專利名稱：電池更換機器人的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于對裝設于車輛的電池進行更換的電池更換機器人。
背景技術：
以往，提出了一種用于對裝設于電動巴士的電池進行更換的電池更換裝置(例如參照專利文獻I)。專利文獻I所記載的電池更換裝置包括供電池裝設的電池托盤；使電池托盤升降的垂直移位裝置；供電池托盤及垂直移位裝置裝設并能旋轉的旋轉平臺；以及供旋轉平臺裝設并能在水平方向上移動的平行移動平臺。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本專利特表2008 - 520173號公報
發明內容
發明所要解決的技術問題在電動巴士的情況下，一般在座位的下側安裝有電池的收容部。即，在電動巴士的情況下，電池裝設于較低的位置。因此，在更換電動巴士的電池的情況下，需要在比較低的位置進行電池的拔出或插入。因此，本發明的技術問題在于提供一種即便在車輛的較低位置裝設有電池、也能恰當地對裝設于車輛的電池進行更換的電池更換機器人。解決技術問題所采用的技術方案為了解決上述技術問題，本發明的電池更換機器人用于對裝設于車輛的電池進行更換，其特征是，當將車輛與電池更換機器人相向的方向設為前后方向，并將與前后方向和上下方向大致正交的方向設為左右方向時，電池更換機器人包括電池拔插機構，該電池拔插機構進行電池從車輛的拔出和/或電池朝車輛的插入；升降機構，該升降機構使電池拔插機構升降；轉動機構，該轉動機構以上下方向為軸向來使電池拔插機構及升降機構轉動；以及水平移動機構，該水平移動機構使電池拔插機構、升降機構及轉動機構在左右方向上移動，升降機構包括升降構件，該升降構件與電池拔插機構一起在上下方向上移動；以及柱狀構件，該柱狀構件將升降構件保持成能升降，轉動機構包括轉動構件，該轉動構件在其上表面側固定有柱狀構件并能轉動；轉動導軌，該轉動導軌配置于轉動構件的下表面側，并對轉動構件在轉動方向上進行引導；以及多個轉動導向塊，這多個轉動導向塊配置于轉動構件的下表面側，多個轉動導向塊與轉動導軌卡合并能沿轉動導軌進行相對移動，水平移動機構包括滑動構件，在該滑動構件的上表面側以能轉動的方式安裝有轉動構件，在滑動構件的上表面側配置有轉動導軌及轉動導向塊，并且滑動構件能在左右方向上移動；直動導軌，該直動導軌配置于滑動構件的下表面側，并對滑動構件在左右方向上進行引導；以及多個直動導向塊，這多個直動導向塊配置于滑動構件的下表面側，多個直動導向塊與直動導軌卡合并能沿直動導軌進行相對移動，在轉動機構中，作為轉動導向塊，包括至少一個第一轉動導向塊，該第一轉動導向塊在拔出和/或插入電池時配置于柱狀構件的下側或下側的附近；以及至少一個第二轉動導向塊，該第二轉動導向塊在拔出和/或插入電池時配置于直動導向塊的上側或上側的附近。在本發明的電池更換機器人中，在拔出或插入電池時，至少一個第一轉動導向塊配置于柱狀構件的下側或下側的附近。因此，在拔出或插入電池時，在電池拔插機構上裝設電池而對柱狀構件施加較大的負載，但當拔出或插入電池時，能用配置于轉動構件的下表面側的第一轉動導向塊及轉動導軌直接承受施加于固定在轉動構件的上表面側的柱狀構件的較大負載。因此，在本發明中，即便使轉動構件變薄來降低轉動構件的剛度，也能防止轉動構件的變形。即，在本發明中，能使轉動構件薄型化。另外，從柱狀構件傳遞至轉動構件的負載被分散傳遞至多個轉動導向塊，但在本發明的電池更換機器人中，當拔出或插入電池時，至少一個第二轉動導向塊配置于直動導向塊的上側或上側的附近，因此，能用配置于滑動構件的下表面側的直動導向塊及直動導軌來直接承受被分散傳遞至配置于滑動構件的上表面側的第二轉動導向塊的負載。因此，在本發明中，即便使滑動構件變薄來降低滑動構件的剛度，也能防止滑動構件的變形。即，在本發明中，能使滑動構件薄型化。這樣，在本發明中，能使轉動構件及滑動構件薄型化。因此，在本發明中，能將配置于轉動構件及滑動構件的上側的電池拔插機構降低至較低的位置，即便在車輛的較低位置裝設有電池，也能用電池拔插機構恰當地拔出或插入裝設于車輛的電池。即，在本發明中，即便在車輛的比較低的位置上裝設有電池，也能恰當地更換裝設于車輛的電池。在本發明中，較為理想的是，第二轉動導向塊在拔出和/或插入電池時沿左右方向配置于多個直動導向塊之間。若采用上述結構，則能利用直動導向塊及直動導軌在左右方向的兩側對滑動構件的承受傳遞至第二轉動導向塊的負載的作用的部分進行支承。因此，能有效地防止滑動構件的變形。在本發明中，較為理想的是，直動導軌在拔出和/或插入電池時沿前后方向配置于多個轉動導向塊之間。若采用上述結構，則能將滑動構件的承受傳遞至轉動導向塊的負載的作用的部分配置于直動導軌在前后方向上的兩側。因此，與滑動構件的承受傳遞至轉動導向塊的負載的作用的部分集中在直動導軌在前后方向上的一側的情況比較，能防止滑動構件的變形。在本發明中，較為理想的是，轉動導向塊固定于轉動構件，轉動導軌固定于滑動構件。若采用上述結構，則轉動導向塊與轉動構件一起轉動。即，第一轉動導向塊與轉動構件一起轉動。因此，即便轉動構件轉動，也能用第一轉動導向塊及轉動導軌直接承受施加于柱狀構件的負載。在本發明中，較為理想的是，轉動機構包括使轉動構件轉動的驅動源，驅動源配置于轉動構件的徑向外側。若采用上述結構，則在轉動構件的下側或上側未配置有驅動源，因此，能使轉動機構薄型化。因此，能將電池拔插機構降低至更低的位置。在本發明中，較為理想的是，轉動機構包括:作為驅動源的電動機；固定于電動機的輸出軸的齒形帶輪；以及架設于齒形帶輪和轉動構件的齒形傳動帶，齒形傳動帶的形成齒部的一個面與齒形帶輪的外周面抵接，齒形傳動帶的平坦的另一個面與轉動構件的外周面抵接。若采用上述結構，則無需在轉動構件的外周面形成齒部，因此，能簡化轉動構件的結構。此外，若采用上述結構，則能有效地將電動機的動力經由齒形帶輪傳遞至齒形傳動帶。在本發明中，較為理想的是，齒形傳動帶的局部固定于轉動構件的外周面。若采用上述結構，則即便在轉動構件的外周面未形成齒部，也能防止齒形傳動帶在轉動構件的外周面上滑動，從而能將電動機的動力可靠地傳遞至轉動構件。在本發明中，例如電池拔插機構包括可動部，該可動部能朝靠近車輛的方向及遠離車輛的方向移動，并為了進行電池的拔出和/或插入而在拔出和/或插入電池時朝靠近車輛的方向移動，升降機構包括分別配置于與可動部的移動方向和上下方向正交的第一方向的兩端側的兩根柱狀構件，在兩根柱狀構件各自的下側或下側的附近配置有至少一個第一轉動導向塊。發明效果如上所述，在本發明的電池更換機器人中，即便在車輛的較低位置裝設有電池，也能恰當地更換裝設于車輛的電池。
圖I是使用本發明實施方式的電池更換機器人的電池更換系統的立體圖。圖2是從另一角度表示圖I的E部的立體圖。圖3是圖2的F部的放大圖。圖4是表示在圖I所示的電池收容部中收容有電池的狀態的主視圖。圖5是圖4的G部的放大圖。圖6是從正面表示圖2所示的電池拔插機構及升降機構的圖。圖7是從圖6的H — H方向表示電池拔插機構及升降機構的圖。圖8是用于從正面說明圖6所示的電池裝設機構的圖。圖9是用于從側面說明圖6所示的電池裝設機構的圖。圖10是用于從上表面說明圖6所示的電池裝設機構的圖。圖11是圖8所示的輥子的放大剖視圖。圖12是用于從正面說明圖6所示的電池移動機構的圖。圖13是用于從側面說明圖6所示的電池移動機構的圖。圖14是用于從側面說明圖13所示的電池卡合部朝遠離巴士的方向移動時的狀態的圖。圖15是圖13的J部的放大圖。圖16是圖13的K部的放大圖。圖17是圖13的L部的放大圖。圖18是用于從上表面說明圖6所示的電池移動機構的圖。圖19(A)是圖18的M部的放大圖，圖19⑶是圖18的N部的放大圖。圖20是用于從上表面說明圖6所示的升降機構的圖。圖21是用于說明圖6所示的第一連接機構的結構的圖，圖21(A)是用于從正面說明第一連接機構的圖，圖21 (B)是用于從圖21 (A)的P — P方向說明第一連接機構的圖。圖22是用于說明圖6所示的第二連接機構的結構的圖，圖22(A)是用于從正面說明第二連接機構的圖，圖22(B)是用于從圖22(A)的Q — Q方向說明第二連接機構的圖。圖23是用于從正面說明使圖6所示的保持構件傾斜時的狀態的圖。圖24是用于從正面說明圖2所示的轉動機構及水平移動機構的圖。圖25是用于從上表面說明圖2所示的轉動機構及水平移動機構的圖。圖26是用于從圖25的R — R方向說明轉動機構及水平移動機構的圖。圖27(A)是圖25的U部的放大圖，圖27⑶是圖25的V部的放大圖。圖28是用于說明圖10所示的檢測機構對電池的概略位置的檢測方法的圖。圖29是用于說明圖10所示的檢測機構對電池的位置的檢測方法的圖。圖30是用于說明本發明另一實施方式的檢測機構的安裝方法的圖。圖31是用于說明用圖30所示的安裝方法安裝有檢測機構的情況下的效果的圖。圖32(A)是用于從正面說明本發明另一實施方式的檢測用標記的圖，圖32(B)是圖32 (A)的W — W截面的剖視圖。
具體實施例方式以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。(電池更換系統的概略結構)圖1是使用本發明實施方式的電池更換機器人5的電池更換系統I的立體圖。圖2是從另一角度表示圖1的E部的立體圖。在以下說明中，將相互正交的三個方向分別設為X方向、Y方向及Z方向。在本實施方式中，Z方向與上下方向(鉛垂方向)一致。另外，在以下說明中，將X方向設為前后方向，將Y方向設為左右方向。本實施方式的電池更換機器人5 (以下稱為“機器人5”)是用于對裝設于車輛2的電池3進行更換的機器人，其被使用在電池更換系統I中。本實施方式的車輛2是電動巴士。因此，以下將車輛2稱為“巴士 2”。在巴士 2中安裝有收容多個電池3的電池收容部4。電池收容部4被配置成當將安裝于巴士 2的一個側面2a的蓋構件(未圖示)拆下時在側面2a露出。另外，電池收容部4配置于巴士 2的座位的下側。S卩，電池3裝設于巴士2的較低的位置。當更換電池3時，巴士 2以其行進方向與左右方向大致一致的方式停止。機器人5以能更換收容于電池收容部4的電池3的方式在前后方向上與巴士 2的側面2a相向。該機器人5將收容于電池收容部4的電池3拔出以搬入未圖示的緩沖工位，并將收容于緩沖工位的充電完的電池3從緩沖工位搬出以插入電池收容部4。(電池及電池收容部的結構)圖3是圖2的F部的放大圖。圖4是表示在圖1所示的電池收容部4中收容有電池3的狀態的主視圖。圖5是圖4的G部的放大圖。電池收容部4包括供電池3裝設的電池放置臺6和左右的側壁7，由電池放置臺6和側壁7形成電池3的收容空間。在本實施方式的電池收容部4中形成有多個電池3的收容空間，能收容多個電池3。另外，電池收容部4被配置成朝比巴士 2的側面2a更靠里側的位置凹陷，如圖3所示，在電池放置臺6及側壁7與側面2a間的邊界處形成有臺階2b。在電池放置臺6的前表面形成有用于對電池3的位置間接地進行檢測的檢測用標記8。檢測用標記8分別形成于電池放置臺6的左右方向的兩端側。另外，如圖3所示，檢測用標記8形成為比電池放置臺6的前表面更突出的平板狀，并形成為其寬度在上下方向上變化的大致三角形。另外，在本實施方式中，如圖4所示，檢測用標記8固定于平板狀構件9，平板狀構件9固定于電池放置臺6的前表面，藉此，在電池放置臺6的前表面形成有檢測用標記8。在電池3的前表面上形成有用于從電池收容部4拔出電池3的把手部11。在本實施方式中，在電池3的前表面的左右方向兩端側分別形成有把手部11。在電池3的下表面以朝下方突出的方式形成有突起部12，該突起部12用于進行被機器人5拔出的電池3在與拔出方向正交的方向上的定位(參照圖5)。另外，電池3包括用于將電池3固定于電池收容部4的固定構件13 (參照圖4);以及用于解除電池3相對于電池收容部4的固定狀態的解除構件14 (參照圖3)。固定構件13以從電池3的左右側面分別突出的方式安裝于電池3。另外，固定構件13安裝于電池3的前表面側。該固定構件13以能沿左右方向移動的方式保持于電池3。另外，固定構件13被未圖示的施力構件朝左右方向的外側施力。在本實施方式中，利用該施力構件的作用力使固定構件13的左右的外側端部分與形成于電池收容部4的側壁7的卡合孔卡合，藉此，將電池3固定于電池收容部4。固定構件13起到了在電池收容部4中進行電池3沿前后方向及上下方向的定位的作用。解除構件14配置于把手部11的里側。解除構件14以能沿前后方向移動的方式保持于電池3。另外，解除構件14被未圖示的施力構件朝電池3的前表面側施力。在本實施方式中，當解除構件14被朝里側按壓時，固定構件13朝左右方向的內側移動，將形成于電池收容部4的側壁7的卡合孔與固定構件13的卡合狀態解除，從而能將電池3從電池收容部4中拔出。另外，在電池3的背面安裝有連接器，該連接器可與配置于電池收容部4的里側的連接器連接。另外，在電池3的背面安裝有定位銷，該定位銷用于在電池收容部4中進行電池3在上下左右方向上的定位。(電池更換機器人的概略結構)如圖2所不,機器人5包括電池拔插機構17,該電池拔插機構17進行電池3從巴士 2的拔出及電池3朝巴士 2的插入；升降機構18，該升降機構18使電池拔插機構17升降；轉動機構19，該轉動機構19以上下方向為軸向來使電池拔插機構17及升降機構18轉動；以及水平移動機構20，該水平移動機構20使電池拔插機構17、升降機構18及轉動機構19在左右方向上移動。另外，機器人5包括用于對檢測用標記8進行檢測的檢測機構21 (參照圖10)。電池拔插機構17包括電池裝設機構23，該電池裝設機構23具有在拔出及插入電池3時供電池3裝設的電池裝設部22 ；以及電池移動機構25，該電池移動機構25具有在拔出及插入電池3時與電池3卡合并使電池3在電池裝設部22上移動的電池卡合部24 (參照圖6)。電池裝設部22及電池卡合部24能朝靠近巴士 2的方向及遠離巴士 2的方向移動。另外，電池拔插機構17保持于形成為大致四方筒狀的保持構件26。保持構件26包括構成其下端側的第一保持構件27 ;以及構成其上端側的第二保持構件28。第一保持構件27形成為上側開口的角槽狀，第二保持構件28形成為下側開口的角槽狀。保持構件26通過將第一保持構件27和第二保持構件28在上下方向上組合固定在一起而形成為電池裝設部22及電池卡合部24的移動方向的兩端開口的大致四方筒狀。(電池裝設機構的結構)圖6是從正面表示圖2所示的電池拔插機構17及升降機構18的圖。圖7是從圖6的H — H方向表不電池拔插機構17及升降機構18的圖。圖8是用于從正面說明圖6所示的電池裝設機構23的圖。圖9是用于從側面說明圖6所示的電池裝設機構23的圖。圖10是用于從上表面說明圖6所示的電池裝設機構23的圖。圖11是圖8所示的輥子32的放大剖視圖。除了上述電池裝設部22之外，電池裝設機構23還包括使電池裝設部22朝靠近巴士 2的方向及遠離巴士 2的方向移動的裝設部移動機構30。電池裝設部22形成為在上下方向上扁平的扁平塊狀。在電池裝設部22的上表面上以能旋轉的方式安裝有與電池3的下表面抵接的多個輥子31、32。如圖10所示，多個輥子31在電池裝設部22的移動方向上隔開規定的間隔配置，多個棍子32也與棍子31相同地在電池裝設部22的移動方向上隔開規定的間隔配置。另外，輥子31和輥子32在與電池裝設部22的移動方向正交的方向上以隔著規定間隔的狀態配置。輥子31是平輥。另一方面，如圖11所示，輥子32是外周面形成有朝內周側凹陷的槽部32a的帶槽的輥子。槽部32a能與形成于電池3的下表面的突起部12卡合，當將電池3裝設于電池裝設部22的規定位置時，突起部12與槽部32a卡合。在本實施方式中，通過突起部12與槽部32a卡合，電池3可在與電池裝設部22的移動方向正交的方向上定位于電池裝設部22。在裝設部移動機構30中，作為用于使電池裝設部22移動的結構，包括:電動機33 ;滾珠絲杠等螺釘構件34 ;以及與螺釘構件34螺合的螺母構件35。另外，在裝設部移動機構30中，作為用于對電池裝設部22進行引導的結構，包括:形成為直線狀的導軌36 ;以及與導軌36卡合并能沿導軌36相對移動的導向塊37。電動機33固定于電池裝設部22的后端部的上表面側。螺釘構件34以能旋轉的方式保持于電池裝設部22的下表面側。電動機33與螺釘構件34通過帶輪、傳動帶等相連接。螺母構件35固定于第一保持構件27。另外，導軌36固定于電池裝設部22的下表面偵牝導向塊37固定于第一保持構件27。因此，在本實施方式中，當電動機33旋轉時，電池裝設部22被導軌36及導向塊37引導而相對于第一保持構件27直線狀地移動。(電池移動機構的結構)圖12是用于從正面說明圖6所示的電池移動機構25的圖。圖13是用于從側面說明圖6所示的電池移動機構25的圖。圖14是用于從側面說明圖13所示的電池卡合部24朝遠離巴士 2的方向移動時的狀態的圖。圖15是圖13的J部的放大圖。圖16是圖13的K部的放大圖。圖17是圖13的L部的放大圖。圖18是用于從上表面說明圖6所示的電池移動機構25的圖。圖19(A)是圖18的M部的放大圖，圖19⑶是圖18的N部的放大圖。除了上述電池卡合部24之外，電池移動機構25還包括:使電池卡合部24朝靠近巴士 2的方向及遠離巴士 2的方向移動的卡合部移動機構39 ；以及將電池卡合部24保持成能移動并以能移動的方式保持于第二保持構件28的移動保持構件40。電池卡合部24包括:與電池3的把手部11卡合的卡合爪部41 ;使卡合爪部41上下移動的氣缸42 ;以及供氣缸42安裝的基部43。卡合爪部41固定于氣缸42的可動側，氣缸42的固定側固定于基部43的前端面。卡合爪部41包括固定于氣缸42的固定部41a ;以及與把手部11卡合的爪部41b。爪部41b從上側進入把手部11的前端部分與電池3的前表面之間而與把手部11卡合。當爪部41b與把手部11卡合時，爪部41b按壓解除構件14，以解除形成于電池收容部4的側壁7的卡合孔與固定構件13的卡合狀態。因此，當爪部41b與把手部11卡合時，能利用電池拔插機構17拔出或插入電池3。移動保持構件40形成為在電池卡合部24的移動方向上細長的長條狀。另外，移動保持構件40從電池卡合部24的移動方向觀察時的形狀呈大致H形狀。在卡合部移動機構39中，作為用于使電池卡合部24及移動保持構件40移動的結構，包括電動機44 ;滾珠絲杠等螺釘構件45 ;與螺釘構件45螺合的螺母構件46 ;帶輪47、48 ;以及架設于帶輪47、48的傳動帶49。另外，在卡合部移動機構39中，作為用于對電池卡合部24及移動保持構件40進行引導的結構，包括形成為直線狀的導軌50 ;與導軌50卡合并能沿導軌50相對移動的導向塊51，并且，作為用于對電池卡合部24進行引導的結構，包括形成為直線狀的導軌52 ;以及與導軌52卡合并能沿導軌52相對移動的導向塊53。電動機44固定于第二保持構件28的后端部的上表面。螺釘構件45以能旋轉的方式保持于第二保持構件28的上表面部。電動機44與螺釘構件45通過帶輪、傳動帶等相連接。螺母構件46固定于移動保持構件40的后端部。帶輪47以能旋轉的方式保持于移動保持構件40的后端部,帶輪48以能旋轉的方式保持于移動保持構件40的前端部。傳動帶49通過傳動帶固定構件54而固定于電池卡合部24的基部43，并通過傳動帶固定構件55而固定于第二保持構件28的上表面部。具體而言，傳動帶49通過傳動帶固定構件54、55而固定于基部43及第二保持構件28，以使得當移動保持構件40從第二保持構件28突出而如圖16所示傳動帶固定構件55配置于帶輪47的附近時，如圖15所示，傳動帶固定構件54配置于帶輪48的附近，并且，當移動保持構件40收納于第二保持構件28中而如圖14所示傳動帶固定構件55配置于帶輪48的附近時，傳動帶固定構件54配置于帶輪47的附近。導軌50固定于第二保持構件28的上表面部，導向塊51固定于移動保持構件40的上表面。導軌52固定于移動保持構件40的下表面,導向塊53固定于電池卡合部24的基部43的上端側。在本實施方式中，當電動機44旋轉時，利用螺釘構件45和螺母構件46，使移動保持構件40與電池卡合部24 —起被導軌50及導向塊51引導而相對于第二保持構件28直線狀地移動。另外，當電動機44旋轉時，利用帶輪47、48和傳動帶49，使電池卡合部24被導軌52及導向塊53引導而相對于移動保持構件40直線狀地相對移動。(電池拔插機構的概略動作)當從巴士 2進行電池3的拔出時，首先，電池裝設部22朝靠近巴士 2的方向移動并從保持構件26朝前側突出。然后，電池卡合部24朝靠近巴士 2的方向移動并從保持構件26朝前側突出。然后，卡合爪部41下降而與電池3的把手部11卡合。然后，電池卡合部24朝遠離巴士 2的方向移動。當電池卡合部24移動規定量而將電池3裝設于電池裝設部22時，然后，電池裝設部22與電池卡合部24同步地朝遠離巴士 2的方向移動。然后，當卡合爪部41上升而從把手部11脫離時，電池3從巴士 2的拔出完成。另外，當進行電池3朝巴士 2的插入時，首先，電池裝設部22與電池卡合部24同步地朝靠近巴士 2的方向移動。然后，電池卡合部24朝靠近巴士 2的方向移動，以進行電池3朝巴士 2的插入。隨后，卡合爪部41上升，電池裝設部22及電池卡合部24朝遠離巴士 2的方向移動，以完成電池3朝巴士 2的插入。本實施方式的電池裝設部22及電池卡合部24是為了進行電池3的拔出及插入而在拔出及插入電池3時朝靠近巴士 2的方向移動的可動部。當將電池3從巴士 2中拔出時，如后所述，利用檢測機構21檢測出電池3的位置等。另外，如圖8、圖10所示，在第一保持構件27上固定有用于對從巴士 2拔出的電池3進行定位固定的定位構件56。如圖10所示，在定位構件56上形成有與固定構件13卡合的卡合凹部56a。另外，如圖12、圖18所示，在基部43的前端面的中心固定有射頻讀卡器57，該射頻讀卡器57用于與形成于電池3的前表面的IC芯片交換數據。(升降機構、第一連接機構及第二連接機構的結構)圖20是用于從上表面說明圖6所示的升降機構18的圖。圖21是用于說明圖6所示的第一連接機構61的結構的圖，圖21 (A)是用于從正面說明第一連接機構61的圖，圖21(B)是用于從圖21(A)的P — P方向說明第一連接機構61的圖。圖22是用于說明圖6所示的第二連接機構62的結構的圖，圖22 (A)是用于從正面說明第二連接機構62的圖，圖22(B)是用于從圖22(A)的Q — Q方向說明第二連接機構62的圖。圖23是用于從正面說明使圖6所示的保持構件26傾斜時的狀態的圖。升降機構18包括分別配置于與電池裝設部22及電池卡合部24的移動方向和上下方向正交的方向(以下將該方向稱為“第一方向”)的兩端側的第一升降機構59及第二升降機構60。第一升降機構59利用第一連接機構61與第一保持構件27的第一方向的一端側連接。第二升降機構60利用第二連接機構62與第一保持構件27的第一方向的另一端側連接。為了使保持構件26相對于從電池裝設部22及電池卡合部24的移動方向觀察時的第一方向傾斜，能個別地驅動第一升降機構59及第二升降機構60。另外，保持構件26以能相對于從電池裝設部22及電池卡合部24的移動方向觀察時的第一方向傾斜的方式與第一升降機構59及第二升降機構60連接。第一升降機構59及第二升降機構60包括與電池拔插機構17及保持構件26 —起在上下方向上移動的升降構件63 ;將升降構件63保持成能升降的柱狀構件64 ；以及使升降構件63升降的升降驅動機構65。柱狀構件64形成為在上下方向上細長的柱狀。如圖6所示，構成第一升降機構59的柱狀構件64的上端與構成第二升降機構60的柱狀構件64的上端被連接構件66連接，由兩個柱狀構件64和連接構件66構成門型的框架。在升降驅動機構65中，作為用于使升降構件63移動的結構，包括電動機67 ;滾珠絲杠等螺釘構件68 ；以及與螺釘構件68螺合的螺母構件69。另外，在升降驅動機構65中，作為用于對升降構件63進行引導的結構，包括形成為直線狀的導軌70 ;以及與導軌70卡合并能沿導軌70相對移動的導向塊71。電動機67固定于柱狀構件64的上端側。螺釘構件68以能旋轉的方式保持于柱狀構件64。電動機67與螺釘構件68通過聯接器72 (參照圖7)相連接。螺母構件69固定于升降構件63。導軌70固定于柱狀構件64的側面，導向塊71固定于升降構件63。因此，在本實施方式中，當電動機67旋轉時，升降構件63被導軌70及導向塊71引導而相對于柱狀構件64上下移動。如圖21所示，第一連接機構61包括:固定于第一保持構件27的第一方向的一端側的大致筒狀的筒狀構件73 ;插通于筒狀構件73的內周側的軸構件74 ;以及固定于構成第一升降機構59的升降構件63并保持軸構件74的兩端側的軸保持構件75。軸構件74以電池裝設部22及電池卡合部24的移動方向為軸向保持于軸保持構件75。筒狀構件73的內周面為圓筒面，軸構件74形成為細長的圓柱狀。在筒狀構件73的內周面與軸構件74的外周面之間配置有圓錐滾子軸承76。筒狀構件73能相對于軸構件74相對轉動，從而能進行保持構件26相對于第一升降機構59的升降構件63的以軸構件74為中心的相對轉動。如圖22所示，第二連接機構62包括:固定于第一保持構件27的第一方向的另一端側的軸保持構件77 ;其兩端側保持于軸保持構件77的軸構件78 ;固定于構成第二升降機構60的升降構件63的軸保持構件79 ;其兩端側保持于軸保持構件79的軸構件80 ；以及形成有供軸構件78及軸構件80分別插通的兩個插通孔81a的連桿構件81。軸構件78以電池裝設部22及電池卡合部24的移動方向為軸向保持于軸保持構件77，軸構件80以電池裝設部22及電池卡合部24的移動方向為軸向保持于軸保持構件79。另外，軸構件78、80被配置成從上次起依次重疊。插通孔81a的內周面為圓筒面,軸構件78、80形成為細長的圓柱狀。在插通孔81a的內周面與軸構件78、80的外周面之間配置有圓錐滾子軸承82。連桿構件81能相對于軸構件78、80分別相對轉動，從而連桿構件81能相對于第二升降機構60的升降構件63以軸構件80為中心相對轉動且連桿構件81能相對于保持構件26以軸構件78為中心相對轉動。因此，能進行保持構件26相對于第二升降機構60的升降構件63的相對轉動和朝第一方向的相對移動。在本實施方式中，當電動機67旋轉以使第一升降機構59的升降構件63的移動量與第二升降機構60的升降構件63的移動量相等時，保持構件26在保持與水平方向平行的狀態下升降。另一方面，當第一升降機構59的電動機67和第二升降機構60的電動機67中只有一個電動機旋轉時，或者當電動機67旋轉以使第一升降機構59的升降構件63的移動量與第二升降機構60的升降構件63的移動量不同時，例如圖23所示，保持構件26相對于水平方向傾斜。(轉動機構及水平移動機構的結構)圖24是用于從正面說明圖2所示的轉動機構19及水平移動機構20的圖。圖25是用于從上表面說明圖2所示的轉動機構19及水平移動機構20的圖。圖26是用于從圖25的R — R方向說明轉動機構19及水平移動機構20的圖。圖27 (A)是圖25的U部的放大圖，圖27⑶是圖25的V部的放大圖。轉動機構19包括:供電池拔插機構17及升降機構18裝設并能轉動的轉動構件85 ;以及使轉動構件85轉動的轉動驅動機構86。水平移動機構20包括:供電池拔插機構17、升降機構18及轉動機構19裝設并能在左右方向上移動的滑動構件87 ；以及使滑動構件87移動的水平驅動機構88。轉動構件85形成為大致圓板狀。滑動構件87形成為以左右方向為長邊方向的大致長方形的板狀。滑動構件87的左右方向的寬度比轉動構件85的直徑大，滑動構件87的前后方向的寬度比轉動構件85的直徑小。轉動構件85配置于滑動構件87的上側。該轉動構件85能以其曲率中心為中心進行轉動。即，轉動構件85以能轉動的方式安裝于滑動構件87的上表面側。在轉動構件85的上表面固定有兩根柱狀構件64的下端。具體而言,在轉動構件85的上表面上,在與電池裝設部22及電池卡合部24的移動方向正交的第一方向的兩端側分別固定有柱狀構件64的下端。在轉動驅動機構86中，作為用于使轉動構件85轉動的結構，包括作為驅動源的電動機90、帶輪91、92及傳動帶93。另外，在轉動驅動機構86中，作為用于對轉動構件85朝轉動方向引導的結構，包括導軌94 ;以及從上側與導軌94卡合并能沿著導軌94相對移動的多個導向塊95。本實施方式的導軌94是轉動導軌,導向塊95是轉動導向塊。電動機90及帶輪91、92配置于轉動構件85的徑向外側。具體而言，電動機90及帶輪91、92配置于轉動構件85在左右方向上的徑向外側。電動機90以其輸出軸朝向下方的方式固定于滑動構件87的上表面側。在電動機90的輸出軸上安裝有減速機，在該減速機上固定有帶輪91。即，在電動機90的輸出軸上通過減速機固定有帶輪91。帶輪91是在外周面形成有齒部的齒形帶輪。在帶輪91的前側及后側分別配置有帶輪92。帶輪92配置于滑動構件87的上表面側，并以能旋轉的方式支承于滑動構件87。傳動帶93是在一個面形成有齒部的齒形傳動帶。傳動帶93架設于帶輪91、92和轉動構件85的外周面。在本實施方式中，以傳動帶93的形成有齒部的一個面與帶輪91的外周面抵接、傳動帶93的未形成有齒部的平坦的另一個面與帶輪92及轉動構件85的外周面抵接的方式，在帶輪91、92和轉動構件85的外周面架設有傳動帶93。帶輪92是用于對傳動帶93施加張力的張緊輪。本實施方式的轉動構件85的轉動范圍為大致180°。因此，在傳動帶93上存在與轉動構件85的外周面始終抵接的部分。在本實施方式中，傳動帶93的與轉動構件85的外周面始終抵接的部分的局部固定于轉動構件85的外周面。另外，在本實施方式中，當機器人5相對于進行電池3從巴士 2拔出或插入巴士 2的位置轉動180°時，能將電池3搬入緩沖工位或從緩沖工位搬出。導軌94形成為圓環狀，并固定于滑動構件87的上表面。S卩，導軌94配置于轉動構件85的下表面側。導軌94以從上下方向觀察時形成為圓環狀的導軌94的曲率中心與轉動構件85的曲率中心大致一致的方式固定于滑動構件87的上表面。導向塊95固定于轉動構件85的下表面側。多個導向塊95被配置成以轉動構件85的曲率中心為中心的圓環狀。另外,多個導向塊95以轉動構件85的曲率中心為中心并以等角度間距配置。在本實施方式中，七個導向塊95以轉動構件85的曲率中心為中心并以等角度間距配置。在以下說明中，在個別表示七個導向塊95的情況下，將七個導向塊95分別標記為導向塊95A 95G。如圖25所示，導向塊95A 95G在圓周方向上依次配置。在本實施方式中，當電動機90旋轉時，轉動構件85被導軌94及導向塊95引導而相對于滑動構件87轉動。另外，當電動機90旋轉時，轉動構件85以其曲率中心為中心進行轉動。在水平驅動機構88中，作為用于使滑動構件87移動的結構，包括電動機97、帶輪98,99及傳動帶100。另外，在水平驅動機構88中，作為用于對滑動構件87朝左右方向引導的結構，包括:形成為直線狀的兩根導軌101;以及從上側與導軌101卡合并能沿著導軌101相對移動的多個導向塊102。本實施方式的導軌101是直動導軌，導向塊102是直動導向塊。兩根導軌101被配置在沿前后方向隔開規定間隔的狀態下。另外，導軌101固定于在左右方向上隔開規定的間距配置的多個支承構件103 (參照圖1)的上表面。支承構件103配置于滑動構件87的下側。如圖25所示，兩根導軌101被配置成與導軌94交叉。另夕卜，以兩根導軌101中的一根導軌101與轉動構件85的曲率中心之間的前后方向距離等于另一根導軌101與轉動構件85的曲率中心之間的前后方向距離的方式配置有兩根導軌101。導向塊102固定于滑動構件87的下表面。具體而言，在滑動構件87的下表面以沿前后方向隔開規定間隔的狀態固定有兩個固定構件104，在上述固定構件104各自的下表面固定有多個導向塊102。固定構件104形成為在左右方向上細長的塊狀。固定構件104在左右方向上以固定構件104的中心與轉動構件85的曲率中心配置于大致相同的位置的方式固定于滑動構件87。另外，以兩個固定構件104中的一個固定構件104與轉動構件85的曲率中心之間的前后方向距離等于另一個固定構件104與轉動構件85的曲率中心之間的前后方向距離的方式配置有兩個固定構件104。多個導向塊102在左右方向上以恒定的間距固定于固定構件104的下表面。在本實施方式中，在兩個固定構件104上分別固定有四個導向塊102。在以下說明中，在個別表示八個導向塊102的情況下，將八個導向塊102分別標記為導向塊102A 102H。如圖25所示，導向塊102A 102D固定于一個固定構件104并依次配置在左右方向上，導向塊102E 102H固定于另一個固定構件104并依次配置在左右方向上。另外，導向塊102A、102E和導向塊102DU02H被配置成相對于固定構件104在左右方向上的中心線對稱，導向塊102B、102F和導向塊102CU02G被配置成相對于固定構件104在左右方向上的中心線對稱。電動機97及帶輪98、99配置于轉動構件85的徑向外側。具體而言，電動機97及帶輪98、99配置于轉動構件85在左右方向上的徑向外側，且配置于隔著轉動構件85位于與電動機90及帶輪91、92相反一側的位置。電動機97以其輸出軸朝向前后方向的方式固定于滑動構件87的上表面側。在電動機97的輸出軸上安裝有減速機，在該減速機上固定有帶輪98。帶輪98是在外周面形成有齒部的齒形帶輪。在帶輪98的左下側及右下側分別配置有帶輪99。帶輪99以能旋轉的方式支承于滑動構件87。傳動帶100是在一個面形成有齒部的齒形傳動帶。傳動帶100的一端固定于多個支承構件103中的配置于左端的支承構件103，傳動帶100的另一端固定于多個支承構件103中的配置于右端的支承構件103。另外，傳動帶100架設于帶輪98、99。傳動帶100的形成有齒部的一個面的局部與帶輪98的外周面卡合，在帶輪99的左右方向上的外側，傳動帶100的一個面朝向下側,傳動帶100的另一個面朝向上側。帶輪99是用于對傳動帶100施加張力的張緊輪。在本實施方式中，當電動機97旋轉時，滑動構件87被導軌101及導向塊102引導而朝左右方向直線狀地移動。在滑動構件87的左右方向的兩端安裝有刷106，該刷106用于將積存于在帶輪99的左右方向上的外側朝向上側的傳動帶100的另一個面(未形成有齒部的面)上的垃圾、砂子等異物去除。具體而言，在滑動構件87的左右方向的一端通過刷保持構件107安裝有刷106，在滑動構件87的左右方向的另一端通過刷保持構件108安裝有刷106。刷106以其毛端與傳動帶100的另一個面接觸的方式保持于刷保持構件107、108，當滑動構件87朝左右方向移動時，在傳動帶100的另一個面上的垃圾等異物被刷106掃落而去除。本實施方式的刷106是扁平型的刷，如圖27所示，以其厚度方向相對于左右方向稍許傾斜的方式保持于刷保持構件107、108。因此，當滑動構件87朝左右方向移動時被刷106掃落的異物伴隨著滑動構件87的移動而從傳動帶100的另一個面朝前后方向的一側落下。如圖25所示，導向塊95A配置于第一升降機構59的下側，導向塊95E配置于第二升降機構60的下側。即，導向塊95a在構成第一升降機構59的柱狀構件64的下側固定于轉動構件85的下表面側，導向塊95E在構成第二升降機構60的柱狀構件64的下側固定于轉動構件85的下表面側。另外，在本實施方式中，當將電池3從巴士 2拔出或插入巴士 2時，如圖25所示，配置有導向塊95。S卩，當將電池3從巴士 2拔出或插入巴士 2時，導向塊95B配置于導向塊102A的上側的附近，導向塊95C配置于導向塊102B及導向塊102C的上側的附近，導向塊95D配置于導向塊102D的上側的附近。具體而言，導向塊95B配置于導向塊102A的上側且配置于前后左右方向的內側，導向塊％D配置于導向塊102D的上側且配置于前后左右方向的內側。另外，導向塊95C配置于導向塊102B及導向塊102C的上側且配置于前后方向的外側，并且被配置成導向塊95C與導向塊102B之間的距離等于導向塊95C與導向塊102C之間的距離。另外，當將電池3從巴士 2拔出或插入巴士 2時，導向塊95F配置于導向塊102G的上側的附近，導向塊95G配置于導向塊102F的上側的附近。具體而言，導向塊95F配置于導向塊102G的上側且配置于前后左右方向的外側，并被配置成導向塊95F的局部與導向塊102G的局部在上下方向上重疊。另外，導向塊95G配置于導向塊102F的上側且配置于前后左右方向的外側，并被配置成導向塊95G的局部與導向塊102F的局部在上下方向上重疊。另外，當將電池3從巴士 2拔出或插入巴士 2時，左右方向上，導向塊95B配置于導向塊102A與導向塊102B之間，導向塊95C配置于導向塊102B與導向塊102C之間，導向塊95D配置于導向塊102C與導向塊102D之間，導向塊95F配置于導向塊102G與導向塊102H之間，導向塊95G配置于導向塊102E與導向塊102F之間。另外，當將電池3從巴士 2拔出或插入巴士 2時，在前后方向上，導向塊102A 102D配置于導向塊95B、％D與導向塊95C之間，導向塊102E 102H配置于導向塊95F、95G與導向塊95A、95E之間。即，當將電池3從巴士 2拔出或插入巴士 2時,在前后方向上,一個導軌101配置于導向塊95B、95D與導向塊95C之間，另一個導軌101配置于導向塊95F、95G與導向塊95A、95E之間。另外，當將電池3從巴士 2拔出或插入巴士 2時，以在從上下方向觀察時與前后方向平行且使導向塊95C的中心配置在穿過轉動構件85的曲率中心的線上的方式配置有導向塊95C。另外，當將電池3從巴士 2拔出或插入巴士 2時，在前后方向上，更換電池3的巴士 2停止在配置導向塊95C的一側。本實施方式的導向塊95A、95E是在拔出或插入電池3時配置于柱狀構件64的下側的第一轉動導向塊。另外，導向塊95B ％D、95G、95F是在拔出或插入電池3時配置于直動導向塊即導向塊102A 102D、102F、102G的上側的附近的第二轉動導向塊。電池更換系統I包括用于對操作者是否進入裝設于滑動構件87的電池拔插機構
17、升降機構18及轉動機構19的左右方向的可動范圍內進行檢測，以使電動機97緊急停止等的檢測機構(未圖示)。該檢測機構是具有被配置成彼此相對的發光部和受光部的光學式傳感器。在本實施方式中，在滑動構件87的左端側安裝有發光部和受光部中的一個構件，在多個支承構件103中的配置于左端的支承構件103的上側配置有發光部和受光部中的另一個構件，當從該發光部射向受光部的光被遮斷時，在滑動構件87的左側檢測出操作者進入了電池拔插機構17、升降機構18及轉動機構19的左右方向的可動范圍內。另外，在滑動構件87的右端側安裝有發光部和受光部中的一個構件，在多個支承構件103中的配置于右端的支承構件103的上側配置有發光部和受光部中的另一個構件，當從該發光部射向受光部的光被遮斷時，在滑動構件87的右側檢測出操作者進入了電池拔插機構17、升降機構18及轉動機構19的左右方向的可動范圍內。另外，發光部包括沿前后方向排列的多個發光元件，受光部包括沿前后方向排列的多個受光元件，以能在滑動構件87的前后方向的全部區域中檢測操作者是否進入了電池拔插機構17、升降機構18及轉動機構19的左右方向的可動范圍內。此外，對操作者是否進入電池拔插機構17、升降機構18及轉動機構19的左右方向的可動范圍內進行檢測的檢測機構也可以是攝像頭。(檢測機構的結構及電池的位置檢測動作)圖28是用于說明圖10所示的檢測機構21對電池3的概略位置的檢測方法的圖。圖29是用于說明圖10所示的檢測機構21對電池3的位置的檢測方法的圖。檢測機構21是包括發光部和受光部的激光傳感器，其中，上述發光部照射出激光，上述受光部接收從該發光部照射出并在巴士 2的側面2a、電池放置臺6的前表面等被反射的激光。如圖10所示，該檢測機構21安裝于電池裝設部22的前端側的上表面。另外，檢測機構21以發光部和受光部在水平方向上相鄰的方式安裝于電池裝設部22。在本實施方式中，以與形成于電池放置臺6的兩個檢測用標記8相對應的方式在電池裝設部22安裝有兩個檢測機構21。當對從發光部照射出的激光進行反射的反射物處于規定的測定范圍內時，檢測機構21處于導通的狀態，當對激光進行反射的反射物未處于測定范圍內時，檢測機構21處于斷開的狀態。另外，在檢測機構21中，當檢測機構21處于導通的狀態時，能對檢測機構21與反射物之間的距離進行檢測。利用檢測機構21進行的電池3的位置檢測例如如下進行。首先，當更換電池3的巴士 2停止在規定的停止位置時，例如，電池拔插機構17在比電池收容部4更靠巴士 2的行進方向前側的位置待機。另外，此時，如圖28的實線所示，電池裝設部22的前表面與巴士 2的側面2a相向，并且電池裝設部22朝遠離巴士 2的方向后退。另外，此時，例如，電池拔插機構17在檢測用標記8與檢測機構21處于大致相同高度的位置待機。如圖28的虛線所示，電池裝設部22從上述狀態朝巴士 2前進，直至接收到從檢測機構21的發光部照射出并在巴士 2的側面2a反射的激光的檢測機構21處于導通的狀態。然后，電池裝設部22朝電池收容部4沿左右方向移動。電池裝設部22朝電池收容部4移動，如圖28的雙點劃線所示，當一個檢測機構21穿過形成于電池放置臺6與側面2a間的邊界處的臺階2b時，從一個檢測機構21的發光部照射出的激光在電池放置臺6的前表面被反射。在本實施方式中，檢測機構21的檢測范圍被設定成:若來自檢測機構21的發光部的激光在巴士 2的側面2a被反射時檢測機構21處于導通的狀態，則在來自檢測機構21的發光部的激光在電池放置臺6的前表面被反射時檢測機構21處于斷開的狀態。因此，當一個檢測機構21穿過臺階2b時，一個檢測機構21處于斷開的狀態。即，根據一個檢測機構21處于斷開的狀態來檢測出臺階2b。另外，通過檢測出臺階2b來對電池放置臺6的左右方向的端部進行檢測，通過檢測出電池放置臺6的左右方向的端部來對裝設于電池放置臺6的電池3的概略位置進行檢測。另外，當一個檢測機構21斷開時，若電池裝設部22朝電池收容部4沿左右方向移動，則可根據由一個或另一個檢測機構21在任意兩點檢測出的檢測機構21與巴士 2的側面2a之間的距離對從上下方向觀察時巴士 2相對于左右方向的傾斜進行檢測。然后，如圖29(A)所示，根據電池3的概略位置的檢測結果，以兩個檢測用標記8與兩個檢測機構21彼此分別相向的方式使電池裝設部22朝左右方向進一步移動。此時，根據如上所述檢測出的巴士 2的傾斜的檢測結果，對從上下方向觀察時電池拔插機構17相對于左右方向的傾斜進行調節以使電池裝設部22的前表面與電池放置臺6的前表面大致平行相向。具體而言，通過使轉動構件85轉動來調節電池拔插機構17的傾斜。然后，電池裝設部22朝電池放置臺6前進，直至接收到從檢測機構21的發光部照射出并被檢測用標記8反射的激光的檢測機構21處于導通的狀態。然后，如圖29 (B)、圖29(C)所示，電池裝設部22在左右方向上移動，以使來自檢測機構21的發光部的激光在左右方向上橫切檢測用標記8。更具體而言，電池裝設部22在左右方向上移動，以使來自兩個檢測機構21的各個發光部的激光在左右方向上分別橫切兩個檢測用標記8。在本實施方式中，檢測機構21的檢測范圍被設定成:若來自檢測機構21的發光部的激光被檢測用標記8反射時檢測機構21處于導通的狀態，則在來自檢測機構21的發光部的激光在電池放置臺6的前表面被反射時檢測機構21處于斷開的狀態。因此，通過以來自檢測機構21的發光部的激光在左右方向上橫切檢測用標記8的方式使電池裝設部22在左右方向上移動，并用檢測機構21檢測檢測用標記8，能檢測出檢測用標記8的被檢測的部分(即反射激光的部分，以下稱為“被檢測部分”)的寬度。另外，本實施方式的檢測用標記8形成為其寬度在上下方向上變化的大致三角形。因此，能通過對檢測用標記8的被檢測部分的寬度進行檢測來檢測出檢測用標記8的高度，并能通過對檢測用標記8的高度進行檢測來檢測出形成有檢測用標記8的電池放置臺6的高度。在本實施方式中，通過對電池放置臺6的高度進行檢測來檢測出定位并裝設于電池放置臺6的電池3的高度。此外，通過以來自檢測機構21的發光部的激光在左右方向上橫切檢測用標記8的方式使電池裝設部22移動，并用檢測機構21對檢測用標記8進行檢測，能檢測出檢測用標記8的被檢測部分的左右方向的中心位置。在本實施方式中，例如根據該中心位置來對電池放置臺6在左右方向上的位置進行檢測，通過對電池放置臺6在左右方向上的位置進行檢測，可檢測出定位并裝設于電池放置臺6的電池3在左右方向上的位置。
另外，能利用檢測機構21對檢測用標記8的被檢測部分的左右方向的中心位置與檢測機構21之間的距離進行檢測，在本實施方式中，例如，根據該中心位置與檢測機構21之間的距離來對電池放置臺6在前后方向上的位置進行檢測，通過對電池放置臺6在前后方向上的位置進行檢測，可檢測出定位并裝設于電池放置臺6的電池3在前后方向上的位置。另外，根據由兩個檢測機構21中的一個檢測機構21檢測出的電池放置臺6的高度和由另一個檢測機構21檢測出的電池放置臺6的高度來對從前后方向觀察時電池放置臺6相對于左右方向的傾斜進行檢測。另外，通過對從前后方向觀察時電池放置臺6相對于左右方向的傾斜進行檢測，可檢測出從前后方向觀察時電池3相對于左右方向的傾斜。另外，根據由兩個檢測機構21中的一個檢測機構21檢測出的檢測機構21與檢測用標記8之間的距離和由另一個檢測機構21檢測出的檢測機構21與檢測用標記8之間的距離來對從上下方向觀察時電池放置臺6相對于左右方向的傾斜進行檢測。另外，通過對從上下方向觀察時電池放置臺6相對于左右方向的傾斜進行檢測，可檢測出從上下方向觀察時電池3相對于左右方向的傾斜。當對電池3在前后左右方向上的位置、電池3的高度、從前后方向觀察時電池3相對于左右方向的傾斜以及從上下方向觀察時電池3相對于左右方向的傾斜進行檢測時，對電池拔插機構17的左右方向的位置、高度及傾斜進行調節，以使電池3的下表面的突起部12與電池裝設部22的輥子32的槽部32a在左右方向上大致一致，使電池3的下表面與輥子31、32的上表面大致一致，并使從前后方向觀察時電池3相對于左右方向的傾斜與電池拔插機構17的傾斜大致一致，且使從上下方向觀察時電池3相對于左右方向的傾斜與電池拔插機構17的傾斜大致一致。具體而言，利用水平移動機構20對電池拔插機構17的左右方向的位置進行調節，利用升降機構18對電池拔插機構17的高度進行調節，并利用轉動機構19對從上下方向觀察時電池拔插機構17相對于左右方向的傾斜進行調節。此外，通過驅動第一升降機構29或第二升降機構60，或者通過改變第一升降機構59的驅動量和第二升降機構60的驅動量，來調節從前后方向觀察時電池拔插機構17相對于左右方向的傾斜。在對電池拔插機構17的左右方向的位置、高度及傾斜進行調節后，電池裝設部22及電池卡合部24在前后方向上移動，將電池3從巴士 2中拔出。當電池裝設部22及電池卡合部24在前后方向上移動時，以使電池3在電池放置臺6與電池裝設部22之間順利地轉移、且使卡合爪部41與把手部11恰當地卡合的方式，根據電池3的前后方向的位置的檢測結果對電池裝設部22及電池卡合部24在前后方向上的移動量進行設定。在將電池3從巴士 2中拔出后，機器人5轉動180°以將電池3搬入緩沖工位。另外，機器人5從緩沖工位搬出充電完的電池3，在轉動180°之后朝巴士 2插入電池3。另外，從上下方向觀察時電池放置臺6相對于左右方向的傾斜(即巴士 2的傾斜)因巴士 2的停止精度而變動。另外，從前后方向觀察時電池放置臺6相對于左右方向的傾斜(即巴士2的傾斜)因巴士2停止的地面的狀態而變動。另外，在巴士2中裝設有多個電池3，并且一個電池3的重量為幾百公斤，因此，根據電池3的裝設位置的不同，若在更換電池3時從巴士 2中依次拔出電池3，則從前后方向觀察時巴士 2相對于左右方向的傾斜會變動。
(本實施方式的主要效果)如上所述，在本實施方式中，導向塊95A、95E在柱狀構件64的下側固定于轉動構件85的下表面側。因此，當拔出或插入電池3時，在電池裝設部22上裝設電池3并對柱狀構件64施加較大的負載，但在本實施方式中，當拔出或插入電池3時，能用固定于轉動構件85的下表面側的導向塊95A、95E及導軌94直接承受施加于柱狀構件64的較大的負載。因此，在本實施方式中，即便使轉動構件85變薄來降低轉動構件85的剛度，也能防止轉動構件85的變形。即，在本實施方式中，能使轉動構件85薄型化。另外,從柱狀構件64傳遞至轉動構件85的負載被分散傳遞至多個導向塊95A 95G，但在本實施方式中，當拔出或插入電池3時，導向塊95B配置于導向塊102A的上側的附近，導向塊95C配置于導向塊102B及導向塊102C的上側的附近，導向塊％D配置于導向塊102D的上側的附近，并且導向塊95F配置于導向塊102G的上側的附近，導向塊95G配置于導向塊102F的上側的附近，因此，能用配置于滑動構件87的下表面側的導向塊102A 102D、102F、102G、固定構件104及導軌101直接承受分散傳遞至配置于滑動構件87的上表面側的導向塊95B 95D、95G、95F的負載。因此，在本實施方式中，即便使滑動構件87變薄來降低滑動構件87的剛度，也能防止滑動構件87的變形。即，在本實施方式中，能使滑動構件87薄型化。這樣，在本實施方式中，能使轉動構件85及滑動構件87薄型化。因此，在本實施方式中，能將配置于轉動構件85及滑動構件87的上側的電池拔插機構17降低至比較低的位置。特別地，在本實施方式中，電動機90及帶輪91、92配置于轉動構件85的徑向外側(即電動機90及帶輪91、92未配置于轉動構件85的下側或上側)，因此，能將電池拔插機構17降低至更低的位置。因此，在本實施方式中，即便在巴士 2的較低的位置上裝設電池3，也能用電池拔插機構17恰當地拔出裝設于巴士 2的電池3或將電池3插入巴士 2。即，在本實施方式中，即便在巴士 2的比較低的位置上裝設電池3，也能恰當地更換裝設于巴士 2的電池3。另外，在本實施方式中，導向塊95A、95E固定于轉動構件85的下表面側并與轉動構件85 —起轉動，因此，即便轉動構件85轉動，導向塊95A、95E也始終配置于柱狀構件64的下側。因此，即便轉動構件85轉動，也能用導向塊95A、95E及導軌94直接承受施加于柱狀構件64的負載。另外，當拔出或插入電池3時，左右方向上，導向塊95B配置于導向塊102A與導向塊102B之間，導向塊95C配置于導向塊102B與導向塊102C之間，導向塊9 配置于導向塊102C與導向塊102D之間，導向塊95F配置于導向塊102G與導向塊102H之間，導向塊95G配置于導向塊102E與導向塊102F之間。因此，當拔出或插入電池3時，能利用導向塊102A 102H、固定構件104及導軌101在左右方向的兩側對滑動構件87的承受傳遞至導向塊95B 95D、95G、95F的負載的作用的部分進行支承。因此，在本實施方式中，能有效地防止滑動構件87的變形。在本實施方式中，當拔出或插入電池3時，在前后方向上，一個導軌101配置于導向塊958、％0與導向塊95C之間，另一個導軌101配置于導向塊95F、95G與導向塊95A、95E之間。因此，能將滑動構件87的承受傳遞至導向塊95的負載的作用的部分配置于導軌101在前后方向上的兩側。因此，在本實施方式中，與滑動構件87的承受傳遞至導向塊95的負載的作用的部分集中于兩根導軌101在前后方向上的內側的情況比較，能防止滑動構件87的變形。在本實施方式中，以傳動帶93的形成有齒部的一個面與帶輪91的外周面抵接、傳動帶93的未形成有齒部的平坦的另一個面與帶輪92及轉動構件85的外周面抵接的方式，在帶輪91、92和轉動構件85的外周面上架設有傳動帶93。因此，無需在轉動構件85的外周面形成齒部。因此，在本實施方式中，能簡化轉動構件85的結構。另外，在本實施方式中，固定于電動機90的輸出軸的齒形帶輪91的齒部與傳動帶93的齒部嚙合，因此，能將電動機90的動力有效地傳遞至傳動帶93。在本實施方式中，傳動帶93的與轉動構件85的外周面始終抵接的部分的局部固定于轉動構件85的外周面。因此，在本實施方式中，即便在轉動構件85的外周面未形成齒部，也能防止傳動帶93在轉動構件85的外周面上滑動，從而能將電動機90的動力可靠地傳遞至轉動構件85。(其它實施方式)上述實施方式是本發明的優選實施方式中的一例，但本發明并不限定于此，能在不改變本發明技術思想的范圍內進行各種變形實施。在上述實施方式中，在構成第一升降機構59的柱狀構件64的下側配置有一個導向塊95A，在構成第二升降機構60的柱狀構件64的下側配置有一個導向塊95E。除此之外，例如也可在構成第一升降機構59的柱狀構件64的下側配置兩個以上的導向塊95，在構成第二升降機構60的柱狀構件64的下側配置兩個以上的導向塊95。在上述實施方式中，導向塊95A、95E配置于柱狀構件64的下側。除此之外，例如，若能用導向塊95A、95E及導軌94直接承受施加于柱狀構件64的負載，則導向塊95A、95E也可配置于柱狀構件64的下側的附近。在上述實施方式中，導向塊95B 95D、95G、95F在拔出或插入電池3時配置于導向塊102A 102D、102F、102G的上側的附近。除此之外，例如也可將導向塊95B 95D、95G、95F配置于導向塊102A 102D、102F、102G的上側，以在拔出或插入電池3時使導向塊95B 95D、95G、95F與導向塊102A 102D、102F、102G在上下方向上重疊。在該情況下，能用導向塊102A 102D、102F、102G、固定構件104及導軌101進一步直接地承受被分散傳遞至導向塊95B 95D、95G、95F的負載。在上述實施方式中，導軌94固定于滑動構件87,導向塊95固定于轉動構件85。除此之外，例如也可將導軌94固定于轉動構件85，將導向塊95固定于滑動構件87。在上述實施方式中，在轉動構件85的外周面上未形成有與傳動帶93的齒部嚙合的齒部，但也可在轉動構件85的外周面形成與傳動帶93的齒部嚙合的齒部。在該情況下，以傳動帶93的形成有齒部的一個面與帶輪91及轉動構件85的外周面抵接的方式架設傳動帶93。另外，在上述實施方式中，傳動帶93是在一個面上形成有齒部的齒形傳動帶，但傳動帶93也可以是未形成有齒部的扁平傳動帶。例如，傳動帶93也可以是鋼帶等。在上述實施方式中，導軌94形成為圓環狀。除此之外，例如，在轉動構件85的轉動角度較狹小的情況下，或者在固定于轉動構件85的下表面側的導向塊95的數量較少的情況下，也可將形成為圓弧狀的多個導軌設置于為引導轉動構件85所需的部位以代替導軌94。
在上述實施方式中，檢測機構21以發光部和受光部在水平方向上相鄰的方式安裝于電池裝設部22。除此之外，例如圖30所示，也可將檢測機構21以發光部和受光部在上下方向(鉛垂方向)上重疊的方式安裝于電池裝設部22。在以發光部與受光部在水平方向上相鄰的方式配置檢測機構21的情況下，例如圖31所示，存在著在電池放置臺6的前表面與檢測用標記8間的邊界處，在電池放置臺6的前表面上反射的激光被檢測用標記8遮斷而無法返回至受光部這樣的問題，但當以發光部與受光部在上下方向上重疊的方式配置檢測機構21時，能防止上述問題的發生。
在上述實施方式中，檢測用標記8形成為從電池放置臺6的前表面突出的平板狀。除此之外,例如,檢測用標記8也可以是從電池放置臺6的前表面凹陷的凹部。例如圖32所示，也可由貫穿電池放置臺6的前壁的大致正三角形的通孔6a和以堵塞通孔6a的方式固定于電池放置臺6的前壁的后表面的反射板110形成檢測用標記8。在該情況下，當制作電池放置臺6時，能通過基于沖壓的沖裁加工在電池放置臺6的前壁形成通孔6a，因此，與將形成為平板狀的檢測用標記8固定于電池放置臺6的前表面的情況比較，能提高檢測用標記8的位置精度。在上述實施方式中，機器人5是用于對裝設于巴士 2的電池3進行更換的機器人，但機器人5也可以是用于對卡車、私家車等巴士 2以外的車輛的電池3進行更換的機器人。(符號說明)2巴士(車輛)3電池5電池更換機器人17電池拔插機構18升降機構19轉動機構20水平移動機構22電池裝設部(可動部)24電池卡合部(可動部)63升降構件64柱狀構件85轉動構件87滑動構件90電動機(驅動源)91帶輪(齒形帶輪)93傳動帶(齒形傳動帶)94導軌(轉動導軌)95導向塊(轉動導向塊)95A、95E導向塊(轉動導向塊、第一轉動導向塊)95B 95D、95G、95F導向塊(轉動導向塊、第二轉動導向塊)101導軌(直動導軌)102導向塊(直動導向塊)
X前后方向Y左右方向Z 上下方向
權利要求
1.一種電池更換機器人，用于對裝設于車輛的電池進行更換，其特征在于， 當將所述車輛與所述電池更換機器人相向的方向設為前后方向，并將與前后方向和上下方向大致正交的方向設為左右方向時， 所述電池更換機器人包括 電池拔插機構，該電池拔插機構進行所述電池從所述車輛的拔出和/或所述電池朝所述車輛的插入； 升降機構，該升降機構使所述電池拔插機構升降； 轉動機構，該轉動機構以上下方向為軸向來使所述電池拔插機構及所述升降機構轉動；以及 水平移動機構，該水平移動機構使所述電池拔插機構、所述升降機構及所述轉動機構在左右方向上移動， 所述升降機構包括 升降構件，該升降構件與所述電池拔插機構一起在上下方向上移動；以及 柱狀構件，該柱狀構件將所述升降構件保持成能升降， 所述轉動機構包括 轉動構件，在該轉動構件的上表面側固定有所述柱狀構件，并且該轉動構件能轉動；轉動導軌，該轉動導軌配置于所述轉動構件的下表面側，并在轉動方向上對所述轉動構件進行引導；以及 多個轉動導向塊，這多個轉動導向塊配置于所述轉動構件的下表面側，多個所述轉動導向塊與所述轉動導軌卡合并能沿所述轉動導軌進行相對移動， 所述水平移動機構包括 滑動構件，在該滑動構件的上表面側以能轉動的方式安裝有所述轉動構件，在所述滑動構件的上表面側配置有所述轉動導軌及所述轉動導向塊，并且所述滑動構件能在左右方向上移動； 直動導軌，該直動導軌配置于所述滑動構件的下表面側，并在左右方向上對所述滑動構件進行引導；以及 多個直動導向塊，這多個直動導向塊配置于所述滑動構件的下表面側，多個所述直動導向塊與所述直動導軌卡合并能沿所述直動導軌進行相對移動， 在所述轉動機構中，作為所述轉動導向塊，包括 至少一個第一轉動導向塊，該第一轉動導向塊在拔出和/或插入所述電池時配置于所述柱狀構件的下側或下側的附近；以及 至少一個第二轉動導向塊，該第二轉動導向塊在拔出和/或插入所述電池時配置于所述直動導向塊的上側或上側的附近。
2.如權利要求I所述的電池更換機器人，其特征在于， 所述第二轉動導向塊在拔出和/或插入所述電池時沿左右方向配置于多個所述直動導向塊之間。
3.如權利要求I或2所述的電池更換機器人，其特征在于， 所述直動導軌在拔出和/或插入所述電池時沿前后方向配置于多個所述轉動導向塊之間。
4.如權利要求1或2所述的電池更換機器人，其特征在于， 所述轉動導向塊固定于所述轉動構件， 所述轉動導軌固定于所述滑動構件。
5.如權利要求1或2所述的電池更換機器人，其特征在于， 所述轉動機構包括使所述轉動構件轉動的驅動源， 所述驅動源配置于所述轉動構件的徑向外側。
6.如權利要求5所述的電池更換機器人，其特征在于， 所述轉動機構包括:作為所述驅動源的電動機；固定于所述電動機的輸出軸的齒形帶輪；以及架設于所述齒形帶輪和所述轉動構件的齒形傳動帶， 所述齒形傳動帶的形成有齒部的一個面與所述齒形帶輪的外周面抵接，所述齒形傳動帶的平坦的另一個面與所述轉動構件的外周面抵接。
7.如權利要求6所述的電池更換機器人，其特征在于， 所述齒形傳動帶的局部固定于所述轉動構件的外周面。
8.如權利要求1或2所述的電池更換機器人，其特征在于， 所述電池拔插機構包括可動部，該可動部能朝靠近所述車輛的方向及遠離所述車輛的方向移動，并為了進行所述電池的拔出和/或插入而在拔出和/或插入所述電池時朝靠近所述車輛的方向移動， 所述升降機構包括分別配置于與所述可動部的移動方向和上下方向正交的第一方向的兩端側的兩根所述柱狀構件， 在兩根所述柱狀構件各自的下側或下側的附近配置有至少一個所述第一轉動導向塊。
全文摘要
一種電池更換機器人，即便在車輛的較低位置裝設有電池，也能恰當地對裝設于車輛的電池進行更換。用于對裝設于車輛的電池進行更換的電池更換機器人包括將進行電池的拔出或插入的電池拔插機構保持成能升降的柱狀構件(64)；供柱狀構件(64)固定的轉動構件(85)；對轉動構件(85)進行引導的導軌(94)；與導軌(94)卡合的導向塊(95)；供轉動構件(85)安裝的滑動構件(87)；對滑動構件(87)進行引導的導軌；以及與該導軌卡合的導向塊(102)。在該電池更換機器人中，一些導向塊(95A、95E)配置于柱狀構件(64)的下側，另一些導向塊(95B～95D、95F、95G)配置于導向塊(102)的上側的附近。
文檔編號B60S5/00GK103153721SQ201280003179
公開日2013年6月12日 申請日期2012年1月31日 優先權日2011年1月31日
發明者矢澤隆之, 中島弘登, 柴真砂 申請人:日本電產三協株式會社