CN110421582B - 一种用于锂电池卷芯抓取配对的机械手装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于锂电池卷芯抓取配对的机械手装置，包括旋转部以及设置于所述旋转部下端的抓取部，所述抓取部设有两个且水平对称布置于所述旋转部下端；所述旋转部包括机架以及转到连接于所述机架下部的旋转轴，所述机架上设有用于带动所述旋转轴沿逆时针或顺时针方向转动的动力机构；本申请通过设置转动机构，在转动机构下方设置两个夹取装置，抓取后通过转动机构快速的对两侧卷芯的位置进行对换，因而可以快速的对卷芯进行配对，提高了配对效率；本申请通过设置可拆卸的夹爪，通过更改夹爪的尺寸和调整两侧夹爪的初始距离，进而可以对不同尺寸的电池卷芯进行夹取，提高了本申请机械手的通用性能。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池生产设备技术领域，具体是一种用于锂电池卷芯抓取配对的机械手装置。
背景技术
锂电池，是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。卷芯是构成锂电池的核心部分，根据当前的工艺技术，主流行业均实现电池由AB卷芯构成。
A、B卷芯在实际生产过程中分别通过两台卷绕机产出，通过不同的物流线及托盘流转至下一道工序，在下一道工序前要完成A、B卷芯配对方可进行加工作业，配对前后如图1所示，但是现有的生产设备中，对A、B卷芯的配对不够自动化，配对过程复杂，配对效率低，而且在配对的过程中，由于卷芯的尺寸存在误差，在机械的夹取过程中，可能会出现夹取不稳或夹取过度导致卷芯变形的现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于锂电池卷芯抓取配对的机械手装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于锂电池卷芯抓取配对的机械手装置，包括旋转部以及设置于所述旋转部下端的抓取部，所述抓取部设有两个且水平对称布置于所述旋转部下端；
所述旋转部包括机架以及转到连接于所述机架下部的旋转轴，所述机架上设有用于带动所述旋转轴沿逆时针或顺时针方向转动的动力机构；
所述抓取部包括固设于所述旋转轴下方的竖直布置的第一伸缩气缸，所述第一伸缩气缸的活塞下端固设有水平布置的夹取气缸，所述夹取气缸的两端均设有用于夹取卷心的夹爪，所述夹爪可拆卸连接与所述夹取气缸下方，所述夹取气缸下方设有卷芯压板，所述卷芯压板位于两侧所述夹爪之间，所述卷芯压板与所述夹取气缸上下滑动连接，所述卷芯压板与所述夹取气缸之间设有弹簧。
作为本发明进一步的方案：所述机架包括轴套以及设置于所述轴套下端的第四支撑板，所述第四支撑板下方通过连接杆固定连接有第三支撑板，所述动力机构固设于所述第四支撑板下端，所述旋转轴贯穿所述第三支撑板且与所述第三支撑板转动连接。
作为本发明进一步的方案：所述动力机构包括水平布置的第二伸缩气缸，所述第二伸缩气缸与所述机架固定连接，所述第二伸缩气缸的活塞前端固设有齿条，所述旋转轴上套接有与所述齿条啮合连接的外齿轮。
作为本发明进一步的方案：所述旋转轴下端设有支撑架，两侧所述抓取部内的第一伸缩气缸均通过固定筋板与所述支撑架的两端固定连接。
作为本发明进一步的方案：所述第一伸缩气缸的活塞下端固设有第二连接轴，所述第二连接轴通过连接板与所述第一伸缩气缸的活塞下端固定连接，所述第二连接轴的下端固设有第一支撑板，所述夹取气缸固设于所述第一支撑板下端。
作为本发明进一步的方案：所述卷芯压板上端至少设有一根第一连接轴，所述第一连接轴贯穿所述第一支撑板且与所述第一支撑板上下滑动连接，所述弹簧套接在所述第一连接轴上。
作为本发明进一步的方案：所述第一连接轴至少设有两根且均匀布置在所述卷芯压板上端，所述第一连接轴通过支撑头与所述卷芯压板连接，所有所述第一连接轴的顶端通过第二支撑板连接，所述第一支撑板上端设有用于对第一连接轴进行位置限制的限位块。
作为本发明进一步的方案：两侧所述夹爪通过夹爪连接座与所述夹取气缸可拆卸连接，所述夹爪靠近所述卷芯压板的一侧设有倒角。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本申请通过设置转动机构，在转动机构下方设置两个夹取装置，而且两组夹取装置，通过夹取装置对A、B产线上的A、B卷芯进行抓取，抓取后通过转动机构快速的对两侧卷芯的位置进行对换，因而可以快速的对卷芯进行配对，提高了配对效率；
2、本申请通过设置可拆卸的夹爪，通过更改夹爪的尺寸和调整两侧夹爪的初始距离，进而可以对不同尺寸的电池卷芯进行夹取，提高了本申请机械手的通用性能；
3、本申请的卷芯压板通过连接轴和弹簧与支撑板柔性连接，因而在夹取电池时，由于卷芯在夹爪上比相对于生产线的位置高，因而可以通过弹簧的收缩自动适应卷芯的位置的变化，而且由于生产的过程中，卷芯的厚度可会出现偏差，因而，通过柔性设置的卷芯压板，可以自适应的对不同厚度的卷芯进行压紧，而且不会出现夹不紧或夹紧过渡导致卷芯变形的现象，提高了夹取过程的安全性能。
附图说明
图1为电池卷心配对前后对比示意图；
图2为本发明结构示意图；
图3为本发明的抓取部结构示意图；
图4为本发明的旋转部结构视图；
图5为本发明的支撑架结构示意图。
图中：1-夹爪、2-夹爪连接座、3-卷芯压板、4-支撑头、5-弹簧、6-夹取气缸、7-第一支撑板、8-第一连接轴、9-第二支撑板、10-第二连接轴、11-连接板、12-第一伸缩气缸、13-支撑架、14-固定筋板、15-旋转轴、16-第三支撑板、17-外齿轮、18-齿条、19-第二伸缩气缸、20-连接杆、21-第四支撑板、22-轴套。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明实施例中，一种用于锂电池卷芯抓取配对的机械手装置，包括旋转部以及设置于旋转部下端的抓取部，抓取部设有两个且水平对称布置于旋转部下端，进而可以通过两侧的抓取部来抓取A、B卷芯，然后通过旋转部将两侧抓取部下端的A、B卷芯进行位置对换以完成电芯配对；
旋转部包括机架，机架包括轴套22以及设置于轴套22下端的第四支撑板21，通过轴套22将本申请的机械手装置与锂电池生产线进行连接，第四支撑板21下方通过连接杆20固定连接有第三支撑板16，在本实施例中，连接杆20设有四根且成矩形布置，第三支撑板16上开有通孔，通孔内转动连接有旋转轴15，旋转轴15的上端与第四支撑板21的下端转动连接，进而可以通过第四支撑板41对旋转轴15进行竖直方向上的定位，第四支撑板21下端设有动力机构，动力机构固包括设于第四支撑板21下端的第二伸缩气缸19，第二伸缩气缸19水平布置，第二伸缩气缸19的活塞前端固设有齿条18，旋转轴15上套接有与齿条18啮合连接的外齿轮17，通过齿条18与外齿轮17的啮合进行动力传输，进而可以通过第二伸缩气缸19的活塞的伸锁带动旋转轴15沿顺时针或逆时针方向旋转；旋转轴15下端设有支撑架13，两侧抓取部内的第一伸缩气缸12均通过固定筋板14与支撑架13的两端固定连接；
抓取部包括固设于旋转轴15下方的竖直布置的第一伸缩气缸12，第一伸缩气缸12通过固定筋板14与支撑架13固定连接，第一伸缩气缸12的活塞下端固设有第二连接轴10，第二连接轴10通过连接板11与第一伸缩气缸12的活塞下端固定连接，第二连接轴10的下端固设有第一支撑板7，夹取气缸6固设于第一支撑板7下端，两侧夹爪1通过夹爪连接座2与夹取气缸6可拆卸连接，夹爪1内侧设有倒角，通过更换不同尺寸规格的夹爪连接座2可以调节夹爪1的夹取尺寸，进而可以适应不同规格的卷芯的夹取，同时通过倒角，使得两侧夹爪1在夹取卷芯时，可以有效的避免对卷芯造成的损伤；夹取气缸6下方设有卷芯压板3，卷芯压板3位于两侧夹爪1之间，卷芯压板3上端至少设有一根第一连接轴8，第一连接轴8贯穿第一支撑板7且与第一支撑板7上下滑动连接，进而可以带动卷芯压板3相对于第一支撑板7上下滑动，卷芯压板3与第一支撑板7之间设有弹簧5，弹簧5套接在第一连接轴8上，因而在卷芯压板3在相对第一支撑板7向上运动时会挤压弹簧5，通过弹簧5对卷芯压板3提供一个向下的压力，因而达到卷芯压板3与第一支撑板7柔性连接的目的，进而可以对不同厚度的卷芯进行自适应抓取，在本实施例中，第一连接轴8设有四根且均匀布置在卷芯压板3上端，第一连接轴8通过支撑头4与卷芯压板3连接，所有第一连接轴8的顶端通过第二支撑板9连接，第一支撑板7上端设有用于对第一连接轴8进行位置限制的限位块，限位块位于第一支撑板7上方，通过限位块对第二支撑板9、卷芯压板3的最低位置进行限位，
本发明结构新颖，运行稳定，本发明在使用时，首先将本申请的机械手装置移动到待抓取配对的卷芯上方，使得两侧的夹取部分别位于两条生产线上的A、B卷芯上方，然后启动第一伸缩气缸12，通过第一伸缩气缸12带动第一支撑板7、夹取气缸6、夹爪1向下运动，直到卷芯压板3的下端面紧贴卷芯的上端面，此时，夹爪1的下端面仍高于卷芯的下端面，然后继续使第一伸缩气缸12的活塞向下运动，在运动的过程中，夹爪1随活塞向下运动，但是由于卷芯压板3的下端面与卷芯上端面接触，进而使得卷芯压板3停止向下运动，因而在第一支撑板7继续向下运动的过程中会挤压弹簧5，使得卷芯压板3自动适应卷芯的厚度，当夹爪1移动到放置卷芯的平台时，停止第一伸缩气缸12的运动并保持静止状态，然后启动夹取气缸6，通过夹取气缸6带动两侧的夹爪1向靠近卷芯的方向运动，直到夹爪1将卷芯托起，而且在夹取的过程中，由于夹爪1的内测设有倒角，因而使得夹爪1更易与***到卷芯下方，而且当夹爪1从下方将卷芯托起时，卷芯会向上移动一定的距离，在移动的过程中，通过压缩弹簧5使卷芯压板3向上移动，进而可以有效的避免因为夹取而导致的卷芯发生形变的问题，当夹取完成后，再次启动第一伸缩气缸12，通过第一伸缩气缸12的活塞收缩带动夹爪1以及夹爪1以及卷芯压板3之间的卷芯向上运动，当卷芯远离生产线时，启动第二伸缩气缸19，通过第二伸缩气缸19的活塞伸缩带动齿条18水平移动，然后通过齿条的水平移动带动与齿条18啮合的外齿轮17转动，进而可以通过外齿轮17的转动带动旋转轴15顺时针或逆时针转动，当旋转轴15水平转动180°时，此时两侧的夹取部对换位置，如图1所所示，即原A卷芯移动到原B卷芯位置，原B卷芯移动到原A卷芯的位置，转动完成后，停止第二伸缩气缸19的运动并保持静止，然后启动第一伸缩气缸12、夹取气缸6将夹爪1内的卷芯A或B放置到原B或A的位置，至此完成一组电池卷芯的夹取和配对过程；
此外，也可以将本申请的机械手装置的轴套22进行固定，然后通过生产线将待夹取配对的卷芯移动到本申请的夹爪下方，然后通过夹取、转换、释放的步骤对电池卷芯进行夹取和配对。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种用于锂电池卷芯抓取配对的机械手装置，其特征在于，包括旋转部以及设置于所述旋转部下端的抓取部，所述抓取部设有两个且水平对称布置于所述旋转部下端；
所述旋转部包括机架以及转到连接于所述机架下部的旋转轴(15)，所述机架上设有用于带动所述旋转轴(15)沿逆时针或顺时针方向转动的动力机构；
所述抓取部包括固设于所述旋转轴(15)下方的竖直布置的第一伸缩气缸(12)，所述第一伸缩气缸(12)的活塞下端固设有水平布置的夹取气缸(6)，所述夹取气缸(6)的两端均设有用于夹取卷心的夹爪(1)，所述夹爪(1)可拆卸连接于所述夹取气缸(6)下方，所述夹取气缸(6)下方设有卷芯压板(3)，所述卷芯压板(3)位于两侧所述夹爪(1)之间，所述卷芯压板(3)与所述夹取气缸(6)上下滑动连接，所述卷芯压板(3)与所述夹取气缸(6)之间设有弹簧(5)；
所述第一伸缩气缸(12)的活塞下端固设有第二连接轴(10)，所述第二连接轴(10)通过连接板(11)与所述第一伸缩气缸(12)的活塞下端固定连接，所述第二连接轴(10)的下端固设有第一支撑板(7)，所述夹取气缸(6)固设于所述第一支撑板(7)下端；
所述卷芯压板(3)上端至少设有一根第一连接轴(8)，所述第一连接轴(8)贯穿所述第一支撑板(7)且与所述第一支撑板(7)上下滑动连接，所述弹簧(5)套接在所述第一连接轴(8)上，所述第一连接轴(8)至少设有两根且均匀布置在所述卷芯压板(3)上端，所述第一连接轴(8)通过支撑头(4)与所述卷芯压板(3)连接，所有所述第一连接轴(8)的顶端通过第二支撑板(9)连接，所述第一支撑板(7)上端设有用于对第一连接轴(8)进行位置限制的限位块。
2.根据权利要求1所述的一种用于锂电池卷芯抓取配对的机械手装置，其特征在于，所述机架包括轴套(22)以及设置于所述轴套(22)下端的第四支撑板(21)，所述第四支撑板(21)下方通过连接杆(20)固定连接有第三支撑板(16)，所述动力机构固设于所述第四支撑板(21)下端，所述旋转轴(15)贯穿所述第三支撑板(16)且与所述第三支撑板(16)转动连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于锂电池卷芯抓取配对的机械手装置，其特征在于，所述动力机构包括水平布置的第二伸缩气缸(19)，所述第二伸缩气缸(19)与所述机架固定连接，所述第二伸缩气缸(19)的活塞前端固设有齿条(18)，所述旋转轴(15)上套接有与所述齿条(18)啮合连接的外齿轮(17)。
4.根据权利要求1所述的一种用于锂电池卷芯抓取配对的机械手装置，其特征在于，所述旋转轴(15)下端设有支撑架(13)，两侧所述抓取部内的第一伸缩气缸(12)均通过固定筋板(14)与所述支撑架(13)的两端固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于锂电池卷芯抓取配对的机械手装置，其特征在于，两侧所述夹爪(1)通过夹爪连接座(2)与所述夹取气缸(6)可拆卸连接，所述夹爪(1)靠近所述卷芯压板(3)的一侧设有倒角。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| TR01 | Transfer of patent right |
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