CN113471511A - 一种锂电池模组自动化组装成型设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锂电池模组组装技术领域，具体涉及一种锂电池模组自动化组装成型设备，包括输送机构、输送架、固定台、取放机构和顶升机构，所述输送架放置在输送机构上，固定台设置在输送机构上端，取放机构设置在输送机构上方，顶升机构设置在固定台下方；本发明通过输送机构、输送架、固定台、取放机构和顶升机构的组合工作能够同时对两个端板和两个侧板同时放置并固定，有效的提高了工作效率，同时减少了机器人使用，大大降低了设备成本。

Description

一种锂电池模组自动化组装成型设备
技术领域
本发明涉及锂电池模组组装技术领域，特别涉及一种锂电池模组自动化组装成型设备。
背景技术
锂电池模组在组装时需要安装于侧板和端板组成的空间内，由于锂离子电池在使用过程中往往要承受较大的机械冲击和振动，这就要求端板与侧板能起到保护锂离子电池的作用。
然而现有的设备在进行锂电池模组组装时存在以下问题：1、现有的设备一般通过机器人将端板和侧板自动组装至模块上，通过激光技术，按照技术要求将端板与侧板焊接，而使用机器人在取放端板和侧板时动作较为缓慢，极大的影响了组装效率，如果使用较多机器人进行组装能增加工作效率，但设备成本也会大大提高。
2、现有的设备是将端板和侧板放置在托盘上，然后将端板和侧板逐一从托盘上取下，在端板和侧板使用完后则需要放置新的装有端板和侧板的托盘，使得设备在工作时连续性较低。
发明内容
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种锂电池模组自动化组装成型设备，包括输送机构、输送架、固定台、取放机构和顶升机构，所述输送架放置在输送机构上，固定台设置在输送机构上端，取放机构设置在输送机构上方，顶升机构设置在固定台下方。
所述取放机构包括安装架、安装框、旋转电机、二号电动推杆、取料支链和放置支链，所述安装架设置在输送机构的前后两侧，安装框设置在两个安装架上侧之间，且安装框为矩形框，旋转电机设置在安装框四个内侧壁上，旋转电机的输出轴上设置有二号电动推杆，取料支链设置在二号电动推杆的伸缩杆上，安装框的四个侧壁顶部设置有放置支链，放置支链设置在旋转电机的上方。
所述放置支链包括二号安装板、放置框、三号安装槽、一号伸缩槽、二号伸缩槽、分隔板、阻挡板、铰接杆、连杆、固定块和顶伸弹簧，所述二号安装板设置在每个旋转电机上方的安装框上，二号安装板的侧壁位于二号电动推杆的上方且二号安装板的侧壁上设置有放置框，放置框为矩形结构，放置框与安装架内壁相邻的端面开设有三号安装槽，三号安装槽的上下两侧分别开设有与放置框相连通的一号伸缩槽和二号伸缩槽，分隔板滑动设置在一号伸缩槽内，阻挡板滑动设置在二号伸缩槽内，铰接杆中部转动连接在三号安装槽内，铰接杆的上下两端通过铰接的连杆分别与分隔板和阻挡板相连接，三号安装槽外侧设置有匚形的固定块，固定块内侧设置有顶伸弹簧，且顶伸弹簧的一端连接在铰接杆的下端。
所述取料支链包括取放板、吸盘、连通孔和连接管，所述取放板设置在二号电动推杆的伸缩杆端部，取放板远离二号电动推杆的一端均匀设置有吸盘，取放板对应吸盘的位置开设有连通孔，连接管一端穿过连通孔并与吸盘连接，连接管的另一端与外部的气泵连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述分隔板与阻挡板相互远离的一端均设有倾斜面，且分隔板相对的端部呈锐角状。
作为本发明的一种优选技术方案，所述输送机构包括一号安装板、电动辊筒组、输送带和限位卡槽，所述一号安装板前后对称设置，一号安装板相对的侧壁上均设置有电动辊筒组，输送带套设在同侧的电动辊筒组上，输送带外壁均匀开设有限位卡槽。
作为本发明的一种优选技术方案，所述输送架包括输送板、限位卡块、承托板、承托槽、一号安装槽和导向辊，所述输送板放置在前后两个输送带上端，输送板下端面与输送带对应的位置均匀设置有限位卡块，限位卡块与限位卡槽配合，承托板设置在输送板的上端，承托板的上端开设有承托槽，输送板底部开设有一号安装槽，一号安装槽内的左右两侧转动设置有导向辊。
作为本发明的一种优选技术方案，所述固定台包括固定架和通过槽，所述固定架为匚形结构，固定架的两端分别设置在两个一号安装板上端，固定架上端开设有通过槽，通过槽与承托板配合。
作为本发明的一种优选技术方案，所述一号安装板的相对面位于输送带的上方开设有二号安装槽，二号安装槽内竖直转动设置有多个呈线性均匀分布的限位辊，限位辊在二号安装槽内转动设置，限位辊与输送板前后端面滚动接触。
作为本发明的一种优选技术方案，所述顶升机构包括一号电动推杆、顶升块、导向角、配合块和圆弧槽，所述一号电动推杆通过固定板设置在两个一号安装板之间，一号电动推杆的伸缩杆上端设置有顶升块，顶升块上端的左右两个拐角设有倾斜的导向角，顶升块的左右两侧壁设置有配合块，配合块上开设有与导向辊配合的圆弧槽。
本发明具备以下有益效果：1、本发明通过输送机构、输送架、固定台、取放机构和顶升机构的组合工作能够同时对两个端板和两个侧板同时放置并固定，有效的提高了工作效率，同时减少了现有机器人的使用，大大降低了设备成本。
2、本发明设计的放置支链能够从放置框上端连续地放置端板和侧板，当放置框内还有少量端板或者侧板时就可以提前补充原料，无需中断加工过程，从而进一步的提高设备的工作效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明图1的A处局部放大图。
图3是本发明的俯视图。
图4是本发明图3的B-B向断面图。
图5是本发明图3的C-C向断面图。
图6是本发明图5的D处局部放大图。
图7是本发明图4的E处局部放大图。
图8是本发明顶升机构和输送架之间的结构示意图。
图中：1、输送机构；2、输送架；3、固定台；4、取放机构；5、顶升机构；11、一号安装板；12、电动辊筒组；13、输送带；14、限位卡槽；111、二号安装槽；112、限位辊；21、输送板；22、限位卡块；23、承托板；24、承托槽；25、一号安装槽；26、导向辊；31、固定架；32、通过槽；41、安装架；42、安装框；43、旋转电机；44、二号电动推杆；45、取料支链；46、放置支链；451、取放板；452、吸盘；453、连通孔；454、连接管；461、二号安装板；462、放置框；463、三号安装槽；464、一号伸缩槽；465、二号伸缩槽；466、分隔板；467、阻挡板；468、铰接杆；469、连杆；4610、固定块；4611、顶伸弹簧；51、一号电动推杆；52、顶升块；53、导向角；54、配合块；55、圆弧槽。
具体实施方式
下面参考附图对本发明的实施例进行说明；在此过程中，为确保说明的明确性和便利性，我们可能对图示中线条的宽度或构成要素的大小进行夸张的标示。
另外，下文中的用语基于本发明中的功能而定义，可以根据使用者的意图或惯例而不同；因此，这些用语基于本说明书的全部内容进行定义。
参阅图1、图3、图4和图7，一种锂电池模组自动化组装成型设备，包括输送机构1、输送架2、固定台3、取放机构4和顶升机构5，所述输送架2放置在输送机构1上，固定台3设置在输送机构1上端，取放机构4设置在输送机构1上方，顶升机构5设置在固定台3下方。
所述输送机构1包括一号安装板11、电动辊筒组12、输送带13和限位卡槽14，一号安装板11数量为二，所述一号安装板11前后对称设置，一号安装板11相对的侧壁上均设置有电动辊筒组12，输送带13套设在同侧的电动辊筒组12上，输送带13外壁均匀开设有限位卡槽14。
所述输送架2包括输送板21、限位卡块22、承托板23、承托槽24、一号安装槽25和导向辊26，所述输送板21放置在前后两个输送带13上端，输送板21下端面与输送带13对应的位置均匀设置有限位卡块22，限位卡块22与限位卡槽14配合，承托板23设置在输送板21的上端，承托板23的上端开设有承托槽24，输送板21底部开设有一号安装槽25，一号安装槽25内的左右两侧转动设置有导向辊26。
具体工作时，通过机械手臂或者人工的方式将锂电池模组放入承托槽24内，电动辊筒组12带动输送带13转动，使得输送带13带动输送板21向左侧输送，从而输送板21通过承托板23将承托槽24内的锂电池模组向左侧输送。
参阅图1和图2，所述一号安装板11的相对面位于输送带13的上方开设有二号安装槽111，二号安装槽111内竖直转动设置有多个呈线性均匀分布的限位辊112，限位辊112与输送板21前后端面滚动接触；输送板21在限位辊112之间移动时摩擦力减小，同时限位辊112具有限位作用，保证了输送板21在移动时的稳定性。
参阅图7，所述固定台3包括固定架31和通过槽32，所述固定架31为匚形结构，固定架31的两端分别设置在两个一号安装板11上端，固定架31上端开设有通过槽32，通过槽32与承托板23配合，当承托板23与通过槽32位置对应时电动辊筒组12停止转动。
参阅图7和图8，所述顶升机构5包括一号电动推杆51、顶升块52、导向角53、配合块54和圆弧槽55，所述一号电动推杆51通过固定板设置在两个一号安装板11之间，一号电动推杆51的伸缩杆上端设置有顶升块52，顶升块52上端的左右两个拐角设有倾斜的导向角53，顶升块52的左右两侧壁设置有配合块54，配合块54上开设有与导向辊26配合的圆弧槽55。
具体工作时，启动一号电动推杆51，一号电动推杆51的伸缩杆伸出带动顶升块52向上运动，顶升块52的上端先伸入输送板21底部的一号安装槽25内，当输送板21位置有偏移时，通过导向角53上的倾斜面顶动导向辊26，从而将输送板21的位置矫正，使承托板23能够和通过槽32刚好对准；当顶升块52运动至一定位置时，顶升块52上端顶住输送板21底部的一号安装槽25上侧壁，同时圆弧槽55内壁与导向辊26配合接触，一号电动推杆51的伸缩杆继续伸出通过顶升块52带动输送板21向上运动，同时圆弧槽55与导向辊26的配合能够保持输送板21的稳定，当输送板21上端与固定架31内侧壁接触，同时承托板23滑动伸入通过槽32内时，承托板23上端与固定架31上端在一个水平面上，锂电池模组在承托槽24内被带动上升至固定架31上方。
参阅图1、图6和图8，所述取放机构4包括安装架41、安装框42、旋转电机43、二号电动推杆44、取料支链45和放置支链46，所述安装架41设置在输送机构1的前后两侧，安装框42设置在两个安装架41上侧之间，且安装框42为矩形框，旋转电机43数量为四，旋转电机43设置在安装框42四个内侧壁上，旋转电机43的输出轴上设置有二号电动推杆44，取料支链45设置在二号电动推杆44的伸缩杆上，安装框42的四个侧壁顶部设置有放置支链46，放置支链46设置在旋转电机43的上方。
所述放置支链46包括二号安装板461、放置框462、三号安装槽463、一号伸缩槽464、二号伸缩槽465、分隔板466、阻挡板467、铰接杆468、连杆469、固定块4610和顶伸弹簧4611，所述二号安装板461设置在安装框42上，二号安装板461的侧壁位于二号电动推杆44的上方且二号安装板461的侧壁上设置有放置框462，放置框462为矩形结构，放置框462与安装架41内壁相邻的端面上开设有三号安装槽463，三号安装槽463的上下两侧分别开设有与放置框462相连通的一号伸缩槽464和二号伸缩槽465，分隔板466滑动设置在一号伸缩槽464内，阻挡板467滑动设置在二号伸缩槽465内，铰接杆468中部转动连接在三号安装槽463内，铰接杆468的上下两端通过铰接的连杆469分别与分隔板466和阻挡板467相连接，三号安装槽463外侧设置有匚形的固定块4610，固定块4610内侧设置有顶伸弹簧4611，且顶伸弹簧4611的一端连接在铰接杆468的下端。
所述分隔板466与阻挡板467相互远离的一端均设有倾斜面，且分隔板466相对的端部呈锐角状。
所述取料支链45包括取放板451、吸盘452、连通孔453和连接管454，所述取放板451设置在二号电动推杆44的伸缩杆端部，取放板451远离二号电动推杆44的一端均匀设置有吸盘452，取放板451对应吸盘452的位置开设有连通孔453，连接管454一端穿过连通孔453并与吸盘452连接，连接管454的另一端与外部的气泵连接。
具体工作时，将端板和侧板分别堆叠放置在前后和左右两侧的放置框462内，端板和侧板被阻挡板467阻挡，启动二号电动推杆44，二号电动推杆44的伸缩杆伸出带动取放板451向上运动，取放板451顶住阻挡板467上的倾斜面，使得阻挡板467相互远离并通过连杆469顶动铰接杆468下端，铰接杆468的下端挤压顶伸弹簧4611使得顶伸弹簧4611被压缩，同时铰接杆468的上端通过连杆469带动分隔板466向内侧相互靠近，使得分隔板466的锐角端部插入放置框462内倒数第一层的端板或侧板和放置框462内倒数第二层的端板或侧板之间，当取放板451侧壁与阻挡板467的垂直面相接触时，倒数第一层的端板或侧板脱离阻挡板467的阻挡落至取放板451上端，气泵工作进行吸气，通过吸盘452将端板吸紧在取放板451上端，二号电动推杆44工作，二号电动推杆44的伸缩杆收缩带动取放板451向下运动，取放板451上端的端板或侧板跟随取放板451向下，当端板或侧板脱离阻挡板467之间时，顶伸弹簧4611抵压铰接杆468的下端，铰接杆468的下端通过连杆469带动阻挡板467向相互靠近，同时铰接杆468的上端通过连杆469带动分隔板466向两侧运动，分隔板466上方的端板或侧板脱离分隔板466向下滑动落至阻挡板467上，取放板451上的端板和侧板继续向下脱离放置框462下端，实现了对端板和侧板的快速取出，启动旋转电机43，旋转电机43输出轴转动带动二号电动推杆44向安装框42内侧旋转，使得端板和侧板分别与电池模组的前后和左右两端面对应，二号电动推杆44的伸缩杆伸出带动端板和侧边分别向电池模组的前后和左右两端运动并抵压至电池模组的前后和左右两端，实现了对端板和侧板的快速固定，通过外部的焊接设备将端板与侧板焊接固定，此时气泵停止吸气，二号电动推杆44的伸缩杆收回，启动旋转电机43，旋转电机43输出轴转动带动二号电动推杆44向安装框42上侧回转，使得取放板451与放置框462下端对应；一号电动推杆51的伸缩杆收缩带动顶升块52向下，使得输送架2回到输送机构1上，输送机构1将组装焊接完成的电池模组继续向左侧移动，同时输送机构1右侧的下一个电池模组在输送架2上输送至固定台3下方。
工作过程：S1、模组放置：通过机械手臂或者人工的方式将锂电池模组放入承托槽24内。
S2、模组输送：电动辊筒组12带动输送带13转动，使得输送带13带动输送板21向左侧输送，从而输送板21通过承托板23将承托槽24内的锂电池模组向左输送，当承托板23与通过槽32位置对应时电动辊筒组12停止转动。
S3、模组顶升：一号电动推杆51工作，一号电动推杆51的伸缩杆伸出带动顶升块52向上运动，顶升块52的上端先伸入输送板21底部的一号安装槽25内，当输送板21位置有偏移时，通过导向角53上的倾斜面顶动导向辊26，从而将输送板21的位置矫正，当顶升块52运动至一定位置时，顶升块52上端顶住输送板21底部的一号安装槽25上侧壁，同时圆弧槽55内壁与导向辊26配合接触，一号电动推杆51的伸缩杆继续伸出通过顶升块52带动输送板21向上运动，同时圆弧槽55与导向辊26的配合能够保持输送板21的稳定，在输送板21上端与固定架31内侧壁接触，同时承托板23滑动伸入通过槽32，承托板23上端与固定架31上端在一个平面上，锂电池模组在承托槽24内被带动上升至固定架31上方。
S4、侧板和端板取放：将端板和侧板分别堆叠放置在前后和左右两侧的放置框462内，端板和侧板被阻挡板467阻挡，二号电动推杆44工作，二号电动推杆44的伸缩杆伸出带动取放板451向上运动，取放板451顶住阻挡板467上的倾斜面，使得阻挡板467相互远离并通过连杆469顶动铰接杆468下端，铰接杆468的下端挤压顶伸弹簧4611使得顶伸弹簧4611被压缩，同时铰接杆468的上端通过连杆469带动分隔板466向内侧相互靠近，使得分隔板466的锐角端部插入放置框462内倒数第一层的端板或侧板和放置框462内倒数第二层的端板或侧板之间，当取放板451侧壁与阻挡板467的垂直面相接触时，倒数第一层的端板或侧板脱离阻挡板467的阻挡落至取放板451上端，气泵工作进行吸气，通过吸盘452将端板吸紧在取放板451上端，二号电动推杆44工作，二号电动推杆44的伸缩杆收缩带动取放板451向下运动，取放板451上端的端板和侧板跟随取放板451向下，当端板和侧板脱离阻挡板467之间时，顶伸弹簧4611抵压铰接杆468的下端，铰接杆468的下端通过连杆469带动阻挡板467向相互靠近，同时铰接杆468的上端通过连杆469带动分隔板466向两侧运动，分隔板466上方的端板或侧板脱离分隔板466向下滑动落至阻挡板467上，取放板451上的端板和侧板继续向下脱离放置框462下端，实现了对端板和侧板的快速取出，启动旋转电机43，旋转电机43输出轴转动带动二号电动推杆44向安装框42内侧旋转，使得端板和侧板分别与电池模组的前后和左右两端面对应，侧板与电池模组的左右两端面对应，二号电动推杆44的伸缩杆伸出带动端板和侧边分别向电池模组的前后和左右两端运动并抵压至电池模组的前后和左右两端。
S5、侧板和端板焊接：通过外部的焊接设备将端板与侧板焊接固定。
S6、模组回位：通过顶升机构5带动输送架2向下运动回到输送机构1上。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种锂电池模组自动化组装成型设备，包括输送机构(1)、输送架(2)、固定台(3)、取放机构(4)和顶升机构(5)，其特征在于：所述输送架(2)放置在输送机构(1)上，固定台(3)设置在输送机构(1)上端，取放机构(4)设置在输送机构(1)上方，顶升机构(5)设置在固定台(3)下方；
所述取放机构(4)包括安装架(41)、安装框(42)、旋转电机(43)、二号电动推杆(44)、取料支链(45)和放置支链(46)，所述安装架(41)设置在输送机构(1)的前后两侧，安装框(42)设置在两个安装架(41)上侧之间，且安装框(42)为矩形框，旋转电机(43)设置在安装框(42)四个内侧壁上，旋转电机(43)的输出轴上设置有二号电动推杆(44)，取料支链(45)设置在二号电动推杆(44)的伸缩杆上，安装框(42)的四个侧壁顶部设置有放置支链(46)，放置支链(46)设置在旋转电机(43)的上方；
所述放置支链(46)包括二号安装板(461)、放置框(462)、三号安装槽(463)、一号伸缩槽(464)、二号伸缩槽(465)、分隔板(466)、阻挡板(467)、铰接杆(468)、连杆(469)、固定块(4610)和顶伸弹簧(4611)，所述二号安装板(461)设置在每个旋转电机(43)上方的安装框(42)上，二号安装板(461)的侧壁设置有放置框(462)，放置框(462)为矩形结构，放置框(462)与安装架(41)内壁相邻的端面开设有三号安装槽(463)，三号安装槽(463)的上下两侧分别开设有与放置框(462)相连通的一号伸缩槽(464)和二号伸缩槽(465)，分隔板(466)滑动设置在一号伸缩槽(464)内，阻挡板(467)滑动设置在二号伸缩槽(465)内，铰接杆(468)中部转动连接在三号安装槽(463)内，铰接杆(468)的上下两端通过铰接的连杆(469)分别与分隔板(466)和阻挡板(467)相连接，三号安装槽(463)外侧设置有匚形的固定块(4610)，固定块(4610)内侧设置有顶伸弹簧(4611)，且顶伸弹簧(4611)的一端连接在铰接杆(468)的下端；
所述取料支链(45)包括取放板(451)、吸盘(452)、连通孔(453)和连接管(454)，所述取放板(451)设置在二号电动推杆(44)的伸缩杆端部，取放板(451)远离二号电动推杆(44)的一端均匀设置有吸盘(452)，取放板(451)对应吸盘(452)的位置开设有连通孔(453)，连接管(454)一端穿过连通孔(453)并与吸盘(452)连接，连接管(454)的另一端与外部的气泵连接。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池模组自动化组装成型设备，其特征在于：所述分隔板(466)与阻挡板(467)相互远离的一端均设有倾斜面，且分隔板(466)相对的端部呈锐角状。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池模组自动化组装成型设备，其特征在于：所述输送机构(1)包括一号安装板(11)、电动辊筒组(12)、输送带(13)和限位卡槽(14)，所述一号安装板(11)前后对称设置，一号安装板(11)相对的侧壁上均设置有电动辊筒组(12)，输送带(13)套设在同侧的电动辊筒组(12)上，输送带(13)外壁均匀开设有限位卡槽(14)。
4.根据权利要求3所述的一种锂电池模组自动化组装成型设备，其特征在于：所述输送架(2)包括输送板(21)、限位卡块(22)、承托板(23)、承托槽(24)、一号安装槽(25)和导向辊(26)，所述输送板(21)放置在前后两个输送带(13)上端，输送板(21)下端面与输送带(13)对应的位置均匀设置有限位卡块(22)，限位卡块(22)与限位卡槽(14)配合，承托板(23)设置在输送板(21)的上端，承托板(23)的上端开设有承托槽(24)，输送板(21)底部开设有一号安装槽(25)，一号安装槽(25)内的左右两侧转动设置有导向辊(26)。
5.根据权利要求4所述的一种锂电池模组自动化组装成型设备，其特征在于：所述固定台(3)包括固定架(31)和通过槽(32)，所述固定架(31)为匚形结构，固定架(31)的两端分别设置在两个一号安装板(11)上端，固定架(31)上端开设有通过槽(32)，通过槽(32)与承托板(23)配合。
6.根据权利要求4所述的一种锂电池模组自动化组装成型设备，其特征在于：所述一号安装板(11)的相对面位于输送带(13)的上方开设有二号安装槽(111)，二号安装槽(111)内竖直转动设置有多个呈线性均匀分布的限位辊(112)，限位辊(112)与输送板(21)前后端面滚动接触。
7.根据权利要求5所述的一种锂电池模组自动化组装成型设备，其特征在于：所述顶升机构(5)包括一号电动推杆(51)、顶升块(52)、导向角(53)、配合块(54)和圆弧槽(55)，所述一号电动推杆(51)通过固定板设置在两个一号安装板(11)之间，一号电动推杆(51)的伸缩杆上端设置有顶升块(52)，顶升块(52)上端的左右两个拐角设有倾斜的导向角(53)，顶升块(52)的左右两侧壁设置有配合块(54)，配合块(54)上开设有与导向辊(26)配合的圆弧槽(55)。
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