CN109638337A - 一种新能源汽车动力电池模组组装用抓取机构 - Google Patents

一种新能源汽车动力电池模组组装用抓取机构 Download PDF

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    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0404Machines for assembling batteries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车动力电池模组组装用抓取机构,涉及抓取装置,包括顶板和设于顶板上的抓取机构,顶板的上端面设有与机械手的端部连接的连接盘,顶板的下端设有直线驱动组件一和直线驱动组件二,直线驱动组件二位于直线驱动组件一的下端,且直线驱动组件二与直线驱动组件一垂直分布,直线驱动组件二设有设有两个,且镜像分布在顶板的下端,每个直线驱动组件二上均安装有两个动力电池模组膨胀定位组件,本发明结构简单,在对动力电池模组进行抓取时,采用动力电池模组膨胀定位组件对动力电池模组进行抓取,动力电池模组抓取不受动力电池模组与电池包壳体之间横向及其纵向的间隙影响,且定位稳定,使用较为方便。

Description

一种新能源汽车动力电池模组组装用抓取机构
技术领域
本发明涉及抓取装置,具体涉及一种新能源汽车动力电池模组组装用抓取机构。
背景技术:
随着全球环境恶化和资源减少等问题的出现,各大汽车厂将视线转移到新能源汽车上。
混合动力汽车、纯电动汽车、增程式电动汽车等各种电动汽车层出不穷。在新能源电动汽车上,动力电池包是关键零部件。随着动力电池包的需求量日益增加,以及对电池包电池包的生产一致性要求,动力电池包的自动化生产工艺已逐步实行。
现有技术为自动化生产动力电池包的关键工序是动力电池模组抓取、入箱体同时定位。现有技术是采用机械手夹取进行搬运,模组通过机械结构同时配合编程与电池包壳体进行定位,现有技术中采用夹取的方式进行搬运并入箱体,存在需要在电池模组侧壁或顶部预留夹具操作空间,影响电池包的空间利用率,且有的电池包内部框架加强结构与夹具干涉无法进行夹取操作,导致在抓取时抓取不便,影响生产效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新能源汽车动力电池模组组装用抓取机构,以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。
一种新能源汽车动力电池模组组装用抓取机构,用于安装在机械手的端部,包括顶板和设于顶板上的抓取机构,顶板的上端面设有与机械手的端部连接的连接盘,所述顶板的下端设有直线驱动组件一和直线驱动组件二,直线驱动组件二位于直线驱动组件一的下端,且直线驱动组件二与直线驱动组件一垂直分布,直线驱动组件二设有设有两个,且镜像分布在顶板的下端,两个直线驱动组件二平行分布,每个直线驱动组件二上均安装有两个动力电池模组膨胀定位组件,四个动力电池模组膨胀定位组件呈矩形分布,四个动力电池模组膨胀定位组件与动力电池模组上的柱状槽一一对应,所述顶板的上端面设有驱动组件控制器和动力电池模组膨胀定位组件控制器,驱动组件控制器与直线驱动组件一及其直线驱动组件二连接,动力电池模组膨胀定位组件控制器与四个动力电池模组膨胀定位组件连接。
优选的,所述直线驱动组件一由伺服电机一、丝杠一、导轨一及其驱动座一组成,伺服电机一安装在顶板的侧端,丝杠一及其导轨一均定位在顶板的下端,且丝杠一与导轨一平行分布,丝杠一的端部与伺服电机一的驱动端连接,驱动座一螺纹安装在丝杠一上,且驱动座一与导轨一滑动配合,所述直线驱动组件二由伺服电机二、丝杠二、导轨二及其驱动座二组成,伺服电机二安装在驱动座一的侧端,丝杠二及其导轨二均定位在驱动座一的下端,且丝杠二与导轨二平行分布,丝杠二的端部与伺服电机二的驱动端连接,驱动座二螺纹安装在丝杠二上,且驱动座二与导轨二滑动配合,每根丝杠二上均设有两个驱动座二,每个驱动座二上均安装有一个动力电池模组膨胀定位组件,所述驱动组件控制器与伺服电机一及其伺服电机二连接。
优选的,所述动力电池模组膨胀定位组件由微动气缸、导杆、聚氨酯橡胶膨胀环及其锁紧销构成,导杆为空心管状结构,且导杆竖直安装在驱动座二的下端,微动气缸安装在驱动座二的上端面,锁紧销安装在微动气缸的驱动端,且锁紧销从导杆中穿过,锁紧销的下端位于导杆的下方,锁紧销的下端与导杆的下端之间构成伸缩段,聚氨酯橡胶膨胀环套在伸缩段上,且聚氨酯橡胶膨胀环的上端与导杆的下端面接触,聚氨酯橡胶膨胀环的下端与锁紧销的下端的限位块的上端面接触,所述动力电池模组膨胀定位组件控制器与四个微动气缸连接。
优选的,所述驱动组件控制器为伺服电机控制器,所述动力电池模组膨胀定位组件控制器为电磁阀。
优选的,所述连接盘可拆卸安装在顶板的上端面。
优选的,所述顶板的侧端还设有图像拍摄机构,所述图像拍摄机构由视觉摄像头及其红光LED灯组成,红光LED灯安装在视觉摄像头上,视觉摄像头安装在顶板的侧端,且视觉摄像头的拍摄角度朝下,视觉摄像头外接外部的控制中心,且伺服电机控制器和电磁阀也连接外部的控制中心。
本发明的优点在于:本发明采用动力电池模组膨胀定位组件对动力电池模组进行抓取,动力电池模组抓取不受动力电池模组与电池包壳体之间横向及其纵向的间隙影响,在对动力电池模组进行抓取时,通过直线驱动组件一和直线驱动组件二来调整动力电池模组膨胀定位组件的位置,从而对指定位置的动力电池模组进行抓取,在对动力电池模组进行抓取时,四个动力电池模组膨胀定位组件与动力电池模组上的柱状槽一一对应后,外部的机械手带动本发明在竖直方向上进行直线运动,使得锁紧销及其聚氨酯橡胶膨胀环伸入到动力电池模组上的柱状槽中,然后启动微动气缸,使微动气缸的工作端收缩,并带动锁紧销向靠近微动气缸的方向做直线运动,聚氨酯橡胶膨胀环受到锁紧销的端部与导杆的下端之间的挤压,处于被胀起的状态,这样聚氨酯橡胶膨胀环的外壁会与柱状槽的内壁紧密接触,二者之间产生挤压,从而对动力电池模组进行稳定的定位,之后利用外部的机械手将动力电池模组转运至电池包壳体中,然后对微动气缸的工作端进行复位,机械手上抬,聚氨酯橡胶膨胀环及其锁紧销从柱状槽中被抽出,从而完成一次动力电池模组的定位-抓取-卸货。
本发明结构简单,在对动力电池模组进行抓取时,采用动力电池模组膨胀定位组件对动力电池模组进行抓取,动力电池模组抓取不受动力电池模组与电池包壳体之间横向及其纵向的间隙影响,且定位稳定,使用较为方便。
附图说明
图1、图2和图3为本发明的结构示意图;
图4为本发明将动力电池模组抓取后的示意图;
图5为动力电池模组的示意图;
图6为微动气缸顶出锁紧销时的动力电池模组膨胀定位组件的示意图;
图7为微动气缸收缩锁紧销时的动力电池模组膨胀定位组件的示意图;
其中:1—顶板,2-伺服电机控制器,3-电磁阀,4-视觉摄像头,5-红光LED灯,6-导轨一,7-伺服电机一,8-导轨二,9-伺服电机二,10-驱动座二,11-驱动座一,12-微动气缸,13-导杆,14-聚氨酯橡胶膨胀环,15-锁紧销,16-连接盘,17-丝杠一,18-丝杠二,19-动力电池模组,20-柱状槽。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。
实施例一
如图1至图5所示,一种新能源汽车动力电池模组组装用抓取机构,用于安装在机械手的端部,包括顶板1和设于顶板1上的抓取机构,顶板1的上端面设有与机械手的端部连接的连接盘16,所述顶板1的下端设有直线驱动组件一和直线驱动组件二,直线驱动组件二位于直线驱动组件一的下端,且直线驱动组件二与直线驱动组件一垂直分布,直线驱动组件二设有设有两个,且镜像分布在顶板的下端,两个直线驱动组件二平行分布,每个直线驱动组件二上均安装有两个动力电池模组膨胀定位组件,四个动力电池模组膨胀定位组件呈矩形分布,四个动力电池模组膨胀定位组件与动力电池模组19上的柱状槽20一一对应,所述顶板1的上端面设有驱动组件控制器和动力电池模组膨胀定位组件控制器,驱动组件控制器与直线驱动组件一及其直线驱动组件二连接,动力电池模组膨胀定位组件控制器与四个动力电池模组膨胀定位组件连接。
在本实施例中,所述直线驱动组件一由伺服电机一7、丝杠一17、导轨一6及其驱动座一11组成,伺服电机7一安装在顶板1的侧端,丝杠一17及其导轨一6均定位在顶板1的下端,且丝杠一17与导轨一6平行分布,丝杠一17的端部与伺服电机一7的驱动端连接,驱动座一11螺纹安装在丝杠一17上,且驱动座一11与导轨一6滑动配合,所述直线驱动组件二由伺服电机二9、丝杠二18、导轨二8及其驱动座二10组成,伺服电机二9安装在驱动座一11的侧端,丝杠二18及其导轨二8均定位在驱动座一11的下端,且丝杠二18与导轨二8平行分布,丝杠二18的端部与伺服电机二9的驱动端连接,驱动座二10螺纹安装在丝杠二18上,且驱动座二10与导轨二8滑动配合,每根丝杠二18上均设有两个驱动座二10,每个驱动座二10上均安装有一个动力电池模组膨胀定位组件,所述驱动组件控制器与伺服电机一7及其伺服电机二9连接。
在本实施例中,所述驱动组件控制器为伺服电机控制器2,所述动力电池模组膨胀定位组件控制器为电磁阀3。
在本实施例中,所述连接盘16可拆卸安装在顶板1的上端面。
在本实施例中,所述顶板1的侧端还设有图像拍摄机构,所述图像拍摄机构由视觉摄像头4及其红光LED灯5组成,红光LED灯5安装在视觉摄像头4上,视觉摄像头4安装在顶板1的侧端,且视觉摄像头4的拍摄角度朝下,视觉摄像头4外接外部的控制中心,且伺服电机控制器2和电磁阀3也连接外部的控制中心,当对动力电池模组进行抓取作业时,数据额摄像头会对动力电池模组的图像进行获取,并将获取的图像信息传递至控制中心,控制中心对获取的图中信息进行处理,并将图像信息进行处理形成对应的控制信号,从而控制机械手、伺服电机一7和伺服电机二9的工况,从而根据动力电池模组19的位置来调整动力电池模组膨胀定位组件的位置,提高自动化程度。
实施例二
如图1至图7所示,一种新能源汽车动力电池模组组装用抓取机构,用于安装在机械手的端部,包括顶板1和设于顶板1上的抓取机构,顶板1的上端面设有与机械手的端部连接的连接盘16,所述顶板1的下端设有直线驱动组件一和直线驱动组件二,直线驱动组件二位于直线驱动组件一的下端,且直线驱动组件二与直线驱动组件一垂直分布,直线驱动组件二设有设有两个,且镜像分布在顶板的下端,两个直线驱动组件二平行分布,每个直线驱动组件二上均安装有两个动力电池模组膨胀定位组件,四个动力电池模组膨胀定位组件呈矩形分布,四个动力电池模组膨胀定位组件与动力电池模组19上的柱状槽20一一对应,所述顶板1的上端面设有驱动组件控制器和动力电池模组膨胀定位组件控制器,驱动组件控制器与直线驱动组件一及其直线驱动组件二连接,动力电池模组膨胀定位组件控制器与四个动力电池模组膨胀定位组件连接。
在本实施例中,所述直线驱动组件一由伺服电机一7、丝杠一17、导轨一6及其驱动座一11组成,伺服电机7一安装在顶板1的侧端,丝杠一17及其导轨一6均定位在顶板1的下端,且丝杠一17与导轨一6平行分布,丝杠一17的端部与伺服电机一7的驱动端连接,驱动座一11螺纹安装在丝杠一17上,且驱动座一11与导轨一6滑动配合,所述直线驱动组件二由伺服电机二9、丝杠二18、导轨二8及其驱动座二10组成,伺服电机二9安装在驱动座一11的侧端,丝杠二18及其导轨二8均定位在驱动座一11的下端,且丝杠二18与导轨二8平行分布,丝杠二18的端部与伺服电机二9的驱动端连接,驱动座二10螺纹安装在丝杠二18上,且驱动座二10与导轨二8滑动配合,每根丝杠二18上均设有两个驱动座二10,每个驱动座二10上均安装有一个动力电池模组膨胀定位组件,所述驱动组件控制器与伺服电机一7及其伺服电机二9连接。
在本实施例中,所述动力电池模组膨胀定位组件由微动气缸12、导杆13、聚氨酯橡胶膨胀环14及其锁紧销15构成,导杆13为空心管状结构,且导杆13竖直安装在驱动座二10的下端,微动气缸12安装在驱动座二10的上端面,锁紧销15安装在微动气缸12的驱动端,且锁紧销15从导杆13中穿过,锁紧销15的下端位于导杆13的下方,锁紧销15的下端与导杆13的下端之间构成伸缩段,聚氨酯橡胶膨胀环14套在伸缩段上,且聚氨酯橡胶膨胀环14的上端与导杆13的下端面接触,聚氨酯橡胶膨胀环14的下端与锁紧销15的下端的限位块的上端面接触,所述动力电池模组膨胀定位组件控制器与四个微动气缸12连接。
在本实施例中,所述驱动组件控制器为伺服电机控制器2,所述动力电池模组膨胀定位组件控制器为电磁阀3。
在本实施例中,所述连接盘16可拆卸安装在顶板1的上端面。
在本实施例中,所述顶板1的侧端还设有图像拍摄机构,所述图像拍摄机构由视觉摄像头4及其红光LED灯5组成,红光LED灯5安装在视觉摄像头4上,视觉摄像头4安装在顶板1的侧端,且视觉摄像头4的拍摄角度朝下,视觉摄像头4外接外部的控制中心,且伺服电机控制器2和电磁阀3也连接外部的控制中心,当对动力电池模组进行抓取作业时,数据额摄像头会对动力电池模组的图像进行获取,并将获取的图像信息传递至控制中心,控制中心对获取的图中信息进行处理,并将图像信息进行处理形成对应的控制信号,从而控制机械手、伺服电机一7和伺服电机二9的工况,从而根据动力电池模组19的位置来调整动力电池模组膨胀定位组件的位置,提高自动化程度。
本发明的优点在于:本发明采用动力电池模组膨胀定位组件对动力电池模组19进行抓取,动力电池模组19抓取不受动力电池模组19与电池包壳体之间横向及其纵向的间隙影响,在对动力电池模组19进行抓取时,通过直线驱动组件一和直线驱动组件二来调整动力电池模组膨胀定位组件的位置,从而对指定位置的动力电池模组19进行抓取,在对动力电池模组19进行抓取时,四个动力电池模组膨胀定位组件与动力电池模组19上的柱状槽20一一对应后,外部的机械手带动本发明在竖直方向上进行直线运动,使得锁紧销15及其聚氨酯橡胶膨胀环14伸入到动力电池模组19上的柱状槽20中,然后启动微动气缸12,使微动气缸12的工作端收缩,并带动锁紧销15向靠近微动气缸12的方向做直线运动,聚氨酯橡胶膨胀环14受到锁紧销的端部与导杆13的下端之间的挤压,处于被胀起的状态,这样聚氨酯橡胶膨胀环14的外壁会与柱状槽20的内壁紧密接触,二者之间产生挤压,从而对动力电池模组19进行稳定的定位,之后利用外部的机械手将动力电池模组19转运至电池包壳体中,然后对微动气缸12的工作端进行复位,机械手上抬,聚氨酯橡胶膨胀环14及其锁紧销从柱状槽20中被抽出,从而完成一次动力电池模组19的定位-抓取-卸货。
本发明结构简单,在对动力电池模组进行抓取时,采用动力电池模组膨胀定位组件对动力电池模组进行抓取,动力电池模组抓取不受动力电池模组与电池包壳体之间横向及其纵向的间隙影响,且定位稳定,使用较为方便。
由技术常识可知,本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此,上述公开的实施方案,就各方面而言,都只是举例说明,并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (6)

1.一种新能源汽车动力电池模组组装用抓取机构,用于安装在机械手的端部,包括顶板(1)和设于顶板(1)上的抓取机构,顶板(1)的上端面设有与机械手的端部连接的连接盘(16),其特征在于,所述顶板(1)的下端设有直线驱动组件一和直线驱动组件二,直线驱动组件二位于直线驱动组件一的下端,且直线驱动组件二与直线驱动组件一垂直分布,直线驱动组件二设有设有两个,且镜像分布在顶板(1)的下端,两个直线驱动组件二平行分布,每个直线驱动组件二上均安装有两个动力电池模组膨胀定位组件,四个动力电池模组膨胀定位组件呈矩形分布,四个动力电池模组膨胀定位组件与动力电池模组(19)上的柱状槽(20)一一对应,所述顶板(1)的上端面设有驱动组件控制器和动力电池模组膨胀定位组件控制器,驱动组件控制器与直线驱动组件一及其直线驱动组件二连接,动力电池模组膨胀定位组件控制器与四个动力电池模组膨胀定位组件连接。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池模组组装用抓取机构,其特征在于:所述直线驱动组件一由伺服电机一(7)、丝杠一(17)、导轨一(6)及其驱动座一(11)组成,伺服电机一(7)安装在顶板(1)的侧端,丝杠一(17)及其导轨一(6)均定位在顶板(1)的下端,且丝杠一(17)与导轨一(6)平行分布,丝杠一(17)的端部与伺服电机一(7)的驱动端连接,驱动座一(11)螺纹安装在丝杠一(17)上,且驱动座一(11)与导轨一(6)滑动配合,所述直线驱动组件二由伺服电机二(9)、丝杠二(18)、导轨二(8)及其驱动座二(10)组成,伺服电机二(9)安装在驱动座一(11)的侧端,丝杠二(18)及其导轨二(8)均定位在驱动座一(11)的下端,且丝杠二(18)与导轨二(8)平行分布,丝杠二(18)的端部与伺服电机二(9)的驱动端连接,驱动座二(10)螺纹安装在丝杠二(18)上,且驱动座二(10)与导轨二(8)滑动配合,每根丝杠二(18)上均设有两个驱动座二(10),每个驱动座二(10)上均安装有一个动力电池模组膨胀定位组件,所述驱动组件控制器与伺服电机一(7)及其伺服电机二(9)连接。
3.根据权利要求2所述的一种新能源汽车动力电池模组组装用抓取机构,其特征在于:所述动力电池模组膨胀定位组件由微动气缸(12)、导杆(13)、聚氨酯橡胶膨胀环(14)及其锁紧销(15)构成,导杆(13)为空心管状结构,且导杆(13)竖直安装在驱动座二(10)的下端,微动气缸(12)安装在驱动座二(10)的上端面,锁紧销(15)安装在微动气缸(12)的驱动端,且锁紧销(15)从导杆(13)中穿过,锁紧销(15)的下端位于导杆(13)的下方,锁紧销(15)的下端与导杆(13)的下端之间构成伸缩段,聚氨酯橡胶膨胀环(14)套在伸缩段上,且聚氨酯橡胶膨胀环(14)的上端与导杆(13)的下端面接触,聚氨酯橡胶膨胀环(14)的下端与锁紧销(15)的下端的限位块的上端面接触,所述动力电池模组膨胀定位组件控制器与四个微动气缸(12)连接。
4.根据权利要求3所述的一种新能源汽车动力电池模组组装用抓取机构,其特征在于:所述驱动组件控制器为伺服电机控制器(2),所述动力电池模组膨胀定位组件控制器为电磁阀(3)。
5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池模组组装用抓取机构,其特征在于:所述连接盘(16)可拆卸安装在顶板(1)的上端面。
6.根据权利要求4所述的一种新能源汽车动力电池模组组装用抓取机构,其特征在于:所述顶板(1)的侧端还设有图像拍摄机构,所述图像拍摄机构由视觉摄像头(4)及其红光LED灯(5)组成,红光LED灯(5)安装在视觉摄像头(4)上,视觉摄像头(4)安装在顶板(1)的侧端,且视觉摄像头(4)的拍摄角度朝下,视觉摄像头(4)外接外部的控制中心,且伺服电机控制器(2)和电磁阀(3)也连接外部的控制中心。
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