CN110406505B - 一种汽车用蓄电池夹取装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车用蓄电池夹取装置及系统，汽车用蓄电池夹取装置用于夹取蓄电池并安装至汽车的电池安装区，其包括用于夹取蓄电池的夹具、水平设置的杆件和操作臂杆；水平设置的杆件的一端组设于夹具上并形成连接端，另一端朝远离夹具方向延伸并形成远端；操作臂杆的一端滑设于杆件上，另一端用于与机械臂相连；当电池安装区位于发动机舱时，夹取装置具有第一安装状态，且处于该状态时，连接端位于电池安装区内，远端位于电池安装区外，操作臂杆与杆件相连的一端位于连接端；当电池安装区位于后备箱时，夹取装置具有第二安装状态，且处于该状态时，连接端位于电池安装区内，远端位于电池安装区外，操作臂杆与杆件相连的一端位于远端。

Description

一种汽车用蓄电池夹取装置及系统

技术领域

本发明涉及汽车机械制造领域，具体涉及一种汽车用蓄电池夹取装置及系统。

背景技术

汽车用蓄电池是汽车必备的能源件之一，全车电子电路系统的正常运行与使用都依赖于蓄电池的能源供给。目前汽车用蓄电池外形尺寸和重量千变万化，在汽车装配厂需要对不同尺寸及不同结构的蓄电池进行共线装配。

现有技术中，由于不同车型其蓄电池的外形尺寸不一，为了适配不同外形尺寸蓄电池的装卸，通常会采用与电池外形尺寸相匹配的取放装置进行安装蓄电池，这就需要制造不同外形尺寸的蓄电池取放装置，导致生产制造成本高、通用性不足等问题。

在中国专利CN105799661A的专利文献中公开了一种“电池取放装置”，本发明公开了一种电池取放装置，该电池取放装置包括第一调节杆、第二调节杆、导向支撑架及用于夹持电池的夹持装置，第一调节杆轴向两端上设置有一对可在第一调节杆上朝相反方向移动并锁定的导向支撑架，每个导向支撑架上安装有一个第二调节杆，每个第二调节杆上设置有一对可在第二调节杆上朝相反方向移动并锁定的夹持装置，第一调节杆和第二调节杆垂直布置。该申请的电池取放装置，可以根据需要夹持的汽车电池外形尺寸，调整夹持装置在两个垂直方向上的距离，以进行汽车电池的夹持工序，从而快捷方便完成汽车电池的装卸工作，具有通用性强、适用性广泛的特点。但是该电池取放装置只适合传统燃油车车型用蓄电池，因为传统燃油车车型的电池安装区一般布置在发动机机舱，由于发动机机舱为开放式空间，使用该电池取放装置将蓄电池安装至电池安装区不会与发动机机舱相互干涉，但是现在新开发的插入式混合动力电动汽车PHEV(plug in hybrid electric vehicle)及混合动力汽车HEV(Hybrid Electric Vehicle)的电池安装区布置在后备箱靠近尾灯的一侧，使用该电池取放装置将蓄电池安装至电池安装区会与后备箱的箱壁相干涉，导致蓄电池无法安装进后备箱。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种汽车用蓄电池夹取装置及系统，同时满足电池安装区在发动机机舱及后备箱等不同形式的车型的蓄电池的夹取和安装。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种汽车用蓄电池夹取装置，其用于夹取蓄电池并安装至汽车的电池安装区，其包括：

用于夹取所述蓄电池的夹具；

水平设置的杆件，其一端组设于所述夹具上并形成连接端，另一端朝远离所述夹具方向延伸并形成远端；

操作臂杆，其一端滑设于所述杆件上，另一端用于与机械臂相连；同时，

当电池安装区位于发动机舱时，所述夹取装置具有第一安装状态，且处于该状态时，所述连接端位于电池安装区内，所述远端位于电池安装区外，所述操作臂杆与所述杆件相连的一端位于所述连接端；

当电池安装区位于后备箱时，所述夹取装置具有第二安装状态，且处于该状态时，所述连接端位于电池安装区内，所述远端位于电池安装区外，所述操作臂杆与所述杆件相连的一端位于所述远端。

在上述技术方案的基础上，所述夹具包括驱动装置和分设于所述驱动装置两侧的两个夹爪，两个所述夹爪之间形成用于夹持所述蓄电池的夹持空间，所述驱动装置与至少一个夹爪相连，并用于驱动两个所述夹爪相互靠近或远离。

在上述技术方案的基础上，所述驱动装置包括：

水平设置的滑轨，其一端与两个所述夹爪中的一个夹爪相连；

固定块，其与所述滑轨相适配，所述滑轨设于所述固定块上；

气缸，其具有一与所述滑轨相连的伸缩驱动轴；

控制器，其与所述气缸相连，并用于控制所述气缸驱动所述滑轨沿所述固定块移动。

在上述技术方案的基础上，所述操作臂杆通过滑动套件可滑动地套设于所述杆件上。

在上述技术方案的基础上，所述滑动套件上设有定位销，所述杆件上开设有与所述定位销相适配的定位孔。

在上述技术方案的基础上，所述操作臂杆通过旋转连接件与所述滑动套件可转动相连。

在上述技术方案的基础上，所述旋转连接件包括：

外套筒，其内部设有一腔体，且所述外套筒与所述操作臂杆相连；

转动轴，其位于所述腔体内，并通过轴承与所述外套筒相连，且所述转动轴底端连接于所述滑动套件上。

在上述技术方案的基础上，所述近心端通过摇摆装置与所述驱动装置相连，所述夹具可绕所述摇摆装置摆动。

在上述技术方案的基础上，所述摇摆装置包括：

铰支座，其固定于所述近心端上；

摇摆臂，其一端与所述驱动装置相连，另一端通过销轴与所述铰支座相连。

本发明还提供一种汽车用蓄电池夹取系统，其包括：

如权利要求1所述的汽车用蓄电池夹取装置；

机械臂，其与所述操作臂杆远离所述杆件的一端相连；

控制装置，其与所述机械臂相连，并用于控制所述机械臂的工作。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的汽车用蓄电池夹取装置可以同时满足电池安装区在发动机机舱及后备箱等不同形式的车型的蓄电池的夹取和安装，因为：

当电池安装区位于发动机舱时，将夹取装置调整至第一安装状态，当夹取装置处于该状态时，此时操作臂杆与杆件相连的一端位于连接端，由于发动机舱为开放式的结构，夹取装置采取第一状态夹取并安装蓄电池，不会与发动机舱发生干涉，而且操作臂杆与杆件的相连的一端与蓄电池的重心大致在同一铅垂线上，保证了夹取和安装过程中蓄电池的平衡，操作臂杆对夹具的姿态调整更方便，便于高效安装蓄电池。

当电池安装区位于后备箱时，为了夹取装置不与后备箱发生干涉，将夹取装置调整至第二安装状态，当夹取装置处于该状态时，操作臂杆从杆件连接端移动至远端，操作臂杆杆件的延伸方向一致，相当于增长了操作臂杆的长度，将蓄电池夹取并起吊的作用点仍然在连接端，此时连接端与蓄电池的重心仍大致在同一铅垂线上，这样不仅能保证夹取和安装过程中蓄电池的平衡，而且将蓄电池安装进电池安装区时，连接端通蓄电池一起均位于电池安装区内，而远端与操作臂杆则共同位于电池安装区外，避免了操作臂杆与后备箱发生干涉，保证蓄电池顺利安装进后备箱的电池安装区内。

(2)本发明的汽车用蓄电池夹取系统，在使用时，通过机械臂控制操作臂杆旋转至储存蓄电池的工作台，夹具夹取蓄电池后，再控制操作臂杆旋转至汽车的电池安装区，将蓄电池安装进电池安装区，然后将操作臂杆旋转至储存蓄电池的工作台，重复上述步骤，完成所有蓄电池的安装，实现蓄电池安装的自动化和高效化。

附图说明

图1为本发明实施例中蓄电池夹取装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中夹取装置的第一安装状态示意图；

图3为本发明实施例中夹取装置的第二安装状态示意图；

图4为本发明实施例中夹具的结构示意图；

图5为本发明实施例中旋转连接件的剖视图。

图中：1-蓄电池，3-夹具，30-驱动装置，300-滑轨，301-固定块，302-气缸，303-伸缩驱动轴，304-控制器，31-夹爪，32-夹持空间，4-杆件，40-连接端，41-远端，42-定位孔，5-操作臂杆，6-滑动套件，60-定位销，7-旋转连接件，70-外套筒，71-转动轴，72-轴承，73-螺母，74-抵挡结构，8-摇摆装置，80-铰支座，81-摇摆臂。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

参见图1所示，本发明实施1提供一种汽车用蓄电池夹取装置，其用于夹取蓄电池1并将蓄电池1安装至汽车的电池安装区，汽车用蓄电池夹取装置包括用于夹取蓄电池1的夹具3、水平设置的杆件4和操作臂杆5；杆件4的一端组设于夹具3上并形成连接端40，连接端40与夹具3的重心大致在同一铅垂线上，杆件4的另一端朝远离夹具3方向延伸并形成远端41；操作臂杆5的一端滑设于杆件4上，并能在连接端40与远端41之间来回移动，操作臂杆5的另一端用于与机械臂相连，通过机械臂控制操作臂杆5的运动，能够实现自动夹取蓄电池1以及安装蓄电池1。

参见图2所示，当电池安装区位于发动机舱时，这也是大部分车型的电池安装区的位置，此种情况下将夹取装置调整至第一安装状态，也为夹取装置的常用状态，当夹取装置处于该状态时，此时操作臂杆5与杆件4相连的一端位于连接端40，由于连接端40连接端40与夹具3的重心大致在同一铅垂线上，那么夹具3在夹取蓄电池1时，蓄电池1的重心与连接端40也大致在同一铅垂线上，这样能保证蓄电池1的平衡，防止蓄电池1倾斜。夹具3夹取蓄电池1后移动至靠近发动机舱的电池安装区，调整好蓄电池1的安装姿态，将蓄电池1放入电池安装区内，由于连接端40与蓄电池1的重心大致在同一铅垂线上，连接端40以及连接在连接端40的操作臂杆5也同样会位于电池安装区内，而且此时远端41延伸至电池安装区外；发动机舱为开放式的结构，夹取装置采取第一状态夹取并安装蓄电池1，不会与发动机舱发生干涉，而且操作臂杆5与杆件4的相连的一端与蓄电池1的重心大致在同一铅垂线上，保证了夹取和安装过程中蓄电池1的平衡，操作臂杆5对夹具3的姿态调整更方便，便于高效安装蓄电池1。

参见图3所示，当电池安装区位于后备箱时，目前插入式混合动力电动汽车PHEV及混合动力汽车HEV的电池安装区布置在后备箱，为了夹取装置不与后备箱发生干涉，将夹取装置调整至第二安装状态，当夹取装置处于该状态时，操作臂杆5从杆件4连接端40移动至远端41，此时远端41与蓄电池1的重心不在同一铅垂线上，但是操作臂杆5杆件4的延伸方向一致，相当于增长了操作臂杆5的长度，将蓄电池1夹取并起吊的作用点仍然在连接端40，此时连接端40与蓄电池1的重心仍大致在同一铅垂线上，这样不仅能保证夹取和安装过程中蓄电池1的平衡，而且将蓄电池1安装进电池安装区时，连接端40通蓄电池1一起均位于电池安装区内，而远端41与操作臂杆5则共同位于电池安装区外，避免了操作臂杆5与后备箱发生干涉，保证蓄电池1顺利安装进后备箱的电池安装区内。

因此本发明实施例1中的汽车用蓄电池夹取装置可以同时满足电池安装区在发动机机舱及后备箱等不同形式的车型的蓄电池的夹取和安装。

实施例2：

其基本内容同实施例1，不同之处在于：

参见图4所示，本发明实施例2中的夹具3包括驱动装置30和分设于驱动装置30两侧的两个夹爪31，两个夹爪31之间形成用于夹持蓄电池1的夹持空间32，驱动装置30与至少一个夹爪31相连，并用于驱动两个夹爪31相互靠近或远离。具体的，驱动装置30包括水平设置的滑轨300、固定块301、气缸302和控制器304，滑轨300的一端与两个夹爪31中的一个夹爪31相连；固定块301与滑轨300相适配，滑轨300设于固定块301上；气缸302具有一与滑轨300相连的伸缩驱动轴303；控制器304与气缸302相连，并用于控制气缸302驱动滑轨300沿固定块301移动。使用本发明实施例2中的夹具3夹取蓄电池1时，先通过控制器304控制气缸302的伸缩驱动轴303伸出，伸缩驱动轴303带动滑轨300在固定块301上朝右移动，从而使得与滑轨300相连的夹爪31也朝右移动，两个夹爪31相分离，从而将蓄电池1夹取至夹持空间32内；然后，通过控制器304控制气缸302的伸缩驱动轴303收缩，伸缩驱动轴303带动滑轨300在固定块301上朝左移动，从而使得与滑轨300相连的夹爪31也朝左移动，两个夹爪31相靠近，从而将蓄电池1夹紧。

实施例3：

其基本内容同实施例1，不同之处在于：

参见图2-4所示，操作臂杆5通过滑动套件6可滑动地套设于杆件4上。本发明实施例3的滑动套件6为直线轴承，夹取装置从第一安装状态转变成第二安装状态时，通过向左拉动夹具3使杆件4在直线轴承内滑动，直至使直线轴承位于杆件4的远端41。滑动套件6上设有定位销60，杆件4上开设有与定位销60相适配的定位孔42。当夹取装置处于第一安装状态时，定位销60插入定位孔42中，将操作臂杆5固定在杆件4的连接端40，实现操作臂杆5的定位。当夹取装置处于第二安装状态时，定位销60压持在杆件4的远端41外表面上，实现操作臂杆5的定位。

实施例4：

其基本内容同实施例1，不同之处在于：

操作臂杆5通过旋转连接件7与滑动套件6可转动相连，具体的，旋转连接件7的底部连接有法兰盘，滑动套件6的顶部连接有法兰盘，将两个法兰盘连接在一起实现旋转连接件7与滑动套件6的连接。

参见图5所示，具体的，旋转连接件7包括外套筒70和转动轴71，外套筒70内部设有一腔体，且外套筒70的外壳与操作臂杆5相连；转动轴71位于腔体内，并通过轴承72与外套筒70相连，轴承72的内圈与转动轴71固定，轴承72的外圈与外套筒70固定，且转动轴71的顶端套接有螺母73，螺母73用于固定转动轴71，防止蓄电池1的重量太大导致转动轴71掉落，转动轴71的的底端沿外圆周方向朝外凸设有抵挡结构74，抵挡结构74抵持于外套筒70的底部，用于防止转动轴71上窜。且抵挡结构74底部连接有法兰盘，该法兰盘与滑动套件6顶端的法兰盘固定连接。操作臂杆5可绕转动轴71旋转，调整操作臂杆5的位置，方便操作臂杆5的操作，而且夹具3也可以绕外套筒70旋转，用于调整蓄电池1的位置和姿态，将蓄电池1正确安装至电池安装区内。

实施例5：

其基本内容同实施例1，不同之处在于：

参见图4所示，连接端40通过摇摆装置8与驱动装置30相连，夹具3可绕摇摆装置8摆动，夹具3可左右摆动实现蓄电池1的柔性安装与位置微调，防止蓄电池1卡死在电池安装区。

具体的，摇摆装置8包括铰支座80和摇摆臂81，铰支座80固定于连接端40上；摇摆臂81的一端与驱动装置30相连，另一端通过销轴与铰支座80相连。使得夹具3能绕销轴左右摆动，实现蓄电池1的姿态调整。

实施例6：

本发明实施例6还提供一种汽车用蓄电池夹取系统，其包括：

上述所述的汽车用蓄电池夹取装置，基本内容同实施例1；

机械臂，其与操作臂杆5远离杆件4的一端相连；

控制装置，其与机械臂相连，并用于控制机械臂的工作，控制装置设置在操作臂杆5上，可以实现机械臂的开启、关闭、急停以及根据不同重量的蓄电池1进行负载切换，实现自动化操作，安装效率更高。使用时，通过机械臂控制操作臂杆5旋转至储存蓄电池1的工作台，夹具3夹取蓄电池1后，再控制操作臂杆5旋转至汽车的电池安装区，将蓄电池1安装进电池安装区，然后将操作臂杆5旋转至储存蓄电池1的工作台，重复上述步骤，完成所有蓄电池1的安装。

本发明的汽车用蓄电池夹取装置的使用原理为：

当电池安装区位于发动机舱时，将夹取装置调整至第一安装状态，夹具3夹取蓄电池1后移动至靠近发动机舱的电池安装区，调整好蓄电池1的安装姿态，将蓄电池1放入电池安装区内，由于连接端40与蓄电池1的重心大致在同一铅垂线上，连接端40以及连接在连接端40的操作臂杆5也同样会位于电池安装区内，而且此时远端41延伸至电池安装区外；发动机舱为开放式的结构，夹取装置采取第一状态夹取并安装蓄电池1，不会与发动机舱发生干涉。

当电池安装区位于后备箱时，为了夹取装置不与后备箱发生干涉，将夹取装置调整至第二安装状态，操作臂杆5从杆件4连接端40移动至远端41，此时远端41与蓄电池1的重心不在同一铅垂线上，但是操作臂杆5杆件4的延伸方向一致，相当于增长了操作臂杆5的长度，将蓄电池1夹取并起吊的作用点仍然在连接端40，此时连接端40与蓄电池1的重心仍大致在同一铅垂线上，这样不仅能保证夹取和安装过程中蓄电池1的平衡，而且将蓄电池1安装进电池安装区时，连接端40通蓄电池1一起均位于电池安装区内，而远端41与操作臂杆5则共同位于电池安装区外，避免了操作臂杆5与后备箱发生干涉，保证蓄电池1顺利安装进后备箱的电池安装区内。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (3)

1.一种汽车用蓄电池夹取装置，其用于夹取蓄电池(1)并安装至汽车的电池安装区，其特征在于，其包括：

用于夹取所述蓄电池(1)的夹具(3)；

水平设置的杆件(4)，其一端组设于所述夹具(3)上并形成连接端(40)，另一端朝远离所述夹具(3)方向延伸并形成远端(41)；

操作臂杆(5)，其一端滑设于所述杆件(4)上，另一端用于与机械臂相连；同时，

当电池安装区位于发动机舱时，所述夹取装置具有第一安装状态，且处于该状态时，所述连接端(40)位于电池安装区内，所述远端(41)位于电池安装区外，所述操作臂杆(5)与所述杆件(4)相连的一端位于所述连接端(40)；

当电池安装区位于后备箱时，所述夹取装置具有第二安装状态，且处于该状态时，所述连接端(40)位于电池安装区内，所述远端(41)位于电池安装区外，所述操作臂杆(5)与所述杆件(4)相连的一端位于所述远端(41)；

所述操作臂杆(5)通过滑动套件(6)可滑动地套设于所述杆件(4)上；

所述滑动套件(6)上设有定位销(60)，所述杆件(4)上开设有与所述定位销(60)相适配的定位孔(42)；

所述操作臂杆(5)通过旋转连接件(7)与所述滑动套件(6)可转动相连；

所述夹具(3)包括驱动装置(30)和分设于所述驱动装置(30)两侧的两个夹爪(31)，两个所述夹爪(31)之间形成用于夹持所述蓄电池(1)的夹持空间(32)，所述驱动装置(30)与至少一个夹爪(31)相连，并用于驱动两个所述夹爪(31)相互靠近或远离；

所述旋转连接件(7)包括：

外套筒(70)，其内部设有一腔体，且所述外套筒(70)与所述操作臂杆(5)相连；

转动轴(71)，其位于所述腔体内，并通过轴承(72)与所述外套筒(70)相连，且所述转动轴(71)底端连接于所述滑动套件(6)上；

所述连接端(40)通过摇摆装置(8)与所述驱动装置(30)相连，所述夹具(3)可绕所述摇摆装置(8)摆动；

所述摇摆装置(8)包括：

铰支座(80)，其固定于所述连接端(40)上；

摇摆臂(81)，其一端与所述驱动装置(30)相连，另一端通过销轴与所述铰支座(80)相连。

2.如权利要求1所述的汽车用蓄电池夹取装置，其特征在于，所述驱动装置(30)包括：

水平设置的滑轨(300)，其一端与两个所述夹爪(31)中的一个夹爪(31)相连；

固定块(301)，其与所述滑轨(300)相适配，所述滑轨(300)设于所述固定块(301)上；

气缸(302)，其具有一与所述滑轨(300)相连的伸缩驱动轴(303)；

控制器(304)，其与所述气缸(302)相连，并用于控制所述气缸(302)驱动所述滑轨(300)沿所述固定块(301)移动。

3.一种汽车用蓄电池夹取系统，其特征在于，其包括：

如权利要求1所述的汽车用蓄电池夹取装置；

机械臂，其与所述操作臂杆(5)远离所述杆件(4)的一端相连；

控制装置，其与所述机械臂相连，并用于控制所述机械臂的工作。

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