极；以及电路，该电路导通所述外部电源的负极、所述蓄电池的负极、及所述电负荷的负输入端子；而该输出电力控制机构，以高于所述蓄电池的充满电时的电极间电压和所述第3二极管的正向电压的总和的方式设定所述外部电源的输出电压，而且还以大于所述电负荷的必需电流的方式设定所述外部电源的输出可能电流。
根据本发明，在将所述外部电源连接于所述腿式行走机器人上时，则负荷电流从所述外部电源经所述第2二极管被供给所述电负荷。这种场合，由于通过所述输出电力控制机构，所述外部电源的开路电压被设定成高于所述蓄电池的充满电时的电极间电压，因此，到所述蓄电池被充满电之间，则切断通过所述第1二极管从所述蓄电池向所述电负荷的电流供给。
而且，通过所述输出电力控制机构，所述外部电源的最大输出电流被设定成大于所述电负荷的必需电流。由此，该最大输出电流和该必需电流间的差部分经所述第3二极管，作为充电电流而被供给所述蓄电池，致使所述蓄电池的电极间电压逐渐上升。而且，一旦所述蓄电池达到充满电状态，所述蓄电池的电极间电压和所述第3二极管的正向电压的总和电压，则等于所述外部电源的开路电压，因此，从所述外部电源经所述第3二极管而向所述蓄电池的充电电流的供给则停止。
这样，根据本发明，通过简易且低成本的构成，也即是使所述腿式行走机器人具有所述连接电路，并通过所述输出电力控制机构对所述外部电源的输出电流和输出电压进行限制，则可以在从所述外部电源对所述电负荷供给负荷电流中，还能将所述蓄电池充电到充满电状态。
另外，本发明的特征在于，设置有：充电量检测机构，该充电量检测机构检测所述蓄电池的充电量；电流断路开关，该电流断路开关用于切断经由所述第3二极管的且是从所述外部电源的正极朝向所述蓄电池的正极的电流供给路；以及充电控制机构，该充电控制机构在所述腿式行走机器人和所述外部电源被连接，并且经由所述第3二极管的且是从所述外部电源朝向所述蓄电池的电流供给开始之后，当通过所述充电量检测机构而检测出所述蓄电池的充电量达到充满电状态时，通过所述电流断路开关，切断经由所述第3二极管的且是从所述外部电源朝向所述蓄电池的电流供给路。
根据本发明，在所述蓄电池被充电到充满电状态时，通过所述电流断路开关，切断从所述外部电源朝向所述蓄电池的电流供给路，以此只结束对所述蓄电池的充电，而通过来自所述外部电源的供给电流，仍可以使所述电负荷动作。
另外，本发明的特征在于，所述连接电路和所述外部电源借助于接电连接器和供电连接器连接，其中该接电连接器设置在所述腿式行走机器人上，而该供电连接器设置在所述外部电源上且与该接电连接器之间组装拆卸自如；所述充电系统设置有：电流检测机构，该电流检测机构检测所述外部电源的输出电流；以及脱离控制机构，该脱离控制机构在由所述充电控制机构开始进行所述电流断路开关的操作之后，当根据所述电流检测机构而知所述外部电源的输出电流减少到所述负荷的必需电流附近时，使所述腿式行走机器人进行从所述供电连接器脱离的动作。
根据本发明，通过所述电流断路开关，切断从所述外部电源朝向所述蓄电池的充电电流的供给，而所述外部电源的输出电流减少到所述必需电流附近之后，则使所述接电连接器从所述供电连接脱离，由此可以降低在该脱离时所述接电连接器的端子和所述供电连接器的端子间所产生的电弧电流的级别，从而可以防止这些端子的损伤。
另外，本发明的特征在于，所述腿式行走机器人为双腿行走机器人；所述充电系统设置有：姿势保持机构，该姿势保持机构将该双腿行走机器人保持于规定姿势；以及连接检测机构，该连接检测机构检测所述接电连接器和所述供电连接器是否处于连接状态；所述接电连接器和所述供电连接器被配置在当所述双腿行走机器人通过所述姿势保持机构被保持于所述规定姿势时而呈连接状态的位置；所述充电控制机构在通过所述连接检测机构而检测出所述接电连接器和所述供电连接器处于连接状态时，从所述外部电源对所述连接电路进行电流供给.
根据本发明，当所述双腿行走机器人通过所述姿势保持机构被保持于所述规定姿势时，设置在所述双腿行走机器人上的所述接电连接器和设置在所述外部电源上的所述供电连接成为连接状态。而且由于此时所述双腿行走机器人通过所述姿势保持机构被保持于所述规定位置，因此，可以减少用于保持所述双腿行走机器人于所述规定姿势所必需的供电量，例如向所述电负荷所包含的下肢部的关节电机等供给的供电量。由此，在通过对所述负电荷的供电量的减少而增大对所述蓄电池的充电电流的基础上，还可以并行地执行所述双腿行走机器人的功能检测等的处理。
另外，本发明的特征在于，所述规定姿势为落座姿势；当所述双腿行走机器人坐在所述姿势保持机构上而被保持于落座姿势时，所述接电连接器和所述供电连接器呈连接状态。
根据本发明，在将所述双腿行走机器人保持于落座姿势而进行所述蓄电池的充电时，可以减少用于保持所述双腿行走机器人于落座姿势而必需的向所述电负荷供给的供电量，从而可以增大对所述蓄电池的无电电流。
另外，本发明的特征在于，所述规定姿势为稍微下蹲姿势；当所述双腿行走机器人倚靠于所述姿势保持机构而被保持于稍微下蹲姿势时，所述接电连接器和所述供电连接器呈连接状态。
根据本发明，在将所述双腿行走机器人保持于稍微下蹲姿势而进行所述蓄电池的充电时，可以减少用于保持所述双腿行走机器人于稍微下蹲姿势而必需的向所述电负荷供给的供电量，从而可以增大对所述蓄电池的充电电流。
另外，本发明的特征在于，所述规定姿势为站立姿势；当所述双腿行走机器人倚靠于所述姿势保持机构而被保持于站立姿势时，所述接电连接器和所述供电连接器呈连接状态。
根据本发明，在将所述双腿行走机器人保持于站立姿势而进行所述蓄电池的充电时，可以减少用于保持所述双腿行走机器人于站立姿势而必需的向所述电负荷供给的供电量，从而可以增大对所述蓄电池的充电电流。
本发明是为了达到上述目的而完成的充电系统，其用于将外部电源连接到具有蓄电池和连接于该蓄电池的电负荷的腿式行走机器人上，以对该蓄电池进行充电；其特征在于，具有：设置在所述腿式行走机器人上的连接电路、以及输出电力控制机构；其中该连接电路具有第1二极管，该第1二极管是以从所述蓄电池的正极朝向所述电负荷的方向为正向来导通所述蓄电池的正极和所述电负荷的正输入端子；第2二极管，该第2二极管是以从所述外部电源的正极朝向所述电负荷的正输入端子的方向为正向来导通所述外部电源的正极和所述电负荷的正输入端子；第3二极管，该第3二极管是以从所述外部电源的正极朝向所述蓄电池的正极的方向为正向来导通所述外部电源的正极和所述蓄电池的正极；以及电路，该电路导通所述外部电源的负极、所述蓄电池的负极、及所述电负荷的负输入端子；而该输出电力控制机构，以高于所述蓄电池的充满电时的电极间电压和所述第3二极管的正向电压的总和的方式设定所述外部电源的输出电压，而且还以大于所述电负荷的必需电流的方式设定所述外部电源的输出可能电流。
根据本发明，在将所述外部电源连接于所述腿式行走机器人上时，则负荷电流从所述外部电源经所述第2二极管被供给所述电负荷。这种场合，由于通过所述输出电力控制机构，所述外部电源的开路电压被设定成高于所述蓄电池的充满电时的电极间电压，因此，到所述蓄电池被充满电之间，则切断通过所述第1二极管从所述蓄电池向所述电负荷的电流供给。
而且，通过所述输出电力控制机构，所述外部电源的最大输出电流被设定成大于所述电负荷的必需电流。由此，该最大输出电流和该必需电流间的差部分经所述第3二极管，作为充电电流而被供给所述蓄电池，致使所述蓄电池的电极间电压逐渐上升。而且，一旦所述蓄电池达到充满电状态，所述蓄电池的电极间电压和所述第3二极管的正向电压的总和电压，则等于所述外部电源的开路电压，因此，从所述外部电源经所述第3二极管而向所述蓄电池的充电电流的供给则停止。
这样，根据本发明，通过简易且低成本的构成，也即是使所述腿式行走机器人具有所述连接电路，并通过所述输出电力控制机构对所述外部电源的输出电流和输出电压进行限制，则可以在从所述外部电源对所述电负荷供给负荷电流中，还能将所述蓄电池充电到充满电状态。
另外，本发明的特征在于，设置有：充电量检测机构，该充电量检测机构检测所述蓄电池的充电量；电流断路开关，该电流断路开关用于切断经由所述第3二极管的且是从所述外部电源的正极朝向所述蓄电池的正极的电流供给路；以及充电控制机构，该充电控制机构在所述腿式行走机器人和所述外部电源被连接，并且经由所述第3二极管的且是从所述外部电源朝向所述蓄电池的电流供给开始之后，当通过所述充电量检测机构而检测出所述蓄电池的充电量达到充满电状态时，通过所述电流断路开关，切断经由所述第3二极管的且是从所述外部电源朝向所述蓄电池的电流供给路。
根据本发明，在所述蓄电池被充电到充满电状态时，通过所述电流断路开关，切断从所述外部电源朝向所述蓄电池的电流供给路，以此只结束对所述蓄电池的充电，而通过来自所述外部电源的供给电流，仍可以使所述电负荷动作。
另外，本发明的特征在于，所述连接电路和所述外部电源借助于接电连接器和供电连接器连接，其中该接电连接器设置在所述腿式行走机器人上，而该供电连接器设置在所述外部电源上且与该接电连接器之间组装拆卸自如；所述充电系统设置有：电流检测机构，该电流检测机构检测所述外部电源的输出电流；以及脱离控制机构，该脱离控制机构在由所述充电控制机构开始进行所述电流断路开关的操作之后，当根据所述电流检测机构而知所述外部电源的输出电流减少到所述负荷的必需电流附近时，使所述腿式行走机器人进行从所述供电连接器脱离的动作。
根据本发明，通过所述电流断路开关，切断从所述外部电源朝向所述蓄电池的充电电流的供给，而所述外部电源的输出电流减少到所述必需电流附近之后，则使所述接电连接器从所述供电连接脱离，由此可以降低在该脱离时所述接电连接器的端子和所述供电连接器的端子间所产生的电弧电流的级别，从而可以防止这些端子的损伤。
另外，本发明的特征在于，所述腿式行走机器人为双腿行走机器人；所述充电系统设置有：姿势保持机构，该姿势保持机构将该双腿行走机器人保持于规定姿势；以及连接检测机构，该连接检测机构检测所述接电连接器和所述供电连接器是否处于连接状态；所述接电连接器和所述供电连接器被配置在当所述双腿行走机器人通过所述姿势保持机构被保持于所述规定姿势时而呈连接状态的位置；所述充电控制机构在通过所述连接检测机构而检测出所述接电连接器和所述供电连接器处于连接状态时，从所述外部电源对所述连接电路进行电流供给.
根据本发明，当所述双腿行走机器人通过所述姿势保持机构被保持于所述规定姿势时，设置在所述双腿行走机器人上的所述接电连接器和设置在所述外部电源上的所述供电连接成为连接状态。而且由于此时所述双腿行走机器人通过所述姿势保持机构被保持于所述规定位置，因此，可以减少用于保持所述双腿行走机器人于所述规定姿势所必需的供电量，例如向所述电负荷所包含的下肢部的关节电机等供给的供电量。由此，在通过对所述负电荷的供电量的减少而增大对所述蓄电池的充电电流的基础上，还可以并行地执行所述双腿行走机器人的功能检测等的处理。
另外，本发明的特征在于，所述规定姿势为落座姿势；当所述双腿行走机器人坐在所述姿势保持机构上而被保持于落座姿势时，所述接电连接器和所述供电连接器呈连接状态。
根据本发明，在将所述双腿行走机器人保持于落座姿势而进行所述蓄电池的充电时，可以减少用于保持所述双腿行走机器人于落座姿势而必需的向所述电负荷供给的供电量，从而可以增大对所述蓄电池的无电电流。
另外，本发明的特征在于，所述规定姿势为稍微下蹲姿势；当所述双腿行走机器人倚靠于所述姿势保持机构而被保持于稍微下蹲姿势时，所述接电连接器和所述供电连接器呈连接状态。
根据本发明，在将所述双腿行走机器人保持于稍微下蹲姿势而进行所述蓄电池的充电时，可以减少用于保持所述双腿行走机器人于稍微下蹲姿势而必需的向所述电负荷供给的供电量，从而可以增大对所述蓄电池的充电电流。
另外，本发明的特征在于，所述规定姿势为站立姿势；当所述双腿行走机器人倚靠于所述姿势保持机构而被保持于站立姿势时，所述接电连接器和所述供电连接器呈连接状态。
根据本发明，在将所述双腿行走机器人保持于站立姿势而进行所述蓄电池的充电时，可以减少用于保持所述双腿行走机器人于站立姿势而必需的向所述电负荷供给的供电量，从而可以增大对所述蓄电池的充电电流。
附图说明
图1表示根据本发明的双腿行走机器人的充电系统进行充电的形态示意图。
图2表示双腿行走机器人所具有的接电连接器和充电装置所具有的供电连接器及充电单元的构成图。
图3表示双腿行走机器人所具有的蓄电池和连接电路的构成图。
图4表示充电装置连接于双腿行走机器人上时的电流通路的示意图。
图5表示蓄电池充电时的时间线图。
图6表示本发明的其他实施方式中的双腿行走机器人和充电装置的连接状态的示意图。
图2表示双腿行走机器人所具有的接电连接器和充电装置所具有的供电连接器及充电单元的构成图。
图3表示双腿行走机器人所具有的蓄电池和连接电路的构成图。
图4表示充电装置连接于双腿行走机器人上时的电流通路的示意图。
图5表示蓄电池充电时的时间线图。
图6表示本发明的其他实施方式中的双腿行走机器人和充电装置的连接状态的示意图。
具体实施方式
下面，参照图1～图6，说明本发明的实施方式。图1表示根据本发明的双腿行走机器人的充电系统进行充电的形态示意图，图2表示双腿行走机器人所具有的接电连接器和充电装置所具有的供电连接器及充电单元的构成图，图3表示双腿行走机器人所具有的蓄电池和连接电路的构成图，图4表示充电装置连接于双腿行走机器人上时的电流通路的示意图，图5表示蓄电池充电时的时间线图，图6表示本发明的其他实施方式中的双腿行走机器人和充电装置的连接状态的示意图。
参照图1(a)，作为本发明的腿式行走机器人的双腿行走机器人的充电系统是，通过充电装置1对双腿行走机器人10所具有的蓄电池11进行充电的系统。充电装置1具有椅子形状，如图1(b)所示，设有：落座保持部2，该落座保持部2在双腿行走机器人10落座时，对双腿行走机器人10的大腿部和上体部的背面进行保持，以将双腿行走机器人10维持于落座姿势；供电连接器3，该供电连接器3可与双腿行走机器人10所具有的接电连接器12相嵌合；以及充电单元4，该充电单元4经供电连接器3及接电连接器12而将电流供给双腿行走机器人10。
而且，这样，通过将双腿行走机器人10保持于落座姿势来进行蓄电池11的充电，则没有必要继续对上体部13和大腿部14间的关节电机、大腿部14和小腿部15间的关节电机、以及小腿部15和腿掌部16间的关节电机进行用于姿势保持的供电，从而可以停止对这些关节电机的通电，以迅速地对蓄电池11充电。
另外，双腿行走机器人10还具有视觉传感器(未图示)，在需要对蓄电池11充电时，根据由该视觉传感器得到的摄像图像数据，来认识到达充电装置1的所在位置的距离。而且，双腿行走机器人10计算出移动到充电装置1的所在位置所必需的步数，之后开始朝向充电装置1行走。然后，双腿行走机器人1暂时停止在充电装置1前，转动半圈而落坐于落座保持部2。
接着，参照图2，双腿行走机器人10所具有的接电连接器12设置有22a～22j的10个端子，与之对应地，充电装置1所具有的供电连接器3设置有30a～30j的10个端子。而且，供电连接器3的用于供给充电电流的充电用端子30a和30j，长于传送信号用的信号用端子30b～30i，与之对应地，供供电连接器3的充电用端子30a和30j插入的接电连接器12的充电用端子22a和22j的深度形成为：深于供供电连接器3的信号用端子30b～30i插入的接电连接器12的信号用端子22b～22i的深度。
由此，在接电连接器12嵌合于供电连接器3时，首先，供电连接器3的两端的充电用端子30a和30j，分别被插入接电连接器12的两端的充电用端子22a和22j而导通，之后，供电连接器3的信号用端子30b～30i，又分别被插入接电连接器12的信号用端子22b～22i而导通。
另外，在接电连接器12从供电连接器3脱离时，与之相反地首先是，供电连接器3的其长度较短的信号用端子30b～30i分别从接电连接器12的信号用端子22b～22i断开，之后，供电连接器3的其长度较长的充电用端子30a和30j又分别从接电连接器12的充电用端子22a和22j断开。
另外，充电装置1所具有的充电单元4具有：连接检测部50(相当于本发明中的连接检测机构)，该连接检测部50通过连接端子56a、56b而与供电连接器3的信号用端子30b、30c连接，并对供电连接器3和接电连接器12是否处于连接状态进行检测；以及充电电流生成部60(相当于本发明中的外部电源)，该充电电流生成部60通过连接端子66a、66b而与供电连接器3的充电用端子30a、30j连接，并生成针对双腿行走机器人10的充电电流.
而且，连接检测部50具有：比较器51，该比较器51比较供电连接器3的信号用端子30b上的相对GND的电压V1和阈值电压Va；延迟电路52，该延迟电路52使比较器51的出力电压V2的变化延迟；施密特触发电路53，该施密特触发电路53对延迟电路52的输出电压V3进行整形；以及CPU54，该CPU54输入施密特触发电路53的输出电压V4，并判断供电连接器3和接电连接器12是否处于连接状态。
在此，当输向负输入端子的输入电压V1为输向正输入端子的输入电压Va以下时，比较器51则输出高电平的电压Vh，当输向负输入端子的输入电压V1高于输入到正输入端子的阈值电压Va时，则输出低电平的电压V1。另外，阈值电压Va设定在GND电平与Vcc电平的中间电平附近。
另外，在施密特触发电路53中，当在输入电压上升的过程中输入电压V3达到上升方向的阈值Vth以上时，输出电压V4则从V1转换成Vh，当在输入电压V3下降的过程中输入电压V3达到下降方向的阈值Vt1以下时，输出电压V4则从Vh转换成V1。另外，Vth和Vt1是在V1与Vh的中间电平附近以Vth＞Vt1的形式设定。
在接电连接器12和供电连接器3处于脱离状态时，由于Vcc(＞Va)经上拉电阻55而被输入比较器51的负输入端子，因此，比较器51的输出电压V2变成V1，其结果，施密特触发电路53的输出电压V4变成V1。
对此，在接电连接器12和供电连接器3处于连接状态时，通过将接电连接器12的信号用端子22b和22c短路的短路线80，而使供电连接器3的信号用端子30b和30c导通，输向比较器51的负输入端子的输入电压V1变成0V(GND电平)。而且，其结果，施密特触发电路53的输出电压V4变成Vh。
由此，当在施密特触发电路53的输出电压V4为Vh时，CPU54可以检测出供电连接器3和接电连接器12处于连接状态。另外，当在施密特触发电路53的输出电压V4为V1时，CPU54可以检测出供电连接器3和接电连接器12处于脱离状态。
另外，充电电流生成部60设置有：变压电路61，该变压电路61对经插头70而被供给的交流电进行降压；整流电路62，该整流电路62对从变压电路61输出的交流电压进行全波整流；DC/DC转换器63，该DC/DC转换器63对从整流电路62输出的直流电压进行变压；电容器64，该电容器64连接于DC/DC转换器63的输出端子之间；以及放电电路65，该放电电路65对电容器64的充电电荷进行放电。
另外，通过从CPU54输出的控制信号，限制来自DC/DC转换器63的输出电流Ie和输出电压Ve。而且，这样，通过CPU54和DC/DC转换器63来限制充电电流生成部60的输出电流Ie和输出电压Ve，该构成相当于本发明中的输出电力控制机构。另外，放电电路65的放电动作也通过从CPU54输出的控制信号来控制。
而且，CPU54在施密特触发电路53的输出电压V4从V1转换到Vh而检测出供电连接器3和接电连接器12变成连接状态时，则开始进行从DC/DC转换器63的电力输出.另外，在施密特触发电路53的输出电压V4从Vh转换到V1时，CPU54判断为双腿行走机器人10开始了使接电连接器12从供电连接器3脱离的动作，通过放电电路65，对电容器64的充电电荷进行放电.据此，在接电连接器12的充电用端子22a和22j从供电连接器3的充电用端子30a和30j脱离时，可以抑制由电容器64的充电电荷产生火花放电的问题.
接着，参照图3，双腿行走机器人10具有：电机等的电负荷80；蓄电池单元82，该蓄电池单元82内藏有作为该电负荷80的电源的蓄电池81；第1二极管85，该第1二极管85是以从蓄电池81的正极83a朝向电负荷80的正输入端子84a的方向为正向来导通该正极83a和该正输入端子84a；以及第2二极管86，该第2二极管86是以从接电连接器12的充电用端子22a朝向电负荷80的正输入端子84a的方向为正向来导通该充电用端子22a和该正输入端子84a。
另外，双腿行走机器人10还具有：电流传感器90(相当于本发明中的电流检测机构)，该电流传感器90检测从充电用端子22a供给来的电流Ie；电压传感器91(相当于本发明中的充电量检测机构)，该电压传感器91检测蓄电池81的端子间电压Vb；以及CPU92，该CPU92控制双腿行走机器人10整体上的动作。而且，电流传感器90的电流检测信号和电压传感器91的电压检测信号均被输入CPU92。
另外，蓄电池单元82除了蓄电池81之外还设有：第3二极管95，该第3二极管95是以从接电连接器12的充电用端子22a朝向蓄电池81的正极83a的方向为正向来导通接电连接器12的充电用端子22a和蓄电池81的正极83a；以及电流断路开关96，该电流断路开关96用于切断接电连接器12的充电用端子22a和蓄电池81的正极83a之间的连通。
当双腿行走机器人10从充电装置1脱离而自主动作时，如图3所示，蓄电池81的放电电流Ia变成供给电负荷80的负荷电流Il(Ia＝Il)。
接着，图4是表示将双腿行走机器人10的接电连接器12连接于充电装置1的供电连接器3上的状态的示意图。这种场合，通过连接检测部50的CPU54(参照图2)，将充电电流生成部60的最大输出电压Ve_max设定在：将第3二极管95的正向电压Vf加上蓄电池81的充满电时的电极83a、83b间电压Vb_full后得到的总和电压附近，将最大输出电流Ie_max设定为大于电负荷80的必需电流Il。
由此，一直到蓄电池81的电极间电压Vb达到Vb+Vf＝Ve_max为止，以Ie减去电负荷80的消耗电流Il后的电流作为充电电流Ib，而对蓄电池81进行供电。而且，CPU92通过电压传感器91的电压检测信号，对随着充电的进展呈逐渐上升的蓄电池81的电极间电压Vb进行监视，当Vb上升到Ve_max-Vf，而检测为蓄电池81被充满电之时，断开电流断路开关96，结束蓄电池81的充电。
另外，在开始进行了电流断路开关96的断开操作之后，并在由电流传感器90的电流检测信号检测出的Ie减少了断开后的充电电流Ib的部分之后，CPU92使双腿行走机器人10站立，并使接电连接器12从供电连接器3脱离。这种场合，在从供电连接器3供给接电连接器12的Ie减少之后，接电连接器12和供电连接器3相脱离，因此，减少了在充电用端子22a和30a之间以及22j和30j之间可产生的电弧电流，从而可以保护这些充电用端子。
图5是表示以上说明的充电时的充电电流生成部60的输出电压Ve及输出电流Ie、蓄电池81的放电电流Ia及充电电流Ib的变化的时间线图，设定纵轴为电压Ve、Ie、Ia、Ib，横轴为时间t.
在图中，t10是表示接电连接器12连接到供电连接器3上时的时刻，充电电流生成部60的输出电压Ve逐渐上升。然而，一直到Ve变成从蓄电池81的电极间电压Vb降低了第1二极管85的正向电压Vf1后的电压的t11之前，不从充电电流生成部60输出电流(Ie＝0)。
而且，从t11开始，一直到充电电流生成部60的输出电压Ve变成比蓄电池81的电极间电压Vb高出第3二极管95的正向电压Vf1的t13为止，蓄电池81的输出电流Ia逐渐减少，而且同时充电电流生成部60的输出电流Ie逐渐增大。
并且，在充电电流生成部60的输出电压Ve变成比蓄电池81的电极间电压Vb+Vf1高的t13以后，通过第1二极管85，切断从蓄电池81向电负荷80的电流供给(Ia＝0)。由此，充电电流生成部60的输出电流Ie与电负荷的消耗电流Il间的差部分(Ie-Il)作为充电电流Ib而被供给蓄电池81。
据此，蓄电池81被充电，蓄电池81的电极间电压Vb逐渐上升，与之对应地，充电电流生成部60的输出电压Ve(＝Vb+Vf3)也逐渐上升。而且，在蓄电池81的电极间电压Vb达到充满电时电压Vb_full的t14，断开电流断路开关96(Ib＝0)，结束蓄电池81的充电。
另外，在本实施方式中，虽然是使双腿行走机器人10落座于充电装置1，以从充电装置1的充电单元4将充电电流供给双腿行走机器人10的蓄电池11，但是，本发明并不仅限于此，只要是将外部电源连接于腿式行走机器人上以对腿式行走机器人的蓄电池进行充电的系统，本发明就可以适用。
另外，在本实施方式中，虽然设置了可对从充电装置1向双腿行走机器人10的蓄电池11的充电通路进行断开的电流断路开关96，并在充电结束时，断开电流断路开关96，但是，即使是不设置电流断路开关96的场合，也可以得到本发明的效果。
另外，在本实施方式中，虽然是在蓄电池11的充电结束时，断开电流断路开关96，并在检测出由电流传感器90检测的电流呈减少之后，才使接电连接器12从供电连接器3上脱离的，但是，即使不进行该检测的场合，也可以得到本发明的效果。
另外，作为本发明的其他实施方式，如图6(a)所示，可以在充电装置1a上设置双腿行走机器人10以稍微下蹲姿势来倚靠用的姿势保持部2a，在双腿行走机器人10以稍微下蹲姿势被保持于姿势保持部2a上的状态下，使双腿行走机器人10的接电连接器12和充电装置1a的供电连接器3连接。
另外，作为本发明的其他实施方式，如图6(b)所示，可以在充电装置1b上设置双腿行走机器人10以站立姿势来倚靠用的姿势保持部2b，在双腿行走机器人10以站立姿势被保持于姿势保持部2b上的状态下，使双腿行走机器人10的接电连接器12和充电装置1a的供电连接器3连接。
另外，在本实施方式中，虽然是将接电连接器12设置在双腿行走机器人10的后背，但是，接电连接器的配置位置并不仅限于此，也可以将接电连接器12安装在双腿行走机器人10的腿的底面或手指的指尖等处，而且在与该安装位置对应的充电装置上的位置安装供电连接器3。
参照图1(a)，作为本发明的腿式行走机器人的双腿行走机器人的充电系统是，通过充电装置1对双腿行走机器人10所具有的蓄电池11进行充电的系统。充电装置1具有椅子形状，如图1(b)所示，设有：落座保持部2，该落座保持部2在双腿行走机器人10落座时，对双腿行走机器人10的大腿部和上体部的背面进行保持，以将双腿行走机器人10维持于落座姿势；供电连接器3，该供电连接器3可与双腿行走机器人10所具有的接电连接器12相嵌合；以及充电单元4，该充电单元4经供电连接器3及接电连接器12而将电流供给双腿行走机器人10。
而且，这样，通过将双腿行走机器人10保持于落座姿势来进行蓄电池11的充电，则没有必要继续对上体部13和大腿部14间的关节电机、大腿部14和小腿部15间的关节电机、以及小腿部15和腿掌部16间的关节电机进行用于姿势保持的供电，从而可以停止对这些关节电机的通电，以迅速地对蓄电池11充电。
另外，双腿行走机器人10还具有视觉传感器(未图示)，在需要对蓄电池11充电时，根据由该视觉传感器得到的摄像图像数据，来认识到达充电装置1的所在位置的距离。而且，双腿行走机器人10计算出移动到充电装置1的所在位置所必需的步数，之后开始朝向充电装置1行走。然后，双腿行走机器人1暂时停止在充电装置1前，转动半圈而落坐于落座保持部2。
接着，参照图2，双腿行走机器人10所具有的接电连接器12设置有22a～22j的10个端子，与之对应地，充电装置1所具有的供电连接器3设置有30a～30j的10个端子。而且，供电连接器3的用于供给充电电流的充电用端子30a和30j，长于传送信号用的信号用端子30b～30i，与之对应地，供供电连接器3的充电用端子30a和30j插入的接电连接器12的充电用端子22a和22j的深度形成为：深于供供电连接器3的信号用端子30b～30i插入的接电连接器12的信号用端子22b～22i的深度。
由此，在接电连接器12嵌合于供电连接器3时，首先，供电连接器3的两端的充电用端子30a和30j，分别被插入接电连接器12的两端的充电用端子22a和22j而导通，之后，供电连接器3的信号用端子30b～30i，又分别被插入接电连接器12的信号用端子22b～22i而导通。
另外，在接电连接器12从供电连接器3脱离时，与之相反地首先是，供电连接器3的其长度较短的信号用端子30b～30i分别从接电连接器12的信号用端子22b～22i断开，之后，供电连接器3的其长度较长的充电用端子30a和30j又分别从接电连接器12的充电用端子22a和22j断开。
另外，充电装置1所具有的充电单元4具有：连接检测部50(相当于本发明中的连接检测机构)，该连接检测部50通过连接端子56a、56b而与供电连接器3的信号用端子30b、30c连接，并对供电连接器3和接电连接器12是否处于连接状态进行检测；以及充电电流生成部60(相当于本发明中的外部电源)，该充电电流生成部60通过连接端子66a、66b而与供电连接器3的充电用端子30a、30j连接，并生成针对双腿行走机器人10的充电电流.
而且，连接检测部50具有：比较器51，该比较器51比较供电连接器3的信号用端子30b上的相对GND的电压V1和阈值电压Va；延迟电路52，该延迟电路52使比较器51的出力电压V2的变化延迟；施密特触发电路53，该施密特触发电路53对延迟电路52的输出电压V3进行整形；以及CPU54，该CPU54输入施密特触发电路53的输出电压V4，并判断供电连接器3和接电连接器12是否处于连接状态。
在此，当输向负输入端子的输入电压V1为输向正输入端子的输入电压Va以下时，比较器51则输出高电平的电压Vh，当输向负输入端子的输入电压V1高于输入到正输入端子的阈值电压Va时，则输出低电平的电压V1。另外，阈值电压Va设定在GND电平与Vcc电平的中间电平附近。
另外，在施密特触发电路53中，当在输入电压上升的过程中输入电压V3达到上升方向的阈值Vth以上时，输出电压V4则从V1转换成Vh，当在输入电压V3下降的过程中输入电压V3达到下降方向的阈值Vt1以下时，输出电压V4则从Vh转换成V1。另外，Vth和Vt1是在V1与Vh的中间电平附近以Vth＞Vt1的形式设定。
在接电连接器12和供电连接器3处于脱离状态时，由于Vcc(＞Va)经上拉电阻55而被输入比较器51的负输入端子，因此，比较器51的输出电压V2变成V1，其结果，施密特触发电路53的输出电压V4变成V1。
对此，在接电连接器12和供电连接器3处于连接状态时，通过将接电连接器12的信号用端子22b和22c短路的短路线80，而使供电连接器3的信号用端子30b和30c导通，输向比较器51的负输入端子的输入电压V1变成0V(GND电平)。而且，其结果，施密特触发电路53的输出电压V4变成Vh。
由此，当在施密特触发电路53的输出电压V4为Vh时，CPU54可以检测出供电连接器3和接电连接器12处于连接状态。另外，当在施密特触发电路53的输出电压V4为V1时，CPU54可以检测出供电连接器3和接电连接器12处于脱离状态。
另外，充电电流生成部60设置有：变压电路61，该变压电路61对经插头70而被供给的交流电进行降压；整流电路62，该整流电路62对从变压电路61输出的交流电压进行全波整流；DC/DC转换器63，该DC/DC转换器63对从整流电路62输出的直流电压进行变压；电容器64，该电容器64连接于DC/DC转换器63的输出端子之间；以及放电电路65，该放电电路65对电容器64的充电电荷进行放电。
另外，通过从CPU54输出的控制信号，限制来自DC/DC转换器63的输出电流Ie和输出电压Ve。而且，这样，通过CPU54和DC/DC转换器63来限制充电电流生成部60的输出电流Ie和输出电压Ve，该构成相当于本发明中的输出电力控制机构。另外，放电电路65的放电动作也通过从CPU54输出的控制信号来控制。
而且，CPU54在施密特触发电路53的输出电压V4从V1转换到Vh而检测出供电连接器3和接电连接器12变成连接状态时，则开始进行从DC/DC转换器63的电力输出.另外，在施密特触发电路53的输出电压V4从Vh转换到V1时，CPU54判断为双腿行走机器人10开始了使接电连接器12从供电连接器3脱离的动作，通过放电电路65，对电容器64的充电电荷进行放电.据此，在接电连接器12的充电用端子22a和22j从供电连接器3的充电用端子30a和30j脱离时，可以抑制由电容器64的充电电荷产生火花放电的问题.
接着，参照图3，双腿行走机器人10具有：电机等的电负荷80；蓄电池单元82，该蓄电池单元82内藏有作为该电负荷80的电源的蓄电池81；第1二极管85，该第1二极管85是以从蓄电池81的正极83a朝向电负荷80的正输入端子84a的方向为正向来导通该正极83a和该正输入端子84a；以及第2二极管86，该第2二极管86是以从接电连接器12的充电用端子22a朝向电负荷80的正输入端子84a的方向为正向来导通该充电用端子22a和该正输入端子84a。
另外，双腿行走机器人10还具有：电流传感器90(相当于本发明中的电流检测机构)，该电流传感器90检测从充电用端子22a供给来的电流Ie；电压传感器91(相当于本发明中的充电量检测机构)，该电压传感器91检测蓄电池81的端子间电压Vb；以及CPU92，该CPU92控制双腿行走机器人10整体上的动作。而且，电流传感器90的电流检测信号和电压传感器91的电压检测信号均被输入CPU92。
另外，蓄电池单元82除了蓄电池81之外还设有：第3二极管95，该第3二极管95是以从接电连接器12的充电用端子22a朝向蓄电池81的正极83a的方向为正向来导通接电连接器12的充电用端子22a和蓄电池81的正极83a；以及电流断路开关96，该电流断路开关96用于切断接电连接器12的充电用端子22a和蓄电池81的正极83a之间的连通。
当双腿行走机器人10从充电装置1脱离而自主动作时，如图3所示，蓄电池81的放电电流Ia变成供给电负荷80的负荷电流Il(Ia＝Il)。
接着，图4是表示将双腿行走机器人10的接电连接器12连接于充电装置1的供电连接器3上的状态的示意图。这种场合，通过连接检测部50的CPU54(参照图2)，将充电电流生成部60的最大输出电压Ve_max设定在：将第3二极管95的正向电压Vf加上蓄电池81的充满电时的电极83a、83b间电压Vb_full后得到的总和电压附近，将最大输出电流Ie_max设定为大于电负荷80的必需电流Il。
由此，一直到蓄电池81的电极间电压Vb达到Vb+Vf＝Ve_max为止，以Ie减去电负荷80的消耗电流Il后的电流作为充电电流Ib，而对蓄电池81进行供电。而且，CPU92通过电压传感器91的电压检测信号，对随着充电的进展呈逐渐上升的蓄电池81的电极间电压Vb进行监视，当Vb上升到Ve_max-Vf，而检测为蓄电池81被充满电之时，断开电流断路开关96，结束蓄电池81的充电。
另外，在开始进行了电流断路开关96的断开操作之后，并在由电流传感器90的电流检测信号检测出的Ie减少了断开后的充电电流Ib的部分之后，CPU92使双腿行走机器人10站立，并使接电连接器12从供电连接器3脱离。这种场合，在从供电连接器3供给接电连接器12的Ie减少之后，接电连接器12和供电连接器3相脱离，因此，减少了在充电用端子22a和30a之间以及22j和30j之间可产生的电弧电流，从而可以保护这些充电用端子。
图5是表示以上说明的充电时的充电电流生成部60的输出电压Ve及输出电流Ie、蓄电池81的放电电流Ia及充电电流Ib的变化的时间线图，设定纵轴为电压Ve、Ie、Ia、Ib，横轴为时间t.
在图中，t10是表示接电连接器12连接到供电连接器3上时的时刻，充电电流生成部60的输出电压Ve逐渐上升。然而，一直到Ve变成从蓄电池81的电极间电压Vb降低了第1二极管85的正向电压Vf1后的电压的t11之前，不从充电电流生成部60输出电流(Ie＝0)。
而且，从t11开始，一直到充电电流生成部60的输出电压Ve变成比蓄电池81的电极间电压Vb高出第3二极管95的正向电压Vf1的t13为止，蓄电池81的输出电流Ia逐渐减少，而且同时充电电流生成部60的输出电流Ie逐渐增大。
并且，在充电电流生成部60的输出电压Ve变成比蓄电池81的电极间电压Vb+Vf1高的t13以后，通过第1二极管85，切断从蓄电池81向电负荷80的电流供给(Ia＝0)。由此，充电电流生成部60的输出电流Ie与电负荷的消耗电流Il间的差部分(Ie-Il)作为充电电流Ib而被供给蓄电池81。
据此，蓄电池81被充电，蓄电池81的电极间电压Vb逐渐上升，与之对应地，充电电流生成部60的输出电压Ve(＝Vb+Vf3)也逐渐上升。而且，在蓄电池81的电极间电压Vb达到充满电时电压Vb_full的t14，断开电流断路开关96(Ib＝0)，结束蓄电池81的充电。
另外，在本实施方式中，虽然是使双腿行走机器人10落座于充电装置1，以从充电装置1的充电单元4将充电电流供给双腿行走机器人10的蓄电池11，但是，本发明并不仅限于此，只要是将外部电源连接于腿式行走机器人上以对腿式行走机器人的蓄电池进行充电的系统，本发明就可以适用。
另外，在本实施方式中，虽然设置了可对从充电装置1向双腿行走机器人10的蓄电池11的充电通路进行断开的电流断路开关96，并在充电结束时，断开电流断路开关96，但是，即使是不设置电流断路开关96的场合，也可以得到本发明的效果。
另外，在本实施方式中，虽然是在蓄电池11的充电结束时，断开电流断路开关96，并在检测出由电流传感器90检测的电流呈减少之后，才使接电连接器12从供电连接器3上脱离的，但是，即使不进行该检测的场合，也可以得到本发明的效果。
另外，作为本发明的其他实施方式，如图6(a)所示，可以在充电装置1a上设置双腿行走机器人10以稍微下蹲姿势来倚靠用的姿势保持部2a，在双腿行走机器人10以稍微下蹲姿势被保持于姿势保持部2a上的状态下，使双腿行走机器人10的接电连接器12和充电装置1a的供电连接器3连接。
另外，作为本发明的其他实施方式，如图6(b)所示，可以在充电装置1b上设置双腿行走机器人10以站立姿势来倚靠用的姿势保持部2b，在双腿行走机器人10以站立姿势被保持于姿势保持部2b上的状态下，使双腿行走机器人10的接电连接器12和充电装置1a的供电连接器3连接。
另外，在本实施方式中，虽然是将接电连接器12设置在双腿行走机器人10的后背，但是，接电连接器的配置位置并不仅限于此，也可以将接电连接器12安装在双腿行走机器人10的腿的底面或手指的指尖等处，而且在与该安装位置对应的充电装置上的位置安装供电连接器3。