CN103224136B - 电池夹具装载取放机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电池夹具装载取放机，用于在上夹具机及化成柜上取、放夹具，所述电池夹具装载取放机包括一机架及设置于所述机架上的控制系统，所述电池夹具装载取放机还包括升降机构、载板及至少一个取放机构；所述升降机构设置于所述机架上，所述载板上下滑动地设置于所述机架上，所述升降机构驱动所述载板上升或下降；所述取放机构承载于所述载板上且所述取放机构具有水平滑动的机械手臂，所述取放机构驱动所述机械手臂水平伸缩，所述机械手臂带动所述夹具平移；所述升降机构及取放机构均与所述控制系统电连接。本发明电池夹具装载取放机能够自动取、放夹具，有利于电池生产过程的自动化，提高了生产效率。

Description

电池夹具装载取放机

技术领域

本发明涉及自动运输车领域，尤其涉及一种在自动化电池生产过程中使用的电池夹具装载取放机。

背景技术

锂电池的生产制造过程一般包括以下工序：搅拌、涂布、冷压、裁片、卷绕（或者叠片）、注液、化成、容量等。其中，化成是一个十分关键的工序。初次成型的电池需要在电极两端通入适当的低电流对电池内部的活性物质进行激活，该过程就叫做化成。

在化成工序中，需要使用夹具、上夹具机及化成柜等设备。其主要过程为：将空载的夹具输送到上夹具机，由上夹具机自动地将多个电池装载到夹具中，然后取下夹具，将夹具运送到化成柜中，对电池进行化成处理，化成完成后，取下夹具并卸载电池，送往后一道工序。

现有的工序操作流程中，夹具在上夹具机及化成柜上的取、放都通过人工操作完成，这样不仅加大了人力劳动强度，更不利于生产过程的自动化，降低了生产效率。

因此，有必要提供一种能够自动取、放夹具的电池夹具装载取放机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够自动取、放夹具的电池夹具装载取放机。

为了实现上述目的，本发明提供了一种电池夹具装载取放机，用于在上夹具机及化成柜上取、放夹具，所述电池夹具装载取放机包括一机架及设置于所述机架的控制系统，所述电池夹具装载取放机还包括升降机构、载板及至少一个取放机构；所述升降机构设置于所述机架上，所述载板上下滑动地设置于所述机架上，所述升降机构驱动所述载板上升或下降；所述取放机构承载于所述载板上且所述取放机构具有水平滑动的机械手臂，所述取放机构驱动所述机械手臂水平伸缩，，所述机械手臂带动所述夹具平移；所述升降机构及取放机构均与所述控制系统电连接。

与现有技术相比，由于本发明电池夹具装载取放机将所述取放机构承载于所述载板，所述载板上下滑动地设置于所述机架上并由所述升降机构驱动而上升或下降，所述取放机构具有水平滑动的机械手臂，且所述升降机构及取放机构均与所述控制系统电连接，因此，在所述控制系统的调控下，所述机械手臂能够自动伸出或缩回，进而带动所述夹具跟随所述机械手臂平移，完成对所述夹具取、放的动作，提高了电池生产过程中的自动化程度及生产效率；所述升降机构通过驱使所述载板上下滑动而使所述取放机构在所述机架内上下滑动，令所述取放机构可以取、放位于不同高度的夹具，使所述电池夹具装载取放机具有更强的实用性。

较佳地，所述取放机构包括第一驱动机构、第一滑轨及所述机械手臂；所述第一驱动机构安装于所述载板，所述第一滑轨固定于所述载板的上表面，所述机械手臂滑动地设置于所述第一滑轨并与所述第一驱动机构连接，所述第一驱动机构与所述控制系统电连接并驱使所述机械手臂在所述第一滑轨上滑动。通过在所述载板设置所述第一驱动机构及第一滑轨，将所述机械手臂滑动地设置于所述第一滑轨并与所述第一驱动机构连接，因此所述第一驱动机构在所述控制系统的控制下，可以自动地驱动所述机械手臂沿所述第一滑轨滑动，实现伸出或缩回的动作。

具体地，所述取放机构还包括两侧板，所述侧板设置于机械手臂的两侧，所述侧板上枢接有若干滚轮，所述滚轮承载所述夹具。通过设置所述侧板及滚轮，当所述机械手臂执行取夹具的动作时，所述夹具可以承载于若干所述滚轮之上而不对所述机械手臂施加过多的压力，确保所述机械手臂能够正常工作；又由于所述滚轮枢接于所述侧板，因此在取放夹具时，可以藉由所述滚轮的滚动使所述夹具更容易被装载或卸载。

具体地，所述第一驱动机构包括第一电机、枢接于所述载板上的皮带轮组件及至少一个齿轮，所述机械手臂的一侧固定有一齿条，所述齿条啮合于所述齿轮；所述皮带轮组件的输入端与所述第一电机的输出端连接，所述皮带轮组件的输出端与所述齿轮套接固定。通过设置所述第一电机、皮带轮组件及齿轮，并在所述机械手臂的一侧固定所述齿条，所述齿条与所述齿轮相啮合，因此可以实现所述第一驱动机构对所述机械手臂的驱动。

较佳地，所述升降机构包括第二驱动机构、至少一个丝杠及丝母，所述丝杠呈竖向设置且两端分别枢接于所述机架；所述丝母固定于所述载板上且与所述丝杠螺纹连接，所述第二驱动机构设置于所述机架的上方并与所述控制系统电连接，所述第二驱动机构驱动所述丝杠转动。通过将所述丝杠竖向设置并枢接于所述机架，所述载板上固定所述丝母，且所述丝母与所述丝杠螺纹连接，因此当所述丝杠转动时，所述载板藉由所述丝母与所述丝杠的螺纹连接而沿所述丝杠上下移动，实现了所述升降机构对所述载板的驱动。

较佳地，所述电池夹具装载取放机还包括固定于所述机架上的对接机构，所述上夹具机及化成柜分别设有对接部，所述对接机构可拆卸地连接于任一所述对接部。通过设置所述对接机构，当所述电池夹具装载取放机在所述上夹具机或化成柜上取、放夹具时，所述对接机构与所述对接部的连接使所述电池夹具装载取放机能够保持固定，不会由于所述取放机构与夹具的接触而发生偏移，保证了夹具能够稳定地装载到所述电池夹具装载取放机或从所述电池夹具装载取放机上卸下。

具体地，所述对接机构包括第三驱动机构、两第二滑轨、滑块及两对接件；两所述第二滑轨固定于所述机架且延伸方向与所述机械手臂的滑动方向相同；所述滑块滑动地设置于所述第二滑轨上，所述第三驱动机构固定于所述机架上且驱动所述滑块滑动；两所述对接件沿所述滑块的滑动方向安装在所述滑块的两端且与对应的所述对接部连接。通过设置所述第二滑轨及滑块，在所述滑块的两端设置两所述对接件，利用所述滑块在所述第二滑轨上的滑动，使两所述对接件可以分别滑动至所述机架的两端，因此所述机架的两端均可连接至所述上夹具机或化成柜，而不需要在反向移动并调头后才能对接固定，节省了移动时间，提高了生产效率。

更具体地，所述对接件为电磁铁，所述电磁铁与所述控制系统电连接。利用所述电磁铁通电产生磁场，从而吸紧所述上夹具机或化成柜上的对接部，实现与其对接固定，结构简单，而且控制方便，增强了实用性。

较佳地，所述电池夹具装载取放机还包括设置于所述机架底部的导航装置，所述导航装置包括车轮、驱动电机及电磁检测装置，所述车轮与所述驱动电机的输出端连接，地面上设置有磁条，所述电磁检测装置正对所述磁条，所述驱动电机及所述电磁检测装置与所述控制系统电连接。通过设置所述导航装置，可以令所述电池夹具装载取放机沿预定路线行走，而不需要人工操纵，进一步提高了所述电池夹具装载取放机的自动化程度及生产效率。

较佳地，所述机械手臂的两端分别设有与夹具卡合的连接部。通过在所述机械手臂的两端分别设置所述连接部，所述机械手臂在向相反的两个方向滑动伸出时都可完成取、放夹具的动作，因此所述电池夹具装载取放机在行走过程中不需要转动调整方向，节省了工作时间。

附图说明

图1是本发明电池夹具装载取放机的立体图。

图2是本发明电池夹具装载取放机另一角度的立体图。

图3是本发明中对接机构的结构示意图。

图4是本发明中取放机构的结构示意图。

图5是本发明中取放机构的分解图。

图6是图4中A处的放大图。

图7是本发明电池夹具装载取放机中机械手臂伸出的立体图。

具体实施方式

下面结合给出的说明书附图对本发明的较佳实施例作出描述。

如图1所示，本发明电池夹具装载取放机1用于在上夹具机及化成柜上取、放夹具，所述电池夹具装载取放机1包括一机架10、设置于所述机架10的控制系统11、升降机构12、两取放机构13及载板14，所述升降机构12设置于所述机架10上，所述载板14上下滑动地设置于所述机架10上，所述升降机构12驱动所述载板14上升或下降；所述取放机构13承载于所述载板14上且所述取放机构13具有水平滑动的机械手臂130，所述取放机构13驱动所述机械手臂130水平伸缩，所述取放机构13还可以并排地设置多个，这可根据化成柜的每一层可容置夹具的数量而设置。所述机械手臂130带动所述夹具平移；所述升降机构12及取放机构13均与所述控制系统11电连接。

具体地，在本实施例中，所述电池夹具装载取放机1还包括对接机构15及导航装置16。所述机架10包括底座101、顶板102及连接于底座101与顶板102之间的四个相互平行的导杆103。

所述载板14的四个端部分别呈上下滑动地套设于四个所述导杆103，所述取放机构13安装于所述载板14，所述升降机构12的输出端与所述载板14连接。通过将所述升降机构12的输出端连接于所述载板14，并将所述取放机构13安装于所述载板14，因此，所述升降机构12可以驱使所述载板14在所述导杆103上上下滑动，进而实现对所述取放机构13高度的调节。

如图2所示，两个所述导航装置16设置于所述底座101，所述导航装置16包括车轮161、驱动电机162及电磁检测装置（图中未示出），所述车轮161与所述驱动电机162的输出端连接，地面上设置有磁条，所述电磁检测装置正对所述磁条，所述驱动电机162及所述电磁检测装置与所述控制系统11电连接。通过设置所述导航装置16，可以令所述电池夹具装载取放机1自动导航并行走，而不需要人工操纵，进一步提高了所述电池夹具装载取放机1的自动化程度及生产效率。在本实施例中，所述导航装置16采用电磁感应式，根据预先埋设的磁条所产生的磁场而使所述电池夹具装载取放机1按照预定路线行走；当然，所述导航装置16也可以是激光引导式，在一定范围内设置多个激光牵引装置使所述导航装置16在接收激光后引导电池夹具装载取放机1前进。

请参照图3，所述对接机构15包括第三驱动机构、两呈圆形的第二滑轨150、滑块151及两对接件152，所述上夹具机及化成柜分别设有对接部，所述对接件152可拆卸地连接于任一所述对接部。两所述第二滑轨150固定于所述顶板102且延伸方向与所述机械手臂130的滑动方向相同，所述滑块151的下端设有两个圆形槽，所述第二滑轨150滑动地容置于所述圆形槽内，两所述对接件152沿所述滑块151的滑动方向安装在所述滑块151的两端且与对应的所述对接部连接。所述第三驱动机构包括第三电机153及第三皮带轮组件154，所述第三电机153固定于所述顶板102并与所述控制系统11电连接，所述第三皮带轮组件154由所述第三电机153驱动且输出端固定于所述滑块151，所述滑块151藉由第三电机153及第三皮带组件154的带动在所述第二滑轨150上滑动。

具体地，所述对接件152为具有吸附力并与所述控制系统11电连接的电磁铁。利用所述电磁铁通电产生磁场，从而吸紧所述上夹具机或化成柜上的对接部，实现与其对接固定，结构简单，而且控制方便，增强了实用性。

通过设置所述对接机构15，当所述电池夹具装载取放机1在所述上夹具机及化成柜上取、放夹具时，所述对接机构15与所述对接部的连接使所述电池夹具装载取放机1能够保持固定，不会由于所述取放机构13与夹具的接触而发生偏移，保证了夹具能够稳定地装载到所述电池夹具装载取放机1或从所述电池夹具装载取放机1上卸下。通过设置所述第二滑轨150及滑块151，在所述滑块151的两端设置两所述对接件152，利用所述滑块151在所述第二滑轨150上的滑动，使所述两对接件152可以分别滑动至所述顶板102的两端，因此所述机架1的两端均可连接至所述上夹具机或化成柜，而不需要在反向移动并调头后才能对接固定，节省了移动时间，提高了生产效率。

再请参阅图1，两所述取放机构13并排地设置于所述载板14。通过在所述载板14上设置两个所述取放机构13，可以同时取、放两个夹具，或者在装载一个夹具的同时完成另一个夹具的卸载，增加了单次往返过程中转移的夹具数量，提高了工作效率。

结合图4至图6，所述取放机构13包括第一驱动机构、第一滑轨132、所述机械手臂130及两侧板136。

所述第一驱动机构包括设置于所述载板的下表面并与所述控制系统11电连接的第一电机137、安装于所述载板14的皮带轮组件133及三个齿轮134。所述皮带轮组件133的输入端与所述第一电机137的输出端连接，所述皮带轮组件133的输出端与一个所述齿轮134套接固定，并通过另外两个相互连接的辅助皮带轮组件驱动三个所述齿轮134同步转动。所述第一滑轨132固定于所述载板14的上表面，所述机械手臂130滑动地设置于所述第一滑轨132且所述机械手臂130的一侧固定有一齿条135，所述齿条135啮合于所述齿轮134。通过在所述载板14设置所述皮带轮组件133及第一滑轨132，将所述机械手臂130滑动地设置于所述第一滑轨132且所述齿条135啮合于所述齿轮134，因此所述皮带轮组件133在所述控制系统11的控制下，可以自动地驱动所述机械手臂130沿所述第一滑轨132滑动，实现伸出或缩回的动作。所述机械手臂130的两端分别设有与夹具卡合的连接部131。通过在所述机械手臂130的两端分别设置所述连接部131，所述机械手臂130在向相反的两个方向滑动伸出时都可完成取、放夹具的动作，因此所述电池夹具装载取放机1在行走过程中不需要转动调整方向，节省了工作时间。

所述侧板136设置于机械手臂130的两侧，所述侧板136的侧壁和顶部分别枢接有若干滚轮138，设置于侧壁的所述滚轮138承载所述夹具，设置于顶部的所述滚轮138抵触于所述夹具。通过设置所述侧板136及滚轮138，当所述机械手臂130执行取夹具的动作时，所述夹具可以承载于位于所述侧板136的侧壁的若干所述滚轮138之上而不对所述机械手臂130施加过多的压力，确保所述机械手臂130能够正常工作；又由于所述滚轮138枢接于所述侧板136，因此在取放夹具时，可以藉由所述滚轮138的滚动使所述夹具更容易被装载或卸载。

结合图1所示，所述升降机构12包括第二驱动机构、两个丝杠121及两个丝母122，所述丝杠121的两端分别枢接于所述底座101及顶板102，且所述丝杠121呈竖向并轴向固定地设置于所述机架10之内，两所述丝母122分别固定于所述载板14的两端，两所述丝杠121分别设置于所述机架10的两端并分别插接在两所述丝母122之内且与所述丝母122螺纹连接。所述第二驱动机构包括第二电机120及第二皮带轮组件123，所述第二电机120固定于所述顶板102并与所述控制系统电连接，所述第二电机120的输出端与所述第二皮带轮组件123的输入端连接，所述第二皮带轮组件123的输出端套接固定于两所述丝杠121以驱动两所述丝杠121同步转动。通过将所述丝杠121枢接于所述机架10并藉由所述丝母122与所述载板14螺纹连接，且所述第二驱动机构驱动所述丝杠121转动，因此当所述丝杠121转动时，所述载板14藉由所述丝母122与所述丝杠121的螺纹连接而沿所述丝杠121上下移动，实现了所述升降机构12对所述载板14的驱动。通过将两所述丝杠121分别枢接于所述机架10的两端，使所述丝杠121的受力更加均衡，所述载板14可以在两所述丝杠121的带动下稳定地上下移动。

以下结合附图，对本发明电池夹具装载取放机1的工作过程做简要描述：

当所述电池夹具装载取放机1需要装载夹具时，所述导航装置16引导所述电池夹具装载取放机1自动行走并靠近所述上夹具机或化成柜，到达工作位置后，所述对接机构15启动并将所述对接件152连接至所述对接部，所述电池夹具装载取放机1被固定，此时所述机械手臂130的位置低于夹具的位置。所述皮带轮组件133在所述控制系统11的控制下运转，将所述机械手臂130从所述第一滑轨132上水平滑出至夹具的下方，然后所述控制系统11操控所述第二电机120运转，两所述丝杠121同时转动，藉由螺纹配合使所述载板14上升，进而使所述机械手臂130上的卡合部131卡合于夹具。然后，所述皮带轮组件133反向运转，所述机械手臂130缩回将夹具承载于所述滚轮138完成装载。当到达卸载位置后，所述皮带轮组件133及第二电机120再次协作运转，将夹具卸下。

与现有技术相比，由于本发明电池夹具装载取放机1将所述取放机构13承载于所述载板14，所述载板14上下滑动地设置于所述机架10上并由所述升降机构12驱动而上升或下降，所述取放机构13具有水平滑动的机械手臂130，所述机械手臂130设有与所述夹具卡合的卡合部131，且所述升降机构12及取放机构13均与所述控制系统11电连接，因此，在所述控制系统11的调控下，所述机械手臂130能够自动伸出或缩回，并藉由将所述卡合部131卡合于所述夹具，带动所述夹具跟随所述机械手臂130移动，完成对所述夹具取、放的动作，提高了电池生产过程中的自动化程度及生产效率；所述升降机构12通过驱使所述载板上下滑动而使所述取放机构13在所述机架10内上下滑动，令所述取放机构13可以取、放位于不同高度的夹具，使所述电池夹具装载取放机1具有更强的实用性。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种电池夹具装载取放机，用于在上夹具机及化成柜上取、放夹具，所述电池夹具装载取放机包括一机架及设置于所述机架上的控制系统，其特征在于：所述电池夹具装载取放机还包括升降机构、载板及至少一个取放机构；所述升降机构设置于所述机架上，所述载板上下滑动地设置于所述机架上，所述升降机构驱动所述载板上升或下降；所述取放机构承载于所述载板上且所述取放机构具有水平滑动的机械手臂，所述取放机构驱动所述机械手臂水平伸缩，所述机械手臂带动所述夹具平移；所述升降机构及取放机构均与所述控制系统电连接；所述电池夹具装载取放机还包括固定于所述机架上的对接机构，所述上夹具机及化成柜分别设有对接部，所述对接机构可拆卸地连接于任一所述对接部。

2.如权利要求1所述的电池夹具装载取放机，其特征在于：所述取放机构包括第一驱动机构、第一滑轨及所述机械手臂；所述第一驱动机构安装于所述载板，所述第一滑轨固定于所述载板的上表面，所述机械手臂滑动地设置于所述第一滑轨上并与所述第一驱动机构的输出端连接，所述第一驱动机构与所述控制系统电连接并驱使所述机械手臂在所述第一滑轨上滑动。

3.如权利要求2所述的电池夹具装载取放机，其特征在于：所述取放机构还包括两侧板，所述侧板设置于机械手臂的两侧，所述侧板上枢接有若干滚轮，所述滚轮承载所述夹具。

4.如权利要求2所述的电池夹具装载取放机，其特征在于：所述第一驱动机构包括第一电机、枢接于所述载板上的皮带轮组件及至少一个齿轮，所述机械手臂的一侧固定有一齿条，所述齿条啮合于所述齿轮；所述皮带轮组件的输入端与所述第一电机的输出端连接，所述皮带轮组件的输出端与所述齿轮套接固定。

5.如权利要求1所述的电池夹具装载取放机，其特征在于：所述升降机构包括第二驱动机构、至少一个丝杠及丝母，所述丝杠呈竖向设置且两端分别枢接于所述机架；所述丝母固定于所述载板上且与所述丝杠螺纹连接，所述第二驱动机构设置于所述机架的上方并与所述控制系统电连接，所述第二驱动机构驱动所述丝杠转动。

6.如权利要求1所述的电池夹具装载取放机，其特征在于：所述对接机构包括第三驱动机构、两第二滑轨、滑块及两对接件；两所述第二滑轨固定于所述机架且延伸方向与所述机械手臂的滑动方向相同；所述滑块滑动地设置于所述第二滑轨上，所述第三驱动机构固定于所述机架上且驱动所述滑块滑动；两所述对接件沿所述滑块的滑动方向安装在所述滑块的两端，且与对应的所述对接部连接。

7.如权利要求6所述的电池夹具装载取放机，其特征在于：所述对接件为电磁铁，所述电磁铁与所述控制系统电连接。

8.如权利要求1所述的电池夹具装载取放机，其特征在于：所述电池夹具装载取放机还包括设置于所述机架底部的导航装置，所述导航装置包括车轮、驱动电机及电磁检测装置，所述车轮与所述驱动电机的输出端连接，地面上设置有磁条，所述电磁检测装置正对所述磁条，所述驱动电机及所述电磁检测装置与所述控制系统电连接。

9.如权利要求1所述的电池夹具装载取放机，其特征在于：所述机械手臂的两端分别设有与夹具卡合的连接部。