CN106862319A - 电芯封边和极耳整平机械手 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够提高电芯的封边和极耳整平效率的电芯封边和极耳整平机械手，其用于对电芯进行封边和极耳整平，所述机械手包括架体、移动平台、第一操作部和第二操作部，所述架体固定设置，所述移动平台可移动安装在所述架体上，所述第一操作部和所述第二操作部安装在所述移动平台上，且均能够伸缩，所述第一操作部和所述第二操作部上分别安装有抓取单元以抓取所述电芯，并通过所述移动平台移送所述电芯，所述第二操作部上还设置有压顶结构，以在所述第二操作部压下时压顶所述电芯和所述电芯的极耳。根据本发明的电芯封边和极耳整平机械手可以同步完成电芯封边和极耳整平操作，提高了电芯处理的工作效率。

Description

电芯封边和极耳整平机械手

技术领域

本发明总体而言涉及电芯的处理领域，具体而言，涉及一种电芯封边和极耳整平机械手。

背景技术

众所周知，电芯处理是锂离子电池的组装生产线上的一个重要的环节。其中，电芯处理包括电芯封边以及极耳整平。图6示出了本领域常见的一种电芯2的结构，其包括本体部21，本体部21的两侧设置有侧翼22，本体部21的一端设置有极耳23。在电芯封边处理中，需要将侧翼22弯折为垂直于本体部21。在极耳整平处理中，需要将极耳23整平，以保证极耳23有足够的平整度，从而为后续的处理准备条件。

目前，所述电芯封边处理和极耳整平处理是按照两道分开的工序进行，既浪费人力，也影响效率。

因此，如何提高电芯的封边和极耳整平效率，是业界急需解决的问题。

发明内容

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种能够提高电芯的封边和极耳整平效率的电芯封边和极耳整平机械手。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种电芯封边和极耳整平机械手，用于对电芯进行封边和极耳整平，其特征在于，所述机械手包括架体、移动平台、第一操作部和第二操作部，所述架体固定设置，所述移动平台可移动安装在所述架体上，所述第一操作部和所述第二操作部安装在所述移动平台上，且均能够伸缩，所述第一操作部和所述第二操作部上分别安装有抓取单元以抓取所述电芯，并通过所述移动平台移送所述电芯，所述第二操作部上还设置有压顶结构，以在所述第二操作部压下时压顶所述电芯和所述电芯的极耳。

根据一个实施例，所述第一操作部和所述第二操作部在所述移动平台上同步移动，当所述第一操作部位于抓取所述电芯的位置时，所述第二操作部位于压顶所述电芯的位置，当所述第一操作部位于压顶所述电芯的位置时，所述第二操作部位于移送所述电芯的位置。

根据一个实施例，所述第一操作部和所述第二操作部均通过伸缩缸进行伸缩。

根据一个实施例，所述抓取单元包括有吸盘。

根据一个实施例，所述压顶结构包括有电芯压顶部和极耳压顶部。

根据一个实施例，所述第二操作部还包括有基座，所述电芯压顶部弹性伸缩地安装在所述基座上，所述极耳压顶部连接设置在所述电芯压顶部上。

根据一个实施例，所述电芯压顶部包括有压顶块、导杆和弹簧，所述压顶块对应于所述电芯，所述导杆一端固定连接所述压顶块，另一端活动套接所述基座，且与所述基座之间设置有限位结构，以限定所述压顶块相对于所述基座的最远位置，所述弹簧套设于所述导杆上，且夹靠于所述压顶块与所述基座之间。

根据一个实施例，所述基座包括有连接板，所述连接板上设有通孔，所述限位结构包括有卡簧，所述卡簧连接设置在所述导杆远离所述压顶块的一端，且位于所述连接板上方、外部尺寸大于所述通孔的直径。

根据一个实施例，所述基座包括有连接板，所述连接板上设有通孔，所述限位结构包括有定位销，所述定位销连接设置在所述导杆远离所述压顶块的一端，且位于所述连接板上方、长度尺寸大于所述通孔的直径。

根据一个实施例，所述压顶块上设置有通孔，所述吸盘在所述压顶块缩回时能够穿出所述通孔以突出于所述压顶块下方。

由上述技术方案可知，本发明的电芯封边和极耳整平机械手的优点和积极效果在于：由于所述机械手上设置了用于同时按压电芯的本体部和极耳的压顶结构，所以根据本发明的电芯封边和极耳整平机械手可以同步完成电芯封边和极耳整平操作，提高了电芯处理的工作效率。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是一示例性实施例中示出的本发明的电芯封边和极耳整平装置的立体结构示意图。

图2是一示例性实施例中示出的本发明的电芯封边和极耳整平夹具的立体结构示意图。

图3是一示例性实施例中示出的本发明的电芯封边和极耳整平夹具中的弹性夹持单元的立体结构放大示意图。

图4是一示例性实施例中示出的本发明的电芯封边和极耳整平机械手的立体结构示意图。

图5是一示例性实施例中示出的本发明的电芯封边和极耳整平机械手中的第二操作部的立体结构放大示意图。

图6是一示例性实施例中示出的本发明的电芯的立体结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

在对本发明的不同示例的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本发明的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本发明的多个方面的不同示例性结构和步骤。应理解，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本发明范围的情况下进行结构和功能性修改。

为了描述的清楚和方便，下面分别描述本发明的示例性实施例中的电芯封边和极耳整平装置、电芯封边和极耳整平夹具、电芯封边和极耳整平机械手以及电芯封边和极耳整平方法。

1.本发明的示例性实施例中的电芯封边和极耳整平装置的总体结构

图1是一示例性实施例中示出的本发明的电芯封边和极耳整平装置的立体结构示意图。如图1所示，本发明的示例性实施例中的电芯封边和极耳整平装置30包括夹具40和机械手50，夹具40和机械手50相互配合，以对电芯2进行封边和极耳整平操作。

如图1所示，夹具40设置于第一位置，机械手50靠近夹具40设置。如图4和5所示，机械手50进一步包括有第一操作部503和第二操作部504，第一操作部503和第二操作部504上分别安装有抓取单元505以抓取电芯2，第一操作部503将电芯2从第二位置移送至位于第一位置的夹具40内，第二操作部504上设置有压顶结构506以压顶位于夹具40内的电芯2，第二操作部504进行封边和极耳整平后将电芯2移送至第三位置。

这里，所述第一位置为压顶所述电芯2的位置，也即对电芯2进行封边和极耳整平的位置；第二位置为抓取电芯2的位置，也即抓取未处理电芯2的位置；所述第三位置为放置已处理电芯2的位置。

2.本发明的示例性实施例中的电芯封边和极耳整平夹具的结构

图2是一示例性实施例中示出的本发明的电芯封边和极耳整平夹具40的立体结构示意图。图2所示的实施例中的夹具40用于在对电芯2进行封边和极耳整平时夹持电芯2。夹具40包括支持部401、弹性夹持部402和压靠平台403，弹性夹持部402和压靠平台403均安装在支持部401上，压靠平台403位于对应电芯2的极耳23的一端，弹性夹持部402包括相对设置的第一夹持单元4021和第二夹持单元4022以分别对应于电芯2两侧的侧翼22，第一夹持单元4021和所述第二夹持单元4022上包括有相对设置的夹持面404以在弹性夹持电芯2时使得侧翼22进行弯折。

可选择地，夹具40还包括有推靠部405，推靠部405安装在支持部401上且与压靠平台403相对，推靠部405包括有能够驱动电芯2向压靠平台403移动的结构。该推靠部405的作用是通过驱动电芯2的与设置有极耳23的一端相反的一端，使得电芯2的极耳23完全位于压靠平台403上方，从而保证极耳23能够被完全整平。

进一步地，压靠平台403包括有水平设置的刚性台面4031，刚性台面4031固定安装在支持部401上。该刚性台面4031的作用是保证极耳23被垂直按压时的刚度和平整度。

进一步地，推靠部405包括有柔性推顶块4051，柔性推顶块4051一面为柔性面4052，对应于电芯2设置，另一面能够伸缩地安装在支持部401上。柔性推顶块4051和柔性面4052之所以设置为柔性，目的是保证电芯的被推靠的一端不被损坏。

进一步地，推靠部405还包括有推顶缸4053，推顶缸4053的活塞4054连接柔性推顶块4051，推顶缸4053的缸体4055固定安装在支持部401上。

当然，推靠部405除了上述配置之外，还可以设置为其他能够驱动电芯2移动的结构和配置，只要能够推动电芯2移动即可。

进一步地，支持部401包括有平板407。

可选择地，第一夹持单元4021和第二夹持单元4022中的至少一个可以活动设置在支持部401上，只要能够保证第一夹持单元4021和第二夹持单元4022能够相对活动设置即可。换言之，第一夹持单元4021和第二夹持单元4022中的一个是活动设置，另一个是固定设置，也可以二者都是活动设置。

可选择地，第一夹持单元4021和第二夹持单元4022中的至少一个可以是弹性夹持单元，即弹性地连接到夹持部401，从而实现对电芯2的弹性夹持。

进一步地，图3示出了本发明的一个示例性实施例中的弹性夹持单元的立体结构放大示意图。弹性夹持单元406包括有夹持块4061，夹持块4061的一面、即上述的夹持面404设置有相连的渐变面4041和夹紧面4042，另一面4043弹性连接所述支持部401。

进一步地，弹性夹持单元406还包括有固定块4062、导柱4063和弹簧4064，固定块4062固定安装在支持部401上，导柱4063一端固定连接夹持块4061，另一端活动套接固定块4062，弹簧4064套装在导柱4063上，并夹靠在固定块4062与夹持块4061之间。

进一步地，渐变面4041可以为斜面、弧面和连续曲面中的任一种，夹紧面4042为竖向(即垂直于夹持部的平面的方向)设置的平面或曲面。

这里，本领域的技术人员都明白，电芯2的侧翼23一般由柔性材料制成，在外力的作用下易于弯折。当电芯2从夹具40上方被向下垂直按压至第一夹持单元4021和第二夹持单元4022之间的空间时，第一夹持单元4021和第二夹持单元4022各自的夹持块4061由于电芯2的侧翼22的推力向外侧相互远离，渐变面4041一方面可为电芯2的侧翼22提供导向作用，并且由于弹簧4064的存在，在第一夹持单元4021和4022所提供的弹性夹持力的作用下，渐变面4041同时提供使侧翼22弯折的力。因此，如图3所示，渐变面4041可以是从夹紧面4042朝着夹持块4061的另一面4043的方向向着斜上方倾斜的斜面。当然，渐变面4041除了可以是图3所示的斜面，也可以是弧面或者连续曲面，只要能给电芯2的侧翼22提供导向力和弯折力即可。

类似地，当电芯2被进一步向下垂直按压时，夹紧面4042可进一步提供使得电芯2的侧翼22弯折的力，直到侧翼22被完全弯折到与电芯2的本体部21垂直为止。因此，夹紧面4042除了可以是图3所示的平面之外，也可以是曲面，只要能够使得侧翼22完全折弯到与电芯2的本体部21垂直为止即可。

可选择地，夹持面404也可以设置为只包括夹紧面4042，而不包括渐变面4041，只要夹持面404能够将电芯2的侧翼22弯折到垂直于电芯2的本体部21即可。

3.本发明的示例性实施例中的电芯封边和极耳整平机械手的结构

图4是一示例性实施例中示出的本发明的电芯封边和极耳整平机械手的立体结构示意图。如图4所示，电芯封边和极耳整平机械手50用于对电芯2进行封边和极耳整平，所述机械手50包括架体501、移动平台502、第一操作部503和第二操作部504，架体501固定设置，移动平台502可移动安装在架体501上，第一操作部503和第二操作部504安装在移动平台502上，且均能够上下伸缩，第一操作部503和第二操作部504上分别安装有抓取单元505以抓取电芯2，并通过移动平台502移送电芯2，第二操作部504上还设置有压顶结构506，以在第二操作部504压下时压顶电芯2和电芯2的极耳23。

进一步地，第一操作部503和第二操作部504在移动平台502上同步移动，当第一操作部503位于抓取所述电芯的第一位置时，第二操作部504位于压顶所述电芯的第二位置(即图1所示的位置)；当第一操作部503位于压顶电芯2的第二位置时，第二操作部504位于放置已处理电芯的第三位置。

进一步地，第一操作部503和第二操作部504均通过伸缩缸进行上下伸缩。

进一步地，图5是一示例性实施例中示出的本发明的电芯封边和极耳整平机械手中的第二操作部504的立体结构放大示意图。其中，抓取单元505包括有吸盘5051。压顶结构506包括有电芯压顶部5061和极耳压顶部5062。优选地，对应于电芯2的结构，极耳压顶部5062的下表面5066低于电芯压顶部5061的下表面5064。

第二操作部504还包括有基座507，电芯压顶部5061弹性伸缩地安装在基座507上，极耳压顶部5062连接设置在电芯压顶部5061的对应于电芯2的极耳23的一端。

电芯压顶部5061包括有压顶块5063、导杆5064和弹簧5065，压顶块5063对应于电芯2的本体部21设置，导杆5064一端固定连接压顶块5063，另一端活动套接基座507，且与基座507之间设置有限位结构，以限定压顶块5063相对于基座507的最远位置，弹簧5065套设于导杆5064上，且夹靠于压顶块5064与基座507之间。所述限位机构用于防止导杆5064和压顶块5063从基座507掉落，套设于导杆5064上的弹簧5065在压顶块5063按压电芯2的本体部21时用于提供弹性力。该弹性力的作用是增大了极耳整平的压力，使得极耳整平的平整度更好。

进一步地，基座507包括有连接板508，连接板508上设有通孔509，限位结构包括有卡簧510(如图4所示)，卡簧510连接设置在导杆5064远离压顶块5063的一端，且位于连接板508上方、外部尺寸大于通孔509的直径。

可选择地，所述限位结构还可以是定位销，只要限位机构能够防止导杆5064和压顶块5063从基座507掉落即可，所述定位销连接设置在导杆5064远离压顶块5063的一端，且位于连接板508上方、长度尺寸大于通孔509的直径。

进一步地，压顶块5063上设置有通孔5067，所述吸盘5051在压顶块5063缩回时能够穿出通孔5067以突出于压顶块5063下方。

优选地，上述方案中的导杆5064和弹簧5065、吸盘5051和通孔5067的数量优选设置为四个，从而保证了抓取和按压电芯2的力度均匀，防止偏斜，使得电芯处理操作更加稳定可靠。

根据本发明的上述机械手，由于机械手50上设置了用于同时按压电芯2的本体部21和极耳23的压顶结构506，所以根据本发明的电芯封边和极耳整平机械手50可以同步完成电芯封边和极耳整平操作，提高了电芯处理的工作效率。

4.本发明的示例性实施例中的电芯封边和极耳整平的方法

下面描述本发明的电芯封边和极耳整平的方法。根据本发明的一个示例性实施例的电芯封边和极耳整平的方法，该方法用于对电芯进行封边和极耳整平，其包括如下步骤：

步骤1：抓取电芯2；

步骤2：按压所述电芯2，使得所述电芯2的侧翼22弯折；

步骤3：压顶所述电芯的所述本体部21和和所述极耳23，同步实现电芯封边和极耳整平；

步骤4：移出所述电芯2。

进一步地，本发明使用两个操作部来实现上述电芯封边和极耳整平方法，其中第一操作部503用于抓取并且按压所述电芯2；第二操作部504用于压顶所述电芯的所述本体部21和极耳23，并移出所述电芯。

进一步地，第一操作部503和第二操作部504同步移动，在第一操作部503位于第二位置时，第二操作部位于第一位置504，在第一操作部503位于所述第一位置时，第二操作部504位于第三位置，所述第一位置为压顶电芯2的位置，第二位置为抓取电芯2的位置，所述第三位置为放置已处理电芯2的位置。

进一步地，第一操作部503和第二操作部504能够同步进行上下伸缩。

进一步地，电芯2的压顶过程为弹性压顶过程。

进一步地，电芯2的抓取通过真空吸盘5051实现。

进一步地，对电芯2进行压顶时电芯2处于弹性夹靠状态。

进一步地，电芯2的封边包括有渐进弯折和最终封边两个过程，所述渐进弯折过程在按压电芯2的过程中实现，所述最终封边过程在压顶电芯2的过程中实现。

进一步地，在所述渐进弯折和所述最终封边两个过程之间还包括一个对电芯2进行推靠的步骤，所述推靠在电芯处于所述弹性夹靠状态下进行，从而使得电芯2的极耳23完全位于压靠平台403上方。

根据本发明的上述方法，实现了第一操作部503和第二操作部504的联动操作。具体说来，本发明的联动操作的详细步骤如下所述：第一操作部503首先从第二位置抓取未处理电芯2，然后移动到第一位置，对电芯2进行按压操作，从而使得电芯2的侧翼进行初步弯折，并且使得电芯2处于弹性夹靠状态，所谓弹性夹靠状态指的是电芯2被夹具40的夹持部402弹性夹持，并且电芯2的本体部21的下表面刚刚低于压靠平台403的刚性表面4031；然后，推靠部405驱动电芯2的与极耳23相反的一端，直到电芯2的设置有极耳23的一端抵靠至压靠平台403的侧边为止，从而使得极耳23完全位于压靠平台403的上方；接着，第二操作部504移动到第一位置，对电芯2进行压顶操作，使得电芯2彻底压到支持部501上，使得电芯2的侧翼22完全弯折封边，并且同步整平极耳23；最后，第二操作部504将电芯2移送至放置已处理电芯2的第三位置。

根据本发明的电芯封边和极耳整平的方法，步骤2使得电芯2的侧翼初步弯折，从而保证了后面的侧翼封边和极耳整平处理更加可靠。步骤3实现了电芯2的侧翼封边和极耳整平的同步进行，提高了工作效率。

进一步地，在本发明的上述方法中，第一操作部503和第二操作部504的联动操作，可以同时进行电芯的抓取和按压操作，也极大地提高了电芯封边和极耳整平处理的效率，节省了处理时间。

进一步地，在本发明的上述方法中，在上述步骤2和步骤3之间加入推靠步骤，能够保证电芯的极耳能够被完全整平，提高了整平处理的质量。

需要注意，在以上的说明书中，为了描述的清楚和方便，帮助本领域的技术人员更好地理解本发明的构思和工作原理，所述示例性实施例中的装置包含了本说明书中的示例性的夹具和机械手，并且描述了所述夹具和机械手配合工作的情形，而且示例性的电芯封边和极耳整平方法也是结合示例性实施例中的所述装置、夹具和机械手的操作进行描述的。但是，这样的描述绝不意味着本发明要求保护的夹具只能和实施例中的机械手相互配合操作，除了本说明书中的实施例所述的机械手之外，只要是能提供按压电芯的本体部和极耳的任何外力的装置均可以和本发明要求保护的夹具配合操作。反之，除了本发明的实施例中的夹具之外，只要是能给本发明要求保护的机械手提供一个电芯按压夹具的装置均可以。换言之，本发明要求保护的所述装置、夹具和机械手完全可以相互独立使用，也可以相互配合使用，并且所述方法的实现并不依赖于本发明所述的特定结构的装置、夹具和机械手。

另外，需要说明的是，以上各具体实施例的不同结构之间是可以进行相互交叉组合的，因为篇幅所限，在此不再一一展开说明，但所有的交叉组合方案理应均包括在本发明的保护范围内。

本发明所属技术领域的普通技术人员应当理解，上述具体实施方式部分中所示出的具体结构和工艺过程仅仅为示例性的，而非限制性的。而且，本发明所属技术领域的普通技术人员可对以上所述所示的各种技术特征按照各种可能的方式进行组合以构成新的技术方案，或者进行其它改动，而都属于本发明的范围之内。

Claims (10)

1.电芯封边和极耳整平机械手，用于对电芯进行封边和极耳整平，其特征在于，所述机械手包括架体、移动平台、第一操作部和第二操作部，所述架体固定设置，所述移动平台可移动安装在所述架体上，所述第一操作部和所述第二操作部安装在所述移动平台上，且均能够伸缩，所述第一操作部和所述第二操作部上分别安装有抓取单元以抓取所述电芯，并通过所述移动平台移送所述电芯，所述第二操作部上还设置有压顶结构，以在所述第二操作部压下时压顶所述电芯和所述电芯的极耳。

2.如权利要求1所述的电芯封边和极耳整平机械手，其特征在于，所述第一操作部和所述第二操作部在所述移动平台上同步移动，当所述第一操作部位于抓取所述电芯的位置时，所述第二操作部位于压顶所述电芯的位置，当所述第一操作部位于压顶所述电芯的位置时，所述第二操作部位于移送所述电芯的位置。

3.如权利要求1所述的电芯封边和极耳整平机械手，其特征在于，所述第一操作部和所述第二操作部均通过伸缩缸进行伸缩。

4.如权利要求1所述的电芯封边和极耳整平机械手，其特征在于，所述抓取单元包括有吸盘。

5.如权利要求1-4任一所述的电芯封边和极耳整平机械手，其特征在于，所述压顶结构包括有电芯压顶部和极耳压顶部。

6.如权利要求5所述的电芯封边和极耳整平机械手，其特征在于，所述第二操作部还包括有基座，所述电芯压顶部弹性伸缩地安装在所述基座上，所述极耳压顶部连接设置在所述电芯压顶部上。

7.如权利要求6所述的电芯封边和极耳整平机械手，其特征在于，所述电芯压顶部包括有压顶块、导杆和弹簧，所述压顶块对应于所述电芯，所述导杆一端固定连接所述压顶块，另一端活动套接所述基座，且与所述基座之间设置有限位结构，以限定所述压顶块相对于所述基座的最远位置，所述弹簧套设于所述导杆上，且夹靠于所述压顶块与所述基座之间。

8.如权利要求7所述的电芯封边和极耳整平机械手，其特征在于，所述基座包括有连接板，所述连接板上设有通孔，所述限位结构包括有卡簧，所述卡簧连接设置在所述导杆远离所述压顶块的一端，且位于所述连接板上方、外部尺寸大于所述通孔的直径。

9.如权利要求7所述的电芯封边和极耳整平机械手，其特征在于，所述基座包括有连接板，所述连接板上设有通孔，所述限位结构包括有定位销，所述定位销连接设置在所述导杆远离所述压顶块的一端，且位于所述连接板上方、长度尺寸大于所述通孔的直径。

10.如权利要求7所述的电芯封边和极耳整平机械手，其特征在于，所述压顶块上设置有通孔，所述吸盘在所述压顶块缩回时能够穿出所述通孔以突出于所述压顶块下方。