CN212831374U - 一种多功能电池搬运机械手 - Google Patents

Abstract

一种多功能电池搬运机械手，包括支撑基座，用于水平支撑X方向移动机构；X方向移动机构，包括X向连接部和X向驱动部，用于带动Y方向移动机构沿着X方向水平移动；Y方向移动机构，包括Y向连接部和Y向驱动部，用于驱动Z方向移动机构沿着Y方向水平移动；Z方向移动机构，连接在Y向驱动部上，其升降端安装夹持机构，用于带动夹持机构沿着Z方向垂直移动；夹持机构，与Z方向移动机构的升降端相连，包括连接板、旋转组件以及夹爪组件，用于夹取电池实现电池的搬运；以及控制器，用于控制X方向移动机构、Y向驱动部、Z方向移动机构以及夹持机构。本实用新型的有益效果是：能进行三维自由运动，还可进行旋转；还可对搬运过程的识别监控。

Description

一种多功能电池搬运机械手

技术领域

本实用新型涉及一种多功能电池搬运机械手，属于电池制造设备的技术领域。

背景技术

在电池生产过程中，锂电池要经过高温化成、分容、OCV(Open Circuit Voltage，开路电压)测试，这一系列测试过程中，需要将电池从托盘中运输到指定测试位置上。在电池搬运过程中，已经由传统的人工搬运转变为自动化机械手搬运，但是现有自动化搬运存在电池型号种类繁多，机械手功能单一等问题。为了解决这一问题，我们需要提出一种机械手，其功能齐全，能够满足多种场合的应用。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足提出了一种多功能电池搬运机械手，该多功能机械手在搬运电池过程中能进行三维运动，还可以进行360度旋转，且还可以垂直翻转90°；此外，该机械手的单个夹爪具有自动旋转功能，还具有精确防撞功能；最后，该多功能机械手还具有CCD视觉识别功能，用于对搬运电池过程进行拍照，并将信号输出给PC端，以实现对搬运过程的识别监控。该多功能机械手能广泛适应多种尺寸电池，也能够适应多种电池托盘与电池处理站的电池储存场景，全程自动化操作，提高了电池生产效率。

本实用新型所述的一种多功能电池搬运机械手，其特征在于，包括：

支撑基座，用于水平支撑X方向移动机构；

X方向移动机构，包括X向连接部和X向驱动部，X向连接部水平支撑在支撑基座上方，X向驱动部安装在X向连接部上，并且X向驱动部的活动端与Y方向移动机构连接，用于带动Y方向移动机构沿着X方向水平移动；

Y方向移动机构，包括Y向连接部和Y向驱动部，Y向连接部与X方向驱动部相连，Y向驱动部安装在Y向连接部上，并且Y向驱动部的活动端与Z方向移动机构连接，用于驱动Z方向移动机构沿着Y方向水平移动；

Z方向移动机构，连接在Y向驱动部上，其升降端安装夹持机构，用于带动夹持机构沿着Z方向垂直移动；

夹持机构，与Z方向移动机构的升降端相连，包括连接板、旋转组件以及夹爪组件，其中所述连接板安装于Z向驱动部的升降端，用于带动旋转组件沿着Z方向垂直移动；所述旋转组件安装在连接组件上，具有一可360°旋转的旋转部，用于带动夹爪组件进行360°旋转；所述夹爪组件安装在旋转组件的旋转部上，用于夹取电池实现电池的搬运；

以及控制器，其控制端分别与所述X向驱动部、Y向驱动部、Z方向移动机构以及夹持机构信号连接，用于控制X方向移动机构、Y向驱动部、Z方向移动机构以及夹持机构。

所述支撑基座是基准支撑部件，为四根型材，且每两根型材为一组，共同承载一套X方向移动机构。

所述X方向移动机构为两套，平行设置于支撑基座上，用于驱动多功能电池搬运机械手沿着X方向水平移动，X向连接部为一水平支撑在支撑基座上的X向支撑板；X向驱动部包括第一电缸、X向导轨和X向滑块；所述X向支撑板水平固装在支撑基座上方，用于支撑X方向移动机构的其他部件；所述第一电缸是动力部件，安装在X向支撑板上，并保持第一电缸的伸缩端可沿X向支撑板轴向伸缩，用于提供X向的驱动力；所述X向导轨沿X向支撑板轴向水平铺装在X向支撑板上，为多功能电池搬运机械手沿X方向水平移动进行导向；所述X向滑块滑动安装于X向导轨上，并与第一电缸的伸缩端固连，使得X向滑块在第一电缸的带动下沿X向导轨轴向直线往复移动；定义X向为X向导轨的轴向；当第一电缸动作时，带动X向滑块在X向导轨上水平移动，进而带动Y方向移动机构在X方向水平移动，进而带动夹持机构沿着X方向水平移动，最终达到多功能电池搬运机械手沿Y方向水平移动的目的。

所述Y方向移动机构设置于X方向移动机构上，包括Y向连接部和Y向驱动部，其中Y向连接部包括Y向支撑板，Y向驱动部包括第二电缸、Y向导轨和Y向滑块，所述Y向支撑板水平铺装在X方向移动机构的X向滑块上，并且Y向支撑板的中心轴与X向支撑板的中心轴垂直，用于支撑Y方向移动机构的其他部件；所述第二电缸是动力部件，安装在Y向支撑板上，并保持第二电缸的伸缩端可沿Y向支撑板轴向伸缩，用于推动Y向滑块在Y向导轨上水平移动；所述Y向导轨沿Y向支撑板轴向水平铺装在Y向支撑板上，其上设有Y向滑块，并与Y向滑块滑动配合，为多功能电池搬运机械手沿Y方向水平移动进行导向；所述Y向滑块滑动安装于Y向导轨上，并与第二电缸的伸缩端固连，使得Y向滑块在第二电缸的带动下沿Y向导轨轴向直线往复移动；定义Y向为Y向导轨的轴向；当第二电缸动作时，带动Y向滑块在Y向导轨上水平移动，进而带动夹持机构在Y方向水平移动，最终达到多功能电池搬运机械手沿Y方向水平移动的目的。

所述Z方向移动机构包括第三电机、Z向导轨和Z向滑块，所述第三电机是动力来源，垂直安装于Y向滑块上，并保持第三电缸沿纵向垂直升降；所述Z向导轨垂直布置，其上滑动安装Z向滑块，为多功能电池搬运机械手沿Z方向水平移动进行导向；所述Z向滑块滑动安装于Z向导轨上，并与第三电缸的升降端固连，使得Z向滑块在第三电缸的带动下沿Z向导轨垂直升降；定义Z向为Z向导轨的轴向；当第三电机动作时，带动Z向滑块在Z向导轨上移动，进而带动连接板沿着Z方向垂直移动，进而带动夹持机构沿着Z方向垂直移动，最终达到多功能电池搬运机械手沿Z方向垂直移动的目的。

所述旋转组件包括第一旋转电缸、旋转模组、加强筋和旋转板，所述旋转电缸，是动力来源，垂直安装在连接板上，并保持第一旋转电缸的旋转轴绕Z向周向旋转；所述旋转模组上部安装于第一旋转电缸的旋转轴上，底部安装旋转板，用于带动旋转板绕第一旋转电缸的旋转轴进行360°周向旋转；所述加强筋为两块三角板，连接在旋转模组和连接板之间，用于增加两者之间的强度。

所述夹爪组件包括翻转板、翻转机构和夹爪部件，所述翻转板位于旋转板的下方，与旋转板保持垂直，其用于安装与支撑夹爪组件的其他部件；所述翻转机构安装在翻转板的背面，包括翻转电机、固定件和旋杆，所述翻转电机是动力部件，安装于翻转板的背面；所述固定件安装于，用于将旋杆；所述旋杆通过固定件固定连接在翻转板上，并且旋杆的上端与翻转电机的翻转端相连，使得旋杆在翻转电机带动下旋转90°，从而带动翻转板逆时针或者顺时针翻转90°；所述夹爪部件，有三组，通过与防撞检测部件连接，平行设置于翻转板的正面；所述夹爪部件安装于翻转板上，包括气爪、夹紧气缸、第二旋转气缸和L形连接件，所述气爪安装于夹紧气缸的活动端，用于抓取电池；所述夹紧气缸安装在翻转板上，并且夹紧气缸的活动端与气爪的上方相连，用于控制气爪的闭合与张开；所述第二旋转气缸通过L形连接件连接在夹紧气缸上方的翻转板上，通过第二旋转气缸的旋转端的旋转，来推动夹紧气缸和气爪的自转；所述L形连接件，有两个，分别为第一L形连接件和第二L形连接件，第一L形连接件固定安装在夹紧气缸上，与第二旋转气缸相连接；第二L形连接件固定安装在第二旋转气缸上。

所述夹爪组件还包括防撞检测部件，所述防撞检测部件包括防撞气缸、防撞导轨、防撞滑块和传感器，防撞气缸、防撞导轨均安装在翻转板上，其上滑动设置一防撞滑块，且防撞滑块、防撞气缸通过第二L形连接件安装于第二旋转气缸的上部；防撞气缸的升降端与夹爪部件上部相连，使得防撞气缸动作时，在防撞导轨与防撞滑块的共同作用下，L形连接件垂直滑动，进而带动夹爪部件进垂直滑动；传感器设置在防撞气缸的升降端顶部，并位于L形连接件的上方，其信号输出端与所述控制器的信号输入端信号连接，使得夹爪部件的气爪碰到障碍物时，气爪上顶的力克服防撞气缸的压力时，L形连接件向上滑动，当L形连接件触碰到传感器时，障碍物即可检测出。

电池搬运机械手还包括CCD视觉识别单元，所述CCD视觉识别组件，有两个，所述CCD视觉拍照组件安装在旋转板的左右前端，并且CCD视觉拍照组件的信号输出端与控制器的信号输入端电连接或信号连接，用于对搬运电池过程进行拍照，并将信号输出给控制器，以实现对搬运过程的识别监控。

利用本实用新型所述的一种多功能电池搬运机械手对电池搬运的方法，包括以下步骤：

1)当盛有电池的电池托盘或者电池处理站准备到位后，多功能机械手启动，Y方向移动机构启动使多功能机械手沿着Y方向直线运行、X方向移动机构启动使多功能机械手沿着X方向直线运行、Z方向移动机构启动使多功能机械手沿着Z方向直线运行；

2)当夹持机构靠近到待搬运电池时，夹紧气缸启动，气爪张开，Z方向移动机构再次启动，气爪再次下降到电池位于气爪中，然后夹紧气缸再次动作，气爪夹紧，此时电池被夹紧；

3)当多功能机械手的气爪在垂直运动时，碰到障碍物时，防撞检测部件动作，通过传感器的检测，可控制Z方向移动机构垂直运动停止；

4)当多功能机械手在运动过程中，遇到障碍物，需要翻转或旋转避开障碍物，启动翻转机构，夹爪部件可进行90°翻转，也可以启动旋转组件，夹爪部件可进行360°旋转，以使多功能机械手在三维空间上的多方向自由运动；

5)当搬运软包电池时，特别是同侧极耳软包电池时，当相邻气爪夹取的软包电池的极耳不同侧时，需要对软包电池极耳进行位置调整，此时启动夹爪部件的第二旋转气缸，使单个气爪的实现自传功能，以实现调整同一个机械手下的三个软包电池的极耳处于同侧。

本实用新型的有益效果是：该多功能机械手在搬运电池过程中能进行三维自由运动，还可以进行360度旋转，且还可以垂直翻转90°；此外，该机械手的单个夹爪具有自动旋转功能，还具有精确防撞功能；最后，该多功能机械手还具有CCD视觉识别功能，用于对搬运电池过程进行拍照，并将信号输出给PC端，以实现对搬运过程的识别监控。该多功能机械手能广泛适应多种尺寸电池，也能够适应多种电池托盘与电池处理站的电池储存场景，全程自动化操作，提高了电池生产效率。

附图说明

图1是本实用新型的多功能电池搬运机械手的结构图；

图2是该机械手的Z方向移动机构与夹持结构的结构图；

图3是该机械手的Z方向移动机构与夹持结构的的主视图；

图4是该机械手的Z方向移动机构与夹持结构的的侧视图；

图5是夹持结构的旋转组件的结构图；

图6是夹持结构的旋转组件的主视图；

图7是夹持结构的夹爪组件的正面结构图；

图8是夹持结构的夹爪组件的正面主视图；

图9是夹持结构的夹爪组件的背面结构图；

图10是夹持结构的夹爪组件的背面结构图；

图11是夹持结构的翻转机构未翻转时的动作状态图；

图12是夹持结构的翻转机构翻转时的动作状态图；

图13是夹爪组件的夹爪部件与防撞检测部件的结构图；

图14是夹爪组件的夹爪部件与防撞检测部件的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型。

参照附图：

实施例1本实用新型所述的一种多功能电池搬运机械手，包括：

支撑基座1，用于水平支撑X方向移动机构；

X方向移动机构3，包括X向连接部和X向驱动部，X向连接部水平支撑在支撑基座上方，X向驱动部安装在X向连接部上，并且X向驱动部的活动端与Y方向移动机构连接，用于带动Y方向移动机构沿着X方向水平移动；

Y方向移动机构2，包括Y向连接部和Y向驱动部，Y向连接部与X方向驱动部相连，Y向驱动部安装在Y向连接部上，并且Y向驱动部的活动端与Z方向移动机构连接，用于驱动Z方向移动机构沿着Y方向水平移动；

Z方向移动机构4，连接在Y向驱动部上，其升降端安装夹持机构，用于带动夹持机构沿着Z方向垂直移动；

夹持机构5，与Z方向移动机构的升降端相连，包括连接板51、旋转组件52以及夹爪组件54，其中所述连接板安装于Z向驱动部的升降端，用于带动旋转组件沿着Z方向垂直移动；所述旋转组件安装在连接组件上，具有一可360°旋转的旋转部，用于带动夹爪组件进行360°旋转；所述夹爪组件安装在旋转组件的旋转部上，用于夹取电池实现电池的搬运；

以及控制器，其控制端分别与所述X向驱动部、Y向驱动部、Z方向移动机构以及夹持机构信号连接，用于控制X方向移动机构、Y向驱动部、Z方向移动机构以及夹持机构。

所述支撑基座1是基准支撑部件，为四根型材，且每两根型材为一组，共同承载一套X方向移动机构。

所述X方向移动机构3为两套，平行设置于支撑基座1上，用于驱动多功能电池搬运机械手沿着X方向水平移动，X向连接部为一水平支撑在支撑基座上的X向支撑板31；X向驱动部包括第一电缸32、X向导轨33和X向滑块34；所述X向支撑板31水平固装在支撑基座1上方，用于支撑X方向移动机构的其他部件；所述第一电缸32是动力部件，安装在X向支撑板31上，并保持第一电缸的伸缩端可沿X向支撑板轴向伸缩，用于提供X向的驱动力；所述X向导轨33沿X向支撑板轴向水平铺装在X向支撑板上，为多功能电池搬运机械手沿X方向水平移动进行导向；所述X向滑块34滑动安装于X向导轨上，并与第一电缸的伸缩端固连，使得X向滑块在第一电缸的带动下沿X向导轨轴向直线往复移动；定义X向为X向导轨的轴向；当第一电缸动作时，带动X向滑块在X向导轨上水平移动，进而带动Y方向移动机构在X方向水平移动，进而带动夹持机构沿着X方向水平移动，最终达到多功能电池搬运机械手沿Y方向水平移动的目的。

所述Y方向移动机构2设置于X方向移动机构3上，包括Y向连接部和Y向驱动部，其中Y向连接部包括Y向支撑板21，Y向驱动部包括第二电缸22、Y向导轨23和Y向滑块24，所述Y向支撑板21水平铺装在X方向移动机构的X向滑块上，并且Y向支撑板的中心轴与X向支撑板的中心轴垂直，用于支撑Y方向移动机构的其他部件；所述第二电缸22是动力部件，安装在Y向支撑板上，并保持第二电缸的伸缩端可沿Y向支撑板轴向伸缩，用于推动Y向滑块在Y向导轨上水平移动；所述Y向导轨23沿Y向支撑板轴向水平铺装在Y向支撑板上，其上设有Y向滑块，并与Y向滑块滑动配合，为多功能电池搬运机械手沿Y方向水平移动进行导向；所述Y向滑块24滑动安装于Y向导轨上，并与第二电缸的伸缩端固连，使得Y向滑块在第二电缸的带动下沿Y向导轨轴向直线往复移动；定义Y向为Y向导轨的轴向；当第二电缸动作时，带动Y向滑块在Y向导轨上水平移动，进而带动夹持机构在Y方向水平移动，最终达到多功能电池搬运机械手沿Y方向水平移动的目的。

所述Z方向移动机构4包括第三电机41、Z向导轨42和Z向滑块43，所述第三电机41是动力来源，垂直安装于Y向滑块上，并保持第三电缸沿纵向垂直升降；所述Z向导轨42垂直布置，其上滑动安装Z向滑块，为多功能电池搬运机械手沿Z方向水平移动进行导向；所述Z向滑块43滑动安装于Z向导轨上，并与第三电缸的升降端固连，使得Z向滑块在第三电缸的带动下沿Z向导轨垂直升降；定义Z向为Z向导轨的轴向；当第三电机动作时，带动Z向滑块在Z向导轨上移动，进而带动连接板沿着Z方向垂直移动，进而带动夹持机构沿着Z方向垂直移动，最终达到多功能电池搬运机械手沿Z方向垂直移动的目的。

所述旋转组件52包括第一旋转电缸521、旋转模组522、加强筋523和旋转板53，所述第一旋转电缸521，是动力来源，垂直安装在连接板51上，并保持第一旋转电缸521的旋转轴绕Z向周向旋转；所述旋转模组522上部安装于第一旋转电缸521的旋转轴上，底部安装旋转板，用于带动旋转板绕第一旋转电缸的旋转轴进行360°周向旋转；所述加强筋523为两块三角板，连接在旋转模组和连接板之间，用于增加两者之间的强度。

所述夹爪组件54包括翻转板541、翻转机构542和夹爪部件543，所述翻转板541位于旋转板的下方，与旋转板53保持垂直，其用于安装与支撑夹爪组件的其他部件；所述翻转机构542安装在翻转板的背面，包括翻转电机5421、固定件5422和旋杆5423，所述翻转电机5421是动力部件，安装于翻转板的背面；所述固定件5422安装于，用于将旋杆；所述旋杆5423通过固定件固定连接在翻转板上，并且旋杆的上端与翻转电机的翻转端相连，使得旋杆在翻转电机带动下旋转90°，从而带动翻转板逆时针或者顺时针翻转90°；所述夹爪部件543，有三组，通过与防撞检测部件544连接，平行设置于翻转板的正面；所述夹爪部件543安装于翻转板上，包括气爪5431、夹紧气缸5432、第二旋转气缸5433和L形连接件5434，所述气爪5431安装于夹紧气缸的活动端，用于抓取电池；所述夹紧气缸5432安装在翻转板上，并且夹紧气缸的活动端与气爪的上方相连，用于控制气爪的闭合与张开；所述第二旋转气缸5433通过L形连接件连接在夹紧气缸上方的翻转板上，通过第二旋转气缸的旋转端的旋转，来推动夹紧气缸和气爪的自转；所述L形连接件5431，有两个，分别为第一L形连接件5431a和第二L形连接件5431b，第一L形连接件固定安装在夹紧气缸上，与第二旋转气缸相连接；第二L形连接件固定安装在第二旋转气缸上。

所述夹爪组件54还包括防撞检测部件544，所述防撞检测部件包括防撞气缸5441、防撞导轨5442、防撞滑块5443和传感器5444，防撞气缸、防撞导轨均安装在翻转板上，其上滑动设置一防撞滑块，且防撞滑块、防撞气缸通过第二L形连接件安装于第二旋转气缸的上部；防撞气缸的升降端与夹爪部件上部相连，使得防撞气缸动作时，在防撞导轨与防撞滑块的共同作用下，L形连接件垂直滑动，进而带动夹爪部件进垂直滑动；传感器设置在防撞气缸的升降端顶部，并位于L形连接件的上方，其信号输出端与所述控制器的信号输入端信号连接，使得夹爪部件的气爪碰到障碍物时，气爪上顶的力克服防撞气缸的压力时，L形连接件向上滑动，当L形连接件触碰到传感器时，障碍物即可检测出。

电池搬运机械手还包括CCD视觉识别单元，包括两套CCD视觉识别组件55，所述CCD视觉识别组件安装在旋转板的左右前端，并且CCD视觉拍照组件的信号输出端与控制器的信号输入端电连接或信号连接，用于对搬运电池过程进行拍照，并将信号输出给控制器，以实现对搬运过程的识别监控。

实施例2本实用新型所述的多功能电池搬运机械手，包括：

支撑基座1，是基准支撑部件，为四根型材，且每两根型材为一组，且每组型材的顶部水平支撑一套X方向移动机构3；

X方向移动机构3，共两套，平行设置于支撑基座1上，用于驱动多功能电池搬运机械手沿着X方向水平移动。所述X方向移动机构3包括X向支撑板31、第一电缸32、X向导轨33和X向滑块34。所述X向支撑板31固装在支撑基座1上，用于支撑X方向移动机构3的其他部件；所述第一电缸32，是动力部件；所述X向导轨33，为多功能电池搬运机械手沿X方向水平移动进行导向；所述X向滑块34，与Y方向移动机构2的Y向支撑板21连接；当第一电缸32动作时，带动X向滑块34在X向导轨33上水平移动，进而带动Y方向移动机构2在X方向水平移动，进而带动夹持机构5沿着X方向水平移动，最终达到多功能电池搬运机械手沿Y方向水平移动的目的；

Y方向移动机构2，连接在X方向移动机构3上，所述Y方向移动机构2，设置于X方向移动机构3上，与X方向移动机构3的滑块31连接，用于驱动多功能电池搬运机械手沿着Y方向水平移动。所述Y方向移动机构2包括Y向支撑板21、第二电缸22、Y向导轨23和Y向滑块24。所述Y向支撑板21固装在X方向移动机构2的滑块21上，用于支撑Y方向移动机构3的其他部件；所述第二电缸22，是动力部件，用于推动Y向滑块24在Y向导轨23上水平移动；所述Y向导轨23，其上设有Y向滑块24，其安装固定在X向支撑板31上，与Y向滑块24配合，为多功能电池搬运机械手沿Y方向水平移动进行导向；所述Y向滑块24，与夹持机构5连接；当第二电缸22动作时，带动Y向滑块24在Y向导轨23上水平移动，进而带动夹持机构5在Y方向水平移动，最终达到多功能电池搬运机械手沿Y方向水平移动的目的；

Z方向移动机构4，连接在Y方向移动机构2上，所述Z方向移动机构4，设置于夹持机构5的顶端，用于驱动多功能电池搬运机械手沿着Z方向水平移动。所述Z方向移动机构4包括第三电机41、Z向导轨42和Z向滑块43。所述第三电机41，是动力来源；所述Z向导轨42，为多功能电池搬运机械手沿Z方向水平移动进行导向；所述Z向滑块43，与夹持机构5的连接板51连接；当第三电机41动作时，带动Z向滑块43在Z向导轨42上移动，进而带动连接板51沿着Z方向垂直移动，进而带动夹持机构5沿着Z方向垂直移动，最终达到多功能电池搬运机械手沿Z方向垂直移动的目的；

夹持机构5，主要用于搬运电池,是所述多功能电池搬运机械手的核心部件。所述夹持机构5包括连接板51、旋转组件52、夹爪组件54和CCD视觉识别组件55。所述连接板51，用于连接旋转组件52与Z方向移动机构4的Z向滑块43，用于带动夹持机构5沿着Z方向垂直移动；所述旋转组件52，安装连接在旋转组件52的旋转板53上，用于带动旋转板53进行360°旋转，最终带动夹爪组件54进行360°旋转；所述旋转板53，起支撑作用，用于安装与支撑夹爪组件54和CCD视觉识别组件55，同时与旋转组件52链接；所述夹爪组件54，安装在旋转板53的下方，是搬运电池的功能部件；所述和CCD视觉识别组件55，有两个，安装在旋转板53的左右前端，用于对搬运电池过程进行拍照，并将信号输出给控制器，以实现对搬运过程的识别监控；

以及控制器，其控制端分别与所述X向驱动部、Y向驱动部、Z方向移动机构以及夹持机构信号连接，用于控制X方向移动机构、Y向驱动部、Z方向移动机构以及夹持机构。

所述旋转组件52包括第一旋转电缸521、旋转模组522、加强筋523和旋转板53。所述第一旋转电缸521，是动力来源；所述旋转模组522，安装连接在旋转板53上，用于带动支撑板进行360°；所述加强筋523，为两块三角板板，连接在旋转模组522和连接板51之间，用于增加两者之间的强度。当第一旋转电缸521动作时，推动旋转模组522进行360°旋转，进而推动旋转板53进行360°旋转，最终带动夹爪组件54进行360°旋转。

所述夹爪组件54包括翻转板541、翻转机构542、夹爪部件543和防撞检测部件544。所述翻转板541，位于X向支撑板31的下方，与X向支撑板31保持垂直状态，其用于安装与支撑夹爪组件54的其他部件。所述翻转机构542，安装在翻转板541的背面，包括翻转电机5421、固定件5422和旋杆5423；所述翻转电机5421，是动力部件；所述固定件5422，用于将旋杆5423固定连接在翻转板541上；当翻转电机5421动作时，带动旋杆5423进行旋转，进而带动翻转板541，逆时针或者顺时针翻转90°，最终带动夹爪组件54进行90°翻转。所述夹爪部件543，有三组，通过与防撞检测部件544连接，平行设置于翻转板541的正面；所述夹爪部件543包括气爪5431、夹紧气缸5432、第二旋转气缸5433和L形连接件5434；所述气爪5431，用于抓取电池；所述夹紧气缸5432，设置于气爪5431的上方，用于控制气爪5431的闭合与张开；所述第二旋转气缸5433，通过L形连接件5434连接在夹紧气缸5432的上方，通过第二旋转气缸5433的旋转端的旋转，来推动夹紧气缸5432和气爪5431的自转；所述L形连接件5434，有两个，分别为第一L形连接件5434a和第二L形连接件5434b,第一L形连接件5434a固定安装在夹紧气缸5432上，与第二旋转气缸5433相连接，第二L形连接件5434b固定安装在第二旋转气缸5433上，与防撞检测部件544的防撞滑块5443相连接。所述防撞检测部件544包括防撞气缸5441、防撞导轨5442、防撞滑块5443和传感器5444；当防撞气缸5441动作时，在防撞导轨5442与防撞滑块5443的共同作用下，L形连接件5434垂直滑动，进而带动夹爪部件543进垂直滑动，当夹爪部件543的气爪5431碰到障碍物时，气爪5431上顶，当气爪5431上顶的力克服防撞气缸5441的压力时，L形连接件5434向上滑动，当L形连接件5434触碰到传感器时，障碍物即可检测出，因防撞气缸5441的压力可调，因此防敏感度也就可调。

实施例3本实施例与实施例2的区别之处在于：

从图1看出，支撑基座1，是基准支撑部件，用于支撑X方向移动机构3；Y方向移动机构2，连接夹持机构5，直接用于带动夹持机构5沿着Y方向水平移动，进而用于驱动多功能电池搬运机械手沿着Y方向水平移动；X方向移动机构3，与Y方向移动机构2连接，用于带动Y方向移动机构沿着X方向水平移动，进而带动夹持机构5沿着Y方向水平移动，进而用于驱动多功能电池搬运机械手沿着X方向水平移动。

从图2-4看出，所述Z方向移动机构4，设置于夹持机构5的顶端，用于驱动多功能电池搬运机械手沿着Z方向水平移动。所述Z方向移动机构4包括第三电机41、Z向导轨42和Z向滑块43。

所述夹持机构5，主要用于搬运电池,是所述多功能电池搬运机械手的核心部件。所述夹持机构5包括连接板51、旋转组件52、旋转板53、夹爪组件54和CCD视觉识别组件55。

从图5-6看出，所述旋转组件52包括第一旋转电缸521、旋转模组522、加强筋523旋转板53。所述第一旋转电缸521，是动力来源；所述旋转模组522，安装连接在旋转板53上，用于带动支撑板进行进行360°；所述加强筋523，为两块三角板，连接在旋转模组522和连接板51之间，用于增加两者之间的强度。

从图7-12，所述夹爪组件54包括翻转板541、翻转机构542、夹爪部件543和防撞检测部件544。所述翻转板541，位于X向支撑板31的下方，与X向支撑板31保持垂直状态。所述翻转机构542，安装在翻转板541的背面，包括翻转电机5421、固定件5422、旋杆5423；当翻转电机5421动作时，带动旋杆5423进行旋转，进而带动翻转板541，逆时针或者顺时针翻转90°，最终带动夹爪组件54进行90°翻转。所述夹爪部件543，有三组，通过与防撞检测部件544连接，平行设置于翻转板541的正面；

从图13-14看出，所述夹爪部件543包括气爪5431、夹紧气缸5432、第二旋转气缸5433和L形连接件5434；所述气爪5431，用于抓取电池；所述夹紧气缸5432，设置于气爪5431的上方，用于控制气爪5431的闭合与张开；所述第二旋转气缸5433，通过L形连接件5434连接在夹紧气缸5432的上方，通过第二旋转气缸5433的旋转端的旋转，来推动夹紧气缸5432和气爪5431的自转；所述L形连接件5434，有两个，分别为第一L形连接件5434a和第二L形连接件5434b,第一L形连接件5434a固定安装在夹紧气缸5432上，与第二旋转气缸5433相连接，第二L形连接件5434b固定安装在第二旋转气缸5433上，与防撞检测部件544的防撞滑块5443相连接。

所述防撞检测部件544包括防撞气缸5441、防撞导轨5442、防撞滑块5443和传感器5444；当防撞气缸5441动作时，在防撞导轨5442与防撞滑块5443的共同作用下，L形连接件5434垂直滑动，进而带动夹爪部件543进垂直滑动，当夹爪部件543的气爪5431碰到障碍物时，气爪5431上顶，当气爪5431上顶的力克服防撞气缸5441的压力时，L形连接件5434向上滑动，当L形连接件5434触碰到传感器时，障碍物即可检测出，因防撞气缸5441的压力可调，因此防敏感度也就可调。

实施例4实施例3利用本实用新型所述的多功能电池搬运机械手进行动作说明：

1)当盛有电池的电池托盘或者电池处理站准备到位后，多功能机械手启动，Y方向移动机构启动使多功能机械手沿着Y方向直线运行、X方向移动机构启动使多功能机械手沿着X方向直线运行、Z方向移动机构启动使多功能机械手沿着Z方向直线运行。

2)当夹持机构5靠近到待搬运电池时，夹紧气缸5432启动，气爪5431张开，Z方向移动机构再次启动，气爪5431再次下降到电池位于气爪5431中，然后夹紧气缸5432再次动作，气爪5431夹紧，此时电池被夹紧。

3)当多功能机械手的气爪5431在垂直运动时，碰到障碍物时，防撞检测部件544动作，通过传感器的检测，可控制Z方向移动机构垂直运动停止。

4)当多功能机械手在运动过程中，遇到障碍物，需要翻转或旋转避开障碍物，启动翻转机构542，夹爪部件543可进行90°翻转，也可以启动旋转组件52，夹爪部件543可进行360°旋转，以使多功能机械手在三维空间上的多方向自由运动。

5)当搬运软包电池时，特别是同侧极耳软包电池时，当相邻气爪5431夹取的软包电池的极耳不同侧时，需要对软包电池极耳进行位置调整，此时启动夹爪部件543的第二旋转气缸5433，使单个气爪5431的实现自传功能，以实现调整同一个机械手下的三个软包电池的极耳处于同侧。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也包括本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (9)

1.一种多功能电池搬运机械手，其特征在于，包括：

支撑基座，用于水平支撑X方向移动机构；

X方向移动机构，包括X向连接部和X向驱动部，X向连接部水平支撑在支撑基座上方，X向驱动部安装在X向连接部上，并且X向驱动部的活动端与Y方向移动机构连接，用于带动Y方向移动机构沿着X方向水平移动；

Y方向移动机构，包括Y向连接部和Y向驱动部，Y向连接部与X方向驱动部相连，Y向驱动部安装在Y向连接部上，并且Y向驱动部的活动端与Z方向移动机构连接，用于驱动Z方向移动机构沿着Y方向水平移动；

Z方向移动机构，连接在Y向驱动部上，其升降端安装夹持机构，用于带动夹持机构沿着Z方向垂直移动；

夹持机构，与Z方向移动机构的升降端相连，包括连接板、旋转组件以及夹爪组件，其中所述连接板安装于Z向驱动部的升降端，用于带动旋转组件沿着Z方向垂直移动；所述旋转组件安装在连接组件上，具有一可360°旋转的旋转部，用于带动夹爪组件进行360°旋转；所述夹爪组件安装在旋转组件的旋转部上，用于夹取电池实现电池的搬运；

以及控制器，其控制端分别与所述X向驱动部、Y向驱动部、Z方向移动机构以及夹持机构信号连接，用于控制X方向移动机构、Y向驱动部、Z方向移动机构以及夹持机构。

2.如权利要求1所述的一种多功能电池搬运机械手，其特征在于：所述支撑基座是基准支撑部件，为四根型材，且每两根型材为一组，共同承载一套X方向移动机构。

3.如权利要求1所述的一种多功能电池搬运机械手，其特征在于：所述X方向移动机构水平安装于支撑基座上，用于驱动多功能电池搬运机械手沿着X方向水平移动，X向连接部为一水平支撑在支撑基座上的X向支撑板；X向驱动部包括第一电缸、X向导轨和X向滑块；所述X向支撑板水平固装在支撑基座上方，用于支撑X方向移动机构的部件；所述第一电缸是动力部件，安装在X向支撑板上，并保持第一电缸的伸缩端可沿X向支撑板轴向伸缩，用于提供X向的驱动力；所述X向导轨沿X向支撑板轴向水平铺装在X向支撑板上，为多功能电池搬运机械手沿X方向水平移动进行导向；所述X向滑块滑动安装于X向导轨上，并与第一电缸的伸缩端固连，使得X向滑块在第一电缸的带动下沿X向导轨轴向直线往复移动；定义X向为X向导轨的轴向。

4.如权利要求1所述的一种多功能电池搬运机械手，其特征在于：所述Y方向移动机构设置于X方向移动机构上，包括Y向连接部和Y向驱动部，其中Y向连接部包括Y向支撑板，Y向驱动部包括第二电缸、Y向导轨和Y向滑块，所述Y向支撑板水平铺装在X方向移动机构的X向滑块上，并且Y向支撑板的中心轴与X向支撑板的中心轴垂直，用于支撑Y方向移动机构的部件；所述第二电缸是动力部件，安装在Y向支撑板上，并保持第二电缸的伸缩端可沿Y向支撑板轴向伸缩，用于推动Y向滑块在Y向导轨上水平移动；所述Y向导轨沿Y 向支撑板轴向水平铺装在Y向支撑板上，其上设有Y向滑块，并与Y向滑块滑动配合，为多功能电池搬运机械手沿Y方向水平移动进行导向；所述Y向滑块滑动安装于Y向导轨上，并与第二电缸的伸缩端固连，使得Y向滑块在第二电缸的带动下沿Y向导轨轴向直线往复移动；定义Y向为Y向导轨的轴向。

5.如权利要求1所述的一种多功能电池搬运机械手，其特征在于：所述Z方向移动机构包括第三电机、Z向导轨和Z向滑块，所述第三电机是动力来源，垂直安装于Y向滑块上，并保持第三电缸沿纵向垂直升降；所述Z向导轨垂直布置，其上滑动安装Z向滑块，为多功能电池搬运机械手沿Z方向水平移动进行导向；所述Z向滑块滑动安装于Z向导轨上，并与第三电缸的升降端固连，使得Z向滑块在第三电缸的带动下沿Z向导轨垂直升降；定义Z向为Z向导轨的轴向。

6.如权利要求1所述的一种多功能电池搬运机械手，其特征在于：所述旋转组件包括第一旋转电缸、旋转模组、加强筋和旋转板，所述旋转电缸，是动力来源，垂直安装在连接板上，并保持第一旋转电缸的旋转轴绕Z向周向旋转；所述旋转模组上部安装于第一旋转电缸的旋转轴上，底部安装旋转板，用于带动旋转板绕第一旋转电缸的旋转轴进行360°周向旋转；所述加强筋为两块三角板，连接在旋转模组和连接板之间，用于增加两者之间的强度。

7.如权利要求1所述的一种多功能电池搬运机械手，其特征在于：所述夹爪组件包括翻转板、翻转机构和夹爪部件，所述翻转板位于旋转板的下方，与旋转板保持垂直，其用于安装与支撑夹爪组件的部件；所述翻转机构安装在翻转板的背面，包括翻转电机、固定件和旋杆，所述翻转电机是动力部件，安装于翻转板的背面；所述固定件安装于，用于将旋杆；所述旋杆通过固定件固定连接在翻转板上，并且旋杆的上端与翻转电机的翻转端相连，使得旋杆在翻转电机带动下旋转，从而带动翻转板逆时针或者顺时针翻转；所述夹爪部件，有三组，通过与防撞检测部件连接，平行设置于翻转板的正面；所述夹爪部件安装于翻转板上，包括气爪、夹紧气缸、第二旋转气缸和L形连接件，所述气爪安装于夹紧气缸的活动端，用于抓取电池；所述夹紧气缸安装在翻转板上，并且夹紧气缸的活动端与气爪的上方相连，用于控制气爪的闭合与张开；所述第二旋转气缸通过L形连接件连接在夹紧气缸上方的翻转板上，通过第二旋转气缸的旋转端的旋转，来推动夹紧气缸和气爪的自转；所述L形连接件，有两个，分别为第一L形连接件和第二L形连接件，第一L形连接件固定安装在夹紧气缸上，与第二旋转气缸相连接；第二L形连接件固定安装在第二旋转气缸上。

8.如权利要求7所述的一种多功能电池搬运机械手，其特征在于：所述夹爪组件还包括防撞检测部件，所述防撞检测部件包括防撞气缸、防撞导轨、防撞滑块和传感器，防撞气缸、防撞导轨均安装在翻转板上，其上滑动设置一防撞滑块，且防撞滑块、防撞气缸通过第二L形连接件安装于第二旋转气缸的上部；防撞气缸的升降端与夹爪部件上部相连，使得防撞气缸动作时，在防撞导轨与防撞滑块的共同作用下，L形连接件垂直滑动，进而带动夹爪部件进垂直滑动；传感器设置在防撞气缸的升降端顶部，并位于L形连接件的上方，其信号输出端与所述控制器的信号输入端信号连接，使得夹爪部件的气爪碰到障碍物时，气爪上顶的力克服防撞气缸的压力时，L形连接件向上滑动，当L形连接件触碰到传感器时，障碍物即可检测出。

9.如权利要求1所述的一种多功能电池搬运机械手，其特征在于：还包括CCD视觉识别单元，安装在旋转板的左右前端，并且CCD视觉拍照组件的信号输出端与控制器的信号输入端电连接或信号连接，用于对搬运电池过程进行拍照，并将信号输出给控制器，以实现对搬运过程的识别监控。

Images