CN221070053U - 电芯上料整序装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电芯上料整序装置，电芯上料整序装置包括上料机构、脱料机构以及输送机构，上料机构包括相连接的挡板和两个料框，料框用于容纳多个无序排布的电芯，挡板上设置有开口，开口用于露出料框中的部分电芯；脱料机构包括相连接的脱料驱动件和吸取件；输送机构包括输送带，脱料驱动件用于驱动吸取件运动至第一位置或第二位置，当吸取件处于第一位置时，吸取件能够通过开口吸取料框中露出的电芯，当吸取件处于第二位置时，吸取件能够与吸取的电芯分离，以使分离后的电芯掉落至输送带，输送带用于输送掉落的电芯至下一位置。

Description

电芯上料整序装置

技术领域

本申请涉及电池生产技术领域，特别是涉及一种电芯上料整序装置。

背景技术

作为新能源行业的核心产品，相较于其他类型的电池，圆柱锂电池由于其技术成熟、工艺稳定、产品一致性高，得到市场高度认可和广泛应用。将圆柱电芯转变成品动力电池包的关键包装设备，也逐渐向高速、全自动、智能化、无人化方向进化和发展。但是，在电池上料过程中，原料电芯无序排列，无法直接进行自动化生产，需要人工取出上料，进行整序作业。

实用新型内容

基于此，有必要针对电芯上料的问题，提供一种电芯上料整序装置。

一种电芯上料整序装置，所述电芯上料整序装置包括：

上料机构，包括相连接的挡板和两个料框，所述料框用于容纳多个无序排布的电芯，所述挡板上设置有开口，所述开口用于露出所述料框中的部分所述电芯；

脱料机构，包括相连接的脱料驱动件和吸取件；

输送机构，包括输送带，所述脱料驱动件用于驱动所述吸取件运动至第一位置或第二位置，当所述吸取件处于所述第一位置时，所述吸取件能够通过所述开口吸取所述料框中露出的所述电芯，当所述吸取件处于所述第二位置时，所述吸取件能够与吸取的所述电芯分离，以使分离后的所述电芯掉落至所述输送带，所述输送带用于输送掉落的所述电芯至下一位置。

在其中一个实施例中，所述输送机构还包括分料板，所述分料板与所述挡板分别设置于所述输送带的输送方向的两侧，当处于所述第一位置时，所述吸取件穿设于所述分料板和所述开口，当处于所述第二位置时，所述分料板抵接于所述吸取件上的所述电芯，以使所述吸取件和所述吸取件上的电芯能够分离。

在其中一个实施例中，所述吸取件包括相连接的拉板和磁性件，所述拉板连接于所述脱料驱动件的输出端。

在其中一个实施例中，所述脱料机构还包括滑动底座，所述滑动底座用于带动所述脱料驱动件和所述吸取件沿所述输送带的输送方向运动。

在其中一个实施例中，所述输送机构还包括阻挡件和顶升件，所述顶升件用于承载所述输送带上的电芯，并带动承载的所述电芯沿垂直于所述输送带的输送方向运动，所述阻挡件能够位于所述顶升件和所述输送带之间，以分隔所述顶升件和所述输送带。

在其中一个实施例中，还包括升降旋转机构和翻转机构，所述升降旋转机构用于将所述顶升件上的所述电芯输送至所述翻转机构上，所述翻转机构用于翻转所述电芯。

在其中一个实施例中，还包括搬运机构，所述搬运机构包括桁架、插电芯机械手以及承载框，所述承载框连接于所述桁架，所述插电芯机械手用于在插电芯位置将所述翻转机构翻转后的电芯插入至有剩余位置的所述承载框中。

在其中一个实施例中，所述搬运机构还包括料框输送机和空框搬运机械手，所述空框搬运机械手与所述桁架滑动配合，所述空框搬运机械手用于将所述有剩余位置的承载框搬运至所述料框输送机上，以使所述料框输送机输送所述承载框运动至所述插电芯位置。

在其中一个实施例中，所述搬运机构还包括与所述桁架滑动配合的满框搬运机械手，所述满框搬运机械手和所述空框搬运机械手分别位于所述桁架的长度方向的两侧，所述满框搬运机械手用于将插满所述电芯的所述承载框搬运至下料位置。

在其中一个实施例中，所述料框输送机包括料框输送组件和料框升降座，所述料框输送组件沿垂直于所述桁架的长度方向的方向延伸，所述料框升降座能够沿所述料框输送组件的长度方向滑动，以输送所述料框升降座上的承载框，所述承载框安装在所述料框升降座上，所述料框升降座能沿所述桁架的高度方向升降，以调节所述承载框与所述空框搬运机械手，或者所述承载框与所述满框搬运机械手的相对位置，所述桁架的长度方向、所述料框输送组件的延伸方向、以及所述料框升降座的升降方向两两垂直。

上述电芯上料整序装置，上料机构包括两个料框，每个料框内均能够储存多个无序排布的电芯，在挡板上设置有开口，将挡板连接于料框，挡板的开口能够露出料框中的部分电芯。脱料机构的脱料驱动件驱动吸取件运动至第一位置，从而使吸取件通过开口吸取料框内的电芯，然后脱料驱动件驱动吸取件运动至第二位置，此时吸取件和其吸取的电芯分离，而分离后的电芯掉落在输送带上，并通过输送带输送至下一位置。本申请提供的电芯上料整序装置，通过设置上料机构、脱料机构以及输送机构从而实现自动上料，不再需要人工一个一个上料，提高了上料效率，节省了上料时间。

附图说明

图1为本申请实施例提供的电芯上料整序装置的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的吸取件处于第一位置时的结构示意图。

图3为本申请实施例提供的上料机构的结构示意图。

图4为本申请实施例提供的脱料机构的结构示意图。

图5为本申请实施例提供的输送机构的结构示意图。

图6为本申请实施例提供的升降旋转机构将顶升件上的电芯搬运至翻转机构的结构示意图。

图7为本申请实施例提供的升降旋转机构的结构示意图。

图8为本申请实施例提供的翻转机构的结构示意图。

图9为本申请实施例提供的搬运机构的结构示意图。

图10为本申请实施例提供的承载框处于插电芯位置的结构示意图。

图11为本申请实施例提供的桁架上设置空框搬运机械手和满框搬运机械手的结构示意图。

图12为本申请实施例提供的料框输送机的第一视角的结构示意图。

图13为本申请实施例提供的料框输送机的第二视角的结构示意图。

图14为本申请实施例提供的空框搬运机械手的结构示意图。

图中：

100、上料机构；110、挡板；120、料框；

200、脱料机构；210、脱料驱动件；220、吸取件；221、拉板；222、磁性件；230、滑动底座；

300、输送机构；310、输送带；320、分料板；330、阻挡件；340、顶升件；

400、升降旋转机构；410、升降旋转机；420、机械臂；430、变距机械手；

500、翻转机构；510、底座；520、电芯翻转座；530、电机减速机；540、气缸脱磁组件；550、调整组件；

600、搬运机构；610、桁架；620、承载框；630、料框输送机；631、料框输送组件；6311、滑轨；6312、缓冲限位件；6313、输送驱动件；632、料框升降座；6321、升降气缸；633、定位组件；6331、活动夹板；6332、滑动导向件；6333、抵接件；6334、夹紧驱动件；6335、固定底座；640、空框搬运机械手；650、满框搬运机械手。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

在圆柱电芯转变成品动力电池包的关键包装设备，也逐渐向高速、全自动、智能化、无人化方向进化和发展。但是，现有的电芯上料整序装置具有以下缺点：

1.电池生产中，圆柱电池来料上料、整序作业工序分散，需用的工位设备进行，工艺繁冗、设备结构复杂；

2.PACK生产中，圆柱电池原料使用无定位胶框散装、无需排列、无法满足自动作业需要：

3.传统PACK作业中，原料框的电池需手工取出、上料，人工作业速度慢、效率低、作业强度大，无法满足作业生产需要；

4.每框原料上料结束后，需进行换框，作业不连续、易造成生产中断，影响节拍；

5.设备兼容性不高、柔性差，无法满足产品换型需要。

为此，本申请提供了一种电芯上料整序装置，如图1至图14所示，电芯上料整序装置包括上料机构100、脱料机构200以及输送机构300，上料机构100包括相连接的挡板110和两个料框120，料框120用于容纳多个无序排布的电芯，挡板110上设置有开口，开口用于露出料框120中的部分电芯；脱料机构200包括相连接的脱料驱动件210和吸取件220；输送机构300包括输送带310，脱料驱动件210用于驱动吸取件220运动至第一位置或第二位置，当吸取件220处于第一位置时，吸取件220能够通过开口吸取料框120中露出的电芯，当吸取件220处于第二位置时，吸取件220能够与吸取的电芯分离，以使分离后的电芯掉落至输送带310，输送带310用于输送掉落的电芯至下一位置。

上述电芯上料整序装置，上料机构100包括两个料框120，每个料框120内均能够储存多个无序排布的电芯，在挡板110上设置有开口，将挡板110连接于料框120，挡板110的开口能够露出料框120中的部分电芯。脱料机构200的脱料驱动件210驱动吸取件220运动至第一位置，从而使吸取件220通过开口吸取料框120内的电芯，然后脱料驱动件210驱动吸取件220运动至第二位置，此时吸取件220和其吸取的电芯分离，而分离后的电芯掉落在输送带310上，并通过输送带310输送至下一位置。本申请提供的电芯上料整序装置，通过设置上料机构100、脱料机构200以及输送机构300从而实现自动上料，不再需要人工一个一个上料，提高了上料效率，节省了上料时间。

具体地，如图2至图5所示，开口用于露出料框120中最下排的多个电芯。

在一些实施例中，如图2至图5所示，输送机构300还包括分料板320，分料板320与挡板110分别设置于输送带310的输送方向的两侧，当处于第一位置时，吸取件220穿设于分料板320和开口，当处于第二位置时，分料板320抵接于吸取件220上的电芯，以使吸取件220和吸取件220上的电芯能够分离。当需要吸取料框120中的电芯时，脱料驱动件210驱动吸取件220向靠近料框120的方向移动，使之依次穿过分料板320与挡板110的开口，此时吸取件220处于第一位置，然后吸取通过开口露出的电芯，当吸取工序完成后，脱料驱动件210驱动吸取件220向远离料框120的方向移动，从而使吸取件220上的电芯与分料板320抵接，此时吸取件220处于第二位置，吸取件220继续向远离料框120的方向移动，从而使吸取件220上的电芯被分料板320阻挡，从而落下在输送带310上。

在一些实施例中，吸取件220通过抽吸力抽取料框120中的电芯。

在一些实施例中，如图2至图5所示，吸取件220包括相连接的拉板221和磁性件222，拉板221连接于脱料驱动件210的输出端。磁性件222通过拉板221连接于脱料驱动件210，磁性件222能够通过磁吸力与电芯吸附，从而将电芯从料框120中抽出。

具体地，如图2至图5所示，拉板221呈L状。

具体地，脱料驱动件210为气缸。

在一些实施例中，如图2至图5所示，脱料机构200还包括滑动底座230，滑动底座230用于带动脱料驱动件210和吸取件220沿输送带310的输送方向运动。通过设置滑动底座230，滑动底座230带动脱料驱动件210和吸取件220沿输送带310的输送方向运动，从而调节了吸取件220和多个料框120之间的相对位置。例如，当其中一个料框120中的电芯全部取出后，滑动底座230带动脱料驱动件210和吸取件220沿输送带310的输送方向运动，进而使吸取件220吸取另一个料框120中的电芯。

在一些实施例中，如图2至图5所示，输送机构300还包括阻挡件330和顶升件340，顶升件340用于承载输送带310上的电芯，并带动承载的电芯沿垂直于输送带310的输送方向运动，阻挡件330能够位于顶升件340和输送带310之间，以分隔顶升件340和输送带310。通过设置顶升件340，从而顶起通过输送带310传输的部分电芯，便于进行下一步工序。而设置阻挡件330，当顶升件340上承载的电芯数量达到预设值时，阻挡件330位于顶升件340和输送带310之间，以分隔顶升件340和输送带310，阻止进一步向顶升件340上输送电芯。

具体地，顶升件340包括气缸和连接于气缸的输出端的托盘，托盘承载输送带310上的电芯，通过气缸推动托盘运动，进而带动托盘带动承载的电芯沿垂直于输送带310的输送方向运动。

在一些实施例中，如图6至图7所示，电芯上料整序装置还包括升降旋转机构400和翻转机构500，升降旋转机构400用于将顶升件340上的电芯输送至翻转机构500上，翻转机构500用于翻转电芯。通过设置升降旋转机构400，将顶升件340上的电芯输送至翻转机构500上，方便进行下一步电芯翻转工序。

具体地，如图6至图7所示，升降旋转机构400包括升降旋转机410、连接于升降旋转机410的机械臂420、以及连接于机械臂420的变距机械手430，变距机械手430用于将顶升件340上的多个电芯搬运至翻转机构500上。

具体地，如图6至图8所示，翻转机构500包括底座510、电芯翻转座520、电机减速机530、气缸脱磁组件540、调整组件550等。

需要说明的是，升降旋转机构400和翻转机构500属于本领域的常规技术手段，具体的结构在此不再赘述。

升降旋转机构400和翻转机构500工作的工序为：

1）升降旋转机410下降，前方的变距机械手430对接顶升件340，抓取电芯；

2）机械臂420带动变距机械手430上升、旋转，将电芯搬运到电芯翻转座520的上方，并在机械臂420旋转过程中完成电芯的变距；

3）变距机械手430下降，将电芯放到电芯翻转座520上之后上升，结束本次电芯搬运旋转作业；

4）电芯翻转座520带动电芯旋转90度，完成电芯翻转，等待下一步作业。

在一些实施例中，如图9至图14所示，电芯上料整序装置还包括搬运机构600，搬运机构600包括桁架610、插电芯机械手以及承载框620，承载框620连接于桁架610，插电芯机械手用于在插电芯位置将翻转机构500翻转后的电芯插入至有剩余位置的承载框620中。通过设置插电芯机械手，将通过翻转机构500翻转后的电芯插入至承载框620的剩余空位中。

具体地，如图9至图14所示，搬运机构600还包括料框输送机630和空框搬运机械手640，空框搬运机械手640与桁架610滑动配合，空框搬运机械手640用于将有剩余位置的承载框620搬运至料框输送机630上，以使料框输送机630输送承载框620运动至插电芯位置。通过设置空框搬运机械手640，便于搬运有剩余位置的承载框620。而设置料框输送机630，便于输送承载框620。

具体地，如图9至图14所示，搬运机构600还包括与桁架610滑动配合的满框搬运机械手650，满框搬运机械手650和空框搬运机械手640分别位于桁架610的长度方向的两侧，满框搬运机械手650用于将插满电芯的承载框620搬运至下料位置。设置空框搬运机械手640搬运有剩余位置的承载框620，设置满框搬运机械手650搬运插满电芯的承载框620，而满框搬运机械手650和空框搬运机械手640分别位于桁架610的长度方向的两侧，两者互不影响。

在一些实施例中，如图9至图14所示，料框输送机630包括料框输送组件631和料框升降座632，料框输送组件631沿垂直于桁架610的长度方向的方向延伸，料框升降座632能够沿料框输送组件631的长度方向滑动，以输送料框升降座632上的承载框620，承载框620安装在料框升降座632上，料框升降座632能沿桁架610的高度方向升降，以调节承载框620与空框搬运机械手640，或者承载框620与满框搬运机械手650的相对位置，桁架610的长度方向、料框输送组件631的延伸方向、以及料框升降座632的升降方向两两垂直。承载框620安装在料框升降座632上，料框升降座632与料框输送组件631滑动配合，从而使承载框620沿料框输送组件631的长度方向运动。而且料框升降座632能沿桁架610的高度方向升降，便于空框搬运机械手640或者满框搬运机械手650夹持承载框620。

具体地，如图9至图14所示，料框输送组件631包括输送驱动件6313，输送驱动件6313用于驱动料框升降座632移动。更具体地，输送驱动件6313为气缸。

具体地，如图9至图14所示，料框输送组件631包括滑轨6311和滑块，滑块安装在料框升降座632，滑轨6311安装在工作车间的地面或者安装平台上，通过滑轨6311和滑块限定料框升降座632的移动轨迹。

具体地，如图9至图14所示，料框输送组件631包括缓冲限位件6312，缓冲限位件6312设置于滑轨6311的端部，缓冲限位件6312用于限制料框升降座632的滑动轨迹。

具体地，如图9至图14所示，料框输送组件631还包括升降气缸6321，升降气缸6321用于推动料框升降座632沿桁架610的高度方向运动。

在一些实施例中，如图9至图14所示，料框输送机630还包括定位组件633，定位组件633用于将料承载框620进行夹紧定位，以便插电芯机械手将电芯精确装框。

具体地，如图9至图14所示，定位组件633包括活动夹板6331、滑动导向件6332、抵接件6333、夹紧驱动件6334、固定底座6335，活动夹板6331通过滑轨6311安装在固定底座510上，夹紧驱动件6334带动活动夹板6331从两侧，通过滑动导向滚轮接触对料框120进行夹紧，之后夹紧驱动件6334开始伸出，在纵向方向上对承载框620进行夹紧定位。同时活动夹板6331两侧还设置有顶丝孔，通过调整滑动导向位置进行料框120在垂直方向上的角度调整。

更具体地，如图9至图14所示，料框输送机630设置有两组，两组料框输送机630沿桁架610的长度方向间隔排布。空框搬运机械手640配置有一组料框输送机630，满框搬运机械手650配置有另一组料框输送机630。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电芯上料整序装置，其特征在于，所述电芯上料整序装置包括：

上料机构，包括相连接的挡板和两个料框，所述料框用于容纳多个无序排布的电芯，所述挡板上设置有开口，所述开口用于露出所述料框中的部分所述电芯；

脱料机构，包括相连接的脱料驱动件和吸取件；

输送机构，包括输送带，所述脱料驱动件用于驱动所述吸取件运动至第一位置或第二位置，当所述吸取件处于所述第一位置时，所述吸取件能够通过所述开口吸取所述料框中露出的所述电芯，当所述吸取件处于所述第二位置时，所述吸取件能够与吸取的所述电芯分离，以使分离后的所述电芯掉落至所述输送带，所述输送带用于输送掉落的所述电芯至下一位置。

2.根据权利要求1所述的电芯上料整序装置，其特征在于，所述输送机构还包括分料板，所述分料板与所述挡板分别设置于所述输送带的输送方向的两侧，当处于所述第一位置时，所述吸取件穿设于所述分料板和所述开口，当处于所述第二位置时，所述分料板抵接于所述吸取件上的所述电芯，以使所述吸取件和所述吸取件上的电芯能够分离。

3.根据权利要求1所述的电芯上料整序装置，其特征在于，所述吸取件包括相连接的拉板和磁性件，所述拉板连接于所述脱料驱动件的输出端。

4.根据权利要求1所述的电芯上料整序装置，其特征在于，所述脱料机构还包括滑动底座，所述滑动底座用于带动所述脱料驱动件和所述吸取件沿所述输送带的输送方向运动。

5.根据权利要求1所述的电芯上料整序装置，其特征在于，所述输送机构还包括阻挡件和顶升件，所述顶升件用于承载所述输送带上的电芯，并带动承载的所述电芯沿垂直于所述输送带的输送方向运动，所述阻挡件能够位于所述顶升件和所述输送带之间，以分隔所述顶升件和所述输送带。

6.根据权利要求5所述的电芯上料整序装置，其特征在于，还包括升降旋转机构和翻转机构，所述升降旋转机构用于将所述顶升件上的所述电芯输送至所述翻转机构上，所述翻转机构用于翻转所述电芯。

7.根据权利要求6所述的电芯上料整序装置，其特征在于，还包括搬运机构，所述搬运机构包括桁架、插电芯机械手以及承载框，所述承载框连接于所述桁架，所述插电芯机械手用于在插电芯位置将所述翻转机构翻转后的电芯插入至有剩余位置的所述承载框中。

8.根据权利要求7所述的电芯上料整序装置，其特征在于，所述搬运机构还包括料框输送机和空框搬运机械手，所述空框搬运机械手与所述桁架滑动配合，所述空框搬运机械手用于将所述有剩余位置的承载框搬运至所述料框输送机上，以使所述料框输送机输送所述承载框运动至所述插电芯位置。

9.根据权利要求8所述的电芯上料整序装置，其特征在于，所述搬运机构还包括与所述桁架滑动配合的满框搬运机械手，所述满框搬运机械手和所述空框搬运机械手分别位于所述桁架的长度方向的两侧，所述满框搬运机械手用于将插满所述电芯的所述承载框搬运至下料位置。

10.根据权利要求9所述的电芯上料整序装置，其特征在于，所述料框输送机包括料框输送组件和料框升降座，所述料框输送组件沿垂直于所述桁架的长度方向的方向延伸，所述料框升降座能够沿所述料框输送组件的长度方向滑动，以输送所述料框升降座上的承载框，所述承载框安装在所述料框升降座上，所述料框升降座能沿所述桁架的高度方向升降，以调节所述承载框与所述空框搬运机械手，或者所述承载框与所述满框搬运机械手的相对位置，所述桁架的长度方向、所述料框输送组件的延伸方向、以及所述料框升降座的升降方向两两垂直。