CN219575717U - 一种电芯堆叠拍打对中机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电芯堆叠拍打对中机构，包括机架及安装在机架上的托料组件、伺服移动组件、电芯拍打对中组件、气缸加压组件及模组夹紧组件；托料组件用于在电芯堆叠过程中托住电芯防止其下滑，并控制其向前移动；伺服移动组件用于驱动托料组件沿滑轨滑动；电芯拍打对中组件包括第一夹紧对中组件、第二夹紧对中组件及移送气缸，气缸加压组件用于沿X轴线方向压紧堆叠完成的电芯模组，模组夹紧组件用于沿Y轴线方向夹紧堆叠完成的电芯模组。本申请可实现电芯全自动堆叠，配合机械手一次抓取两个电芯，极大地提高了堆叠效率，且堆叠精度高，适用电芯范围大。

Description

一种电芯堆叠拍打对中机构

技术领域

本实用新型涉及动力锂电池技术领域，具体涉及一种电芯堆叠拍打对中机构。

背景技术

动力锂电池生产过程中，首先需要将多个电芯堆叠粘结成电芯组，然后再组装成为电芯模组，多个电池模组按预定方式排布连接形成电池包。现有电芯堆叠有两种方式，一种是手工堆叠，堆叠效率低且无法保证电芯之间紧密粘接，影响动力电池的稳定性和可靠性；另一种是机器堆叠，如中国专利CN109994771A提供了一种电芯堆叠机构，该电芯堆叠机构结构简单，但是堆叠精度低，适应工件尺寸范围小，效率低。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种电芯堆叠拍打对中机构。

本实用新型采用的技术方案是：

一种电芯堆叠拍打对中机构，包括：机架，机架上倾斜设置一块沿X轴线延伸的机架安装板，机架安装板的后端高于前端，机架安装板的上侧面设有两块用于支撑电芯的电芯托板，下侧面设有两个滑轨，滑轨及电芯托板均沿X轴线延伸；托料组件，与滑轨滑动连接，用于在电芯堆叠过程中托住电芯防止其下滑，并控制其向前移动；伺服移动组件，安装在机架安装板的下方，用于驱动托料组件沿滑轨滑动；电芯拍打对中组件，通过对中组件安装板固定安装在机架上，电芯拍打对中组件的前侧设置为机械手放置电芯的接驳位置，包括：第一夹紧对中组件，可滑动安装在对中组件安装板的后侧，用于通过机械手放置在电芯托板上的一组电芯的一次夹紧对中；移送气缸，用于驱动夹持着后一组电芯的第一夹紧对中组件向前滑动，使后一组电芯与前一组电芯粘结形成电芯组；及第二夹紧对中组件，固定安装在对中组件安装板的前侧，用于经过一次夹紧对中的一组电芯及通过粘结形成的电芯组的二次夹紧对中，且沿Z轴方向压紧定位；气缸加压组件，安装在电芯托板的后侧，用于沿X轴线方向压紧堆叠完成的电芯模组；以及模组夹紧组件，用于沿Y轴线方向夹紧堆叠完成的电芯模组。

进一步地，还包括光电检测组件，包括用于检测电芯托板上是否放置有电芯的位置检测传感器，用于检测放置在电芯托板上的电芯高度的超高传感器，以及用于检测放置在电芯托板上的电芯宽度的超宽传感器。

进一步地，伺服移动组件包括由伺服电机驱动的丝杆螺母。

进一步地，机架安装板的中心部开设有贯穿其厚度且沿X轴线方向延伸的通槽，托料组件包括滑动套装在丝杆上且与螺母固定连接的托料底板、固定在托料底板上且与滑轨配合的滑块，以及通过竖梁固定在托料底板上的托板，竖梁自由穿过机架安装板的通槽。

进一步地，第一夹紧对中组件包括通过滑轨与对中组件安装板滑动连接的第一底板、固定安装在第一底板上的第一夹紧气缸，以及与一夹紧气缸连接的两个第一夹紧气爪；所述第一底板由移送气缸驱动滑动。

进一步地，第二夹紧对中组件包括固定安装在对中组件安装板上的第二夹紧气缸，与第二夹紧气缸连接的两个第二夹紧气爪，固定安装在两个第二夹紧气爪上端的下压气缸，以及与下压气缸连接的下压板。

进一步地，气缸加压组件包括加压组件安装板、固定安装在加压组件安装板上的加压气缸，以及与加压气缸连接的压板。

进一步地，模组夹紧组件包括固定安装在机架安装板前端的模组夹紧气缸、固定在气缸活塞杆上的滑板、滚动安装在滑板中的两个滚轮、分别与两个滚轮固定连接的两个连杆、分别与两个连杆的另一端固定连接的两根主轴，以及平行固定在两根主轴上的两个夹板，两根主轴沿X轴线方向可转动地安装在机架安装板的上侧、且位于两块电芯托板的两侧。

本实用新型的有益效果：

1、本申请可实现电芯全自动堆叠，配合机械手一次抓取两个电芯，极大地提高了堆叠效率。

2、本机构堆叠精度等级高，适用电芯范围大，且其外形尺寸可在长320～1100mm×宽130～310mm×高75～150mm范围内选择，重量在10～60kg，占地面积小，并且可同时实现多工位自动堆叠或协同堆叠，设备通用性及可靠性高。

附图说明

图1是本实用新型的一种电芯堆叠拍打对中机构的结构示意图。

图2是本实用新型的机架的结构示意图。

图3是本实用新型的伺服移动组件的结构示意图。

图4是本实用新型的托料组件的结构示意图。

图5是本实用新型的电芯拍打对中组件的结构示意图。

图6是本实用新型的气缸加压组件的结构示意图。

图7是本实用新型的模组夹紧组件的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及一种优选的实施方式对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。

参阅图1，一种电芯堆叠拍打对中机构，包括：机架10、托料组件20、伺服移动组件30、电芯拍打对中组件40、气缸加压组件50及模组夹紧组件60。

参阅图2，机架10包括架体11、倾斜设置在架体11上的一块沿X轴线延伸的机架安装板12，机架安装板12的后端高于前端，例如在本实施例中，机架安装板12呈60°倾斜设置，利用电芯在重力作用下有控制地向下滑动。机架安装板11的中心部开设有贯穿其厚度且沿X轴线方向延伸的通槽101，机架安装板11的上侧面竖直设置两块沿X轴线延伸的电芯托板12，两块电芯托板12位于通槽101的两侧，用于支撑电芯。机架安装板11的下侧面设有两个滑轨(图中未示出)。滑轨与电芯托板平行，用于滑动连接托料组件20。

参阅图4，托料组件20包括托料底板21、滑块22、竖梁23及托板24；托料底板21下侧连接有支撑块，支撑块中开设有通孔，通孔中固定安装有与丝杆32配合的螺母33，竖梁23固定在托料底板21上侧面的中部，滑块22固定在竖梁23的两侧。滑块22与机架安装板11下侧面的滑轨滑动配合，竖梁23穿过通槽101连接托板24，托板24固定在竖梁23上且板面朝向电芯，托板24上安装有用于检测电芯托板12上有无电芯的料位检测传感器71。

参阅图3，伺服移动组件30包括伺服电机31、丝杆32、螺母33。丝杆32穿过螺母33，通过两端的轴承座34转动安装在机架安装板12的下侧面，伺服电机31通过电机支架311固定安装在机架的前端，驱动丝杆32转动；螺母33螺旋套装在丝杆31上，沿丝杆31做直线运动。

托料组件20通过托料底板21固定在螺母33上，伺服电机31驱动丝杆32转动，带动螺母33沿丝杆31做直线运动，从而带动托料组件20电芯沿滑轨滑动，托板24托着电芯沿X轴线前后滑动进行电芯堆叠。

参阅图5，电芯拍打对中组件40包括对中组件安装板41、沿X轴线方向安装在对中组件安装板41上侧面前端的滑轨42、与滑轨42滑动连接的第一夹紧对中组件43、固定在对中组件安装板41上侧面后端的第二夹紧对中组件44及移送气缸45。移送气缸45通过支架固定在对中组件安装板41上驱动第一夹紧对中组件43沿滑轨42前后滑动。

第一夹紧对中组件43包括与滑轨42滑动连接的第一底板431、固定安装在第一底板431上的第一夹紧气缸432，以及与一夹紧气缸432连接的两个第一夹紧气爪433。第二夹紧对中组件44包括固定安装在对中组件安装板41上的第二夹紧气缸441，与第二夹紧气缸441连接的两个第二夹紧气爪442，固定安装在两个第二夹紧气爪442上端的两个下压气缸443，以及与两个下压气缸443连接的两个下压板444。优选第一夹紧气爪433和第二夹紧气缸441的型号为MCHS-125-OS XA06，移送气缸45的型号为ACQ40X50SB，下压气缸443的型号为HLQL16X30S。

电芯拍打对中组件40通过对中组件安装板41固定在机架10上，其前侧设置为机械手放置电芯的接驳位置。

参阅图6，气缸加压组件50包括加压组件安装板51、固定安装在加压组件安装板51上的加压气缸52，以及与加压气缸52连接的压板53。

气缸加压组件50通过加压组件安装板51固定安装在机架安装板12的后端，压板53的板面朝向电芯。优选加压气缸52的型号为ACQ100x300SB。

参阅图7，模组夹紧组件60包括模组夹紧气缸61、固定在气缸活塞杆上的滑板62、滚动安装在滑板62中的两个滚轮63、分别与两个滚轮63固定连接的两个连杆64、分别与两个连杆64的另一端固定连接的两根主轴65，以及平行固定在两根主轴65上的两个夹板66。模组夹紧气缸61通过气缸安装板固定安装在机架安装板12上侧面的前端，两根主轴65通过两个轴承座67平行安装在两个电芯托板12的两侧。模组夹紧气缸61的活塞杆向上伸出，带动滑板62向上运动，通过两个滚轮63拉动两个连杆64向外转动，主轴65带动两个夹板66向外打开呈水平状；模组夹紧气缸61的活塞杆向下缩回，带动滑板62向下运动，通过两个滚轮63推动两个连杆64向内转动，主轴65带动两个夹板66向内呈夹紧状态。

本机构的工作方式是：

托料组件20移动到电芯接驳位置→上料机器人抓手将第一组电芯1放置在接驳位→第一夹紧气爪433夹紧电芯对中→机器人抓手松开电芯驶离→第一夹紧气爪433松开电芯→伺服电机31驱动伺托料组件20下移使电芯至二次对中位置→第二夹紧气爪442夹紧电芯二次对中→下压气缸443下压电芯→第一组料对中、定位完成。

上料机器人抓手将第二组电芯2放置在接驳位置→第一夹紧气爪433夹紧电芯对中→机器人抓手松开电芯驶离→移送气缸45带动第一夹紧气爪433夹持第二组电芯2向第一组电芯1移动，第一组电芯1的后侧面设有粘结层，通过粘结层将两组电芯紧紧地粘连在一起→第一夹紧气爪433松开电芯→移送气缸45缩回至接驳位→下压气缸443缩回松开电芯→第二夹紧气爪442缩回松开电芯→伺服电机31驱动伺托料组件20下移，使第二组电芯2至二次对中位置→第二夹紧气爪442夹紧电芯，第二组电芯2实现二次对中→下压气缸443下压电芯→第二组料对中、定位完成→往复以上对中堆叠动作直到满足电芯模组的数量设置；

第一夹紧气爪433松开最后一组电芯→移送气缸45缩回到接驳位→下压气缸443抬升松开倒数第二组电芯→第二夹紧气爪442爪缩回松开电芯→气缸加压组件50的加压气缸5伸出压紧电芯，实现模组加压；

模组夹紧组件60的模组夹紧气缸61缩回夹紧模组定位→电芯堆叠完成。

为了提高电芯堆叠精度，还可设置光电检测组件70，光电检测组件70包括用于检测电芯托板上是否放置有电芯的位置检测传感器71，用于检测放置在电芯托板上的电芯高度的超高传感器，以及用于检测放置在电芯托板上的电芯宽度的第一超宽传感器和第二超宽传感器。在电芯堆叠过程中，当某一电芯的高度或宽度超过电芯模组的上侧面或左右侧面时，发出警报，传感器检测光电检测组件70为现有技术，其结构及原理这里不做赘述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种电芯堆叠拍打对中机构，其特征在于，包括：

机架，机架上倾斜设置一块沿X轴线延伸的机架安装板，机架安装板的后端高于前端，机架安装板的上侧面设有两块用于支撑电芯的电芯托板，下侧面设有两个滑轨，滑轨及电芯托板均沿X轴线延伸；

托料组件，与滑轨滑动连接，用于在电芯堆叠过程中托住电芯防止其下滑，并控制其向前移动；

伺服移动组件，安装在机架安装板的下方，用于驱动托料组件沿滑轨滑动；

电芯拍打对中组件，通过对中组件安装板固定安装在机架上，电芯拍打对中组件的前侧设置为机械手放置电芯的接驳位置，包括：

第一夹紧对中组件，可滑动安装在对中组件安装板的后侧，用于通过机械手放置在电芯托板上的一组电芯的一次夹紧对中；

移送气缸，用于驱动夹持着后一组电芯的第一夹紧对中组件向前滑动，使后一组电芯与前一组电芯粘结形成电芯组；及

第二夹紧对中组件，固定安装在对中组件安装板的前侧，用于经过一次夹紧对中的一组电芯及通过粘结形成的电芯组的二次夹紧对中，且沿Z轴方向压紧定位；

气缸加压组件，安装在电芯托板的后侧，用于沿X轴线方向压紧堆叠完成的电芯模组；以及

模组夹紧组件，用于沿Y轴线方向夹紧堆叠完成的电芯模组。

2.根据权利要求1所述的一种电芯堆叠拍打对中机构，其特征在于，还包括：

光电检测组件，包括用于检测电芯托板上是否放置有电芯的位置检测传感器，用于检测放置在电芯托板上的电芯高度的超高传感器，以及用于检测放置在电芯托板上的电芯宽度的超宽传感器。

3.根据权利要求1所述的一种电芯堆叠拍打对中机构，其特征在于，伺服移动组件包括由伺服电机驱动的丝杆螺母。

4.根据权利要求3所述的一种电芯堆叠拍打对中机构，其特征在于，机架安装板的中心部开设有贯穿其厚度且沿X轴线方向延伸的通槽，托料组件包括滑动套装在丝杆上且与螺母固定连接的托料底板、固定在托料底板上且与滑轨配合的滑块，以及通过竖梁固定在托料底板上的托板，竖梁自由穿过机架安装板的通槽。

5.根据权利要求1所述的一种电芯堆叠拍打对中机构，其特征在于，第一夹紧对中组件包括通过滑轨与对中组件安装板滑动连接的第一底板、固定安装在第一底板上的第一夹紧气缸，以及与一夹紧气缸连接的两个第一夹紧气爪；所述第一底板由移送气缸驱动滑动。

6.根据权利要求5所述的一种电芯堆叠拍打对中机构，其特征在于，第二夹紧对中组件包括固定安装在对中组件安装板上的第二夹紧气缸，与第二夹紧气缸连接的两个第二夹紧气爪，固定安装在两个第二夹紧气爪上端的下压气缸，以及与下压气缸连接的下压板。

7.根据权利要求1所述的一种电芯堆叠拍打对中机构，其特征在于，气缸加压组件包括加压组件安装板、固定安装在加压组件安装板上的加压气缸，以及与加压气缸连接的压板。

8.根据权利要求1所述的一种电芯堆叠拍打对中机构，其特征在于，模组夹紧组件包括固定安装在机架安装板前端的模组夹紧气缸、固定在气缸活塞杆上的滑板、滚动安装在滑板中的两个滚轮、分别与两个滚轮固定连接的两个连杆、分别与两个连杆的另一端固定连接的两根主轴，以及平行固定在两根主轴上的两个夹板，两根主轴沿X轴线方向可转动地安装在机架安装板的上侧、且位于两块电芯托板的两侧。