物品取放装置的制作方法

1.本技术涉及一种物品取放装置。


背景技术：

2.新能源行业是目前国际上比较重视的未来发展方向，锂电池是其中相对成熟发展前景较好的一个方向。在锂电池的全自动生产线中，锂电池电芯的抓手是生产过程中重要的转运载体。
3.由于锂电池的能量密度较高，化学性能比较活跃，一旦发生短路导致发热自燃，很容易造成严重的生产事故。而锂电池的电芯在生产线上的抓取搬运过程中，很多时候是没有做绝缘处理的，一旦电芯掉落，下方的电芯的正负极很可能被掉落的电芯造成短接的情况，非常危险，因此避免电芯在抓取搬运过程中发生掉落是很重要的。
4.在此需要说明的是，该背景技术部分的陈述仅提供与本技术有关的背景技术，并不必然构成现有技术。


技术实现要素：

5.本技术提供一种物品抓取装置，以在避免干涉的基础上有效保证承托兜底功能。
6.本技术提供的物品取放装置，包括主体框架、物品抓取组件和防掉落组件，物品抓取组件设置于主体框架上且用于抓取物品。防掉落组件包括摆杆组和承托件，摆杆组的第一端可转动地连接于主体框架上，摆杆组的第二端设置有承托件，在第一位置，承托件位于物品抓取组件的上方，在第二位置，承托件位于物品的下方以对物品进行承托，承托件被配置为在摆杆组的带动下从第一位置绕过物品抓取组件并到达第二位置，在承托件的运动过程中，摆杆组的第一端与摆杆组的第二端之间的直线距离先增大后减小。
7.在一些实施例中，在承托件从第一位置到第二位置的运动过程中，当承托件位于物品的横向外侧且靠近物品的外缘拐角的位置时，摆杆组的第一端与摆杆组的第二端之间的直线距离最大。
8.在一些实施例中，摆杆组包括第一摆杆和第二摆杆，第一摆杆的第一端可转动地连接在主体框架上，第一摆杆的第二端与第二摆杆的第一端转动连接，承托件设置在第二摆杆的第二端，在承托件从第一位置到第二位置的运动过程中，第一摆杆和第二摆杆之间的夹角先增大后减小。
9.在一些实施例中，在第一位置，第一摆杆和第二摆杆之间的夹角为锐角；在第二位置，第一摆杆和第二摆杆之间的夹角为锐角；在承托件从第一位置到第二位置的运动过程中，当承托件位于物品的横向外侧且靠近物品的外缘拐角的位置时，第一摆杆和第二摆杆之间的夹角为钝角。
10.在一些实施例中，防掉落组件还包括限位轴套，限位轴套可转动地连接在主体框架上且限位轴套具有轴孔，第二摆杆穿设在轴孔内。
11.在一些实施例中，第一摆杆的第一端可转动地连接在主体框架的第一转轴处，限
位轴套可转动地连接在主体框架的第二转轴处，第二转轴位于第一转轴的下方，且在横向方向上，第二转轴位于第一转轴的外侧。
12.在一些实施例中，第一转轴和第二转轴均位于物品抓取组件的上方且位于物品抓取组件的投影范围内。
13.在一些实施例中，防掉落组件还包括驱动组件，驱动组件驱动摆杆组相对于主体框架转动。
14.在一些实施例中，驱动组件包括直线驱动件和中间连接件，直线驱动件的第一端可转动地连接在主体框架上，直线驱动件的第二端与中间连接件可转动地连接，直线驱动件的第二端相对于直线驱动件的第二端在横向方向上往复移动，中间连接件，与摆杆组连接。
15.在一些实施例中，中间连接件包括交叉设置的第一连接杆和第二连接杆，驱动件与第一连接杆的端部转动连接，第二连接杆的端部与摆杆组连接。
16.在一些实施例中，直线驱动件包括驱动气缸。
17.在一些实施例中，防掉落组件包括并排设置在承托件两端的两个摆杆组。
18.在一些实施例中，物品取放装置还包括固定设置在主体框架上的安装板，防掉落组件安装在安装板上。
19.在一些实施例中，物品取放装置包括用于对刀片电芯进行取放的电芯取放装置。
20.基于本技术提供的技术方案，物品取放装置包括主体框架、物品抓取组件和防掉落组件。物品抓取组件设置于主体框架上且用于抓取物品。防掉落组件包括摆杆组和承托件，摆杆组的第一端可转动地连接于主体框架上，摆杆组的第二端设置有承托件，在第一位置，承托件位于物品抓取组件的上方，在第二位置，承托件位于物品的下方以对物品进行承托，承托件被配置为在摆杆组的带动下从第一位置绕过物品抓取组件并到达第二位置，在承托件的运动过程中，摆杆组的第一端与摆杆组的第二端之间的直线距离先增大后减小。本技术的防掉落组件在绕过物品抓取组件及物品并移动到物品下方后有一定的上提动作，以在避免干涉的基础上有效保证承托兜底功能。
21.通过以下参照附图对本技术的示例性实施例的详细描述，本技术的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
22.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
23.图1为相关技术中的物品取放装置的结构示意图。
24.图2为本技术实施例的物品取放装置的局部立体结构示意图。
25.图3为图2中的承托件的运动轨迹示意图。
26.图4为本技术实施例的承托件处于第一位置时的示意图。
27.图5至图12为本技术实施例的承托件从第一位置到第二位置的运动过程中不同位置处的示意图。
28.图13为本技术实施例的承托件在第二位置时的示意图。
具体实施方式
29.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
30.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
31.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
32.在发明人了解到的相关技术中，物品取放装置的结构如图1所示。该物品取放装置包括主体框架100a、物品抓取组件200a以及防掉落组件300a。其中物品抓取装置200a用于对物品c进行抓取。防掉落组件300a包括绕旋转中心r摆动的摆杆以及设置在摆杆端部的承托件。摆杆绕旋转中心r转动以使得承托件的轨迹如图1中的弧线所示。
33.对于上述方案，摆杆绕旋转中心r转动，一般会在摆杆的旋转中心处设置电机或者旋转气缸来进行驱动。对于电机驱动的方式，需要电机带动摆杆绕旋转中心从侧面旋转至物品c的下方，那么电机驱动器的线需要经过物品抓取组件200a接到前端，走线较复杂，而且电机的控制也相对复杂。对于旋转气缸驱动的方式，由于摆杆在上升下降的过程中重心会发生变化，在下降的过程中重心下降，摆杆赶着气缸排气加上气缸活塞另一端的压缩空气补充推进，摆杆的下降速度会很快，很难调整，在上升的过程中重心上升，气缸活塞一端压缩空气需要克服重力做功，上升速度很慢。针对上述速度不好控制的问题，常规的做法是增大旋转气缸的缸径，但是增大旋转气缸的缸径会占用更大的空间，且会使物品取放装置的重量增大。
34.发明人在研究中还发现，承托件在运动过程中，承托件与物品抓取组件200a以及物品c之间在纵向方向(水平方向)上的干涉区间b相对减小，因此碰撞风险比较高。尤其是对于方形的物品c，如图1所示，承托件与物品c的拐角处的距离很近，进而使得该区域形成很容易发生碰撞的危险区a。那么为了避免在该危险区a发生碰撞，可以增大摆杆的长度以
避让物品c。但是增大摆杆的长度会增加在物品c下方进行承托时的无效距离区域，若无效距离区域过大，则在物品c发生掉落时是无法保证对物品c进行承托而防止掉落的。
35.针对以上问题，本技术的发明人经过深入研究，提出可以使承托件在干涉区间b内，尤其是危险区a内与物品c之间的距离较大以避免碰撞，而当承托件到达物品c下方后使承托件与物品c之间的距离变小以减小无效距离保证对物品c的承托作用。基于以上研究，本技术提出一种物品取放装置。参考图2和图3，该物品取放装置的承托件的运动轨迹t，其在绕过靠近物品c的外缘拐角后承托件与物品c之间的距离变小。
36.下面根据图2至图13对本技术实施例的物品取放装置的结构及工作过程进行详细说明。
37.参考图2，本技术实施例的物品取放装置包括主体框架100、物品抓取组件200和防掉落组件300。其中物品抓取组件200设置于主体框架100上且用于抓取物品c。防掉落组件300包括摆杆组和承托件34。摆杆组的第一端可转动地连接于主体框架100上，摆杆组的第二端设置有承托件34。在第一位置，承托件34位于物品抓取组件200的上方，在第二位置，承托件34位于物品c的下方以对物品c进行承托。承托件34被配置为在摆杆组的带动下从第一位置绕过物品抓取组件200并到达第二位置，在承托件34的运动过程中，摆杆组的第一端与摆杆组的第二端之间的直线距离先增大后减小。
38.本技术实施例的承托件34从第一位置到第二位置的运动过程中，摆杆组的第一端与摆杆组的第二端之间的直线距离先增大后减小，由于摆杆组的第一端是固定设置的，摆杆组的第二端设置有承托件34，这样就使得承托件34与摆杆组的第一端的距离也是先增大后减小，进而使得承托件34的轨迹t如图3所示，这样使得承托件34在绕过物品抓取组件200的过程中与物品抓取组件200的距离较大，进而避免发生干涉，在绕过物品抓取组件200以及物品c的外缘拐角并到达物品c的下方后，承托件34与物品c的底部之间的距离减小，进而减小无效距离，有效保证承托功能。综上，本技术实施例的防掉落组件在绕过物品抓取组件200及物品c并移动到物品c下方后有一定的上提动作，以在避免干涉的基础上有效保证承托兜底功能。
39.在一些实施例中，参考图2，承托件34可以是承托杆。但在其他附图未示出的实施例中，承托件34还可采用其他任何可以对物品c进行承托的结构或部件。
40.在完成物品c的抓取后，当需要放置物品c时，需要控制承托件34从第二位置回到第一位置，此运动过程的轨迹与承托件从第一位置到第二位置的运动轨迹是相同的，那么用于带动承托件运动的摆杆组的运动也是相同的，摆杆组的第一端和第二端之间的直线距离也是先增大后减小。
41.根据以上分析可知，承托件34与物品c的外缘拐角处靠近的位置处是危险区，因此在该区域，需要使承托件34的位置与摆杆组的第一端之间的直线距离最大。在一些实施例中，在承托件34从第一位置到第二位置的运动过程中，当承托件24位于物品c的横向外侧且靠近物品c的外缘拐角的位置时，摆杆组的第一端与摆杆组的第二端之间的直线距离最大。
42.进一步地，为了避免承托件与物品c的外缘拐角发生碰撞，上述摆杆组的第一端与摆杆组的第二端之间的最大直线距离大于摆杆组的第一端与物品c的外缘拐角之间的距离。
43.如图2所示，主体框架100为本技术实施例的物品抓取组件200的主体，是其他结构
设置的基础。物品抓取组件200和防掉落组件300均设置在主体框架100上。其中物品抓取组件200设置在主体框架100的下侧。物品抓取组件200用于抓取物品，具体地，物品抓取组件200包括可开合设置的两个夹爪。两个夹爪相互靠近或相互远离以实现对物品的抓取和放下。如图3所示，将两个夹爪的运动方向定义为纵向方向x，与纵向方向x和高度方向z均垂直的方向定义为横向方向y。防掉落组件300设置在物品抓取组件200的上侧。且防掉落组件300的摆杆组设置在主体框架100的横向方向y上的一侧。具体地，在图2示出的实施例中，防掉落组件300包括分别设置在主体框架100的横向方向y上的两侧的两个摆杆组，承托件34连接在两个摆杆组的第二端之间，这样可保证承托件34对物品的承托稳定性。
44.如图4所示，具体地，摆杆组的摆动平面位于主体框架100的横向方向y上的外侧。
45.如图2所示，两个摆杆组的第一端通过转动轴37连接在主体框架100上，进而实现同时摆动。
46.在一些实施例中，参考图2和图3，摆杆组包括第一摆杆32和第二摆杆33。第一摆杆32的第一端可转动地连接在主体框架100上。第一摆杆32的第二端与第二摆杆33的第一端转动连接。承托件34设置在第二摆杆33的第二端。在承托件34从第一位置到第二位置的运动过程中，第一摆杆32和第二摆杆33之间的夹角先增大后减小。
47.如图4所示，当承托件34处于第一位置时，承托件34位于物品抓取组件200的上方。此时第一摆杆32和第二摆杆33之间的夹角α为锐角，且第一摆杆32的第一端到第二摆杆33的第二端之间的直线距离最小。
48.如图5所示，当第一摆杆32逆时针转动而带动第二摆杆33运动时，第一摆杆32与第二摆杆33之间的夹角α变大。如图6所示，第一摆杆32继续转动，第一摆杆32和第二摆杆33之间的夹角α继续变大，变为钝角。如图7所示，第一摆杆32持续转动，第一摆杆32和第二摆杆33之间的夹角α继续变大至接近180
°
，此时第一摆杆32的第一端到第二摆杆33的第二端之间的直线距离增大。如图8所示，第一摆杆32继续转动，第一摆杆32和第二摆杆33之间的夹角α继续增大，第一摆杆32的第一端到第二摆杆33的第二端之间的直线距离最大，此时承托件34位于物品c的横向外侧且靠近物品c的外缘拐角的位置。
49.如图9至图12所示，在承托件34绕过物品c的外缘拐角后，随着第一摆杆33的转动，第一摆杆32和第二摆杆33之间的夹角开始变小，使得承托件34有一定的上提动作，进而减小无效距离。
50.在上述描述中，第一摆杆32和第二摆杆33之间的夹角指的是第一摆杆32和第二摆杆33交叉形成的两个角中较小的角。该两个角的和为360
°
，其中较小的角为上述描述中指出的夹角。例如在图4中，夹角指的是第一摆杆32和第二摆杆33交叉形成的位于外侧的角。而在图9中夹角指的是第一摆杆32和第二摆杆33交叉形成的位于内侧的角。此处的内外是相对于物品取放装置的中心线来说的。
51.本实施例的摆杆组包括第一摆杆32和第二摆杆33。第二摆杆33与第一摆杆32可转动地连接，这样使得承托件34与第一摆杆32的第一端之间的距离较大，进而增大承托件34在运动过程中所绕的范围。当物品c为刀片电芯时，由于刀片电芯的长宽比很大，也就是说刀片电芯在长度方向x上的覆盖范围很大，那么此时就需要防掉落组件的承托件34绕过的空间较大才能避免干涉。因此本实施例的防掉落组件更适用于对刀片电芯进行兜底承托。
52.在一些实施例中，如图4所示，在第一位置，第一摆杆32和第二摆杆33之间的夹角α
为锐角。如图13所示，在第二位置，第一摆杆32和第二摆杆33之间的夹角α为锐角。如图8所示，在承托件34从第一位置到第二位置的运动过程中，当承托件34位于物品c的横向外侧且靠近物品c的外缘拐角的位置时，第一摆杆32和第二摆杆33之间的夹角α为钝角。
53.而且当承托件34位于物品c的横向外侧且靠近物品c的外缘拐角的位置时，第一摆杆32和第二摆杆33之间的夹角α为钝角，且接近180
°
。
54.在一些实施例中，防掉落组件300还包括限位轴套35。限位轴套35可转动地连接在主体框架100上且限位轴套35具有轴孔。第二摆杆33穿设在轴孔内。
55.限位轴套35可转动地连接在主体框架100上，且第二摆杆33穿设在限位轴套35的轴孔内，这样第二摆杆33在第一摆杆32的带动下绕限位轴套35的转轴转动。
56.在一些实施例中，第一摆杆32的第一端可转动地连接在主体框架100的第一转轴321处。限位轴套35可转动地连接在主体框架100的第二转轴351处。第二转轴351位于第一转轴321的下方。且在纵向方向x上，第二转轴351位于第一转轴321的外侧。
57.在一些实施例中，第一转轴321和第二转轴351均位于物品抓取组件200的上方且位于物品抓取组件200的投影范围内。也就是说，第一转轴321和第二转轴351位于物品抓取组件200的正上方，这样使得防掉落组件300的结构能够设置的更加靠近中部，进而使得整个物品取放装置的结构更紧凑，体积更小。
58.具体地，如图6所示，在纵向方向x上，第一转轴321设置在靠近物品取放装置的中心的位置。第二转轴设置在物品取放装置的中心至边缘之间的中间位置。
59.在一些实施例中，物品取放装置还包括固定设置在主体框架100上的安装板。防掉落组件300安装在安装板上。具体地，第一转轴321和第二转轴351均位于安装板上。
60.在一些实施例中，防掉落组件300还包括驱动组件。驱动组件驱动摆杆组相对于主体框架100转动。
61.在一些实施例中，驱动组件包括直线驱动件31和中间连接件36。直线驱动件31的第一端可转动地连接在主体框架100上，直线驱动件31的第二端与中间连接件36可转动地连接，直线驱动件的第二端相对于直线驱动件的第一端在纵向方向x上移动。中间连接件36与摆杆组连接。本实施例的驱动组件通过设置直线驱动件31来驱动摆杆组相对于主体框架100转动，与旋转气缸或者电机等驱动形式相比，更容易对摆杆组的运动速度进行控制。
62.在一些实施例中，中间连接件件36包括交叉设置的第一连接杆和第二连接杆。驱动件与第一连接杆的端部转动连接。第二连接杆的端部与摆杆组连接。具体地，中间连接件可以是折弯杆。折弯杆的折弯角度可以为直角。
63.在一些实施例中，直线驱动件31包括驱动气缸。
64.在一些实施例中，防掉落组件300包括并排设置在承托件34两端的两个摆杆组。这样使得承托件34的两端均受到两侧的摆杆组的带动，进而使得承托件34的运动更加稳定。而且承托件34的两端都受到摆杆组的连接，可提高承托件34对物品的承托稳定性。
65.在一些实施例中，物品取放装置包括用于对刀片电芯进行取放的电芯取放装置。由于电芯在生产线的抓取搬运过程中，很多时候是没有做绝缘处理的，那么若电芯在搬运过程中发生掉落，将导致下方的电芯正负极被掉落的电芯造成短接的情况，非常危险。因此电芯的防掉落可靠性非常重要。本技术实施例提供的物品取放装置用于对电芯进行取放，可提高电芯的防掉落可靠性。
66.当然，在其他一些实施例中，物品c也可以是物流箱、工件等。
67.在以上各实施例中，可转动地连接可以是铰接。
68.下面根据图2至图13对本技术一个具体实施例的物品取放装置的结构进行详细说明。
69.如图2和图3所示，该物品取放装置包括主体框架100、物品抓取组件200和防掉落组件300。
70.其中主体框架100包括方形框架。物品抓取组件200设置在主体框架100的下侧。
71.防掉落组件300包括直线驱动件31、两个摆杆组、承托件34、限位轴套35、中间连接件36和转动轴37。其中两个摆杆组分别设置在主体框架100的横向方向y上的两侧。具体地，主体框架100的两侧设置有安装板，摆杆组安装在安装板上。每个摆杆组均包括第一摆杆32和第二摆杆33。第一摆杆32的第一端铰接在安装板上的第一转轴321处，第一摆杆32的第二端与第二摆杆33的第一端铰接。限位轴套35铰接在安装板上的第二转轴351处，第二摆杆33穿设在限位轴套35的轴孔内。第一摆杆32在直线驱动件31的驱动下绕第一转轴321转动，进而带动第二摆杆33被推动，沿限位轴套35伸缩，同时带动限位轴套35绕第二转轴351转动。
72.本实施例的防掉落组件300的运动过程如图4至图13所示。可见整个运动过程中，相较相关技术的摆杆方案干涉区间要小的多，而且碰撞危险区域避让更为合理，承托件的兜底动作最后有一个明显的提拉动作使兜底无效距离更小。同时如图4所示，在防掉落组件300处于第一位置时，其整个组件在水平面内，基本上位于物品抓取组件200的轮廓范围内，且在高度方向上也在主体框架100的范围内，这样使得防掉落组件在收起状态整体占用空间更小。而且上述直线驱动件31可采用普通气缸，这样可选择性更多，力的输出相较旋转气缸更为稳定可靠，价格成本也会更合理。控制方面只需要对气路中的电磁阀进行控制，整体更简单，故障点更少。
73.具体地，本实施例的物品抓取组件200可以为夹持组件，包括两个相对设置的夹爪，由中间位置的气爪驱动，气爪开合带动拉杆驱动夹爪实现物品的取放。
74.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本技术的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本技术技术方案的精神，其均应涵盖在本技术请求保护的技术方案范围当中。