CN212526719U - 一种新能源汽车电池智能装配随行小车 - Google Patents

Abstract

一种新能源汽车电池智能装配随行小车，包括：轨道及其上柔性行走小车、抱具定位机构、至少一台拧紧机器人、2D视觉智能相机、3D视觉智能相机及控制器。本实用新型实现了真正意义的全自动随行装配，其柔性浮动平台技术突破，解决了小车在运动过程中带来的误差问题；本实用新型打造了新能源汽车电池全新装配方式，使汽车在不停线状态下实现电池自动装配，且，可以满足不同规格型号汽车底盘电池装配，实现汽车底盘电池装配不停线，以及电池相对车身位置的精准装配。

Description

一种新能源汽车电池智能装配随行小车

技术领域

本实用新型涉及汽车制造技术领域，尤其涉及一种新能源汽车电池智能装配随行小车。

背景技术

随着石油资源的减少和大气环境严重污染，新能源汽车的发展成为了汽车工业发展的必然趋势，国内外各大汽车厂商纷纷调整公司战略导向，极速扩张并在国内上线布局，传统汽车产业已跟不上大时代发展步伐。

目前，汽车底盘电池装配过程中，车身抱具悬挂输送至电池待装拧紧区时，汽车主线停止，等待电池安装，导致电池装配不能随行，造成产线停顿和浪费。

发明内容

本实用新型的目的在于设计一种新能源汽车电池智能装配随行小车，有效突破电池随动安装、误差自适应实时补偿等技术瓶颈，突破常规，实现新能源汽车在不停线状态下电池的全自动安装，形成车身抱具悬挂输送，车身总装、机器人随行装配小车等于一体的作业平台。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种新能源汽车电池智能装配随行小车，包括：轨道；柔性行走小车，设置于所述轨道上；其包括：基座，为一框架结构，其下部中央设可行走于所述轨道的凹槽结构；两根Y向滑轨及其上Y向滑块，两根Y向滑轨分别设置于所述基座上端面两侧，与所述轨道垂直布置；Y向活动基板，其底面连接于所述Y向滑块上端面；Y向活动基板的前部中央设凹槽，该凹槽两侧分别竖直设置一Y向挡块；Y向活动基板的中央设Y向安装通孔，该Y向安装通孔对应所述轨道轴向两侧的Y向活动基板顶面分别设一X 向挡块；Y向调节气缸，其由两个并列设置、作用方向相反的第一气缸组成，其缸体固定于所述基座的前部中央，且，位于所述Y向活动基板前部中央的凹槽内，第一气缸的活塞杆端部分别对应所述凹槽两侧的两个Y向挡块；两根X向滑轨及其上X向滑块，两X向滑轨平行设置于所述Y向活动基板上端面的两侧，并与所述轨道平行布置；X向活动基板，其底面连接于所述X向滑块上端面；X向活动基板的中央对应所述Y向安装通孔设X向安装通孔；X向活动基板的四个角部分别设置一万向滚珠，且X向活动基板顶面的一对角线位置设置一对导孔及其上导套；X向活动基板顶面对应X向的两侧中央分别凸设一滚动轴承；X向调节气缸，其由两个并列设置、作用方向相反的第二气缸组成，位于所述X向活动基板中央的 X向安装通孔内，X向调节气缸缸体固定于X向安装通孔两侧的X向活动基板，第二气缸的活塞杆端部分别对应所述Y向活动基板顶面两侧的两个 X向挡块；浮动平台，平行设置于所述X向活动基板上方，浮动平台底面四角对应所述X向活动基板四个角部的万向滚珠分别设一限位块，该限位块底面中部设与该万向滚珠配合的限位凹槽；所述浮动平台对应X向的两侧中央分别设一可套设于所述X向活动基板顶面滚动轴承的腰形孔；所述浮动平台的一对角线位置对应所述X向活动基板顶面成对角线设置的两导孔设置一对第一导向孔及其内导向套；所述浮动平台的另一对角线位置设置一对第二导向孔；两个Z向调节组件，分别设置于所述浮动平台及X 向活动基板成对角线设置的第一导向孔和导孔处，所述Z向调节组件包括： Z向调节气缸，其缸体分别竖直设置于所述X向活动基板底面成对角线设置的两导孔处，其活塞杆自导孔伸出；Z向调节件，其由一Z向调节块及竖直其底面中央的杆体组成；Z向调节块底面为圆锥面，所述杆体下端穿过浮动平台的第一导向孔与自X向活动基板导孔伸出Z向调节气缸活塞杆端部连接；Z向调节块底面的圆锥面与所述浮动平台的第一导向孔配合，与所述浮动平台对应X向的两侧中央的腰形孔与所述X向活动基板顶面滚动轴承配合，同步实现绕Z向回转浮动调节；两调节连接件，该调节连接件为T形结构，包括圆盘及固定于其底面中央的连杆；连杆下部穿过所述浮动平台上成对角设置的第二导向孔，并连接于所述X向活动基板顶面；圆盘底面沿周向设若干万向滚珠，万向滚珠接触所述X向活动基板顶面；编码器，设置于所述X向活动基板一侧边；编码尺，对应所述编码器，设置于所述Y向活动基板一侧边，实现X向实时位置跟随检测及反馈；抱具定位机构，包括至少两抱具定位组件，相对设置于所述浮动平台顶面的两侧，所述抱具定位组件包括：固定立柱，竖直设置于所述浮动平台顶面；第一、第二升降滑轨及其上滑块，两升降滑轨分别设置于所述固定立柱上部相对的两个侧面；安装板，设置于所述第一升降滑轨的滑块；挡板，设置于所述第二升降滑轨的滑块，并由一连接板连接所述安装板；第一升降气缸，其缸体固定于所述固定立柱一侧面下部，其活塞杆端部连接所述连接板；夹紧气缸，其缸体固定于所述安装板上，其活塞杆向上；第一夹紧块，设置于第一升降滑轨的滑块上，所述夹紧气缸的活塞杆端部连接该第一夹紧块；第二夹紧块，设置于所述挡板上部与第一夹紧块相对的内侧面；第三夹紧块，其一端连接于所述挡板上部的侧面，另一端位于固定立柱侧面；缓冲器，设置于所述连接板的内侧面；缓冲止挡块，设置于所述缓冲器上方的固定立柱侧面上；接近开关，设置于所述缓冲止挡块一侧的固定立柱侧面上；至少一台拧紧机器人，其为带拧紧枪的六轴机器人，设置于所述浮动平台顶面；2D视觉智能相机，通过支架设置于所述浮动平台对应X向一侧中央的上方；3D视觉智能相机，设置于所述拧紧机器人上；控制器，所述X向调节气缸、Y向调节气缸、Z向调节气缸、编码器、夹紧气缸、拧紧机器人、接近开关、2D视觉智能相机、3D视觉智能相机均连接所述控制器。

进一步，还包括一车身定位固定组件，其包括：第三升降滑轨及其上滑块，设置于所述固定立柱上部、相对设置所述缓冲止挡块的固定立柱另一侧面；安装座，设置于所述第三升降滑轨上的滑块；第二升降气缸，其缸体设置于所述第三升降滑轨下方的固定立柱侧面的下部，其活塞杆端部连接所述安装座；定位气缸，其缸体固定于所述安装座，活塞杆竖直向上；固定销，设置于所述定位气缸的活塞杆端部；膨胀套，套设于所述固定销上。

优选的，所述的基座外还设一围栏及护板。

优选的，所述轨道为七轴地轨。

优选的，所述拧紧机器人设两台或四台，对称设置于所述浮动平台顶面两侧。

在本实用新型所述新能源汽车电池智能装配随行小车中：

柔性行走小车可实现对车身抱具的实时误差补偿，X方向、Y方向柔性浮动及XY平面的柔性角度浮动，小车同时配备随行编码尺，可实现小车基座与浮动平台保持一定的相对位置，而当小车随行结束后返回时更能实现浮动平台自复位归零功能。

抱具定位机构可检测到车身抱具到位信号，且可弥补抱具在沿线体方向行走时Z方向的正负柔性误差补偿。

拧紧机器人通过六轴机器人、2D/3D视觉智能相机及拧紧枪配合，2D 视觉智能相机首先对车身进行扫描，对车身进行粗定位，再由拧紧机器人带动3D视觉智能相机对电池上螺栓进行扫描得到精准偏差值并传给机器人，六轴机器人则在2D/3D视觉智能相机引导下，带动拧紧枪到达准确的螺栓位置，进行电池安装螺栓的最终拧紧。

在整个工作过程中，车身抱具为一直行走状态，而柔性行走小车则在七轴地轨上随着抱具一起运动。

本实用新型与现有技术相比所具有的优点或积极效果：

本实用新型新能源汽车电池柔性随行装配小车，实现了真正意义的全自动随行装配，其柔性浮动平台技术突破，解决了小车在运动过程中带来的误差问题。

本实用新型采用误差自适应实时补偿技术，实现车身抱具X、Y向角度柔性浮动及Z向正负补偿，突破常规，实现新能源汽车在不停线状态下电池的全自动安装，大大提高了生产效率，符合现代精准生产管理及汽车生态链降低成本的发展理念。

本实用新型摒弃传统人工装配，实现电池智能化、自动化装配，降低人工成本，加大生产效率；打造新能源汽车电池全新装配方式，使汽车在不停线状态下实现电池自动装配。

本实用新型可以满足不同规格型号汽车底盘电池装配，实现汽车底盘电池装配不停线，确保电池装配与主线随行。

附图说明

图1为本实用新型实施例的立体图；

图2为本实用新型实施例中柔性行走小车的立体图；

图3为本实用新型实施例中柔性行走小车(去除围栏)的立体图；

图4为本实用新型实施例中柔性行走小车(去除围栏)的立体分解图 1；

图5为本实用新型实施例中柔性行走小车(去除围栏)的立体分解图2；

图6为本实用新型实施例中柔性行走小车(去除围栏)的立体分解图 3；

图7为本实用新型实施例中抱具定位机构的立体图1；

图8为本实用新型实施例中抱具定位机构的立体图2；

图9为本实用新型实施例中拧紧机器人的立体图。

具体实施方式

参见图1～图9，本实用新型所述的新能源汽车电池智能装配随行小车，其包括：

轨道100；

柔性行走小车200，设置于所述轨道100上；其包括：

基座1，为一框架结构，其下部中央设可行走于所述轨道100的凹槽结构101；

两根Y向滑轨2、2’及其上Y向滑块，两根Y向滑轨2、2’分别设置于所述基座1上端面两侧，与所述轨道100垂直布置；

Y向活动基板3，其底面连接于所述Y向滑块2、2’上端面；Y向活动基板3的前部中央设凹槽31，该凹槽31两侧分别竖直设置一Y向挡块 32、32’；Y向活动基板3的中央设Y向安装通孔33，该Y向安装通孔 33对应所述轨道100轴向两侧的Y向活动基板31顶面分别设一X向挡块 34、34’；

Y向调节气缸4，其由两个并列设置、作用方向相反的第一气缸41、 42组成，其缸体固定于所述基座1的前部中央，且，位于所述Y向活动基板3前部中央的凹槽31内，第一气缸41、42的活塞杆端部分别对应所述凹槽31两侧的两个Y向挡块32、32’；

两根X向滑轨5、5’及其上X向滑块，两X向滑轨5、5’平行设置于所述Y向活动基板3上端面的两侧，并与所述轨道100平行布置；

X向活动基板6，其底面连接于所述X向滑块上端面；X向活动基板 6的中央对应所述Y向安装通孔33设X向安装通孔61；X向活动基板6 的四个角部分别设置一万向滚珠62、62’，且X向活动基板6顶面的一对角线位置设置一对导孔63、63’及其上导套；X向活动基板6顶面对应 X向的两侧中央分别凸设一滚动轴承64、64’；

X向调节气缸7，其由两个并列设置、作用方向相反的第二气缸71、 72组成，位于所述X向活动基板6中央的X向安装通孔61内，X向调节气缸7缸体固定于X向安装通孔61两侧的X向活动基板6，第二气缸71、 72的活塞杆端部分别对应所述Y向活动基板3顶面两侧的两个X向挡块 34、34’；

浮动平台8，平行设置于所述X向活动基板6上方，浮动平台8底面四角对应所述X向活动基板6四个角部的万向滚珠62、62’分别设一限位块81、81’，该限位块81、81’底面中部设与该万向滚珠62、62’配合的限位凹槽；所述浮动平台8对应X向的两侧中央分别设一可套设于所述X向活动基板6顶面滚动轴承64、64’的腰形孔82、82’；所述浮动平台8的一对角线位置对应所述X向活动基板6顶面成对角线设置的两导孔63、63’设置一对第一导向孔83、83’及其内导向套；所述浮动平台8 的另一对角线位置设置一对第二导向孔84、84’；

两个Z向调节组件9、9’，分别设置于所述浮动平台8及X向活动基板6成对角线设置的第一导向孔83、83’和导孔63、63’处，所述Z 向调节组件9(以Z向调节组件9为例，下同)包括：

Z向调节气缸91，其缸体分别竖直设置于所述X向活动基板6底面成对角线设置的两导孔63处，其活塞杆自导孔63伸出；

Z向调节件92，其由一Z向调节块921及竖直其底面中央的杆体922 组成；Z向调节块921底面为圆锥面，所述杆体922下端穿过浮动平台8 的第一导向孔83与自X向活动基板6导孔63伸出Z向调节气缸92活塞杆端部连接；Z向调节块92底面的圆锥面与所述浮动平台8的第一导向孔 83配合，与所述浮动平台8对应X向的两侧中央的腰形孔82与所述X向活动基板6顶面滚动轴承64配合同步实现绕Z向回转浮动调节；

两调节连接件93、93’，该调节连接件93(以调节连接件93为例，下同)为T形结构，包括圆盘931及固定于其底面中央的连杆932；连杆 932下部穿过所述浮动平台8上成对角设置的第二导向孔84，并连接于所述X向活动基板6顶面；圆盘931底面沿周向设若干万向滚珠933，万向滚珠933接触所述X向活动基板6顶面；

编码器10，设置于所述X向活动基板6一侧边；

编码尺11，对应所述编码器10，设置于所述Y向活动基板3一侧边；

抱具定位机构300，包括至少两抱具定位组件12、12’，相对设置于所述浮动平台8顶面的两侧，所述抱具定位组件12(以抱具定位组件12 为例，下同)包括：

固定立柱121，竖直设置于所述浮动平台8顶面；

第一、第二升降滑轨122、122’及其上滑块，两升降滑轨122、122’分别设置于所述固定立柱上121部相对的两个侧面；

安装板123，设置于所述第一升降滑轨122的滑块；

挡板124，设置于所述第二升降滑轨122’的滑块，并由一连接板125 连接所述安装板123；

第一升降气缸126，其缸体固定于所述固定立柱121一侧面下部，其活塞杆端部连接所述连接板125；

夹紧气缸127，其缸体固定于所述安装板123上，其活塞杆向上；

第一夹紧块128，设置于第一升降滑轨122的滑块上，所述夹紧气缸 127的活塞杆端部连接该第一夹紧块128；

第二夹紧块128’，设置于所述挡板124上部与第一夹紧块128相对的内侧面；

第三夹紧块128”，其一端连接于所述挡板124上部的侧面，另一端位于固定立柱121侧面；

缓冲器129，设置于所述连接板125的内侧面；

缓冲止挡块1291，设置于所述缓冲器129上方的固定立柱121侧面上；

接近开关1292，设置于所述缓冲止挡块1291一侧的固定立柱121侧面上；

至少一台拧紧机器人400，其为带拧紧枪401的六轴机器人，设置于所述浮动平台8顶面；

2D视觉检测智能相机500，通过支架设置于所述浮动平台8对应X向一侧中央的上方；

3D视觉检测智能相机600，设置于所述拧紧机器人400上；

控制器(图中未示)，所述X向调节气缸、Y向调节气缸、Z向调节气缸、编码器、夹紧气缸、拧紧机器人、接近开关、2D视觉智能相机、 3D视觉智能相机均连接所述控制器。

进一步，还包括一车身定位固定组件13，其包括：

第三升降滑轨131及其上滑块，设置于所述固定立柱121上部、相对设置所述缓冲止挡块1291的固定立柱121另一侧面；

安装座132，设置于所述第三升降滑轨131上的滑块；

第二升降气缸133，其缸体设置于所述第三升降滑轨131下方的固定立柱121侧面的下部，其活塞杆端部连接所述安装座132；

定位气缸134，其缸体固定于所述安装座132，活塞杆竖直向上；

固定销135，设置于所述定位气缸134的活塞杆端部；

膨胀套136，套设于所述固定销135上；

所述第一、第二升降气缸和定位气缸连接所述控制器。

优选的，所述的基座1外还设一围栏及护板14。

优选的，所述轨道100为七轴地轨。

优选的，所述拧紧机器人400设两台或四台，对称设置于所述浮动平台8顶面两侧。

本实用新型所述新能源汽车电池智能装配随行小车的工作过程：

抱具定位机构检测到车身抱具到位后，夹紧气缸夹紧抱具，同时柔性行走小车浮动平台对车身抱具自适应实时误差补偿，保证柔性行走小车在随行过程中与车身抱具保持相对静止的状态；

2D视觉智能相机拍摄车身部分特征，计算出电池XY初位置，并将偏移量给到机器人，拧紧机器人根据2D视觉智能相机偏移量，调整螺栓3D 扫描位置；

3D视觉智能相机扫描完成后，将计算出的位置偏移信息发送给机器人，同时拧紧机器人带动拧紧枪运动到拧紧位置对螺栓进行最终拧紧；

所有螺栓拧紧完成后，随行定位机构缩回，脱离与车身抱具的定位，同时柔性行走小车的浮动平台自复位，柔性行走小车运动到七轴地轨始端等待下辆车循环。

本实用新型打造车身抱具悬挂输送，车身总装、机器人随行装配小车等于一体的作业平台，扩大汽车装配空间利用，减少浪费，追寻汽车底部电池装配柔性化，增进汽车产业链的空间匹配，确保汽车底部装配可持续同步协同。

Claims (5)

1.一种新能源汽车电池智能装配随行小车，其特征在于，包括：

轨道；

柔性行走小车，设置于所述轨道上；其包括：

基座，为一框架结构，其下部中央设可行走于所述轨道的凹槽结构；

两根Y向滑轨及其上Y向滑块，两根Y向滑轨分别设置于所述基座上端面两侧，与所述轨道水平方向垂直布置；

Y向活动基板，其底面连接于所述Y向滑块上端面；Y向活动基板的前部中央设凹槽，该凹槽两侧分别竖直设置一Y向挡块；Y向活动基板的中央设Y向安装通孔，该Y向安装通孔对应所述轨道轴向两侧的Y向活动基板顶面分别设一X向挡块；

Y向调节气缸，其由两个并列设置、作用方向相反的第一气缸组成，其缸体固定于所述基座的前部中央，且，位于所述Y向活动基板前部中央的凹槽内，第一气缸的活塞杆端部分别对应所述凹槽两侧的两个Y向挡块；

两根X向滑轨及其上X向滑块，两X向滑轨平行设置于所述Y向活动基板上端面的两侧，并与所述轨道平行布置；

X向活动基板，其底面连接于所述X向滑块上端面；X向活动基板的中央对应所述Y向安装通孔设X向安装通孔；X向活动基板的四个角部分别设置一万向滚珠，且X向活动基板顶面的一对角线位置设置一对导孔及其上导套；X向活动基板顶面对应X向的两侧中央分别凸设一滚动轴承；

X向调节气缸，其由两个并列设置、作用方向相反的第二气缸组成，位于所述X向活动基板中央的X向安装通孔内，X向调节气缸缸体固定于X向安装通孔两侧的X向活动基板，第二气缸的活塞杆端部分别对应所述Y向活动基板顶面两侧的两个X向挡块；

浮动平台，平行设置于所述X向活动基板上方，浮动平台底面四角对应所述X向活动基板四个角部的万向滚珠分别设一限位块，该限位块底面中部设与该万向滚珠配合的限位凹槽；所述浮动平台对应X向的两侧中央分别设一可套设于所述X向活动基板顶面滚动轴承的腰形孔；所述浮动平台的一对角线位置对应所述X向活动基板顶面成对角线设置的两导孔设置一对第一导向孔及其内导向套；所述浮动平台的另一对角线位置设置一对第二导向孔；

两个Z向调节组件，分别设置于所述浮动平台及X向活动基板成对角线设置的第一导向孔和导孔处，所述Z向调节组件包括：

Z向调节气缸，其缸体分别竖直设置于所述X向活动基板底面成对角线设置的两导孔处，其活塞杆自导孔伸出；

Z向调节件，其由一Z向调节块及竖直其底面中央的杆体组成；Z向调节块底面为圆锥面，所述杆体下端穿过浮动平台的第一导向孔与自X向活动基板导孔伸出Z向调节气缸活塞杆端部连接；Z向调节块底面的圆锥面与所述浮动平台的第一导向孔配合，与所述浮动平台对应X向的两侧中央的腰形孔与所述X向活动基板顶面滚动轴承配合，同步实现绕Z向回转浮动调节；

两调节连接件，该调节连接件为T形结构，包括圆盘及固定于其底面中央的连杆；连杆下部穿过所述浮动平台上成对角设置的第二导向孔，并连接于所述X向活动基板顶面；圆盘底面沿周向设若干万向滚珠，万向滚珠接触所述X向活动基板顶面；

编码器，设置于所述X向活动基板一侧边；

编码尺，对应所述编码器，设置于所述Y向活动基板一侧边；

抱具定位机构，包括至少两抱具定位组件，相对设置于所述浮动平台顶面的两侧，所述抱具定位组件包括：

固定立柱，竖直设置于所述浮动平台顶面；

第一、第二升降滑轨及其上滑块，两升降滑轨分别设置于所述固定立柱上部相对的两个侧面；

安装板，设置于所述第一升降滑轨的滑块；

挡板，设置于所述第二升降滑轨的滑块，并由一连接板连接所述安装板；

第一升降气缸，其缸体固定于所述固定立柱一侧面下部，其活塞杆端部连接所述连接板；

夹紧气缸，其缸体固定于所述安装板上，其活塞杆向上；

第一夹紧块，设置于第一升降滑轨的滑块上，所述夹紧气缸的活塞杆端部连接该第一夹紧块；

第二夹紧块，设置于所述挡板上部与第一夹紧块相对的内侧面；

第三夹紧块，其一端连接于所述挡板上部的侧面，另一端位于立柱侧面；

缓冲器，设置于所述连接板的内侧面；

缓冲止挡块，设置于所述缓冲器上方的固定立柱侧面上；

接近开关，设置于所述缓冲止挡块一侧的立柱侧面上；

至少一拧紧机器人，其为带拧紧枪的六轴机器人，设置于所述浮动平台顶面；

2D视觉智能相机，通过支架设置于所述浮动平台对应X向一侧中央的上方；

3D视觉智能相机，设置于所述拧紧机器人上；

控制器，所述X向调节气缸、Y向调节气缸、Z向调节气缸、编码器、夹紧气缸、拧紧机器人、接近开关、2D视觉智能相机、3D视觉智能相机均连接所述控制器。

2.如权利要求1所述的新能源汽车电池智能装配随行小车，其特征在于，还包括一车身定位固定组件，其包括：

第三升降滑轨及其上滑块，设置于所述固定立柱上部、相对设置所述缓冲止挡块的固定立柱另一侧面；

安装座，设置于所述第三升降滑轨上的滑块；

第二升降气缸，其缸体设置于所述第三升降滑轨下方的固定立柱侧面的下部，其活塞杆端部连接所述安装座；

定位气缸，其缸体固定于所述安装座，活塞杆竖直向上；

固定销，设置于所述定位气缸的活塞杆端部；

膨胀套，套设于所述固定销上；

所述第一、第二升降气缸及定位气缸连接所述控制器。

3.如权利要求1所述的新能源汽车电池智能装配随行小车，其特征在于，所述的基座外还设一围栏及护板。

4.如权利要求1所述的新能源汽车电池智能装配随行小车，其特征在于，所述拧紧机器人设两台或四台，对称设置于所述浮动平台顶面两侧。

5.如权利要求1所述的新能源汽车电池智能装配随行小车，其特征在于，所述轨道为七轴地轨。

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