CN215419673U - 一种全自动多层锂电池批量充电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种全自动多层锂电池批量充电设备，包括底座、安装在底座上的充电仓，以及与底座相连且能够围绕充电仓的外围旋转的抓取机构，充电仓包括多层环形仓体，且每个环形仓体的顶部均安装有若干呈环形分布的充电接触器，相邻两层环形仓体顶部的充电接触器错位布置；抓取机构包括机械爪，机械爪能够垂直移动、水平移动以及水平旋转。本实用新型不仅结构新颖，提高了空间利用率，而且自动化程度高，并在提高了充电效率的同时，操作更加安全方便。

Description

一种全自动多层锂电池批量充电设备

技术领域

本实用新型属于锂电池集中充电技术领域，具体涉及一种全自动多层锂电池批量充电设备。

背景技术

现有的锂电池充电设备多为柜式结构，占用空间大，样式单一，并且还需要人工对锂电池进行逐一摆放充电，自动化程度低，直接影响充电效率，并且安全性差。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种全自动多层锂电池批量充电设备，以解决锂电池集中充电自动化程度低的问题。

本实用新型的一种全自动多层锂电池批量充电设备是这样实现的：

一种全自动多层锂电池批量充电设备，包括

底座，

安装在所述底座上的充电仓，所述充电仓包括多层环形仓体，且每个环形仓体的顶部均安装有若干呈环形分布的充电接触器，相邻两层环形仓体顶部的充电接触器错位布置；

与所述底座相连且能够围绕所述充电仓的外围旋转的抓取机构，所述抓取机构包括机械爪，所述机械爪能够垂直移动、水平移动以及水平旋转。

进一步的，每个环形仓体均通过隔板分隔成若干呈环形分布的单个仓体，且相邻两层环形仓体的单个仓体错位布置。

进一步的，每个单个仓体的顶部分别开设有安装孔，所述充电接触器对应安装在所述安装孔内。

进一步的，所述充电接触器包括绝缘压板，以及安装在所述绝缘压板两端的铜柱，所述绝缘压板能够垂直移动；

所述铜柱的下端设置有端帽，所述端帽的上方设置有套在所述铜柱上的缓冲弹簧。

进一步的，所述绝缘压板的上方安装有气缸，所述气缸通过固定安装支架固定在所述充电仓上。

进一步的，所述绝缘压板上安装有热电偶。

进一步的，所述抓取机构包括垂直升降组件、水平移动组件和水平旋转组件，

所述机械爪在所述水平旋转组件上进行水平转动，所述水平旋转组件在所述水平移动组件上平移，所述水平移动组件能够在所述垂直升降组件上升降移动。

进一步的，所述抓取机构还包括用于安装垂直滑动组件的旋转平台，所述旋转平台与所述底座之间通过回转支承轴承连接，且所述旋转平台的下方安装有固定在所述底座上的电机，所述电机通过所述回转支承轴承带动所述旋转平台转动。

进一步的，所述底座的外围安装有拖链槽，所述充电仓的内部设置有布线仓。

进一步的，所述底座的一侧设置有放置架。

采用了上述技术方案后，本实用新型具有的有益效果为：

（1）本实用新型由于采用了由多层环形仓体组成的圆柱形的充电仓结构，结构新颖，并且还能够有效地提高充电仓的空间利用率；

（2）本实用新型由于在圆柱形的充电仓外设置了与其配合的抓取机构，从而实现了锂电池的全自动抓取和替换，自动化程度高，提高了充电效率的同时，操作更加安全方便。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型优选实施例的全自动多层锂电池批量充电设备的结构图；

图2是图1中A部分的放大图；

图3是图1中B部分的放大图；

图4是本实用新型优选实施例的全自动多层锂电池批量充电设备（未带拖链槽）的结构图；

图5是图4中C部分的放大图；

图6是本实用新型优选实施例的全自动多层锂电池批量充电设备的充电接触器的结构图；

图7是本实用新型优选实施例的全自动多层锂电池批量充电设备的抓取机构的部分结构图；

图8是本实用新型优选实施例的全自动多层锂电池批量充电设备的使用状态图；

图中：底座1，回转支承轴承11，旋转电机12，主动齿轮13，锁止气缸14，锁止插销15，充电仓2，环形仓体21，单个仓体21-1，充电接触器22，绝缘压板22-1，铜柱22-2，端帽22-3，缓冲弹簧22-4，气缸22-5，固定安装支架22-6，热电偶22-7，环形仓板23，隔板24，安装孔25，限位板26，限位块27，光电传感器28，环形支架29，支撑板210，布线仓211，抓取机构3，机械爪31，固定架32，旋转架33，横梁固定板34，横向导轨座35，螺母滑块座Ⅰ36，外罩Ⅰ37，竖梁安装架38，竖向导轨座39，螺母滑块座Ⅱ310，外罩Ⅱ311，旋转平台312，锁止销孔313，旋转气缸314，放置架4，放置座41，拖链槽5，过线孔51，锂电池6。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-8所示，一种全自动多层锂电池批量充电设备，包括底座1、安装在底座1上的充电仓2，以及与底座1相连且能够围绕充电仓2的外围旋转的抓取机构3，充电仓2包括多层环形仓体21，且每个环形仓体21的顶部均安装有若干呈环形分布的充电接触器22，相邻两层环形仓体21顶部的充电接触器22错位布置；抓取机构3包括机械爪31，机械爪31能够垂直移动、水平移动以及水平旋转。

充电仓2包括多层环形仓板23，而相邻环形仓板23之间形成了环形仓体21，多层环形仓体21则形成了圆柱形的充电仓2结构。

为了能够便于将各个锂电池6对应放置，每个环形仓体21均通过隔板24分隔成若干呈环形分布的单个仓体21-1，且相邻两层环形仓体21的单个仓体21-1错位布置。

具体的，每个单个仓体21-1内放置一个锂电池6，隔板24仅仅隔开环形仓体21的内侧部分，隔板24的外侧设置有避让空间，方便与其下层环形仓体21对应的充电接触器22的安装。

为了方便充电接触器22的放置，每个单个仓体21-1的顶部分别开设有安装孔25，充电接触器22对应安装在安装孔25内。

具体的，安装孔25开设在环形仓板23上，与下层的环形仓体21配合的充电接触器22的顶部穿过安装孔25伸入上层环形仓体21内，而由于相邻两层环形仓体21的单个仓体21-1为错位设置，相应地，对下层环形仓体21内锂电池6充电的充电接触器22的上部则位于上层环形仓体21的两个锂电池6之间，从而形成错位放置，这样可以有效地缩小充电仓2的纵向高度，提高空间利用率。

优选的，单个仓体21-1的底板上设置有由两个限位板26和两个限位块27构成的锂电池放置位，保证锂电池6能够准确放置至充电位置。

限位板26的外端为向外张开的倾斜结构，便于锂电池6的放入。

优选的，锂电池放置位的内侧安装有光电传感器28，用于检测锂电池6是否放置到位。

为了能够实现对锂电池6的自动充电，充电接触器22包括绝缘压板22-1，以及安装在绝缘压板22-1两端的铜柱22-2，绝缘压板22-1能够上、下移动。

绝缘压板22-1和铜柱22-2位于其对应的单个仓体21-1内，将锂电池6放入该单个仓体21-1内，此时绝缘压板22-1和铜柱22-2位于其上方，绝缘压板22-1带动铜柱22-2下移，从而与锂电池6的正负极对接，即可实现对锂电池6的充电操作。

为了能够使绝缘压板22-1带动铜柱22-2下移时具有一定的缓冲作用，铜柱22-2的下端设置有端帽22-3，端帽22-3的上方设置有套在铜柱22-2上的缓冲弹簧22-4。

具体的，铜柱22-2的上端穿过绝缘压板22-1的端部并利用螺母固定，绝缘压板22-1带动铜柱22-2下移，当端帽22-3接触到锂电池6上的正极或负极时，压力推动铜柱22-2在绝缘压板22-1上进行上移，而缓冲弹簧22-4则起到对铜柱22-2的缓冲作用。

为了能够带动绝缘压板22-1的上下移动，绝缘压板22-1的上方安装有气缸22-5，气缸22-5通过固定安装支架22-6固定在充电仓2上。

具体的，除最上层环形仓体21外，其余环形仓体21对应的充电接触器22的固定安装支架22-6均利用螺栓固定在其上层环形仓体21内对应的隔板24上。而最上层的环形仓板23的上方安装有环形支架29，环形支架29与最上层的环形仓板23之间连接有支撑板210，与最上层环形仓体21对应的充电接触器22的固定安装支架22-6则通过螺栓固定在支撑板210上。

为了能够实时检测锂电池6在充电过程中表面温度的变化，绝缘压板22-1上安装有热电偶22-7。

各个充电接触器22采用并联的方式连接，在其中一个出现故障时，不会影响其他锂电池6的充电操作。

热电偶22-7垂直安装在绝缘压板22-1的侧边，且其检测头朝下放置，在绝缘压板22-1下移通过铜柱22-2对锂电池6进行充电时，热电偶22-7的检测头则与锂电池6的上表面接触，从而对锂电池6的表面温度进行实时检测，避免出现温度过高而带来的安全隐患。

由于充电仓2为圆柱形结构，而为了能够是抓取机构3能够实现对任意位置的单个仓体21-1内锂电池6的抓取，从而实现锂电池6的自动替换，抓取机构3包括垂直升降组件、水平移动组件和水平旋转组件，机械爪31在水平旋转组件上进行水平转动，水平旋转组件在水平移动组件上平移，水平移动组件能够在垂直升降组件上升降移动。

具体的，水平旋转组件包括固定架32，以及通过旋转气缸314安装在固定架32上的旋转架33，机械爪31则安装在旋转架33上，通过旋转气缸314带动旋转架33以及机械爪31进行水平转动。

水平移动组件包括横梁固定板34和横向导轨座35，横向导轨座35固定在横梁固定板34上，横向导轨座35的外端安装有平移电机，横向导轨座35内安装有水平放置且与平移电机相连的滚珠丝杠Ⅰ，与滚珠丝杠Ⅰ的螺母滑块座Ⅰ36与固定架32相连，且螺母滑块座Ⅰ36与固定架32之间设置有水平的导向板Ⅰ，能够对水平旋转组件的水平移动进行导向。平移电机带动滚珠丝杠Ⅰ旋转，从而通过螺母滑块座Ⅰ36带动整个水平旋转组件的平移。

优选的，横向导轨座35的底部设置有限位开关，螺母滑块座Ⅰ36的底部设置有与限位开关配合的限位触板。

优选的，平移电机的外部罩有外罩Ⅰ37。

垂直升降组件包括竖梁安装架38、竖向导轨座39、安装在竖向导轨座39顶部的升降电机，以及位于竖向导轨座39内且与升降电机相连的滚珠丝杠Ⅱ，竖向导轨座39固定在竖梁安装架38上，而与滚珠丝杠Ⅱ的螺母滑块座Ⅱ310与横梁固定板34相连，且螺母滑块座Ⅱ310与横梁固定板34之间设置有垂直的导向板Ⅱ，能够对水平移动组件的上下移动进行导向。升降电机带动滚珠丝杠Ⅱ旋转，从而通过螺母滑块座Ⅱ310带动水平移动组件以及水平旋转组件的上下移动。

优选的，升降电机的外部设置有外罩Ⅱ311。

为了实现对锂电池6的自动抓取和放下，本实施中，机械爪31选用手指气缸。

机械爪31的旋转、升降以及平移并不仅限于本实施例中所采用的旋转气缸314，以及电机与滚珠丝杠的配合，其他能够实现上述动作的机械结构均可适用。

为了实现抓取机构3围绕充电仓2的旋转，抓取机构3还包括用于安装垂直滑动组件的旋转平台312，旋转平台312与底座1之间通过回转支承轴承11连接，且旋转平台312的下方安装有固定在底座1上的旋转电机12，旋转电机12通过回转支承轴承11带动旋转平台312转动。

具体的，回转支承轴承11的内圈与底座1固定连接，回转支承轴承11的齿轮外圈与旋转平台312固定连接，而旋转电机12的输出端通过减速器连接有主动齿轮13，主动齿轮13与齿轮外圈啮合，旋转电机12带动主动齿轮13转动，即可通过齿轮外圈实现旋转平台312的旋转。

优选的，旋转平台312的下表面设置有锁止销孔313，底座1上安装有活塞杆朝上的锁止气缸14，锁止气缸14的活塞杆上设置有能够配合在锁止销孔313内的锁止插销15。当抓取机构3转动到位后，锁止气缸14的活塞杆伸出，使锁止插销15配合至与其对应的锁止销孔313内，从而防止抓取机构3随意转动。

为了方便布线，底座1的外围安装有拖链槽5，充电仓2的内部设置有布线仓314。

具体的，拖链槽5为环形槽，其通过底部的支脚固定在底座1的外围，用于布置电源线和管线的拖链可以在放置在拖链槽5内。

优选的，拖链槽5的内壁上设置有过线孔51。

圆柱形的充电仓2内部留有圆柱形的空腔，即可作为布线仓314，方便连接铜柱22-2的电源线以及连接气缸22-5的管线从布线仓314内经过，并且依次与各个单个仓体21-1的充电接触器22相连。

底座1的中间亦设置有空腔，在布线时，电源线和管线可以先通过拖链布置在拖链槽5内，然后穿过过线孔51从底座1的空腔进入布线仓314内，然后再依次接入各层的各个单个仓体21-1内的充电接触器22上，增加了布线的便捷性，并且避免线路的杂乱，便于后续的维护。

为了能够临时放置锂电池6，底座1的一侧设置有放置架4。

具体的，放置架4上至少设置两个锂电池6的放置座41，能够提高锂电池6自动替换的效率。

在进行锂电池6充电时，将锂电池6放置在放置架4上，机械爪31通过其升降、平移、旋转等动作将锂电池6对应放置至各个单个仓体21-1的锂电池6放置位内，继而接通气缸22-5带动绝缘压板22-1下移，使铜柱22-2与正极和负极对接，接通电源，即可对各个锂电池6进行批量充电，操作方便简单，自动化程度高。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种全自动多层锂电池批量充电设备，其特征在于，包括

底座（1），

安装在所述底座（1）上的充电仓（2），所述充电仓（2）包括多层环形仓体（21），且每个环形仓体（21）的顶部均安装有若干呈环形分布的充电接触器（22），相邻两层环形仓体（21）顶部的充电接触器（22）错位布置；

与所述底座（1）相连且能够围绕所述充电仓（2）的外围旋转的抓取机构，所述抓取机构包括机械爪（31），所述机械爪（31）能够垂直移动、水平移动以及水平旋转。

2.根据权利要求1所述的全自动多层锂电池批量充电设备，其特征在于，每个环形仓体（21）均通过隔板分隔成若干呈环形分布的单个仓体（21-1），且相邻两层环形仓体（21）的单个仓体（21-1）错位布置。

3.根据权利要求2所述的全自动多层锂电池批量充电设备，其特征在于，每个单个仓体（21-1）的顶部分别开设有安装孔（25），所述充电接触器（22）对应安装在所述安装孔（25）内。

4.根据权利要求1所述的全自动多层锂电池批量充电设备，其特征在于，所述充电接触器（22）包括绝缘压板（22-1），以及安装在所述绝缘压板（22-1）两端的铜柱（22-2），所述绝缘压板（22-1）能够垂直移动；

所述铜柱（22-2）的下端设置有端帽（22-3），所述端帽（22-3）的上方设置有套在所述铜柱（22-2）上的缓冲弹簧（22-4）。

5.根据权利要求4所述的全自动多层锂电池批量充电设备，其特征在于，所述绝缘压板（22-1）的上方安装有气缸（22-5），所述气缸（22-5）通过固定安装支架（22-6）固定在所述充电仓（2）上。

6.根据权利要求4所述的全自动多层锂电池批量充电设备，其特征在于，所述绝缘压板（22-1）上安装有热电偶（22-7）。

7.根据权利要求1所述的全自动多层锂电池批量充电设备，其特征在于，所述抓取机构包括垂直升降组件、水平移动组件和水平旋转组件，

所述机械爪（31）在所述水平旋转组件上进行水平转动，所述水平旋转组件在所述水平移动组件上平移，所述水平移动组件能够在所述垂直升降组件上升降移动。

8.根据权利要求2所述全自动多层锂电池批量充电设备，其特征在于，所述抓取机构还包括用于安装垂直滑动组件的旋转平台（312），所述旋转平台（312）与所述底座（1）之间通过回转支承轴承（11）连接，且所述旋转平台（312）的下方安装有固定在所述底座（1）上的旋转电机（12），所述旋转电机（12）通过所述回转支承轴承（11）带动所述旋转平台（312）转动。

9.根据权利要求1所述的全自动多层锂电池批量充电设备，其特征在于，所述底座（1）的外围安装有拖链槽（5），所述充电仓（2）的内部设置有布线仓（314）。

10.根据权利要求1所述的全自动多层锂电池批量充电设备，其特征在于，所述底座（1）的一侧设置有放置架（4）。

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