CN117509110B - 一种锂电池Pack用方形电芯理料机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种锂电池Pack用方形电芯理料机构，主要涉及电芯整理领域。一种锂电池Pack用方形电芯理料机构，包括循环线，循环轨道上滑动设置若干承载箱，隔断板将承载箱分为两个中间连通的单独空间，位于该端的小空间为缓冲空间，另一侧的大空间为方形电芯存放空间；承载箱另一端两侧铰接开合门，循环线两侧分别具有填充位以及输送位，填充位处设置填充架，填充架上竖直设置升降机构，升降机构上设置暂存箱，输送架顶面设置输送带，输送架顶部两侧设置限位边；输送位处的循环架上方设置推进架，推进滑轨上滑动设置顶升座。本发明的有益效果在于：本发明能够对锂电池Pack中的电芯进行前序的理料输送，便于Pack工序中机械臂抓取，提高锂电池Pack的整体效率。

Description

一种锂电池Pack用方形电芯理料机构

技术领域

本发明主要涉及电芯整理领域，具体是一种锂电池Pack用方形电芯理料机构。

背景技术

动力电池组系统是将众多单个的电芯通过串、并联的方式连接起来的电池组，综合了动力和热管理等电池硬件系统。Pack是动力电池系统生产、设计应用的关键，是连接上游电芯生产和下游整车的应用核心环节，通常设计需求由电芯厂或汽车厂提出，由电池厂、汽车厂或者第三方Pack厂完成。锂电池Pack产线相对简单，核心工序包括上料、支架粘贴、焊接、检测等工艺。

由于目前动力电池组的规格标准并不统一，因而单规格的电池组产量并不大，导致现在锂电池Pack的自动化程度不高，目前还是较多的采用人工装配的方式，电芯在上一工序完成整形之后，人为的转移到下一整装工序。通过对电芯进行手动的定位整装来完成后续的焊接工作，这就导致电池组的品控难以掌握，同时也影响锂电池Pack的效率，增加时间成本与人力成本。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种锂电池Pack用方形电芯理料机构，它能够对锂电池Pack中的电芯进行前序的理料输送，便于Pack工序中机械臂抓取定位，从而提高锂电池Pack的整体效率。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种锂电池Pack用方形电芯理料机构，包括循环线，所述循环线包括循环架，所述循环架上设置循环轨道，所述循环轨道一侧设置驱动带机构，所述循环轨道上滑动设置若干承载箱，所述驱动带机构用于驱动承载箱在循环轨道的限位下循环移动；所述承载箱底部设置长槽，所述长槽两侧设置承载台，所述承载箱一端的两侧设置隔断板，所述隔断板将承载箱分为两个中间连通的单独空间，位于该端的小空间为缓冲空间，另一侧的大空间为方形电芯存放空间；所述承载箱另一端两侧铰接开合门，所述承载箱的开合门一端的两侧设置导出槽；所述循环线两侧分别具有填充位以及输送位，所述填充位处设置填充架，所述填充架上竖直设置升降机构，所述升降机构上设置暂存箱，所述暂存箱外尺寸与承载箱内尺寸相适应，所述暂存箱底面具有通过槽，所述承载台与通过槽相适应，所述通过槽两侧为接料台，所述输送位处设置输送架，所述输送架与该处的循环架垂直，所述输送架顶面设置输送带，所述输送架顶部两侧设置限位边，所述限位边上阵列设置若干限位轮，两个所述限位轮之间的距离与方形电芯的厚度相适应；所述输送位处的循环架上方设置推进架，所述推进架上设置推进滑轨以及推进丝杠，所述推进丝杠一端设置伺服电机，当所述承载箱移动到输送位处时，所述承载箱位于推进丝杠上方，所述推进滑轨上滑动设置顶升座，所述顶升座底部设置与推进丝杠相配合的丝杠螺母，所述顶升座上设置升降滑台气缸，所述升降滑台气缸上具有滑动连接的升降架，所述升降架顶部设置被升降滑台气缸驱动的推动板，所述推进架一端设置锁止器，当所述承载箱移动到输送位处时，所述锁止器对开合门进行限位，所述推进架靠近锁止器一端上方设置推料缸，所述推料缸为侧边气缸，所述推料缸的活塞杆顶部设置推料头，所述推料头与导出槽相适应。

所述承载箱底部固定设置一组滑动架，所述滑动架对承载箱底部一侧的两端进行支撑，所述滑动架底部设置滑动轮组，所述滑动轮组与循环轨道滑动连接。

所述承载台上呈阵列设置若干承载轮，所述承载轮的外部张紧承载带。

所述承载轮的直径小于方形电芯厚度，两个相邻的承载轮之间间隔小于0.2mm。

所述升降机构包括竖直设置的升降滑轨以及升降丝杠，所述暂存箱一侧设置连接架，所述连接架远端设置与升降滑轨滑动配合的滑块组以及与升降丝杠相配合的丝杠螺母，所述填充架顶部设置用于驱动升降丝杠的升降电机。

所述限位边与输送架可拆卸连接，所述输送架上具有调整长孔，所述限位边通过螺栓固定在调整长孔内。

所述缓冲空间底面上设置伸出槽，所述推动板包括顶部的宽板以及西部的连杆，所述连杆与长槽相适应，所述宽板与伸出槽相适应。

所述锁止器包括锁止气缸以及锁止梁，当所述锁止气缸伸展后，所述锁止梁对开合门外侧进行限位。

对比现有技术，本发明的有益效果是：

本发明是连接在方形电芯的整形工序与Pack工序之间的理料输送设备，通过循环输送线的设置以及暂存箱与承载箱的配合，可以将整形完成的方形电芯整理成阵列排放的形式，并最终被依次单独输送到焊接平台处进行整装。本发明弥补了将电芯自无序转化为有序输送的空白环节，减少了人力的搬运与整理过程，极大的提高了电芯整理输送的自动化程度。

本装置通过暂存箱与承载箱的配合，可以实现整列的方形电芯的有效交接，从而快速的完成方形电芯的上料与输送，保证方形电芯输送的连贯性，提高方形电芯电池包Pack的整体效率。

附图说明

附图1是本发明第一立体视角结构示意图；

附图2是本发明第二立体视角结构示意图；

附图3是本发明俯视视角结构示意图；

附图4是本发明右视视角结构示意图；

附图5是本发明推进架部分结构示意图；

附图6是本发明填充架结构示意图；

附图7是本发明暂存箱与承载箱嵌套剖视结构示意图；

附图8是本发明A部局部放大结构示意图；

附图9是本发明B部局部放大结构示意图。

附图中所示标号：1、循环线；2、承载箱；3、填充架；4、暂存箱；5、输送架；6、推进架；7、顶升座；11、循环架；12、循环轨道；13、驱动带机构；21、长槽；22、承载台；23、隔断板；24、开合门；25、锁止器；26、导出槽；27、滑动架；28、滑动轮组；29、伸出槽；31、升降滑轨；32、升降丝杠；33、升降电机；41、通过槽；42、接料台；43、连接架；51、输送带；52、限位边；53、限位轮；61、推进滑轨；62、推进丝杠；71、升降滑台气缸；72、升降架；73、推动板；221、承载轮；222、承载带；251、锁止气缸；252、锁止梁。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

如图1-9所示，本发明所述一种锂电池Pack用方形电芯理料机构，包括循环线1，所述循环线1包括循环架11，所述循环架11上设置循环轨道12，所述循环轨道12一侧设置驱动带机构13。所述循环架11组成一个闭环，循环架11的两侧为直边。循环轨道12布置在循环架11顶部，驱动带机构13包括设置在循环架11顶部内侧的若干张紧轮，张紧轮为同步带轮。张紧轮外侧张紧有驱动带，驱动带为同步带。其中一个张紧轮为主动轮，该主动轮上安装有作为动力的伺服电机。所述循环轨道12上滑动设置若干承载箱2，承载箱2作为方形电芯的规整箱体，方形电芯在承载箱2内阵列摆放。

所述承载箱2底部固定设置一组滑动架27，所述滑动架截面为“7”型结构，所述滑动架27与承载箱2的连接点位于承载箱2底部一侧两端，从而使承载箱2呈现悬臂式安装结构。所述滑动架27底部设置滑动轮组28，所述滑动轮组28与循环轨道12滑动连接。所述驱动带上一点与滑动架27进行固定连接，从而通过所述驱动带机构13驱动承载箱2在循环轨道12的限位下循环移动。

所述承载箱2底部开设有长槽21，长槽21作为承载箱2内的方形电芯导出时推动板73的通过槽。所述长槽21两侧设置承载台22，承载台22高出承载箱2的底面一定的高度，承载台22对放置在其内的方形电芯进行承载。所述承载箱2一端的两侧设置隔断板23，两个隔断板23之间具有一定的空间容许推动板73通过，两个隔断板23可以对方形电芯进行限制。所述隔断板23将承载箱2分为两个中间连通的单独空间，位于该端的小空间为缓冲空间，另一侧的大空间为方形电芯存放空间。缓冲空间作为推动板73的伸出空间，具体的，所述缓冲空间底面上开设伸出槽29，所述推动板73包括顶部的宽板以及西部的连杆，所述连杆与长槽21相对应，所述宽板与伸出槽29相对应。

所述承载箱2另一端两侧铰接开合门24，所述开合门24的交接位置处安装有扭簧，从而使两个开合门24能够保证闭合状态。当通过外力自内向外推动时，可以克服扭簧的弹力使开合门24打开。所述承载箱2的开合门24一端的两侧设置导出槽26，所述导出槽26作为将排列的方形电芯导出的通过口。

所述循环线1两侧分别具有填充位以及输送位，填充位处为对承载箱2内进行方形电芯填充的位置，输送位为将方形电芯依次输送到下游工序的位置。

所述填充位处设置填充架3，所述填充架3上竖直设置升降机构，所述升降机构上设置暂存箱4。暂存箱4内码垛有整列的方形电芯，其内的方形电芯通过手动码放或者机械手自动码放。所述升降机构包括竖直设置的升降滑轨31以及升降丝杠32，所述暂存箱4一侧设置连接架43，所述连接架43远端设置与升降滑轨31滑动配合的滑块组以及与升降丝杠32相配合的丝杠螺母。所述填充架3顶部设置用于驱动升降丝杠32的升降电机33，通过升降电机33的驱动，可以利用升降丝杠32与丝杠螺母的配合，驱动暂存箱4在升降滑轨31的限位下进行稳定的升降。

所述暂存箱4外尺寸与承载箱2内尺寸相适应，使得暂存箱4能够嵌套入承载箱2内。所述暂存箱4底面具有通过槽41，所述承载台22与通过槽41相适应，所述通过槽41两侧为接料台42。当方形电芯摆放在暂存箱4内后，两侧的接料台42对方形电芯进行承载。所述通过槽41的宽度略大于承载台22的宽度，从而在将暂存箱4置入承载箱2内后，承载台22可以穿过通过槽41，使得方形电芯被承载台22托起而脱离接料台42。随后承载箱2向下游移动，暂存箱4推动开合门24而脱离承载箱2，从而完成方形电芯自暂存箱4向承载箱2的转移。所述接料台42高于承载箱2的高度，刚好适应暂存箱4的落差，实现暂存箱4内方形电芯向承载台22的转移。为了使暂存箱4能够方便的脱离承载箱2，所述暂存箱4的末端挡板相较于其他侧边更矮，且通过槽41贯穿末端的挡板，使得暂存箱4能够下降更小的高度就可以脱离承载箱2，从而减小了承载箱2的深度，降低了承载台22的高度。

所述暂存箱4用于将方形电芯整体的置入到承载箱2内。在进行填充时，首先承载箱2移动到暂存箱4的正下方，升降机构带动暂存箱4下降到承载箱2内，当暂存箱4内的方形电芯接触到承载台22后，暂存箱4继续下降，使方形电芯脱离暂存箱4底面。随后驱动带机构13带动承载箱2向下游移动，暂存箱4顶动开合门24而脱离承载箱2。通过暂存箱4的设置，可以起到方形电芯码垛整理的缓冲作用，使的方形电芯的整理不需要估计承载箱2的位置，只需要利用暂存箱4与承载箱2的一次交接，就可以完成方形电芯的转移，使得每个承载箱2均能够被满载存放方形电芯，提高方形电芯的整理效率。

所述输送位处设置输送架5，所述输送架5与该处的循环架11垂直。所述输送架5顶面设置输送带51，所述输送带51张紧在输送架5两端的输送轮上，其中一个输送轮上安装有输送电机。当所述承载箱2移动到输送位处时，导出槽26正对输送带51，从而便于将方形电芯导出到输送带51上进行输送。所述输送架5顶部两侧安装有限位边52，所述限位边52上阵列安装若干限位轮53，两个所述限位轮53之间的距离略大于方形电芯的厚度，从而可以使电芯侧面在输送带51的带动下稳定的输送。所述输送带51的末端具有定位板，在方形电芯触发定位板后，机械手将方形电芯抓取，并在焊接平台上进行整装码放，待码放整齐后，由焊接机械手完成最终的焊接作业。

具体的，所述限位边52与输送架5可拆卸连接，所述输送架5上具有调整长孔，所述限位边52通过螺栓固定在调整长孔内。通过调整螺栓的固定位置，可以调节两个限位边52之间的距离，从而对不同厚度的电芯进行稳定的输送。

所述输送位处的循环架11上方设置推进架6，所述推进架6上具有推进滑轨61以及推进丝杠62，推进滑轨61以及推进丝杠62与该侧的循环架11平行。所述推进丝杠62一端安装伺服电机。当所述承载箱2移动到输送位处时，所述承载箱2位于推进丝杠62上方。所述推进滑轨61上滑动安装顶升座7，所述顶升座7底部安装与推进丝杠62相配合的丝杠螺母。通过伺服电机的驱动，可以使顶升座7在推进丝杠62与丝杠螺母的配合下沿着推进滑轨61进行精准的往复运行。所述顶升座7上安装有升降滑台气缸71，升降滑台气缸71自带可沿气缸活塞杆轴线方向滑动往复运动的升降架72，升降架72本身与升降滑台气缸71侧边的导轨滑动连接。升降架72顶部安装有被升降滑台气缸71驱动进行往复升降的推动板73。升降滑台气缸71的活塞杆前端与推动板73的底部或者升降架72的顶部固定连接，通过升降滑台气缸71的推动，可以带动推动板73进行升降，使推动板73可以伸展到承载箱2内。推动板73伸展到承载箱2内后，通过推进丝杠62的推动，可以带动推动板73进行精确的位移，从而推动其内的方形电芯向导出槽26方向整体步进，进而便于对方形电芯进行逐一的导出。

所述推进架6一端设置锁止器25，当所述承载箱2移动到输送位处时，所述锁止器25对开合门24进行限位。通过锁止器25对于开合门24的限制，可以保证推动板73推动方形电芯时，方形电芯的另一端受到限制，从而确保方形电芯不会被推出受损，进而保证方形电芯能够被连续稳定的自开合门24一端的导出槽26推出。具体的，所述锁止器25包括锁止气缸251以及锁止梁252，当所述锁止气缸251伸展后，所述锁止梁252对开合门24外侧进行限位。通过锁止梁252的限位作用，可以有效的对开合门24进行限制。为了使锁止气缸251的活塞杆更好的承载侧向的推力，锁止气缸251也可采用滑台气缸。

所述推进架6靠近锁止器25一端上方设置推料缸8，所述推料缸8为侧边气缸，所述推料缸8的活塞杆顶部设置推料头81，推料头81采用“C”型结构，所述推料头81与导出槽26相对应，可穿过导出槽26对方形电芯进行推动。“C”型结构的推料头81在保障对于方形电芯的推动作用下，尽量减少推料头81的行程，避免与循环线1发生干涉。当驱动带机构13带动承载箱2向输送位移动时，所述推料缸8的活塞杆处于伸展状态将承载箱2放过去，当承载箱2稳定的停靠在输送位处时，推料缸8的活塞杆收缩穿过导出槽26，从而将方形电芯推出。

更进一步的，为了使得承载箱2内的方形电芯在被推动板73推动时能够减少摩擦力，从而减少电芯因为摩擦力而受到的损伤，在所述承载台22上呈阵列设置若干承载轮221，所述承载轮221的外部张紧承载带222。所述承载轮221的直径小于方形电芯厚度，优选的，承载轮221的直径只有方形电芯厚度的三分之一，两个相邻的承载轮221之间间隔小于0.2mm，从而能够保证方形电芯在相邻的承载轮221之间平稳过渡，使得方形电芯在各个承载轮221之间平稳的输送。方形电芯在被推动板73推动时，承载带222可以随着推动而在承载轮221之间转动，进而减少方形电芯受到的摩擦损伤。

在利用本装置对方形电芯进行整理输送时，具体的流程如下：

S1：首先通过机械手或者人工操作将整形后的方形电芯码放在暂存箱4内；

S2：承载箱2受到驱动带机构13的驱动，在循环轨道12上进行循环输送，当承载箱2移动到填充架3下方时，升降机构带动暂存箱4下降到承载箱2内，暂存箱4内的方形电芯底部接触到承载箱2的承载台22上，此时方形电芯完全脱离暂存箱4的接触；

S3：在暂存箱4落到承载箱2内的同时，下游已经填充有方形电芯的承载箱2刚好处于推进架6上方，此时锁止器25伸展后对开合门24进行封闭，推动板73伸展穿过伸出槽29，伴随着推进丝杠62对于顶升座7的步进输送，推动板73推动方形电芯步进；同时推料缸8在推进丝杠62每次推动方形电芯后，将最前侧的方形电芯自导出槽26推出到输送架5上进行输送；

S4：在将输送位处的承载箱2内方形电芯完全导出后，驱动带机构13带动所有的承载箱2下移一个身位，此时在填充位处的承载箱2向下游移动，暂存箱4顶开开合门24而逐渐脱离承载箱2，当暂存箱4完全脱离承载箱2后，暂存箱4被升降机构带动而上升，继续由机械手或者人工向其内码放方形电芯。

Claims (8)

1.一种锂电池Pack用方形电芯理料机构，包括循环线（1），其特征在于：所述循环线（1）包括循环架（11），所述循环架（11）上设置循环轨道（12），所述循环轨道（12）一侧设置驱动带机构（13），所述循环轨道（12）上滑动设置若干承载箱（2），所述驱动带机构（13）用于驱动承载箱（2）在循环轨道（12）的限位下循环移动；所述承载箱（2）底部设置长槽（21），所述长槽（21）两侧设置承载台（22），所述承载箱（2）一端的两侧设置隔断板（23），所述隔断板（23）将承载箱（2）分为两个中间连通的单独空间，位于隔断板（23）一端的小空间为缓冲空间，另一侧的大空间为方形电芯存放空间；所述承载箱（2）另一端两侧铰接开合门（24），所述承载箱（2）的开合门（24）一端的两侧设置导出槽（26）；所述循环线（1）两侧分别具有填充位以及输送位，所述填充位处设置填充架（3），所述填充架（3）上竖直设置升降机构，所述升降机构上设置暂存箱（4），所述暂存箱（4）外尺寸与承载箱（2）内尺寸相适应，所述暂存箱（4）底面具有通过槽（41），所述承载台（22）与通过槽（41）相适应，所述通过槽（41）两侧为接料台（42），所述输送位处设置输送架（5），所述输送架（5）与输送位处的循环架（11）垂直，所述输送架（5）顶面设置输送带（51），所述输送架（5）顶部两侧设置限位边（52），所述限位边（52）上阵列设置若干限位轮（53），两个所述限位轮（53）之间的距离与方形电芯的厚度相适应；所述输送位处的循环架（11）上方设置推进架（6），所述推进架（6）上设置推进滑轨（61）以及推进丝杠（62），所述推进丝杠（62）一端设置伺服电机，当所述承载箱（2）移动到输送位处时，所述承载箱（2）位于推进丝杠（62）上方，所述推进滑轨（61）上滑动设置顶升座（7），所述顶升座（7）底部设置与推进丝杠（62）相配合的丝杠螺母，所述顶升座（7）上设置升降滑台气缸（71），所述升降滑台气缸（71）上具有滑动连接的升降架（72），所述升降架（72）顶部设置被升降滑台气缸（71）驱动的推动板（73），所述推进架（6）一端设置锁止器（25），当所述承载箱（2）移动到输送位处时，所述锁止器（25）对开合门（24）进行限位，所述推进架（6）靠近锁止器（25）一端上方设置推料缸（8），所述推料缸（8）为侧边气缸，所述推料缸（8）的活塞杆顶部设置推料头（81），所述推料头（81）与导出槽（26）相适应，所述推料头（81）采用“C”型结构，所述推料头（81）穿过导出槽（26）对方形电芯进行推动，当驱动带机构（13）带动承载箱（2）向输送位移动时，所述推料缸（8）的活塞杆处于伸展状态将承载箱（2）放过去，当承载箱（2）稳定的停靠在输送位处时，推料缸（8）的活塞杆收缩使推料头（81）穿过导出槽（26），从而将方形电芯推出。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池Pack用方形电芯理料机构，其特征在于：所述承载箱（2）底部固定设置一组滑动架（27），所述滑动架（27）对承载箱（2）底部一侧的两端进行支撑，所述滑动架（27）底部设置滑动轮组（28），所述滑动轮组（28）与循环轨道（12）滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池Pack用方形电芯理料机构，其特征在于：所述承载台（22）上呈阵列设置若干承载轮（221），所述承载轮（221）的外部张紧承载带（222）。

4.根据权利要求3所述的一种锂电池Pack用方形电芯理料机构，其特征在于：所述承载轮（221）的直径小于方形电芯厚度，两个相邻的承载轮（221）之间间隔小于0.2mm。

5.根据权利要求1所述的一种锂电池Pack用方形电芯理料机构，其特征在于：所述升降机构包括竖直设置的升降滑轨（31）以及升降丝杠（32），所述暂存箱（4）一侧设置连接架（43），所述连接架（43）远端设置与升降滑轨（31）滑动配合的滑块组以及与升降丝杠（32）相配合的丝杠螺母，所述填充架（3）顶部设置用于驱动升降丝杠（32）的升降电机（33）。

6.根据权利要求1所述的一种锂电池Pack用方形电芯理料机构，其特征在于：所述限位边（52）与输送架（5）可拆卸连接，所述输送架（5）上具有调整长孔，所述限位边（52）通过螺栓固定在调整长孔内。

7.根据权利要求1所述的一种锂电池Pack用方形电芯理料机构，其特征在于：所述缓冲空间底面上设置伸出槽（29），所述推动板（73）包括顶部的宽板以及西部的连杆，所述连杆与长槽（21）相适应，所述宽板与伸出槽（29）相适应。

8.根据权利要求1所述的一种锂电池Pack用方形电芯理料机构，其特征在于：所述锁止器（25）包括锁止气缸（251）以及锁止梁（252），当所述锁止气缸（251）伸展后，所述锁止梁（252）对开合门（24）外侧进行限位。