CN108298316A - 一种用于将电池送入干燥机箱的机械手装置以及输送方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将电池送入干燥机箱的机械手装置，包括水平滑动机构，水平滑动机构包括一齿轮滑轨，使吸取机构将所吸取的电池组件向干燥机所在位置水平输送；机械手装置还包括抬升机构，抬升机构包括与伸缩机构相接的丝杆，伸缩机构与吸嘴架连接，使吸嘴架承载电池组件跟随丝杆的旋转进行垂直升降，并且活动伸缩臂带动吸嘴架向外伸出使电池组件输送至干燥机内。本发明通过采用三维立体式的机械手装置，有利于实现将电池全自动放入到干燥机箱体内部以及完成从干燥箱内取出电池，具有省时省力、自动化程度高、工序连贯、有利于规模化工业生产等优点，可使工序更加清晰。

Description

一种用于将电池送入干燥机箱的机械手装置以及输送方法

技术领域

本发明涉及电池制造技术领域，尤其涉及一种用于将电池送入干燥机箱的机械手装置以及输送方法。

背景技术

随着科技的不断创新，电池产品已经广泛应用于各行各业，锂离子电池在移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等应用中已经代替了传统电池，而大容量的锂离子电池已经在电动汽车中试用，锂离子电池成为21世纪电动汽车的主要动力电池之一。

干燥箱被广泛用于LED光电元件、锂电池、晶振和电池极片等电子产品的干燥。尤其对于锂电池的干燥，因锂电池在制造过程中，水分为重要的危害因素，需要加强制造过程中对水分的控制，因此必须对其进行干燥。一般的电池干燥箱工作时需要从常温加热到100℃，采用整体加热的方式，在箱体四周设置加热片给箱体加温，产品放在箱体内，整个箱体升温后将热量传递至产品。

当本领域技术人员对现有公知技术的缺陷进行重点分析时发现，在目前的电池组件加工生产过程中，尚没有能够将电池组件送入干燥机箱内部的一体式装置，更无法根据同一个设备完成将电池从干燥箱内取出放置于输送带的工序；目前所采用的一般是由多个复杂组件构成的独立输送装置进行首尾拼接形成具有一定传送功能的流水线，采用这种方式最终出现占地空间较大、不便于布置、操控复杂等问题。

不仅如此，在目前的电池组件送入干燥机箱内的过程中，工序步骤冗余且杂乱，庞大的驱动机构较多并且相应的驱动组件设置不合理，在电池组件取到直至送入干燥机箱内的过程中，会因输送方式问题而导致电池组件位置不精确，无法送入至干燥箱内。

综上所述，本发明正是在现有公知技术的基础上，结合实际应用的验证，对同一技术领域内的产品结构提出进一步研发与设计的技术方案，这些所提出的技术方案完全能解决现有技术存在的问题，同时也有利于同一技术领域的众多技术问题的解决以及提高技术方案的可拓展性。

发明内容

针对以上缺陷，本发明提供一种用于将电池送入干燥机箱的机械手装置以及输送方法，具有省时省力、自动化程度高、工序连贯、有利于规模化工业生产等优点，同时解决现有技术的诸多不足。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于将电池送入干燥机箱的机械手装置，安装在可将电池组件输送至干燥机箱体内的电池输送设备固定机架上，并且以该固定机架长度方向为X轴方向，所述机械手装置包括：

安装于所述固定机架上的水平滑动机构，所述水平滑动机构包括一设置于固定机架长度方向上并且与X轴传动机构的齿轮相互啮合的齿轮滑轨，使设置于所述固定机架外部的吸取机构通过水平滑动机构将所吸取的电池组件向所述干燥机箱体所在位置进行水平方向的输送；

带有工字形调节架的吸取机构，包括一个使所述调节架水平移动的横移气缸以及一个控制调节架进行上下运动的垂直气缸，所述调节架底部各个角落分别安装一吸嘴，并且使各个吸嘴跟随所述调节架上下运动来吸取电池组件；

垂直安装于所述固定机架端部的抬升机构，所述抬升机构包括一个由Y轴传动机构驱动旋转的丝杆，所述丝杆与设置于所述固定机架端部的伸缩机构相接，并且使所述伸缩机构跟随所述丝杆的旋转进行垂直方向的升降运动；

带有活动伸缩臂的伸缩机构，所述伸缩机构包括与Z轴传动机构相接的齿轮活动板并且通过所述齿轮活动板带动活动伸缩臂向外伸出；

用于送入或取出电池组件的吸嘴架，所述吸嘴架承载所述吸取机构输送的电池组件，并且在跟随所述伸缩机构升降之后由所述活动伸缩臂带动所述吸嘴架伸出，使电池组件输送至所述干燥机箱体内。

对于以上技术方案的附加结构，还包括以下任意一项：

所述水平滑动机构、抬升机构、伸缩机构依次分别形成机械手装置的X轴移动单元、Y轴移动单元、Z轴移动单元，从而形成一个三维立体入干燥箱输送系统；

所述三维立体入干燥箱输送系统包括将电池组件吸取并且朝着干燥箱方向进行水平方向输送的输送机构、将电池组件进行垂直方向输送的输送机构、以及将电池组件送入至干燥机箱体内部的输送机构。

结合以上技术方案以及具有任一项附加结构的技术方案，还包括：

所述水平滑动机构采用X轴方向传动马达来驱动X轴方向传动齿轮在轨道上旋转，并且使水平滑动机构产生水平方向上的位移；

所述抬升机构顶部采用Y轴方向马达驱动丝杆旋转，并且使伸缩机构沿着抬升机构的轨道方向产生垂直方向上的位移；

所述伸缩机构采用Z轴方向马达来驱动Z轴方向传动轮转动，并且使Z轴方向传动皮带相接的一齿轮活动板移动。

此外，对于本发明的技术方案，还可实施为：

所述吸嘴移动到电池组件位置，使气缸控制吸嘴向下挤压，从而吸住电池组件；

相应地，所述吸嘴吸住电池组件之后，齿轮继续滑动，使吸嘴吸住的电池组件向吸嘴架移动，将电池组件放置于吸嘴架上。

结合本发明实施例实施的技术手段，还可形成以下技术方案：

一种将电池送入干燥机箱的输送方法，由以下步骤组成：

(1)固定在机械手设备上的水平固定机架长度方向为X轴方向设计一个三维立体机械手装置，分别包括X轴移动单元、Y轴移动单元、Z轴移动单元，并且每个移动单元具备单独的马达驱动机构；

(2)首先，在固定机架表面的X轴移动单元安装一个带齿轮滑轨的水平滑动机构，并且使该水平滑动机构与固定机架外部采用吸嘴吸取电池组件的吸取机构相接，同时随着齿轮滑轨的滑动使吸取机构将电池组件输送至吸嘴架上；

(3)然后，在固定机架端部设置与吸嘴架相接的抬升机构，从而形成一个Y轴移动单元，该抬升机构通过驱动垂直设置的丝杆进行旋转使吸嘴架产生上下升降的直线运动，从而将由吸取机构输送来的电池组件进行升降调节；

(4)最后，在固定机架外端设置一个与吸嘴架共同承载电池组件的伸缩机构，从而形成一个Z轴移动单元，该伸缩机构具有一个活动伸缩臂并且通过该活动伸缩臂将电池组件输送进入干燥机箱体内。

相应地，所述将电池送入干燥机箱的输送方法可实现将干燥完成后的电池组件从干燥箱内取出并置于传送带。

本发明有益效果为：

(1)通过采用三维立体式的机械手装置，并且在X轴方位、Y轴方位、Z轴方位分别对位置进行合理的布置，再结合外配的电控装置，有利于实现将电池全自动放入到干燥机箱体内部，同时，还能完成从干燥箱内取出电池，具有省时省力、自动化程度高、工序连贯、有利于规模化工业生产等优点；

(2)可解决传统输送系统因采用多个由复杂组件构成的独立输送装置进行拼接形成流水线而导致的占地空间较大、操控复杂等问题；

(3)在同一个装置内，采用将电池组件吸取并进行水平输送、将电池组件垂直输送、将电池组件送入干燥机箱体内这三个输送机构，可使工序更加清晰，对于目前将电池送入干燥机箱体内缺乏相应设备来说，这种连贯性的设计填补了该领域的空白。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例所述用于将电池送入干燥机箱的机械手装置的立体示意图一；

图2是本发明实施例所述用于将电池送入干燥机箱的机械手装置的立体示意图二；

图3是本发明实施例所述用于将电池送入干燥机箱的机械手装置的侧面示意图。

图中：

1、固定机架；2、吸取机构；3、水平滑动机构；4、抬升机构；5、吸嘴架；6、伸缩机构；

21、气缸；22、吸嘴；23、调节架；24、电池组件；25、横移气缸；

31、X轴方向马达；32、X轴方向传动齿轮；33、齿轮滑轨；

41、Y轴方向马达；42、丝杆；

61、Z轴方向马达；62、Z轴方向传动轮；63、Z轴方向传动皮带；64、齿轮活动板；65、活动伸缩臂；66、Z轴滑动轨道；67、滑动架。

具体实施方式

实施例一

如图1-3所示，本发明实施例一所述的用于将电池送入干燥机箱的机械手装置，所实施的技术手段要实现的目的在于，解决传统工序将电池送入干燥机箱时因采用由复杂组件构成的输送装置而导致机械设备庞大、机械组件冗余、占地空间较大以及输送效率较低等导致工作效率低下等技术问题，同时，在实施可解决这些问题的技术手段的同时，还可克服传统输送装置的缺陷，通过本发明实施的机械手装置实现从电池组件吸取到送入至干燥机箱过程中的优化输送方式，因而，本发明所实施的技术方案包括固定在设备主体上的固定机架1。

对于以上设置的固定机架1结构进行分析：

所实施的固定机架1设置为装置基座并且通过此基座固定在机械手输送设备台面上，若以该固定机架1长度方向为X轴方向参照，所实施的固定机架1表面安装水平滑动机构3并且该水平滑动机构3位置也处于X轴方向；

相应地，所实施的水平滑动机构3包括设置于固定机架1边缘处的齿轮滑轨33，该齿轮滑轨33同样沿着水平滑动机构3长度方向设置并且其表面均匀分布若干齿条，所实施的齿轮滑轨33通过这些齿与X轴方向传动齿轮32相互啮合，所实施的X轴方向传动齿轮32设置于X轴方向马达31的驱动端，当X轴方向马达31驱动X轴方向传动齿轮32转动时，使X轴方向传动齿轮32在与其相啮合的齿轮滑轨33上进行水平滑动，从而实现机械手装置的X轴移动单元；

进一步地，所实施的水平滑动机构3通过连接组件与固定机架1外部的吸取机构2相接，并且当X轴方向传动齿轮32进行水平滑动时，能够同时带动吸取机构2于固定机架1外部进行水平滑动；

对于吸取机构2具体实施为，包括一个工字形的调节架23，所实施的调节架23上方设置气缸21，调节架23底部四个角落分别固定安装一个吸嘴22，当气缸21驱动调节架23上下运动时，相应的各个吸嘴22也跟随进行上下运动；

相应地，所实施的吸取机构2还包括一个横移气缸25，通过该横移气缸25驱动，能够使调节架23于固定机架1外部沿着所述固定机架1长度方向水平移动；

以上实施的部分技术手段的具体工作方式为，先通过气缸21控制吸嘴22向上提升，X轴方向马达31带动X轴方向传动齿轮32旋转，使X轴方向传动齿轮32在齿轮滑轨33上产生沿X轴方向的位移，当吸嘴22移动到电池组件24位置时，气缸21控制吸嘴22向下挤压，从而吸住电池组件24，通过横移气缸25将电池组件24沿着所述固定机架1长度方向传送至吸嘴架5，使电池组件24承载于吸嘴架5上。

以上实施的部分技术手段的具体工作方式为，当吸嘴22吸住电池组件24之后，使吸嘴22吸住的电池组件24向吸嘴架5移动，将电池组件5放置到固定机架1外部增设的吸嘴架5上，该吸嘴架5可承载由吸取机构2夹取并通过横移气缸25驱动传送的电池组件24。

对于以上设置的吸取机构2的输送方式进行分析：

所实施的固定机架1的输送端垂直设置一抬升机构4，若以固定机架1长度方向为X轴方向参照，则抬升机构4可视为相对于X轴方向的Y轴方向，所实施的抬升机构4顶部固定安装Y轴方向马达41并且该Y轴方向马达41驱动端连接丝杆42，所实施的丝杆42则通过相应组件与伸缩机构6相接，当Y轴方向马达41驱动丝杆42转动时，丝杆42将旋转运动转化为直线运动，使伸缩机构6能够沿着抬升机构4高度方向上下升降移动，从而实现机械手装置的Y轴移动单元；

对于以上设置的伸缩机构6进行分析：

所实施的伸缩机构6通过滑动架67与吸嘴架5相接，当伸缩机构6沿着抬升机构4高度方向上下升降移动时，能够使吸嘴架5与伸缩机构6一同上下升降移动，同时使吸嘴架5的电池组件24一同跟随升降至适宜的位置；

相应地，所实施的伸缩机构6包括沿着Z轴方向(相对于固定机架1长度X方向设置)设置的活动伸缩臂65，在伸缩机构6上装有Z轴方向马达61并且该Z轴方向马达61带动对应的Z轴方向传动轮62转动，由于Z轴方向传动轮62设有Z轴方向传动皮带63，并且该Z轴方向传动皮带63固定连接一齿轮活动板64，从而当Z轴方向传动皮带63移动时，可使齿轮活动板64向外移动，所实施的活动伸缩臂65通过相应的连接组件固定在齿轮活动板64上，即可在齿轮活动板64向外移动的同时使活动伸缩臂65向外伸出，从而实现机械手装置的Z轴移动单元；同时，由于所实施的活动伸缩臂65装有Z轴滑动轨道66，当活动伸缩臂65向外伸出时，可使滑动架67在Z轴滑动轨道66滑动，最终由伸缩机构6将吸嘴架5向外送出，从而使所实施的Z轴移动单元通过滑动架67带动吸嘴架5承载电池组件24沿Z轴方向移动，使吸嘴架5伸至干燥箱体内，最终使已经输送至活动伸缩臂65位置处的电池组件24放入到电池干燥箱中。

进一步地，本发明实施例一所述的用于将电池送入干燥机箱的机械手装置，结合其工作原理，显然可知，在完成将电池送入干燥箱内工序的基础上，装置中相应的机构进行合理的反向运行之后，该装置即可完成将完成干燥工序的电芯从干燥机箱内取出，从而实现既可以将电芯先装入干燥箱内，又可以将完成干燥工序的电芯从干燥机箱内取出，具体工作方式如下：

所实施的吸嘴架5将电芯送入干燥箱内部支架上，下降返回原位置完成入箱，然后，所实施的丝杆42转动带动滑动架67上升，滑动架67沿着活动伸缩臂65向前端运动，使吸嘴架5托起干燥机箱支架上的电芯，滑动架67再沿着活动伸缩臂65向后端运动，将电芯取出，丝杆42旋转使滑动架67带动吸嘴架5下降，横移气缸25移动至电芯位置处，吸取机构2向下运动吸取电芯，横移气缸25再将电芯推出并置于输运带上，完成出箱。

以上本发明实施例一所实施的用于将电池送入干燥机箱的机械手装置，通过设置包含X轴移动单元、Y轴移动单元、以及Z轴移动单元的三维立体电池入干燥箱输送系统，可实现将电池吸取、朝着干燥箱方向进行水平与垂直方向的输送调节、将电池送入至干燥箱这三个工序，同时，还能完成从干燥箱内取出电池，相比传统输送设备，实现了一体式输送工序，具有省时省力、自动化程度高、有利于规模化工业生产等优点，优化了传统装置及其相应的传统输送工序，包括将电池吸取与电池输送统一于一体、将电池输送过程中的水平调节与垂直调节统一于一体、将电池吸取与电池入干燥箱统一于一体。

实施例二

如图1-3所示，本发明实施例二所实施的是一种将电池送入干燥机箱的输送方式，是在实施例一所实施的相应的机械手装置的基础上采取的一个具有附加结构的技术方案，其实现的预期效果与实施例一相同，属于同一个构思，对于所实施的输送方式具体由以下步骤组成：

(1)以固定在机械手设备上的水平固定机架1为基座并且以该固定机架1长度方向为X轴方向设计一个三维立体机械手装置，分别包括X轴移动单元、Y轴移动单元、Z轴移动单元，并且每个移动单元具备单独的马达以及相应的马达驱动轮；

(2)首先，在固定机架1表面的X轴移动单元安装一个带齿轮滑轨33的水平滑动机构3，并且使该水平滑动机构3与固定机架1外部采用吸嘴22吸取电池组件24的吸取机构2相接，在连接关系上确保随着X轴方向传动齿轮32在齿轮滑轨33的滑动，使吸取机构2将电池组件24朝着吸嘴架5方向输送；

(3)然后，在固定机架1端部设置与吸嘴架5相接的抬升机构4，从而形成一个Y轴移动单元，该抬升机构4通过驱动垂直设置的丝杆42进行旋转使与丝杆42连接的伸缩机构6上下升降调节；

(4)采用滑动架67将吸嘴架5与伸缩机构6连接，从而使吸嘴架5跟随伸缩机构6一同产生上下升降的直线运动，从而确保由吸取机构2输送过来的电池组件24随着吸嘴架5一同进行升降调节；

(5)所实施的吸嘴架5与伸缩机构6形成Z轴移动单元，该伸缩机构6具有一个活动伸缩臂65并且通过该活动伸缩臂65的滑动来带动吸嘴架5向外伸出再将电池组件24输送进入干燥机箱体内。

相应地，结合实施例一的具体工作原理，该装置还可完成将完成干燥工序的电芯从干燥机箱内取出。

相应地，本发明实施例二所实施的其它相应的技术手段，可参考实施例一或在其基础上进行改进，此处不再赘述。

在本说明书的描述中，若出现术语″实施例一″、″本实施例″、″具体实施″等描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明或发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例；而且，所描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以恰当的方式结合。

在本说明书的描述中，术语″连接″、″安装″、″固定″、″设置″、″具有″等均做广义理解，例如，″连接″可以是固定连接或在不影响部件关系与技术效果的基础上通过中间组件间接进行，也可以是一体连接或部分连接，如同此例的情形对于本领域普通技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明或发明中的具体含义。

上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能够理解和应用本案技术，熟悉本领域技术的人员显然可轻易对这些实例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本案不限于以上实施例，对于以下几种情形的修改，都应该在本案的保护范围内：①以本发明技术方案为基础并结合现有公知常识所实施的新的技术方案，该新的技术方案所产生的技术效果并没有超出本发明技术效果之外，例如，在工作方式上采用将电池组件吸取、电池组件空间输送、电池组件送入至干燥箱相结合的立体式机械手技术方案应用于其它电池生产设备；②采用公知技术对本发明技术方案的部分特征的等效替换，所产生的技术效果与本发明技术效果相同，例如，将部分驱动机构与驱动组件进行等效替换；③以本发明技术方案为基础进行可拓展，拓展后的技术方案的实质内容没有超出本发明技术方案之外；④利用本发明说明书及附图内容所作的等效变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域。

Claims (10)

1.一种用于将电池送入干燥机箱的机械手装置，安装在可将电池组件输送至干燥机箱体内的电池输送设备固定机架上，并且以该固定机架长度方向为X轴方向，其特征在于，所述机械手装置包括：

安装于所述固定机架上的水平滑动机构，所述水平滑动机构包括一设置于固定机架长度方向上并且与X轴传动机构的齿轮相互啮合的齿轮滑轨，使设置于所述固定机架外部的吸取机构通过水平滑动机构将所吸取的电池组件向所述干燥机箱体所在位置进行水平方向的输送；

带有工字形调节架的吸取机构，包括一个使所述调节架水平移动的横移气缸以及一个控制调节架进行上下运动的垂直气缸，所述调节架底部各个角落分别安装一吸嘴，并且使各个吸嘴跟随所述调节架上下运动来吸取电池组件；

垂直安装于所述固定机架端部的抬升机构，所述抬升机构包括一个由Y轴传动机构驱动旋转的丝杆，所述丝杆与设置于所述固定机架端部的伸缩机构相接，并且使所述伸缩机构跟随所述丝杆的旋转进行垂直方向的升降运动；

带有活动伸缩臂的伸缩机构，所述伸缩机构包括与Z轴传动机构相接的齿轮活动板并且通过所述齿轮活动板带动活动伸缩臂向外伸出；

用于送入或取出电池组件的吸嘴架，所述吸嘴架承载所述吸取机构输送的电池组件，并且在跟随所述伸缩机构升降之后由所述活动伸缩臂带动所述吸嘴架伸出，使电池组件输送至所述干燥机箱体内。

2.根据权利要求1所述的用于将电池送入干燥机箱的机械手装置，其特征在于：所述水平滑动机构、抬升机构、伸缩机构依次分别形成机械手装置的X轴移动单元、Y轴移动单元、Z轴移动单元，从而形成一个三维立体入干燥箱输送系统。

3.根据权利要求2所述的用于将电池送入干燥机箱的机械手装置，其特征在于：所述三维立体入干燥箱输送系统包括将电池组件吸取并且朝着干燥箱方向进行水平方向输送的输送机构、将电池组件进行垂直方向输送的输送机构、以及将电池组件送入至干燥机箱体内部的输送机构。

4.根据权利要求1-3任一项所述的用于将电池送入干燥机箱的机械手装置，其特征在于：所述水平滑动机构采用X轴方向传动马达来驱动X轴方向传动齿轮在轨道上旋转，并且使水平滑动机构产生水平方向上的位移。

5.根据权利要求1-3任一项所述的用于将电池送入干燥机箱的机械手装置，其特征在于：所述抬升机构顶部采用Y轴方向马达驱动丝杆旋转，并且使伸缩机构沿着抬升机构的轨道方向产生垂直方向上的位移。

6.根据权利要求1-3任一项所述的用于将电池送入干燥机箱的机械手装置，其特征在于：所述伸缩机构采用Z轴方向马达来驱动Z轴方向传动轮转动，并且使Z轴方向传动皮带相接的一齿轮活动板移动。

7.根据权利要求1所述的用于将电池送入干燥机箱的机械手装置，其特征在于：所述吸嘴移动到电池组件位置，使气缸控制吸嘴向下挤压，从而吸住电池组件。

8.根据权利要求8所述的用于将电池送入干燥机箱的机械手装置，其特征在于：所述吸嘴吸住电池组件之后，齿轮继续滑动，使吸嘴吸住的电池组件向吸嘴架移动，将电池组件放置于吸嘴架上。

9.一种将电池送入干燥机箱的输送方法，其特征在于，由以下步骤组成：

(1)将机械手设备的固定机架长度方向视为X轴方向，设计一个三维立体机械手装置，分别包括X轴移动单元、Y轴移动单元、Z轴移动单元，并且每个移动单元具备单独的马达以及相应的马达驱动轮；

(2)首先，在X轴移动单元安装一个带齿轮滑轨的水平滑动机构，并且使该水平滑动机构与固定机架外部的吸取机构相接，随着水平滑动机构的X轴方向传动齿轮在齿轮滑轨的滑动，使吸取机构将电池组件朝着吸嘴架方向输送；

(3)然后，在固定机架端部设置与吸嘴架相接的抬升机构，从而形成一个Y轴移动单元，该抬升机构通过驱动垂直设置的丝杆进行旋转使与丝杆连接的伸缩机构上下升降调节；

(4)最后，采用滑动架将吸嘴架与伸缩机构连接，使吸嘴架跟随伸缩机构一同产生上下升降的直线运动；

(5)伸缩机构设置一个活动伸缩臂并且通过该活动伸缩臂的滑动来带动吸嘴架向外伸出再将电池组件输送进入干燥机箱体内。

10.根据权利要求9所述的将电池送入干燥机箱的输送方法，其特征在于：所述将电池送入干燥机箱的输送方法可实现将干燥完成后的电池组件从干燥箱内取出并置于传送带。