CN220200539U - 新能源方壳锂电池夹爪抓取翻转机构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型一种新能源方壳锂电池夹爪抓取翻转机构,包括Z轴移动丝杆模组,所述Z轴移动丝杆模组由一Z轴伺服电机驱动,带动所述Z轴移动丝杆模组下方的安装固定板升降,所述安装固定板底部设置有旋转气缸,所述旋转气缸的输出轴连接有气动夹爪,所述气动夹爪包括两个能相向移动或反向移动的夹爪,每个所述夹爪上设置有夹爪翻转装置、夹爪压块,所述夹爪压块位于两个夹爪的相向内侧,所述夹爪翻转装置驱动夹爪压块翻转。集成有移栽、旋转、翻转于一体的、用以提高生产效率。

Description

新能源方壳锂电池夹爪抓取翻转机构
技术领域
本实用新型涉及新能源方壳锂电池夹爪抓取翻转机构。
背景技术
新能源方壳锂电池在生产过程中,需要将电芯产品装入方壳内,目前采用自动化设备,如2019.06.11公开、公开号为CN 109873209 A的发明专利中,公开了一种方形铝壳锂电池电芯入壳设备,在该设备中会使用到用以抓持电芯的送料机构,送料机构用以夹取电芯输送装置上的电芯产品,而在该专利文献中,该送料机构仅能将电芯进行升降移栽、平移。在一些装配新能源方壳锂电池时,若需要从上一个工位对其旋转和翻转时,需要其他工位先将电芯产品旋转、翻转到位后,夹爪方能对其进行夹取、移栽,影响了新能源方壳锂电池的生产效率。
实用新型内容
为克服上述缺点,本实用新型的目的在于提供一种集成有移栽、旋转、翻转于一体的、用以提高生产效率的新能源方壳锂电池夹爪抓取翻转机构。
为了达到以上目的,本实用新型采用的技术方案是:一种新能源方壳锂电池夹爪抓取翻转机构,包括Z轴移动丝杆模组,所述Z轴移动丝杆模组由一Z轴伺服电机驱动,带动所述Z轴移动丝杆模组下方的安装固定板升降,所述安装固定板底部设置有旋转气缸,所述旋转气缸的输出轴连接有气动夹爪,所述气动夹爪包括两个能相向移动或反向移动的夹爪,每个所述夹爪上设置有夹爪翻转装置、夹爪压块,所述夹爪压块位于两个夹爪的相向内侧,所述夹爪翻转装置驱动夹爪压块翻转。
优选地,所述夹爪翻转装置包括推移气缸、齿条、齿轮,所述推移气缸设置在夹爪的顶部,所述夹爪的内部中空,所述齿条设置在推移气缸的伸缩轴端部连接,所述齿条伸入夹爪内,所述齿轮转动设置在夹爪内,所述齿轮与齿条啮合,所述齿轮的中部具有伸出夹爪的旋转芯轴,所述夹爪压块固定在旋转芯轴上。夹爪翻转装置利用将齿条的往复直线运动转化为齿轮的旋转运动原理,能快速、精准的翻转定位,保证电芯产品翻转后转动精确度要求,满足产品后段检测的需求,因此具有高负载能力、高精度的优点,此外,夹爪翻转装置采用齿条、齿轮结构,安全、稳定,带动电芯产品翻转动作,进一步保证作业的操作安全、可靠和稳定。
优选地,所述齿轮包括第一齿轮、第二齿轮,所述第一齿轮中部、第二齿轮中部均固定有旋转芯轴,所述旋转芯轴的两端分别通过轴承转动设置在夹爪上,所述第一齿轮、第二齿轮相互啮合,且所述第一齿轮的尺寸大于第二齿轮的尺寸,所述齿条仅与第一齿轮啮合,所述夹爪压块固定在第二齿轮的旋转芯轴上。
优选地,所述齿条通过滑块与滑轨的配合滑动设置在夹爪内部,保证齿条能稳定升降。
优选地,所述夹爪的底部设置有限位块,所述限位块位于齿条的下方,给齿条的下降提供限位。
优选地,所述夹爪压块与电芯产品接触的部分为柔性材质,且采用防静电POM材料。利用材料的特性,避免电芯碰伤,并且保护电芯产品。
优选地,所述气动夹爪上设置有传感器一,所述传感器一用以感应有无夹取电芯产品;所述气动夹爪上设置有传感器二,所述传感器二用以感应电芯产品有无翻转;所述旋转气缸的缸体上设置有传感器三,所述传感器三用以感应旋转气缸动作位置。
优选地,所述Z轴移动丝杆模组包括Z轴支撑架、丝杆、移动滑台,所述丝杆转动设置在Z轴支撑架上,且与移动滑台螺纹配合,所述移动滑台滑动设置在Z轴支撑架上且能沿Z轴来回移动,所述Z轴伺服电机固定在Z轴支撑架顶部且其输出轴与丝杆连接固定,所述安装固定板固定在移动滑台上。
优选地,所述旋转气缸、气动夹爪气动夹爪配套的设置有两组,分别位于所述安装固定板的两端,提高旋转和翻转的效率。
优选地,每个所述夹爪可拆卸的设置在连接固定板上,所述连接固定板可拆卸的设置在气动夹爪的驱动部上,且两个连接固定板对称设置。气动夹爪利用对中机构的设计,更换调整夹持的连接固定板,可以兼容不同规定格尺寸的电芯产品,满足电芯产品大小料抓、取移栽需求。
本实用新型新能源方壳锂电池夹爪抓取翻转机构的有益效果是:该夹爪整合了旋转气缸、气动夹爪、夹爪翻转装置于一体,结构紧凑,适用于空间较小的工作环境,可以实现电芯产品的升降、旋转以及翻转作业,提高了生产效率,且旋转气缸旋转、气动夹爪是稳定、成熟的标准件产品,保证作业的操作安全、可靠和稳定,可以并行多工位同时检测,满足自动化快速生产的需要;气动夹爪响应速度非常快,可以实现快速的夹紧和松开操作,提高电芯产品夹取放的时间,提高生产效率。
附图说明
图1为本实施例第一角度的立体图;
图2为本实施例第二角度的立体图;
图3为本实施例夹爪翻转装置与夹爪配合的立体图;
图4为本实施例夹爪翻转装置与夹爪配合的剖视图;
图5为本实施例夹爪翻转装置的局部与夹爪配合的立体图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述,以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参阅附图1、2所示,本实施例公开了一种新能源方壳锂电池夹爪抓取翻转机构,该新能源方壳锂电池夹爪抓取翻转机构用以夹持方壳的电芯产品70,并将其进行180度翻转,新能源方壳锂电池夹爪抓取翻转机构包括Z轴移动丝杆模组10,Z轴移动丝杆模组10由一Z轴伺服电机11驱动,带动Z轴移动丝杆模组10下方的安装固定板20升降,安装固定板20底部设置有旋转气缸30,旋转气缸30的输出轴连接有气动夹爪40,旋转气缸30带动气动夹爪40进行180°旋转,气动夹爪40包括两个能相向移动或反向移动的夹爪41,气动夹爪40具有高的重复精度,每个夹爪41上设置有夹爪翻转装置50、夹爪压块60,夹爪压块60位于两个夹爪41的相向内侧,夹爪翻转装置50驱动夹爪压块60翻转。Z轴移动丝杆模组10用以实现气动夹爪40的升降,气动夹爪40的夹爪压块60夹持住电芯产品70的相对两侧,由夹爪翻转装置50驱动夹爪压块60旋转,继而实现气动夹爪40夹持住的电芯产品70后进行90°翻转。
如3、4、5所示,夹爪翻转装置50包括推移气缸51、齿条52、齿轮,推移气缸51设置在夹爪41的顶部,夹爪41的内部中空,齿条52设置在推移气缸51的伸缩轴端部连接,齿条52伸入夹爪41内,齿轮转动设置在夹爪41内,齿轮与齿条52啮合,齿轮的中部具有伸出夹爪41的旋转芯轴55,夹爪压块60固定在旋转芯轴55上。当电芯产品70被夹持住后,推移气缸51驱动齿条52下降,继而带动齿轮旋转,由于夹爪压块60固定在齿轮的旋转芯轴55上,因此,夹爪压块60随之旋转。
在一些实施例中,一个齿轮可以实现夹爪压块60的旋转,但是对齿轮的尺寸要求尽量销,或是需要保证齿条52的长度足够长,推移气缸51的活塞杆的形成足够长,才能保证齿轮能旋转90°。
在一些实施例中,可以将齿轮设置成齿轮组结构,包括第一齿轮53、第二齿轮54,第一齿轮53的中部、第二齿轮54的中部均固定有旋转芯轴55,旋转芯轴55的两端分别通过轴承56转动设置在夹爪41上,第一齿轮53、第二齿轮54相互啮合,且第一齿轮53的尺寸大于第二齿轮54的尺寸,齿条52仅与较大尺寸的第一齿轮53啮合,夹爪压块60固定在较小尺寸的第二齿轮54的旋转芯轴55上,这样可以保证推移气缸51的活塞杆在较短行程内,即可实现第二齿轮54旋转90°,使得结构小巧,更为紧凑。
为了保证齿条52能顺利升降(即沿Z轴方向升降),则齿条52通过滑块57与滑轨58的配合滑动设置在夹爪41内部的内侧壁上,如图5所示,本实施例仅需配以一组滑块57与滑轨58,滑块57固定在夹爪41的内侧壁上,滑轨58固定在齿条52上,当推移气缸51带动齿条52升降时,则滑轨58在滑块57内滑动,起到导向作用。
在一些实施例中,可以将夹爪41的局部设置成空腔结构,齿条52贯穿该局部空腔结构,即齿条52能伸出该局部空腔结构,为了给该齿条52提供限位,则夹爪41的底部设置有限位块59,限位块59位于齿条52的下方,提供限位,一旦电芯产品70翻转至90°后,该齿条52底部撞击到该限位块59。
本实施例中的夹爪压块60与电芯产品70接触的部分为柔性材质,且采用防静电POM材料,保护了电芯产品70。在一些实施例中,为了实现自动化控制,可以在气动夹爪40上设置有传感器一42,传感器一42用以感应有无夹取电芯产品70;气动夹爪40上设置有传感器二43,传感器二43用以感应电芯产品70有无翻转;旋转气缸30的缸体上设置有传感器三31,传感器三31用以感应旋转气缸30动作位置。通过数字化采集和控制,通过电气传感器信号传输的信息反馈,保证抓取、旋转和和翻转产品位置的正确性。
其中,传感器一42采用松下的CX-421-P型号,传感器二43采用松下的CX-421-P型号,传感器三31采用松下PM-T45-P型号,传感器三31设置有两个,分别位于旋转气缸30缸体的相对两侧。
本实施例中的Z轴移动丝杆模组10包括Z轴支撑架12、丝杆13、移动滑台14,丝杆13转动设置在Z轴支撑架12上,且与移动滑台14螺纹配合,移动滑台14滑动设置在Z轴支撑架12上且能沿Z轴来回移动,Z轴伺服电机11固定在Z轴支撑架12顶部且其输出轴与丝杆13连接固定,安装固定板20固定在移动滑台14上。该Z轴移动丝杆模组10运行时,Z轴伺服电机11驱动丝杆13旋转,与其螺纹配合的滑台14在Z轴支撑架12上沿Z轴上升或下降,继而电动安装固定板20以及气动夹爪40升降。
在一些实施例中,为了提高电芯产品70的翻转效率,则旋转气缸30、气动夹爪40配套的设置有两组。
如图2所示,每个夹爪41可拆卸的设置在连接固定板44上,连接固定板44可拆卸的设置在气动夹爪40的驱动部上,且两个连接固定板44对称设置,需要夹持不同尺寸的电芯产品70时,更换不同长度的连接固定板44即可。
本实施例的工作原理是:
夹取动作:新能源方壳锂电池夹爪抓取翻转机构由机械手驱动,移动到取料位,当传感器一42感应到电芯产品70时,Z轴伺服电机11通过Z轴移动丝杆模组10带动安装固定板20上的两组气动夹爪40下降,两组气动夹爪40分别夹取料位上的电芯产品70,每组气动夹爪40上的两个夹爪41相向运动,位于两个夹爪41相向侧壁上的夹爪压块60随之相向运动(即闭合),夹紧电芯产品70;Z轴伺服电机11反向运转,带动两组气动夹爪40上升,同时推移气缸51动作,带动齿条52下降,第一齿轮53、第二齿轮54随之旋转,直至第二齿轮54旋转90°,此时电芯产品70旋转90°,旋转气缸30将电芯产品旋转180°。
放料动作:新能源方壳锂电池夹爪抓取翻转机构由机械手驱动,机械手移动到放料位,Z轴伺服电机11通过Z轴移动丝杆模组10带动两组气动夹爪40下降,两组气动夹爪40动作,松开电芯产品70,将电芯产品70放下到指定位置台上;Z轴移动丝杆模组10上升回等待位,推移气缸51动作,带动齿条52、第一齿轮53、第二齿轮54回等待位,旋转气缸30动作回等待位。
本实施例融合夹持、旋转和翻转多个动作,完成电芯产品70对应工站的多个动作需求;利用标准件特性和齿轮、齿条传动原理,保证产品夹持、旋转、翻转的动作高精度、稳定和安全完成,在移栽运动中可以使抓、取电芯产品更加方便、安全、可靠、稳定。
以上实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人了解本实用新型的内容并加以实施,并不能以此限制本实用新型的保护范围,凡根据本实用新型精神实质所做的等效变化或修饰,都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种新能源方壳锂电池夹爪抓取翻转机构,包括Z轴移动丝杆模组(10),所述Z轴移动丝杆模组(10)由一Z轴伺服电机(11)驱动,带动所述Z轴移动丝杆模组(10)下方的安装固定板(20)升降,其特征在于:
所述安装固定板(20)底部设置有旋转气缸(30),所述旋转气缸(30)的输出轴连接有气动夹爪(40),所述气动夹爪(40)包括两个能相向移动或反向移动的夹爪(41),每个所述夹爪(41)上设置有夹爪翻转装置(50)、夹爪压块(60),所述夹爪压块(60)位于两个夹爪(41)的相向内侧,所述夹爪翻转装置(50)驱动夹爪压块(60)翻转。
2.根据权利要求1所述的新能源方壳锂电池夹爪抓取翻转机构,其特征在于:所述夹爪翻转装置(50)包括推移气缸(51)、齿条(52)、齿轮,所述推移气缸(51)设置在夹爪(41)的顶部,所述夹爪(41)的内部中空,所述齿条(52)设置在推移气缸(51)的伸缩轴端部连接,所述齿条(52)伸入夹爪(41)内,所述齿轮转动设置在夹爪(41)内,所述齿轮与齿条(52)啮合,所述齿轮的中部具有伸出夹爪(41)的旋转芯轴(55),所述夹爪压块(60)固定在旋转芯轴(55)上。
3.根据权利要求2所述的新能源方壳锂电池夹爪抓取翻转机构,其特征在于:所述齿轮包括第一齿轮(53)、第二齿轮(54),所述第一齿轮(53)中部、第二齿轮(54)中部均固定有旋转芯轴(55),所述旋转芯轴(55)的两端分别通过轴承(56)转动设置在夹爪(41)上,所述第一齿轮(53)、第二齿轮(54)相互啮合,且所述第一齿轮(53)的尺寸大于第二齿轮(54)的尺寸,所述齿条(52)仅与第一齿轮(53)啮合,所述夹爪压块(60)固定在第二齿轮(54)的旋转芯轴(55)上。
4.根据权利要求2所述的新能源方壳锂电池夹爪抓取翻转机构,其特征在于:所述齿条(52)通过滑块(57)与滑轨(58)的配合滑动设置在夹爪(41)内部。
5.根据权利要求2所述的新能源方壳锂电池夹爪抓取翻转机构,其特征在于:所述夹爪(41)的底部设置有限位块(59),所述限位块(59)位于齿条(52)的下方。
6.根据权利要求2所述的新能源方壳锂电池夹爪抓取翻转机构,其特征在于:所述夹爪压块(60)与电芯产品(70)接触的部分为柔性材质,且采用防静电POM材料。
7.根据权利要求1所述的新能源方壳锂电池夹爪抓取翻转机构,其特征在于:所述气动夹爪(40)上设置有传感器一(42),所述传感器一(42)用以感应有无夹取电芯产品(70);所述气动夹爪(40)上设置有传感器二(43),所述传感器二(43)用以感应电芯产品(70)有无翻转;所述旋转气缸(30)的缸体上设置有传感器三(31),所述传感器三(31)用以感应旋转气缸(30)动作位置。
8.根据权利要求1所述的新能源方壳锂电池夹爪抓取翻转机构,其特征在于:所述Z轴移动丝杆模组(10)包括Z轴支撑架(12)、丝杆(13)、移动滑台(14),所述丝杆(13)转动设置在Z轴支撑架(12)上,且与移动滑台(14)螺纹配合,所述移动滑台(14)滑动设置在Z轴支撑架(12)上且能沿Z轴来回移动,所述Z轴伺服电机(11)固定在Z轴支撑架(12)顶部且其输出轴与丝杆(13)连接固定,所述安装固定板(20)固定在移动滑台(14)上。
9.根据权利要求1所述的新能源方壳锂电池夹爪抓取翻转机构,其特征在于:所述旋转气缸(30)、气动夹爪(40)气动夹爪(40)配套的设置有两组,分别位于所述安装固定板(20)的两端。
10.根据权利要求1所述的新能源方壳锂电池夹爪抓取翻转机构,其特征在于:每个所述夹爪(41)可拆卸的设置在连接固定板(44)上,所述连接固定板(44)可拆卸的设置在气动夹爪(40)的驱动部上,且两个连接固定板(44)对称设置。
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