CN113816141A - 一种电芯取放装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电芯取放装置，包括：机架和设置在机架不同面的电芯取放部、电芯托盘取放部，电芯取放部设置有电芯取放单元，电芯取放单元包括电芯吸取组件和电芯兜底组件，电芯吸取组件，用于完成对电芯的吸取动作，电芯兜底组件与电芯吸取组件配合，在电芯吸取组件吸取电芯前，设置在电芯吸取组件的侧面，不与电芯吸取组件的吸取动作干涉，在电芯吸取组件吸取电芯后，从电芯吸取组件的侧面向电芯的下方移动，用于承载电芯，防止电芯脱落。本发明将电芯取放部和电芯托盘取放部集成设置在一起，兼容电芯上料功能和电芯托盘上料功能，并且电芯取放单元设置防掉落的电芯兜底组件，防止在运输过程中电芯脱落。

Description

一种电芯取放装置

技术领域

本发明涉及电芯制备技术领域，尤其是指一种电芯取放装置。

背景技术

在能源竞争日趋激烈的今天，寻找代替石油能源的产品已成为人们的共识。其中电池产业的大力发展将是一个趋势，其在工业生产、生活等方面中具有广泛的应用。

电池通常包括电芯模组，电芯模组由多个电芯组装而成。在电芯模组的自动组装过程中，会通过电芯上料装置将料盒中的电芯取出并进行上料，现有技术的电芯上料装置存在以下几点缺陷：

1、现有的电芯上料装置通常每次只能从料盒中取出一个电芯进行上料，故现有的电芯上料装置存在上料效率较低的问题；

2、现有的电芯上料和托盘上料需要设置不同的搬运机械手，只能实现单一的功能，如要实现多功能，则需考虑布置多工位，或增加机器人，成本增加，占用空间变大；

3、由于电芯是易燃易爆品，在通过吸盘吸取后，在运输的过程中，需要将吸盘断气、断电运输，保持吸盘真空状态的运输，这样在运输的过程中就容易出现电芯脱落的情况。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中电芯上料装置存在的技术缺陷，提供一种电芯取放装置，将电芯取放部和电芯托盘取放部集成设置在一起，兼容电芯上料功能和电芯托盘上料功能，并且电芯取放单元设置防掉落的电芯兜底组件，防止在运输过程中电芯脱落。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电芯取放装置，包括：

机架；

电芯取放部，设置在所述机架上，所述电芯取放部设置有电芯取放单元，所述电芯取放单元包括电芯吸取组件和电芯兜底组件，所述电芯吸取组件，用于完成对电芯的吸取动作，所述电芯兜底组件与电芯吸取组件配合，在电芯吸取组件吸取电芯前，设置在电芯吸取组件的侧面，不与电芯吸取组件的吸取动作干涉，在电芯吸取组件吸取电芯后，从电芯吸取组件的侧面向电芯的下方移动，用于承载电芯，防止电芯脱落；

电芯托盘取放部，设置在所述机架上，与所述电芯取放机构设置在机架的不同面，用于完成对电芯托盘的抓取动作。

在本发明的一个实施例中，所述电芯兜底组件包括设置在电芯吸取组件两侧的两个兜底板和带动两个所述兜底板同步移动的兜底板驱动组件，所述兜底板包括与兜底板驱动组件连接的安装板、由安装板向下延伸的连接板和凸出于连接板的挡板，两个所述兜底板的挡板向电芯吸取组件的方向对向设置，所述兜底板驱动组件带动所述兜底板向靠近或远离电芯吸取组件的方向移动，使所述挡板从所述电芯吸取组件下方伸入或伸出。

在本发明的一个实施例中，所述兜底板驱动组件包括供所述兜底板滑动的滑轨、设置在所述兜底板上的导轮、限制所述导轮移动方向的导向板、带动所述导向板移动的驱动源，所述导向板上开设有倾斜的滑槽，所述驱动源带动导向板移动时，所述导轮相对于导向板沿滑槽的倾斜方向在滑槽中移动，从而带动所述兜底板沿滑轨的延伸方向移动。

在本发明的一个实施例中，所述兜底板驱动组件还包括设置在导向板上的复位弹簧，所述复位弹簧沿所述导向板的运动方向与驱动源相对设置，所述驱动源为抵接在导向板上的推杆，所述驱动源抵接推动导向板移动时，所述导向板压缩复位弹簧，所述驱动源与导向板分离时，压缩的复位弹簧推动导向板回到初始位置。

在本发明的一个实施例中，所述电芯吸取组件包括安装板和吸附板，所述安装板和吸附板之间通过导杆和直线轴承连接，在所述导杆上套设有弹性元件。

在本发明的一个实施例中，所述吸附板上设置有气管接头和多个吸盘，在所述吸附板内部设置有连通气管接头和多个吸盘的气流通道，所述吸盘嵌入到所述吸附板中，多个所述吸盘之间设置有与吸附板密封连接的电木板。

在本发明的一个实施例中，在所述机架设置有多组电芯取放部，多组所述电芯取放部设置在同一面上，且呈阵列分布，每个所述电芯取放部上均设置有多个并排的电芯取放单元，位于同一个电芯取放部上的多个电芯取放单元的电芯吸取组件和电芯兜底组件同步动作。

在本发明的一个实施例中，多个所述电芯取放单元滑动设置在电芯取放部上，根据电芯的分布位置，调整不同取放单元的间距，所述电芯取放单元上设置有锁紧在电芯取放部上的锁紧销。

在本发明的一个实施例中，所述电芯托盘取放部包括两对称设置的开合气缸组和一定位气缸组，两开合气缸组从电芯托盘的两侧抓取电芯托盘，所述定位气缸组上设置有能够插入电芯托盘的定位销。

在本发明的一个实施例中，所述机架包括两片垂直设置的电芯取放部安装板和电芯托盘取放部安装板，在其中一个安装板上设置有与机械抓手连接的安装底板，所述机架上还设置有用于集成气缸气路的阀岛。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的电芯取放装置，包括电芯取放部和电芯托盘取放部，设置在机架的不同面上，能够分别完成电芯的取放动作和电芯托盘的取放动作，在一个工站，通过一个机械手臂即可完成电芯和电芯托盘的分别上下料动作，节约空间、同时也节约成本；

并且，在电芯取放部设置电芯兜底组件与电芯吸取组件配合，在电芯吸取组件吸取电芯前，电芯兜底组件设置在电芯吸取组件的侧面，不与电芯吸取组件的吸取动作干涉，在电芯吸取组件吸取电芯后，从电芯吸取组件的侧面向电芯的下方移动，用于承载电芯，防止电芯脱落，能够在不影响电芯吸取的情况下，在运输过程中，对电芯进行掉落防护。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明的电芯取放装置的整体结构示意图；

图2是本发明的多个电芯取放部集成分布的结构示意图；

图3是本发明的电芯取放部的结构示意图；

图4是本发明的电芯取放单元的结构示意图；

图5是本发明的电芯兜底组件的结构示意图；

图6是本发明的兜底板驱动组件的结构示意图；

图7是本发明的电芯吸取组件的结构示意图；

图8是本发明的吸附板的结构示意图；

图9是本发明的电芯托盘取放部的结构示意图；

说明书附图标记说明：

1、机架；

11、电芯取放部安装板；12、电芯托盘取放部安装板；13、安装底板；14、阀岛；15、电芯取放部滑轨；16、电芯取放部固定栓；

2、电芯取放部；

21、电芯单元滑轨；22、锁紧销；23、电芯取放单元；231、电芯吸取组件；2311、升降组件；2312、安装板；2313、吸附板；2314、气管接头；2315、吸盘；2316、电木板；232、电芯兜底组件；2321、兜底板；2322、滑轨；2323、导轮；2324、导向板；2325、驱动源；2326、复位弹簧；233、安装支架；

3、电芯托盘取放部；

31、开合气缸组；32、定位气缸组；321、定位销。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参照图1所示，本发明的电芯取放装置，包括：机架1、电芯取放部2和电芯托盘取放部3，所述机架1包括两片垂直设置的电芯取放部安装板11和电芯托盘取放部安装板12，所述电芯取放部2和电芯托盘取放部3分别设置在所述电芯取放部安装板11和电芯托盘取放部安装板12，设置在机架1的不同面上，能够分别完成电芯的取放动作和电芯托盘的取放动作，在其中一个安装板上设置有与机械抓手连接的安装底板13，这样在一个工站，通过一个机械手臂即可完成电芯和电芯托盘的分别上下料动作，节约空间、同时也节约成本，在一个平台上首先完成电芯托盘的取放动作，然后通过机械手转动即可完成电芯的取放动作，本实施例中，电芯取放部2和电芯托盘取放部3均采用气缸提供驱动源，因此在所述机架1上还设置有阀岛14，所述阀岛14为由多个电控阀构成的控制元器件，它集成了气缸信号输入/输出及信号的控制，不仅确保了电控阀的布线美观，而且也大大地节省了空间和成本。

参照图2所示，在所述机架1设置有多组电芯取放部2，多组所述电芯取放部2设置在同一面上，且呈阵列分布，本实施例中设置有四组电芯取放部2，在其他实施中，根据电芯托盘的分布情况和分布位置可以在所述机架1上不同位置设置不同数量的电芯取放部2，多组电芯取放部2由不同的控制单元控制动作，既能够实现每个单独的电芯取放部2的取放动作，又能实现多组电芯取放部2的同步取放动作；

具体地，所述电芯取放部2有两种设置在机架1上的方式，其中一种是通过螺栓固定在机架1上，其位置固定，另一种是滑动设置在所述机架1上，能够相对调整不同电芯取放部2之间的距离，在所述机架1上设置有电芯取放部滑轨15和电芯取放部固定栓16，所述电芯取放部2能够沿所述电芯取放部滑轨15滑动，从而根据电芯托盘位置调整电芯取放部2之间的间距，在调整完毕后通过电芯取放部固定栓16将电芯取放部2的位置固定。

参照图3所示，每个所述电芯取放部2上均设置有多个并排的电芯取放单元23，位于同一个电芯取放部2上的多个电芯取放单元23的电芯吸取组件231和电芯兜底组件232同步动作，多个所述电芯取放单元23滑动设置在电芯取放部2上，在所述电芯取放部2上设置与电芯单元滑轨21和能够将电芯取放单元23锁紧在电芯取放部2上的锁紧销22，首先根据不同的电芯分布位置，调整不同电芯取放单元23的间距，在调整完毕后通过锁紧销将电芯取放单元23的位置固定。

参照图4所示，所述电芯取放单元23包括电芯吸取组件231和电芯兜底组件232，所述电芯吸取组件231用于完成对电芯的吸取动作，所述电芯兜底组件232与电芯吸取组件配合，在电芯吸取组件231吸取电芯前，设置在电芯吸取组件231的侧面，不与电芯吸取组件231的吸取动作干涉，在电芯吸取组件231吸取电芯后，从电芯吸取组件231的侧面向电芯的下方移动，用于承载电芯，防止电芯脱落，能够在不影响电芯吸取的情况下，在运输过程中，对电芯进行掉落防护；

具体地，电芯取放单元23包括上下两层设置的安装支架233，在上下两层安装支架233之间设置电芯兜底组件232，在下层安装支架233上设置电芯吸取组件231；

本实施例中，因电芯较软，电芯面相对较平，故取料方式采用吸取的方式，因为电芯是易燃易爆品，在完成吸取后的运输过程中，需要对电芯吸取组件231进行断气和断电处理，通过在吸取时营造的真空环境持续吸取电芯，因而在运输的过程中，就容易出现电芯脱落的情况，在考虑存在掉落因素的情况下，设置电芯兜底组件与电芯吸取组件231配合。

参照图5所示，所述电芯兜底组件232包括设置在电芯吸取组件231两侧的两个兜底板2321和带动两个所述兜底板2321同步移动的兜底板驱动组件，所述兜底板2321包括与兜底板驱动组件连接的安装板、由安装板向下延伸的连接板和凸出于连接板的挡板，两个所述兜底板2321的挡板向电芯吸取组件231的方向对向设置，所述兜底板驱动组件带动所述兜底板2321向靠近或远离电芯吸取组件231的方向移动，使所述挡板从所述电芯吸取组件231下方伸入或伸出；

具体地，两个兜底板2321配合共同完成电芯的兜底防掉落动作，因此位于两个兜底板2321上的挡板的上表面应处于同一高度，并且，为了能够对电芯的各个位置均能起到支撑作用，位于两个所述兜底板2321上的挡板位置不同，所述挡板沿电芯的长度方向交错间隔设置在两片所述兜底板2321上；

具体地，为了减轻兜底板2321的重量，所述连接板上开设有多个镂空的减重孔，在满足安装板与挡板正常连接所需的钢度的情况下，尽量减少连接板的质量。

参照图6所示，所述兜底板驱动组件包括供所述兜底板2321滑动的滑轨2322、设置在所述兜底板2321上的导轮2323、限制所述导轮2323移动方向的导向板2324、带动所述导向板2324移动的驱动源2325，所述导向板2324上开设有倾斜的滑槽，所述驱动源2325带动导向板2324移动时，所述导轮2323相对于导向板2324沿滑槽的倾斜方向在滑槽中移动，从而带动所述兜底板2321沿滑轨的延伸方向移动；

本实施例中，为了实现两片兜底板2321的同步开合动作，将两片兜底板2321分别避让设置在两个不用的滑轨上，使两片兜底板2321运动轨迹互不影响，在两片兜底板2321上均设置导轮2323，两个导轮2323插入到同一片导向板2324中的两个滑槽中，推动导向板2324，所述导轮2323就能够沿滑槽延伸的方向移动，因此设置倾斜相对于导轨延伸方向倾斜的滑槽后，导轮2323移动的同时就能带动兜底板2321移动，从而实现兜底板2321对电芯的防掉落保护；并且，为了保证两片兜底板2321移动的时机和移动的距离均相同，两个所述滑槽切斜的角度和倾斜的方向对称设置；

具体地，参照图3所示，本申请的电芯取放部2上设置有多个并排的电芯取放单元23，位于同一个电芯取放部2上的多个电芯取放单元23的电芯吸取组件231和电芯兜底组件232同步动作，为了完成这一动作，设置带动多个电芯兜底组件232中的导向板2324的驱动源2325为同一驱动源，因为电芯取放单元23能够滑动设置在电芯取放部2上，因此每个电芯取放单元23在电芯取放部2上的位置是不固定的，这样就造成了驱动源2325与导向板2324不能固定连接，所述驱动源2325只能通过抵接的方式推动导向板2324移动，不能带动导向板2324往复移动，这样就涉及到了如何将导向板2324复位的问题；

为了解决上述问题，在所述兜底板驱动组件上还设置有复位弹簧2326，所述复位弹簧2326设置在所述导向板2324上，所述复位弹簧2326沿所述导向板2324的运动方向与驱动源2325相对设置，所述驱动源2325包括驱动气缸和推杆，所述驱动气缸带动推杆抵接在导向板2324上，通过抵接的方式推动导向板2324移动，在移动的过程中所述导向板2324压缩复位弹簧2326，使复位弹簧2326产生一定的反弹力，在所述驱动源2325与导向板2324分离时，压缩的复位弹簧2326通过反弹力推动导向板2324回到初始位置，这样就解决了驱动源2325无法与导向板2324固定连接的问题。

参照图7所示，所述电芯吸取组件231包括设置在安装支架233上的升降组件2311，所述升降组件2311的输出端连接有安装板2312和吸附板2313，所述升降组件2311带动安装板2312和安装板2313上下移动完成电芯的抓取和吸附的动作，所述安装板2312和安装板2313之间通过导杆和直线轴承连接，在所述导杆上套设有弹性元件，通过所述导杆和弹性元件浮动支撑所述安装板2313，使安装板2313与电芯之间的刚性抵接变为柔性抵接，能够起到一定的缓冲作用，防止安装板2313损伤电芯；

参照图8所示，所述安装板2313上设置有气管接头2314和多个吸盘2315，在所述安装板2313内部设置有连通气管接头2314和多个吸盘2315的气流通道，通过真空发生器与气管接头2314连接，形成能够吸附电芯的吸力，在将电芯吸取后，控制阀门将气管接头2314封堵，保证气流通道内的真空状态，从而达到持续吸附电芯的目的；

具体地，所述吸盘嵌入到所述安装板2313中，多个所述吸盘2315之间设置有与安装板2313密封连接的电木板2316，电木板2316因具有绝缘、不产生静电、耐磨及耐高温等特性，能够直接与电芯进行接触。

参照图9所示，所述电芯托盘取放部3包括两对称设置的开合气缸组31和一定位气缸组32，两开合气缸组31从电芯托盘的两侧抓取电芯托盘，所述定位气缸组32上设置有能够插入电芯托盘的定位销321，至少包括两组定位销321，才能实现对电芯托盘的定位，当电芯托盘有朝向限定时，需要设置三组定位销321实现定位，先将定位销321插入到电芯托盘上，对电芯托盘定位后，然后再通过两组开合气缸31从两侧抓取电芯托盘。

本实施例的电芯取放装置与机械手臂连接，具体的工作动作包括电芯和电芯托盘的上料动作及电芯和电芯托盘的下料动作；

具体地工作流程为：首先通过机械手臂带动电芯取放装置中的电芯托盘取放部3从多个堆叠的电芯托盘中将单个电芯托盘取出放置到上料工位中，再通过机械手臂带动电芯取放装置中的电芯取放部2，将分组放置的电芯抓取，通过电芯吸取组件231完成吸附的抓取动作，吸附完成后，电芯兜底组件232从电芯的下方伸入，通过电芯兜底组件232完成防掉落保护，在完成防掉落保护后，对电芯吸取组件231进行断气断电处理，通过机械手臂实现电芯的移动，在到达电芯托盘上方后，重新启动电芯吸取组件231，使电芯吸取组件231恢复对电芯的吸附力，此时，电芯兜底组件232从电芯的下方伸出，电芯吸取组件231通过升降组件2311将电芯放入到电芯托盘中，最后，再通过机械手臂带动电芯取放装置中的电芯托盘取放部3抓取电芯托盘移动到下一工位。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种电芯取放装置，其特征在于，包括：

机架；

电芯取放部，设置在所述机架上，所述电芯取放部设置有电芯取放单元，所述电芯取放单元包括电芯吸取组件和电芯兜底组件，所述电芯吸取组件，用于完成对电芯的吸取动作，所述电芯兜底组件与电芯吸取组件配合，在电芯吸取组件吸取电芯前，设置在电芯吸取组件的侧面，不与电芯吸取组件的吸取动作干涉，在电芯吸取组件吸取电芯后，从电芯吸取组件的侧面向电芯的下方移动，用于承载电芯，防止电芯脱落；

电芯托盘取放部，设置在所述机架上，与所述电芯取放机构设置在机架的不同面，用于完成对电芯托盘的抓取动作。

2.根据权利要求1所述的电芯取放装置，其特征在于：所述电芯兜底组件包括设置在电芯吸取组件两侧的两个兜底板和带动两个所述兜底板同步移动的兜底板驱动组件，所述兜底板包括与兜底板驱动组件连接的安装板、由安装板向下延伸的连接板和凸出于连接板的挡板，两个所述兜底板的挡板向电芯吸取组件的方向对向设置，所述兜底板驱动组件带动所述兜底板向靠近或远离电芯吸取组件的方向移动，使所述挡板从所述电芯吸取组件下方伸入或伸出。

3.根据权利要求2所述的电芯取放装置，其特征在于：所述兜底板驱动组件包括供所述兜底板滑动的滑轨、设置在所述兜底板上的导轮、限制所述导轮移动方向的导向板、带动所述导向板移动的驱动源，所述导向板上开设有倾斜的滑槽，所述驱动源带动导向板移动时，所述导轮相对于导向板沿滑槽的倾斜方向在滑槽中移动，从而带动所述兜底板沿滑轨的延伸方向移动。

4.根据权利要求3所述的电芯取放装置，其特征在于：所述兜底板驱动组件还包括设置在导向板上的复位弹簧，所述复位弹簧沿所述导向板的运动方向与驱动源相对设置，所述驱动源为抵接在导向板上的推杆，所述驱动源抵接推动导向板移动时，所述导向板压缩复位弹簧，所述驱动源与导向板分离时，压缩的复位弹簧推动导向板回到初始位置。

5.根据权利要求1所述的电芯取放装置，其特征在于：所述电芯吸取组件包括安装板和吸附板，所述安装板和吸附板之间通过导杆和直线轴承连接，在所述导杆上套设有弹性元件。

6.根据权利要求5所述的电芯取放装置，其特征在于：所述吸附板上设置有气管接头和多个吸盘，在所述吸附板内部设置有连通气管接头和多个吸盘的气流通道，所述吸盘嵌入到所述吸附板中，多个所述吸盘之间设置有与吸附板密封连接的电木板。

7.根据权利要求1所述的电芯取放装置，其特征在于：在所述机架设置有多组电芯取放部，多组所述电芯取放部设置在同一面上，且呈阵列分布，每个所述电芯取放部上均设置有多个并排的电芯取放单元，位于同一个电芯取放部上的多个电芯取放单元的电芯吸取组件和电芯兜底组件同步动作。

8.根据权利要求7所述的电芯取放装置，其特征在于：多个所述电芯取放单元滑动设置在电芯取放部上，根据电芯的分布位置，调整不同取放单元的间距，所述电芯取放单元上设置有锁紧在电芯取放部上的锁紧销。

9.根据权利要求1所述的电芯取放装置，其特征在于：所述电芯托盘取放部包括两对称设置的开合气缸组和一定位气缸组，两开合气缸组从电芯托盘的两侧抓取电芯托盘，所述定位气缸组上设置有能够插入电芯托盘的定位销。

10.根据权利要求1所述的电芯取放装置，其特征在于：所述机架包括两片垂直设置的电芯取放部安装板和电芯托盘取放部安装板，在其中一个安装板上设置有与机械抓手连接的安装底板，所述机架上还设置有用于集成气缸气路的阀岛。

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