CN105935663A - 一种锂电池分拣机械手装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种锂电池分拣机械手装置，包括由局部上下平移结构（1.1.1）、整体位移结构（1.1.3）及锂电池吸附定位结构（1.1.2）组成的锂电池抓取卸载单元；其中，整体位移结构（1.1.3）联动锂电池抓取卸载单元（1.1）在锂电池扫码单元（2.2）一侧进行整体上下大范围平移；局部上下平移结构（1.1.1）联动锂电池吸附定位结构（1.1.2）在锂电池抓取卸载单元（1.1）内局部平移并通过锂电池吸附定位结构（1.1.2）对锂电池（7）进行自动化抓取、扫码及卸载；本发明能够实现锂电池在托盘中任意位置的抓取、扫码及卸载，并且将扫码数据与托盘上所扫得数据的对比，实现对比纠错功能。

Description

一种锂电池分拣机械手装置
技术领域
本发明涉及一种锂电池分拣机械手装置，属于机械自动化技术领域。
背景技术
锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池，由于锂电池具有使用寿命相对较长、具备高功率承受力、绿色环保等优点，在市场上得到了广泛的应用。
在锂电池的生产过程中，由于生产工艺的不同造成锂电池的电压、容量、内阻等参数不同，从而将锂电池分为不同的等级，这些信息储存在数据库中，而数据信息以条形码的形式打印在锂电池的侧面。为了后续操作方便，生产厂家需要对锂电池进行检测和分级，并将各个等级的锂电池分选出来。
针对锂电池检测的过程，一直以来，厂家大都采用内阻检测的方法，即锂电池到指定位置后，检测单元夹紧锂电池，对电池内阻进行检测；或是把锂电池电池放在两个转轮之间，通过转轮与电池的摩擦使电池旋转，扫描条形码，但这两种方法效率较低，并且成本较高。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种能够通过扫描条形码实现锂电池在托盘中的抓取、扫码及卸载，并且将扫码数据与托盘上所扫得数据的对比，实现对比纠错功能，进而提高工作效率，降低成本的锂电池分拣机械手装置。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种锂电池分拣机械手装置，包括一体式结构的锂电池抓取卸载单元及锂电池扫码单元；
所述锂电池抓取卸载单元包括局部上下平移结构、整体位移结构及锂电池吸附定位结构；
其中，整体位移结构联动锂电池抓取卸载单元在锂电池扫码单元一侧进行整体上下大范围平移；
局部上下平移结构联动锂电池吸附定位结构在锂电池抓取卸载单元内局部平移并通过锂电池吸附定位结构对锂电池进行自动化抓取、扫码及卸载。
所述整体位移结构包括气缸一、旋转安装板以及安装在旋转安装板背部的导轨二；
所述气缸一固定在锂电池扫码单元的支撑座顶部、其活塞杆末端通过浮动接头连接在旋转安装板顶部，整体位移结构利用安装在旋转安装板背部的导轨二的滑块在支撑座上整体大范围位移。
所述局部上下平移结构包括气缸二、设置在旋转安装板正面的导轨一以及顶料滑动板；
气缸二安装在旋转安装板上、其活塞杆末端通过接头连接在顶料滑动板的连接槽处，在气缸二的作用下，局部上下平移结构联动下部的锂电池吸附定位结构通过导轨一作局部上下平移。
所述锂电池吸附定位结构包括固定在顶料滑动板上的电机安装座，在所述电机安装座上固定一系列步进电机，步进电机通过驱动轴连接用于吸附和卸载锂电池的永磁铁；
其中，在旋转滑动板的下方通过螺钉和挡板与连接块相连，连接块上固定有用于定位锂电池的护套。
所述锂电池扫码单元包括支撑座、连接在支撑座下方的安装架、以及固定在安装架上的扫码器；
其中，扫码器与锂电池的距离可通过安装架上的U型槽调节，从而保证可以扫到锂电池上的条形码。
所述整体位移结构通过支撑座上部两侧的限位块二、下部两侧的下限位块进行上、下位置限位。
所述局部上下平移结构通过旋转安装板的两侧限位块一限制其顶料滑动板上下位移的距离。
限位块一的下限位处安装有油压缓冲器一，且油压缓冲器一的活塞穿过限位块一下方的通孔朝上，固定在限位块一的下方。
在所述下限位块二上安装有油压缓冲器二，且油压缓冲器二的活塞穿过下限位块二下方的通孔朝上，固定在下限位块二的下方。
步进电机平行排列在电机安装座上；永磁铁和驱动轴均穿过电机安装座内对应的通孔，并且在永磁铁和驱动轴之间安装有两个便于旋转的角接触球轴承。
与现有的分拣方法相比：本发明利用固定在机械手前端的永磁铁对锂电池进行抓取，气缸将锂电池提升到扫码器平行位置处，步进电机旋转锂电池并进行扫码，扫码完成后由气缸将锂电池卸下；
并且通过将扫码数据与托盘上所扫得数据的对比，可以实现对比纠错的功能，当两数据一致时，即可确保锂电池参数准确无误；
本发明结构简单、成本低廉；同时能够很好得实现对锂电池的自动化抓取、扫码和卸载，并且节约了人力，提高了产能。
附图说明
图1是本发明的结构整体示意图；
图2是机械手工作整体流程图；
图3是机械手取电池阶段的工作状态图；
图4是机械手扫码阶段的工作状态图；
图5是机械手卸电池的工作状态图。
图中：1.1、锂电池抓取卸载单元，2.2、锂电池扫码单元，1.1.1、局部上下平移结构、1.1.2、锂电池吸附定位结构，1.1.3、整体位移结构，1、气缸一，2、气缸二，3、导轨一，4、步进电机，5、连接块，6、护套，7、锂电池，8、永磁铁，9、电机安装座，10、扫码器，11、驱动轴，12、安装架，13、挡板，14、限位块一，15、顶料滑动板，16、限位块二，17、旋转安装板，18、支撑座，19、油压缓冲器一，20、油压缓冲器二，21、下限位块，22、导轨二，23、浮动接头。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，为一种锂电池分拣机械手装置，包括一体式结构的锂电池抓取卸载单元1.1及锂电池扫码单元2.2；
所述锂电池抓取卸载单元1.1包括局部上下平移结构1.1.1、整体位移结构1.1.3及锂电池吸附定位结构1.1.2；
其中，整体位移结构1.1.3联动锂电池抓取卸载单元1.1在锂电池扫码单元2.2一侧进行整体上下大范围平移；
局部上下平移结构1.1.1联动锂电池吸附定位结构1.1.2在锂电池抓取卸载单元1.1内局部平移并通过锂电池吸附定位结构1.1.2对锂电池7进行自动化抓取、扫码及卸载。
参阅图1，所述整体位移结构1.1.3包括气缸一1、旋转安装板17以及安装在旋转安装板17背部的导轨二22；
所述气缸一1固定在锂电池扫码单元2.2的支撑座18顶部、其活塞杆末端通过浮动接头23连接在旋转安装板17顶部，整体位移结构1.1.3利用安装在旋转安装板17背部的导轨二22的滑块在支撑座18上整体大范围位移，浮动接头23与旋转安装板17顶部的连接槽在径向方向有一定间隙，可以防止活塞杆由于径向受力造成磨损、变形、断裂，增加活塞杆的寿命。
所述局部上下平移结构1.1.1包括气缸二2、设置在旋转安装板17正面的导轨一3以及顶料滑动板15；
气缸二2安装在旋转安装板17上、其活塞杆末端通过接头连接在顶料滑动板15的连接槽处，在气缸二2的作用下，局部上下平移结构1.1.1联动下部的锂电池吸附定位结构1.1.2通过导轨一3作局部上下平移。
如图1：所述锂电池吸附定位结构1.1.2包括固定在顶料滑动板15上的电机安装座9，在所述电机安装座9上固定一系列步进电机4，步进电机4通过驱动轴11连接用于吸附和卸载锂电池7的永磁铁8；
其中，在旋转滑动板17的下方通过螺钉和挡板13与连接块5相连，连接块5上固定有用于定位锂电池7的护套6。
所述锂电池扫码单元2.2包括支撑座18、连接在支撑座18下方的安装架12、以及固定在安装架12上的扫码器10；
其中，扫码器10与锂电池7的距离可通过安装架12上的U型槽调节，从而保证可以扫到锂电池7上的条形码。
进一步，如图3所示，所述整体位移结构1.1.3通过支撑座18上部两侧的限位块二16、下部两侧的下限位块21进行上、下限位。
如图3所示，所述局部上下平移结构1.1.1通过旋转安装板17的两侧限位块一14限制其顶料滑动板15上下位移的距离。
如图3所示，限位块一14的下限位处安装有起缓冲作用的油压缓冲器一19，且油压缓冲器一19的活塞穿过限位块一14下方的通孔朝上，固定在限位块一14的下方。
如图3所示，在所述下限位块二21上安装有起缓冲作用的油压缓冲器二20，且油压缓冲器二20的活塞穿过下限位块二21下方的通孔朝上，固定在下限位块二21的下方。
如图1、图3、图4、图5所示，步进电机4平行排列在电机安装座9上；永磁铁8和驱动轴11均穿过电机安装座9内对应的通孔，并且在永磁铁8和驱动轴11之间安装有两个便于旋转的角接触球轴承。
本发明的工作流程如图2，具体步骤如下：
第一步，取电池：机械手装置的工作状态如图3，当机械手移动到锂电池7上方，通常情况下锂电池7竖直排列在托盘中，保证气缸二2将顶料滑动板15顶到限位块一14的下限位点位置的情况下，气缸一1驱动旋转安装板17向下移动，护套6先对锂电池7进行定位，直到永磁铁8与锂电池7间隔约5mm时，锂电池7吸附到永磁铁8上，完成抓取；
第二步，扫码：机械手装置的工作状态如图4，顶料滑动板15一直保持在限位块一14的下限位点位置，以保持锂电池7的稳定，气缸一1驱动旋转安装板17向上移动，直到移动到限位块二16即旋转安装板17的上限位置处，此时每一个扫码器10与其对应的锂电池7平齐；旋转步进电机4，直到扫码器10能够扫到条形码时停止旋转；
此时可以保证锂电池7侧面所印的条形码都正对扫码器10，条形码可以被准确扫出，锂电池7的电压、容量等参数被录入系统并根据这些参数对锂电池7进行分级，后机械手移动到打码处，为每个锂电池打印上代表其等级的数字；
第三步，卸电池：机械手装置的工作状态如图5，机械手整体先移动到指定位置，下降一定的高度后进行锂电池7的卸载；保持气缸一1和旋转安装板17处于静止状态，气缸二2驱动顶料滑动板15向上移动；由于护套6固定在旋转安装板17上，保持静止，而永磁铁8通过驱动轴11连接在步进电机4上，再通过电机安装座9与顶料滑动板15相连，则在驱动顶料滑动板15向上移动过程中，护套6抵住锂电池7，使其与永磁铁8分离，从而完成锂电池7的卸载。
至此，本发明对锂电池7进行自动化的抓取、扫码、卸载工作完成，循环以上步骤可实现锂电池7分拣的自动化。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种锂电池分拣机械手装置，其特征在于，包括一体式结构的锂电池抓取卸载单元（1.1）及锂电池扫码单元（2.2）；
所述锂电池抓取卸载单元（1.1）包括局部上下平移结构（1.1.1）、整体位移结构（1.1.3）及锂电池吸附定位结构（1.1.2）；
其中，整体位移结构（1.1.3）联动锂电池抓取卸载单元（1.1）在锂电池扫码单元（2.2）一侧进行整体上下大范围平移；
局部上下平移结构（1.1.1）联动锂电池吸附定位结构（1.1.2）在锂电池抓取卸载单元（1.1）内局部平移并通过锂电池吸附定位结构（1.1.2）对锂电池（7）进行自动化抓取、扫码及卸载。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池分拣机械手装置，其特征在于：所述整体位移结构（1.1.3）包括气缸一（1）、旋转安装板（17）以及安装在旋转安装板（17）背部的导轨二（22）；
所述气缸一（1）固定在锂电池扫码单元（2.2）的支撑座（18）顶部、其活塞杆末端通过浮动接头（23）连接在旋转安装板（17）顶部，整体位移结构（1.1.3）利用安装在旋转安装板（17）背部的导轨二（22）的滑块在支撑座（18）上整体大范围位移。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池分拣机械手装置，其特征在于：所述局部上下平移结构（1.1.1）包括气缸二（2）、设置在旋转安装板（17）正面的导轨一（3）以及顶料滑动板（15）；
气缸二（2）安装在旋转安装板（17）上、其活塞杆末端通过接头连接在顶料滑动板（15）的连接槽处，在气缸二（2）的作用下，局部上下平移结构（1.1.1）联动下部的锂电池吸附定位结构（1.1.2）通过导轨一（3）作局部上下平移。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池分拣机械手装置，其特征在于：所述锂电池吸附定位结构（1.1.2）包括固定在顶料滑动板（15）上的电机安装座（9），在所述电机安装座（9）上固定一系列步进电机（4），步进电机（4）通过驱动轴（11）连接用于吸附和卸载锂电池（7）的永磁铁（8）；
其中，在旋转滑动板（17）的下方通过螺钉和挡板（13）与连接块（5）相连，连接块（5）上固定有用于定位锂电池（7）的护套（6）。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池分拣机械手装置，其特征在于：所述锂电池扫码单元（2.2）包括支撑座（18）、连接在支撑座（18）下方的安装架（12）、以及固定在安装架（12）上的扫码器（10）；
其中，扫码器（10）与锂电池（7）的距离可通过安装架（12）上的U型槽调节，从而保证可以扫到锂电池（7）上的条形码。
6.根据权利要求2所述的一种锂电池分拣机械手装置，其特征在于：所述整体位移结构（1.1.3）通过支撑座（18）上部两侧的限位块二（16）、下部两侧的下限位块（21）进行上、下限位。
7.根据权利要求3所述的一种锂电池分拣机械手装置，其特征在于：所述局部上下平移结构（1.1.1）通过旋转安装板（17）的两侧限位块一（14）限制其顶料滑动板（15）上下位移的距离。
8.根据权利要求7所述的一种锂电池分拣机械手装置，其特征在于：限位块一（14）的下限位处安装有油压缓冲器一（19），且油压缓冲器一（19）的活塞穿过限位块一（14）下方的通孔朝上，固定在限位块一（14）的下方。
9.根据权利要求6所述的一种锂电池分拣机械手装置，其特征在于：在所述下限位块二（21）上安装有油压缓冲器二（20），且油压缓冲器二（20）的活塞穿过下限位块二（21）下方的通孔朝上，固定在下限位块二（21）的下方。
10.根据权利要求4所述的一种锂电池分拣机械手装置，其特征在于：步进电机（4）平行排列在电机安装座（9）上；永磁铁（8）和驱动轴（11）均穿过电机安装座（9）内对应的通孔，并且在永磁铁（8）和驱动轴（11）之间安装有两个便于旋转的角接触球轴承。
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