CN209113099U - 一种电芯取料机械手及上料机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池生产技术领域，公开了一种电芯取料机械手及上料机构，该电芯取料机械手包括：取料机构，所述取料机构包括：电芯卸料板、取料头和驱动装置；所述电芯卸料板的底部设有多个电芯容纳槽；每个所述电芯容纳槽的开口朝下，其槽底部设有贯穿所述电芯卸料板顶部的第一通孔；每个所述电芯容纳槽对应一个取料头，所述驱动装置可驱使所述取料头和所述电芯卸料板发生相对上下移动以使所述取料头的第一端通过所述第一通孔伸入、伸出所述电芯容纳槽；每个所述取料头的第一端具有用于吸取电芯的磁体。

Description

一种电芯取料机械手及上料机构

技术领域

本实用新型涉及电池生产技术领域，特别是涉及一种电芯取料机械手及上料机构。

背景技术

随着汽车能源及电动汽车行业的快速发展，电池的应用也越来越广泛，尤其是圆柱形干电池在电动汽车上的应用越来越普及，目前市场上对电池组装加工的需求也越来越大，而现阶段与此对应的自动化生产技术和设备尚处于研发起步阶段，导致目前国内市场上出现真空期，因此亟待电池整理生产环节的自动化技术突破，形成连续自动化生产线。

传统的锂电池电芯上料采用的是人工上料，先从料箱取出电芯，再放入后续加工设备上，这种上料效率低下、工作强度大，无法满足日益增长的生产需求。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是为了解决现有技术中电芯上料效率低、人工工作强度大、不能满足生产需求的技术问题。

(二)技术方案

针对现有技术中存在的技术问题，第一方面，本实用新型提供一种电芯取料机械手，包括取料机构，所述取料机构包括：电芯卸料板、取料头和驱动装置；所述电芯卸料板的底部设有多个电芯容纳槽；每个所述电芯容纳槽的开口朝下，其槽底部设有贯穿所述电芯卸料板顶部的第一通孔；每个所述电芯容纳槽对应一个取料头，所述驱动装置可驱使所述取料头和所述电芯卸料板发生相对上下移动以使所述取料头的第一端通过所述第一通孔伸入、伸出所述电芯容纳槽；每个所述取料头的第一端具有用于吸取电芯的磁体。

进一步地，所述第一通孔的直径小于电芯直径。

进一步地，所述取料机构还包括：安装座；所述电芯卸料板通过支撑件固定在所述安装座的底部；所述驱动装置的驱动轴位于所述电芯卸料板的上方；每个所述取料头的第二端分别固定在所述驱动装置的驱动轴上并随所述驱动轴上下运动伸入、伸出对应所述电芯容纳槽内。

进一步地，所述取料机构还包括：安装座，所述驱动装置固定在所述安装座上；每个所述取料头的第二端分别固定在所述安装座的底部；所述电芯卸料板位于所述取料头的下方；所述驱动装置的驱动轴固连在所述电芯卸料板的顶部并可带动所述电芯卸料板上下运动，以使所述取料头伸入、伸出对应所述电芯容纳槽内。

进一步地，所述电芯取料机械手还包括：龙门架，以及可驱使所述取料机构沿X、Y、Z方向运动的移动机构；所述龙门架包括：两个相互平行且横向设置的横梁；所述移动机构设置在两个所述横梁上。

进一步地，所述移动机构包括：X轴移动机构、Y轴移动机构和Z轴移动机构；

所述X轴移动机构包括：至少两个分别设置在所述龙门架的两个横梁上的X轴线型滑轨，设置在所述X轴线型滑轨内滑动的X轴滑杆，以及驱动所述X轴滑杆在对应所述X轴线型滑轨内沿X轴左右移动的X轴驱动；

所述Y轴移动机构包括：Y轴线型滑轨，设置在所述Y轴线型滑轨内滑动的Y轴滑杆，以及驱动所述Y轴滑杆在对应所述Y轴线型滑轨内沿Y轴前后移动的Y轴驱动；

所述Z轴移动机构包括：Z轴滑座，与所述Z轴滑座配合滑动的Z轴滑台，以及驱动所述Z轴滑台在所述Z轴滑座内沿Z轴上下移动的Z轴驱动；

其中，所述Y轴线型滑轨的两端分别固定在两个所述X轴滑杆上，随所述X轴滑杆沿X轴左右移动；所述Z轴滑座固定在所述Y轴滑杆上，随所述Y轴滑杆沿Y轴前后移动；所述取料机构设置在所述Z轴滑台上，随Z轴滑台沿Z轴上下移动。

进一步地，所述X轴驱动固定在所述X轴线型滑轨上、所述Y轴驱动固定在所述Y轴线型滑轨上，所述Z轴驱动固定在所述Z轴滑座上；所述X轴驱动、Y轴驱动和Z轴驱动分别为伺服驱动电机。

第二方面，本实用新型提供一种上料机构，包括上述所述的电芯取料机械手。

进一步地，还包括：上料台；所述上料台包括：用于放置装有待取芯的托盘的承载平台，以及设置在所述承载平台下方的上顶气缸；所述托盘内设有多个底部具有第二通孔的电芯存放槽，所述承载平台上设有多个与所述第二通孔对应连通的穿过孔；所述上顶气缸的活塞杆可通过所述穿过孔伸入所述托盘内。

(三)有益效果

本实用新型提供的一种电芯取料机械手，通过驱动装置驱使取料头和电芯卸料板发生相对上下移动，以使取料头能够伸入、伸出电芯容纳槽，当取料头伸入电芯容纳槽时，在磁力的作用下将电芯吸取至电芯容纳槽内，当取料头抽出电芯容纳槽时，电芯受到电芯容纳槽槽底部的阻力而与取料头分离，从而完成电芯的抓取、放置过程，以实现全自动化电芯取料、上料过程，不需人工操作，效率高、操作简单。

附图说明

图1为本实用新型电芯取料机械手的取料机构一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型电芯取料机械手一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型上料机构的上料台一实施例的结构示意图。

其中：

1：取料机构； 2：移动机构； 11：电芯卸料板；

12：取料头； 13：驱动装置； 14：安装座；

21：X轴移动机构； 22：Y轴移动机构； 23：Z轴移动机构；

24：龙门架； 111：电芯容纳槽；

211：X轴线型滑轨； 212：X轴滑杆； 213：X轴驱动；

221：Y轴线型滑轨； 222：Y轴滑杆； 223：Y轴驱动；

231：Z轴滑座； 232：Z轴滑台； 233：Z轴驱动；

3：上料台； 31：承载平台； 32：上顶气缸；

4：托盘。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例提供的一种电芯取料机械手，主要用于抓取取料线的上料位处放置的待取料托盘中的电芯，并将该电芯转移至配组线上进行配组。图1示出了本实用新型电芯取料机械手的取料机构一实施例的结构示意图，如图1所示，该电芯取料机械手包括：取料机构1。其中：

该取料机构1包括：电芯卸料板11、取料头12和驱动装置13；电芯卸料板11的底部设有多个电芯容纳槽111；每个电芯容纳槽111的开口朝下，其槽底部设有穿过电芯卸料板11顶部的第一通孔；每个电芯容纳槽111对应一个取料头12，驱动装置13可驱使取料头12和电芯卸料板11发生相对上下移动以使取料头12的第一端通过第一通孔伸入、伸出电芯容纳槽111；每个取料头12的第一端具有用于吸取电芯的磁体。

具体地，电芯卸料板11上的电芯容纳槽111的开口朝下，即电芯容纳槽111开设在电芯卸料板11的底部，用于放置抓取的电芯，可以为倒U型槽或圆柱型槽等，电芯容纳槽111的尺寸大小与电芯相适配；电芯容纳槽111的数量根据所需要抓取的电芯的规格而定，例如，电芯卸料板11上设置10*16规格数量的电芯容纳槽111。每个电芯容纳槽111的槽底部分别设有贯穿电芯卸料板11的第一通孔，可供取料头12伸入、伸出对应的电芯容纳槽111，此处“伸出”是指可沿伸入的反方向抽出电芯容纳槽111。

取料头12上设有磁体，磁体为磁铁等带磁性的物质，通过磁力来吸取托盘内的电芯；为了便于吸取电芯，磁体通常设置在取料头12伸入电芯容纳槽111内的一端端部，也即取料头12的第一端端部，或者是在取料头12的中轴线处***磁体，磁体一部分伸出取料头12的第一端的端部。一个电芯容纳槽111对应一个取料头12，每个取料头12分别设置在对应电芯容纳槽111的第一通孔上方，可通过手动或现有驱动装置13的驱动下穿过第一通孔伸入电芯容纳槽111内，以吸取待取料托盘中的电芯，同时还可在驱动装置13的驱动下由电芯容纳槽111内抽出。

为了实现取料头12在抽出电芯容纳槽111时电芯与取料头12分离，第一通孔的直径应当小于电芯直径，在抽出过程中，被吸在取料头12第一端上的电芯受到电芯容纳槽111的槽底部阻力而与取料头12分离。

需要说明的是，驱动装置13可采用现有能够实现驱动对象上下运动的装置，例如气缸，通过在气压推力的作用下驱使活塞杆上下运动，其中，活塞杆可通过驱使取料头12运动或者驱使电芯卸料板11运动来实现取料头12与电芯卸料板11之间发生相对上下移动。上述的取料头12的“第一端”是指伸入电芯容纳槽111的一端，取料头12的“第二端”是指远离电芯容纳槽111的一端。

取料过程如下：取料时，将电芯卸料板11移动至上料位上的待取料托盘的上方，电芯容纳槽111与托盘的电芯存放槽一一对应，取料头12在现有驱动装置13的驱动下通过第一通孔伸入电芯容纳槽111内，取料头12的第一端在磁体的磁力作用下将待取料托盘中的电芯吸至电芯容纳槽111内，再将电芯卸料板11移动至配组线的装载电芯的载具上方，通过现有驱动装置13驱动取料头12从电芯容纳槽111中抽出，电芯在电芯容纳槽111的槽底部阻力下与取料头12分离，从而放置于载具中，完成整个取料过程。

本实用新型实施例提供的一种电芯取料机械手，通过驱动装置13驱使取料头12和电芯卸料板11发生相对上下移动，以使取料头12能够伸入、伸出电芯容纳槽111，当取料头12伸入电芯容纳槽111时在磁力的作用下将电芯吸取至电芯容纳槽111内，当取料头12抽出电芯容纳槽111时电芯受到电芯容纳槽111槽底部的阻力而与取料头12分离，从而完成电芯的抓取、放置过程，以实现全自动化电芯取料、上料过程，不需人工操作，效率高、操作简单。

在上述实施例的基础上，本实施例中，取料机构1还包括：安装座14，驱动装置13安装在安装座14上。由于驱动装置13可通过驱使取料头12运动或者驱使电芯卸料板11运动来实现取料头12与电芯卸料板11之间发生相对上下移动，故取料头12和电芯卸料板11可采用以下两种方式进行安装。

其中一种安装方式如下：电芯卸料板11通过支撑件固定在安装座14的底部；驱动装置13的驱动轴位于电芯卸料板11的上方；每个取料头12的第二端分别固定在驱动装置13的驱动轴上并随驱动轴上下运动，以伸入、伸出对应电芯容纳槽111内。

具体地，电芯卸料板11设置在安装座14的下方，二者通过支撑件连接固定，支撑件可以为多个支撑杆，每个支撑杆的顶端分别固定在安装座14的底部，其底端固定在电芯卸料板11的顶部。安装座14上设有固定驱动装置13的安装孔，驱动装置13的驱动轴伸出安装孔置于安装座14和电芯卸料板11之间。一个取料头12对应一个驱动轴，取料头12的第二端固定在对应驱动轴上，取料头12的第一端***对应第一通孔内，取料头12随驱动轴上下移动，从而伸入、伸出电芯容纳槽111。

另一种安装方式如下：每个取料头12的第二端分别固定在安装座14的底部；电芯卸料板11位于取料头12的下方；驱动装置13的驱动轴固连在电芯卸料板11的顶部并可带动电芯卸料板11上下运动，以使取料头12伸入、伸出对应电芯容纳槽111内。

图2示出了本实用新型电芯取料机械手一实施例的结构示意图；在上述各实施例的基础上，本实施例中，如图2所示，电芯取料机械手还包括：龙门架24，以及可驱使取料机构1沿X、Y、Z方向运动的移动机构2；龙门架24包括：两个相互平行且横向设置的横梁241；移动机构2设置在两个横梁241上。

具体地，取料机构1通过安装座14安装在移动机构2上。移动机构2可以驱使取料机构1沿X、Y、Z方向运动，取料时，移动机构2将电芯卸料板11移动至上料位上的待取料托盘的上方，待取料机构1将电芯吸取至电芯容纳槽111内，再将电芯卸料板11移动至配组线的装载电芯的载具上方，使电芯与取料头12分离，从而将电芯放置于载具中，完成整个取料、上料过程。

进一步地，移动机构2包括：X轴移动机构21、Y轴移动机构22和Z轴移动机构23。其中：

X轴移动机构21包括：至少两个分别设置在龙门架的两个横梁241上的X轴线型滑轨211，设置在X轴线型滑轨内滑动的X轴滑杆212，以及驱动X轴滑杆212在对应X轴线型滑轨211内沿X轴左右移动的X轴驱动213；Y轴移动机构22包括：Y轴线型滑轨221，设置在Y轴线型滑轨内滑动的Y轴滑杆222，以及驱动Y轴滑杆222在Y轴线型滑轨221内沿Y轴前后移动的Y轴驱动223；Z轴移动机构23包括：Z轴滑座231，与Z轴滑座配合滑动的Z轴滑台，以及驱动Z轴滑台232在Z轴滑座231内沿Z轴上下移动的Z轴驱动233。

其中，Y轴线型滑轨221的两端分别固定在两个X轴滑杆212上，随X轴滑杆212沿X轴左右移动；Z轴滑座231固定在Y轴滑杆222上，随Y轴滑杆222沿Y轴前后移动；取料机构1设置在Z轴滑台232上，随Z轴滑台232沿Z轴上下移动。

具体地，X轴线型滑轨211设有滑槽，X轴滑杆212上可设置滚珠，通过滚珠在滑槽内滑动；同样地，Y轴线型滑轨221设有滑槽，Y轴滑杆222上可设置滚珠，通过滚珠在滑槽内滑动。Z轴滑座231的两对侧设有滑槽，Z轴滑台232的设有与两个滑槽配合的滑块，每个滑块的两侧分别设有滚珠，滑块通过滚珠在滑槽内滑动。Z轴滑台232在Z轴滑座231上可相对上下滑动，取料机构1通过安装座14安装在Z轴滑台232的底部，Z轴驱动233设置在Z轴滑台232的顶部。

需要说明的是，X轴驱动213、Y轴驱动223和Z轴驱动233分别为伺服驱动的装置，通常可以采用伺服电机，可以通过设定程序精确控制被控对象至设定的位置和方位，在取料前，设定X轴驱动213、Y轴驱动223和Z轴驱动233的控制程序，即可实现电芯取料机械手取料、上料过程的自动化控制。

本实用新型实施例还提供了一种上料机构，该上料机构包括上述任一实施例的电芯取料机械手，还包括：上料台3；图3为本实用新型上料机构的上料台一实施例结构示意图，如图3所示，上料台3包括：用于放置装有待取芯的托盘4的承载平台31，以及设置在承载平台31下方的上顶气缸32，托盘4内设有多个底部具有第二通孔的电芯存放槽，承载平台31上设有多个与第二通孔对应连通的穿过孔；上顶气缸32的活塞杆可通过穿过孔伸入托盘4内。

具体地，电芯取料机械手的结构如上，在此不再赘述。装满电芯的托盘4放置在上料台3的承载平台31上，在电芯取料机械手抓取托盘4内的电芯时，可通过上顶气缸32将托盘4内的电芯顶出，从而方便电芯取料机械手的抓取。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电芯取料机械手，包括取料机构，其特征在于，所述取料机构包括：电芯卸料板、取料头和驱动装置；所述电芯卸料板的底部设有多个电芯容纳槽；每个所述电芯容纳槽的开口朝下，其槽底部设有贯穿所述电芯卸料板顶部的第一通孔；每个所述电芯容纳槽对应一个取料头，所述驱动装置可驱使所述取料头和所述电芯卸料板发生相对上下移动以使所述取料头的第一端通过所述第一通孔伸入、伸出所述电芯容纳槽；每个所述取料头的第一端具有用于吸取电芯的磁体。

2.根据权利要求1所述的电芯取料机械手，其特征在于，所述第一通孔的直径小于电芯直径。

3.根据权利要求2所述的电芯取料机械手，其特征在于，所述取料机构还包括：安装座；

所述电芯卸料板通过支撑件固定在所述安装座的底部；所述驱动装置的驱动轴位于所述电芯卸料板的上方；每个所述取料头的第二端分别固定在所述驱动装置的驱动轴上并随所述驱动轴上下运动伸入、伸出对应所述电芯容纳槽内。

4.根据权利要求2所述的电芯取料机械手，其特征在于，所述取料机构还包括：安装座，所述驱动装置固定在所述安装座上；

每个所述取料头的第二端分别固定在所述安装座的底部；所述电芯卸料板位于所述取料头的下方；所述驱动装置的驱动轴固连在所述电芯卸料板的顶部并可带动所述电芯卸料板上下运动，以使所述取料头伸入、伸出对应所述电芯容纳槽内。

5.根据权利要求1-4任一项所述的电芯取料机械手，其特征在于，所述电芯取料机械手还包括：龙门架，以及可驱使所述取料机构沿X、Y、Z方向运动的移动机构；所述龙门架包括：两个相互平行且横向设置的横梁；所述移动机构设置在两个所述横梁上。

6.根据权利要求5所述的电芯取料机械手，其特征在于，所述移动机构包括：X轴移动机构、Y轴移动机构和Z轴移动机构；

所述X轴移动机构包括：至少两个分别设置在所述龙门架的两个横梁上的X轴线型滑轨，设置在所述X轴线型滑轨内滑动的X轴滑杆，以及驱动所述X轴滑杆在对应所述X轴线型滑轨内沿X轴左右移动的X轴驱动；

所述Y轴移动机构包括：Y轴线型滑轨，设置在所述Y轴线型滑轨内滑动的Y轴滑杆，以及驱动所述Y轴滑杆在对应所述Y轴线型滑轨内沿Y轴前后移动的Y轴驱动；

所述Z轴移动机构包括：Z轴滑座，与所述Z轴滑座配合滑动的Z轴滑台，以及驱动所述Z轴滑台在所述Z轴滑座内沿Z轴上下移动的Z轴驱动；

其中，所述Y轴线型滑轨的两端分别固定在两个所述X轴滑杆上，随所述X轴滑杆沿X轴左右移动；所述Z轴滑座固定在所述Y轴滑杆上，随所述Y轴滑杆沿Y轴前后移动；所述取料机构设置在所述Z轴滑台上，随Z轴滑台沿Z轴上下移动。

7.根据权利要求6所述的电芯取料机械手，其特征在于，所述X轴驱动固定在所述X轴线型滑轨上、所述Y轴驱动固定在所述Y轴线型滑轨上，所述Z轴驱动固定在所述Z轴滑座上；

所述X轴驱动、Y轴驱动和Z轴驱动分别为伺服驱动电机。

8.一种上料机构，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的电芯取料机械手。

9.根据权利要求8所述的上料机构，其特征在于，还包括：上料台；所述上料台包括：用于放置装有待取芯的托盘的承载平台，以及设置在所述承载平台下方的上顶气缸；

所述托盘内设有多个底部具有第二通孔的电芯存放槽，所述承载平台上设有多个与所述第二通孔对应连通的穿过孔；所述上顶气缸的活塞杆可通过所述穿过孔伸入所述托盘内。