CN111266317B - 一种圆柱型电池的自动分档设备及自动分档装箱包装*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆柱型电池的自动分档设备及自动分档装箱包装***，自动分档设备包括：分档机架，其上设有与电池托盘位置对应的分档上料工位；电池限位治具，设有供不同档位电池分别放置的存料槽，存料槽上设有分档下料工位和装盒待料工位；电池分档传送机构，包括升降驱动装置和由升降驱动装置驱动做竖向往复运动的多个用于抓取机电池托盘上的电池的分档机械抓手、以及用于分别驱动对应的分档机械抓手在分档上料工位和电池限位治具上不同档位电池对应的存料槽的分档下料工位之间做往复运动的多个相互独立的分档移送装置。这种自动分档设备，实现电池分档过程的全自动化，且多个分档机械抓手采用相互独立的驱动方式，可以提高电池的分档效率。

Description

一种圆柱型电池的自动分档设备及自动分档装箱包装***

技术领域

本发明涉及电池分档检测设备技术领域，具体涉及一种圆柱型电池的自动分档设备及自动分档装箱包装***。

背景技术

目前，国内软包电池行业具有良好的发展前景，软包锂电池以其特有的性能优势在大量领域得到普遍应用。目前开发的软包锂电池已经在汽车行业开始试用，预计将成为21世纪电动汽车的主要动力电源之一，并将在航天领域得到应用。为了保证软包电池的质量满足要求，需要对加工好的电池进行筛选和分档，从而使出库的电池质量和合格率得到保证。

在软包锂电池的生产工艺中，电池分档设备是一道重要的工序。目前电池生产厂家的分选工序是采用手动分档机，通过对电池或托盘扫码，根据指示灯显示，靠人工分选出相同等级的电池归为一档，再循环进行下一个电池或托盘的分选，由于主要靠人工分选，成本高，效率低，受人为因素影响较大，电池品质无法进行管控。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中电池分档设备的分档效率较低、成本高的缺陷，从而提供一种圆柱型电池的自动分档设备及自动分档装箱包装***。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种圆柱型电池的自动分档设备，包括：

分档机架，其上设有与电池托盘位置对应的分档上料工位；

电池限位治具，安装在所述分档机架上，其上设有多条并行布置且分别供不同档位电池放置的存料槽，每条所述存料槽上均设有分档下料工位和装盒待料工位；

电池分档传送机构，包括安装在所述分档机架上的升降驱动装置和由所述升降驱动装置驱动做竖向往复运动的分档机构安装架；所述分档机构安装架上安装有多个用于抓取所述电池托盘上的电池的分档机械抓手、以及用于分别驱动对应的所述分档机械抓手在所述分档上料工位和所述电池限位治具上不同档位电池对应的所述存料槽的所述分档下料工位之间做往复运动的多个相互独立的分档移送装置；

直线传送机构，用于将所述存料槽内的电池从所述分档下料工位输送至所述装盒待料工位。

进一步地，所述分档上料工位位于多条所述存料槽中间的间隙位置处；所述分档机构安装架位于所述电池限位治具的正上方，且所述分档机构安装架的中间位置和多条所述存料槽中间的间隙位置相对应。

进一步地，所述分档移送装置包括安装在所述分档机构安装架上的分档驱动电机、沿分档移送方向安装在所述分档机构安装架相对两端的两个同步带轮、由所述分档驱动电机驱动在两个同步带轮之间做往复运动的同步带；所述同步带上安装有随所述同步带运动、且连接有所述分档机械抓手的安装滑块。

进一步地，多个所述分档移送装置的多条所述同步带在同一水平线上并排布置，多台所述分档驱动电机在所述分档机构安装架对应所述分档上料工位的中线两侧均分布置。

进一步地，所述电池限位治具可拆卸安装于所述分档机架，所述分档机械抓手可拆卸安装于所述安装滑块。

本发明实施例还公开了一种圆柱型电池的自动分档装箱包装***，包括自动装盒设备和如上所述的圆柱型电池的自动分档设备，所述自动装盒设备包括装盒机架和安装在所述装盒机架上的多个装盒机构；所述装盒机架上安装有用于抓取所述装盒待料工位上的电池并放置在对应的所述装盒机构上的电池分盒搬运机构。

进一步地，所述电池分盒搬运机构包括：

搬运机构安装架，安装在所述装盒机架上且一端伸向所述分档机架；

搬运机械抓手，安装在所述搬运机构安装架上，用于抓取位于所述装盒待料工位内的电池；

装盒搬运装置，安装在所述搬运机构安装架上，用于驱动所述搬运机械抓手在所述装盒待料工位和多个所述装盒机构的电池包装工位之间做往复运动。

进一步地，所述装盒机构包括：

电池储料盒，具有供所述搬运机械抓手抓取的圆柱电池横向放置的腔体，所述腔体的底部设有可供横向放置的圆柱电池逐个向下流出的底部开口；

电池流道，具有与所述底部开口相通且可供圆柱电池横向水平流入的流道入口、可供圆柱电池纵向流出的流道出口、以及位于所述流道入口和所述流道出口之间且底面呈螺旋形以供横向放置的圆柱电池转为纵向放置的螺旋轨道；所述螺旋轨道相对于所述流道入口所在水平面的倾斜角度至所述流道入口到所述流道出口方向逐渐增大；

电池拨料装置，用于将所述电池储料盒的底部开口流出的横向放置的圆柱电池推向所述电池流道的流道入口，并为圆柱电池在所述电池流道内的运动提供前进动力；

电池分离排布装置，包括第二驱动电机和由所述第二驱动电机驱动做循环往复运动的输送带，所述输送带的一端与所述电池流道的流道出口位置对应；所述输送带上连接有多个纵向均匀间隔排布的夹块，相邻两所述夹块之间形成有可夹持纵向放置的圆柱电池的夹持空间；

电池压盒装置，位于所述输送带上方，在动力作用下自所述夹持空间的上方向下运动以将被夹持安装在所述夹持空间内的多个纵向放置的圆柱电池向下压入具有网格状圆柱电池安装空间的装纸箱内。

进一步地，所述电池压盒装置包括：

安装板，纵向安装在所述装盒机架上；

压盒驱动气缸，安装在所述安装板上；且其伸缩杆的伸缩方向沿竖直方向设置；

滑块结构，沿竖直方向滑动安装在所述安装板且与所述压盒驱动气缸的伸缩端相连；

多个压杆，呈并排布置地安装在所述滑块结构上，每个所述压杆位于对应所述夹持空间的正上方。

进一步地，所述电池拨料装置包括：

拨料驱动气缸，安装在所述装盒机架上；

推块，连接于所述拨料驱动气缸的输出端，在所述拨料驱动气缸的驱动下作用于横向放置的圆柱电池的侧壁、以将所述电池储料盒的底部开口流出的横向放置的圆柱电池推向所述电池流道的流道入口；

拨料件，包括在所述推块推动下可绕一轴线摆动的摆杆，以及与所述摆杆同步摆动、且一端伸入所述电池储料盒内的、用于将所述电池储料盒内圆柱电池向外推出的拨杆。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的圆柱型电池的自动分档设备，在电池分档过程中，首先升降驱动装置驱动分档机构安装架向下运动到电池托盘上方的分档上料工位处，分档机构安装架上的多个分档机械抓手分别抓取电池托盘上的电池，然后升降驱动装置驱动分档机构安装架和多个分档机械抓手向上运动并复位到原来高度的位置处，之后分档机构安装架上的多个分档移送装置分别驱动对应的分档机械抓手从分档上料工位运动到电池限位治具上不同档位电池对应的存料槽的分档下料工位的位置处，最后直线传送机构将存料槽内的电池从分档下料工位输送至装盒待料工位，等待进行后续的装盒作业工序。这种自动分档设备可以实现电池分档过程的全自动化，在多个分档机械抓手同时抓取电池进行分档的过程中，由于每个分档机械抓手均由一个分档移送装置单独驱动，分档机械抓手可以直接将电池抓取到对应存料槽的分档下料工位上，而且多个分档机械抓手的运动可以同步进行；与现有技术中由一个分档驱动装置驱动多个分档机械抓手依次经过不同档位上的存料槽，并在每一档位的存料槽上停留放置电池然后再运动到下一个档位的存料槽、再停留放置另一电池的方式相比，大大提高了电池的分档效率。

2.本发明提供的圆柱型电池的自动分档设备，分档机构安装架位于所述电池限位治具的正上方且和多条存料槽的位置相对应，分档上料工位位于多条存料槽中间的间隙位置处的结构设计，分档作业采用中间上料然后放置在两侧存料槽上的方式；一方面可以减少电池在分档过程中的行程，从而缩短电池分档过程的耗时，提高分档效率，降低生产成本；另一方面可以减少分档分档传送机构占空空间的大小，有利于设备整体的小型化设计，节省设备成本。

3.本发明提供的圆柱型电池的自动分档设备，分档移送装置采用同步带传动分档机械抓手的方式，具有传动平稳性好、传动功率大、传动效率高、设备成本低的优点。

4.本发明提供的圆柱型电池的自动分档设备，多条同步带在同一水平线上并排布置，且多台分档驱动电机在分档机构安装架对应分档上料工位的中线两侧均分布置的机构，简捷精巧，紧凑性高。

5.本发明提供的圆柱型电池的自动分档设备，电池限位治具和分档机械抓手采用可拆卸连接的方式，使用时，方便根据不同种类型号的电池更换不同的电池限位治具和分档机械抓手，提高设备的兼容性。

6.本发明提供的圆柱型电池的自动分档装箱包装***，电池分盒搬运机构可以将在自动分档设备内完成自动分档后的不同档位的电池分别搬运到自动装盒设备的上的多个装盒机构，每个装盒机构用于盛放一个档位的电池，从而实现电池分档、装盒作业的全自动化，大大提高了电池分档、装盒效率。

7.本发明提供的圆柱型电池的自动分档装箱包装***，电池在自动分档设备内完成自动分档后位于不同的装盒待料工位上，电池分盒搬运机构上的搬运机械抓手一次可以抓取位于装盒待料工位上的一排电池，然后由装盒搬运装置驱动沿搬运机构安装架的长度方向运动到装盒机架内，并可将不同档位的电池分别放置在不同的装盒机构的电池包装工位处；由于搬运机械抓手一次可以抓取成排布置的多个电池，可以提高电池在自动分档设备和自动装盒设备之间转运速度，提高分档装盒效率；而且装盒搬运装置采用同步带机构传动的方式，可以实现低成本的长距离输送。

8.本发明提供的圆柱型电池的自动分档装箱包装***，由于搬运机械抓手是利用吸嘴结构吸附圆柱电池的侧壁来实现一次性抓紧成排布置的多个圆柱电池的，搬运机械抓手在电池储料盒上释放圆柱电池后，圆柱电池以横向放置的姿态进入电池储料盒内，横向放置的圆柱电池要实现自动装箱，必须在装箱前设置横倒竖装机构，将横向放置的圆柱电池转为竖向放置的圆柱电池然后进行装箱作业。在电池的横倒竖装过程中，电池储料盒内圆柱电池通过其底部的开口向下流出，位于电池储料盒的底部开口的电池拨料装置将流出的横向放置的圆柱电池推向电池流道的流道入口并为圆柱电池在电池流道内的运动提供前进动力；圆柱电池在经过电池流道的螺旋轨道段时，由于螺旋轨道倾斜设置，圆柱电池受到螺旋轨道的约束导向后，圆柱电池靠近其正极或负极的端部逐渐向上抬起一定角度，直到圆柱电池呈竖直放置的状态进入流道出口；之后第二驱动电机驱动输送带做循环往复运动，输送带上的任意相邻两个夹块可以夹持流道出口的圆柱电池，以使圆柱电池流出后在输送带上以成排间隔的方式排布，最后电池压盒装置将被夹持在夹块之间一排圆柱电池同时向下压进网格状圆柱电池安装空间的装纸箱内，从而实现圆柱电池分档、装盒过程的全自动化。

9.本发明提供的圆柱型电池的自动分档装箱包装***，电池压盒装置采用压盒驱动气缸驱动多个压杆上下运动的方式，可以一次性将一排多个圆柱电池压进装纸箱的网格内，而且可以确保多个圆柱电池在装纸箱内装箱高度的一致性。

10.本发明提供的圆柱型电池的自动分档装箱包装***，电池拨料机构的推块和拨料件采用传动连接的方式，拨料驱动气缸不仅可以通过推块为圆柱电池在电池流道内的运动提供动力；而且推块向前运动时，可以带动拨料件的摆杆摆动，进而使拨料件的拨杆在电池储料盒内摆动，摆动的拨杆可以整理圆柱电池在电池储料盒的排布，避免出现多个圆柱电池卡在出口处而无法逐个自底部开口的流出的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为本发明实施例提供的自动分档装箱包装***的结构示意图；

图2为本发明实施例中电池限位治具的结构示意图；

图3为本发明实施例中电池分档传送机构的结构示意图；

图4为图3中A处的放大图；

图5为图3中B处的放大图；

图6为本发明实施例中电池分盒搬运机构的正视图；

图7为本发明实施例中电池分盒搬运机构的左视图；

图8为本发明实施例中装盒机构的结构示意图；

图9为本发明实施例中装纸盒机构的结构示意图。

附图标记说明：100、自动分档设备；110、分档机架；120、电池托盘；121、分档上料工位；130、电池限位治具；131、底板；132、存料槽；1321、分档下料工位；1322、装盒待料工位；133、满料检测开关；140、电池分档传送机构；141、升降驱动装置；142、分档机构安装架；143、分档机械抓手；144、分档移送装置；1441、分档驱动电机；1442、同步带；1443、同步带轮；1444、线缆放置板；145、安装滑块；146、锁紧螺丝；147、隔板；150、直线传送机构；151、直线传送皮带；160、托盘升降机构；200、自动装盒设备；210、装盒机架；220、装盒机构；221、电池储料盒；222、电池流道；2221、流道入口；2222、螺旋轨道；2223、流道出口；223、电池拨料装置；2231、拨料驱动气缸；2232、推块；2233、拨料件；224、电池分离排布装置；2241、第二驱动电机；2242、输送带；2243、夹块；225、电池压盒装置；2251、安装板；2252、压盒驱动气缸；2253、滑块结构；2254、压杆；226、安装底座；227、电池到位检测开关；300、电池分盒搬运机构；310、搬运机构安装架；320、搬运机械抓手；330、装盒搬运装置；321、吸嘴结构；400、装纸盒机构；410、基座；420、滑动安装座；430、驱动结构；440、传动结构；450、装纸盒。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1－9所示的一种圆柱型电池的自动分档装箱包装***，包括自动分档设备100和自动装盒设备200，自动分档设备100和自动装盒设备200之间连接有电池分盒搬运机构300，自动装盒设备200的出料端连接有装纸盒机构400。其中，自动分档设备100用于将电池托盘120上的圆柱电池根据电池性能参数的不同进行分档，电池分盒搬运机构300用于将分档后的圆柱电池以横向放置的姿态输送到自动装盒设备200，自动装盒设备200用于将圆柱电池由横向放置倒向为竖向放置，倒向后的圆柱电池被装入装纸盒机构400的装纸盒450内，从而实现圆柱电池分档、装盒过程的全自动化，整个过程无需人工参与，大大提高了电池的分档、装盒效率。

在本实施例中，自动分档设备100包括分档机架110和安装在分档机架110的电池限位治具130、电池分档传送机构140、直线传送机构150和托盘升降机构160；在电池分档前，满载有圆柱电池的电池托盘120承载在托盘升降机构160上。分档机架110上设有与电池托盘120位置对应的分档上料工位121；电池限位治具130上设有十六条并行布置且分别供不同档位电池放置的存料槽132，每条存料槽132上均设有分档下料工位1321和装盒待料工位1322。直线传送机构150用于将存料槽132内的电池从分档下料工位1321输送至装盒待料工位1322。电池分档传送机构140包括安装在分档机架110上的升降驱动装置141和由升降驱动装置141驱动做竖向往复运动的分档机构安装架142；分档机构安装架142上安装有十六组用于抓取电池托盘120上的电池的分档机械抓手143、以及用于分别驱动对应的分档机械抓手143在分档上料工位121和电池限位治具130上不同档位电池对应的存料槽132的分档下料工位1321之间做往复运动的十六组相互独立的分档移送装置144。

这种自动分档设备100，在电池分档过程中，首先升降驱动装置141驱动分档机构安装架142向下运动到电池托盘120上方的分档上料工位121处，分档机构安装架142上的十六组分档机械抓手143分别抓取电池托盘120上的十六块圆柱电池，然后升降驱动装置141驱动分档机构安装架142和十六组分档机械抓手143向上运动并复位到原来高度的位置处，之后分档机构安装架142上的十六组分档移送装置144分别驱动对应的分档机械抓手143从分档上料工位121运动到电池限位治具130上不同档位电池对应的存料槽132的分档下料工位1321的位置处，最后直线传送机构150将存料槽132内的圆柱电池从分档下料工位1321输送至装盒待料工位1322，等待进行后续的装盒作业工序。这种自动分档设备100可以实现电池分档过程的全自动化，在十六组分档机械抓手143同时抓取圆柱电池进行分档的过程中，由于每个分档机械抓手143均由一个分档移送装置144单独驱动，分档机械抓手143可以直接将圆柱电池抓取到对应存料槽132的分档下料工位1321上，而且十六组分档机械抓手143的运动可以同步进行；与现有技术中由一个分档驱动装置驱动多个分档机械抓手143依次经过不同档位上的存料槽132，并在每一档位的存料槽132上停留放置圆柱电池然后再运动到下一个档位的存料槽132、再停留放置另一圆柱电池的方式相比，大大提高了电池的分档效率。

具体的，升降驱动装置141为安装在分档机架110上的气缸；分档机械抓手143和对应的分档移送装置144的数量还可以是其它数量，具体可以根据需要适应性调整；分档机械抓手143具有采用手指气缸来抓取电池。存料槽132有十六条，每一个存料槽132均可放置一个档位的圆柱电池；档位可以是手动收料档位或自动收料档位。

在本实施例中，分档上料工位121位于十六条存料槽132中间的间隙位置处；分档机构安装架142位于电池限位治具130的正上方，且分档机构安装架142的中间位置和十六条存料槽132中间的间隙位置相对应。分档作业采用中间上料然后放置在两侧存料槽132上的方式；一方面可以减少电池在分档过程中的行程，从而缩短电池分档过程的耗时，提高分档效率，降低生产成本；另一方面可以减少分档传送机构占用空间的大小，有利于设备整体的小型化设计，节省设备成本。

具体的，电池限位治具130包括安装在分档机架110上的底板131，十六条存料槽132平行布置在底板131上，底板131的中间开设有与电池托盘120上的分档上料工位121位置对应的通口，电池托盘120上的电池自通口伸出后被分档机械抓手143抓取，分档机架110上安装有驱动电池托盘120升降以使电池托盘120上升到分档上料工位121的托盘升降机构160。具体的，托盘升降机构160采用电机加丝杆滑块的升降机构。在圆柱电池的分档过程中，采用托盘升降机构160驱动电池托盘120上升和分档机械抓手143下降配合抓取圆柱电池，以实现圆柱电池自动化上料的方式，可以提高圆柱电池的上料速率，继而提高分档效率。

在本实施例中，存料槽132的分档下料工位1321上设有若干与圆柱电池外形相配的限位结构，分档机械抓手143抓取圆柱电池后竖向放置在限位结构内，限位结构可以在三个侧面上对圆柱电池进行限位，且限位结构底部具有倾斜挡板，圆柱电池放置在限位结构内后，向没有受到限位的一侧倾倒，最后以水平放置的姿态平放在存料槽132内。直线传送机构150包括安装在底板131上的驱动电机、由驱动电机通过传动结构驱动在存料槽132内做往复运动的直线传送皮带151，存料槽132内的圆柱电池在直线传送皮带151的带动下，由分档下料工位1321运动到装盒待料工位1322。存料槽132上还安装有位于分档下料工位1321和装盒待料工位1322之间的满料检测开关133，满料检测开关133用于检测装盒待料工位1322上的圆柱电池是否出现装满的现象。

具体的，存料槽132采用可拆卸的安装方式安装在底板131上，当需要对不同类型大小的圆柱电池进行分档时，可以通过更换存料槽132来实现，大大提高了分档设备的兼容性。

在本实施例中，分档移送装置144包括安装在分档机构安装架142上的分档驱动电机1441、沿分档移送方向安装在分档机构安装架142相对两端的两个同步带轮1443、由分档驱动电机1441驱动在两个同步带轮1443之间做往复运动的同步带1442；同步带1442上安装有随同步带1442运动、且连接有分档机械抓手143的安装滑块145。分档移送装置144采用同步带1442传动分档机械抓手143的方式，具有传动平稳性好、传动功率大、传动效率高、设备成本低的优点。

具体的，分档机械抓手143通过多个锁紧螺丝146可拆卸安装于安装滑块145，分档机械抓手143可拆卸安装的方式，方便根据不同类型大小的圆柱电池更换不同的分档机械抓手143，从而提高设备的兼容性。

在本实施例中，十六个分档移送装置144的多条同步带1442在同一水平线上并排布置，十六台分档驱动电机1441在分档机构安装架142对应分档上料工位121的中线两侧均分布置。这种电池分档传送机构140的布置方式，简捷精巧，紧凑性高。

具体的，电池分档传送机构140还包括线缆放置板1444，十六台的分档驱动电机1441的走线均放置在线缆放置板1444内，使电池分档传送机构140的走线更加有序。分档机构安装架142的两端还安装有用于隔开任意相邻两条同步带1442的隔板147、以及使同步带1442保持绷紧状态的压带结构(图未示)。隔板147的设置可以使十六条同步带1442有序排列，互不干扰，可以尽可能地减小电池分档传送机构140在分档机架110内的空间占用。压带结构可以驱使同步带1442保持张紧的状态运动，进而确保分档作业的可靠性和精准度。

在本实施例中，自动装盒设备200包括装盒机架210和安装在装盒机架210上的六个装盒机构220；每个装盒机构220用于盛放同一档位的圆柱电池，相邻两个装盒机构220之间的间隙相同。此处可以理解的是，装盒机构220的数量可以是根据需要适应性选取的。电池分盒搬运机构300安装在装盒机架210上且一端伸进分档机架110内，用于抓取装盒待料工位1322上的圆柱电池并放置在对应的装盒机构220上。电池分盒搬运机构300可以将在自动分档设备100内完成自动分档后的不同档位的圆柱电池分别搬运到自动装盒设备200的上的各个装盒机构220，每个装盒机构220用于盛放同一档位的电池，从而实现圆柱电池分档、装盒作业的全自动化，大大提高了圆柱电池的分档、装盒效率。

在本实施例中，电池分盒搬运机构300包括搬运机构安装架310、搬运机械抓手320和装盒搬运装置330。其中，搬运机构安装架310安装在装盒机架210上且一端伸向分档机架110；

搬运机械抓手320安装在搬运机构安装架310上，用于抓取位于装盒待料工位1322内的圆柱电池；装盒搬运装置330安装在搬运机构安装架310上，用于驱动搬运机械抓手320在装盒待料工位1322和各个装盒机构220的电池包装工位之间做往复运动。具体的，搬运机械抓手320包括搬运升降气缸和由气缸驱动升降的安装架，安装架内安装有同排布置的多个吸嘴，在搬运机械抓手320抓取圆柱电池的过程中，气缸驱动安装架下降，安装架上的多个吸嘴分别吸取装盒待料工位1322上呈横向放置的圆柱电池，实现一排圆柱电池的同步抓取。装盒搬运装置330包括安装在搬运机构安装架310上的伺服电机和同步带1442传送机构，伺服电机通过同步带1442传送机构驱动搬运机械抓手320在搬运机构安装架310上来回往复运动。圆柱电池在自动分档设备100内完成自动分档后位于不同的装盒待料工位1322上，电池分盒搬运机构300上的搬运机械抓手320一次可以抓取位于装盒待料工位1322上的一排圆柱电池，然后由装盒搬运装置330驱动沿搬运机构安装架310的长度方向运动到装盒机架210内，并可将不同档位的电池分别放置在不同的装盒机构220的电池包装工位处；由于搬运机械抓手320一次可以抓取成排布置的多个圆柱电池，可以提高圆柱电池在自动分档设备100和自动装盒设备200之间转运速度，提高分档装盒效率；而且装盒搬运装置330采用同步带1442机构传动的方式，可以实现低成本的长距离输送。

在本实施例中，装盒机构220包括电池储料盒221、电池流道222、电池拨料装置223、电池分离排布装置224和电池压盒装置225。电池储料盒221具有供搬运机械抓手320抓取的圆柱电池横向放置的腔体，腔体的底部设有可供横向放置的圆柱电池逐个向下流出的底部开口。电池流道222具有与底部开口相通且可供圆柱电池横向水平流入的流道入口2221、可供圆柱电池纵向流出的流道出口2223、以及位于流道入口2221和流道出口2223之间且底面呈螺旋形以供横向放置的圆柱电池转为纵向放置的螺旋轨道2222；螺旋轨道2222相对于流道入口2221所在水平面的倾斜角度至流道入口2221到流道出口2223方向逐渐增大。电池拨料装置223用于将电池储料盒221的底部开口流出的横向放置的圆柱电池推向电池流道222的流道入口2221，并为圆柱电池在电池流道222内的运动提供前进动力。电池分离排布装置224包括第二驱动电机2241和由第二驱动电机2241驱动做循环往复运动的输送带2242，输送带2242的一端与电池流道222的流道出口2223位置对应；输送带2242上连接有多个纵向均匀间隔排布的夹块2243，相邻两夹块2243之间形成有可夹持纵向放置的圆柱电池的夹持空间。电池压盒装置225位于输送带2242上方，在动力作用下自夹持空间的上方向下运动以将被夹持安装在夹持空间内的多个纵向放置的圆柱电池向下压入具有网格状圆柱电池安装空间的装纸箱内。

由于搬运机械抓手320是利用吸嘴结构321吸附圆柱电池的侧壁来实现一次性抓紧成排布置的多个圆柱电池的，搬运机械抓手320在电池储料盒221上释放圆柱电池后，圆柱电池以横向放置的姿态进入电池储料盒221内，横向放置的圆柱电池要实现自动装箱，必须在装箱前设置横倒竖装机构，将横向放置的圆柱电池转为竖向放置的圆柱电池然后进行装箱作业。在电池的横倒竖装过程中，电池储料盒221内圆柱电池通过其底部的开口向下流出，位于电池储料盒221的底部开口的电池拨料装置223将流出的横向放置的圆柱电池推向电池流道222的流道入口2221并为圆柱电池在电池流道222内的运动提供前进动力；圆柱电池在经过电池流道222的螺旋轨道2222段时，由于螺旋轨道2222倾斜设置，圆柱电池受到螺旋轨道2222的约束导向后，圆柱电池靠近其正极或负极的端部逐渐向上抬起一定角度，直到圆柱电池呈竖直放置的状态进入流道出口2223；之后第二驱动电机2241驱动输送带2242做循环往复运动，输送带2242上的任意相邻两个夹块2243可以夹持流道出口2223的圆柱电池，以使圆柱电池流出后在输送带2242上以成排间隔的方式排布，最后电池压盒装置225将被夹持在夹块2243之间一排圆柱电池同时向下压进网格状圆柱电池安装空间的装纸箱内，从而实现圆柱电池分档、装盒过程的全自动化。

具体的，电池储料盒221上腔体的宽度和圆柱电池的高度相适配，腔体的底部具有倾斜面，腔体上的底部开口位于倾斜面的最低位置处，且底部开口的开口大小与一个圆柱电池的直径相等或略大于一个圆柱电池的直径。

在本实施例中，电池拨料装置223包括拨料驱动气缸2231、推块2232和拨料件2233；其中，拨料驱动气缸2231安装在装盒机架210上；推块2232连接于拨料驱动气缸2231的输出端，在拨料驱动气缸2231的驱动下作用于横向放置的圆柱电池的侧壁、以将电池储料盒221的底部开口流出的横向放置的圆柱电池推向电池流道222的流道入口2221；拨料件2233包括在推块2232推动下可绕一轴线摆动的摆杆，以及与摆杆同步摆动、且一端伸入电池储料盒221内的、用于将电池储料盒221内圆柱电池向外推出的拨杆。电池拨料装置223的推块2232和拨料件2233采用传动连接的方式，拨料驱动气缸2231不仅可以通过推块2232为圆柱电池在电池流道222内的运动提供动力；而且推块2232向前运动时，可以带动拨料件2233的摆杆摆动，进而使拨料件2233的拨杆在电池储料盒221内摆动，摆动的拨杆可以整理圆柱电池在电池储料盒221的排布，避免出现多个圆柱电池卡在出口处而无法逐个自底部开口的流出的问题。

在本实施例中，电池压盒装置225包括安装板2251、压盒驱动气缸2252、滑块结构2253和压杆2254。其中，安装板2251纵向安装在装盒机架210上；压盒驱动气缸2252安装在安装板2251上，且其伸缩杆的伸缩方向沿竖直方向设置；滑块结构2253沿竖直方向滑动安装在安装板2251且与压盒驱动气缸2252的伸缩端相连；压杆2254具有多个且并排布置地安装在滑块结构2253上，每个压杆2254位于对应夹持空间的正上方。电池压盒装置225采用压盒驱动气缸2252驱动多个压杆2254上下运动的方式，可以一次性将一排多个圆柱电池压进装纸箱的网格内，而且可以确保多个圆柱电池在装纸箱内装箱高度的一致性。

在本实施例中，装纸盒机构400包括基座410、滑动安装座420、驱动结构430和装纸盒450。其中，驱动结构430安装在基座410上，并通过传动结构440带动滑动安装座420在基座410上来回往复运动，装纸盒450安装在滑动安装座420上。电池压盒装置225将电池分离排布装置224上的一排圆柱电池依次压进装纸盒450内，待圆柱电池在装纸盒450内装满后，驱动结构430驱动滑动安装座420在基座410上运动，以将装盒机架210下方的装纸盒450向外输送，无需人工弯腰到装盒机架210的下方取放装纸盒450，使装纸盒450的装卸操作更加方便。

综上所述，本发明实施例提供的圆柱型电池的自动分档设备100及自动分档装箱包装***，实现了圆柱电池分档、装箱过程的全自动化，大大提高了圆柱电池的分档、装盒效率；而且只需要更换部分部件就可以实现不同类型尺寸的电池的分档，提高了设备的兼容性，减少了设备成本。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种圆柱型电池的自动分档设备，其特征在于，包括：

分档机架(110)，其上设有与电池托盘(120)位置对应的分档上料工位(121)；

电池限位治具(130)，安装在所述分档机架(110)上，其上设有多条并行布置且分别供不同档位电池放置的存料槽(132)，每条所述存料槽(132)上均设有分档下料工位(1321)和装盒待料工位(1322)；

电池分档传送机构(140)，包括安装在所述分档机架(110)上的升降驱动装置(141)和由所述升降驱动装置(141)驱动做竖向往复运动的分档机构安装架(142)；所述分档机构安装架(142)上安装有多个用于抓取所述电池托盘(120)上的电池的分档机械抓手(143)、以及用于分别驱动对应的所述分档机械抓手(143)在所述分档上料工位(121)和所述电池限位治具(130)上不同档位电池对应的所述存料槽(132)的所述分档下料工位(1321)之间做往复运动的多个相互独立的分档移送装置(144)；

直线传送机构(150)，用于将所述存料槽(132)内的电池从所述分档下料工位(1321)输送至所述装盒待料工位(1322)。

2.根据权利要求1所述的圆柱型电池的自动分档设备，其特征在于，所述分档上料工位(121)位于多条所述存料槽(132)中间的间隙位置处；所述分档机构安装架(142)位于所述电池限位治具(130)的正上方，且所述分档机构安装架(142)的中间位置和多条所述存料槽(132)中间的间隙位置相对应。

3.根据权利要求2所述的圆柱型电池的自动分档设备，其特征在于，所述分档移送装置(144)包括安装在所述分档机构安装架(142)上的分档驱动电机(1441)、沿分档移送方向安装在所述分档机构安装架(142)相对两端的两个同步带轮(1443)、由所述分档驱动电机(1441)驱动在两个同步带轮(1443)之间做往复运动的同步带(1442)；所述同步带(1442)上安装有随所述同步带(1442)运动、且连接有所述分档机械抓手(143)的安装滑块(145)。

4.根据权利要求3所述的圆柱型电池的自动分档设备，其特征在于，多个所述分档移送装置(144)的多条所述同步带(1442)在同一水平线上并排布置，多台所述分档驱动电机(1441)在所述分档机构安装架(142)对应所述分档上料工位(121)的中线两侧均分布置。

5.根据权利要求3所述的圆柱型电池的自动分档设备，其特征在于，所述电池限位治具(130)可拆卸安装于所述分档机架(110)，所述分档机械抓手(143)可拆卸安装于所述安装滑块(145)。

6.一种圆柱型电池的自动分档装箱包装***，其特征在于，包括自动装盒设备(200)和如上权利要求1－5中任意一项所述的圆柱型电池的自动分档设备，所述自动装盒设备(200)包括装盒机架(210)和安装在所述装盒机架(210)上的多个装盒机构(220)；所述装盒机架(210)上安装有用于抓取所述装盒待料工位(1322)上的电池并放置在对应的所述装盒机构(220)上的电池分盒搬运机构(300)。

7.根据权利要求6所述的圆柱型电池的自动分档装箱包装***，其特征在于，所述电池分盒搬运机构(300)包括：

搬运机构安装架(310)，安装在所述装盒机架(210)上且一端伸向所述分档机架(110)；

搬运机械抓手(320)，安装在所述搬运机构安装架(310)上，用于抓取位于所述装盒待料工位(1322)内的电池；

装盒搬运装置(330)，安装在所述搬运机构安装架(310)上，用于驱动所述搬运机械抓手(320)在所述装盒待料工位(1322)和多个所述装盒机构(220)的电池包装工位之间做往复运动。

8.根据权利要求7所述的圆柱型电池的自动分档装箱包装***，其特征在于，所述装盒机构(220)包括：

电池储料盒(221)，具有供所述搬运机械抓手(320)抓取的圆柱电池横向放置的腔体，所述腔体的底部设有可供横向放置的圆柱电池逐个向下流出的底部开口；

电池流道(222)，具有与所述底部开口相通且可供圆柱电池横向水平流入的流道入口(2221)、可供圆柱电池纵向流出的流道出口(2223)、以及位于所述流道入口(2221)和所述流道出口(2223)之间且底面呈螺旋形以供横向放置的圆柱电池转为纵向放置的螺旋轨道(2222)；所述螺旋轨道(2222)相对于所述流道入口(2221)所在水平面的倾斜角度至所述流道入口(2221)到所述流道出口(2223)方向逐渐增大；

电池拨料装置(223)，用于将所述电池储料盒(221)的底部开口流出的横向放置的圆柱电池推向所述电池流道(222)的流道入口(2221)，并为圆柱电池在所述电池流道(222)内的运动提供前进动力；

电池分离排布装置(224)，包括第二驱动电机(2241)和由所述第二驱动电机(2241)驱动做循环往复运动的输送带(2242)，所述输送带(2242)的一端与所述电池流道(222)的流道出口(2223)位置对应；所述输送带(2242)上连接有多个纵向均匀间隔排布的夹块(2243)，相邻两所述夹块(2243)之间形成有可夹持纵向放置的圆柱电池的夹持空间；

电池压盒装置(225)，位于所述输送带(2242)上方，在动力作用下自所述夹持空间的上方向下运动以将被夹持安装在所述夹持空间内的多个纵向放置的圆柱电池向下压入具有网格状圆柱电池安装空间的装纸箱内。

9.根据权利要求8所述的圆柱型电池的自动分档装箱包装***，其特征在于，所述电池压盒装置(225)包括：

安装板(2251)，纵向安装在所述装盒机架(210)上；

压盒驱动气缸(2252)，安装在所述安装板(2251)上；且其伸缩杆的伸缩方向沿竖直方向设置；

滑块结构(2253)，沿竖直方向滑动安装在所述安装板(2251)且与所述压盒驱动气缸(2252)的伸缩端相连；

多个压杆(2254)，呈并排布置地安装在所述滑块结构(2253)上，每个所述压杆(2254)位于对应所述夹持空间的正上方。

10.根据权利要求8所述的圆柱型电池的自动分档装箱包装***，其特征在于，所述电池拨料装置(223)包括：

拨料驱动气缸(2231)，安装在所述装盒机架(210)上；

推块(2232)，连接于所述拨料驱动气缸(2231)的输出端，在所述拨料驱动气缸(2231)的驱动下作用于横向放置的圆柱电池的侧壁、以将所述电池储料盒(221)的底部开口流出的横向放置的圆柱电池推向所述电池流道(222)的流道入口(2221)；

拨料件(2233)，包括在所述推块(2232)推动下可绕一轴线摆动的摆杆，以及与所述摆杆同步摆动、且一端伸入所述电池储料盒(221)内的、用于将所述电池储料盒(221)内圆柱电池向外推出的拨杆。

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