CN118943455A - 一种动力电池模组入箱机构 - Google Patents

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CN118943455A CN202411007331.8A CN202411007331A CN118943455A CN 118943455 A CN118943455 A CN 118943455A CN 202411007331 A CN202411007331 A CN 202411007331A CN 118943455 A CN118943455 A CN 118943455A
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蔡汉钢
王高鹏
孙涛
梁驰
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Abstract

本发明涉及电池组装设备技术领域,尤其涉及一种动力电池模组入箱机构。包括:第一夹持组件,与连接架构成滑动连接,用于对不同尺寸的待安装电池模组进行夹持;第二夹持组件,与连接架连构成滑动连接,用于对进入电池箱前的待安装电池模组进行托持;吸附组件,与连接架连接,用于对进入电池箱前的待安装电池模组进行吸附;下压组件;所述下压组件与连接架连接,并对进入电池箱后的待安装电池模组进行下压。该入箱机构不仅能解决了现有电池安装设备功能单一、电池模组入箱一致性差,需要人工辅助安装的问题,而且性能稳定、自动化作业的精度高,提升了电池入箱作业的生产效率。

Description

一种动力电池模组入箱机构
技术领域
本发明涉及电池组装设备技术领域,尤其涉及一种动力电池模组入箱机构。
背景技术
随着新能源动力电池行业的飞速发展,动力电池的生产工艺愈加进步和完善,各种工艺也对锂电池行业自动化生产技术提出更高要求,为了提高了电池包的能量密度,减少成本,现在市面上多采用CTP结构,直接将成组模组放入电池箱中。
目前Pack箱中模组组合排列方式不确定性造成模组入箱难度加大,以往的模组入箱设备兼容性差,往往一套设备只能生产一款Pack,设备换型时间长、操作不便等问题。为了提高PACK箱的能量密度,PACK箱基本未留出模组抓手的抓取空间,原来模组入箱基本采用人工入箱的方式,部分也使用机器人抓取模组入箱,但因空间原因,不能完全将模组入到箱体底部,导致模组会有一段行程是自由落到箱体中。由于模组与箱体间空间较小,很难保证模组落到位。另外,电池箱底部有涂胶工艺,为了保证模组与箱体底部胶水充分接触,原来都是需要采用单独的压紧机构对模组进行保压,工序繁琐,成本高。由于模组和电池箱来料差异性,导致模组入箱一致性差,后续安装CCS组件出现偏差。因此,亟需解决。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案,并不代表承认上述内容是最接近的现有技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种动力电池模组入箱机构,解决了现有电池安装设备功能单一、电池模组入箱一致性差,需要人工辅助安装的问题。
为达到所述目的,本发明的技术方案是这样实现的,一种动力电池模组入箱机构,包括:
第一夹持组件,与连接架构成滑动连接,用于对不同尺寸的待安装电池模组进行夹持;
第二夹持组件,与连接架连构成滑动连接,用于对进入电池箱前的待安装电池模组进行托持;
吸附组件,与连接架连接,用于对进入电池箱前的待安装电池模组进行吸附;
下压组件;所述下压组件与连接架连接,并对进入电池箱后的待安装电池模组进行下压。
进一步的,还包括角度调节组件,与连接架连接,用于调整待安装电池模组进入电池箱的姿态。
进一步的,所述第一夹持组件包括夹爪和夹持驱动部;所述夹爪与连接架的底部构成滑动连接;所述夹持驱动部安装在连接架上,并带动夹爪沿连接架底部的水平方向相互靠拢或分离。
进一步的,所述第二夹持组件包括第二夹持竖向驱动部、L型竖直连接板、伸缩部和托板;所述第二夹持竖向驱动部安装在连接架的两侧,并分别与连接架构成滑动连接,且第二夹持竖向驱动部与L型竖直连接板连接,并带动L型竖直连接板沿竖直方向往复移动;所述托板与L型竖直连接板的底部构成滑动连接;所述伸缩部安装在L型竖直连接板上,并带动托板沿L型竖直连接板底部的水平方向往复移动。
进一步的,所述吸附组件包括吸附动力部、第一吸附连接杆和第一吸附板;所述第一吸附板用于对待安装电池模组的顶部进行吸附;所述吸附动力部与连接架连接,并与第一吸附板连通,用于提供第一吸附板吸附待安装电池模组的吸力;所述第一吸附连接杆的顶端与连接架连接,底端与第一吸附板垂直连接。
进一步的,所述角度调节组件包括竖直角度调节部和水平角度调节部;所述竖直角度调节部的顶部与沿水平面移动的三轴桁架机构连接,底部与水平角度调节部连接,用于带动水平角度调节部沿竖直方向移动;所述水平角度调节部与连接架连接,用于带动连接架沿水平面旋转。
进一步的,所述水平角度调节部包括伺服旋转台和筒状连接架;所述伺服旋转台的上端面与竖直角度调节部的底端连接,伺服旋转台的下端面与筒状连接架的顶端转动连接;所述筒状连接架的底端与连接架连接。
进一步的,所述竖直角度调节部包括主升降驱动部、连接框架和辅助升驱动部;所述主升降驱动部和辅助升驱动部的顶端均与三轴桁架机构连接,底端均与连接框架的顶部连接,且主升降驱动部和辅助升驱动部共同带动连接框架沿竖直方向升降;所述连接框架的底部与伺服旋转台连接。
进一步的,所述吸附组件还包括第二吸附连接杆和第二吸附板;所述下压组件包括下压驱动部和下压固定架;所述下压固定架与筒状连接架连接;所述下压驱动部安装在下压固定架上,且下压驱动部的下压伸缩杆穿过下压固定架后与限位连接板连接,并带动限位连接板沿竖直方向升降;所述第二吸附连接杆的顶部与限位连接板的底部构成可拆卸式连接,底部与第二吸附板连接;所述第二吸附板与吸附动力部连通。
进一步的,还包括压力传感器和激光测距仪;所述激光测距仪安装在第一夹持组件上,用于第一夹持组件与待安装电池模组之间的距离、以及被第一夹持组件夹持后的待安装电池模组与电池箱之间的距离;所述压力传感器安装在吸附组件和下压组件上,用于检测吸附组件和下压组件对待安装电池模组施加的压力。
本发明的有益效果体现在:
本发明提供的电池入箱机构能对不同规格的待安装电池模组进行夹取,可以兼容多种不同尺寸产品混线生产,并配备托持功能,保证转运过程中模组不会出现掉落情况。同时电池入箱机构兼有吸附和下压功能,能够在待安装电池模组的转运和入箱过程中保证其姿态的稳定性,并在入箱后对其进行保压,提升电池模组入箱效果。这使得电池入箱机构不仅能够完全代替人工进行电池安装工作,而且保证了电池模组入箱作业的精度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明的连接架和第一夹持组件的结构示意图;
图3为本发明的第二夹持组件的结构示意图;
图4为本发明的角度调节组件的竖直角度调节部的结构示意图;
图5为本发明的吸附组件和下压组件的结构示意图;
图6为本发明的水平角度调节部和连接架的结构示意图;
附图标记说明:
A、待安装电池模组;
10、连接架;11、竖直连接框架;12、水平连接框架;
20、第一夹持组件;21、夹爪;22、夹持驱动部;23、夹持导轨;
24、激光测距仪;30、第二夹持组件;31、第二夹持竖向驱动部;
32、L型竖直连接板;33、伸缩部;34、托板;40、吸附组件;
41、吸附动力部;42、第一吸附连接杆;43、第一吸附板;
44、第二吸附板;50、下压组件;51、下压驱动部;52、下压固定架;
53、下压伸缩杆;54、限位连接板;60、角度调节组件;
611、主升降驱动部;612、辅助升降架;613、辅助升降连接架;
614、连接框架;615、辅助升驱动部;621、伺服旋转台;
622、筒状连接架。
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的一部分实施例,而不是全部的实施例。在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作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。
实施例
请参阅图1至图6所示:本发明提供了一种动力电池模组入箱机构,包括:
第一夹持组件20,与连接架10构成滑动连接,用于对不同尺寸的待安装电池模组A进行夹持。
第二夹持组件30,与连接架连10构成滑动连接,用于对进入电池箱前的待安装电池模组A进行托持。
吸附组件40,与连接架10连接,用于对进入电池箱前的待安装电池模组A进行吸附。
下压组件50;下压组件50与连接架10连接,并对进入电池箱后的待安装电池模组A进行下压。
具体实施方式为:第一夹持组件20将待安装电池模组A进行夹持后,第二夹持组件30对待安装电池模组A的底部进行托持,避免待安装电池模组A在向电池箱放入的过程中从第一夹持组件20上脱落,从而保证了待安装电池模组A入箱过程的稳定性。
在待安装电池模组A到达电池箱入口处时,第二夹持组件30解除对待安装电池模组A的底部进行托持的动作,第一夹持组件20解除对待安装电池模组A侧面的夹持动作,保证待安装电池模组A进入电池箱不会受到第一夹持组件20和第二夹持组件30的阻挡。同时,为了避免待安装电池模组A通过自由落体的方式进入电池箱,在待安装电池模组A放入电池箱之前,吸附组件40对待安装电池模组A顶部进行吸附,从而使得待安装电池模组A能够缓慢进入电池箱,提升待安装电池模组A入箱的安全性。
在待安装电池模组A进入电池箱后,下压组件50对待安装电池模组A进行下压,使得进入电池箱的待安装电池模组A能够与电池箱底部的胶水充分接触,为待安装电池模组A进入电池箱提供保压力,从而提升待安装电池模组A的安装效果。
此外,在实际使用过程中,吸附组件40可以在第二夹持组件30工作时,配合第二夹持组件30使用,在待安装电池模组A夹持时,在其顶部产生吸力。这使得重量较重的待安装电池模组A在夹持过程中更为稳定。
吸附组件40可以在下压组件50工作时,配合下压组件50使用,在待安装电池模组A入后,在其顶部产生压力,这使得待安装电池模组A所受到的压力更为均匀。
还包括压力传感器和激光测距仪24。激光测距仪24安装在第一夹持组件20上,用于第一夹持组件20与待安装电池模组A之间的距离、以及被第一夹持组件20夹持后的待安装电池模组A与电池箱之间的距离。通过使用激光测距仪24,确保了待安装电池模组A被夹持、以及进入电池箱的准确度。
压力传感器安装在吸附组件40和下压组件50上,用于检测吸附组件40和下压组件50对待安装电池模组A施加的压力。通过使用压力传感器,确保待安装电池模组A所承受的压力能被实时监控,避免压力过大对待安装电池模组A产生损坏,提升待安装电池模组A入箱操作的安全性。
还包括角度调节组件60,与连接架10连接,用于调整待安装电池模组A进入电池箱的姿态。
角度调节组件60包括竖直角度调节部和水平角度调节部。竖直角度调节部的顶部与可以沿水平面移动的三轴桁架机构连接,底部与水平角度调节部连接,用于带动水平角度调节部沿竖直方向移动。水平角度调节部与连接架10连接,用于带动连接架10沿水平面旋转。
具体实施方式为:当激光测距仪24检测出待安装电池模组A与第一夹持组件20之间的距离时,三轴桁架机构先带动连接架10移动到待安装电池模组A的正上方;再由角度调节组件60的竖直角度调节部调节第一夹持组件20与待安装电池模组A在竖直方向上的距离;随后由角度调节组件60的水平角度调节部调节第一夹持组件20与待安装电池模组A之间的夹持角度,使得第一夹持组件20能够对待安装电池模组A两侧进行夹持,从而提升第一夹持组件20对待安装电池模组A抓取的成功率。
另外,当激光测距仪24检测出待安装电池模组A与电池箱之间的距离时,三轴桁架机构先带动连接架10下方的待安装电池模组A移动到电池箱的正上方,再由角度调节组件60的竖直角度调节部调节待安装电池模组A与电池箱在竖直方向上的距离;随后由角度调节组件60的水平角度调节部调节待安装电池模组A与电池箱入口处的入箱角度,使得待安装电池模组A能够从电池箱入口处顺利落入电池箱内,不会出现偏移现象,从而提升待安装电池模组A进入电池箱的精度。角度调节组件60的设置使得本发明的提供的电池入箱机构不仅能保证待安装电池模组A入箱操作的一致性,而且能够完全代替人工,实现待安装电池模组A入箱作业的全自动化生产。
如图4所示,竖直角度调节部主要由主升降驱动部611、辅助升降架612、辅助升降连接架613、连接框架614和辅助升驱动部615组成。
主升降驱动部611和辅助升驱动部615的顶端均与三轴桁架机构连接,底端均与连接框架614的顶部连接。辅助升降连接架613有两个,分别与连接框架614的两侧连接,并与三轴桁架机构构成滑动连接。辅助升降架612的一侧与辅助升驱动部615连接,另一侧与辅助升降架612连接,并在辅助升驱动部615的带动下推动辅助升降连接架613沿竖直方向往复滑动。连接框架614的底部与水平角度调节部连接。
这样的设计,使得主升降驱动部611和辅助升驱动部615能够共同带动连接框架614沿竖直方向升降,这不仅能够轻松带动位于连接框架614下方被夹持的待安装电池模组A在竖直方向上移动,符合不同重量的待安装电池模组A在竖直方向上的移动需求,而且也能够使得待安装电池模组A在竖直方向上移动的更为平稳。
如图6所示,水平角度调节部主要由伺服旋转台621、转动连接架和筒状连接架622组成。
伺服旋转台621安装在转动连接架中,转动连接架的顶端与连接框架614的底部连接,转动连接架的底端与筒状连接架622顶部转动连接,伺服旋转台621带动与筒状连接架622整体转动。筒状连接架622的底端与连接架10连接。
连接架10主要包括竖直连接框架11和水平连接框架12。
竖直连接框架11有两个,分别位于筒状连接架622的两侧,且竖直连接框架11的顶部筒状连接架622的中部连接,竖直连接框架11的底部与水平连接框架12的顶端垂直连接。竖直连接框架11和水平连接框架12共同为第一夹持组件20、第二夹持组件30、吸附组件40和下压组件50提供了安装的空间,使得空间布局更为合理。
如图2-3所示:第一夹持组件20主要由夹爪21、夹持驱动部22和夹持导轨23组成。夹持导轨23安装在水平连接框架12的底部,夹爪21有两个,并与夹持导轨23构成滑动连接。夹持驱动部22安装在水平连接框架12中,并带动两个夹爪21沿着导轨滑动,在水平连接框架12底部的水平方向上相互靠拢或分离,从而能够对不同规格的待安装电池模组A进行夹持和释放。
第二夹持组件30主要由第二夹持竖向驱动部31、L型竖直连接板32、伸缩部33和托板34组成,且第二夹持竖向驱动部31、L型竖直连接板32、伸缩部33和托板34均有两个。
两个第二夹持竖向驱动部31安装在水平连接框架12的两侧,并分别与水平连接框架12的侧边构成滑动连接。
第二夹持竖向驱动部31与L型竖直连接板32连接,并带动L型竖直连接板32沿竖直方向往复移动。托板34与L型竖直连接板32的底部构成滑动连接;伸缩部33安装在L型竖直连接板32上,并带动托板34沿L型竖直连接板底32部的水平方向往复移动。托板34运动的方向与夹爪21的运动方向相互避让,从而不会干涉。
第一夹持组件20和第二夹持组件30的具体实施方式为:依据激光测距仪24检测出的待安装电池模组A距离夹爪21距离,角度调节组件60带动夹爪21移动至待安装电池模组A处,并调整好夹爪21对待安装电池模组A的夹取角度。夹持驱动部22带动两个夹爪21沿着导轨滑动,在水平连接框架12底部的水平方向上相互靠拢,从而能对待安装电池模组A进行夹持。
待安装电池模组A被夹持后,角度调节组件60带动整个电池入箱机构和待安装电池模组A整体沿竖直方向向上移动。第二夹持竖向驱动部31带动L型竖直连接板32沿竖直方向向下移动,托板34在伸缩部33的推动下移动至待安装电池模组A的底部下方,第二夹持竖向驱动部31再带动L型竖直连接板32沿竖直方向向上移动,从而托板34待安装电池模组A的底部进行托持。
如图5所示,吸附组件40主要由吸附动力部41、第一吸附连接杆42、第一吸附板43、第二吸附连接杆和第二吸附板44组成。
下压组件50主要由下压驱动部51、两个下压固定架52和限位连接板54组成。
下压固定架52安装在竖直连接框架11和水平连接框架12之间,并与竖直连接框架11连接。
第一吸附板43用于对待安装电池模组A的顶部进行吸附,吸附动力部41安装在安装筒状连接架622中连接,并与第一吸附板43连通,用于提供第一吸附板43吸附待安装电池模组A的吸力,吸附动力部41一般采用气泵。
第一吸附连接杆42的顶端与筒状连接架622底端设置的封板垂直连接,第一吸附连接杆42的底端与第一吸附板43垂直连接。
下压驱动部51安装在下压固定架52上,且每个下压固定架52上的下压驱动部51均有两个,分别安装在下压固定架52的两端,且下压驱动部51的下压伸缩杆53穿过下压固定架52后与限位连接板54连接,并带动限位连接板54沿竖直方向升降。第二吸附连接杆的顶部与限位连接板54的底部构成可拆卸式连接,底部与第二吸附板44连接;第二吸附板44与吸附动力部41连通。
具体实施方式:第一吸附板43与夹爪21不会形成干涉,待安装电池模组A被夹持或即将进入电池箱时,第一吸附板43对待安装电池模组A顶部进行吸附。待安装电池模组A上表面大于第一吸附板43的面积时,第二吸附板44对待安装电池模组A的顶部进行吸附;或是第一吸附板43对待安装电池模组A顶部进行吸附时,第二吸附板44对待安装电池模组A的侧面进行吸附,从而避免待安装电池模组A以自有落体的方式进入电池箱。
待安装电池模组A进入电池箱以后,下压驱动部51推动第二吸附板44对待安装电池模组A进行下压,或是角度调节组件60沿竖直方向运动,带动第一吸附板43对安装电池模组A进行下压。
另外,为了提升第一吸附板43对待安装电池模组A进行下压的便捷性,将第一吸附连接杆42设置为可沿竖直方向伸缩的伸缩杆,并在筒状连接架622底端的封板上方设置辅助下压驱动部,辅助下压驱动部带动第一吸附连接杆42沿竖直方向升降。
进一步的,将第二吸附连接杆与限位连接板54的底部之间设置为滑动连接,并设置为气缸或电机调节,无需角度调节组件60沿水平方向移动,第二吸附连接杆下方的第二吸附板44能够自行调整位置,从而在下压驱动部51的带动下对待安装电池模组A进行下压。
以上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、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动力电池模组入箱机构,其特征在于,包括:
第一夹持组件(20),与连接架(10)构成滑动连接,用于对不同尺寸的待安装电池模组(A)进行夹持;
第二夹持组件(30),与连接架连(10)构成滑动连接,用于对进入电池箱前的待安装电池模组(A)进行托持;
吸附组件(40),与连接架(10)连接,用于对进入电池箱前的待安装电池模组(A)进行吸附;
下压组件(50),与连接架(10)连接,并对进入电池箱后的待安装电池模组(A)进行下压。
2.根据权利要求1所述的一种动力电池模组入箱机构,其特征在于,还包括角度调节组件(60),与连接架(10)连接,用于调整待安装电池模组(A)进入电池箱的姿态。
3.根据权利要求2所述的一种动力电池模组入箱机构,其特征在于,所述第一夹持组件(20)包括夹爪(21)和夹持驱动部(22);所述夹爪(21)与连接架(10)的底部构成滑动连接;所述夹持驱动部(22)安装在连接架(10)上,并带动夹爪(21)沿连接架(10)底部的水平方向相互靠拢或分离。
4.根据权利要求2或3所述的一种动力电池模组入箱机构,其特征在于,所述第二夹持组件(30)包括第二夹持竖向驱动部(31)、L型竖直连接板(32)、伸缩部(33)和托板(34);所述第二夹持竖向驱动部(31)安装在连接架(10)的两侧,并分别与连接架(10)构成滑动连接,且第二夹持竖向驱动部(31)与L型竖直连接板(32)连接,并带动L型竖直连接板(32)沿竖直方向往复移动;所述托板(34)与L型竖直连接板(32)的底部构成滑动连接;所述伸缩部(33)安装在L型竖直连接板(32)上,并带动托板(34)沿L型竖直连接板底(32)部的水平方向往复移动。
5.根据权利要求4所述的一种动力电池模组入箱机构,其特征在于,所述吸附组件(40)包括吸附动力部(41)、第一吸附连接杆(42)和第一吸附板(43);所述第一吸附板(43)用于对待安装电池模组(A)的顶部进行吸附;所述吸附动力部(41)与连接架(10)连接,并与第一吸附板(43)连通,用于提供第一吸附板(43)吸附待安装电池模组(A)的吸力;所述第一吸附连接杆(42)的顶端与连接架(10)连接,底端与第一吸附板(43)垂直连接。
6.根据权利要求5所述的一种动力电池模组入箱机构,其特征在于,所述角度调节组件(60)包括竖直角度调节部和水平角度调节部;所述竖直角度调节部的顶部与沿水平面移动的三轴桁架机构连接,底部与水平角度调节部连接,用于带动水平角度调节部沿竖直方向移动;所述水平角度调节部与连接架(10)连接,用于带动连接架(10)沿水平面旋转。
7.根据权利要求6所述的一种动力电池模组入箱机构,其特征在于,所述水平角度调节部包括伺服旋转台(621)和筒状连接架(622);所述伺服旋转台(621)的上端面与竖直角度调节部的底端连接,伺服旋转台(621)的下端面与筒状连接架(622)的顶端转动连接;所述筒状连接架(622)的底端与连接架(10)连接。
8.根据权利要求7所述的一种动力电池模组入箱机构,其特征在于,所述竖直角度调节部包括主升降驱动部(611)、连接框架(614)和辅助升驱动部(615);所述主升降驱动部(611)和辅助升驱动部(615)的顶端均与三轴桁架机构连接,底端均与连接框架(614)的顶部连接,且主升降驱动部(611)和辅助升驱动部(615)共同带动连接框架(614)沿竖直方向升降;所述连接框架(614)的底部与伺服旋转台(621)连接。
9.根据权利要求8所述的一种动力电池模组入箱机构,其特征在于,所述吸附组件(40)还包括第二吸附连接杆和第二吸附板(44);所述下压组件(50)包括下压驱动部(51)和下压固定架(52);所述下压固定架(52)与筒状连接架(622)连接;所述下压驱动部(51)安装在下压固定架(52)上,且下压驱动部(51)的下压伸缩杆(53)穿过下压固定架(52)后与限位连接板(54)连接,并带动限位连接板(54)沿竖直方向升降;所述第二吸附连接杆的顶部与限位连接板(54)的底部构成可拆卸式连接,底部与第二吸附板(44)连接;所述第二吸附板(44)与吸附动力部(41)连通。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种动力电池模组入箱机构,其特征在于,还包括压力传感器和激光测距仪(24);所述激光测距仪(24)安装在第一夹持组件(20)上,用于第一夹持组件(20)与待安装电池模组(A)之间的距离、以及被第一夹持组件(20)夹持后的待安装电池模组(A)与电池箱之间的距离;所述压力传感器安装在吸附组件(40)和下压组件(50)上,用于检测吸附组件(40)和下压组件(50)对待安装电池模组(A)施加的压力。
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