CN118025813A - 一种电池模组搬运机械手及具有该机械手的存储装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池搬运技术领域，具体公开了一种电池模组搬运机械手及具有该机械手的存储装置，搬运机械手包括连接机构和电池抓手，连接机构包括连接板和安装板，安装板与所述连接板转动连接，安装板的底部连接有多个所述电池抓手，所述电池抓手包括机架、第一吸盘、转动板和吸盘机构。本发明通过改变电池模组存放方式，使每块电池模组具有独立的存储腔，并在存取过程中使各存储腔内部的电池模组具有不同的升起高度，使机械手能够同时抓取多块电池模组，提高电池模组的搬运效率；本发明在搬运机械手上设置两种吸盘，增加机械手与电池模组的接触点位，提高电池模组搬运时的稳定性。

Description

一种电池模组搬运机械手及具有该机械手的存储装置

技术领域

本发明具体涉及电池搬运技术领域，具体是一种电池模组搬运机械手及具有该机械手的存储装置。

背景技术

电池模组生产过程中，搬运电池模组一直是电池模组生产工艺中不可缺少的工序。现有的搬运方式要么是借助人力辅助的方式，要么一次只能搬运少量的电池，搬运效率较低，搬运过程中电池容易发生掉落引发安全事故，同时搬运过程中也容易对电池的品质产生影响。

为了提高电池模组的搬运效率，现有技术中在生产线上增设机械手装置搬运电池模组，对于处于叠放状态的电池模组，搬运机械手一次性只能搬运一块电池，搬运效率相对低下，且现有的搬运机械手多为卡爪机械手，卡爪机械手与电池模组的接触点位较少，无法保证搬运过程中电池模组的稳定性，并且卡爪故障也容易导致电池模组的破碎，从而造成不必要的损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池模组搬运机械手及具有该机械手的存储装置，以解决上述背景技术中提出的现有的搬运机械手多为卡爪机械手，卡爪机械手与电池模组的接触位置较少，无法保证搬运过程中电池模组的稳定性，并且卡爪故障也容易导致电池模组的破碎，从而造成不必要的损失的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电池模组搬运机械手，包括连接机构和电池抓手，所述连接机构包括连接板和安装板，所述连接板用于连接机械臂，所述安装板与所述连接板转动连接，安装板的底部连接有多个所述电池抓手，所述电池抓手包括机架、第一吸盘、转动板和吸盘机构，所述机架底部的外侧安装有至少一个所述第一吸盘，第一吸盘用于对电池模组进行预固定；所述机架的中间区域转动安装有所述转动板，转动板的底部均匀设置有若干吸盘机构，所述吸盘机构包括电磁铁、升降板和第二吸盘，所述电磁铁固定安装于转动板的底部，所述升降板的一侧通过至少一根复位弹簧与所述电磁铁连接，升降板的另一侧安装有所述第二吸盘，第二吸盘连接有可伸缩的气管。

作为本发明进一步的方案：所述安装板通过第一转轴与所述连接板转动连接，所述第一转轴上安装有副齿轮，所述连接板上固定安装有第一电机，所述第一电机的输出端固定安装有主齿轮，所述主齿轮与所述副齿轮啮合；所述安装板的底部设有控制所述电池抓手移动的伸缩组件。

作为本发明再进一步的方案：所述机架上转动安装有第二转轴，所述转动板的一端与所述第二转轴固定连接，转动板另一端的底部设置有若干所述吸盘机构；所述机架上还设置有驱动所述第二转轴旋转的第二电机。

作为本发明再进一步的方案：所述转动板底部还设置有对电磁铁进行供电的电源以及控制电磁铁通断电的常闭开关和电磁铁开关；所述机架位于第二转轴的外侧开设有弧形槽，弧形槽的末端设置有与所述常闭开关相配合的凸起。

一种具有上述的池模组搬运机械手的存储装置，包括底座和多个设置于所述底座上的存储箱，所述底座上滑动安装有滑动座，所述存储箱安装于所述滑动座上，存储箱的内部开设有一个第一存储腔和至少一个第二存储腔，所述第一存储腔的内部设置有第一固定套，所述第二存储腔的内部设置有第二固定套。

作为本发明再进一步的方案：所述第二固定套靠近第一固定套的一侧滑槽，所述滑槽内部滑动安装有滑块，所述滑块与所述第一固定套连接。

作为本发明再进一步的方案：所述存储箱设置有多个存取口，所述存取口与所述第一存储腔或第二存储腔连通；所述第一固定套滑动安装在第一存储腔内部，第二固定套滑动安装在第二存储腔内部。

作为本发明再进一步的方案：所述滑动座的侧边处安装有耳座，所述底座上设置有气缸，所述气缸的伸缩端与所述耳座连接。

作为本发明再进一步的方案：所述存储箱的内部开设有驱动腔，所述驱动腔的内部转动安装有升降螺杆，所述升降螺杆上螺纹连接有升降螺套，所述升降螺套滑动安装在驱动腔内部，且升降螺套与所述第一固定套连接；所述存储箱的一侧转动安装有第三转轴和第四转轴，所述第三转轴和第四转轴同步转动，所述滑动座上固定安装有第三电机，所述第三电机的输出端与所述第三转轴连接；所述第四转轴上固定安装有第二锥齿轮，所述升降螺杆的下端固定安装有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮啮合。

作为本发明再进一步的方案：所述第三转轴通过安装支架转动安装在存储箱的底部，第三转轴与安装支架的连接处设置有减速器；所述第三转轴和第四转轴上均安装有带轮，两个带轮之间通过同步带传动连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过改变电池模组存放方式，使每块电池模组具有独立的存储腔，并在存取过程中使各存储腔内部的电池模组具有不同的升起高度，使机械手能够同时抓取多块电池模组，提高电池模组的搬运效率；本发明在搬运机械手上设置两种吸盘，利用第一吸盘对电池模组进行预固定，再利用第二吸盘对电池模组进行二次固定，增加机械手与电池模组的接触点位，提高电池模组搬运时的稳定性。

附图说明

图1为电池模组搬运机械手的结构示意图。

图2为电池模组搬运机械手中电池抓手的结构示意图。

图3为图2中A处的局部放大示意图。

图4为电池模组搬运机械手中机架的局部示意图。

图5为电池模组搬运机械手中电磁铁的控制电路图。

图6为存储装置的结构示意图。

图7为存储装置中存储箱的剖视图。

图8为图7中B处的局部放大示意图。

图9为存储装置中存储箱的仰视图。

图中：10-连接机构、11-连接板、12-第一电机、13-第一转轴、14-安装板、15-伸缩组件、20-电池抓手、21-机架、211-弧形槽、212-凸起、22-第一吸盘、23-第二电机、24-第二转轴、25-转动板、251-气泵、26-吸盘机构、261-电磁铁、262-复位弹簧、263-气管、264-升降板、265-第二吸盘、27-常闭开关、28-电磁铁开关、29-电源、30-底座、31-滑动座、311-第三电机、32-气缸、40-存储箱、41-驱动腔、411-升降螺杆、412-升降螺套、42-第一存储腔、421-第一固定套、43-第二存储腔、431-第二固定套、432-滑槽、44-滑块、45-第一锥齿轮、46-第二锥齿轮、47-第三转轴、48-第四转轴、49-减速器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图5，本发明实施例中，一种电池模组搬运机械手，包括连接机构10和电池抓手20，所述连接机构10包括连接板11和安装板14，所述连接板11用于连接机械臂，本实施例中，所述机械臂采用现有技术中的多自由度机械臂，例如六自由度机械臂和四自由度机械臂；所述安装板14与所述连接板11转动连接，安装板14的底部连接有多个所述电池抓手20，所述电池抓手20用于抓取电池模组，将电池模组搬运至指定位置；

进一步的，在本申请实施例中，所述安装板14通过第一转轴13与所述连接板11转动连接，所述第一转轴13上安装有副齿轮，所述连接板11上固定安装有第一电机12，所述第一电机12的输出端固定安装有主齿轮，所述主齿轮与所述副齿轮啮合，第一电机12驱动主齿轮旋转，以控制副齿轮以及第一转轴13旋转，使第一转轴13驱动安装板14旋转，此外，所述安装板14的底部设有控制所述电池抓手20移动的伸缩组件15，伸缩组件15和第一转轴13配合调节电池抓手20的位置，使电池抓手20靠近电池模组。

请参阅图2和图3，在本申请实施例中，所述电池抓手20包括机架21、第一吸盘22、转动板25和吸盘机构26，所述机架21底部的外侧安装有至少一个所述第一吸盘22，第一吸盘22用于对电池模组进行预固定，图2为电池抓手20的正视图，即如图2所示，电池抓手20对电池模组进行预固定过程中，先通过机械臂调节电池抓手20的位置，使电池抓手20移动至电池模组的一侧，例如前侧，通过第一吸盘22吸附电池模组表面以完成预固定；本实施例中的电池模组为片状结构，例如刀片电池，在进行预固定后，需要采用吸盘机构26对电池模组的另一侧（后侧）进行固定，以保证机械手在抓取电池模组时的稳定性；所述机架21的中间区域转动安装有所述转动板25，转动板25的底部均匀设置有若干吸盘机构26，所述转动板25具有初始状态和旋转状态，如图2所示，转动板25处于初始状态，此时转动板25与机架21平行，转动板25初始状态旋转至旋转状态后（以图2为例，转动板25垂直图面顺时针转动即可转化为旋转状态），转动板25与机架21垂直，此时，吸盘机构26从电池模组的一侧移动至电池模组的另一侧，利用吸盘机构26对电池模组进行二次固定，即可完成机械手抓取电池模组动作；

进一步的，在本申请实施例中，所述机架21上转动安装有第二转轴24，所述转动板25的一端与所述第二转轴24固定连接，转动板25另一端的底部设置有若干所述吸盘机构26；所述机架21上还设置有驱动所述第二转轴24旋转的第二电机23。

请参阅图3，所述吸盘机构26包括电磁铁261、升降板264和第二吸盘265，所述电磁铁261固定安装于转动板25的底部，所述升降板264的一侧通过至少一根复位弹簧262与所述电磁铁261连接，升降板264的另一侧安装有所述第二吸盘265，第二吸盘265连接有可伸缩的气管263，当转动板25处于初始状态时，电磁铁261处于断电状态，第二吸盘265在机架21底部的限位作用下压缩复位弹簧262，当转动板25开始旋转后，对电磁铁261通电，电磁铁261吸引铁质材料的升降板264，以使复位弹簧262保持压缩状态，当转动板25转变为旋转状态后，对电磁铁261断电，复位弹簧262伸长，控制升降板264和第二吸盘265朝向电池模组移动，使第二吸盘265紧贴电池模组，第二吸盘265随后对电池模组进行吸附固定；

进一步的，在本申请实施例中，所述转动板25上设有气泵251，所述气泵251的气口与所述气管263连通；所述转动板25底部还设置有对电磁铁261进行供电的电源29以及控制电磁铁261通断电的常闭开关27和电磁铁开关28；请参阅图4，所述机架21位于第二转轴24的外侧开设有弧形槽211，所述弧形槽211的角度为90°，弧形槽211的末端设置有与所述常闭开关27相配合的凸起212，当转动板25转变至旋转状态后，凸起212挤压常闭开关27，使常闭开关27从闭合状态转变为断开状态；

结合图5所示，本实施例对电磁铁261的通断电过程进行进一步阐述，其中，开关S1为常闭开关27，开关S2为电磁铁开关28，YA为电磁铁261：

状态一、转动板25处于初始状态，常闭开关27闭合，电磁铁开关28断开，电磁铁261控制电路未导通，电磁铁261未通电，复位弹簧262处于压缩状态；

状态二、转动板25开始旋转，电磁铁开关28闭合，常闭开关27保持闭合，电磁铁261控制电路导通，电磁铁261通电，复位弹簧262保持压缩状态，第二吸盘265逐渐从机架21上移出；

状态三、转动板25处于旋转状态，凸起212挤压常闭开关27，常闭开关27从闭合状态转变为断开状态，电磁铁开关28保持闭合状态，电磁铁261控制电路未导通，电磁铁261未通电，复位弹簧262伸长，第二吸盘265对电池模组进行吸附固定；

状态四、控制转动板25旋转，使转动板25从旋转状态恢复初始状态，凸起212与常闭开关27分离，常闭开关27复位闭合，电磁铁开关28保持闭合状态，电磁铁261控制电路导通，电磁铁261通电，复位弹簧262恢复压缩状态，第二吸盘265升起并逐渐收入机架21。

需要说明的是，在本申请实施例中，所述常闭开关27为弹性开关结构，常闭开关27失去外力作用后，从断开状态恢复闭合状态；所述电磁铁开关28为无线开关，由操作人员远程控制；可以理解的是，本申请通过设置可收入机架21第二吸盘265增加机械手与电池模组的接触点位，提高电池模组搬运过程中的稳定性，第二吸盘265未使用时收入机架21内部能够减小机械手的占用空间，第二吸盘265使用时在电磁铁作用下自动地吸附在电池模组表面，增加机械手与电池模组的连接强度，避免电池模组在搬运过程中意外掉落。

请参阅图6-图9，本发明还公开了一种具有上述电池模组搬运机械手的存储装置，存储装置实际使用时处于机械手的下方（图中未示出），所述存储装置包括底座30和多个设置于所述底座30上的存储箱40，所述底座30上滑动安装有滑动座31，所述存储箱40安装于所述滑动座31上，存储箱40的内部开设有一个第一存储腔42和至少一个第二存储腔43，所述第一存储腔42的内部设置有第一固定套421，所述第二存储腔43的内部设置有第二固定套431，所述第一固定套421和第二固定套431用于保护装入存储箱40内部的电池模组；

此外，所述滑动座31的侧边处安装有耳座，所述底座30上设置有气缸32，所述气缸32的伸缩端与所述耳座连接，气缸32用于在电池模组存取时调节滑动座31及存储箱40的位置，调节各存储箱40之间的间隙，为存储箱40上方的各机械手预留抓取空间。

所述第二固定套431靠近第一固定套421的一侧滑槽432，所述滑槽432内部滑动安装有滑块44，所述滑块44与所述第一固定套421连接，可以理解的是，当第一固定套421升起后带动滑块44在滑槽432内部滑动，滑块44滑动至滑槽432的末端后，滑块44带动第二固定套431上升，上升结束后的第一固定套421的高度高于第二固定套431的高度，可以理解的是，第一固定套421内部存储的电池模组高度高于第二固定套431内部存储的电池模组高度，本申请通过在存储箱40内部设置多个第二存储腔43，并将每个第二存储腔43内部的第二固定套431的滑槽432长度递减设置，使各存储腔内部的存储的电池模组升起后具有不同高度，使机械手通过改变各伸缩组件15的长度即可同时抓取多个电池模组，从而提高电池模组的存取效率。

需要说明的是，各存储腔内部存储的电池模组升起后具有不同高度，全部存储腔内部存储的电池模组升起后呈阶梯状，机械手在抓取电池模组时，先通过第一吸盘22预固定电池模组的一侧（伸出侧），机械手随后将电池模组抽出存储腔，然后利用吸盘机构26的另一侧即可完成整个抓取动作，通过上述抓取方式在提高电池模组存取效率的同时还可以保证电池模组搬运过程中的稳定性。

进一步需要说明的是，如图6所示，所述存储箱40设置有多个存取口，所述存取口与所述第一存储腔42或第二存储腔43连通；此外，第一固定套421滑动安装在第一存储腔42内部，第二固定套431滑动安装在第二存储腔43内部，可以理解的是，为了提高固定套的保护性能，可在固定套上设置减震结构、防火结构等。

请参阅图6、图7和图9，所述存储箱40的内部开设有驱动腔41，所述驱动腔41的内部转动安装有升降螺杆411，所述升降螺杆411上螺纹连接有升降螺套412，所述升降螺套412滑动安装在驱动腔41内部，且升降螺套412与所述第一固定套421连接，升降螺杆411旋转时控制升降螺套412滑动，进而带动第一固定套421升降运动；所述存储箱40的一侧转动安装有第三转轴47和第四转轴48，所述第三转轴47和第四转轴48同步转动，所述滑动座31上固定安装有第三电机311，所述第三电机311的输出端与所述第三转轴47连接，第三电机311用于驱动第三转轴47旋转；所述第四转轴48上固定安装有第二锥齿轮46，所述升降螺杆411的下端固定安装有第一锥齿轮45，所述第一锥齿轮45与所述第二锥齿轮46啮合；

进一步的，在本申请实施例中，所述第三转轴47通过安装支架转动安装在存储箱40的底部，第三转轴47与安装支架的连接处设置有减速器49；所述第三转轴47和第四转轴48上均安装有带轮，两个带轮之间通过同步带传动连接，以保证第三转轴47和第四转轴48同步转动。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种电池模组搬运机械手，包括连接机构（10）和电池抓手（20），所述连接机构（10）包括连接板（11）和安装板（14），所述连接板（11）用于连接机械臂，其特征在于，所述安装板（14）与所述连接板（11）转动连接，安装板（14）的底部连接有多个所述电池抓手（20），所述电池抓手（20）包括机架（21）、第一吸盘（22）、转动板（25）和吸盘机构（26），所述机架（21）底部的外侧安装有至少一个所述第一吸盘（22），第一吸盘（22）用于对电池模组进行预固定；所述机架（21）的中间区域转动安装有所述转动板（25），转动板（25）的底部均匀设置有若干吸盘机构（26），所述吸盘机构（26）包括电磁铁（261）、升降板（264）和第二吸盘（265），所述电磁铁（261）固定安装于转动板（25）的底部，所述升降板（264）的一侧通过至少一根复位弹簧（262）与所述电磁铁（261）连接，升降板（264）的另一侧安装有所述第二吸盘（265），第二吸盘（265）连接有可伸缩的气管（263）。

2.根据权利要求1所述的电池模组搬运机械手，其特征在于，所述安装板（14）通过第一转轴（13）与所述连接板（11）转动连接，所述第一转轴（13）上安装有副齿轮，所述连接板（11）上固定安装有第一电机（12），所述第一电机（12）的输出端固定安装有主齿轮，所述主齿轮与所述副齿轮啮合；所述安装板（14）的底部设有控制所述电池抓手（20）移动的伸缩组件（15）。

3.根据权利要求1所述的电池模组搬运机械手，其特征在于，所述机架（21）上转动安装有第二转轴（24），所述转动板（25）的一端与所述第二转轴（24）固定连接，转动板（25）另一端的底部设置有若干所述吸盘机构（26）；所述机架（21）上还设置有驱动所述第二转轴（24）旋转的第二电机（23）。

4.根据权利要求1所述的电池模组搬运机械手，其特征在于，所述转动板（25）底部还设置有对电磁铁（261）进行供电的电源（29）以及控制电磁铁（261）通断电的常闭开关（27）和电磁铁开关（28）；所述机架（21）位于第二转轴（24）的外侧开设有弧形槽（211），弧形槽（211）的末端设置有与所述常闭开关（27）相配合的凸起（212）。

5.一种具有权利要求1-4任一所述的电池模组搬运机械手的存储装置，其特征在于，所述存储装置包括底座（30）和多个设置于所述底座（30）上的存储箱（40），所述底座（30）上滑动安装有滑动座（31），所述存储箱（40）安装于所述滑动座（31）上，存储箱（40）的内部开设有一个第一存储腔（42）和至少一个第二存储腔（43），所述第一存储腔（42）的内部设置有第一固定套（421），所述第二存储腔（43）的内部设置有第二固定套（431）。

6.根据权利要求5所述的存储装置，其特征在于，所述第二固定套（431）靠近第一固定套（421）的一侧滑槽（432），所述滑槽（432）内部滑动安装有滑块（44），所述滑块（44）与所述第一固定套（421）连接。

7.根据权利要求6所述的存储装置，其特征在于，所述存储箱（40）设置有多个存取口，所述存取口与所述第一存储腔（42）或第二存储腔（43）连通；所述第一固定套（421）滑动安装在第一存储腔（42）内部，第二固定套（431）滑动安装在第二存储腔（43）内部。

8.根据权利要求5所述的存储装置，其特征在于，所述滑动座（31）的侧边处安装有耳座，所述底座（30）上设置有气缸（32），所述气缸（32）的伸缩端与所述耳座连接。

9.根据权利要求5所述的存储装置，其特征在于，所述存储箱（40）的内部开设有驱动腔（41），所述驱动腔（41）的内部转动安装有升降螺杆（411），所述升降螺杆（411）上螺纹连接有升降螺套（412），所述升降螺套（412）滑动安装在驱动腔（41）内部，且升降螺套（412）与所述第一固定套（421）连接；所述存储箱（40）的一侧转动安装有第三转轴（47）和第四转轴（48），所述第三转轴（47）和第四转轴（48）同步转动，所述滑动座（31）上固定安装有第三电机（311），所述第三电机（311）的输出端与所述第三转轴（47）连接；所述第四转轴（48）上固定安装有第二锥齿轮（46），所述升降螺杆（411）的下端固定安装有第一锥齿轮（45），所述第一锥齿轮（45）与所述第二锥齿轮（46）啮合。

10.根据权利要求9所述的存储装置，其特征在于，所述第三转轴（47）通过安装支架转动安装在存储箱（40）的底部，第三转轴（47）与安装支架的连接处设置有减速器（49）；所述第三转轴（47）和第四转轴（48）上均安装有带轮，两个带轮之间通过同步带传动连接。