CN113991165A - 软包电芯移载机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种软包电芯移载机构，包括机架以及安装在机架上的第一升降模组，还包括：夹爪组件，所述夹爪组件通过护爪安装板与所述第一升降模组相连，所述夹爪组件沿所述第一升降模组的方向安装于所述护爪安装板下方；保护吸盘，所述保护吸盘通过吸盘安装架设置于所述夹爪组件夹持方向的一侧，所述保护吸盘的轴向平行于所述夹爪组件的夹持方向，所述吸盘安装架通过第二平移模组和第二升降模组与所述护爪安装板相连。本发明能够将软包电芯无损的从一个工位移动到另一个工位；且能够兼容多种尺寸的电芯，适用范围广，结构简单，减小了安装与调试难度。

Description

软包电芯移载机构

技术领域

本发明涉及电池加工技术领域，尤其是指一种软包电芯移载机构。

背景技术

目前随着3C电子产品的需求量增加，锂电池的产量和质量也要求更高，间接地对锂电池自动化设备的生产效率和良品率提出了更高的要求。

在软包锂电池的生产中，需要对软包锂电池中的未折边电芯进行移载。传统的方式是通过人工进行，即人工对输送带传送过来的每个软包电芯进行取料放置在对应的加工位置，加工完成后，再人工逐一取出分拣，最后通过运输带运走。然而，这种方式不但使工人的劳动强度大，而且上、下料的效率极低，不利于生产效率的提高。

因此现有技术中研发了使用吸盘式吸取装置吸取软包电芯，例如中国专利：CN211495981U，使用吸盘吸取电芯主体部分，并设计有防掉落的夹爪，但此种方式会在软包电芯主体上留下吸盘印迹，从而造成软包电芯褶皱，导致电池的外观不良。另外，软包电芯褶皱的电池会影响其性能，存在安全隐患，进而降低电池的良品率并提高成本。

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软包电芯自动化移载困难的缺陷，提供一种能够快速无损伤地将电芯从一个工位移载到另一个工位的软包电芯移载机构，提高了设备的产能和电芯的良品率。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种软包电芯移载机构，包括机架以及安装在机架上的第一升降模组，还包括：

夹爪组件，所述夹爪组件通过护爪安装板与所述第一升降模组相连，所述夹爪组件沿所述第一升降模组的方向安装于所述护爪安装板下方；

保护吸盘，所述保护吸盘通过吸盘安装架设置于所述夹爪组件夹持方向的一侧，所述保护吸盘的轴向平行于所述夹爪组件的夹持方向，所述吸盘安装架通过第二平移模组和第二升降模组与所述护爪安装板相连。

在本发明的一个实施例中，所述夹爪组件包括夹爪气缸，所述夹爪气缸连接有配合夹紧的第一夹爪连接板和第二夹爪连接板，所述第二夹爪连接板上设置有指向所述第一夹爪方向的有料传感器。

在本发明的一个实施例中，所述第二夹爪连接板中部设置有向下延伸的凸出部，所述凸出部上开设有感应口，所述有料传感器通过感应安装板对应所述感应口设置，所述第一夹爪连接板上开设有对应所述有料传感器的感应槽。

在本发明的一个实施例中，所述第二平移模组包括护体安装架，所述护体安装架与所述第二升降模组相连，所述护体安装架内固定有第二平移电机，所述第二平移电机连接第二平移丝杆的一端，所述第二平移丝杆上设置有第二丝杆螺母，所述吸盘安装架与所述第二丝杆螺母固定连接。

在本发明的一个实施例中，所述吸盘安装架包括模组安装板、安装立杆和吸盘安装板，所述模组安装板与所述第二丝杆螺母相连，所述安装立杆连接所述模组安装板和吸盘安装板，所述保护吸盘设置于所述吸盘安装板上。

在本发明的一个实施例中，所述模组安装板为U型板，所述模组安装板的中部连接所述第二丝杆螺母，所述模组安装板的两侧设置有平移滑轨，所述护体安装架两侧设置有与所述平移滑轨配合的平移滑块。

在本发明的一个实施例中，所述模组安装板一侧通过螺母连接座与所述第二丝杆螺母相连，所述模组安装板另一侧设置有套设于所述第二平移丝杆外的丝杆防护罩。

在本发明的一个实施例中，所述夹爪组件和保护吸盘设置有多个，所述保护吸盘对应所述夹爪组件设置。

在本发明的一个实施例中，所述第一升降模组和第二升降模组的两端均设置有缓冲垫。

在本发明的一个实施例中，所述机架安装于第一平移模组的下方，所述第一平移模组包括模组支撑板，所述第一平移模组的平移连接板穿过所述模组支撑板连接所述机架。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的移载机构能够将软包电芯无损的从一个工位移动到另一个工位；且能够兼容多种尺寸的电芯，适用范围广，结构简单，减小了安装与调试难度。

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是本发明整体结构示意图；

图2是本发明夹爪组件示意图；

图3是本发明夹持不同型号电芯示意图；

图4是本发明吸附结构示意图；

图5是本发明第二升降模组示意图；

图6是本发明第一升降模组示意图；

图7是本发明工作结构示意图。

说明书附图标记说明：10、机架；

20、第一升降模组；21、护爪安装板；22、第一升降电机；23、第一升降丝杆；24、第一升降螺母；25、同步带轮；26、第一升降导轨；27、缓冲垫；

30、夹爪组件；31、夹爪气缸；32、第一夹爪连接板；33、第二夹爪连接板；34、有料传感器；35、凸出部；36、感应口；37、感应槽；38、感应安装板；

40、保护吸盘；

50、吸盘安装架；51、模组安装板；52、安装立杆；53、吸盘安装板；54、平移滑轨；55、螺母连接座；56、丝杆防护罩；

60、第二升降模组；

70、第二平移模组；71、护体安装架；72、第二平移电机；73、第二平移丝杆；74、第二丝杆螺母；75、平移滑块；

80、第一平移模组；81、模组支撑板；82、调整垫板；83、平度调节螺栓；84、平移连接板；

90、软包电芯；91、气袋；92、电芯主体。

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，为本发明的软包电芯90移载机构整体结构示意图。本发明的移载机构包括机架10以及安装在机架10上的第一升降模组20，还包括：

夹爪组件30，所述夹爪组件30通过护爪安装板21与所述第一升降模组20相连，所述夹爪组件30沿所述第一升降模组20的方向安装于所述护爪安装板21下方。

由于夹爪组件30沿竖直方向设置，因此夹爪组件30的夹持方向为水平方向，从而夹爪组件30能够夹持软包电芯90的气袋91，将软包电芯90沿竖直方向夹起。在此种情况下，夹爪组件30不会夹到电芯主体92部分，电芯主体92部分不受压力，避免了电极变形，也避免在电池表面留下印记，提高了电池的良品率。

由于夹爪组件30仅夹持软包电芯90的气袋91部分，因此在移动时，电芯主体92容易产生晃动，造成电芯易掉落的问题。故本发明中设置保护吸盘40。所述保护吸盘40通过吸盘安装架50设置于所述夹爪组件30夹持方向的一侧，所述保护吸盘40的轴向平行于所述夹爪组件30的夹持方向。即保护吸盘40正对被夹起的软包电芯90的表面设置，随着软包电芯90被夹起，保护吸盘40贴合电芯主体92，对电芯主体92部分进行吸附。由于电芯仅能够沿夹持方向，即电芯的厚度方向产生晃动，当保护吸盘40设置在该方向上，一方面保护吸盘40本身阻碍了电芯向其中一个方向的晃动，另一方面，保护吸盘40仅需要提供很小的吸力即可阻止电芯主体92向另一方向晃动，此时吸附电芯主体92不需要对电芯主体92产生压力，且在此吸力下，不会在电芯主体92上留下吸盘印迹。为使得保护吸盘40的设置不会影响夹爪组件30夹持软包电芯90，本实施例中所述吸盘安装架50通过第二平移模组70和第二升降模组60与所述护爪安装板21相连。从而保护吸盘40能够靠近或远离夹爪组件30。

工作时，第二平移模组70带动保护吸盘40远离夹爪组件30，第二升降模组60驱动保护吸盘40向上移动，使夹爪组件30的高度低于保护吸盘40的高度，从而夹爪组件30接触软包电芯90时，保护吸盘40不会造成干涉。第一升降模组20驱动夹爪组件30和保护吸盘40下移，使得夹爪组件30接触软包电芯90，夹爪组件30夹持软包电芯90的气袋91，第二升降模组60和第二平移模组70驱动保护吸盘40向电芯主体92的方向移动，直至保护吸盘40贴附电芯主体92，对保护吸盘40抽真空，保护吸盘40吸附电芯主体92，防止电芯主体92产生晃动，而后第一升降模组20驱动夹爪组件30上升，将软把电芯夹起。机架10在其他移载模组的驱动下移动，将软包电芯90快速无损地从一个工位移动到另一个工位。同时夹爪组件30夹持软包电芯90的气袋91，因此其能够夹持多种型号的电芯，保护吸盘40仅需吸附电芯主体92，且保护吸盘40的位置可调，因此保护吸盘40能够匹配多种型号的电芯，故本实施例中的移载机构能够兼容不同大小的电芯，适用范围广，减小了移载机构的安装与调试难度。

参照图2所示，为本发明中夹爪组件30示意图。在本实施例中，夹爪组件30与第一升降模组20相连，夹爪组件30沿软包电芯90的厚度方向夹持软包电芯90，为避免软包电芯90在宽度方向上与第一升降模组20干涉，夹爪组件30的夹持方向垂直于第一升降模组20所在平面，即软包电芯90所在平面平行于第一升降模组20所在平面。具体的，所述夹爪组件30包括夹爪气缸31，所述夹爪气缸31连接有配合夹紧的第一夹爪连接板32和第二夹爪连接板33。气袋91被夹持在第一夹爪连接板32和第二夹爪连接板33之间，为判断夹爪组件30是否夹持到软包电芯90，所述第二夹爪连接板33上设置有指向所述第一夹爪方向的有料传感器34。若第一夹爪连接板32和第二夹爪连接板33之间存在软包电芯90，则有料传感器34被遮挡，有料传感器34将夹爪组件30夹持到物料的信号传出，而后保护吸盘40在第二平移模组70和第二升降模组60的驱动下移动至对应电芯主体92上下、左右的合适位置，吸附电芯主体92，第一升降组件带动软包电芯90向上移动到安全位置。

进一步的，当第一夹爪连接板32与第二夹爪连接板33夹紧时，两者互相遮挡，若有料传感器34设置在第而二夹爪连接板对应第一夹爪连接板32的位置，则容易造成误检。同时参照图3所示，当软包电芯90的尺寸不同时，第一夹爪连接板32和第二夹爪连接板33能够夹持到的软包电芯90的最低位置也不相同，为防止夹爪组件30夹持尺寸较小的软包电芯90时对软包电芯90造成损伤，本实施例中，第一夹爪连接板32和第二夹爪连接板33设置为不同的形状。具体的，第一夹爪连接板32和第二夹爪连接板33夹持气袋91的位置，气袋91的储气空间位于气袋91两侧，因此所述第二夹爪连接板33中部设置有向下延伸的凸出部35，所述凸出部35上开设有感应口36，所述有料传感器34通过感应安装板38对应所述感应口36设置，所述第一夹爪连接板32上开设有对应所述有料传感器34的感应槽37。凸出部35对应两个储气空间中间的位置，不会由于夹持动作对储气空间造成影响。在凸出部35设置感应口36，在第一夹爪连接板32上设置对应的感应槽37，使得有料传感器34不会被第一夹爪连接板32或第二夹爪连接板33本身遮挡，仅会被夹持在第一夹爪连接板32和第二夹爪连接板33之间的软包电芯90遮挡。确保有料传感器34传出信号时，夹爪组件30确实夹持有软包电芯90。

参照图4和图5所示，为本发明的吸附部分示意图。本实施例中，为方便连接，设置第二升降模组60与护爪安装板21相连，第二平移模组70与第二升降模组60相连。由于软包电芯90所在平面平行于第一升降模组20所在平面，故其平行于护爪安装板21所在平面，因此也平行于第二升降模组60所在平面，若保护吸盘40远离软包电芯90，则第二平移模组70垂直于第二升降模组60所在平面。此时第二平移模组70具有一定的长度，且仅有一端与第二升降模组60相连，为保证第二平移模组70与第二升降模组60连接的稳定，本实施例中设置第二平移模组70为丝杆模组。所述第二平移模组70包括护体安装架71，所述护体安装架71与所述第二升降模组60相连，所述护体安装架71内固定有第二平移电机72，所述第二平移电机72连接第二平移丝杆73的一端，所述第二平移丝杆73上设置有第二丝杆螺母74，所述吸盘安装架50与所述第二丝杆螺母74固定连接。

第一平移模组80的重量集中在设置有第二平移电机72的一端，该端通过护体安装架71与第二升降模组60相连，本实施例中，护体安装架71为长方体框架，结构规整，方便连接，同时方便将形状不规则的电机安装在其内。由于第二平移模组70另一端的重量较轻，因此可以保证第二平移模组70与第二升降模组60连接的稳定。

进一步的，所述吸盘安装架50包括模组安装板51、安装立杆52和吸盘安装板53，所述模组安装板51与所述第二丝杆螺母74相连，所述安装立杆52连接所述模组安装板51和吸盘安装板53，所述保护吸盘40设置于所述吸盘安装板53上。第二平移电机72驱动第二平移丝杆73转动，第二丝杆螺母74沿第二平移丝杆73的轴向移动，带动模组安装板51移动，通过吸盘安装板53、安装立杆52与模组安装板51相连的保护吸盘40与软包电芯90靠近或远离。

更进一步的，为防止第二丝杆螺母74随第二平移丝杆73一同转动，同时保证保护吸盘40移动的稳定，所述模组安装板51为U型板，所述模组安装板51的中部连接所述第二丝杆螺母74，所述模组安装板51的两侧设置有平移滑轨54，所述护体安装架71两侧设置有与所述平移滑轨54配合的平移滑块75。当第二平移电机72启动，第二平移丝杆73转动，由于平移滑块75与平移滑轨54的导向，模组安装板51只能沿平移滑轨54的方向移动，因此与模组安装板51相连的第二丝杆螺母74无法转动，只能沿第二平移丝杆73的轴向移动。与模组安装板51相连的保护吸盘40同样只能沿第二平移丝杆73的轴向靠近或远离软包电芯90。本实施例中，所述模组安装板51一侧通过螺母连接座55与所述第二丝杆螺母74相连，所述模组安装板51另一侧设置有套设于所述第二平移丝杆73外的丝杆防护罩56。从而第二丝杆螺母74被螺母连接座55笼罩在内，与模组安装板51相连的同时防止外部灰尘污染第二丝杆螺母74和第二平移丝杆73，保证第二丝杆螺母74与第二平移丝杆73配合的顺滑。

在本发明的其他实施例中，第二平移模组70还可以为直线电机。直线电机的一端与第二升降模组60固定连接，模组连接板为平板且与直线电机相连，此时可以将平移滑轨54设置于直线电机两侧，模组连接板上安装直线滑块，模组连接板沿直线电机移动。当然第二平移模组70还可以是其他移载组件，只要满足能够与第二升降模组60连接且能够安装吸盘安装架50即可。

参照图6所示，为本发明的第一升降模组20示意图。本实施例中，由于第一升降模组20需要控制夹爪组件30和保护吸盘40的升降，为保证第一升降模组20有足够的动力，设置第一升降模组20为丝杆模组。包括第一升降电机22，第一升降丝杆23和第一升降螺母24，第一升降丝杆23的两端安装于机架10上，第一升降电机22通过同步带轮25驱动第一升降丝杆23，第一升降螺母24螺纹连接于第一升降丝杆23上，第一升降丝杆23两侧设置有第一升降导轨26，护爪安装板21与第一升降螺母24和第一升降导轨26相连，第一升降丝杆23两端设置有缓冲垫27，对护爪安装板21的升降进行缓冲。在本发明的其他实施例中，第一升降模组20还可以为其他直线移载模组，在直线移载模组的两端设置缓冲垫27，对护爪安装板21形成缓冲。

参照图5所示，为本发明的第二升降模组60示意图。本实施例中，为使第二升降模组60占用较少的空间，第二升降模组60同样设置为丝杆模组。在第二升降模组60的两端设置缓冲垫27，以对护体安装架71的升降形成缓冲。

参照图1和图5所示，夹爪组件30和保护吸盘40与第一升降模组20相连，保护吸盘40配合夹爪组件30设置。为提高工作效率，所述夹爪组件30和保护吸盘40设置有多个。夹爪组件30沿软包电池的厚度方向设置有多排，沿软包电池的宽度方向设置有多列。吸盘安装板53对应夹爪组件30的排数设置，每个吸盘安装板53上安装的保护吸盘40数量对应夹爪组件30的列数。多个吸盘安装板53通过多个安装立杆52与模组安装板51相连。

参照图7所示，为实现软包电池从一个工位向另一个工位的转移，所述机架10安装于第一平移模组80的下方，所述第一平移模组80包括模组支撑板81，通过模组支撑板81固定第一平移模组80，本实施例中在第一平移模组80的四角设置有调整垫板82，调整垫板82通过平度调节螺栓83与模组支撑板81相连，调整垫板82与其他机构固定连接，从而第一平移模组80被固定。为保证对机架10的支撑，第一平移模组80设置于模组支撑板81上方，从而所述第一平移模组80的平移连接板84需要穿过所述模组支撑板81连接所述机架10。此时，模组支撑板81也能对机架10提供支撑，防止机架10的重力全部集中于第一平移模组80。第一平移模组80可以为丝杆模组，也可以为其他移载模组。

本发明在工作时，第一平移模组80带动机架10移动至软包电芯90上料工位。第一升降电机22驱动第一升降丝杆23转动，通过第一升降螺母24与第一升降丝杆23相连的护爪连接板向下运动，当夹爪组件30上下运动到软包电芯90上方的合适位置时，夹爪气缸31带动第一夹爪连接板32和第二夹爪连接板33夹紧软包电芯90的气袋91。安装在第二夹爪上的有料传感器34感应到软包电芯90被夹持，第二升降模组60调节护体安装架71的高度，使安装在吸盘安装架50上的保护吸盘40到达电芯主体92的合适位置。而后第二平移电机72驱动第二平移丝杆73转动，吸盘安装架50沿第一平移丝杆的轴向移动到贴靠电芯主体92的位置，保护吸盘40吸住电芯主体92。第一升降模组20驱动夹爪组件30和保护吸盘40向上运动到安全位置后，第一平移模组80带动机架10移动到电芯加工工位上方，第一升降模组20向下运动，将电芯放置到合适的位置。保护吸盘40放开被吸住的电芯主体92，第二平移模组70和第二升降模组60分别运动将保护吸盘40移动至软包电芯90上方的安全位置。夹爪气缸31松开软包电芯90的气袋91，将软包电芯90放入电芯加工工位后，第一升降模组20上升并回到圆点，进行下一批软包电芯90的上料移载。

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.软包电芯移载机构，包括机架以及安装在机架上的第一升降模组，其特征在于，还包括：

夹爪组件，所述夹爪组件通过护爪安装板与所述第一升降模组相连，所述夹爪组件沿所述第一升降模组的方向安装于所述护爪安装板下方；

保护吸盘，所述保护吸盘通过吸盘安装架设置于所述夹爪组件夹持方向的一侧，所述保护吸盘的轴向平行于所述夹爪组件的夹持方向，所述吸盘安装架通过第二平移模组和第二升降模组与所述护爪安装板相连。

2.根据权利要求1所述的软包电芯移载机构，其特征在于，所述夹爪组件包括夹爪气缸，所述夹爪气缸连接有配合夹紧的第一夹爪连接板和第二夹爪连接板，所述第二夹爪连接板上设置有指向所述第一夹爪方向的有料传感器。

3.根据权利要求2所述的软包电芯移载机构，其特征在于，所述第二夹爪连接板中部设置有向下延伸的凸出部，所述凸出部上开设有感应口，所述有料传感器通过感应安装板对应所述感应口设置，所述第一夹爪连接板上开设有对应所述有料传感器的感应槽。

4.根据权利要求1所述的软包电芯移载机构，其特征在于，所述第二平移模组包括护体安装架，所述护体安装架与所述第二升降模组相连，所述护体安装架内固定有第二平移电机，所述第二平移电机连接第二平移丝杆的一端，所述第二平移丝杆上设置有第二丝杆螺母，所述吸盘安装架与所述第二丝杆螺母固定连接。

5.根据权利要求4任一项所述的软包电芯移载机构，其特征在于，所述吸盘安装架包括模组安装板、安装立杆和吸盘安装板，所述模组安装板与所述第二丝杆螺母相连，所述安装立杆连接所述模组安装板和吸盘安装板，所述保护吸盘设置于所述吸盘安装板上。

6.根据权利要求5所述的软包电芯移载机构，其特征在于，所述模组安装板为U型板，所述模组安装板的中部连接所述第二丝杆螺母，所述模组安装板的两侧设置有平移滑轨，所述护体安装架两侧设置有与所述平移滑轨配合的平移滑块。

7.根据权利要求5所述的软包电芯移载机构，其特征在于，所述模组安装板一侧通过螺母连接座与所述第二丝杆螺母相连，所述模组安装板另一侧设置有套设于所述第二平移丝杆外的丝杆防护罩。

8.根据权利要求1所述的软包电芯移载机构，其特征在于，所述夹爪组件和保护吸盘设置有多个，所述保护吸盘对应所述夹爪组件设置。

9.根据权利要求1所述的软包电芯移载机构，其特征在于，所述第一升降模组和第二升降模组的两端均设置有缓冲垫。

10.根据权利要求1所述的软包电芯移载机构，其特征在于，所述机架安装于第一平移模组的下方，所述第一平移模组包括模组支撑板，所述第一平移模组的平移连接板穿过所述模组支撑板连接所述机架。

Images