CN115464352B - 电芯入壳工装 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种电芯入壳工装，包括：第一夹持对位机构，用于夹持电芯；第二夹持对位机构，用于夹持外壳并使外壳与电芯对位；驱动机构，驱动第一夹持对位机构和第二夹持对位机构同步执行夹持动作；导向机构，导向机构用于引导第一夹持对位机构和第二夹持对位机构滑动以带动电芯和外壳相向靠近；压装机构，用于将电芯送入外壳。与现有技术比较，本发明可通过一套工装即可将电芯送入到外壳中，高效地完成电芯入壳的整个动作。

Description

电芯入壳工装

技术领域

本发明涉及电池的加工生产领域，特别是涉及一种适用于方形锂电池的电芯入壳工装。

背景技术

近年来，得益于新能源行业的迅猛发展，锂电池行业取得了显著的发展成果，其中方形锂电池相对于其他形状的锂电池而言，其在组装成动力电池PACK时结构更加简单、组装也更加方便，因此方形锂电池在行业中具有着天然优势，方形锂电池也成为了行业内研究的重点之一。

在方形锂电池的加工生产过程中，一般需要经过合浆-涂布-制片-卷绕-组装-激光焊-注液-化成-封口-分容等步骤，需要通过输送上料装置将电芯输送至指定位置，然后取料装置取走电芯并将电芯放置在电芯中转模具内，通过转移装置将电芯中转模具内的电芯转移至外壳，通过合盖装置将外壳安装在电芯上，完成电芯入壳。

由于现有技术中需要移载电芯到特定工位上进行入壳步骤，入壳之后再移载到输送线上，这使得电芯入壳时需要用到的工装繁多使得电芯的入壳效率很低。

发明内容

本发明提出一种电芯入壳工装，旨在解决现有技术中需要多套工装才能实现电芯入壳而造成的电芯入壳的效率低的缺陷。

本发明采用的技术方案是：一种电芯入壳工装，其特征在于，包括：第一夹持对位机构，用于夹持电芯；第二夹持对位机构，用于夹持外壳并使外壳与电芯对位；驱动机构，驱动所述第一夹持对位机构和第二夹持对位机构同步执行夹持动作；导向机构，所述导向机构用于引导所述第一夹持对位机构和第二夹持对位机构滑动以相向靠近；压装机构，用于将外壳压入电芯。

进一步地，所述导向机构包括固定支架和活动支架，所述活动支架以从所述第二夹持对位机构到所述第一夹持对位机构的方向滑动设置在所述固定支架上，所述第一夹持对位机构、第二夹持对位机构、驱动机构和导向机构设于所述活动支架。

进一步地，所述导向机构还包括连接所述第一夹持对位机构的第一导向组件和连接所述第二夹持对位机构的第二导向组件，所述第一导向组件和第二导向组件滑动连接；所述第一夹持对位机构包括设于所述电芯水平方向一侧的第一夹持体，所述第二夹持对位机构包括设于所述外壳水平方向一侧的第二夹持体，且所述第一夹持体和第二夹持体设于所述电芯的同一侧，所述第一夹持体与所述第一导向组件连接，所述第二夹持体与所述第二导向组件连接。

进一步地，所述电芯入壳工装还包括联动机构，所述联动机构包括第一连动杆，所述第一连动杆连接于所述第一导向组件和第二导向组件之间；所述驱动机构包括驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述第一连动杆同步驱动所述第一夹持体和第二夹持体执行夹持动作。

进一步地，所述第一连动杆的一端固定连接于所述第二夹持体，且所述第一夹持体设有供所述第一连动杆滑动穿入的第一通孔，所述第一连动杆相对于所述第二夹持体的一端卡接于所述第一通孔外侧。

进一步地，所述第一夹持体和第二夹持体之间设有弹性复位件。

进一步地，所述第一夹持对位机构包括四个所述第一夹持体，四个所述第一夹持体分别设于所述电芯水平方向的四周；所述第二夹持对位机构包括四个所述第二夹持体，四个所述第二夹持体分别设于所述外壳水平方向的四周。

进一步地，所述联动机构还包括套筒和第二连动杆，所述套筒设于所述固定支架上，所述第二连动杆伸缩设置于所述套筒中，所述第二连动杆与所述第一夹持对位机构连接，且所述第二连动杆还与所述活动支架连接，所述活动支架同步带动所述第二夹持对位机构滑动。

进一步地，所述活动支架还包括朝向下方设置的对位口，所述固定支架还包括与所述对位口相对设置的吸盘组件，所述吸盘组件抓取外壳至所述对位口。

进一步地，所述压装机构包括设于所述固定支架上的伸缩驱动装置，所述伸缩驱动装置包括伸缩端，所述吸盘组件设于所述伸缩端。

与现有技术比较，本发明通过在工装上设置第一夹持对位机构、第二夹持对位机构、驱动机构、导向机构和压装机构，第一夹持对位机构夹紧电芯，第二夹持对位机构夹紧外壳，驱动机构驱动第一夹持对位机构和第二夹持对位机构同步执行夹紧动作从而将电芯和外壳夹紧并保持对位，导向机构用于引导第一夹持对位机构和第二夹持对位机构实现相向滑动，从而引导电芯和外壳相向靠近，将电芯和外壳对位并靠近完成电芯与外壳的预定位，最后再通过压装机构将电芯送入到外壳中，即可高效地完成电芯入壳的整个动作，完美地解决了现有技术中需要多套工装才能实现电芯入壳的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中电芯入壳工装的安装结构示意图。

图2为本发明中电芯入壳工装仰视方向上的立体结构示意图。

图3为本发明中电芯入壳工装俯视方向上的立体结构示意图。

图4为本发明中电芯入壳工装侧面体结构示意图。

图5为本发明中第一、第二夹持对位机构的立体方向的安装结构图。

图6为本发明中第一、第二夹持对位机构的侧面方向的安装结构图。

100、电芯入壳工装；1、第一夹持对位机构；11、第一夹持体；111、插板；2、第二夹持对位机构；21、第二夹持体；3、驱动机构；31、驱动装置；5、导向机构；51、固定支架；52、固定板；521、下延伸板；53、活动支架；54、底板；541、上延伸板；55、第一导向组件；56、第二导向组件；6、压装机构；61、吸盘组件；7、电芯；8、外壳；9、联动机构；91、第一连动杆；92、第一通孔；93、弹性复位件；94、套筒；95、滑动槽；96、第二连动杆；961、滚动轴承；962、插口；97、滑动件；98、传动板；10、执行设备。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本申请中所提出了电芯入壳工装100，参阅附图1至4所示，本申请所提出的电芯入壳工装100主要包括第一夹持对位机构1、第二夹持对位机构2、驱动机构3、导向机构5和压装机构6，其中第一夹持对位机构1用于夹紧电芯7，第二夹持对位机构2用于夹紧外壳8，第一夹持对位机构1和第二夹持对位机构2的夹持中心保持同轴，驱动机构3驱动第一夹持对位机构1和第二夹持对位机构2同步执行夹紧动作从而将电芯7和外壳8夹紧并保持对位，导向机构5用于引导第一夹持对位机构1和第二夹持对位机构2实现相向滑动，从而引导电芯7和外壳8相向靠近，将电芯7和外壳8对位并靠近之后，通过压装机构6将电芯7送入到外壳8中，完成电芯7入壳的整个动作。

以下将对电芯入壳工装100进行详细介绍，参阅附图2至4所示，电芯入壳工装100的导向机构5主要包括固定支架51和活动支架53，固定支架51用于将该工装支撑固定在具体执行电芯7入壳的工步的执行设备10上，执行设备10例如机械臂、输送载具等，活动支架53可滑动地连接于上述固定支架51上，即固定支架51用于固定该工装，活动支架53在固定支架51上滑动，可用于执行电芯7、外壳8的夹紧、对位和装配等动作。

进一步地，活动支架53包括底板54，第二夹持对位机构2安装在底板54下端，在底板54的中部设有对位口，固定支架51包括固定板52，固定板52平行于该底板54设置，且固定板52设置在底板54的上方，在固定支架51上还设置有吸盘组件61，吸盘组件61通过真空机抽真空的方式来吸取外壳8，吸盘组件61与该对位口相对设置，从而将外壳8抓取至对位口处；本实施例中的执行设备10为一套环形的磁驱输送线，磁驱输送线上设有动子载具，动子载具在环形的导轨上循环运动，将固定板52固定在动子载具上，从而用于将电芯入壳工装100输送至电芯7的上方。压装机构6包括一套伸缩驱动装置，伸缩驱动装置包括伸缩端，吸盘组件61设置在伸缩驱动装置的伸缩端上，通过伸缩驱动装置的来推动吸盘组件61上下运动，伸缩驱动装置即为推芯入壳的动力驱动单元，当第二夹持对位机构2和第一夹持对位机构1分别将外壳8和电芯7夹紧对位之后，伸缩驱动装置推动外壳8套装在电芯7上。

进一步地，固定支架51的底板54上方还设置有与底板54垂直的上延伸板541，在活动支架53的固定板52下方还设置有与固定板52垂直的下延伸板521，上延伸板541与下延伸板521之间相互贴合，且上延伸板541与下延伸板521之间可以在竖直方向上滑动，为实现该功能，本申请通过在上延伸板541上设置一组滑轨，在下延伸板521上设置滑块的方式，这样便可以使得上延伸板541与下延伸板521实现上下相对滑动。

进一步地，结合附图4至6所示，导向机构5还包括连接第一夹持对位机构1的第一导向组件55和连接第二夹持对位机构2的第二导向组件56，第一导向组件55和第二导向组件56滑动连接用以带动电芯7和外壳8再次相向靠近；具体地，电芯7和外壳8的形状为矩形，为更好的实现对电芯7和外壳8的夹紧对位，需要在电芯7和外壳8的四周均设置有一个夹持体将电芯7和外壳8进行夹持，为便于理解，本申请中以电芯7和外壳8其中一侧的夹持体例举，第二夹持对位机构2包括第二夹持体21，第二夹持体21设置在外壳8的水平方向上的一侧上，第二夹持体21为执行夹紧动作的主体，第一夹持对位机构1包括设于电芯7水平方向一侧的第一夹持体11，第一夹持体11用于执行对电芯7的夹紧对中，其中第一夹持体11和第二夹持体21位于电芯7的同一侧上，该第一夹持体11和第二夹持体21之间通过第一导向组件55和第二导向组件56进行滑动连接，第一导向组件55可以为固定在第一夹持体11上的直线滑轨，第二导向组件56可以为固定在第二夹持体21上的滑块，第二导向组件56在第一导向组件55上直线滑动，由于滑轨是固定在第一夹持体11上的，因此当第二夹持体21在滑动的时候会与第一夹持体11相向滑动，使外壳8和电芯7彼此靠近。

优选地，在第二夹持体21相对于第一夹持体11的一端进行倾斜设置，自上而下形成喇叭口状的，第一夹持体11可以插入到倾斜的喇叭口中，这样可以避免第二夹持体21和第一夹持体11在靠近的时候相互干涉，外壳8和电芯7之间的距离靠的更近，方便最后推入的准确性。

进一步地，电芯入壳工装100还包括一套联动机构9，联动机构9包括有第一连动杆91，第一连动杆91的上端固定连接于第二夹持体21的下端，第一连动杆91的下端朝向第一夹持体11，且第一夹持体11设有供第一连动杆91滑动穿入的第一通孔92，第一连动杆91相对于所述第二夹持体21的下端卡接在第一通孔92外侧，这样可以对第一夹持体11和第二夹持体21滑动的极限位置进行限定，当第一夹持体11向下滑动到与第一连动杆91相抵接的时候，第一夹持体11与第二夹持体21之间的距离达到最远。驱动机构3包括驱动装置31，驱动装置31为气缸，气缸推动第一连动杆91朝向电芯7和外壳8的方向水平运动，由于第一连动杆91在水平方向上与第一夹持体11相对固定，通过驱动该驱动装置31便可以同步驱动第一夹持体11和第二夹持体21执行夹持动作。

进一步地，在第一夹持体11和第二夹持体21之间还设有弹性复位件93，弹性复位件93为弹簧，弹簧套装在第一连动杆91上，且弹簧的上端部与第二夹持体21相抵接，弹簧的下端部与第一夹持体11相抵接，从而当第一夹持体11和第二夹持体21处于自然状态时，弹簧是将第一夹持体11和第二夹持体21向彼此远离的方向推动，即当第一夹持体11和第二夹持体21受力相向滑动，将电芯7和外壳8装配好之后，第一弹性复位件93将第一夹持体11和第二夹持体21弹开。

进一步地，联动机构9还包括有套筒94和第二连动杆96，其中套筒94是安装固定在固定板52上的，套筒94中空，第二连动杆96设置在套筒94中，且第二连动杆96向套筒94的下端伸出，第二连动杆96在套筒94中上下滑动实现第二连动杆96的伸缩，在套筒94上开设有一对相对设置的滑动槽95，滑动槽95朝向垂直于水平方向延伸，且第二连动杆96上设有滑动件97，滑动件97对应穿过滑动槽95一直延伸到套筒94的外侧，在底板54上还设置有一个传动板98，传动板98与滑动件97的下端相抵持，且第二连动杆96的下端与设有一个插口962，在第一夹持体11上还设有一个穿入到该插口962中的插板111从而限制第一夹持体11继续向下滑动；当活动支架53向下滑动的时候，同步带动第一夹持体11和第二夹持体21向下滑动，第一夹持体11落位至电芯7的两侧，直到滑动件97与滑动槽95的下槽底相抵持，防止第二连动杆96和套筒94脱离，此时第一夹持体11滑动到极限位置，便不再向下滑动，然而第二夹持体21继续随着活动支架53向下滑动，在第二夹持体21的夹持下携带着外壳8继续向电芯7相向靠近并压缩弹性复位件93，当外壳8部分套入到电芯7上的时候，此时第一夹持对位机构1和第二夹持对位机构2同步松开外壳8和电芯7，伸缩驱动装置向下继续推动外壳8直至将电芯7完全送入外壳8中，当电芯7和外壳8装配结束后，活动支架53受到外力驱动从而向上滑动，传动板98抵接着滑动件97使得第二连动杆96同步向上滑动，第二连动杆96进而带动第一夹持体11向上滑动，同时弹性复位件93弹性复位，将第一夹持体11和第二夹持体21弹开。

进一步地，在插口962的下端还设有一个滚动轴承961，插板111与该滚动轴承961相互接触，从而当驱动装置31驱动第一夹持体11做夹持动作的时候，插板111在插口962中滑动，滚动轴承961辅助插板111滑动，减小插板111与插口962之间的滑动摩擦。

需要说明的是，本申请中的第二夹持体21与底板54之间通过滑轨和滑块的方式进行滑动连接，从而便于驱动机构3驱动着第二夹持体21在水平方向上夹持动作，滑轨和滑块的连接结构为常见结构，本申请不再赘述。

本申请的工作原理为：将电芯入壳工装100安装在执行设备10上，执行设备10同步带动工装，工装首先通过吸盘组件61将外壳8抓取至对位口处，随后执行设备10继续将外壳8带动到电芯7的上方，在将外壳8运输至电芯7上方后，活动支架53受力开始向下滑动，第一夹持对位机构1和第二夹持对位机构2随着活动支架53的运动相应的向下运动，直至第一夹持对位机构1的第一夹持体11向下运动到极限位置，此时第一夹持对位机构1对应在电芯7的四周，第二夹持对位机构2对应在外壳8的四周，压装机构6（伸缩驱动装置）推动外壳8朝向电芯7方向运动一小段距离，驱动机构3驱动第一夹持对位机构1和第二夹持对位机构2同步执行夹紧对位，从而调整电芯7和外壳8的上下位置对位并将电芯7和外壳8固定；之后活动支架53继续向下滑动，第一夹持对位机构1不再向下，而第二夹持对位机构2继续下行，将外壳8的一部分套入电芯7，当第二夹持对位机构2与第一夹持对位机构1之间滑动到极限位置的时候，第二夹持对位机构不再继续下行，最后压装机构6（伸缩驱动装置）推动外壳8朝向电芯7方向运动直至将电芯7完全送入外壳8当中；当电芯7和外壳8装配结束后，活动支架53向上滑动，传动板98抵接着滑动件97使得第二连动杆96同步向上滑动，第二连动杆96进而带动第一夹持体11向上滑动，同时弹性复位件93弹性复位，将第一夹持体11和第二夹持体21弹开，工装整体复位。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电芯入壳工装，其特征在于，包括：

第一夹持对位机构，用于夹持电芯；

第二夹持对位机构，用于夹持外壳并使外壳与电芯对位；

驱动机构，驱动所述第一夹持对位机构和第二夹持对位机构同步执行夹持动作；

导向机构，所述导向机构用于引导所述第一夹持对位机构和第二夹持对位机构滑动以相向靠近；所述导向机构包括固定支架和活动支架，所述活动支架以从所述第二夹持对位机构到所述第一夹持对位机构的方向滑动设置在所述固定支架上，所述第一夹持对位机构、第二夹持对位机构、驱动机构和导向机构设于所述活动支架；所述导向机构还包括连接所述第一夹持对位机构的第一导向组件和连接所述第二夹持对位机构的第二导向组件，所述第一导向组件和第二导向组件滑动连接；所述第一夹持对位机构包括设于所述电芯水平方向一侧的第一夹持体，所述第二夹持对位机构包括设于所述外壳水平方向一侧的第二夹持体，且所述第一夹持体和第二夹持体设于所述电芯的同一侧，所述第一夹持体与所述第一导向组件连接，所述第二夹持体与所述第二导向组件连接；

联动机构，所述联动机构包括第一连动杆，所述第一连动杆连接于所述第一导向组件和第二导向组件之间；所述驱动机构包括驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述第一连动杆同步驱动所述第一夹持体和第二夹持体执行夹持动作；所述联动机构还包括套筒和第二连动杆，所述套筒设于所述固定支架上，所述第二连动杆伸缩设置于所述套筒中，所述第二连动杆与所述第一夹持对位机构连接，且所述第二连动杆还与所述活动支架连接，所述活动支架同步带动所述第二夹持对位机构滑动；

压装机构，用于将外壳压入电芯，所述压装机构包括设于所述固定支架上的伸缩驱动装置。

2.根据权利要求1所述的电芯入壳工装，其特征在于，所述第一连动杆的一端固定连接于所述第二夹持体，且所述第一夹持体设有供所述第一连动杆滑动穿入的第一通孔，所述第一连动杆相对于所述第二夹持体的一端卡接于所述第一通孔外侧。

3.根据权利要求2所述的电芯入壳工装，其特征在于，所述第一夹持体和第二夹持体之间设有弹性复位件。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的电芯入壳工装，其特征在于，所述第一夹持对位机构包括四个所述第一夹持体，四个所述第一夹持体分别设于所述电芯水平方向的四周；所述第二夹持对位机构包括四个所述第二夹持体，四个所述第二夹持体分别设于所述外壳水平方向的四周。

5.根据权利要求1所述的电芯入壳工装，其特征在于，所述活动支架还包括朝向下方设置的对位口，所述固定支架还包括与所述对位口相对设置的吸盘组件，所述吸盘组件抓取外壳至所述对位口。

6.根据权利要求5所述的电芯入壳工装，其特征在于，所述伸缩驱动装置包括伸缩端，所述吸盘组件设于所述伸缩端。