CN105742687A - 一种入壳机构 - Google Patents

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方慧
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Abstract

本发明涉及一种入壳机构，该入壳机构包括输送上料装置，用于输送电芯至指定位置；取料装置，用于取走所述输送上料装置输送的电芯并放至壳体，所述取料装置包括移动升降装置及安装于所述移动升降装置下方的多个取料头。这种结构的入壳机构，满足了电芯入壳环节大批量连续生产加工的需求，提高了生产效率。

Description

一种入壳机构
技术领域
本发明涉及一种入壳机构，属于电池生产后整理技术领域。
背景技术
随着清洁能源及电动汽车行业的快速发展，电池的应用也越来越广泛，尤其是圆柱型干电池在电动汽车上的应用越来越普及。如特斯拉专用锂电池，采用几千节18650电芯并组装为专用电池板，来作为整车的动力来源，而这种方式也被业内认可并广泛借鉴。因此目前市场上对电池组装整理加工的需求越来越大，市场潜力较大，而现阶段与此对应的自动化生产技术和设备尚处于研发起步阶段，导致目前国内市场上出现真空期，因此亟待电池后整理生产环节的自动化技术突破，形成连续自动化生产的能力。
其中，入壳环节是电池组装生产过程中非常重要的环节，即将多个电芯组装在壳体里作为一个整体，行业内传统入壳方式通常采用人工方式，效率较低，多为小批量生产。而随着市场需求的逐步加大，传统的人工入壳方式已难以满足加工要求，迫切需求改善解决,亟待一种入壳生产设备，提高生产效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种入壳机构，其可提高生产效率。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种入壳机构，包括：
输送上料装置，用于输送电芯至指定位置；
取料装置，用于取走所述输送上料装置输送的电芯并放至壳体，所述取料装置包括移动升降装置及安装于所述移动升降装置下方的多个取料头。
进一步地，移动升降装置采用机器人，移动升降装置包括可做升降平移运动的安装头，取料头采用夹持式取料头或吸附式取料头。
机器人按执行机构的不同方式一般分为直角坐标式、圆柱坐标式、极坐标式或关节坐标式，而不管移动升降装置采用何种具体形式的机器人，都应当具备满足升降和平移两个基本动作需求的能力。移动升降装置可以采用直角坐标式机器人，例如两轴直角坐标机器人或者三轴直角坐标机器人，也可以采用其他形式的机器人。
优选地，移动升降装置采用圆柱坐标式四轴机器人。在满足升降和平移两个基本动作的基础上，可以根据方位布局的调整或者其他细节的优化，增加其他功能，例如通过增加旋转的能力，在获取电芯和放置电芯时可以根据方位的变化灵活调整，增强了适应性。
进一步地，安装头的下方设有间距调节装置，间距调节装置的底部安装多个取料头，间距调节装置用于调节取料头之间的间距。当需要同时获取多个电芯并放至壳体上时，需要考虑到获取电芯时电芯的排布和壳体上的电芯排布是否相同，为了满足具备调节功能以适应前后不同排布形式的能力，特别是在相邻电芯的间距发生变化时的适应性，设计了用于调节取料头之间间距的间距调节装置，从而可以模拟人类手指并合的动作，这种人性化的动作设计，不仅解决了这一问题，还提升了适应能力。
间距调节装置的功能是调节相邻取料头的间距，也即位移的变化，这种位移的变化有多种的实现形式。可选地，间距调节装置采用可伸缩变形的平行四边形连杆机构，平行四边形连杆机构通过气缸拉伸变形，平行四边形连杆机构的底端分别安装取料头。
另选地，间距调节装置包括与安装头固定连接的框架，框架固定安装有滑动气缸，滑动气缸的滑动端固定连接有间距调节板，框架的底部固定设有滑轨及与滑轨滑动配合的滑座，每个滑座的下方对应安装一个取料头，滑座上安装有滚轮轴承，间距调节板上设有多个不同走向的导槽，滚轮轴承配合安装在导槽内，间距调节板的运动方向与滑座的滑动方向相垂直。固定在框架上的滑动气缸动作，使滑动端带动间距调节板运动，间距调节板的导槽在运动的过程中，通过滚轮轴承的作用将运动方向分化和引导，从而带动滑座沿固定的滑轨运动，最终实现不同取料头之间的间距变化，从而模拟了人类手指并合的动作，增强了适应性。
大多数情况下，需要相邻电芯之间的间距相等，因此优选地，相邻导槽的起始端之间间距相等，相邻导槽的终点端之间间距相等，终点端之间的间距大于起始端之间的间距。
进一步地，为了增强壳体主动适应调节的能力，同时也为了提升效率节省时间，壳体设置在运动模组上，在运动模组的带动下运动，壳体具有多个规则排布的电芯收容孔。
本发明所述的一种入壳机构，包括输送上料装置，用于输送电芯至指定位置；取料装置，用于取走所述输送上料装置输送的电芯并放至壳体，所述取料装置包括移动升降装置及安装于所述移动升降装置下方的多个取料头。这种结构的入壳机构，满足了电芯入壳环节大批量连续生产加工的需求，提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明所述一种入壳机构在实施例一中的俯视结构示意图；
图2为图1中取料装置的结构示意图；
图3为图2中间距调节装置的结构示意图；
图4为图3中去除框架后的爆炸图；
图5为本发明所述一种入壳机构在实施例二中间距调节装置的结构原理图。
具体实施方式
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
如图1及图2所示，本发明实施例一种所述的入壳机构，包括：输送上料装置10，输送上料装置10用于输送电芯至指定位置；取料装置20，取料装置20用于取走输送上料装置10输送的电芯并放至壳体30；取料装置20包括移动升降装置21及安装于移动升降装置21下方的多个取料头29。
移动升降装置21采用机器人，移动升降装置21包括可做升降平移运动的安装头211，取料头29采用夹持式取料头或吸附式取料头。在本实施例中，取料头29采用气动夹爪的方式。机器人按执行机构的不同方式一般分为直角坐标式、圆柱坐标式、极坐标式或关节坐标式，而不管移动升降装置21采用何种具体形式的机器人，都应当具备满足升降和平移两个基本动作需求的能力。移动升降装置21可以采用直角坐标式机器人，例如两轴机器人或者三轴机器人，也可以采用其他形式的机器人。在本实施例中，移动升降装置21采用圆柱坐标式四轴机器人。在满足升降和平移两个基本动作的基础上，可以根据方位布局的调整或者其他细节的优化，增加其他功能，例如通过增加旋转的能力，在获取电芯和放置电芯时可以根据方位的变化灵活调整，增强了适应性。
结合图3所示，安装头211的下方设有间距调节装置22，间距调节装置22的底部安装多个取料头29，间距调节装置22用于调节取料头29之间的间距。当需要同时获取多个电芯并放至壳体30上时，需要考虑到获取电芯时电芯的排布和壳体30上的电芯排布是否相同，为了满足具备调节前后不同排布形式的能力，特别是在相邻电芯的间距发生变化时，设计了用于调节取料头29之间间距的间距调节装置22，模拟人类手指并合的动作，这种人性化的动作设计，不仅解决了这一问题，还提升了适应能力。
结合图3、图4，间距调节装置22的功能是调节相邻取料头29的间距，也即位移的变化。在本实施例中，间距调节装置22包括与安装头211固定连接的框架221，框架221固定安装有滑动气缸222，滑动气缸222的滑动端固定连接有间距调节板223，框架221的底部固定设有滑轨224及与滑轨224滑动配合的滑座225，每个滑座225的下方对应安装一个取料头29，滑座225上安装有滚轮轴承226，间距调节板223上设有多个不同走向的导槽223a，滚轮轴承226配合安装在导槽223a内，间距调节板223的运动方向与滑座225的滑动方向相垂直。固定在框架221上的滑动气缸222动作，使滑动端带动间距调节板223运动，间距调节板223的导槽223a在运动的过程中，通过滚轮轴承226的作用将运动方向分化和引导，从而带动滑座225沿固定的滑轨224运动，最终实现不同取料头29之间的间距变化，从而模拟了人类手指并合的动作，增强了适应性。
在本实施例中，需要相邻电芯之间的间距相等，因此，相邻导槽223a的起始端之间间距相等，相邻导槽223a的终点端之间间距相等，终点端之间的间距大于起始端之间的间距。
重新结合图1、图2所示，为了增强壳体30主动适应调节的能力，同时也为了提升效率节省时间，壳体30设置在运动模组31上，在运动模组31的带动下运动，壳体30具有多个规则排布的电芯收容孔30a。
实施例二：
如图5所示，本实施例二与实施例一的区别在于：间距调节装置采用可伸缩变形的平行四边形连杆机构23，平行四边形连杆机构23通过气缸24拉伸，平行四边形连杆机构的底端分别固定安装取料头29。在本实施例中，取料头29安装在滑块25上，平行四边形连杆机构23的底端连接滑块25，滑块25滑动安装在导轨26上。
以上所述仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种入壳机构，其特征在于，包括：
输送上料装置，用于输送电芯至指定位置；
取料装置，用于取走所述输送上料装置输送的电芯并放至壳体，所述取料装置包括移动升降装置及安装于所述移动升降装置下方的多个取料头。
2.如权利要求2所述的入壳机构，其特征在于，所述移动升降装置采用机器人，所述移动升降装置包括可做升降平移运动的安装头，所述取料头采用夹持式取料头或吸附式取料头。
3.如权利要求3所述的入壳机构，其特征在于，所述移动升降装置采用圆柱坐标式四轴机器人。
4.如权利要求3所述的入壳机构，其特征在于，所述安装头的下方设有间距调节装置，所述间距调节装置的底部安装所述取料头，所述间距调节装置用于调节取料头之间的间距。
5.如权利要求5所述的入壳机构，其特征在于，所述间距调节装置采用可伸缩变形的平行四边形连杆机构，所述平行四边形连杆机构通过气缸拉伸变形，所述平行四边形连杆机构的底端分别安装所述取料头。
6.如权利要求5所述的入壳机构，其特征在于，所述间距调节装置包括与所述安装头固定连接的框架，所述框架固定安装有滑动气缸，所述滑动气缸的滑动端固定连接有间距调节板，所述框架的底部固定设有滑轨及与所述滑轨滑动配合的滑座，每个滑座的下方对应安装一个取料头，所述滑座上安装有滚轮轴承，所述间距调节板上设有多个不同走向的导槽，所述滚轮轴承配合安装在所述导槽内，所述间距调节板的运动方向与所述滑座的滑动方向相垂直。
7.如权利要求6所述的入壳机构，其特征在于，相邻导槽的起始端之间间距相等，相邻导槽的终点端之间间距相等，所述终点端之间的间距大于所述起始端之间的间距。
8.如权利要求1所述的入壳机构，其特征在于，所述壳体设置在运动模组上，在所述运动模组的带动下运动，所述壳体具有多个规则排布的电芯收容孔。
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