CN109501777B - 动力电池的运输和作业站、车辆生产流水线和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了动力电池的运输和作业站、车辆生产流水线和方法。所述动力电池的运输和作业站（100）具有能够行驶的作业车（1），在所述作业车（1）上构造有用于所述动力电池（5）的作业机构，承载机构（4），能够行驶的物料车（2），所述物料车（2）用于承载所述车辆（3）和/或所述动力电池（5），其中，所述承载机构（4）能够承载待经由所述作业机构进行作业的车辆（3），使得所述作业车（1）能够在所述车辆（3）的下方进行作业，在所述作业车（1）上构造有用于运输所述动力电池（5）的运输装置（11），并且在用于承载所述动力电池（5）的物料车（2）上构造有用于运输所述动力电池（5）的运输机构（21）。

Description

动力电池的运输和作业站、车辆生产流水线和方法

技术领域

本发明涉及动力电池的运输和作业领域，特别是满电动力电池（或者说电池包）在相应的车辆生产或动力电池自动合装流水线的运输和作业，具体而言，涉及一种动力电池的运输和作业站、装设有所述动力电池的运输和作业站的车辆生产流水线以及以所述动力电池的运输和作业站来执行的方法。

背景技术

效率在工业生产中占有重要的地位，所以现有的工业生产大部分是自动化生产结构，产品的加工、组装等各种作业步骤都需要快速、可靠且高效的运输和作业机构来完成。

特别是在电动汽车的生产流水线或其动力电池的自动合装线中，通常采用的手段是通过机器人或者典型地通过分别固定在流水线的两侧处的六轴机械臂来实现动力电池的作业/合装，此外，一个动力电池的作业需要多个机器人或机械臂同时进行，以便稳定地调整动力电池的位置并且在其到位后在保持动力电池固定不动的情况下用其中一个机器人或机械臂进行动力电池的作业。然而，所述机器人或机械臂较为笨重、占地空间较大，通常需要较长的时间彼此配合并完成动力电池的作业工作，并且一个动力电池需要多个机器人或机械臂也使得整个流水线的生产成本较高，另外，如果流水线的一部分发生改变（例如动力电池规格、车辆规格、流水线布局等发生改变），则所有的机器人或机械臂需要重新进行编程（而且还要考虑彼此协作的情况下），由此，整个流水线的柔性程度有待提升。

发明内容

本发明的目的在于简便高效且低成本地对动力电池进行运输和作业，特别是在动力电池合装的应用中，能够在不影响车辆生产流水线的布局的情况下完成动力电池的作业作业，并且节省占地空间，能够适用于诸如动力电池规格、车辆规格、流水线布局等各种变化。

此外，本发明还旨在解决或者缓解现有技术中存在的其它技术问题。

本发明通过提供一种动力电池的运输和作业站、装设有所述动力电池的运输和作业站的车辆生产流水线以及以所述动力电池的运输和作业站来执行的方法来解决上述问题，具体而言，根据本发明的一方面，提供了：

一种动力电池的运输和作业站，其中，所述动力电池的运输和作业站具有

能够行驶的作业车，在所述作业车上构造有用于所述动力电池的作业机构，

承载机构，

能够行驶的物料车，所述物料车用于承载待经由所述作业机构进行作业的车辆和/或所述动力电池，其中，

所述承载机构能够承载所述车辆，使得所述作业车能够在所述车辆的下方进行作业，

在所述作业车上构造有用于运输所述动力电池的运输装置，并且在用于承载所述动力电池的物料车上构造有用于运输所述动力电池的运输机构。

可选地，根据本发明的一种实施方式，所述承载机构构造成能够使所述车辆进行升降运动。

可选地，根据本发明的一种实施方式，所述作业车和/或所述物料车为自动制导车辆或有轨制导车辆。

可选地，根据本发明的一种实施方式，所述运输装置和/或所述运输机构为滚轮组。

可选地，根据本发明的一种实施方式，所述车辆与所述动力电池对向地运输到用于进行所述动力电池到所述车辆上的作业的作业工位处。

可选地，根据本发明的一种实施方式，所述承载机构为四柱提升臂。

可选地，根据本发明的一种实施方式，完成作业的车辆和完成所述动力电池的运输的物料车从所述作业工位处侧向地离开。

可选地，根据本发明的一种实施方式，所述作业机构构造成能够使所述动力电池进行升降运动。

根据本发明的另一方面，本发明提供了一种车辆生产流水线，其中，所述车辆生产流水线具有上述任一种动力电池的运输和作业站。

根据本发明的再一方面，本发明提供了一种动力电池的运输和作业方法，其中，所述动力电池的运输和作业方法以上述任一种动力电池的运输和作业站来执行，其中，所述车辆与所述动力电池对向地运输。

所提供的动力电池的运输和作业站、装设有所述动力电池的运输和作业站的车辆生产流水线以及以所述动力电池的运输和作业站来执行的方法的有益之处包括：简便高效且低成本地对动力电池进行运输和作业，特别是在动力电池合装的应用中，能够在不影响车辆生产流水线的布局的情况下完成动力电池的作业作业，并且节省占地空间，能够适用于诸如动力电池规格、车辆规格、流水线布局等各种变化；能够实现自动地运输和作业、例如作业，从而动力电池的作业时间得到缩短；在产线上的作业工位占据小的空间；不需要大的6轴机器人，成本得到降低。

附图说明

参考附图，本发明的上述以及其它的特征将变得显而易见，其中，

图1示出了根据本发明的动力电池的运输和作业站的一种实施方式的示意图。

具体实施方式

容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等或类似表述仅用于描述与区分目的，而不能理解为指示或暗示相应的构件的相对重要性。

参考图1，其示出了根据本发明的动力电池的运输和作业站100的一种实施方式的示意图。所述动力电池的运输和作业站100具有

能够行驶的作业车1，在所述作业车1上构造有用于所述动力电池5的作业机构，

承载机构4，

其中，所述承载机构4能够承载待经由所述作业机构进行作业的车辆3，使得所述作业车1能够在所述车辆3的下方进行作业。

需要说明的是，“作业”应当广义理解，其含义例如涵盖了为完成生产、制造等方面的既定任务而进行的或为实现特定目标而进行的活动、例如装配。所述作业机构应该类似地进行解读。例如在动力电池合装线的应用中，所述作业机构为了实现所述动力电池的装配任务为用于动力电池的加锁枪（加锁装置）或一般而言加解锁机构，其中，电池加锁装置用于电池包的固定，并且电池解锁装置用于电池包的解锁。在一些实施例中，所述电池加锁装置和所述电池解锁装置可为同一个装置（上述加解锁机构）。此外，所述作业机构也能够除了相应的作业功能之外还具有一些辅助功能、例如将所述动力电池5升降、翻转、旋转等功能，以便更好地与所述车辆3进行作业。例如，所述作业车1用于将所述动力电池5从所述作业车1处作业到所述车辆3上。所述车辆3在所述作业车1的上方，由此所述作业车1的运行（即行驶）不会影响所述车辆3。就此而言，在将所述动力电池5与所述车辆3进行作业时，所述车辆3能够借助于所述承载机构4进行相应地运动，以便与所述作业车1的作业机构一起配合地完成作业工作。这种运动包括但不限于升降运动、翻转、旋转、倾斜等。就此而言，所述承载机构4构造成能够使所述车辆3进行升降运动，以便较好地配合所述作业车1的作业工作。借助于该技术方案能够简便低成本且高效地完成作业工作，并且所述车辆3和所述作业车1的运动互不影响。由此，所述车辆3和所述作业车1能够实现交叉、侧向、对向或类似方式的进料和作业。例如，所述车辆3与所述动力电池5对向地运输到用于进行所述动力电池5到所述车辆3上的作业的作业工位处。另外，所述车辆3和所述作业车1的移动路径也可以与图中所示出的实施方式不一样地变化。例如所述车辆3的路径除了直线以外还能够为曲线形、环形、迂回蜿蜒形。所述作业车1的移动路径也能够为任意的，只要所述车辆3和所述作业车1能够最终运行到预设的作业工位完成作业即可。

所述动力电池5的获取能够例如由所述作业车1从相应的存储站/库中进行。就此而言，所述存储站/库能够具有所述动力电池5的输送器以用于将所述动力电池5输送到所述作业车1上。由此，可选的是，所述作业车1能够在除了接收所述动力电池5之外的其它侧处具有用于所述动力电池5的限位件，以用于在从存储站中接收所述动力电池5时防止所述动力电池5从其它方向掉落出去。相应地，在所述作业车1上也能够构造有用于运输所述动力电池5的运输装置11，从而有利于所述动力电池5从所述存储站处的接收和运输。应当理解，所述运输装置11的运输方向不是固定唯一的，而是能够同时具备各方向上的运输功能。

关于所述承载机构4的实施方式，示例性地并且在图中示出地，所述承载机构4呈现为四柱提升臂的形式。具体而言，所述承载机构4具有柱状壳体，在所述柱状壳体之外构造有提升臂用于承载和使所述车辆3升降，在所述柱状壳体处还构造有用于所述提升臂的导引和驱动机构，可选的是，所述导引和驱动机构与所述提升臂垂直，由此使得所述提升臂在升降所述车辆3时，所述导引和驱动机构受到仅仅沿一个方向、也就是说沿所述提升臂的方向的力、例如倾翻力，进而使得所述柱状壳体的受力较小，也不需要多个用于为所述导引和驱动机构提供反作用力的支撑块，故使得所述导引和驱动机构和用于至少部分地容纳所述导引和驱动机构的所述柱状壳体的尺寸变小，特别是在高度方面得到了降低。此外，四柱提升臂分别均匀地围绕所述车辆3布置（例如一共四个进行围绕），以便使得所述车辆3的承载和升降稳定化，这特别是在所述车辆3体积较大和/或重量较重的情况下是有利的。应当理解，所述承载机构4的具体形状、规格、布置位置、数量等特征能够根据实际情况进行改型。

从图中还能够看出的是，所述动力电池的运输和作业站100还具有能够行驶的物料车2，所述物料车2能够用于承载所述车辆3和/或所述动力电池5。也就是说，所述物料车2能够部分用于承载所述车辆3并且能够部分用于承载所述动力电池5。在这种技术方案中，所述物料车2能够承担之前所述作业车1从所述存储站处接收所述动力电池5的功能（当然所述作业车1仍然可以在特定的场合下继续执行这种功能），也就是说，承担这种功能的物料车2能够在除了接收所述动力电池5之外的其它侧处具有用于所述动力电池5的限位件，以用于在从存储站中接收所述动力电池5时防止所述动力电池5从其它方向掉落出去。就此而言，所述物料车2（即用于承载所述动力电池5的物料车2）也能够具有用于所述动力电池5的运输机构21以便较好地从所述存储站处接收所述动力电池5。在图中的实施方式中，所述物料车2从所述存储站处接收所述动力电池5，接着与所述作业车1汇合（例如沿着与所述车辆3的运送方向重叠的方向），所述物料车2进而利用其运输机构21将所述动力电池5运输到所述作业车1上并且从侧后方退出，所述作业车1最后运行到作业工位上与在该处利用所述物料车2来承载且运输的并且送到所述承载机构4处的车辆3完成作业。用于承载且运输所述车辆3的物料车2也从侧后方退出，由此整个系统呈现为X字形。也就是说，完成作业的车辆3和完成所述动力电池5的运输的物料车2从所述作业工位处侧向地离开。如上所述那样，这种运行模式是可选的并且能够相应进行改型。

可选的是，所述作业车1也能够先行驶到作业工位上并且等待承载有所述动力电池5的物料车2运行过来并且交付所述动力电池5。在图中的实施方式中，所述作业车1位于作业工位旁，在承载有所述动力电池5的所述物料车2到达并且利用所述物料车2来承载且运输的车辆3送到所述承载机构4处且必要时经过提升之后，所述作业车1在图中例如能够向内行驶以便到达所述作业工位，并且在该处完成所述动力电池5的运输转移，最终与同样位于作业工位的车辆3一起配合地完成作业。应当理解，这种作业方式为示例性的并且能够根据实际情况进行改型，例如如上文所述进行改型。例如，所述车辆3和所述物料车2能够实现交叉、侧向、对向或类似方式的进料，所述物料车2的移动路径也能够为任意的，只要其能够将所述动力电池5运输转移到所述作业车1上即可。通过在所述作业车1的基础上还采用了所述物料车2，使得所述作业车1只需主要专注于作业工作即可，而不需要如之前那样既要从库中取所述动力电池5还要进行作业工作，由此所述作业车1的行驶路径的范围能够得到减少，甚至是固定在作业工位中都可以。相应地，所述物料车2能够部分地主要专注于从库中获取所述动力电池5以及转移所述动力电池5到所述作业车1上以及部分地专注于承载和运输所述车辆3，由此不需要相应的作业机构，从而节约了成本。

应当理解，图中所示出的作业方式作业也为示例性的。具体的作业方式如一开始所述那样还能够例如为拆卸等，甚至是各种相互不同的作业方式的组合，以使整个作业站的功能丰富。就此而言，所述作业车1上的作业机构也相应地进行设计并且能够彼此相同或不同。

在没有示出的实施方式中，能够同时对多个车辆3进行作业，并且所述车辆3彼此能够相同或不同。就此而言需要相应设置多个与各车辆相匹配的承载机构4，以及作业车1和物料车2。由此能够实现多种不同作业工位同时进行作业，提高了整个产线的柔性。此外，所述车辆3能够不仅并排运行也能够错开地行进，这尤其是对于所述车辆3彼此不同的情况下是特别有利的，也就是说，本发明的作业站的车辆3不一定要求是同样的车辆，也能够涵盖不同的车辆同时在一个站中进行作业。就此而言，有的承载机构可能因为车辆较大而如图中那样进行围绕布置，有的承载机构只需要两个提升臂进行承载，或，有的车辆尺寸由于较狭长，为了不影响其它车辆的行进而布置在另一侧，等等。如上所述那样，动力电池、作业车和物料车也应该适应性地进行匹配，包括它们各自的实施方式、以及运动路径等特征。

所述作业车1和/或所述物料车2能够为自动制导车辆或有轨制导车辆。例如，所述作业车1能够为有轨制导车辆，而所述物料车2能够为自动制导车辆。自动制导车辆（AGV）能够沿规定的导引路径行驶，通常装备有电磁或光学等自动导引装置并且具有安全保护以及各种移载功能。在应用中不需要驾驶员，例如以可充电的蓄电池作为动力来源。一般而言，可通过电脑来控制其行进路线以及行为或利用电磁轨道来设立其行进路线，电磁轨道黏贴于地面上，AGV利用电磁轨道所带来的讯息进行移动和动作。AGV的特点在于移动路径不固定，能够具有较大的运动范围并且行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好，无需铺设轨道，由此不受场地、道路、空间的限制，非常适合于柔性的自动化生产线。有轨制导车辆（RGV）与AGV的主要区别包括RGV是基于轨道进行行进的，由此其运动范围较固定，然而运动路径更加精确、定位更准。考虑到运行成本，一般而言RGV适合于运动路径要求精确或者运动范围较小的场合中。由此在图中所示出的实施方式中，所述作业车1能够为有轨制导车辆或自动制导车辆，而所述物料车2能够为自动制导车辆。然而，在具体实施方式部分中最开始提出的技术方案中，所述作业车1能够为自动制导车辆，这是因为其需要从存储站中获取所述动力电池5，由此运动范围较大。

从图中还能够看出的是，所述运输装置11和/或所述运输机构21为滚轮组。所述滚轮组具有多个彼此成排和/或错开的滚轮。应当理解，所述滚轮组的实施方式包括控制手段在内是十分多样化的。例如，所述滚轮彼此之间能够同步运行以便使所述动力电池5在其上的运输稳定，或者部分滚轮构造成主动轮而部分滚轮构造成从动轮，由此一样能够实现较稳定的运输并且节约了成本。另外，重要的是，各个滚轮的运动方向不一定要全部相同，也就是说，部分滚轮能够构造成与相应的车的窄侧平行，而部分滚轮构造成与相应的车的长侧平行，或甚至倾斜地构造，由此所述动力电池5在其上的运输能够同时支持不同方向，只要相应地激活在所要求的方向的滚轮/主动轮并且同时解除激活其它运输方向上的滚轮/主动轮即可，由此使得所述动力电池5的运输更加灵活。应当理解，所述滚轮组为示例性的并且能够根据实际情况进行改型，例如还能够为移动托板、链轮等。

还需要说明的是，所述作业工位也不限于一个。也就是说，在根据本发明的站中，能够支持同时进行多个作业工位的作业工作，只要相应的车辆3与所述作业车1和所述物料车2（如有）相配合运行即可，由此极大地提高了自动化生产线的效率。

应当理解的是，如上所述那样，本发明的动力电池的运输和作业站能够应用于车辆生产流水线中以及执行动力电池的运输和作业方法。由此本发明还旨在保护具有根据本发明的动力电池的运输和作业站100的车辆生产流水线以及以根据本发明的动力电池的运输和作业站100来执行的动力电池的运输和作业方法，其中，所述车辆3与所述动力电池5对向地运输。关于方法的执行步骤或方式，请参见关于本发明的动力电池的运输和作业站的描述。

综上所述，所提供的动力电池的运输和作业站、装设有所述动力电池的运输和作业站的车辆生产流水线以及以所述动力电池的运输和作业站来执行的方法能够简便高效且低成本地对动力电池进行运输和作业，特别是在动力电池合装的应用中，能够在不影响车辆生产流水线的布局的情况下完成动力电池的作业作业，并且节省占地空间，能够适用于诸如动力电池规格、车辆规格、流水线布局等各种变化；能够实现自动地运输和作业、例如作业，从而动力电池的作业时间得到缩短；在产线上的作业工位占据小的空间；不需要大的6轴机器人，成本得到降低。

应当理解的是，所有以上的优选实施例都是示例性而非限制性的，本领域技术人员在本发明的构思下对以上描述的具体实施例做出的各种改型或变形都应在本发明的法律保护范围内。

Claims (10)

1.一种动力电池的运输和作业站（100），其特征在于，所述动力电池的运输和作业站（100）具有

能够行驶的作业车（1），在所述作业车（1）上构造有用于所述动力电池（5）的作业机构，

承载机构（4），

能够行驶的物料车（2），一部分所述物料车（2）用于承载车辆（3），一部分所述物料车（2）用于承载待经由所述作业机构进行作业的所述动力电池（5），其中，

所述承载机构（4）能够承载所述车辆（3），使得所述作业车（1）能够在所述车辆（3）的下方进行作业，

在所述作业车（1）上构造有用于运输所述动力电池（5）的运输装置（11），并且在用于承载所述动力电池（5）的物料车（2）上构造有用于运输所述动力电池（5）的运输机构（21）。

2.根据权利要求1所述的动力电池的运输和作业站（100），其特征在于，所述承载机构（4）构造成能够使所述车辆（3）进行升降运动。

3.根据权利要求1所述的动力电池的运输和作业站（100），其特征在于，所述作业车（1）和/或所述物料车（2）为自动制导车辆或有轨制导车辆。

4.根据权利要求1所述的动力电池的运输和作业站（100），其特征在于，所述运输装置（11）和/或所述运输机构（21）为滚轮组。

5.根据权利要求1所述的动力电池的运输和作业站（100），其特征在于，所述车辆（3）与所述动力电池（5）对向地运输到用于进行所述动力电池（5）到所述车辆（3）上的作业的作业工位处。

6.根据权利要求1所述的动力电池的运输和作业站（100），其特征在于，所述承载机构（4）为四柱提升臂。

7.根据权利要求5所述的动力电池的运输和作业站（100），其特征在于，完成作业的车辆（3）和完成所述动力电池（5）的运输的物料车（2）从所述作业工位处侧向地离开。

8.根据权利要求1所述的动力电池的运输和作业站（100），其特征在于，所述作业机构构造成能够使所述动力电池（5）进行升降运动。

9.一种车辆生产流水线，其特征在于，所述车辆生产流水线具有根据权利要求1-8中任一项所述的动力电池的运输和作业站（100）。

10.一种动力电池的运输和作业方法，其特征在于，所述动力电池的运输和作业方法以根据权利要求1-8中任一项所述的动力电池的运输和作业站（100）来执行，其中，所述车辆（3）与所述动力电池（5）对向地运输。

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