CN109571525B - 一种电池极群组铸焊自动装卸机械手及自动装卸方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池极群组铸焊自动装卸机械手及其自动装卸方法，自动装卸机械手包括水平移动机构、竖直移动机构和机械手本体，所述机械手本体包括气缸、连接壳、滑移杆、夹臂壳、第一夹臂连接板、第二夹臂连接板、第一连接绳索、第二连接绳索、第一夹臂、第二夹臂和复位弹簧；自动装卸方法包括调校和自动装卸两大步骤。本发明实现电池极群组的自动装卸，控制效果好，且机械手本体中所有夹臂均受同一套气缸及与气缸固定连接的滑移杆控制，简化控制装置，降低设备采购成本，机械手本体中第一夹臂与第二夹臂的开合度及夹持宽度可以调节，能满足不同产品型号的生产需求，经济实用，大大提高了生产效率，更利于企业的自动化与规模化发展。

Description

一种电池极群组铸焊自动装卸机械手及自动装卸方法

技术领域

本发明涉及汽车蓄电池技术领域，特别涉及一种电池极群组铸焊自动装卸机械手及该电池极群组铸焊自动装卸机械手的自动装卸方法。

背景技术

当前，随着可持续发展与生态环保的观念日益加强，科学技术的发展也紧随其后，新型电池的使用也越来越普及。通常，工业用电池都有着高容量、高导电性能的优点，这些电池都是由多片相同的电池片串联得到的。在串联加工过程中会涉及铸焊工艺，铸焊便是将电池片的正极焊接在一起，负极焊接在一起，形成一个完整的大容量电池组。

铸焊工艺复杂，涉及到预备料、整料、去除氧化层、涂抹助焊剂等预处理工艺，其每道工序都会有独立的工作台，为了提高铸焊过程的自动化程度，从预备料、整料到去除氧化层的各个工序都需要自动装卸机械手来帮助电池极群组的搬运和装卸；另外不同的电池极群组的型号不同，采用的电池片的数量及厚度均存在差异，所以，为了满足生产需求，自动装卸机械手需要满足可调要求。

发明内容

本发明针对上述现有技术的存在的问题，提供一种电池极群组铸焊自动装卸机械手及该电池极群组铸焊自动装卸机械手自动装卸方法。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种电池极群组铸焊自动装卸机械手，包括水平移动机构、竖直移动机构和机械手本体，所述水平移动机构包括水平导轨和水平移动支架，所述水平移动支架的顶部与水平导轨滑动连接，所述竖直移动机构包括竖直导轨和竖直移动支架，所述竖直导轨固定安装在水平移动支架的侧面，所述竖直移动支架的侧壁与竖直导轨滑动连接，所述机械手本体固定安装在竖直移动支架的侧壁上；所述机械手本体包括气缸、连接壳、滑移杆、夹臂壳、第一夹臂连接板、第二夹臂连接板、第一连接绳索、第二连接绳索、第一夹臂、第二夹臂和复位弹簧，所述连接壳固定安装在竖直移动支架的侧壁上，所述气缸固定安装在连接壳的一端，且气缸的伸缩杆贯穿连接壳的壳体延伸至连接壳的空腔内，所述滑移杆与气缸的伸缩杆固定连接，所述夹臂壳为长方体筒状，所述夹臂壳固定安装在连接壳的下端面，所述第一夹臂连接板与夹臂壳的内壁转动连接，所述第二夹臂连接板与夹臂壳的内壁转动连接，且第一夹臂连接板与第二夹臂连接板相对设置，所述第一连接绳索的下端与第一夹臂连接板的上端固定连接，上端与滑移杆固定连接，所述第二连接绳索的下端与第二夹臂连接板的上端固定连接，上端与滑移杆固定连接，所述第一夹臂连接板的上方设有转轴，所述转轴的两端与夹臂壳的内壁转动连接，所述第一连接绳索绕过转轴远离第二夹臂连接板的一侧形成折线状，所述第一夹臂固定连接在第一夹臂连接板的下端，所述第二夹臂固定连接在第二夹臂连接板的下端，所述复位弹簧设置在第一夹臂连接板与第二夹臂连接板之间，且复位弹簧的一端与第一夹臂连接板的下端固定连接，另一端与第二夹臂连接板的下端固定连接。

作为本发明的进一步改进，所述连接壳的底部设有沿长度方向设置的开口，所述开口设置在连接壳的底部中间。

作为本发明的进一步改进，所述开口的两侧设有连接孔，所述连接孔沿连接壳的长度方向均匀分布，所述夹臂壳的两侧各设有两个连接耳，所述连接耳上设有与连接孔适配的通孔，所述连接耳分别位于复位弹簧的两侧，且同侧两个连接耳的孔间距为相邻两个连接孔孔间距的两倍。

作为本发明的进一步改进，所述夹臂壳内还设有第一销轴和第二销轴，所述第一销轴位于第一夹臂连接板的中部且与第一夹臂连接板转动连接，所述第二销轴位于第二夹臂连接板的中部且与第二夹臂连接板转动连接，所述夹臂壳的侧壁上设有与第一销轴适配的第一调整槽，所述夹臂壳的侧壁上还设有与第二销轴适配的第二调整槽，且共面的第一调整槽与第二调整槽关于夹臂壳的侧面中心线对称，所述第一销轴的两端，第二销轴的两端也设有固定用的螺母。

作为本发明的进一步改进，所述滑移杆上设有与第一连接绳索、第二连接绳索适配的固定件，所述固定件沿滑移杆的长度方向均匀分布。

作为本发明的进一步改进，所述固定件包括第一固定片、第二固定片和锁定销，所述第一固定片为条状，上端固定连接在滑移杆的底部，所述第二固定片为“M”形，所述第一固定片上设有四个与第二固定片的水平部适配的通孔，所述第二固定片滑动设置在第一固定片的通孔内，所述第二固定片的水平部上设有销孔，所述销孔内设有锁定销。

作为本发明的进一步改进，所述连接壳内设有滑套，所述滑套与连接壳的侧壁固定连接，所述滑移杆穿过滑套与滑套滑动连接，所述滑套与气缸相对设置。

本发明中一种电池极群组铸焊自动装卸机械手的自动装卸方法，包括以下步骤：

（1）调校：根据实际的生产需求，确定第一夹臂与第二夹臂的夹持宽度，通过以下操作实现：

S1：调整第一销轴在第一调整槽中的位置以及第二销轴在第二调整槽中的位置，确定第一夹臂与第二夹臂的开合角度；

S2：调整夹臂壳在连接壳底部连接孔的安装位置，保证相邻的夹臂壳的夹持工作互不影响；

S3：调整第一连接绳索、第二连接绳索在滑移杆底部固定件上的连接位置，保证初始状态下第一夹臂与第二夹臂为打开状态；

（2）自动装卸：控制机械手本体水平位移与竖直位移，并通过通过第一夹臂与第二夹臂的开合实现自动装卸，通过以下操作实现：

Y1：水平移动支架沿水平导轨移动到起始位置，竖直移动支架沿竖直导轨向下运动，此时第一夹臂与第二夹臂为打开状态，当第一夹臂与第二夹臂夹持到电池极群组后，气缸工作，第一夹臂与第二夹臂闭合夹紧电池极群组；

Y2：直移动支架沿竖直导轨向上运动，水平移动支架沿水平导轨移动到目标位置；

Y3：竖直移动支架沿竖直导轨向下运动，气缸停止工作，第一夹臂与第二夹臂失去夹持力，电池极群组被卸下，直移动支架沿竖直导轨向上运动；

Y4：重复步骤Y1~Y3。

本发明的有益效果为：

（1）本发明通过设置水平移动机构、竖直移动机构与机械手本体配合，实现电池极群组的自动装卸，控制效果好，大大提高了生产效率，更利于企业的自动化与规模化发展；

（2）本发明的机械手本体中所有夹臂均受同一套气缸及与气缸固定连接的滑移杆控制，简化控制装置，降低设备采购成本，经济实用；

（3）本发明的机械手本体中第一夹臂与第二夹臂的开合度及夹持宽度可以调节，能满足不同产品型号的生产需求，实用性更强。

附图说明

图1是本发明的结构示意图（主视状态）；

图2是本发明的结构示意图（左视状态）；

图3是本发明机械手本体的结构示意图；

图4是本发明连接壳与夹臂壳的连接示意图；

图5是本发明夹臂壳、第一夹臂连接板、第二夹臂连接板、第一连接绳索、第二连接绳索、第一夹臂、第二夹臂和复位弹簧的连接示意图；

图6是本发明夹臂壳侧壁上第一调整槽与第二调整槽的结构示意图；

图7是本发明滑移杆与固定件的连接示意图；

图8是本发明固定件的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

实施例

如图1至5所示，一种电池极群组铸焊自动装卸机械手，包括水平移动机构、竖直移动机构和机械手本体30，所述水平移动机构包括水平导轨11和水平移动支架12，所述水平移动支架12的顶部与水平导轨11滑动连接，所述竖直移动机构包括竖直导轨21和竖直移动支架22，所述竖直导轨21固定安装在水平移动支架12的侧面，所述竖直移动支架22的侧壁与竖直导轨21滑动连接，所述机械手本体30固定安装在竖直移动支架22的侧壁上，且机械手本体30与竖直导轨21相对设置，所述机械手本体30和竖直移动支架22均设置在水平导轨11的外侧；所述机械手本体30包括气缸31、连接壳32、滑移杆33、夹臂壳34、第一夹臂连接板351、第二夹臂连接板352、第一连接绳索361、第二连接绳索362、第一夹臂371、第二夹臂372和复位弹簧38，所述连接壳32固定安装在竖直移动支架22的侧壁上，所述气缸31固定安装在连接壳32的一端，且气缸31的伸缩杆贯穿连接壳32的壳体延伸至连接壳32的空腔内，所述滑移杆33与气缸31的伸缩杆通过联轴器固定连接，所述夹臂壳34为长方体筒状，所述夹臂壳34固定安装在连接壳32的下端面，所述第一夹臂连接板351与夹臂壳34的内壁转动连接，所述第二夹臂连接板352与夹臂壳34的内壁转动连接，且第一夹臂连接板351与第二夹臂连接板352相对设置，所述第一连接绳索361的下端与第一夹臂连接板351的上端固定连接，上端与滑移杆33固定连接，所述第二连接绳索362的下端与第二夹臂连接板352的上端固定连接，上端与滑移杆33固定连接，所述第一夹臂连接板351的上方设有转轴363，所述转轴363的两端与夹臂壳34的内壁转动连接，所述第一连接绳索361绕过转轴363的外侧形成折线状，其中转轴363的外侧为转轴远离第二夹臂连接板352的一侧，所述第一夹臂371固定连接在第一夹臂连接板351的下端，所述第二夹臂372固定连接在第二夹臂连接板352的下端，所述复位弹簧38设置在第一夹臂连接板351与第二夹臂连接板352之间，且复位弹簧38的一端与第一夹臂连接板351的下端固定连接，另一端与第二夹臂连接板352的下端固定连接。

本实施例中，所有的夹臂仅通过气缸31及与气缸31固定连接的滑移杆33控制，初始状态时，第一夹臂371与第二夹臂372为打开状态，工作时，控制气缸31的伸缩杆伸长，滑移杆33也会随着运动，与滑移杆33固定连接的第一连接绳索361、第二连接绳索362会被拉扯，第一夹臂连接板351与第二夹臂连接板352同样会受第一连接绳索361、第二连接绳索362的牵扯而发生转动，由于第二夹臂连接板352与滑移杆33直接通过第二连接绳索362相连，所述第二夹臂连接板352会内收，而第一连接绳索361经过转轴363过渡，所述第一夹臂连接板351同样内收，由此实现第一夹臂371与第二夹臂372的夹紧功能，当气缸31停止工作时，复位弹簧38便会弹开第一夹臂371与第二夹臂372使其保持打开状态；且多个夹臂受同一套气缸31及与气缸31固定连接的滑移杆33控制，简化控制装置，降低设备采购成本，经济实用。

进一步的，如图4所示，所述连接壳32的底部设有沿长度方向设置的开口321，所述开口321设置在连接壳32的底部中间；开口321一方面便于检查维修，另一方面便于安装。

进一步的，如图4所示，所述开口321的两侧设有连接孔322，所述连接孔322沿连接壳32的长度方向均匀分布，所述夹臂壳34的两侧各设有两个连接耳341，所述连接耳341上设有与连接孔322适配的通孔（图中未示出），所述夹臂壳34与连接壳32通过螺栓固定连接，所述连接耳341分别位于复位弹簧38的两侧，且同侧两个连接耳341的孔间距为相邻两个连接孔322孔间距的两倍；连接孔322与连接耳341配合增加了夹臂壳34的位置可调节功能。

进一步的，如图5和6所示，所述夹臂壳34内还设有第一销轴342和第二销轴343，所述第一销轴342位于第一夹臂连接板351的中部且与第一夹臂连接板351转动连接，所述第二销轴343位于第二夹臂连接板352的中部且与第二夹臂连接板352转动连接，所述夹臂壳34的侧壁上设有与第一销轴342适配的第一调整槽344，所述第一调整槽344相对设置且与连接耳341共面，所述夹臂壳34的侧壁上还设有与第二销轴343适配的第二调整槽345，所述第二调整槽345相对设置且与连接耳341共面，且共面的第一调整槽344与第二调整槽345关于夹臂壳34的侧面中心线对称，所述第一销轴342的两端通过螺母固定，第二销轴343的两端也通过螺母固定；第一销轴342与第一调整槽344配合，第二销轴343与第二调整槽345配合，增加了第一夹臂371与第二夹臂372开合度的调节功能。

进一步的，如图7所示，所述滑移杆33上设有与第一连接绳索361、第二连接绳索362适配的固定件331，所述固定件331沿滑移杆33的长度方向均匀分布；便于调节第一连接绳索361、第二连接绳索362的连接位置及张紧度。

进一步的，如图8所示，所述固定件331包括第一固定片332、第二固定片333和锁定销334，所述第一固定片332为条状，上端固定连接在滑移杆33的底部，所述第二固定片333为“M”形，所述第一固定片332上设有四个与第二固定片333的水平部适配的通孔，所述第二固定片333与第一固定片332通过通孔滑动，所述第二固定片333的水平部上设有销孔，所述销孔内设有锁定销334；第一连接绳索361与第二连接绳索362通过第一固定片332与第二固定片333形成的两个通孔后，产生缠绕结构，压紧第二固定片333并通过锁定销334固定，固定效果更好。

进一步的，如图3和4所示，所述连接壳32内设有滑套335，所述滑套335与连接壳32的侧壁固定连接，所述滑移杆33穿过滑套335与滑套335滑动连接，所述滑套335与气缸31相对设置；滑套335用于保持滑移杆33工作时的稳定性。

本发明的一种电池极群组铸焊自动装卸机械手的自动装卸方法，包括以下步骤：

（1）调校：根据实际的生产需求，确定第一夹臂371与第二夹臂3的夹持宽度，通过以下操作实现：

S1：调整第一销轴342在第一调整槽344中的位置以及第二销轴343在第二调整槽345中的位置，确定第一夹臂371与第二夹臂372的开合角度；

S2：调整夹臂壳34在连接壳32底部连接孔322的安装位置，保证相邻的夹臂壳34的夹持工作互不影响；

S3：调整第一连接绳索361、第二连接绳索362在滑移杆33底部固定件331上的连接位置，保证初始状态下第一夹臂371与第二夹臂372为打开状态；

（2）自动装卸：控制机械手本体30水平位移与竖直位移，并通过通过第一夹臂371与第二夹臂372的开合实现自动装卸，通过以下操作实现：

Y1：水平移动支架12沿水平导轨11移动到起始位置，竖直移动支架22沿竖直导轨21向下运动，此时第一夹臂371与第二夹臂372为打开状态，当第一夹臂371与第二夹臂372夹持到电池极群组后，气缸31工作，第一夹臂371与第二夹臂372闭合夹紧电池极群组；

Y2：直移动支架22沿竖直导轨21向上运动，水平移动支架12沿水平导轨11移动到目标位置；

Y3：竖直移动支架22沿竖直导轨21向下运动，气缸31停止工作，第一夹臂371与第二夹臂372失去夹持力，电池极群组被卸下，直移动支架22沿竖直导轨21向上运动；

Y4：重复步骤Y1~Y3。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种电池极群组铸焊自动装卸机械手，包括水平移动机构、竖直移动机构和机械手本体（30），所述水平移动机构包括水平导轨（11）和水平移动支架（12），所述水平移动支架（12）的顶部与水平导轨（11）滑动连接，所述竖直移动机构包括竖直导轨（21）和竖直移动支架（22），所述竖直导轨（21）固定安装在水平移动支架（12）的侧面，所述竖直移动支架（22）的侧壁与竖直导轨（21）滑动连接，所述机械手本体（30）固定安装在竖直移动支架（22）的侧壁上；其特征在于，所述机械手本体（30）包括气缸（31）、连接壳（32）、滑移杆（33）、夹臂壳（34）、第一夹臂连接板（351）、第二夹臂连接板（352）、第一连接绳索（361）、第二连接绳索（362）、第一夹臂（371）、第二夹臂（372）和复位弹簧（38），所述连接壳（32）固定安装在竖直移动支架（22）的侧壁上，所述气缸（31）固定安装在连接壳（32）的一端，且气缸（31）的伸缩杆贯穿连接壳（32）的壳体延伸至连接壳（32）的空腔内，所述滑移杆（33）与气缸（31）的伸缩杆固定连接，所述夹臂壳（34）为长方体筒状，所述夹臂壳（34）固定安装在连接壳（32）的下端面，所述第一夹臂连接板（351）与夹臂壳（34）的内壁转动连接，所述第二夹臂连接板（352）与夹臂壳（34）的内壁转动连接，且第一夹臂连接板（351）与第二夹臂连接板（352）相对设置，所述第一连接绳索（361）的下端与第一夹臂连接板（351）的上端固定连接，上端与滑移杆（33）固定连接，所述第二连接绳索（362）的下端与第二夹臂连接板（352）的上端固定连接，上端与滑移杆（33）固定连接，所述第一夹臂连接板（351）的上方设有转轴（363），所述转轴（363）的两端与夹臂壳（34）的内壁转动连接，所述第一连接绳索（361）绕过转轴（363）远离第二夹臂连接板（352）的一侧形成折线状，所述第一夹臂（371）固定连接在第一夹臂连接板（351）的下端，所述第二夹臂（372）固定连接在第二夹臂连接板（352）的下端，所述复位弹簧（38）设置在第一夹臂连接板（351）与第二夹臂连接板（352）之间，且复位弹簧（38）的一端与第一夹臂连接板（351）的下端固定连接，另一端与第二夹臂连接板（352）的下端固定连接；

所述连接壳（32）的底部设有沿长度方向设置的开口（321），所述开口（321）设置在连接壳（32）的底部中间；

所述夹臂壳（34）内还设有第一销轴（342）和第二销轴（343），所述第一销轴（342）位于第一夹臂连接板（351）的中部且与第一夹臂连接板（351）转动连接，所述第二销轴（343）位于第二夹臂连接板（352）的中部且与第二夹臂连接板（352）转动连接，所述夹臂壳（34）的侧壁上设有与第一销轴（342）适配的第一调整槽（344），所述夹臂壳（34）的侧壁上还设有与第二销轴（343）适配的第二调整槽（345），且共面的第一调整槽（344）与第二调整槽（345）关于夹臂壳（34）的侧面中心线对称，所述第一销轴（342）的两端，第二销轴（343）的两端也设有固定用的螺母。

2.根据权利要求1所述的一种电池极群组铸焊自动装卸机械手，其特征在于，所述开口（321）的两侧设有连接孔（322），所述连接孔（322）沿连接壳（32）的长度方向均匀分布，所述夹臂壳（34）的两侧各设有两个连接耳（341），所述连接耳（341）上设有与连接孔（322）适配的通孔，所述连接耳（341）分别位于复位弹簧（38）的两侧，且同侧两个连接耳（341）的孔间距为相邻两个连接孔（322）孔间距的两倍。

3.根据权利要求2所述的一种电池极群组铸焊自动装卸机械手，其特征在于，所述滑移杆（33）上设有与第一连接绳索（361）、第二连接绳索（362）适配的固定件（331），所述固定件（331）沿滑移杆（33）的长度方向均匀分布。

4.根据权利要求3所述的一种电池极群组铸焊自动装卸机械手，其特征在于，所述固定件（331）包括第一固定片（332）、第二固定片（333）和锁定销（334），所述第一固定片（332）为条状，上端固定连接在滑移杆（33）的底部，所述第二固定片（333）为“M”形，所述第一固定片（332）上设有四个与第二固定片（333）的水平部适配的通孔，所述第二固定片（333）滑动设置在第一固定片（332）的通孔内，所述第二固定片（333）的水平部上设有销孔，所述销孔内设有锁定销（334）。

5.根据权利要求1所述的一种电池极群组铸焊自动装卸机械手，其特征在于，所述连接壳（32）内设有滑套（335），所述滑套（335）与连接壳（32）的侧壁固定连接，所述滑移杆（33）穿过滑套（335）与滑套（335）滑动连接，所述滑套（335）与气缸（31）相对设置。

6.一种电池极群组铸焊自动装卸机械手的自动装卸方法，其特征在于，所述方法采用权利要求4所述的一种电池极群组铸焊自动装卸机械手，包括以下步骤：

（1）调校：根据实际的生产需求，确定第一夹臂（371）与第二夹臂（372）的夹持宽度，通过以下操作实现：

S1：调整第一销轴（342）在第一调整槽（344）中的位置以及第二销轴（343）在第二调整槽（345）中的位置，确定第一夹臂（371）与第二夹臂（372）的开合角度；

S2：调整夹臂壳（34）在连接壳（32）底部连接孔（322）的安装位置，保证相邻的夹臂壳（34）的夹持工作互不影响；

S3：调整第一连接绳索（361）、第二连接绳索（362）在滑移杆（33）底部固定件（331）上的连接位置，保证初始状态下第一夹臂（371）与第二夹臂（372）为打开状态；

（2）自动装卸：控制机械手本体（30）水平位移与竖直位移，并通过第一夹臂（371）与第二夹臂（372）的开合实现自动装卸，通过以下操作实现：

Y1：水平移动支架（12）沿水平导轨（11）移动到起始位置，竖直移动支架（22）沿竖直导轨（21）向下运动，此时第一夹臂（371）与第二夹臂（372）为打开状态，当第一夹臂（371）与第二夹臂（372）夹持到电池极群组后，气缸（31）工作，第一夹臂（371）与第二夹臂（372）闭合夹紧电池极群组；

Y2：竖直移动支架（22）沿竖直导轨（21）向上运动，水平移动支架（12）沿水平导轨（11）移动到目标位置；

Y3：竖直移动支架（22）沿竖直导轨（21）向下运动，气缸（31）停止工作，第一夹臂（371）与第二夹臂（372）失去夹持力，电池极群组被卸下，竖直移动支架（22）沿竖直导轨（21）向上运动；

Y4：重复步骤Y1~Y3。