CN107758335A - 一种电池托盘搬运设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电池托盘搬运设备，其包括：机械爪，所述机械爪包括旋转部支架、可转动安装在旋转部支架下方的上板，在上板下方安装有分布在外围的多个抓手以及置于中间并用于连接各个抓手的连接结构，至少一个抓手上安装有驱动结构，所述驱动结构可带动对应抓手动作，通过上述连接结构联动其余抓手，所述抓手在预设轨迹上动作进而机械爪抓取或松开电池托盘；传送机构，设置在机械爪上方且和旋转部支架连接，所述传送机构可带动整体机械爪横向或纵向位移。本电池托盘搬运设备具有布局紧凑、工作可靠的优点。

Description

一种电池托盘搬运设备

技术领域

本发明属于电池生产技术领域，涉及一种电池托盘搬运设备。

背景技术

在自动化电池生产流水线中，电池托盘搬运设备是用于搬运、换向电池托盘的机构，其需要实现电池托盘上下和左右方向的位移，现有的采用简单机械手等动作机构和两组轨道结构/皮带结构配合，来分别实现上下传送和左右传送，上下传送时，控制对应上下传送皮带带动机械手上下位移，左右传送时，控制另外一组皮带带动机械手左右位移，每组传送结构在空间上需要错位布置，以避免路径和零件干涉，而且现有的电池托盘机械手结构设置简单，其工作可靠性较差，后续维护成本较高。

对此，本发明设计一种布局紧凑、工作可靠的电池托盘搬运设备，能够可靠地抓取、搬运电池托盘，并可实现电池托盘换向。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种布局紧凑、工作可靠的电池托盘搬运设备。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种电池托盘搬运设备，包括：

机械爪，所述机械爪包括旋转部支架、可转动安装在旋转部支架下方的上板，在上板下方安装有分布在外围的多个抓手以及置于中间并用于连接各个抓手的连接结构，至少一个抓手上安装有驱动结构，所述驱动结构可带动对应抓手动作，通过上述连接结构联动其余抓手，所述抓手在预设轨迹上动作进而机械爪抓取或松开电池托盘；

传送机构，设置在机械爪上方且和旋转部支架连接，所述传送机构可带动整体机械爪横向或纵向位移。

作为本发明的进一步改进，该电池托盘搬运设备还包括用于驱动上板旋转的旋转驱动件，在上板上安装有多个限位调节支架，并在旋转部支架上安装有与限位调节支架适配的旋转定位块，所述旋转驱动件带动上板转动预设角度后，对应限位调节支架被旋转定位块限位。

作为本发明的进一步改进，所述上板通过转动结构可转动安装在旋转部支架下方，所述转动结构包括法兰轴、法兰、法兰套，所述法兰套连接在旋转部支架和上板之间，所述法兰轴依次穿过旋转部支架、法兰套和上板，所述法兰置于上板下方且安装在法兰轴的对应端部。

作为本发明的进一步改进，在上板下表面上安装有设置在预设方形结构四个边角位置的四个抓手，在上板下表面上设置有与抓手一一对应的滑轨，所述抓手上设有与滑轨适配的滑块，四个抓手通过置于上板下方中心的十字星连接，在其中相对的两个抓手上分别连接有抓取驱动件，所述抓取驱动件可带动对应抓手在对应滑轨上滑动，通过上述十字星联动其余抓手，各抓手在预设轨迹上滑动进而抓取或松开电池托盘。

作为本发明的更进一步改进，所述十字星通过拉杆分别和各抓手相连，所述拉杆分别和十字星、对应抓手铰接。

作为本发明的进一步改进，所述传送机构包括：纵向支架，和旋转部支架固定，在纵向支架一端安装有自适应从动轮，在纵向支架两侧对称分布有连线呈方形的四个中间从动轮；驱动轮，设置为沿横向对称分列纵向支架两侧的一对，所述中间从动轮位于两个驱动轮之间；同步带，所述同步带的首尾两端均固定在纵向支架远离自适应从动轮的一端，所述同步带依次和各中间从动轮、驱动轮、自适应从动轮连接，且合围形成一纵一横的传送轨迹，所述中间从动轮位于横向和纵向传送轨迹交汇处的同步带拐角位置。

作为本发明的进一步改进，所述中间从动轮为惰轮，连接在中间从轮轮和纵向支架端部之间的同步带结构贴近纵向支架外侧。

作为本发明的进一步改进，每个驱动轮分别由一个伺服电机驱动。

作为本发明的进一步改进，所述传送机构还包括横向支架、可滑动安装于横向支架上的横向固定板，所述横向固定板置于纵向支架后方且纵向支架与横向固定板可滑动连接，在纵向支架前方设置有中间固定板，所述中间从动轮通过轴连接在中间固定板和横向固定板之间。

作为本发明的更进一步改进，所述横向支架和横向固定板通过由横向滑轨、横向滑块组成的滑动结构连接。

作为本发明的更进一步改进，所述传送机构整体呈十字形结构设置。

作为本发明的进一步改进，在纵向支架上设有感应器限位块，在横向支架上设有感应器限位块。

基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：本电池托盘搬运设备整体结构布局紧凑，可以通过外部驱动上板转动，进而实现机械爪带动电池托盘换向，上板连带抓手等结构转动时，旋转部支架和传送机构相对静止；工作时，通过驱动结构驱动对应抓手进而带动其余抓手联动，各个抓手合围形成结构可实现向外扩开或者向内收紧趋势，抓手在预设轨迹上发生位移，进而能够可靠抓取或松开电池托盘，搬运时，控制传送机构带动整体机械手横向或者纵向位移，进而实现上下、左右方向的传送任务，整体设备工作可靠，自动化程度高，控制精准且移动时平稳。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明一较佳实施例的驱动原理示意图。

图2是本发明一较佳实施例的结构示意图。

图3是图2另一视角的结构示意图。

图中，100、传送机构；10、纵向支架；20、自适应从动轮；30、中间从动轮；40、驱动轮；50、同步带；60、伺服电机；70、横向支架；81、横向固定板；82、中间固定板；90、感应器限位块；200、机械爪；210、旋转部支架；220、上板；230、抓手；231、滑块；240、十字星；250、旋转驱动件；260、限位调节支架；270、旋转定位块；281、法兰轴；282、法兰；283、法兰套；290、滑轨；300、抓取驱动件；400、拉杆。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

下面结合图1至图3对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

如图1至图3所示，本电池托盘搬运设备包括：

机械爪200，所述机械爪200包括旋转部支架210、可转动安装在旋转部支架210下方的上板220，在上板220下方安装有分布在外围的多个抓手230以及置于中间并用于连接各个抓手230的连接结构，至少一个抓手230上安装有驱动结构，所述驱动结构可带动对应抓手230动作，通过上述连接结构联动其余抓手230，所述抓手230在预设轨迹上动作进而机械爪200抓取或松开电池托盘；

传送机构100，设置在机械爪200上方且和旋转部支架210连接，所述传送机构可带动整体机械爪200横向或纵向位移。

本电池托盘搬运设备整体结构布局紧凑，可以通过外部驱动上板220转动，进而实现机械爪200带动电池托盘换向，上板220连带抓手230等结构转动时，旋转部支架210和传送机构100相对静止；工作时，通过驱动结构驱动对应抓手230进而带动其余抓手230联动，各个抓手230合围形成结构可实现向外扩开或者向内收紧趋势，抓手230在预设轨迹上发生位移，进而能够可靠抓取或松开电池托盘，搬运时，控制传送机构100带动整体机械手横向或者纵向位移，进而实现上下、左右方向的传送任务，整体设备工作可靠，自动化程度高，控制精准且移动时平稳。

为使得机械爪200可靠、平稳地实现电池托盘换向，作为一种优选或可选的实施例，该电池托盘搬运设备还包括用于驱动上板220旋转的旋转驱动件250，在上板220上安装有多个限位调节支架260，并在旋转部支架210上安装有与限位调节支架260适配的旋转定位块270，所述旋转驱动件250带动上板220转动预设角度后，对应限位调节支架260被旋转定位块270限位，以阻止上板220沿该方向继续前进。

进一步优选上述限位调节支架260安装在上板220的上表面上，旋转驱动件250也安装在上板220的上表面上。

上述旋转驱动件250可进一步优选为旋转气缸，限位调节支架260即为旋转气缸限位支架，其在上板220上位置可调，优选上述预设角度为九十度，即电池托盘换向时可以转过九十度，上述限位调节支架260设置为至少两个，两个限位调节支架260分别位于该九十度直角的两个直角边位置。

为保证上板220和旋转部支架210可靠连接，保证转动的平稳性，优选地，上板220通过转动结构可转动安装在旋转部支架210下方，所述转动结构包括法兰轴281、法兰282、法兰套283，所述法兰套283连接在旋转部支架210和上板220之间，所述法兰轴281依次穿过旋转部支架210、法兰套283和上板220，所述法兰282置于上板220下方且安装在法兰轴281的对应端部。

作为一种优选或可选的实施例，在上板220下表面上安装有设置在预设方形结构四个边角位置的四个抓手230，在上板220下表面上设置有与抓手230一一对应的滑轨290，所述抓手230上设有与滑轨290适配的滑块231，四个抓手230通过置于上板220下方中心的十字星240连接，在其中相对的两个抓手230上分别连接有抓取驱动件300，所述抓取驱动件300可带动对应抓手230在对应滑轨290上滑动，通过上述十字星240联动其余抓手230，各抓手230在预设轨迹上滑动进而抓取或松开电池托盘。

在本发明中，巧妙通过布局紧凑的滑轨290、带滑块231的抓手230、用于连接的十字星240以及抓取驱动件300的配合，抓取驱动件300进一步优选为安装在上板220下表面上的驱动气缸结构，实现电池托盘的抓取和松开，优选抓手230具有朝上板220中心设置的勾状结构，并未方形边角布置的抓手230，更好地与方形电池托盘配合，保证其不易松脱和滑落，输送、换向时平稳，工作可靠。

进一步的，为保证四个抓手230和上板220转动更加紧密配合，实现可靠、平稳地抓放动作，优选十字星240通过拉杆400分别和各抓手230相连，所述拉杆400分别和十字星240、对应抓手230铰接；十字星240铰接在法兰轴281上，且法兰282置于十字星240外，还具有限位效果。

工作时，驱动对应抓手230动作，通过十字星240和拉杆400的联动其余抓手230，通过驱动抓手230方向不同，进而打开或者收拢四个抓手230，实现抓取和释放动作，各个抓手230动作时不干涉，整体布局紧凑。

在本发明中，传送机构100包括：纵向支架10，和旋转部支架210固定，在纵向支架10一端安装有自适应从动轮20，在纵向支架10两侧对称分布有连线呈方形的四个中间从动轮30；驱动轮40，设置为沿横向对称分列纵向支架10两侧的一对，所述中间从动轮30位于两个驱动轮40之间；同步带50，所述同步带50的首尾两端均固定在纵向支架10远离自适应从动轮20的一端，所述同步带50依次和各中间从动轮30、驱动轮40、自适应从动轮20连接，且合围形成一纵一横的传送轨迹，所述中间从动轮30位于横向和纵向传送轨迹交汇处的同步带50拐角位置。

在本发明中，整体传送机构100设置在机械爪200上方，且纵向支架10和旋转部支架210连接，进一步的的，纵向支架10安装有自适应从动轮的端部和和旋转部支架210固定，使得联动更加平稳，传送机构可带动整体机械爪200横向或纵向位移。

具体的，同步带50纵向方向的对应部位贴近纵向支架10边沿，同步带50与中间从动轮30连接时，位于中间从动轮30靠近上述交汇处的内侧，与驱动轮40和自适应从动轮20连接时，位于轮子朝外的一侧，使得整体呈现张紧效果，保证支撑强度和移动时的稳定性。

本传送机构可以实现横向和纵向传送任务，该处的纵横可以是上下、左右、前后等方向的任意两种，并不局限于其中特定的两种，横向和纵向的名称也可以相互置换，并不局限例如纵向位移的方向一定是水平还是竖直。

机械爪200安装在纵向支架10上且优选靠近纵向支架10端部位置，通过控制两个驱动轮40正、反转进而实现机械爪200的横向或者纵向位移，通过整一条同步带50和驱动轮40以及辅助从动轮的巧妙配合，构建了一个能可靠、快速、稳定地实现动作机构多个方向位移的传送机构100，其轨迹布置在一个整体的面上，自动化程度高，控制方便且工作可靠，较于现有需要通过多个位移结构实现多向位移，本发明传送机构100结构布局更加紧凑，占用空间更小，通过两个驱动轮40进行驱动横向或者纵向位移，而且控制准确性更强，后续整体维护方便。

值得一提的是：本发明中的中间从动轮30是惰轮也是承载从动轮，连接在中间从轮轮和纵向支架10端部之间的同步带50结构贴近纵向支架10外侧；进一步保证了支撑的可靠性，其和自适应从动轮20与驱动轮40紧密配合，不仅具有储能效益，还可靠地保证传递效果，改变同步带50的转向但比不会破坏传动比。

本案中的驱动轮40工作时相对位置固定，横向位移时，纵向支架10、自适应从动轮20、安装在纵向支架10上的机械爪200以及中间从动轮30一同位移；纵向位移时，中间从动轮30相对驱动轮40静止，纵向支架10、自适应从动轮20以及安装在纵向支架10上的机械爪200一同位移。

进一步的，为使得横向轨迹和纵向轨迹传送和切换更加平稳，整体布局更加紧凑，四个中间从动轮30连线优选呈正方形，这样横向和纵向同步带50合围形成的包围圈宽度相当，保证张紧效果。

在本发明中，每个驱动轮40分别由一个伺服电机60驱动，即驱动轮为伺服驱动轮，保证传动的可靠性和稳定性。

作为一种优选或可选的实施方式，该传送机构还包括横向支架70、可滑动安装于横向支架70上的横向固定板81，所述横向固定板81置于纵向支架10后方且纵向支架10与横向固定板81可滑动连接，在纵向支架10前方设置有中间固定板82，所述中间从动轮30通过轴连接在中间固定板82和横向固定板81之间。

优选两个伺服电机60分别安装在横向支架70两端，本传送机构整体呈十字形结构设置；这样的结构设置，保证了整体传送机构的支撑强度和传送平稳性；整体横向支架70位置固定，纵向支架10连带机械爪200纵向位移时，横向固定板81、中间固定板82相对横向支架70静止，自适应从动轮20和纵向支架10联动，纵向支架10在横向固定板81上滑动；纵向支架10连带动作机构横向位移时，带动自适应从动轮20、横向固定板81、中间固定板82、四个中间从动轮30在横向支架70上横向移动。

进一步的，为保证连接的可靠性，横向支架70和横向固定板81通过由横向滑轨、横向滑块组成的滑动结构连接。

为进一步提高自动化控制的便捷性和横向、纵向位移的准确监控；优选在纵向支架10上设有感应器限位块90，在横向支架70上设有感应器限位块90，辅以外部感应器结构即可实现位移准确定位，进而控制机械爪200启停和其他动作。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种电池托盘搬运设备，其特征在于：包括：

机械爪，所述机械爪包括旋转部支架、可转动安装在旋转部支架下方的上板，在上板下方安装有分布在外围的多个抓手以及置于中间并用于连接各个抓手的连接结构，至少一个抓手上安装有驱动结构，所述驱动结构可带动对应抓手动作，通过上述连接结构联动其余抓手，所述抓手在预设轨迹上动作进而机械爪抓取或松开电池托盘；

传送机构，设置在机械爪上方且和旋转部支架连接，所述传送机构可带动整体机械爪横向或纵向位移。

2.根据权利要求1所述的一种电池托盘搬运设备，其特征在于：该电池托盘搬运设备还包括用于驱动上板旋转的旋转驱动件，在上板上安装有多个限位调节支架，并在旋转部支架上安装有与限位调节支架适配的旋转定位块，所述旋转驱动件带动上板转动预设角度后，对应限位调节支架被旋转定位块限位。

3.根据权利要求1所述的一种电池托盘搬运设备，其特征在于：所述上板通过转动结构可转动安装在旋转部支架下方，所述转动结构包括法兰轴、法兰、法兰套，所述法兰套连接在旋转部支架和上板之间，所述法兰轴依次穿过旋转部支架、法兰套和上板，所述法兰置于上板下方且安装在法兰轴的对应端部。

4.根据权利要求1所述的一种电池托盘搬运设备，其特征在于：在上板下表面上安装有设置在预设方形结构四个边角位置的四个抓手，在上板下表面上设置有与抓手一一对应的滑轨，所述抓手上设有与滑轨适配的滑块，四个抓手通过置于上板下方中心的十字星连接，在其中相对的两个抓手上分别连接有抓取驱动件，所述抓取驱动件可带动对应抓手在对应滑轨上滑动，通过上述十字星联动其余抓手，各抓手在预设轨迹上滑动进而抓取或松开电池托盘。

5.根据权利要求4所述的一种电池托盘搬运设备，其特征在于：所述十字星通过拉杆分别和各抓手相连，所述拉杆分别和十字星、对应抓手铰接。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种电池托盘搬运设备，其特征在于：所述传送机构包括：纵向支架，和旋转部支架固定，在纵向支架一端安装有自适应从动轮，在纵向支架两侧对称分布有连线呈方形的四个中间从动轮；驱动轮，设置为沿横向对称分列纵向支架两侧的一对，所述中间从动轮位于两个驱动轮之间；同步带，所述同步带的首尾两端均固定在纵向支架远离自适应从动轮的一端，所述同步带依次和各中间从动轮、驱动轮、自适应从动轮连接，且合围形成一纵一横的传送轨迹，所述中间从动轮位于横向和纵向传送轨迹交汇处的同步带拐角位置。

7.根据权利要求6所述的一种电池托盘搬运设备，其特征在于：所述中间从动轮为惰轮，连接在中间从轮轮和纵向支架端部之间的同步带结构贴近纵向支架外侧。

8.根据权利要求6所述的一种电池托盘搬运设备，其特征在于：每个驱动轮分别由一个伺服电机驱动。

9.根据权利要求6所述的一种电池托盘搬运设备，其特征在于：所述传送机构还包括横向支架、可滑动安装于横向支架上的横向固定板，所述横向固定板置于纵向支架后方且纵向支架与横向固定板可滑动连接，在纵向支架前方设置有中间固定板，所述中间从动轮通过轴连接在中间固定板和横向固定板之间。

10.根据权利要求9所述的一种电池托盘搬运设备，其特征在于：所述横向支架和横向固定板通过由横向滑轨、横向滑块组成的滑动结构连接。