夹具及电池装配设备的制作方法

本实用新型涉及工件装夹技术领域，具体涉及夹具及电池装配设备。

背景技术：

随着新能源汽车的快速发展，新能源汽车动力电池越来越标准化，生产工艺逐步统一。在动力电池的生产过程中，需要将打好条码的盖板与电芯装配在一起，以满足下一步工艺生产的要求。

现有的装夹机构仅能够对一个部件进行装夹，即仅能够对电芯或盖板进行装夹。在将电芯与盖板进行装配时，需要人工固定电芯和盖板之一。若预对电芯和盖板同时进行装夹，则需要采用两个分别于电芯和盖板相对应的装夹机构，同时合理地调整两个装夹机构的相对位置。

采用人工定位盖板进行装配的方式一方面消耗了大量的人力，另一方面人工定位精度较差，在装配时人工固定的工件位置稳定性低，由此造成了装配良率低的为题。而采用两个装夹机构分别对电芯和盖板进行装夹一方面造成了装夹结构复杂，装拆慢，影响了装配效率，同时两个装夹机构的相对位置存在误差，影响了定位精度，产品良率低。

技术实现要素：

针对现有技术中的不足，本实用新型提供一种夹具及电池装配设备，旨在解决现有技术中无法采用一个装夹机构同时对两个部件进行装夹的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供的技术方案为：夹具包括第一夹持机构和第二夹持机构，第一夹持机构用于定位并夹持所述第一工件，第二夹持机构用于夹持和定位设于所述第一工件上的第二工件，以使所述第一工件和所述第二工件具有预定的相对位置。

在一个实施例中，所述第一夹持机构包括夹持方向相垂直的第一夹持组件和第二夹持组件。

示例性地，所述第一夹持组件包括至少一个能够将所述第一工件夹持的第一活动夹臂；

所述第二夹持组件包括至少一个能够将所述第一工件夹持的第二活动夹臂。

在一个实施例中，所述第二夹持机构包括第三夹持组件；

所述第二工件设置在所述第一工件上时，所述第二工件通过夹持所述第一工件的第一夹持组件和第二夹持组件之一进行预定位。

示例性地，所述第三夹持组件包括至少一个第三活动夹臂，所述第三活动夹臂能够将所述第二工件夹持。

在一个实施例中，所述第一夹持机构包括用于定位所述第一工件的第一定位件，所述第二夹持机构包括用于定位所述第二工件的第二定位件，所述第一定位件和所述第二定位件共同作用以使所述第一工件和所述第二工件具有所述预定的相对位置。

示例性地，所述第二定位件在定位所述第二工件的位置时，与所述第一定位件共同定位所述第一工件的位置。

具体实施时，所述第二定位件嵌入至所述第二工件中。

第二方面，本实用新型实施例提供的技术方案为：电池装配设备包括驱动装置和上述的夹具，所述第一工件为电芯，所述第二工件为盖板；

所述电池装配设备包括第一工位和第二工位，所述夹具在所述第一工位处对所述第一工件进行装夹且在所述第二工位处对所述第二工件进行装夹，所述驱动装置能够驱动所述夹具在所述第一工位与所述第二工位之间往复运动。

在一个实施例中，所述电池装配设备包括两个所述夹具；

所述驱动装置驱动两个所述夹具在所述第一工位与所述第二工位之间做位置交替的运动。

实施本实用新型的实施例，将至少具有如下有益效果：

本夹具及电池装配设备通过第一夹持机构对第一工件，可以是电芯形成装夹定位，通过第二夹持机构对第二工件，可以是盖板进行装夹定位，通过第一夹持机构和第二夹持机构相对位置的设置，使得夹具第一工件和第二工件能够直接进行装配，是一种结构简单、操作方便、装夹效率高和定位精度高的夹具及电池装配设备。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1示出了本实用新型实施例提供的一种夹具的结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例提供的一种装夹有电芯和盖板的夹具的结构示意图；

图3使出了本实用新型实施例提供的一种电池装配设备的结构示意图。

图中：10-电池装配设备；100-电芯；200-盖板；1000-夹具；1100-第一夹持机构；1110-第一夹持组件；1111-第一活动夹臂；1112-第一驱动件；1113-第一导轨；1120-第二夹持组件；1121-第二活动夹臂；1122-第二驱动件；1123-固定夹臂；1130-第一定位件；1200-第二夹持机构；1210-第三夹持组件；1211-第三活动夹臂；1212-第二导轨；1220-第二定位件；1300-基座；1310-条形滑槽；2000-驱动装置；2100-直线驱动机构。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以容许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”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。当一个元件被认为是“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。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请一并参阅图1和图2，本实用新型提供一种夹具1000，应用于工件的装夹，尤其适用于对两个工件进行装夹。夹具1000包括第一夹持机构1100和第二夹持机构1200，第一夹持机构1100用于定位并夹持第一工件，第二夹持机构1200用于夹持和定位设于第一工件上的第二工件，以使第一工件和第二工件具有预定的相对位置，便于将第二工件装配在第一工件上。

本实施例中，第一工件以电芯100为例，第二工件以盖板200为例，电芯100大致呈长方体状，盖板200大致为长方形板，盖板200上设有条形码等信息。将盖板200装配到电芯100上是动力电池生产过程中的一个装配环节，在电芯100和盖板200定位后，采用紧固件，如螺钉将二者装配在一起。当然，第一工件和第二工件也可以为其他需要装配在一起的部件，第一工件和第二工件之间的连接可以为在定位后采用外部紧固件，也可以为在定位后利用自身结构进行压合、铆接等方式装配在一起。

可以理解的是，在其他的实施例中，第一工件和第二工件还可以为其他需要装配至一起的工件，可以为相互装配的板和块结构。

在示例性实施例中，第一夹持机构1100包括夹持方向相垂直的第一夹持组件1110和第二夹持组件1120。

上述，夹具1000还包括基座1300，当电芯100进行装夹时，放置在基座1300上，受到基座1300的承托。由于第一夹持组件1110和第二夹持组件1120的夹持方向相垂直且均平行于基座1300的承托面，因此第一夹持组件1110和第二夹持组件1120形成了能够对电芯100形成平行于基座1300的平面夹持。

在示例性实施例中，第一夹持组件1110包括第一活动夹臂1111和第一驱动件1112，第一驱动件1112驱动两个第一活动夹臂1111相靠近和远离。电芯100呈长方体状，两个第一活动夹臂1111相对电芯100的两个宽边设置，当第一驱动件1112驱动两个第一活动夹臂1111靠近时将电芯100在长度方向上定位。

第一活动夹臂1111呈直角折弯状，两个第一活动夹臂1111的一端与第一驱动件1112连接，另一折弯段上折设置在基座1300的两侧。第一驱动件1112为直线驱动部件，如气缸、直线电机、齿轮齿条、传送带等机构，第一驱动件1112可以为单驱动部件，也可以为双驱动部件。第一驱动件1112在动作时同时驱动两个第一活动夹臂1111相向运动或相背运动。

另外，两个第一活动夹臂1111的相对距离较长，第一夹持组件1110还包括第一导轨1113，两个第一活动夹臂1111滑动地设于第一导轨1113上，第一导轨1113使得两个第一活动夹臂1111具有稳定的移动方向，防止长距离传动偏移。

在其他的实施例中，第一夹持组件1110也可以只包括一个第一活动夹臂1111，与第一活动夹臂1111相对的一侧设有限位结构，通过第一驱动件1112驱动第一活动夹臂1111朝向限位结构运动将电芯100在长度方向上夹紧定位。

在示例性实施例中，第二夹持组件1120包括第二活动夹臂1121、第二驱动件1122和固定夹臂1123。第二活动夹臂1121和固定夹臂1123分别相对电芯100的长边设置，固定夹臂1123相对基座1300固定设置。通过第二驱动件1122驱动第二活动夹臂1121朝向固定夹臂1123移动，从而将电芯100在宽度方向上夹紧定位。第二驱动件1122可以直线驱动部件，如气缸、直线电机。

由于电芯100的长度较长，为了在电芯100的宽度上对工件形成更为稳定的夹持。第二夹持组件1120包括两组一一对应的第二活动夹臂1121和固定夹臂1123。

在其他实施例中，第二夹持组件1120也可以包括两个第二活动夹臂1121，而不包括固定夹臂1123，第二驱动件1122驱动两个相对设置的第二活动夹臂1121相靠近以将电芯100夹紧，相远离以松开电芯100。

在示例性实施例中，电芯100与盖板200的宽度相同，长度不同。当将盖板200置于电芯100之上时，通过第二夹持组件1120对盖板200在宽度方向进行预定位，使得盖板200与电芯100在宽度方向上对齐。

第二夹持机构1200包括第三夹持组件1210，第三夹持组件1210夹持方向与第一夹持组件1110的夹持方向相同，由此相对盖板200的宽边设置，将盖板200在长度方向上进行夹持，并使得盖板200在长度方向上与电芯100形成预设的位置关系。盖板200设置在电芯100上时受到第一工件的承托，夹持在电芯100上的第二夹持组件1120对盖板200形成预定位，通过第三夹持组件1210的完全夹持实现对盖板200的完全夹持定位，此时夹具1000完成了对电芯100和盖板200的定位。

在另一实施例中，第二夹持机构1200也可以包括两组夹持方向相垂直的夹持组件，从而对盖板200形成平面夹持。

进一步地，第三夹持组件1210包括第三活动夹臂1211和第三驱动件(图中未示出)，第三驱动件驱动两个第三活动夹臂1211相靠近和远离。盖板200呈长方形板状，两个第三活动夹臂1211相对盖板200的两个宽边设置，当第三驱动件驱动两个第三活动夹臂1211靠近时将盖板200在长度方向上定位。

第三活动夹臂1211呈直角折弯状，两个第三活动夹臂1211的一端与第三驱动件连接，另一折弯段上折设置在基座1300的两侧。第三驱动件为直线驱动部件，如气缸、直线电机、齿轮齿条、传送带等机构，第三驱动件可以为单驱动部件，也可以为双驱动部件。第三驱动件在动作时同时驱动两个第三活动夹臂1211相向运动或相背运动。

在其他的实施例中，第三夹持组件1210也可以只包括一个第三活动夹臂1211，与第三活动夹臂1211相对的一侧设有限位结构，通过第三驱动件驱动第三活动夹臂1211朝向限位结构运动将盖板200在长度方向上夹紧定位。

第三夹持组件1210还包括第二导轨1212，两个第三活动夹臂1211滑动地设于第二导轨1212上，第二导轨1212与第一导轨1113平行设置。第二导轨1212使得两个第三活动夹臂1211具有更为稳定的滑动方向，有效地防止第三活动夹臂1211发生滑动位置偏移。

进一步地，还可以在第三活动夹臂1211上设置内扣结构，使得第三活动夹臂1211将盖板200在于基座1300平行的面上夹紧之外，还将盖板200与电芯100夹持在基座1300与内扣结构之间，使得夹具1000对电芯100和盖板200形成全方位的夹持。

第一夹持机构1100和第二夹持机构1200在分别夹持电芯100和盖板200的同时，使得电芯100和盖板200具有预定的相对位置，该相同位置可以通过如下方式实现：

第一夹持机构1100还包括用于定位电芯100的第一定位件1130，第二夹持机构1200还包括用于定位盖板200的第二定位件1220。第一定位件1130和第二定位件1220共同作用以使第一工件和第二工件具有预定的相对位置。

在示例性实施例中，第一定位件1130相对第二夹持组件1120的第二活动夹臂1121位置固定。第一定位件1130相对基座1300凸起，电芯100上设有与第一定位件1130相嵌合的凹槽，当电芯100的凹槽与第一定位件1130相嵌合时，第一定位件1130对电芯100在长度方向上进行定位。基座1300上设有条形滑槽1310，第一定位件1130滑动地设于条形滑槽1310中，当第二活动夹臂1121朝向或背离固定夹臂1123运动时，第一定位件1130在条形滑槽1310中滑动。当然，在其他的实施例中，第一定位件1130也可以相对固定夹臂1123位置固定。

通过第一定位件1130的设置，使得第一夹持机构1100在夹持电芯100时，将电芯100在长度方向上的位置进行定位。同时由于电芯100的宽度一定，固定夹臂1123的位置一定，因此第一定位件1130也能够将电芯100的在宽度方向上的位置进行定位，从而使得第一定位件1130对电芯100在基座1300上的位置形成了全面的定位。

本实施例中，第二定位件1220在定位盖板200的位置时，与第一定位件1130共同定位电芯100的位置，由此第二定位件1220同时定位了电芯100和盖板200的位置，通过在第二定位件1220上设置具有相对位置关系的定位结构，能够使得电芯100与盖板200具有预定的相对位置。

第二定位件1220设置在第三活动夹臂1211上，当第三活动夹臂1211将盖板200夹持时，第二定位件1220同时与电芯100和盖板200形成预定的位置关系，从而将盖板200与电芯100在长度方向上的位置对齐。

第二定位件1220为设置在第三活动夹臂1211上的凸台，盖板200上设有凹槽，该凹槽与凸台相配合，第二定位件1220嵌入至凹槽中并与电芯100抵接，同时第三活动夹臂1211将盖板200夹持。

具体的，盖板200的主体为与电芯100尺寸形状相同的长方形板，盖板200的两边设有框形吊耳，该框形吊耳与盖板200主体之间形成了角形缺口，该角形缺口为第二定位件1220提供与电芯100抵接的避让结构。

上述，本夹具1000的第一夹持机构1100和第二夹持机构1200能够通过设置电动驱动部件，从而能够进一步地提升对工件夹持的自动化程度。当然，也可以依据实际使用需求，采用如滚珠丝杠、齿轮齿条等直线机构实现手动装夹。

如图3所示，本实用新型的实施例还提供一种电池装配设备10，应用于动力电池的装配，将动力电池的电芯100与盖板200通过装夹定位后装配在一起。电池装配设备10包括驱动装置2000和上述的夹具1000。驱动装置2000能够驱动夹具1000做往复运动，以使夹具1000在不同的位置对电芯100和盖板200进行装夹。电池装配设备10可以配置有电芯100上料机构和盖板200上料机构，通过电芯100上料机构将电芯100放置在夹具1000的盖板200上，通过盖板200上料机构将盖板200放置在电芯100上。当然，电池装配设备10的电芯100和盖板200的上料还可以通过人工手动上料。

电池装配设备10具有第一工位和第二工位，夹具1000在第一工位上装夹电芯100，在第二工位上装夹盖板200。驱动装置2000驱动夹具1000在第一工位与第二工位之间往复运动，从而使得电芯100和盖板200能够在不同的位置上进行装夹。夹具1000在不同位置上对电芯100和盖板200进行装夹，使得电芯100和盖板200的上料能够顺畅的进行。

在示例性的实施例中，电池装配设备10包括两个夹具1000，驱动装置2000驱动两个夹具1000在第一工位与第二工位之间交替运动，即一个夹具1000在第一工位，另一个夹具1000在第二工位，当夹持/装配后，两个工位上的夹具1000位置互换，由此使得第一工位和第二工位上始终有夹具1000的存在，可以两个装夹工序同时进行，提升装夹、装配效率。

进一步地，驱动装置2000包括两个直线驱动机构2100，一个直线驱动机构2100驱动一个夹具1000做往复直线运动。直线驱动机构2100可以为传送带机构、直线电机、直线模组等机构。

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实用新型的几种实施方式，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，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。