CN100366458C - 蓄电池交换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是，提供一个可以迅速地对消耗完蓄电池的自行式走行装置的蓄电池进行交换且可以显著缩短移动空闲时间，同时提高自行式走行装置开动率的蓄电池交换装置。一种对搭载在自行式走行装置(X)上的蓄电池(Y)进行交换的蓄电池交换装置(1)，其中构成具有，在装置本体(2)和自行式走行装置(X)的蓄电池装载设置部的蓄电池取出口(Z)之间进行前后运动的蓄电池出入部(5)、配设在蓄电池出入部(5)的前端部上的蓄电池抓获器部(5a)、配设在蓄电池出入部(5)的前部侧上且在与蓄电池出入部(5)的前后运动方向正交的方向上移动的送进机构部(6a)、可自由移动地配设在蓄电池出入部(5)和送进机构部(6a)上的2个以上的蓄电池收纳部(6)。

Description

蓄电池交换装置
技术领域
本发明有关对自行式走行装置的蓄电池进行交换的蓄电池交换装置。
背景技术
一直以来，为确保工厂及大楼等安全，利用监视用或者警备用等机器人等自行式走行装置进行监视及警备。此外，在工厂内等使用自行式走行装置用于搬运。对工厂及大楼等进行监视和警备以及进行搬运的自行式走行装置，由于自行在工厂及大楼等建筑物内指定的巡回路径走行，在广泛范围内移动，所以一般使用搭载的蓄电池作为电源。
搭载在自行式走行装置上的蓄电池，伴随其容量的降低，需要进行充电或者与具有充分容量的蓄电池进行交换。现在从成本性和生产性方面考虑，一般使用前者方法，作为对搭载在自行式走行装置上的蓄电池进行充电的装置，使用蓄电池充电装置。这种蓄电池充电装置，设置在自行式走行装置的巡回路径的途中，在对搭载在自行式走行装置上的蓄电池进行充电时，蓄电池容量变少的自行式走行装置暂时中止移动，并移动到蓄电池充电装置所设置的场所，在蓄电池充电装置上接续蓄电池的连接器等对蓄电池进行充电，充电结束后则回到巡回路径等重新进行移动。
此外，在日本申请并已经公开的专利文献1中公开了下述的电动车蓄电池交换装置，该电动车蓄电池交换装置具有：用于配置电动车蓄电池的支撑机构；对于该支撑机构和电动车蓄电池交换口之间的相对位置进行调整的调整机构；使该支撑机构和电动车蓄电池交换口之间的蓄电池的通过成为可能的联络机构；通过臂部保持上述蓄电池而进行压出以及取入的进退机构。
专利文献1：JP特开平7-61241A，公开日1995-03-07
然而，上述现有的技术，存在以下的课题。
(1)使用现有的蓄电池充电装置进行的蓄电池的充电，由于希望自行式走行装置正常开动，所以要求充电迅速，可是快速充电时，存在着缩短蓄电池寿命的问题。
(2)使用现有的蓄电池充电装置进行的蓄电池的充电，自行式走行装置由于在蓄电池充电期间被接续在蓄电池充电装置上不能巡回等移动，所以存在自行式走行装置开动率低下的问题。
本发明是为解决上述现有的课题的，目的是提供一个可以迅速地对消耗完蓄电池的自行式走行装置的蓄电池进行交换且可以显著缩短移动空闲时间，同时提高自行式走行装置开动率的蓄电池交换装置。
发明内容
为解决上述课题，本发明的蓄电池交换装置，具有以下的构成。
本发明第1方面所述的蓄电池交换装置，是一种对搭载在自行式走行装置上的蓄电池进行交换的蓄电池交换装置，其中构成中，具有在装置本体和上述自行式走行装置的蓄电池装载设置部的蓄电池取出口之间进行前后运动的蓄电池出入部、配设在上述蓄电池出入部的前端部上的蓄电池抓获器部、配设在上述蓄电池出入部的前方上的2个以上的蓄电池收纳部、配设在上述蓄电池出入部的前部侧上且在与上述蓄电池出入部的前后运动方向正交的方向上使上述蓄电池收纳部进行移动的送进机构部，上述装置本体，具有在上述装置本体的前后方向进行前后移动的拉引部、配设在上述拉引部的两侧部侧上的一对拉引臂。
由于这个构成，因而具有以下的作用。
(1)可以使蓄电池出入部向自行式走行装置的蓄电池取出口前进并用抓获器部保持蓄电池，使蓄电池出入部后退并从自行式走行装置拉出蓄电池，并收纳在蓄电池交换装置的蓄电池收纳部中。进而，可以利用送进机构部把充完电的蓄电池移送到自行式走行装置的蓄电池取出口的正面，使蓄电池出入部前进，利用蓄电池抓获器部推出充完电的蓄电池，装填在自行式走行装置上，迅速地进行蓄电池的交换作业。
(2)由于可以利用蓄电池交换装置，对自行式走行装置的蓄电池进行交换的同时，还具有2个以上的多个蓄电池收纳部，可以收纳2个以上的蓄电池，在蓄电池的收纳部对收纳的蓄电池进行充电，并可以把充电结束的蓄电池供给到自行式走行装置上，所以可以充分取得蓄电池的充电时间而不需要快速对蓄电池进行充电，故可以延长充电的寿命。
(3)可以利用拉引臂捕获消耗完蓄电池的自行式走行装置，并利用拉引部把它拉向装置本体侧。
这里，拉引臂、蓄电池出入部、蓄电池抓获器部、送进机构部，最好它们都是由限位开关及近程传感器等传感器检测动作完成情况，利用顺序移向下一个动作的时序器控制进行控制，这样，可以自动地进行蓄电池交换，不需要人工等操作，故省力性优异。此外，使用的传感器，即可以像限位开关及光敏器件等以双值信号输出的传感器，也可以是逐次对对象的变化进行检测并输出的传感器。
本发明第2方面所述的蓄电池交换装置，在本发明第1方面所述中，其中构成中，上述拉引臂，具有被轴联在上述拉引部两侧端部上并在水平方向回旋的一对基腕部、被轴联在上述基腕部的前端部上并在水平方向回旋的一对支腕部、被配设在上述支腕部的前端部上的一对系止钩。
由于这个构成，再加上第1方面的作用，因而具有以下的作用。
(1)可以通过把基腕部及支腕部从装置本体的外侧向自行式走行装置侧回旋，利用设置在支腕部前端部的系止钩从两侧捕获自行式走行装置，使拉引部后退，从而很容易地把自行式走行装置拉向装置本体侧。
(2)由于具有一对系止钩，所以自行式走行装置不会出现倾斜等情况，可以从自行式走行装置拉出蓄电池，进而把充完电的蓄电池推向自行式走行装置，准确地对装填在自行式走行装置中的蓄电池进行交换作业。
本发明第3方面所述的蓄电池交换装置，在本发明第1方面或者第2方面的所述中，其中构成中，具有在上述装置本体的后部侧前后敷设并且上述蓄电池出入部进行滑动的本体侧出入用轨道、被敷设在各上述蓄电池收纳部的内部底面上并与上述本体侧出入用轨道接续的收纳侧出入用轨道。
由于这个构成，再加上第1方面或者第2方面中的作用，因而具有以下的作用。
(1)可以通过使蓄电池出入部从本体侧出入用轨道向收纳侧出入用轨道前进，用蓄电池抓获器部保持蓄电池，使蓄电池出入部后退到本体侧出入用轨道，从而把保持的蓄电池直接收纳在蓄电池收纳部。
本发明第4方面所述的蓄电池交换装置，在本发明第1方面至第3方面任意一方面的所述中，其中构成中，上述蓄电池出入部，具有使上述蓄电池抓获器部在正转及逆转方向旋转的抓获器用电机，上述蓄电池抓获器部，具有推出上述蓄电池的推出壁部、被形成为钩状并在上述推出壁部相对突出设置的一对拉引爪部。
由于这个构成，再加上第1方面至第3方面中任意一方面的作用，因而具有以下的作用。
(1)蓄电池上设置了T型把手时，可以把蓄电池出入部的前端部的蓄电池抓获器部前进到蓄电池把手的位置上，使抓获器用电机旋转而使拉引爪部的钩状部分钩搭在蓄电池的把手上，通过使蓄电池出入部后退以从自行式走行装置拉出蓄电池。
(2)可以使蓄电池出入部前进并利用推出壁部把充完电的蓄电池推出而装填在自行式走行装置中。
(3)当可以在蓄电池上设置T型把手，通过把手旋转对蓄电池进行锁定及其解除时，可以使蓄电池出入部的前端部的蓄电池抓获器部前进到蓄电池把手的位置，使抓获器用电机旋转而把拉引爪部钩搭在蓄电池的把手上，同时解除蓄电池的锁定。
本发明第5方面所述的蓄电池交换装置，在本发明第1方面至第4方面任意一方面的所述中，其中构成中，具有配设在与上述装置本体的前部的上述自行式走行装置接触的接触部分上并在上述自行式走行装置侧形成圆锥状的定位用基座部、在上述装置本体的左右方向上被敷设在地面并使上述装置本体在左右方向滑动的定位用滑轨。
由于这个构成，再加上第1方面至第4方面中任意一方面的作用，因而具有以下的作用。
(1)由于可以通过一边使自行式走行装置的定位部滑动接触到定位用基座部一边拉入到装置本体侧，装置本体在定位用滑轨上滑动，使装置本体相对自行式走行装置机械式准确地进行定位，所以定位精度优异。
本发明第6方面所述的蓄电池交换装置，在本发明第1方面至第5方面任意一方面的所述中，其中构成中，各上述蓄电池收纳部，具有在收纳了上述蓄电池的状态下进行充电的充电用端子。
由于这个构成，再加上第1方面至第5方面中任意一方面的作用，因而具有以下的作用。
(1)可以通过使消耗完的蓄电池收纳在蓄电池收纳部，使配设在蓄电池外壳侧壁等上的蓄电池侧充电用端子接触到配设在蓄电池收纳部的内部侧壁等上的收纳侧充电用端子，在使蓄电池收纳在蓄电池收纳部中的状态下进行充电。
附图简单说明
图1(a)是本发明实施形态1中蓄电池交换装置的整体俯视图。
图1(b)是本发明实施形态1中蓄电池交换装置的整体侧视图。
图2是表示本发明实施形态1中蓄电池交换装置的自行式走行装置捕获动作开始前动作的主要部概略俯视图。
图3(a)是表示自行式走行装置捕获动作开始时拉引臂动作的主要部透视俯视图。
图3(b)是表示自行式走行装置捕获动作进行中拉引臂动作的主要部透视俯视图。
图3(c)是表示自行式走行装置捕获动作结束时拉引臂动作的主要部透视俯视图。
图4(a)是自行式走行装置捕获动作开始时臂用传感器的主要部放大立体图。
图4(b)是自行式走行装置捕获动作进行中臂用传感器的主要部放大立体图。
图4(c)是自行式走行装置捕获动作结束时臂用传感器的主要部放大立体图。
图5(a)是表示自行式走行装置拉引动作开始时拉引部的主要部透视俯视图。
图5(b)是表示自行式走行装置拉引动作结束时拉引部的主要部透视俯视图。
图6(a)是表示蓄电池保持动作开始时蓄电池出入部动作的主要部俯视图。
图6(b)是表示蓄电池保持动作进行中蓄电池出入部动作的主要部俯视图。
图7(a)是表示蓄电池保持动作时蓄电池抓获器部动作的主要部放大图。
图7(b)是表示蓄电池保持动作时蓄电池抓获器部动作的主要部放大图。
图7(c)是表示蓄电池保持动作结束时蓄电池抓获器部动作的主要部放大图。
图8(a)是表示蓄电池收纳部动作开始时蓄电池出入部动作的主要部透视俯视图。
图8(b)是表示蓄电池收纳部动作进行中蓄电池出入部动作的主要部透视俯视图。
图8(c)是表示蓄电池收纳部动作结束时蓄电池出入部动作的主要部透视俯视图。
图9(a)是表示蓄电池调换动作开始时蓄电池收纳部动作的主要部透视俯视图。
图9(b)是表示蓄电池调换动作结束时蓄电池收纳部动作的主要部透视俯视图。
图10(a)是表示定位动作进行中定位用基座部动作的主要部透视俯视图。
图10(b)是表示定位动作结束时定位用基座部动作的主要部透视俯视图。
具体实施方式
以下使用附图就本发明的一实施形态进行说明。
实施形态1
图1(a)是本实施形态1中蓄电池交换装置的整体俯视图；图1(b)是本实施形态1中蓄电池交换装置的整体侧视图。
在图1中，1是本实施形态1中的蓄电池交换装置；2是蓄电池交换装置1的装置本体；3是在装置本体2前后方向上滑动的拉引部；4是配设在拉引部3两侧部侧上向装置本体2的前方进行伸缩的拉引臂；5是配设在装置本体2中央部上并通过滑动等在装置本体2的前后方向上进行移动的蓄电池出入部；5a是被配设在蓄电池出入部5前部前端上的蓄电池抓获器部；6是配设在蓄电池出入部5的前方并可自由滑动地并设在装置本体2的左右方向上的蓄电池收纳部；6a是使蓄电池收纳部6在装置本体2的左右方向上进行滑动的送进机构部；7是被配设在装置本体2的前端部的中央上的定位用基座部；8a是被配设在装置本体2的后部中央上的投射光侧光电管；8b是被配设在装置本体2的后部中央上的接收光侧光电管；9是使装置本体2在左右方向滑动的定位用滑轨。
关于以上构成的本实施形态1中的蓄电池交换装置，以下用附图说明其动作。
图2是表示本实施形态1中蓄电池交换装置的自行式走行装置捕获动作开始前动作的主要部概略俯视图。
在图2中，1是本实施形态1中的蓄电池交换装置；X是自行式走行装置；Y是搭载在自行式走行装置X上的蓄电池；Z是在自行式走行装置X的背面侧上形成的蓄电池取出口。
首先，自行式走行装置X检测到所搭载的蓄电池Y消耗完的话，则从建筑物及场地内等巡回路径离开，移向预先程序化的蓄电池交换装置1的设置场所。如图2所示，蓄电池交换装置1沿着通路的壁面设置。自行式走行装置X接近蓄电池交换装置1，移向蓄电池交换装置1的前方。蓄电池交换装置1利用投射光侧光电管8a向装置本体2的前方正常发送信号。自行式走行装置X到达蓄电池交换装置1的正面的话，接收到投射光侧光电管8a发送的信号，在该位置上停止。为了把蓄电池取出口Z所形成的自行式走行装置X的背面侧朝向蓄电池交换装置1侧而进行回旋。自行式走行装置X回旋结束的话，从背面侧朝向蓄电池交换装置1发送信号，蓄电池交换装置1利用接收光侧光电管8b接收到自行式走行装置X发送来的信号的话，则蓄电池交换装置1开始自行式走行装置的捕获动作。
图3(a)是表示自行式走行装置捕获动作开始时拉引臂动作的主要部透视俯视图；图3(b)是表示自行式走行装置捕获动作进行中拉引臂动作的主要部透视俯视图；图3(c)是表示自行式走行装置捕获动作结束时拉引臂动作的主要部透视俯视图。
在图3中，1是实施形态1中的蓄电池交换装置；2是装置本体；3是拉引部；4是拉引臂；X是自行式走行装置；Y是蓄电池；Z是蓄电池取入口。这些由于与在图1或者图2中说明的相同，故附上相同符号，省略说明。31是拉引臂4的基腕部；32是支腕部；32a是系止钩；33是支腕侧皮带轮；34是基腕部皮带轮；35是臂用皮带；36是蜗轮；37是蜗轮蜗杆；38是轴；39是轴用齿轮；40是电机侧齿轮；41是臂用电机；42是臂用传感器；43是传感器用皮带；44是基腕侧传感器用皮带轮；45是传感器侧皮带轮。此外，被设置在拉引部3的两侧上的左右拉引臂4，由于进行同样的动作，故在本实施形态1中，只对右腕侧的拉引臂4的动作进行说明。
如图2所示，接收光侧光电管8b接收到自行式走行装置X发送来的信号的话，则向臂用电机41发送驱动开始信号，臂用电机41驱动，介于电机侧齿轮40和轴侧齿轮39，轴38旋转。这样，轴38的端部上所设置的蜗轮蜗杆37旋转，蜗轮36旋转。蜗轮36被固定在基腕部31的一端部，通过蜗轮36的旋转，基腕部31向外侧回旋(图3(b))。基腕部31，在一端部设置有同轴固定在蜗轮36上且连动的基腕侧皮带轮34，支腕侧的另一端部设置有支腕侧皮带轮33，在基腕侧皮带轮34和支腕侧皮带轮33上臂用皮带35被卷上回旋。基腕部31在外侧回旋的话，则利用基腕侧皮带轮34的旋转，介于臂用皮带35，支腕侧皮带轮33旋转。支腕侧皮带轮33被固定在支腕部32的一端部，利用支腕侧皮带轮33的旋转，支腕部32回旋。虽然支腕部32与支腕侧皮带轮33同时旋转，并相对基腕部31相对地改变角度，但是由于支腕侧皮带轮33与基腕侧皮带轮34连动，所以不会相对装置本体2相对地改变角度，支腕部32向自行式走行装置X侧伸长。在支腕部32的前端部所设置的系止钩32a，在支腕部32完全伸长的位置上系止于自行式走行装置X的两侧部的系止部A上。这样，可以进行自行式走行装置捕获动作。支腕部32完全伸长，系止钩32a系止在系止部A上的情况，即自行式走行装置捕获动作结束的检测，由臂用传感器42进行，并连动地进行自行式走行装置拉引动作。以下使用附图就臂用传感器42的动作进行说明。
图4(a)是自行式走行装置捕获动作开始时臂用传感器的主要部放大立体图；图4(b)是自行式走行装置捕获动作进行中臂用传感器的主要部放大立体图；图4(c)是自行式走行装置捕获动作结束时臂用传感器的主要部放大立体图。
在图4中，42是臂用传感器；43是传感器用皮带；45是传感器侧皮带轮。这些与图3中说明的内容相同。46是臂用传感器板；46a是切口部；47a和47b是捕获传感器。此外，作为捕获传感器47a和47b，使用的是把发光元件和受光元件相对配置，非接触检测通过2元件间的物体的光传感器。
在图3所示的自行式走行装置捕获动作中，蜗轮36旋转180°。此外，基腕侧传感器用皮带轮44同轴固定在蜗轮36上，同样旋转180°。由于基腕侧传感器用皮带轮44的旋转，介于传感器用皮带43，传感器侧皮带轮45连动旋转。如图4所示，臂用传感器板46被固定在传感器侧皮带轮45上并连动地旋转。此外，臂用传感器板46上从圆周侧朝向中心形成切口部46a。捕获传感器47a和47b，由于因臂用传感器板46而使发光元件和受光元件被遮挡，所以发光元件的发光没有被受光元件接收，但是当切口部46a移动到各个位置上的话，通过受光元件接收到发光元件发射的光而检查到切口部46a，发出信号。通过蜗轮36的旋转，基腕部31旋转的同时，臂用传感器板46以同样的旋转角旋转，切口部46a移动。如图4(a)所示，自行式走行装置捕获动作开始时，切口部46a位于捕获传感器47a的位置上，可是如图4(c)所示，自行式走行装置捕获动作结束时，切口部46a移动到捕获传感器47b的位置上。捕获传感器47b，检测到切口部46a移动到了捕获传感器47b的位置上的话，则会向图3所示的臂用电机41发送驱动停止信号，臂用电机41停止驱动。这样，检测到自行式走行装置捕获动作结束，接着可以进行自行式走行装置拉引动作。
图5(a)是表示自行式走行装置拉引动作开始时拉引部的主要部透视俯视图；图5(b)是表示自行式走行装置拉引动作结束时拉引部的主要部透视俯视图。
在图5中，1是本实施形态1中的蓄电池交换装置；2是装置本体；3是拉引部；4是拉引臂；7是定位用基座部；X是自行式走行装置；Y是蓄电池；Z是蓄电池取入口；A是系止部。这些由于与在图1至图3中说明的相同，故附上相同符号，省略说明。51是拉引用电机；52是拉引轨道；53是直动装置部；54是形成了外螺纹的直动杆；56是拉引传感器用突起部；57是前侧拉引传感器；58是后侧拉引传感器；J是定位部。此外，作为前侧拉引传感器57和后侧拉引传感器58，使用的是形成为使发光元件和受光元件相对配设的コ型形状，非接触检测通过2元件间的物体的光传感器等。前侧拉引传感器57和后侧拉引传感器58，伴随拉引部3的移动，在拉引部3的上部或者下部附设的、图中未表示的拉引传感器用突起部通过前侧拉引传感器57和后侧拉引传感器58的コ型形状的间隙的话，则对它进行检测并发送信号。此外，作为前侧拉引传感器57和后侧拉引传感器58，也可以使用利用拉引传感器用突起部的接触进行检测的接触型的传感器。此外，直动装置部53，具有被环装在直动杆54上进行啮合并利用拉引用电机51的驱动进行旋转驱动的内螺纹构件，把拉引用电机51的旋转运动变换为向装置本体2的前后方向的直线运动，从而可以使拉引部3沿着直动杆54移动。
如图3及图4所示，捕获传感器47b，检测到切口部46a移动到了捕获传感器47b的位置上的话，则向臂用电机41发送驱动停止信号，臂用电机41停止驱动，同时向图5所示的拉引用电机51发送驱动开始信号，拉引用电机51驱动。由于拉引用电机51的驱动，直动装置部53将把拉引用电机51的旋转运动变换为向装置本体2后部方向的直线运动并沿着直动杆54进行移动。这样，拉引部3沿着拉引轨道52滑动并向装置本体2的后部方向移动。拉引臂4由于捕获了自行式走行装置X，所以当拉引部3向装置本体2的后部方向移动的话，自行式走行装置X被拉向装置本体2侧进行移动。拉引部3的上部或者下部侧上附设了拉引传感器用突起部。拉引部3向装置本体2的后部侧移动，在自行式走行装置X的定位部J接触到配设在装置本体2的前端部上的定位用基座部7的位置上，拉引传感器用突起部56被后侧拉引传感器58检测到的话，那么将向拉引用电机51发送驱动停止信号，拉引用电机51停止。这样，可以进行自行式走行装置拉引动作。
图6(a)是表示蓄电池保持动作开始时蓄电池出入部动作的主要部俯视图；图6(b)是表示蓄电池保持动作进行中蓄电池出入部动作的主要部俯视图。
在图6中，1是本实施形态1中的蓄电池交换装置；2是装置本体；3是拉引部；5是蓄电池出入部；5a是蓄电池抓获器部；X是自行式走行装置；Y是蓄电池；Z是蓄电池取入口。这些与在图1至图3中说明的相同。61是出入用电机；61a是配设在蓄电池出入部5的底部侧并由出入用电机61驱动而旋转的小齿轮；62是本体侧出入用轨道；62a是小齿轮啮合的本体侧齿条；63是收纳侧出入用轨道；63a是与本体侧齿条62a连接设置的收纳侧齿条；64是出入用传感器用突起部；65是前侧出入用传感器；66是后侧出入用传感器；67是抓获器用电机；68是抓获器用传感器板；B是把手。
如图5所示，拉引传感器用突起部56被后侧拉引传感器58检测到的话，则向拉引用电机51发送驱动停止信号，拉引用电机51停止，同时向图6所示的出入用电机61发送驱动开始信号，出入用电机61驱动，小齿轮61a旋转驱动。小齿轮61a与本体侧齿条62a啮合旋转，蓄电池出入部5沿着本体侧出入用轨道62滑动。本体侧齿条62a接续收纳侧齿条63a，本体侧出入用轨道62接续收纳侧出入用轨道63。蓄电池出入部5，从本体侧出入用轨道62沿着被敷设在蓄电池收纳部6的底面上的收纳侧出入用轨道63进行移动，从装置本体2的后部侧向前部侧进行移动。蓄电池出入部5移动到装置本体2的前端部，被设置在蓄电池出入部5上的出入用传感器用突起部64接近前侧出入用传感器65，前侧出入用传感器65检测到出入用传感器用突起部64的话，则向出入用电机61发送驱动停止信号，出入用电机61停止，在蓄电池抓获器部5a接触到蓄电池Y的把手B的位置上，蓄电池出入部5停止。
图7(a)是表示蓄电池保持动作时蓄电池抓获器部动作的主要部放大图；图7(b)是表示蓄电池保持动作时蓄电池抓获器部动作的主要部放大图；图7(c)是表示蓄电池保持动作结束时蓄电池抓获器部动作的主要部放大图。此外，蓄电池Y，为了便于说明，只表示外壳的前部壁，图中没有表示其内部。
在图7中，5a是蓄电池抓获器部；68是抓获器用传感器板；B是把手；Y是蓄电池。这些与在图6中说明的相同。68a是从抓获器用传感器板68的外周向中心形成的切口部；71是推出壁部；72a和72b是拉引爪部；73a、73b、73c和73d是以等间隔在抓获器用传感器板68上外周设置的抓获器用传感器；C是锁定用齿轮部；D是与锁定用齿轮部C的下部侧啮合的下部侧齿条；E是与锁定用齿轮部C的上部侧啮合的上部侧齿条；F是与下部侧齿条连接设置的下部侧锁定用杆；G是与上部侧齿条连接设置的上部侧锁定用杆；K蓄电池Y的外壳的前部壁。
如图6所示，前侧出入用传感器65检测到出入用传感器用突起部64的话，则向出入用电机61发送驱动停止信号，出入用电机61停止，同时向抓获器用电机67发送驱动开始信号，抓获器用电机67驱动。由于抓获器用电机67的驱动，图7所示的抓获器用传感器板68及蓄电池抓获器部5a连动地旋转。如图7(b)所示，蓄电池抓荻器部5a旋转90°并利用拉引爪部72a和72b保持把手B，同时如图7(c)所示，再旋转180°，解除蓄电池Y的锁定。锁定用齿轮部C，被配设在蓄电池Y的外壳的前部壁K的内部侧上与把手B啮合并与把手B的旋转连动进行旋转，介于下部侧齿条D及上部侧齿条E，使下部侧锁定用杆F及上部侧锁定用杆G向内侧移动，解除蓄电池Y的锁定。这时，抓获器用传感器板68的切口部68a，由于移动到抓获器用传感器73b的位置上，所以抓获器用传感器73b检测到切口部68a，向图6所示的抓获器用电机67发送驱动停止信号，使抓获器用电机67停止。这样，可以进行蓄电池保持动作。
图8(a)是表示蓄电池收纳部动作开始时蓄电池出入部动作的主要部透视俯视图；图8(b)是表示蓄电池收纳部动作进行中蓄电池出入部动作的主要部透视俯视图；图8(c)是表示蓄电池收纳部动作结束时蓄电池出入部动作的主要部透视俯视图。
在图8中，1是本实施形态1中的蓄电池交换装置；2是装置本体；5是蓄电池出入部；5a是蓄电池抓获器部；61是出入用电机；62是本体侧出入轨道；62a是本体侧齿条；63是收纳侧出入轨道；63a是收纳侧齿条；X是自行式走行装置；Y是蓄电池。这些与在图1、图2和图6中说明的相同。81是被配设在蓄电池收纳部6下部的蓄电池收纳传感器；82是配设在蓄电池收纳部6内部侧壁上的收纳侧充电用端子；H是突出设置在蓄电池Y的底面上的蓄电池用突起部；I是蓄电池侧充电用端子。
如图6及图7所示，抓获器用传感器73b检测到切口部68a的话，则向抓获器用电机67发送驱动停止信号，同时向出入用电机61发送驱动开始信号，出入用电机61驱动。这样，蓄电池出入部5，沿着收纳侧出入轨道63及与它连接设置的本体侧出入轨道62向装置本体2的后部侧滑动。如图8(b)所示，蓄电池Y利用蓄电池出入部5向蓄电池收纳部6侧进行移送，如图8(c)所示，向蓄电池收纳部6收纳。蓄电池用突起部H被蓄电池收纳传感器81检测到的话，则向出入用电机61发送驱动停止信号，蓄电池出入部5暂时停止，同时使蓄电池抓获器部5a旋转解除把手B的保持。把手B的保持被蓄电池抓获器部5a解除的话，则向出入用电机5a发送驱动开始信号。这样，蓄电池出入部5向装置本体2的后部侧进行滑动，图6所示的后侧出入用传感器66检测到出入用传感器用突起部64的话，则向出入用电机61发送驱动停止信号，出入用电机61停止。这样，可以进行蓄电池收纳动作。
此外，向蓄电池收纳部6进行了收纳的蓄电池Y，在收纳的同时，蓄电池Y侧的蓄电池侧充电用端子I接触到被设置在蓄电池收纳部6中的收纳侧充电用端子82，则蓄电池Y开始充电。
图9(a)是表示蓄电池送进动作开始时送进机构部及蓄电池收纳部动作的主要部透视俯视图；图9(b)是表示蓄电池送进动作结束时送进结构部及蓄电池收纳部动作的主要部透视俯视图。
在图9中，1是本实施形态1中的蓄电池交换装置；2是装置本体；6是蓄电池收纳部；6a是送进机构部；Y是蓄电池。这些与在图1中说明的相同。6′和6″是蓄电池收纳部；Y′是收纳在蓄电池收纳部6′中的充完电的蓄电池；91是收纳部送进电机；92是收纳用直动装置部；93是收纳用直动杆；94a、94b和94c是配设在各蓄电池收纳部6′、6、″中的收纳部送进用传感器。另外，在本实施形态1中，将对蓄电池收纳部6中收纳消耗完的蓄电池Y，蓄电池收纳部6′收纳了因蓄电池交换而被装填在自行式走行装置X中的、充完电的蓄电池Y′的情况进行说明。此外，收纳部送进用传感器94a、94b和94c，在各蓄电池收纳部6′、6和6″移动到装置本体2的中央的话，则检测到配设在装置本体2中央前端部的、图中未表示的检测用突起部，向收纳部送进电机91发送规定的、即正转开始、逆转开始、停止中的任何一个驱动信号，使收纳部送进电机91驱动，并依次地把蓄电池收纳部6′、6和6″移动到装置本体2的中央。这样，可以防止充电不充分的蓄电池被装填到自行式走行装置中。另外，不仅依次地对被收纳在蓄电池收纳部6′、6和6″中的蓄电池进行装填，而且还可以利用蓄电池容量检测部等检测被收纳在蓄电池收纳部6′、6和6″中的、蓄电池内充完电的电容量较大的蓄电池，并选择性地移动到装置本体2的中央。此外，收纳用直动装置部92，具有环装在收纳用直动杆93上进行啮合并利用收纳部送进电机91的驱动进行旋转驱动的内螺纹构件，把收纳部送进电机51的旋转运动变换为向装置本体2的左右方向的直线运动，从而可以使蓄电池收纳部6、6′和6″沿着收纳用直动杆93左右移动。
如图6及图7所示，后侧出入用传感器66检测到出入用传感器用突起部64的话，则向出入用电机61发送驱动停止信号，同时利用图9所示的收纳部送进用传感器94b检测蓄电池收纳部6位于装置本体2的中央，并向收纳部送进电机91发送正转驱动开始信号，收纳部送进电机91正转驱动。收纳部送进电机91正转驱动的话，则由于收纳用直动装置部92，收纳部用直动杆93向右方向滑动。蓄电池收纳部6和6′由于被固定在收纳部直动杆93上，所以一体地滑动，如图9(b)所示，收纳了蓄电池Y′的蓄电池收纳部6′移动到装置本体2的中央。蓄电池收纳部6′移动到装置本体2的中央的话，则收纳部送进用传感器94a将检测到它，从而向收纳部送进用电机91发送驱动停止信号，以使收纳部送进用电机91的驱动停止。这样，可以进行蓄电池送进动作。
收纳了蓄电池Y′的蓄电池收纳部6′移动到装置本体2的中央的话，在图8所示的动作和相反的动作中，蓄电池出入部5向自行式走行装置X侧滑动，蓄电池出入部5，一边利用蓄电池抓获器部5a的推出壁部71推蓄电池Y′一边向自行式走行装置X侧滑动，并向自行式走行装置X的蓄电池取出口Z推进蓄电池Y′，蓄电池Y′被装填到自行式走行装置X中的话，在图7所示的动作和相反的动作中，利用蓄电池抓获器部5a锁定蓄电池Y′。蓄电池Y′被装填在自行式走行装置X中并被锁定的话，则蓄电池出入部5向装置本体2的后部侧滑动。进而，保持着自行式走行装置X的拉引臂4a向装置本体2侧伸缩，蓄电池交换结束。
另外，本实施形态1中的蓄电池交换装置1可以利用图1所示的定位用基座部7进行高精度定位。以下，使用附图就定位用基座部的动作进行说明。
图10(a)是表示定位动作进行中定位用基座部的主要部透视俯视图；图10(b)是表示定位动作结束时定位用基座部的主要部透视俯视图。
在图10中，1是本实施形态1中的蓄电池交换装置；2是装置本体；3是拉引部；4是拉引臂；7是定位用基座部；9是定位用滑轨；X是自行式走行装置；A是系止部；J是定位部。这些与在图1、图2和图6中说明的相同。
在图6所示的自行式走行装置拉引动作中，一边把定位部J接触形成为圆锥状的定位用基座部7，一边把利用拉引臂4捕获的自行式走行装置X通过拉引部3拉向装置本体2侧。如图10所示，由于定位用基座部7形成为圆锥状，所以通过一边把定位部J滑动接触到定位用基座部7的单侧的圆锥面一边拉入自行式走行装置X，装置本体2沿着定位用滑轨9向右方向滑动，可以相对自行式走行装置X高精度地进行定位。另外，如图1所示，也可以把定位用基座部7形成为板状，在蓄电池交换动作开始时立起，而在除此以外的时候折叠在装置本体2的前端部侧并事先收纳好。这样，就不会从通路等的壁面突出定位用基座部7，安全性及节省空间性优异。
由于能够如上地构成本实施形态1中的蓄电池交换装置，所以具有以下所示的作用。
(1)可以通过拉引臂4捕获消耗完蓄电池Y的自行式走行装置X，拉向装置本体2侧，并可以使蓄电池出入部5向自行式走行装置X的蓄电池取出口Z前进而利用蓄电池抓获器部5a保持蓄电池Y，使蓄电池出入部5后退而把蓄电池Y从自行式走行装置X的蓄电池装载设置部拉出，并收纳在蓄电池收纳部6中。进而，可以利用送进机构部6a把充完电的蓄电池Y′移送到自行式走行装置X的蓄电池取出口Z的正面，使蓄电池出入部5前进并利用蓄电池抓获器部5a推出充完电的蓄电池Y′，并装填在自行式走行装置X中，迅速地对蓄电池进行交换。
(2)通过使基腕部31及支腕部32从装置本体2的外侧向自行式走行装置X侧回旋，利用设置在支腕部32前端部上的系止钩32a从两侧捕获自行式走行装置X，使拉引部3后退，可以很容易地使自行式走行装置X拉向装置本体2侧。
(3)通过使蓄电池出入部5从本体侧出入用轨道62向收纳侧出入用轨道63前进，利用蓄电池抓获器部5a保持蓄电池Y，使蓄电池出入部5后退到本体侧出入用轨道62上，可以直接把保持的蓄电池Y收纳到蓄电池收纳部6中。
(4)通过使蓄电池出入部5的前端部的蓄电池抓获器部5a前进到蓄电池Y的把手B的位置上，使抓获器用电机67旋转并使拉引爪部72a和72b的钩状部分钩搭在蓄电池Y的把手B上，使蓄电池出入部5后退，从而可以从自行式走行装置X拉出蓄电池Y。
(5)可以使蓄电池出入部5前进并利用推出壁部71使充完电的蓄电池Y′推出以装填在自行式走行装置X中。
(6)可以使蓄电池出入部5的前端部的蓄电池抓获器部5a前进到蓄电池Y的把握B的位置上，使抓获器用电机67旋转并把拉引爪部72a和72b钩搭在蓄电池Y的把手B上，同时解除蓄电池Y的锁定。
(7)通过一边把自行式走行装置X的定位部J接触到定位用基座部7一边把自行式走行装置X拉入到装置本体2侧，装置本体2沿着定位用滑轨9滑动，可以进行机械式准确的定位，所以定位精度优异。
(8)通过把消耗完的蓄电池Y收纳在蓄电池收纳部6中，可以使配设在蓄电池Y的外壳侧壁上的蓄电池侧充电用端子I接触到配设在蓄电池收纳部6的内部侧壁上的收纳侧充电端子82，在把蓄电池Y收纳在蓄电池收纳部6内的状态下进行充电。
产业上利用可能性
如上所述，利用本发明的蓄电池交换装置的话，可以得到以下有利的效果。
利用本发明第1方面所述的方法，则有以下效果：
(1)可以提供以下的蓄电池交换装置，可以使蓄电池出入部向自行式走行装置的蓄电池取出口前进而利用蓄电池抓获器部保持蓄电池，使蓄电池出入部后退而拉出蓄电池，并收纳在蓄电池收纳部。进而，可以利用送进机构部把充完电的蓄电池移送到自行式走行装置的蓄电池取出口的正面，使蓄电池出入部前进并利用蓄电池抓获器部推出充完电的蓄电池，并装填在自行式走行装置中，迅速地对蓄电池进行交换。
(2)可以提供以下的蓄电池交换装置，可以利用拉引臂捕获消耗完蓄电池的自行式走行装置，并利用拉引部把它拉向装置本体侧。
利用本发明第2方面所述的方法，再加上第1方面效果，则有以下效果。
(1)可以提供以下的蓄电池交换装置，可以通过把基腕部及支腕部从装置本体的外侧向自行式走行装置侧回旋，利用设置在支腕部前端部的系止钩从两侧捕获自行式走行装置，使拉引部后退，从而很容易地把自行式走行装置拉向装置本体侧。
利用本发明第3方面所述的方法，再加上第1方面或者第2方面效果，则有以下效果。
(1)可以提供以下的蓄电池交换装置，可以通过使蓄电池出入部从本体侧出入用轨道向收纳侧出入用轨道前进，用蓄电池抓获器部保持蓄电池，使蓄电池出入部后退到本体侧出入用轨道，从而把保持的蓄电池直接收纳在蓄电池收纳部。
利用本发明第4方面所述的方法，再加上第1方面至第3方面中任意一个效果，则有以下效果。
(1)可以提供以下的蓄电池交换装置，蓄电池上设置了T型把手时，可以把蓄电池出入部的前端部的蓄电池抓获器部前进到蓄电池把手的位置上，使抓获器用电机旋转而使拉引爪部的钩状部分钩搭在蓄电池的把手上，通过使蓄电池出入部后退以从自行式走行装置拉出蓄电池。
(2)可以提供以下的蓄电池交换装置，可以使蓄电池出入部前进并利用推出壁部把充完电的蓄电池推出而装填在自行式走行装置中。
(3)可以提供以下的蓄电池交换装置，当可以在蓄电池上设置T型把手，通过把手旋转对蓄电池进行锁定及其解除时，可以使蓄电池出入部的前端部的蓄电池抓获器部前进到蓄电池把手的位置，使抓获器用电机旋转而把拉引爪部钩搭在蓄电池的把手上，同时解除蓄电池的锁定。
利用本发明第5方面所述的方法，再加上第1方面至第4方面中任意一个效果，则有以下效果。
(1)可以提供以下的蓄电池交换装置，由于可以通过一边使自行式走行装置的定位部滑动接触到定位用基座部一边拉入到装置本体侧，装置本体在定位用滑轨上滑动，使装置本体相对自行式走行装置机械式准确地进行定位，所以定位精度优异。
利用本发明第6方面所述的方法，再加上第1方面至第5方面中任意一个效果，则有以下效果。
(1)可以提供以下的蓄电池交换装置，可以通过使消耗完的蓄电池收纳在蓄电池收纳部，使配设在蓄电池外壳侧壁等上的蓄电池侧充电用端子接触到配设在蓄电池收纳部的内部侧壁等上的收纳侧充电用端子，在使蓄电池收纳在蓄电池收纳部中的状态下进行充电。

Claims (6)

1.一种蓄电池交换装置，其是一种对搭载在自行式走行装置上的蓄电池进行交换的蓄电池交换装置，具有
在装置本体和上述自行式走行装置的蓄电池装载设置部的蓄电池取出口之间进行前后运动的蓄电池出入部、
配设在上述蓄电池出入部的前端部上的蓄电池抓获器部、
配设在上述蓄电池出入部的前方上的2个以上的蓄电池收纳部、
配设在上述蓄电池出入部的前部侧上且在与上述蓄电池出入部的前后运动方向正交的方向上使上述蓄电池收纳部进行移动的送进机构部，其特征在于，
上述装置本体，具有在上述装置本体的前后方向上进行前后运动的拉引部、配设在上述拉引部的两侧部侧上的一对拉引臂。
2.如权利要求1所述的蓄电池交换装置，其特征在于，上述拉引臂，具有被轴联在上述拉引部两侧端部上并在水平方向回旋的一对基腕部、被轴联在上述基腕部的前端部上并在水平方向回旋的一对支腕部、被配设在上述支腕部的前端部上的一对系止钩。
3.如权利要求1或2所述的蓄电池交换装置，其特征在于，具有在上述装置本体的后部侧前后敷设并且上述蓄电池出入部进行滑动的本体侧出入用轨道、被敷设在各上述蓄电池收纳部的内部底面上并与上述本体侧出入用轨道接续的收纳侧出入用轨道。
4.如权利要求1所述的蓄电池交换装置，其特征在于，上述蓄电池出入部，具有使上述蓄电池抓获器部在正转及逆转方向旋转的抓获器用电机，上述蓄电池抓获器部，具有推出上述蓄电池的推出壁部、被形成为钩状并在上述推出壁部相对突出设置的一对拉引爪部。
5.如权利要求1所述的蓄电池交换装置，其特征在于，具有配设在与上述装置本体的前部的上述自行式走行装置接触的接触部分上并在上述自行式走行装置侧形成圆锥状的定位用基座部、在上述装置本体的左右方向上被敷设在地面并使上述装置本体在左右方向滑动的定位用滑轨。
6.如权利要求1所述的蓄电池交换装置，其特征在于，各上述蓄电池收纳部，具有在收纳了上述蓄电池的状态下进行充电的充电用端子。
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