一种插钉机构及插钉设备的制作方法

1.本技术属于新能源电池技术领域，更具体地说，是涉及一种插钉机构及插钉设备。


背景技术：

2.随着新能源汽车的快速发展，锂电池市场需求逐步加大，因此对锂电池的加工要求越来越高。例如，在锂电池的生产过程中，有一个环节是通过向锂电池注液，注液完成后再进入后续烘箱进行电池的化成。但是为了避免化成的高温对已经注入电池内的电解液产生挥发，影响电池的实际浸润效果，进而影响电池的品质。故需要用化成钉对插入电池注液口对锂电池已完成注液后的注液口进行暂时堵塞。
3.而目前一般采用吸辊对化成钉进行吸附后，再将化成钉插入锂电池内，而采用吸附的方式会造成将化成钉插入锂电池的过程中，化成钉不稳定，进而影响化成钉插入的成功率。


技术实现要素：

4.本技术在于提供一种插钉机构及插钉设备，以解决上述背景技术所提到的技术问题。
5.本技术采用的技术方案是：一种插钉机构，包括：
6.升降驱动装置；
7.第一安装座，设置于所述升降驱动装置的驱动端上；
8.旋转驱动装置，设置于所述第一安装座上；
9.传动结构，转动设置于所述第一安装座上；以及
10.夹爪，通过所述传动结构与所述旋转驱动装置的驱动端连接，且所述传动结构上设置有导电滑环，所述夹爪的电线设置于所述导电滑环。
11.可看出，上述插钉机构中，夹爪用于夹持工件，升降驱动装置能够使夹爪插入产品中，而旋转驱动装置能够使夹爪以旋转的方式将工件插入产品中，减少工件所受到的阻力，使工件插入的过程更加的稳定，成功率更高。
12.此外，由于本技术中采用传动结构来带动夹爪转动，使得夹爪与旋转驱动装置之间实现软连接，该方式能够更好地保护旋转驱动装置，而传动结构也便于导电滑环的安装，导电滑环能够防止夹爪在转动时，夹爪的电线残绕在一起。
13.进一步地，所述传动结构包括第一传动轮、第二传动轮以及传动轴；其中，
14.所述传动轴沿竖直方向转动设置于所述第一安装座上，所述夹爪和导电滑环分别设置于所述传动轴的相对两端；以及
15.所述第一传动轮设置于所述旋转驱动装置的驱动端，所述第二传动轮设置于所述传动轴上，所述第一传动轮和第二传动轮传动连接。
16.进一步地，所述传动轴具有中空腔体，所述夹爪的电线通过所述中空腔体设置于所述导电滑环上。
17.进一步地，还包括第二安装座，所述第二安装座与所述传动轴连接，所述夹爪设置于所述第二安装座上，且所述第二安装座上具有与所述中空腔体连通的通孔。
18.进一步地，所述第二安装座的相对两侧设置有固定板，两个所述固定板夹持所述夹爪。
19.进一步地，所述旋转驱动装置设置有第一编码器，所述第一编码器用于反馈所述旋转驱动装置的扭力。
20.进一步地，所述夹爪上设置有第二编码器。
21.进一步地，所述夹爪的驱动端可拆卸设置有夹块，所述夹块与工件接触区域设置有仿形槽。
22.一种插钉设备，包括工件上料机构、移动平台以及以上任意一项所述的插钉机构，所述插钉机构设置于所述移动平台上，所述移动平台驱动所述插钉机构在待插钉产品与所述工件上料机构之间移动。
23.进一步地，还包括产品上下料机构，所述产品上下料机构设置于所述移动平台远离所述工件上料机构的一侧，用于对产品进行上下料。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本技术实施例提供的一种插钉机构的结构示意图；
26.图2为本技术实施例提供的一种插钉机构中升降驱动装置的结构示意图；
27.图3为本技术实施例提供的一种插钉机构中隐藏升降驱动装置后的结构示意图。
28.附图标记：
29.100、插钉机构；110、升降驱动装置；111、固定壳；112、升降驱动结构； 113、滑轨；120、旋转驱动装置；130、夹爪；140、第一安装座；150、传动结构；151、第一传动轮；152、第二传动轮；153、传动轴；154、同步带；155、轴承座；160、导电滑环；170a、第二安装座；170b、固定板；180a、第一编码器；180b、第二编码器；190、夹块。
具体实施方式
30.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术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技术，并不用于限定本技术。
31.需要说明的是，当元件被称为“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间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
32.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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技术和简化描述，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技术的限制。
33.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一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
34.本技术提供一种插钉机构100，其一般设置于插钉设备上，该插钉机构100 可用于对胶钉、化成钉等插入产品中，当然在一些实施例中，该插钉机构也可用于将胶钉、化成钉等从产品中拔出，其中，插钉过程和拔钉过程为相反的过程。例如，在锂电池生产中，需要将化成钉插入电池注液口，对已完成注液后的注液口进行暂时堵塞，因此本技术所提供的插钉机构100可用于将化成钉插入注液口内。
35.参阅图1，插钉机构100包括，升降驱动装置110、旋转驱动装置120和夹爪130。其中，夹爪130用于夹持工件(例如化成钉)，升降驱动装置110用于驱动夹爪130沿竖直方向移动，以实现将工件插入产品中(例如锂电池的注液口)，而旋转驱动装置120则用于驱动夹爪130旋转，以使工件能够旋转式插入产品中，以使工件能够更容易插入产品中。
36.具体地，旋转驱动装置120可设置于升降驱动装置110上，旋转驱动装置 120与夹爪130驱动连接。旋转驱动装置120和夹爪130能够在升降驱动装置 110的作用下整体沿竖直方向进行升降运动，夹爪130能够在旋转驱动装置120 的作用下实现旋转运动。
37.当然，在一些实施例中，升降驱动装置110可设置于外部驱动平台上，以实现插钉机构100在水平方向上的移动，便于夹取工件以及将工件插入产品中。
38.进一步地，参阅图1，插钉机构100还可包括第一安装座140，第一安装座 140可设置与升降驱动装置110的驱动端上，旋转驱动装置120可设置于第一安装座140上。也就是说，第一安装座140便于在升降驱动装置110上设置旋转驱动装置120。
39.进一步地，插钉机构100还可包括传动结构150，传动结构150转动设置于第一安装座140上，且夹爪130通过传动结构150与旋转驱动装置120的驱动端连接，使夹爪130与旋转驱动装置120之间通过传动结构150传动实现软连接，该方式在工件转动过程中遇到抵抗时，不至于直接损坏旋转驱动装置 120。
40.具体地，旋转驱动装置120通过驱动传动结构150在第一安装座140上转动，进而使传动结构150带动夹爪130转动。
41.进一步地，插钉机构100还可包括导电滑环160，导电滑环160设置于传动结构150上，夹爪130的电线设置于导电滑环160上。
42.可理解，夹爪130一般可以为气缸夹爪130或电夹爪130，而气缸夹爪130 或电夹爪130一般都带有电线例如电源线等，所以当旋转驱动装置120驱动夹爪130转动时，夹爪130上还带有的电线可能会缠绕在一起，所以通过在传动结构150上设置导向导电滑环160能够很好解决该问题。此外，由于本技术中，可采用传动结构150来带动夹爪130转动，所以转动结构可方便导电滑环160 的设置和安装，使导电滑环160的安装部分可随着传动结构150同步转动。
43.可看出，上述插钉机构100中，夹爪130用于夹持工件，升降驱动装置110 能够使夹爪130插入产品中，而旋转驱动装置120能够使夹爪130以旋转的方式将工件插入产品中，减少工件所受到的阻力，使工件插入的过程更加的稳定，成功率更高。
44.此外，由于本技术中采用传动结构150来带动夹爪130转动，使得夹爪130 与旋转驱动装置120之间实现软连接，该方式能够更好地保护旋转驱动装置 120，而传动结构150也便于导电滑环160的安装，导电滑环160能够防止夹爪 130在转动时，夹爪130的电线残绕在一起。
45.参阅图2，升降驱动装置110可包括固定壳111，固定壳111上设置有升降驱动结构112。其中，固定壳111用于与外部装置连接，升降驱动结构112用于驱动旋转驱动装置120和夹爪130沿竖直方向进行升降运动。
46.升降驱动结构112可以为丝杆电机，其中，第一安装座140可设置于丝杆电机的丝杆螺母上。
47.进一步地，升降驱动装置110还可包括滑轨113，滑轨113设置于固定壳 111上，丝杆螺母的一端设置于滑轨113上，当丝杆电机的丝杆转动时，丝杆螺母可在滑轨113的作用下在丝杆中移动更加的稳定。
48.参阅图1，旋转驱动装置120通过传动结构150与夹爪130驱动连接，以带动夹爪130转动。
49.参阅图3，传动结构150可包括第一传动轮151、第二传动轮152以及传动轴153。其中，传动轴153可沿竖直方向转动设置于第一安装座140上，夹爪 130和导电滑环160可分别设置于传动轴的相对两端，第一传动轮151设置于旋转驱动装置120的驱动端上，第二传动轮152设置于传动轴153上，第一传动轮151和第二传动轮152之间传动连接。
50.上述方式中，通过将夹爪130和导电滑环160分别设置于传动轴的相对两端，可防止导电滑环160与旋转驱动装置120等发生干涉，同时也便于夹爪130 的电线与外部连接。
51.具体地，第一传动轮151和第二传动轮152之间可通过啮合实现传动连接，或者第一传动轮151和第二传动轮152之间可通过同步带154实现传动连接。当旋转驱动装置120驱动第一传动轮151转动时，第二传动轮152可在啮合或者同步带154的作用下实现转动，进而带动传动轴153相对第一安装座140沿竖直方向转动。其中，旋转驱动装置120可以是旋转电机。
52.在一些实施例中，当第一传动轮151和第二传动轮152之间采用同步带154 传动时，若工件在转动过程中遇到抵抗，同步带154可起到缓冲的作用，防止传动轴153和旋转驱动装置120损坏。
53.可选地，第二传动轮152可设置于导电滑环160与夹爪130之间的传动轴 153上。该方式可以使旋转驱动装置120在竖直方向上尽量设置于夹爪130和导电滑环160之间，以防止旋转驱动装置120与导电滑环160或夹爪130产生干涉。
54.进一步地，传动结构150还可包括有轴承座155，传动轴153通过轴承座 155设置于第一安装座140上，以使传动轴153能够在第一安装座140上沿竖直方向转动。
55.进一步地，在一些实施例中，传动轴153可具有中空腔体(图中未标示)，夹爪130的电线可通过该中空腔体设置于导电滑环160上。
56.可理解，夹爪130的电线通过中空腔体与导电滑环160连接，可以使电线隐藏在传动轴153的内部，能够减少电线受外部环境的影响，调高夹爪130工作的稳定性。
57.此外，在一些实施中，由于夹爪130和导电滑环160是分别设置于传动轴 153的相对两端，所以传动轴153的中空腔体可以方便夹爪130电线的走线和安装。
58.参阅图3，插钉机构100还可包括第二安装座170a，第二安装座170a与传动轴153连接，夹爪130设置于第二安装座170a上，且第二安装座170a上就有与中空腔体连通的通孔(图中未标示)。
59.具体地，夹爪130通过第二安装座170a设置于传动轴153上，夹爪130 上的电线依次通过通孔和中空腔体与导电滑环160连接。
60.可理解，由于传动轴153要相对于第一安装座140转动，所以传动轴153 一般会设置成圆柱形结构，所以通过设置第二安装座170a可方便夹爪130与传动轴153的安装和固定，例如第二安装座170a可套设在传动轴153上，使第二安装座170a能够随着传动轴153转动。
61.进一步地，在第二安装座170a的相对两侧还可设置有固定板170b，两侧的固定板170b夹持夹爪130。
62.可理解，旋转驱动装置120需要驱动夹爪130转动，所以通过在第二安装座170a上相对设置固定板170b对夹爪130进行夹持能够保证夹爪130旋转时的稳定性。
63.具体地，相对设置于第二安装座170a上的两个固定板170b之间可形成有安装空间，夹爪130设置于该安装空间内，并可分别固定在两侧的固定板170b 上。
64.参阅图1和图3，插钉机构100还可包括第一编码器180a，第一编码器180a 可设置于旋转驱动装置120上，用于反馈旋转驱动装置120的扭力，以确定工件是否在旋转中遇到抵抗，进而可以判断工件是否完全插入产品中，此外还能够所反馈的扭力判断是否需要停止旋转以保护旋转驱动装置120、传动结构150 以及夹爪130等。
65.可理解，由于上述实施例中，旋转驱动装置120可采用旋转电机，所以第一编码器180a可以很容易获取旋转电机的扭力，进而可以判断工件旋时的状态。
66.进一步地，插钉机构100还可包括第二编码器180b，第二编码器180b可用于反馈夹爪130的夹持力，以判断夹爪130是否夹持有工件，以及判断夹爪 130是否正确夹持工件，防止夹爪130没有夹持工件时仍作用在产品上，损坏产品。
67.具体地，第二编码器180b可设置于两个固定板170b之间形成安装空间内。
68.参阅图3，在夹爪130的驱动端还可可拆卸设置有夹块190，夹块190用于夹持工件。在上述方式，夹块190的尺寸大小可根据所要夹持的工件尺寸确定，也就是说可以根据不通尺寸的工件更换不同的夹块190，提高兼容性。
69.进一步地，在夹块190与工件接触的区域可设置有仿形槽(图中未标示)，该仿形槽一方面在夹持工件的时候起到对工件限位的作用，使夹块190能够准确夹持工件，另一方面工件在插入产品中，仿形槽可防止工件移动，提高工件插入产品的成功率。
70.当然，在一些实施例中，插钉机构还可包括外罩(图中未标示)，外罩可对旋转驱动装置120以及传动结构150等进行包裹，并可固定在升降驱动装置110上例如可固定在固定壳111上，对旋转驱动装置以及传动结构起到保护作用。
71.此外，本技术还提供一种插钉设备，其包括工件上料机构、移动平台以及以上所述的插钉机构100。其中，插钉机构100设置于移动平台上，移动平台驱动插钉机构100在待插钉产品与工件上料机构之间移动。
72.具体地，插钉机构100可通过固定壳111设置于移动平台上，工件上料机构对工件进行上料后，移动平台可驱动插钉机构100移动至工件上料机构处抓取工件，接着移动平台
可驱动插钉机构100移动至待插钉产品，将工件插入产品中。其中，移动平台可以是沿水平某一方向移动的移动平台，或者移动平台可以是沿水平方向移动的二维移动平台，具体可根据工件上料机构与待插钉产品的位置设置。
73.当然，在一些实施例中，工件上料机构可包括有工件定位结构，也就是说工件可上料至工件定位结构上进行定位，当工件定位完成后移动平台可驱动插钉机构100夹取工件。
74.进一步地，在一些实施例中，插钉设备还可包括产品上下料机构，产品上下料机构可设置于移动平台远离工件上料机构的一侧，用于对产品进行上下料。
75.具体地，当产品上下料机构将待插钉产品上料至插钉区域时，移动平台可驱动插钉机构100移动至插钉区域，将工件插入产品中，当产品插钉完成后，产品上下料机构对工件进行下料。
76.可看出，上述插钉设备中，采用了本技术的插钉机构100，所以该插钉设备至少具有插钉机构100所带来的有益效果，例如插钉成功率高。
77.以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。