CN210822188U - 一种用于电动汽车电池的夹取装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于电动汽车电池的夹取装置，包括底部带有承接板的框形本体，视觉定位机构，伸缩抵压机构，活动杆组件，驱动机构，及多个吸盘，横向排列在同一连接板上的多个吸盘至少分为两组，每组吸盘分别连接一由电磁阀箱控制启闭的真空气路，相邻一组吸盘的真空气路相互独立。本实用新型结构简单，可以配合视觉定位机构和机器人操作机构对电池进行精准定位，电池可以直接通过吸盘进入本体内，简化了夹取装置的结构，后期维护省时省力；吸盘通过至少两路真空气路控制，避免真空气路发生故障时吸盘失效，安全性能得到提高；第一驱动件和第二驱动件的设置减小了夹取装置的体积，节省了占用空间。

Description

一种用于电动汽车电池的夹取装置

技术领域

本实用新型属于电动汽车电池更换技术领域，尤其是涉及一种用于电动汽车电池的夹取装置。

背景技术

随着环境问题的日益突出，电动汽车得到越来越广泛的使用，而电动汽车的电池体积不小而且重量大，更换操作比较麻烦，人工操作存在比较大的隐患。

针对上述问题，中国专利CN 103406911公开了《一种夹紧装置》，其包括主架，设置在主架上的轨道，轨道两端设有抱爪，轨道下方设有呈 “一”字形排列的下吸盘，主架前端设有呈“品”字形排列的上吸盘，下吸盘与轨道之间设有定位杆，轨道上设有限位器。上述结构相对比较复杂，需要定位杆和限位器的配合，抱爪沿着轨道移动进行宽度的调节，实现电池的夹紧，不仅提高了制作成本，而且复杂的结构会增加故障点，后期维护耗时耗力，体积相对较大。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足,本实用新型提供一种结构简单，夹取快捷、稳定的用于电动汽车电池的夹取装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于电动汽车电池的夹取装置，包括底部带有承接板的框形本体，设于本体顶面、用于检测电动汽车内电池位置的视觉定位机构，可穿过本体与电池顶面相抵的伸缩抵压机构，可水平往复运动的活动杆组件，驱动机构，及与活动杆组件相连的多个吸盘，横向排列在同一连接板上的多个吸盘至少分为两组，每组吸盘分别连接一由电磁阀箱控制启闭的真空气路，相邻一组吸盘的真空气路相互独立。

本实用新型通过机器人操作机构和视觉定位机构的配合可以对电池所在位置实现精准定位，从而可以简单快速地整体移动夹取装置的位置，使得夹取装置可以准确地移动至电池所在位置，大大简化了夹取装置的结构，无需设置夹取装置的宽度，结构简单，后期维护省时省力；吸盘由至少两组真空气路控制吸放电池，可以有效避免真空气路发生故障时吸盘失效的情形，对电池的吸取更加稳固有效。

进一步的，所述驱动机构包括第一驱动件和与第一驱动件错位设置的第二驱动件；所述活动杆组件包括于第一驱动件驱动下可水平往复运动的固定板，分别垂直设于固定板两侧的第一导向组件和第二导向组件，所述第二驱动件与固定板相连，所述连接板于第二驱动件驱动下可水平往复运动。第一驱动件驱动固定板平移第一行程，第二驱动件驱动连接板平移第二行程，连接板所平移的距离是第一行程和第二行程之和，上述结构设计在保证吸盘的移动距离的同时，缩小了夹取装置的整体体积。

进一步的，所述第一导向组件包括一端与固定板相连的第一导向柱和供第一导向柱穿过的第一限位柱，该第一限位柱固定连接于本体；所述第二导向组件包括一端与连接板相连的第二导向柱和供第二导向柱穿过的第二限位柱，所述第一限位柱和第二限位柱相平行，且与固定板垂直。第一导向柱和第二导向柱起到引导方向和支撑的作用，大大增加了固定板和连接板的平移稳定性，第一限位柱则对第一导向柱形成稳固的支撑，第二限位柱对第二导向柱形成稳固的支撑。

进一步的，所述第一导向柱和第二导向柱的数量均为两个，其分别对称设置在第二驱动件的两侧。对称设置的结构使得夹取装置动作更加稳定。

进一步的，所述第一驱动件的数量为两个，其分别设于第二驱动件的两侧；第一驱动件与自本体顶面向下延伸的支撑板固定连接。

进一步的，所述相邻一组的吸盘间隔交替布设。每组吸盘沿着连接板间隔布设，可以提高吸取的稳定性，使得电池各处的吸力更加均匀，也有效防止其中一个真空气路发生故障时，另一个真空气路所控制的额吸盘集中在某个区域，导致电池受力不均匀。

进一步的，所述本体前部设有防止电池脱离的限位爪机构，其包括通过第一转轴转动连接于本体的爪部，设于爪部的第二转轴，与第二转轴转动连接的连接件，及用于驱动连接件水平移动的动力件。限位爪机构可以避免夹取装置在机器人操作机构旋转时由于离心力的作用，电池从本体前部的开口滑出。

进一步的，所述承接板上设有滚轮。滚轮减小了电池与本体之间的摩擦力，使得电池的取放更加顺畅和省力。

进一步的，所述本体顶面靠近视觉定位机构位置设有接板，该接板可与机器人操作机构相连。

本实用新型的有益效果是：结构简单，可以配合视觉定位机构和机器人操作机构对电池进行精准定位，电池可以直接通过吸盘进入本体内，简化了夹取装置的结构，后期维护省时省力；吸盘通过至少两路真空气路控制，避免真空气路发生故障时吸盘失效，安全性能得到提高；第一驱动件和第二驱动件的设置减小了夹取装置的体积，节省了占用空间，使得机器人操作机构驱动夹取装置转移更加灵活。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图一。

图2为本实用新型的侧视结构示意图。

图3为本实用新型的仰视结构示意图。

图4为本实用新型的主视结构示意图一。

图5为本实用新型的立体结构示意图二。

图6为本实用新型的主视结构示意图二。

图7为本实用新型的后视结构示意图。

图8为本实用新型的俯视结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

如图1-8所示，一种用于电动汽车电池的夹取装置，包括呈框形结构、形成用于容置电池空间的本体1，本体1的顶面固定连接有用于检测电动汽车内电池位置的视觉定位机构2（其为现有技术，不再赘述），靠近视觉定位机构2位置的本体1顶面还固定连接有接板14，该接板14可以与机器人操作机构（其为现有技术，不再赘述）相连。

本体1的底部两侧带有用于支承电池的承接板11，本体1顶面的下表面固定连接有支撑板12，支撑板12上连接有驱动机构4，驱动机构4上连接有活动杆组件3，在驱动机构4的驱动下活动杆组件3可以沿着水平方向往复运动，活动杆组件3的端部连接有一连接板52，所有吸盘5都横向排列设置在连接板52上，该连接板52与支撑板12相互平行，吸盘5由真空气路51控制，当吸盘5接触电池后利用真空气路51将吸盘5和电池之间吸真空，使得吸盘5可以带着电池，随着活动杆组件3往复平移实现电池的取放。为了便于电池快速进入本体1内，承接板11上均匀设置有多个滚轮111，电池可以滚动摩擦进入本体1；为了防止电池在本体1内在竖直方向上产生晃动，配合吸盘5对电池形成更加稳固的支撑，在本体1顶面设置有伸缩抵压机构7，其带有可以穿过本体1顶面与电池顶面相抵的伸缩件，于本实施例中，伸缩抵压机构7为气缸结构。

为了避免真空气路51发生故障时，所有吸盘5对电池的吸取都失效，将吸盘5分为至少两组，如图4所示，于本实施例中，吸盘5被分为两组，第一组吸盘53和第二组吸盘54间隔交替布设，从而第一组吸盘53和第二组吸盘54都可以尽可能大范围地布设在连接板52上，而不是集中在连接板52的某个区域内。第一组吸盘53与第一真空气路511连接，第二组吸盘54与第二真空气路512连接，第一真空气路511由第一电磁阀（位于电磁阀箱6内）控制，第二真空气路512由第二电磁阀（位于电磁阀箱6内）控制，也就是说第一真空气路511和第二真空气路512相互独立。

驱动机构4包括第一驱动件41和与第一驱动件41平行但错位设置的第二驱动件42，第一驱动件41和第二驱动件42都是气缸结构；活动杆组件3包括固定连接在第一驱动件41活塞杆端部的固定板33，垂直设置在固定板33两侧的第一导向组件和第二导向组件，固定板33和第二驱动件42固定连接，第二驱动件42的活塞杆端部与连接板52固定连接。为了保证整体结构的稳固性，第一驱动件41的数量为两个，分别布设在第二驱动件42的两侧，第一驱动件41与支撑板12固定连接。

当驱动机构4与活动杆组件3配合带动吸盘5平移时，第一驱动件41先通过活塞杆的伸出，带动第二驱动件42、固定板33整体向前平移，待第一驱动件41活塞杆全部伸出后，吸盘5完成第一行程的移动，固定板33保持相对静止，第二驱动件42上的活塞杆伸出，继续带动吸盘5向前平移，直至第二驱动件42活塞杆完全伸出，吸盘5完成第二行程的移动。

为了提高驱动机构4与活动杆组件3之间配合的稳固性，固定板33一侧边缘垂直连接有与第一驱动件41活塞杆平行的第一导向柱31，其朝远离吸盘5的方向延伸，穿过支撑板12上的第一限位柱32，该支撑板12可以是与固定连接第一驱动件41的支撑板12分体的结构，也可以是一体结构，第一限位柱32为中空柱形结构，同样的，为了保证结构的稳固性，固定板33另一侧边缘也对称设置有同样的结构，即第一导向柱31的数量为两个；连接板52上与吸盘5正对的一侧垂直连接有与第二驱动件42活塞杆平行的第二导向柱34，其朝远离吸盘5的方向延伸，穿过固定板33上的第二限位柱35，第二限位柱35也为中空柱形结构，同样的，为了保证结构的稳固性，连接板52另一侧边缘也对称设置有同样的结构，即第二导向柱34的数量为两个，第二导向柱34与第一导向柱31的位置相互靠近。上述的第一导向柱31和第一限位柱32组成第一导向组件，第二导向柱34和第二限位柱35组成第二导向组件。

为了防止机器人操作机构在转移夹取装置时，电池从本体1前部的开口脱离本体1，在本体1上安装有限位爪机构8，其包括通过第一转轴81转动连接在本体1侧壁的爪部82，与第一转轴81相平行、竖直设置在爪部82内的第二转轴83，与第二转轴83转动连接的连接件84，及伸缩杆与连接件84固定连接的动力件85，爪部82的一端与第一转轴81转动连接，另一端形成钩部，动力件85为气缸，其通过伸缩杆的伸出或缩回，拉动连接件84沿着本体1侧壁水平移动，从而带动爪部82绕着第二转轴83转动，使得电池进入本体1内后，钩部可以转动伸入本体1，与电池的前端面相抵，避免电池脱离本体1。

本实用新型的工作过程是，先通过机器人操作机构将夹取装置转移至靠近电动汽车的位置，利用视觉定位机构2对电池所在位置进行准确定位，将夹取装置移动至与电池正对位置，第一驱动件41驱动固定板33和第二驱动件42整体平移第一行程，再通过第二驱动件42驱动连接板52继续平移第二行程，使得吸盘5贴在电池前端面，再通过打开电磁阀箱6内电磁阀控制真空气路51使得吸盘5和电池之间吸真空，然后第二驱动件42的活塞杆缩回平移第二行程，第一驱动件41的活塞杆缩回完成第一行程的平移，使得电池位于本体1内，伸缩抵压机构7下压电池的顶面，限位爪机构8动作使得爪部82抵压在电池的前端面，最后机器人操作机构将装有待更换电池的本体1整体转移。

上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于电动汽车电池的夹取装置，其特征在于：包括底部带有承接板(11)的框形本体(1)，设于本体(1)顶面、用于检测电动汽车内电池位置的视觉定位机构(2)，可穿过本体(1)与电池顶面相抵的伸缩抵压机构(7)，可水平往复运动的活动杆组件(3)，驱动机构(4)，及与活动杆组件(3)相连的多个吸盘(5)，横向排列在同一连接板(52)上的多个吸盘(5)至少分为两组，每组吸盘(5)分别连接一由电磁阀箱(6)控制启闭的真空气路(51)，相邻一组吸盘(5)的真空气路(51)相互独立。

2.根据权利要求1所述的用于电动汽车电池的夹取装置，其特征在于：所述驱动机构(4)包括第一驱动件(41)和与第一驱动件(41)错位设置的第二驱动件(42)；所述活动杆组件(3)包括于第一驱动件(41)驱动下可水平往复运动的固定板(33)，分别垂直设于固定板(33)两侧的第一导向组件和第二导向组件，所述第二驱动件(42)与固定板(33)相连，所述连接板(52)于第二驱动件(42)驱动下可水平往复运动。

3.根据权利要求2所述的用于电动汽车电池的夹取装置，其特征在于：所述第一导向组件包括一端与固定板(33)相连的第一导向柱(31)和供第一导向柱(31)穿过的第一限位柱(32)，该第一限位柱(32)固定连接于本体(1)；所述第二导向组件包括一端与连接板(52)相连的第二导向柱(34)和供第二导向柱(34)穿过的第二限位柱(35)，所述第一限位柱(32)和第二限位柱(35)相平行，且与固定板(33)垂直。

4.根据权利要求3所述的用于电动汽车电池的夹取装置，其特征在于：所述第一导向柱(31)和第二导向柱(34)的数量均为两个，其分别对称设置在第二驱动件(42)的两侧。

5.根据权利要求2所述的用于电动汽车电池的夹取装置，其特征在于：所述第一驱动件(41)的数量为两个，其分别设于第二驱动件(42)的两侧；第一驱动件(41)与自本体(1)顶面向下延伸的支撑板(12)固定连接。

6.根据权利要求1所述的用于电动汽车电池的夹取装置，其特征在于：所述相邻一组的吸盘(5)间隔交替布设。

7.根据权利要求1所述的用于电动汽车电池的夹取装置，其特征在于：所述本体(1)前部设有防止电池脱离的限位爪机构(8)，其包括通过第一转轴(81)转动连接于本体(1)的爪部(82)，设于爪部(82)的第二转轴(83)，与第二转轴(83)转动连接的连接件(84)，及用于驱动连接件(84)水平移动的动力件(85)。

8.根据权利要求1所述的用于电动汽车电池的夹取装置，其特征在于：所述承接板(11)上设有滚轮(111)。

9.根据权利要求1所述的用于电动汽车电池的夹取装置，其特征在于：所述本体(1)顶面靠近视觉定位机构(2)位置设有接板(14)，该接板(14)与机器人操作机构相连。

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