CN111453357A - 一种转向机构及电池模组生产系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例属于电池生产制造领域，涉及一种转向机构及电池模组生产系统，包括底座、移动装置与回转装置；移动装置与回转装置均安装于底座上；移动装置包括移动驱动件与齿条，移动驱动件设置于底座上，移动驱动件的输出端与齿条连接并驱动齿条移动；回转装置包括回转本体以及与回转本体转动连接的输出齿轮，回转本体设置于底座上，输出齿轮与齿条啮合连接，输出齿轮的上端面用以放置待转向工件，以使移动驱动件通过驱动齿条来进一步驱动输出齿轮转动，带动待转向工件转向。该转向机构结构简单，输出齿轮与齿条啮合传动可以实现对待转向工件的自动转向，避免人工去搬运电池模组，提升生产效率和杜绝人工操作存在的安全隐患，节省成本。

Description

一种转向机构及电池模组生产系统

技术领域

本申请涉及电池生产制造技术领域，更具体地，涉及一种转向机构及电池模组生产系统。

背景技术

近年来，我国大力发展新能源产业，伴随着新能源汽车行业的大力发展，新能源动力电池模组的产能需求日益增大，相关配套自动化设备的便捷、高效以及安全性都尤为重要。

在电池模组的自动化生产制造过程中，在生产线布置的厂房面积有限或者需要规避厂房的一些障碍物的情况下，电池模组组装工位流转方向会出现需要直角转弯来满足实际生产线需求，用于承托电池模组的模组托盘也就需要跟着组装线的流转方向进行转向变道进行流转。然而目前一般的操作方式是在生产组装线上设立人工位去人为搬运调整模组托盘的转向，显然这样会降低生产效率，人工成本大，且存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题是现有技术中用于承托电池模组的模组托盘进行转向的自动化程度低、生产效率不高的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种转向机构，采用了如下所述的技术方案：

所述转向机构包括底座、移动装置与回转装置；所述移动装置与所述回转装置均安装于所述底座上；

所述移动装置包括移动驱动件与齿条，所述移动驱动件设置于所述底座上，所述移动驱动件的输出端与所述齿条连接并驱动所述齿条移动；所述回转装置包括回转本体以及与所述回转本体转动连接的输出齿轮，所述回转本体设置于所述底座上，所述输出齿轮与所述齿条啮合连接，所述输出齿轮的上端面用以放置待转向工件，以使所述移动驱动件通过驱动所述齿条来进一步驱动所述输出齿轮转动，从而带动待转向工件转向。

作为上述技术方案的进一步改进，所述回转装置还包括至少一个固设于所述底座上的辅助转向组件，所述辅助转向组件设置于所述输出齿轮的外围，所述辅助转向组件的顶部与所述输出齿轮的上端面平齐。

作为上述技术方案的进一步改进，所述辅助转向组件包括支撑柱与滚珠，所述支撑柱的底部固定于所述底座上，所述支撑柱的顶部开设有凹槽，所述滚珠部分容置于所述凹槽内，且所述滚珠可相对所述凹槽滚动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述辅助转向组件的数量为四个，四个所述辅助转向组件均匀布置于所述输出齿轮的外围。

作为上述技术方案的进一步改进，所述移动装置还包括滑动副与齿条连接件；所述齿条连接件的一端与所述移动驱动件的输出端连接，另一端与所述齿条连接；

所述滑动副设置于所述底座在位于所述输出齿轮与所述移动驱动件之间的位置，且所述滑动副与所述移动驱动件的输出端移动方向平行，所述齿条连接件设置于所述滑动副上，所述移动驱动件驱动所述齿条随所述滑动副在水平方向上往复移动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述回转本体包括轴承支撑座、齿轮连接座、第一轴承与第二轴承；

所述轴承支撑座设置于所述底座上，所述第一轴承与所述第二轴承由上至下设置于所述轴承支撑座的内壁，所述齿轮连接座的下端的外壁套设于所述第一轴承与所述第二轴承的内壁，所述齿轮连接座的上端的外壁固设有所述输出齿轮，所述输出齿轮的上端面与所述齿轮连接座的上端端面平齐。

作为上述技术方案的进一步改进，所述转向机构还包括缓冲装置，所述缓冲装置设置于所述移动驱动件的输出端运行方向的一侧，用以对待转向工件转动到位时进行缓冲。

作为上述技术方案的进一步改进，所述缓冲装置包括安装座与两个缓冲器，所述安装座设置于所述移动驱动件的输出端运行方向的一侧；

所述安装座包括底板与分别与所述底板垂直连接的两个侧板，所述两个侧板相互连接，且所述两个侧板不相平行，所述两个缓冲器分别设置于所述两个侧板上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述两个侧板在各自位于所述缓冲器的侧边设置有限位部，所述限位部用于当待转向工件转向到限位部时限制待转向工件的转动。

为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种电池模组生产系统，采用了如下所述的技术方案：

所述电池模组生产系统包括上述的转向机构。

与现有技术相比，本发明实施例主要有以下有益效果：

本发明实施例提供一种转向机构及电池模组生产系统。该转向机构通过移动驱动件带动齿条移动，由于齿条与输出齿轮啮合，因此，齿条移动带动输出齿轮转动，从而带动置于输出齿轮上端面的待转向工件转动，控制齿条移动距离可以控制待转向工件的转动角度，从而将待转向工件转动到预设的角度。该转向机构结构简单，通过齿条与输出齿轮啮合传动可以实现对待转向工件的自动转向，可以避免使用人工去搬运电池模组，提升生产效率和杜绝人工操作存在的安全隐患，节省人力成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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为本发明一个实施例中的转向机构的结构示意图；

图2为本发明一个实施例中的转向机构未转向时的状态示意图；

图3为本发明一个实施例中的转向机构转向90°的状态示意图；

图4为本发明一个实施例中的缓冲装置的结构示意图；

图5为本发明一个实施例中的回转装置的剖面结构示意图。

附图标记：

10、转向机构；

100、底座；

200、移动装置；210、移动驱动件；220、齿条；230、滑动副；231、直线导轨；232、第一滑块；233、第二滑块；240、齿条连接件；

300、回转装置；310、回转本体；311、轴承支撑座；312、齿轮连接座；313、第一轴承；314、第二轴承；320、输出齿轮；330、辅助转向组件；331、支撑柱；332、滚珠；

400、缓冲装置；410、缓冲器；420、安装座；421、底板；422、侧板；430、限位部；

500、模组托盘；600、电池模组。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，例如，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本发明的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中，当元件被称为“固定于”或“安装于”或“设置于”或“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接位于该另一个元件上。例如，当一个元件被称为“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接连接到该另一个元件上。

此外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。

需说明的是，本发明实施例中所述的电池模组600可以为新能源汽车动力电池中的电池模组600，当然，还可以为其它合适类型电池的电池模组600。另外，本发明实施例中的转向机构10可以用于电池模组组装自动生产线上，还可以用于其它的电池生产装置或电池生产系统中。

请参阅图1至图3，本发明实施例提供一种转向机构10，其中，该转向机构10可以使模组托盘500进行转向变道，模组托盘500上承托有电池模组600，从而带动电池模组600进行转向变道，适应电池模组600组装线流转方向出现转弯的生产需求；当然，在其他实施例中，该转向机构10也可以使其他需要进行转向变道的待转向工件进行转向。

请参阅图1，该转向机构10包括底座100、移动装置200与回转装置300；移动装置200与回转装置300均安装于底座100上；可以理解地，在本实施例中，底座100为长方形板；当然，在其他实施例中，底座100也可以使正方形板、圆形板等，在此不作特别的限制。

移动装置200包括移动驱动件210与齿条220，移动驱动件210设置于底座100上，移动驱动件210的输出端与齿条220连接并驱动齿条220移动；回转装置300包括回转本体310以及与回转本体310转动连接的输出齿轮320，回转本体310设置于底座100上，输出齿轮320与齿条220啮合连接，输出齿轮320的上端面用以放置待转向工件，需要说明的是，待转向工件在本实施例中即是指模组托盘500，模组托盘500可以通过螺栓锁固于输出齿轮320的上端面，以使移动驱动件210通过驱动齿条220来进一步驱动输出齿轮320转动，带动模组托盘500转向，进而带动电池模组600转向。

由上，该转向机构10的工作原理大致如下：通过移动驱动件210带动齿条220移动，由于输出齿轮320与齿条220啮合，因此，齿条220移动带动输出齿轮320转动，从而带动置于输出齿轮320上端面的待转向工件转动，控制齿条220移动距离可以控制待转向工件的转动角度，从而将待转向工件转动到预设的角度。可以理解地，作为一个具体实施例，请参阅图2与图3，当需要对模组托盘500旋转90°时，具体操作方式如下：移动驱动件210带动齿条220移动，齿条220移动带动输出齿轮320转动，控制齿条220的移动距离使输出齿轮320的转动角度为90°，从而将模组托盘500旋转90°到达预设位置。

综上，相比现有技术，该转向机构10至少包括以下有益效果：该转向机构10结构简单，通过齿条220与输出齿轮320啮合传动可以实现对待转向工件的自动转向，可以避免使用人工去搬运待转向工件，提升生产效率和杜绝人工操作存在的安全隐患，节省人力成本。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在一些实施例中，请参阅图1，回转装置300还包括至少一个固设于底座100上的辅助转向组件330，该辅助转向组件330用于与输出齿轮320配合共同对待转向工件起承托作用，辅助转向组件330设置于输出齿轮320的外围，辅助转向组件330的顶部与输出齿轮320的上端面平齐。

可以理解地，通过在输出齿轮320的外围设置至少一个辅助转向组件330，辅助转向组件330与输出齿轮320配合共同对待转向工件起承托作用，从而分散待转向工件的重量，减小输出齿轮320支撑待转向工件的重力，保证输出齿轮320转动顺畅及避免输出齿轮320由于支撑的待转向工件重量过大造成损坏。

可选的，辅助转向组件330的数量为一个、两个、三个、四个或者五个等，具体可以根据实际情况进行设置，在此不作特别的限制。

由于辅助转向组件330支撑待转向工件，因此辅助转向组件330的上端与待转向工件的底部接触且待转向工件能够相对辅助转向组件330转动，而为了使待转向工件转动顺畅，需要避免辅助转向组件330对待转向工件的转动产生摩擦阻碍。因此，在一些实施例中，辅助转向组件330包括支撑柱331与滚珠332，支撑柱331的底部固定于底座100上；支撑柱331的顶部开设有凹槽，滚珠332部分容置于凹槽内，且滚珠332可相对凹槽滚动；需要说明的，在本实施例中，支撑柱331可以通过螺栓锁固于底座100上，通过螺栓锁固便于安装与拆卸，从而可以针对不同规格的待转向工件调整支撑柱331的位置，使得辅助转向组件330在待转向工件转动过程中始终处于待转向工件的底部；当然，在其他实施例中，支撑柱331也可以选用其他合适的固定安装方式，如焊接或者卡接等，在此不作特别的限制。

可以理解地，辅助转向组件330通过在支撑柱331的顶部安装可相对支撑柱331滚动的滚珠332，滚珠332与待转向工件的底部接触，当输出齿轮320转动带动待转向工件转动时，此时滚珠332在待转向工件的带动下可相对支撑柱331转动，减小辅助转向组件330对待转向工件的摩擦力，保证待转向工件的顺畅转动。

在本实施例中，辅助转向组件330的数量为四个，四个辅助转向组件330均匀布置于输出齿轮320的外围。可以理解地，四个辅助转向组件330均匀布置于输出齿轮320的外围，提高待转向工件在转动过程时的稳定性。

在一些实施例中，请参阅图1，移动装置200还包括滑动副230与齿条连接件240；齿条连接件240的一端与移动驱动件210的输出端连接，另一端与齿条220连接；

滑动副230设置于底座100在位于输出齿轮320与移动驱动件210之间的位置，且滑动副230与移动驱动件210的输出端移动方向平行，齿条连接件240设置于滑动副230上，移动驱动件210驱动齿条220随滑动副230在水平方向上往复移动。可以理解地，通过齿条连接件240在移动驱动件210的驱动下在滑动副230上往复移动，保证与齿条连接件240连接的齿条220能够做直线运动。

需要说明的是，具体在本实施例中，滑动副230包括直线导轨231以及设置于直线导轨231上的第一滑块232与第二滑块233，直线导轨231沿底座100的长度方向延伸，齿条连接件240的一端设置于第一滑块232上，另一端连接移动驱动件210的输出端，齿条220的一端与齿条连接件240连接，另一端通过连接块与第二滑块233连接，这样，齿条220即可通过第一滑块232与第二滑块233沿着直线导轨231做直线运动。

还需说明的是，具体在本实施例中，移动驱动件210可以是伸缩气缸，伸缩气缸的活塞杆与齿条连接件240的一端连接；伸缩气缸的两端通过安装板悬架于底座100上，其中，安装架与底座100可以通过螺栓进行锁固连接，安装架与伸缩气缸同样可以通过螺栓进行锁固连接，降低伸缩气缸震动对底座100的影响。当然，在其他实施例中，还可以是其他合适的伸缩驱动结构，例如电缸或者伺服电机丝杆结构等，以能更加精确地控制待转向工件的旋转角度。

在一些实施例中，请参阅图1，转向机构10还包括缓冲装置400，缓冲装置400设置于移动驱动件210的输出端运行方向的一侧，需说明的是，该缓冲装置400可以通过螺栓固定于底座100上，也可以作为单独部件独立设置，用以对待转向工件转动到位时进行缓冲。

可以理解地，当待转向工件在移动驱动件210的驱动下进行转动，转动到缓冲器410与待转向工件接触时，即可通过缓冲器410对待转向工件进行缓冲，减轻待转向工件在移动到位时的冲击力，确保其能平稳地转动至预设位置。需要说明的是，在本实施例中，该缓冲装置400既可以对移动驱动件210的输出端处于未伸出状态时对待转向工件进行缓冲，也可以在移动驱动件210的输出端处于极限伸出状态时对待转向工件进行缓冲。

在本实施例中，请参阅图4，缓冲装置400包括安装座420与两个缓冲器410，安装座420设置于移动驱动件210的输出端的运行方向的一侧；

安装座420包括底板421与分别与底板421垂直连接的两个侧板422，两个侧板422相互连接，且两个侧板422不相平行，两个缓冲器410分别设置于两个侧板422上。

可以理解地，两个缓冲器410设置于两个侧板422上，缓冲器410对待转向工件的旋转幅度进行限制，因此，可以通过控制两个侧板422的连接角度的设置来控制待转向工件的转动角度。例如在本实施例中，当需要将待转向工件旋转90°，此时两个侧板422垂直连接，从而可以使待转向工件的旋转角度限定为90°。

在本实施例中，缓冲器410为油压缓冲器；当然，在其他实施例中，缓冲器410也可以是其他能够用于对待转向工件进行缓冲的缓冲机构。

此外，为了保证待转向工件能够进行精确角度的旋转，在一些实施例中，两个侧板422在各自位于缓冲器410的侧边设置有限位部430，限位部430用于当待转向工件转向到限位部430时限制待转向工件的转动。需要说明的是，在本实施例中，该限位部430的形状为长方体块；当然，在其他实施例中，限位部430也可以设置为其他形状，如正方体或者圆柱体等，具体可以根据实际情况进行具体设置，在此不做特别的限制。

可以理解地，当待转向工件转动到与缓冲器410相接触时，缓冲器410对待转向工件进行缓冲，随后待转向工件到达限位部430的位置并与限位部430接触，限位部430阻止待转向工件继续转动，从而将待转向工件的旋转角度进行精确限定。

在一些实施例中，请参阅图5，回转本体310包括轴承支撑座311、齿轮连接座312、第一轴承313与第二轴承314；

轴承支撑座311设置于底座100上，第一轴承313与第二轴承314由上至下设置于轴承支撑座311的内壁，齿轮连接座312下端的外壁套设于第一轴承313与第二轴承314的内壁，齿轮连接座312的上端的外壁固设有输出齿轮320，输出齿轮320的上端面与齿轮连接座312的上端端面平齐。

可以理解地，轴承支撑座311用于支撑齿轮连接座312于底座100上，第一轴承313与第二轴承314的设置使得齿轮连接座312可相对轴承支撑座311转动，从而移动驱动件210能够通过驱动齿条220来进一步驱动输出齿轮320相对轴承支撑座311转动。

需要说明的是，第一轴承313为推力圆柱滚子轴承；第二轴承314为深沟球轴承。推力圆柱滚子轴承和深沟球轴承相配合可以承受住齿轮连接座312相对轴承支撑座311转动时产生的轴向与径向的旋转受力，保证回转装置300平稳运行。

基于上述的转向机构10，本发明实施例还提供一种电池模组生产系统，该电池模组生产系统包括上述的转向机构10，该转向机构10用于对承托电池模组600的模组托盘500进行转向，从而将模组托盘500转动到预设的角度。需说明的是，该电池模组生产系统可以为新能源汽车动力电池模组生产系统，当然，还可以为其它的电池模组生产系统。

相比现有技术，该电池模组生产系统至少包括以下有益效果：可以实现对模组托盘500的自动转向，可以避免使用人工去搬运电池模组600，提升生产效率和杜绝人工操作存在的安全隐患，节省人力成本。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种转向机构，其特征在于，包括底座、移动装置与回转装置；所述移动装置与所述回转装置均安装于所述底座上；

所述移动装置包括移动驱动件与齿条，所述移动驱动件设置于所述底座上，所述移动驱动件的输出端与所述齿条连接并驱动所述齿条移动；所述回转装置包括回转本体以及与所述回转本体转动连接的输出齿轮，所述回转本体设置于所述底座上，所述输出齿轮与所述齿条啮合连接，所述输出齿轮的上端面用以放置待转向工件，以使所述移动驱动件通过驱动所述齿条来进一步驱动所述输出齿轮转动，从而带动待转向工件转向。

2.根据权利要求1所述的转向机构，其特征在于，所述回转装置还包括至少一个固设于所述底座上的辅助转向组件，所述辅助转向组件设置于所述输出齿轮的外围，所述辅助转向组件的顶部与所述输出齿轮的上端面平齐。

3.根据权利要求2所述的转向机构，其特征在于，所述辅助转向组件包括支撑柱与滚珠，所述支撑柱的底部固定于所述底座上，所述支撑柱的顶部开设有凹槽，所述滚珠部分容置于所述凹槽内，且所述滚珠可相对所述凹槽滚动。

4.根据权利要求2所述的转向机构，其特征在于，所述辅助转向组件的数量为四个，四个所述辅助转向组件均匀布置于所述输出齿轮的外围。

5.根据权利要求1所述的转向机构，其特征在于，所述移动装置还包括滑动副与齿条连接件；所述齿条连接件的一端与所述移动驱动件的输出端连接，另一端与所述齿条连接；

所述滑动副设置于所述底座在位于所述输出齿轮与所述移动驱动件之间的位置，且所述滑动副与所述移动驱动件的输出端移动方向平行，所述齿条连接件设置于所述滑动副上，所述移动驱动件驱动所述齿条随所述滑动副在水平方向上往复移动。

6.根据权利要求1所述的转向机构，其特征在于，所述回转本体包括轴承支撑座、齿轮连接座、第一轴承与第二轴承；

所述轴承支撑座设置于所述底座上，所述第一轴承与所述第二轴承由上至下设置于所述轴承支撑座的内壁，所述齿轮连接座的下端的外壁套设于所述第一轴承与所述第二轴承的内壁，所述齿轮连接座的上端的外壁固设有所述输出齿轮，所述输出齿轮的上端面与所述齿轮连接座的上端端面平齐。

7.根据权利要求1-6任一项所述的转向机构，其特征在于，所述转向机构还包括缓冲装置，所述缓冲装置设置于所述移动驱动件的输出端运行方向的一侧，用以对待转向工件转动到位时进行缓冲。

8.根据权利要求7所述的转向机构，其特征在于，所述缓冲装置包括安装座与两个缓冲器，所述安装座设置于所述移动驱动件的输出端运行方向的一侧；

所述安装座包括底板与分别与所述底板垂直连接的两个侧板，所述两个侧板相互连接，且所述两个侧板不相平行，所述两个缓冲器分别设置于所述两个侧板上。

9.根据权利要求8所述的转向机构，其特征在于，所述两个侧板在各自位于所述缓冲器的侧边设置有限位部，所述限位部用于当待转向工件转向到限位部时限制待转向工件的转动。

10.一种电池模组生产系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的转向机构。

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