JP6050983B2 - Battery exchange robot and control method of 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、および、かかるバッテリー交換ロボットの制御方法に関する。   The present invention relates to a battery exchange robot for exchanging a battery mounted on a vehicle, and a control method for the battery exchange robot.

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。   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 Patent Document 1 includes a battery tray on which a battery is mounted, a vertical lift device that raises and lowers the battery tray, a rotary platform that is mounted with the battery tray and the vertical lift device, and is rotatable, and a rotary platform And a parallel movement platform movable in the horizontal direction. A docking hole is formed in the battery mounting portion of the electric bus, and a docking arm that can be engaged with the docking hole is provided in the battery tray. When the battery is replaced, the docking arm engages with the docking hole, so that the battery mounting portion of the electric bus and the battery tray are aligned.

特表２００８−５２０１７３号公報Japanese translation of PCT publication No. 2008-520173

電気バスには、複数のバッテリーが搭載されることがある。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、電気バスに複数のバッテリーが搭載されていても、複数のバッテリーのそれぞれとバッテリートレーとの位置ずれを防止して、複数のバッテリーのそれぞれを適切に交換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、複数のバッテリーのそれぞれとバッテリートレーとの位置ずれを防止して複数のバッテリーのそれぞれを適切に交換するために、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。   A plurality of batteries may be mounted on the electric bus. In the battery exchange device described in Patent Document 1, since the docking arm is engaged with the docking hole when the battery is exchanged, each of the plurality of batteries and the battery can be connected even if a plurality of batteries are mounted on the electric bus. It is possible to appropriately replace each of the plurality of batteries while preventing positional deviation from the tray. However, the battery exchange device described in Patent Document 1 requires a large-scale mechanism such as a docking arm in order to prevent the positional deviation between each of the plurality of batteries and the battery tray and appropriately replace each of the plurality of batteries. As a result, the configuration of the battery exchange device becomes complicated.

そこで、本発明の課題は、構成が簡易であっても、車両に搭載される複数のバッテリーのそれぞれを適切に交換することが可能なバッテリー交換ロボットを提供することにある。また、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、車両に搭載される複数のバッテリーのそれぞれを適切に交換することが可能となるバッテリー交換ロボットの制御方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a battery exchange robot capable of appropriately replacing each of a plurality of batteries mounted on a vehicle even if the configuration is simple. Another object of the present invention is to provide a method for controlling a battery exchange robot that can appropriately replace each of a plurality of batteries mounted on a vehicle even if the configuration of the battery exchange robot is simple. It is in.

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は、車両に搭載されている複数の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、車両からの複数のバッテリーのそれぞれの引抜きおよび／または車両への複数のバッテリーのそれぞれの差込みを行うバッテリー抜差機構と、車両に取り付けられるとともに複数のバッテリーのそれぞれが搭載される複数のバッテリー置き台のそれぞれに形成される複数の検出用マークのそれぞれを検出するための検出機構と、バッテリー交換ロボットを制御する制御部とを備え、制御部は、バッテリー抜差機構による複数のバッテリーのそれぞれの引抜きおよび／または差込みを行うために所定の基準位置に停止する車両を用いてバッテリー交換ロボットに教示された抜差位置の教示データである抜差位置教示データと、バッテリーが実際に交換される車両の複数の検出用マークのそれぞれの検出を検出機構によって行うときの基準となる検出用位置のデータである検出用位置データとを記憶するとともに、複数のバッテリーのうちの交換対象となる１つのバッテリーを第１バッテリーとし、第１バッテリーの引抜きおよび／または差込みを行うための抜差位置教示データを第１抜差位置教示データとし、複数の検出用マークのうちの第１バッテリーが搭載されるバッテリー置き台に形成される検出用マークを第１検出用マークとし、第１検出用マークの検出を行うときの検出用位置データを第１検出用位置データとすると、制御部は、バッテリーが実際に交換される車両に対する第１バッテリーの抜差し時に、第１検出用位置データを第１バッテリーの交換用のデータとして読み出し、第１検出用位置データを基準にしてバッテリー交換ロボットを動作させて第１検出用マークの検出を行うとともに、第１検出用マークの検出結果に基づいて、第１抜差位置教示データを補正し、補正後の第１抜差位置教示データに基づいてバッテリー交換ロボットを動作させることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the battery exchange robot of the present invention is a battery exchange robot for exchanging a plurality of batteries mounted on a vehicle, and each of the batteries is pulled out and / or removed from the vehicle. A battery insertion / removal mechanism that inserts a plurality of batteries into a vehicle, and a plurality of detection marks that are attached to the vehicle and that are formed on each of a plurality of battery mounts on which the plurality of batteries are mounted. And a control unit that controls the battery exchange robot, and the control unit is provided at a predetermined reference position in order to pull out and / or insert a plurality of batteries by the battery insertion / removal mechanism. Using the vehicle to stop, the position of the slip position taught to the battery replacement robot Differential position teaching data which is display data and detection position data which is reference position data when the detection mechanism detects each of a plurality of detection marks of a vehicle in which the battery is actually replaced. Is stored as one of the plurality of batteries, and a replacement battery position teaching data for pulling out and / or inserting the first battery is used as the first battery position teaching data. The detection position when detecting the first detection mark using the detection mark formed on the battery mount on which the first battery is mounted among the plurality of detection marks as the first detection mark. When the data is the first detection position data, the control unit performs the first detection when the first battery is inserted into or removed from the vehicle in which the battery is actually replaced. Position data is read as replacement data for the first battery, the battery replacement robot is operated based on the first detection position data to detect the first detection mark, and the first detection mark is detected. Based on the result, the first draft position teaching data is corrected, and the battery replacement robot is operated based on the corrected first draft position teaching data.

また、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制御方法は、車両に搭載されている複数のバッテリーのそれぞれの引抜きおよび／または車両への複数のバッテリーのそれぞれの差込みを行うバッテリー抜差機構と、車両に取り付けられるとともに複数のバッテリーのそれぞれが搭載される複数のバッテリー置き台のそれぞれに形成される複数の検出用マークのそれぞれを検出するための検出機構とを備え、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制御方法であって、バッテリー抜差機構による複数のバッテリーのそれぞれの引抜きおよび／または差込みを行うために所定の基準位置に停止する車両を用いてバッテリー交換ロボットに教示された抜差位置の教示データである抜差位置教示データと、バッテリーが実際に交換される車両の複数の検出用マークのそれぞれの検出を検出機構によって行うときの基準となる検出用位置のデータである検出用位置データとを記憶するとともに、複数のバッテリーのうちの交換対象となる１つのバッテリーを第１バッテリーとし、第１バッテリーの引抜きおよび／または差込みを行うための抜差位置教示データを第１抜差位置教示データとし、複数の検出用マークのうちの第１バッテリーが搭載されるバッテリー置き台に形成される検出用マークを第１検出用マークとし、第１検出用マークの検出を行うときの検出用位置データを第１検出用位置データとすると、バッテリーが実際に交換される車両に対する第１バッテリーの抜差し時に、第１検出用位置データを第１バッテリーの交換用のデータとして読み出し、第１検出用位置データを基準にしてバッテリー交換ロボットを動作させて第１検出用マークの検出を行うとともに、第１検出用マークの検出結果に基づいて、第１抜差位置教示データを補正し、補正後の第１抜差位置教示データに基づいてバッテリー交換ロボットを動作させることを特徴とする。   In addition, in order to solve the above-described problems, the battery exchange robot control method according to the present invention is a battery that pulls out a plurality of batteries mounted on a vehicle and / or inserts a plurality of batteries into the vehicle. The vehicle includes a pull-out mechanism and a detection mechanism that is attached to the vehicle and detects each of a plurality of detection marks formed on each of the plurality of battery mounts on which the plurality of batteries are mounted. A method for controlling a battery exchanging robot for exchanging an on-board battery, the battery using a vehicle that stops at a predetermined reference position in order to pull out and / or insert each of a plurality of batteries by a battery insertion / removal mechanism Pull-out position teaching that is teaching data of the pull-out position taught to the exchange robot And detection position data that is reference position data when the detection mechanism detects each of the plurality of detection marks of the vehicle in which the battery is actually replaced. One of the batteries to be replaced is the first battery, and the insertion position teaching data for pulling out and / or inserting the first battery is the first insertion position teaching data, for a plurality of detections. Of the marks, the detection mark formed on the battery mount on which the first battery is mounted is used as the first detection mark, and the detection position data when detecting the first detection mark is the first detection position. As data, when the first battery is inserted into or removed from the vehicle where the battery is actually replaced, the first detection position data is used for replacing the first battery. The data is read as data, and the battery replacement robot is operated on the basis of the first detection position data to detect the first detection mark, and based on the detection result of the first detection mark, the first slip position teaching is performed. The data exchange is corrected, and the battery exchange robot is operated based on the corrected first draw position teaching data.

本発明では、バッテリーが実際に交換される車両に対する第１バッテリーの抜差し時に、複数の検出用マークのうちの第１バッテリーが搭載されるバッテリー置き台に形成される第１検出用マークの検出を行うときの第１検出用位置データを第１バッテリーの交換用のデータとして読み出し、第１検出用位置データを基準にしてバッテリー交換ロボットを動作させて第１検出用マークの検出を行うとともに、第１検出用マークの検出結果に基づいて、第１抜差位置教示データを補正し、補正後の第１抜差位置教示データに基づいてバッテリー交換ロボットを動作させている。   In the present invention, when the first battery is inserted into or removed from the vehicle in which the battery is actually replaced, detection of the first detection mark formed on the battery mount on which the first battery is mounted is detected. First position data for detection is read as replacement data for the first battery, and the battery replacement robot is operated based on the first detection position data to detect the first detection mark. Based on the detection result of the 1 detection mark, the first differential position teaching data is corrected, and the battery replacement robot is operated based on the corrected first differential position teaching data.

すなわち、本発明では、交換されるバッテリーが搭載されるバッテリー置き台に形成される検出用マークの検出結果に基づいて、交換されるバッテリーの抜差位置教示データを補正し、補正後の抜差位置教示データに基づいてバッテリー交換ロボットを動作させている。そのため、バッテリーにより近い位置に形成される検出用マークの検出結果に基づいて、交換されるバッテリーの抜差位置教示データを精度良く補正するとともに、精度良く補正された抜差位置教示データに基づいてバッテリー交換ロボットを精度良く動作させることが可能になる。したがって、本発明では、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バッテリー交換ロボットが備えていなくても、車両に搭載される複数のバッテリーのそれぞれを適切に交換することが可能になる。すなわち、本発明では、バッテリー交換ロボットの構成が簡易であっても、車両に搭載される複数のバッテリーのそれぞれを適切に交換することが可能になる。また、本発明では、交換されるバッテリーが搭載されるバッテリー置き台に形成される検出用マークの検出後に、バッテリーの交換動作に移ることが可能であるため、バッテリーの交換時間を短縮することが可能になる。   That is, according to the present invention, based on the detection result of the detection mark formed on the battery mount on which the battery to be replaced is mounted, the replacement position teaching data of the battery to be replaced is corrected, and the corrected plug The battery exchange robot is operated based on the position teaching data. Therefore, based on the detection result of the detection mark formed at a position closer to the battery, the replacement position teaching data of the battery to be replaced is accurately corrected, and based on the corrected correction position teaching data. It becomes possible to operate the battery exchange robot with high accuracy. Therefore, according to the present invention, even if the battery exchange robot does not include the docking arm included in the battery exchange device described in Patent Document 1, it is possible to appropriately replace each of the plurality of batteries mounted on the vehicle. . That is, according to the present invention, even if the configuration of the battery replacement robot is simple, it is possible to appropriately replace each of the plurality of batteries mounted on the vehicle. Further, in the present invention, it is possible to shift to a battery replacement operation after detecting a detection mark formed on a battery cradle on which a battery to be replaced is mounted, so that the battery replacement time can be shortened. It becomes possible.

本発明において、基準位置に停止する車両を用い検出機構によって実際に検出される車両の位置である車両基準位置と、バッテリーが実際に交換される車両の、検出機構によって検出される位置である車両実際位置との差を車両位置偏差とすると、たとえば、制御部は、複数の検出用マークのそれぞれの位置を検出するために基準位置に停止する車両を用いバッテリー交換ロボットに教示された検出用マーク教示位置と車両位置偏差とに基づいて、検出用位置を算出する。   In the present invention, a vehicle reference position that is a position of a vehicle that is actually detected by the detection mechanism using a vehicle that stops at the reference position, and a vehicle that is a position detected by the detection mechanism of a vehicle in which the battery is actually replaced. If the difference from the actual position is the vehicle position deviation, for example, the control unit uses the vehicle that stops at the reference position to detect the position of each of the plurality of detection marks, and the detection mark taught to the battery replacement robot. A detection position is calculated based on the teaching position and the vehicle position deviation.

本発明において、制御部は、基準位置に停止する車両を用い検出機構によって実際に検出される検出用マークの位置である検出用マーク基準位置のデータである検出用マーク基準位置データを記憶するとともに、検出機構によって検出される第１検出用マークの位置である検出用マーク基準位置としての第１検出用マーク基準位置のデータを第１検出用マーク基準位置データとすると、制御部は、バッテリーが実際に交換される車両に対する第１バッテリーの抜差し時に、第１検出用マーク基準位置データを第１バッテリーの交換用のデータとして読み出して、第１検出用マークの検出結果と第１検出用マーク基準位置データとに基づいて第１抜差位置教示データを補正することが好ましい。このように構成すると、交換されるバッテリーの抜差位置教示データをより精度良く補正することが可能になる。   In the present invention, the control unit stores detection mark reference position data that is detection mark reference position data that is a position of a detection mark that is actually detected by a detection mechanism using a vehicle that stops at the reference position. When the data of the first detection mark reference position as the detection mark reference position, which is the position of the first detection mark detected by the detection mechanism, is the first detection mark reference position data, the control unit When the first battery is inserted into or removed from the vehicle to be actually replaced, the first detection mark reference position data is read as the first battery replacement data, and the detection result of the first detection mark and the first detection mark reference are read out. It is preferable to correct the first draft position teaching data based on the position data. If comprised in this way, it will become possible to correct | amend the insertion / extraction position teaching data of the battery to be replaced with higher accuracy.

この場合には、たとえば、バッテリーが実際に交換される車両の第１検出用マークの、検出機構によって検出される位置である第１検出用マーク実際位置と第１検出用マーク基準位置との差を第１検出用マーク位置偏差とすると、制御部は、第１バッテリーの引抜きおよび／または差込みを行うための抜差位置である第１抜差位置を第１検出用マーク位置偏差に基づいて補正した第１補正位置を算出して第１抜差位置教示データを補正する。   In this case, for example, the difference between the first detection mark actual position which is the position detected by the detection mechanism and the first detection mark reference position of the first detection mark of the vehicle where the battery is actually replaced. Is the first detection mark position deviation, the control unit corrects the first extraction position, which is the extraction position for removing and / or inserting the first battery, based on the first detection mark position deviation. The first corrected position is calculated to correct the first draft position teaching data.

また、本発明のバッテリー交換ロボットの制御方法では、基準位置に停止する車両を用い検出機構によって実際に検出される検出用マークの位置である検出用マーク基準位置のデータである検出用マーク基準位置データを記憶するとともに、検出機構によって実際に検出される第１検出用マークの位置である検出用マーク基準位置としての第１検出用マーク基準位置のデータを第１検出用マーク基準位置データとすると、バッテリーが実際に交換される車両に対する第１バッテリーの抜差し時に、第１検出用マーク基準位置データを第１バッテリーの交換用のデータとして読み出して、第１検出用マークの検出結果と第１検出用マーク基準位置データとに基づいて第１抜差位置教示データを補正することが好ましい。このように構成すると、交換されるバッテリーの抜差位置教示データをより精度良く補正することが可能になる。   In the battery exchange robot control method of the present invention, the detection mark reference position which is data of the detection mark reference position which is the position of the detection mark actually detected by the detection mechanism using the vehicle stopped at the reference position. The data is stored, and the data of the first detection mark reference position as the detection mark reference position, which is the position of the first detection mark actually detected by the detection mechanism, is the first detection mark reference position data. When the first battery is inserted into or removed from the vehicle in which the battery is actually replaced, the first detection mark reference position data is read as the first battery replacement data, and the detection result of the first detection mark and the first detection are detected. It is preferable to correct the first draft position teaching data based on the mark reference position data. If comprised in this way, it will become possible to correct | amend the insertion / extraction position teaching data of the battery to be replaced with higher accuracy.

以上のように、本発明では、バッテリー交換ロボットの構成が簡易であっても、車両に搭載される複数のバッテリーのそれぞれを適切に交換することが可能になる。   As described above, according to the present invention, even if the configuration of the battery replacement robot is simple, it is possible to appropriately replace each of the plurality of batteries mounted on the vehicle.

本発明の実施の形態にかかるバッテリー交換システムの斜視図である。1 is a perspective view of a battery exchange system according to an embodiment of the present invention. 図１のＥ部を別の角度から示す斜視図である。It is a perspective view which shows the E section of FIG. 1 from another angle. 図２のＦ部の拡大図である。It is an enlarged view of the F section of FIG. 図１に示すバッテリー収容部にバッテリーが収容された状態を示す正面図である。It is a front view which shows the state in which the battery was accommodated in the battery accommodating part shown in FIG. 図４のＧ部の拡大図である。It is an enlarged view of the G section of FIG. 図２に示すバッテリー抜差機構および昇降機構を正面から示す図である。It is a figure which shows the battery insertion / extraction mechanism and lifting mechanism shown in FIG. 2 from the front. 図６のＨ−Ｈ方向からバッテリー抜差機構および昇降機構を示す図である。It is a figure which shows a battery insertion / extraction mechanism and a raising / lowering mechanism from the HH direction of FIG. 図６に示すバッテリー搭載機構を正面から説明するための図である。It is a figure for demonstrating the battery mounting mechanism shown in FIG. 6 from the front. 図６に示すバッテリー搭載機構を側面から説明するための図である。It is a figure for demonstrating the battery mounting mechanism shown in FIG. 6 from a side surface. 図６に示すバッテリー搭載機構を上面から説明するための図である。It is a figure for demonstrating the battery mounting mechanism shown in FIG. 6 from the upper surface. 図８に示すローラの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the roller shown in FIG. 図６に示すバッテリー移動機構を正面から説明するための図である。It is a figure for demonstrating the battery moving mechanism shown in FIG. 6 from the front. 図６に示すバッテリー移動機構を側面から説明するための図である。It is a figure for demonstrating the battery moving mechanism shown in FIG. 6 from a side surface. 図１３に示すバッテリー係合部がバス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。It is a figure for demonstrating a state when the battery engaging part shown in FIG. 13 moves to the direction away from a bus | bath from a side surface. 図１３のＪ部の拡大図である。It is an enlarged view of the J section of FIG. 図１３のＫ部の拡大図である。It is an enlarged view of the K section of FIG. 図６に示すバッテリー移動機構を上面から説明するための図である。It is a figure for demonstrating the battery moving mechanism shown in FIG. 6 from an upper surface. （Ａ）は、図１７のＭ部の拡大図であり、（Ｂ）は、図１７のＮ部の拡大図である。(A) is an enlarged view of a portion M in FIG. 17, and (B) is an enlarged view of a portion N in FIG. 図１０に示す検出機構によるバスの位置検出時の状態を上面から示す図である。It is a figure which shows the state at the time of the position detection of the bus | bath by the detection mechanism shown in FIG. 10 from an upper surface. 図１０に示す検出機構によるバスの位置検出方法を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the bus position detection method by the detection mechanism shown in FIG. 図１０に示す検出機構によるバッテリーの位置検出時の状態を上面から示す図である。It is a figure which shows the state at the time of the position detection of the battery by the detection mechanism shown in FIG. 10 from an upper surface. 図１０に示す検出機構によるバッテリーの位置検出方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the battery position detection method by the detection mechanism shown in FIG. 図２に示すバッテリー交換ロボットのバッテリー交換動作の概略フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the schematic flow of the battery replacement | exchange operation | movement of the battery replacement robot shown in FIG. 図２に示すバッテリー交換ロボットによるバスからのバッテリーの引抜き動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the extraction operation | movement of the battery from the bus | bath by the battery exchange robot shown in FIG. 図２に示すバッテリー交換ロボットによるバスへのバッテリーの差込み動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the insertion operation of the battery to the bus | bath by the battery exchange robot shown in FIG. 図２に示すバッテリー交換ロボットによるバスからのバッテリーの引抜き動作時のバッテリー搭載部およびバッテリー係合部の動作の軌跡を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the locus | trajectory of operation | movement of the battery mounting part and battery engaging part at the time of battery extraction operation | movement from the bus | bath by the battery exchange robot shown in FIG. 図２に示すバッテリー交換ロボットによるバスへのバッテリーの差込み動作時のバッテリー搭載部およびバッテリー係合部の動作の軌跡を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the locus | trajectory of operation | movement of the battery mounting part and battery engaging part at the time of the battery insertion operation | movement to the bus | bath by the battery exchange robot shown in FIG. 図２に示すバッテリー交換ロボットによるバスからのバッテリーの引抜き動作時のバッテリー搭載部およびバッテリー係合部の動作の軌跡であってバッテリー検出位置を経由する場合の軌跡を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the locus | trajectory at the time of passing through a battery detection position, when it is a locus | trajectory of the operation | movement of the battery mounting part and battery engaging part at the time of battery extraction operation | movement from the bus | bath by the battery exchange robot shown in FIG. 図２に示すバッテリー収容部の正面図である。It is a front view of the battery accommodating part shown in FIG. 図２に示すバッテリー交換ロボットの制御部の記憶部および第２記憶部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。It is a block diagram for demonstrating a part of data memorize | stored in the memory | storage part and 2nd memory | storage part of the control part of the battery exchange robot shown in FIG. 図２に示すバッテリー交換ロボット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。3 is a flowchart for explaining an example of a control method for the battery exchange robot shown in FIG. 2. （Ａ）は、本発明の他の実施の形態にかかる検出用マークを正面から説明するための図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＷ−Ｗ断面の断面図である。(A) is a figure for demonstrating from the front the detection mark concerning other embodiment of this invention, (B) is sectional drawing of the WW cross section of (A).

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 battery exchange system 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing the E portion of FIG. 1 from another angle. In the following description, each of the three directions orthogonal to each other is defined as an X direction, a Y direction, and a Z direction. In this embodiment, the Z direction coincides with the vertical direction (vertical direction). In the following description, the X direction is the front-rear direction and the Y direction is the left-right direction.

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 battery exchange system 1 of this embodiment is a system for exchanging the battery 3 mounted on the vehicle 2. The vehicle 2 of this embodiment is an electric bus. Therefore, hereinafter, the vehicle 2 is referred to as “bus 2”. A battery housing portion 4 in which a plurality of batteries 3 are housed is attached to the bus 2. The battery accommodating portion 4 is arranged so as to be exposed to the side surface 2a when a cover member (not shown) attached to one side surface 2a of the bus 2 is removed. Further, the battery accommodating portion 4 is disposed below the seat of the bus 2. When the battery 3 is replaced, the bus 2 is stopped so that the traveling direction thereof substantially coincides with the left-right direction.

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 battery exchanging system 1 includes a battery exchanging robot 5 (hereinafter referred to as “robot 5”) for exchanging the battery 3 accommodated in the battery accommodating portion 4. The robot 5 faces the side surface 2a of the bus 2 in the front-rear direction so that the battery 3 housed in the battery housing portion 4 can be replaced. The robot 5 pulls out the battery 3 housed in the battery housing portion 4 and carries it into a buffer station (not shown), and unloads the charged battery 3 housed in the buffer station from the buffer station. Insert into the housing 4.

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 detection plate 9 for detecting the position of the bus 2 is formed or fixed on the side surface 2 a of the bus 2. The detection plate 9 is formed in a flat plate shape, and is formed in a substantially rectangular shape having a substantially constant width in the vertical direction. This detection plate 9 is disposed, for example, on the front side of the battery housing portion 4 in the traveling direction of the bus 2. Further, the detection plate 9 is disposed so as to be exposed to the side surface 2a when a cover member (not shown) attached to the side surface 2a is removed.

（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 battery 3 is accommodated in the battery accommodating portion 4 shown in FIG. FIG. 5 is an enlarged view of a portion G in FIG.

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 battery cradle 6 on which the battery 3 is mounted, and left and right side walls 7, and a housing space for the battery 3 is formed by the battery cradle 6 and the side walls 7. The battery accommodating portion 4 is formed with accommodating spaces for a plurality of batteries 3 so that a plurality of batteries 3 can be accommodated. That is, a plurality of batteries 3 can be mounted on the bus 2. Four batteries 3 can be mounted on the bus 2 of this embodiment, and the battery housing portion 4 includes four battery mounts 6 on which each of the four batteries 3 is mounted. Further, in this embodiment, the two battery mounts 6 are disposed so as to be adjacent in the left-right direction via the side wall 7 and are adjacent to the two battery mounts 6 adjacent in the left-right direction in the left-right direction. The other two battery mounts 6 are arranged so as to overlap in the vertical direction.

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 detection mark 8 for indirectly detecting the position of the battery 3 is formed on the front surface of the battery mount 6. The detection mark 8 is formed on each of both ends in the left-right direction of the battery mount 6. That is, a pair of (two) detection marks 8 are formed on the front surface of the battery stand 6 with a predetermined interval in the left-right direction. As described above, the battery housing portion 4 of this embodiment includes the four battery mounts 6, and the battery housing portion 4 is formed with four pairs of detection marks 8. Further, as shown in FIG. 3, the detection mark 8 is formed in a flat plate shape that protrudes from the front surface of the battery mount 6, and is formed in a substantially triangular shape whose width changes in the vertical direction. Specifically, the detection mark 8 is formed in a substantially equilateral triangle shape whose width becomes narrower toward the upper side.

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 handle 11 for pulling out the battery 3 from the battery housing 4 is formed on the front surface of the battery 3. In the present embodiment, the handle portion 11 is formed on each of the left and right ends of the front surface of the battery 3. On the lower surface of the battery 3, a protrusion 12 for positioning the battery 3 pulled out by the robot 5 in a direction orthogonal to the pulling direction is formed so as to protrude downward (see FIG. 5). The battery 3 includes a fixing member 13 (see FIG. 4) for fixing the battery 3 to the battery housing portion 4 and a release member 14 (see FIG. 3) for releasing the fixed state of the battery 3 with respect to the battery housing portion 4. ).

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 member 13 is attached to the battery 3 so as to protrude from the left and right side surfaces of the battery 3. The fixing member 13 is attached to the front side of the battery 3. The fixing member 13 is held by the battery 3 so as to be movable in the left-right direction. The fixing member 13 is urged outward in the left-right direction by an urging member (not shown). In this embodiment, the urging force of the urging member causes the right and left outer end portions of the fixing member 13 to engage with the engagement holes formed in the side wall 7 of the battery housing portion 4, thereby 3 is fixed. The fixing member 13 functions to position the battery 3 in the front-rear direction and the up-down direction in the battery housing portion 4.

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 release member 14 is disposed on the back side of the handle portion 11. The release member 14 is held by the battery 3 so as to be movable in the front-rear direction. The release member 14 is urged toward the front side of the battery 3 by an urging member (not shown). In this embodiment, when the release member 14 is pushed to the back side, the fixing member 13 moves inward in the left-right direction, and the engagement hole formed in the side wall 7 of the battery housing portion 4 engages with the fixing member 13. The state is released, and the battery 3 can be pulled out from the battery housing 4.

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 battery 3. A positioning pin for positioning the battery 3 in the up / down / left / right directions in the battery housing 4 is attached to the back surface of the battery 3.

（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 robot 5 includes a battery insertion / removal mechanism 17 for pulling out the four batteries 3 from the bus 2 and inserting the four batteries 3 into the bus 2, and a battery insertion / removal mechanism. An elevating mechanism 18 for elevating the mechanism 17, a rotating mechanism 19 for rotating the battery inserting / removing mechanism 17 and the elevating mechanism 18 about the vertical direction as an axial direction, a battery inserting / removing mechanism 17, the elevating mechanism 18, and the rotating mechanism 19 And a horizontal movement mechanism 20 for moving in the left-right direction. The robot 5 also includes a detection mechanism 21 for detecting the detection mark 8 and the detection plate 9.

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 / removal mechanism 17 includes a battery mounting mechanism 23 having a battery mounting portion 22 on which the battery 3 is mounted when the battery 3 is pulled out and inserted, and a battery mounting mechanism that is engaged with the battery 3 when the battery 3 is pulled out and inserted. And a battery moving mechanism 25 having a battery engaging portion 24 (see FIG. 6) for moving the battery 3 on the portion 22. The battery mounting portion 22 and the battery engaging portion 24 are movable in a direction approaching the bus 2 and a direction away from the bus 2.

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 / removal mechanism 17 is held by a holding member 26 formed in a substantially rectangular tube shape. The holding member 26 includes a first holding member 27 constituting the lower end side thereof and a second holding member 28 constituting the upper end side thereof. The first holding member 27 is formed in a rectangular groove shape that opens on the upper side, and the second holding member 28 is formed in a rectangular groove shape that opens on the lower side. The holding member 26 is a substantially square in which both ends of the battery mounting portion 22 and the battery engaging portion 24 in the moving direction are opened by the first holding member 27 and the second holding member 28 being combined and fixed in the vertical direction. It is formed in a cylindrical shape.

（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 / removal mechanism 17 and the lifting mechanism 18 shown in FIG. 2 from the front. FIG. 7 is a diagram showing the battery insertion / removal mechanism 17 and the lifting mechanism 18 from the HH direction in FIG. 6. FIG. 8 is a view for explaining the battery mounting mechanism 23 shown in FIG. 6 from the front. FIG. 9 is a view for explaining the battery mounting mechanism 23 shown in FIG. 6 from the side. FIG. 10 is a view for explaining the battery mounting mechanism 23 shown in FIG. 6 from above. FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of the roller 32 shown in FIG.

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 battery mounting portion 22 described above, the battery mounting mechanism 23 includes a mounting portion moving mechanism 30 that moves the battery mounting portion 22 in a direction approaching the bus 2 and a direction away from the bus 2.

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 battery mounting portion 22 is formed in a flat block shape that is flat in the vertical direction. A plurality of rollers 31 and 32 that are in contact with the lower surface of the battery 3 are rotatably attached to the upper surface of the battery mounting portion 22. As shown in FIG. 10, the plurality of rollers 31 are arranged at predetermined intervals in the moving direction of the battery mounting portion 22, and the plurality of rollers 32 are also set in the moving direction of the battery mounting portion 22 in the same manner as the rollers 31. Arranged at intervals. In addition, the roller 31 and the roller 32 are arranged with a predetermined interval in a direction orthogonal to the moving direction of the battery mounting portion 22.

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 roller 31 is a flat roller. On the other hand, as shown in FIG. 11, the roller 32 is a grooved roller in which a groove 32a that is recessed toward the inner peripheral side is formed on the outer peripheral surface. The groove 32a is formed so that the protrusion 12 formed on the lower surface of the battery 3 can be engaged, and when the battery 3 is mounted at a predetermined position of the battery mounting portion 22, the protrusion is formed on the groove 32a. 12 is engaged. In this embodiment, the protrusion 3 is engaged with the groove 32 a, whereby the battery 3 is positioned with respect to the battery mounting portion 22 in a direction orthogonal to the moving direction of the battery mounting portion 22.

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 unit moving mechanism 30 includes a motor 33, a screw member 34 such as a ball screw, and a nut member 35 that is screwed into the screw member 34 as a configuration for moving the battery mounting unit 22. Further, the mounting unit moving mechanism 30 is configured to guide the battery mounting unit 22, and is linearly formed, and engages with the guide rail 36 and is relatively movable along the guide rail 36. A guide block 37 is provided.

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 motor 33 is fixed to the upper surface side of the rear end portion of the battery mounting portion 22. The screw member 34 is rotatably held on the lower surface side of the battery mounting portion 22. The motor 33 and the screw member 34 are connected via a pulley, a belt, or the like. The nut member 35 is fixed to the first holding member 27. The guide rail 36 is fixed to the lower surface side of the battery mounting portion 22, and the guide block 37 is fixed to the first holding member 27. Therefore, in this embodiment, when the motor 33 rotates, the battery mounting portion 22 is guided by the guide rail 36 and the guide block 37 and moves linearly with respect to the first holding member 27.

（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 battery moving mechanism 25 shown in FIG. 6 from the front. FIG. 13 is a view for explaining the battery moving mechanism 25 shown in FIG. 6 from the side. FIG. 14 is a view for explaining the state when the battery engaging portion 24 shown in FIG. 13 moves away from the bus 2 from the side. FIG. 15 is an enlarged view of a portion J in FIG. FIG. 16 is an enlarged view of a portion K in FIG. FIG. 17 is a view for explaining the battery moving mechanism 25 shown in FIG. 6 from above. 18A is an enlarged view of an M portion in FIG. 17, and FIG. 18B is an enlarged view of an N portion in FIG.

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 battery engaging portion 24 described above, the battery moving mechanism 25 includes an engaging portion moving mechanism 39 that moves the battery engaging portion 24 in a direction approaching the bus 2 and a direction away from the bus 2, and a battery engaging portion 24. And a movable holding member 40 that is held movably and held by the second holding member 28.

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 battery engaging portion 24 includes an engaging claw portion 41 that engages with the handle portion 11 of the battery 3, an air cylinder 42 that moves the engaging claw portion 41 up and down, and a base portion 43 to which the air cylinder 42 is attached. Yes. The engaging claw portion 41 is fixed to the movable side of the air cylinder 42, and the fixed side of the air cylinder 42 is fixed to the distal end surface of the base portion 43. In this embodiment, the two engaging claws 41 and the two air cylinders 42 of the base 43 are arranged so that the engaging claws 41 are engaged with the two handles 11 formed on the battery 3. It arrange | positions in the state which opened the predetermined space | interval at the front end surface.

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 claw portion 41 includes a fixing portion 41 a that is fixed to the air cylinder 42 and a claw portion 41 b that engages with the handle portion 11. The claw portion 41 b enters from the upper side between the front end portion of the handle portion 11 and the front surface of the battery 3 and engages with the handle portion 11. When the claw portion 41 b engages with the handle portion 11, the claw portion 41 b pushes the release member 14 to release the engagement state between the engagement hole formed in the side wall 7 of the battery housing portion 4 and the fixing member 13. To do. Therefore, when the claw portion 41 b is engaged with the handle portion 11, the battery 3 can be pulled out and inserted by the battery pulling mechanism 17.

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 movement holding member 40 is formed in a long and narrow shape in the moving direction of the battery engaging portion 24. Further, the movement holding member 40 is formed so that the shape when viewed from the moving direction of the battery engaging portion 24 is substantially H-shaped.

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 portion moving mechanism 39 includes a motor 44, a screw member 45 such as a ball screw, a nut member 46 that is screwed to the screw member 45, and a structure for moving the battery engaging portion 24 and the movement holding member 40. Pulleys 47 and 48 and a belt 49 spanning the pulleys 47 and 48 are provided. Further, the engaging portion moving mechanism 39 is configured to guide the battery engaging portion 24 and the movement holding member 40, and engages with the guide rail 50 formed in a straight line, the guide rail 50, and the guide rail 50. And a guide block 51 that is relatively movable along the guide rail 52. As a configuration for guiding the battery engaging portion 24, the guide rail 52 that is linearly formed, and the guide rail 52 that engages with the guide rail 52 and And a guide block 53 that is relatively movable along.

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 motor 44 is fixed to the upper surface of the rear end portion of the second holding member 28. The screw member 45 is rotatably held on the upper surface portion of the second holding member 28. The motor 44 and the screw member 45 are connected via a pulley, a belt, or the like. The nut member 46 is fixed to the rear end portion of the movement holding member 40. The pulley 47 is rotatably held at the rear end portion of the movement holding member 40, and the pulley 48 is rotatably held at the front end portion of the movement holding member 40.

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 belt 49 is fixed to the base portion 43 of the battery engaging portion 24 via the belt fixing member 54 and is fixed to the upper surface portion of the second holding member 28 via the belt fixing member 55. Specifically, when the movable holding member 40 protrudes from the second holding member 28 and the belt fixing member 55 is disposed in the vicinity of the pulley 47 as shown in FIG. 16, the pulley as shown in FIG. The belt fixing member 54 is disposed in the vicinity of 48, and the movable holding member 40 is accommodated in the second holding member 28, and the belt fixing member 55 is disposed in the vicinity of the pulley 48 as shown in FIG. Sometimes, the belt 49 is fixed to the base 43 and the second holding member 28 via the belt fixing members 54 and 55 so that the belt fixing member 54 is disposed in the vicinity of the pulley 47.

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 guide rail 50 is fixed to the upper surface portion of the second holding member 28, and the guide block 51 is fixed to the upper surface of the moving holding member 40. The guide rail 52 is fixed to the lower surface of the movement holding member 40, and the guide block 53 is fixed to the upper end side of the base portion 43 of the battery engaging portion 24.

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 motor 44 is rotated, the moving holding member 40 is guided to the guide rail 50 and the guide block 51 together with the battery engaging portion 24 by the screw member 45 and the nut member 46, so that the second holding member 28 is moved. Move in a straight line. When the motor 44 rotates, the battery engaging portion 24 is guided by the guide rail 52 and the guide block 53 by the pulleys 47 and 48 and the belt 49, and relatively moves linearly with respect to the movement holding member 40.

（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 mechanism 18 has a direction orthogonal to the moving direction of the battery mounting portion 22 and the battery engaging portion 24 and the vertical direction (hereinafter, this direction is referred to as a “first direction”). ) Are provided on the both ends of the first elevating mechanism 59 and the second elevating mechanism 60. The first elevating mechanism 59 is connected to one end side of the first holding member 27 in the first direction by the first connecting mechanism 61. The second elevating mechanism 60 is connected to the other end side of the first holding member 27 in the first direction by the second connecting mechanism 62. The first elevating mechanism 59 and the second elevating mechanism 60 are provided in order to incline the holding member 26 with respect to the horizontal direction (that is, in the first direction when viewed from the moving direction of the battery mounting portion 22 and the battery engaging portion 24). In order to tilt the holding member 26 with respect to it), it can be driven individually. The holding member 26 is connected to the first elevating mechanism 59 and the second elevating mechanism 60 so as to be inclined with respect to the horizontal direction.

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 mechanism 59 and the second elevating mechanism 60 include an elevating member 63 that is movable in the vertical direction, a columnar member 64 that holds the elevating member 63 so as to be able to elevate, and an elevating drive mechanism 65 that elevates the elevating member 63. I have. The columnar member 64 is formed in a column shape elongated in the vertical direction. As shown in FIG. 6, the upper end of the columnar member 64 constituting the first elevating mechanism 59 and the upper end of the columnar member 64 constituting the second elevating mechanism 60 are connected by a connecting member 66, and two pieces The columnar member 64 and the connecting member 66 constitute a portal frame.

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 drive mechanism 65 includes a motor 67, a screw member 68 such as a ball screw, and a nut member 69 screwed to the screw member 68 as a configuration for elevating the elevating member 63. Yes. As shown in FIG. 6, the elevating drive mechanism 65 is configured to guide the elevating member 63, and engages with the guide rail 70 formed in a straight line, along the guide rail 70 and along the guide rail 70. The guide block 71 is relatively movable.

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 motor 67 is fixed to the upper end side of the columnar member 64. The screw member 68 is rotatably held by the columnar member 64. The motor 67 and the screw member 68 are connected via a coupling 72. The nut member 69 is fixed to the elevating member 63. The guide rail 70 is fixed to the side surface of the columnar member 64. The guide block 71 is fixed to the elevating member 63. Therefore, in this embodiment, when the motor 67 rotates, the elevating member 63 is guided by the guide rail 70 and the guide block 71 and moves up and down with respect to the columnar member 64.

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 mechanism 61 connects the holding member 26 and the elevating member 63 so that the holding member 26 can be rotated relative to the elevating member 63 of the first elevating mechanism 59. Further, the second connecting mechanism 62 is configured so that the holding member 26 and the elevating member 63 are capable of relative rotation of the holding member 26 with respect to the elevating member 63 of the second elevating mechanism 60 and relative movement in the first direction. Are connected. In this embodiment, when the motor 67 rotates so that the moving amount of the lifting member 63 of the first lifting mechanism 59 is equal to the moving amount of the lifting member 63 of the second lifting mechanism 60, the holding member 26 is parallel to the horizontal direction. Go up and down while maintaining the state. On the other hand, when only one of the motor 67 of the first lifting mechanism 59 or the motor 67 of the second lifting mechanism 60 rotates, the holding member 26 tilts with respect to the horizontal direction. Further, when the motor 67 rotates so that the moving amount of the lifting member 63 of the first lifting mechanism 59 and the moving amount of the lifting member 63 of the second lifting mechanism 60 are different, the holding member 26 is lifted while being inclined with respect to the horizontal direction. To do.

（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 rotation mechanism 19 includes a battery insertion / removal mechanism 17 and an elevating mechanism 18, and a rotation member 85 that can rotate, and a rotation drive mechanism 86 that rotates the rotation member 85. And. As shown in FIG. 2, the horizontal movement mechanism 20 is equipped with a battery insertion / removal mechanism 17, an elevating mechanism 18, and a rotation mechanism 19, and a slide member 87 that is movable in the left-right direction, and a horizontal that moves the slide member 87. And a drive mechanism 88.

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 member 85 is formed in a substantially disk shape. The slide member 87 is formed in a substantially rectangular plate shape whose longitudinal direction is the left-right direction. The width of the slide member 87 in the left-right direction is larger than the diameter of the rotating member 85, and the width of the slide member 87 in the front-rear direction is smaller than the diameter of the rotating member 85.

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 member 85 is disposed on the upper side of the slide member 87. The turning member 85 can turn around the center of curvature. The lower ends of the two columnar members 64 are fixed to the upper surface of the rotating member 85. Specifically, the lower ends of the columnar members 64 are fixed to both ends of the upper surface of the rotating member 85 in the first direction orthogonal to the moving direction of the battery mounting portion 22 and the battery engaging portion 24.

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 rotation drive mechanism 86 includes a motor, a pulley, a belt, and the like as a configuration for rotating the rotation member 85. Further, the rotation drive mechanism 86 is configured to guide the rotation member 85 in the rotation direction, and a guide rail and a plurality of guide blocks that engage with the guide rail and are relatively movable along the guide rail. It has. The guide rail is formed in an annular shape and is fixed to the upper surface of the slide member 87. The plurality of guide blocks are fixed to the lower surface side of the rotating member 85, and are arranged in an annular shape centering on the center of curvature of the rotating member 85. A belt is stretched over the pulley fixed to the output shaft of the motor and the outer peripheral surface of the rotating member 85, and when the motor rotates, the rotating member 85 is guided by the guide rail and the guide block to slide. It rotates with respect to 87.

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 horizontal drive mechanism 88 includes a motor, a pulley, a belt, and the like as a configuration for moving the slide member 87. Further, the horizontal drive mechanism 88 is configured to guide the slide member 87 in the left-right direction, and a plurality of guide rails that are linearly formed and a plurality of guide rails that are engaged with the guide rails and are relatively movable along the guide rails. And a guide block. The guide rail is disposed below the slide member 87. The guide block is fixed to the lower surface of the slide member 87. One end of the belt is fixed to the left end side of the guide rail, and the other end of the belt is fixed to the right end side of the guide rail. The belt is stretched around a pulley or the like fixed to the output shaft of the motor. When the motor rotates, the slide member 87 is linearly moved in the left-right direction by being guided by the guide rail and the guide block.

（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 bus 2 is detected by the detection mechanism 21 shown in FIG. FIG. 20 is a schematic diagram for explaining a method of detecting the position of the bus 2 by the detection mechanism 21 shown in FIG. FIG. 21 is a diagram showing a state when the position of the battery 3 is detected by the detection mechanism 21 shown in FIG. 10 from above. FIG. 22 is a diagram for explaining a method of detecting the position of the battery 3 by the detection mechanism 21 shown in FIG.

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 detection mechanism 21 is a laser sensor that includes a light emitting unit that emits laser light, and a light receiving unit that receives the laser light emitted from the light emitting unit and reflected by the side surface 2a of the bus 2, the front surface of the battery mount 6, and the like. is there. As shown in FIG. 10, the detection mechanism 21 is attached to the upper surface on the front end side of the battery mounting portion 22. The detection mechanism 21 is attached to the battery mounting portion 22 such that the light emitting portion and the light receiving portion are adjacent in the horizontal direction, or the light emitting portion and the light receiving portion are adjacent in the vertical direction. In this embodiment, two detection mechanisms 21 are attached to the battery mounting portion 22 so as to correspond to a pair of (two) detection marks 8 formed on each of the four battery mounts 6. . Specifically, the detection mechanism 21 is fixed to the upper surfaces of both ends of the battery mounting portion 22 in the first direction orthogonal to the moving direction of the battery mounting portion 22 and the battery engaging portion 24. Two detection mechanisms 21 are fixed to the battery mounting portion 22 at the same interval as the interval between the pair of detection marks 8.

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 detection mechanism 21 is turned on when a reflector that reflects the laser light emitted from the light emitting unit is within a predetermined measurement range, and is turned off when the reflector that reflects the laser light is not within the measurement range. become. The detection mechanism 21 can detect the distance between the detection mechanism 21 and the reflecting object when the detection mechanism 21 is on.

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 bus 2 by the detection mechanism 21 is performed as follows, for example. That is, when the bus 2 in which the battery 3 is replaced stops at a predetermined stop position, for example, the battery insertion / removal mechanism 17 stands by at a position where the detection plate 9 is disposed in the left-right direction. At this time, as indicated by a solid line in FIG. 19, the front surface of the battery mounting portion 22 faces the side surface 2 a of the bus 2, and the battery mounting portion 22 is retracted away from the bus 2.

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 detection mechanism 21 that receives the laser light emitted from the light emitting portion of the detection mechanism 21 and reflected by the detection plate 9 is turned on. Part 22 advances toward bus 2. Thereafter, as shown by a two-dot chain line in FIG. 20A, the battery mounting portion 22 at a predetermined position in the vertical direction is moved upward as shown by a broken line in FIG. The approximate position of the upper end of the detection plate 9 is detected by 21. Thereafter, as shown by the solid line in FIG. 20A and the broken line in FIG. 20B, the battery mounting portion 22 is moved downward to a height for detecting the positions of both ends of the detection plate 9 in the left-right direction. Let

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 battery mounting portion 22 is moved to the other in the left-right direction as indicated by the solid line in FIG. 20C and the two-dot chain line in FIG. 20D, and the detection mechanism 21 moves the detection plate 9 in the left-right direction. Detect the position of both ends.

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 battery mounting portion 22 is located at a predetermined distance from the position where one end of the detection plate 9 in the left-right direction is detected by the detection mechanism 21 to the other in the left-right direction. Then, the upper end of the detection plate 9 is detected by the detection mechanism 21 as shown by the solid line in FIG. 20D and the two-dot chain line in FIG. After that, as shown by the broken line in FIG. 20E, the battery mounting portion 22 is moved a predetermined distance from the position where the detection mechanism 21 detects the other end of the detection plate 9 in the left-right direction to the other in the left-right direction. After moving to a distant position and downward, it is moved upward as indicated by the solid line in FIG. 20E and the upper end of the detection plate 9 is detected by the detection mechanism 21.

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 battery mounting portion 22 as described above, the detection mechanism 21 detects the position of the detection plate 9 in the front-rear direction, the left-right direction, and the up-down direction. Further, the position of the bus 2 is detected by detecting the position of the detection plate 9 in the front-rear direction, the left-right direction, and the vertical direction by the detection mechanism 21. Further, by moving the battery mounting portion 22 as described above, the detection mechanism 21 can detect the inclination of the detection plate 9 with respect to the left-right direction when viewed from the front-rear direction. That is, by moving the battery mounting portion 22 as described above, the detection mechanism 21 can detect the inclination of the bus 2 with respect to the left-right direction when viewed from the front-rear direction.

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 detection mechanism 21 detects the position of the bus 2, for example, the detection mechanism 21 detects the position of the battery 3 as described below. That is, first, as shown in FIG. 21A, each of the pair of detection marks 8 of the battery mount 6 on which the battery 3 to be replaced is mounted and each of the two detection mechanisms 21 face each other. Next, the battery mounting portion 22 is moved in the left-right direction.

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 battery mounting portion 22 is advanced toward the battery mount 6 until the detection mechanism 21 that has received the laser light emitted from the light emitting portion of the detection mechanism 21 and reflected by the detection mark 8 is turned on. Thereafter, as shown in FIGS. 21 (B), (C) and FIGS. 22 (A), (B), the battery so that the laser light from the light emitting portion of the detection mechanism 21 crosses the detection mark 8 in the left-right direction. The mounting portion 22 is moved in the left-right direction. More specifically, the battery mounting portion 22 is moved in the left-right direction so that the laser beams from the respective light-emitting portions of the two detection mechanisms 21 traverse each of the two detection marks 8 in the left-right direction.

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 battery mounting portion 22 is moved in the left-right direction so that the laser light from the light-emitting portion of the detection mechanism 21 crosses the detection mark 8 in the left-right direction, the detection mechanism 8 detects a portion of the detection mark 8 ( That is, it is possible to detect the width of the portion that reflects the laser light (the broken line portion in FIG. 22C), hereinafter referred to as “detected portion 8a”. Since the detection mark 8 of this embodiment is formed in a substantially triangular shape whose width changes in the vertical direction, detecting the width of the detected portion 8a of the detection mark 8 increases the height of the detection mark 8. It is possible to detect the height of the battery holder 6 on which the detection mark 8 is formed by detecting the height of the detection mark 8. In this embodiment, the detection mechanism 21 detects the width of the detected portion 8a of the detection mark 8 to detect the height of the battery cradle 6 and the height of the battery cradle 6 is detected. The height of the battery 3 mounted on the battery stand 6 is detected.

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 detection mark 8 is detected by moving the battery mounting portion 22 so that the laser light from the light emitting portion of the detection mechanism 21 traverses the detection mark 8 in the left-right direction, and detecting the detection mark 8 by the detection mechanism 21. It is possible to detect the center position in the left-right direction of the eight detected portions 8a. In this embodiment, for example, the position of the battery cradle 6 in the left-right direction is detected based on this center position, and the position of the battery cradle 6 in the left-right direction is detected, so that the battery cradle 6 is positioned. The position of the mounted battery 3 in the left-right direction is detected.

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 portion 8a of the detection mark 8 and the detection mechanism 21 can be detected by the detection mechanism 21. In this embodiment, for example, the center position and the detection mechanism 21 are detected. The position of the battery cradle 6 in the front-rear direction is detected based on the distance between and the position of the battery cradle 6 in the front-rear direction, thereby detecting the position of the battery 3 that is positioned and mounted on the battery cradle 6. A position in the front-rear direction is 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 battery cradle 6 detected by one of the two detection mechanisms 21 and the height of the battery cradle 6 detected by the other detection mechanism 21 are viewed in the front-rear direction. The inclination of the battery mount 6 with respect to the left-right direction is detected. Further, by detecting the inclination of the battery stand 6 with respect to the left-right direction when viewed from the front-rear direction, the inclination of the battery 3 with respect to the left-right direction when viewed from the front-rear direction is 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 detection mechanism 21 detected by one of the two detection mechanisms 21 and the detection mark 8, and the detection mechanism 21 detected by the other detection mechanism 21 and the detection mark 8. The inclination of the battery mount 6 with respect to the left-right direction when viewed from the up-down direction is detected. Further, by detecting the inclination of the battery pedestal 6 with respect to the left-right direction when viewed from the vertical direction, the inclination of the battery 3 with respect to the left-right direction when viewed from the vertical direction is detected.

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 battery 3 in the front-rear and left-right directions, the height of the battery 3, the inclination of the battery 3 with respect to the left-right direction when viewed from the front-rear direction, and the inclination of the battery 3 with respect to the left-right direction when viewed from the up-down direction are detected. And the protrusion 12 on the lower surface of the battery 3 and the groove 32a of the roller 32 of the battery mounting portion 22 substantially coincide with each other in the left-right direction, and the lower surface of the battery 3 and the upper surfaces of the rollers 31 and 32 substantially coincide with each other. The inclination of the battery 3 with respect to the left and right direction when viewed from the direction and the inclination of the battery insertion and removal mechanism 17 substantially coincide with each other, and the inclination of the battery 3 with respect to the left and right direction when viewed from the top and bottom The position of the battery insertion / removal mechanism 17 in the left-right direction and the height when the battery 3 is replaced by the robot 5 so that the inclination substantially coincides. And tilt is adjusted.

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 / removal mechanism 17 is adjusted by the horizontal movement mechanism 20, the height of the battery insertion / removal mechanism 17 is adjusted by the elevating mechanism 18, and the vertical direction is adjusted by the rotation mechanism 19. The inclination of the battery insertion / removal mechanism 17 with respect to the left / right direction when viewed is adjusted. Further, by driving one of the first elevating mechanism 59 and the second elevating mechanism 60, or by changing the drive amount of the first elevating mechanism 59 and the drive amount of the second elevating mechanism 60, the front and rear directions can be seen. The inclination of the battery insertion / removal mechanism 17 with respect to the left / right direction is adjusted.

（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 battery 3 of the battery replacement robot 5 shown in FIG. FIG. 24 is a view for explaining the operation of pulling out the battery 3 from the bus 2 by the battery exchange robot 5 shown in FIG. FIG. 25 is a diagram for explaining the operation of inserting the battery 3 into the bus 2 by the battery exchange robot 5 shown in FIG.

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 battery exchange system 1, when the bus 2 whose battery 3 is to be exchanged stops at a predetermined stop position, the position of the bus 2 is first detected by the above-described procedure (step S1). Thereafter, the operation of pulling out the battery 3 to be replaced from the bus 2 out of the four batteries 3 is performed (step S2). In step S2, specifically, the position of the battery 3 to be replaced (more specifically, the position of the detection mark 8 formed on the battery mount 6 on which the battery 3 to be replaced is mounted) is described above. The battery 3 is extracted from the bus 2 by the robot 5 (step S22), and then the extracted battery 3 is accommodated in the buffer station (step S23).

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 battery mounting portion 22 and the battery engaging portion 24 (see FIG. 24A) at the home position move in a direction approaching the bus 2. Specifically, as shown in FIG. 24B, the battery mounting portion 22 moves from the battery mount 6 to a position where the battery 3 can be transferred to the battery mounting portion 22, and the handle portion of the battery 3 is moved. 11, the battery engaging portion 24 moves to a position where the engaging claw portion 41 can be engaged.

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 battery 3 is detected by the above-described procedure before the battery mounting portion 22 and the battery engaging portion 24 at the home position move to the position shown in FIG. That is, the battery mounting portion 22 advances toward the battery mount 6 until the detection mechanism 21 that has received the laser light emitted from the light emitting portion of the detection mechanism 21 and reflected by the detection mark 8 is turned on. Then, the battery mounting portion 22 moves in the left-right direction (that is, the robot 5 moves in the left-right direction), and the position of the battery 3 is detected. In the subsequent operation, the movement amounts of the battery mounting portion 22 and the battery engaging portion 24 are adjusted based on the result of the position detection of the battery 3.

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 claw portion 41 descends from the state shown in FIG. 24 (B) and engages with the handle portion 11. Thereafter, as shown in FIG. 24C, the battery engaging portion 24 moves away from the bus 2, and the battery 3 starts to be transferred from the battery mount 6 to the battery mounting portion 22. When the battery engaging portion 24 moves by a predetermined amount and the battery 3 is completely mounted on the battery mounting portion 22 as shown in FIG. 24D, thereafter, the battery mounting portion 22 and the battery engaging portion 24 are moved. While synchronizing, as shown in FIG. 24E, the battery 3 moves away from the bus 2 to complete the extraction of the battery 3 from the bus 2. When the extraction of the battery 3 from the bus 2 is completed, the robot 5 rotates 180 ° and accommodates the battery 3 in the buffer station.

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 battery 3 is inserted into the portion of the bus 2 from which the battery 3 has been pulled out (step S3). Specifically, in step S3, the charged battery 3 is removed from the buffer station by the robot 5 (step S31), and then the removed battery 3 is inserted into the bus 2 (step S32).

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 robot 5 takes out the charged battery 3 from the buffer station, the robot 5 rotates 180 ° and is in the same state as when the battery 3 is completely removed from the bus 2 as shown in FIG. become. Thereafter, as shown in FIG. 25B, the battery mounting portion 22 and the battery engaging portion 24 move in a direction approaching the bus 2 while being synchronized. When the battery mounting portion 22 moves to a position where the battery 3 can be transferred from the battery mounting portion 22 to the battery mount 6, the battery engaging portion 24 approaches the bus 2 as shown in FIG. The battery 3 is inserted into the bus 2. When the battery 3 is inserted into the bus 2, as shown in FIG. 25 (D), the engaging claw portion 41 is raised, and as shown in FIG. 25 (E), the battery mounting portion 22 and the battery engaging portion 24 are After moving away from the bus 2 (specifically, moving to the home position), the insertion of the battery 3 into the bus 2 is completed.

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 battery 3 that needs to be replaced in the stopped bus 2 is completed (until "Yes" in step S4). Usually, it repeats until all the batteries 3 of the bus | bath 2 which has stopped are replaced | exchanged. When the replacement of the battery 3 that needs to be replaced is completed, the robot 5 returns to the origin position (step S5), and the replacement operation of the battery 3 by the robot 5 ends.

（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 battery mounting portion 22 and the battery engaging portion 24 when the battery 3 is pulled out of the bus 2 by the battery replacement robot 5 shown in FIG. FIG. 27 is a view for explaining the trajectory of the operation of the battery mounting portion 22 and the battery engaging portion 24 when the battery 3 is inserted into the bus 2 by the battery exchange robot 5 shown in FIG. FIG. 28 is a trajectory of the operation of the battery mounting portion 22 and the battery engaging portion 24 when the battery 3 is withdrawn from the bus 2 by the battery exchange robot 5 shown in FIG. 2 and passes through the battery detection position P20. It is a figure for demonstrating a locus | trajectory.

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 battery exchange system 1, in order to properly operate the robot 5 and replace the battery 3 of the bus 2 appropriately, teaching (teaching) of the robot 5 is performed using the bus 2 stopped at a predetermined reference position. Do. In the teaching of the robot 5, the bus detection position for detecting the position of the bus 2, the battery detection position for detecting the position of each of the four batteries 3, and the extraction and insertion of each of the four batteries 3 are performed. The insertion / extraction position to perform is taught to the robot 5 by a manual operation by an operator.

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 robot 5 is taught a position (state) where the detection mechanism 21 can detect the detection plate 9. In teaching the battery detection position, the robot 5 is taught a position (state) at which the two detection mechanisms 21 can detect the pair of detection marks 8. In the teaching of the battery detection position, the robot 5 is taught four positions at which each of the pair of detection marks 8 provided in the four sets can be detected.

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）に示す第１バッテリー乗継位置（状態）Ｐ３と、図２５（Ｃ）に示す第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), The first battery connection position (state) P3 shown in FIG. 24 (C), the second battery connection position (state) P4 shown in FIG. 25 (C), and FIGS. 24 (D) and 25 (B). The robot mounting position (state) P5 shown and the robot housing position (state) P6 shown in FIGS. 24 (E) and 25 (A) are taught to the robot 5.

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 battery mounting portion 22 and the battery engagement portion 24 are separated from the bus 2 (more specifically, at the home position), and the battery 3 is mounted on the battery stand 6. Is the position of time. The vehicle mounting position P2 is such that the engaging claw portion 41 of the battery engaging portion 24 approaching the bus 2 can be engaged with the battery 3 mounted on the battery mount 6 and the battery approaching the bus 2 This is the position when the battery 3 can be transferred between the mounting portion 22 and the battery mount 6 on which the battery 3 is mounted.

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 battery 3 is mounted on both the battery mount 6 and the battery mounting portion 22. Specifically, the first battery connection position P3 is a position when the battery 3 starts to be transferred from the battery mount 6 to the battery mount 22 (that is, the battery 3 is moved from the battery mount 22 to the battery mount 6). Position at the end of transfer). In this embodiment, the position when the battery 3 is mounted on one of the plurality of rollers 31 and 32 provided on the upper surface of the battery mounting portion 22 is the first battery connection position P3. It has become. Further, at the first battery connection position P <b> 3, the battery mounting portion 22 protrudes from the holding member 26 toward the bus 2.

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 battery 3 is mounted on both the battery mount 6 and the battery mounting portion 22. Specifically, the second battery connection position P4 is a position when the battery 3 starts to be transferred from the battery mounting unit 22 to the battery mounting unit 6 (that is, the battery 3 is moved from the battery mounting unit 6 to the battery mounting unit 22). Position at the end of transfer). In this embodiment, the position when the battery 3 is mounted on the battery mount 6 by the arrangement pitch of the plurality of rollers 31 is the second battery connection position P4. Further, at the second battery connection position P4, the battery mounting portion 22 protrudes from the holding member 26 to the bus 2 side.

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 battery 3 is completely mounted on the battery mounting portion 22 approaching the bus 2 and the engagement claw portion 41 is engaged with the battery 3. The robot housing position P6 is a position when the battery mounting portion 22 on which the battery 3 is mounted and the battery engaging portion 24 engaged with the battery 3 are separated from the bus 2 and stored in the holding member 26. .

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 batteries 3 mounted on the bus 2, the standby position P1, the vehicle mounting position P2, the first battery connection position P3, the second battery connection position P4, and the robot The mounting position P5 and the robot housing position P6 are taught to the robot 5.

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 battery 3 is withdrawn from the bus 2, the robot 5 operates to move in the order of the standby position P1, the vehicle mounting position P2, the first battery connection position P3, the robot mounting position P5, and the robot housing position P6. Then, the battery 3 is removed from the bus 2. Further, when the battery 3 is inserted into the bus 2, the robot 5 moves in this order through the robot housing position P6, the robot mounting position P5, the second battery connection position P4, the vehicle mounting position P2, and the standby position P1. In operation, the battery 3 is inserted into the bus 2. Since the position of the battery 3 is detected when the battery 3 is removed from the bus 2, the robot 5 actually moves from the standby position P1 to the vehicle mounting position P2 via the battery detection position P20.

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 battery 3 is several hundred kg, in the process of moving the battery 3 between the battery mount 6 and the battery mounting portion 22, In addition, the height and inclination of the battery mounting portion 22 varies. In this embodiment, in order to suppress the occurrence of a height difference between the battery mount 6 and the battery mounting portion 22 due to variations in the height and inclination of the battery mount 6 and the battery mounting portion 22, When the battery 3 is pulled out, the lifting mechanism 18 raises the battery pulling mechanism 17 when the robot 5 moves from the first battery transfer position P3 to the robot mounting position P5, and when the battery 3 is plugged into the bus 2, the robot 3 When the robot 5 moves from the mounting position P5 to the second battery connection position P4, the elevating mechanism 18 lowers the battery insertion / removal mechanism 17.

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 battery 3 from the bus 2 is performed based on the teaching result of the robot 5, an arbitrary point of the battery mounting portion 22 follows a locus along arrows V1, V2, and V3 as shown in FIG. While drawing, the standby position P1, the vehicle mounting position P2, the first battery connection position P3, the robot mounting position P5, and the robot housing position P6 are moved in this order. When the battery 3 is pulled out from the bus 2, any one point of the battery engaging portion 24 is in a standby position while drawing a locus along arrows V4, V5, V6, V7 as shown in FIG. P1, the vehicle mounting position P2, the first battery connection position P3, the robot mounting position P5, and the robot housing position P6 are moved in this order.

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 battery 3 is inserted into the bus 2 based on the teaching result of the robot 5, any one point of the battery mounting portion 22 follows a path along arrows V11, V12, V13 as shown in FIG. While drawing, the robot housing position P6, the robot mounting position P5, the second battery connection position P4, the vehicle mounting position P2, and the standby position P1 are moved in this order. When the battery 3 is inserted into the bus 2, any one point of the battery engaging portion 24 is accommodated in the robot while drawing a locus along arrows V14, V15, V16, V17 as shown in FIG. The position P6, the robot mounting position P5, the second battery connection position P4, the vehicle mounting position P2, and the standby position P1 are moved in this order.

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 battery 3 is pulled out from the bus 2, the position of the battery 3 is detected. When the battery mounting portion 22 and the battery engaging portion 24 pass through the battery detection position P20, the locus of an arbitrary point of the battery mounting portion 22 when the battery 3 is pulled out from the bus 2 is shown in FIG. As shown in FIG. 28B, the trajectory along the arrows V21, V22, V23, and V24, and the trajectory at an arbitrary point of the battery engaging portion 24, as shown in FIG. It becomes a locus along V28 and V29.

（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 robot 5 is finished, a deviation between the detection position where the detection mark 8 is actually detected by the detection mechanism 21 when the bus 2 is stopped at the predetermined reference position and the taught battery detection position is detected. In order to correct the position of the pair of detection marks 8 when the bus 2 is stopped at a predetermined reference position, the battery detection position is calibrated. The calibration of the battery detection position is performed by detecting the pair of detection marks 8 using the two detection mechanisms 21 with the taught battery detection position as a reference position. The calibration of the battery detection position is performed for each of the four pairs of detection marks 8 provided.

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 detection plate 9 is actually detected by the detection mechanism 21 when the bus 2 is stopped at the predetermined reference position and the taught bus detection position, In order to accurately grasp the position of the detection plate 9 when the bus 2 is stopped at the reference position, the bus detection position is calibrated. The bus detection position is calibrated by detecting the detection plate 9 using the detection mechanism 21 with the taught bus detection position as a reference position.

（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 storage unit 92 and the second storage unit 93 of the control unit 91 of the battery exchange robot 5 shown in FIG.

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 batteries 3 can be mounted on the bus 2 of the present embodiment, and the battery housing portion 4 is provided with four pairs of detection marks 8. Hereinafter, when the four batteries 3 are distinguished from each other, as shown in FIG. 29, each of the four batteries 3 is referred to as a battery 3A, a battery 3B, a battery 3C, and a battery 3D. When the four pairs of detection marks 8 are distinguished from each other, as shown in FIG. 29, the detection marks 8 formed on the battery mount 6 on which the battery 3A is mounted are replaced with the detection marks 8A, The detection mark 8 formed on the battery mount 6 on which the battery 3B is mounted is the detection mark 8B, the detection mark 8 formed on the battery mount 6 on which the battery 3C is mounted is the detection mark 8C, and the battery 3D. The detection mark 8 formed on the battery mount 6 on which is mounted is defined as a detection mark 8D.

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 control unit 91 that controls the robot 5 includes a storage unit 92 and a second storage unit 93. The storage unit 92 is, for example, a flash memory, and the second storage unit 93 is, for example, a RAM (Random Access Memory). As shown in FIG. 30, the storage unit 92 stores teaching data for the robot 5, calibration data for the battery detection position, and calibration data for the bus detection position.

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 storage unit 92, the insertion / removal position teaching data A which is teaching data of the insertion / removal position of the battery 3A, the insertion / removal position teaching data B which is teaching data of the insertion / removal position of the battery 3B, and the insertion / removal position of the battery 3C The teaching position data C and the teaching position data D of the battery 3D are stored as teaching data, and a pair of detection marks 8A can be detected. Battery detection position teaching data A, which is battery detection position teaching data, and battery detection position teaching data B, which is battery detection position teaching data capable of detecting a pair of detection marks 8B, and a pair of detection marks 8C. Battery detection position teaching data C, which is teaching data of the battery detection position that enables detection of Battery detection position teaching data D which is teaching data of a battery detection position where the detection of the use mark 8D becomes possible are stored as teaching data. The storage unit 92 stores bus detection position teaching data which is teaching data of the bus detection position.

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 storage unit 92 also includes battery detection position calibration data A, which is calibration data of battery detection positions that enable detection of a pair of detection marks 8A, and battery detection positions that enable detection of a pair of detection marks 8B. The battery detection position calibration data B, which is the calibration data of the battery, the battery detection position calibration data C, which is the calibration data of the battery detection position that enables detection of the pair of detection marks 8C, and the detection of the pair of detection marks 8D. Battery detection position calibration data D that is calibration data of battery detection positions that can be stored is stored, and bus detection position calibration data that is calibration data of bus detection positions is stored.

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 storage unit 92, the differential position teaching data A and the battery detection position calibration data A are stored as replacement data for the battery 3A, and the differential position teaching data B and the battery detection position calibration data B are exchanged for the battery 3B. Are stored as data for replacement, battery position teaching data C and battery detection position calibration data C are stored as replacement data for battery 3C, and battery position teaching data D and battery detection position calibration data D are stored in battery 3D. Is stored as replacement data. That is, in the storage unit 92, the insertion / extraction position teaching data of a certain battery 3 and the battery detection position calibration data regarding the detection mark 8 formed on the battery mount 6 on which the battery 3 is mounted are exchanged for the battery 3. It is stored as data for use.

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 battery 3 is replaced, if the battery 3 to be replaced is designated by an external device (not shown) to which the robot 5 is electrically connected as described later, the controller 91 designates the designated battery 3. Are read out and the calibration data of the battery detection position relating to the detection mark 8 formed on the battery mount 6 on which the battery 3 is mounted are read out.

（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 battery exchange robot 5 shown in FIG.

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 battery exchange system 1, when the bus 2 where the battery 3 is exchanged stops at a predetermined stop position and the control unit 91 receives a position detection command signal for the bus 2 from an external device, the position of the bus 2 is determined according to the above procedure. Detection is performed (step S61). In step S61, the bus detection position teaching data is read from the storage unit 92, the robot 5 is operated based on the teaching data, and the actual position of the stopped bus 2 is detected. The position of the bus 2 detected in step S61 is stored in the second storage unit 93 of the control unit 91 as bus stop position data.

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の量（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 controller 91 calculates a bus position deviation amount (bus position deviation amount) which is a difference between the reference stop position of the bus 2 and the position where the bus 2 where the battery 3 is replaced is actually stopped. (Step S62). In step S62, the bus detection position calibration data is read from the storage unit 92, and the bus stop position data is read from the second storage unit 93. Further, the bus position deviation amount is calculated by comparing these data. The bus position deviation amount calculated in step S62 is stored in the second storage unit 93 as bus position deviation amount data.

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 control unit 91 calculates the correction position of the detection mark 8 based on the position where the bus 2 is actually stopped (step S63). In step S63, the battery detection position teaching data is read from the storage unit 92, and the bus position deviation amount data is read from the second storage unit 93. Further, by adding the value of the bus position deviation amount data to the value of the battery detection position teaching data, the correction detection mark position which is the correction position of the detection mark 8 based on the position where the bus 2 is actually stopped. Is calculated. The correction detection mark position calculated in step S63 is stored in the second storage unit 93 as correction detection mark position data.

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 storage unit 92, and the correction detection mark position for each of the four pairs of detection marks 8A to 8D. Is calculated. As shown in FIG. 30, the correction detection mark positions calculated for the pair of detection marks 8A are stored in the second storage unit 93 as correction detection mark position data A, and are calculated for the pair of detection marks 8B. The correction detection mark position is stored in the second storage section 93 as correction detection mark position data B, and the correction detection mark position calculated for the pair of detection marks 8C is used as correction detection mark position data C. The correction detection mark positions stored in the second storage unit 93 and calculated for the pair of detection marks 8D are stored in the second storage unit 93 as correction detection mark position data D.

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 second storage unit 93, the correction detection mark position data A is stored as replacement data for the battery 3A, and the correction detection mark position data B is stored as replacement data for the battery 3B. The mark position data C is stored as replacement data for the battery 3C, and the correction detection mark position data D is stored as replacement data for the battery 3D. That is, the second storage unit 93 stores the correction detection mark position data calculated for the detection mark 8 formed on the battery mount 6 on which a certain battery 3 is mounted as replacement data for the battery 3. 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 control unit 91 receives a battery designation signal for designating the battery 3 to be replaced among the four batteries 3 mounted on the bus 2 from the external device. When the controller 91 receives the battery designation signal, the position detection of the detection mark 8 of the battery cradle 6 on which the designated battery 3 is mounted is performed according to the above procedure (step S64). As described above, in the second storage unit 93, the correction detection mark position data calculated for the detection mark 8 formed on the battery mount 6 on which a certain battery 3 is mounted is the replacement data for the battery 3. Therefore, in step S64, the correction detection mark position data calculated for the detection mark 8 formed on the battery mount 6 on which the designated battery 3 is mounted is read from the second storage unit 93. It is. For example, when the battery 3A is designated, the correction detection mark position data A is read from the second storage unit 93, and when the battery 3B is designated, the correction detection mark position data B is second. Read from the storage unit 93. In step S64, the robot 5 operates based on the read correction detection mark position data, and the actual position of the detection mark 8 of the battery cradle 6 on which the designated battery 3 is mounted is detected. Is done.

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の量（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, in the control unit 91, a detection mark position deviation amount (detection mark position deviation amount) which is a difference between the reference position of the detection mark 8 and the actual position of the detection mark 8 detected in step S64. Is calculated (step S65). In step S65, battery detection position calibration data is read from the storage unit 92. As described above, in the storage unit 92, the battery detection position calibration data regarding the detection mark 8 formed on the battery mount 6 on which a certain battery 3 is mounted is stored as replacement data for the battery 3. In step S65, calibration data of the battery detection position relating to the detection mark 8 formed on the battery mount 6 on which the designated battery 3 is mounted is read from the storage unit 92. For example, when the battery 3A is designated, the battery detection position calibration data A is read from the storage unit 92, and when the battery 3B is designated, the battery detection position calibration data B is read from the storage unit 92. . In step S65, the detection mark position deviation amount is calculated by comparing the data of the position of the detection mark 8 detected in step S64 with the read battery detection position calibration data. The detection mark position deviation amount calculated in step S65 is stored in the second storage unit 93 as detection mark position deviation amount data.

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。すなわち、ステップＳ６６では、抜差位置教示データが補正される。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 controller 91 calculates a correction position of the insertion / removal position for extracting and inserting the designated battery 3 (step S66). In step S66, the insertion / extraction position teaching data is read from the storage unit 92. Specifically, in step S <b> 66, the specified insertion / extraction position teaching data of the battery 3 is read from the storage unit 92. For example, when the battery 3A is designated, the plug position teaching data A is read from the storage unit 92, and when the battery 3B is designated, the plug position teaching data B is read from the storage unit 92. . In step S66, the detection mark position deviation amount data is read from the second storage section 93, and the value of the detection mark position deviation amount data is added to the value of the difference position teaching data, thereby making it possible to detect the difference. A position correction position is calculated. That is, in step S66, the differential position teaching data is corrected. Specifically, the correction position of the slip position calculated in step S66 is the correction position of the vehicle mounting position P2, the correction position of the first battery connection position P3, and the correction position of the second battery connection position P4. And the correction position of the robot mounting position P5. Further, the correction position of the slip position calculated in step S66 is stored in the second storage unit 93 as corrected slip position data.

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 robot 5 moves to the correction position of the vehicle mounting position P2, and the engaging claw portion 41 descends and engages with the handle portion 11 of the battery 3 (step S67). In step S67, the correction position of the vehicle mounting position P2 is read from the second storage unit 93. Thereafter, the robot 5 moves in this order to the correction position of the first battery connection position P3 and the correction position of the robot mounting position P5 (steps S68 and S69). In step S68, the correction position of the first battery connection position P3 is read from the second storage unit 93, and in step S69, the correction position of the robot mounting position P5 is read from the second storage unit 93. Thereafter, the robot 5 moves to the robot housing position P6 (step S70).

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 robot 5 is rotated 180 ° to store the battery 3 in the buffer station, and after the charged battery 3 is taken out from the buffer station and rotated 180 ° (step S71), the robot 5 is moved to the robot mounting position P5. Move to the correction position (step S72). In step S72, the correction position of the robot mounting position P5 is read from the second storage unit 93. Thereafter, the robot 5 moves in this order to the correction position of the second battery connection position P4 and the correction position of the vehicle mounting position P2 (steps S73, S74). In step S73, the correction position of the second battery connection position P4 is read from the second storage unit 93, and in step S74, the correction position of the vehicle mounting position P2 is read from the second storage unit 93. Thereafter, the robot 5 moves to the standby position P1 (step S75).

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 battery 3 that needs to be replaced in the stopped bus 2 is completed. Usually, it repeats until all the batteries 3 of the bus | bath 2 which has stopped are replaced | exchanged.

なお、本形態では、ステップＳ６３で計算される修正検出用マーク位置は、バッテリー３が実際に交換されるバス２の４組の一対の検出用マーク８のそれぞれの検出を検出機構２１によって行うときの基準となる検出用位置であり、修正検出用マーク位置データは、検出用位置データである。また、本形態では、ロボット５の教示を行う際に、ロボット５に教示されたバッテリー検出位置は、基準位置に停止するバス２を用い４組の一対の検出用マーク８のそれぞれの位置を検出するためにロボット５に教示された検出用マーク教示位置である。   In this embodiment, the correction detection mark position calculated in step S63 is determined when the detection mechanism 21 detects each of the four pairs of detection marks 8 of the bus 2 where the battery 3 is actually replaced. The correction detection mark position data is detection position data. In this embodiment, when the robot 5 is taught, the battery detection position taught to the robot 5 is detected by detecting the position of each of the four pairs of detection marks 8 using the bus 2 that stops at the reference position. This is the detection mark teaching position taught to the robot 5.

また、本形態では、バス２の基準停止位置（すなわち、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が実際に検出された位置）は車両基準位置であり、ステップＳ６１で検出されたバス２の位置（すなわち、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（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が実際に検出された位置））は車両実際位置である。また、本形態では、バス位置偏差は、車両基準位置と車両実際位置との差となる車両位置偏差である。   In this embodiment, the reference stop position of the bus 2 (that is, the position where the detection plate 9 is actually detected when the bus 2 is stopped at the predetermined reference position) is the vehicle reference position. Yes, the position of the bus 2 detected in step S61 (that is, the position where the bus 2 where the battery 3 is replaced is actually stopped (detected when the bus 2 where the battery 3 is replaced is actually stopped). The position where the detection plate 9 is actually detected by the mechanism 21)) is the actual vehicle position. In this embodiment, the bus position deviation is a vehicle position deviation that is a difference between the vehicle reference position and the vehicle actual position.

さらに、本形態では、検出用マーク８の基準位置（すなわち、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が実際に検出された位置）は、検出用マーク基準位置であり、バッテリー検出位置校正データは、検出用マーク基準位置データである。また、本形態では、ステップＳ６４で検出される検出用マーク８の位置は、第１検出用マーク実際位置であり、ステップＳ６５で算出される検出用マーク位置偏差は、第１検出用マーク位置偏差である。また、ステップＳ６６で読み出される抜差位置データは、第１抜差位置のデータであり、ステップＳ６６で算出される抜差位置の補正位置は、第１補正位置である。   Further, in this embodiment, the reference position of the detection mark 8 (that is, the position where the detection mark 8 is actually detected by the detection mechanism 21 when the bus 2 is stopped at the predetermined reference position) is used for detection. The mark reference position, and the battery detection position calibration data is detection mark reference position data. In this embodiment, the position of the detection mark 8 detected in step S64 is the first detection mark actual position, and the detection mark position deviation calculated in step S65 is the first detection mark position deviation. It is. The slip position data read in step S66 is data of the first slip position, and the correction position of the slip position calculated in step S66 is the first correction position.

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、バス２に搭載される４個のバッテリー３のうち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制御部９１が受け取ると、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。また、本形態では、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を動作させて、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。さらに、本形態では、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教示データが記憶部９２から読み出され、検出用マーク８の実際の位置の検出結果に基づいて、この抜差位置教示データが補正される。 (Main effects of this form)
As described above, in the present embodiment, when the control unit 91 receives a battery designation signal for designating the battery 3 to be replaced among the four batteries 3 mounted on the bus 2, the designated battery 3 is designated. The correction detection mark position data calculated for the detection mark 8 formed on the battery mount 6 on which is mounted is read from the second storage unit 93. In this embodiment, the robot 5 is operated with reference to the read correction detection mark position data, and the actual position of the detection mark 8 of the battery stand 6 on which the designated battery 3 is mounted is detected. Is done. Further, in this embodiment, the insertion / removal position teaching data for performing the specified removal and insertion of the battery 3 is read from the storage unit 92, and this extraction is performed based on the detection result of the actual position of the detection mark 8. The difference position teaching data is corrected.

すなわち、本形態では、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の検出結果に基づいて、交換されるバッテリー３の抜差位置教示データを補正し、補正後の抜差位置教示データに基づいてロボット５を動作させている。そのため、本形態では、バッテリー３により近い位置に形成される検出用マーク８の検出結果に基づいて、交換されるバッテリー３の抜差位置教示データを精度良く補正するとともに、精度良く補正された抜差位置教示データに基づいてロボット５を精度良く動作させることが可能になる。したがって、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、バス２に搭載される４個のバッテリー３のそれぞれを適切に交換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、バス２に搭載される４個のバッテリー３のそれぞれを適切に交換することが可能になる。   In other words, in this embodiment, based on the detection result of the detection mark 8 formed on the battery cradle 6 on which the battery 3 to be replaced is mounted, the plug position teaching data of the battery 3 to be replaced is corrected, The robot 5 is operated based on the subsequent drawing position teaching data. Therefore, in the present embodiment, based on the detection result of the detection mark 8 formed at a position closer to the battery 3, the removal position teaching data of the battery 3 to be replaced is corrected with high accuracy and the extraction with the accuracy corrected is performed. The robot 5 can be accurately operated based on the difference position teaching data. Therefore, in this embodiment, each of the four batteries 3 mounted on the bus 2 can be appropriately replaced even if the robot 5 does not have the docking arm included in the battery exchange device described in Patent Document 1. become. That is, in this embodiment, even if the configuration of the robot 5 is simple, each of the four batteries 3 mounted on the bus 2 can be appropriately replaced.

また、本形態では、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の検出後に、バッテリー３の交換動作に移ることができるため、バッテリー３の交換時間を短縮することが可能になる。また、本形態では、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制御部９１が受け取ると、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、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教示データとが自動的に読み出されるため、バッテリー３を交換する際に、外部装置とロボット５との間のデータの通信を簡素化することが可能になる。   Further, in this embodiment, the battery 3 can be replaced after the detection mark 8 formed on the battery mount 6 on which the battery 3 to be replaced is mounted, so that the battery 3 replacement time is shortened. It becomes possible to do. Further, in this embodiment, when the control unit 91 receives a battery designation signal designating the battery 3 to be replaced from the external device, the detection mark 8 formed on the battery mount 6 on which the designated battery 3 is mounted. The calculated correction detection mark position data, the calibration data of the battery detection position related to the detection mark 8 formed on the battery mount 6 on which the specified battery 3 is mounted, and the extraction and insertion of the specified battery 3 Therefore, when the battery 3 is replaced, data communication between the external device and the robot 5 can be simplified.

本形態では、バッテリー３を交換する際に、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を読み出し、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の実際の位置の検出結果と読み出された校正データとに基づいて、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教示データを補正している。そのため、本形態では、交換されるバッテリー３の抜差位置教示データをより精度良く補正することが可能になる。   In this embodiment, when the battery 3 is replaced, the calibration data of the battery detection position relating to the detection mark 8 formed on the battery mount 6 on which the designated battery 3 is mounted is read, and the designated battery 3 is installed. Based on the detection result of the actual position of the detection mark 8 of the battery cradle 6 to be read and the read calibration data, the insertion / removal position teaching data for extracting and inserting the designated battery 3 is corrected. doing. Therefore, in this embodiment, it is possible to correct the insertion / extraction position teaching data of the battery 3 to be replaced with higher accuracy.

（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、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 detection mark 8 is formed in a flat plate shape protruding from the front surface of the battery mount 6. In addition to this, for example, the detection mark 8 may be a recess recessed from the front surface of the battery mount 6. For example, as shown in FIG. 32, a substantially equilateral triangular through hole 6a penetrating the front wall of the battery cradle 6 and a reflection fixed to the rear surface of the front wall of the battery cradle 6 so as to close the through hole 6a. The detection mark 8 may be formed by the plate 110. In this case, since the through hole 6a can be formed in the front wall of the battery cradle 6 by a punching process when the battery cradle 6 is manufactured, the detection mark 8 formed in a flat plate shape is provided. Compared with the case of fixing to the front surface of the battery mount 6, the positional accuracy of the detection mark 8 can be increased.

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 detection mechanism 21 is a laser sensor, but the detection mechanism 21 may not be a laser sensor. For example, the detection mechanism 21 may be a camera. In this case, the distance between the battery 3 and the detection mechanism 21 may be detected using the depth of field of the detection mechanism 21 (that is, the camera). The detection mechanism 21 may be a combination of an ultrasonic sensor and a laser sensor or a camera. In this case, the position of the battery 3 in the longitudinal direction is detected by the ultrasonic sensor, and the position of the battery 3 in the vertical and horizontal directions is detected by the laser sensor or the camera.

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 detection mark 8 is formed in a substantially triangular shape whose width changes in the vertical direction, but the detection mark 8 is formed in a substantially trapezoidal shape whose width changes in the vertical direction. Also good. The detection mark 8 may be formed in a circular shape. When the detection mark 8 is formed in a circular shape, the detection mechanism 21 moves the battery mounting portion 22 so as to cross the detection mark 8 in the left-right direction and the vertical direction, so that the center position of the detection mark 8 is set. By detecting, the position of the battery 3 in the vertical and horizontal directions may be detected. In this case, for example, the position of the battery 3 in the front-rear direction may be detected from the distance between the center position of the detection mark 8 and the detection mechanism 21.

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 detection mechanism 21 is attached to the battery mounting portion 22, but the detection mechanism 21 may be attached to the battery engagement portion 24. In the above-described embodiment, the robot 5 is a robot for replacing the battery 3 mounted on the bus 2. However, the robot 5 replaces the battery 3 of a vehicle other than the bus 2 such as a truck or a private car. It may be a robot for.

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
８ 検出用マーク
１７ バッテリー抜差機構
２１ 検出機構
９１ 制御部 2 Bus (vehicle)
3 Battery 5 Robot (Battery exchange robot)
6 Battery stand 8 Detection mark 17 Battery insertion / removal mechanism 21 Detection mechanism 91 Control unit

Claims (6)

車両に搭載されている複数の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、
前記車両からの複数の前記バッテリーのそれぞれの引抜きおよび／または前記車両への複数の前記バッテリーのそれぞれの差込みを行うバッテリー抜差機構と、前記車両に取り付けられるとともに複数の前記バッテリーのそれぞれが搭載される複数のバッテリー置き台のそれぞれに形成される複数の検出用マークのそれぞれを検出するための検出機構と、前記バッテリー交換ロボットを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記バッテリー抜差機構による複数の前記バッテリーのそれぞれの引抜きおよび／または差込みを行うために所定の基準位置に停止する前記車両を用いて前記バッテリー交換ロボットに教示された抜差位置の教示データである抜差位置教示データと、前記バッテリーが実際に交換される前記車両の複数の前記検出用マークのそれぞれの検出を前記検出機構によって行うときの基準となる検出用位置のデータである検出用位置データとを記憶するとともに、
複数の前記バッテリーのうちの交換対象となる１つの前記バッテリーを第１バッテリーとし、前記第１バッテリーの引抜きおよび／または差込みを行うための前記抜差位置教示データを第１抜差位置教示データとし、複数の前記検出用マークのうちの前記第１バッテリーが搭載される前記バッテリー置き台に形成される前記検出用マークを第１検出用マークとし、前記第１検出用マークの検出を行うときの前記検出用位置データを第１検出用位置データとすると、
前記制御部は、前記バッテリーが実際に交換される前記車両に対する前記第１バッテリーの抜差し時に、前記第１検出用位置データを前記第１バッテリーの交換用のデータとして読み出し、前記第１検出用位置データを基準にして前記バッテリー交換ロボットを動作させて前記第１検出用マークの検出を行うとともに、前記第１検出用マークの検出結果に基づいて、前記第１抜差位置教示データを補正し、補正後の前記第１抜差位置教示データに基づいて前記バッテリー交換ロボットを動作させることを特徴とするバッテリー交換ロボット。 A battery exchange robot for exchanging a plurality of batteries mounted on a vehicle,
A battery pulling mechanism for pulling out each of the plurality of batteries from the vehicle and / or inserting each of the plurality of batteries into the vehicle, and each of the plurality of batteries mounted on the vehicle and mounted on the vehicle. A detection mechanism for detecting each of a plurality of detection marks formed on each of the plurality of battery mounts, and a control unit for controlling the battery replacement robot,
The control unit is provided with an insertion / removal position taught to the battery exchange robot by using the vehicle that stops at a predetermined reference position in order to pull out and / or insert a plurality of the batteries by the battery insertion / removal mechanism. And the detection position data serving as a reference when the detection mechanism detects each of the plurality of detection marks of the vehicle in which the battery is actually replaced. A certain position data for detection is memorized,
One of the plurality of batteries to be replaced is a first battery, and the insertion / removal position teaching data for pulling out and / or inserting the first battery is first extraction position teaching data. The detection mark formed on the battery mount on which the first battery is mounted among the plurality of detection marks is used as a first detection mark, and the first detection mark is detected. When the position data for detection is the first position data for detection,
The control unit reads out the first detection position data as replacement data for the first battery when the first battery is inserted into or removed from the vehicle in which the battery is actually replaced. The battery replacement robot is operated based on the data to detect the first detection mark, and based on the detection result of the first detection mark, the first insertion position teaching data is corrected, A battery exchanging robot characterized in that the battery exchanging robot is operated based on the corrected first draw position teaching data. 前記基準位置に停止する前記車両を用い前記検出機構によって実際に検出される前記車両の位置である車両基準位置と、前記バッテリーが実際に交換される前記車両の、前記検出機構によって検出される位置である車両実際位置との差を車両位置偏差とすると、
前記制御部は、複数の前記検出用マークのそれぞれの位置を検出するために前記基準位置に停止する前記車両を用い前記バッテリー交換ロボットに教示された検出用マーク教示位置と前記車両位置偏差とに基づいて、前記検出用位置を算出す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。 The vehicle reference position, which is the position of the vehicle actually detected by the detection mechanism using the vehicle that stops at the reference position, and the position detected by the detection mechanism of the vehicle where the battery is actually replaced. When the difference from the actual vehicle position is the vehicle position deviation,
The control unit uses the vehicle that stops at the reference position to detect the position of each of the plurality of detection marks, and detects the detection mark teaching position taught to the battery replacement robot and the vehicle position deviation. The battery replacement robot according to claim 1, wherein the detection position is calculated based on the battery position. 前記制御部は、前記基準位置に停止する前記車両を用い前記検出機構によって実際に検出される前記検出用マークの位置である検出用マーク基準位置のデータである検出用マーク基準位置データを記憶するとともに、
前記検出機構によって検出される前記第１検出用マークの位置である前記検出用マーク基準位置としての第１検出用マーク基準位置のデータを第１検出用マーク基準位置データとすると、
前記制御部は、前記バッテリーが実際に交換される前記車両に対する前記第１バッテリーの抜差し時に、前記第１検出用マーク基準位置データを前記第１バッテリーの交換用のデータとして読み出して、前記第１検出用マークの検出結果と前記第１検出用マーク基準位置データとに基づいて前記第１抜差位置教示データを補正することを特徴とする請求項１または２記載のバッテリー交換ロボット。 The control unit stores detection mark reference position data that is data of a detection mark reference position that is a position of the detection mark that is actually detected by the detection mechanism using the vehicle that stops at the reference position. With
If the first detection mark reference position data is the first detection mark reference position data as the detection mark reference position, which is the position of the first detection mark detected by the detection mechanism,
The control unit reads the first detection mark reference position data as the replacement data for the first battery when the first battery is inserted into and removed from the vehicle in which the battery is actually replaced. 3. The battery replacement robot according to claim 1, wherein the first insertion / extraction position teaching data is corrected based on a detection result of a detection mark and the first detection mark reference position data. 前記バッテリーが実際に交換される前記車両の前記第１検出用マークの、前記検出機構によって検出される位置である第１検出用マーク実際位置と前記第１検出用マーク基準位置との差を第１検出用マーク位置偏差とすると、
前記制御部は、前記第１バッテリーの引抜きおよび／または差込みを行うための前記抜差位置である第１抜差位置を前記第１検出用マーク位置偏差に基づいて補正した第１補正位置を算出して前記第１抜差位置教示データを補正することを特徴とする請求項３記載のバッテリー交換ロボット。 The difference between the first detection mark actual position, which is the position detected by the detection mechanism, and the first detection mark reference position of the first detection mark of the vehicle where the battery is actually replaced is Assuming 1 detection mark position deviation,
The control unit calculates a first correction position obtained by correcting the first extraction position, which is the extraction position for extracting and / or inserting the first battery, based on the first detection mark position deviation. The battery replacement robot according to claim 3, wherein the first drawing position teaching data is corrected. 車両に搭載されている複数のバッテリーのそれぞれの引抜きおよび／または前記車両への複数の前記バッテリーのそれぞれの差込みを行うバッテリー抜差機構と、前記車両に取り付けられるとともに複数の前記バッテリーのそれぞれが搭載される複数のバッテリー置き台のそれぞれに形成される複数の検出用マークのそれぞれを検出するための検出機構とを備え、前記車両に搭載されている前記バッテリーを交換するバッテリー交換ロボットの制御方法であって、
前記バッテリー抜差機構による複数の前記バッテリーのそれぞれの引抜きおよび／または差込みを行うために所定の基準位置に停止する前記車両を用いて前記バッテリー交換ロボットに教示された抜差位置の教示データである抜差位置教示データと、前記バッテリーが実際に交換される前記車両の複数の前記検出用マークのそれぞれの検出を前記検出機構によって行うときの基準となる検出用位置のデータである検出用位置データとを記憶するとともに、
複数の前記バッテリーのうちの交換対象となる１つの前記バッテリーを第１バッテリーとし、前記第１バッテリーの引抜きおよび／または差込みを行うための前記抜差位置教示データを第１抜差位置教示データとし、複数の前記検出用マークのうちの前記第１バッテリーが搭載される前記バッテリー置き台に形成される前記検出用マークを第１検出用マークとし、前記第１検出用マークの検出を行うときの前記検出用位置データを第１検出用位置データとすると、
前記バッテリーが実際に交換される前記車両に対する前記第１バッテリーの抜差し時に、前記第１検出用位置データを前記第１バッテリーの交換用のデータとして読み出し、前記第１検出用位置データを基準にして前記バッテリー交換ロボットを動作させて前記第１検出用マークの検出を行うとともに、前記第１検出用マークの検出結果に基づいて、前記第１抜差位置教示データを補正し、補正後の前記第１抜差位置教示データに基づいて前記バッテリー交換ロボットを動作させることを特徴とするバッテリー交換ロボットの制御方法。 A battery pulling mechanism for pulling out each of a plurality of batteries mounted on the vehicle and / or inserting each of the plurality of batteries into the vehicle, and each of the plurality of batteries mounted on the vehicle and mounted on the vehicle A detection mechanism for detecting each of a plurality of detection marks formed on each of the plurality of battery mounts, and a control method of a battery exchange robot for exchanging the battery mounted on the vehicle There,
It is teaching data of the insertion / removal position taught to the battery replacement robot using the vehicle that stops at a predetermined reference position in order to pull out and / or insert each of the plurality of batteries by the battery insertion / removal mechanism. Detection position data which is a reference position when the detection mechanism detects each of the plurality of detection marks of the vehicle where the battery is actually replaced. And remember
One of the plurality of batteries to be replaced is a first battery, and the insertion / removal position teaching data for pulling out and / or inserting the first battery is first extraction position teaching data. The detection mark formed on the battery mount on which the first battery is mounted among the plurality of detection marks is used as a first detection mark, and the first detection mark is detected. When the position data for detection is the first position data for detection,
The first detection position data is read as replacement data for the first battery when the first battery is inserted into or removed from the vehicle in which the battery is actually replaced, and the first detection position data is used as a reference. The battery replacement robot is operated to detect the first detection mark, and based on the detection result of the first detection mark, the first insertion position teaching data is corrected, and the corrected first 1. A control method for a battery exchange robot, wherein the battery exchange robot is operated based on one plug position teaching data. 前記基準位置に停止する前記車両を用い前記検出機構によって実際に検出される前記検出用マークの位置である検出用マーク基準位置のデータである検出用マーク基準位置データを記憶するとともに、
前記検出機構によって実際に検出される前記第１検出用マークの位置である前記検出用マーク基準位置としての第１検出用マーク基準位置のデータを第１検出用マーク基準位置データとすると、
前記バッテリーが実際に交換される前記車両に対する前記第１バッテリーの抜差し時に、前記第１検出用マーク基準位置データを前記第１バッテリーの交換用のデータとして読み出して、前記第１検出用マークの検出結果と前記第１検出用マーク基準位置データとに基づいて前記第１抜差位置教示データを補正す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の制御方法。 Storing detection mark reference position data that is data of a detection mark reference position that is a position of the detection mark that is actually detected by the detection mechanism using the vehicle that stops at the reference position;
When the data of the first detection mark reference position as the detection mark reference position, which is the position of the first detection mark actually detected by the detection mechanism, is the first detection mark reference position data,
When the first battery is inserted into or removed from the vehicle where the battery is actually replaced, the first detection mark reference position data is read as replacement data for the first battery to detect the first detection mark. 6. The method for controlling a battery exchange robot according to claim 5, wherein the first insertion position teaching data is corrected based on the result and the first detection mark reference position data.
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