一种软包电池分选上料机械手装置及应用方法与流程

1.本发明涉及一种软包电池分选上料机械手装置及应用方法，属于锂电池分选技术领域。


背景技术：

2.目前国家大力提倡新能源汽车，锂电池行业也有了较大的发展，在这种情况下，对锂电池的生产效果和效率要求也越来越严格，因此，需要加强对电芯的生产工序进行有效控制从而提升产线的效率及产能，其中涉及的软包锂电池分选中软包电池分选上料自动化问题还未解决。


技术实现要素：

3.为了解决软包电池分选上料连接产线自动化生产这一问题，本发明提出了一种软包电池分选上料机械手装置，该装置具有结构简单、兼容性强等优点，另外还可以直接与和现有产线进行快速对接，提高产线的工作效率。
4.本发明所述的一种软包电池分选上料机械手装置，其特征在于，包括支撑机构和设置于支撑机构上的移载机械手；
5.所述支撑机构包括机架组件和至少两组用于带动移栽机械手沿直线运动的直线模组，所述直线模组两两成对且并排间隔设置在所述机架组件上，成对的所述直线模组之间留有移栽通道；
6.每对所述直线模组配装一套所述移栽机械手，所述移载机械手包括支撑部、驱动部、机械抓手组件和控制组件，所述支撑部支撑于对应所述直线模组的上方，并与所述直线模组以滑动方式连接；所述驱动部竖向设置于所述支撑部上，并且所述驱动部的竖向伸缩端贯穿所述支撑部并伸入对应所述移载通道中；所述控制组件设置于所述支撑部上，并且所述控制组件的控制端分别与所述驱动部和所述机械抓手组件对应的控制部相连接；所述机械抓手组件设置于所述支撑部的下方，并与所述驱动部的竖向驱动端相连接，用于移载电池。
7.进一步，所述机架组件包括纵向支撑柱和横向支撑柱，所述纵向支撑柱有两组，并排且平行设置于所述横向支撑柱的两端，共同组成一端部开口的u型或类u型框架。
8.进一步，所述直线模组有两组，分别设置于两组所述纵向支撑柱上，并且两组所述直线模组彼此平行，两组所述直线模组靠近横向支撑柱的端部通过同步动力传动组件相互连接，用于实现两组直线模组之间的同步运动；
9.每组所述直线模组包括安装底板、直线导轨和滑块，所述安装底板为一细长型的矩形板，铺设于相应所述纵向支撑柱的表面；所述直线导轨设置于所述安装底板上，并且所述直线导轨沿所述纵向支撑柱轴向设置；所述滑块可滑动地设置于所述直线导轨上，并且所述滑块与所述同步动力传动组件相连，用于驱动所述滑块沿所述直线导轨的轴向移动。
10.进一步，所述支撑机构还包括拖链组件，所述拖链组件设置于其中一组所述直线
导轨上，包括拖链安装板、第一拖链和拖链安装座，所述拖链安装板通过所述拖链安装座安装于所述纵向支撑柱的外侧；所述第一拖链设置于所述拖链安装板上，为由多个链节依次结合而成的长条结构，并且所述第一拖链内部设有穿设线缆的空腔。
11.进一步，所述支撑部包括移载模组支架和导轨滑板，所述移载模组支架为矩形框，并且所述移载模组支架的短边底部各设有一导轨滑板；所述移载模组支架支撑在对应两组所述直线模组上，并通过底部的所述导轨滑板安装在对应的所述直线模组上；
12.所述驱动部包括移载模组底板、直线轴承、导向轴、连接板、第一升降拖链安装板、第二升降拖链安装板、第二拖链和电缸，所述移载模组底板设置于所述移载模组支架上；所述移载模组底板上设有数个直线轴承；所述导向轴可滑动地穿设于所述直线轴承中，并且所述导向轴的顶部共同连接在所述连接板上，所述导向轴的底部连接在所述机械抓手组件上；所述第一升降拖链竖向固定穿设于所述移载模组底板中，所述第二升降拖链安装板设置于所述机械抓手组件上；所述第二拖链设置于所述第一升降拖链安装板、所述第二升降拖链安装板上，所述第二拖链为由多个链节依次结合而成的长条结构，并且所述第二拖链内部设有穿设线缆的空腔；所述电缸竖向设置于所述移载模组底板上，所述电缸的伸缩端与位于所述移载模组底板下方的所述机械抓手组件相连接；
13.所述控制组件包括真空组件安装板以及设置于真空组件安装板上的第一电磁阀、第二电磁阀、电器盒、电磁阀座，所述真空组件安装板设置于所述移载模组支架的端部，所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述电器盒均设置于所述真空组件安装板上，其中所述第二电磁阀设置于所述真空组件安装板并靠近所述电磁阀的位置上，所述电磁阀座设置于所述真空组件安装板上并且靠近电器盒的位置上。
14.进一步，所述机械抓手组件包括移载升降电机安装板、机械抓手支架、滑轨垫板、移载模组、感应安装轨、感应器、机械手滑板、正反旋丝杆组件、移载模组垫板、移载平移电机安装板、移载平移电机、吸盘组件和移载拖链，所述移载升降电机安装板设置于所述导向轴的下端；所述机械抓手支架设置于所述移载升降电机安装板的底部，具有两彼此平行且间隔设置的线性框边；所述滑轨垫板设置于所述机械抓手支架的线性框边底部；所述移载模组设置于所述滑轨垫板的底部，所述感应安装轨设置于所述滑轨垫板的外侧，并且所述感应安装轨与所述直线导轨平行；所述感应器设置于所述感应器安装轨上；所述机械手滑板有两组，并排可滑动地设置于所述移载模组的两端；所述正反旋丝杆组件设置于两组所述机械手滑板上；所述移载模组垫板有两组，设置于所述正反旋丝杆组件的两端上方，所述移载平移电机安装板设置于所述机械抓手支架上，所述移载平移电机水平设置于所述移载平移电机安装板上，并且所述移载平移电机的输出端通过传动部件与所述正反旋丝杆组件的动力输入端相连接；所述吸盘组件共四组，两两成对设置于所述机械手滑板的端部，并保持成对的所述吸盘组件的吸附部正对，用于吸附电池；所述移载拖链设置于所述机械抓手支架的线性框边上，并且所述移栽拖链的一端与所述吸盘组件相连接。
15.进一步，所述吸盘组件包括吸盘安装板、拖链支架、筋板、底板、安装板、吸盘连接板、吸盘和气缸组件，所述底板设置于所述机械手滑板上；所述吸盘安装板设置于所述底板上，所述拖链支架有两组，设置于所述吸盘安装板上，所述筋板设置于所述底板上并且纵向连接在吸盘安装板上；所述气缸组件竖向设置于所述吸盘安装板上，并且所述气缸组件的升降端与所述安装板相连接；所述吸盘连接板设置于所述安装板的底部，并且所述吸盘连
接板的下部设有吸盘安装区；所述吸盘布设于所述吸盘连接板的吸盘安装区，且成对的所述吸盘组件的吸盘相对。
16.进一步，所述支撑机构还包括用于限制移载机械手在直线模组上运动长度的挡停组件，所述挡停组件设置于所述横向支撑柱的对端，包括挡停安装板、挡停筋板、挡停固定板和挡停板，所述挡停安装板设置于相应所述纵向支撑柱顶端内侧位置，所述挡停安装板的内侧设有至少一块所述挡停筋板；所述挡停固定板设置于所述挡停筋板上，所述挡停板设置于所述挡停固定板面向所述移栽机械手一侧的顶端位置上。
17.如本发明所述的一种软包电池分选上料机械手装置的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：
18.1)电缸向下动作，带动机械抓手组件向下移动，吸盘组件靠近软包电池；
19.2)气缸组件动作，吸盘将软包电池吸起；
20.3)电缸向上动作，带动机械抓手组件向上移动，吸盘组件和软包电池一起向上运动；
21.4)在模组连接杆带动下，移载机械手沿着直线模组进行直线运动；
22.5)到达位置后电缸向下动作，带动机械抓手组件向下移动，吸盘组件和软包电池向下运动，然后吸盘组件将软包电池放到指定位置上。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果是：提出了一种软包电池分选上料机械手装置，该装置具有结构简单、兼容性强等优点，另外还可以直接与和现有产线进行快速对接，提高产线的工作效率。
附图说明
24.图1是本发明的软包电池分选上料机械手装置的结构图；
25.图2是图1的局部放大图；
26.图3是该移载机械手的结构图；
27.图4是该机械抓手组件的结构图；
28.图5是该吸盘组件的结构图。
具体实施方式
29.以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
30.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
31.下面将参考附图并结合示例性实施例来详细说明本发明。
32.本发明所述的一种软包电池分选上料机械手装置，包括支撑机构100和设置于支撑机构上的移载机械手4；
33.所述支撑机构100包括机架组件1和两组用于带动移栽机械手沿直线运动的直线模组2，所述机架组件1用于支撑移载机械手4，位于整个装置的底部；所述直线模组2，用于移载机械手4沿直线运动，所述直线模组2并排间隔设置在所述机架组件1上，两组所述直线模组2之间留有移栽通道；
34.每对所述直线模组2配装一套用于移载电池的所述移栽机械手4，所述移载机械手4包括支撑部41、驱动部42、机械抓手组件415和控制组件43，所述支撑部41支撑于对应所述直线模组2的上方，并与所述直线模组2以滑动方式连接；所述驱动部42竖向设置于所述支撑部41上，并且所述驱动部42的竖向伸缩端贯穿所述支撑部41并伸入对应所述移载通道中；所述控制组件43设置于所述支撑部41上，并且所述控制组件43的控制端分别与所述驱动部42和所述机械抓手组件415对应的控制部相连接；所述机械抓手组件415设置于所述支撑部41的下方，并与所述驱动部42的竖向驱动端相连接，用于移载电池。
35.在本发明的一些实施例中，所述机架组件1包括纵向支撑柱11和横向支撑柱12，所述纵向支撑柱11有两组，并排且水平设置于所述横向支撑柱12的两端，共同组成一端部开口的u型或类u型框架。
36.在本发明的一些实施例中，所述直线模组2有两组，分别设置于两组所述纵向支撑柱11上，并且两组所述直线模组2彼此平行，两组所述直线模组2靠近横向支撑柱12的端部通过同步动力传动组件相互连接，用于实现两组直线模组之间的同步运动；
37.每组所述直线模组2包括安装底板21、直线导轨22和滑块23，所述安装底板21为一细长型的矩形板，铺设于相应所述纵向支撑柱11的顶部；所述直线导轨22设置于所述安装底板21上，并且所述直线导轨22沿所述纵向支撑柱11轴向设置；所述滑块23可滑动地设置于所述直线导轨22上，并且所述滑块23与所述同步动力传动组件相连，使得所述滑块可沿所述直线导轨的轴向移动。
38.在本发明的一些实施例中，所述同步动力传动组件包括模组连接杆24、支撑座25、齿轮以及齿条26，所述支撑座共两组，分别设置于所述直线模组2靠近横向支撑柱12的端部；所述模组连接杆24通过支撑轴承27可转动地安装于两所述支撑座25之间；所述齿轮共两套，分别固定安装于所述模组连接杆伸入所述支撑座的端部；所述齿条26一端伸入所述支撑座25内，并与所述齿轮啮合，另一端与所述滑块24相连，用于拉动所述滑块沿所述直线导轨轴向滑动。
39.在本发明的一些实施例中，所述支撑机构100还包括用于保护电线等连接线的拖链组件3，所述拖链组件3设置于其中一组所述直线导轨22的外侧，包括拖链安装板31、第一拖链32和拖链安装座33，所述拖链安装板31通过所述拖链安装座33安装于其中一所述纵向支撑柱11的外侧；所述第一拖链32设置于所述拖链安装板31上，为由多个链节依次结合而成的长条结构，并且所述第一拖链32内部设有穿设线缆的空腔。
40.在本发明的另一些实施例中，所述拖链安装板31为细长条型的u型板或类u型板，且所述拖链安装板31沿所述直线导轨轴向设置于其中所述纵向支撑柱11的外侧；至少部分所述第一拖链32活动设置于所述拖链安装板31的u型通槽内，所述第一拖链32的一端与所述移栽机械手相连接。
41.在本发明的另一些实施例中，所述支撑部41包括移载模组支架401和导轨滑板416，所述移载模组支架401为水平设置的矩形框，并且所述移载模组支架401的短边底部各设有一导轨滑板416；所述移载模组支架401沿长度方向的两端部支撑在对应两组所述直线模组2上，并通过底部的所述导轨滑板416安装在对应的所述直线模组2的滑块23上，在滑块23的带动下可以沿直线模组2轴向移动；
42.所述驱动部42包括移载模组底板407、直线轴承408、导向轴409、连接板410、第一
升降拖链安装板412、第二升降拖链安装板413、第二拖链414和电缸411，所述移载模组底板407设置于所述移载模组支架401上；所述移载模组底板407为一矩形板，并且所述移载模组底板407上设有四个直线轴承408；所述导向轴409共4根，分别可滑动地穿设于对应所述直线轴承408中，4根所述导向轴409的顶部共同连接在彼此平行且间隔设置的两块所述连接板410上、底部共同连接在所述机械抓手组件415上；所述第一升降拖链安装板412沿竖向固定穿设于所述移载模组底板407中，所述第二升降拖链安装板413设置于所述机械抓手组件415上；所述第二拖链414设置于所述第一升降拖链安装板412、所述第二升降拖链安装板413上，所述第二拖链414为由多个链节依次结合而成的长条结构，并且所述第二拖链414内部设有穿设线缆的空腔；所述电缸411竖向设置于所述移载模组底板407的中间位置上，所述导向轴围在所述电缸411的四周，所述电缸411的伸缩端与所述机械抓手组件415相连接，用于带动所述机械抓手组件415竖向升降；
43.所述控制组件43包括真空组件安装板402以及设置于真空组件安装板402上的第一电磁阀403、第二电磁阀404、电器盒405、电磁阀座406，所述真空组件安装板402设置于所述移载模组支架401的其中一端部，所述第一电磁阀403、所述第二电磁阀404、所述电器盒405均设置于所述真空组件安装板402上，其中所述第二电磁阀404设置于所述真空组件安装板402并靠近所述第一电磁阀403的位置上，第一电磁阀403用于控制滑台气缸、第二电磁阀404用于控制吸盘，所述电磁阀座406设置于所述真空组件安装板402上并且靠近电器盒405的位置上。
44.在本发明的另一些实施例中，所述第一升降拖链安装板412为细长条型的u型板或类u型板，且所述第一升降拖链安装板412垂直设置于所述移载模组底板407上；所述第二升降拖链安装板413设置于所述机械抓手组件415上，并位于所述第一升降拖链安装板412的正下方，至少部分所述第二拖链414活动设置于所述第一升降拖链安装板412的u型通槽内，所述第二拖链414的一端与所述第二升降拖链安装板413相连接。
45.在本发明的另一些实施例中，所述机械抓手组件415包括移载升降电机安装板41501、机械抓手支架41502、滑轨垫板41503、移载模组41504、感应安装轨41505、感应器41506、机械手滑板41507、正反旋丝杆组件41508、移载模组垫板41509、移载平移电机安装板41510、移载平移电机41511、吸盘组件41512和移载拖链41513，所述移载升降电机安装板41501设置于4根所述导向轴409的下端；所述机械抓手支架41502设置于所述移载升降电机安装板41501的底部，具有两彼此平行且间隔设置的线性框边；所述滑轨垫板41503有四组，对称设置于所述机械抓手支架41502的线性框边底部；所述移载模组41504有四组，分别设置于所述滑轨垫板41503的底部，所述感应安装轨41505有两组，设置于所述滑轨垫板41503的外侧，并且所述感应安装轨41505与所述直线导轨22平行；所述感应器41506有三组，设置于所述感应器安装轨41505上；所述机械手滑板41507有两组，并排可滑动地设置于所述移载模组41504的两端；所述正反旋丝杆组件41508设置于两组所述机械手滑板41507上；所述移载模组垫板41509有两组，设置于所述正反旋丝杆组件41508的两端上方，所述移载平移电机安装板41510设置于所述机械抓手支架41501上，所述移载平移电机41511水平设置于所述移载平移电机安装板41510上，并且所述移载平移电机41511的输出端通过传动部件与所述正反旋丝杆组件41508的动力输入端相连接；所述吸盘组件41512共四组，两两成对设置于所述机械手滑板41507的端部，用于吸附电池；所述移载拖链41513有四组，设置于所述
机械抓手支架41502的线性框边上，并且所述移栽拖链41513的一端与所述吸盘组件41512相连接。
46.在本发明的另一些实施例中，所述吸盘组件41512有四组，包括吸盘安装板415121、拖链支架415122、筋板415123、底板415124、安装板415125、吸盘连接板415126、吸盘415127和气缸组件415128，所述底板415124设置于所述机械手滑板41507上；所述吸盘安装板415121设置于所述底板415124上，所述拖链支架415122有两组，设置于所述吸盘安装板415121上，所述筋板415123设置于所述底板415124上并且纵向连接在吸盘安装板415121上；所述气缸组件415128竖向设置于所述吸盘安装板415121上，并且所述气缸组件415128的升降端与所述安装板415125相连接；所述吸盘连接板415126设置于所述安装板415125的底部，并且所述吸盘连接板415126的下部设有吸盘安装区；所述吸盘415127有四组，布设于所述吸盘连接板415126的吸盘安装区，且成对的所述吸盘组件的吸盘相对。
47.在本发明的另一些实施例中，所述支撑机构100还包括用于限制移载机械手4在直线模组2上运动长度的挡停组件5，所述挡停组件5有两组，均设置于所述横向支撑柱12的对端，包括挡停安装板51、挡停筋板52、挡停固定板53和挡停板54，所述挡停安装板51设置于相应所述纵向支撑柱11顶端内侧位置，所述挡停安装板51的内侧设有两块所述挡停筋板52；所述挡停固定板53设置于所述挡停筋板52上，所述挡停板51设置于所述挡停固定板53面向所述移栽机械手4一侧的顶端位置上。
48.如本发明所述的一种软包电池分选上料机械手装置的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：
49.1)电缸411向下动作，带动机械抓手组件415向下移动，吸盘组件41512靠近软包电池；
50.2)气缸组件415128动作，吸盘415127将软包电池吸起；
51.3)电缸411向上动作，带动机械抓手组件415向上移动，吸盘组件41512和软包电池一起向上运动；
52.4)在模组连接杆24带动下，移载机械手4沿着直线模组进行直线运动；
53.5)到达位置后电缸411向下动作，带动机械抓手组件415向下移动，吸盘组件41512和软包电池向下运动，然后吸盘组件41512将软包电池放到指定位置上。
54.在本发明的描述中，需要理解的是，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发明和简化描述，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发明的限制。
55.此外，术语“第一”、“第二”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。在本发明的描述中，“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。
56.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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发明中的具体含义。
57.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”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。
58.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
59.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。