CN113752286A - 一种能适应锂电池快速换型的变距夹爪 - Google Patents

Abstract

一种能适应锂电池快速换型的变距夹爪，包括控制装置、与控制装置底部连接且可自由移动的变距装置以及设置于变距装置底部的电池夹紧装置；控制装置包括控制箱、控制气缸、动力气缸以及升降调距板，控制气缸固定设置于控制箱两侧，控制气缸的水平输出部与变距装置相连；动力气缸设置于两控制箱顶部；升降调距板可拆卸地安装于控制箱底部；变距装置包括一列移动变距板组件，其顶部可滑动地安装于升降调距板的底部；电池夹紧装置包括一对正对设置的夹爪组件和一对调距气缸，夹爪组件顶部可滑动地悬装于移动变距组件底部；调距气缸安装于夹爪组件侧面。本发明的有益效果是：适应不同型号的方形电池，对电池进行适量防护，提升设备实用和安全性能。

Description

一种能适应锂电池快速换型的变距夹爪

技术领域

本发明涉及锂电池运输领域，尤其是涉及一种能适应锂电池快速换型的变距夹爪。

背景技术

随着锂电池行业的快速发展，方形锂离子电池目前已经成为很多数码及电气产品应用的优选对象，这类电池相比较圆柱形电池来说其可塑性更强，也可以根据搭载产品的具体需求进行定制化，这也造成了该电池的大小不一，无论是制造工艺或者应用标准，并没有像圆柱形电池那般清晰的标准划分。

在方形锂离子电池的生产过程中，由于定制化生产普遍，因此该类电池在市面上的型号成千上万，加工工艺和运输设备难以进行统一划分，因生产的自动化水平以及对电池本身的防护措施不够，经常会出现系统寿命远低于单体寿命的使用问题。

且在电池安装的过程中由于该类电池所应用安装的场合与产品上的差异化过大，电池的安装间距亦存在差异化，导致生产人员无法用统一标准去衡量该产品的工艺及装配流程，若是采用机械化装配设备则由于电池装备环境多数需进行密封而容易造成定位困难、电池与搭载产品进行磕碰损坏等安全问题，因此需要一种能适应锂电池快速换型的变距夹爪。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种能适应锂电池快速换型的变距夹爪，不仅可以适应不同型号的方形电池并进行运输或组装，还能在此过程中对电池进行适量防护，提升了该设备的实用和安全性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种能适应锂电池快速换型的变距夹爪，其特征在于，包括控制装置、与所述控制装置底部连接且可自由移动的变距装置以及设置于变距装置底部的电池夹紧装置；

所述控制装置包括控制箱、控制气缸、动力气缸以及升降调距板，所述控制气缸固定设置于所述控制箱两侧，并且所述控制气缸的水平输出部与所述变距装置相连，用于调距变距装置间距；所述动力气缸设置于两所述控制箱的顶部，用于驱动所述控制箱沿竖直方向升降；所述升降调距板可拆卸地安装于所述控制箱的底部，用于带动所述变距装置沿水平方向移动；

所述变距装置包括四对间距不相等的移动变距板组件，所述移动变距板组件排成一列，且所述移动变距组件的顶部可滑动地安装于所述升降调距板的底部，用于调节电池夹紧装置之间的间距；

所述电池夹紧装置包括一对正对设置的夹爪组件和一对用于调节夹爪组件之间间距的调距气缸，所述夹爪组件的顶部可滑动地悬装于所述移动变距组件的底部，用于夹持在电池；每套所述夹爪组件对应一套所述调距气缸，所述调距气缸安装于所述夹爪组件的侧面，所述调距气缸的通气口通过气路接头组件与外部气源管路连通，所述调距气缸的推动端倾斜向上，并对准所述移动变距组件的底部，用于控制两所述夹爪组件之间间距以夹紧或放松电池。

所述升降调距组件的底面并排铺装多条直线导轨，用于与所述移动变距组件滑动配合。

所述移动变距组件包括移动变距板、配合块、连接板和至少一组到位检测装置，所述移动变距板的顶部通过所述配合块可滑动地安装于所述直线导轨上，通过配合块与直线导轨之间的滑动配合，可随意对所述移动变距板进行间距调节；所述到位检测装置用于检测变距夹爪是否受到异常冲击，包括伸缩杆、弹簧以及传感器，所述伸缩杆沿竖向穿设于所述移动变距板的通孔中，所述伸缩杆的底部固设有与所述弹簧相感应的传感器传感器，且所述传感器之间通过连接板相连；所述弹簧套设于所述移动变距板与所述传感器之间的伸缩杆外部，所述弹簧的上端与所述移动变距板相连，下端与所述传感器相连。由于所述移动变距版之间间距不相等且可随着所述配合块在所述直线导轨上的位置而进行调节，由此可见只要电池所安装或在输送线上位置的调节范围在所述直线导轨的长度范围之内，通过所述控制装置可对相应所述夹爪组件的位置进行机械调节，不需要过多人为干涉。

所述连接板的底面设有一对共轴线的凹槽，所述凹槽沿垂直于直线导轨轴向的水平方向布置，且每个所述凹槽对应可滑动地配装一套所述夹爪组件，保持两套所述夹爪组件正对。

所述夹爪组件包括移动块和U型夹块，所述移动块的顶部可滑动地安装于所述凹槽中；所述U型夹块用于卡在电池的侧面，通过螺钉可拆卸地安装于所述移动块底端，并且所述U型夹块的槽口对准电池侧面，通过替换U型夹块的尺寸，适应不同型号方形电池夹固。

每列所述夹爪组件两外侧相对位置均配装一套防护装置，所述防护装置包括升降气缸、气缸固定架、隔离板和防护板，所述气缸固定架与所述动力气缸的竖向伸缩端相连，所述升降气缸通过气缸固定架竖向安装于相应所述连接板底部；所述隔离板共两块，为倒L型板，所述隔离板的顶部与所述升降气缸的竖向伸缩端相连，且两块所述隔离板中间留有供电池顶部通过的通道；所述防护板为绝缘的弹性材料制成，用于绝缘且用于抵御电池磕碰，将电池组与外侧组装区域进行安全防护；所述防护板共两块，均为L型板，所述防护板的竖直部可拆卸地安装于相应所述隔离板的竖向内端面上，所述防护板的水平横部沿所述直线导轨的轴向排布，且位于同一水平高度上。锂电池在安装的同时存在的安全隐患不可忽视，磕碰损坏等外在原因很可能影响其本身的安全性和使用寿命，通过绝缘性较好且易于更换的所述防护板可以将电池组本身置于安全状态调节后再进行组装。

本发明的有益效果体现在：1.能借助气缸与导轨之间的动力输送移动改变夹爪在同一水平线上的间距，适应不同的安装环境；2.在夹距方面将多个电池以不同的单一夹爪形式分离，无论统一还是差异型号的电池均可实现快速夹固换型；3.在装配过程中以传感器对轴和弹簧之间进行动态感应达到对周围的安装腔体和电池之间进行防护，可在定位产生过大误差并与腔壁磕碰的同时起到紧急停止的作用，即使是内部结构复杂的载具亦可以进行安全组装，使适用的产品范围更广。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的前侧结构示意图。

图3是本发明的左侧结构示意图。

图4是本发明的控制装置与变距装置配合的结构示意图。

图5是本发明的夹爪组件的结构示意图。

图6是本发明的变距系统的结构示意图。

图7是本发明的夹爪组件与锂电池配合的结构示意图。

图8是本发明的防护装置的结构示意图。

其中1.控制装置；101.控制箱；102.控制气缸；103.动力气缸；104.调距板；105.直线导轨；2.变距装置；21.移动变距板组件；201.伸缩杆；202.移动变距板；203.弹簧；204.配合块；205.传感器；206.凹槽；207.连接板；208.到位检测装置；3.电池夹紧装置；31.夹爪组件；301.移动块；302.U型夹块；303.调距气缸；4.防护模块；401.升降气缸；402隔离板；403.防护板；5.电池。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明。

参照附图：

实施例1本发明所述的一种能适应锂电池快速换型的变距夹爪，包括控制装置1、与所述控制装置底部连接且可自由移动的变距装置2以及设置于变距装置底部的电池夹紧装置3；

所述控制装置1包括控制箱101、控制气缸102、动力气缸103以及升降调距板104，所述控制气缸102固定设置于所述控制箱101两侧，并通过控制箱上按钮信号控制；所述控制气缸102的水平输出部与所述变距装置2相连，用于调距变距装置2间距；所述动力气缸103设置于两所述控制箱101的顶部，为整个夹爪系统提供动力，所述动力气缸103通过气管与下方相应的变距位置2相连接，即所述控制箱101通过气管传递气动力输出至下方的变距位置处，从而控制整个控制箱可进行升降移动；所述升降调距板104可拆卸地安装于所述控制箱101的底部，用于带动所述变距装置2沿水平方向移动；控制气缸102通过气管动力输出对下方的调距气缸303以及升降气缸401进行控制输出，夹爪夹紧控制由调距气缸接收动力后进行动作，防护模块则通过升降气缸接收动力后进行位置调整动作；设置两个所述控制气缸102的目的是便于调节电池夹紧装置的夹爪组件两侧的移动以及前后的所述防护模块4进行动作，而所述动力气缸103出于安全性考虑在遇到紧急情况时可方便一步即停止所有气缸的后续动作，迅速保证系统运作的安全性；

所述变距装置2包括四对间距不相等的移动变距板组件21，所述移动变距板组件21排成一列，且所述移动变距组件21的顶部可滑动地安装于所述升降调距板104的底部，用于调节电池夹紧装置3之间的间距；

所述电池夹紧装置3包括一对正对设置的夹爪组件31和一对用于调节夹爪组件31之间间距的调距气缸303，所述夹爪组件31的顶部可滑动地悬装于所述移动变距组件21的底部，用于夹持在电池5；每套所述夹爪组件31对应一套所述调距气缸303，所述调距气缸303安装于所述夹爪组件31的侧面，所述调距气缸303的通气口通过气路接头组件与外部气源管路连通，所述调距气缸303的推动端倾斜向上，并对准所述移动变距组件21的底部，用于控制两所述夹爪组件31之间间距以夹紧或放松电池。

所述升降调距板104的底面并排铺装多条直线导轨105，用于与所述移动变距组件21滑动配合；根据电池的实际型号变化范围可更换不同长度的所述升降调距板104以控制所述移动变距组件的配合块204在此区域内的实际移动范围。所述直线导轨105铺装于所述升降调距板104底面，由于电池型号多样化带来的载具以及运输线系统的多样化不可避免地存在差异，因此该零件需要方便拆卸调节，以便适应多种不同的加工场所以及工艺。

所述移动变距组件21包括移动变距板202、配合块204、连接板207和至少一组到位检测装置208，所述移动变距板202的顶部通过所述配合块204可滑动地安装于所述直线导轨105上，通过配合块204与直线导轨105之间的滑动配合，可根据实际应用情况随意对所述移动变距板202手动进行间距调节；所述到位检测装置208用于检测变距夹爪是否受到异常冲击，包括伸缩杆201、弹簧203以及传感器205，所述伸缩杆201沿竖向穿设于所述移动变距板202的通孔中，所述伸缩杆201的底部固设有与所述弹簧相感应的传感器205，且所述传感器205之间通过连接板207相连；所述弹簧203套设于所述移动变距板202与所述传感器205之间的伸缩杆201外部，所述弹簧203的上端与所述移动变距板202相连，下端与所述传感器205相连，当所述伸缩杆201产生收缩时将带动所述弹簧203产生形变由此为所述传感器205所感应，达到察觉异常冲击的目的；由于所述移动变距版之间间距不相等且可随着所述配合块在所述直线导轨105上的位置而进行调节，由此可见只要电池5所安装或在输送线上位置的调节范围在所述直线导轨的长度范围之内，通过所述控制装置可对相应所述夹爪组件的位置进行机械调节，不需要过多人为干涉。

所述连接板207通过螺钉固定连接在所述伸缩杆201底部的传感器之间，其底面设有一对共轴线的凹槽206，所述凹槽206沿垂直于直线导轨105轴向的水平方向布置，且每个所述凹槽对应可滑动地配装一套所述夹爪组件，保持两套所述夹爪组件正对。

所述夹爪组件31包括与所述变距装置移动连接的移动块301和U型夹块302，所述移动块301的顶部可滑动地安装于所述凹槽206中；所述U型夹块302用于卡在电池5的侧面，通过螺钉可拆卸地安装于所述移动块底端，并且所述U型夹块302的槽口对准电池侧面，通过替换U型夹块的尺寸，适应不同型号方形电池夹固；由于自身呈U型易于将电池且材料以绝缘且耐热的橡胶板(如三元乙丙橡胶)为主，更换方便且具有安全性。该类橡胶板比起寻常的金属夹爪来说不仅具有绝缘防止漏电、耐热增加使用寿命的优点，且价格比起金属件来说更为实惠，更倾向于中小型企业的批量化生产。

每列所述夹爪组件31两外侧相对位置均配装一套防护装置4，所述防护装置4包括与所述动力气缸103动力相连的升降气缸401、气缸固定架404、可针对不同大小电池进行上下升降并将其下侧固定的隔离板402和防护板403，所述气缸固定架404与所述动力气缸103的竖向伸缩端相连，所述升降气缸401通过气缸固定架404竖向安装于相应所述连接板207底部；所述隔离板402共两块，为倒L型板，所述隔离板402的顶部与所述升降气缸401的竖向伸缩端在相连，且两块所述隔离板402中间留有供电池顶部通过的通道，伸缩杆存在目的为与相应的传感器连接感应该夹爪下降过程中是否受到较大阻力从而收缩被传感器感应到，因此要求隔离板402仅上升动作与伸缩杆接触；在所述隔离板402上升过程中与所述伸缩杆201相接触，下方受到阻力时使所述伸缩杆201收缩至可被所述传感器205感应高度时提醒工作人员；所述防护板403为绝缘的弹性材料制成，用于绝缘且用于抵御电池磕碰，将电池组与外侧组装区域进行安全防护；所述防护板403共两块，均为L型板，所述防护板403的竖直部可拆卸地安装于相应所述隔离板的竖向内端面上，所述防护板的水平横部沿所述直线导轨的轴向排布，且位于同一水平高度上。锂电池在安装的同时存在的安全隐患不可忽视，磕碰损坏等外在原因很可能影响其本身的安全性和使用寿命，通过绝缘性较好且易于更换的所述防护板可以将电池组本身置于安全状态调节后再进行组装。到位检测装置可与所述防护板403对接，在操作人员因观察不良等因素导致误操作时，将电池防护，下降过程中会优先与所述防护板403发生磕碰从而导致所述伸缩杆201上升，导致所述弹簧203发生形变被所述传感器205感应，进而切断所述动力气缸103的动力源，该过程以机械动力为主，信号传递经过的元器件较少因此反应较为迅速，工作人员也能在第一时间察觉到异常后进行复位操作。

所述控制装置1在控制所述移动块301的同时也可调节所述隔离板402的间距，适应型号规格电池的同时也可根据其安装载具内部的实际情况对所述隔离板402的位置进行调整，在定位了安装位置之后将所述402进行上升防止其干涉正常安装，保证了电池的机械化操作安全性。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (6)

1.一种能适应锂电池快速换型的变距夹爪，其特征在于：包括控制装置、与所述控制装置底部连接且可自由移动的变距装置以及设置于变距装置底部的电池夹紧装置；

所述控制装置包括控制箱、控制气缸、动力气缸以及升降调距板，所述控制气缸固定设置于所述控制箱两侧，并且所述控制气缸的水平输出部与所述变距装置相连，用于调距变距装置间距；所述动力气缸设置于两所述控制箱的顶部，用于驱动所述控制箱沿竖直方向升降；所述升降调距板可拆卸地安装于所述控制箱的底部，用于带动所述变距装置沿水平方向移动；

所述变距装置包括至少一列移动变距组件，所述移动变距组件的顶部可滑动地安装于所述升降调距板的底部，用于调节电池夹紧装置之间的间距；

所述电池夹紧装置包括一对正对设置的夹爪组件和调距气缸，所述夹爪组件的顶部可滑动地悬装于所述移动变距组件的伸缩底部，用于夹持在电池；每套所述夹爪组件对应一套所述调距气缸，所述调距气缸安装于所述夹爪组件的侧面，所述调距气缸的通气口通过气路接头组件与外部气源管路连通，所述调距气缸的推动端倾斜向上，并对准所述移动变距组件的底部，用于控制两所述夹爪组件之间间距以夹紧或放松电池。

2.如权利要求1所述的一种能适应锂电池快速换型的变距夹爪，其特征在于：所述升降调距组件的底面并排铺装多条直线导轨，用于与所述移动变距组件滑动配合。

3.如权利要求2所述的一种能适应锂电池快速换型的变距夹爪，其特征在于：所述移动变距组件包括移动变距板、配合块、连接板和至少一组用于检测变距夹爪是否受到异常冲击的到位检测装置，所述移动变距板的顶部通过所述配合块可滑动地安装于所述直线导轨上；所述到位检测装置包括伸缩杆、弹簧以及传感器，所述伸缩杆沿竖向穿设于所述移动变距板的通孔中，所述伸缩杆的底部固设有与所述弹簧相感应的传感器传感器，且所述传感器之间通过连接板相连；所述弹簧套设于所述移动变距板与所述传感器之间的伸缩杆外部，所述弹簧的上端与所述移动变距板相连，下端与所述传感器相连。

4.如权利要求3所述的一种能适应锂电池快速换型的变距夹爪，其特征在于：所述连接板的底面设有一对共轴线的凹槽，所述凹槽沿垂直于直线导轨轴向的水平方向布置，且每个所述凹槽对应可滑动地配装一套所述夹爪组件，保持两套所述夹爪组件正对。

5.如权利要求4所述的一种能适应锂电池快速换型的变距夹爪，其特征在于：所述夹爪组件包括移动块和U型夹块，所述移动块的顶部可滑动地安装于所述凹槽中；所述U型夹块通过螺钉连接固定设置于所述移动块底端，并且所述U型夹块的槽口对准电池侧面，用于卡在电池的侧面。

6.如权利要求5所述的一种能适应锂电池快速换型的变距夹爪，其特征在于：每列所述夹爪组件两外侧相对位置均配装一套防护装置，所述防护装置包括升降气缸、气缸固定架、隔离板和防护板，所述气缸固定架与所述动力气缸的竖向伸缩端相连，所述升降气缸通过气缸固定架竖向安装于相应所述连接板底部；所述隔离板共两块，为倒L型板，所述隔离板的顶部与所述升降气缸的竖向伸缩端相连，且两块所述隔离板中间留有供电池顶部通过的通道，并且所述隔离板在上升过程中与所述伸缩杆相接触；所述防护板共两块，均为L型板，所述防护板的竖直部可拆卸地安装于相应所述隔离板的竖向内端面上，所述防护板的水平横部沿所述直线导轨的轴向排布，且位于同一水平高度上。

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