CN213445044U - 一种电芯转序装置及电池生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池制造技术领域，公开了一种电芯转序装置及电池生产线，其中电芯转序装置包括：第一夹爪、第二夹爪、摆动机构和安装架，所述安装架用于与位移机构相连固定，所述位移机构用于提供空间位移，所述摆动机构固定于所述安装架，所述第一夹爪连接于所述摆动机构，所述第二夹爪安装于所述安装架。本实用新型实施例提供的一种电芯转序装置及电池生产线，设置摆动机构与第一夹爪相连，可在第一夹爪夹取工件后实现摆动翻转，以在不移动位移机构的情况下获得工件不同的姿态，可适应不同的转序姿态需要，提高转序夹取的功能性和灵活性，且可提高适用性。

Description

一种电芯转序装置及电池生产线

技术领域

本实用新型涉及电池制造技术领域，尤其涉及一种电芯转序装置及电池生产线。

背景技术

在能源竞争日趋激烈的今天，寻找代替石油能源的产品已成为人们的共识。其中电池产业的大力发展将是一个趋势，其在工业生产、生活等方面中具有广泛的应用，城市电动公交车已悄然启动。电芯是电池的重要组成单位，电池是由电芯先组装成电芯模组，然后再由电芯模组经过软包包装组成。

随着现代化工业技术的不断发展，越来越多的工厂采用自动化机械来替代人工操作，能大幅度地降低劳动强度，提高加工效率。在电池生产过程中多数情况需要在前一工序和后一工序之间进行工件的转移，成为转序。目前电池生产过程中的转序大多通过桁架结构或机械臂等实现工件的简单转移，存在功能性较差的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种电芯转序装置及电池生产线，用以解决或部分解决现有技术中转序大多通过桁架结构或机械臂等实现工件的简单转移，存在功能性较差的问题。

本实用新型实施例提供一种电芯转序装置，包括：第一夹爪、第二夹爪、摆动机构和安装架，所述安装架用于与位移机构相连固定，所述位移机构用于提供空间位移，所述摆动机构固定于所述安装架，所述第一夹爪连接于所述摆动机构，所述第二夹爪安装于所述安装架。

在上述方案的基础上，所述摆动机构连接有连接件，所述第一夹爪连接在所述连接件上。

在上述方案的基础上，所述安装架在所述第一夹爪的摆动路径上间隔连接有两个限位机构；所述第一夹爪位于其中一个所述限位机构处时，所述第一夹爪和所述第二夹爪的伸缩方向位于同一直线；所述第一夹爪位于另一个所述限位机构处时，所述第一夹爪和所述第二夹爪为并排状态且二者的伸缩方向相平行。

在上述方案的基础上，所述限位机构包括限位支架和限位块，所述限位支架固定于所述安装架，所述限位块固定于所述限位支架，所述限位块用于对所述夹爪的摆动进行阻挡限位。

在上述方案的基础上，所述限位机构还包括缓冲限位件。

在上述方案的基础上，所述第一夹爪和所述第二夹爪分别包括两个相对的爪体，所述第一夹爪和所述第二夹爪的底部在两个爪体之间分别连接有行程销。

在上述方案的基础上，所述第一夹爪的底部两侧对称设有多个所述行程销；所述第二夹爪的底部两侧同样对称设有多个所述行程销。

在上述方案的基础上，所述行程销为弹性结构。

在上述方案的基础上，所述安装架上还连接有检测支架，所述检测支架上连接有检测单元。

本实用新型实施例还提供一种电池生产线，包括上述电芯转序装置。

本实用新型实施例提供的一种电芯转序装置及电池生产线，设置摆动机构与第一夹爪相连，可在第一夹爪夹取工件后实现摆动翻转，以在不移动位移机构的情况下获得工件不同的姿态，可适应不同的转序姿态需要，提高转序夹取的功能性和灵活性，且可提高适用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的电芯转序装置的第一位置正面示意图；

图2是本实用新型实施例提供的电芯转序装置的第二位置正面示意图；

图3是本实用新型实施例提供的电芯转序装置的第一位置背面示意图；

图4是本实用新型实施例提供的电芯转序装置的第二位置背面示意图；

图5是本实用新型实施例中模组装配的结构示意图。

附图标记：

1、第一夹爪；2、摆动机构；3、第一连接板；4、第二连接板；5、限位机构；51、限位支架；52、限位块；53、缓冲限位件；6、行程销；7、连接件；8、检测支架；9、检测单元；10、定位块；11、第二夹爪；12、垫块；13、外壳；14、模组底座；15、第一姿态电芯；16、第二姿态电芯。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参考图1，本实用新型实施例提供一种电芯转序装置，该电芯转序装置包括：第一夹爪1、第二夹爪11、摆动机构2和安装架，安装架用于与位移机构相连固定，位移机构用于提供空间位移，摆动机构2固定于安装架，第一夹爪1连接于摆动机构2，第二夹爪11安装于安装架。

位移机构用于提供空间位移，该电芯转序装置用于实现工件的夹取，进而利用位移机构带动该电芯转序装置在空间移动实现工件在不同工序之间的转移。安装架用于实现该电芯转序装置的各部件的固定以及与位移机构连接。夹爪用于直接与工件接触以对工件施加夹紧力。设置摆动机构2可带动夹爪进行摆动，从而可在摆动机构2的带动下实现夹取的工件的摆动，可获得工件不同的姿态，从而适应不同的转序姿态需要。

设置第一夹爪1和第二夹爪11两个夹爪，可同时夹取两个工件，提高效率；且两个夹爪之间可通过第一夹爪1的摆动实现两个工件之间不同的相对姿态，提高功能性和适用性。

本实施例提供的一种电芯转序装置，设置摆动机构2与第一夹爪1相连，可在第一夹爪1夹取工件后实现摆动翻转，以在不移动位移机构的情况下获得工件不同的姿态，可适应不同的转序姿态需要，提高转序夹取的功能性和灵活性，且可提高适用性。

具体的，例如工件初始可平放在工位上，在第一夹爪1夹取工件后，摆动机构2可转动90度实现工件从平放翻转到立放。摆动机构2还可转动实现工件180度的翻转，在工件为方形电芯时，即可实现工件电极位置的对调。参考图1和图2，第一夹爪1夹取的方形电芯在摆动机构2的转动下实现正负极位置的对调；与第二夹爪11夹取的方形电芯的相对关系发生了变化。

进一步地，位移机构可为一维或二维或三维的直线移动机构；以带动电芯转序装置进行一维直线或二维直线或三维直线的移动。位移机构还可为四轴机器人或六轴机器人或多自由度机械臂等；以带动转序夹取装置进行多自由度的空间位移。位移机构的具体形式可根据实际需要灵活选择，具体不做限定。

进一步地，摆动机构2为能够提供转动移动的机构，例如可为摆台、摆动气缸或齿轮结构等，具体不做限定。优选的，摆动机构2可为摆动气缸。

在上述实施例的基础上，进一步地，摆动机构2连接有连接件7，第一夹爪1连接在连接件7上。摆动机构2可与连接件7固定相连，夹爪固定在连接件7上；摆动机构2带动连接件7一体转动。夹爪通过具有一定长度的连接件7与摆动机构2相连，使得摆动机构2在摆动时，夹爪不仅进行角度变化，还会偏离初始位置发生位置变化，即以连接件7为半径进行转动。可增加转序夹取装置的多变性和功能性。

进一步地，安装架包括支架和设于支架相对两侧的第一连接板3和第二连接板4；第一连接板3用于固定连接于位移机构；摆动机构2可固定在第二连接板4的内侧且摆动机构2的摆动件从第二连接板4的内侧伸出与夹爪相连。

进一步地，第二夹爪11可通过垫块12连接于安装架；以使得第二夹爪11与第一夹爪1的夹持面位于同一平面。

在上述实施例的基础上，进一步地，安装架在第一夹爪1的摆动路径上间隔连接有两个限位机构5。限位机构5用于对夹爪的摆动位置进行限定，使得夹爪转动至预设限位机构5处，从而可获得准确的所需姿态，便于工件不同姿态的控制。参考图3，连接件7上还可连接定位块10；定位块10用于在摆动机构2摆动时与限位块52和缓冲限位件53配合实现夹爪的定位。

第一夹爪1位于其中一个限位机构5处时，第一夹爪1和第二夹爪11的伸缩方向位于同一直线；如图1所示。第一夹爪1位于另一个限位机构5处时，第一夹爪1和第二夹爪11为并排状态且二者的伸缩方向相平行；如图2所示。

在上述实施例的基础上，进一步地，限位机构5包括限位支架51和限位块52，限位支架51固定于安装架，限位块52固定于限位支架51，限位块52用于对夹爪的摆动进行阻挡限位。即夹爪可在两个限位机构5之间进行摆动，在夹爪转动至限位块52时在限位块52的阻挡下不能继续转动，限位块52处为夹爪的预设确定位置。可根据所需工件的姿态确定所需夹爪的摆动角度进而确定限位机构5的位置。

在上述实施例的基础上，进一步地，限位机构5还包括缓冲限位件53。可在夹爪摆动至限位块52之前对夹爪的摆动起到一定的阻尼效果，使得夹爪先受到缓冲限位件53的阻尼降速再停止至限位块52处。可避免夹爪摆动时和限位块52之间产生碰撞，既可提高定位的准确度，还可避免对夹爪夹取的工件造成破坏损伤。缓冲限位件53可为弹性件、液压缓冲器等，具体不做限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，第一夹爪1和第二夹爪11分别包括两个相对的爪体，第一夹爪1和第二夹爪11的底部在两个爪体之间分别连接有行程销6。夹爪的底部即与夹爪的开口侧相对的一侧，夹爪夹取工件时，工件从夹爪的开口侧逐渐移向夹爪的底部。行程销6在两个爪体之间可限制工件的插入深度。设置行程销6可对工件插入夹爪的深度进行限位；有利于提高每次夹取工件深度的一致性，提高该夹取装置的智能化和精确性。

进一步地，夹爪可为夹爪气缸即气爪、手指气缸等，以能实现对工件的夹取为目的，具体不做限定。夹爪的两个爪体可呈平面，以便于夹取表面呈平面的工件，例如方型电芯或板状类工件等。夹爪的爪体也可不成平面，例如可呈弧形，以便于夹取圆柱形电芯等表面呈弧形的工件。夹爪的爪体的具体形状以及夹爪夹取的具体工件不做限定。

进一步地，参考图1，夹爪的爪体可呈L型。L型爪体的一边用于与工件接触以夹取工件，另一边可用于与夹爪的驱动部件例如气缸相连。夹爪的驱动部件固定设置，用于提供爪体移动的动力。行程销6可固定在爪体上；随着两个爪体的伸缩相应移动。行程销6也可固定在夹爪的驱动部件上；不随爪体的伸缩移动，具体不做限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，行程销6通过抵在工件的表面从而可对工件插入夹爪的深度进行限位固定。第一夹爪1的底部两侧对称设有多个行程销6；第二夹爪11的底部两侧同样对称设有多个行程销6。可对工件施加对称的抵接力，有利于保证工件插入夹爪的均匀一致性。

在上述实施例的基础上，进一步地，行程销6为弹性结构。

在上述实施例的基础上，进一步地，安装架上还连接有检测支架8，检测支架8上连接有检测单元9。检测单元9用于对经转序夹取装置转序后的工件进行检测验证。以保证转序后工件的姿态等符合转序需要。

具体的，检测单元9可为工业相机、测距传感器以及读码器等。工业相机可通过图像检测验证工件的姿态是否满足转序需要；测距传感器可通过测量与工件之间的距离检测验证工件的放置高度是否满足转序需要；读码器可通过读取工件上的标识码信息检测验证工件是否为转序所需工件。检测单元9也可为其他，可根据实际需要灵活设置，具体不做限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图1和图2，检测单元9位置可调连接于检测支架8。即检测单元9在检测支架8上并不是具有唯一的安装固定位，而是具有多个安装固定位，以根据实际需要灵活调整检测单元9的位置，可提高检测单元9使用的灵活性和适用性。

进一步地，可沿检测支架8的长度方向或宽度方向设置长条状安装孔或设置多个安装孔，检测单元9在安装孔处于检测支架8相连固定。还可在安装架上并排设置多个检测支架8和检测单元9，以同时对多个工件或工件的多个部位进行检测，提高效率。

在上述实施例的基础上，进一步地，本实施例提供一种电池生产线，该电池生产线包括上述任一实施例所述的电芯转序装置。转序装置用于实现电池生产线上工件的转序。

在上述实施例的基础上，进一步地，本实施例提供一种基于上述任一实施例所述电芯转序装置的电池模组装配方法，该电池模组装配方法包括：初始第一夹爪1和第二夹爪11在伸缩方向位于同一直线时分别夹取电芯，并使得第一夹爪1和第二夹爪11上的行程销6分别压缩至预设位置；摆动第一夹爪1，使得第一夹爪1和第二夹爪11所夹取的两个电芯并排放置且姿态相反，如图4所示；将第一夹爪1和第二夹爪11所夹取的两个电芯对应插入模组底座14的安装位中；松开第一夹爪1和第二夹爪11，两个电芯在行程销6的弹力推动下安装到位；通过检测单元9验证装配结果。

该电池模组装配方法可用于存在电芯正反交叉放置的模组的装配，例如可用于储能模组的装配。参考图5，其中一个模组底座14上具有并排的多个安装槽；形成电芯安装位，电芯需要插入该安装槽中进行装配。一个模组底座14上的多个安装槽分为多个第一姿态电芯15的安装槽和多个第二姿态电芯16的安装槽。其中多个第一姿态电芯15的安装槽依次相邻形成第一组安装槽，多个第二姿态电芯16的安装槽依次相邻形成第二组安装槽。模组底座14上第一组安装槽和第二组安装槽依次间隔交叉设置。即一个模组底座14上的多个安装槽依次为多个第一姿态电芯15的安装槽和多个第二姿态电芯16的安装槽，这样依次放置。第一姿态电芯15的安装槽的数量和第二姿态电芯16的安装槽的数量可相同。

该模组装配方法还包括：每次可将第一夹爪1夹取的电芯和第二夹爪11夹取的电芯插入第一姿态电芯15和第二姿态电芯16的对应安装位处。即可设置在第一夹爪1转动至与第二夹爪11并排且伸缩方向平行时，第一夹爪1和第二夹爪11之间具有间距，从而使得模组装配时，每次两个姿态相反的电芯之间具有间距。从而每次放置电芯时两个电芯可插入不同姿态安装位的对应位置处。

具体的，参考图5，本实施例的模组中，第一姿态电芯15和第二姿态电芯16可三个为一组交替放置，即如图5中最上边一排电芯所示三个第一姿态电芯15后需要放置三个第二姿态电芯16。可先通过第一夹爪1和第二夹爪11夹取两个电芯，然后翻转第一夹爪1形成两个具有间距且姿态相反的两个电芯。将该两个电芯如图5中最下边一排的放置方式进行装配。然后第二次夹取电芯，翻转后如图5中中间一排的放置方式进行装配。然后再次夹取电芯形成图5中最上边一排的装配方式。按照该方法最终完成模组装配。将多个模组放入外壳13中，从而完成电池装配。可先将模组底座14在外壳13中固定排放好，然后再进行电芯的装配。

夹爪带动电芯插入模组底座14中，在松开爪体后，压缩的行程销6会对电芯施加推力，有利于保证电芯插入到位。在电芯每次装配后可设置相机等检测单元9来检测对应的安装位处是否有相应的电芯，即检测电芯装配位置是否正确以及是否存在没有顺利装配倾倒等情况；还可利用相机来检测验证电芯的装配姿态是否合格。进一步地，因为模组装配对电芯的高度要求较高(若电芯表面极柱高度不均则会影响后续工序的进行以及影响电池性能)，还可设置测距传感器来检测验证电芯表面的高度是否均匀达标。

进一步地，该电芯转序装置不仅适用于电芯的转序夹取和模组装配，也可适用于其他需要调整姿态的工件的转序夹取和装配，对具体适用的工件不做限定。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电芯转序装置，其特征在于，包括：第一夹爪、第二夹爪、摆动机构和安装架，所述安装架用于与位移机构相连固定，所述位移机构用于提供空间位移，所述摆动机构固定于所述安装架，所述第一夹爪连接于所述摆动机构，所述第二夹爪安装于所述安装架。

2.根据权利要求1所述的电芯转序装置，其特征在于，所述摆动机构连接有连接件，所述第一夹爪连接在所述连接件上。

3.根据权利要求2所述的电芯转序装置，其特征在于，所述安装架在所述第一夹爪的摆动路径上间隔连接有两个限位机构；

所述第一夹爪位于其中一个所述限位机构处时，所述第一夹爪和所述第二夹爪的伸缩方向位于同一直线；

所述第一夹爪位于另一个所述限位机构处时，所述第一夹爪和所述第二夹爪为并排状态且二者的伸缩方向相平行。

4.根据权利要求3所述的电芯转序装置，其特征在于，所述限位机构包括限位支架和限位块，所述限位支架固定于所述安装架，所述限位块固定于所述限位支架，所述限位块用于对所述夹爪的摆动进行阻挡限位。

5.根据权利要求3所述的电芯转序装置，其特征在于，所述限位机构还包括缓冲限位件。

6.根据权利要求1至5任一所述的电芯转序装置，其特征在于，所述第一夹爪和所述第二夹爪分别包括两个相对的爪体，所述第一夹爪和所述第二夹爪的底部在两个爪体之间分别连接有行程销。

7.根据权利要求6所述的电芯转序装置，其特征在于，所述第一夹爪的底部两侧对称设有多个所述行程销；所述第二夹爪的底部两侧同样对称设有多个所述行程销。

8.根据权利要求6所述的电芯转序装置，其特征在于，所述行程销为弹性结构。

9.根据权利要求1至5任一所述的电芯转序装置，其特征在于，所述安装架上还连接有检测支架，所述检测支架上连接有检测单元。

10.一种电池生产线，其特征在于，包括上述权利要求1-9任一所述的电芯转序装置。

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