CN103140393B - 电池更换机器人 - Google Patents

Abstract

一种电池更换机器人，即便在车辆的较低位置装设有电池，也能恰当地对装设于车辆的电池进行更换。用于对装设于车辆(2)的电池(3)进行更换的电池更换机器人(5)包括：进行电池(3)从车辆(2)的拔出和/或电池(3)朝车辆(2)的插入的电池拔插机构(17)；对电池拔插机构(17)进行保持的保持构件(26)；以及使保持构件(26)升降的升降机构(18)。电池拔插机构(17)包括可动部(22)，其为了进行电池(3)的拔出或插入而在拔出或插入电池(3)时朝靠近车辆(2)的方向移动以从保持构件(26)突出。另外，升降机构(18)包括分别配置于与可动部(22)的移动方向和上下方向正交的第一方向的两端侧的第一升降机构(59)和第二升降机构(60)。

Description

电池更换机器人

技术领域

本发明涉及一种用于对装设于车辆的电池进行更换的电池更换机器人。

背景技术

以往，提出了一种用于对装设于电动巴士的电池进行更换的电池更换装置(例如参照专利文献1)。专利文献1所记载的电池更换装置包括：供电池装设的电池托盘；使电池托盘升降的垂直移位装置；供电池托盘及垂直移位装置装设并能旋转的旋转平台；以及供旋转平台装设并能在水平方向上移动的平行移动平台。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特表2008－520173号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在电动巴士的情况下，一般在座位的下侧安装有电池的收容部。即，在电动巴士的情况下，电池装设于较低的位置。因此，在更换电动巴士的电池的情况下，需要在比较低的位置进行电池的拔出或插入。

因此，本发明的技术问题在于提供一种即便在车辆的较低位置装设有电池、也能恰当地对装设于车辆的电池进行更换的电池更换机器人。

解决技术问题所采用的技术方案

为解决上述技术问题，本发明的电池更换机器人用于对装设于车辆的电池进行更换，其特征是，包括：电池拔插机构，该电池拔插机构进行电池从车辆的拔出和/或电池朝车辆的插入；保持构件，该保持构件对电池拔插机构进行保持；以及升降机构，该升降机构使保持构件升降，电池拔插机构包括可动部，该可动部能朝靠近车辆的方向及远离车辆的方向移动，并为了进行电池的拔出和/或插入而在拔出和/或插入电池时朝靠近车辆的方向移动以朝保持构件突出，升降机构包括分别配置于与可动部的移动方向和上下方向正交的第一方向的两端侧的第一升降机构和第二升降机构。

在本发明的电池更换机器人中，电池拔插机构保持于保持构件，使该保持构件升降的升降机构包括分别配置于与构成电池拔插机构的可动部的移动方向和上下方向正交的第一方向的两端侧的第一升降机构和第二升降机构。即，在本发明中，在电池拔插机构的下侧未配置有用于使保持构件升降的机构。因此，在本发明中，能将电池拔插机构降低至比较低的位置。因此，在本实施方式中，即便在车辆的比较低的位置上装设电池，也能用电池拔插机构恰当地拔出装设于车辆的电池或将电池插入车辆。即，在本发明中，即便在车辆的比较低的位置上装设有电池，也能恰当地更换装设于车辆的电池。

在本发明中，在电池拔插机构中，例如作为可动部，包括：电池装设部，该电池装设部在拔出和/或插入电池时供电池装设；以及电池卡合部，该电池卡合部在拔出和/或插入电池时与电池卡合并使电池在电池装设部上移动。

在本发明中，较为理想的是，保持构件形成为可动部的移动方向的两端侧开口的大致四方筒状，电池装设部以能移动的方式安装于保持构件的内周面的底面侧，电池卡合部以能移动的方式安装于保持构件的内周面的上表面侧。若采用上述结构，则由于保持构件形成为大致四方筒状，因此能提高保持构件的刚度。另外，若采用上述结构，则能利用形成为大致四方筒状的保持构件的底面部和上表面部来安装电池装设部及电池卡合部。

在本发明中，较为理想的是，第一升降机构及第二升降机构包括：升降构件，该升降构件与保持构件连接并能在上下方向上移动；以及柱状构件，该柱状构件将升降构件保持成能升降，构成第一升降机构的柱状构件的上端和构成第二升降机构的柱状构件的上端被连接构件连接。若采用上述结构，则即便在构成第一升降机构的柱状构件与构成第二升降机构的柱状构件之间配置有电池拔插机构及保持构件，也能防止柱状构件朝第一方向的内侧倾倒。

在本发明中，较为理想的是，能个别地驱动第一升降机构及第二升降机构，保持构件以能相对于从可动部的移动方向观察时的第一方向倾斜的方式与第一升降机构及第二升降机构连接。若采用上述结构，则通过个别地驱动第一升降机构和第二升降机构，能使从可动部的移动方向观察时的电池相对于第一方向的倾斜与电池拔插机构的倾斜一致。因此，能防止更换电池时车辆的电池收容部与电池的干涉、保持构件与电池的干涉。

在本发明中，较为理想的是，保持构件以其能相对于第一升降机构相对转动的方式与第一升降机构连接，并以其能相对于第二升降机构相对转动及朝第一方向相对移动的方式与第二升降机构连接。若采用上述结构，则能以比较简易的结构以从可动部的移动方向观察时可相对于第一方向倾斜的方式将第一升降机构及第二升降机构与保持构件连接。

在本发明中，较为理想的是，电池更换机器人包括：第一连接机构，该第一连接机构将保持构件与第一升降机构连接；以及第二连接机构，该第二连接机构将保持构件与第二升降机构连接，第一方向上的保持构件的一端侧通过第一连接机构以能转动的方式保持于第一升降机构，第二连接机构包括连杆构件，该连杆构件以能转动的方式保持于第一方向上的保持构件的另一端侧及第二升降机构，并且连杆构件相对于保持构件的转动中心与连杆构件相对于第二升降机构的转动中心不同。

若采用上述结构，则由于第一方向上的保持构件的一端侧通过第一连接机构以能转动的方式保持于第一升降机构，因此能防止在保持构件中产生使保持构件从第一升降机构浮起的方向上的力矩时保持构件的浮起(即第一方向上的保持构件的一端侧的浮起)。另外，若采用上述结构，则第二连接机构包括连杆构件，该连杆构件以能转动的方式保持于第一方向上的保持构件的另一端侧及第二升降机构，并且连杆构件相对于保持构件的转动中心与连杆构件相对于第二升降机构的转动中心不同，因此，即便以保持构件能相对于第二升降机构朝第一方向相对移动的方式将保持构件与第二升降构件连接，也能利用连杆构件抑制在保持构件中产生使保持构件从第二升降机构浮起的方向上的力矩时保持构件的浮起(即第一方向上的保持构件的另一端侧的浮起)。

因此，例如，即便可动部即电池装设部在拔出或插入电池时朝靠近车辆的方向移动而从保持构件突出，并在电池装设部上装设电池，使保持构件的远离车辆一侧的部分从第一升降机构及第二升降机构浮起的方向上的力矩(即保持构件的上端侧朝车辆倾倒的方向上的力矩)产生于保持构件，也能防止保持构件的远离车辆一侧的部分从第一升降机构浮起，并能抑制保持构件的远离车辆一侧的部分从第二升降机构浮起。

其结果是，例如，即便在拔出或插入电池时从保持构件突出的电池装设部上装设电池，也能抑制保持构件的上端侧朝第一方向的一侧或另一侧倾倒的方向上的力矩产生于保持构件，施加于第一升降机构的负载与施加于第二升降机构的负载的平衡不易崩溃。即，即便在拔出或插入电池时从保持构件突出的电池装设部上装设电池，也能防止仅对第一升降机构和第二升降机构中的一个升降机构施加过剩的负载。因此，即便使第一升降机构及第二升降机构的驱动力降低，也能利用第一升降机构及第二升降机构使电池拔插机构及保持构件恰当地升降。即，能一边使电池拔插机构及保持构件恰当地升降，一边简化第一升降机构及第二升降机构的结构。

在本发明中，较为理想的是，第一连接机构包括：第一轴构件，该第一轴构件以可动部的移动方向为轴向保持于第一升降机构；大致筒状的筒状构件，该筒状构件固定于保持构件并供第一轴构件插通；以及在可动部的移动方向上的筒状构件的两端侧配置于第一轴构件的外周面与筒状构件的内周面之间的圆锥滚子轴承，第二连接机构包括：第二轴构件，该第二轴构件以可动部的移动方向为轴向保持于第二升降机构；第三轴构件，该第三轴构件以可动部的移动方向为轴向保持于保持构件；连杆构件，连杆构件形成有供第二轴构件及第三轴构件分别插通的两个插通孔；在可动部的移动方向上的插通孔的两端侧配置于第二轴构件的外周面与插通孔的内周面之间的圆锥滚子轴承；以及在可动部的移动方向上的插通孔的两端侧配置于第三轴构件的外周面与连杆构件的内周面之间的圆锥滚子轴承。若采用上述结构，则例如即便在拔出或插入电池时从保持构件突出的电池装设部上装设电池，在保持构件中产生较大的力矩，也能利用配置于可动部的移动方向的两端侧的圆锥滚子轴承可靠地支承保持构件。

发明效果

如上所述，在本发明的电池更换机器人中，即便在车辆的较低位置装设有电池，也能恰当地更换装设于车辆的电池。

附图说明

图1是使用本发明实施方式的电池更换机器人的电池更换系统的立体图。

图2是从另一角度表示图1的E部的立体图。

图3是图2的F部的放大图。

图4是表示在图1所示的电池收容部中收容有电池的状态的主视图。

图5是图4的G部的放大图。

图6是从正面表示图2所示的电池拔插机构及升降机构的图。

图7是从图6的H－H方向表示电池拔插机构及升降机构的图。

图8是用于从正面说明图6所示的电池装设机构的图。

图9是用于从侧面说明图6所示的电池装设机构的图。

图10是用于从上表面说明图6所示的电池装设机构的图。

图11是图8所示的辊子的放大剖视图。

图12是用于从正面说明图6所示的电池移动机构的图。

图13是用于从侧面说明图6所示的电池移动机构的图。

图14是用于从侧面说明图13所示的电池卡合部朝远离巴士的方向移动时的状态的图。

图15是图13的J部的放大图。

图16是图13的K部的放大图。

图17是图13的L部的放大图。

图18是用于从上表面说明图6所示的电池移动机构的图。

图19(A)是图18的M部的放大图，图19(B)是图18的N部的放大图。

图20是用于从上表面说明图6所示的升降机构的图。

图21是用于说明图6所示的第一连接机构的结构的图，图21(A)是用于从正面说明第一连接机构的图，图21(B)是用于从图21(A)的P－P方向说明第一连接机构的图。

图22是用于说明图6所示的第二连接机构的结构的图，图22(A)是用于从正面说明第二连接机构的图，图22(B)是用于从图22(A)的Q－Q方向说明第二连接机构的图。

图23是用于从正面说明使图6所示的保持构件倾斜时的状态的图。

图24是用于从正面说明图2所示的转动机构及水平移动机构的图。

图25是用于从上表面说明图2所示的转动机构及水平移动机构的图。

图26是用于从图25的R－R方向说明转动机构及水平移动机构的图。

图27(A)是图25的U部的放大图，图27(B)是图25的V部的放大图。

图28是用于说明图10所示的检测机构对电池的概略位置的检测方法的图。

图29是用于说明图10所示的检测机构对电池的位置的检测方法的图。

图30是用于从正面说明本发明另一实施方式的第二连接机构的图。

图31是用于说明本发明另一实施方式的检测机构的安装方法的图。

图32是用于说明用图31所示的安装方法安装有检测机构的情况下的效果的图。

图33(A)是用于从正面说明本发明另一实施方式的检测用标记的图，图33(B)是图33(A)的W－W截面的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

(电池更换系统的概略结构)

图1是使用本发明实施方式的电池更换机器人5的电池更换系统1的立体图。图2是从另一角度表示图1的E部的立体图。在以下说明中，将相互正交的三个方向分别设为X方向、Y方向及Z方向。在本实施方式中，Z方向与上下方向(铅垂方向)一致。另外，在以下说明中，将X方向设为前后方向，将Y方向设为左右方向。

本实施方式的电池更换机器人5(以下称为“机器人5”)是用于对装设于车辆2的电池3进行更换的机器人，其被使用在电池更换系统1中。本实施方式的车辆2是电动巴士。因此，以下将车辆2称为“巴士2”。在巴士2中安装有收容多个电池3的电池收容部4。电池收容部4被配置成当将安装于巴士2的一个侧面2a的盖构件(未图示)拆下时在侧面2a露出。另外，电池收容部4配置于巴士2的座位的下侧。即，电池3装设于巴士2的较低的位置。当更换电池3时，巴士2以其行进方向与左右方向大致一致的方式停止。

机器人5以能更换收容于电池收容部4的电池3的方式在前后方向上与巴士2的侧面2a相向。该机器人5将收容于电池收容部4的电池3拔出以搬入未图示的缓冲工位，并将收容于缓冲工位的充电完的电池3从缓冲工位搬出以插入电池收容部4。

(电池及电池收容部的结构)

图3是图2的F部的放大图。图4是表示在图1所示的电池收容部4中收容有电池3的状态的主视图。图5是图4的G部的放大图。

电池收容部4包括供电池3装设的电池放置台6和左右的侧壁7，由电池放置台6和侧壁7形成电池3的收容空间。在本实施方式的电池收容部4中形成有多个电池3的收容空间，能收容多个电池3。另外，电池收容部4被配置成朝比巴士2的侧面2a更靠里侧的位置凹陷，如图3所示，在电池放置台6及侧壁7与侧面2a间的边界处形成有台阶2b。

在电池放置台6的前表面形成有用于对电池3的位置间接地进行检测的检测用标记8。检测用标记8分别形成于电池放置台6的左右方向的两端侧。即，在左右方向上隔着规定间隔的状态下，两个检测用标记8形成于电池放置台6的前表面。另外，如图3所示，检测用标记8形成为比电池放置台6的前表面更突出的平板状，并形成为其宽度在上下方向上变化的大致三角形。另外，在本实施方式中，如图4所示，检测用标记8固定于平板状构件9，平板状构件9固定于电池放置台6的前表面，藉此，在电池放置台6的前表面形成有检测用标记8。

在电池3的前表面上形成有用于从电池收容部4拔出电池3的把手部11。在本实施方式中，在电池3的前表面的左右方向两端侧分别形成有把手部11。在电池3的下表面以朝下方突出的方式形成有突起部12，该突起部12用于进行被机器人5拔出的电池3在与拔出方向正交的方向上的定位(参照图5)。另外，电池3包括：用于将电池3固定于电池收容部4的固定构件13(参照图4)；以及用于解除电池3相对于电池收容部4的固定状态的解除构件14(参照图3)。

固定构件13以从电池3的左右侧面分别突出的方式安装于电池3。另外，固定构件13安装于电池3的前表面侧。该固定构件13以能沿左右方向移动的方式保持于电池3。另外，固定构件13被未图示的施力构件朝左右方向的外侧施力。在本实施方式中，利用该施力构件的作用力使固定构件13的左右的外侧端部分与形成于电池收容部4的侧壁7的卡合孔卡合，藉此，将电池3固定于电池收容部4。固定构件13起到了在电池收容部4中进行电池3沿前后方向及上下方向的定位的作用。

解除构件14配置于把手部11的里侧。解除构件14以能沿前后方向移动的方式保持于电池3。另外，解除构件14被未图示的施力构件朝电池3的前表面侧施力。在本实施方式中，当解除构件14被朝里侧按压时，固定构件13朝左右方向的内侧移动，将形成于电池收容部4的侧壁7的卡合孔与固定构件13的卡合状态解除，从而能将电池3从电池收容部4中拔出。

另外，在电池3的背面安装有连接器，该连接器可与配置于电池收容部4的里侧的连接器连接。另外，在电池3的背面安装有定位销，该定位销用于在电池收容部4中进行电池3在上下左右方向上的定位。

(电池更换机器人的概略结构)

如图2所示，机器人5包括：电池拔插机构17，该电池拔插机构17进行电池3从巴士2的拔出及电池3朝巴士2的插入；升降机构18，该升降机构18使电池拔插机构17升降；转动机构19，该转动机构19以上下方向为轴向来使电池拔插机构17及升降机构18转动；以及水平移动机构20，该水平移动机构20使电池拔插机构17、升降机构18及转动机构19在左右方向上移动。另外，机器人5包括用于对检测用标记8进行检测的检测机构21(参照图10)。

电池拔插机构17包括：电池装设机构23，该电池装设机构23具有在拔出及插入电池3时供电池3装设的电池装设部22；以及电池移动机构25，该电池移动机构25具有在拔出及插入电池3时与电池3卡合并使电池3在电池装设部22上移动的电池卡合部24(参照图6)。电池装设部22及电池卡合部24能朝靠近巴士2的方向及远离巴士2的方向移动。

另外，电池拔插机构17保持于形成为大致四方筒状的保持构件26。保持构件26包括：构成其下端侧的第一保持构件27；以及构成其上端侧的第二保持构件28。第一保持构件27形成为上侧开口的角槽状，第二保持构件28形成为下侧开口的角槽状。保持构件26通过将第一保持构件27和第二保持构件28在上下方向上组合固定在一起而形成为电池装设部22及电池卡合部24的移动方向的两端开口的大致四方筒状。

(电池装设机构的结构)

图6是从正面表示图2所示的电池拔插机构17及升降机构18的图。图7是从图6的H－H方向表示电池拔插机构17及升降机构18的图。图8是用于从正面说明图6所示的电池装设机构23的图。图9是用于从侧面说明图6所示的电池装设机构23的图。图10是用于从上表面说明图6所示的电池装设机构23的图。图11是图8所示的辊子32的放大剖视图。

除了上述电池装设部22之外，电池装设机构23还包括使电池装设部22朝靠近巴士2的方向及远离巴士2的方向移动的装设部移动机构30。

电池装设部22形成为在上下方向上扁平的扁平块状。在电池装设部22的上表面上以能旋转的方式安装有与电池3的下表面抵接的多个辊子31、32。如图10所示，多个辊子31在电池装设部22的移动方向上隔开规定的间隔配置，多个辊子32也与辊子31相同地在电池装设部22的移动方向上隔开规定的间隔配置。另外，辊子31和辊子32在与电池装设部22的移动方向正交的方向上以隔着规定间隔的状态配置。

辊子31是平辊。另一方面，如图11所示，辊子32是外周面形成有朝内周侧凹陷的槽部32a的带槽的辊子。槽部32a能与形成于电池3的下表面的突起部12卡合，当将电池3装设于电池装设部22的规定位置时，突起部12与槽部32a卡合。在本实施方式中，通过突起部12与槽部32a卡合，电池3可在与电池装设部22的移动方向正交的方向上定位于电池装设部22。

在装设部移动机构30中，作为用于使电池装设部22移动的结构，包括：电动机33；滚珠丝杠等螺钉构件34；以及与螺钉构件34螺合的螺母构件35。另外，在装设部移动机构30中，作为用于对电池装设部22进行引导的结构，包括：形成为直线状的导轨36；以及与导轨36卡合并能沿导轨36相对移动的导向块37。

电动机33固定于电池装设部22的后端部的上表面侧。螺钉构件34以能旋转的方式保持于电池装设部22的下表面侧。电动机33与螺钉构件34通过带轮、传动带等相连接。螺母构件35固定于第一保持构件27的底面部的上表面。另外，导轨36固定于电池装设部22的下表面侧，导向块37固定于第一保持构件27的底面部的上表面。因此，在本实施方式中，当电动机33旋转时，电池装设部22被导轨36及导向块37引导而相对于第一保持构件27直线状地移动。这样，在本实施方式中，电池装设部22以能移动的方式安装于保持构件26的内周面的底面侧。

(电池移动机构的结构)

图12是用于从正面说明图6所示的电池移动机构25的图。图13是用于从侧面说明图6所示的电池移动机构25的图。图14是用于从侧面说明图13所示的电池卡合部24朝远离巴士2的方向移动时的状态的图。图15是图13的J部的放大图。图16是图13的K部的放大图。图17是图13的L部的放大图。图18是用于从上表面说明图6所示的电池移动机构25的图。图19(A)是图18的M部的放大图，图19(B)是图18的N部的放大图。

除了上述电池卡合部24之外，电池移动机构25还包括：使电池卡合部24朝靠近巴士2的方向及远离巴士2的方向移动的卡合部移动机构39；以及将电池卡合部24保持成能移动并以能移动的方式保持于第二保持构件28的移动保持构件40。

电池卡合部24包括：与电池3的把手部11卡合的卡合爪部41；使卡合爪部41上下移动的气缸42；以及供气缸42安装的基部43。卡合爪部41固定于气缸42的可动侧，气缸42的固定侧固定于基部43的前端面。在本实施方式中，以卡合爪部41与形成于电池3的两个把手部11中的每个把手部11卡合的方式，将两个卡合爪部41及两个气缸42在隔着规定间隔的状态下配置于基部43的前端面。

卡合爪部41包括：固定于气缸42的固定部41a；以及与把手部11卡合的爪部41b。爪部41b从上侧进入把手部11的前端部分与电池3的前表面之间而与把手部11卡合。当爪部41b与把手部11卡合时，爪部41b的下端侧按压解除构件14，以解除形成于电池收容部4的侧壁7的卡合孔与固定构件13的卡合状态。因此，当爪部41b与把手部11卡合时，能利用电池拔插机构17拔出或插入电池3。

移动保持构件40形成为在电池卡合部24的移动方向上细长的长条状。另外，移动保持构件40从电池卡合部24的移动方向观察时的形状呈大致H形状。

在卡合部移动机构39中，作为用于使电池卡合部24及移动保持构件40移动的结构，包括：电动机44；滚珠丝杠等螺钉构件45；与螺钉构件45螺合的螺母构件46；带轮47、48；以及架设于带轮47、48的传动带49。另外，在卡合部移动机构39中，作为用于对电池卡合部24及移动保持构件40进行引导的结构，包括：形成为直线状的导轨50；与导轨50卡合并能沿导轨50相对移动的导向块51，并且，作为用于对电池卡合部24进行引导的结构，包括：形成为直线状的导轨52；以及与导轨52卡合并能沿导轨52相对移动的导向块53。

电动机44固定于第二保持构件28的后端部的上表面。螺钉构件45以能旋转的方式保持于第二保持构件28的上表面部。电动机44与螺钉构件45通过带轮、传动带等相连接。螺母构件46固定于移动保持构件40的后端部。带轮47以能旋转的方式保持于移动保持构件40的后端部，带轮48以能旋转的方式保持于移动保持构件40的前端部。

传动带49通过传动带固定构件54而固定于电池卡合部24的基部43，并通过传动带固定构件55而固定于第二保持构件28的上表面部。具体而言，传动带49通过传动带固定构件54、55而固定于基部43及第二保持构件28，以使得：当移动保持构件40从第二保持构件28突出而如图16所示传动带固定构件55配置于带轮47的附近时，如图15所示，传动带固定构件54配置于带轮48的附近，并且，当移动保持构件40收纳于第二保持构件28中而如图14所示传动带固定构件55配置于带轮48的附近时，传动带固定构件54配置于带轮47的附近。

导轨50固定于第二保持构件28的上表面部的下表面，导向块51固定于移动保持构件40的上表面。导轨52固定于移动保持构件40的下表面，导向块53固定于电池卡合部24的基部43的上端侧。

在本实施方式中，当电动机44旋转时，利用螺钉构件45和螺母构件46，使移动保持构件40与电池卡合部24一起被导轨50及导向块51引导而相对于第二保持构件28直线状地移动。另外，当电动机44旋转时，利用带轮47、48和传动带49，使电池卡合部24被导轨52及导向块53引导而相对于移动保持构件40直线状地相对移动。这样，在本实施方式中，电池卡合部24及移动保持构件40以能移动的方式安装于保持构件26的内周面的上表面侧。

(电池拔插机构的概略动作)

当从巴士2进行电池3的拔出时，首先，电池装设部22朝靠近巴士2的方向移动并从保持构件26朝前侧突出。然后，电池卡合部24朝靠近巴士2的方向移动并从保持构件26朝前侧突出。然后，卡合爪部41下降而与电池3的把手部11卡合。然后，电池卡合部24朝远离巴士2的方向移动。当电池卡合部24移动规定量而将电池3装设于电池装设部22时，然后，电池装设部22与电池卡合部24同步地朝远离巴士2的方向移动。然后，当卡合爪部41上升而从把手部11脱离时，电池3从巴士2的拔出完成。

另外，当进行电池3朝巴士2的插入时，首先，电池装设部22与电池卡合部24同步地朝靠近巴士2的方向移动，从保持构件26朝前侧突出。然后，电池卡合部24朝靠近巴士2的方向移动，以进行电池3朝巴士2的插入。随后，卡合爪部41上升，电池装设部22及电池卡合部24朝远离巴士2的方向移动，以完成电池3朝巴士2的插入。

本实施方式的电池装设部22及电池卡合部24是为了进行电池3的拔出及插入而在拔出及插入电池3时朝靠近巴士2的方向移动的可动部。当将电池3从巴士2中拔出时，如后所述，利用检测机构21检测出电池3的位置等。另外，如图8、图10所示，在第一保持构件27上固定有用于对从巴士2拔出的电池3进行定位固定的定位构件56。如图10所示，在定位构件56上形成有与固定构件13卡合的卡合凹部56a。另外，如图12、图19所示，在基部43的前端面的中心固定有射频读卡器57，该射频读卡器57用于与形成于电池3的前表面的IC芯片交换数据。

(升降机构、第一连接机构及第二连接机构的结构)

图20是用于从上表面说明图6所示的升降机构18的图。图21是用于说明图6所示的第一连接机构61的结构的图，图21(A)是用于从正面说明第一连接机构61的图，图21(B)是用于从图21(A)的P－P方向说明第一连接机构61的图。图22是用于说明图6所示的第二连接机构62的结构的图，图22(A)是用于从正面说明第二连接机构62的图，图22(B)是用于从图22(A)的Q－Q方向说明第二连接机构62的图。图23是用于从正面说明使图6所示的保持构件26倾斜时的状态的图。

升降机构18包括分别配置于与电池装设部22及电池卡合部24的移动方向和上下方向正交的方向(以下将该方向称为“第一方向”)的两端侧的第一升降机构59及第二升降机构60。第一升降机构59利用第一连接机构61与第一保持构件27的第一方向的一端侧连接。第二升降机构60利用第二连接机构62与第一保持构件27的第一方向的另一端侧连接。为了使保持构件26相对于水平方向倾斜(更具体而言，为了使保持构件26相对于从电池装设部22及电池卡合部24的移动方向观察时的第一方向倾斜)而能个别地驱动第一升降机构59及第二升降机构60。即，为了使电池拔插机构17相对于水平方向倾斜而能个别地驱动第一升降机构59及第二升降机构60。另外，保持构件26以能相对于从电池装设部22及电池卡合部24的移动方向观察时的第一方向倾斜的方式与第一升降机构59及第二升降机构60连接。

第一升降机构59及第二升降机构60包括：能在上下方向上移动的升降构件63；将升降构件63保持成能升降的柱状构件64；以及使升降构件63升降的升降驱动机构65。柱状构件64形成为在上下方向上细长的柱状。如图6所示，构成第一升降机构59的柱状构件64的上端与构成第二升降机构60的柱状构件64的上端被连接构件66连接，由两个柱状构件64和连接构件66构成门型的框架。

在升降驱动机构65中，作为用于使升降构件63移动的结构，包括：电动机67；滚珠丝杠等螺钉构件68；以及与螺钉构件68螺合的螺母构件69。另外，在升降驱动机构65中，作为用于对升降构件63进行引导的结构，包括：形成为直线状的导轨70；以及与导轨70卡合并能沿导轨70相对移动的导向块71。

电动机67固定于柱状构件64的上端侧。螺钉构件68以能旋转的方式保持于柱状构件64。电动机67与螺钉构件68通过联接器72(参照图7)相连接。螺母构件69固定于升降构件63。导轨70固定于柱状构件64的侧面。具体而言，在电池装设部22及电池卡合部24的移动方向上的柱状构件64的两侧面分别固定有导轨70。导向块71固定于升降构件63。因此，在本实施方式中，当电动机67旋转时，升降构件63被导轨70及导向块71引导而相对于柱状构件64上下移动。

如图21所示，第一连接机构61包括：固定于第一保持构件27的第一方向的一端侧的大致筒状的筒状构件73；插通于筒状构件73的内周侧的轴构件74；以及固定于构成第一升降机构59的升降构件63并保持轴构件74的两端侧的轴保持构件75。轴构件74以电池装设部22及电池卡合部24的移动方向为轴向保持于轴保持构件75。即，轴构件74通过轴保持构件75保持于第一升降机构59。本实施方式的轴构件74是第一轴构件。

筒状构件73的内周面为圆筒面，轴构件74形成为细长的圆柱状。在筒状构件73的内周面与轴构件74的外周面之间配置有圆锥滚子轴承76。圆锥滚子轴承76分别配置于电池装设部22及电池卡合部24的移动方向上的筒状构件73的两端侧。筒状构件73能相对于轴构件74相对转动，从而保持构件26能相对于第一升降机构59的升降构件63以轴构件74为中心相对转动。这样，第一连接机构61以保持构件26能相对于第一升降机构59的升降构件63相对转动的方式将保持构件26与升降构件63连接。另外，第一方向上的保持构件26的一端侧通过第一连接机构61以能转动的方式保持于第一升降构件59的升降构件63。

如图22所示，第二连接机构62包括：固定于第一保持构件27的第一方向的另一端侧的轴保持构件77；其两端侧保持于轴保持构件77的轴构件78；固定于构成第二升降机构60的升降构件63的轴保持构件79；其两端侧保持于轴保持构件79的轴构件80；以及形成有供轴构件78及轴构件80分别插通的两个插通孔81a的块状的连杆构件81。

轴构件78以电池装设部22及电池卡合部24的移动方向为轴向保持于轴保持构件77，轴构件80以电池装设部22及电池卡合部24的移动方向为轴向保持于轴保持构件79。即，轴构件78通过轴保持构件77保持于第一方向上的保持构件26的另一端侧，轴构件80通过轴保持构件79保持于第二升降机构60。另外，轴构件78、80被配置成从上次起依次重叠。本实施方式的轴构件80是第二轴构件，轴构件78是第三轴构件。

插通孔81a的内周面为圆筒面，轴构件78、80形成为细长的圆柱状。在插通孔81a的内周面与轴构件78、80的外周面之间配置有圆锥滚子轴承82。圆锥滚子轴承82分别配置于电池装设部22及电池卡合部24的移动方向上的连杆构件81的两端侧(即插通孔81a的两端侧)。

连杆构件81能分别相对于轴构件78、80相对转动。即，连杆构件81通过轴构件78及轴保持构件77以能转动的方式保持于保持构件26，并通过轴构件80及轴保持构件79以能转动的方式保持于第二升降机构60的升降构件63，从而连杆构件81能相对于第二升降机构60的升降构件63以轴构件80为中心相对转动且连杆构件81能相对于保持构件26以轴构件78为中心相对转动。因此，能进行保持构件26相对于第二升降机构60的升降构件63的相对转动和朝第一方向的相对移动。即，第二连接机构62以保持构件26能相对于第二升降机构60的升降构件63相对转动和朝第一方向相对移动的方式将保持构件26与升降构件63连接。

在本实施方式中，当电动机67旋转以使第一升降机构59的升降构件63的移动量与第二升降机构60的升降构件63的移动量相等时，保持构件26在保持与水平方向平行的状态下升降。另一方面，如上所述，第一连接机构61以保持构件26能相对于第一升降机构59的升降构件63相对转动的方式将第一升降机构59的升降构件63与保持构件26连接，第二连接机构62以保持构件26能相对于第二升降机构60的升降构件63相对转动和朝第一方向相对移动的方式将第二升降机构60的升降构件63与保持构件26连接，因此，当第一升降机构59的电动机67和第二升降机构60的电动机67中只有一个电动机旋转时，或者当电动机67旋转以使第一升降机构59的升降构件63的移动量与第二升降机构60的升降构件63的移动量不同时，例如图23所示，保持构件26相对于水平方向倾斜(即电池拔插机构17相对于水平方向倾斜)。

(转动机构及水平移动机构的结构)

图24是用于从正面说明图2所示的转动机构19及水平移动机构20的图。图25是用于从上表面说明图2所示的转动机构19及水平移动机构20的图。图26是用于从图25的R－R方向说明转动机构19及水平移动机构20的图。图27(A)是图25的U部的放大图，图27(B)是图25的V部的放大图。

转动机构19包括：供电池拔插机构17及升降机构18装设并能转动的转动构件85；以及使转动构件85转动的转动驱动机构86。水平移动机构20包括：供电池拔插机构17、升降机构18及转动机构19装设并能在左右方向上移动的滑动构件87；以及使滑动构件87移动的水平驱动机构88。

转动构件85形成为大致圆板状。滑动构件87形成为以左右方向为长边方向的大致长方形的板状。滑动构件87的左右方向的宽度比转动构件85的直径大，滑动构件87的前后方向的宽度比转动构件85的直径小。

转动构件85配置于滑动构件87的上侧。该转动构件85能以其曲率中心为中心进行转动。在转动构件85的上表面固定有两根柱状构件64的下端。具体而言，在转动构件85的上表面上，在与电池装设部22及电池卡合部24的移动方向正交的第一方向的两端侧分别固定有柱状构件64的下端。

在转动驱动机构86中，作为用于使转动构件85转动的结构，包括电动机90、带轮91、92及传动带93。另外，在转动驱动机构86中，作为用于对转动构件85朝转动方向引导的结构，包括：导轨94；以及与导轨94卡合并能沿着导轨94相对移动的多个导向块95。

电动机90及带轮91、92配置于转动构件85的径向外侧。具体而言，电动机90及带轮91、92配置于转动构件85在左右方向上的径向外侧。电动机90以其输出轴朝向下方的方式固定于滑动构件87的上表面侧。在电动机90的输出轴上安装有减速机，在该减速机上固定有带轮91。带轮91是在外周面形成有齿部的齿形带轮。在带轮91的前侧及后侧分别配置有带轮92。带轮92配置于滑动构件87的上表面侧，并以能旋转的方式支承于滑动构件87。

传动带93是在一个面形成有齿部的齿形传动带。传动带93架设于带轮91、92和转动构件85的外周面。在本实施方式中，以传动带93的形成有齿部的一个面与带轮91的外周面抵接、传动带93的未形成有齿部的另一个面与带轮92及转动构件85的外周面抵接的方式，在带轮91、92和转动构件85的外周面上架设有传动带93。带轮92是用于对传动带93施加张力的张紧轮。

本实施方式的转动构件85的转动范围为大致180°。因此，在传动带93上存在与转动构件85的外周面始终抵接的部分。在本实施方式中，传动带93的与转动构件85的外周面始终抵接的部分的局部固定于转动构件85的外周面。另外，在本实施方式中，当机器人5相对于进行电池3从巴士2拔出或插入巴士2的位置转动180°时，能将电池3搬入缓冲工位或从缓冲工位搬出。

导轨94形成为圆环状，并固定于滑动构件87的上表面。具体而言，导轨94以从上下方向观察时形成为圆环状的导轨94的曲率中心与转动构件85的曲率中心大致一致的方式固定于滑动构件87的上表面。

导向块95固定于转动构件85的下表面侧。多个导向块95被配置成以转动构件85的曲率中心为中心的圆环状。另外，多个导向块95以转动构件85的曲率中心为中心并以等角度间距配置。在本实施方式中，七个导向块95以转动构件85的曲率中心为中心并以等角度间距配置。

在本实施方式中，当电动机90旋转时，转动构件85被导轨94及导向块95引导而相对于滑动构件87转动。另外，当电动机90旋转时，转动构件85以其曲率中心为中心进行转动。

在水平驱动机构88中，作为用于使滑动构件87移动的结构，包括电动机97、带轮98、99及传动带100。另外，在水平驱动机构88中，作为用于对滑动构件87朝左右方向引导的结构，包括：形成为直线状的两根导轨101；以及与导轨101卡合并能沿着导轨101相对移动的多个导向块102。

两根导轨101被配置在沿前后方向隔开规定间隔的状态下。另外，导轨101固定于在左右方向上隔开规定的间距配置的多个支承构件103(参照图1)的上表面。两根导轨101被配置成与导轨94交叉。另外，以两根导轨101中的一根导轨101与转动构件85的曲率中心之间的前后方向距离等于另一根导轨101与转动构件85的曲率中心之间的前后方向距离的方式配置有两根导轨101。

导向块102固定于滑动构件87的下表面。具体而言，在滑动构件87的下表面以沿前后方向隔开规定间隔的状态固定有两个固定构件104，在上述固定构件104各自的下表面固定有多个导向块102。固定构件104形成为在左右方向上细长的块状。固定构件104在左右方向上以固定构件104的中心与转动构件85的曲率中心配置于大致相同的位置的方式固定于滑动构件87。另外，以两个固定构件104中的一个固定构件104与转动构件85的曲率中心之间的前后方向距离等于另一个固定构件104与转动构件85的曲率中心之间的前后方向距离的方式配置有两个固定构件104。多个导向块102在左右方向上以恒定的间距固定于固定构件104的下表面。在本实施方式中，在两个固定构件104上分别固定有四个导向块102。

电动机97及带轮98、99配置于转动构件85的径向外侧。具体而言，电动机97及带轮98、99配置于转动构件85在左右方向上的径向外侧，且配置于隔着转动构件85位于与电动机90及带轮91、92相反一侧的位置。电动机97以其输出轴朝向前后方向的方式固定于滑动构件87的上表面侧。在电动机97的输出轴上安装有减速机，在该减速机上固定有带轮98。带轮98是在外周面形成有齿部的齿形带轮。在带轮98的左下侧及右下侧分别配置有带轮99。带轮99以能旋转的方式支承于滑动构件87。

传动带100是在一个面形成有齿部的齿形传动带。传动带100的一端固定于多个支承构件103中的配置于左端的支承构件103，传动带100的另一端固定于多个支承构件103中的配置于右端的支承构件103。另外，传动带100架设于带轮98、99。传动带100的形成有齿部的一个面的局部与带轮98的外周面卡合，在带轮99的左右方向上的外侧，传动带100的一个面朝向下侧，传动带100的另一个面朝向上侧。带轮99是用于对传动带100施加张力的张紧轮。

在本实施方式中，当电动机97旋转时，滑动构件87被导轨101及导向块102引导而朝左右方向直线状地移动。

在滑动构件87的左右方向的两端安装有刷106，该刷106用于将积存于在带轮99的左右方向上的外侧朝向上侧的传动带100的另一个面(未形成有齿部的面)上的垃圾、砂子等异物去除。具体而言，在滑动构件87的左右方向的一端通过刷保持构件107安装有刷106，在滑动构件87的左右方向的另一端通过刷保持构件108安装有刷106。

刷106以其毛端与传动带100的另一个面接触的方式保持于刷保持构件107、108，当滑动构件87朝左右方向移动时，在传动带100的另一个面上的垃圾等异物被刷106扫落而去除。本实施方式的刷106是扁平型的刷，如图27所示，以其厚度方向相对于左右方向稍许倾斜的方式保持于刷保持构件107、108。因此，当滑动构件87朝左右方向移动时被刷106扫落的异物伴随着滑动构件87的移动而从传动带100的另一个面朝前后方向的一侧落下。

电池更换系统1包括用于对操作者是否进入装设于滑动构件87的电池拔插机构17、升降机构18及转动机构19的左右方向的可动范围内进行检测，以使电动机97紧急停止等的检测机构(未图示)。该检测机构是具有被配置成彼此相对的发光部和受光部的光学式传感器。在本实施方式中，在滑动构件87的左端侧安装有发光部和受光部中的一个构件，在多个支承构件103中的配置于左端的支承构件103的上侧配置有发光部和受光部中的另一个构件，当从该发光部射向受光部的光被遮断时，在滑动构件87的左侧检测出操作者进入了电池拔插机构17、升降机构18及转动机构19的左右方向的可动范围内。另外，在滑动构件87的右端侧安装有发光部和受光部中的一个构件，在多个支承构件103中的配置于右端的支承构件103的上侧配置有发光部和受光部中的另一个构件，当从该发光部射向受光部的光被遮断时，在滑动构件87的右侧检测出操作者进入了电池拔插机构17、升降机构18及转动机构19的左右方向的可动范围内。另外，发光部包括沿前后方向排列的多个发光元件，受光部包括沿前后方向排列的多个受光元件，以能在滑动构件87的前后方向的全部区域中检测操作者是否进入了电池拔插机构17、升降机构18及转动机构19的左右方向的可动范围内。此外，对操作者是否进入电池拔插机构17、升降机构18及转动机构19的左右方向的可动范围内进行检测的检测机构也可以是摄像头。

(检测机构的结构及电池的位置检测动作)

图28是用于说明图10所示的检测机构21对电池3的概略位置的检测方法的图。图29是用于说明图10所示的检测机构21对电池3的位置的检测方法的图。

检测机构21是包括发光部和受光部的激光传感器，其中，上述发光部照射出激光，上述受光部接收从该发光部照射出并在巴士2的侧面2a、电池放置台6的前表面等被反射的激光。如图10所示，该检测机构21安装于电池装设部22的前端侧的上表面。另外，检测机构21以发光部和受光部在水平方向上相邻的方式安装于电池装设部22。在本实施方式中，以与形成于电池放置台6的两个检测用标记8相对应的方式在电池装设部22安装有两个检测机构21。两个检测机构21以与两个检测用标记8的间隔相同的间隔固定于电池装设部22。

当对从发光部照射出的激光进行反射的反射物处于规定的测定范围内时，检测机构21处于导通的状态，当对激光进行反射的反射物未处于测定范围内时，检测机构21处于断开的状态。另外，在检测机构21中，当检测机构21处于导通的状态时，能对检测机构21与反射物之间的距离进行检测。

利用检测机构21进行的电池3的位置检测例如如下进行。首先，当更换电池3的巴士2停止在规定的停止位置时，例如，电池拔插机构17在比电池收容部4更靠巴士2的行进方向前侧的位置待机。另外，此时，如图28的实线所示，电池装设部22的前表面与巴士2的侧面2a相向，并且电池装设部22朝远离巴士2的方向后退。另外，此时，例如，电池拔插机构17在检测用标记8与检测机构21处于大致相同高度的位置待机。

如图28的虚线所示，电池装设部22从上述状态朝巴士2前进，直至接收到从检测机构21的发光部照射出并在巴士2的侧面2a反射的激光的检测机构21处于导通的状态。然后，电池装设部22朝电池收容部4沿左右方向移动。

电池装设部22朝电池收容部4移动，如图28的双点划线所示，当一个检测机构21穿过形成于电池放置台6与侧面2a间的边界处的台阶2b时，从一个检测机构21的发光部照射出的激光在电池放置台6的前表面被反射。在本实施方式中，检测机构21的检测范围被设定成：若来自检测机构21的发光部的激光在巴士2的侧面2a被反射时检测机构21处于导通的状态，则在来自检测机构21的发光部的激光在电池放置台6的前表面被反射时检测机构21处于断开的状态。因此，当一个检测机构21穿过台阶2b时，一个检测机构21处于断开的状态。即，根据一个检测机构21处于断开的状态来检测出台阶2b。另外，通过检测出台阶2b来对电池放置台6的左右方向的端部进行检测，通过检测出电池放置台6的左右方向的端部来对装设于电池放置台6的电池3的概略位置进行检测。

另外，当一个检测机构21断开时，若电池装设部22朝电池收容部4沿左右方向移动，则可根据由一个或另一个检测机构21在任意两点检测出的检测机构21与巴士2的侧面2a之间的距离对从上下方向观察时巴士2相对于左右方向的倾斜进行检测。

然后，如图29(A)所示，根据电池3的概略位置的检测结果，以两个检测用标记8与两个检测机构21彼此分别相向的方式使电池装设部22朝左右方向进一步移动。此时，根据如上所述检测出的巴士2的倾斜的检测结果，对从上下方向观察时电池拔插机构17相对于左右方向的倾斜进行调节以使电池装设部22的前表面与电池放置台6的前表面大致平行相向。具体而言，通过使转动构件85转动来调节电池拔插机构17的倾斜。

然后，电池装设部22朝电池放置台6前进，直至接收到从检测机构21的发光部照射出并被检测用标记8反射的激光的检测机构21处于导通的状态。然后，如图29(B)、图29(C)所示，电池装设部22在左右方向上移动，以使来自检测机构21的发光部的激光在左右方向上横切检测用标记8。更具体而言，电池装设部22在左右方向上移动，以使来自两个检测机构21的各个发光部的激光在左右方向上分别横切两个检测用标记8。

在本实施方式中，检测机构21的检测范围被设定成：若来自检测机构21的发光部的激光被检测用标记8反射时检测机构21处于导通的状态，则在来自检测机构21的发光部的激光在电池放置台6的前表面被反射时检测机构21处于断开的状态。因此，通过以来自检测机构21的发光部的激光在左右方向上横切检测用标记8的方式使电池装设部22在左右方向上移动，并用检测机构21检测检测用标记8，能检测出检测用标记8的被检测的部分(即反射激光的部分，以下称为“被检测部分”)的宽度。

另外，本实施方式的检测用标记8形成为其宽度在上下方向上变化的大致三角形。因此，能通过对检测用标记8的被检测部分的宽度进行检测来检测出检测用标记8的高度，并能通过对检测用标记8的高度进行检测来检测出形成有检测用标记8的电池放置台6的高度。在本实施方式中，通过对电池放置台6的高度进行检测来检测出定位并装设于电池放置台6的电池3的高度。

此外，通过以来自检测机构21的发光部的激光在左右方向上横切检测用标记8的方式使电池装设部22移动，并用检测机构21对检测用标记8进行检测，能检测出检测用标记8的被检测部分的左右方向的中心位置。在本实施方式中，例如根据该中心位置来对电池放置台6在左右方向上的位置进行检测，通过对电池放置台6在左右方向上的位置进行检测，可检测出定位并装设于电池放置台6的电池3在左右方向上的位置。

另外，能利用检测机构21对检测用标记8的被检测部分的左右方向的中心位置与检测机构21之间的距离进行检测，在本实施方式中，例如，根据该中心位置与检测机构21之间的距离来对电池放置台6在前后方向上的位置进行检测，通过对电池放置台6在前后方向上的位置进行检测，可检测出定位并装设于电池放置台6的电池3在前后方向上的位置。

另外，根据由两个检测机构21中的一个检测机构21检测出的电池放置台6的高度和由另一个检测机构21检测出的电池放置台6的高度来对从前后方向观察时电池放置台6相对于左右方向的倾斜进行检测。另外，通过对从前后方向观察时电池放置台6相对于左右方向的倾斜进行检测，可检测出从前后方向观察时电池3相对于左右方向的倾斜。

另外，根据由两个检测机构21中的一个检测机构21检测出的检测机构21与检测用标记8之间的距离和由另一个检测机构21检测出的检测机构21与检测用标记8之间的距离来对从上下方向观察时电池放置台6相对于左右方向的倾斜进行检测。另外，通过对从上下方向观察时电池放置台6相对于左右方向的倾斜进行检测，可检测出从上下方向观察时电池3相对于左右方向的倾斜。

当对电池3在前后左右方向上的位置、电池3的高度、从前后方向观察时电池3相对于左右方向的倾斜以及从上下方向观察时电池3相对于左右方向的倾斜进行检测时，对电池拔插机构17的左右方向的位置、高度及倾斜进行调节，以使电池3的下表面的突起部12与电池装设部22的辊子32的槽部32a在左右方向上大致一致，使电池3的下表面与辊子31、32的上表面大致一致，并使从前后方向观察时电池3相对于左右方向的倾斜与电池拔插机构17的倾斜大致一致，且使从上下方向观察时电池3相对于左右方向的倾斜与电池拔插机构17的倾斜大致一致。

具体而言，利用水平移动机构20对电池拔插机构17的左右方向的位置进行调节，利用升降机构18对电池拔插机构17的高度进行调节，并利用转动机构19对从上下方向观察时电池拔插机构17相对于左右方向的倾斜进行调节。此外，通过驱动第一升降机构29或第二升降机构60，或者通过改变第一升降机构59的驱动量和第二升降机构60的驱动量，来调节从前后方向观察时电池拔插机构17相对于左右方向的倾斜。

在对电池拔插机构17的左右方向的位置、高度及倾斜进行调节后，电池装设部22及电池卡合部24在前后方向上移动，将电池3从巴士2中拔出。当电池装设部22及电池卡合部24在前后方向上移动时，以使电池3在电池放置台6与电池装设部22之间顺利地转移、且使卡合爪部41与把手部11恰当地卡合的方式，根据电池3的前后方向的位置的检测结果对电池装设部22及电池卡合部24在前后方向上的移动量进行设定。在将电池3从巴士2中拔出后，机器人5转动180°以将电池3搬入缓冲工位。另外，机器人5从缓冲工位搬出充电完的电池3，在转动180°之后朝巴士2插入电池3。

另外，从上下方向观察时电池放置台6相对于左右方向的倾斜(即巴士2的倾斜)因巴士2的停止精度而变动。另外，从前后方向观察时电池放置台6相对于左右方向的倾斜(即巴士2的倾斜)因巴士2停止的地面的状态而变动。另外，在巴士2中装设有多个电池3，并且一个电池3的重量为几百公斤，因此，根据电池3的装设位置的不同，若在更换电池3时从巴士2中依次拔出电池3，则从前后方向观察时巴士2相对于左右方向的倾斜会变动。

(本实施方式的主要效果)

如上所述，在本实施方式中，电池拔插机构17保持于保持构件26。另外，在本实施方式中，保持构件26在与电池装设部22及电池卡合部24的移动方向和上下方向正交的第一方向的一端侧与第一升降机构59连接，并在第一方向的另一端侧与第二升降机构60连接。即，在本实施方式中，在电池拔插机构17的下侧未配置有用于使保持构件26升降的机构。因此，在本实施方式中，能将电池拔插机构17降低至比较低的位置。因此，在本实施方式中，即便在巴士2的较低的位置上装设电池3，也能用电池拔插机构17恰当地拔出装设于巴士2的电池3或将电池3插入巴士2，其结果是，能恰当地更换装设于巴士2的电池3。

在本实施方式中，保持构件26形成为电池装设部22及电池卡合部24的移动方向的两端开口的大致四方筒状。因此，能够提高保持构件26的刚度。另外，由于保持构件26形成为电池装设部22及电池卡合部24的移动方向的两端开口的大致四方筒状，因此能利用保持构件26的内周面的底面侧来安装电池装设机构23，且能利用保持构件26的内周面的上表面侧来安装电池移动机构25。

在本实施方式中，构成第一升降机构59的柱状构件64的上端和构成第二升降机构60的柱状构件64的上端被连接构件66连接。因此，即便在构成第一升降机构59的柱状构件64与构成第二升降机构60的柱状构件64之间配置有电池拔插机构17及保持构件26，也能防止柱状构件64朝与电池装设部22及电池卡合部24的移动方向和上下方向正交的第一方向的内侧倾倒。

在本实施方式中，能个别地驱动第一升降机构59和第二升降机构60，且保持构件26以能相对于从电池装设部22及电池卡合部24的移动方向观察时的第一方向倾斜的方式与第一升降机构59及第二升降机构60连接。因此，如上所述，根据从前后方向观察时电池3相对于左右方向的倾斜的检测结果，能个别地驱动第一升降机构59和第二升降机构60，以使从前后方向观察时电池3相对于左右方向的倾斜与电池拔插机构17的倾斜一致。因此，能防止将电池3从巴士2中拔出时保持构件26与电池3的干涉和将电池3插入巴士2时电池收容部4与电池3的干涉。

在本实施方式中，第一方向上的保持构件26的一端侧通过第一连接机构61以能转动的方式保持于第一升降构件59。因此，能防止在保持构件26中产生使保持构件26从第一升降机构59的升降构件63浮起的方向上的力矩时保持构件26的浮起(即第一方向上的保持构件26的一端侧的浮起)。另外，在本实施方式中，利用以能转动的方式保持于轴保持构件77、79的连杆构件81以保持构件26能相对于第二升降机构60的升降构件63相对转动和朝第一方向相对移动的方式将保持构件26与升降构件63连接。因此，即便以保持构件26能相对于第二升降机构60朝第一方向相对移动的方式将保持构件26与第二升降构件60连接，也能利用连杆构件81抑制在保持构件26中产生使保持构件26从第二升降机构60的升降构件63浮起的方向上的力矩时保持构件26的浮起(即第一方向上的保持构件26的另一端侧的浮起)。

因此，当拔出或插入电池3时，即便在朝靠近巴士2的方向移动而从保持构件26朝前侧突出的电池装设部22上装设电池3，保持构件26的远离巴士2一侧的部分从升降构件63浮起的方向上的力矩(即保持构件26的上端侧朝巴士2倾倒的方向上的力矩)产生于保持构件26，也能防止保持构件26的远离巴士2一侧的部分从第一升降机构59的升降构件63浮起，并能抑制保持构件26的远离巴士2一侧的部分从第二升降机构60的升降构件63浮起。

其结果是，在本实施方式中，即便在拔出或插入电池3时从保持构件26突出的电池装设部22上装设电池3，也能抑制保持构件26的上端侧朝第一方向的一侧或另一侧倾倒的方向上的力矩产生于保持构件26，施加于第一升降机构59的负载与施加于第二升降机构60的负载之间的平衡不易崩溃。即，在本实施方式中，即便在拔出或插入电池3时从保持构件26突出的电池装设部22上装设电池3，也能防止仅对第一升降机构59和第二升降机构60中的一个升降机构施加过剩的负载。因此，在本实施方式中，即便使第一升降机构59及第二升降机构60的驱动力降低，也能利用第一升降机构59及第二升降机构60使电池拔插机构17及保持构件26恰当地升降。即，能一边使电池拔插机构17及保持构件26恰当地升降，一边简化第一升降机构59及第二升降机构60的结构。

在本实施方式中，在筒状构件73的内周面与轴构件74的外周面之间、且在电池装设部22及电池卡合部24的移动方向上的筒状构件73的两端侧分别配置有圆锥滚子轴承76。另外，在本实施方式中，在连杆构件81的插通孔81a的内周面与轴构件78、80的外周面之间、且在电池装设部22及电池卡合部24的移动方向上的连杆构件81的两端侧分别配置有圆锥滚子轴承82。因此，即便在拔出或插入电池3时从保持构件26突出的电池装设部22上装设电池3而在保持构件26上产生较大的力矩，也能利用圆锥滚子轴承76、82可靠地支承保持构件26。

(其它实施方式)

上述实施方式是本发明的优选实施方式中的一例，但本发明并不限定于此，能在不改变本发明技术思想的范围内进行各种变形实施。

在上述实施方式中，保持构件26形成为电池装设部22及电池卡合部24的移动方向的两端开口的大致四方筒状。除此之外，例如，保持构件26也能形成为较厚的平板状。在该情况下，例如，用于安装电池移动机构25的支架固定于平板状的保持构件26。

在上述实施方式中，第一连接机构61以保持构件26能相对于第一升降机构59的升降构件63相对转动的方式将保持构件26与升降构件63连接。除此之外，例如也可与第二连接机构62相同，第一连接机构61以保持构件26能相对于第一升降机构59的升降构件63相对转动和朝第一方向相对移动的方式将保持构件26与升降构件63连接。

在上述实施方式中，第二连接机构62包括轴保持构件79、轴构件80及连杆构件81。除此之外，例如图30(A)所示，第二连接机构62也可包括：固定构件110，该固定构件110固定于构成第二升降机构60的升降构件63；直线状的导轨111，该导轨111将与电池装设部22及电池卡合部24的移动方向和上下方向正交的第一方向作为长边方向并固定于固定构件110的上表面；导向块112，该导向块112与导轨111卡合并能沿着导轨111相对移动；以及块保持构件113，该块保持构件113以能转动的方式保持于轴构件78并在下端固定有导向块112，以代替轴保持构件79、轴构件80及连杆构件81。即便在该情况下，也能利用第二连接机构62以保持构件26能相对于第二升降机构60的升降构件63相对转动和朝第一方向相对移动的方式将保持构件26与升降构件63连接。然而，在该情况下，难以确保导轨111和导向块112之间的刚度，因此，为了提高第二连接机构62的刚度，使用连杆构件81是较为理想的。

另外，例如图30(B)所示，第二连接机构62也可包括：固定构件120，该固定构件120固定于第一保持构件27的第一方向上的另一端侧；固定构件121，该固定构件121固定于构成第二升降机构60的升降构件63；以及辊子122，该辊子122以能旋转的方式安装于固定构件121的上表面侧，并与固定构件120的下表面抵接。即便在该情况下，也能利用第二连接机构62以保持构件26能相对于第二升降机构60的升降构件63相对转动和朝第一方向相对移动的方式将保持构件26与升降构件63连接。

在上述实施方式中，在筒状构件73与轴构件74之间配置有圆锥滚子轴承76。除此之外，例如也可在筒状构件73上固定有轴构件74，并在轴构件74与轴保持构件75之间配置有圆锥滚子轴承76。另外，在上述实施方式中，在连杆构件81的插通孔81a与轴构件78、80之间配置有圆锥滚子轴承82，但也可将轴构件78、80固定于连杆构件81，并在轴保持构件77、79与轴构件78、80之间配置圆锥滚子轴承82。

在上述实施方式中，检测机构21以发光部和受光部在水平方向上相邻的方式安装于电池装设部22。除此之外，例如图31所示，也可将检测机构21以发光部和受光部在上下方向(铅垂方向)上重叠的方式安装于电池装设部22。在以发光部与受光部在水平方向上相邻的方式配置检测机构21的情况下，例如图32所示，存在着在电池放置台6的前表面与检测用标记8间的边界处，在电池放置台6的前表面上反射的激光被检测用标记8遮断而无法返回至受光部这样的问题，但当以发光部与受光部在上下方向上重叠的方式配置检测机构21时，能防止上述问题的发生。

在上述实施方式中，检测用标记8形成为从电池放置台6的前表面突出的平板状。除此之外，例如，检测用标记8也可以是从电池放置台6的前表面凹陷的凹部。例如图33所示，也可由贯穿电池放置台6的前壁的大致正三角形的通孔6a和以堵塞通孔6a的方式固定于电池放置台6的前壁的后表面的反射板110形成检测用标记8。在该情况下，当制作电池放置台6时，能通过基于冲压的冲裁加工在电池放置台6的前壁形成通孔6a，因此，与将形成为平板状的检测用标记8固定于电池放置台6的前表面的情况比较，能提高检测用标记8的位置精度。

在上述实施方式中，机器人5是用于对装设于巴士2的电池3进行更换的机器人，但机器人5也可以是用于对卡车、私家车等巴士2以外的车辆的电池3进行更换的机器人。

(符号说明)

2       巴士(车辆)

3       电池

5       电池更换机器人

17      电池拔插机构

18      升降机构

22      电池装设部(可动部)

24      电池卡合部(可动部)

26      保持构件

59      第一升降机构

60      第二升降机构

61      第一连接机构

62      第二连接机构

63      升降构件

64      柱状构件

66      连接构件

73      筒状构件

74      轴构件(第一轴构件)

78      轴构件(第三轴构件)

80      轴构件(第二轴构件)

76、82  圆锥滚子轴承

81      连杆构件

81a     插通孔

Claims (8)

1.一种电池更换机器人，用于对装设于车辆的电池进行更换，其特征在于，包括：

电池拔插机构，该电池拔插机构进行所述电池从所述车辆的拔出和/或所述电池朝所述车辆的插入；

保持构件，该保持构件对所述电池拔插机构进行保持；以及

升降机构，该升降机构使所述保持构件升降，

所述电池拔插机构包括可动部，该可动部能朝靠近所述车辆的方向及远离所述车辆的方向移动，并为了进行所述电池的拔出和/或插入而在拔出和/或插入所述电池时朝靠近所述车辆的方向移动，以从所述保持构件突出，

所述升降机构包括分别配置于与所述可动部的移动方向和上下方向正交的第一方向的两端侧的第一升降机构和第二升降机构。

2.如权利要求1所述的电池更换机器人，其特征在于，

在所述电池拔插机构中，作为所述可动部，包括：

电池装设部，该电池装设部在拔出和/或插入所述电池时供所述电池装设；以及

电池卡合部，该电池卡合部在拔出和/或插入所述电池时与所述电池卡合并使所述电池在所述电池装设部上移动。

3.如权利要求2所述的电池更换机器人，其特征在于，

所述保持构件形成为所述可动部的移动方向的两端侧开口的大致四方筒状，

所述电池装设部以能移动的方式安装于所述保持构件的内周面的底面侧，

所述电池卡合部以能移动的方式安装于所述保持构件的内周面的上表面侧。

4.如权利要求1至3中任一项所述的电池更换机器人，其特征在于，

所述第一升降机构及所述第二升降机构包括：

升降构件，该升降构件与所述保持构件连接并能在上下方向上移动；以及

柱状构件，该柱状构件将所述升降构件保持成能升降，

构成所述第一升降机构的所述柱状构件的上端和构成所述第二升降机构的所述柱状构件的上端被连接构件连接。

5.如权利要求1至3中任一项所述的电池更换机器人，其特征在于，

能个别地驱动所述第一升降机构及所述第二升降机构，

所述保持构件以能相对于从所述可动部的移动方向观察时的所述第一方向倾斜的方式与所述第一升降机构及所述第二升降机构连接。

6.如权利要求5所述的电池更换机器人，其特征在于，

所述保持构件以该保持构件能相对于所述第一升降机构相对转动的方式与所述第一升降机构连接，并以该保持构件能相对于所述第二升降机构相对转动及朝所述第一方向相对移动的方式与所述第二升降机构连接。

7.如权利要求6所述的电池更换机器人，其特征在于，包括：

第一连接机构，该第一连接机构将所述保持构件与所述第一升降机构连接；以及

第二连接机构，该第二连接机构将所述保持构件与所述第二升降机构连接，

所述第一方向上的所述保持构件的一端侧通过所述第一连接机构以能转动的方式保持于所述第一升降机构，

所述第二连接机构包括连杆构件，该连杆构件以能转动的方式保持于所述第一方向上的所述保持构件的另一端侧及所述第二升降机构，并且所述连杆构件相对于所述保持构件的转动中心与所述连杆构件相对于所述第二升降机构的转动中心不同。

8.如权利要求7所述的电池更换机器人，其特征在于，

所述第一连接机构包括：

第一轴构件，该第一轴构件以所述可动部的移动方向为轴向保持于所述第一升降机构；

大致筒状的筒状构件，该筒状构件固定于所述保持构件并供所述第一轴构件插通；以及

在所述可动部的移动方向上的所述筒状构件的两端侧配置于所述第一轴构件的外周面与所述筒状构件的内周面之间的圆锥滚子轴承，

所述第二连接机构包括：

第二轴构件，该第二轴构件以所述可动部的移动方向为轴向保持于所述第二升降机构；

第三轴构件，该第三轴构件以所述可动部的移动方向为轴向保持于所述保持构件；

所述连杆构件，所述连杆构件形成有供所述第二轴构件及所述第三轴构件分别插通的两个插通孔；

在所述可动部的移动方向上的所述插通孔的两端侧配置于所述第二轴构件的外周面与所述插通孔的内周面之间的圆锥滚子轴承；以及

在所述可动部的移动方向上的所述插通孔的两端侧配置于所述第三轴构件的外周面与所述连杆构件的内周面之间的圆锥滚子轴承。