JP5955784B2 - 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。
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。
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。
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。
以上説明したように、本形態では、バッテリー抜差機構17が保持部材26に保持されている。また、本形態では、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の移動方向と上下方向とに直交する第1方向の一端側で第1昇降機構59に連結され、第1方向の他端側で第2昇降機構60に連結されている。すなわち、本形態では、バッテリー抜差機構17の下側に保持部材26を昇降させるための機構が配置されていない。そのため、本形態では、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。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 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
22 バッテリー搭載部(可動部)
24 バッテリー係合部(可動部)
26 保持部材
59 第1昇降機構
60 第2昇降機構
61 第1連結機構
62 第2連結機構
63 昇降部材
64 柱状部材
66 連結部材
73 筒状部材
74 軸部材(第1軸部材)
78 軸部材(第3軸部材)
80 軸部材(第2軸部材)
76、82 テーパコロ軸受
81 リンク部材
81a 挿通孔
Claims (7)
- 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バッテリー抜差機構と、前記バッテリー抜差機構を保持する保持部材と、前記保持部材を昇降させる昇降機構とを備え、
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して前記保持部材から突出する可動部を備え、
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第1昇降機構と第2昇降機構とを備え、
前記第1昇降機構と前記第2昇降機構とは、個別に駆動可能であり、
前記保持部材は、前記可動部の移動方向から見たときの前記第1方向に対して傾斜可能となるように前記第1昇降機構および前記第2昇降機構に連結されていることを特徴とするバッテリー交換ロボット。 - 前記バッテリー抜差機構は、前記可動部として、前記バッテリーの引抜き時および差込み時に前記バッテリーが搭載されるバッテリー搭載部と、前記バッテリーの引抜き時および差込み時に前記バッテリーに係合して前記バッテリー搭載部上で前記バッテリーを移動させるバッテリー係合部とを備え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。
- 前記保持部材は、前記可動部の移動方向の両端側が開口する略四角筒状に形成され、
前記バッテリー搭載部は、前記保持部材の内周面の底面側に移動可能に取り付けられ、
前記バッテリー係合部は、前記保持部材の内周面の上面側に移動可能に取り付けられ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。 - 前記第1昇降機構および前記第2昇降機構は、前記保持部材が連結されるとともに上下方向へ移動可能な昇降部材と、前記昇降部材を昇降可能に保持する柱状部材とを備え、
前記第1昇降機構を構成する前記柱状部材の上端と、前記第2昇降機構を構成する前記柱状部材の上端とは、連結部材によって連結されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のバッテリー交換用ロボット。 - 前記保持部材は、前記第1昇降機構に対する前記保持部材の相対回動が可能となるように前記第1昇降機構に連結されるとともに、前記第2昇降機構に対する前記保持部材の相対回動および前記第1方向への相対移動が可能となるように前記第2昇降機構に連結されていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のバッテリー交換ロボット。
- 前記保持部材と前記第1昇降機構とを連結する第1連結機構と、前記保持部材と前記第2昇降機構とを連結する第2連結機構とを備え、
前記第1方向における前記保持部材の一端側は、前記第1連結機構を介して前記第1昇降機構に回動可能に保持され、
前記第2連結機構は、前記第1方向における前記保持部材の他端側および前記第2昇降機構に回動可能に保持されるとともに前記保持部材に対する回動中心と前記第2昇降機構に対する回動中心とが異なるリンク部材を備え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。 - 前記第1連結機構は、前記可動部の移動方向を軸方向として前記第1昇降機構に保持される第1軸部材と、前記保持部材に固定されるとともに前記第1軸部材が挿通される略筒状の筒状部材と、前記可動部の移動方向における前記筒状部材の両端側で前記第1軸部材の外周面と前記筒状部材の内周面との間に配置されるテーパコロ軸受とを備え、
前記第2連結機構は、前記可動部の移動方向を軸方向として前記第2昇降機構に保持される第2軸部材と、前記可動部の移動方向を軸方向として前記保持部材に保持される第3軸部材と、前記第2軸部材および前記第3軸部材のそれぞれが挿通される2個の挿通孔が形成される前記リンク部材と、前記可動部の移動方向における前記挿通孔の両端側で前記第2軸部材の外周面と前記挿通孔の内周面との間に配置されるテーパコロ軸受と、前記可動部の移動方向における前記挿通孔の両端側で前記第3軸部材の外周面と前記リンク部材の内周面との間に配置されるテーパコロ軸受とを備え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。
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