CN110919679B - 一种电池输送机械手装置 - Google Patents
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Abstract
一种电池输送机械手装置，包括：动力单元，用于将伺服电机的旋转运动转化成直线往复运动；固定单元，安装在直线模组的移动部上，用于连接机械手装置的各个基础组件以带动各个基础组件直线往复运动；间距调节单元，安装于固定单元上，包括横向调节机构和夹紧度调节机构，横向调节机构包括横向驱动部和两套运动部，用于带动夹紧度调节机构之间间距以适配不同宽度的电池；夹紧度调节机构安装于运动部，包括固定部以及夹紧动力驱动部，用于调整夹持单元的夹紧度以夹取单组电池；以及夹持单元，用于夹取电池。本发明的有益效果体现在：适应不同尺寸的软包电池，而且可以实用不同间距的单组软包电池，此外还可以做到电池传送精度高，结构紧凑等优。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池输送机械手装置，属于电池物流设备技术领域。
背景技术
在电池生产过程中，锂电池要经过高温化成、分容、OCV(Open Circuit Voltage，开路电压)测试，这一系列测试过程中，需要将电池从托盘中运输到测试线上。传统的自动运输，会导致以下缺点：第一，电池传送位置不准确，这样会导致人工需要进行复查工作，这样大大降低了工作效率，同时也提高了人工成本；第二，电池静止状态，经过扫码机器，然后通过传送机构传送到指定位置，这种传送方式，工作效率低，设备占地空间大。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种可以适应不同尺寸的软包电池，传送精度高，结构紧凑的电池输送机械手装置。
本发明所述的一种电池输送机械手装置，其特征在于，包括：
动力单元，包括伺服电机和直线模组，伺服电机的输出端与直线模组的输入端相连，用于将伺服电机的旋转运动转化成直线往复运动；
固定单元，安装在直线模组的移动部上，并随直线模组的移动部沿直线模组的轴向直线往复移动，用于连接机械手装置的各个基础组件以带动各个基础组件直线往复运动；
间距调节单元，安装于固定单元上，包括横向调节机构和夹紧度调节机构，横向调节机构包括横向驱动部和两套运动部，横向驱动部安装于固定单元上，其输出部与运动部相连，并保持运动部沿固定单元轴向相向或反向运动，用于带动夹紧度调节机构之间间距以适配不同宽度的电池；夹紧度调节机构安装于运动部，包括固定部以及夹紧动力驱动部，其中固定部安装在运动部底部，夹紧动力驱动部滑动安装于固定部，用于调整夹持单元的夹紧度以夹取单组电池；
以及夹持单元，包括一对悬装于横向调节机构的运动部的夹子组件，夹子组件包括一对可调节间距的气爪，气爪与夹紧度调节机构的导向区导向配合，使得夹子组件的两个气爪在夹紧度调节机构引导下沿导向区产生相对运动以调整两气爪之间的间距，用于夹取电池。
所述固定单元包括组件固定板和组件支撑板，所述组件固定板安装在直线模组的移动部上，并且连接机械手装置的各个基础组件，从而带动各个基础组件往复运动；组件支撑板安装在组件固定板上，并且支撑和连接间距调节单元。
所述横向调节机构包括作为横向驱动部的电机组件和作为运动部的双向丝杆组件，所述电机组件包括第二伺服电机、固定板、同步带和同步轮，第二伺服电机固定在固定板上，为调节双向丝杆组件提供动力；固定板固定在组件支撑板底部，用于固定和支撑伺服电机；同步带通过啮合装配在同步轮上，用于配合同步轮传递伺服电机的动力至双向丝杆组件；同步轮与第二伺服电机的输出轴连接，用于传递动力至双向丝杆组件；双向丝杆组件包括丝杆以及套设于丝杆上的移动块，丝杆架装在组件支撑板上，并可绕自身中心轴周向旋转；移动块与丝杆螺接，并且移动块可随丝杆旋转相向或反向移动，用于调节两套夹子组件之间间距以适配不同宽度的电池。
所述夹紧度调节机构的固定部包括调节机构支撑板和调节机构直线滑轨，夹紧动力驱动部包括气缸组件和气爪横向导向机构，气缸组件安装固定在调节机构支撑板上，为气爪横向导向机构提供推动的动力；调节机构支撑板安装固定在组件支撑板上，用于支撑和固定夹紧度调节机构的各个组件；调节机构直线滑轨安装固定在调节机构支撑板上，用于降低气缸组件推动气爪横向导向机构时的摩擦阻力；气爪横向导向机构安装固定在调节机构支撑板上，并且气爪横向导向机构的两端部设有用于导向气爪的导向区，使得通过气爪横向导向机构以调节气爪之间间距，以夹取电池。
所述气爪横向导向机构为四连杆机构，其中四连杆机构相对的长杆和短杆两两平行，其中长杆与双向丝杆平行，四连杆机构套设于气爪的上部，用于对气爪进行导向。
所述夹子组件包括夹子组件固定板、夹子组件直线滑轨、气爪、气爪限位组件和夹子，夹子组件固定板安装固定在移动块上，是夹子组件的基础固定部件；夹子组件直线滑轨安装固定在夹子组件固定板上，并保持夹子组件直线滑轨与移动块的运动方向垂直，用于降低气缸组件推动气爪横向导向机构时的摩擦阻力；气爪成对布置，其中第一个气爪安装固定在夹子组件固定板上，第二个气爪与夹子组件直线滑轨滑动连接，并且气爪的上部夹设于气爪横向导向机构的导向区，使得气爪在气爪横向导向机构的带动下沿夹子组件直线滑轨轴向移动以调整两气爪之间的间距，用于为夹子组件夹取电池提供动力；气爪限位组件安装固定在气爪上，用于调节气爪的张开距离并降低气爪的磨损；夹子装安装固定在气爪上，用于夹取单组软包电池。
所述气爪横向导向机构的导向区导向方向与双向丝杆轴向一致。
所述组件支撑板的底部沿双向丝杆组件轴向铺装直线滑轨，并且直线滑轨与移动块滑动连接，用于降低在调节夹子组件间距过程中移动块与组件支撑板之间的摩擦阻力。
本发明的有益效果体现在：第一，这种电池输送机械手可以适应不同尺寸的软包电池，而且可以实用不同间距的单组软包电池，此外还可以做到电池传送精度高，结构紧凑等优；第二不仅仅适用于锂电池的输送夹取部件，还适用于其他储能器件的输送夹取部件，比如锂离子电容，超级电容器等输送夹取部件。
附图说明
图1是电池输送机械手装置的结构图；
图2、3是电池输送机械手装置的主视图、左视图；
图4是电池输送机械手装置的夹紧度调节机构的结构图；
图5、6是电池输送机械手装置的夹紧度调节机构的主视图、俯视图；
图7是电池输送机械手装置的夹子组件的结构图；
图8、9是电池输送机械手装置的夹子组件的主视图、左视图；
图10是电池输送机械手装置的电机组件的结构图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明。
参照附图：
实施例1本发明所述的一种电池输送机械手装置，其特征在于，包括：
动力单元，包括伺服电机1和直线模组2，伺服电机1的输出端与直线模组2的输入端相连，用于将伺服电机的旋转运动转化成直线往复运动；
固定单元，安装在直线模组2的移动部上，并随直线模组的移动部沿直线模组的轴向直线往复移动，用于连接机械手装置的各个基础组件以带动各个基础组件直线往复运动；
间距调节单元，安装于固定单元上，包括横向调节机构和夹紧度调节机构5，横向调节机构包括横向驱动部和两套运动部，横向驱动部安装于固定单元上，其输出部与运动部相连，并保持运动部沿固定单元轴向相向或反向运动，用于带动夹紧度调节机构之间间距以适配不同宽度的电池；夹紧度调节机构安装于运动部，包括固定部以及夹紧动力驱动部，其中固定部安装在运动部底部，夹紧动力驱动部滑动安装于固定部，用于调整夹持单元的夹紧度以夹取单组电池；
以及夹持单元，包括一对悬装于横向调节机构的运动部的夹子组件6，夹子组件包括一对可调节间距的气爪，气爪与夹紧度调节机构的导向区导向配合，使得夹子组件的两个气爪在夹紧度调节机构引导下沿导向区产生相对运动以调整两气爪之间的间距，用于夹取电池。
所述固定单元包括组件固定板3和组件支撑板4，所述组件固定板3安装在直线模组2的移动部上，并且连接机械手装置的各个基础组件，从而带动各个基础组件往复运动；组件支撑板4安装在组件固定板上，并且支撑和连接间距调节单元。
所述横向调节机构包括作为横向驱动部的电机组件7和作为运动部的双向丝杆组件8，所述电机组件7包括第二伺服电机71、固定板72、同步带73和同步轮74，第二伺服电机71固定在固定板上，为调节双向丝杆组件8提供动力；固定板72固定在组件支撑板4底部，用于固定和支撑第二伺服电机；同步带73通过啮合装配在同步轮74上，用于配合同步轮74传递伺服电机的动力至双向丝杆组件8；同步轮74与第二伺服电机的输出轴连接，用于传递动力至双向丝杆组件8；双向丝杆组件8包括丝杆81以及套设于丝杆上的移动块82，丝杆81架装在组件支撑板4上，并可绕自身中心轴周向旋转；移动块82共两块，分别螺接在丝杆81两端部的螺纹段，螺纹段的螺纹反向设置，使得移动块82可随丝杆旋转相向或反向移动，用于调节两套夹子组件之间间距以适配不同宽度的电池。
所述夹紧度调节机构5的固定部包括调节机构支撑板52和调节机构直线滑轨53，夹紧动力驱动部包括气缸组件51和气爪横向导向机构54，气缸组件51安装固定在调节机构支撑板52上，为气爪横向导向机构提供推动的动力；调节机构支撑板52安装固定在组件支撑板4上，用于支撑和固定夹紧度调节机构的各个组件；调节机构直线滑轨53安装固定在调节机构支撑板52上，用于降低气缸组件推动气爪横向导向机构时的摩擦阻力；气爪横向导向机构54安装固定在调节机构支撑板52上，并且气爪横向导向机构的两端部设有用于导向气爪的导向区541，使得通过气爪横向导向机构以调节气爪之间间距，以夹取电池。
所述气爪横向导向机构54为四连杆机构，其中四连杆机构相对的长杆和短杆两两平行，其中长杆与双向丝杆平行，四连杆机构套设于气爪的上部，用于对气爪进行导向。
所述夹子组件6包括夹子组件固定板61、夹子组件直线滑轨62、气爪63、气爪限位组件64和夹子65，夹子组件固定板61安装固定在移动块82上，是夹子组件的基础固定部件；夹子组件直线滑轨62安装固定在夹子组件固定板61上，并保持夹子组件直线滑轨61与移动块的运动方向垂直，用于降低气缸组件推动气爪横向导向机构时的摩擦阻力；气爪63成对布置，其中第一个气爪安装固定在夹子组件固定板上，第二个气爪与夹子组件直线滑轨滑动连接，并且气爪的上部夹设于气爪横向导向机构的导向区，使得气爪在气爪横向导向机构的带动下沿夹子组件直线滑轨轴向移动以调整两气爪之间的间距，用于为夹子组件夹取电池提供动力；气爪限位组件64安装固定在气爪63上，用于调节气爪的张开距离并降低气爪的磨损；夹子65安装固定在气爪63上，用于夹取单组软包电池。
所述气爪横向导向机构54的导向区541导向方向与双向丝杆轴向一致。
所述组件支撑板4的底部沿双向丝杆组件轴向铺装直线滑轨9，并且直线滑轨9与移动块82滑动连接，用于降低在调节夹子组件间距过程中移动块与组件支撑板之间的摩擦阻力。
实施例2本实施例所述的一种电池输送机械手装置，包括伺服电机1、直线模组2、组件固定板3、组件支撑板4、夹紧度调节机构5、夹子组件6、电机组件7、双向丝杆组件8和直线滑轨9等九大部分。
伺服电机1通过螺丝固定在模组，是整个机械手装置的动力部件，并且为模组的往复直线运动提供动力。
直线模组2为组件固定板起支撑作用，组件固定板安装在其上，可以将伺服电机的旋转运动转化为精确的往复直线运动。
组件固定板3，通过螺丝安装固定在模组上，并且连接机械手装置的各个基础组件，从而带动各个基础组件往复运动。
组件支撑板4，通过螺丝安装固定组件固定板，并且支撑和连接夹紧度调节机构、夹子组件、电机组件、双向丝杆组件和直线滑轨等组件。
夹紧度调节机构5，由气缸组件51、调节机构支撑板52、调节机构直线滑轨53和气爪横向导向机构54等四个部分组成，是用于调节夹子组件的间距以适应不同间距的单组电池的夹取。气缸组件安装固定在调节机构支撑板上，为气爪横向导向机构提供推动的动力；调节机构支撑板安装固定在组件支撑上，用于支撑和固定夹紧度调节机构的各个组件；调节机构直线滑轨也安装固定在调节机构支撑板上，用于降低气缸组件推动气爪横向导向机构时的摩擦阻力；气爪横向导向机构安装固定在调节机构支撑板上，通过调节双向丝杆组件以调节夹子组件的间距时，对气爪进行导向。
夹子组件6，用于夹取单组软包电池。由夹子组件固定板61、夹子组件直线滑轨62、气爪63、气爪限位组件64和夹子65等五大部分组成。夹子组件固定板安装固定在组件支撑板上，是夹子组件的基础固定部件；夹子组件直线滑轨安装固定在夹子组件固定板上，作用是降低气缸组件推动气爪横向导向机构时的摩擦阻力；气爪通过螺丝安装固定在夹子组件固定板上，作用是为夹子组件夹取电池提供动力；气爪限位组件安装固定在气爪上，作用是调节气爪的张开距离，降低气爪的磨损；夹子也装安装固定在气爪上，用于夹取单组软包电池。
电机组件7作用是为调节双向丝杆组件提供动力。由第二伺服电机71、固定板72、同步带73和同步轮74等四大部分组成。第二伺服电机通过螺丝固定在固定板上，为调节双向丝杆组件提供动力；固定板通过螺丝固定在组件支撑板，作用是固定和支撑伺服电机；同步带通过啮合装配在同步轮上，其作用是配合同步轮传递伺服电机的动力至双向丝杆组件；同步轮通过平键与伺服电机的输出轴连接，作用是传递动力至双向丝杆组件。
双向丝杆组件8，通过螺丝固定在组件支撑板4上，调节双向丝杆组件8可以改变夹子组件6的间距，以适应不同宽度的电池。
直线滑轨9，通过螺丝固定在组件支撑板4上，作用是降低在调节夹子组件间距过程中的摩擦阻力。
实施例3从图1-3看出，本发明所述的一种电池输送机械手装置，包括伺服电机1、模组2、组件固定板3、组件支撑板4、夹紧度调节机构5、夹子组件6、电机组件7、双向丝杆组件8和直线滑轨9等九大部分组成。
从图4-6看出，本发明所述的一种电池输送机械手装置的夹紧度调节机构5，由气缸组件51、调节机构支撑板52、调节结构直线滑轨53、气爪横向导向机构54等四大部件组成。
从图7-9看出，本发明所述的一种电池输送机械手装置的夹子组件6，由夹子组件固定板61、夹子组件直线滑轨62、气爪63、气爪限位组件64及爪子65等五大部件组成。
从图10看出，本发明所述的一种电池输送机械手装置的电机组件7，由第二伺服电机71、固定板72、同步带73及同步轮74等四大部件组成。
下面结合附图对电池输送机械手装置的主单元结构及装配动作进行说明：
参照图1、2，本发明所述的一种电池输送机械手装置的伺服电机1，为整个电池输送机械手装置提供动力，伺服电机1通过螺丝安装固定在模组3上，并且为模组3的往复直线运动提供动力。
参照图1、2，本发明所述的一种电池输送机械手装置的模组2，将伺服电机1的旋转运动转化为精确的往复直线运动，模组2为组件固定板3起支撑作用，组件固定板3安装在其上。
参照图1-3，本发明所述的一种电池输送机械手装置的组件固定板3，通过螺丝安装固定在模组2上，并且连接机械手装置的各个基础组件，从而带动各个基础组件往复运动。
参照图1-3，本发明所述的一种电池输送机械手装置的组件支撑板4，通过螺丝安装固定组件固定板3，并且支撑和连接夹紧度调节机构5、夹子组件6、电机组件7、双向丝杆组件8和直线滑轨9等组件。
参照图4-6，本发明所述的一种电池输送机械手装置的夹紧度调节机构5，作用是调节夹子组件6的间距以适应不同间距的单组电池的夹取。其中，气缸组件51安装固定在调节机构支撑板52上，为气爪横向导向机构54提供推动的动力；调节机构支撑板52安装固定在组件支撑板4上，用于支撑和固定夹紧度调节机构5的各个组件；调节机构直线滑轨53也安装固定在调节机构支撑板52上，用于降低气缸组件51推动气爪横向导向机构54时的摩擦阻力；气爪横向导向机构54安装固定在调节机构支撑板52上，通过调节双向丝杆组件8以调节夹子组件6的间距时，对气爪进行导向。
参照图7-9，本发明所述的一种电池输送机械手装置的夹子组件6，用于夹取单组软包电池。夹子组件固定板61安装固定在组件支撑板4上，是夹子组件6的基础固定部件；夹子组件直线滑轨62安装固定在夹子组件固定板61上，作用是降低气缸组件51推动气爪横向导向机构54时的摩擦阻力；气爪63通过螺丝安装固定在夹子组件固定板61上，作用是为夹子组件6夹取电池提供动力；气爪限位组件64安装固定在气爪63上，作用是调节气爪63的张开距离，降低气爪63的磨损；夹子65也装安装固定在气爪63上，用于夹取单组软包电池。
参照图10，本发明所述的一种电池输送机械手装置的电机组件7，作用是为调节双向丝杆组件8提供动力。伺服电机71通过螺丝固定在固定板72上，为调节双向丝杆组件8提供动力；固定板72通过螺丝固定在组件支撑板4，作用是固定和支撑伺服电机71；同步带73通过啮合装配在同步轮74上，其作用是配合同步轮74传递伺服电机71的动力至双向丝杆组件8；同步轮74通过平键与伺服电机71的输出轴连接，作用是传递动力至双向丝杆组件8。
参照图1、2，本发明所述的一种电池输送机械手装置的双向丝杆组件8，通过螺丝固定在组件支撑板4上，调节双向丝杆组件8可以改变夹子组件6的间距，以适应不同宽度的电池。
参照图1、2，本发明所述的一种电池输送机械手装置的直线滑轨9，通过螺丝固定在组件支撑板4上，作用是降低在调节夹子组件6间距过程中的摩擦阻力。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (6)
1.一种电池输送机械手装置，其特征在于，包括：
动力单元，包括伺服电机和直线模组，伺服电机的输出端与直线模组的输入端相连，用于将伺服电机的旋转运动转化成直线往复运动；
固定单元，安装在直线模组的移动部上，并随直线模组的移动部沿直线模组的轴向直线往复移动，用于连接机械手装置的各个基础组件以带动各个基础组件直线往复运动；所述固定单元包括组件固定板和组件支撑板，所述组件固定板安装在直线模组的移动部上，并且连接机械手装置的各个基础组件，从而带动各个基础组件往复运动；组件支撑板安装在组件固定板上，并且支撑和连接间距调节单元；
间距调节单元，安装于固定单元上，包括横向调节机构和夹紧度调节机构，横向调节机构包括横向驱动部和两套运动部，横向驱动部安装于固定单元上，其输出部与运动部相连，并保持运动部沿固定单元轴向相向或反向运动，用于带动夹紧度调节机构之间间距以适配不同宽度的电池；夹紧度调节机构安装于运动部，包括固定部以及夹紧动力驱动部，其中固定部安装在运动部底部，夹紧动力驱动部滑动安装于固定部，用于调整夹持单元的夹紧度以夹取单组电池；所述夹紧度调节机构的固定部包括调节机构支撑板和调节机构直线滑轨，夹紧动力驱动部包括气缸组件和气爪横向导向机构，气缸组件安装固定在调节机构支撑板上，为气爪横向导向机构提供推动的动力；调节机构支撑板安装固定在组件支撑板上，用于支撑和固定调节机构组件的各个组件；调节机构直线滑轨安装固定在调节机构支撑板上，用于降低气缸组件推动气爪横向导向机构时的摩擦阻力；气爪横向导向机构安装固定在调节机构支撑板上，并且气爪横向导向机构的两端部设有用于导向气爪的导向区，使得通过气爪横向导向机构以调节气爪之间间距，以夹取电池；
以及夹持单元，包括一对悬装于横向调节机构的运动部的夹子组件，夹子组件包括一对可调节间距的气爪，气爪与夹紧度调节机构的导向区导向配合，使得夹子组件的两个气爪在夹紧度调节机构引导下沿导向区产生相对运动以调整两气爪之间的间距，用于夹取电池。
2.如权利要求1所述的一种电池输送机械手装置，其特征在于：所述横向调节机构包括作为横向驱动部的电机组件和作为运动部的双向丝杆组件，所述电机组件包括第二伺服电机、固定板、同步带和同步轮，第二伺服电机固定在固定板上，为调节双向丝杆组件提供动力；固定板固定在组件支撑板底部，用于固定和支撑伺服电机；同步带通过啮合装配在同步轮上，用于配合同步轮传递伺服电机的动力至双向丝杆组件；同步轮与第二伺服电机的输出轴连接，用于传递动力至双向丝杆组件；双向丝杆组件包括丝杆以及套设于丝杆上的移动块，丝杆架装在组件支撑板上，并可绕自身中心轴周向旋转；移动块与丝杆螺接，并且移动块可随丝杆旋转相向或反向移动，用于调节两套夹子组件之间间距以适配不同宽度的电池。
3.如权利要求1所述的一种电池输送机械手装置，其特征在于：所述气爪横向导向机构为四连杆机构，其中四连杆机构相对的长杆和短杆两两平行，其中长杆与双向丝杆平行，四连杆机构套设于气爪的上部，用于对气爪进行导向。
4.如权利要求2所述的一种电池输送机械手装置，其特征在于：所述夹子组件包括夹子组件固定板、夹子组件直线滑轨、气爪、气爪限位组件和夹子，夹子组件固定板安装固定在移动块上，是夹子组件的基础固定部件；夹子组件直线滑轨安装固定在夹子组件固定板上，并保持夹子组件直线滑轨与移动块的运动方向垂直，用于降低气缸组件推动气爪横向导向机构时的摩擦阻力；气爪成对布置，其中第一个气爪安装固定在夹子组件固定板上，第二个气爪与夹子组件直线滑轨滑动连接，并且气爪的上部夹设于气爪横向导向机构的导向区，使得气爪在气爪横向导向机构的带动下沿夹子组件直线滑轨轴向移动以调整两气爪之间的间距，用于为夹子组件夹取电池提供动力；气爪限位组件安装固定在气爪上，用于调节气爪的张开距离并降低气爪的磨损；夹子装安装固定在气爪上，用于夹取单组软包电池。
5.如权利要求4所述的一种电池输送机械手装置，其特征在于：所述气爪横向导向机构的导向区导向方向与双向丝杆轴向一致。
6.如权利要求4所述的一种电池输送机械手装置，其特征在于：所述组件支撑板的底部沿双向丝杆组件轴向铺装直线滑轨，并且直线滑轨与移动块滑动连接，用于降低在调节夹子组件间距过程中移动块与组件支撑板之间的摩擦阻力。
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