JP6050982B2 - Battery exchange robot teaching method and battery exchange robot - Google Patents
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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の教示方法に関する。また、本発明は、かかるバッテリー交換ロボットの教示方法で教示されたバッテリー交換ロボットに関する。 The present invention relates to a teaching method of a battery exchange robot for exchanging a battery mounted on a vehicle. The present invention also relates to a battery exchange robot taught by such a battery exchange robot teaching method.
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。電気バスのバッテリーの搭載部には、ドッキング孔が形成され、バッテリートレーには、このドッキング孔に係合可能なドッキングアームが設けられている。バッテリーの交換時には、ドッキングアームがドッキング孔に係合することで、電気バスのバッテリーの搭載部とバッテリートレーとの位置合わせが行われている。なお、特許文献1において、電気バスに搭載されるバッテリーの重量は、数百kgである。
Conventionally, a battery exchange device for exchanging a battery mounted on an electric bus has been proposed (see, for example, Patent Document 1). A battery exchange device described in
特許文献1に記載のバッテリー交換装置では、バッテリーを交換する際にドッキングアームがドッキング孔に係合しているため、バッテリーの重量が重くても、電気バスのバッテリーの搭載部とバッテリートレーとの間でバッテリーが載り移るときに、バッテリーの搭載部とバッテリートレーとの間に高低差が生じるのを防止することが可能になる。したがって、このバッテリー交換装置では、バッテリーの搭載部とバッテリートレーとの間でバッテリーを円滑にやりとりすることが可能である。しかしながら、特許文献1に記載のバッテリー交換装置では、バッテリーの搭載部とバッテリートレーとの間でバッテリーを円滑にやりとりするために、ドッキングアームといった大掛かりな機構が必要になり、その結果、バッテリー交換装置の構成が複雑になる。
In the battery exchange device described in
そこで、本発明の課題は、バッテリー交換ロボットの構成が簡易であっても、バッテリーが搭載される車両のバッテリー置き台と、バッテリーが搭載されるバッテリー交換ロボットのバッテリー搭載部との間でバッテリーを円滑にやりとりすることが可能になるバッテリー交換ロボットの教示方法を提供することにある。また、本発明の課題は、かかるバッテリー交換ロボットの教示方法で教示されたバッテリー交換ロボットを提供することにある。 Therefore, even if the configuration of the battery replacement robot is simple, the problem of the present invention is that the battery is placed between the battery mounting base of the vehicle on which the battery is mounted and the battery mounting portion of the battery replacement robot on which the battery is mounted. It is an object of the present invention to provide a teaching method for a battery exchange robot that enables smooth exchange. Another object of the present invention is to provide a battery exchange robot taught by such a battery exchange robot teaching method.
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の教示方法は、車両に搭載されているバッテリーの引抜き時および/または車両へのバッテリーの差込み時にバッテリーが搭載されるバッテリー搭載部と、バッテリーの引抜き時および/または差込み時にバッテリーに係合してバッテリー搭載部上でバッテリーを移動させるバッテリー係合部とを備え、車両に搭載されているバッテリーを交換するバッテリー交換ロボットの教示方法であって、車両のバッテリー置き台にバッテリーが搭載されているときの車両搭載位置と、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との両方にバッテリーが搭載されているときのバッテリー乗継位置と、バッテリー搭載部にバッテリーが搭載されているときのロボット搭載位置とを作業者のマニュアル操作によって教示することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a teaching method of a battery exchange robot according to the present invention includes a battery mounting portion on which a battery is mounted when a battery mounted on a vehicle is pulled out and / or a battery is inserted into the vehicle, and the battery A battery engaging robot that replaces a battery mounted on a vehicle, the battery engaging portion engaging with the battery when the battery is pulled out and / or inserted, and moving the battery on the battery mounting portion. The vehicle mounting position when the battery is mounted on the vehicle battery mount, the battery connection position when the battery is mounted on both the battery mount and the battery mounting section, and the battery on the battery mounting section manual workers but the robot mounting position when mounted It characterized in that it taught by operation.
本発明のバッテリー交換ロボットの教示方法では、車両のバッテリー置き台にバッテリーが搭載されているときの車両搭載位置、および、バッテリー交換ロボットのバッテリー搭載部にバッテリーが搭載されているときのロボット搭載位置に加えて、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との両方にバッテリーが搭載されているときのバッテリー乗継位置を教示している。そのため、本発明のバッテリー交換ロボットの教示方法を用いれば、特許文献1に記載のバッテリー交換装置が有するドッキングアームをバッテリー交換ロボットが備えていなくても、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間でバッテリーが載り移る際に、バッテリー交換ロボットを適切に動作させて、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間に高低差が生じるのを抑制することが可能になり、その結果、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間でバッテリーを円滑にやりとりすることが可能になる。すなわち、本発明のバッテリー交換ロボットの教示方法を用いれば、バッテリー交換ロボットの構成が簡易であっても、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間でバッテリーを円滑にやりとりすることが可能になる。
According to the teaching method of the battery exchange robot of the present invention, the vehicle mounting position when the battery is mounted on the battery stand of the vehicle, and the robot mounting position when the battery is mounted on the battery mounting portion of the battery replacement robot. In addition, the battery connection position when the battery is mounted on both the battery mount and the battery mounting portion is taught. Therefore, if the teaching method of the battery exchange robot of the present invention is used, even if the battery exchange robot does not have the docking arm included in the battery exchange device described in
本発明において、たとえば、バッテリー交換ロボットは、バッテリー搭載部およびバッテリー係合部を保持する保持部材を備え、バッテリー搭載部およびバッテリー係合部は、車両に近づく方向および車両から離れる方向へ移動可能となっており、バッテリー乗継位置では、バッテリー搭載部は、車両に近づく方向へ移動して保持部材から突出している。この場合には、バッテリー乗継位置で、バッテリー搭載部が保持部材から突出しているため、バッテリー置き台からバッテリー搭載部へバッテリーが載り移るときにバッテリー搭載部が大きく撓んで、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間に大きな高低差が生じやすくなるが、本発明では、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間に大きな高低差が生じるのを抑制して、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間でバッテリーを円滑にやりとりすることが可能になる。 In the present invention, for example, the battery replacement robot includes a holding member that holds the battery mounting portion and the battery engaging portion, and the battery mounting portion and the battery engaging portion are movable in a direction toward and away from the vehicle. In the battery connection position, the battery mounting portion moves in a direction approaching the vehicle and protrudes from the holding member. In this case, since the battery mounting part protrudes from the holding member at the battery connection position, the battery mounting part bends greatly when the battery is transferred from the battery mounting base to the battery mounting part. However, in the present invention, it is possible to suppress the occurrence of a large height difference between the battery mount and the battery mounting portion. The battery can be exchanged smoothly between the two.
本発明において、車両搭載位置は、車両に近づいているバッテリー係合部がバッテリー置き台に搭載されているバッテリーに係合可能となるとともに、車両に近づいているバッテリー搭載部とバッテリーが搭載されているバッテリー置き台との間でバッテリーの載り移りが可能となるときの位置であることが好ましい。このように構成すると、バッテリー乗継位置により近い位置を車両搭載位置として教示しているため、バッテリー置き台からバッテリー搭載部へバッテリーが載り移る際に、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間に大きな高低差が生じるのを効果的に抑制することが可能になる。 In the present invention, the vehicle mounting position is such that the battery engaging portion approaching the vehicle can be engaged with the battery mounted on the battery mount, and the battery mounting portion and the battery approaching the vehicle are mounted. The position is preferably when the battery can be transferred to and from the battery stand. With this configuration, since the position closer to the battery connection position is taught as the vehicle mounting position, when the battery is transferred from the battery mounting position to the battery mounting position, the battery mounting position is between the battery mounting position and the battery mounting position. It is possible to effectively suppress the occurrence of a large height difference.
本発明において、ロボット搭載位置は、車両に近づいているバッテリー搭載部にバッテリーが完全に搭載されているとともに、バッテリー係合部がバッテリーに係合しているときの位置であることが好ましい。このように構成すると、バッテリー乗継位置により近い位置をロボット搭載位置として教示しているため、バッテリー搭載部からバッテリー置き台へバッテリーが載り移る際に、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間に大きな高低差が生じるのを効果的に抑制することが可能になる。 In the present invention, the robot mounting position is preferably a position when the battery is completely mounted on the battery mounting portion approaching the vehicle and the battery engaging portion is engaged with the battery. With this configuration, since the position closer to the battery connection position is taught as the robot mounting position, when the battery is transferred from the battery mounting section to the battery mounting section, it is between the battery mounting section and the battery mounting section. It is possible to effectively suppress the occurrence of a large height difference.
本発明では、バッテリー乗継位置として、バッテリー置き台からバッテリー搭載部へバッテリーが載り移り始めたとき、または、バッテリー搭載部からバッテリー置き台へバッテリーが載り移り終わるときの第1バッテリー乗継位置と、バッテリー搭載部からバッテリー置き台へバッテリーが載り移り始めたとき、または、バッテリー置き台からバッテリー搭載部へバッテリーが載り移り終わるときの第2バッテリー乗継位置とを教示することが好ましい。このように構成すると、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間でバッテリーをやりとりする際に、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間に高低差が生じるのを効果的に抑制することが可能になる。したがって、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間でバッテリーを円滑にやりとりすることが可能になる。 In the present invention, as the battery transfer position, the first battery transfer position when the battery starts to transfer from the battery mounting base to the battery mounting section, or when the battery finishes transferring from the battery mounting section to the battery mounting base, It is preferable to teach the second battery connection position when the battery starts to be transferred from the battery mounting unit to the battery mounting unit or when the battery has been transferred from the battery mounting unit to the battery mounting unit. With this configuration, when a battery is exchanged between the battery cradle and the battery mounting portion, it is possible to effectively suppress a height difference between the battery cradle and the battery mounting portion. Become. Therefore, it is possible to smoothly exchange the battery between the battery mount and the battery mounting portion.
本発明のバッテリー交換ロボットの教示方法を用いてバッテリー交換ロボットを教示することができる。本発明のバッテリー交換ロボットの教示方法で教示されたバッテリー交換ロボットでは、その構成が簡易であっても、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間でバッテリーを円滑にやりとりすることが可能になる。 The battery exchange robot can be taught using the teaching method of the battery exchange robot of the present invention. In the battery exchange robot taught by the teaching method of the battery exchange robot of the present invention, the battery can be smoothly exchanged between the battery mount and the battery mounting portion even if the configuration is simple.
以上のように、本発明のバッテリー交換ロボットの教示方法を用いれば、バッテリー交換ロボットの構成が簡易であっても、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間でバッテリーを円滑にやりとりすることが可能になる。また、本発明のバッテリー交換ロボットの教示方法を用いて教示されたバッテリー交換ロボットでは、その構成が簡易であっても、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間でバッテリーを円滑にやりとりすることが可能になる。 As described above, the battery exchange robot teaching method of the present invention allows the battery to be smoothly exchanged between the battery mount and the battery mounting portion even if the configuration of the battery exchange robot is simple. become. Further, in the battery exchange robot taught using the teaching method of the battery exchange robot of the present invention, the battery can be smoothly exchanged between the battery mount and the battery mounting portion even if the configuration is simple. It becomes possible.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(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。
(Schematic configuration of battery replacement system)
FIG. 1 is a perspective view of a
本形態のバッテリー交換システム1は、車両2に搭載されているバッテリー3を交換するためのシステムである。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。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。
The
バッテリー交換システム1は、バッテリー収容部4に収容されているバッテリー3を交換するためのバッテリー交換ロボット5(以下、「ロボット5」とする。)を備えている。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。
The
なお、バス2の側面2aには、バス2の位置を検出するための検出用プレート9が形成または固定されている。検出用プレート9は、平板状に形成されるとともに、上下方向でその幅が略一定な略矩形状に形成されている。この検出用プレート9は、たとえば、バス2の進行方向におけるバッテリー収容部4の手前側に配置されている。また、検出用プレート9は、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。
A
(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。
(Configuration of battery and battery compartment)
FIG. 3 is an enlarged view of a portion F in FIG. FIG. 4 is a front view showing a state in which the
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。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。すなわち、バス2には、複数のバッテリー3が搭載可能となっている。本形態のバス2には、4個のバッテリー3が搭載可能となっており、バッテリー収容部4は、4個のバッテリー3のそれぞれが搭載される4個のバッテリー置き台6を備えている。また、本形態では、2個のバッテリー置き台6が側壁7を介して左右方向で隣接するように配置されるとともに、左右方向で隣接する2個のバッテリー置き台6と、左右方向で隣接する他の2個のバッテリー置き台6とが上下方向で重なるように配置されている。
The battery housing portion 4 includes a
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。すなわち、左右方向に所定の間隔をあけた状態で、一対の(2個の)検出用マーク8がバッテリー置き台6の前面に形成されている。上述のように、本形態のバッテリー収容部4は、4個のバッテリー置き台6を備えており、バッテリー収容部4には、4組の一対の検出用マーク8が形成されている。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。具体的には、検出用マーク8は、上側に向かうにしたがって、その幅が狭くなる略正三角形状に形成されている。
A
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。
A
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。
The fixing
解除部材14は、取手部11の奥側に配置されている。この解除部材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。
The
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。
A connector connected to a connector disposed at the back of the battery housing 4 is attached to the back surface of the
(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4個のバッテリー3のそれぞれの引抜きおよびバス2への4個のバッテリー3のそれぞれ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および検出用プレート9を検出するための検出機構21を備えている。
(Schematic configuration of battery replacement robot)
As shown in FIG. 2, the
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。
The battery insertion /
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。
The battery insertion /
(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。
(Configuration of battery mounting mechanism)
FIG. 6 is a diagram showing the battery insertion /
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。
In addition to the
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。
The
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。
The
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。
The mounting
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。
The
(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18(A)は、図17のM部の拡大図であり、図18(B)は、図17のN部の拡大図である。
(Configuration of battery moving mechanism)
FIG. 12 is a view for explaining the
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。
In addition to the
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。本形態では、バッテリー3に形成される2個の取手部11のそれぞれに係合爪部41が係合するように、2個の係合爪部41および2個のエアシリンダ42が基部43の先端面に所定の間隔をあけた状態で配置されている。
The
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。
The engaging
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。
The
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。
The engaging
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。
The
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。
The
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。
The
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。
In the present embodiment, when the
(昇降機構、第1連結機構および第2連結機構の構成)
昇降機構18は、図2、図6に示すように、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、水平方向に対して保持部材26を傾けるために(すなわち、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、水平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。
(Configuration of lifting mechanism, first coupling mechanism and second coupling mechanism)
As shown in FIGS. 2 and 6, the elevating
第1昇降機構59および第2昇降機構60は、上下方向へ移動可能な昇降部材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。
The first elevating
昇降駆動機構65は、図7に示すように、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、図6に示すように、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。
As shown in FIG. 7, the elevating
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の側面に固定されている。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。
The
第1連結機構61は、第1昇降機構59の昇降部材63に対する保持部材26の相対回動が可能となるように、保持部材26と昇降部材63とを連結している。また、第2連結機構62は、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るように、保持部材26と昇降部材63とを連結している。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、水平方向に対して保持部材26が傾く。また、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、保持部材26が水平方向に対して傾きながら昇降する。
The first connecting
(回動機構および水平移動機構の構成)
回動機構19は、図2に示すように、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、図2に示すように、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。
(Configuration of rotation mechanism and horizontal movement mechanism)
As shown in FIG. 2, the
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。
The rotating
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して回動可能となっている。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。
The rotating
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、モータ、プーリおよびベルト等を備えている。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、ガイドレールと、ガイドレールに係合するとともにガイドレールに沿って相対移動可能な複数のガイドブロックとを備えている。ガイドレールは、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。複数のガイドブロックは、回動部材85の下面側に固定されており、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。モータの出力軸に固定されるプーリおよび回動部材85の外周面等にはベルトが架け渡されており、モータが回転すると、回動部材85は、ガイドレールおよびガイドブロックに案内されてスライド部材87に対して回動する。
The
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、プーリおよびベルト等を備えている。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ガイドレールと、ガイドレールに係合するとともにガイドレールに沿って相対移動可能な複数のガイドブロックとを備えている。ガイドレールは、スライド部材87の下側に配置されている。ガイドブロックは、スライド部材87の下面に固定されている。ベルトの一端は、ガイドレールの左端側に固定され、ベルトの他端は、ガイドレールの右端側に固定されている。また、ベルトは、モータの出力軸に固定されるプーリ等に架け渡されており、モータが回転すると、ガイドレールおよびガイドブロック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。
The
(検出機構の構成、バスの位置検出動作およびバッテリーの位置検出動作)
図19は、図10に示す検出機構21によるバス2の位置の検出時の状態を上面から示す図である。図20は、図10に示す検出機構21によるバス2の位置の検出方法を説明するための概略図である。図21は、図10に示す検出機構21によるバッテリー3の位置の検出時の状態を上面から示す図である。図22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。
(Configuration of detection mechanism, bus position detection operation and battery position detection operation)
FIG. 19 is a diagram showing the state when the position of the
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、あるいは、発光部と受光部とが上下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、4個のバッテリー置き台6のそれぞれに形成される一対の(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。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方向におけるバッテリー搭載部22の両端側の上面に検出機構21が固定されている。また、一対の検出用マーク8の間隔と同じ間隔で、2個の検出機構21がバッテリー搭載部22に固定されている。
The
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。
The
検出機構21によるバス2の位置の検出は、たとえば、以下のように行われる。すなわち、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、左右方向において、検出用プレート9が配置される位置で待機している。また、このときには、図19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。
The detection of the position of the
この状態から、図19の二点鎖線で示すように、検出機構21の発光部から射出され検出用プレート9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、図20(A)の二点鎖線で示すように、上下方向において所定の位置にあるバッテリー搭載部22を、図20(A)の破線で示すように上方向へ移動させて、検出機構21によって検出用プレート9の上端の概略位置を検出する。その後、バッテリー搭載部22を、図20(A)の実線および図20(B)の破線で示すように、左右方向における検出用プレート9の両端の位置を検出するための高さまで下方向へ移動させる。
From this state, as shown by a two-dot chain line in FIG. 19, the battery is mounted until the
その後、図20(B)の実線および図20(C)の破線で示すように、バッテリー搭載部22を左右方向の一方へ移動させて、検出機構21によって左右方向における検出用プレート9の一端の概略位置を検出する。その後、バッテリー搭載部22を、図20(C)の実線および図20(D)の二点鎖線で示すように左右方向の他方へ移動させて、検出機構21によって左右方向における検出用プレート9の両端の位置を検出する。
Thereafter, as indicated by the solid line in FIG. 20B and the broken line in FIG. The approximate position is detected. Thereafter, the
その後、バッテリー搭載部22を、図20(D)の破線で示すように、検出機構21によって左右方向における検出用プレート9の一端を検出した位置から左右方向の他方へ所定の距離だけ離れた位置まで移動させてから、図20(D)の実線および図20(E)の二点鎖線で示すように上方向へ移動させて、検出機構21によって検出用プレート9の上端を検出する。また、その後、バッテリー搭載部22を、図20(E)の破線で示すように、検出機構21が左右方向における検出用プレート9の他端を検出した位置から左右方向の他方へ所定の距離だけ離れた位置まで、かつ、下方向に移動させてから、図20(E)の実線で示すように上方向へ移動させて、検出機構21によって検出用プレート9の上端を検出する。
Thereafter, as shown by the broken line in FIG. 20D, the
以上のようにバッテリー搭載部22を移動させることで、検出機構21によって、前後方向、左右方向および上下方向における検出用プレート9の位置を検出する。また、検出機構21によって、前後方向、左右方向および上下方向における検出用プレート9の位置を検出することで、バス2の位置を検出する。また、以上のようにバッテリー搭載部22を移動させることで、検出機構21によって、前後方向から見たときの左右方向に対する検出用プレート9の傾き等を検出することも可能である。すなわち、以上のようにバッテリー搭載部22を移動させることで、検出機構21によって、前後方向から見たときの左右方向に対するバス2の傾き等を検出することも可能である。
By moving the
検出機構21によるバス2の位置の検出後には、たとえば、以下のように、検出機構21によるバッテリー3の位置の検出が行われる。すなわち、まず、図21(A)に示すように、交換されるバッテリー3が搭載されるバッテリー置き台6の一対の検出用マーク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を左右方向へ移動させる。
After the
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をバッテリー置き台6に向かって前進させる。その後、図21(B)、(C)および図22(A)、(B)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を左右方向へ移動させる。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を左右方向へ移動させる。
Thereafter, the
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ると、検出機構21によって、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(図22(C)の破線部分)。以下、「被検出部分8a」とする。)の幅を検出することが可能である。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ため、検出用マーク8の被検出部分8a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、検出機構21で検出用マーク8の被検出部分8aの幅を検出することで、バッテリー置き台6の高さが検出され、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。
When the
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8a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。
Further, the
また、検出用マーク8の被検出部分8a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。
Further, the distance between the center position in the left-right direction of the detected
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。
Further, the height of the
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。
Also, the distance between the
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、ロボット5によるバッテリー3の交換動作時に、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。
The position of the
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。
Specifically, the horizontal position of the battery insertion /
(バッテリー交換ロボットによるバッテリー交換動作の概略)
図23は、図2に示すバッテリー交換ロボット5のバッテリー3の交換動作の概略フローを示すフローチャートである。図24は、図2に示すバッテリー交換ロボット5によるバス2からのバッテリー3の引抜き動作を説明するための図である。図25は、図2に示すバッテリー交換ロボット5によるバス2へのバッテリー3の差込み動作を説明するための図である。
(Outline of battery replacement operation by battery replacement robot)
FIG. 23 is a flowchart showing a schematic flow of the replacement operation of the
バッテリー交換システム1では、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すると、まず、上述の手順でバス2の位置が検出される(ステップS1)。その後、4個のバッテリー3のうちの交換されるバッテリー3のバス2からの引抜き動作が行われる(ステップS2)。ステップS2では、具体的には、交換されるバッテリー3の位置(より具体的には、交換されるバッテリー3が搭載されるバッテリー置き台6に形成される検出用マーク8の位置)が上述の手順で検出され(ステップS21)、その後、ロボット5によってバス2からバッテリー3が引き抜かれ(ステップS22)、その後、引き抜かれたバッテリー3がバッファステーションへ収容される(ステップS23)。
In the
ステップS1、S2においては、まず、ホームポジションにあるバッテリー搭載部22およびバッテリー係合部24(図24(A)参照)が、バス2に近づく方向へ移動する。具体的には、図24(B)に示すように、バッテリー置き台6からバッテリー搭載部22へのバッテリー3の載り移りが可能な位置までバッテリー搭載部22が移動するとともに、バッテリー3の取手部11に係合爪部41が係合可能な位置までバッテリー係合部24が移動する。
In steps S <b> 1 and S <b> 2, first, the
本形態では、ホームポジションにあるバッテリー搭載部22およびバッテリー係合部24が図24(B)に示す位置まで移動する前に、上述の手順でバッテリー3の位置が検出される。すなわち、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とともに、バッテリー搭載部22が左右方向へ移動して(すなわち、ロボット5が左右方向へ移動して)、バッテリー3の位置が検出される。なお、以後の動作では、バッテリー3の位置検出の結果に基づいて、バッテリー搭載部22およびバッテリー係合部24の移動量等が調整される。
In this embodiment, the position of the
また、ステップS2においては、図24(B)に示す状態から係合爪部41が下降して取手部11に係合する。その後、図24(C)に示すように、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、バッテリー置き台6からバッテリー搭載部22へバッテリー3が載り移り始める。バッテリー係合部24が所定量移動して、図24(D)に示すように、バッテリー3がバッテリー搭載部22に完全に搭載されると、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、図24(E)に示すように、バス2から離れる方向へ移動して、バス2からのバッテリー3の引抜きが完了する。バス2からのバッテリー3の引抜きが完了すると、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を収容する。
In step S2, the engaging
その後、バス2の、バッテリー3が引き抜かれた部分へのバッテリー3の差込み動作が行われる(ステップS3)。ステップS3では、具体的には、ロボット5によってバッファステーションから充電済みのバッテリー3が取り出され(ステップS31)、その後、取り出されたバッテリー3がバス2に差し込まれる(ステップS32)。
Thereafter, the
ステップS3において、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を取り出すと、180°回動して、図25(A)に示すように、バス2からのバッテリー3の引抜き完了時と同じ状態になる。その後、図25(B)に示すように、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。バッテリー搭載部22からバッテリー置き台6へのバッテリー3の載り移りが可能な位置までバッテリー搭載部22が移動すると、図25(C)に示すように、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。バス2にバッテリー3が差し込まれると、図25(D)に示すように、係合爪部41が上昇し、図25(E)に示すように、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(具体的には、ホームポジションまで移動して)、バス2へのバッテリー3の差込みが完了する。
In step S3, when the
ステップS2およびS3での動作は、停止しているバス2において交換が必要なバッテリー3の交換が完了するまで(ステップS4において“Yes”になるまで)繰り返される。通常は、停止しているバス2の全てのバッテリー3が交換されるまで繰り返される。交換が必要なバッテリー3の交換が完了すると、ロボット5が原点位置へ復帰して(ステップS5)、ロボット5によるバッテリー3の交換動作が終了する。
The operations in steps S2 and S3 are repeated until the replacement of the
(バッテリー交換ロボットの教示方法)
図26は、図2に示すバッテリー交換ロボット5によるバス2からのバッテリー3の引抜き動作時のバッテリー搭載部22およびバッテリー係合部24の動作の軌跡を説明するための図である。図27は、図2に示すバッテリー交換ロボット5によるバス2へのバッテリー3の差込み動作時のバッテリー搭載部22およびバッテリー係合部24の動作の軌跡を説明するための図である。図28は、図2に示すバッテリー交換ロボット5によるバス2からのバッテリー3の引抜き動作時のバッテリー搭載部22およびバッテリー係合部24の動作の軌跡であってバッテリー検出位置P20を経由する場合の軌跡を説明するための図である。
(Battery replacement robot teaching method)
FIG. 26 is a diagram for explaining the trajectories of the operation of the
バッテリー交換システム1においては、ロボット5を適切に動作させてバス2のバッテリー3を適切に交換するため、所定の基準位置に停止しているバス2を用いて、ロボット5の教示(ティーチング)を行う。ロボット5の教示においては、バス2の位置を検出するためのバス検出位置と、4つのバッテリー3のそれぞれの位置を検出するためのバッテリー検出位置と、4つのバッテリー3のそれぞれの引抜きおよび差込みを行うための抜差位置とが、作業者によるマニュアル操作でロボット5に教示される。
In the
バス検出位置の教示では、検出機構21による検出用プレート9の検出が可能となる位置(状態)がロボット5に教示される。バッテリー検出位置の教示では、2個の検出機構21による一対の検出用マーク8の検出が可能となる位置(状態)がロボット5に教示される。また、バッテリー検出位置の教示では、4組設けられている一対の検出用マーク8のそれぞれの検出が可能となる4つの位置がロボット5に教示される。
In the teaching of the bus detection position, the
抜差位置の教示では、図24(A)および図25(E)に示す待機位置(状態)P1と、図24(B)および図25(D)に示す車両搭載位置(状態)P2と、図24(C)に示すバッテリー乗継位置としての第1バッテリー乗継位置(状態)P3と、図25(C)に示すバッテリー乗継位置としての第2バッテリー乗継位置(状態)P4と、図24(D)および図25(B)に示すロボット搭載位置(状態)P5と、図24(E)および図25(A)に示すロボット収容位置(状態)P6とがロボット5に教示される。
In the teaching of the slip position, a standby position (state) P1 shown in FIGS. 24 (A) and 25 (E), a vehicle mounting position (state) P2 shown in FIGS. 24 (B) and 25 (D), First battery connection position (state) P3 as the battery connection position shown in FIG. 24C, and second battery connection position (state) P4 as the battery connection position shown in FIG. The
待機位置P1は、バッテリー搭載部22とバッテリー係合部24とがバス2から離れた状態で(より具体的には、ホームポジションで)待機するとともにバッテリー置き台6にバッテリー3が搭載されているときの位置である。車両搭載位置P2は、バス2に近づいているバッテリー係合部24の係合爪部41がバッテリー置き台6に搭載されているバッテリー3に係合可能となるとともに、バス2に近づいているバッテリー搭載部22とバッテリー3が搭載されているバッテリー置き台6との間でバッテリー3の載り移りが可能となるときの位置である。
The standby position P1 stands by in a state where the
第1バッテリー乗継位置P3は、バッテリー置き台6とバッテリー搭載部22との両方にバッテリー3が搭載されているときの位置である。具体的には、第1バッテリー乗継位置P3は、バッテリー置き台6からバッテリー搭載部22へバッテリー3が載り移り始めたときの位置(すなわち、バッテリー搭載部22からバッテリー置き台6へバッテリー3が載り移り終わるときの位置)である。本形態では、バッテリー搭載部22の上面に設けられている複数のローラ31およびローラ32のうちの1つのローラ31およびローラ32にバッテリー3が載っているときの位置が第1バッテリー乗継位置P3となっている。また、第1バッテリー乗継位置P3では、バッテリー搭載部22は、保持部材26よりもバス2側へ突出している。
The first battery connection position P <b> 3 is a position when the
第2バッテリー乗継位置P4は、第1バッテリー乗継位置P3と同様に、バッテリー置き台6とバッテリー搭載部22との両方にバッテリー3が搭載されているときの位置である。具体的には、第2バッテリー乗継位置P4は、バッテリー搭載部22からバッテリー置き台6へバッテリー3が載り移り始めたときの位置(すなわち、バッテリー置き台6からバッテリー搭載部22へバッテリー3が載り移り終わるときの位置)である。本形態では、複数設けられたローラ31の配置ピッチ分だけバッテリー3がバッテリー置き台6に載っているときの位置が第2バッテリー乗継位置P4となっている。また、第2バッテリー乗継位置P4では、バッテリー搭載部22は、保持部材26よりもバス2側へ突出している。
Similarly to the first battery connection position P3, the second battery connection position P4 is a position when the
ロボット搭載位置P5は、バス2に近づいているバッテリー搭載部22にバッテリー3が完全に搭載されているとともに係合爪部41がバッテリー3に係合しているときの位置である。ロボット収容位置P6は、バッテリー3が搭載されているバッテリー搭載部22およびバッテリー3に係合しているバッテリー係合部24がバス2から離れて保持部材26に収容されているときの位置である。
The robot mounting position P <b> 5 is a position when the
また、抜差位置の教示では、バス2に搭載される4個のバッテリー3のそれぞれについて、待機位置P1と車両搭載位置P2と第1バッテリー乗継位置P3と第2バッテリー乗継位置P4とロボット搭載位置P5とロボット収容位置P6とがロボット5に教示される。
In the teaching of the slip position, for each of the four
バス2からのバッテリー3の引抜き時には、ロボット5は、待機位置P1、車両搭載位置P2、第1バッテリー乗継位置P3、ロボット搭載位置P5およびロボット収容位置P6をこの順番で移動するように動作して、バス2からのバッテリー3の引抜きを行う。また、バス2へのバッテリー3の差込み時には、ロボット5は、ロボット収容位置P6、ロボット搭載位置P5、第2バッテリー乗継位置P4、車両搭載位置P2および待機位置P1をこの順番で移動するように動作して、バス2へのバッテリー3の差込みを行う。なお、バス2からのバッテリー3の引抜き時には、バッテリー3の位置検出が行われるため、ロボット5は、実際には、待機位置P1からバッテリー検出位置P20を経由して車両搭載位置P2へ移動する。
When the
ここで、バッテリー3の1個当たりの重量は、数百kgであるため、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が移動する過程で、バッテリー置き台6の高さや傾き、および、バッテリー搭載部22の高さや傾きが変動する。本形態では、バッテリー置き台6およびバッテリー搭載部22の高さや傾きの変動に起因してバッテリー置き台6とバッテリー搭載部22との間に高低差が生じるのを抑制するため、バス2からのバッテリー3の引抜き時には、第1バッテリー乗継位置P3からロボット搭載位置P5へロボット5が移動する際に昇降機構18がバッテリー抜差機構17を上昇させ、バス2へのバッテリー3の差込み時には、ロボット搭載位置P5から第2バッテリー乗継位置P4へロボット5が移動する際に昇降機構18がバッテリー抜差機構17を下降させる。
Here, since the weight of each
そのため、ロボット5の教示結果に基づいてバス2からのバッテリー3の引抜き動作を行うと、バッテリー搭載部22の任意の一点は、図26に示すように、矢印V1、V2、V3に沿う軌跡を描きながら、待機位置P1、車両搭載位置P2、第1バッテリー乗継位置P3、ロボット搭載位置P5およびロボット収容位置P6をこの順番で移動する。また、バス2からのバッテリー3の引抜き動作を行うと、バッテリー係合部24の任意の一点は、図26に示すように、矢印V4、V5、V6、V7に沿う軌跡を描きながら、待機位置P1、車両搭載位置P2、第1バッテリー乗継位置P3、ロボット搭載位置P5およびロボット収容位置P6をこの順番で移動する。
Therefore, when the operation of pulling out the
また、ロボット5の教示結果に基づいてバス2へのバッテリー3の差込み動作を行うと、バッテリー搭載部22の任意の一点は、図27に示すように、矢印V11、V12、V13に沿う軌跡を描きながら、ロボット収容位置P6、ロボット搭載位置P5、第2バッテリー乗継位置P4、車両搭載位置P2および待機位置P1をこの順番で移動する。また、バス2へのバッテリー3の差込み動作を行うと、バッテリー係合部24の任意の一点は、図27に示すように、矢印V14、V15、V16、V17に沿う軌跡を描きながら、ロボット収容位置P6、ロボット搭載位置P5、第2バッテリー乗継位置P4、車両搭載位置P2および待機位置P1をこの順番で移動する。
Further, when the
なお、バス2からのバッテリー3の引抜き動作を行うときには、バッテリー3の位置検出が行われる。バッテリー搭載部22およびバッテリー係合部24がバッテリー検出位置P20を経由する場合には、バス2からのバッテリー3の引抜き動作を行う際のバッテリー搭載部22の任意の一点の軌跡は、図28(B)に示すように、矢印V21、V22、V23、V24に沿う軌跡となり、バッテリー係合部24の任意の一点の軌跡は、図28(A)に示すように、矢印V25、V26、V27、V28、V29に沿う軌跡となる。
When the
(バッテリー検出位置の校正およびバス検出位置の校正)
ロボット5の教示が終わると、所定の基準位置にバス2が停止しているときに検出機構21によって検出用マーク8が実際に検出される検出位置と、教示されたバッテリー検出位置とのずれを補正して、所定の基準位置にバス2が停止しているときの一対の検出用マーク8の位置を正確に把握するため、バッテリー検出位置の校正を行う。バッテリー検出位置の校正は、教示されたバッテリー検出位置を基準位置とし、2個の検出機構21を用いて一対の検出用マーク8を検出することで行われる。このバッテリー検出位置の校正は、4組設けられている一対の検出用マーク8のそれぞれについて行われる。
(Calibration of battery detection position and calibration of bus detection position)
When the teaching of the
また、所定の基準位置にバス2が停止しているときに検出機構21によって検出用プレート9が実際に検出される検出位置と、教示されたバス検出位置とのずれを補正して、所定の基準位置にバス2が停止しているときの検出用プレート9の位置を正確に把握するため、バス検出位置の校正を行う。バス検出位置の校正は、教示されたバス検出位置を基準位置とし、検出機構21を用いて検出用プレート9を検出することで行われる。
Further, by correcting the deviation between the detection position where the
(教示データおよび校正データの記憶)
図29は、図2に示すバッテリー収容部4の正面図である。図30は、図2に示すバッテリー交換ロボット5の制御部91の記憶部92および第2記憶部93に記憶されているデータの一部を説明するためのブロック図である。
(Storing teaching data and calibration data)
FIG. 29 is a front view of the battery accommodating portion 4 shown in FIG. FIG. 30 is a block diagram for explaining a part of the data stored in the
上述のように、本形態のバス2には、4個のバッテリー3が搭載可能になっており、バッテリー収容部4には、4組の一対の検出用マーク8が設けられている。以下では、4個のバッテリー3を区別して表す場合には、図29に示すように、4個のバッテリー3のそれぞれをバッテリー3A、バッテリー3B、バッテリー3Cおよびバッテリー3Dとする。また、4組の一対の検出用マーク8を区別して表わす場合には、図29に示すように、バッテリー3Aが搭載されるバッテリー置き台6に形成される検出用マーク8を検出用マーク8A、バッテリー3Bが搭載されるバッテリー置き台6に形成される検出用マーク8を検出用マーク8B、バッテリー3Cが搭載されるバッテリー置き台6に形成される検出用マーク8を検出用マーク8C、バッテリー3Dが搭載されるバッテリー置き台6に形成される検出用マーク8を検出用マーク8Dとする。
As described above, four
ロボット5を制御する制御部91は、記憶部92と第2記憶部93とを備えている。記憶部92は、たとえば、フラッシュメモリであり、第2記憶部93は、たとえば、RAM(Random Access Memory)である。記憶部92には、図30に示すように、ロボット5の教示データと、バッテリー検出位置の校正データおよびバス検出位置の校正データとが記憶されている。
The
すなわち、記憶部92には、バッテリー3Aの抜差位置の教示データである抜差位置教示データA、バッテリー3Bの抜差位置の教示データである抜差位置教示データB、バッテリー3Cの抜差位置の教示データである抜差位置教示データC、および、バッテリー3Dの抜差位置の教示データである抜差位置教示データDが教示データとして記憶されるとともに、一対の検出用マーク8Aの検出が可能となるバッテリー検出位置の教示データであるバッテリー検出位置教示データA、一対の検出用マーク8Bの検出が可能となるバッテリー検出位置の教示データであるバッテリー検出位置教示データB、一対の検出用マーク8Cの検出が可能となるバッテリー検出位置の教示データであるバッテリー検出位置教示データC、および、一対の検出用マーク8Dの検出が可能となるバッテリー検出位置の教示データであるバッテリー検出位置教示データDが教示データとして記憶されている。また、記憶部92には、バス検出位置の教示データであるバス検出位置教示データが記憶されている。
That is, in the
また、記憶部92には、一対の検出用マーク8Aの検出が可能となるバッテリー検出位置の校正データであるバッテリー検出位置校正データA、一対の検出用マーク8Bの検出が可能となるバッテリー検出位置の校正データであるバッテリー検出位置校正データB、一対の検出用マーク8Cの検出が可能となるバッテリー検出位置の校正データであるバッテリー検出位置校正データC、および、一対の検出用マーク8Dの検出が可能となるバッテリー検出位置の校正データであるバッテリー検出位置校正データDが記憶されるとともに、バス検出位置の校正データであるバス検出位置校正データが記憶されている。
The
記憶部92では、抜差位置教示データAとバッテリー検出位置校正データAとがバッテリー3Aの交換用のデータとして記憶され、抜差位置教示データBとバッテリー検出位置校正データBとがバッテリー3Bの交換用のデータとして記憶され、抜差位置教示データCとバッテリー検出位置校正データCとがバッテリー3Cの交換用のデータとして記憶され、抜差位置教示データDとバッテリー検出位置校正データDとがバッテリー3Dの交換用のデータとして記憶されている。すなわち、記憶部92では、あるバッテリー3の抜差位置教示データと、そのバッテリー3が搭載されるバッテリー置き台6に形成される検出用マーク8に関するバッテリー検出位置校正データとがそのバッテリー3の交換用のデータとして記憶されている。
In the
そのため、バッテリー3の交換時に、後述のように、ロボット5が電気的に接続される外部装置(図示省略)によって交換されるバッテリー3が指定されると、制御部91では、指定されたバッテリー3の抜差位置の教示データと、そのバッテリー3が搭載されるバッテリー置き台6に形成される検出用マーク8に関するバッテリー検出位置の校正データとが読み出される。
For this reason, when the
(バッテリー交換ロボットの制御方法)
図31は、図2に示すバッテリー交換ロボット5の制御方法の一例を説明するためのフローチャートである。
(Control method for battery exchange robot)
FIG. 31 is a flowchart for explaining an example of a control method of the
バッテリー交換システム1では、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て、制御部91が外部装置からバス2の位置検出指令信号を受信すると、上述の手順でバス2の位置検出が行われる(ステップS61)。ステップS61では、記憶部92からバス検出位置教示データが読み出され、この教示データを基準にロボット5が動作して、停止しているバス2の実際の位置が検出される。ステップS61で検出されたバス2の位置は、バス停止位置データとして、制御部91の第2記憶部93に記憶される。
In the
その後、制御部91において、バス2の基準停止位置と、バッテリー3が交換されるバス2が実際に停止している位置との差であるバス位置偏差量が算出される(ステップS62)。ステップS62では、記憶部92からバス検出位置校正データが読み出されるとともに、第2記憶部93からバス停止位置データが読み出される。また、これらのデータを比較することで、バス位置偏差量が算出される。ステップS62で算出されたバス位置偏差量は、バス位置偏差量データとして、第2記憶部93に記憶される。
Thereafter, the
その後、制御部91において、バス2が実際に停止している位置に基づく検出用マーク8の修正位置が計算される(ステップS63)。ステップS63では、記憶部92からバッテリー検出位置教示データが読み出されるとともに、第2記憶部93からバス位置偏差量データが読み出される。また、バッテリー検出位置教示データの値にバス位置偏差量データの値を加算等することで、バス2が実際に停止している位置に基づく検出用マーク8の修正位置である修正検出用マーク位置が計算される。ステップS63で計算された修正検出用マーク位置は、修正検出用マーク位置データとして、第2記憶部93に記憶される。
Thereafter, the
なお、ステップS63では、バッテリー検出位置教示データA〜バッテリー検出位置教示データDのそれぞれが記憶部92から読み出され、4組の一対の検出用マーク8A〜8Dのそれぞれについて、修正検出用マーク位置が計算される。図30に示すように、一対の検出用マーク8Aについて計算された修正検出用マーク位置は、修正検出用マーク位置データAとして第2記憶部93に記憶され、一対の検出用マーク8Bについて計算された修正検出用マーク位置は、修正検出用マーク位置データBとして第2記憶部93に記憶され、一対の検出用マーク8Cについて計算された修正検出用マーク位置は、修正検出用マーク位置データCとして第2記憶部93に記憶され、一対の検出用マーク8Dについて計算された修正検出用マーク位置は、修正検出用マーク位置データDとして第2記憶部93に記憶される。
In step S63, each of the battery detection position teaching data A to battery detection position teaching data D is read from the
また、第2記憶部93では、修正検出用マーク位置データAがバッテリー3Aの交換用のデータとして記憶され、修正検出用マーク位置データBがバッテリー3Bの交換用のデータとして記憶され、修正検出用マーク位置データCがバッテリー3Cの交換用のデータとして記憶され、修正検出用マーク位置データDがバッテリー3Dの交換用のデータとして記憶される。すなわち、第2記憶部93では、あるバッテリー3が搭載されるバッテリー置き台6に形成される検出用マーク8について計算された修正検出用マーク位置データがそのバッテリー3の交換用のデータとして記憶される。
In the
その後、制御部91は、バス2に搭載される4個のバッテリー3のうちの交換されるバッテリー3を指定するバッテリー指定信号を外部装置から受け取る。制御部91がバッテリー指定信号を受け取ると、指定されたバッテリー3が搭載されるバッテリー置き台6の検出用マーク8の位置検出が上述の手順で行われる(ステップS64)。上述のように、第2記憶部93では、あるバッテリー3が搭載されるバッテリー置き台6に形成される検出用マーク8について計算された修正検出用マーク位置データがそのバッテリー3の交換用のデータとして記憶されているため、ステップS64では、指定されたバッテリー3が搭載されるバッテリー置き台6に形成される検出用マーク8について計算された修正検出用マーク位置データが第2記憶部93から読み出される。たとえば、バッテリー3Aが指定された場合には、修正検出用マーク位置データAが第2記憶部93から読み出され、バッテリー3Bが指定された場合には、修正検出用マーク位置データBが第2記憶部93から読み出される。また、ステップS64では、読み出された修正検出用マーク位置データを基準にロボット5が動作して、指定されたバッテリー3が搭載されるバッテリー置き台6の検出用マーク8の実際の位置が検出される。
Thereafter, the
その後、制御部91において、検出用マーク8の基準位置と、ステップS64で検出された検出用マーク8の実際の位置との差である検出用マーク位置偏差量が算出される(ステップS65)。ステップS65では、記憶部92からバッテリー検出位置校正データが読み出される。上述のように、記憶部92では、あるバッテリー3が搭載されるバッテリー置き台6に形成される検出用マーク8に関するバッテリー検出位置校正データがそのバッテリー3の交換用のデータとして記憶されているため、ステップS65では、指定されたバッテリー3が搭載されるバッテリー置き台6に形成される検出用マーク8に関するバッテリー検出位置の校正データが記憶部92から読み出される。たとえば、バッテリー3Aが指定された場合には、バッテリー検出位置校正データAが記憶部92から読み出され、バッテリー3Bが指定された場合には、バッテリー検出位置校正データBが記憶部92から読み出される。また、ステップS65では、ステップS64で検出された検出用マーク8の位置のデータと読み出されたバッテリー検出位置校正データとを比較することで、検出用マーク位置偏差量が算出される。ステップS65で算出された検出用マーク位置偏差量は、検出用マーク位置偏差量データとして、第2記憶部93に記憶される。
Thereafter, the
その後、制御部91において、指定されたバッテリー3の引抜きおよび差込みを行うための抜差位置の補正位置が算出される(ステップS66)。ステップS66では、記憶部92から抜差位置教示データが読み出される。具体的には、ステップS66では、指定されたバッテリー3の抜差位置教示データが記憶部92から読み出される。たとえば、バッテリー3Aが指定された場合には、抜差位置教示データAが記憶部92から読み出され、バッテリー3Bが指定された場合には、抜差位置教示データBが記憶部92から読み出される。また、ステップS66では、第2記憶部93から検出用マーク位置偏差量データが読み出され、抜差位置教示データの値に検出用マーク位置偏差量データの値を加算等することで、抜差位置の補正位置が算出される。ステップS66で算出される抜差位置の補正位置は、具体的には、車両搭載位置P2の補正位置と、第1バッテリー乗継位置P3の補正位置と、第2バッテリー乗継位置P4の補正位置と、ロボット搭載位置P5の補正位置である。また、ステップS66で算出された抜差位置の補正位置は、補正抜差位置データとして第2記憶部93に記憶される。
Thereafter, the
その後、ロボット5が車両搭載位置P2の補正位置へ移動し、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(ステップS67)。ステップS67では、第2記憶部93から車両搭載位置P2の補正位置が読み出される。その後、ロボット5は、第1バッテリー乗継位置P3の補正位置、ロボット搭載位置P5の補正位置へこの順番で移動する(ステップS68、S69)。ステップS68では、第2記憶部93から第1バッテリー乗継位置P3の補正位置が読み出され、ステップS69では、第2記憶部93からロボット搭載位置P5の補正位置が読み出される。その後、ロボット5は、ロボット収容位置P6へ移動する(ステップS70)。
Thereafter, the
その後、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を収容するとともに、バッファステーションから充電済みのバッテリー3を取り出し180°回動してから(ステップS71)、ロボット搭載位置P5の補正位置へ移動する(ステップS72)。ステップS72では、第2記憶部93からロボット搭載位置P5の補正位置が読み出される。その後、ロボット5は、第2バッテリー乗継位置P4の補正位置、車両搭載位置P2の補正位置へこの順番で移動する(ステップS73、S74)。ステップS73では、第2記憶部93から第2バッテリー乗継位置P4の補正位置が読み出され、ステップS74では、第2記憶部93から車両搭載位置P2の補正位置が読み出される。その後、ロボット5は、待機位置P1へ移動する(ステップS75)。
Thereafter, the
図23に示すフローチャートを用いて説明したように、ステップS64〜S75までの動作は、停止しているバス2において交換が必要なバッテリー3の交換が完了するまで繰り返される。通常は、停止しているバス2の全てのバッテリー3が交換されるまで繰り返される。
As described with reference to the flowchart shown in FIG. 23, the operations from step S64 to S75 are repeated until the replacement of the
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態では、バッテリー置き台6にバッテリー3が完全に搭載されているときの車両搭載位置P2、および、バッテリー搭載部22にバッテリー3が完全に搭載されているときのロボット搭載位置P5に加えて、バッテリー置き台6とバッテリー搭載部22との両方にバッテリーが搭載されているときの第1バッテリー乗継位置P3および第2バッテリー乗継位置P4を教示している。そのため、本形態では、特許文献1に記載のバッテリー交換装置が有するドッキングアームをロボット5が備えていなくても、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が載り移る際に、ロボット5を適切に動作させて、バッテリー置き台6とバッテリー搭載部22との間に高低差が生じるのを抑制することが可能になり、その結果、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を円滑にやりとりすることが可能になる。すなわち、本形態では、ロボット5の構成が簡易であっても、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を円滑にやりとりすることが可能になる。
(Main effects of this form)
As described above, in this embodiment, the vehicle mounting position P2 when the
また、本形態では、第1バッテリー乗継位置P3においてバッテリー搭載部22が保持部材26よりもバス2側へ突出しているため、バッテリー置き台6からバッテリー搭載部22へバッテリー3が載り移るときにバッテリー搭載部22が大きく撓んで、バッテリー置き台6とバッテリー搭載部22との間に大きな高低差が生じやすくなるが、本形態では、バッテリー置き台6とバッテリー搭載部22との間に大きな高低差が生じるのを抑制して、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を円滑にやりとりすることが可能になる。
Further, in this embodiment, since the
本形態では、車両搭載位置P2は、バス2に近づいているバッテリー係合部24の係合爪部41がバッテリー置き台6に搭載されているバッテリー3に係合可能となるとともに、バス2に近づいているバッテリー搭載部22とバッテリー3が搭載されているバッテリー置き台6との間でバッテリー3の載り移りが可能となるときの位置である。すなわち、本形態では、第1バッテリー乗継位置P3により近い位置を車両搭載位置P2としてロボット5に教示している。そのため、本形態では、バッテリー置き台6からバッテリー搭載部22へバッテリー3が載り移る際に、バッテリー置き台6とバッテリー搭載部22との間に大きな高低差が生じるのを効果的に抑制することが可能になる。
In this embodiment, the vehicle mounting position P2 is such that the engaging
本形態では、ロボット搭載位置P5は、バス2に近づいているバッテリー搭載部22にバッテリー3が完全に搭載されているとともに係合爪部41がバッテリー3に係合しているときの位置である。すなわち、本形態では、第2バッテリー乗継位置P4により近い位置をロボット搭載位置P5としてロボット5に教示している。そのため、バッテリー搭載部22からバッテリー置き台6へバッテリー3が載り移る際に、バッテリー置き台3とバッテリー搭載部22との間に大きな高低差が生じるのを効果的に抑制することが可能になる。
In this embodiment, the robot mounting position P <b> 5 is a position when the
本形態では、第1バッテリー乗継位置P3と第2バッテリー乗継位置P4とをロボット5に教示している。そのため、バッテリー置き台6からバッテリー搭載部22にバッテリー3が載り移る際にバッテリー置き台6とバッテリー搭載部22との間に高低差が生じるのを抑制することが可能になるとともに、バッテリー搭載部22からバッテリー置き台6にバッテリー3が載り移る際にバッテリー置き台6とバッテリー搭載部22との間に高低差が生じるのを抑制することが可能になる。すなわち、本形態では、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をやりとりする際に、バッテリー置き台6とバッテリー搭載部22との間に高低差が生じるのを効果的に抑制することが可能になり、その結果、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を円滑にやりとりすることが可能になる。
In this embodiment, the
(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。
(Other embodiments)
The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
上述した形態では、第1バッテリー乗継位置P3と第2バッテリー乗継位置P4との2箇所のバッテリー乗継位置をロボット5に教示している。この他にもたとえば、1箇所のバッテリー乗継位置をロボット5に教示しても良いし、3箇所以上のバッテリー乗継位置をロボット5に教示しても良い。
In the embodiment described above, the
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。
In the embodiment described above, the
上述した形態では、検出機構21は、レーザセンサであるが、検出機構21は、レーザセンサでなくても良い。たとえば、検出機構21は、カメラであっても良い。この場合には、バッテリー3と検出機構21との距離は、検出機構21(すなわち、カメラ)の被写界深度を利用して検出すれば良い。また、検出機構21は、超音波センサと、レーザセンサまたはカメラとの組合せであっても良い。この場合には、超音波センサによって、バッテリー3の前後方向の位置が検出され、レーザセンサまたはカメラによって、バッテリー3の上下左右方向の位置が検出される。
In the embodiment described above, the
上述した形態では、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が、検出用マーク8は、上下方向でその幅が変化する略台形状に形成されても良い。また、検出用マーク8は、円形状に形成されても良い。検出用マーク8が円形状に形成される場合には、検出機構21が左右方向および上下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、検出用マーク8の中心位置を検出することで、バッテリー3の上下左右方向の位置を検出すれば良い。また、この場合には、たとえば、検出用マーク8の中心位置と検出機構21との距離からバッテリー3の前後方向の位置を検出すれば良い。
In the embodiment described above, the
上述した形態では、検出機構21は、バッテリー搭載部22に取り付けられているが、検出機構21は、バッテリー係合部24に取り付けられても良い。また、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。
In the embodiment described above, the
2 バス(車両)
3 バッテリー
5 ロボット(バッテリー交換ロボット)
6 バッテリー置き台
22 バッテリー搭載部
24 バッテリー係合部
26 保持部材
P2 車両搭載位置
P3 第1バッテリー乗継位置(バッテリー乗継位置)
P4 第2バッテリー乗継位置(バッテリー乗継位置)
P5 ロボット搭載位置
2 Bus (vehicle)
3
6 Battery stand 22
P4 Second battery connection position (battery connection position)
P5 Robot mounting position
Claims (6)
前記車両のバッテリー置き台に前記バッテリーが搭載されているときの車両搭載位置と、前記バッテリー置き台と前記バッテリー搭載部との両方に前記バッテリーが搭載されているときのバッテリー乗継位置と、前記バッテリー搭載部に前記バッテリーが搭載されているときのロボット搭載位置とを作業者のマニュアル操作によって教示することを特徴とするバッテリー交換ロボットの教示方法。 A battery mounting portion on which the battery is mounted when the battery mounted on the vehicle is pulled out and / or when the battery is inserted into the vehicle; and the battery is engaged when the battery is pulled out and / or inserted A battery engaging robot for moving the battery on the battery mounting portion, and a teaching method for a battery replacement robot for replacing the battery mounted on the vehicle,
A vehicle mounting position when the battery is mounted on the battery mounting base of the vehicle, a battery transit position when the battery is mounted on both the battery mounting base and the battery mounting portion, and A teaching method for a battery exchanging robot, characterized by teaching a robot mounting position when the battery is mounted on a battery mounting portion by manual operation of an operator .
前記バッテリー搭載部および前記バッテリー係合部は、前記車両に近づく方向および前記車両から離れる方向へ移動可能となっており、
前記バッテリー乗継位置では、前記バッテリー搭載部は、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し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の教示方法。 The battery replacement robot includes a holding member that holds the battery mounting portion and the battery engaging portion,
The battery mounting portion and the battery engaging portion are movable in a direction approaching the vehicle and a direction away from the vehicle,
2. The teaching method for a battery exchange robot according to claim 1, wherein at the battery connection position, the battery mounting portion moves in a direction approaching the vehicle and protrudes from the holding member.
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