一种模组的抓取夹具的制作方法

一种模组的抓取夹具
【技术领域】
1.本实用新型涉及电池模组的搬运设备，特别是一种模组的抓取夹具。


背景技术：

2.因新能源技术兴起，锂电池相对于其它类电池的优势愈发明显，组装锂电池的技术随之成熟。在电池包装配过程中，需配备自动抓取夹具配合机器人，以便于准确抓取锂电池模组进行组装。其中，对模组的抓取常采用模组专用夹具。
3.现有技术的缺陷主要表现在：1、无安全防护机构，抓取过程中安全性无法保障，存在移动过程中因抖动等原因引起的掉落风险；2、电池模组的各个电芯有通过焊接固定在一起的；也有通过钢带等捆绑件捆绑在一起的，而对于通过钢带等捆绑件固定在一起的模组，在吊装过程，无侧面夹紧限位机构，抓取及运输过程中无法限定电池形态，搬运过程中模组的电芯与电芯之间容易产生错位而偏移，导致模组发生变形。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种模组的抓取夹具，采用勾爪机构进行固定，消除移动过程中因抖动等原因引起的掉落风险；在勾爪侧同时配备防跌机构，防止模组吊起时掉落；兜底结构，起双重保护作用。
5.本实用新型是这样实现的：一种模组的抓取夹具，包括：
6.主框架；
7.活动式勾爪部，包括第一勾爪机构、第一支座及第一防跌机构；所述第一支座固定连接于所述主框架；所述第一勾爪机构沿横向活动地连接于所述第一支座；所述第一防跌机构沿横向活动地连接于所述第一支座；
8.固定式勾爪部，第二勾爪机构、第二支座及第二防跌机构；所述第二支座固定连接于所述主框架；所述第二勾爪机构连接于所述第二支座，并和所述第一勾爪机构呈对称布置；所述第二防跌机构沿横向活动地连接于所述第二支座，并和所述第一防跌机构呈对称布置；
9.视觉部，固定连接于所述主框架；
10.兜底部，沿纵向和竖向活动地连接于所述主框架。
11.进一步地，所述第一勾爪机构包括：
12.第一安装支座；
13.第一导轨，固定连接于所述第一安装支座，并沿横向布置；
14.第一滑块，滑动连接于所述第一导轨，并固定连接于所述第一支座；
15.第二安装支座，连接于所述第一安装支座；
16.第一勾爪，有两个，固定连接于所述第二安装支座；
17.第一驱动装置，固定连接于所述第一支座，且输出端连接于所述第一安装支座。
18.进一步地，所述第一勾爪机构还包括：
19.第二导轨，固定连接于所述第二安装支座，并沿纵向布置；
20.第二滑块，固定连接于所述第一安装支座，并滑动连接于所述第二导轨；
21.第二驱动装置，固定连接于所述第一安装支座，且输出端连接于所述第二安装支座。
22.进一步地，所述第一防跌机构包括：
23.第一防跌支座；
24.第三导轨，固定连接于所述第一防跌支座，并沿横向布置；
25.第三滑块，滑动连接于所述第三导轨，并固定连接于所述第一支座；
26.第一防跌板，沿横向凸设有第一插销，固定连接于所述第一防跌支座，且位于两所述第一勾爪之间；
27.第三驱动装置，固定连接于所述第一支座，且输出端连接于所述第一防跌支座。
28.进一步地，所述第二勾爪机构包括：
29.第三安装支座，固定连接于所述第二支座；
30.第四安装支座，连接于所述第三安装支座；
31.第二勾爪，有两个，固定连接于所述第四安装支座。
32.进一步地，所述第二勾爪机构还包括：
33.第四导轨，固定连接于所述第四安装支座，并沿纵向布置；
34.第四滑块，固定连接于所述第三安装支座，并滑动连接于所述第四导轨；
35.第四驱动装置，固定连接于所述第三安装支座，且输出端连接于所述第四安装支座。
36.进一步地，所述第二防跌机构包括：
37.第二防跌支座；
38.第五导轨，固定连接于所述第二防跌支座，并沿横向布置；
39.第五滑块，滑动连接于所述第五导轨，并固定连接于所述第二支座；
40.第二防跌板，沿横向凸设有第二插销，固定连接于所述第二防跌支座，且位于两所述第二勾爪之间；
41.第五驱动装置，固定连接于所述第二支座，且输出端连接于所述第二防跌支座。
42.进一步地，还包括
43.第一检测装置，固定连接于所述主框架，并用于检测预定的放料位置是否为空；
44.第二检测装置，有两个，用于检测预定的放料为是否有异物；所述活动式勾爪部和固定式勾爪部分别固定连接有一个所述第二检测装置；
45.第三检测装置，用于检测模组是否超高；固定连接于所述第一防跌机构或第二防跌机构；
46.机器人连接法兰，固定连接于所述主框架；
47.定位杆，能拆卸地连接于所述主框架。
48.进一步地，所述视觉部包括：
49.视觉支架，固定连接于所述主框架；
50.视觉相机，固定连接于所述视觉支架；
51.光源，固定连接于所述视觉支架。
52.进一步地，所述兜底部包括：
53.安装板，固定连接于所述主框架，并位于所述固定式勾爪部和活动式勾爪部之间；
54.第一兜底滑板，沿纵向滑动地连接于所述安装板；
55.第一兜底驱动装置，固定连接于所述安装板，且输出端连接于所述第一兜底滑板，并驱动第一兜底滑板沿纵向滑动；
56.第二兜底滑板，沿竖向滑动地连接于所述第一兜底滑板；
57.第二兜底驱动装置，固定连接于所述第一兜底滑板，且输出端连接于所述第二兜底滑板，并驱动第二兜底滑板沿竖向滑动；
58.兜底板，沿纵向固定连接于所述第二兜底滑板的内侧面。
59.本实用新型的优点在于：采用勾爪机构进行固定模组，消除移动过程中因抖动等原因引起的掉落风险；同时配备防跌机构，防止模组吊起时掉落；兜底结构，起双重保护作用。
【附图说明】
60.下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。
61.图1是本实用新型的抓取夹具的立体图。
62.图2是本实用新型的抓取夹具的主视图。
63.图3是本实用新型的抓取夹具的右视图。
64.图4是本实用新型的抓取夹具的俯视图。
65.图5是本实用新型的固定式勾爪部的立体图。
66.图6是本实用新型的固定式勾爪部的后视图。
67.图7是本实用新型的固定式勾爪部的爆炸图。
68.图8是本实用新型的活动式勾爪部的立体图一。
69.图9是本实用新型的活动式勾爪部的立体图二。
70.图10是本实用新型的活动式勾爪部的爆炸图。
71.图11是本实用新型的兜底部的立体图一。
72.图12是本实用新型的兜底部的立体图二。
73.图13是本实用新型的抓取夹具抓取模组的效果示意图。
74.附图标记说明：
75.主框架1；
76.活动式勾爪部2，第一勾爪机构21，第一安装支座211，第一导轨212，第一滑块213，第二安装支座214，第一勾爪215，第一驱动装置216，第二导轨217，第二滑块218，第二驱动装置219，第一支座22，第一防跌机构23，第一防跌支座231，第三导轨232，第三滑块233，第一防跌板234，第一插销2341，第三驱动装置235；
77.固定式勾爪部3，第二勾爪机构31，第三安装支座311，第四安装支座312，第二勾爪313，第四导轨314，第四滑块315，第四驱动装置316，第二支座32，第二防跌机构33，第二防跌支座331，第五导轨332，第五滑块333，第二防跌板334，第二插销3341，第五驱动装置335；
78.视觉部4，视觉支架41，视觉相机42，光源43；
79.兜底部5，安装板51，第一兜底滑板52，第一兜底驱动装置53，第二兜底滑板54，第
二兜底驱动装置55，兜底板56；
80.第一检测装置6；
81.第二检测装置7；
82.第三检测装置8，发射器81，接收器82；
83.机器人连接法兰9；
84.定位杆10；
85.模组20；
86.接近传感器30；
87.油压缓冲器40。
【具体实施方式】
88.在对本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的描述为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型保护范围的限制。
89.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
90.本实用新型实施的总体构思如下：
91.采用勾爪机构进行固定模组，消除移动过程中因抖动等原因引起的掉落风险；同时配备防跌机构，防止模组吊起时掉落；兜底部5，起双重保护作用。
92.请参阅图1至图13所示。
93.一种模组的抓取夹具，包括：
94.主框架1；
95.活动式勾爪部2，包括第一勾爪机构21、第一支座22及第一防跌机构23；所述第一支座22固定连接于所述主框架1；所述第一勾爪机构21沿横向活动地连接于所述第一支座22；所述第一防跌机构23沿横向活动地连接于所述第一支座22；
96.固定式勾爪部3，第二勾爪机构31、第二支座32及第二防跌机构33；所述第二支座32固定连接于所述主框架1；所述第二勾爪机构31连接于所述第二支座32，并和所述第一勾爪机构21呈对称布置，通过第一勾爪机构21和第二勾爪机构31在两侧勾住并夹取模组，消除移动过程中因抖动等原因引起的掉落风险；所述第二防跌机构33沿横向活动地连接于所述第二支座32，并和所述第一防跌机构23呈对称布置，通过第一防跌机构23和第二防跌机构33在两侧将模组进一步夹持限位，防止模组吊起时掉落，起安全保护作用；同时，所述第二勾爪机构31为固定式，和所述兜底部5配合，在起吊时起定位和限位作用，在横向和纵向便于起吊时摆正模组形态，搬运过程中防止模组产生偏移，同时避免夹持过程中模组产生变形。
97.视觉部4，固定连接于所述主框架1，用于检测模组的位置；
98.兜底部5，沿纵向和竖向活动地连接于所述主框架1，对模组进行兜底，起双重保护作用；同时在纵向对模组进行定位和限位，便于模组在纵向摆正形态，避免发生偏移和产生变形。
99.所述第一勾爪机构21包括：
100.第一安装支座211；
101.第一导轨212，固定连接于所述第一安装支座211，并沿横向布置；
102.第一滑块213，滑动连接于所述第一导轨212，并固定连接于所述第一支座22；
103.第二安装支座214，连接于所述第一安装支座211；
104.第一勾爪215，有两个，固定连接于所述第二安装支座214；所述第一勾爪215和第二勾爪313呈对称布置，在模组两侧夹持模组，使得夹持更平稳；
105.第一驱动装置216，固定连接于所述第一支座22，且输出端连接于所述第一安装支座211。在具体实施中，所述第一驱动装置216可采用执行元件，如气缸。
106.所述第一勾爪机构21还包括：
107.第二导轨217，固定连接于所述第二安装支座214，并沿纵向布置；
108.第二滑块218，固定连接于所述第一安装支座211，并滑动连接于所述第二导轨217；
109.第二驱动装置219，固定连接于所述第一安装支座211，且输出端连接于所述第二安装支座214。在具体实施中，所述第二驱动装置219可采用执行元件，如气缸。
110.当预定的放置位置有其它模组占位时，所述第二驱动装置219驱动所述第二安装支座214沿纵向运动，从而可带动所夹持的模组沿纵向运动，将相邻的模组推开，避免相邻模组将放置位置挡住。
111.所述第一防跌机构23包括：
112.第一防跌支座231；
113.第三导轨232，固定连接于所述第一防跌支座231，并沿横向布置；
114.第三滑块233，滑动连接于所述第三导轨232，并固定连接于所述第一支座22；
115.第一防跌板234，沿横向凸设有第一插销2341，固定连接于所述第一防跌支座231，且位于两所述第一勾爪215之间；所述第一插销2341和第二插销3341插入到模组两侧面的预定孔位内，进行定位配合，从而实现第一防跌板234和第二防跌板334在两侧将模组吊住，避免模组掉落；
116.第三驱动装置235，固定连接于所述第一支座22，且输出端连接于所述第一防跌支座231。在具体实施中，所述第三驱动装置235可采用执行元件，如气缸。
117.所述第二勾爪机构31包括：
118.第三安装支座311，固定连接于所述第二支座32；
119.第四安装支座312，连接于所述第三安装支座311；
120.第二勾爪313，有两个，固定连接于所述第四安装支座312。
121.所述第二勾爪机构31还包括：
122.第四导轨314，固定连接于所述第四安装支座312，并沿纵向布置；
123.第四滑块315，固定连接于所述第三安装支座311，并滑动连接于所述第四导轨314；
124.第四驱动装置316，固定连接于所述第三安装支座311，且输出端连接于所述第四安装支座312。其工作原理和第二驱动装置219相似。在具体实施中，所述第四驱动装置316可采用执行元件，如气缸。
125.所述第二防跌机构33包括：
126.第二防跌支座331；
127.第五导轨332，固定连接于所述第二防跌支座331，并沿横向布置；
128.第五滑块333，滑动连接于所述第五导轨332，并固定连接于所述第二支座32；
129.第二防跌板334，沿横向凸设有第二插销3341，固定连接于所述第二防跌支座331，且位于两所述第二勾爪313之间；
130.第五驱动装置335，固定连接于所述第二支座32，且输出端连接于所述第二防跌支座331。在具体实施中，所述第五驱动装置335可采用执行元件，如气缸。
131.还包括
132.第一检测装置6，固定连接于所述主框架1，并用于检测预定的放料位置是否为空，即是否有异物；在具体一实施例中，所述第一检测装置6可采用测距传感器，若预定的放料为有异物，则测得的距离和预定的距离不一致，表面预定的上料位有异物；需要解释的是：由于模组在装配时壳体有用胶水进行固定，而胶水会流动，可能出现胶水流出壳体表面，此时模组堆叠时，会因有胶水存在而发生偏移，即相邻的模组可能侵入到别的模组的放料位置上；因此，通过第一检测装置6检测预定的放料为是否为空；当第一检测装置6检测到有异物时，则所述第二驱动装置219和第四驱动装置316工作，驱动所述第二安装支座214和第四安装支座312沿纵向运动，从而可带动所夹持的模组沿纵向运动，将相邻的模组推开，将放料位空出；
133.第二检测装置7，有两个，用于检测预定的放料为是否有异物；所述活动式勾爪部2和固定式勾爪部3分别固定连接有一个所述第二检测装置7；在具体一实施例中，所述第二检测装置7可采用距离设定型光电传感器；两个第二检测装置7在模组的两端测距，若预定的放料位有异物，则当模组放下后，两个测得距离不一致，模组发生倾斜，即模组两端不等高，即预定的放料为是否有异物。在实际生产过程中，由于上游工序中，可能存在将工具或零配件等其它物体落在模组上的情况，此时，其它模组堆叠到该模组上时，由于有异物，导致模组存在偏斜的情况发生；因此，当第二检测装置7检测到有异物是，生产线的报警装置发出报警提示，以便工作人员处理；
134.第三检测装置8，用于检测模组20是否超高；固定连接于所述第一防跌机构23或第二防跌机构33；在具体一实施例中，所述第三检测装置8可采用对射式光电传感器，包括一发射器81和一接收器82，发射器81可固定于第一防跌板234，接收器82可固定于第二防跌板334；反之亦可。当模组超高时，会将发射器81发出的信号阻挡，而导致接收器82接收不到信号，即表明模组超高；模组超高可能出现电芯的顶部和所述的抓取夹具存在接触，由于电芯带电，即使所述的抓取夹具可进行绝缘措施，但也不能保证百分百安全，还是存在安全隐患，因此需要检测是否超高，当超高时，则发出报警提示，以便工作人员处理；
135.机器人连接法兰9，固定连接于所述主框架1；用于和机器人进行对接；
136.定位杆10，能拆卸地连接于所述主框架1。所述定位杆10作为机器人标定杆使用，用于本实用新型所述的抓取夹具和机器人连接后，确定坐标系，即作为确定坐标系的一预
定的基准点使用，当坐标系确定后，所述定位杆10拆除，避免在夹取模组过程中发生干涉。
137.所述视觉部4包括：
138.视觉支架41，固定连接于所述主框架1；
139.视觉相机42，固定连接于所述视觉支架41；在具体一实施例中，所述视觉相机的镜头竖直朝下布置，用于拍摄模组的实际放料位置，确定模组的实际放料位置和预定的放料位置的误差，以便在将模组放下时进行微调，使得放料位置更精准。
140.光源43，固定连接于所述视觉支架41。所述光源43用于照明。
141.所述兜底部5包括：
142.安装板51，固定连接于所述主框架1，并位于所述固定式勾爪部3和活动式勾爪部2之间；
143.第一兜底滑板52，沿纵向滑动地连接于所述安装板51；
144.第一兜底驱动装置53，固定连接于所述安装板51，且输出端连接于所述第一兜底滑板52，并驱动第一兜底滑板53沿纵向滑动；在具体实施中，所述第一兜底驱动装置53可采用执行元件，如气缸。
145.第二兜底滑板54，沿竖向滑动地连接于所述第一兜底滑板52；所述第二兜底滑板54可作为模组纵向的定位和限位挡板使用，便于夹持模组时摆正模组的形态；
146.第二兜底驱动装置55，固定连接于所述第一兜底滑板52，且输出端连接于所述第二兜底滑板54，并驱动第二兜底滑板54沿竖向滑动；在具体实施中，所述第二兜底驱动装置55可采用执行元件，如气缸。
147.兜底板56，沿纵向固定连接于所述第二兜底滑板54的内侧面。所述兜底板56用于在底部兜住模组。
148.具体一使用方式：
149.将所述机器人连接法兰9连接于机器人，并通过所述定位杆10确定好坐标系，后将所述定位杆10拆下；
150.可将所述第一驱动装置216、第二驱动装置219、第三驱动装置235、第四驱动装置316、第五驱动装置335、第一兜底驱动装置53、第二兜底驱动装置55、第一检测装置6、第二检测装置7、第三检测装置8、视觉相机42、光源43、机器人分别通信连接于控制装置，控制装置可采用plc，进行统一控制。
151.各个驱动装置都采用气缸。
152.所述第一检测装置6采用测距传感器。
153.所述第二检测装置7采用距离设定型光电传感器。
154.所述第三检测装置8采用对射式光电传感器。
155.如图7、图8和图12所示，在具体实施中，各个气缸自带的行程开关或传感器可用于检测活塞杆是否运动到，在此基础上，还可增设接近传感器30用于检测各个气缸是否运动到位，可用于吸收误差，并起双重保险的作用，避免气缸自带的行程开关检测到已经运动到位，但实际并没有到位的错位情况出现；
156.还可增设油压缓冲器40，用于对各个运动部件进行限位，避免气缸因断电或断气而失效时，造成冲撞，起缓冲保护作用。
157.预设好工作程序，工作时：
158.①
控制装置控制机器人带动所述的抓取夹具移动至预定的放料位上方，后控制视觉相机42拍照，确定放料位的实际位置；该步骤的目的：由于制造和装配过程中存在加工误差，因此预设工作程序时预定的放料位置和实际的放料位置会有一定的误差，通过实际的放料位置和预定的放料位置进行对比，可在将模组放到预定的放料位置时进行位置，使得放置更精准；
159.②
然后，控制装置按照预定的程序控制机器人带动所述的抓取夹具移动至模组上方；
160.③
再控制装置先控制机器人沿横向移动，带动第二勾爪313移动，将第二勾爪313嵌入到模组侧面的预定孔位内，控制装置再控制第一驱动装置216工作，驱动第一安装支座211沿横向运动，带动第二安装支座214沿横向运动，最终带动第一勾爪215沿横向运动，勾入模组另一侧的预定孔内；
161.④
控制装置再控制第三驱动装置235和第五驱动装置335同步运动，分别带动第一防跌板234和第二防跌板334同步闭合，夹紧到位；
162.⑤
控制装置再控制第一兜底驱动装置53和第二兜底驱动装置55工作，驱动兜底板56下移至模组底部，第二兜底滑板54贴靠在模组后端面，最后控制第二兜底驱动装置55上提，带动兜底部56上提到位，将模组底部兜住，接近开关检测兜底板56兜紧到位；
163.⑥
控制装置再控制第三检测装置8，检测模组20是否超高，没有超高则进行下一步动作，若超高则停止工作，并控制报警装置发出报警提示；
164.⑦
控制装置控制机器人将所述的抓取夹具栽至放料位上方；
165.⑧
控制装置控制第一检测装置6检测预定的放料为是否为空，即是否有异物；若都没有，则将模组放下；若不是空，则控制所述第二驱动装置219和第四驱动装置316工作，驱动所述第二安装支座214和第四安装支座312沿纵向运动，从而可带动所夹持的模组沿纵向运动，将相邻的模组推开，将放料位空出；
166.⑨
再控制第二检测装置7检测模组是否偏斜，即底部是否有异物，并控制第三检测装置8检测模组是否超高：
167.若没有超高和没有异物，则控制装置控制兜底部5退出模组20，再控制第一勾爪215和第二勾爪313松开模组20，最后控制机器人带动所述的抓取夹具复位，回到取料位原点；
168.若有超高或有异物，则控制报警装置发出报警提示，并停止工作，待工作人员处理异常。
169.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。