CN112475887A - 移动电源的高效装配装备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动电源的高效装配装备，包括工作台、电池组装平台1、电池输送机构、成品输送机构和外壳输送机构，电池组装平台上设置有外壳夹持机构、与外壳夹持机构位置对应的电池推入机构和自转式多功能机械手，成品输送机构设置于电池组装平台旁侧，外壳输送机构旁侧设置有外壳上料机械手；电池组装平台、电池输送机构、成品输送机构、外壳输送机构和外壳上料机械手均固定安装于工作台上；其完全自动化的组装使得进一步达到大幅度提升移动电源组装工作效率，同时降低人工成本、加工成本和人工劳动强度的技术效果，可使得企业有效利用人力资源，并且收集方便，无需人工操作。

Description

移动电源的高效装配装备

技术领域

本发明涉及一种移动电源自动化组装的技术领域，尤其是一种移动电源的高效装配装备。

背景技术

移动电源是一种可外出携带的电源，并且该类电源可供移动手持设备进行充电，由于当下移动手持设备（如手机、平板电脑等）的普及，人们在外出情况需要随时充电，因此移动电源得到了广泛的应用，然而目前对于移动电源的电池和外壳的组装一般采用人工将电池插入外壳的内腔中，然而采用该生产方式，存在以下缺陷：1、组装加工效率低下；2、大批量操作时，需要大量人工进行加工操作，使得人工成本和加工成本提升，且人工劳动强度也较大；3、导致企业需要将其它岗位的员工调派至切割及收集岗位，从而使得企业无法有效调配、利用人力资源。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种提升组装工作效率，降低人工成本和人工劳动强度的一种移动电源的高效装配装备。

本发明所设计的一种移动电源的高效装配装备，包括：

电池组装平台，其设置有外壳夹持机构、与外壳夹持机构位置对应的电池推入机构和自转式多功能机械手；

电池输送机构，将电池输送至电池组装平台上，且电池位于电池推入机构的推移部前端；

成品输送机构，其设置于电池组装平台旁侧；

外壳输送机构，其旁侧设置有外壳上料机械手；外壳上料机械手将输送至其下方的外壳抓取转送至电池组装平台上的外壳夹持机构中，且外壳夹持机构将外壳夹持定位，此时电池推入机构的推移部作推移动作以将电池推入外壳的内腔中进行组装而形成移动电源成品，组装完成后外壳夹持机构松开，自转式多功能机械手将移动电源成品抓取后输送至成品输送机构上。

作为优选，外壳夹持机构包括固定于电池组装平台顶面的水平位移直线导轨、两根间隔设置的第一夹持杆、两根间隔设置的第二夹持杆、固定于电池组装平台顶面的电池放置板、第一移动杆、第二移动杆和位于电池组装平台下方的顶升气缸，水平位移直线导轨上设置有两个相互间隔设置的第一滑块和两个相互间隔设置的第二滑块，两第一滑块上分别固定有第一垫块，两第二滑块上分别固定有第二垫块，两第一垫块分别与两根第一夹持杆固定相连，两第二垫块分别与两根第二夹持杆固定相连，第一移动杆的两端分别与左侧的第一垫块和左侧的第二垫块固定相连，第二移动杆的两端分别与右侧的第一垫块和右侧的第二垫块固定相连，顶升气缸的活塞杆顶端固定有顶升板，顶升板上销轴铰接有第一连杆和第二连杆，第一连杆与第一移动杆上的纵向杆销轴铰接，第二连杆与第二移动杆上的纵向杆销轴铰接，第一夹持杆和第二夹持杆的夹持部位于电池放置板上方，两第一夹持杆之间组成第一夹持空间，两第二夹持杆之间组成第二夹持空间，其中利用顶升气缸的活塞杆升降驱动顶升板升降，来带动第一连杆和第二连杆动作使第一移动杆和第二移动杆发生位移，以驱动两根第一夹持杆和两根第二夹持杆作夹持或松开动作。

作为优选，第一夹持空间和第二夹持空间的尾端口处设置有限位凸起。

作为优选，电池推入机构包括两根推入杆、固定于电池组装平台上的两根推入气缸、位于电池放置板旁侧且纵向设置的第一直线滑轨和第二直线滑轨，第一直线滑轨的滑块上和第二直线滑轨的滑块上分别固定两根推入杆，且两根推入杆的位置分别与第一夹持空间和第二夹持空间对应，两根推入气缸的活塞杆分别与两根推入杆固定相连。

作为优选，自转式多功能机械手包括固定于电池组装平台上的支撑架、第一推移气缸、横向滑移轨道、第一升降气缸、第一导向杆和固定于第一升降气缸的活塞杆上的第一取料吸盘，支撑架上固定横向滑移轨道，横向滑移轨道的两端固定有第一固定板，第一导向杆的两端分别与两第一固定板固定相连，第一推移气缸的缸体固定于一第一固定板上，第一导向杆上套有第一导向块，第一推移气缸的活塞杆与第一导向块固定相连，第一升降气缸位于第一导向块的下方，横向滑移轨道上滑移式安装有位移滑块，位移滑块上销轴铰接有摆动杆，第一导向块上设置有通孔，通孔内插入有转动杆，转动杆的顶端固定有摆动块，摆动杆与摆动块固定相连，转动杆的底端与第一升降气缸固定相连，第一导向块上在第一导向杆上往复平移促使摆动杆作90°往复摆动，从而使得转动杆带动第一升降气缸作顺时针90°旋转或逆时针90°旋转。

作为优选，电池输送机构包括电池盛料台和位于电池盛料台旁侧的电池抓取机械手。

作为优选，电池抓取机械手包括第二推移气缸、齿轮、齿条、轴承座、底座、第二升降气缸、取料板和安装于取料板上第二取料吸盘，底座上固定轴承座，轴承座的轴承内圈中固定有旋转轴，旋转轴上固定齿轮和第二升降气缸，且底座上固定有定位块，定位块上设置有与齿轮位置对应的定位通槽，齿条定位于定位通槽内，第二推移气缸的活塞杆与齿条固定相连，齿轮与齿条相互啮合，第二升降气缸的活塞杆于齿条固定相连，第二升降气缸的活塞杆与取料板固定相连。

作为优选，外壳上料机械手包括输送架体、第三推移气缸、纵向位移轨道、第二导向杆、套于第二导向杆上的第二导向块和第三升降气缸，纵向位移轨道的两端固定有第二固定板，第二固定板上固定有第三推移气缸，第二导向杆的两端分别与第二导向块固定相连，纵向位移轨道上滑移式安装有位移滑块，该位移滑块与第二导向块固定相连，第三升降气缸与第二导向块固定相连，第三升降气缸的活塞杆上固定有抓取板，抓取板上安装有第三取料吸盘。

作为优选，外壳输送机构和成品输送机构均采用皮带输送机，皮带输送机呈纵向设置。

本发明所设计的一种移动电源的高效装配装备，其利用对外壳进行自动输送上料至夹持工位，电池被自动输送上料至推入工位，然后将推入工位上的电池自动推入至夹持工位的外壳内腔中进行定位组装，待组装完成后自动成品下料，其完全自动化的组装使得进一步达到大幅度提升移动电源组装工作效率，同时降低人工成本、加工成本和人工劳动强度的技术效果，可使得企业有效利用人力资源，并且收集方便，无需人工操作。

附图说明

图1是整体结构示意图（一）；

图2是A处局部放大图；

图3是整体结构示意图（二）；

图4是整体结构示意图（三）；

图5是B处局部放大图；

图6是电池装配工位结构示意图（一）；

图7是电池装配工位结构示意图（二）；

图8是电池装配工位结构示意图（三）；

图9是电池装配工位结构示意图（四）；

图10是电池装配工位结构示意图（五）。

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：

如附图所示，本实施例所描述的一种移动电源的高效装配装备，包括工作台100、电池组装平台1、电池输送机构5、成品输送机构1和外壳输送机构3，电池组装平台1上设置有外壳夹持机构11、与外壳夹持机构11位置对应的电池推入机构12和自转式多功能机械手13，成品输送机构4设置于电池组装平台1旁侧，外壳输送机构3旁侧设置有外壳上料机械手2；电池组装平台1、电池输送机构5、成品输送机构4、外壳输送机构3和外壳上料机械手2均固定安装于工作台100上；其中，电池输送机构将电池输送至电池组装平台上，且电池位于电池推入机构的推移部前端，外壳上料机械手将输送至其下方的外壳抓取转送至电池组装平台上的外壳夹持机构中，且外壳夹持机构将外壳夹持定位，此时电池推入机构的推移部作推移动作以将电池推入外壳的内腔中进行组装而形成移动电源成品，组装完成后外壳夹持机构松开，自转式多功能机械手将移动电源成品抓取后输送至成品输送机构上；进一地，为了组装加工需要，外壳输送机构和成品输送机构均采用皮带输送机，皮带输送机呈纵向设置，并且皮带输送机通过支架固定于工作台上。

本实施例中，外壳夹持机构11包括固定于电池组装平台1顶面的水平位移直线导轨117、两根间隔设置的第一夹持杆113、两根间隔设置的第二夹持杆114、固定于电池组装平台1顶面的电池放置板200、第一移动杆115、第二移动杆116和位于电池组装平台1下方的顶升气缸125，水平位移直线导轨117上设置有两个相互间隔设置的第一滑块1171和两个相互间隔设置的第二滑块1172，两第一滑块1171上分别固定有第一垫块119，两第二滑块1172上分别固定有第二垫块124，两第一垫块119分别与两根第一夹持杆113固定相连，两第二垫块124分别与两根第二夹持杆114固定相连，第一移动杆115的两端分别与左侧的第一垫块119和左侧的第二垫块124固定相连，第二移动杆116的两端分别与右侧的第一垫块119和右侧的第二垫块124固定相连，顶升气缸125的活塞杆顶端固定有顶升板126，顶升板126上销轴铰接有第一连杆127和第二连杆128，第一连杆127与第一移动杆115上的纵向杆500销轴铰接，第二连杆116与第二移动杆116上的纵向杆500销轴铰接，第一夹持杆113和第二夹持杆114的夹持部位于电池放置板200上方，两第一夹持杆113之间组成第一夹持空间110，两第二夹持杆114之间组成第二夹持空间150，其中利用顶升气缸125的活塞杆升降驱动顶升板126升降，来带动第一连杆127和第二连杆128动作使第一移动杆115和第二移动杆116发生位移，以驱动两根第一夹持杆113和两根第二夹持杆114作夹持或松开动作。

上述外壳夹持机构的结构，对外壳上料机械手抓取而输送过来的两个外壳400分别放置于第一夹持空间110上的外壳夹持位111和第二夹持空间150上的外壳夹持位111，电池输送机构将输送上料过来的两个电池500分别放置于电池放置板200上，且两个电池分别位于第一夹持空间110上的电池夹持位112和第二夹持空间150上的电池夹持位112，然后顶升气缸的活塞杆上升促使升降板上升，升降板上升驱动第一连杆绕升降板的铰接点逆时针旋转、驱动第二连杆绕升降板的铰接点顺时针旋转，此时第一移动杆向右位移使得左侧的第一夹持杆和第二夹持板也向右位移，第二移动杆向左位移使得右侧的第一夹持杆和第二夹持杆也向左位移，从而对两个外壳进行同步夹持，夹持完成后，电池推入机构的推入部动作将电池推入至外壳内腔中进行装配，待转配完成后，顶升气缸的活塞杆下降使得第一连杆绕升降板的铰接点顺时针旋转，第二连杆绕升降板的铰接点逆时针旋转，以促使第一移动杆向左位移使得左侧的第一夹持杆和第二夹持板也向左位移，第二移动杆向右位移使得右侧的第一夹持杆和第二夹持杆也向右位移，以将移动电源成品松开，此时自转式多功能机械手将两个移动电源成品同时取送输送至成品输送机构上，从而通过上述对上料的外壳进行夹持定位，使得电池装配时较为方便，且装配稳定可靠，提升装配效率。

优选地，第一夹持空间110和第二夹持空间150的尾端口处设置有限位凸起120，其两个限位凸起120固定于电池组装平台上，对于该限位凸起的设置起到对外壳进行限位的作用，以防止电池推入的推力过大而导致外壳移位的现象发生，提升组装时的加工效果。

本实施例中，电池推入机构12包括两根推入杆121、固定于电池组装平台底面的两根推入气缸122、位于电池放置板200旁侧且纵向设置的第一直线滑轨151和第二直线滑轨152，第一直线滑轨151的滑块上和第二直线滑轨152的滑块上分别固定两根推入杆121，且两根推入杆121的位置分别与第一夹持空间110和第二夹持空间150对应，两根推入气缸122的活塞杆分别与两根推入杆121固定相连，其中推入杆121通过垫板129与滑块固定相连，并且推入气缸122活塞杆端部固定有连接板，电池组装平台1上设置有长形孔14，连接板123贯穿长形孔14后与推入板121固定相连；其电池推入机构中，两根推入气缸的活塞杆伸出进行推动两根推入杆同步推出，进行推动两个电池进入外壳的内腔内，在装配完成后推入杆复位，其中利用推入气缸进行推动电池，使得电池推入外壳的内腔中一步到位，进一步提升装配效率。

本实施例中，自转式多功能机械手13包括固定于电池组装平台1上的支撑架131、第一推移气缸132、横向滑移轨道141、第一升降气缸130、第一导向杆139和固定于第一升降气缸130的活塞杆上的第一取料吸盘140，支撑架131上固定横向滑移轨道141，横向滑移轨道141的两端固定有第一固定板133，第一导向杆139的两端分别与两第一固定板133固定相连，第一推移气缸132的缸体固定于一第一固定板133上，第一导向杆139上套有第一导向块136，第一推移气缸132的活塞杆与第一导向块136固定相连，第一升降气缸130位于第一导向块136的下方，横向滑移轨道141上滑移式安装有位移滑块138，位移滑块138上销轴铰接有摆动杆137，第一导向块136上设置有通孔1361，通孔1361内插入有转动杆135，转动杆135的顶端固定有摆动块134，摆动杆137与摆动块134固定相连，转动杆135的底端与第一升降气缸130固定相连，第一导向块136上在第一导向杆上往复平移促使摆动杆作90°往复摆动，从而使得转动杆带动第一升降气缸作顺时针90°旋转或逆时针90°旋转。

上述由于成品输送机构处于纵向设置，而移动电源成品根据下料要求需要进行旋转至横向状态，因此设计了上述机构可将纵向状态的移动电源成品旋转至横线状态，从而进行成品取料时，此结构成品取料放料稳定可靠，且效率较高，实现快速自动化取料、旋转、放料一体完成。从而利用位于外壳夹持位上方的第一取料吸盘下降进行吸取固定移动电源成品，第一推移气缸的活塞杆伸出将第一导向块推移至成品输送机构的上方，在第一导向块位移的过程中摆动杆被逆时针旋转90°，而转动杆也被旋转90°来带动第一升降气缸作顺时针旋转90°，使得被抓取的移动电源成品呈纵向状态转变为呈横向状态，然后第一升降气缸的活塞杆下降，将呈横向状态的移动电源成品放置于成品输送机构上，放置完成后第一升降气缸的活塞杆上升，第一推移气缸的活塞杆缩回将第一导向块拉回至外壳夹持机构上方，此时第一升降气缸恢复原来呈横向状态，且横向状态的第一升降气缸所抓取的移动电源成品为纵向状态。

本实施例中，电池输送机构5包括电池盛料台51和位于电池盛料台旁侧的电池抓取机械手52；电池抓取机械手52包括第二推移气缸523、齿轮525、齿条524、轴承座522、底座521、第二升降气缸526、取料板527和安装于取料板527上第二取料吸盘529，底座521上固定轴承座521，轴承座51的轴承内圈中固定有旋转轴5221，旋转轴5221上固定齿轮525和第二升降气缸526，且底座521上固定有定位块528，定位块528上设置有与齿轮525位置对应的定位通槽5281，齿条524定位于定位通槽5281内，第二推移气缸523的活塞杆与齿条524固定相连，齿轮525与齿条524相互啮合，第二升降气缸526的活塞杆于齿条524固定相连，第二升降气缸526的活塞杆与取料板527固定相连。

上述结构中，电池盛料台51上具有两个盛料槽511，两个盛料槽511内进行分别放置电池300，然后进行电池上料时，第二升降气缸的活塞杆伸出，然后第二推移气缸的活塞杆伸出作用使得齿条被推动移动，齿轮发生旋转带动旋转轴发生转动180°，使得旋转轴旋转带动取料板位于两个盛料槽上方，而取料板位于盛料槽上方后第二升降气缸的活塞杆缩回使得第二取料吸盘接触盛料槽上的电池进行吸取，然后第二升降气缸的活塞杆伸出使得取料板和电池上升，第二推移气缸的活塞杆缩回使得齿条后退位移，齿轮发生旋转带动旋转轴发生转动180°，使得旋转轴旋转带动取料板位于电池放置板的上方，此时第二升降气缸的活塞杆缩回，使得取料板下降，然后两个电池被分别同步放置于第一夹持空间的电池夹持位和第二夹持空间的电池夹持位，从而已上方式进行反复电池上料，其结构使得电池上料后的位置精准，使得装配可靠，提升装配效率，且实现快速自动化上料。

本实施例中，外壳上料机械手2包括输送架体21、第三推移气缸27、纵向位移轨道22、第二导向杆24、套于第二导向杆24上的第二导向块25和第三升降气缸28，纵向位移轨道22的两端固定有第二固定板26，第二固定板26上固定有第三推移气缸27，第二导向杆24的两端分别与第二导向块25固定相连，纵向位移轨道22上滑移式安装有位移滑块23，该位移滑块23与第二导向块25固定相连，第三升降气缸28与第二导向块25固定相连，第三升降气缸28的活塞杆上固定有抓取板29，抓取板上安装有第三取料吸盘20。

上述机构中，外壳输送机构将进料端处的两个外壳同步输送至其出料端，然后第三推移气缸的活塞杆伸出将第二导向块推移至外壳输送机构的出料端上方，第三升降气缸的活塞杆伸出促使抓取板下降，使得第三取料吸盘与出料端处的两个外壳接触进行吸取定位，然后第三升降气缸的活塞杆缩回，使得两个外壳上升，此时第三推移气缸的活塞杆缩回拉动第二导向块位移至外壳夹持机构上方，且抓取板上两个外壳分别对应位于第一夹持空间的外壳夹持位和第二夹持空间的外壳夹持位上方，然后第三升降气缸的活塞杆伸出促使两个外壳下降并放置于第一夹持空间的外壳夹持位和第二夹持空间的外壳夹持位内，最后抓取板位移恢复至外壳输送机构的出料端上方。

基于上述一种移动电源的高效装配装备，其具体工作原理如下：

首先，电池盛料台上具有两个盛料槽，两个盛料槽内进行分别放置电池，然后进行电池上料时，第二升降气缸的活塞杆伸出，然后第二推移气缸的活塞杆伸出作用使得齿条被推动移动，齿轮发生旋转带动旋转轴发生转动180°，使得旋转轴旋转带动取料板位于两个盛料槽上方，而取料板位于盛料槽上方后第二升降气缸的活塞杆缩回使得第二取料吸盘接触盛料槽上的电池进行吸取，然后第二升降气缸的活塞杆伸出使得取料板和电池上升，第二推移气缸的活塞杆缩回使得齿条后退位移，齿轮发生旋转带动旋转轴发生转动180°，使得旋转轴旋转带动取料板位于电池放置板的上方，此时第二升降气缸的活塞杆缩回，使得取料板下降，然后两个电池被分别同步放置于第一夹持空间的电池夹持位和第二夹持空间的电池夹持位；其次，外壳输送机构将进料端处的两个外壳同步输送至其出料端，然后第三推移气缸的活塞杆伸出将第二导向块推移至外壳输送机构的出料端上方，第三升降气缸的活塞杆伸出促使抓取板下降，使得第三取料吸盘与出料端处的两个外壳接触进行吸取定位，然后第三升降气缸的活塞杆缩回，使得两个外壳上升，此时第三推移气缸的活塞杆缩回拉动第二导向块位移至外壳夹持机构上方，且抓取板上两个外壳分别对应位于第一夹持空间的外壳夹持位和第二夹持空间的外壳夹持位上方，然后第三升降气缸的活塞杆伸出促使两个外壳下降并放置于第一夹持空间的外壳夹持位和第二夹持空间的外壳夹持位内，最后抓取板位移恢复至外壳输送机构的出料端上方，在外壳定位后，顶升气缸的活塞杆上升促使升降板上升，升降板上升驱动第一连杆绕升降板的铰接点逆时针旋转、驱动第二连杆绕升降板的铰接点顺时针旋转，此时第一移动杆向右位移使得左侧的第一夹持杆和第二夹持板也向右位移，第二移动杆向左位移使得右侧的第一夹持杆和第二夹持杆也向左位移，从而对两个外壳进行同步夹持，夹持完成后，两根推入气缸的活塞杆伸出进行推动两根推入杆同步推出，进行推动两个电池进入外壳的内腔内进行装配形成两个移动电源成品，待转配完成后，顶升气缸的活塞杆下降使得第一连杆绕升降板的铰接点顺时针旋转，第二连杆绕升降板的铰接点逆时针旋转，以促使第一移动杆向左位移使得左侧的第一夹持杆和第二夹持板也向左位移，第二移动杆向右位移使得右侧的第一夹持杆和第二夹持杆也向右位移，以将移动电源成品松开，此时利用位于外壳夹持位上方的第一取料吸盘下降进行吸取固定移动电源成品，第一推移气缸的活塞杆伸出将第一导向块推移至成品输送机构的上方，在第一导向块位移的过程中摆动杆被逆时针旋转90°，而转动杆也被旋转90°来带动第一升降气缸作顺时针旋转90°，使得被抓取的移动电源成品呈纵向状态转变为呈横向状态，然后第一升降气缸的活塞杆下降，将呈横向状态的移动电源成品放置于成品输送机构上，放置完成后第一升降气缸的活塞杆上升，第一推移气缸的活塞杆缩回将第一导向块拉回至外壳夹持机构上方，此时第一升降气缸恢复原来呈横向状态，且横向状态的第一升降气缸所抓取的移动电源成品为纵向状态，最后依上述方式进行往复自动化进行移动电源装配操作。

上述一种移动电源的高效装配装备中的固定可根据实际情况选择进行固定或者螺栓固定或者焊接固定，并且上述中大部分机构采用气缸使得装配效率得到进一步的提升，同时上述所有导向块的穿孔内固定有导向套，因此导向套套于导向杆上，从而构成导向块套于导向杆的结构。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内，同时上述中的固定可根据实际情况进行选择螺栓固定或者焊接固定。

Claims (1)

1.一种自转式多功能机械手，其特征在于，包括固定于电池组装平台上的支撑架、第一推移气缸、横向滑移轨道、第一升降气缸、第一导向杆和固定于第一升降气缸的活塞杆上的第一取料吸盘，支撑架上固定横向滑移轨道，横向滑移轨道的两端固定有第一固定板，第一导向杆的两端分别与两第一固定板固定相连，第一推移气缸的缸体固定于一第一固定板上，第一导向杆上套有第一导向块，第一推移气缸的活塞杆与第一导向块固定相连，第一升降气缸位于第一导向块的下方，横向滑移轨道上滑移式安装有位移滑块，位移滑块上销轴铰接有摆动杆，第一导向块上设置有通孔，通孔内插入有转动杆，转动杆的顶端固定有摆动块，摆动杆与摆动块固定相连，转动杆的底端与第一升降气缸固定相连，第一导向块上在第一导向杆上往复平移促使摆动杆作90°往复摆动，从而使得转动杆带动第一升降气缸作顺时针90°旋转或逆时针90°旋转。

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