JP5848267B2 - バッテリー交換ロボット - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されるバッテリーを交換するためのバッテリー交換ロボットに関する。

従来、電気バスに搭載されるバッテリーを交換するためのバッテリー交換装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のバッテリー交換装置は、バッテリーが搭載されるバッテリートレーと、バッテリートレーを昇降させる垂直リフト装置と、バッテリートレーおよび垂直リフト装置が搭載されるとともに回転可能な回転プラットフォームと、回転プラットフォームが搭載されるとともに水平方向へ移動可能な平行移動プラットフォームとを備えている。

特表２００８−５２０１７３号公報

電気バスの場合、一般に、座席の下側にバッテリーの収容部が取り付けられている。すなわち、電気バスの場合、バッテリーは比較的低い位置に搭載されている。したがって、電気バスのバッテリーを交換する場合には、比較的低い位置でバッテリーの引抜きや差込みを行う必要がある。

そこで、本発明の課題は、車両の比較的低い位置にバッテリーが搭載されていても、車両に搭載されているバッテリーを適切に交換することが可能なバッテリー交換ロボットを提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明のバッテリー交換ロボットは、車両に搭載されているバッテリーを交換するためのバッテリー交換ロボットであって、車両とバッテリー交換ロボットとが向き合う方向を前後方向とし、前後方向と上下方向とに略直交する方向を左右方向とすると、車両からのバッテリーの引抜きおよび車両へのバッテリーの差込みを行うバッテリー抜差機構と、バッテリー抜差機構を昇降させる昇降機構と、上下方向を軸方向としてバッテリー抜差機構および昇降機構を回動させる回動機構と、バッテリー抜差機構、昇降機構および回動機構を左右方向へ移動させる水平移動機構とを備え、昇降機構は、バッテリー抜差機構とともに上下方向へ移動する昇降部材と、昇降部材を昇降可能に保持する柱状部材とを備え、回動機構は、柱状部材がその上面側に固定されるとともに回動可能な回動部材と、回動部材の下面側に配置され回動部材を回動方向へ案内する回動ガイドレールと、回動部材の下面側に配置され回動ガイドレールに係合するととともに回動ガイドレールに沿って相対移動可能な複数の回動ガイドブロックとを備え、水平移動機構は、回動部材がその上面側に回動可能に取り付けられ、回動ガイドレールおよび回動ガイドブロックがその上面側に配置されるとともに左右方向へ移動可能なスライド部材と、スライド部材の下面側に配置されスライド部材を左右方向へ案内する直動ガイドレールと、スライド部材の下面側に配置され直動ガイドレールに係合するとともに直動ガイドレールに沿って相対移動可能な複数の直動ガイドブロックとを備え、回動機構は、回動ガイドブロックとして、バッテリーの引抜き時および差込み時に、柱状部材の下側または下側の近傍に配置される少なくとも１個の第１回動ガイドブロックと、直動ガイドブロックの上側または上側の近傍に配置される少なくとも１個の第２回動ガイドブロックとを備えることを特徴とする。

本発明のバッテリー交換ロボットでは、バッテリーの引抜き時や差込み時に、少なくとも１個の第１回動ガイドブロックが柱状部材の下側または下側の近傍に配置されている。そのため、バッテリーの引抜き時や差込み時には、バッテリー抜差機構にバッテリーが搭載されて柱状部材に大きな荷重がかかるが、バッテリーの引抜き時や差込み時に、回動部材の上面側に固定される柱状部材にかかる大きな荷重を、回動部材の下面側に配置される第１回動ガイドブロックおよび回動ガイドレールで直接的に受けることが可能になる。したがって、本発明では、回動部材を薄くして回動部材の剛性を下げても回動部材の変形を防止することが可能になる。すなわち、本発明では、回動部材を薄型化することが可能になる。

また、柱状部材から回動部材に伝わった荷重は、複数の回動ガイドブロックに分散されて伝わるが、本発明のバッテリー交換ロボットでは、バッテリーの引抜き時や差込み時に、少なくとも１個の第２回動ガイドブロックが直動ガイドブロックの上側または上側の近傍に配置されているため、スライド部材の上面側に配置される第２回動ガイドブロックに分散されて伝わった荷重をスライド部材の下面側に配置される直動ガイドブロックおよび直動ガイドレールで直接的に受けることが可能になる。したがって、本発明では、スライド部材を薄くしてスライド部材の剛性を下げてもスライド部材の変形を防止することが可能になる。すなわち、本発明では、スライド部材を薄型化することが可能になる。

このように、本発明では、回動部材およびスライド部材を薄型化することが可能になる。したがって、本発明では、回動部材およびスライド部材の上側に配置されるバッテリー抜差機構を比較的低い位置まで下げることが可能になり、車両の比較的低い位置にバッテリーが搭載されていても、車両に搭載されているバッテリーをバッテリー抜差機構で適切に引き抜いたり、差し込んだりすることが可能になる。すなわち、本発明では、車両の比較的低い位置にバッテリーが搭載されていても、車両に搭載されているバッテリーを適切に交換することが可能になる。

本発明において、第２回動ガイドブロックは、バッテリーの引抜き時および差込み時に、左右方向において、複数の直動ガイドブロックの間に配置されていることが好ましい。このように構成すると、スライド部材の、第２回動ガイドブロックに伝わった荷重が作用する部分を、直動ガイドブロックおよび直動ガイドレールによって左右方向の両側で支持することが可能になる。したがって、スライド部材の変形を効果的に防止することが可能になる。

本発明において、直動ガイドレールは、バッテリーの引抜き時および差込み時に、前後方向において、複数の回動ガイドブロックの間に配置されていることが好ましい。このように構成すると、スライド部材の、回動ガイドブロックに伝わった荷重が作用する部分を、前後方向における直動ガイドレールの両側に配置することが可能になる。したがって、スライド部材の、回動ガイドブロックに伝わった荷重が作用する部分が、前後方向における直動ガイドレールの一方側に集中している場合と比較して、スライド部材の変形を防止することが可能になる。

本発明において、回動ガイドブロックは、回動部材に固定され、回動ガイドレールは、スライド部材に固定されていることが好ましい。このように構成すると、回動ガイドブロックが回動部材と一緒に回動する。すなわち、第１回動ガイドブロックが回動部材と一緒に回動する。したがって、回動部材が回動しても、柱状部材にかかる荷重を第１回動ガイドブロックおよび回動ガイドレールで直接的に受けることが可能になる。

本発明において、回動機構は、回動部材を回動させる駆動源を備え、駆動源は、回動部材の径方向外側に配置されていることが好ましい。このように構成すると、回動部材の下側または上側に駆動源が配置されないため、回動機構を薄型化することが可能になる。したがって、バッテリー抜差機構をより低い位置まで下げることが可能になる。

本発明において、回動機構は、駆動源としてのモータと、モータの出力軸に固定される歯付きプーリと、歯付きプーリと回動部材とに架け渡される歯付きベルトとを備え、歯付きベルトの歯が形成される一方の面が歯付きプーリの外周面に当接し、歯付きベルトの平坦な他方の面が回動部材の外周面に当接していることが好ましい。このように構成すると、回動部材の外周面に歯を形成する必要がなくなるため、回動部材の構成を簡素化することが可能になる。また、このように構成すると、歯付きプーリを介してモータの動力を効率的に歯付きベルトに伝達することが可能になる。

本発明において、歯付きベルトの一部は、回動部材の外周面に固定されていることが好ましい。このように構成すると、回動部材の外周面に歯が形成されていなくても、回動部材の外周面での歯付きベルトの滑りを防止することが可能になり、モータの動力を回動部材に確実に伝達することが可能になる。

本発明において、たとえば、バッテリー抜差機構は、車両へ近づく方向および車両から離れる方向へ移動可能で、バッテリーの引抜きおよび差込みを行うためにバッテリーの引抜き時および差込み時に車両に近づく方向へ移動する可動部を備え、昇降機構は、可動部の移動方向と上下方向とに直交する第１方向の両端側のそれぞれに配置される２本の柱状部材を備え、２本の柱状部材のそれぞれの下側または下側の近傍に少なくとも１個の第１回動ガイドブロックが配置されている。

以上のように、本発明のバッテリー交換ロボットでは、車両の比較的低い位置にバッテリーが搭載されていても、車両に搭載されているバッテリーを適切に交換することが可能になる。

本発明の実施の形態にかかるバッテリー交換ロボットが使用されるバッテリー交換システムの斜視図である。 図１のＥ部を別の角度から示す斜視図である。 図２のＦ部の拡大図である。 図１に示すバッテリー収容部にバッテリーが収容された状態を示す正面図である。 図４のＧ部の拡大図である。 図２に示すバッテリー抜差機構および昇降機構を正面から示す図である。 図６のＨ−Ｈ方向からバッテリー抜差機構および昇降機構を示す図である。 図６に示すバッテリー搭載機構を正面から説明するための図である。 図６に示すバッテリー搭載機構を側面から説明するための図である。 図６に示すバッテリー搭載機構を上面から説明するための図である。 図８に示すローラの拡大断面図である。 図６に示すバッテリー移動機構を正面から説明するための図である。 図６に示すバッテリー移動機構を側面から説明するための図である。 図１３に示すバッテリー係合部がバスから離れる方向へ移動したときの状態を側面から説明するための図である。 図１３のＪ部の拡大図である。 図１３のＫ部の拡大図である。 図１３のＬ部の拡大図である。 図６に示すバッテリー移動機構を上面から説明するための図である。 （Ａ）は、図１８のＭ部の拡大図であり、（Ｂ）は、図１８のＮ部の拡大図である。 図６に示す昇降機構を上面から説明するための図である。 図６に示す第１連結機構の構成を説明するための図であり、（Ａ）は第１連結機構を正面から説明するための図、（Ｂ）は（Ａ）のＰ−Ｐ方向から第１連結機構を説明するための図である。 図６に示す第２連結機構の構成を説明するための図であり、（Ａ）は第２連結機構を正面から説明するための図、（Ｂ）は（Ａ）のＱ−Ｑ方向から第２連結機構を説明するための図である。 図６に示す保持部材を傾けたときの状態を正面から説明するための図である。 図２に示す回動機構および水平移動機構を正面から説明するための図である。 図２に示す回動機構および水平移動機構を上面から説明するための図である。 図２５のＲ−Ｒ方向から回動機構および水平移動機構を説明するための図である。 （Ａ）は、図２５のＵ部の拡大図であり、（Ｂ）は、図２５のＶ部の拡大図である。 図１０に示す検出機構によるバッテリーの概略位置の検出方法を説明するための図である。 図１０に示す検出機構によるバッテリーの位置の検出方法を説明するための図である。 本発明の他の実施の形態にかかる検出機構の取付方法を説明するための図である。 図３０で示す取付方法で検出機構が取り付けられた場合の効果を説明するための図である。 （Ａ）は、本発明の他の実施の形態にかかる検出用マークを正面から説明するための図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＷ−Ｗ断面の断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

（バッテリー交換システムの概略構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかるバッテリー交換ロボット５が使用されるバッテリー交換システム１の斜視図である。図２は、図１のＥ部を別の角度から示す斜視図である。以下の説明では、互いに直交する３方向のそれぞれをＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向とする。本形態では、Ｚ方向が上下方向（鉛直方向）と一致する。また、以下の説明では、Ｘ方向を前後方向、Ｙ方向を左右方向とする。

本形態のバッテリー交換ロボット５（以下、「ロボット５」とする。）は、車両２に搭載されているバッテリー３を交換するためのロボットであり、バッテリー交換システム１で使用される。本形態の車両２は、電気バスである。したがって、以下では、車両２を「バス２」とする。バス２には、複数のバッテリー３が収容されるバッテリー収容部４が取り付けられている。バッテリー収容部４は、バス２の一方の側面２ａに取り付けられるカバー部材（図示省略）を取り外すと、側面２ａに露出するように配置されている。また、バッテリー収容部４は、バス２の座席の下側に配置されている。すなわち、バッテリー３は、バス２の比較的低い位置に搭載されている。バッテリー３の交換時には、バス２は、その進行方向と左右方向とが略一致するように停止している。

ロボット５は、バッテリー収容部４に収容されているバッテリー３の交換が可能となるように、前後方向でバス２の側面２ａと向き合っている。このロボット５は、バッテリー収容部４に収容されているバッテリー３を引き抜いて、図示を省略するバッファステーションへ搬入するとともに、バッファステーションに収容された充電済みのバッテリー３をバッファステーションから搬出してバッテリー収容部４に差し込む。

（バッテリーおよびバッテリー収容部の構成）
図３は、図２のＦ部の拡大図である。図４は、図１に示すバッテリー収容部４にバッテリー３が収容された状態を示す正面図である。図５は、図４のＧ部の拡大図である。

バッテリー収容部４は、バッテリー３が搭載されるバッテリー置き台６と、左右の側壁７とを備えており、バッテリー置き台６と側壁７とによって、バッテリー３の収容空間が形成されている。本形態のバッテリー収容部４には、複数のバッテリー３の収容空間が形成されており、複数のバッテリー３が収容可能となっている。また、バッテリー収容部４は、バス２の側面２ａよりも奥側へ窪むように配置されており、バッテリー置き台６および側壁７と側面２ａとの境界には、図３に示すように、段差２ｂが形成されている。

バッテリー置き台６の前面には、バッテリー３の位置を間接的に検出するための検出用マーク８が形成されている。検出用マーク８は、バッテリー置き台６の左右方向の両端側のそれぞれに形成されている。また、検出用マーク８は、図３に示すように、バッテリー置き台６の前面よりも突出する平板状に形成されるとともに、上下方向でその幅が変化する略三角形状に形成されている。なお、本形態では、図４に示すように、検出用マーク８が平板状部材９に固定され、平板状部材９がバッテリー置き台６の前面に固定されることで、バッテリー置き台６の前面に検出用マーク８が形成されている。

バッテリー３の前面には、バッテリー収容部４からバッテリー３を引き抜くための取手部１１が形成されている。本形態では、バッテリー３の前面の、左右方向の両端側のそれぞれに取手部１１が形成されている。バッテリー３の下面には、ロボット５によって引き抜かれたバッテリー３の、引抜き方向に直交する方向の位置決めを行うための突起部１２が下方向へ突出するように形成されている（図５参照）。また、バッテリー３は、バッテリー収容部４にバッテリー３を固定するための固定部材１３（図４参照）と、バッテリー収容部４に対するバッテリー３の固定状態を解除するための解除部材１４（図３参照）とを備えている。

固定部材１３は、バッテリー３の左右の側面のそれぞれから突出するようにバッテリー３に取り付けられている。また、固定部材１３は、バッテリー３の前面側に取り付けられている。この固定部材１３は、左右方向へ移動可能となるようにバッテリー３に保持されている。また、固定部材１３は、図示を省略する付勢部材によって左右方向の外側へ付勢されている。本形態では、この付勢部材の付勢力によって、バッテリー収容部４の側壁７に形成される係合孔に固定部材１３の左右の外側端部分が係合することで、バッテリー収容部４にバッテリー３が固定されている。固定部材１３は、バッテリー収容部４の中で、前後方向および上下方向におけるバッテリー３の位置決めを行う機能を果たしている。

解除部材１４は、取手部１１の奥側に配置されている。解除部材１４は、前後方向へ移動可能となるようにバッテリー３に保持されている。また、解除部材１４は、図示を省略する付勢部材によってバッテリー３の前面側へ付勢されている。本形態では、解除部材１４が奥側へ押されると、固定部材１３が左右方向の内側へ移動して、バッテリー収容部４の側壁７に形成される係合孔と固定部材１３との係合状態が解除され、バッテリー収容部４からのバッテリー３の引抜きが可能となる。

なお、バッテリー３の背面には、バッテリー収容部４の奥に配置されるコネクタに連結されるコネクタが取り付けられている。また、バッテリー３の背面には、バッテリー収容部４の中で、上下左右方向におけるバッテリー３の位置決めを行うための位置決めピンが取り付けられている。

（バッテリー交換ロボットの概略構成）
図２に示すように、ロボット５は、バス２からのバッテリー３の引抜きおよびバス２へのバッテリー３の差込みを行うバッテリー抜差機構１７と、バッテリー抜差機構１７を昇降させる昇降機構１８と、上下方向を軸方向としてバッテリー抜差機構１７および昇降機構１８を回動させる回動機構１９と、バッテリー抜差機構１７、昇降機構１８および回動機構１９を左右方向へ移動させる水平移動機構２０とを備えている。また、ロボット５は、検出用マーク８を検出するための検出機構２１を備えている（図１０参照）。

バッテリー抜差機構１７は、バッテリー３の引抜き時および差込み時にバッテリー３が搭載されるバッテリー搭載部２２を有するバッテリー搭載機構２３と、バッテリー３の引抜き時および差込み時にバッテリー３に係合してバッテリー搭載部２２上でバッテリー３を移動させるバッテリー係合部２４（図６参照）を有するバッテリー移動機構２５とを備えている。バッテリー搭載部２２およびバッテリー係合部２４は、バス２に近づく方向およびバス２から離れる方向へ移動可能となっている。

また、バッテリー抜差機構１７は、略四角筒状に形成された保持部材２６に保持されている。保持部材２６は、その下端側を構成する第１保持部材２７と、その上端側を構成する第２保持部材２８とを備えている。第１保持部材２７は、上側が開口する角溝状に形成され、第２保持部材２８は、下側が開口する角溝状に形成されている。保持部材２６は、第１保持部材２７と第２保持部材２８とが上下方向で組み合わされて固定されることで、バッテリー搭載部２２およびバッテリー係合部２４の移動方向の両端が開口する略四角筒状に形成されている。

（バッテリー搭載機構の構成）
図６は、図２に示すバッテリー抜差機構１７および昇降機構１８を正面から示す図である。図７は、図６のＨ−Ｈ方向からバッテリー抜差機構１７および昇降機構１８を示す図である。図８は、図６に示すバッテリー搭載機構２３を正面から説明するための図である。図９は、図６に示すバッテリー搭載機構２３を側面から説明するための図である。図１０は、図６に示すバッテリー搭載機構２３を上面から説明するための図である。図１１は、図８に示すローラ３２の拡大断面図である。

バッテリー搭載機構２３は、上述のバッテリー搭載部２２に加え、バス２に近づく方向およびバス２から離れる方向へバッテリー搭載部２２を移動させる搭載部移動機構３０を備えている。

バッテリー搭載部２２は、上下方向に扁平した扁平なブロック状に形成されている。バッテリー搭載部２２の上面には、バッテリー３の下面に当接する複数のローラ３１、３２が回転可能に取り付けられている。図１０に示すように、複数のローラ３１は、バッテリー搭載部２２の移動方向に所定の間隔で配置され、複数のローラ３２も、ローラ３１と同様に、バッテリー搭載部２２の移動方向に所定の間隔で配置されている。また、ローラ３１とローラ３２とは、バッテリー搭載部２２の移動方向に直交する方向において、所定の間隔をあけた状態で配置されている。

ローラ３１は、フラットローラである。一方、ローラ３２は、図１１に示すように、内周側に向かって窪む溝部３２ａが外周面に形成された溝付きローラである。溝部３２ａは、バッテリー３の下面に形成される突起部１２が係合可能となるように形成されており、バッテリー搭載部２２の所定の位置にバッテリー３が搭載されると、溝部３２ａに突起部１２が係合する。本形態では、溝部３２ａに突起部１２が係合することで、バッテリー搭載部２２の移動方向に直交する方向で、バッテリー搭載部２２に対してバッテリー３が位置決めされる。

搭載部移動機構３０は、バッテリー搭載部２２を移動させるための構成として、モータ３３と、ボールネジ等のネジ部材３４と、ネジ部材３４に螺合するナット部材３５とを備えている。また、搭載部移動機構３０は、バッテリー搭載部２２を案内するための構成として、直線状に形成されたガイドレール３６と、ガイドレール３６に係合するとともにガイドレール３６に沿って相対移動可能なガイドブロック３７とを備えている。

モータ３３は、バッテリー搭載部２２の後端部の上面側に固定されている。ネジ部材３４は、バッテリー搭載部２２の下面側に回転可能に保持されている。モータ３３とネジ部材３４とは、プーリやベルト等を介して連結されている。ナット部材３５は、第１保持部材２７に固定されている。また、ガイドレール３６は、バッテリー搭載部２２の下面側に固定され、ガイドブロック３７は、第１保持部材２７に固定されている。そのため、本形態では、モータ３３が回転すると、バッテリー搭載部２２は、ガイドレール３６およびガイドブロック３７に案内されて、第１保持部材２７に対して直線状に移動する。

（バッテリー移動機構の構成）
図１２は、図６に示すバッテリー移動機構２５を正面から説明するための図である。図１３は、図６に示すバッテリー移動機構２５を側面から説明するための図である。図１４は、図１３に示すバッテリー係合部２４がバス２から離れる方向へ移動したときの状態を側面から説明するための図である。図１５は、図１３のＪ部の拡大図である。図１６は、図１３のＫ部の拡大図である。図１７は、図１３のＬ部の拡大図である。図１８は、図６に示すバッテリー移動機構２５を上面から説明するための図である。図１９（Ａ）は、図１８のＭ部の拡大図であり、図１９（Ｂ）は、図１８のＮ部の拡大図である。

バッテリー移動機構２５は、上述のバッテリー係合部２４に加え、バス２に近づく方向およびバス２から離れる方向へバッテリー係合部２４を移動させる係合部移動機構３９と、バッテリー係合部２４を移動可能に保持するとともに第２保持部材２８に移動可能に保持される移動保持部材４０とを備えている。

バッテリー係合部２４は、バッテリー３の取手部１１に係合する係合爪部４１と、係合爪部４１を上下動させるエアシリンダ４２と、エアシリンダ４２が取り付けられる基部４３とを備えている。係合爪部４１は、エアシリンダ４２の可動側に固定され、エアシリンダ４２の固定側は、基部４３の先端面に固定されている。

係合爪部４１は、エアシリンダ４２に固定される固定部４１ａと、取手部１１に係合する爪部４１ｂとを備えている。爪部４１ｂは、取手部１１の前端部分とバッテリー３の前面との間に上側から入って取手部１１に係合する。爪部４１ｂが取手部１１に係合する際には、爪部４１ｂが解除部材１４を押して、バッテリー収容部４の側壁７に形成される係合孔と固定部材１３との係合状態を解除する。そのため、爪部４１ｂが取手部１１に係合すると、バッテリー抜差機構１７によるバッテリー３の引抜きや差込みが可能になる。

移動保持部材４０は、バッテリー係合部２４の移動方向に細長い長尺状に形成されている。また、移動保持部材４０は、バッテリー係合部２４の移動方向から見たときの形状が略Ｈ形状となるように形成されている。

係合部移動機構３９は、バッテリー係合部２４および移動保持部材４０を移動させるための構成として、モータ４４と、ボールネジ等のネジ部材４５と、ネジ部材４５に螺合するナット部材４６と、プーリ４７、４８と、プーリ４７、４８に架け渡されるベルト４９とを備えている。また、係合部移動機構３９は、バッテリー係合部２４および移動保持部材４０を案内するための構成として、直線状に形成されたガイドレール５０と、ガイドレール５０に係合するとともにガイドレール５０に沿って相対移動可能なガイドブロック５１とを備え、バッテリー係合部２４を案内するための構成として、直線状に形成されたガイドレール５２と、ガイドレール５２に係合するとともにガイドレール５２に沿って相対移動可能なガイドブロック５３とを備えている。

モータ４４は、第２保持部材２８の後端部の上面に固定されている。ネジ部材４５は、第２保持部材２８の上面部に回転可能に保持されている。モータ４４とネジ部材４５とは、プーリやベルト等を介して連結されている。ナット部材４６は、移動保持部材４０の後端部に固定されている。プーリ４７は、移動保持部材４０の後端部に回転可能に保持され、プーリ４８は、移動保持部材４０の前端部に回転可能に保持されている。

ベルト４９は、ベルト固定部材５４を介してバッテリー係合部２４の基部４３に固定されるとともに、ベルト固定部材５５を介して第２保持部材２８の上面部に固定されている。具体的には、第２保持部材２８から移動保持部材４０が突出して、図１６に示すように、プーリ４７の近傍にベルト固定部材５５が配置されるときに、図１５に示すように、プーリ４８の近傍にベルト固定部材５４が配置され、かつ、第２保持部材２８の中に移動保持部材４０が収まって、図１４に示すように、プーリ４８の近傍にベルト固定部材５５が配置されるときに、プーリ４７の近傍にベルト固定部材５４が配置されるように、ベルト４９は、ベルト固定部材５４、５５を介して基部４３および第２保持部材２８に固定されている。

ガイドレール５０は、第２保持部材２８の上面部に固定され、ガイドブロック５１は、移動保持部材４０の上面に固定されている。ガイドレール５２は、移動保持部材４０の下面に固定され、ガイドブロック５３は、バッテリー係合部２４の基部４３の上端側に固定されている。

本形態では、モータ４４が回転すると、ネジ部材４５とナット部材４６とによって、バッテリー係合部２４とともに移動保持部材４０がガイドレール５０およびガイドブロック５１に案内されて、第２保持部材２８に対して直線状に移動する。また、モータ４４が回転すると、プーリ４７、４８とベルト４９とによって、バッテリー係合部２４がガイドレール５２およびガイドブロック５３に案内されて、移動保持部材４０に対して直線状に相対移動する。

（バッテリー抜差機構の概略動作）
バス２からのバッテリー３の引抜きを行う際には、まず、バッテリー搭載部２２がバス２に近づく方向へ移動して保持部材２６から前側へ突出する。その後、バッテリー係合部２４がバス２に近づく方向へ移動して保持部材２６から前側へ突出する。その後、係合爪部４１が下降してバッテリー３の取手部１１に係合する。その後、バッテリー係合部２４がバス２から離れる方向へ移動する。バッテリー係合部２４が所定量移動して、バッテリー３がバッテリー搭載部２２に搭載されると、その後、バッテリー搭載部２２およびバッテリー係合部２４が同期しながら、バス２から離れる方向へ移動する。その後、係合爪部４１が上昇して取手部１１から外れると、バス２からのバッテリー３の引抜きが完了する。

また、バス２へのバッテリー３の差込みを行う際には、まず、バッテリー搭載部２２およびバッテリー係合部２４が同期しながら、バス２に近づく方向へ移動する。その後、バッテリー係合部２４がバス２に近づく方向へ移動して、バス２へのバッテリー３の差込みを行う。その後、係合爪部４１が上昇し、バッテリー搭載部２２およびバッテリー係合部２４がバス２から離れる方向へ移動して、バス２へのバッテリー３の差込みが完了する。

本形態のバッテリー搭載部２２およびバッテリー係合部２４は、バッテリー３の引抜きおよび差込みを行うためにバッテリー３の引抜き時および差込み時にバス２に近づく方向へ移動する可動部である。なお、バス２からのバッテリー３の引抜き時には、後述のように、検出機構２１によって、バッテリー３の位置等が検出される。また、図８、図１０に示すように、第１保持部材２７には、バス２から引き抜かれたバッテリー３を位置決めして固定するための位置決め部材５６が固定されている。図１０に示すように、位置決め部材５６には、固定部材１３が係合する係合凹部５６ａが形成されている。また、図１２、図１８に示すように、基部４３の先端面の中心には、バッテリー３の前面に固定されるＩＣチップとデータをやりとりするためのＲＦリーダ５７が固定されている。

（昇降機構、第１連結機構および第２連結機構の構成）
図２０は、図６に示す昇降機構１８を上面から説明するための図である。図２１は、図６に示す第１連結機構６１の構成を説明するための図であり、（Ａ）は第１連結機構６１を正面から説明するための図、（Ｂ）は（Ａ）のＰ−Ｐ方向から第１連結機構６１を説明するための図である。図２２は、図６に示す第２連結機構６２の構成を説明するための図であり、（Ａ）は第２連結機構６２を正面から説明するための図、（Ｂ）は（Ａ）のＱ−Ｑ方向から第２連結機構６２を説明するための図である。図２３は、図６に示す保持部材２６を傾けたときの状態を正面から説明するための図である。

昇降機構１８は、バッテリー搭載部２２およびバッテリー係合部２４の移動方向と上下方向とに直交する方向（以下、この方向を「第１方向」とする。）の両端側のそれぞれに配置される第１昇降機構５９および第２昇降機構６０を備えている。第１昇降機構５９は、第１連結機構６１によって、第１保持部材２７の第１方向の一端側に連結されている。第２昇降機構６０は、第２連結機構６２によって、第１保持部材２７の第１方向の他端側に連結されている。第１昇降機構５９および第２昇降機構６０は、バッテリー搭載部２２およびバッテリー係合部２４の移動方向から見たときの第１方向に対して保持部材２６を傾けるために、個別に駆動可能となっている。また、保持部材２６は、バッテリー搭載部２２およびバッテリー係合部２４の移動方向から見たときの第１方向に対して傾斜可能となるように第１昇降機構５９および第２昇降機構６０に連結されている。

第１昇降機構５９および第２昇降機構６０は、バッテリー抜差機構１７および保持部材２６とともに上下方向へ移動する昇降部材６３と、昇降部材６３を昇降可能に保持する柱状部材６４と、昇降部材６３を昇降させる昇降駆動機構６５とを備えている。柱状部材６４は、上下方向に細長い柱状に形成されている。図６に示すように、第１昇降機構５９を構成する柱状部材６４の上端と、第２昇降機構６０を構成する柱状部材６４の上端とは、連結部材６６によって連結されており、２個の柱状部材６４と連結部材６６とによって、門型のフレームが構成されている。

昇降駆動機構６５は、昇降部材６３を昇降させるための構成として、モータ６７と、ボールネジ等のネジ部材６８と、ネジ部材６８に螺合するナット部材６９とを備えている。また、昇降駆動機構６５は、昇降部材６３を案内するための構成として、直線状に形成されたガイドレール７０と、ガイドレール７０に係合するとともにガイドレール７０に沿って相対移動可能なガイドブロック７１とを備えている。

モータ６７は、柱状部材６４の上端側に固定されている。ネジ部材６８は、柱状部材６４に回転可能に保持されている。モータ６７とネジ部材６８とは、カップリング７２（図７参照）を介して連結されている。ナット部材６９は、昇降部材６３に固定されている。ガイドレール７０は、柱状部材６４の側面に固定され、ガイドブロック７１は、昇降部材６３に固定されている。そのため、本形態では、モータ６７が回転すると、昇降部材６３は、ガイドレール７０およびガイドブロック７１に案内されて、柱状部材６４に対して上下動する。

第１連結機構６１は、図２１に示すように、第１保持部材２７の第１方向の一端側に固定される略筒状の筒状部材７３と、筒状部材７３の内周側に挿通される軸部材７４と、第１昇降機構５９を構成する昇降部材６３に固定されるとともに軸部材７４の両端側を保持する軸保持部材７５とを備えている。軸部材７４は、バッテリー搭載部２２およびバッテリー係合部２４の移動方向を軸方向として軸保持部材７５に保持されている。

筒状部材７３の内周面は、円筒面となっており、軸部材７４は、細長い円柱状に形成されている。筒状部材７３の内周面と軸部材７４の外周面との間には、テーパコロ軸受７６が配置されている。筒状部材７３は、軸部材７４に対して相対回動可能となっており、第１昇降機構５９の昇降部材６３に対する軸部材７４を中心とした保持部材２６の相対回動が可能となっている。

第２連結機構６２は、図２２に示すように、第１保持部材２７の第１方向の他端側に固定される軸保持部材７７と、軸保持部材７７にその両端側が保持される軸部材７８と、第２昇降機構６０を構成する昇降部材６３に固定される軸保持部材７９と、軸保持部材７９にその両端側が保持される軸部材８０と、軸部材７８および軸部材８０のそれぞれが挿通される２個の挿通孔８１ａが形成されたリンク部材８１とを備えている。軸部材７８は、バッテリー搭載部２２およびバッテリー係合部２４の移動方向を軸方向として軸保持部材７７に保持され、軸部材８０は、バッテリー搭載部２２およびバッテリー係合部２４の移動方向を軸方向として軸保持部材７９に保持されている。また、軸部材７８、８０は、上側からこの順番で重なるように配置されている。

挿通孔８１ａの内周面は、円筒面となっており、軸部材７８、８０は、細長い円柱状に形成されている。挿通孔８１ａの内周面と軸部材７８、８０の外周面との間には、テーパコロ軸受８２が配置されている。リンク部材８１は、軸部材７８、８０のそれぞれに対して相対回動可能となっており、第２昇降機構６０の昇降部材６３に対する軸部材８０を中心としたリンク部材８１の相対回動と、保持部材２６に対する軸部材７８を中心としたリンク部材８１の相対回動とが可能となっている。そのため、第２昇降機構６０の昇降部材６３に対する保持部材２６の相対回動と第１方向への相対移動とが可能となっている。

本形態では、第１昇降機構５９の昇降部材６３の移動量と第２昇降機構６０の昇降部材６３の移動量とが等しくなるようにモータ６７が回転すると、保持部材２６が水平方向と平行な状態を保ったまま昇降する。一方、第１昇降機構５９のモータ６７または第２昇降機構６０のモータ６７の一方のみが回転すると、あるいは、第１昇降機構５９の昇降部材６３の移動量と第２昇降機構６０の昇降部材６３の移動量とが異なるようにモータ６７が回転すると、たとえば、図２３に示すように、水平方向に対して保持部材２６が傾く。

（回動機構および水平移動機構の構成）
図２４は、図２に示す回動機構１９および水平移動機構２０を正面から説明するための図である。図２５は、図２に示す回動機構１９および水平移動機構２０を上面から説明するための図である。図２６は、図２５のＲ−Ｒ方向から回動機構１９および水平移動機構２０を説明するための図である。図２７（Ａ）は、図２５のＵ部の拡大図であり、図２７（Ｂ）は、図２５のＶ部の拡大図である。

回動機構１９は、バッテリー抜差機構１７および昇降機構１８が搭載されるとともに回動可能な回動部材８５と、回動部材８５を回動させる回動駆動機構８６とを備えている。水平移動機構２０は、バッテリー抜差機構１７、昇降機構１８および回動機構１９が搭載されるとともに左右方向へ移動可能なスライド部材８７と、スライド部材８７を移動させる水平駆動機構８８とを備えている。

回動部材８５は、略円板状に形成されている。スライド部材８７は、左右方向を長手方向とする略長方形の板状に形成されている。スライド部材８７の左右方向の幅は、回動部材８５の直径よりも大きくなっており、スライド部材８７の前後方向の幅は、回動部材８５の直径よりも小さくなっている。

回動部材８５は、スライド部材８７の上側に配置されている。この回動部材８５は、その曲率中心を中心に回動可能となっている。すなわち、回動部材８５は、スライド部材８７の上面側に回動可能に取り付けられている。回動部材８５の上面には、２本の柱状部材６４の下端が固定されている。具体的には、バッテリー搭載部２２およびバッテリー係合部２４の移動方向に直交する第１方向における回動部材８５の上面の両端側のそれぞれに柱状部材６４の下端が固定されている。

回動駆動機構８６は、回動部材８５を回動させるための構成として、駆動源としてのモータ９０と、プーリ９１、９２と、ベルト９３とを備えている。また、回動駆動機構８６は、回動部材８５を回動方向へ案内するための構成として、ガイドレール９４と、ガイドレール９４に上側から係合するとともにガイドレール９４に沿って相対移動可能な複数のガイドブロック９５とを備えている。本形態のガイドレール９４は、回動ガイドレールであり、ガイドブロック９５は、回動ガイドブロックである。

モータ９０およびプーリ９１、９２は、回動部材８５の径方向外側に配置されている。具体的には、モータ９０およびプーリ９１、９２は、左右方向における回動部材８５の径方向外側に配置されている。モータ９０は、その出力軸が下方向を向くように、スライド部材８７の上面側に固定されている。モータ９０の出力軸には、減速機が取り付けられており、この減速機にプーリ９１が固定されている。すなわち、モータ９０の出力軸には、減速機を介してプーリ９１が固定されている。プーリ９１は、外周面に歯が形成された歯付きプーリである。プーリ９１の前側および後ろ側のそれぞれに、プーリ９２が配置されている。プーリ９２は、スライド部材８７の上面側に配置されるとともに、スライド部材８７に回転可能に支持されている。

ベルト９３は、一方の面に歯が形成された歯付きベルトである。ベルト９３は、プーリ９１、９２と、回動部材８５の外周面とに架け渡されている。本形態では、ベルト９３の歯が形成された一方の面がプーリ９１の外周面に当接し、ベルト９３の歯が形成されていない平坦な他方の面がプーリ９２および回動部材８５の外周面に当接するように、プーリ９１、９２と回動部材８５の外周面とにベルト９３が架け渡されている。プーリ９２は、ベルト９３に張力を与えるためのテンションプーリである。

本形態の回動部材８５の回動範囲は、約１８０°となっている。そのため、ベルト９３には、回動部材８５の外周面に常に当接している部分がある。本形態では、ベルト９３の、回動部材８５の外周面に常に当接している部分の一部は、回動部材８５の外周面に固定されている。なお、本形態では、バス２に対するバッテリー３の引抜きや差込みを行う位置に対して、ロボット５が１８０°回動すると、バッファステーションに対するバッテリー３の搬入や搬出が可能になる。

ガイドレール９４は、円環状に形成されており、スライド部材８７の上面に固定されている。すなわち、ガイドレール９４は、回動部材８５の下面側に配置されている。ガイドレール９４は、上下方向から見たときに、円環状に形成されるガイドレール９４の曲率中心と回動部材８５の曲率中心とが略一致するように、スライド部材８７の上面に固定されている。

ガイドブロック９５は、回動部材８５の下面側に固定されている。複数のガイドブロック９５は、回動部材８５の曲率中心を中心とする円環状に配置されている。また、複数のガイドブロック９５は、回動部材８５の曲率中心を中心にして等角度ピッチで配置されている。本形態では、７個のガイドブロック９５が回動部材８５の曲率中心を中心にして等角度ピッチで配置されている。以下の説明では、７個のガイドブロック９５を個別に表す場合には、７個のガイドブロック９５のそれぞれをガイドブロック９５Ａ〜９５Ｇと表記する。図２５に示すように、ガイドブロック９５Ａ〜９５Ｇは、円周方向にこの順番で配置されている。

本形態では、モータ９０が回転すると、回動部材８５は、ガイドレール９４およびガイドブロック９５に案内されてスライド部材８７に対して回動する。また、モータ９０が回転すると、回動部材８５は、その曲率中心を中心にして回動する。

水平駆動機構８８は、スライド部材８７を移動させるための構成として、モータ９７と、プーリ９８、９９と、ベルト１００とを備えている。また、水平駆動機構８８は、スライド部材８７を左右方向へ案内するための構成として、直線状に形成された２本のガイドレール１０１と、ガイドレール１０１に上側から係合するとともにガイドレール１０１に沿って相対移動可能な複数のガイドブロック１０２とを備えている。本形態のガイドレール１０１は、直動ガイドレールであり、ガイドブロック１０２は、直動ガイドブロックである。

２本のガイドレール１０１は、前後方向に所定の間隔をあけた状態で配置されている。また、ガイドレール１０１は、左右方向に所定のピッチで配置される複数の支持部材１０３（図１参照）の上面に固定されている。支持部材１０３は、スライド部材８７の下側に配置されている。２本のガイドレール１０１は、図２５に示すように、ガイドレール９４と交差するように配置されている。また、２本のガイドレール１０１のうちの一方のガイドレール１０１と回動部材８５の曲率中心との前後方向の距離と、他方のガイドレール１０１と回動部材８５の曲率中心との前後方向の距離とが等しくなるように、２本のガイドレール１０１が配置されている。

ガイドブロック１０２は、スライド部材８７の下面に固定されている。具体的には、スライド部材８７の下面に、前後方向に所定の間隔をあけた状態で２個の固定部材１０４が固定されており、この固定部材１０４のそれぞれの下面に、複数のガイドブロック１０２が固定されている。固定部材１０４は、左右方向に細長いブロック状に形成されている。固定部材１０４は、左右方向において、固定部材１０４の中心と回動部材８５の曲率中心とが略同じ位置に配置されるようにスライド部材８７に固定されている。また、２個の固定部材１０４のうちの一方の固定部材１０４と回動部材８５の曲率中心との前後方向の距離と、他方の固定部材１０４と回動部材８５の曲率中心との前後方向の距離とが等しくなるように、２個の固定部材１０４が配置されている。

複数のガイドブロック１０２は、左右方向に一定のピッチで固定部材１０４の下面に固定されている。本形態では、２個の固定部材１０４のそれぞれに４個のガイドブロック１０２が固定されている。以下の説明では、８個のガイドブロック１０２を個別に表す場合には、８個のガイドブロック１０２のそれぞれをガイドブロック１０２Ａ〜１０２Ｈと表記する。図２５に示すように、ガイドブロック１０２Ａ〜１０２Ｄは、一方の固定部材１０４に固定されるとともに左右方向にこの順番で配置され、ガイドブロック１０２Ｅ〜１０２Ｈは、他方の固定部材１０４に固定されるとともに左右方向にこの順番で配置されている。また、ガイドブロック１０２Ａ、１０２Ｅとガイドブロック１０２Ｄ、１０２Ｈとは、左右方向における固定部材１０４の中心線に対して対称に配置され、ガイドブロック１０２Ｂ、１０２Ｆとガイドブロック１０２Ｃ、１０２Ｇとは、左右方向における固定部材１０４の中心線に対して対称に配置されている。

モータ９７およびプーリ９８、９９は、回動部材８５の径方向外側に配置されている。具体的には、モータ９７およびプーリ９８、９９は、左右方向における回動部材８５の径方向外側であって、回動部材８５を挟んで、モータ９０およびプーリ９１、９２の反対側に配置されている。モータ９７は、その出力軸が前後方向を向くように、スライド部材８７の上面側に固定されている。モータ９７の出力軸には、減速機が取り付けられており、この減速機にプーリ９８が固定されている。プーリ９８は、外周面に歯が形成された歯付きプーリである。プーリ９８の左下側および右下側のそれぞれに、プーリ９９が配置されている。プーリ９９は、スライド部材８７に回転可能に支持されている。

ベルト１００は、一方の面に歯が形成された歯付きのベルトである。ベルト１００の一端は、複数の支持部材１０３のうちの左端に配置される支持部材１０３に固定され、ベルト１００の他端は、複数の支持部材１０３のうちの右端に配置される支持部材１０３に固定されている。また、ベルト１００は、プーリ９８、９９に架け渡されている。ベルト１００の、歯が形成された一方の面の一部は、プーリ９８の外周面に係合しており、左右方向におけるプーリ９９の外側では、ベルト１００の一方の面が下側を向き、ベルト１００の他方の面が上側を向いている。プーリ９９は、ベルト１００に張力を与えるためのテンションプーリである。

本形態では、モータ９７が回転すると、ガイドレール１０１およびガイドブロック１０２に案内されてスライド部材８７が左右方向へ直線状に移動する。

スライド部材８７の左右方向の両端には、左右方向におけるプーリ９９の外側において上側を向いているベルト１００の他方の面（歯が形成されていない面）の上に溜まるゴミや砂等の異物を除去するためのブラシ１０６が取り付けられている。具体的には、スライド部材８７の左右方向の一端に、ブラシ保持部材１０７を介して、ブラシ１０６が取り付けられ、スライド部材８７の左右方向の他端に、ブラシ保持部材１０８を介して、ブラシ１０６が取り付けられている。

ブラシ１０６は、その毛先がベルト１００の他方の面に接触するように、ブラシ保持部材１０７、１０８に保持されており、スライド部材８７が左右方向へ移動すると、ベルト１００の他方の面に載っているゴミ等の異物がブラシ１０６に掃き取られて除去される。本形態のブラシ１０６は、フラット型のブラシであり、図２７に示すように、その厚み方向が左右方向に対してわずか傾くように、ブラシ保持部材１０７、１０８に保持されている。そのため、スライド部材８７が左右方向へ移動する際にブラシ１０６によって掃き取られた異物は、スライド部材８７の移動に伴って、ベルト１００の他方の面から前後方向の一方側へ落下する。

図２５に示すように、ガイドブロック９５Ａは、第１昇降機構５９の下側に配置され、ガイドブロック９５Ｅは、第２昇降機構６０の下側に配置されている。すなわち、ガイドブロック９５Ａは、第１昇降機構５９を構成する柱状部材６４の下側で回動部材８５の下面側に固定され、ガイドブロック９５Ｅは、第２昇降機構６０を構成する柱状部材６４の下側で回動部材８５の下面側に固定されている。

また、本形態では、バス２に対するバッテリー３の引抜きや差込みを行うときには、図２５に示すように、ガイドブロック９５が配置されている。すなわち、バス２に対するバッテリー３の引抜きや差込みを行うときには、ガイドブロック９５Ｂは、ガイドブロック１０２Ａの上側の近傍に配置され、ガイドブロック９５Ｃは、ガイドブロック１０２Ｂおよびガイドブロック１０２Ｃの上側の近傍に配置され、ガイドブロック９５Ｄは、ガイドブロック１０２Ｄの上側の近傍に配置されている。具体的には、ガイドブロック９５Ｂは、ガイドブロック１０２Ａの上側かつ前後左右方向の内側に配置され、ガイドブロック９５Ｄは、ガイドブロック１０２Ｄの上側かつ前後左右方向の内側に配置されている。また、ガイドブロック９５Ｃは、ガイドブロック１０２Ｂおよびガイドブロック１０２Ｃの上側かつ前後方向の外側に配置されるとともに、ガイドブロック９５Ｃとガイドブロック１０２Ｂとの距離と、ガイドブロック９５Ｃとガイドブロック１０２Ｃとの距離とが等しくなるように配置されている。

また、バス２に対するバッテリー３の引抜きや差込みを行うときには、ガイドブロック９５Ｆは、ガイドブロック１０２Ｇの上側の近傍に配置され、ガイドブロック９５Ｇは、ガイドブロック１０２Ｆの上側の近傍に配置されている。具体的には、ガイドブロック９５Ｆは、ガイドブロック１０２Ｇの上側かつ前後左右方向の外側に配置されるとともに、上下方向でガイドブロック９５Ｆの一部とガイドブロック１０２Ｇの一部とが重なるように配置されている。また、ガイドブロック９５Ｇは、ガイドブロック１０２Ｆの上側かつ前後左右方向の外側に配置されるとともに、上下方向でガイドブロック９５Ｇの一部とガイドブロック１０２Ｆの一部とが重なるように配置されている。

また、バス２に対するバッテリー３の引抜きや差込みを行うときには、左右方向において、ガイドブロック９５Ｂは、ガイドブロック１０２Ａとガイドブロック１０２Ｂとの間に配置され、ガイドブロック９５Ｃは、ガイドブロック１０２Ｂとガイドブロック１０２Ｃとの間に配置され、ガイドブロック９５Ｄは、ガイドブロック１０２Ｃとガイドブロック１０２Ｄとの間に配置され、ガイドブロック９５Ｆは、ガイドブロック１０２Ｇとガイドブロック１０２Ｈとの間に配置され、ガイドブロック９５Ｇは、ガイドブロック１０２Ｅとガイドブロック１０２Ｆとの間に配置されている。

また、バス２に対するバッテリー３の引抜きや差込みを行うときには、前後方向において、ガイドブロック１０２Ａ〜１０２Ｄは、ガイドブロック９５Ｂ、９５Ｄとガイドブロック９５Ｃとの間に配置され、ガイドブロック１０２Ｅ〜１０２Ｈは、ガイドブロック９５Ｆ、９５Ｇとガイドブロック９５Ａ、９５Ｅとの間に配置されている。すなわち、バス２に対するバッテリー３の引抜きや差込みを行うときには、前後方向において、一方のガイドレール１０１は、ガイドブロック９５Ｂ、９５Ｄとガイドブロック９５Ｃとの間に配置され、他方のガイドレール１０１は、ガイドブロック９５Ｆ、９５Ｇとガイドブロック９５Ａ、９５Ｅとの間に配置されている。

また、バス２に対するバッテリー３の引抜きや差込みを行うときには、上下方向から見たときに前後方向に平行でかつ回動部材８５の曲率中心を通過する線上にガイドブロック９５Ｃの中心が配置されるように、ガイドブロック９５Ｃが配置されている。なお、バス２に対するバッテリー３の引抜きや差込みを行うときには、前後方向において、ガイドブロック９５Ｃが配置される側に、バッテリー３が交換されるバス２が停止している。

本形態のガイドブロック９５Ａ、９５Ｅは、バッテリー３の引抜き時や差込み時に、柱状部材６４の下側に配置される第１回動ガイドブロックである。また、ガイドブロック９５Ｂ〜９５Ｄ、９５Ｇ、９５Ｆは、バッテリー３の引抜き時や差込み時に、直動ガイドブロックであるガイドブロック１０２Ａ〜１０２Ｄ、１０２Ｆ、１０２Ｇの上側の近傍に配置される第２回動ガイドブロックである。

なお、バッテリー交換システム１は、スライド部材８７に搭載されるバッテリー抜差機構１７、昇降機構１８および回動機構１９の左右方向の可動範囲内に作業者が入ったか否かを検出して、モータ９７を非常停止等させるための検出機構（図示省略）を備えている。この検出機構は、互いに対向するように配置される発光部と受光部とを有する光学式センサである。本形態では、スライド部材８７の左端側に、発光部または受光部の一方が取り付けられ、複数の支持部材１０３のうちの左端に配置される支持部材１０３の上側に、発光部または受光部の他方が配置されており、この発光部から受光部へ向かう光が遮られると、スライド部材８７の左側において、バッテリー抜差機構１７、昇降機構１８および回動機構１９の左右方向の可動範囲内に作業者が入ったことが検出される。また、スライド部材８７の右端側に、発光部または受光部の一方が取り付けられ、複数の支持部材１０３のうちの右端に配置される支持部材１０３の上側に、発光部または受光部の他方が配置されており、この発光部から受光部へ向かう光が遮られると、スライド部材８７の右側において、バッテリー抜差機構１７、昇降機構１８および回動機構１９の左右方向の可動範囲内に作業者が入ったことが検出される。また、スライド部材８７の前後方向の全域で、バッテリー抜差機構１７、昇降機構１８および回動機構１９の左右方向の可動範囲内に作業者が入ったか否かを検出することが可能となるように、発光部は、前後方向に配列される複数の発光素子を備え、受光部は、前後方向に配列される複数の受光素子を備えている。なお、バッテリー抜差機構１７、昇降機構１８および回動機構１９の左右方向の可動範囲内に作業者が入ったか否かを検出する検出機構は、カメラであっても良い。

（検出機構の構成およびバッテリーの位置検出動作）
図２８は、図１０に示す検出機構２１によるバッテリー３の概略位置の検出方法を説明するための図である。図２９は、図１０に示す検出機構２１によるバッテリー３の位置の検出方法を説明するための図である。

検出機構２１は、レーザ光を射出する発光部と、この発光部から射出されバス２の側面２ａやバッテリー置き台６の前面等で反射されたレーザ光を受光する受光部とを備えるレーザセンサである。この検出機構２１は、図１０に示すように、バッテリー搭載部２２の前端側の上面に取り付けられている。また、検出機構２１は、発光部と受光部とが水平方向で隣り合うように、バッテリー搭載部２２に取り付けられている。本形態では、バッテリー置き台６に形成される２個の検出用マーク８に対応するように、２個の検出機構２１がバッテリー搭載部２２に取り付けられている。

検出機構２１は、発光部から射出されたレーザ光を反射する反射物が所定の測定レンジ内にあるとオンの状態になり、レーザ光を反射する反射物が測定レンジ内にないとオフの状態になる。また、検出機構２１では、検出機構２１がオンの状態のときに、検出機構２１と反射物との距離を検出することが可能となっている。

検出機構２１によるバッテリー３の位置の検出は、たとえば、以下のように行われる。まず、バッテリー３が交換されるバス２が所定の停止位置に停止したときには、たとえば、バッテリー抜差機構１７は、バッテリー収容部４よりもバス２の進行方向手前側で待機している。また、このときには、図２８の実線で示すように、バッテリー搭載部２２の前面がバス２の側面２ａと向き合うとともに、バッテリー搭載部２２は、バス２から離れる方向に後退している。また、このときには、たとえば、検出用マーク８と検出機構２１とが略同じ高さとなる位置で、バッテリー抜差機構１７が待機している。

この状態から、図２８の破線で示すように、検出機構２１の発光部から射出されバス２の側面２ａで反射されたレーザ光を受光した検出機構２１がオンの状態となるまで、バッテリー搭載部２２がバス２に向かって前進する。その後、バッテリー搭載部２２がバッテリー収容部４に向かって左右方向へ移動する。

バッテリー搭載部２２がバッテリー収容部４に向かって移動して、図２８の二点鎖線で示すように、バッテリー置き台６と側面２ａとの境界に形成される段差２ｂを一方の検出機構２１が通過すると、一方の検出機構２１の発光部から射出されたレーザ光は、バッテリー置き台６の前面で反射される。本形態では、検出機構２１の発光部からのレーザ光がバス２の側面２ａで反射されるときに検出機構２１がオンの状態となる場合には、検出機構２１の発光部からのレーザ光がバッテリー置き台６の前面で反射されると検出機構２１がオフの状態となるように、検出機構２１の検出レンジが設定されている。そのため、段差２ｂを一方の検出機構２１が通過すると、一方の検出機構２１がオフの状態となる。すなわち、一方の検出機構２１がオフの状態となることで、段差２ｂが検出される。また、段差２ｂが検出されることで、バッテリー置き台６の左右方向の端部が検出され、バッテリー置き台６の左右方向の端部が検出されることで、バッテリー置き台６に搭載されるバッテリー３の概略位置が検出される。

また、一方の検出機構２１がオフになると、バッテリー搭載部２２がバッテリー収容部４に向かって左右方向へ移動する際に、一方または他方の検出機構２１によって任意の２点で検出された検出機構２１とバス２の側面２ａとの距離に基づいて、上下方向から見たときの左右方向に対するバス２の傾きが検出される。

その後、バッテリー３の概略位置の検出結果に基づいて、図２９（Ａ）に示すように、２個の検出用マーク８のそれぞれと、２個の検出機構２１のそれぞれとが向き合うように、バッテリー搭載部２２が左右方向へさらに移動する。このときには、上述のように検出されたバス２の傾きの検出結果に基づいて、バッテリー搭載部２２の前面とバッテリー置き台６の前面とが略平行に向き合うように、上下方向から見たときの左右方向に対するバッテリー抜差機構１７の傾きが調整される。具体的には、回動部材８５を回動させることで、バッテリー抜差機構１７の傾きが調整される。

その後、検出機構２１の発光部から射出され検出用マーク８で反射されたレーザ光を受光した検出機構２１がオンの状態となるまで、バッテリー搭載部２２がバッテリー置き台６に向かって前進する。その後、図２９（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、検出機構２１の発光部からのレーザ光が左右方向で検出用マーク８を横切るように、バッテリー搭載部２２が左右方向へ移動する。より具体的には、２個の検出機構２１のそれぞれの発光部からのレーザ光が左右方向で２個の検出用マーク８のそれぞれを横切るように、バッテリー搭載部２２が左右方向へ移動する。

本形態では、検出機構２１の発光部からのレーザ光が検出用マーク８で反射されるときに検出機構２１がオンの状態となる場合には、検出機構２１の発光部からのレーザ光がバッテリー置き台６の前面で反射されると検出機構２１がオフの状態となるように、検出機構２１の検出レンジが設定されている。そのため、検出機構２１の発光部からのレーザ光が左右方向で検出用マーク８を横切るように、バッテリー搭載部２２を左右方向へ移動させて、検出機構２１で検出用マーク８を検出することで、検出用マーク８の検出される部分（すなわち、レーザ光を反射する部分。以下、「被検出部分」とする。）の幅を検出することが可能である。

また、本形態の検出用マーク８は、上下方向でその幅が変化する略三角形状に形成されている。そのため、検出用マーク８の被検出部分の幅を検出することで、検出用マーク８の高さを検出することが可能であり、検出用マーク８の高さを検出することで、検出用マーク８が形成されるバッテリー置き台６の高さを検出することが可能である。本形態では、バッテリー置き台６の高さが検出されることで、バッテリー置き台６に位置決めされて搭載されるバッテリー３の高さが検出される。

また、検出機構２１の発光部からのレーザ光が左右方向で検出用マーク８を横切るようにバッテリー搭載部２２を移動させて、検出機構２１で検出用マーク８を検出することで、検出用マーク８の被検出部分の左右方向の中心位置を検出することが可能である。本形態では、たとえば、この中心位置に基づいて、左右方向におけるバッテリー置き台６の位置が検出され、左右方向におけるバッテリー置き台６の位置が検出されることで、バッテリー置き台６に位置決めされて搭載されるバッテリー３の左右方向における位置が検出される。

また、検出用マーク８の被検出部分の左右方向の中心位置と検出機構２１との距離を検出機構２１で検出することが可能であり、本形態では、たとえば、この中心位置と検出機構２１との距離に基づいて、前後方向におけるバッテリー置き台６の位置が検出され、前後方向におけるバッテリー置き台６の位置が検出されることで、バッテリー置き台６に位置決めされて搭載されるバッテリー３の前後方向における位置が検出される。

また、２個の検出機構２１のうちの一方の検出機構２１で検出されたバッテリー置き台６の高さと、他方の検出機構２１で検出されたバッテリー置き台６の高さとから、前後方向から見たときの左右方向に対するバッテリー置き台６の傾きが検出される。また、前後方向から見たときの左右方向に対するバッテリー置き台６の傾きが検出されることで、前後方向から見たときの左右方向に対するバッテリー３の傾きが検出される。

また、２個の検出機構２１のうちの一方の検出機構２１で検出された検出機構２１と検出用マーク８との距離と、他方の検出機構２１で検出された検出機構２１と検出用マーク８との距離とから、上下方向から見たときの左右方向に対するバッテリー置き台６の傾きが検出される。また、上下方向から見たときの左右方向に対するバッテリー置き台６の傾きが検出されることで、上下方向から見たときの左右方向に対するバッテリー３の傾きが検出される。

前後左右方向におけるバッテリー３の位置、バッテリー３の高さ、前後方向から見たときの左右方向に対するバッテリー３の傾き、および、上下方向から見たときの左右方向に対するバッテリー３の傾きが検出されると、バッテリー３の下面の突起部１２とバッテリー搭載部２２のローラ３２の溝部３２ａとが左右方向で略一致し、バッテリー３の下面とローラ３１、３２の上面とが略一致するとともに、前後方向から見たときの左右方向に対するバッテリー３の傾きとバッテリー抜差機構１７の傾きとが略一致し、かつ、上下方向から見たときの左右方向に対するバッテリー３の傾きとバッテリー抜差機構１７の傾きとが略一致するように、バッテリー抜差機構１７の左右方向の位置、高さおよび傾きが調整される。

具体的には、水平移動機構２０によってバッテリー抜差機構１７の左右方向の位置が調整され、昇降機構１８によって、バッテリー抜差機構１７の高さが調整され、回動機構１９によって、上下方向から見たときの左右方向に対するバッテリー抜差機構１７の傾きが調整される。また、第１昇降機構５９または第２昇降機構６０の一方を駆動することで、あるいは、第１昇降機構５９の駆動量と第２昇降機構６０の駆動量とを変えることで、前後方向から見たときの左右方向に対するバッテリー抜差機構１７の傾きが調整される。

バッテリー抜差機構１７の左右方向の位置、高さおよび傾きが調整されると、バッテリー搭載部２２およびバッテリー係合部２４が前後方向へ移動して、バス２からバッテリー３が引き抜かれる。バッテリー搭載部２２およびバッテリー係合部２４が前後方向へ移動するときには、バッテリー置き台６とバッテリー搭載部２２との間でバッテリー３が円滑に載り移るように、かつ、係合爪部４１が取手部１１に適切に係合するように、バッテリー３の前後方向の位置の検出結果に基づいて、バッテリー搭載部２２およびバッテリー係合部２４の前後方向への移動量が設定される。バス２からバッテリー３が引き抜かれると、ロボット５は、１８０°回動して、バッファステーションにバッテリー３を搬入する。また、ロボット５は、バッファステーションから充電済みのバッテリー３を搬出し、１８０°回動した後に、バス２へバッテリー３を差し込む。

なお、上下方向から見たときの左右方向に対するバッテリー置き台６の傾き（すなわち、バス２の傾き）は、バス２の停止精度によって変動する。また、前後方向から見たときの左右方向に対するバッテリー置き台６の傾き（すなわち、バス２の傾き）は、バス２が停止する地面の状態によって変動する。また、バス２には複数のバッテリー３が搭載されるとともに１個のバッテリー３の重量は数百ｋｇであるため、バッテリー３の搭載位置によっては、バッテリー３の交換時にバス２からバッテリー３が順次、引き抜かれていくと、前後方向から見たときの左右方向に対するバス２の傾きが変動する。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、ガイドブロック９５Ａ、９５Ｅは、柱状部材６４の下側で回動部材８５の下面側に固定されている。そのため、バッテリー３の引抜き時や差込み時には、バッテリー搭載部２２にバッテリー３が搭載されて柱状部材６４に大きな荷重がかかるが、本形態では、バッテリー３の引抜き時や差込み時に、柱状部材６４にかかる大きな荷重を回動部材８５の下面側に固定されるガイドブロック９５Ａ、９５Ｅおよびガイドレール９４で直接的に受けることが可能になる。したがって、本形態では、回動部材８５を薄くして回動部材８５の剛性を下げても回動部材８５の変形を防止することが可能になる。すなわち、本形態では、回動部材８５を薄型化することが可能になる。

また、柱状部材６４から回動部材８５に伝わった荷重は、複数のガイドブロック９５Ａ〜９５Ｇに分散されて伝わるが、本形態では、バッテリー３の引抜き時や差込み時に、ガイドブロック９５Ｂが、ガイドブロック１０２Ａの上側の近傍に配置され、ガイドブロック９５Ｃが、ガイドブロック１０２Ｂおよびガイドブロック１０２Ｃの上側の近傍に配置され、ガイドブロック９５Ｄが、ガイドブロック１０２Ｄの上側の近傍に配置されるとともに、ガイドブロック９５Ｆが、ガイドブロック１０２Ｇの上側の近傍に配置され、ガイドブロック９５Ｇが、ガイドブロック１０２Ｆの上側の近傍に配置されているため、スライド部材８７の上面側に配置されるガイドブロック９５Ｂ〜９５Ｄ、９５Ｇ、９５Ｆに分散されて伝わった荷重を、スライド部材８７の下面側に配置されるガイドブロック１０２Ａ〜１０２Ｄ、１０２Ｆ、１０２Ｇ、固定部材１０４およびガイドレール１０１で直接的に受けることが可能になる。したがって、本形態では、スライド部材８７を薄くしてスライド部材８７の剛性を下げてもスライド部材８７の変形を防止することが可能になる。すなわち、本形態では、スライド部材８７を薄型化することが可能になる。

このように、本形態では、回動部材８５およびスライド部材８７を薄型化することが可能になる。そのため、本形態では、回動部材８５およびスライド部材８７の上側に配置されるバッテリー抜差機構１７を比較的低い位置まで下げることが可能になる。特に本形態では、モータ９０およびプーリ９１、９２が回動部材８５の径方向外側に配置されているため（すなわち、モータ９０およびプーリ９１、９２が回動部材８５の下側または上側に配置されていないため）、バッテリー抜差機構１７をより低い位置まで下げることが可能になる。したがって、本形態では、バス２の比較的低い位置にバッテリー３が搭載されていても、バス２に搭載されているバッテリー３をバッテリー抜差機構１７で適切に引き抜いたり、差し込んだりすることが可能になる。すなわち、本形態では、バス２の比較的低い位置にバッテリー３が搭載されていても、バス２に搭載されているバッテリー３を適切に交換することが可能になる。

また、本形態では、ガイドブロック９５Ａ、９５Ｅは、回動部材８５の下面側に固定されており、回動部材８５と一緒に回動するため、回動部材８５が回動しても、ガイドブロック９５Ａ、９５Ｅは、常に柱状部材６４の下側に配置されている。したがって、回動部材８５が回動しても、柱状部材６４にかかる荷重をガイドブロック９５Ａ、９５Ｅおよびガイドレール９４で直接的に受けることが可能になる。

本形態では、バッテリー３の引抜き時や差込み時に、左右方向において、ガイドブロック９５Ｂは、ガイドブロック１０２Ａとガイドブロック１０２Ｂとの間に配置され、ガイドブロック９５Ｃは、ガイドブロック１０２Ｂとガイドブロック１０２Ｃとの間に配置され、ガイドブロック９５Ｄは、ガイドブロック１０２Ｃとガイドブロック１０２Ｄとの間に配置され、ガイドブロック９５Ｆは、ガイドブロック１０２Ｇとガイドブロック１０２Ｈとの間に配置され、ガイドブロック９５Ｇは、ガイドブロック１０２Ｅとガイドブロック１０２Ｆとの間に配置されている。そのため、バッテリー３の引抜き時や差込み時に、スライド部材８７の、ガイドブロック９５Ｂ〜９５Ｄ、９５Ｇ、９５Ｆに伝わった荷重が作用する部分を、ガイドブロック１０２Ａ〜１０２Ｈ、固定部材１０４およびガイドレール１０１によって左右方向の両側で支持することが可能になる。したがって、本形態では、スライド部材８７の変形を効果的に防止することが可能になる。

本形態では、バッテリー３の引抜き時や差込み時に、前後方向において、一方のガイドレール１０１は、ガイドブロック９５Ｂ、９５Ｄとガイドブロック９５Ｃとの間に配置され、他方のガイドレール１０１は、ガイドブロック９５Ｆ、９５Ｇとガイドブロック９５Ａ、９５Ｅとの間に配置されている。そのため、スライド部材８７の、ガイドブロック９５に伝わった荷重が作用する部分を、前後方向におけるガイドレール１０１の両側に配置することができる。したがって、本形態では、スライド部材８７の、ガイドブロック９５に伝わった荷重が作用する部分が、前後方向における２本のガイドレール１０１の内側に集中している場合と比較して、スライド部材８７の変形を防止することが可能になる。

本形態では、ベルト９３の歯が形成された一方の面がプーリ９１の外周面に当接し、ベルト９３の歯が形成されていない平坦な他方の面がプーリ９２および回動部材８５の外周面に当接するように、プーリ９１、９２と回動部材８５の外周面とにベルト９３が架け渡されている。そのため、回動部材８５の外周面に歯を形成する必要がない。したがって、本形態では、回動部材８５の構成を簡素化することが可能になる。また、本形態では、モータ９０の出力軸に固定される歯付きのプーリ９１の歯と、ベルト９３の歯とが噛み合っているため、モータ９０の動力を効率的にベルト９３に伝達することが可能になる。

本形態では、ベルト９３の、回動部材８５の外周面に常に当接している部分の一部は、回動部材８５の外周面に固定されている。そのため、本形態では、回動部材８５の外周面に歯が形成されていなくても、回動部材８５の外周面でのベルト９３の滑りを防止することが可能になり、モータ９０の動力を回動部材８５に確実に伝達することが可能になる。

（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。

上述した形態では、第１昇降機構５９を構成する柱状部材６４の下側に１個のガイドブロック９５Ａが配置され、第２昇降機構６０を構成する柱状部材６４の下側に１個のガイドブロック９５Ｅが配置されている。この他にもたとえば、第１昇降機構５９を構成する柱状部材６４の下側に２個以上のガイドブロック９５が配置され、第２昇降機構６０を構成する柱状部材６４の下側に２個以上のガイドブロック９５が配置されても良い。

上述した形態では、ガイドブロック９５Ａ、９５Ｅは、柱状部材６４の下側に配置されている。この他にもたとえば、柱状部材６４にかかる荷重をガイドブロック９５Ａ、９５Ｅおよびガイドレール９４で直接的に受けることが可能となるのであれば、ガイドブロック９５Ａ、９５Ｅは、柱状部材６４の下側の近傍に配置されても良い。

上述した形態では、ガイドブロック９５Ｂ〜９５Ｄ、９５Ｇ、９５Ｆは、バッテリー３の引抜き時や差込み時に、ガイドブロック１０２Ａ〜１０２Ｄ、１０２Ｆ、１０２Ｇの上側の近傍に配置されている。この他にもたとえば、バッテリー３の引抜き時や差込み時に、ガイドブロック９５Ｂ〜９５Ｄ、９５Ｇ、９５Ｆとガイドブロック１０２Ａ〜１０２Ｄ、１０２Ｆ、１０２Ｇとが上下方向で重なるように、ガイドブロック９５Ｂ〜９５Ｄ、９５Ｇ、９５Ｆがガイドブロック１０２Ａ〜１０２Ｄ、１０２Ｆ、１０２Ｇの上側に配置されても良い。この場合には、ガイドブロック９５Ｂ〜９５Ｄ、９５Ｇ、９５Ｆに分散されて伝わった荷重をガイドブロック１０２Ａ〜１０２Ｄ、１０２Ｆ、１０２Ｇ、固定部材１０４およびガイドレール１０１でより直接的に受けることが可能になる。

上述した形態では、ガイドレール９４はスライド部材８７に固定され、ガイドブロック９５は回動部材８５に固定されている。この他にもたとえば、ガイドレール９４が回動部材８５に固定され、ガイドブロック９５がスライド部材８７に固定されても良い。

上述した形態では、回動部材８５の外周面にベルト９３の歯に噛み合う歯は形成されていないが、回動部材８５の外周面にベルト９３の歯に噛み合う歯が形成されても良い。この場合には、ベルト９３の歯が形成された一方の面がプーリ９１および回動部材８５の外周面に当接するように、ベルト９３が架け渡される。また、上述した形態では、ベルト９３は、一方の面に歯が形成された歯付きベルトであるが、ベルト９３は、歯が形成されていない平ベルトであっても良い。たとえば、ベルト９３は、スチールベルト等であっても良い。

上述した形態では、ガイドレール９４は、円環状に形成されている。この他にもたとえば、回動部材８５の回動角度が狭い場合、あるいは、回動部材８５の下面側に固定されるガイドブロック９５の数が少ない場合には、ガイドレール９４に代えて、円弧状に形成された複数のガイドレールが、回動部材８５を案内するために必要となる箇所に設置されても良い。

上述した形態では、検出機構２１は、発光部と受光部とが水平方向で隣り合うように、バッテリー搭載部２２に取り付けられている。この他にもたとえば、図３０に示すように、検出機構２１は、発光部と受光部とが上下方向（鉛直方向）で重なるように、バッテリー搭載部２２に取り付けられても良い。発光部と受光部とが水平方向で隣り合うように、検出機構２１が配置されている場合には、たとえば、図３１に示すように、バッテリー置き台６の前面と検出用マーク８との境界において、バッテリー置き台６の前面で反射されたレーザ光が検出用マーク８で遮られて、受光部へ戻らないといった問題が生じうるが、発光部と受光部とが上下方向で重なるように、検出機構２１が配置されていると、かかる問題の発生を防止することが可能になる。

上述した形態では、検出用マーク８は、バッテリー置き台６の前面から突出する平板状に形成されている。この他にもたとえば、検出用マーク８は、バッテリー置き台６の前面から窪む凹部であっても良い。たとえば、図３２に示すように、バッテリー置き台６の前壁を貫通する略正三角形状の貫通孔６ａと、貫通孔６ａを塞ぐようにバッテリー置き台６の前壁の後面に固定される反射板１１０とによって、検出用マーク８が形成されても良い。この場合には、バッテリー置き台６の製作時に、プレスによる抜き加工でバッテリー置き台６の前壁に貫通孔６ａを形成することが可能になるため、平板状に形成される検出用マーク８をバッテリー置き台６の前面に固定する場合と比較して、検出用マーク８の位置精度を高めることが可能になる。

上述した形態では、ロボット５は、バス２に搭載されるバッテリー３を交換するためのロボットであるが、ロボット５は、トラックや自家用車等のバス２以外の車両のバッテリー３を交換するためのロボットであっても良い。

２ バス（車両）
３ バッテリー
５ バッテリー交換ロボット
１７ バッテリー抜差機構
１８ 昇降機構
１９ 回動機構
２０ 水平移動機構
２２ バッテリー搭載部（可動部）
２４ バッテリー係合部（可動部）
６３ 昇降部材
６４ 柱状部材
８５ 回動部材
８７ スライド部材
９０ モータ（駆動源）
９１ プーリ（歯付きプーリ）
９３ ベルト（歯付きベルト）
９４ ガイドレール（回動ガイドレール）
９５ ガイドブロック（回動ガイドブロック）
９５Ａ、９５Ｅ ガイドブロック（回動ガイドブロック、第１回動ガイドブロック）
９５Ｂ〜９５Ｄ、９５Ｇ、９５Ｆ ガイドブロック（回動ガイドブロック、第２回動ガイドブロック）
１０１ ガイドレール（直動ガイドレール）
１０２ ガイドブロック（直動ガイドブロック）
Ｘ 前後方向
Ｙ 左右方向
Ｚ 上下方向

Claims (8)

1. 車両に搭載されているバッテリーを交換するためのバッテリー交換ロボットであって、
   前記車両と前記バッテリー交換ロボットとが向き合う方向を前後方向とし、前後方向と上下方向とに略直交する方向を左右方向とすると、
   前記車両からの前記バッテリーの引抜きおよび前記車両への前記バッテリーの差込みを行うバッテリー抜差機構と、前記バッテリー抜差機構を昇降させる昇降機構と、上下方向を軸方向として前記バッテリー抜差機構および前記昇降機構を回動させる回動機構と、前記バッテリー抜差機構、前記昇降機構および前記回動機構を左右方向へ移動させる水平移動機構とを備え、
   前記昇降機構は、前記バッテリー抜差機構とともに上下方向へ移動する昇降部材と、前記昇降部材を昇降可能に保持する柱状部材とを備え、
   前記回動機構は、前記柱状部材がその上面側に固定されるとともに回動可能な回動部材と、前記回動部材の下面側に配置され前記回動部材を回動方向へ案内する回動ガイドレールと、前記回動部材の下面側に配置され前記回動ガイドレールに係合するととともに前記回動ガイドレールに沿って相対移動可能な複数の回動ガイドブロックとを備え、
   前記水平移動機構は、前記回動部材がその上面側に回動可能に取り付けられ、前記回動ガイドレールおよび前記回動ガイドブロックがその上面側に配置されるとともに左右方向へ移動可能なスライド部材と、前記スライド部材の下面側に配置され前記スライド部材を左右方向へ案内する直動ガイドレールと、前記スライド部材の下面側に配置され前記直動ガイドレールに係合するとともに前記直動ガイドレールに沿って相対移動可能な複数の直動ガイドブロックとを備え、
   前記回動機構は、前記回動ガイドブロックとして、前記バッテリーの引抜き時および差込み時に、前記柱状部材の下側または下側の近傍に配置される少なくとも１個の第１回動ガイドブロックと、前記直動ガイドブロックの上側または上側の近傍に配置される少なくとも１個の第２回動ガイドブロックとを備えることを特徴とするバッテリー交換ロボット。
2. 前記第２回動ガイドブロックは、前記バッテリーの引抜き時および差込み時に、左右方向において、複数の前記直動ガイドブロックの間に配置されていることを特徴とする請求項１記載のバッテリー交換ロボット。
3. 前記直動ガイドレールは、前記バッテリーの引抜き時および差込み時に、前後方向において、複数の前記回動ガイドブロックの間に配置されていることを特徴とする請求項１または２記載のバッテリー交換ロボット。
4. 前記回動ガイドブロックは、前記回動部材に固定され、
   前記回動ガイドレールは、前記スライド部材に固定されていることを特徴とする請求項１または２記載のバッテリー交換ロボット。
5. 前記回動機構は、前記回動部材を回動させる駆動源を備え、
   前記駆動源は、前記回動部材の径方向外側に配置されていることを特徴とする請求項１または２記載のバッテリー交換ロボット。
6. 前記回動機構は、前記駆動源としてのモータと、前記モータの出力軸に固定される歯付きプーリと、前記歯付きプーリと前記回動部材とに架け渡される歯付きベルトとを備え、
   前記歯付きベルトの歯が形成される一方の面が前記歯付きプーリの外周面に当接し、前記歯付きベルトの平坦な他方の面が前記回動部材の外周面に当接していることを特徴とする請求項５記載のバッテリー交換ロボット。
7. 前記歯付きベルトの一部は、前記回動部材の外周面に固定されていることを特徴とする請求項６記載のバッテリー交換ロボット。
8. 前記バッテリー抜差機構は、前記車両へ近づく方向および前記車両から離れる方向へ移動可能で、前記バッテリーの引抜きおよび差込みを行うために前記バッテリーの引抜き時および差込み時に前記車両に近づく方向へ移動する可動部を備え、
   前記昇降機構は、前記可動部の移動方向と上下方向とに直交する第１方向の両端側のそれぞれに配置される２本の前記柱状部材を備え、
   ２本の前記柱状部材のそれぞれの下側または下側の近傍に少なくとも１個の前記第１回動ガイドブロックが配置されていることを特徴とする請求項１または２記載のバッテリー交換ロボット。

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