一种刀片电池夹取装置的制作方法

1.本发明涉及电池夹取设备技术领域，尤其涉及一种刀片电池夹取装置。


背景技术：

2.动力电池是新能源汽车的动力源，随着新能源汽车的不断发展，动力电池技术也随之不断发展。刀片电池因其无与伦比的安全性，在众多动力电池中脱颖而出，在新能源汽车中得到了广泛应用。
3.在生产、组装刀片电池的过程中，需要借助夹具夹持。但是，由于刀片电池的长度过大，导致现有的夹具在夹持刀片电池时无法对其进行兜底，从而无法保障刀片电池的稳定性。且现有夹具过于笨重，在夹持时无法满足刀片电池在各种工序中的动作要求。故在生产、组装刀片电池过程中，现有夹具的夹持难度较大，尤其是需要沿刀片电池的最长边纵向抓取时，难度尤其的大。
4.因此，如何提出一种能够对刀片电池进行兜底夹持，且不影响刀片电池的动作灵活性的夹持装置是现在亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种刀片电池夹取装置，该刀片电池夹取装置结构紧凑、使用方便灵巧、对刀片电池的夹持稳定性高。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种刀片电池夹取装置，包括：安装架；夹持机构，所述夹持机构设置在所述安装架上，用于夹持刀片电池；伸缩驱动机构，所述伸缩驱动机构设置在所述安装架上；多级伸缩机构，所述伸缩驱动机构的驱动端与所述多级伸缩机构传动连接，用于驱动所述多级伸缩机构伸长或者缩短，所述多级伸缩机构包括多个依次连接的伸缩板，位于所述多级伸缩机构两端的所述伸缩板分别为顶部伸缩板和底部伸缩板，所述顶部伸缩板固定设置在所述安装架的侧部；旋转驱动机构，所述旋转驱动机构设置在所述底部伸缩板上；兜底机构，所述兜底机构的一端与所述旋转驱动机构的驱动端传动连接，所述旋转驱动机构能够驱动所述兜底机构绕第一轴线旋转，以使所述兜底机构具有托住所述刀片电池底端的兜底状态和避让所述刀片电池的避让状态。
8.作为优选，所述伸缩驱动机构包括第一无杆气缸、第二无杆气缸、皮带轴和驱动皮带，所述第一无杆气缸包括第一导杆和套设在所述第一导杆上的第一滑块，所述第二无杆气缸包括第二导杆和套设在所述第二导杆上的第二滑块，所述第一导杆和所述第二导杆平行设置在所述安装架的顶部，所述皮带轴的一端与所述第一滑块连接，另一端与所述第二滑块连接，所述驱动皮带套设在所述皮带轴和其中一个可移动的所述伸缩板上。
9.作为优选，所述多级伸缩机构还包括中间伸缩板，所述中间伸缩板设置于所述顶部伸缩板和所述底部伸缩板之间，所述中间伸缩板的顶端设置有穿设孔，所述驱动皮带穿过所述穿设孔设置；
10.所述多级伸缩机构还包括传动皮带，所述穿设孔内设置有皮带轮，所述传动皮带绕设在所述皮带轮上，且所述传动皮带的一端与所述顶部伸缩板的底端连接，所述传动皮带的另一端与所述底部伸缩板的顶端连接。
11.作为优选，相邻两个所述伸缩板之间设置有滑动导向机构，所述滑动导向机构包括设置在其中一个所述伸缩板上的滑轮和设置在另一个所述伸缩板上的滑轮轨道，所述滑轮置于所述滑轮轨道内。
12.作为优选，所述滑动导向机构的数量为两组，两组所述滑动导向机构沿所述伸缩板的宽度方向并排设置，每一组所述滑动导向机构均包括沿所述伸缩板长度方向延伸设置的一个所述滑轮轨道和多个间隔设置的所述滑轮。
13.作为优选，所述多级伸缩机构设置有两个，两个所述多级伸缩机构对称设置在所述安装架的两侧；所述刀片电池夹取装置还包括连接横梁，所述连接横梁的两端分别与两个所述多级伸缩机构连接，所述伸缩驱动机构与其中一个所述多级伸缩机构连接，用于驱动两个所述多级伸缩机构同步伸缩，所述兜底机构设置在两个所述多级伸缩机构之间。
14.作为优选，所述旋转驱动机构包括摆动气缸；所述兜底机构包括兜底板、第一摇杆和第二摇杆，所述第一摇杆和所述第二摇杆分别转动连接在两个所述底部伸缩板的底端，所述兜底板连接在所述第一摇杆和所述第二摇杆之间，所述摆动气缸的输出端与所述第一摇杆或者所述第二摇杆传动连接。
15.作为优选，所述夹持机构包括夹持气缸、连接板、第一气爪和第二气爪，所述夹持气缸的气缸杆与所述连接板连接，所述第一气爪和所述第二气爪间隔设置在所述连接板上，用于夹持所述刀片电池。
16.作为优选，所述夹持机构还包括固定板，所述夹持气缸通过所述固定板可移动地设置在所述安装架上；两个所述夹持机构为一组，所述刀片电池夹取装置包括至少两组所述夹持机构；所述刀片电池夹取装置还包括间距调整机构，所述间距调整机构包括旋转驱动体、齿轮和两个齿条，所述旋转驱动体固定连接在所述安装架上，且所述旋转驱动体的输出端与所述齿轮传动连接，用于驱动所述齿轮转动，两个所述齿条对称设置在所述齿轮的两侧，且分别相互啮合，两个所述齿条分别与两个所述固定板一一对应连接。
17.作为优选，所述刀片电池夹取装置还包括滑轨和滑块，所述滑块设置在所述固定板的顶部，所述滑轨设置在所述安装架上，所述滑轨与所述滑块滑动连接。
18.本发明的有益效果：
19.本发明提供了一种刀片电池夹取装置，该刀片电池夹取装置在夹取刀片电池之前，能够将兜底机构收缩于夹持机构的后方，从而使兜底机构不影响夹持机构的夹取动作，方便灵巧，不会影响刀片电池在生产过程中的动作要求；夹持电池后，又能够通过多级伸缩机构，使兜底机构达到刀片电池竖直方向的底部，并通过旋转驱动机构驱动兜底机构旋转，从而使兜底机构旋转至夹持机构的下方，对刀片电池进行兜底，进而防止刀片电池在生产作业时从夹持机构上滑落，能够保障刀片电池夹持时的稳定性和可靠性。
附图说明
20.图1是本发明实施例所提供的刀片电池夹取装置处于兜底状态时在第一视角下的轴测图；
21.图2是本发明实施例所提供的刀片电池夹取装置处于兜底状态时在第二视角下的轴测图；
22.图3是本发明实施例所提供的刀片电池夹取装置处于兜底状态时在第三视角下的轴测图；
23.图4是本发明实施例所提供的刀片电池夹取装置处于兜底状态时在第四视角下的轴测图；
24.图5是本发明实施例所提供的刀片电池夹取装置处于兜底状态时的侧视图；
25.图6是本发明实施例所提供的刀片电池夹取装置处于避让状态时的轴测图；
26.图7是本发明实施例所提供的刀片电池夹取装置处于避让状态时的侧视图；
27.图8是本发明实施例所提供的刀片电池夹取装置的多级伸缩机构的轴测图。
28.图中：
29.100、伸缩驱动机构；
30.101、第一导杆；102、第一滑块；103、第一连接块；104、皮带轴；105、驱动皮带；106、第二连接块；107、第二滑块；108、第二导杆；
31.200、间距调整机构；
32.201、旋转驱动体；
33.300、夹持机构；
34.301、夹持气缸；302、固定板；303、连接板；304、第一气爪；305、第二气爪；
35.400、多级伸缩机构；
36.401、顶部伸缩板；402、中间伸缩板；403、底部伸缩板；404、穿设孔；405、皮带轮；406、滑轮；407、滑轮轨道；408、槽口；409、连接横梁；
37.500、兜底机构；
38.501、兜底板；502、第一摇杆；503、法兰支架；504、遥杆连接轴；505、第二摇杆；
39.600、安装架；
40.700、刀片电池；
41.800、旋转驱动机构。
具体实施方式
42.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。
43.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”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
44.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；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。
45.本实施例提供了一种电池刀片电池夹取装置，该电池刀片电池夹取装置用于夹持刀片电池700，从而实现对刀片电池700的转移和组装。如图1至图7所示，该电池刀片电池夹取装置包括安装架600、夹持机构300、伸缩驱动机构100、多级伸缩机构400、旋转驱动机构800和兜底机构500。
46.其中，安装架600是整个电池刀片电池夹取装置的安装固定件，其用于实现夹持机构300、伸缩驱动机构100、多级伸缩机构400、旋转驱动机构800和兜底机构500的安装和固定。具体地，如图1和图2所示，该安装架600为采用板件拼接形成的矩形框架结构，其包括两个横板和两个竖板，两个横板平行设置，两个竖板平行设置，相邻的横板和竖板利用连接件固定连接。
47.如图3所示，夹持机构300是实现夹持刀片电池700的主体结构件。具体地，夹持机构300包括夹持气缸301、连接板303、第一气爪304和第二气爪305。其中，夹持气缸301为标注气缸，夹持气缸301的缸体通过固定板302固定在安装架600上，夹持气缸301的气缸杆穿过固定板302设置，夹持气缸301的气缸杆与连接板303连接。连接板303用于将第一气爪304和第二气爪305连接在一起，从而在夹持气缸301的驱动下，实现第一气爪304和第二气爪305的同步升降。在本实施例中，第一气爪304和第二气爪305沿前后方向间隔设置在连接板303上，其中第一气爪304为前气爪，用于夹持刀片电池700的前端，第二气爪305为后气爪，用于夹持刀片电池700的后端。当然，在其他实施例中，第一气爪304和第二气爪305也可以沿左右方向间隔设置在连接板303上，从而夹持刀片电池700的左右两端。
48.可选地，为了提高该电池刀片夹取装置的单次抓取量，可以设置多个夹持机构300，多个夹持机构300设置在安装架侧部(具体为长边侧部)，且沿安装架600的长度方向间隔设置，每一夹持机构300通过一固定板302固定连接在安装架600上。多个夹持机构300可以同时夹持多个刀片电池700，从而提高该刀片电池夹取装置的工作效率。
49.进一步地，上述多个夹持机构300根据需求可以分成多组，两个夹持机构300为一组。如图4所示，夹持机构300通过固定板302可移动地设置在安装架600上，该刀片电池夹取装置还包括间距调整机构200，间距调整机构200用于调整每组夹持机构300中两个组夹持机构300之间的间距，从而使该刀片电池夹取装置能够夹持具有不同间隔距离的刀片电池700，以提高该刀片电池夹取装置的适用范围。
50.具体地，间距调整机构200包括旋转驱动体201、齿轮和两个齿条。可选地，旋转驱动体201可以为电机或者旋转气缸，旋转驱动体201固定连接在安装架600上，且旋转驱动体201的输出端与齿轮传动连接，用于驱动齿轮转动，齿轮的旋转轴线沿竖直方向设置。两个齿条对称设置在齿轮的两侧，且分别与齿轮相互啮合。齿条与固定板302垂直设置，两个齿条分别与两个固定板302一一对应连接，即两个齿条和两个固定板302呈井字形排布，其中一个齿条和一个固定板302固定连接，另一个齿条和另一个固定板302固定连接。
51.当齿轮在旋转驱动体201的驱动下旋转时，能够驱动位于齿轮两侧的两个齿条反向移动，从而使与两个齿条对应连接的两个固定板302反向移动，进而实现两个夹持机构300的反向移动，实现两个夹持机构300的相互靠近或者相互远离，改变两个夹持机构300之
间的间距。
52.间距调整机构200的数量根据夹持机构300的组数设置，即每组夹持机构300对应一个间距调整机构200。如图3所示，本实施例中设置有四个夹持机构300，四个夹持机构300分为两组，两组夹持机构300对应设置有两个间距调整机构200。
53.进一步地，该刀片电池夹取装置还包括滑轨和滑块，滑块设置在固定板302的顶部，滑轨设置在安装架600上，滑轨与滑块滑动连接。在本实施例中，设置有两个滑轨，滑轨的延伸方向与齿条的延伸方向相同，两个滑轨固定连接在安装架600上，每一固定板302上设置有两个滑块，两个滑块分别滑动连接在两个滑轨上，四个固定板302上的八个滑块分为两列，每一列包括四个滑块，四个滑块滑动连接在同一滑轨上。滑轨和滑块的设置能够提高夹持机构300移动的精度，从而有利于提高夹持精度。
54.伸缩驱动机构100设置在安装架600上，用于驱动多级伸缩机构400实现伸缩。继续参照图2所示，伸缩驱动机构100包括第一无杆气缸、第二无杆气缸、皮带轴104和驱动皮带105。其中，第一无杆气缸包括第一导杆101和套设在第一导杆101上的第一滑块102，第一滑块102可在第一导杆101上滑动。第二无杆气缸包括第二导杆108和套设在第二导杆108上的第二滑块107，第二滑块107能够在第二导杆108上滑动。第一导杆101和第二导杆108平行设置在安装架600的顶部，且均沿安装架600的长度方向延伸设置。皮带轴104的一端通过第一连接块103与第一滑块102连接，皮带轴104的另一端通过第二连接块106与第二滑块107连接。驱动皮带105套设在皮带轴104和多级伸缩机构400中的一个可移动的伸缩板上。
55.当第一无杆气缸和第二无杆气缸启动后，第一滑块102沿第一导杆101移动，同时，第二滑块107沿第二导杆108移动，位于第一导杆101和第二导杆108之间的皮带轴104随第一滑块102和第二滑块107同步移动，从而使驱动皮带105向上或者向下移动。
56.多级伸缩机构400包括多个依次连接的伸缩板，伸缩板根据需求可以设置两个、三个、或者更多个。在本实施例中，如图3和图8所示，伸缩板的数量为三个，且三个伸缩板均竖直设置，并沿安装架600的高度方向设置在安装架600的一侧。三个伸缩板中位于顶端为顶部伸缩板401，位于底端的为底部伸缩板403，位于中部的为中间伸缩板402，顶部伸缩板401位于最内侧，底部伸缩板403位于最内侧。顶部伸缩板401固定设置在安装架600的侧部(宽边侧)，中间伸缩板402滑动设置在顶部伸缩板401的外侧，底部伸缩板403滑动设置在中间伸缩板402的外侧。需要注意的是，多级伸缩机构400和夹持机构300位于安装架600的不同侧，从而优化整个刀片电池夹取装置的布局。
57.继续参照图8所示，在中间伸缩板402的顶端设置有穿设孔404，驱动皮带105穿过穿设孔404设置。可选地，穿设孔404为矩形孔，驱动皮带105为环形带，为了驱动皮带105运动，在中间伸缩板402的板面上还设置有槽口408，驱动皮带105置于中间伸缩板402上的部分位于槽口408内。当驱动皮带105在第一无杆气缸和第二无杆气缸的驱动下向上移动时，中间伸缩板402能够同步向上移动，直至与顶部伸缩板401重合。进一步地，该多级伸缩机构400还包括传动皮带(图中未示出)，传动皮带为非闭合的直线皮带，穿设孔404内转动设置有皮带轮405，传动皮带绕设在皮带轮405上，且传动皮带的一端与顶部伸缩板401的底端连接，传动皮带的另一端与底部伸缩板403的顶端连接。
58.当中间伸缩板402向上移动时，皮带轮405同步上移，此时传动皮带位于中间伸缩板402和顶部伸缩板401之间的部分逐渐增长，传动皮带位于中间伸缩板402和底部伸缩板
403之间的部分逐渐缩短，从而驱动底部伸缩板403同步上移。可选地，顶部伸缩板401、中间伸缩板402和底部伸缩板403长度相等。当中间伸缩板402与顶部伸缩板401重合时，底部伸缩板403与中间伸缩板402同步重合，至此即可完成多级伸缩机构400的收缩。当驱动皮带105在第一无杆气缸和第二无杆气缸的驱动下向下移动时，中间伸缩板402和底部伸缩板403逐渐下移，从而实现多级伸缩机构400的的伸长。
59.当然在其他实施例中，也可以设置多个中间伸缩板402，相邻两个伸缩板之间通过一传动皮带和皮带轮405实现同步伸缩，具体的连接关系与上述中间伸缩板402和底部伸缩板403之间的传动皮带和皮带轮405的连接关系相同，在此不做赘述。
60.进一步地，相邻两个伸缩板之间设置有滑动导向机构，例如可以在中间伸缩板402和底部伸缩板403之间设置滑动导向机构，或者在中间伸缩板402和顶部伸缩板401之间设置滑动导向机构，再或者中间伸缩板402和底部伸缩板403之间、中间伸缩板402和顶部伸缩板401之间均设置滑动导向机构。
61.具体的，继续参照图8所示，滑动导向机构包括设置在其中一个伸缩板上的滑轮406和设置在另一个伸缩板上的滑轮轨道407，滑轮406置于滑轮轨道407内。滑动导向机构的设置能够提高多级伸缩机构400伸长或者收缩过程中的精度，避免多级伸缩机构400出现卡顿现象。
62.可选地，两个伸缩板之间设置的滑动导向机构的数量为两组，两组滑动导向机构沿伸缩板的宽度方向并排设置，每一组滑动导向机构均包括沿伸缩板长度方向延伸设置的一个滑轮轨道407和多个间隔设置的滑轮406。如此可进一步提高多级伸缩机构400伸长或者收缩过程中的精度，避免出现伸缩板在伸缩过程左斜或者右斜的情况。
63.进一步地，继续参照图4所示，多级伸缩机构400设置有两个，两个多级伸缩机构400对称设置在安装架600的两侧。刀片电池夹取装置还包括连接横梁409，连接横梁409的两端分别与两个多级伸缩机构400连接，伸缩驱动机构100与其中一个多级伸缩机构400连接，用于驱动两个多级伸缩机构400同步伸缩，兜底机构500设置在两个多级伸缩机构400之间。
64.可选地，连接横梁409的数量根据每一多级伸缩机构400包括的伸缩板的数量设置为多个，以分别连接对应设置的伸缩板。在本实施例中，设置有三个连接横梁409，第一个连接横梁409连接位于安装架600两侧的底部伸缩板403，第二个连接横梁409连接位于安装架600两侧的中间伸缩板402，第三个连接横梁409连接位于安装架600两侧的顶部伸缩板401。可选地，如图6和图7所示，当多级伸缩机构400收缩时，至少部分连接横梁409可以嵌套设置，以提高结构紧凑性。
65.旋转驱动机构800设置在底部伸缩板403上，兜底机构500的一端与旋转驱动机构800的驱动端传动连接，旋转驱动机构800能够驱动兜底机构500绕第一轴线旋转，以使兜底机构500具有托住刀片电池700底端的兜底状态(图1
‑
图5中所示状态)和避让刀片电池700的避让状态(图6和图7中所示状态)。兜底机构500在兜底状态和避让状态之间切换，可在夹持刀片电池700时托住其底部，从而提高刀片电池700的夹持稳定性，也能够在非夹持刀片电池700使避让开其他功能部件，从而不影响刀片电池700进行其他工序，提高该刀片电池夹取装置的使用灵活性。
66.具体的，旋转驱动机构800包括摆动气缸。继续参照图2和图3所示，兜底机构500包
括兜底板501、第一摇杆502和第二摇杆505，第一摇杆502和第二摇杆505分别转动连接在两个底部伸缩板403的底端，兜底板501连接在第一摇杆502和第二摇杆505之间，摆动气缸的输出端与第一摇杆502传动连接，用于驱动第一绕杆绕第一轴线旋转，从而带动兜底板501绕第一轴线旋转。在本实施例中，第一轴线平行于安装架600的长度方式。
67.可选地，该兜底机构500还包括法兰支架503，摆动气缸通过法兰支架503固定在底部伸缩板403上。进一步地，该旋转驱动机构800还包括遥杆连接轴504，遥杆连接轴504的一端与摆动气缸的气缸杆连接，另一端与第二摇杆505连接。当然也可以设置两个摆动气缸，遥杆连接轴504的两端分别与两个摆动气缸的气缸杆连接，两个摆动气缸同步驱动兜底板501、第一摇杆502和第二摇杆505绕第一轴线旋转，从而降低对单个摆动气缸驱动力的要求。
68.该刀片电池夹取装置具有以下优点：
69.1、多级伸缩机构400能够满足长度过大刀片电池700的兜底支撑，且根据需求可不断叠加伸缩板从而增长其身长距离，以实现对不同长度的刀片电池700的兜底支撑，使用范围较广。
70.2、采用无杆气缸为多级伸缩机构400提供驱动力，不仅节省空间，且更加方便稳定。
71.3、通过巧妙的结构设计和空间布局，使该装置在夹取刀片电池700之前，兜底机构500能够收缩于夹持机构300的后方，不影响其夹取动作，方便灵巧，不会影响刀片电池700在生产过程中的动作要求。夹持电池后，又能够通过多级伸缩，达到刀片电池700竖直方向的底部，通过旋转驱动机构800驱动兜底机构500旋转，从而使兜底机构500对刀片电池700进行兜底，防止刀片电池700在生产作业时从夹持机构300上滑落，能够保障刀片电池700夹持时的稳定性和可靠性。
72.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。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。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。