一种锂电池双联搬运机械手的制作方法

1.本实用新型涉及一种锂电池双联搬运机械手，属于电池制造设备的技术领域。


背景技术：

2.在电池生产过程中，锂电池要经过高温化成、分容、ocv(opencircuit voltage，开路电压)测试，这一系列测试过程中，需要将电池从托盘中运输到指定测试位置上。在电池搬运过程中，已经由传统的人工搬运转变为自动化机械手搬运，但是现有自动化搬运存在电池型号种类繁多，机械手功能单一且机构重复等问题。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本实用新型提出了一种锂电池双联搬运机械手，该双联搬运机械手在搬运电池过程中能进行三维自由运动，还可以进行360度公及自转，此外，该机械手还具有精确防撞功能；最后，该双联搬运机械手还具有双机械手同时运动，相互独立，互不干扰。该双联搬运机械手能广泛适应多种尺寸电池，也能够适应多种电池托盘与电池中转站的电池储存场景，全程自动化操作，提高了电池生产效率。
4.本实用新型所述的一种锂电池双联搬运机械手，其特征在于，包括用于驱动锂电池双联搬运机械手沿着x方向水平移动的x方向移动机构、多根用于支撑x方向移动机构的支撑立柱、用于驱动锂电池双联搬运机械手沿着y方向水平移动的y方向移动机构、用于驱动锂电池双联搬运机械手沿着z方向移动的z方向移动机构、用于搬运电池的夹持机构，以x方向移动机构的水平移动方向为x向，以垂直于x 向的水平方向为y向，以垂直于水平面的方向为z向；
5.所述x方向移动机构为两组，并彼此平行相对架装于支撑立柱顶部，包括用于支撑x方向移动机构部件的x轴安装板、用于输出驱动力的x向驱动装置、用于导向的x向导轨和用于带动y方向移动机构水平移动的x向滑块，所述x轴安装板沿x向水平架装在所述支撑立柱的顶部；所述x向驱动装置，是动力部件，其输出端沿x向伸缩，并且与所述x向滑块相连接；所述x向导轨沿x向水平铺装于所述x 轴安装板上，为锂电池双联搬运机械手沿x方向水平移动进行导向；所述x向滑块滑动设置于x向导轨上，并与所述y方向移动机构的y 轴连接板连接；当x向驱动装置动作时，带动x向滑块在x向导轨上沿x方向水平移动，进而带动y方向移动机构在x方向水平移动，进而带动所述第一夹持机构和所述第二夹持机构沿着x方向相同或者相反水平移动，最终实现锂电池双联搬运机械手沿x方向水平移动的目的；
6.所述y方向移动机构为两组，平行相对连接在两组所述x方向移动机构的首、尾两端，包括用于将y方向移动机构与x方向移动机构连接在一起的y轴连接板、用于支撑y方向移动机构部件的y轴安装板、用于推动y向滑块在导轨上水平移动的y向驱动装置、用于导向的y向导轨和用于带动z方向移动机构沿y向水平移动的y向滑块，所述y轴连接板沿y向水平固装在所述x方向移动机构的端部；所述y轴安装板与所述y轴连接板；所述y向驱动装置，是动力部件，其输出端沿y向伸缩，并且所述输出端与所述y向滑块相连；所述y向导轨沿y向水
平安装在y轴安装板；所述y向滑块滑动设置在所述y 向导轨上，并且每个所述y向滑块对应安装一套所述z方向移动机构；当y向驱动装置动作时，带动y向滑块在y向导轨上水平移动，进而带动所述第一夹持机构和所述第二夹持机构在y方向水平移动，最终实现锂电池双联搬运机械手沿y方向水平移动的目的；
7.所述z方向移动机构共两套，分别垂直安装在两所述y向滑块上，包括用于驱动z向滑块运动的z向升降装置、沿z向布置的z向导轨和用于带动夹持机构沿z向升降的z向滑块，所述z向升降装置安装在所述y向滑块上，并保持所述z向升降装置的升降端沿z向伸缩；所述z向导轨与所述y向滑块相连；所述z向滑块与对应的夹持机构连接；
8.所述夹持机构是所述锂电池双联搬运机械手的核心部件，包括用于将软包电池从托盘转运到中间过渡位的第一夹持机构和用于将软包电池从中间过渡位转运到工作位的第二夹持机构，所述第一夹持机构和所述第二夹持机构分别悬装于两套z方向移动机构的下方，所述第一夹持机构包括用于将所述第一夹持机构连接在z方向移动机构的第一z轴连接板、用于固定第一旋转气缸的第一安装板、用于带动第一夹爪组件绕其z向中心轴360度旋转的第一旋转气缸和用于夹住电池的第一夹爪组件；所述第一z轴连接板安装在其中一所述z向滑块上；所述第一旋转气缸通过所述第一安装板垂直安装在所述第一z 轴连接板上，所述第一旋转气缸的旋转中心轴沿z向设置，且所述第一旋转气缸的旋转端连接所述第一夹爪组件；所述第一夹爪组件的底部设有若干个用于夹取电池的夹持部；所述第一旋转气缸在进行 360
°
旋转时，带动所述第一夹爪组件进行360
°
旋转；
9.所述第二夹持机构包括用于将所述第二夹持机构连接在z向滑块上的第二z轴连接板和若干套设置在第二z轴连接板上的第二夹爪组件，所述第二z轴连接板安装在另一个所述z向滑块上；所述第二夹爪组件可转动地悬装在所述第二z轴连接板上。
10.进一步，所述第一夹爪组件包括第一夹爪安装板和若干套用于夹取及搬运电池的第一夹爪部件，所述第一夹爪安装板安装在所述第一旋转气缸的旋转端；所述第一夹爪部件连接在所述夹爪安装板的正下方。
11.进一步，所述第一夹爪部件包括第一连接件、第一夹紧气缸和第一气爪，所述第一连接件连接在所述第一夹爪安装板的正下方；所述第一夹紧气缸安装在所述第一连接件的下方，用于控制所述气爪的闭合与张开；所述第一气爪设置在所述第一夹紧气缸的下方，由一对正对设置的第一夹片组成，所述第一夹片分别安装在所述第一夹紧气缸相向或反向运动的两夹紧端，形成用于夹紧电池的公转气爪。
12.进一步，所述的第二夹爪组件包括用于将夹爪组件安装连接在所述z轴连接板的第二安装板、用于带动第二夹紧气缸360
°
旋转的第二旋转组件、第二夹紧气缸和第二气爪；所述第二安装板与所述第二 z轴连接板相连；所述第二旋转组件连接在所述安装板下方，并保持所述第二旋转组件以z向中心轴为旋转中心，在所述第二旋转组件进行360
°
旋转时，带动所述第二夹紧气缸和所述第二气爪进行360
°
旋转；所述第二夹紧气缸安装于所述第二旋转组件的旋转端，用于控制所述第二气爪的闭合与张开；所述第二气爪设置在所述第二夹紧气缸的下方，由一对正对设置的第二夹片组成，所述第二夹片分别安装在所述第二夹紧气缸相向或反向运动的两夹紧端，形成用于夹紧电池的自转气爪。
13.进一步，所述支撑立柱，是基准支撑部件，用于支撑x方向移动机构，共六根，两两一组，分别支撑在两组所述x方向移动机构的前、中、后端。
14.进一步，所述第一夹爪组件还包括用于检测电池是否被撞的防撞传感器组件，所述防撞传感器组件布设在第一夹爪安装板的各个顶角位置。
15.进一步的，所述x向驱动装置、y向驱动装置以及z向升降装置可以是气缸、电机等提供动力的部件；所述x向导轨、x向滑块、y 向导轨、y向滑块、z向导轨及z向滑块可以是其他水平引导部件。
16.进一步的，所述x方向移动机构共两组，可以两组均为动力直线引导，也可以是一组动力直线引导，另一组直线牵引随动。
17.利用本实用新型所述的锂电池双联搬运机械手进行动作说明：
18.1)当盛有电池的电池托盘或者电池处理站准备到位后，双联搬运机械手启动，x方向移动机构启动使双联搬运机械手沿着x方向直线运行、y方向移动机构启动使双联搬运机械手沿着y方向直线运行、z方向移动机构启动使双联搬运机械手沿着z方向垂直运行，以调整夹持机构的三维位置；
19.2)当第一夹持机构靠近待搬运电池，第一夹紧气缸启动，第一气爪张开，安装第一夹持机构的z方向移动机构再次启动，第一气爪再次下降到电池位于第一气爪中，然后第一夹紧气缸再次动作，第一气爪夹紧，此时电池被夹紧；夹取过程中通过第一旋转气缸调整第一气爪的角度以适应电池；
20.3)当双联搬运机械手的第一气爪在垂直运动时，碰到障碍物时，防撞传感器组件动作，通过传感器的检测，可控制z方向移动机构垂直运动停止；
21.4)在第一夹持机构动作的同时，第二夹持机构并行独立动作，第二夹持机构靠近待搬运电池，第二夹紧气缸启动，第二气爪张开，安装第二夹持机构的z方向移动机构再次启动，第二气爪再次下降到电池位于第二气爪中，然后第二夹紧气缸再次动作，第二气爪夹紧，然后将电池从中转位转运到工作位，夹取过程中通过第二旋转组件调整各个第二气爪的角度以适应电池。
22.本实用新型的有益效果是：
23.①
该双联搬运机械手在搬运电池过程中能进行三维自由运动，还可以进行360度公及自转；
24.②
该机械手还具有精确防撞功能；
25.③
该双联搬运机械手还具有双机械手同时运动，相互独立，互不干扰；
26.④
该双联搬运机械手能广泛适应多种尺寸电池，也能够适应多种电池托盘与电池中转站的电池储存场景，全程自动化操作，提高了电池生产效率。
附图说明
27.图1是本实用新型的锂电池双联搬运机械手的结构图；
28.图2是本实用新型的锂电池双联搬运机械手的主视图；
29.图3是本实用新型的锂电池双联搬运机械手的俯视图；
30.图4是本实用新型的锂电池双联搬运机械手的左视图；
31.图5是第一夹持结构的一种结构图；
32.图6是第一夹持结构的另一种结构图；
33.图7是第一夹持结构的俯视图；
34.图8是第二夹持结构的结构图；
35.图9是第二夹持结构的主视图；
36.图10是第二夹持结构的左视图。
具体实施方式
37.下面结合附图进一步说明本实用新型。
38.参照附图：
39.实施例1本实用新型所述的一种锂电池双联搬运机械手，包括用于驱动锂电池双联搬运机械手沿着x方向水平移动的x方向移动机构3、多根用于支撑x方向移动机构3的支撑立柱1、用于驱动锂电池双联搬运机械手沿着y方向水平移动的y方向移动机构2、用于驱动锂电池双联搬运机械手沿着z方向移动的z方向移动机构6、用于搬运电池的夹持机构，以x方向移动机构3的水平移动方向为x向，以垂直于x向的水平方向为y向，以垂直于水平面的方向为z向；
40.所述x方向移动机构3为两组，并彼此平行相对架装于支撑立柱 1顶部，包括用于支撑x方向移动机构部件的x轴安装板31、用于输出驱动力的x向驱动装置32、用于导向的x向导轨33和用于带动y 方向移动机构2水平移动的x向滑块34，所述x轴安装板31沿x向水平架装在所述支撑立柱1的顶部；所述x向驱动装置32，是动力部件，其输出端沿x向伸缩，并且与所述x向滑块34相连接；所述 x向导轨33沿x向水平铺装于所述x轴安装板31上，为锂电池双联搬运机械手沿x方向水平移动进行导向；所述x向滑块34滑动设置于x向导轨33上，并与所述y方向移动机构2的y轴连接板21连接；当x向驱动装置32动作时，带动x向滑块34在x向导轨33上沿x 方向水平移动，进而带动y方向移动机构在x方向水平移动，进而带动所述第一夹持机构和所述第二夹持机构沿着x方向相同或者相反水平移动，最终实现锂电池双联搬运机械手沿x方向水平移动的目的；
41.所述y方向移动机构2为两组，平行相对连接在两组所述x方向移动机构3的首、尾两端，包括用于将y方向移动机构2与x方向移动机构3连接在一起的y轴连接板21、用于支撑y方向移动机构2 部件的y轴安装板22、用于推动y向滑块25在y向导轨24上水平移动的y向驱动装置23、用于导向的y向导轨24和用于带动z方向移动机构6沿y向水平移动的y向滑块25，所述y轴连接板21沿y 向水平固装在所述x方向移动机构3的端部；所述y轴安装板22与所述y轴连接板21；所述y向驱动装置23，是动力部件，其输出端沿y向伸缩，并且所述输出端与所述y向滑块25相连；所述y向导轨24沿y向水平安装在y轴安装板22；所述y向滑块25滑动设置在所述y向导轨24上，并且每个所述y向滑块25对应安装一套所述 z方向移动机构6；当y向驱动装置23动作时，带动y向滑块25在 y向导轨24上水平移动，进而带动所述第一夹持机构4和所述第二夹持机构5在y方向水平移动，最终实现锂电池双联搬运机械手沿y 方向水平移动的目的；
42.所述z方向移动机构6共两套，分别垂直安装在两所述y向滑块 25上，包括用于驱动z向滑块63运动的z向升降装置61、沿z向布置的z向导轨62和用于带动夹持机构沿z向升降的z向滑块63，所述z向升降装置61安装在所述y向滑块25上，并保持所述z向升降装置61的升降端沿z向伸缩；所述z向导轨62与所述y向滑块25 相连；所述z向滑块63与对应的夹持机构连接；
43.所述夹持机构是所述锂电池双联搬运机械手的核心部件，包括用于将软包电池从托盘转运到中间过渡位的第一夹持机构4和用于将软包电池从中间过渡位转运到工作位的第二夹持机构5，所述第一夹持机构4和所述第二夹持机构5分别悬装于两套z方向移动机构6的下方，所述第一夹持机构4包括用于将所述第一夹持机构4连接在z 方向移动机构的第一z轴连接板41、用于固定第一旋转气缸43的第一安装板42、用于带动第一夹爪组件44绕其z向中心轴360度旋转的第一旋转气缸43和用于夹住电池的第一夹爪组件44；所述第一z 轴连接板41安装在其中一所述z向滑块63上；所述第一旋转气缸 43通过所述第一安装板42垂直安装在所述第一z轴连接板41上，所述第一旋转气缸43的旋转中心轴沿z向设置，且所述第一旋转气缸43的旋转端连接所述第一夹爪组件44；所述第一夹爪组件44的底部设有若干个用于夹取电池的夹持部；所述第一旋转气缸43在进行360
°
旋转时，带动所述第一夹爪组件44进行360
°
旋转；
44.所述第二夹持机构5包括用于将所述第二夹持机构5连接在z向滑块63上的第二z轴连接板51和若干套设置在第二z轴连接板51 上的第二夹爪组件52，所述第二z轴连接板51安装在另一个所述z 向滑块63上；所述第二夹爪组件52可转动地悬装在所述第二z轴连接板51上。
45.进一步，所述第一夹爪组件44包括第一夹爪安装板441和若干套用于夹取及搬运电池的第一夹爪部件442，所述第一夹爪安装板 441安装在所述第一旋转气缸43的旋转端；所述第一夹爪部件442 连接在所述第一夹爪安装板441的正下方。
46.进一步，所述第一夹爪部件442包括第一连接件4421、第一夹紧气缸4422和第一气爪4423，所述第一连接件4421连接在所述第一夹爪安装板441的正下方；所述第一夹紧气缸4422安装在所述第一连接件4421的下方，用于控制所述气爪4423的闭合与张开；所述第一气爪4423设置在所述第一夹紧气缸4422的下方，由一对正对设置的第一夹片组成，所述第一夹片分别安装在所述第一夹紧气缸4422 相向或反向运动的两夹紧端，形成用于夹紧电池的公转气爪。
47.进一步，所述的第二夹爪组件52包括用于将第二夹爪组件52安装连接在所述第二z轴连接板51的第二安装板521、用于带动第二夹紧气缸523 360
°
旋转的第二旋转组件522、第二夹紧气缸523和第二气爪524；所述第二安装板521与所述第二z轴连接板51相连；所述第二旋转组件522连接在所述第二安装板521下方，并保持所述第二旋转组件522以z向中心轴为旋转中心，在所述第二旋转组件 522进行360
°
旋转时，带动所述第二夹紧气缸523和所述第二气爪 524进行360
°
旋转；所述第二夹紧气缸523安装于所述第二旋转组件522的旋转端，用于控制所述第二气爪524的闭合与张开；所述第二气爪4423设置在所述第二夹紧气缸523的下方，由一对正对设置的第二夹片组成，所述第二夹片分别安装在所述第二夹紧气缸523相向或反向运动的两夹紧端，形成用于夹紧电池的自转气爪。
48.进一步，所述支撑立柱1，是基准支撑部件，用于支撑x方向移动机构，共六根，两两一组，分别支撑在两组所述x方向移动机构3 的前、中、后端。
49.进一步，所述第一夹爪组件44还包括用于检测电池是否被撞的防撞传感器组件443，所述防撞传感器组件443布设在第一夹爪安装板441的各个顶角位置。
50.进一步的，所述x向驱动装置32、y向驱动装置23以及z向升降装置61可以是气缸、电机等提供动力的部件；所述x向导轨33、 x向滑块34、y向导轨24、y向滑块25、z向导轨62及
z向滑块63 可以是其他水平引导部件。
51.进一步的，所述x方向移动机构共两组，可以两组均为动力直线引导，也可以是一组动力直线引导，另一组直线牵引随动。
52.实施例2实施例1所述的锂电池双联搬运机械手的应用方法，包括以下步骤：
53.1)当盛有电池的电池托盘或者电池处理站准备到位后，双联搬运机械手启动，x方向移动机构3启动使双联搬运机械手沿着x 方向直线运行、y方向移动机构2启动使双联搬运机械手沿着y方向直线运行、z方向移动机构6启动使双联搬运机械手沿着z方向垂直运行，以调整夹持机构的三维位置；
54.2)当第一夹持机构4靠近待搬运电池，第一夹紧气缸4422启动，第一气爪4423张开，安装第一夹持机构的z方向移动机构6 再次启动，第一气爪4423再次下降到电池位于第一气爪4423中，然后第一夹紧气缸4422再次动作，第一气爪4423夹紧，此时电池被夹紧；夹取过程中通过第一旋转气缸调整第一气爪的角度以适应电池；
55.3)当双联搬运机械手的第一气爪4423在垂直运动时，碰到障碍物时，防撞传感器组件443动作，通过传感器的检测，可控制z 方向移动机构6垂直运动停止；
56.4)在第一夹持机构4动作的同时，第二夹持机构5并行独立动作，第二夹持机构5靠近待搬运电池，第二夹紧气缸523启动，第二气爪524张开，安装第二夹持机构的z方向移动机构再次启动，第二气爪524再次下降到电池位于第二气爪524中，然后第二夹紧气缸 523再次动作，第二气爪524夹紧，然后将电池从中转位转运到工作位，夹取过程中通过第二旋转组件522调整各个第二气爪524的角度以适应电池。
57.本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也包括本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。