CN220244747U - 一种动力电池模组夹持搬运工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动力电池模组夹持搬运工装，属于动力电池搬运技术领域，包括机架、夹紧机构、定位机构及调位机构，机架的两侧均设置有夹紧机构及定位机构；夹紧机构包括抓取组件及预紧驱动组件，抓取组件具有一能够延伸至一模组的孔洞中的预紧端，预紧端可扩张或收缩，预紧驱动组件与抓取组件相连；定位机构与夹紧机构相连，且具有一能够延伸至模组的孔洞中的定位尖端；调位机构与各夹紧机构及各定位机构均相连；本装置通过模组正向装配时两侧预留的孔位入手，使用抓取组件的预紧端连接模组的孔洞并扩张抵紧在模组的孔壁上，依托摩擦力完成对模组的搬运，能一定程度上兼容两侧留有装配孔位的模组搬运工作。

Description

一种动力电池模组夹持搬运工装

技术领域

本实用新型涉及动力电池搬运技术领域，尤其是涉及一种动力电池模组夹持搬运工装。

背景技术

退役动力电池包在自动化、智能化回收拆解的过程中，由于电池包内部的模组摆放十分紧密，模组与模组、模组与底壳之间的缝隙很小，没有足够的空间将夹爪类工具的手指伸入，而模组四周由光滑的铝壳包裹，没有很好的受力点，加上模组本身是有多个电芯组成，无法承受太大的挤压力，一般的夹爪类工具无法完成模组搬运任务。

公开号为CN214526740U提供了一种锂离子电池模组搬运吸盘，主要包括搬运吸盘本体、气控吸盘装置，当搬运电池模组时通过气控吸盘装置将电池模组的顶部吸住，进而搬运吸盘可以将电池模组搬运到箱体内；现有技术中模组顶部由一层塑料板进行绝缘遮挡，虽然平整，但由于模组的重量一般有十几到几十千克，塑料板与模组之间的连接无法克服模组自重，使用吸盘类工具只会导致受力过大而扯掉绝缘塑料板。

因此，设计一种可行的具有兼容性的动力电池模组夹持搬运工装成为电池包模组搬运工作中亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提出一种动力电池模组夹持搬运工装，解决现有技术中的工具搬运模组时搬运困难、易导致模组损坏的技术问题。

为达到上述技术目的，本实用新型的技术方案提供一种动力电池模组夹持搬运工装，包括：

机架，机架的两侧均设置有夹紧机构及定位机构；

夹紧机构，夹紧机构包括抓取组件及预紧驱动组件，抓取组件具有一能够延伸至一模组的孔洞中的预紧端，预紧端可扩张或收缩，预紧驱动组件与抓取组件相连，供以驱动预紧端扩张以挤压模组的孔壁；

定位机构，定位机构与夹紧机构相连，且具有一能够延伸至模组的孔洞中的定位尖端，当各个定位尖端均连接模组的孔洞时，预紧端能够与其他孔洞对应、以供预紧端能够准确插入对应孔洞；

调位机构，调位机构与各夹紧机构及各定位机构均相连，用于驱动夹紧机构以及定位机构沿与预紧端伸缩方向相垂直的方向移动以适配模组孔位。

在一些实施例中，机架的一侧设有衔接架，衔接架的顶端用于与机器人法兰盘衔接，其一侧安装相机承载架，另一侧安装PLC通讯模块，机架与衔接架之间采用四根弹性缓冲伸缩柱衔接，缓冲伸缩柱由一固定筒及一活动杆组成，其中，固定筒及活动杆分别连接衔接架及机架，活动杆的一端连接滑动设置在固定筒内的活塞，以供在下压时预留部分空间，防止发生强挤压而导致夹具受损，机架底部预留TCP标定时所需孔位。

在一些实施例中，抓取组件包括夹紧柱及若干支撑块，夹紧柱的内部沿其长度方向开设有内槽、其一端的外周侧均匀设置有多个供以容纳支撑块的孔槽，各支撑块分别一一对应滑动连接于孔槽内，且各个支撑块的两端之间各分别套设有一弹性环，以供将各支撑块向内收缩使支撑块至少部分伸入至内槽；

预紧驱动组件包括第一气缸、顶针及限位杆，顶针的一端延伸至内槽并与内槽滑动连接，第一气缸的驱动端与顶针相连用于驱动顶针滑动至若干支撑块之间、以将各支撑块向外侧挤压直至支撑块突出于夹紧柱的一侧并抵于模组的孔壁，顶针一端的直径向背离第一气缸的方向逐渐缩小以形成一尖端，以便于顶针的一端伸入至多个支撑块之间；限位杆的两端分别连接顶针及第一气缸，夹紧柱的一端设置有套设在限位杆外侧并与限位杆滑动连接的限位套，限位杆的直径大于顶针的直径，限位套的外径大于夹紧柱的外径，限位杆的一端向内收缩并设置有螺纹槽，第一气缸的驱动轴上设置一螺纹套，限位杆的一端与螺纹套螺纹连接。

在一些实施例中，定位机构包括定位柱及第二气缸，定位柱通过连接柱连接第二气缸，以供第二气缸能够通过连接柱驱动定位柱伸入至模组的孔洞内，定位柱的一端伸入至连接柱内并螺纹连接于连接柱，且定位柱背离连接柱的一端逐渐收缩形成一尖角。

在一些实施例中，动力电池模组夹持搬运工装还包括有夹紧调节机构，夹紧调节机构与调位机构的驱动端相连、其包括调节气缸及连接座，调节气缸的一侧与夹紧机构相连，调节气缸一端的伸缩轴与连接座的一端连接、其另一端通过设置伸缩杆连接于连接座的另一端，以供通过其伸缩轴的伸缩带动夹紧机构相对定位机构运动。

在一些实施例中，调位机构包括两个第三气缸及两个驱动板，两个驱动板均滑动设于机架且其分别与同侧的夹紧机构及定位机构均相连，第三气缸的驱动端与对应的驱动板连接以供带动驱动板沿机架滑动、带动夹紧机构以及定位机构沿与预紧端伸缩方向相垂直的方向移动。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：本装置通过模组正向装配时两侧预留的孔位入手，利用定位机构的定位尖端连接模组孔洞来弥补夹取精度误差，使预紧端与孔洞自动对准，以便预紧端能够准确插入对应孔洞，利用预紧驱动组件驱动预紧端扩张并抵紧在模组的孔壁上后，可依托摩擦力完成对模组的搬运，能一定程度上兼容两侧留有装配孔位的模组搬运工作，避免了模组内电芯在搬运过程中可能受损的问题。

附图说明

图1是本实用新型提供的动力电池模组夹持搬运工装一实施例的立体结构示意图；

图2是图1中的动力电池模组夹持搬运工装工作时的立体结构示意图；

图3是图1中的动力电池模组夹持搬运工装的机架、夹紧机构、定位机构及调位机构安装的立体结构示意图；

图4是图1中的动力电池模组夹持搬运工装的夹紧机构的主视结构示意图；

图5是图1中的动力电池模组夹持搬运工装的夹紧机构的侧视剖面结构示意图；

图6是图5中A处放大图。

图中：

1、机架；11、衔接架；12、缓冲伸缩柱；

2、夹紧机构；21、抓取组件；211、夹紧柱；212、支撑块；213、弹性环；214、限位套；215、内槽；216、孔槽；22、预紧驱动组件；221、顶针；222、第一气缸；223、限位杆；224、第一安装座；

3、定位机构；31、定位柱；32、第二气缸；33、连接柱；34、第二安装座；

4、调位机构；41、第三气缸；42、驱动板；

5、夹紧调节机构；51、调节气缸；52、连接座；

6、相机承载架；7、PLC控制模块；8、模组。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图6所示，本实用新型提供了一种动力电池模组夹持搬运工装，包括机架1、夹紧机构2、定位机构3及调位机构4。

机架1的两侧均设置有夹紧机构2及定位机构3。

夹紧机构2包括抓取组件21及预紧驱动组件22，抓取组件21具有一能够延伸至一模组8的孔洞中的预紧端，预紧端可扩张或收缩，预紧驱动组件22与抓取组件21相连，供以驱动预紧端扩张以挤压模组8的孔壁。

定位机构3与夹紧机构2相连，且具有一能够延伸至模组8的孔洞中的定位尖端，当各个定位尖端均连接模组8的孔洞时，预紧端能够与其他孔洞对应、以供预紧端能够准确插入对应孔洞。

调位机构4与各夹紧机构2及各定位机构3均相连，用于驱动夹紧机构2以及定位机构3沿与预紧端伸缩方向相垂直的方向移动，从而在机架1的两侧沿机架1的长度方向滑动以适配模组8孔位。

本装置中，在机架1两侧各设置有夹紧机构2及定位机构3，使用时，通过调位机构4驱动夹紧机构2以及定位机构3沿与预紧端伸缩方向相垂直的方向移动，从而能够调节两侧的夹紧机构2之间以及两侧的定位机构3之间的距离，以使定位尖端与预紧端能够适配不同规格的模组8的孔位，并通过调位机构4的定位尖端与模组8的孔洞进行连接，在与其与孔洞位置出现偏移时，定位尖端向孔洞内伸入的过程中便能够自动将定位尖端与孔洞对准，使其能够弥补夹取精度误差，以便预紧端能够准确插入对应孔洞，并通过预紧驱动组件22驱动预紧端扩张后，使预紧端扩张并抵紧在模组8的孔壁上，使之与装配孔内侧接触挤压产生摩擦来克服模组8自重，从而实现对模组8的无损夹取及搬运。

如图2所示，在一些实施例中，机架1的一侧设有衔接架11，衔接架11的顶端用于与机器人法兰盘衔接，前方安装相机承载架6，后方安装PLC控制模块7，机架1与衔接架11之间采用四根弹性缓冲伸缩柱12衔接(见图1)，缓冲伸缩柱12由一固定筒及一活动杆组成，其中，固定筒及活动杆的相对端分别连接衔接架11及机架1，活动杆的一端连接滑动设置在固定筒内的活塞，以供工装在下压时预留部分空间，防止发生强挤压而导致夹具受损，机架1底部预留TCP标定时所需孔位。

如图2、图3所示，在一些实施例中，为了方便调节两侧夹紧机构2之间以及定位机构3之间的位置，调位机构4包括两个第三气缸41及两个驱动板42，两个第三气缸41均安装在机架1上，驱动板42均设置在第三气缸41的一侧并与机架1滑动连接，位于同侧的夹紧机构2及定位机构3固定设置在同一驱动板42上，两个第三气缸41的驱动端分别与对应驱动板42连接，以供带动驱动板42沿机架1滑动、带动夹紧机构2以及定位机构3沿与预紧端伸缩方向相垂直的方向移动，从而使各夹紧机构2之间以及各定位机构3之间相互靠近或远离，而实现调节各抵紧端及各定位尖端之间的距离，以使该装置能够适配不同规格的电池模组8。

如图3所示，在一些实施例中，夹紧机构2优选设置有两组，其分别设置在机架1的两侧，定位机构3优选设置有四组，定位机构3分别设置在机架1的四角处，且位于同一侧的两组定位机构3分别布置在夹紧机构2的两侧，以便于能够快速通过定位机构3实现该工装与模组8之间位置的锁定。

在一些实施例中，如图2、图3所示，定位机构3包括定位柱31及第二气缸32，第二气缸32通过第二安装座34固定安装在驱动板42上，定位柱31通过连接柱33连接第二气缸32的伸缩轴，以使得利用第二气缸32的伸缩能够通过连接柱33驱动定位柱31伸入至模组8的孔洞内，定位柱31用于伸入至模组8孔洞中的一端逐渐收缩形成一尖角，以使在定位柱31与孔洞位置产生一定偏移时，定位柱31的尖端逐渐向下移动可使定位柱31在伸入孔洞的过程中自动带动模组8的孔洞与其对准，以克服定位柱31与孔洞位置的偏移，弥补夹取精度误差。

进一步的，为了提高该工装的适用性，定位柱31的一端的外周面设置有外螺纹槽，其伸入至连接柱33内并螺纹连接于连接柱33，以使定位柱31可拆卸更换，能兼容多种两侧带有装配孔的模组8。

如图4至图6所示，在一些实施例中，抓取组件21包括夹紧柱211及若干支撑块212，夹紧柱211通过限位套214连接在驱动板42上，夹紧柱211的内部沿其长度方向开设有内槽215、其一端的外周侧均匀设置有多个供以容纳支撑块212的孔槽216，各支撑块212分别一一对应滑动连接于孔槽216内，且各个支撑块212的两端之间各分别套设有一弹性环213，以供将各支撑块212向内收缩使支撑块212至少部分伸入至内槽215，此时支撑块212全部收缩至孔槽216内；

预紧驱动组件22包括第一气缸222及顶针221，第一气缸222通过第一安装座224安装在驱动板42上，顶针221的一端穿过顶板及机架1延伸至内槽215并与内槽215滑动连接，第一气缸222的伸缩轴通过限位杆223与顶针221固定相连。

使用时，第一气缸222通过其伸缩轴的伸缩驱动顶针221下移直至滑动至若干支撑块212之间，通过顶针221继续向下的移动将各支撑块212向外侧挤压直至支撑块212突出于夹紧柱211的外侧并抵于模组8的孔壁，使之与装配孔的内壁接触挤压产生摩擦来克服模组8自重，以便于对模组8进行搬运。

进一步的，为了使顶针221能够顺利滑动至各支撑块212之间以将各支撑块212向外撑开，将顶针221一端的直径向背离第一气缸222的方向逐渐缩小以设置成一尖端，以便于顶针221的一端伸入至多个支撑块212之间。

在一些实施例中，如图5所示，为了限制顶针221的伸出长度，预紧驱动组件22还包括限位杆223，限位杆223的两端分别连接顶针221及第一气缸222，夹紧柱211的一端设置有套设在限位杆223外侧并与限位杆223滑动连接的限位套214，限位杆223的直径大于顶针221的直径，限位套214的外径大于夹紧柱211的外径，限位套214内设置有以供限位杆223向下滑动一定距离的槽，以限制顶针221下滑的位置，避免顶针221以及夹紧柱211延伸至孔洞后发生强挤压导致模组8损坏。

进一步的，限位杆223的一端向内收缩且外侧设置有螺纹槽，第一气缸222的驱动轴上设置一螺纹套，限位杆223的一端与螺纹套螺纹连接，限位套214通过螺栓连接于驱动板42或夹紧调节机构5，以使抓取组件21及预紧驱动组件22可在机架1上卸下，以便于根据不同孔位形状设计出不同的夹爪手指。

在一些实施例中，如图3所示，为了进一步提高该工装的适应性，动力电池模组8夹持搬运工装还包括有夹紧调节机构5，其包括调节气缸51及两个连接座52，两个连接座52相对安装在驱动板42上，且两连接座52之间的中心线与两定位机构3之间的中心线平行，调节气缸51位于两连接座52之间，且调节气缸51的一侧与第一安装座224相连，调节气缸51一端的伸缩轴与一连接座52的一端连接、其另一端通过设置伸缩杆连接另一连接座52，以供通过其伸缩轴的收缩带动调节气缸51在两连接座52之间移动，带动夹紧机构2相对定位机构3运动，调节预紧端位置，以使该工装能够适配不同类型模组8的装配孔位。

进一步的，夹紧调节机构5可设置一个或多个，可根据不同的使用需求进行后续的加装。

工作原理：根据即将搬运的模组8的装配孔形状，更换定位柱31和夹紧柱211，根据模组8大小使用第三气缸41带动驱动板42沿机架1滑动，从而带动定位机构3及夹紧机构2的位移，以调整定位机构3及夹紧机构2的位置，根据夹紧柱211伸入孔的位置调整夹紧柱211位置，通过坐标定位或机器视觉，使得机器人带动末端夹具移动到待抓取模组8正上方，随后第二气缸32带动定位柱31下移直至定位柱31插入至对应的孔洞中，通过定位柱31的定位来弥补夹取精度误差，以使夹紧柱211对准对应的孔洞，随后将夹紧柱211下探并插入一定深度后，第一气缸222下压驱动顶针221向下滑动挤出支撑块212，使之与装配孔的内壁接触挤压产生摩擦来克服模组8自重，待传感器反馈夹紧信号后机器人将模组8抓起并放至指定位置。

本实用新型通过模组8正向装配时两侧预留的孔位入手，利用定位机构3的定位尖端连接模组8孔洞来弥补夹取精度误差，使预紧端与孔洞自动对准，以便预紧端能够准确插入对应孔洞，利用预紧驱动组件22驱动预紧端扩张并抵紧在模组8的孔壁上后，可依托摩擦力完成对模组8的搬运，能一定程度上兼容两侧留有装配孔位的模组8搬运工作，避免了模组8内电芯在搬运过程中可能受损的问题。

本实用新型中定位柱31和夹紧柱211可拆卸，可根据不同孔位形状更换不同规格的定位柱31和夹紧柱211，能兼容多种两侧带有装配孔的模组8。

以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种动力电池模组夹持搬运工装，其特征在于，包括：

机架，所述机架的两侧均设置有夹紧机构及定位机构；

夹紧机构，所述夹紧机构包括抓取组件及预紧驱动组件，所述抓取组件具有一能够延伸至一模组的孔洞中的预紧端，所述预紧端可扩张或收缩，所述预紧驱动组件与所述抓取组件相连，供以驱动所述预紧端扩张以挤压所述模组的孔壁；

定位机构，所述定位机构与所述夹紧机构相连，且具有一能够延伸至模组的孔洞中的定位尖端，当各个所述定位尖端均连接所述模组的孔洞时，所述预紧端能够与其他孔洞对应、以供所述预紧端能够准确插入对应孔洞；

调位机构，所述调位机构与各所述夹紧机构及各所述定位机构均相连，用于驱动所述夹紧机构以及所述定位机构沿与预紧端伸缩方向相垂直的方向移动以适配模组孔位。

2.根据权利要求1所述的动力电池模组夹持搬运工装，其特征在于，所述抓取组件包括夹紧柱及若干支撑块，所述夹紧柱的内部沿其长度方向开设有内槽、其一端的外周侧均匀设置有多个供以容纳支撑块的孔槽，各所述支撑块分别一一对应滑动连接于所述孔槽内，且各个所述支撑块的两端之间各分别套设有一弹性环，以供将各所述支撑块向内收缩使所述支撑块至少部分伸入至所述内槽。

3.根据权利要求2所述的动力电池模组夹持搬运工装，其特征在于，所述预紧驱动组件包括第一气缸及顶针，所述顶针的一端延伸至所述内槽并与所述内槽滑动连接，所述第一气缸的驱动端与所述顶针相连用于驱动顶针滑动至若干所述支撑块之间、以将各所述支撑块向外侧挤压直至所述支撑块突出于所述夹紧柱的一侧并抵于所述模组的孔壁。

4.根据权利要求3所述的动力电池模组夹持搬运工装，其特征在于，所述顶针一端的直径向背离所述第一气缸的方向逐渐缩小以形成一尖端。

5.根据权利要求3所述的动力电池模组夹持搬运工装，其特征在于，所述预紧驱动组件还包括限位杆，所述限位杆的两端分别连接所述顶针及所述第一气缸，所述夹紧柱的一端设置有套设在所述限位杆外侧并与所述限位杆滑动连接的限位套，所述限位杆的直径大于所述顶针的直径，所述限位套的外径大于所述夹紧柱的外径。

6.根据权利要求1所述的动力电池模组夹持搬运工装，其特征在于，所述定位机构包括定位柱及第二气缸，所述定位柱通过连接柱连接所述第二气缸，以供所述第二气缸能够通过所述连接柱驱动所述定位柱伸入至所述模组的孔洞内。

7.根据权利要求6所述的动力电池模组夹持搬运工装，其特征在于，所述定位柱可拆式连接于所述连接柱，且所述定位柱背离所述连接柱的一端逐渐收缩形成一尖角。

8.根据权利要求1所述的动力电池模组夹持搬运工装，其特征在于，所述调位机构包括两个第三气缸及两个驱动板，两个所述驱动板均滑动设于所述机架且其分别与同侧的所述夹紧机构及定位机构均相连，所述第三气缸的驱动端与对应的所述驱动板连接以供驱动所述驱动板沿所述机架滑动、带动所述夹紧机构以及所述定位机构沿与预紧端伸缩方向相垂直的方向移动。

9.根据权利要求1所述的动力电池模组夹持搬运工装，其特征在于，所述动力电池模组夹持搬运工装还包括有夹紧调节机构，所述夹紧调节机构与所述调位机构的驱动端相连、其包括调节气缸及连接座，所述调节气缸的一侧与所述夹紧机构相连，所述调节气缸一端的伸缩轴与所述连接座的一端连接、其另一端通过设置伸缩杆连接所述连接座的另一端，以供通过其伸缩轴的伸缩带动所述夹紧机构相对所述定位机构运动。

10.根据权利要求1所述的动力电池模组夹持搬运工装，其特征在于，所述机架的一侧设有用于衔接机器人法兰盘的衔接架，所述衔接架与所述机架通过若干缓冲伸缩柱相连。