CN112088072B - 包括机械臂的机器人 - Google Patents

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Abstract

公开了一种可增加生产效率并且大大减小制造设备的尺寸的包括机械臂的制造设备。制造设备包括用于制造电池模块的机械臂，电池模块包括多个圆柱形电池单元和具有配置成容纳多个圆柱形电池单元的上壳体和下壳体的模块外壳。机械臂包括：第一夹具，其配置成夹持或释放多个圆柱形电池单元；第二夹具，其配置成夹持或释放上壳体；和第三夹具，其配置成夹持或释放下壳体。

Description

包括机械臂的机器人
技术领域
本公开内容涉及一种包括机械臂的机器人，更具体地，涉及一种提高生产效率并允许自动生产的包括机械臂的制造设备。
本申请要求于2018年11月2日在韩国提交的韩国专利申请第10-2018-0133815号的优先权，通过引用将该韩国专利申请的公开内容并入本文。
背景技术
目前市售的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂二次电池等。在这些二次电池之中，因为锂二次电池与镍基二次电池相比几乎不具有记忆效应，从而确保自由充电和放电并且还具有非常低的自放电速率和高能量密度，所以锂二次电池受到关注。
锂二次电池主要分别使用锂基氧化物和碳材料作为正极活性材料和负极活性材料。锂二次电池包括：电极组件，在电极组件中，分别涂布有正极活性材料和负极活性材料的正极板和负极板在之间插置有隔膜的情况下进行布置；和圆柱形电池罐，圆柱形电池罐用作将电极组件与电解质一起密封并容纳的外壳。
近来，二次电池广泛用在诸如车辆和储能系统之类的中大型装置以及诸如便携式电子装置之类的小型装置中。当用在中大型装置中时，大量二次电池电连接，以增加容量和电力输出。
另外，近年来，随着对用作能量储存源的大容量结构的需求增加，对其中聚集了每个电池模块都具有串联和/或并联电连接的多个二次电池的多个电池模块的电池组的需求逐渐增加。
此外，电池模块通常包括由塑料材料制成的模块外壳，以便保护多个二次电池免于外部冲击并且还容纳并储存多个二次电池。例如，作为用于容纳多个二次电池的单独空间，可在模块外壳中形成容纳部。
然而，将多个圆柱形电池单元容纳在模块外壳中的工序是笨重且困难的工作，其不容易由机械自动化来执行，因而通常由工人手动执行。
此外，随着近年来广泛使用能够大大增加安全性和生产效率的生产自动化系统，投入电池模块的每个制造工序中的工业机器人等得到广泛使用。
然而，由于电池模块的各制造工序均需要大量的工业机器人，所以制造设备成本急剧增加，这难以确保产品的价格竞争力。
发明内容
技术问题
设计本公开内容来解决相关技术的问题，因此本公开内容旨在提供一种可增加生产效率并且大大减小制造设备的尺寸的包括机械臂的制造设备。
本公开内容的这些和其他目的和优点将从以下的详细描述理解到并且将从本公开内容的示例性实施方式变得更加显而易见。此外，将容易理解到，可通过所附权利要求及其组合中示出的手段实现本公开内容的这些目的和优点。
技术方案
在本公开内容的一个方面中，提供了一种制造设备，所述制造设备包括用于制造电池模块的机械臂，所述电池模块包括多个圆柱形电池单元和配置成容纳所述多个圆柱形电池单元的具有上壳体和下壳体的模块外壳，
其中所述机械臂包括：
第一夹具，所述第一夹具配置成夹持或释放所述多个圆柱形电池单元；
第二夹具，所述第二夹具配置成夹持或释放所述上壳体；和
第三夹具，所述第三夹具配置成夹持或释放所述下壳体。
此外，所述机械臂可进一步包括：
盘，所述盘具有上表面和下表面比其侧表面相对宽的板形状，使得所述第一夹具、所述第二夹具和所述第三夹具安装到所述盘；
驱动轴，所述驱动轴具有长度方向上的末端部，所述末端部旋转地连接至所述盘，以使所述盘旋转；和
旋转驱动单元，所述旋转驱动单元配置成沿向上方向或沿向下方向移动所述驱动轴的所述末端部。
此外，所述第一夹具可包括：
多个第一夹钳单元，所述多个第一夹钳单元配置成分别夹持或释放所述多个圆柱形电池单元；
多个第一夹钳驱动单元，所述多个第一夹钳驱动单元分别连接至所述多个第一夹钳单元的端部，并且配置成控制所述多个第一夹钳单元的每一个的夹持和释放操作；和
固定框架，所述固定框架连接至所述多个第一夹钳驱动单元并且具有结合至所述盘的部分。
此外，可在所述第一夹钳单元的面对所述圆柱形电池单元的内侧形成有沿所述第一夹钳单元的向外方向凹进而不按压所述圆柱形电池单元的顶部的凹槽。
此外，所述固定框架可包括：
可移动杆，所述可移动杆具有：主体部，所述主体部具有用于安装所述第一夹钳驱动单元的外侧；和螺栓，所述螺栓结合至所述主体部的一侧；
固定构件，所述固定构件具有贯穿的引导孔，使得所述螺栓的一部分插入其中，从而引导所述可移动杆沿所述螺栓的长度方向移动；和
弹性构件，所述弹性构件配置成沿所述螺栓的长度方向给所述可移动杆施加预定力。
此外，所述固定构件可包括错误组装传感器单元，所述错误组装传感器单元配置成检测在所述第一夹钳单元将所述圆柱形电池单元插入到形成在所述下壳体的中空部中时的错误组装。
此外，所述错误组装传感器单元可包括激光传感器，所述激光传感器形成在所述固定构件上，以检测所述可移动杆的所述螺栓是否向上移动。
此外，所述第二夹具可包括：
第二夹钳单元，所述第二夹钳单元具有：多个按压板，所述多个按压板配置成按压所述上壳体的两侧；和可移动轴，所述可移动轴配置成沿所述多个按压板彼此靠近移动或彼此远离移动的方向移动；
至少一个第二夹钳驱动单元，所述至少一个第二夹钳驱动单元配置成控制所述可移动轴的移动；和
按压构件，所述按压构件连接至所述盘并且配置成朝向所述下壳体按压所述上壳体。
此外，所述第三夹具可包括：
第三夹钳单元，所述第三夹钳单元具有：弯折形状的多个指状单元，所述多个指状单元配置成彼此靠近移动或彼此远离移动；和按压杆，所述按压杆连接至所述指状单元的末端部，以按压所述下壳体的水平方向上的两侧；
至少一个第三夹钳驱动单元，所述至少一个第三夹钳驱动单元配置成控制所述指状单元的操作；和
卡钩，所述卡钩连接至所述按压杆并且配置成钩住所述下壳体的底部。
此外，在本公开内容的另一个方面中，还提供了一种通过使用所述制造设备制造电池模块的制造方法。
此外，在本公开内容的另一个方面中，还提供了一种通过所述制造设备制造的电池模块。
有益效果
根据本公开内容的实施方式，由于本公开内容的第一夹钳单元形成有凹槽，因此可在第一夹钳单元拾取并夹持圆柱形电池单元的顶部的同时防止电池模块中包括的圆柱形电池单元被损坏或被损伤。
此外，根据本公开内容的实施方式，由于固定框架包括可移动杆，可移动杆通过使用与第一夹钳驱动单元连接的弹性构件沿螺栓的长度方向而弹性地可移动，因此固定框架的可移动杆可弹性吸收在第一夹具将圆柱形电池单元容纳在下壳体的容纳部中时产生的冲击。就是说，本公开内容的制造设备可减小制造过程中施加至圆柱形电池单元的冲击，由此将电池模块的电池单元的缺陷最小化。
此外，根据本公开内容的实施方式，由于固定框架包括错误组装传感器单元，因此可检测在将圆柱形电池单元插入到形成在下壳体的中空部中时的错误组装。通过这样，可防止由于因多个圆柱形电池单元被错误组装而可能发生的冲击导致圆柱形电池单元爆炸或起火。此外，制造设备具有减小多个圆柱形电池单元的缺陷的效果。
此外，根据本公开内容的实施方式，由于第二夹具包括配置成朝向下壳体按压上壳体的按压构件，因此可有助于将上壳体更完美地结合至下壳体的上部。此外，由于当第二夹钳单元将上壳体放置在下壳体的上部上时，按压构件可向下按压上壳体，因此可有效地执行结合工作。
此外，根据本公开内容的实施方式，由于第三夹具包括形成在按压杆上的卡钩，因此按压杆可在按压下壳体的两侧的同时拾取并夹持下壳体，并且与此同时卡钩可向上支撑下壳体的下表面，由此有效防止诸如第三夹钳驱动单元掉落下壳体的情况之类的事故。
附图说明
附图图解了本公开内容的优选实施方式并且与前述公开内容一起用于提供对本公开内容的技术特征的进一步理解，因而，本公开内容不解释为限于这些附图。
图1是示意性示出通过根据本公开内容一实施方式的制造设备来制造的电池模块的透视图。
图2是示意性示出通过根据本公开内容一实施方式的制造设备来制造的电池模块的部件的分解透视图。
图3是示意性示出图2的电池模块采用的圆柱形电池单元的内部结构的局部剖面图。
图4是示意性示出根据本公开内容一实施方式的制造设备的侧视图。
图5是示意性示出根据本公开内容一实施方式的制造设备的一部分的局部透视图。
图6是示意性示出根据本公开内容一实施方式的制造设备采用的压缩机和第一夹具的分解透视图。
图7是示意性示出根据本公开内容一实施方式的制造设备的另一操作的局部剖面图。
图8是示意性示出根据本公开内容一实施方式的制造设备的另一操作的局部剖面图。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述本公开内容的优选实施方式。在描述之前，应当理解，说明书和所附权利要求中使用的术语不应被解释为限于一般含义和字典含义，而是应在允许发明人适当地定义术语以获得最佳解释的原则的基础上基于与本公开内容的技术方面对应的含义和概念来解释。
因此，本文提出的描述仅是用于说明目的的优选示例，并非旨在限制本公开内容的范围，因此应当理解，在不背离本公开内容的范围的情况下，可以对其做出其他等同和修改。
图1是示意性示出通过根据本公开内容一实施方式的制造设备来制造的电池模块的透视图。图2是示意性示出通过根据本公开内容一实施方式的制造设备来制造的电池模块的部件的分解透视图。图3是示意性示出图2的电池模块采用的圆柱形电池单元的内部结构的局部剖面图。图4是示意性示出根据本公开内容一实施方式的制造设备的侧视图。
参照图1至图4，根据本公开内容一实施方式的制造设备300包括制造电池模块200的机械臂310。
在此，电池模块200可包括模块外壳210和多个圆柱形电池单元100。具体地，圆柱形电池单元100可包括圆柱形的电池罐120和容纳在电池罐120中的电极组件140(图3)。
在此，电池罐120可包括具有高导电性的材料。例如，电池罐120可包括铝或铜材料。
此外，电池罐120可配置成沿上下方向直立的细长形状。此外，电池罐120可具有沿上下方向延伸的圆柱形状。此外，可在电池罐120的上部和下部分别形成电极端子111、112。具体地，可在电池罐120的顶部的平坦圆形上表面上形成沿向上方向突出的第一电极端子111，并且可在电池罐120的底部的平坦圆形下表面上形成第二电极端子112。
此外，圆柱形电池单元100可沿水平方向布置成多个列和多个行。在此，水平方向可指当圆柱形电池单元100被放置在地面上时与地面平行的方向，并且也可指与上下方向垂直的平面上的至少一个方向。
例如，如图2中所示，电池模块200可包括沿前后方向W布置成四列并且沿左右方向V布置成七行或六行的多个圆柱形电池单元100。
此外，电极组件140(图3)可形成为其中正极和负极在它们之间插置有隔膜的情况下以果冻卷型进行卷绕的结构。正极接片170可附接至正极(未示出)并且连接至电池罐120的顶部的第一电极端子111。负极接片(未示出)可附接至负极(未示出)并且连接至电池罐120的底部的第二电极端子112。
与图2一起再次参照图3，在圆柱形电池单元100中以突出的形式形成有顶盖，以形成电极端子111，并且当内部气体达到特定气压或更高气压时，顶盖的一部分被刺穿。
此外，圆柱形电池单元100可包括当电池单元内部的温度升高时，通过大大增加电池电阻来阻断电流的安全元件122(例如，正温度系数(positive temperaturecoefficient element，PTC)元件、热断路器(TCO)等)。此外，圆柱形电池单元100可具有安全通气(safety vent)结构130，安全通气结构130在正常状态下具有向下突出的形状，但是当电池内部的压力升高时安全通气结构130突出并破裂以排出气体。
然而，根据本公开内容的电池模块200不限于前述圆柱形电池单元100，可采用提交本申请时已知的各种圆柱形电池单元100。
另外，模块外壳210可包括上壳体210A和下壳体210B。
此外，模块外壳210的上壳体210A和下壳体210B可分别包括用于在其中容纳圆柱形电池单元100的容纳部分212A、212B。具体地，容纳部分212A、212B可具有形成为围绕圆柱形电池单元100的外表面的多个中空部H2。
此外，模块外壳210可包括配置成形成内部空间并且设置在前侧、后侧、左侧和右侧的第一外壁210a、第二外壁210b、第三外壁210c和第四外壁210d。
再次参照图4，机械臂310可包括支柱部311、第一连接部312、第二连接部313、第三连接部314、第四连接部315、旋转驱动单元316(图7)和驱动轴317。
具体地，支柱部311可以是与其上安装机械臂310的底表面连接的部分。此外，支柱部311可配置成使机械臂310的第一连接部312基于沿上下方向(Z轴方向)的旋转轴E1旋转。例如，支柱部311可包含电机(未示出)。
此外，第一连接部312可连接至支柱部311的上部。此外，第一连接部312可配置成在与第一连接部312所处位置的方向对应的一侧使第二连接部313的末端部(顶部)313a上下移动。为此，第一连接部312可连接至第二连接部313的一端(底部)。此外，第一连接部312可具有电机，以使第二连接部313基于沿Y轴方向的旋转轴E2旋转。
此外，第二连接部313可配置成在与第二连接部313所处位置的方向对应的一侧使第三连接部314的末端部314a上下移动。为此，第二连接部313可连接至第三连接部314的一端。此外，第二连接部313可具有电机(未示出)，以使第三连接部314基于沿Y轴方向的旋转轴E3旋转。
此外，第三连接部314可连接至第四连接部315的一端。此外，第三连接部314可具有电机(未示出)，以使第四连接部315基于沿X轴方向的旋转轴E4旋转。
此外，第四连接部315可连接至旋转驱动单元316的两侧(见图7的316)。第四连接部315可具有电机(未示出)，以使旋转驱动单元316基于沿Y轴方向的旋转轴E5旋转。
此外，本公开内容的制造设备300可包括中央控制单元(未示出)。中央控制单元可配置成控制第一连接部312、第二连接部313、第三连接部314和第四连接部315的旋转。此外，中央控制单元可配置成控制稍后解释的驱动轴317、旋转驱动单元316、第一夹具320、第二夹具330和第三夹具340的操作。此外，中央控制单元可连接至由工人直接控制的操纵单元。此外，可根据包括制造工序所需的机械臂的执行指令的程序操作中央控制单元。
此外，旋转驱动单元316可配置成使驱动轴317的末端部317a向上或向下移动。此外，旋转驱动单元316可形成为使得驱动轴317的一端插入其中的形状。
此外，驱动轴317可配置成基于沿X轴方向的旋转轴E6旋转。就是说，驱动轴317可沿两个方向移动，使得末端部317a沿上下方向(Z轴方向)移动，以及基于X轴方向沿顺时针或逆时针方向移动。
图5是示意性示出根据本公开内容一实施方式的制造设备的一部分的局部透视图。
与图1和图4一起参照图5，机械臂310可包括第一夹具320、第二夹具330和第三夹具340。此外，第一夹具320可配置成夹持或释放多个圆柱形电池单元100。此外，第二夹具330可配置成夹持或释放上壳体210A。此外，第三夹具340可配置成夹持或释放下壳体210B。
此外，机械臂310可包括用于安装第一夹具320、第二夹具330和第三夹具340的盘350。具体地，盘350可具有板形状，该板形状的上表面350a和下表面350b比其侧表面相对宽。此外，驱动轴317的在轴向上的末端部可经由结合构件352连接至盘350的一个宽表面350a。
此外，驱动轴317可配置成基于沿图4的X轴方向的旋转轴E6旋转，使得盘350旋转。此外，驱动轴317的末端部沿旋转轴E5在上下方向(Z轴方向)上移动，并且盘350的宽的上表面350a和下表面350b可形成为沿与地面G1垂直的方向直立的形状，或者与地面G1平行定位。
然而，第一连接部312、第二连接部313、第三连接部314、第四连接部315、旋转驱动单元316和驱动轴317的旋转方向不限于X轴方向、Y轴方向或Z轴方向，而是根据情况，只要改变机械臂310的第一连接部312、第二连接部313、第三连接部314、第四连接部315、旋转驱动单元316和驱动轴317的位置，也可在三维上改变这些部件的旋转方向。
更具体地，第一夹具320可包括多个第一夹钳单元321、多个第一夹钳驱动单元323、和固定框架325。
在此，当沿图5的F方向观看时，多个第一夹钳单元321可配置成分别夹持或释放多个圆柱形电池单元100。具体地，第一夹钳单元321可包括沿长度方向延伸的一对指状部321a、321b。此外，该对指状部321a、321b在长度方向上的上部可连接至第一夹钳驱动单元323。此外，通过第一夹钳驱动单元323，该对指状部321a、321b的下部可配置成夹持或释放一个圆柱形电池单元100。此外，在第一夹钳单元321的面对圆柱形电池单元100的内侧可形成沿向外方向凹进而不按压圆柱形电池单元100的顶部的凹槽H1。
就是说，圆柱形电池单元100的顶部是甚至由于较弱的冲击都容易损坏或产生缺陷的诸如安全元件和安全通气结构之类的部件所在的区域，只是用于夹持圆柱形电池单元100的顶部的第一夹钳单元321的按压力就可损坏这些部件。
例如，如图5中所示，第一夹钳单元321可包括一对指状部321a、321b。此外，在该对指状部321a、321b的面对圆柱形电池单元100的顶部的内侧可形成沿向外方向凹进的凹槽H1。
因而，根据本公开内容的该构造，由于本公开内容的第一夹钳单元321形成有凹槽H1，因此可在第一夹钳单元321拾取并夹持圆柱形电池单元100的同时防止圆柱形电池单元100的顶部被按压，由此减小圆柱形电池单元100的安全元件122和安全通气结构130的损坏或缺陷。
此外，第一夹钳驱动单元323可配置成控制多个第一夹钳单元321的每一个的夹持和释放操作。例如，第一夹钳驱动单元323可具有气压缸324。此外，气压缸324的缸体(未示出)可连接至多个第一夹钳单元321的每一个的顶部。此外，气压缸324可具有注入或抽吸空气的注入孔324c。此外，当空气注入到注入孔324c中时，缸体可移动，使得第一夹钳单元321的两个指状部321a、321b彼此远离，并且当从注入孔抽吸空气时，缸体可移动，使得第一夹钳单元321的一对指状部321a、321b彼此靠近。
图6是示意性示出根据本公开内容一实施方式的制造设备采用的压缩机和第一夹具的分解透视图。为便于描述，未描绘出用于将压缩机390的排气孔和气压缸的注入孔连接的空气软管。
与图5一起参照图6，本公开内容的制造设备300可包括压缩机390，压缩机390配置成向气压缸324的注入孔324c提供压缩空气。具体地，压缩机390可抽吸外部空气，压缩外部空气并且通过排气孔391将压缩空气提供给气压缸324的注入孔324c。
此外，压缩机390可具有形成为向稍后描述的第二夹具330的气压缸334(图8)和第三夹具340的气压缸344(图8)提供压缩空气的单独的注入孔392、393。
另外，固定框架325的一部分可结合至盘350。此外，固定框架325可连接至多个第一夹钳驱动单元323。
具体地，固定框架325可包括可移动杆326、固定构件325b和弹性构件327。此外，可移动杆326可具有：主体部326a，主体部326a具有用于安装第一夹钳驱动单元323的外侧；和螺栓326b，螺栓326b结合至主体部326a的一侧。
例如，如图5中所示，可移动杆326的主体部326a可与盘350的一个宽表面350a分隔开预定距离。此外，第一夹钳驱动单元323可安装到主体部326a的外侧。此外，可在主体部326a的顶部形成直立的螺栓326b。
此外，与图5一起参照图6，当沿F方向观看时，固定构件325b可具有沿与盘350的一个宽表面350a垂直的方向延伸的板形状。此外，固定构件325b的两个端部325b1、325b2可沿向上方向弯折，然后再次沿左右方向弯折。此外，固定构件325b可具有多个引导孔H3，螺栓326b通过多个引导孔H3沿上下方向可移动地设置，从而引导可移动杆326的螺栓326b沿长度方向移动。此外，引导孔H3(图6)可沿螺栓326b的长度方向(上下方向)贯穿，使得螺栓326b的一部分插入其中。
例如，如图5中所示，固定构件325b可位于盘350的一个宽表面350a上，以垂直于盘350的一个宽表面350a延伸。此外，固定构件325b的一部分(内部)可结合至盘350。此外，可在固定构件325b中形成七个引导孔H3。此外，可移动杆326的七个螺栓326b可分别插入七个引导孔H3中。
此外，螺栓326b的头部可被阻挡在引导孔H3的周围，使得第一夹钳驱动单元323可具有固定形状。就是说，引导孔H3可具有比螺栓326b的头部小的尺寸。
此外，弹性构件327可配置成沿向上方向和/或沿向下方向给可移动杆326施加预定力。例如，如图5中所示，弹性构件327可以是弹簧。此外，螺栓326b的轴部可插入到弹簧中。此外，弹簧可位于固定构件325b的下部与可移动杆326的主体部326a之间。
因此，如图5和图6中所示，如果第一夹具320的第一夹钳单元321接收到沿向上方向S的力时，与第一夹钳单元321连接的第一夹钳驱动单元323沿向上方向S移动，同时，与第一夹钳驱动单元323连接的可移动杆326也沿向上方向S移动。在这种情况下，弹性构件327可配置成沿向下方向施加预定力。就是说，弹性构件327可形成为缓冲由第一夹钳单元321接收到的沿向上方向S的力。此外，弹性构件327可防止即使力很小可移动杆326的螺栓326b也向上移动超过预定高度。
因而，根据本公开内容的该构造，由于固定框架325配置成使得与第一夹钳驱动单元323连接的可移动杆326通过使用弹性构件327沿螺栓326b的长度方向(向上方向)而弹性地可移动，因此固定框架325的弹性构件327可吸收(缓冲)在第一夹具320将圆柱形电池单元100容纳在下壳体210B的容纳部212B中时产生的冲击。就是说，本公开内容的制造设备300可减小制造过程中施加至圆柱形电池单元100的冲击，由此将电池模块200的电池单元100的缺陷最小化。
另外，与图2一起再次参照图5，固定框架325可包括错误组装传感器单元328，错误组装传感器单元328配置成检测在第一夹钳单元321将圆柱形电池单元100插入到形成在下壳体210B的中空部中时的错误组装。
具体地，错误组装传感器单元328可包括激光传感器328s。此外，激光传感器328s可包括用于输出激光的光发射部328s1和配置成检测从光发射部328s1输出的激光的光接收部328s2。此外，激光传感器328s可形成在固定构件325b上，以检测可移动杆326的螺栓326b是否向上移动。更具体地，激光传感器328s的光发射部328s1和光接收部328s2可分别形成在固定构件325b的两个端部。
此外，如果从光发射部328s1输出的激光L1未到达光接收部328s2，就是说，如果可移动杆326的螺栓326b向上移动从而阻挡激光L1的移动方向，则激光传感器328s可检测到激光L1未达到光接收部328s2的情况。
例如，如图5中所示，七个可移动杆326可安装到固定构件325b。此外，七个可移动杆326的七个螺栓326b可插入到形成在固定构件325b中的七个引导孔H3(图6)中。此外，激光传感器328s的光发射部328s1和光接收部328s2可分别形成在固定构件325b的引导孔H3进行排列的方向上的两个端部325b1、325b2。此外，激光传感器328s可定位成使光发射部328s1和光接收部328s2面对，以便检测可移动杆326的螺栓326b是否向上移动。
因而，根据本公开内容的该构造，由于固定框架325包括错误组装传感器单元328，因此可检测在将圆柱形电池单元100插入到形成在下壳体210B的中空部中时的错误组装。因而，可防止由于因多个圆柱形电池单元100被错误组装而可能发生的冲击导致圆柱形电池单元100爆炸或起火。此外，制造设备300具有减小多个圆柱形电池单元100的缺陷的效果。
图7是示意性示出根据本公开内容一实施方式的制造设备的另一操作的局部剖面图。此外，图8是示意性示出根据本公开内容一实施方式的制造设备的另一操作的局部剖面图。作为参考，图7示出了机械臂310通过使用第二夹具330将模块外壳210的上壳体210A移动到下壳体210A的上部的情况。
参照图7和图8，第二夹具330可包括第二夹钳单元331、第二夹钳驱动单元333、和按压构件336。
具体地，第二夹钳单元331可包括按压板331a和可移动轴331b。更具体地，按压板331a可配置成按压上壳体210A的两侧。例如，如图8中所示，当沿F方向观看时，第二夹钳单元331可包括位于电池模块200的上壳体210A在水平方向(左右方向)上的两侧的两个按压板331a。此外，按压板331a可配置成通过可移动轴331b的移动沿左右方向按压上壳体210A的两侧。
此外，第二夹钳单元331可包括沿与盘350的一个宽表面350a平行的方向伸长的两个可移动轴331b。此外，可移动轴331b的外侧末端部可结合至按压板331a，并且可移动轴331b的内侧末端部(未示出)可连接至第二夹钳驱动单元333。
例如，第二夹钳驱动单元333可包括气压缸334。此外，气压缸334的缸体(未示出)可连接至第二夹钳单元331的可移动轴331b。此外，气压缸334可具有注入或抽吸空气的注入孔(未示出)。当空气注入到两个注入孔之一中时，第二夹钳单元331的两个按压板331a可彼此远离移动，并且当从注入孔抽吸空气时，第二夹钳单元331的两个按压板331a可彼此靠近移动。
此外，可移动轴331b可配置成使得多个按压板331a可沿它们彼此靠近或彼此远离的方向移动。
例如，如图8中所示，第二夹钳单元331可包括两个可移动轴331b。此外，两个可移动轴331b可配置成使得多个按压板331a可彼此靠近移动或彼此远离移动。
此外，在按压板331a的与上壳体210A的外表面面对的内表面上可形成至少一个接触构件331c，至少一个接触构件331c具有从按压板331a的内表面朝向上壳体210A突出的形状。
另外，诸如前、后、左、右、上和下之类的表示方向的术语可根据观看者的位置或对象的形状而变化。然而，在本申请中，为了便于描述，基于沿F方向观看的情况区分前、后、左、右、上和下方向。
例如，如图8中所示，第二夹钳单元331可包括两个按压板331a。此外，可分别在两个按压板331a的内表面上形成具有朝向上壳体210A突出的形状的两个接触构件331c。此外，接触构件331c可形成在其中接触构件331c可避免按压诸如形成在上壳体210A的外壁上的突起之类的结构或部件的位置处。
因而，根据本公开内容的该构造，由于在第二夹钳单元331的按压板331上形成接触构件331c，因此可防止因第二夹具330在夹持上壳体210A的同时按压不适当的部位而导致上壳体210A损坏或掉落。
此外，第二夹具330可包括按压构件336，按压构件336配置成朝向下壳体210B按压上壳体210A。具体地，按压构件336可连接至盘350的另一表面(下表面)350b。此外，按压构件336可配置成沿与下表面350b垂直的方向突出延伸，下表面350b比盘350的水平侧表面相对要宽。
例如，如图8中所示，两个按压构件336可结合至盘350的下表面350b。此外，按压构件336可具有其长度方向上的两个端部向上弯折的条形状。此外，可在按压构件336的下部形成缓冲垫335，缓冲垫335具有其体积容易变化的软性材料。
此外，第二夹钳单元331的可移动轴331b可位于按压构件336的两个弯折端部之间。例如，如图8中所示，可在盘350的下表面350b形成两个按压构件336。此外，第二夹钳单元331的可移动轴331b可定位成分别穿过两个按压构件336的开口中央。
因而，根据本公开内容的该构造，由于第二夹具330包括配置成朝向下壳体210B按压上壳体210A的按压构件336，因此可有助于将上壳体210A更完美地结合至下壳体210B的上部。此外，由于当第二夹钳单元331将上壳体210A放置在下壳体210B的上部上时，按压构件336可向下按压上壳体210A，因此可有效地执行结合工作。
再次参照图7和图8，第三夹具340可包括第三夹钳单元、至少一个第三夹钳驱动单元343、和卡钩341c。
具体地，第三夹钳单元可包括多个指状单元341a、和与指状单元341a的在远离盘350的方向(向下方向)上的末端部连接的按压杆341b。此外，多个指状单元341a的两个端部可向下弯折。此外，多个指状单元341a可彼此靠近移动或彼此远离移动。此外，按压杆341b可形成为沿下壳体210B的外表面伸长，以按压下壳体210B的水平方向上的两侧。
此外，第三夹钳驱动单元343可配置成控制指状单元341a的操作。例如，第三夹钳驱动单元343可包括气压缸344。此外，气压缸344的缸体(未示出)可连接至第三夹钳单元的指状单元341a的一端。此外，气压缸344可具有注入或抽吸空气的注入孔344b。当空气注入到注入孔344b中时，第三夹钳单元的两个指状单元341a可彼此远离移动，并且当从注入孔344b抽吸空气时，第三夹钳单元的两个指状单元341a可彼此靠近移动。
此外，卡钩341c还可连接至按压杆341b的下部(远离350的一端)。具体地，卡钩341c可从按压杆341b朝向下壳体210B(沿靠近两个指状单元341a的方向)以卡钩341c的形状突出延伸，使得卡钩341c的一部分接触下壳体210B的下表面210B1。
例如，如图8中所示，两个卡钩341c可分别形成在按压杆341b的长度方向上的两个端部。此外，卡钩341c可定位成使得按压杆341b按压下壳体210B的外表面并且与此同时卡钩341c的尖端部分接触下壳体210B的下表面210B1。
因而，根据本公开内容的该构造，由于第三夹具340包括形成在按压杆341b上的卡钩341c，因此按压杆341b可在按压下壳体210B的两侧的同时拾取并夹持下壳体210B，并且与此同时卡钩341c可向上支撑下壳体210B的下表面210B1，由此有效防止诸如第三夹钳驱动单元343掉落下壳体210B的情况之类的事故。
再次参照图8，可在盘350的另一表面350b上形成布置单元380，布置单元380均匀地布置容纳在下壳体210B中的多个圆柱形电池单元100的插入高度。具体地，布置单元380可具有按压表面380a，按压表面380a配置成向下按压容纳在下壳体210B(图2)中的多个圆柱形电池单元100(图2)的上部。
此外，布置单元380可位于与固定框架325所在的方向相对的方向上。就是说，如果固定框架325位于盘350的一个侧表面350a(上表面)上，则布置单元380可位于盘350的另一个侧表面350b(下表面)上。
例如，如图8中所示，布置单元380可形成在盘350的另一个侧表面350b上。此外，布置单元380可具有按压表面380a，按压表面380a的尺寸对应于下壳体210B的上表面。此外，按压表面380a可配置成向下按压多个圆柱形电池单元100的上部。
另外，与图2一起参照图5，本公开内容提供了一种通过使用制造设备300制造电池模块200的方法。
具体地，制造方法可包括以下工序：第一夹具320拾取并夹持沿一个方向布置的多个圆柱形电池单元100；第一夹具320将多个圆柱形电池单元100插入到形成在下壳体210B的中空部H2中，然后释放多个圆柱形电池单元100；第二夹具330拾取并夹持上壳体210A；第二夹具330将上壳体210A放置在下壳体210B的上部并且将上壳体210A按压到下壳体210B上；第三夹具340拾取并夹持安装有上壳体210A的下壳体210B；以及机械臂310将由第三夹具340携带的组装的电池模块200移动到设定位置。
具体地，参照图5，在第一夹具320拾取并夹持沿一个方向布置的多个圆柱形电池单元100的工序中，第一夹具320移动到沿一个方向布置的多个圆柱形电池单元100的上部，然后第一夹具320的第一夹钳单元321a可向下移动并且拾取并夹持多个圆柱形电池单元100的主体。此时，如图5中所示，机械臂310可移动第一连接部312、第二连接部313、第三连接部314、第四连接部315、旋转驱动单元316(图7)和驱动轴317，使得盘350的宽表面350a沿水平方向布置并且第一夹具320位于盘350的下部。
类似地，在制造方法包括的每个制造工序中，机械臂310可移动第一连接部312、第二连接部313、第三连接部314、第四连接部315、旋转驱动单元316(图7)和驱动轴317，使得第一夹具320、第二夹具330或第三夹具340移动并旋转到适当位置。
另外，本公开内容可提供一种通过制造设备300制造的电池模块200。此外，本公开内容可提供一种包括多个电池模块200的电池组(未示出)。此外，电池组可进一步包括用于控制多个圆柱形电池单元100的充电和放电的各种装置，诸如电池管理系统(BatteryManagement System，BMS，未示出)、电流传感器(未示出)、保险丝(未示出)等。
此外，根据本公开内容的电池模块200可应用于诸如电动车辆或混合动力电动车辆之类的车辆。就是说，根据本公开内容的车辆可包括电池模块200。
另外，尽管在本申请中使用了诸如上、下、左、右、前和后方向之类的表示方向的术语，但对于本领域技术人员来说显而易见的是，这些术语是为了便于说明而仅表示相对的位置，可根据观看者或对象的位置而变化。
已经详细描述了本公开内容。然而，应当理解的是，详细描述和具体示例虽然表明了本公开内容的优选实施方式，但仅以说明的方式给出，因为根据该详细描述，在本公开内容范围内的各种变化和修改对于本领域技术人员而言将变得显而易见。
[参考标记]
300：制造设备 310：机械臂
200：电池模块 100：圆柱形电池单元
111、112：电极端子
210：模块外壳 210A、210B：上壳体、下壳体
320、330、340：第一夹具、第二夹具、第三夹具
350：盘 317、316：驱动轴、旋转驱动单元
321、331、341：第一夹钳单元、第二夹钳单元、第三夹钳单元
323、333、343：第一夹钳驱动单元、第二夹钳驱动单元、第三夹钳驱动单元
325：固定框架 H1：凹槽
326：可移动杆 325b：固定构件
327：弹性构件 328：错误组装传感器单元
328s：激光传感器331a、331b：按压板、可移动轴
336：按压构件 341a、341b、341c：指状单元、按压杆、卡钩
工业实用性
本公开内容涉及用于制造电池模块的制造设备。此外，本公开内容可适用于与装配有通过该制造设备制造的电池模块的电子装置和车辆相关的工业。

Claims (7)

1.一种制造设备，所述制造设备包括用于制造电池模块的机械臂，所述电池模块包括多个圆柱形电池单元和配置成容纳所述多个圆柱形电池单元的具有上壳体和下壳体的模块外壳，
其中所述机械臂包括：
第一夹具，所述第一夹具配置成夹持或释放所述多个圆柱形电池单元；
第二夹具，所述第二夹具配置成夹持或释放所述上壳体；和
第三夹具，所述第三夹具配置成夹持或释放所述下壳体，
其中所述机械臂进一步包括：
盘，所述盘具有上表面和下表面比其侧表面相对宽的板形状，使得所述第一夹具、所述第二夹具和所述第三夹具安装到所述盘；
驱动轴，所述驱动轴具有长度方向上的末端部，所述末端部旋转地连接至所述盘以使所述盘旋转；和
旋转驱动单元，所述旋转驱动单元配置成沿向上方向或沿向下方向移动所述驱动轴的所述末端部，
其中所述第一夹具包括：
多个第一夹钳单元，所述多个第一夹钳单元的每一个配置成夹持或释放所述多个圆柱形电池单元中的一个；
多个第一夹钳驱动单元，所述多个第一夹钳驱动单元分别连接至所述多个第一夹钳单元的端部，并且配置成控制所述多个第一夹钳单元的每一个的夹持和释放操作；和
固定框架，所述固定框架连接至所述多个第一夹钳驱动单元并且具有结合至所述盘的部分，
其中所述固定框架包括：
可移动杆，所述可移动杆具有：主体部，所述主体部具有用于安装所述第一夹钳驱动单元的外侧；和螺栓，所述螺栓结合至所述主体部的一侧；
固定构件，所述固定构件具有贯穿的引导孔，使得所述螺栓的一部分插入其中，从而引导所述可移动杆沿所述螺栓的长度方向移动；和
弹性构件，所述弹性构件配置成沿所述螺栓的长度方向给所述可移动杆施加预定力，从而吸收在所述第一夹具将所述多个圆柱形电池单元容纳在所述下壳体的容纳部中时产生的冲击。
2.根据权利要求1所述的制造设备，
其中在所述第一夹钳单元的面对所述圆柱形电池单元的内侧形成有沿所述第一夹钳单元的向外方向凹进而不按压所述圆柱形电池单元的顶部的凹槽。
3.根据权利要求1所述的制造设备，
其中所述固定构件包括错误组装传感器单元，所述错误组装传感器单元配置成检测在所述第一夹钳单元将所述圆柱形电池单元插入到形成在所述下壳体的中空部中时的错误组装。
4.根据权利要求3所述的制造设备，
其中所述错误组装传感器单元包括激光传感器，所述激光传感器形成在所述固定构件上，以检测所述可移动杆的所述螺栓是否向上移动。
5.根据权利要求1所述的制造设备，
其中所述第二夹具包括：
第二夹钳单元，所述第二夹钳单元具有：多个按压板，所述多个按压板配置成按压所述上壳体的两侧；和可移动轴，所述可移动轴配置成沿所述多个按压板彼此靠近移动或彼此远离移动的方向移动；
至少一个第二夹钳驱动单元，所述至少一个第二夹钳驱动单元配置成控制所述可移动轴的移动；和
按压构件，所述按压构件连接至所述盘并且配置成朝向所述下壳体按压所述上壳体。
6.根据权利要求1所述的制造设备，
其中所述第三夹具包括：
第三夹钳单元，所述第三夹钳单元具有：弯折形状的多个指状单元，所述多个指状单元配置成彼此靠近移动或彼此远离移动；和按压杆，所述按压杆连接至所述指状单元的末端部，以按压所述下壳体的水平方向上的两侧；
至少一个第三夹钳驱动单元，所述至少一个第三夹钳驱动单元配置成控制所述指状单元的操作；和
卡钩，所述卡钩连接至所述按压杆并且配置成钩住所述下壳体的底部。
7.一种通过使用根据权利要求1至6任一项所述的制造设备来制造电池模块的制造方法，所述方法包括以下工序：
第一夹具拾取并夹持沿一个方向布置的多个圆柱形电池单元；
所述第一夹具将所述多个圆柱形电池单元插入到形成在下壳体的中空部中，然后释放所述多个圆柱形电池单元；
第二夹具拾取并夹持上壳体；
所述第二夹具将所述上壳体放置在所述下壳体的上部并且将所述上壳体按压到所述下壳体上；
第三夹具拾取并夹持安装有所述上壳体的所述下壳体；以及
机械臂将由所述第三夹具携带的组装的电池模块移动到设定位置。
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