CN109830736A - 一种夹持机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种夹持机构，以降低电池的损坏率，提高电池的夹取效率。该夹持机构，包括：框架，包括沿第一方向相对设置的第一端部和第二端部，第二端部设置有第一限位结构；第一驱动装置，固定于框架，用于驱动磁铁沿第一方向运动，第一限位结构用于为磁铁限位；夹取装置，设置于第一限位结构远离第一端部的一端，包括第二驱动装置，以及沿第二方向相对设置的固定部和活动部，固定部固定于框架，第二驱动装置用于驱动活动部沿第二方向运动，第二方向与第一方向相垂直。

Description

一种夹持机构

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，特别是涉及一种夹持机构。

背景技术

新能源电动汽车的供电电源主要是由方形电池、圆柱形电池或软包电池等分别形成电池串，然后再经过电池串的并联、组装以及转配，并进行线下测试等工序制造出的达标的电源包。随着新能源电动汽车行业的快速发展，电动汽车的电源包的需求巨大，这就需要有一条标准化的电源包的生产线，以生产出保质保量的电源包。

目前，在利用圆柱电池组装成电源包时，都是通过人工将圆柱电池插入到用于组装电源包的模型中。这样，存在以下问题：一、电池是带电的，在通过人工拿取或者作业时，容易造成电池正负极短路或者电池的掉落；二、在人工作业时，造成电池正负极插反，以导致整个电源包报废；三、人工工作效率低，影响产量。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种夹持机构，以降低电池的损坏率，提高电池的夹取效率。

本发明实施例提供了一种夹持机构，包括：

框架，包括沿第一方向相对设置的第一端部和第二端部，所述第二端部设置有第一限位结构；

第一驱动装置，固定于所述框架，用于驱动磁铁沿所述第一方向运动，所述第一限位结构用于为所述磁铁限位；

夹取装置，设置于第一限位结构远离所述第一端部的一端，包括第二驱动装置，以及沿第二方向相对设置的固定部和活动部，所述固定部固定于所述框架，所述第二驱动装置用于驱动所述活动部沿所述第二方向运动，所述第二方向与所述第一方向相垂直。

采用本技术方案的夹持机构在夹取电池时，首先，将该夹持机构移动至要被夹取的电池的上方；然后，通过第一驱动装置驱动磁铁沿第一方向运动至第一限位结构，由于电池的正负极均具有钢壳，这样电池的正负极可以被磁铁吸附；之后，夹取装置的第二驱动装置驱动活动部朝固定部方向运动，直至将电池夹紧；最后，将电池夹取完成的夹持机构移动至设定位置即可。

在本技术方案中，由于框架具有用于为磁铁限位的第一限位结构，这样在磁铁吸附电池时，不会使磁铁与电池的正负极直接接触，因此可以有效的避免电池的短路，降低电池的损坏率；并且，当磁铁尺寸足够大时，该夹持机构可同时夹取多个并排的电池，以提高电池的夹取效率。

在本发明实施例中，可选的，所述夹持机构还包括设置于所述框架的定位传感器，所述定位传感器用于在被所述磁铁吸附的物体吸附到位时发出信号。

当被磁铁吸附的物体，例如电池，被吸附到位置时，定位传感器发出信号，然后再通过第二驱动装置驱动活动部朝固定部运动以至夹紧电池，这样可有效的避免电池在夹取完成后，在被移动的过程中发生掉落。

在本发明任一实施例中，可选的，所述第一驱动装置为多个，每个所述第一驱动装置用于驱动一个所述磁铁运动。

通过使第一驱动装置为多个，且每个第一驱动装置独立驱动一个磁铁运动，这样可按照所需的电池的数量进行夹取，使用较为方便。

在本发明实施例中，可选的，所述第一驱动装置为气缸，所述磁铁固定于所述气缸的导杆的端部。

通过将第一驱动装置选择为气缸，并将磁铁固定于气缸导杆的端部，可以使夹持机构的结构得到简化。

在本发明任一实施例中，可选的，所述框架还包括设置于第一限位结构靠近所述第一端部一侧的第二限位结构，所述导杆穿插于所述第二限位结构，所述气缸的缸筒与所述磁铁分别位于所述第二限位结构的两侧。

在本发明各实施例中，第一限位结构用于对磁铁吸附电池时的位置进行限位，并且能够起到隔离磁铁与电池的作用；而通过设置第二限位结构可以对带动磁铁运动的导杆的回缩位置进行限定，这样可以通过调整第二限位结构的位置，对导杆的伸出距离进行调整。

在本发明实施例中，可选的，所述固定部靠近所述活动部的一侧具有多个第一凹槽，所述活动部靠近所述固定部的一侧具有多个第二凹槽，所述第一凹槽与所述第二凹槽一一对应设置，且所述第一凹槽与所述磁铁一一对应设置。

通过在固定部以及活动上设置一一对应的凹槽，这样可以在磁铁将电池吸附后，通过凹槽对电池的位置进行调整，使其能够与后续的装配位置相匹配。

在本发明任一实施例中，可选的，所述第二驱动装置与所述活动部之间设置有弹性件。

通过在第二驱动装置与活动部之间设置弹性件，可以使该夹持机构能够适用于多种型号的电池的夹取，同时还可以兼容同型号的电池的尺寸偏差。

在本发明实施例中，可选的，所述弹性件为多个，且所述弹性件与所述第二凹槽一一对应设置。

通过将弹性件与第二凹槽一一对应设置，可以实现弹性件与被夹取的电池的一一对应的调节关系，从而使夹持更加可靠。

在本发明任一实施例中，可选的，所述夹取装置还包括固定于所述框架的导轨，所述活动部具有与所述导轨相匹配的凸起，所述第二驱动装置带动所述活动部沿所述导轨运动。

在本实施例中，第二驱动装置带动活动部沿固定于框架上的导轨运动，可有效的提高活动部的运动平稳性。

在本发明实施例中，可选的，所述第一端部还设置有与机械手连接的固定结构。

在本技术方案各实施例中，固定结构的具体类型不限，以固定法兰为例。这样夹持机构通过固定法兰与机械手连接，机械手带动该夹持机构实现其位置的移动以及调整，以进一步提高电池的夹取效率。

附图说明

图1为本发明一实施例的夹持机构的结构示意图；

图2为本发明另一实施例的夹持机构的结构示意图；

图3为本发明又一实施例的夹持机构的结构示意图；

图4为图3的A-A剖视图；

图5为本发明实施例的夹去装置的结构示意图；

图6为本发明实施例的夹持机构的局部结构示意图。

附图标记：

1-框架；

101-第一端部；

102-第二端部；

103-第一限位结构；

104-第二限位结构；

105-固定结构；

2-第一驱动装置；

201-气缸；

202-导杆；

203-缸筒；

3-磁铁；

4-夹取装置；

401-第二驱动装置；

402-固定部；

403-活动部；

404-第一凹槽；

405-第二凹槽；

406-弹性件；

407-导轨；

408-凸起。

具体实施方式

为降低电池的损坏率，提高电池的夹取效率，本发明实施例提供了一种夹持机构。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明作进一步详细说明。

当本申请提及“第一”、“第二”、“第三”或者“第四”等序数词时，除非根据上下文其确实表达顺序之意，否则应当理解为仅仅是起区分之用。

如图1至图6所示，本发明实施例提供了一种夹持机构，包括：

框架1，包括沿第一方向相对设置的第一端部101和第二端部102，第二端部102设置有第一限位结构103；

第一驱动装置2，固定于框架1，用于驱动磁铁3沿第一方向运动，第一限位结构103用于为磁铁3限位；

夹取装置4，设置于第一限位结构103远离第一端部101的一端，包括第二驱动装置401，以及沿第二方向相对设置的固定部402和活动部403，固定部402固定于框架1，第二驱动装置2用于驱动活动部403沿第二方向运动，第二方向与第一方向相垂直。

在本技术方案中，第一方向是指磁铁3沿靠近或者远离被吸附物体运动的方向；第二方向与第一方向垂直，是指活动部403沿靠近或者远离被夹持物体运动的方向。

采用本技术方案的夹持机构在夹取电池时，首先，将该夹持机构移动至要被夹取的电池的上方；然后，通过第一驱动装置2驱动磁铁3沿第一方向运动至第一限位结构103，由于电池的正负极均具有钢壳，这样电池的正负极可以被磁铁3吸附；之后，夹取装置4的第二驱动装置401驱动活动部403朝固定部402方向运动，直至将电池夹紧；最后，将电池夹取完成的夹持机构移动至设定位置即可。

在本技术方案中，由于框架1具有用于为磁铁3限位的第一限位结构103，并且将第一限位结构103的材质优选为绝缘性较佳的材料，这样在磁铁3吸附电池时，不会使磁铁3与电池的正负极直接接触，因此可以有效的避免电池的短路，降低电池的损坏率；并且，当磁铁3的尺寸足够大时，该夹持机构可同时夹取多个并排的电池，以提高电池的夹取效率。

如图1和图2所示，在本发明实施例中，可选的，夹持机构还包括设置于框架1的定位传感器(图中未示出)，定位传感器用于在被磁铁3吸附的物体到位时发出信号。

当被磁铁3吸附的物体，例如电池，被吸附到设定位置时，定位传感器发出信号，然后再通过第二驱动装置401驱动活动部403朝固定部运动402以至夹紧电池，这样可有效的避免电池在夹取完成后，在被移动的过程中发生掉落。

并且，当被夹取的电池为多个时，可对应每个电池设置一个定位传感器，这样当所有的定位传感器均发出信号时，再使第二驱动装置401驱动活动部403朝固定部402运动，以进一步提高电池被夹取的有效性。

如图1至图6所示，在本发明任一实施例中，可选的，第一驱动装置2为多个，每个第一驱动装置2用于驱动一个磁铁3运动。

通过使第一驱动装置2为多个，且每个第一驱动装置2独立驱动一个磁铁3运动，这样可按照所需的电池的数量进行夹取，使用较为方便。例如，将第一驱动装置2设置为10个，这样就可以每次夹取1～10个之间任意数量的电池。

如图6所示，在本发明实施例中，可选的，第一驱动装置2为气缸201，磁铁3固定于气缸201的导杆202的端部。

由于气缸201的控制较为简单、精度较高且运动较为平稳，因此将第一驱动装置2选择为气缸201，并将磁铁3固定于气缸201的导杆202的端部，可有效的提高磁铁3的运动精度，并使夹持机构的结构得到简化。另外，在本技术方案各实施例中，第二驱动装置401也可以为气缸。

如图1至图4所示，在本发明任一实施例中，可选的，框架1还包括设置于第一限位结构103靠近第一端部101一侧的第二限位结构104，导杆202穿插于第二限位结构104，气缸201的缸筒203与磁铁3分别位于第二限位结构104的两侧。

在本发明各实施例中，第一限位结构103用于对磁铁3吸附电池时的位置进行限位，并且能够起到隔离磁铁3与电池的作用；而通过设置第二限位结构104可以对带动磁铁3运动的导杆202的回缩位置进行限定，这样可以通过调整第二限位结构104的位置，对导杆202的伸出距离进行调整。

如图2和图6所示，在本发明实施例中，可选的，固定部402靠近活动部403的一侧具有多个第一凹槽404，活动部403靠近固定部402的一侧具有多个第二凹槽403，第一凹槽404与第二凹槽405一一对应设置，且第一凹槽404与磁铁3一一对应设置。

通过在固定部402以及活动部403上设置一一对应的凹槽，这样可以在活动部403与固定部402对合后形成电池的容置空间；并且可以在磁铁3将电池吸附后，通过凹槽对电池的位置进行调整，使其能够与后续的装配位置相匹配。

值得一提的是，在本发明各实施例中，第一凹槽404以及第二凹槽405的具体形状不限，可根据要夹取的电池的外部性状进行设置，例如，当夹取圆柱形电池时，可将第一凹槽404以及第二凹槽405均设置为圆形凹槽；当夹取方形电池时，可将第一凹槽404以及第二凹槽405均设置为方形凹槽。并且，还可以在第一凹槽404以及第二凹槽405的表面设置柔性层，以提高加持可靠性，减小夹取装置对电池造成的磨损。

如图4和图5所示，在本发明任一实施例中，可选的，第二驱动装置401与活动部403之间设置有弹性件406。

其中，弹性件406的具体类型不限，例如可以为弹簧。通过在第二驱动装置401与活动部403之间设置弹性件406，可以使该夹持机构能够适用于多种型号的电池的夹取，同时还可以兼容同型号的电池的尺寸偏差，从而使夹持机构具有较广的适用范围。

如图5所示，在本发明实施例中，可选的，弹性件406为多个，且与第二凹槽405一一对应设置。

通过将弹性件406与第二凹槽405一一对应设置，可以实现弹性件406与被夹取的电池的一一对应的调节关系，从而使夹持更加可靠。

如图1和图6所示，在本发明任一实施例中，可选的，夹取装置4还包括固定于框架1的导轨407，活动部403具有与导轨407相匹配的凸起408，第二驱动装置401带动活动部403沿导轨407运动。

在本实施例中，第二驱动装置401带动活动部403沿固定于框架1上的导轨407运动，可有效的提高活动部403的运动平稳性。

如图1所示，在本发明实施例中，可选的，第一端部101还设置有与机械手(图中未示出)连接的固定结构105。

在本技术方案各实施例中，固定结构105的具体类型不限，以固定法兰为例。这样夹持机构通过固定法兰与机械手连接，机械手带动该夹持机构实现其位置的移动以及调整，以进一步提高电池的夹取效率。

参考图1至图6，在本技术方案一个具体的实施例中，该夹持机构通过固定法兰连接到机械手上，机械手带动该夹持机构实现自动工作。当夹持机构移动到待抓取圆柱电池放置位置时，夹取装置4的第二驱动装置401驱动活动部403动作，夹取装置4打开；机器手带动该夹持机构，使夹取装置4的固定部402的第一凹槽404的侧面与圆柱电池侧面轻微接触，同时磁铁3带动气缸201也工作，气缸201的导杆202伸出，导杆202顶端的磁铁3接近到圆柱电池的正极或负极，由于圆柱电池正极或负极为钢壳，磁铁3可以吸引到圆柱电池的正极或负极，但是由于第一限位结构103的存在，又能使圆柱电池的电极接触不到导杆202顶端的磁铁3，可以有效防止圆柱电池短路的发生；当所有圆柱电池的定位传感器有反馈信号时，认为所有圆柱电池被磁铁3吸附到位，第二驱动装置401驱动活动部403动作，夹取装置4合拢，夹紧圆柱电池；抓取圆柱电池完成后，机械手带动该夹持机构，把圆柱电池移动到设定装配位置。

当机械手到达装配位置后，对该夹持机构进行调整，以使圆柱电池为竖直状态，夹取装置4的第二驱动装置401驱动活动部403动作，使夹取装置4打开，然后气缸201的导杆202收缩，带动磁铁3远离吸附着的圆柱电池，圆柱电池因失去磁铁3吸附，并在重力的作用下落入设定装配位置，从而实现圆柱电池的自动化夹取和装配。

另外，夹持机构还可以包括与第一驱动装置2以及第二驱动装置401的连接的控制装置，控制装置用于控制第一驱动装置2驱动磁铁3沿第一方向运动，并在接收到电池被磁铁3吸附到位的信号后控制第二驱动装置401驱动活动部403朝固定部402方向运动，直至将电池夹紧后，控制机械手带动该夹持有电池的夹持机构移动至设定位置，以进一步实现该夹持机构的自动化工作。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种夹持机构，其特征在于，包括：

框架，包括沿第一方向相对设置的第一端部和第二端部，所述第二端部设置有第一限位结构；

第一驱动装置，固定于所述框架，用于驱动磁铁沿所述第一方向运动，所述第一限位结构用于为所述磁铁限位；

夹取装置，设置于第一限位结构远离所述第一端部的一端，包括第二驱动装置，以及沿第二方向相对设置的固定部和活动部，所述固定部固定于所述框架，所述第二驱动装置用于驱动所述活动部沿所述第二方向运动，所述第二方向与所述第一方向相垂直。

2.如权利要求1所述的夹持机构，其特征在于，还包括设置于所述框架的定位传感器，所述定位传感器用于在被所述磁铁吸附的物体吸附到位时发出信号。

3.如权利要求1所述的夹持机构，其特征在于，所述第一驱动装置为多个，每个所述第一驱动装置用于驱动一个所述磁铁运动。

4.如权利要求3所述的夹持机构，其特征在于，所述第一驱动装置为气缸，所述磁铁固定于所述气缸的导杆的端部。

5.如权利要求4所述的夹持机构，其特征在于，所述框架还包括设置于第一限位结构靠近所述第一端部一侧的第二限位结构，所述导杆穿插于所述第二限位结构，所述气缸的缸筒与所述磁铁分别位于所述第二限位结构的两侧。

6.如权利要求3所述的夹持机构，其特征在于，所述固定部靠近所述活动部的一侧具有多个第一凹槽，所述活动部靠近所述固定部的一侧具有多个第二凹槽，所述第一凹槽与所述第二凹槽一一对应设置，且所述第一凹槽与所述磁铁一一对应设置。

7.如权利要求6所述的夹持机构，其特征在于，所述第二驱动装置与所述活动部之间设置有弹性件。

8.如权利要求7所述的夹持机构，其特征在于，所述弹性件为多个，且所述弹性件与所述第二凹槽一一对应设置。

9.如权利要求1所述的夹持机构，其特征在于，所述夹取装置还包括固定于所述框架的导轨，所述活动部具有与所述导轨相匹配的凸起，所述第二驱动装置带动所述活动部沿所述导轨运动。

10.如权利要求1～9任一项所述的夹持机构，其特征在于，所述第一端部还设置有与机械手连接的固定结构。