特許 6050982 バッテリー交換ロボットの教示方法およびバッテリー交換ロボット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6050982

(24)【登録日】2016年12月2日

(45)【発行日】2016年12月21日

(54)【発明の名称】バッテリー交換ロボットの教示方法およびバッテリー交換ロボット

(51)【国際特許分類】

   B60S 5/06 20060101AFI20161212BHJP

   B60K 1/04 20060101ALI20161212BHJP

   B60L 11/18 20060101ALI20161212BHJP

【ＦＩ】

   B60S5/06

   B60K1/04

   B60L11/18 Z

【請求項の数】6

【全頁数】32

(21)【出願番号】特願2012-170924(P2012-170924)

(22)【出願日】2012年8月1日

(65)【公開番号】特開2014-30859(P2014-30859A)

(43)【公開日】2014年2月20日

【審査請求日】2015年7月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002233

【氏名又は名称】日本電産サンキョー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100125690

【弁理士】

【氏名又は名称】小平 晋

(74)【代理人】

【識別番号】100090170

【弁理士】

【氏名又は名称】横沢 志郎

(74)【代理人】

【識別番号】100142619

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100153316

【弁理士】

【氏名又は名称】河口 伸子

(72)【発明者】

【氏名】戸崎 康一

【審査官】 三宅 龍平

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−０６１２４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０９３２３３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００４／１１０８０６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２０１１−５１８７１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｓ ５／０６

Ｂ６０Ｋ １／０４

Ｂ６０Ｌ １１／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載されているバッテリーの引抜き時および／または前記車両への前記バッテリーの差込み時に前記バッテリーが搭載されるバッテリー搭載部と、前記バッテリーの引抜き時および／または差込み時に前記バッテリーに係合して前記バッテリー搭載部上で前記バッテリーを移動させるバッテリー係合部とを備え、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教示方法であって、
前記車両のバッテリー置き台に前記バッテリーが搭載されているときの車両搭載位置と、前記バッテリー置き台と前記バッテリー搭載部との両方に前記バッテリーが搭載されているときのバッテリー乗継位置と、前記バッテリー搭載部に前記バッテリーが搭載されているときのロボット搭載位置とを作業者のマニュアル操作によって教示することを特徴とするバッテリー交換ロボットの教示方法。

【請求項2】

前記バッテリー交換ロボットは、前記バッテリー搭載部および前記バッテリー係合部を保持する保持部材を備え、
前記バッテリー搭載部および前記バッテリー係合部は、前記車両に近づく方向および前記車両から離れる方向へ移動可能となっており、
前記バッテリー乗継位置では、前記バッテリー搭載部は、前記車両に近づく方向へ移動して前記保持部材から突出していることを特徴とする請求項１記載のバッテリー交換ロボットの教示方法。

【請求項3】

前記車両搭載位置は、前記車両に近づいている前記バッテリー係合部が前記バッテリー置き台に搭載されている前記バッテリーに係合可能となるとともに、前記車両に近づいている前記バッテリー搭載部と前記バッテリーが搭載されている前記バッテリー置き台との間で前記バッテリーの載り移りが可能となるときの位置であること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の教示方法。

【請求項4】

前記ロボット搭載位置は、前記車両に近づいている前記バッテリー搭載部に前記バッテリーが完全に搭載されているとともに、前記バッテリー係合部が前記バッテリーに係合しているときの位置であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のバッテリー交換ロボットの教示方法。

【請求項5】

前記バッテリー乗継位置として、前記バッテリー置き台から前記バッテリー搭載部へ前記バッテリーが載り移り始めたとき、または、前記バッテリー搭載部から前記バッテリー置き台へ前記バッテリーが載り移り終わるときの第１バッテリー乗継位置と、前記バッテリー搭載部から前記バッテリー置き台へ前記バッテリーが載り移り始めたとき、または、前記バッテリー置き台から前記バッテリー搭載部へ前記バッテリーが載り移り終わるときの第２バッテリー乗継位置とを教示することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のバッテリー交換ロボットの教示方法。

【請求項6】

請求項１から５のいずれかに記載のバッテリー交換ロボットの教示方法で教示されたことを特徴とするバッテリー交換ロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両に搭載されるバッテリーを交換するためのバッテリー交換ロボットの教示方法に関する。また、本発明は、かかるバッテリー交換ロボットの教示方法で教示されたバッテリー交換ロボットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電気バスに搭載されるバッテリーを交換するためのバッテリー交換装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のバッテリー交換装置は、バッテリーが搭載されるバッテリートレーと、バッテリートレーを昇降させる垂直リフト装置と、バッテリートレーおよび垂直リフト装置が搭載されるとともに回転可能な回転プラットフォームと、回転プラットフォームが搭載されるとともに水平方向へ移動可能な平行移動プラットフォームとを備えている。電気バスのバッテリーの搭載部には、ドッキング孔が形成され、バッテリートレーには、このドッキング孔に係合可能なドッキングアームが設けられている。バッテリーの交換時には、ドッキングアームがドッキング孔に係合することで、電気バスのバッテリーの搭載部とバッテリートレーとの位置合わせが行われている。なお、特許文献１において、電気バスに搭載されるバッテリーの重量は、数百ｋｇである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２００８−５２０１７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載のバッテリー交換装置では、バッテリーを交換する際にドッキングアームがドッキング孔に係合しているため、バッテリーの重量が重くても、電気バスのバッテリーの搭載部とバッテリートレーとの間でバッテリーが載り移るときに、バッテリーの搭載部とバッテリートレーとの間に高低差が生じるのを防止することが可能になる。したがって、このバッテリー交換装置では、バッテリーの搭載部とバッテリートレーとの間でバッテリーを円滑にやりとりすることが可能である。しかしながら、特許文献１に記載のバッテリー交換装置では、バッテリーの搭載部とバッテリートレーとの間でバッテリーを円滑にやりとりするために、ドッキングアームといった大掛かりな機構が必要になり、その結果、バッテリー交換装置の構成が複雑になる。

【0005】

そこで、本発明の課題は、バッテリー交換ロボットの構成が簡易であっても、バッテリーが搭載される車両のバッテリー置き台と、バッテリーが搭載されるバッテリー交換ロボットのバッテリー搭載部との間でバッテリーを円滑にやりとりすることが可能になるバッテリー交換ロボットの教示方法を提供することにある。また、本発明の課題は、かかるバッテリー交換ロボットの教示方法で教示されたバッテリー交換ロボットを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決するため、本発明のバッテリー交換ロボットの教示方法は、車両に搭載されているバッテリーの引抜き時および／または車両へのバッテリーの差込み時にバッテリーが搭載されるバッテリー搭載部と、バッテリーの引抜き時および／または差込み時にバッテリーに係合してバッテリー搭載部上でバッテリーを移動させるバッテリー係合部とを備え、車両に搭載されているバッテリーを交換するバッテリー交換ロボットの教示方法であって、車両のバッテリー置き台にバッテリーが搭載されているときの車両搭載位置と、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との両方にバッテリーが搭載されているときのバッテリー乗継位置と、バッテリー搭載部にバッテリーが搭載されているときのロボット搭載位置とを作業者のマニュアル操作によって教示することを特徴とする。

【0007】

本発明のバッテリー交換ロボットの教示方法では、車両のバッテリー置き台にバッテリーが搭載されているときの車両搭載位置、および、バッテリー交換ロボットのバッテリー搭載部にバッテリーが搭載されているときのロボット搭載位置に加えて、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との両方にバッテリーが搭載されているときのバッテリー乗継位置を教示している。そのため、本発明のバッテリー交換ロボットの教示方法を用いれば、特許文献１に記載のバッテリー交換装置が有するドッキングアームをバッテリー交換ロボットが備えていなくても、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間でバッテリーが載り移る際に、バッテリー交換ロボットを適切に動作させて、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間に高低差が生じるのを抑制することが可能になり、その結果、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間でバッテリーを円滑にやりとりすることが可能になる。すなわち、本発明のバッテリー交換ロボットの教示方法を用いれば、バッテリー交換ロボットの構成が簡易であっても、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間でバッテリーを円滑にやりとりすることが可能になる。

【0008】

本発明において、たとえば、バッテリー交換ロボットは、バッテリー搭載部およびバッテリー係合部を保持する保持部材を備え、バッテリー搭載部およびバッテリー係合部は、車両に近づく方向および車両から離れる方向へ移動可能となっており、バッテリー乗継位置では、バッテリー搭載部は、車両に近づく方向へ移動して保持部材から突出している。この場合には、バッテリー乗継位置で、バッテリー搭載部が保持部材から突出しているため、バッテリー置き台からバッテリー搭載部へバッテリーが載り移るときにバッテリー搭載部が大きく撓んで、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間に大きな高低差が生じやすくなるが、本発明では、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間に大きな高低差が生じるのを抑制して、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間でバッテリーを円滑にやりとりすることが可能になる。

【0009】

本発明において、車両搭載位置は、車両に近づいているバッテリー係合部がバッテリー置き台に搭載されているバッテリーに係合可能となるとともに、車両に近づいているバッテリー搭載部とバッテリーが搭載されているバッテリー置き台との間でバッテリーの載り移りが可能となるときの位置であることが好ましい。このように構成すると、バッテリー乗継位置により近い位置を車両搭載位置として教示しているため、バッテリー置き台からバッテリー搭載部へバッテリーが載り移る際に、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間に大きな高低差が生じるのを効果的に抑制することが可能になる。

【0010】

本発明において、ロボット搭載位置は、車両に近づいているバッテリー搭載部にバッテリーが完全に搭載されているとともに、バッテリー係合部がバッテリーに係合しているときの位置であることが好ましい。このように構成すると、バッテリー乗継位置により近い位置をロボット搭載位置として教示しているため、バッテリー搭載部からバッテリー置き台へバッテリーが載り移る際に、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間に大きな高低差が生じるのを効果的に抑制することが可能になる。

【0011】

本発明では、バッテリー乗継位置として、バッテリー置き台からバッテリー搭載部へバッテリーが載り移り始めたとき、または、バッテリー搭載部からバッテリー置き台へバッテリーが載り移り終わるときの第１バッテリー乗継位置と、バッテリー搭載部からバッテリー置き台へバッテリーが載り移り始めたとき、または、バッテリー置き台からバッテリー搭載部へバッテリーが載り移り終わるときの第２バッテリー乗継位置とを教示することが好ましい。このように構成すると、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間でバッテリーをやりとりする際に、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間に高低差が生じるのを効果的に抑制することが可能になる。したがって、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間でバッテリーを円滑にやりとりすることが可能になる。

【0012】

本発明のバッテリー交換ロボットの教示方法を用いてバッテリー交換ロボットを教示することができる。本発明のバッテリー交換ロボットの教示方法で教示されたバッテリー交換ロボットでは、その構成が簡易であっても、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間でバッテリーを円滑にやりとりすることが可能になる。

【発明の効果】

【0013】

以上のように、本発明のバッテリー交換ロボットの教示方法を用いれば、バッテリー交換ロボットの構成が簡易であっても、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間でバッテリーを円滑にやりとりすることが可能になる。また、本発明のバッテリー交換ロボットの教示方法を用いて教示されたバッテリー交換ロボットでは、その構成が簡易であっても、バッテリー置き台とバッテリー搭載部との間でバッテリーを円滑にやりとりすることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】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。

【図2】図１のＥ部を別の角度から示す斜視図である。

【図3】図２のＦ部の拡大図である。

【図4】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。

【図5】図４のＧ部の拡大図である。

【図6】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。

【図7】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。

【図8】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。

【図9】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。

【図10】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。

【図11】図８に示すローラの拡大断面図である。

【図12】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。

【図13】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。

【図14】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。

【図15】図１３のＪ部の拡大図である。

【図16】図１３のＫ部の拡大図である。

【図17】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。

【図18】（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。

【図19】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。

【図20】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。

【図21】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。

【図22】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。

【図23】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。

【図24】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。

【図25】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。

【図26】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。

【図27】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。

【図28】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。

【図29】図２に示すバッテリー収容部の正面図である。

【図30】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。

【図31】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。

【図32】（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。

【発明を実施するための形態】

【0015】

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。

【0016】

（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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

（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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

（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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

（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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

（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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

（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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

（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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

（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。

【0057】

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。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

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。

【0061】

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。

【0062】

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。

【0063】

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。

【0064】

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。

【0065】

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。

【0066】

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。

【0067】

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。

【0068】

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。

【0069】

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。

【0070】

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。

【0071】

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。

【0072】

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。

【0073】

（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。

【0074】

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）。

【0075】

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。

【0076】

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。

【0077】

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。

【0078】

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）。

【0079】

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。

【0080】

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。

【0081】

（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。

【0082】

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。

【0083】

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。

【0084】

抜差位置の教示では、図２４（Ａ）および図２５（Ｅ）に示す待機位置（状態）Ｐ１と、図２４（Ｂ）および図２５（Ｄ）に示す車両搭載位置（状態）Ｐ２と、図２４（Ｃ）に示すバッテリー乗継位置としての第１バッテリー乗継位置（状態）Ｐ３と、図２５（Ｃ）に示すバッテリー乗継位置としての第２バッテリー乗継位置（状態）Ｐ４と、図２４（Ｄ）および図２５（Ｂ）に示すロボット搭載位置（状態）Ｐ５と、図２４（Ｅ）および図２５（Ａ）に示すロボット収容位置（状態）Ｐ６とがロボット５に教示される。

【0085】

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。

【0086】

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。

【0087】

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。

【0088】

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。

【0089】

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。

【0090】

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。

【0091】

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。

【0092】

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。

【0093】

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。

【0094】

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。

【0095】

（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。

【0096】

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。

【0097】

（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。

【0098】

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。

【0099】

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。

【0100】

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。

【0101】

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。

【0102】

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。

【0103】

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。

【0104】

（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。

【0105】

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。

【0106】

その後、制御部９１において、バス２の基準停止位置と、バッテリー３が交換されるバス２が実際に停止している位置との差であるバス位置偏差量が算出される（ステップＳ６２）。ステップＳ６２では、記憶部９２からバス検出位置校正データが読み出されるとともに、第２記憶部９３からバス停止位置データが読み出される。また、これらのデータを比較することで、バス位置偏差量が算出される。ステップＳ６２で算出されたバス位置偏差量は、バス位置偏差量データとして、第２記憶部９３に記憶される。

【0107】

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。

【0108】

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。

【0109】

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。

【0110】

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。

【0111】

その後、制御部９１において、検出用マーク８の基準位置と、ステップＳ６４で検出された検出用マーク８の実際の位置との差である検出用マーク位置偏差量が算出される（ステップＳ６５）。ステップＳ６５では、記憶部９２からバッテリー検出位置校正データが読み出される。上述のように、記憶部９２では、あるバッテリー３が搭載されるバッテリー置き台６に形成される検出用マーク８に関するバッテリー検出位置校正データがそのバッテリー３の交換用のデータとして記憶されているため、ステップＳ６５では、指定されたバッテリー３が搭載されるバッテリー置き台６に形成される検出用マーク８に関するバッテリー検出位置の校正データが記憶部９２から読み出される。たとえば、バッテリー３Ａが指定された場合には、バッテリー検出位置校正データＡが記憶部９２から読み出され、バッテリー３Ｂが指定された場合には、バッテリー検出位置校正データＢが記憶部９２から読み出される。また、ステップＳ６５では、ステップＳ６４で検出された検出用マーク８の位置のデータと読み出されたバッテリー検出位置校正データとを比較することで、検出用マーク位置偏差量が算出される。ステップＳ６５で算出された検出用マーク位置偏差量は、検出用マーク位置偏差量データとして、第２記憶部９３に記憶される。

【0112】

その後、制御部９１において、指定されたバッテリー３の引抜きおよび差込みを行うための抜差位置の補正位置が算出される（ステップＳ６６）。ステップＳ６６では、記憶部９２から抜差位置教示データが読み出される。具体的には、ステップＳ６６では、指定されたバッテリー３の抜差位置教示データが記憶部９２から読み出される。たとえば、バッテリー３Ａが指定された場合には、抜差位置教示データＡが記憶部９２から読み出され、バッテリー３Ｂが指定された場合には、抜差位置教示データＢが記憶部９２から読み出される。また、ステップＳ６６では、第２記憶部９３から検出用マーク位置偏差量データが読み出され、抜差位置教示データの値に検出用マーク位置偏差量データの値を加算等することで、抜差位置の補正位置が算出される。ステップＳ６６で算出される抜差位置の補正位置は、具体的には、車両搭載位置Ｐ２の補正位置と、第１バッテリー乗継位置Ｐ３の補正位置と、第２バッテリー乗継位置Ｐ４の補正位置と、ロボット搭載位置Ｐ５の補正位置である。また、ステップＳ６６で算出された抜差位置の補正位置は、補正抜差位置データとして第２記憶部９３に記憶される。

【0113】

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）。

【0114】

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）。

【0115】

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。

【0116】

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、バッテリー置き台６にバッテリー３が完全に搭載されているときの車両搭載位置Ｐ２、および、バッテリー搭載部２２にバッテリー３が完全に搭載されているときのロボット搭載位置Ｐ５に加えて、バッテリー置き台６とバッテリー搭載部２２との両方にバッテリーが搭載されているときの第１バッテリー乗継位置Ｐ３および第２バッテリー乗継位置Ｐ４を教示している。そのため、本形態では、特許文献１に記載のバッテリー交換装置が有するドッキングアームをロボット５が備えていなくても、バッテリー置き台６とバッテリー搭載部２２との間でバッテリー３が載り移る際に、ロボット５を適切に動作させて、バッテリー置き台６とバッテリー搭載部２２との間に高低差が生じるのを抑制することが可能になり、その結果、バッテリー置き台６とバッテリー搭載部２２との間でバッテリー３を円滑にやりとりすることが可能になる。すなわち、本形態では、ロボット５の構成が簡易であっても、バッテリー置き台６とバッテリー搭載部２２との間でバッテリー３を円滑にやりとりすることが可能になる。

【0117】

また、本形態では、第１バッテリー乗継位置Ｐ３においてバッテリー搭載部２２が保持部材２６よりもバス２側へ突出しているため、バッテリー置き台６からバッテリー搭載部２２へバッテリー３が載り移るときにバッテリー搭載部２２が大きく撓んで、バッテリー置き台６とバッテリー搭載部２２との間に大きな高低差が生じやすくなるが、本形態では、バッテリー置き台６とバッテリー搭載部２２との間に大きな高低差が生じるのを抑制して、バッテリー置き台６とバッテリー搭載部２２との間でバッテリー３を円滑にやりとりすることが可能になる。

【0118】

本形態では、車両搭載位置Ｐ２は、バス２に近づいているバッテリー係合部２４の係合爪部４１がバッテリー置き台６に搭載されているバッテリー３に係合可能となるとともに、バス２に近づいているバッテリー搭載部２２とバッテリー３が搭載されているバッテリー置き台６との間でバッテリー３の載り移りが可能となるときの位置である。すなわち、本形態では、第１バッテリー乗継位置Ｐ３により近い位置を車両搭載位置Ｐ２としてロボット５に教示している。そのため、本形態では、バッテリー置き台６からバッテリー搭載部２２へバッテリー３が載り移る際に、バッテリー置き台６とバッテリー搭載部２２との間に大きな高低差が生じるのを効果的に抑制することが可能になる。

【0119】

本形態では、ロボット搭載位置Ｐ５は、バス２に近づいているバッテリー搭載部２２にバッテリー３が完全に搭載されているとともに係合爪部４１がバッテリー３に係合しているときの位置である。すなわち、本形態では、第２バッテリー乗継位置Ｐ４により近い位置をロボット搭載位置Ｐ５としてロボット５に教示している。そのため、バッテリー搭載部２２からバッテリー置き台６へバッテリー３が載り移る際に、バッテリー置き台３とバッテリー搭載部２２との間に大きな高低差が生じるのを効果的に抑制することが可能になる。

【0120】

本形態では、第１バッテリー乗継位置Ｐ３と第２バッテリー乗継位置Ｐ４とをロボット５に教示している。そのため、バッテリー置き台６からバッテリー搭載部２２にバッテリー３が載り移る際にバッテリー置き台６とバッテリー搭載部２２との間に高低差が生じるのを抑制することが可能になるとともに、バッテリー搭載部２２からバッテリー置き台６にバッテリー３が載り移る際にバッテリー置き台６とバッテリー搭載部２２との間に高低差が生じるのを抑制することが可能になる。すなわち、本形態では、バッテリー置き台６とバッテリー搭載部２２との間でバッテリー３をやりとりする際に、バッテリー置き台６とバッテリー搭載部２２との間に高低差が生じるのを効果的に抑制することが可能になり、その結果、バッテリー置き台６とバッテリー搭載部２２との間でバッテリー３を円滑にやりとりすることが可能になる。

【0121】

（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。

【0122】

上述した形態では、第１バッテリー乗継位置Ｐ３と第２バッテリー乗継位置Ｐ４との２箇所のバッテリー乗継位置をロボット５に教示している。この他にもたとえば、１箇所のバッテリー乗継位置をロボット５に教示しても良いし、３箇所以上のバッテリー乗継位置をロボット５に教示しても良い。

【0123】

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。

【0124】

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。

【0125】

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。

【0126】

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。

【符号の説明】

【0127】

２ バス（車両）
３ バッテリー
５ ロボット（バッテリー交換ロボット）
６ バッテリー置き台
２２ バッテリー搭載部
２４ バッテリー係合部
２６ 保持部材
Ｐ２ 車両搭載位置
Ｐ３ 第１バッテリー乗継位置（バッテリー乗継位置）
Ｐ４ 第２バッテリー乗継位置（バッテリー乗継位置）
Ｐ５ ロボット搭載位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】