CN110587274A - 一种集成模组入箱压紧和拧紧的桁架机械手机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成模组入箱压紧和拧紧的桁架机械手机构，该机构包括桁架，所述桁架包括两立架以及一横梁，所述横梁的两端分别与两所述立架的顶部相连；安装架，所述安装架与所述横梁相连，所述安装架上设置有模组抓取组件、模组压紧组件以及模组拧紧组件。本申请提供的机构，可以安全、高效、简洁、方便的实现模组入箱压紧和拧紧功能，并且避免了人工模组入箱不方便的影响，采用电脑自动控制伺服和气缸运动，提高了抓取搬运和加压拧紧的效率。模组入箱后伺服电缸通过导轨滑块框架机构加压模组，然后气缸推动拧紧枪下来拧紧模组螺栓，期间有压力监测和拧紧力矩监测，确保加压拧紧模组的过程中更加准确高效。

Description

一种集成模组入箱压紧和拧紧的桁架机械手机构

技术领域

本发明涉及电池模组装配用设备技术领域，特别是涉及一种集成模组入箱压紧和拧紧的桁架机械手机构。

背景技术

随着电动汽车的市场和行情的火爆，动力电池的需求也越来越多，对动力电池生产线的水平和要求也越来越高，生产线产能的提高迫在眉睫。动力电池系统指用来给电动汽车的驱动提供能量的一种能量储存装置，由一个或多个电池包以及电池管理（控制）系统组成。而电池包离不开模组，动力电池模组是指动力电池单体经由串并联方式组合并加保护线路板及外壳后，能够直接提供电能的组合体，是组成动力电池系统的次级结构之一。在实际应用中，动力电池模组需要高质量、高效率、高精度的放进电池包里面。在实际应用中某些动力电池模组放入电池包内后，电池包的箱体底部贴导热泡棉模组入箱后不需要加压拧紧，正常拧紧模组螺栓即可。而有些动力电池模组放入电池包后，不光需要将箱体涂导热胶压紧，还需要将模组入箱后加压拧紧的装配工艺。

随着新能源汽车应用越来越普及，对电池模组装配需求量越来越大，当前模组入箱拧紧机械手已经不能满足日益变化的模组入箱装配工艺。

发明内容

本发明提供了一种集成模组入箱压紧和拧紧的桁架机械手机构。

本发明提供了如下方案：

一种集成模组入箱压紧和拧紧的桁架机械手机构，包括：

桁架，所述桁架包括两立架以及一横梁，所述横梁的两端分别与两所述立架的顶部相连；

安装架，所述安装架与所述横梁相连，所述安装架上设置有模组抓取组件、模组压紧组件以及模组拧紧组件；

其中，所述模组抓取组件用于抓取待安装模组，所述模组压紧组件用于将安装到箱体内的所述待安装模组进行压紧，所述模组拧紧组件用于将经过所述模组压紧组件压紧后的所述待安装模组的模组螺栓进行拧紧。

优选地：所述模组抓取组件包括推拉气缸以及与所述推拉气缸的活塞杆相连的双球头插销。

优选地：所述模组抓取组件还包括防坠组件，所述防坠组件包括驱动气缸以及与通过齿轮齿条旋转组件与所述驱动气缸相连的旋转挂钩。

优选地：所述模组压紧组件包括伺服电缸以及导轨滑块加压组件。

优选地：所述模组压紧组件还包括压力传感器。

优选地：所述模组拧紧组件包括拧紧枪以及气缸，所述拧紧枪通过导轨滑块组件与所述安装架相连，所述气缸用于驱动所述拧紧枪实现上下直线往复运动。

优选地：所述拧紧枪的前端通过绝缘套筒连接有批头。

优选地：所述横梁通过滑块组件与位于所述桁架上的滑轨组件相连；所述桁架上设置有用于驱动所述横梁沿所述滑轨运动的第一伺服运动组件。

优选地：所述第一伺服运动组件包括第一伺服电机以及第一齿轮齿条组件。

优选地：所述横梁上设置有用于驱动所述安装架沿所述横梁运动的第二伺服运动组件，所述第二伺服运动组件包括第二伺服电机以及第二齿轮齿条组件。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

通过本发明，可以实现一种集成模组入箱压紧和拧紧的桁架机械手机构，在一种实现方式下，该机构可以包括桁架，所述桁架包括两立架以及一横梁，所述横梁的两端分别与两所述立架的顶部相连；安装架，所述安装架与所述横梁相连，所述安装架上设置有模组抓取组件、模组压紧组件以及模组拧紧组件；其中，所述模组抓取组件用于抓取待安装模组，所述模组压紧组件用于将安装到箱体内的所述待安装模组进行压紧，所述模组拧紧组件用于将经过所述模组压紧组件压紧后的所述待安装模组的模组螺栓进行拧紧。本申请提供的集成模组入箱压紧和拧紧的桁架机械手机构，可以安全、高效、简洁、方便的实现模组入箱压紧和拧紧功能，并且避免了人工模组入箱不方便的影响，该机构设置了模组抓取部件，模组压紧部件，模组拧紧部件和桁架运动部件。采用电脑自动控制伺服和气缸运动，提高了抓取搬运和加压拧紧的效率。模组入箱后伺服电缸通过导轨滑块框架机构加压模组，然后气缸推动拧紧枪下来拧紧模组螺栓，期间有压力监测和拧紧力矩监测，确保加压拧紧模组的过程中更加准确高效。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种集成模组入箱压紧和拧紧的桁架机械手机构的结构示意图;

图2是本发明实施例提供的模组抓取组件的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的模组压紧组件及模组拧紧组件的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的机构的局部放大示意图；

图5是本发明实施例提供的机构使用状态示意图。

图中：立架1、横梁2、安装架3、模组抓取组件4、推拉气缸401、双球头插销402、驱动气缸403、齿轮齿条旋转组件404、旋转挂钩405、模组压紧组件5、伺服电缸501、导轨滑块加压组件502、压力传感器503、模组拧紧组件6、拧紧枪601、气缸602、导轨滑块组件603、绝缘套筒604、批头605、第一伺服运动组件7、第二伺服运动组件8。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

参见图1、图2、图3、图4、图5，为本发明实施例提供的一种集成模组入箱压紧和拧紧的桁架机械手机构，如图1、图2、图3、图4、图5所示，该机构包括桁架，所述桁架包括两立架1以及一横梁2，所述横梁2的两端分别与两所述立架1的顶部相连；

安装架3，所述安装架3与所述横梁2相连，所述安装架3上设置有模组抓取组件4、模组压紧组件5以及模组拧紧组件6；

其中，所述模组抓取组件4用于抓取待安装模组，所述模组压紧组件5用于将安装到箱体内的所述待安装模组进行压紧，所述模组拧紧组件6用于将经过所述模组压紧组件5压紧后的所述待安装模组的模组螺栓进行拧紧。

进一步的，所述模组抓取组件4包括推拉气缸401以及与所述推拉气缸401的活塞杆相连的双球头插销402。所述模组抓取组件还包括防坠组件，所述防坠组件包括驱动气缸403以及与通过齿轮齿条旋转组件404与所述驱动气缸403相连的旋转挂钩405。所述推拉气缸带动双球头插销内2个钢球的凸起和缩回，确保更好的抓放模组，气缸通过齿轮齿条带动挂钩旋转到模组内侧进而防坠落。具体的，所述双球头插销包括插销主体，所述插销主体前部形成有用于插入所述待抓取模组的抓取孔内的插入部，所述插销主体的后部形成有驱动杆；其中，所述插入部内部中空，所述插入部的侧壁上形成有两个钢球固定孔，每个所述钢球固定孔处分别设置有一个钢球，每个钢球均可沿与其对应的钢球固定块向外凸起或向内收缩；所述插入部内设置有用于驱动两个钢球凸起或收缩的弹性驱动部；所述驱动杆的一端与所述弹性驱动部相连，所述驱动杆的另一端与所述推拉气缸的活塞杆相连；所述推拉气缸用于驱动所述驱动杆做上下往复运动，以便所述驱动杆驱动所述弹性驱动部运动，以便所述弹性驱动部带动两个所述钢球凸起或收缩。

进一步的，所述模组压紧组件5包括伺服电缸501以及导轨滑块加压组件502。所述模组压紧组件5还包括压力传感器503。所述模组放置到箱体内后，伺服电缸气缸通过导轨滑块框架机构加压在模组上，压力可调，有压力传感器监测压力变化，确保压紧力符合装配工艺要求。

进一步的，所述模组拧紧组件6包括拧紧枪601以及气缸602，所述拧紧枪通过导轨滑块组件603与所述安装架3相连，所述气缸602用于驱动所述拧紧枪601实现上下直线往复运动。所述拧紧枪601的前端通过绝缘套筒604连接有批头605。所述气缸通过导轨滑块机构推送拧紧枪预压拧紧模组螺栓，拧紧枪与批头采用绝缘套筒浮动连接，确保模组拧紧时与外界绝缘并更好的认帽拧紧螺栓。

进一步的，所述横梁2通过滑块组件与位于所述桁架上的滑轨组件相连；所述桁架上设置有用于驱动所述横梁沿所述滑轨运动的第一伺服运动组件7。所述第一伺服运动组件7包括第一伺服电机以及第一齿轮齿条组件。所述横梁2上设置有用于驱动所述安装架3沿所述横梁2运动的第二伺服运动组件8，所述第二伺服运动组件8包括第二伺服电机以及第二齿轮齿条组件。所述桁架运动采用伺服电机通过齿轮齿条机构提供动力，运动更加精确高效。桁架上伺服电机通过齿轮齿条机构为其提供动力；机械手上伺服电缸提供抓取运动和压紧力，气缸带动拧紧枪动作，它们都是通过电脑控制进而实现自动化。

该机构在使用时，通过第一伺服运动组件以及第二伺服运动组件驱动横梁以及安装架运动以使模组抓取组件位于待抓取模组上方。将双头插销对准待抓取模组的抓取孔，推拉气缸驱动两个钢球向内缩回，机器人驱动该机构向下运动将插入部插入抓取孔内，推拉气缸驱动两个钢球凸起，此时钢球可以对抓取孔形成向外的压紧力，保证双球头插销与模组连接紧密，以便进行抓取。驱动气缸驱动旋转挂钩旋转，使旋转挂钩旋转到模组内侧来实现防坠。抓取完成后通过第一伺服运动组件以及第二伺服运动组件驱动横梁以及安装架运动以使模组抓取组件位于箱体上方，模组抓取组件携带模组放入箱体内，模组压紧组件将安装到箱体内的所述待安装模组进行压紧，具体的伺服电缸驱动导轨滑块加压组件向下加压在模组上，整个加压过程的压力可调，且可以通过压力传感器实时监测压力变化。模组进行压紧后模组拧紧组件将经过所述模组压紧组件压紧后的所述待安装模组的模组螺栓进行拧紧。具体的，气缸通过导轨滑块机构推送拧紧枪预压拧紧模组螺栓。模组抓取组件释放模组完成模组与箱体的安装。

总之，本申请提供的集成模组入箱压紧和拧紧的桁架机械手机构，可以安全、高效、简洁、方便的实现模组入箱压紧和拧紧功能，并且避免了人工模组入箱不方便的影响，该机构设置了模组抓取部件，模组压紧部件，模组拧紧部件和桁架运动部件。采用电脑自动控制伺服和气缸运动，提高了抓取搬运和加压拧紧的效率。模组入箱后伺服电缸通过导轨滑块框架机构加压模组，然后气缸推动拧紧枪下来拧紧模组螺栓，期间有压力监测和拧紧力矩监测，确保加压拧紧模组的过程中更加准确高效。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种集成模组入箱压紧和拧紧的桁架机械手机构，其特征在于，包括：

桁架，所述桁架包括两立架以及一横梁，所述横梁的两端分别与两所述立架的顶部相连；

安装架，所述安装架与所述横梁相连，所述安装架上设置有模组抓取组件、模组压紧组件以及模组拧紧组件；

其中，所述模组抓取组件用于抓取待安装模组，所述模组压紧组件用于将安装到箱体内的所述待安装模组进行压紧，所述模组拧紧组件用于将经过所述模组压紧组件压紧后的所述待安装模组的模组螺栓进行拧紧。

2.根据权利要求1所述的集成模组入箱压紧和拧紧的桁架机械手机构，其特征在于，所述模组抓取组件包括推拉气缸以及与所述推拉气缸的活塞杆相连的双球头插销。

3.根据权利要求2所述的集成模组入箱压紧和拧紧的桁架机械手机构，其特征在于，所述模组抓取组件还包括防坠组件，所述防坠组件包括驱动气缸以及与通过齿轮齿条旋转组件与所述驱动气缸相连的旋转挂钩。

4.根据权利要求1所述的集成模组入箱压紧和拧紧的桁架机械手机构，其特征在于，所述模组压紧组件包括伺服电缸以及导轨滑块加压组件。

5.根据权利要求4所述的集成模组入箱压紧和拧紧的桁架机械手机构，其特征在于，所述模组压紧组件还包括压力传感器。

6.根据权利要求1所述的集成模组入箱压紧和拧紧的桁架机械手机构，其特征在于，所述模组拧紧组件包括拧紧枪以及气缸，所述拧紧枪通过导轨滑块组件与所述安装架相连，所述气缸用于驱动所述拧紧枪实现上下直线往复运动。

7.根据权利要求6所述的集成模组入箱压紧和拧紧的桁架机械手机构，其特征在于，所述拧紧枪的前端通过绝缘套筒连接有批头。

8.根据权利要求1所述的集成模组入箱压紧和拧紧的桁架机械手机构，其特征在于，所述横梁通过滑块组件与位于所述桁架上的滑轨组件相连；所述桁架上设置有用于驱动所述横梁沿所述滑轨运动的第一伺服运动组件。

9.根据权利要求8所述的集成模组入箱压紧和拧紧的桁架机械手机构，其特征在于，所述第一伺服运动组件包括第一伺服电机以及第一齿轮齿条组件。

10.根据权利要求9所述的集成模组入箱压紧和拧紧的桁架机械手机构，其特征在于，所述横梁上设置有用于驱动所述安装架沿所述横梁运动的第二伺服运动组件，所述第二伺服运动组件包括第二伺服电机以及第二齿轮齿条组件。