CN108408578A - 一种汽车锂电池三模组的吊装夹具 - Google Patents

Abstract

一种汽车锂电池三模组的吊装夹具，包括一预定位机构、三定位夹紧机构、一防松机构；预定位机构，包括一水平安装板、复数个固定侧预定位板、复数个活动侧预定位板；复数个固定侧预定位板与复数个活动侧预定位板分别设置于水平安装板的左右两侧；每个活动侧预定位板分别连接一第一气缸；每一个定位夹紧机构，用于定位夹紧三模组；防松机构，确保定位夹紧后起吊过程不松脱，消除电池模组掉落风险。本发明定位夹紧精度高，浮动机构设计实现柔性定位，消除因装配、制造，初定位产生的定位孔偏差。自动化程度高，实现定位夹紧实时检测，进一步保证定位夹紧可靠性，确保吊装安全。

Description

一种汽车锂电池三模组的吊装夹具

技术领域

本发明属于汽车锂电池装配技术领域，具体涉及一种汽车锂电池三模组的吊装夹具。

背景技术

汽车的日益普及，改善了人们的生活，扩大了人们的活动范围，然而在人们享受汽车文明的同时，也必须面对汽车带来的负面影响：环境污染和能源危机。在这种情况下，“零排放”和“低噪声”的电动汽车就应运而生了。纯电动汽车是新能源汽车领域的重要发展方向。为了保证足够的续航里程，纯电动汽车需要安装电量较高的动力电池。为了满足动力电池高电量的要求，在电池总成箱体内要布置一定数量的电池模组，通过铜排将这些模组连接起来，以达到总电量与输出电压的要求。

锂离子电池三模组是采用若干个单体锂离子电芯组装成单模组，三个单模组再相互间焊接串联成三模组锂离子电池大模组，再将多个串联焊接后的大模组调运至电池箱装配。锂电池三模组完成装配后需转运至电池箱，现有技术是用吊带捆绑电池模组吊运，吊带的固定和分离操作较为繁琐，自动化程度低，耗时长，人员劳动强度大，定位精度差，且在吊装模组过程中可能出现模组掉落，造成电池模组损坏或者人身安全事故等诸多问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种高效率、高稳定性，自动化高的汽车锂电池三模组的吊装夹具。

本发明是这样实现的：

一种汽车锂电池三模组的吊装夹具，包括一预定位机构、三定位夹紧机构、一防松机构；

所述预定位机构，包括一水平安装板、复数个固定侧预定位板、复数个活动侧预定位板；所述复数个固定侧预定位板与所述复数个活动侧预定位板分别设置于所述水平安装板的左右两侧；每个所述活动侧预定位板分别连接一第一气缸；

每一个所述定位夹紧机构，包括两组吊钩爪、两第二气缸、两浮动调节装置、两组定位销；所述两组吊钩爪、两第二气缸、两浮动调节装置、两组定位销分别位于所述水平安装板下方前后两侧；每个所述第二气缸连接每个所述浮动调节装置，每个所述浮动调节装置均连接一组所述吊钩爪、和一组所述定位销；所述水平安装板下方设有一水平安装板滑轨；所述两浮动调节机构套设于所述水平安装板滑轨上作相对运动；

所述防松机构，包括两定位板、两第三气缸；所述两定位板分别设置于所述水平安装板的前后两侧；所述两定位板分别连接一所述第三气缸；所述两定位板分别设置于所述两吊钩爪的外侧边；所述定位板的中部设一腰型孔，所述腰型孔内设一压紧轴。

进一步地，所述浮动动调节机构，包括自上而下依次设置的夹紧滑台、夹紧滑台安装座、Y向浮动安装座、X向浮动安装座；所述夹紧滑台套设于所述水平安装板滑轨上作相对运动；所述夹紧滑台固定设置于所述夹紧滑台安装座上；

所述Y向浮动安装座上固定设有Y向浮动滑轨、Y向浮动限位块；所述Y向浮动滑轨上套设一Y向浮动滑台作相对运动；所述Y向浮动滑台与所述夹紧滑台安装座固定连接；

所述所述X向浮动安装座上固定设有X向浮动滑轨、X向浮动限位块；所述X向浮动滑轨上套设一X向浮动滑台作相对运动；所述X向浮动滑台与所述Y向浮动安装座固定连接；

所述X向浮动滑轨与所述Y向浮动滑轨的方向为互相垂直；

所述吊钩爪与所述Y向浮动安装座固定连接；所述定位销与所述X向浮动安装座固定连接。

进一步地，所述X向浮动安装座底部设置一缓冲块。

进一步地，所述定位销，包括锥形导入段、精细定位段、连接段、精确定位段；

所述锥形导入段的锥角为30°；

所述精确定位段直径比所述精细定位段直径大0.12mm；

所述连接段的直径小于所述精确定位段和所述精细定位段的直径。

本发明的优点在于：1、定位夹紧精度高，浮动机构设计实现柔性定位，消除因装配、制造，初定位产生的定位孔偏差。2、防松机构确保定位夹紧后起吊过程不松脱，消除电池模组掉落风险。3、自动化程度高，通过继电器控制气缸动作，安装传感器，实现定位夹紧实时检测，进一步保证定位夹紧可靠性，确保吊装安全。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

图1是本发明的的结构示意图。

图2是本发明中的预定位机构的结构示意图。

图3是本发明中的定位夹紧机构和防松机构的结构示意图。

图4是本发明中的浮动调节机构的爆炸结构示意图。

图5是本发明中的定位销结构示意图。

图6是本发明中的防松机构剖视图。

图7是本发明中的防松机构侧视图。

图8是本发明的使用状态结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种汽车锂电池三模组的吊装夹具，包括一个预定位机构1、三个定位夹紧机构2、一个防松机构3。

如图2所示，所述预定位机构1，包括一水平安装板4、三个固定侧预定位板5、三个活动侧预定位板6；三个固定侧预定位板5与三个活动侧预定位板6分别设置于水平安装板4的左右两侧；每个活动侧预定位板6分别连接一第一气缸7。

如图3所示，所述定位夹紧机构2，包括两组吊钩爪8、两第二气缸9、两浮动调节装置10、两组定位销11；所述两组吊钩爪8、两第二气缸9、两浮动调节装置10、两组定位销11分别位于水平安装板4下方前后两侧；每个第二气缸9连接每个浮动调节装置10，每个浮动调节装置10均连接一组吊钩爪8、和一组定位销11；水平安装板4下方设有一水平安装板滑轨12；两浮动调节机构10套设于所述水平安装板滑轨12上作相对运动。

防松机构3，包括两定位板13、两第三气缸14；两定位板13分别设置于水平安装板4的前后两侧；两定位板13分别连接一第三气缸14；两定位板13分别设置于两吊钩爪8的外侧边；定位板13的中部设一腰型孔15，所述腰型孔15内设一压紧轴16。

如图4所示，浮动动调节机构10，包括自上而下依次设置的夹紧滑台17、夹紧滑台安装座18、Y向浮动安装座19、X向浮动安装座20。所述夹紧滑台17套设于所述水平安装板滑轨12上作相对运动；所述夹紧滑台17固定设置于所述夹紧滑台安装座18上。

所述Y向浮动安装座19上固定设有Y向浮动滑轨21、Y向浮动限位块22；所述Y向浮动滑轨21上套设一Y向浮动滑台23作相对运动；所述Y向浮动滑台23与所述夹紧滑台安装座18固定连接。

所述所述X向浮动安装座20上固定设有X向浮动滑轨24、X向浮动限位块25；所述X向浮动滑轨24套设一X向浮动滑台26作相对运动；所述X向浮动滑台26与所述Y向浮动安装座19固定连接。

X向浮动滑轨24与Y向浮动滑轨21的方向为互相垂直。

吊钩爪8与Y向浮动安装座19固定连接；定位销11与X向浮动安装座20固定连接。

X向浮动安装座20底部设置一缓冲块27。

如图5所示，定位销11，包括锥形导入段28、精细定位段29、连接段30、精确定位段31。

锥形导入段28的锥角为30°。

精确定位段31直径为8mm，精细定位段29的直径为7.88mm。精确定位段31直径双精细定位段29的直径大0.12mm。连接段30的直径小于所述精确定位段31和所述精细定位段29的直径。

工作原理：

预定位机构1的作用是模组吊具下行时，对模组进行初步定位，设置活动侧预定位板6的目的是电池箱内空间有限，模组与模组装配位置关系需紧密排列，模组吊具完成模组定位夹紧，移载至电池箱时，需有一侧预定位板可活动避让，来实现预留出装配空间。

模组吊具下行，预定位机构1与模组两侧面接触，完成对模组初步定位。模组完成装夹，移载至电池箱前，第一气缸7伸出动作，带动活动侧预定位板6移动，活动侧预定位板6脱离模组一侧面定位，预留出空间，完成电池箱内模组与模组紧密排列装配。

松开动作：第二气缸9伸出动作带动夹紧滑台17与Y向浮动安装座19一起向松开侧动作，吊钩爪8锁付于Y向浮动安装座19上，实现松开模组动作。

夹紧动作：第二气缸9缩回动作带动带动夹紧滑台17与Y向浮动安装座19一起向夹紧侧动作，实现夹紧模组动作。

定位销11导入到模组的定位孔内动作过程中，Y向浮动滑台21和X向浮动滑台24共同作用，快速柔性地吸收孔位偏差(制造、装配、初定位等原因)，实现高效且精准定位。

浮动调节机构分为Y向浮动调节，与X向浮动调节。Y向浮动安装座19与X向浮动滑台26通过螺钉锁付到一起，X向浮动滑轨24锁付在X向浮动安装座20上，X向限位块25锁付在X向浮动安装座20上与Y向浮动安装座19间预留0.5mm间隙量，第二气缸9一伸出，缩回动作实现模组夹紧松开动作，Y向浮动调节机构向松开、夹紧侧运动时，锁付于X向浮动安装座20的定位销11不跟随联动，大致位于模组定位孔上方。模组吊具下行，由于预定位机构1的作用，定位销11与模组定位孔位置偏差较小，定位销11导入到定位孔内动作过程中，定位销11结构设计与X/Y向浮动滑台共同作用,柔性吸收偏移误差。

定位销11锁付于X向浮动安装座20，模组吊具下行，定位销11导入到模组定位孔内，定位销通过XY浮动调节，吸收孔位偏差。定位销11设置三段尺寸差异结构，第一段为锥形导入段28，锥角30°，起到初步导入作用，可吸收初定位1～2mm的孔位偏差量；第二段为二次精细定位段29，轴径设置φ7.88mm，用于调节吸收0.2mm的孔位偏差量(定位孔孔径φ8)；第三段为精确定位31，孔径设置φ8，由于前两段销的定位调节，此段定位销与定位孔配合偏差量非常小，定位销11能很顺利导入，定位精度达到0.02mm。模组定位夹紧动作结束后，模组向上起吊，定位销11脱离精确定位段，第二段轴径(φ7.88mm)再次与孔配合，目的是利用0.2mm的间隙量来利于后续松开模组动作，避免因定位销11与定位孔配合精度高，造成松开夹紧机构后，模组还没有释放风险。

如图6和图7所示，防松机构的装配关系，压紧轴16的中段与一连杆32锁付相连，压紧轴16前后两段作用于吊钩爪8，压紧轴16与连杆32置于模组前端面预定位板13内，预定位板13内开设腰型孔15，连杆32牵动压紧轴16在腰型孔15上下位间移动。气缸三14伸出动作，通过连杆32将压紧轴16向上提升，移动到腰型孔15上位，此时压紧轴16作用于吊钩爪8，实现压紧防松作用。气缸三14缩回动作，压紧轴16移动至腰型孔15下位，压紧轴16脱离吊钩爪8，不再对吊钩爪8压紧动作。

工作过程：

工业手柄控制模组吊具下行，预定位机构1与防松机构3的预定位板作用于模组四面，实现吊具初步定位，偏差1～2mm范围，模组继续下行，定位销11第一段锥角导入段导入到定位孔，X/Y浮动机构调节，定位销第二段二次精配合进入定位孔，定位销11继续下行，定位销第三段进入定位孔，精确定位。此时缓冲块27与模组接触，定位销11停止下行。夹紧机构气缸缩回，带动吊钩爪8导入模组起吊孔位，完成夹紧动作。模组起吊，定位销11脱离精定位，进入第二段配合，防松机构3气缸14动作，带动压紧轴向上动作至腰型孔上位，给吊钩爪8向内的压紧力，实现防松功能。预定位机构1的活动侧预定位板6向上运动，脱离模组一侧面，模组起吊到电池箱指定位置，防松机构3释放压紧轴，夹紧机构气缸伸出动作，吊钩爪脱离模组起吊孔，释放模组，动作结束，吊具继续实行下一模组起吊。

图8是本发明的使用状态结构示意图。

本发明的优点在于：1、定位夹紧精度高，浮动机构设计实现柔性定位，消除因装配、制造，初定位产生的定位孔偏差。2、防松机构确保定位夹紧后起吊过程不松脱，消除电池模组掉落风险。3、自动化程度高，通过继电器控制气缸动作，安装传感器，实现定位夹紧实时检测，进一步保证定位夹紧可靠性，确保吊装安全。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (4)

1.一种汽车锂电池三模组的吊装夹具，其特征在于：包括一预定位机构、三定位夹紧机构、一防松机构；

所述预定位机构，包括一水平安装板、复数个固定侧预定位板、复数个活动侧预定位板；所述复数个固定侧预定位板与所述复数个活动侧预定位板分别设置于所述水平安装板的左右两侧；每个所述活动侧预定位板分别连接一第一气缸；

每一个所述定位夹紧机构，包括两组吊钩爪、两第二气缸、两浮动调节装置、两组定位销；所述两组吊钩爪、两第二气缸、两浮动调节装置、两组定位销分别位于所述水平安装板下方前后两侧；每个所述第二气缸连接每个所述浮动调节装置，每个所述浮动调节装置均连接一组所述吊钩爪、和一组所述定位销；所述水平安装板下方设有一水平安装板滑轨；所述两浮动调节机构套设于所述水平安装板滑轨上作相对运动；

所述防松机构，包括两定位板、两第三气缸；所述两定位板分别设置于所述水平安装板的前后两侧；所述两定位板分别连接一所述第三气缸；所述两定位板分别设置于所述两吊钩爪的外侧边；所述定位板的中部设一腰型孔，所述腰型孔内设一压紧轴。

2.如权利要求1所述的一种汽车锂电池三模组的吊装夹具，其特征在于：

所述浮动动调节机构，包括自上而下依次设置的夹紧滑台、夹紧滑台安装座、Y向浮动安装座、X向浮动安装座；所述夹紧滑台套设于所述水平安装板滑轨上作相对运动；所述夹紧滑台固定设置于所述夹紧滑台安装座上；

所述Y向浮动安装座上固定设有Y向浮动滑轨、Y向浮动限位块；所述Y向浮动滑轨上套设一Y向浮动滑台作相对运动；所述Y向浮动滑台与所述夹紧滑台安装座固定连接；

所述所述X向浮动安装座上固定设有X向浮动滑轨、X向浮动限位块；所述X向浮动滑轨上套设一X向浮动滑台作相对运动；所述X向浮动滑台与所述Y向浮动安装座固定连接；

所述X向浮动滑轨与所述Y向浮动滑轨的方向为互相垂直；

所述吊钩爪与所述Y向浮动安装座固定连接；所述定位销与所述X向浮动安装座固定连接。

3.如权利要求2所述的一种汽车锂电池三模组的吊装夹具，其特征在于：所述X向浮动安装座底部设置一缓冲块。

4.如权利要求1或2所述的一种汽车锂电池三模组的吊装夹具，其特征在于：

所述定位销，包括锥形导入段、精细定位段、连接段、精确定位段；

所述锥形导入段的锥角为30°；

所述精确定位段直径比所述精细定位段直径大0.12mm；

所述连接段的直径小于所述精确定位段和所述精细定位段的直径。