CN113731838A - 一种电池检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池检测系统，包括：上料平台、二维机械臂、夹持机构、检测座、检测机构以及剔除机构；所述夹爪组件可一次将所述料盘中的一个电池单元组搬运至所述检测座上进行检测，以及将检测座上留下的检测合格后的多个圆柱电池一次搬回至所述料盘。本发明的电池检测系统能够实现圆柱电池的自动化检测以及不合格品的剔除，能够同时对多个圆柱电池进行检测，提高了检测通量，且通过两个夹爪组件的配合，能有效提高检测效率，可满足大规模生产的检测需求。

Description

一种电池检测系统

技术领域

本发明涉及电池检测领域，特别涉及一种电池检测系统。

背景技术

圆柱电池是应用最广泛的一类电池之一，制造完成后需要对其进行多项指标的检测，只有检测合格才能作为产品产出。目前都采用人工检测，效率低下，且容易出现人为错误。也有一些自动化检测方案出现，例如专利 CN207780196U公开了一种圆柱电池检测机，其可实现自动化检测，但检测通量低，检测效率难以满足大规模生产的需求。

所以，现在有必要提供一种更可靠的方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种电池检测系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种电池检测系统，包括：

上料平台，其上设置有料盘，所述料盘内沿Y方向间隔设置有多个电池单元组，每个所述电池单元组包括多个沿X方向间隔设置的圆柱电池；

二维机械臂，其具有Y方向和Z反向的自由度；

夹持机构，其设置在所述二维机械臂上，所述夹持机构包括结构相同且沿Y方向间隔设置的两个夹爪组件，两个夹爪组之间的间距与相邻电池单元组之间的间距一致；

检测座，其沿Y方向设置在所述上料平台的侧部，所述检测座上具有一排沿X方向设置有多个用于容纳圆柱电池的检测槽，所述检测槽的数量与单个电池单元组中的圆柱电池的数量一致，且相邻检测槽之间的间距与电池单元组中相邻圆柱电池之间的间距一致；

检测机构，其包括沿Y方向等距离设置在所述检测座两侧的两个探头驱动座以及分别设置在两个探头驱动座上的两个检测探头，两个探头驱动座用于驱动两个检测探头向中间移动以与处于所述检测座上的单个电池单元组上的所有圆柱电池接触并同时进行检测；

以及剔除机构，其设置在所述检测座的侧部，所述剔除机构包括用于将检测不合格的圆柱电池推离所述检测座的推杆以及用于驱动所述推杆沿Y方向运动的剔除驱动件；

所述夹爪组件可一次将所述料盘中的一个电池单元组搬运至所述检测座上进行检测，以及将检测座上留下的检测合格后的多个圆柱电池一次搬回至所述料盘。

优选的是，所述料盘内设置有沿Y方向间隔设置有多个电池槽单元，每个所述电池槽单元包括多个沿X方向间隔设置的矩形状的电池槽；

每个电池槽可配合容纳一个圆柱电池，且相邻电池槽之间通过一个过道槽依次连通。

优选的是，所述二维机械臂包括Y向滑轨、设置在所述Y向滑轨上的Y 向滑块、用于驱动所述Y向滑块移动的Y向驱动机构、设置在所述Y向滑块上的Z向滑轨、设置在所述Z向滑轨上的Z向滑块、用于驱动所述Z向滑块移动的Z向驱动机构、设置在所述Z向滑块上的安装横板以及设置在所述安装横板上的两个安装侧板，两个夹爪组件分别设置在两个安装侧板上。

优选的是，所述夹爪组件包括设置在所述安装侧板上的夹爪驱动件、连接在所述夹爪驱动件的输出端上的驱动转接块、连接在所述驱动转接块上的固定底座、沿X方向间隔设置在所述固定底座内侧边沿处的若干个固定夹片、可沿X方向滑动设置在所述固定底座上的滑动底座、用于驱动所述滑动底座移动的放料驱动件以及沿X方向间隔设置在所述滑动底座内侧边沿处的若干个活动夹片；

若干固定夹片和若干活动夹片交错设置，相邻的一个活动夹片和一个固定夹片组合形成一个用于夹持圆柱电池的夹爪，一个夹爪组件上的夹爪的总数不少于一个电池单元组中圆柱电池的总数。

优选的是，所述活动夹片的底部具有弹性部，所述夹爪的底部形成有V 形入口。

优选的是，所述固定底座上沿X方向设置有放料滑轨，所述滑动底座通过放料滑块配合设置在所述放料滑轨上；

所述安装侧板上还沿Z向设置有导向滑轨，导向滑轨上配合设置有导向滑块，所述固定底座通过导向转接块与所述导向滑块连接。

优选的是，所述检测槽呈V形，所述检测槽的中部具有容纳槽，所述夹爪将圆柱电池放入检测槽中或是从检测槽内夹持圆柱电池时，所述夹爪的下端可伸入到所述容纳槽内。

优选的是，所述容纳槽的底部还设置有若干用于检测圆柱电池的光纤探头，圆柱电池放置在所述检测槽中后，所述光纤探头处于所述圆柱电池的正下方，所述光纤探头的数量与所述检测槽的数量一致。

优选的是，该电池检测系统还包括检测滑动机构，所述检测滑动机构包括沿X方向设置的检测滑轨、设置在所述检测滑轨上的检测滑块以及用于驱动所述检测滑块移动的检测滑动驱动件，所述检测座设置在所述检测滑块上；

所述检测滑动机构通过驱动检测座沿X方向移动，以将所述检测座上的检测不合格的圆柱电池运送至所述推杆的侧部，从而通过所述推杆沿Y方向的运动将检测不合格的圆柱电池推离所述检测座。

优选的是，所述探头驱动座包括安装底座、设置在所述安装底座上的探头驱动件、与所述探头驱动件的输出轴连接的推块以及可沿Y方向滑动设置在所述推块上的探头安装块，所述检测探头连接在所述探头安装块上；

所述推块上设置有导向滑杆，所述探头安装块上开设有供所述导向滑杆配合插入的导向滑孔，所述导向滑杆和导向滑孔的内壁之间连接有弹簧。

本发明的有益效果是：本发明的电池检测系统能够实现圆柱电池的自动化检测以及不合格品的剔除，能够同时对多个圆柱电池进行检测，提高了检测通量，且通过两个夹爪组件的配合，能有效提高检测效率，可满足大规模生产的检测需求。

附图说明

图1为本发明的电池检测系统的结构示意图；

图2为本发明的料盘的结构示意图；

图3为本发明的二维机械臂和夹持机构配合的结构示意图；

图4为本发明的夹持机构的结构示意图；

图5为本发明的夹爪组件的结构示意图；

图6为本发明的夹爪组件卸去部分组件后的结构示意图；

图7为本发明的检测座和检测机构的结构示意图；

图8为本发明的检测座和探头驱动座的结构示意图；

图9为本发明的探头驱动座的结构示意图；

图10为本发明的探头驱动座的剖视结构示意图。

附图标记说明：

1—上料平台；10—料盘；11—电池槽单元；110—电池槽；111—过道槽；

2—二维机械臂；20—Y向滑轨；21—Y向滑块；22—Y向驱动机构；23 —Z向滑轨；24—Z向滑块；25—Z向驱动机构；26—安装横板；27—安装侧板；270—导向滑轨；271—导向滑块；272—导向转接块；

3—夹持机构；30—夹爪组件；300—夹爪驱动件；301—驱动转接块；302 —固定底座；303—固定夹片；304—滑动底座；305—放料驱动件；306—活动夹片；307—放料滑轨；308—放料滑块；31—夹爪；310—V形入口；3060 —弹性部；

4—检测座；40—检测槽；41—容纳槽；42—光纤探头；

5—检测机构；50—探头驱动座；51—检测探头；52—检测滑动机构；520 —检测滑轨；521—检测滑块；522—检测滑动驱动件；500—安装底座；501 —探头驱动件；502—推块；503—探头安装块；504—导向滑杆；505—导向滑孔；506—弹簧；

6—剔除机构；60—推杆；61—剔除驱动件；

7—圆柱电池。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

参照图1，本实施例的一种电池检测系统，包括：

上料平台1，其上设置有料盘10，料盘10内沿Y方向间隔设置有多个电池单元组，每个电池单元组包括多个沿X方向间隔设置的圆柱电池7；

二维机械臂2，其具有Y方向和Z反向的自由度；

夹持机构3，其设置在二维机械臂2上，夹持机构3包括结构相同且沿Y 方向间隔设置的两个夹爪组件30，两个夹爪31组之间的间距与相邻电池单元组之间的间距一致；

检测座4，其沿Y方向设置在上料平台1的侧部，检测座4上具有一排沿X方向设置有多个用于容纳圆柱电池7的检测槽40，检测槽40的数量与单个电池单元组中的圆柱电池7的数量一致，且相邻检测槽40之间的间距与电池单元组中相邻圆柱电池7之间的间距一致；

检测机构5，其包括沿Y方向等距离设置在检测座4两侧的两个探头驱动座50以及分别设置在两个探头驱动座50上的两个检测探头51，两个探头驱动座50用于驱动两个检测探头51向中间移动以与处于检测座4上的单个电池单元组上的所有圆柱电池7接触并同时进行检测；

以及剔除机构6，其设置在检测座4的侧部，剔除机构6包括用于将检测不合格的圆柱电池7推离检测座4的推杆60以及用于驱动推杆60沿Y方向运动的剔除驱动件61；

夹爪组件30可一次将料盘10中的一个电池单元组搬运至检测座4上进行检测，以及将检测座4上留下的检测合格后的多个圆柱电池7一次搬回至料盘10。

参照图2，本实施例中，料盘10内设置有沿Y方向间隔设置有多个电池槽单元11，每个电池槽单元11包括多个沿X方向间隔设置的矩形状的电池槽110；每个电池槽110可配合容纳一个圆柱电池7，且相邻电池槽110之间通过一个过道槽111依次连通。过道槽111供夹爪31夹持料盘10内的圆柱电池7时，夹爪31的下部伸入，以保证能够顺利通过夹爪31抓取圆柱电池 7。

参照图3，二维机械臂2包括Y向滑轨20、设置在Y向滑轨20上的Y向滑块21、用于驱动Y向滑块21移动的Y向驱动机构22、设置在Y向滑块21 上的Z向滑轨23、设置在Z向滑轨23上的Z向滑块24、用于驱动Z向滑块 24移动的Z向驱动机构25、设置在Z向滑块24上的安装横板26以及设置在安装横板26上的两个安装侧板27，两个夹爪组件30分别设置在两个安装侧板27上。

二维机械臂2用于驱动夹持机构3整体进行Y、Z方向的移动，以使夹持机构3在料盘10和检测机构5之间往复移动。其中，Y向驱动机构22和Z 向驱动机构25可采用常规的直线驱动机构，例如丝杆电机、皮带带轮或电动推杆60等机构，本实施例中采用丝杆电机作为驱动机构，其为常规产品，本发明中不再详细说明。

参照图3-6，夹爪组件30包括设置在安装侧板27上的夹爪驱动件300、连接在夹爪驱动件300的输出端上的驱动转接块301、连接在驱动转接块301 上的固定底座302、沿X方向间隔设置在固定底座302内侧边沿处的若干个固定夹片303、可沿X方向滑动设置在固定底座302上的滑动底座304、用于驱动滑动底座304移动的放料驱动件305以及沿X方向间隔设置在滑动底座 304内侧边沿处的若干个活动夹片306；若干固定夹片303和若干活动夹片306交错设置，相邻的一个活动夹片306和一个固定夹片303组合形成一个用于夹持圆柱电池7的夹爪31，一个夹爪组件30上的夹爪31的总数不少于一个电池单元组中圆柱电池7的总数。

活动夹片306的底部具有弹性部3060，本实施例中，为一弹片。夹爪31 的底部形成有V形入口310，弹片的末端向外侧弯折，且固定夹片303的末端具有倾斜角，从而通过弹片的末端和固定夹片303的末端形成V形入口310，能便于对圆柱电池7进行顺利抓取。弹性部3060提高一定的弹力，抓取过程中会向外张开，抓取后能通过弹力夹紧，保证搬运过程中圆柱电池7不会掉落。

本实施例中，固定底座302上沿X方向设置有放料滑轨307，滑动底座 304通过放料滑块308配合设置在放料滑轨307上；安装侧板27上还沿Z向设置有导向滑轨270，导向滑轨270上配合设置有导向滑块271，固定底座302通过导向转接块272与导向滑块271连接。

其中，夹爪驱动件300用于驱动固定底座302、滑动底座304整体进行Z 方向的移动，以使夹爪31向下运动抓取圆柱电池7以及下放圆柱电池7；放料驱动件305用于驱动滑动底座304、活动夹片306进行X方向的移动，以通过增大夹爪31中活动夹片306与固定夹片303之间的距离来打开夹爪31，释放夹爪31中的圆柱电池7。夹爪驱动件300和放料驱动件305均可采用电动推杆60或气缸等直线输出机构，本实施例中采用电动推杆60。

参照图7-8，本实施例中，检测槽40呈V形，检测槽40的中部具有容纳槽41，夹爪31将圆柱电池7放入检测槽40中或是从检测槽40内夹持圆柱电池7时，夹爪31的下端可伸入到容纳槽41内。

夹爪组件30的工作原理为：

抓取圆柱电池7(以抓取料盘10中的圆柱电池7为例)：二维机械臂2 驱动夹爪组件30移动至料盘10中的待抓取的电池单元组的正上方，夹爪驱动件300驱动固定底座302、滑动底座304整体向下移动，夹爪31从上向下伸入电池槽单元11，一个夹爪组件30一次性抓取一个电池单元组；

释放圆柱电池7(以释放到检测槽40上为例)：二维机械臂2驱动夹爪组件30沿Y方向移动到检测槽40正上方，夹爪驱动件300驱动固定底座302、滑动底座304整体向下移动，此时夹爪31将一个电池单元组放入到一排检测槽40上(夹爪31下端伸入到容纳槽41内)，但未释放，然后放料驱动件 305驱动滑动底座304、活动夹片306沿正X方向移动，活动夹片306与固定夹片303之间的距离增大，夹爪31打开，圆柱电池7被释放到检测槽40内。

圆柱电池7释放到检测槽40中后，检测滑动机构52驱动使两侧的两个检测探头51向中间移动，与圆柱电池7的两端接触，接通每个圆柱电池7，从而可对圆柱电池7的电压、电阻等参数进行检测。

在一种优选的实施例中，容纳槽41的底部还设置有若干用于检测圆柱电池7的光纤探头42，圆柱电池7放置在检测槽40中后，光纤探头42处于圆柱电池7的正下方，光纤探头42的数量与检测槽40的数量一致。光纤探头 42可与外部的视觉检测机构5配合对圆柱电池7的外形尺寸进行检测，例如通过光纤探头42采集圆柱电池7的图像，再通过外部视觉检测机构5进行图像分析，得到圆柱电池7的外形尺寸是否合格的检测结果。

继续参照图7-8，该圆柱电池7检测装置还包括检测滑动机构52，检测滑动机构52包括沿X方向设置的检测滑轨520、设置在检测滑轨520上的检测滑块521以及用于驱动检测滑块521移动的检测滑动驱动件522，检测座4 设置在检测滑块521上；检测滑动机构52通过驱动检测座4沿X方向移动，以将检测座4上的检测不合格的圆柱电池7运送至推杆60的侧部，从而通过推杆60沿Y方向的运动将检测不合格的圆柱电池7推离检测座4。检测滑动驱动件522可采用常规的电动推杆60或气缸等直线输出机构。

当检测到圆柱电池7不合格后，检测滑动机构52带动检测座4超X正方向移动，将不合格的圆柱电池7搬运到推杆60的侧部，推杆60伸出，将不合格的圆柱电池7从检测座4上推下剔除，剔除掉所有不合格的圆柱电池7 后，检测座4复位；然后通过夹爪组件30将合格的圆柱电池7再搬回至料盘 10中的原位置。

参照图9和10，在一种优选的实施例中，探头驱动座50包括安装底座 500、设置在安装底座500上的探头驱动件501、与探头驱动件501的输出轴连接的推块502以及可沿Y方向滑动设置在推块502上的探头安装块503，检测探头51连接在探头安装块503上；推块502上设置有导向滑杆504，探头安装块503上开设有供导向滑杆504配合插入的导向滑孔505，导向滑杆 504和导向滑孔505的内壁之间连接有弹簧506。

探头驱动件501可采用常规的电动推杆60或气缸等直线输出机构。

探头驱动件501带动检测探头51移动并与圆柱电池7的端部接触时，探头安装块503与圆柱电池7的端部接触后，推块502继续移动时，导向滑杆 504会伸入导向滑孔505内压缩弹簧506，能实现柔性挤压接触，从而既能使检测探头51与圆柱电池7的端部紧密接触又不会损伤圆柱电池7。

在一种实施例中，该圆柱电池7检测装置整体的工作过程为：

1、初始时，料盘10装满圆柱电池7并就为，二维机械臂2驱动使两个夹爪组件30(沿Y正反向记为第一夹爪组件30和第二夹爪组件30)移动至料盘10中的第一和第二排电池单元组的正上方(第一、第二、第N排电池单元组)；

2、第一夹爪组件30向下移动，抓取第一排电池单元组，并放入到检测座4上，进行检测，并剔除不合格的圆柱电池7；

3、在第一排电池单元组进行检测的同时，两个夹爪组件30返回到第一和第二排电池单元组的正上方，第二夹爪组件30向下移动，抓取第二排电池单元组；

然后移动使第一夹爪组件30到达检测座4上方，第一排电池单元组完成检测后，第一夹爪组件30抓取第一排电池单元组，第二夹爪组件30将第二排电池单元组放入到检测座4上进行检测；

4、在第二排电池单元组进行检测的同时，两个夹爪组件30返回到第一和第二排电池单元组的正上方，第一夹爪组件30将完成检测后的第一排电池单元组返回到原位置，然后第一夹爪组件30和第二夹爪组件30向Y正反向移动一个工位，第二夹爪组件30抓取第三排电池单元组；

然后移动使第一夹爪组件30到达检测座4上方，第二排电池单元组完成检测后，第一夹爪组件30抓取第二排电池单元组，第二夹爪组件30将第三排电池单元组放入到检测座4上进行检测；

5、按步骤4的工序重复进行；

6、在最后一次检测时，第一夹爪组件30抓取检测座4上完成检测后的第N-1排电池单元组后，第二夹爪组件30将第N排电池单元组放入到检测座 4上进行检测；然后等第N排电池单元组完成检测后，第二夹爪组件30抓取第N排电池单元组，最后在一同放回到料盘10的原位置。

本发明中，通过设置两个夹爪组件30，采用上述方法，一个抓取完成检测的电池单元组，另一个抓取待检测的电池单元组，相互配合工作，能够有效提高工作效率。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (10)

1.一种电池检测系统，其特征在于，包括：

上料平台，其上设置有料盘，所述料盘内沿Y方向间隔设置有多个电池单元组，每个所述电池单元组包括多个沿X方向间隔设置的圆柱电池；

二维机械臂，其具有Y方向和Z反向的自由度；

夹持机构，其设置在所述二维机械臂上，所述夹持机构包括结构相同且沿Y方向间隔设置的两个夹爪组件，两个夹爪组之间的间距与相邻电池单元组之间的间距一致；

检测座，其沿Y方向设置在所述上料平台的侧部，所述检测座上具有一排沿X方向设置有多个用于容纳圆柱电池的检测槽，所述检测槽的数量与单个电池单元组中的圆柱电池的数量一致，且相邻检测槽之间的间距与电池单元组中相邻圆柱电池之间的间距一致；

检测机构，其包括沿Y方向等距离设置在所述检测座两侧的两个探头驱动座以及分别设置在两个探头驱动座上的两个检测探头，两个探头驱动座用于驱动两个检测探头向中间移动以与处于所述检测座上的单个电池单元组上的所有圆柱电池接触并同时进行检测；

以及剔除机构，其设置在所述检测座的侧部，所述剔除机构包括用于将检测不合格的圆柱电池推离所述检测座的推杆以及用于驱动所述推杆沿Y方向运动的剔除驱动件；

所述夹爪组件可一次将所述料盘中的一个电池单元组搬运至所述检测座上进行检测，以及将检测座上留下的检测合格后的多个圆柱电池一次搬回至所述料盘。

2.根据权利要求1所述的电池检测系统，其特征在于，所述料盘内设置有沿Y方向间隔设置有多个电池槽单元，每个所述电池槽单元包括多个沿X方向间隔设置的矩形状的电池槽；

每个电池槽可配合容纳一个圆柱电池，且相邻电池槽之间通过一个过道槽依次连通。

3.根据权利要求1所述的电池检测系统，其特征在于，所述二维机械臂包括Y向滑轨、设置在所述Y向滑轨上的Y向滑块、用于驱动所述Y向滑块移动的Y向驱动机构、设置在所述Y向滑块上的Z向滑轨、设置在所述Z向滑轨上的Z向滑块、用于驱动所述Z向滑块移动的Z向驱动机构、设置在所述Z向滑块上的安装横板以及设置在所述安装横板上的两个安装侧板，两个夹爪组件分别设置在两个安装侧板上。

4.根据权利要求3所述的电池检测系统，其特征在于，所述夹爪组件包括设置在所述安装侧板上的夹爪驱动件、连接在所述夹爪驱动件的输出端上的驱动转接块、连接在所述驱动转接块上的固定底座、沿X方向间隔设置在所述固定底座内侧边沿处的若干个固定夹片、可沿X方向滑动设置在所述固定底座上的滑动底座、用于驱动所述滑动底座移动的放料驱动件以及沿X方向间隔设置在所述滑动底座内侧边沿处的若干个活动夹片；

若干固定夹片和若干活动夹片交错设置，相邻的一个活动夹片和一个固定夹片组合形成一个用于夹持圆柱电池的夹爪，一个夹爪组件上的夹爪的总数不少于一个电池单元组中圆柱电池的总数。

5.根据权利要求4所述的电池检测系统，其特征在于，所述活动夹片的底部具有弹性部，所述夹爪的底部形成有V形入口。

6.根据权利要求4所述的电池检测系统，其特征在于，所述固定底座上沿X方向设置有放料滑轨，所述滑动底座通过放料滑块配合设置在所述放料滑轨上；

所述安装侧板上还沿Z向设置有导向滑轨，导向滑轨上配合设置有导向滑块，所述固定底座通过导向转接块与所述导向滑块连接。

7.根据权利要求1所述的电池检测系统，其特征在于，所述检测槽呈V形，所述检测槽的中部具有容纳槽，所述夹爪将圆柱电池放入检测槽中或是从检测槽内夹持圆柱电池时，所述夹爪的下端可伸入到所述容纳槽内。

8.根据权利要求7所述的电池检测系统，其特征在于，所述容纳槽的底部还设置有若干用于检测圆柱电池的光纤探头，圆柱电池放置在所述检测槽中后，所述光纤探头处于所述圆柱电池的正下方，所述光纤探头的数量与所述检测槽的数量一致。

9.根据权利要求1所述的电池检测系统，其特征在于，还包括检测滑动机构，所述检测滑动机构包括沿X方向设置的检测滑轨、设置在所述检测滑轨上的检测滑块以及用于驱动所述检测滑块移动的检测滑动驱动件，所述检测座设置在所述检测滑块上；

所述检测滑动机构通过驱动检测座沿X方向移动，以将所述检测座上的检测不合格的圆柱电池运送至所述推杆的侧部，从而通过所述推杆沿Y方向的运动将检测不合格的圆柱电池推离所述检测座。

10.根据权利要求1所述的电池检测系统，其特征在于，所述探头驱动座包括安装底座、设置在所述安装底座上的探头驱动件、与所述探头驱动件的输出轴连接的推块以及可沿Y方向滑动设置在所述推块上的探头安装块，所述检测探头连接在所述探头安装块上；

所述推块上设置有导向滑杆，所述探头安装块上开设有供所述导向滑杆配合插入的导向滑孔，所述导向滑杆和导向滑孔的内壁之间连接有弹簧。

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