CN103419210B - 一种用于电池组抓取的电缸抓手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电池组抓取的电缸抓手，包括水平电缸和与水平电缸连接的竖直电缸，竖直电缸的下端设有抓手本体，所述的抓手本体包括两个双头夹紧气缸，每个双头夹紧气缸的伸缩端分别设有夹爪，其中一个夹爪的头部设有辅助气缸，辅助气缸的伸缩端设有辅助夹持块；两个双头夹紧气缸之间设有竖直的升降气缸，升降气缸伸缩端朝下，升降气缸的伸缩端连接有吸盘固定座，吸盘固定座的下侧面上设有若干吸盘；双头夹紧气缸、升降气缸的上端通过连接板固定连接，连接板与竖直电缸的下端之间设有旋转气缸。因此，本发明具有能安全、稳定的抓取电池组，顺利实现电池组的搬运、装箱作业的有益效果。

Description

一种用于电池组抓取的电缸抓手

技术领域

本发明涉及电缸抓手技术领域，尤其涉及一种用于电池组抓取的电缸抓手。

背景技术

电池流水线组合装箱机属轻量级、柔性的装配机械，将用于电动汽车电池箱生产线中，由各类机械、机电、电子以及气动元器件等组成的本设备，能完成电池底托送料、电池上胶、电池组装配、电池组装箱等动作。在该设备中电池组的抓取机构是一个核心机构，由于电池组需要整体一起抓取，电池组的结构如图5所示，一个电池组由若干块独立的电池放入电池底托中组合而成，每个电池之间没有相互连接在一起，由于电池的放置方向不同、每个电池组中电池的数量不同，都会导致电池组的侧面存在阶梯，而非一个完整的平面，普通的机械抓手一般只适合抓取单一的物体，同时要求该物体的两个抓取面相互平行、规则，如果用普通的机械抓手抓取该种电池组，则在抓取的过程中，宽度相对较小处的若干电池则无法被抓紧，在抓取过程中部分电池会因为机械抓手没有抓紧其对应的两侧面，从而导致在搬运过程中部分电池掉落，电池自身具有较大的重量，掉落后会造成电池、设备的损伤，以及导致各种机械故障；由于电池组的质量很大，普通的气动抓手也无法抓取搬运。

例如，中国专利授权公告号：CN201529991U，授权公告日2010年7月21日，公开了一种自动抓取电池的机器人电池抓手，电池抓手整体呈盒状,内部具有电池框容腔,容腔顶部设置有电机、传动轴、丝杠和电池抓取座组成的传动结构,电机与传动轴相连,传动轴与丝杠相连,电池抓取座套置在丝杠上随丝杠旋转而移动,电池抓取座的抓取头上固定有电磁吸取部件,电池抓手前端面设置有图像传感器。合状的电池抓手的两侧面相互平行，显然无法抓取如图5所示的电池组；又如中国专利公布号：CN102390053A，申请公布日2012年3月28日，公开了一种机械抓手，包括平台、N组抓手主体和夹板，抓手主体包括气缸、楔子、支座、曲柄、旋转轴和滚子；楔子固定在气缸的活塞杆端，楔子的斜面之上各有一段直面；支座固定在平台上；楔子的下方有一对曲柄，该对曲柄的旋转轴共同固定在支座上，曲柄之间夹置有一个弹簧片；滚子的轴固定在一对曲柄的上端头；夹板由N组抓手主体的同侧曲柄共同固定。两个夹板之间只能抓取两个侧面相互平行、厚度均匀的物体，对于侧面存在阶梯面的电池组也无法抓取。

发明内容

本发明为了克服现有技术中机械抓手无法安全、稳定的抓取电池组的不足，提供了一种能安全、稳定的抓取电池组，顺利实现电池组的搬运、装箱作业的电缸抓手。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于电池组抓取的电缸抓手，包括水平电缸和与水平电缸连接的竖直电缸，所述的竖直电缸的下端设有抓手本体，所述的抓手本体包括两个双头夹紧气缸，每个双头夹紧气缸的伸缩端分别设有夹爪，其中一个夹爪的头部设有辅助气缸，所述的辅助气缸的伸缩端设有辅助夹持块。电池组是由多个电池放在电池托盘中组合成的，每个电池之间都是独立的，电池组的排布方式不同，导致电池组两个夹持 侧面中的一个侧面为阶梯面，夹爪在抓取电池组的时候，同侧的夹爪与电池组中其中一个平面接触，另一侧的一个夹爪单独的夹持电池组中的阶梯面中较高的一个平面，而辅助气缸和辅助夹持块则根据需要夹持阶梯面中的另一个较低的平面，夹持后就能顺利的搬运电池组，电缸抓手能夹紧电池组中的每一个电池，从而保证在搬运过程中，任意一块电池都不会滑落，顺利实现电池组的搬运、装箱作业，使用非常可靠、方便。

作为优选，两个双头夹紧气缸之间设有竖直的升降气缸，所述的升降气缸伸缩端朝下，升降气缸的伸缩端连接有吸盘固定座，所述的吸盘固定座的下侧面上设有若干吸盘，吸盘固定座内对应的每个吸盘处设有吸嘴，当升降气缸的伸缩端伸出最长时，所述的吸盘固定座的下侧面的位置低于夹爪最下端所在的平面。该种电缸抓手中，以夹爪抓取为主，而吸盘吸取为辅，吸盘固定座上的每两个吸盘为一组，每一组吸盘都会单独的吸取一个电池，因为在电池组搬运过程中，电池组中间部位的电池是靠两侧电池的静摩擦力夹持的，单个电池的质量较大，因此通过吸盘、吸嘴进行辅助吸取，那么在搬运转移的过程中就更加稳定了，同时当电池组搬运到电池箱内后，由于夹爪尺寸大，而电池箱内空间有限，卡爪无法完全伸入电池箱内部，这样电池组的底部与电池箱的底部就存在较大的落差，松开夹爪时，电池组与电池箱产生刚性冲击，这不但会产生很大的噪音，也会对设备、电池、电池箱等造成一定的损伤，而本结构中，由于吸盘单独的吸取每一个电池的上端，因此当电池组的底部与电池箱底面之间存在落差时夹爪松开，然后通过升降气缸下降，使得电池组底部的电池底托直接与电池箱的底面接触，然后吸嘴、吸盘与电池分开，这样在电池组装入电池箱的时候不会产生碰撞，从而保证每个电池的质量。

作为优选，双头夹紧气缸、升降气缸的上端通过连接板固定连接，所述的连接板与竖直电缸的下端之间设有旋转气缸，所述的旋转气缸的旋转端与连接板的上侧面中心固定连接。当电池组在装入电池箱的时候，考虑到正负极的连接关系，相邻的两个电池组之间的分布方向相反，因此电缸抓手在抓取电池组后，根据需要控制旋转气缸旋转合适的角度后再装入电池箱内，从而实现自动调整电池组的位置，自动化程度高，使用更加方便。

作为优选，夹爪和辅助夹持块与电池组接触的端面上设有橡胶片，所述的橡胶片的外侧面上设有防滑条纹。夹爪、辅助夹持块与电池组接触时，通过橡胶片接触，从而防止夹爪、辅助夹持块的头部的刃角处压伤电池组，尤其是当电池组中的电池存在一个倾斜的角度时，该种保护效果更加明显；防滑条纹能有效的增加静摩擦力，电池组在搬运过程中夹持更加稳定。

作为优选，吸盘固定座的下侧面上还设有两个电池插片，所述的电池插片竖直分布且相互平行。电池装入托盘后，要求每个电池之间存在间隙，防止相邻的电池之间接触而损坏，因此托盘中设有分隔板，每个电池之间都分隔开，而电池本身比较长，因此夹爪抓取的时候不然会导致电池倾斜，因此在夹取时，先把电池插片插入电池的间隙内，电池插片的厚度与分隔板的厚度相同，然后抓取，这样就能保持电池组内的每个电池不会发生倾斜，夹取时不容易损坏电池。

作为优选，所述的电池插片下端的横截面呈V形。V形具有导向作用，便于吸盘固定座在下降的时候，电池插片能准确、顺利的插入电池间隙中。

作为优选，所述的电池插片由塑料制成。塑料具有一定的柔性，与电池侧面贴合压紧时，一方面摩擦力较大，另一方面不会损伤电池。

作为优选，所述的旋转气缸为180°旋转气缸。因为该种电池组在装入电池箱的时候的位置调整为180度调整，因此直接采用180°旋转气缸旋转后自定位，不需要其他的限位机构限位，整体成本较低，旋转角度精确，成本低。

因此，本发明具有能安全、稳定的抓取电池组，顺利实现电池组的搬运、装箱作业的有益效果。

同时，本发明在抓取、搬运、存放电池组的过程中能对电池组的放置角度进行自动调整，便于电池组装箱后的正负极连接；当电池组的组合方式改变后，该种结构仍然能够顺利、稳定的抓取电池组，通用性很强。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明中抓手本体的结构示意图。

图3为抓手本体的仰视图。

图4为吸盘与电池组的结构示意图。

图5为电池组的结构示意图。

图6为电池组在电池箱内的装配示意图。

图中：水平电缸1  竖直电缸2  抓手本体3  双头夹紧气缸4  夹爪5  辅助气缸6  辅助夹持块7  升降气缸8  吸盘固定座9  吸盘10  旋转气缸11  橡胶片12  电池插片13  连接板14  电池组15  电池底托16  电池箱17。

具体实施方式

    下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

如图1和图2所示的一种用于电池组抓取的电缸抓手，包括水平电缸1和与水平电缸连接的竖直电缸2，竖直电缸2的下端设有抓手本体3，抓手本体3包括两个双头夹紧气缸4，每个双头夹紧气缸4的伸缩端分别设有夹爪5，其中一个夹爪5的头部设有辅助气缸6，辅助气缸6的伸缩端设有辅助夹持块7，如图2和图3所示，两个双头夹紧气缸4之间设有竖直的升降气缸8，升降气缸8伸缩端朝下，升降气缸8的伸缩端连接有吸盘固定座9，吸盘固定座9的下侧面上设有若干吸盘10，吸盘固定座9内与每个吸盘对应的处设有吸嘴，当升降气缸8的伸缩端伸出最长时，吸盘固定座9的下侧面的位置低于夹爪5最下端所在的平面，双头夹紧气缸4、升降气缸8的上端通过连接板14固定连接，连接板14与竖直电缸2的下端之间设有旋转气缸11，旋转气缸11的旋转端与连接板14的上侧面中心固定连接。电池组的抓取、转移和装配需要三个自由度来完成，第一自由度为水平电缸带动抓手本体的水平移动，第二自由度为竖直电缸带动抓手本体的竖直方向移动，第三自由度为旋转气缸带动抓手本体的旋转运动，本实施例中，夹爪5和辅助夹持块7与电池组接触的端面上设有橡胶片12，橡胶片12的外侧面上设有防滑条纹，夹爪、辅助夹持块与电池组接触时，通过橡胶片接触，从而防止夹爪、辅助夹持块的头部的刃角处压伤电池组，尤其是当电池组中的电池存在一个倾斜的角度时，该种保护效果更加明显；防滑条纹能有效的增加静摩擦力，电池组在搬运过程中夹持更加稳定。

如图5所示，该种电池组15一般由五块单独的电池组成，三块电池横向并排分布，其余两块纵向分布，五块单独的电池装入电池托盘16中，为了抓取稳定性，夹爪5从电池组的两个面积较大的侧面抓取电池组，然而由于电池组中电池的分布不同，使得三块横向的电池与两块纵向的电池的厚度不同，从而使得其中的一个夹持面为一个阶梯面，因此在抓取的使用一组夹爪夹紧横向的三块电池，而另一组夹爪则通过辅助气缸和辅助夹持块来夹紧厚度较小的的两块电池，在夹紧电池组的同时，吸盘固定座上的吸盘分别吸住每一个电池的上端面，如图3所示，吸盘的分布与电池在电池托盘内的分布位置相对应，这样保证每个电池的上端都有单独的吸盘吸引，然后通过电缸抓手抓取、移动、装配到如图6所示的电池箱内，电池箱内的电池组从右端开始放入，最后一个电池中的电池只有四块，也是通过辅助气缸和辅助夹持块来调节夹紧，电池箱内的电池组为了便于正负极的连接，相邻的两组电池组的方向是相反的，因此本实施例中的旋转气缸为180°旋转气缸，直接采用180°旋转气缸旋转后自定位，不需要其他的限位机构限位，整体成本较低，旋转角度精确，成本低；当电池组在电缸抓手的作用下搬运到电池箱内时，夹爪和辅助夹持块先松开，此时每个电池仍然被吸盘吸住，然后升降气缸的头部伸出，使得电池组下端的电池托盘与电池箱的底部接触，然后吸盘与电池脱开，这样能防止电池组底部与电池箱的底部发生刚性碰撞。

如图3和图4所示，吸盘固定座9的下侧面上还设有两个电池插片13，电池插片13竖直分布且相互平行，电池插片13下端的横截面呈V形，电池插片13由塑料制成，在抓取电池组的时候，两个电池插片刚好插入三个横向分布的电池的两个间隙中，从而使得电池组的上端和下端的宽度一致，保持两个夹持面之间平行，这样在夹持的过程中，一方面夹爪与电池组的侧面接触面大，静摩擦力大，夹持更加稳定，另一方面也能有效的防止夹爪损坏电池组。因此，本发明具有能安全、稳定的抓取电池组，顺利实现电池组的搬运、装箱作业的有益效果。同时，本发明在抓取、搬运、存放电池组的过程中能对电池组的放置角度进行自动调整，便于电池组装箱后的正负极连接；当电池组的组合方式改变后，该种结构仍然能够顺利、稳定的抓取电池组，通用性很强。

Claims (6)

1.一种用于电池组抓取的电缸抓手，包括水平电缸（1）和与水平电缸连接的竖直电缸（2），所述的竖直电缸（2）的下端设有抓手本体（3），其特征是，所述的抓手本体（3）包括两个双头夹紧气缸（4），每个双头夹紧气缸（4）的伸缩端分别设有夹爪（5），其中一个夹爪（5）的头部设有辅助气缸（6），所述的辅助气缸（6）的伸缩端设有辅助夹持块（7）；两个双头夹紧气缸（4）之间设有竖直的升降气缸（8），所述的升降气缸（8）伸缩端朝下，升降气缸（8）的伸缩端连接有吸盘固定座（9），所述的吸盘固定座（9）的下侧面上设有若干吸盘（10），吸盘固定座（9）内与每个吸盘对应的处设有吸嘴，当升降气缸（8）的伸缩端伸出最长时，所述的吸盘固定座（9）的下侧面的位置低于夹爪（5）最下端所在的平面。

2.根据权利要求1所述的一种用于电池组抓取的电缸抓手，其特征是，双头夹紧气缸（4）、升降气缸（8）的上端通过连接板（14）固定连接，所述的连接板（14）与竖直电缸（2）的下端之间设有旋转气缸（11），所述的旋转气缸（11）的旋转端与连接板（14）的上侧面中心固定连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于电池组抓取的电缸抓手，其特征是，夹爪（5）和辅助夹持块（7）与电池组接触的端面上设有橡胶片（12），所述的橡胶片（12）的外侧面上设有防滑条纹。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于电池组抓取的电缸抓手，其特征是，吸盘固定座（9）的下侧面上还设有两个电池插片（13），所述的电池插片（13）竖直分布且相互平行。

5.根据权利要求4所述的一种用于电池组抓取的电缸抓手，其特征是，所述的电池插片（13）下端的横截面呈V形。

6.根据权利要求5所述的一种用于电池组抓取的电缸抓手，其特征是，所述的电池插片（13）由塑料制成。

7.根据权利要求2所述的一种用于电池组抓取的电缸抓手，其特征是，所述的旋转气缸（11）为180°旋转气缸。