JP5897924B2 - バッテリー交換ロボット - Google Patents
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Description
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。
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。
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)。
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。
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15に示す係合爪部41の構成を説明するため図である。図17は、図13のK部の拡大図である。図18は、図13のL部の拡大図である。図19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20(A)は、図19のM部の拡大図であり、図20(B)は、図19のN部の拡大図である。図21は、図20(A)のO−O方向からバッテリー係合部24の一部、保持部材115およびクランプ機構116を示す図である。図22(A)は、図21のS−S断面の断面図であり、図22(B)は、クランプ機構116がアンクランプ状態となっているときの図22(A)のT部の拡大図である。
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する。その後、バッテリー係合部24がバッテリー3に係合する。すなわち、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。また、係合爪部41が下降を始めると同時に、クランプ機構116は、クランプ状態からアンクランプ状態に切り替わり、係合爪部41が取手部11に係合する際には、アンクランプ状態となっている。
図23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24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25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26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。
図27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28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29は、図28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30(A)は、図28のU部の拡大図であり、図30(B)は、図28のV部の拡大図である。
図31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32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。
以上説明したように、本形態では、係合爪部41が下降を始めると、クランプ機構116は、クランプ状態からアンクランプ状態に切り替わり、係合爪部41が取手部11に係合する際には、保持部材115に対するバッテリー係合部24の回動が可能になっている。そのため、本形態では、バス2に搭載されているバッテリー3の前面が左右方向に対して傾いていても、2個の取手部11のそれぞれに2個の係合爪部41のそれぞれを係合させる際に、バッテリー係合部24を保持部材115に対して回動させて、2個の取手部11のそれぞれに2個の係合爪部41のそれぞれを適切に係合させることが可能になる。あるいは、左右方向と平行に配置されるバッテリー3の前面に取り付けられる取手部11が左右方向に対して傾いていても、2個の取手部11のそれぞれに2個の係合爪部41のそれぞれを係合させる際に、バッテリー係合部24を保持部材115に対して回動させて、2個の取手部11のそれぞれに2個の係合爪部41のそれぞれを適切に係合させることが可能になる。すなわち、本形態では、バッテリー3がバス2に精度良く搭載されていなくても、また、バッテリー3の前面に取手部11が精度良く取り付けられていなくても、2個の取手部11のそれぞれに2個の係合爪部41のそれぞれを適切に係合させて、バス2からバッテリー3を適切に引き抜くことが可能になり、その結果、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。
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。
3 バッテリー
5 ロボット(バッテリー交換ロボット)
11 取手部
12 突起部(係合突起部)
22 バッテリー搭載部
24 バッテリー係合部
32a ガイド溝
41 係合爪部
115 保持部材
116 クランプ機構
119 エアシリンダ(駆動源)
121 軸部材
121a 大径軸部
121b 小径軸部
123 係合部材
123a 係合孔
123b 小径部
123d 大径部
124 弾性部材
X 前後方向
Y 左右方向
Z 上下方向
Claims (4)
- 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ときに前記バッテリーに係合するバッテリー係合部と、上下方向を回動の軸方向とする前記バッテリー係合部の回動が可能となるように前記バッテリー係合部を保持する保持部材と、前記保持部材に対する前記バッテリー係合部の回動を留めるクランプ機構とを備え、
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、
前記バッテリーは、前記車両から前記バッテリーを引き抜くための2個の取手部を備え、
2個の前記取手部は、左右方向における前記バッテリーの両端側に配置され、
前記バッテリー係合部は、前記取手部に対応するように配置され前記取手部に係合する鉤状の2個の係合爪部を備え、
前記クランプ機構は、前記係合爪部が前記取手部に係合するときに、前記保持部材に対する前記バッテリー係合部の回動が可能なアンクランプ状態になっていることを特徴とするバッテリー交換ロボット。 - 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ときに前記バッテリーに係合するバッテリー係合部と、上下方向を回動の軸方向とする前記バッテリー係合部の回動が可能となるように前記バッテリー係合部を保持する保持部材と、前記保持部材に対する前記バッテリー係合部の回動を留めるクランプ機構と、前記バッテリーの引抜き時および前記バッテリーの差込み時に前記バッテリーが搭載されるバッテリー搭載部とを備え、
前記クランプ機構は、前記バッテリー係合部が前記バッテリーに係合するときに、前記保持部材に対する前記バッテリー係合部の回動が可能なアンクランプ状態になっており、
前記バッテリー係合部は、前記バッテリーの引抜き時および前記バッテリーの差込み時に前記バッテリー搭載部上で前記バッテリーを移動させ、
前記バッテリーまたは前記バッテリー搭載部のいずれか一方には、前記バッテリーの移動方向に前記バッテリーを案内するためのガイド溝が形成され、
前記バッテリーまたは前記バッテリー搭載部のいずれか他方には、前記ガイド溝に係合する係合突起部が形成されていることを特徴とするバッテリー交換ロボット。 - 前記クランプ機構は、前記バッテリー搭載部上で前記バッテリーが移動しているときに、前記アンクランプ状態になっていることを特徴とする請求項2記載のバッテリー交換ロボット。
- 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ときに前記バッテリーに係合するバッテリー係合部と、上下方向を回動の軸方向とする前記バッテリー係合部の回動が可能となるように前記バッテリー係合部を保持する保持部材と、前記保持部材に対する前記バッテリー係合部の回動を留めるクランプ機構とを備え、
前記クランプ機構は、前記バッテリー係合部または前記保持部材のいずれか一方に取り付けられる駆動源と、前記駆動源に連結される軸部材と、前記バッテリー係合部または前記保持部材のいずれか他方に取り付けられるとともに前記軸部材が係合する係合孔が形成される係合部材とを備え、前記バッテリー係合部が前記バッテリーに係合するときに、前記保持部材に対する前記バッテリー係合部の回動が可能なアンクランプ状態になっており、
前記軸部材および前記係合部材は、前記バッテリー係合部の回動中心から外れた位置に配置され、
前記軸部材は、大径軸部と、前記大径軸部よりも外径の小さい小径軸部とを備え、
前記係合孔は、前記大径軸部の外径と略等しい内径を有する小径部と、前記小径部よりも内径の大きい大径部とを備え、
前記大径部には、弾性材料によって形成され前記小径軸部の外径と略等しい内径を有する弾性部材が取り付けられ、
前記クランプ機構は、前記小径部の内周側に前記大径軸部が配置されているときに、前記保持部材に対する前記バッテリー係合部の回動を留めるクランプ状態になり、前記小径部の内周側から前記大径軸部が外れるとともに前記小径部の内周側および前記弾性部材の内周側に前記小径軸部が配置されているときに、前記アンクランプ状態になり、
前記アンクランプ状態において、前記弾性部材の弾性変形の範囲内で、前記保持部材に対して前記バッテリー係合部が回動可能となっていることを特徴とするバッテリー交換ロボット。
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