CN107352266B - 一种电池上料模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化设备领域，公开了一种电池上料模组，包括作为承载结构的机架；设于机架上的第一夹爪，第一夹爪用于将装载有电池的料盘移动至卸料位置；设于机架的上料装置，上料装置上设有两个或者两个以上的电池获取装置，电池获取装置之间可以相互分离/靠拢，上料装置可相对机架移动，其中上料装置通过电池获取装置获取料盘内的电池后移动至上料位置，且在移动过程中，电池获取装置带动电池移动以调整电池间的距离。本发明可以在同时进行两个或者两个以上电池的上料，且可在上料过程中调整电池间的间隙，无需额外设置分离机构，节省了结构成本与电池的中转时间，有助于提高生产效率。

Description

一种电池上料模组

技术领域

本发明涉及自动化设备领域，尤其是涉及一种上料模块。

背景技术

新能源又称非常规能源，是区别于石油、煤炭等传统能源之外的各种能源形式，包括正在飞速发展的锂电池，锂电池具有使用寿命长、能量密度高等优点，因此广泛应用于便携式电子设备、汽车等多个领域。目前锂电池的上料方式多数采用机械手单个抓取的方式，效率低下。基于此，目前还存在可以同时抓取多个电池的上料装置，然而此种改进的上料装置不能调整电池之间的间隙，电池被移动至后续的加工工位之前还需要额外设置分离机构以对电池进行分隔，既增加了结构成本，也增加了电池的中转时间，影响生产效率的提高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种电池上料模组，用于解决现有上料装置不能调整电池之间间隙的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种电池上料模组，包括

作为承载结构的机架；

设于机架上的第一夹爪，第一夹爪用于将装载有电池的料盘移动至卸料位置；

设于机架的上料装置，上料装置上设有两个或者两个以上的电池获取装置，电池获取装置之间可以相互分离/靠拢，上料装置可相对机架移动，其中

上料装置通过电池获取装置获取料盘内的电池后移动至上料位置，且在移动过程中，电池获取装置带动电池移动以调整电池间的距离。

作为上述方案的进一步改进方式，上料装置还包括基板、连接板与动力装置，

动力装置与基板固定连接，连接板可由动力装置驱动而相对基板移动，电池获取装置与连接板滑动连接；

基板上对应电池获取装置设有滑槽，在沿连接板移动的方向上，相邻滑槽之间的距离逐渐缩小，固定连接在电池获取装置上的驱动杆伸入对应滑槽内并可沿槽滑动；

当连接板相对基板移动时，驱动杆沿滑槽移动而带动电池获取装置同步分离/靠拢。

作为上述方案的进一步改进方式，电池获取装置包括用于吸附电池的电磁铁。

作为上述方案的进一步改进方式，第一夹爪包括第一基座与至少两个第一夹板，第一基座上设有限位平面，第一夹板在初始状态时与限位平面抵持，可在外力的作用下相对第一基座转动，以调整第一夹板之间的间距，并可在外力消失后反向复位直至再次与限位平面抵持。

作为上述方案的进一步改进方式，限位平面水平设置，第一夹板设于限位平面的上方，夹板在重力的作用下复位。

作为上述方案的进一步改进方式，还包括第二夹爪、通道与拨杆，通道的入口为卸料位置，第二夹爪位于通道的出口，拨杆将排空后的料盘移动至出口，第二夹爪获取料盘，并将料盘移动至回收位置。

作为上述方案的进一步改进方式，第二夹爪包括第二基座、动力装置与至少两个第二夹板，第二夹板可在动力装置的驱动下相对第二基座运动，从而调整第二夹板之间的间距。

作为上述方案的进一步改进方式，还包括设于第一夹爪与上料装置之间的机械手、电池舱、翻转装置与滑道，机械手用于将料盘内的电池移动至电池舱，电池舱具有容纳电池的腔体，腔体的顶部设有供电池进入的入口，腔体的一侧设有供电池退出的出口，滑道的顶部连接出口，底部通往第一夹爪，电池舱与机架转动连接，且可在翻转装置的驱动下转动，以带动放置在腔体内的电池由竖直状态切换为水平状态，处于水平状态的电池可沿滑道滚落。

作为上述方案的进一步改进方式，还包括推电池装置，推电池装置包括推板以及动力装置，推板在动力装置的驱动下在腔体内沿电池的滚落方向运动。

作为上述方案的进一步改进方式，翻转装置包括伸缩气缸，伸缩气缸的缸体与机架转动连接，伸缩气缸的驱动轴与电池舱转动连接。

本发明的有益效果是：

本发明可以在同时进行两个或者两个以上电池的上料，且可在上料过程中调整电池间的间隙，无需额外设置分离机构，节省了结构成本与电池的中转时间，有助于提高生产效率。

在本发明的优选实施例中，可以实现对排空料盘的回收。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明一个实施例的俯视图；

图2是本发明一个实施例的立体示意图；

图3是本发明第一夹爪一个实施例的立体示意图；

图4是本发明料盘一个实施例的立体示意图；

图5是本发明第二夹爪一个实施例的立体示意图；

图6是本发明通道与拨杆一个实施例的立体示意图；

图7是本发明上料装置一个实施例的示意图；

图8是本发明移料装置一个方向上的立体示意图(隐藏机械手)；

图9是本发明移料装置另一个方向上的立体示意图(隐藏机械手)；

图10是本发明移料装置的立体示意图(显示机械手)。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右、前、后等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。

此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

参照图1、图2，分别示出了本发明一个实施例的俯视图与立体示意图。如图所示，取料模块包括机架100与设于机架100上的第一夹爪200、上料装置600，优选地，取料模块还包括移料装置700。其中，第一夹爪200用于将装载有电池的料盘800移动至卸料位置，移料装置700将处于卸料位置的料盘800中的电池批次转移至上料装置600处，然后上料装置600获取由移料装置700转移来的电池，并带动电池后移动至上料位置，供应给后续的加工工位，同时，上料装置600在移动过程中还可以带动电池相互分离以调整电池间的距离。

具体的，参照图3，图3示出了本发明第一夹爪一个实施例的立体示意图。如图所示，第一夹爪200包括第一基座210与至少两个第一夹板220。为便于理解，图中仅示出了第一基座210的部分结构，具体包括直接固定第一夹板220的部分，第一基座210之间的连接部分被隐藏。

第一基座210包括两个相对设置的固定部211，固定部211相对另一侧固定部211的位置设有矩形槽212，矩形槽212的水平底面作为限位平面。

第一夹板220通过转轴座230以及未示出的转轴与第一基座210转动连接，两侧的第一夹板220位于同一平面内且相对设置。在初始状态时，第一夹板220搁置在相应固定部211的限位平面上，此时第一夹板220之间的间距最小。当有外力作用在第一夹板220之上时，第一夹板220可以相对第一基座210向上方转动，此过程中第一夹板220之间的逐步扩大，并在转动90°时达到最大。

优选的，若干装载有电池的料盘800沿竖直方向层叠设置，且位于第一夹板220之间的下方位置。参照图4，图4示出了本发明料盘一个实施例的立体示意图，如图所示，料盘800应具有与第一夹板220配合的卡持部位810，且该卡持部位之间的最大长度应大于第一夹板220之间的最小间距，且小于第一夹板220的最大间距。工作时，第一夹爪从料盘800的正上方向下移动，第一夹板220被料盘800的卡持部位810抵持而向上转动，以使第一夹板220越过料盘800的卡持部位810，当第一夹板220完全越过料盘800的卡持部位810后，第一夹板220在重力的作用下复位，由于第一夹板220被限位平面抵持而无法向下转动，故第一夹板220可以起到承载料盘的作用，进而带动料盘整体移动。

上述实施例中，第一夹板220通过自身的重力复位，然而在某些情况下(如第一夹板220与第一基座210之间的摩擦力过大)时，单靠重力无法实现第一夹板220的复位。基于此，本发明还设置有未示出的的复位机构，用于辅助第一夹板220复位，复位机构可以是扭簧，扭簧套接在转轴上，其两端分别与第一夹板220、第一基座210抵持，第一夹板220的转动过程中扭簧被压缩；复位机构还可以是拉簧，拉簧的两端与第一夹板220、第一基座210固定连接，第一夹板220的转动过程中拉簧被拉伸。

除上述实施例外，本发明还有其他的变形方式，比如第一夹板220可以位于不同的平面内。又比如限位平面设于第一夹板220的上方，此时需要设置复位机构抵消重力，使第一夹板220在初始状态时能够保持水平，以及在第一夹板220向下转动后能够向上复位。

本发明还设有料盘回收装置，料盘回收装置包括第二夹爪300、通道400与拨杆500，其中通道400的入口401即为上述卸料位置，第二夹爪300位于通道400的出口402，第一夹爪200将料盘800移动至通道400的入口401；拨杆500将料盘800由通道400的入口401移动至通道400的出口402，在此过程中料盘800停留在通道400内的设定位置并通过移料装置700取走料盘内的电池；最后第二夹爪300相对机架100移动以获取排空的料盘800，并将料盘800移动至设定的下料位置，以实现料盘的回收。

参照图5，图5示出了本发明第二夹爪一个实施例的立体示意图。如图所示，第二夹爪300包括第二基座310、动力装置320与至少两个第二夹板330。为便于理解，图中仅示出了第二基座310的部分结构，具体包括直接固定第二夹板330的部分，第二基座310之间的连接部分被隐藏。

动力装置320优选采用气缸，第二夹板330相对设置，并与对应气缸的驱动轴固定连接。在气缸的驱动下，两侧第二夹板330可以相对第二基座310沿水平方向运动，从而调整第二夹板330之间的间距。类似的，料盘800卡持部位810的最大长度应大于第二夹板330之间的最小间距，且小于第二夹板330的最大间距。工作时，第二夹板330首先相互靠拢，以使第二夹板330之间的间距小于卡持部位810的最大长度，然后第二夹爪300上升至设定位置，拨杆500将排空的料盘移送至第二夹板330上，第二夹板330支撑料盘800的卡持部位810，然后第二夹爪300带动料盘800下降，到达设定位置后第二夹板330相互远离，以使第二夹板330之间的间距大于卡持部位810的最大长度，料盘800与第二夹爪300分离。

参照图6，示出了本发明通道与拨杆一个实施例的立体示意图，图中隐藏部分拨杆与机架之间的连接结构。如图所示，通道400包括连接入口401的第一通道410，连接出口402的第二通道420，以及连接第一通道410、第二通道420的第三通道430，通道的两侧设有对料盘800进行导向的侧壁。

拨杆500包括可沿第一通道410长度方向移动的第一拨杆(未示出)，可沿第二通道420长度方向移动的第二拨杆510，以及可沿第三通道430长度方向移动的第三拨杆520。第一拨杆、第二拨杆510与第三拨杆520通过接力的方式驱动料盘800退出第一夹爪200，依次经过第一通道410、第三通道430与第二通道420，以及进入第二夹爪300。

本发明中驱动第一夹爪200与第二夹爪300相对机架100移动的动力装置可以采用公知技术，如电机-同步带传动系统，本发明对此不作具体限定。

优选的，本发明设有检测夹爪位置的位置传感器，具体包括有发光器与受光器(未示出)，发光器与受光器固定在机架100上，并位于第一夹爪和/或第二夹爪运动轨迹的两侧，如此，当夹爪运动至发光器与受光器之间时，夹爪阻挡发光器射向受光器的光束，从而触发该位置传感器。

此外，机架100的底部设有支撑架110，以用于承载料盘800。支撑架110可以设于第一夹爪200的下方，也可以设于第二夹爪300的下方，或者设于二者的下方。

参照图7，示出了本发明上料装置一个实施例的分解示意图。如图所示，上料装置包括电池获取装置610、基板620、连接板630、动力装置640与直线模组650。

基板620与直线模组650连接，可在直线模组650的驱动下沿竖直与水平方向移动。动力装置640(本实施例中优选为气缸)与基板620固定连接，并可驱动连接板630相对基板620移动。

连接板630上设有滑轨，若干电池获取装置610通过滑块与滑轨滑动连接，电池获取装置610上固定连接有驱动杆。基板620上对应电池获取装置610设有滑槽621，在沿连接板630移动的方向上，相邻滑槽621之间的距离逐渐缩小，驱动杆伸入对应滑槽621内并可沿槽滑动。

如图所示，当连接板630在动力装置640的驱动下相对基板620向下移动时，驱动杆从间距较小的滑槽顶端移动至间距较大的滑槽底部，从而带动电池获取装置610同步分离，便于后续工位的加工。

优选地，本实施例中的电池获取装置610优选包括有未示出的电磁铁，近一步地，电池获取装置610的底部设有与电池外形吻合的曲面。

参照图8、图9，分别示出了本发明移料装置不同方向上的立体示意图，图中隐藏机械手。如图所示，移料装置包括电池舱710、翻转装置720与滑道730。

电池舱710设于机架100的顶部，通过一转轴101与机架100转动连接，从而可在水平状态与竖直状态之间切换。电池舱710具有容纳电池的腔体，腔体的顶部设有供电池进入的入口，腔体的一侧(按照图8所示是为右侧)设有供电池退出的出口。当电池舱710处于竖直状态时，上述入口竖直向上，以便接受竖直状态的电池；当电池舱710处于如图8所示的水平状态时，上述入口朝向水平方向，电池舱710内的电池切换至水平状态，并可沿与上述出口连接的滑道730滑落。

具体的，驱动电池舱710转动的翻转装置720包括伸缩气缸，其中伸缩气缸整体相对电池舱710倾斜设置，其缸体部分与机架100转动连接，驱动轴与电池舱710转动连接，如此，随着驱动轴的伸缩，电池舱710便可以相对机架100转动。当然，翻转装置也可以采用其他公知的结构，比如设置与转轴101固接的旋转气缸或者电机，转轴101同时与电池舱710固接，随着旋转气缸驱动轴或者电机驱动轴的转动，电池舱710同样可以相对机架100转动。

优选的，为了避免电池因摩擦力而无法顺利从滑道730上滑落，本实施例还设置有推电池装置。推电池装置优选包括推板740以及动力装置750，推板740位于电池舱710相对上述出口的另一端(按照图8所示是为左端)，推板740在动力装置750(优选为伸缩气缸)的驱动下在电池舱710的腔体内沿电池的滚落方向运动，从而驱动电池退出腔体。

优选的，本发明还设置有电池承载装置，电池承载装置与电池舱710并列设置，包括水平板760以及与水平板760连接的竖直板770。电池舱710在转动至水平状态后，腔体上的入口朝向竖直板770，且此时腔体的底壁至竖直板770的距离不小于电池的高度，即电池的两端分别由电池舱710、水平板760共同承载，同时电池的两端被电池舱710腔体的底壁以及竖直板770限位，避免电池发生偏移。

参照图10，示出了本发明移料装置的立体示意图。如图所示，移料装置700还包括机械手780，机械手780用于从上料位置获取竖直状态的电池，并将竖直状态的电池移动至电池舱的腔体内，优选的，本实施例中的电池舱可沿水平方向与竖直方向移动，具体是通过直线模组驱动。

机械手可以采用吸盘机构或者夹爪机构，本实施例优选采用吸盘机构，具体的，机械手780为矩形块，矩形块的底部设有若干未示出的吸附孔。工作时，矩形块的底部与电池的顶部贴合，通过吸附孔固定电池。

本发明的使用流程为：第一夹爪200从料盘堆的顶部获取料盘，然后向上运动至卸料位置(即通道400的入口401)，然后第一拨杆将料盘拨动至第一通道410内，机械手780将料盘内竖直放置的电池按列运动至电池舱710内，由电池舱710翻转后从从滑道730滑落至上料装置600，电池获取装置610获取水平放置的电池，通过直线模组运动至上料位置，同时对相邻电池进行分离。另一方面，当第一通道410内的料盘排空后，第二拨杆510与第三拨杆520将料盘拨动至通道400的出口402，第二夹爪300获取料盘并沿向下运动以将料盘移动至回收位置。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种电池上料模组，其特征在于，包括

作为承载结构的机架；

设于所述机架上的第一夹爪，所述第一夹爪用于将装载有电池的料盘移动至卸料位置；

设于所述机架的上料装置，所述上料装置上设有两个或者两个以上的电池获取装置，所述电池获取装置之间可以相互分离/靠拢，所述上料装置可相对所述机架移动，其中

所述上料装置通过所述电池获取装置获取所述料盘内的电池后移动至上料位置，且在移动过程中，所述电池获取装置带动所述电池移动以调整电池间的距离；

所述电池上料模组还包括设于所述第一夹爪与所述上料装置之间的机械手、电池舱、翻转装置与滑道，所述机械手用于将所述料盘内的电池移动至所述电池舱，所述电池舱具有容纳电池的腔体，所述腔体的顶部设有供电池进入的入口，所述腔体的一侧设有供电池退出的出口，所述滑道的顶部连接所述出口，底部通往所述上料装置，所述电池舱与所述机架转动连接，且可在所述翻转装置的驱动下转动，以带动放置在所述腔体内的电池由竖直状态切换为水平状态，处于水平状态的电池可沿所述滑道滚落。

2.根据权利要求1所述的电池上料模组，其特征在于，所述上料装置还包括基板、连接板与动力装置，

所述动力装置与所述基板固定连接，所述连接板可由所述动力装置驱动而相对所述基板移动，所述电池获取装置与所述连接板滑动连接；

所述基板上对应所述电池获取装置设有滑槽，在沿所述连接板移动的方向上，相邻所述滑槽之间的距离逐渐缩小，固定连接在所述电池获取装置上的驱动杆伸入对应所述滑槽内并可沿槽滑动；

当所述连接板相对所述基板移动时，所述驱动杆沿所述滑槽移动而带动所述电池获取装置同步分离/靠拢。

3.根据权利要求1或2所述的电池上料模组，其特征在于，所述电池获取装置包括用于吸附所述电池的电磁铁。

4.根据权利要求1所述的电池上料模组，其特征在于，所述第一夹爪包括第一基座与至少两个第一夹板，所述第一基座上设有限位平面，所述第一夹板在初始状态时与所述限位平面抵持，可在外力的作用下相对所述第一基座转动，以调整所述第一夹板之间的间距，并可在所述外力消失后反向复位直至再次与所述限位平面抵持。

5.根据权利要求4所述的电池上料模组，其特征在于，所述限位平面水平设置，所述第一夹板设于所述限位平面的上方，所述夹板在重力的作用下复位。

6.根据权利要求4或5所述的电池上料模组，其特征在于，还包括第二夹爪、通道与拨杆，所述通道的入口为所述卸料位置，所述第二夹爪位于所述通道的出口，所述拨杆将排空后的所述料盘移动至所述出口，所述第二夹爪获取所述料盘，并将所述料盘移动至回收位置。

7.根据权利要求6所述的电池上料模组，其特征在于，所述第二夹爪包括第二基座、动力装置与至少两个第二夹板，所述第二夹板可在所述动力装置的驱动下相对所述第二基座运动，从而调整所述第二夹板之间的间距。

8.根据权利要求1所述的电池上料模组，其特征在于，还包括推电池装置，所述推电池装置包括推板以及动力装置，所述推板在所述动力装置的驱动下在所述腔体内沿电池的滚落方向运动。

9.根据权利要求1或8所述的电池上料模组，其特征在于，所述翻转装置包括伸缩气缸，所述伸缩气缸的缸体与所述机架转动连接，所述伸缩气缸的驱动轴与所述电池舱转动连接。

Images