CN107546394B - 方形电芯夹具及顶出机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种方形电芯夹具，其特征是：包括衬套部分和夹持部分，夹持部分中设置有衬套夹持区域，衬套部分设置于夹持部分的衬套夹持区域中；所述衬套部分包括一个底板和多个侧板，每个侧板均转动设置在底板的侧部；电芯放置于底板和多个侧板包围形成的区域中，侧板的内侧面为与电芯侧面相配合的竖直面，侧板的厚度由上至下逐渐减少使侧板的外侧面形成倾斜面；在所述夹持部分的底部开有第一孔，衬套部分和电芯由穿过该第一孔的衬套顶杆顶出夹持部分；在所述衬套部分的底部设有和第一孔相对应的第二孔，电芯由穿过该第二孔的电芯顶杆顶出衬套部分。本发明采用能够自动打开的衬套部分和夹持部分，能够避免电芯和衬套之间发生摩擦而划伤电芯表面。

Description

方形电芯夹具及顶出机构

技术领域

本发明涉及一种方形电芯夹具及顶出机构，属于电池制造设备技术领域。

背景技术

现有的方形电芯进行注液的时候，会将电芯101放入一个如图5所示的衬套100中，然后将带有衬套100的电芯101放入到一个夹持机构中，将电芯101位置固定，然后抽真空注液。衬套100的侧边为“凸”字型，其两肩位置露出电芯101的两肩，电芯101的露出位置用于上下料机械手抓取电芯101，而设置衬套100的目的在于使得电芯101换型方便，当要注液的电芯101型号改变时，只需要更换相应大小的衬套就可以，夹持部分不用更换。

现有的这种设置方式有诸多问题：首先，电芯在注液过程中会有充入压力气体的过程，这一过程会使电芯发生塑性变形，因此，注液完毕后，上下料机械手抓取电芯抽出时，电芯和衬套之间会有摩擦，会划伤电芯的表面；其次，由于衬套侧壁要预留出上下料机械手抓取的空间，而注液过程中，电芯又会发生塑性变形，这就会使得电芯表面凹凸不平；再者，由于不能够让电芯变形过大，所以在将电芯101放入衬套100中时，衬套100和电芯101之间间隙并不大，这就要求上下料机械手定位精度高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种方形电芯夹具，采用能够自动打开的衬套部分和夹持部分，能够避免电芯和衬套之间发生摩擦而划伤电芯表面。

本发明还提供一种顶出机构，将电芯从方形电芯夹具中顶出，便于机械手的取放，降低机械手的定位精度要求。

按照本发明提供的技术方案，所述方形电芯夹具，其特征是：包括衬套部分和夹持部分，夹持部分中设置有与衬套部分相匹配的衬套夹持区域，衬套部分设置于夹持部分的衬套夹持区域中；

所述衬套部分包括一个底板和多个包围电芯侧壁的侧板，每个侧板均转动设置在底板的侧部；电芯放置于底板和多个侧板包围形成的区域中，侧板的内侧面为与电芯侧面相配合的竖直面，侧板的厚度由上至下逐渐减少使侧板的外侧面形成倾斜面；

在所述夹持部分的底部开有第一孔，衬套部分和电芯能够由穿过该第一孔的衬套顶杆顶出夹持部分；在所述衬套部分的底部设有和第一孔相对应的第二孔，电芯能够由穿过该第二孔的电芯顶杆顶出衬套部分。

进一步的，在所述侧板的下侧与底板之间设置弹性件，弹性件的弹力能够使侧板向衬套部分的外侧转动。

进一步的，所述侧板的下侧固定连接块，连接块通过销轴与底板转动连接，弹性件设置于连接块与底板之间。

进一步的，所述多个侧板完全包裹住电芯的侧面。

进一步的，在所述衬套部分和夹持部分之间设置导向装置。

进一步的，所述衬套部分与推动装置连接，推动装置驱动衬套部分下行落入夹持部分中。

进一步的，所述底板上表面的外侧棱边做倒角处理。

进一步的，所述夹持部分的衬套夹持区域为与衬套部分外周大小形状一致的凹槽，夹持部分上设有多个凹槽。

进一步的，所述侧板为四个，分别转动设置在底板的前后左右侧。

所述顶出机构，设置在上述方形电芯夹具的下方，用于将方形电芯夹具中的电芯顶出，其特征是：包括衬套顶杆驱动装置、电芯顶杆驱动装置、衬套顶杆和电芯顶杆；所述电芯顶杆穿设在衬套顶杆内，电芯顶杆和衬套顶杆与夹持部分中的第一孔和衬套部分中的第二孔相对应；

所述衬套顶杆驱动装置的输出端连接第一支撑板，电芯顶杆驱动装置和衬套顶杆固定连接至第一支撑板；所述衬套顶杆驱动装置驱动电芯顶杆驱动装置进行升降，并能够驱动衬套顶杆由第一孔穿过将衬套部分由夹持部分中顶出；

所述电芯顶杆驱动装置的输出端连接第二支撑板，第二支撑板上固定电芯顶杆；所述电芯顶杆驱动装置能够驱动电芯顶杆由第一孔和第二孔穿过将电芯由衬套部分中顶出。

本发明具有以下优点：

（1）本发明所述方形电芯夹具采用了能够自动打开的衬套部分，具有换型方便的优点；另外，在电芯注液完毕后，先打开衬套，再用机械手取出电芯，使得电芯和衬套不会发生摩擦而划伤电芯表面；

（2）衬套部分完全包裹住电芯，在整个注液过程中，电芯都在衬套内部，其外形膨胀一致，表面不会出现凹凸不平的现象；

（3）本发明所述的顶出机构能够将衬套部分和电芯从夹持部分中顶出，使得在取电芯或者放电芯的时候衬套都处于打开状态，那么电芯取放位置要求降低，机械手的定位精度要求降低。

附图说明

图1为衬套部分的主视图。

图2为衬套部分的左视图。

图3为衬套部分中底板的俯视图。

图4为夹持部分和顶出机构的主视图。

图5为现有技术中衬套的示意图。

附图标记说明：100-衬套、101-电芯、200-底板、201-侧板、202-第一连接块、203-第二连接块、204-销轴、205-弹簧、300-框架、301-凹槽、302-第一孔、400-龙门支架、401-导轨、402-滑块、403-滑板、404-第一支撑板、405-电芯顶杆驱动装置、406-第二支撑板、407-连接板、408-衬套顶杆、409-电芯顶杆、410-衬套顶杆驱动装置。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

以下具体实施方式的描述中，坐标参考：以图1中的上下方向为上下，左右方向为左右，垂直纸面向里的方向为后、反之为前。在本发明的具体实施方式中，前后方向为纵向，左右方向为水平方向。

为了解决现有技术中存在的诸多问题，本发明公开了一种方形电芯夹具及顶出机构，其中方形电芯夹具主要包括两部分，衬套部分和夹持部分。

其中，衬套部分如图1、图2所示，其主要包括一个底板200和四个侧板201，四个侧板201分别转动设置在底板200的前后左右侧。侧板201的内侧为竖直面，外侧为倾斜面，侧板201整体上呈上大下小的楔形，侧板201下侧固定连接一个或两个连接块（第一连接块202或第二连接块203），而连接块通过销轴204与底板200转动连接。在本实施例中，前后侧的侧板201各与一个第一连接块202固定连接，第一连接块202通过销轴204与底板200转动连接；左右侧的侧板201分别与两个第二连接块203固定连接，第二连接块203再通过销轴204与底板200转动连接。显然，在侧板201均质的情况下，侧板201设置为楔形会使得侧板201的重心偏离销轴204的轴线（侧板201与连接块的转动中心），在不受外力收拢的情况下，侧板201的重力会使得侧板201以及与其固定连接的连接块向衬套部分外侧转动，侧板201如同花瓣展开，此外，在连接块和底板200之间设置有弹簧205，弹簧205的弹力也会使得侧板201向衬套部分的外侧转动。进一步的，为了使侧板201向外侧转动时，底板200上表面的外侧棱边不会与其发生干涉，对底板200上表面的外侧棱边做倒角处理。

夹持部分为一个框架300，如图4所示，该框架300中设置有与衬套部分相匹配的衬套夹持区域，在本实施例中，该衬套夹持区域为一与衬套部分外周大小形状一致的凹槽301，且在凹槽301的底部开有第一孔302，顶出机构中的衬套顶杆408和电芯顶杆409将从这个第一孔302中穿过、上升，先将衬套部分从夹持部分中顶出，接着电芯顶杆409再从衬套部分的底板200上与第一孔302相对应的第二孔中穿过，将电芯从衬套部分中顶出。

顶出机构如图4所示，其包括一龙门支架400，龙门支架400的后侧固定有一竖直平板，该竖直平板上固定有导轨401，导轨401上滑动配合滑块402，滑块402与一滑板403固定连接，前述导轨401、滑块402用以给衬套顶杆408的竖直运动导向，该导向机构也可以选用导杆/导套结构，滑板403的上端固定连接第一支撑板404，第一支撑板404的下侧与衬套顶杆驱动装置410（本实施例中使用气缸，气缸的设置数目可以根据所需顶升力及空间大小来设置）的输出端固定连接，另外，第一支撑板404通过连接杆固定有电芯顶杆驱动装置（实施例中使用气缸或伺服电机，优选使用伺服电机，其可以有效解决不同电芯型号所需顶出高度不同的问题）405，电芯顶杆驱动装置405的输出端与一第二支撑板406固定连接，第二支撑板406上固定有电芯顶杆409。第一支撑板404上通过一连接板407固定有衬套顶杆408，电芯顶杆409穿设在衬套顶杆408内。本实施例中电芯顶杆驱动装置405设置有两个，每个电芯顶杆驱动装置405连接一个第二支撑板406，每个第二支撑板406上设置三组电芯顶杆409（对应3个电芯），每组电芯顶杆409设置有两个，衬套顶杆408的数量及设置方式与电芯顶杆409的数量及设置方式适配，实际操作中，这些数量可以根据需要相应更改。

装配时，方形电芯夹具设置在顶出机构的上方，电芯顶杆409和衬套顶杆408对应夹持部分中的第一孔302和衬套部分中的第二孔。

工作时：电芯夹具的夹持部分中是衬套部分，衬套部分内有电芯，注液装置对电芯注液完毕后，衬套顶杆驱动装置410动作，驱动衬套顶杆408上行，将夹持部分中的衬套部分顶出，失去了夹持部分对衬套部分的束缚，衬套部分中的侧板201将在重力和弹簧力的作用下向外侧展开，使得电芯和衬套部分之间出现间隙，此时，电芯顶杆驱动装置405动作，带动电芯顶杆409上行，将电芯向上顶出一定距离，方便上下料机械手抓取进行下料。之后，上下料机械手再将另一组需要注液的电芯抓取放置在衬套部分中，电芯顶杆409下行，电芯落在衬套部分内，衬套顶杆408下行，电芯和衬套部分在重力作用下进入电芯夹具的夹持部分（除了利用电芯和衬套部分的重力落下，还可以设置有外力，利用外力推动衬套部分下行）；此外，为了使衬套部分能够更好的落回夹持部分中，还可以在衬套部分和夹持部分之间设置导向装置，如，在衬套部分的底板200上设置直线轴承，相应的在夹持部分底部设置导向轴，或者相反。此外，设置导向装置后，衬套部分的底板200和夹持部分之间的间隙就可以大一点，防止推出衬套部分或者衬套部分回落时卡住），随后注液，注液后顶出。

Claims (9)

1.一种方形电芯夹具，其特征是：包括衬套部分和夹持部分，夹持部分中设置有与衬套部分相匹配的衬套夹持区域，衬套部分设置于夹持部分的衬套夹持区域中；

所述衬套部分包括一个底板（200）和多个包围电芯侧壁的侧板（201），每个侧板（201）均转动设置在底板（200）的侧部；电芯放置于底板（200）和多个侧板（201）包围形成的区域中，侧板（201）的内侧面为与电芯侧面相配合的竖直面，侧板（201）的厚度由上至下逐渐减少使侧板（201）的外侧面形成倾斜面；

在所述夹持部分的底部开有第一孔（302），衬套部分和电芯能够由穿过该第一孔（302）的衬套顶杆（408）顶出夹持部分；在所述衬套部分的底部设有和第一孔（302）相对应的第二孔，电芯能够由穿过该第二孔的电芯顶杆（409）顶出衬套部分。

2.如权利要求1所述的方形电芯夹具，其特征是：在所述侧板（201）的下侧与底板（200）之间设置弹性件，弹性件的弹力能够使侧板（201）向衬套部分的外侧转动。

3.如权利要求2所述的方形电芯夹具，其特征是：所述侧板（201）的下侧固定连接块，连接块通过销轴（204）与底板（200）转动连接，弹性件设置于连接块与底板（200）之间。

4.如权利要求1所述的方形电芯夹具，其特征是：所述多个侧板（201）完全包裹住电芯的侧面。

5.如权利要求1-4任一项所述的方形电芯夹具，其特征是：在所述衬套部分和夹持部分之间设置导向装置。

6.如权利要求1-4任一项所述的方形电芯夹具，其特征是：所述底板（200）上表面的外侧棱边做倒角处理。

7.如权利要求1-4任一项所述的方形电芯夹具，其特征是：所述夹持部分的衬套夹持区域为与衬套部分外周大小形状一致的凹槽（301），夹持部分上设有多个凹槽（301）。

8.如权利要求1-4任一项所述的方形电芯夹具，其特征是：所述侧板（201）为四个，分别转动设置在底板（200）的前后左右侧。

9.一种顶出机构，设置在如权利要求1-8任一项所述方形电芯夹具的下方，用于将方形电芯夹具中的电芯顶出，其特征是：包括衬套顶杆驱动装置（410）、电芯顶杆驱动装置（405）、衬套顶杆（408）和电芯顶杆（409）；所述电芯顶杆（409）穿设在衬套顶杆（408）内，电芯顶杆（409）和衬套顶杆（408）与夹持部分中的第一孔（302）和衬套部分中的第二孔相对应；

所述衬套顶杆驱动装置（410）的输出端连接第一支撑板（404），电芯顶杆驱动装置（405）和衬套顶杆（408）固定连接至第一支撑板（404）；所述衬套顶杆驱动装置（410）驱动电芯顶杆驱动装置（405）进行升降，并能够驱动衬套顶杆（408）由第一孔（302）穿过将衬套部分由夹持部分中顶出；

所述电芯顶杆驱动装置（405）的输出端连接第二支撑板（406），第二支撑板（406）上固定电芯顶杆（409）；所述电芯顶杆驱动装置（405）能够驱动电芯顶杆（409）由第一孔（302）和第二孔穿过将电芯由衬套部分中顶出。