一种方形电芯快换夹具的制作方法

1.本实用新型涉及电芯抓取移栽设备技术领域，特别指一种方形电芯快换夹具。


背景技术：

2.随着新能源的兴起和发展，汽车动力电池制造业迎来了飞速发展时期，汽车动力电池制造急需突破产能和质量管控瓶颈。汽车动力电池由若干个电芯串并联组成，在汽车动力电池生产过程中，需要通过夹具对电芯进行抓取、移栽，以进行生产工序的流转。然而，传统的夹具在夹取电芯的过程中，由于抖动等原因存在掉落的风险，夹具与机械臂的安装拆卸复杂繁琐，一次仅能夹取一个电芯，且夹取电芯前还需人工将覆盖在电芯上的泡棉取走，导致电芯抓取、移栽的效率低下。
3.因此，如何提供一种方形电芯快换夹具，实现提升方形电芯抓取的效率以及安全性，成为一个亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种方形电芯快换夹具，实现提升方形电芯抓取的效率以及安全性。
5.本实用新型是这样实现的：一种方形电芯快换夹具，包括：
6.一个支撑架；
7.若干个夹紧机构，并排设于所述支撑架的下端；
8.一个泡棉抓取机构，设于所述支撑架的侧边；
9.至少一个兜底机构，固设于所述支撑架上，与各所述夹紧机构的侧边平行，且底端低于所述夹紧机构；
10.一个防过压机构，固设于所述支撑架的侧边，且底端低于所述夹紧机构；
11.一个快换机构，固设于所述支撑架的顶端；
12.至少一个激光测距仪，设于所述支撑架的底端，感应方向朝下；
13.至少一个视觉拍照机构，设于所述支撑架的底端，拍摄方向朝下；
14.至少一个对射光电传感器，设于所述支撑架的底端；
15.一个单片机，设于所述支撑架上，分别与所述夹紧机构、泡棉抓取机构、兜底机构、防过压机构、激光测距仪、视觉拍照机构以及对射光电传感器连接。
16.进一步地，所述夹紧机构包括：
17.一个气爪缸，设于所述支撑架的下端，并与所述单片机连接；
18.两个l型夹爪，对称设于所述气爪缸的动力输出端；
19.一个第一接近传感器，设于其中一个所述l型夹爪的侧边，感应方向朝下，并与所述单片机连接。
20.进一步地，所述泡棉抓取机构包括：
21.两个第一升降气缸，垂直设于所述支撑架的侧边，并与所述单片机连接；
22.两个夹紧气缸，分别设于一所述第一升降气缸的底端，通过所述第一升降气缸进行升降，并与所述单片机连接；
23.两个泡棉夹爪，分别与一所述夹紧气缸的动力输出端连接，通过所述夹紧气缸进行水平位移，并与所述单片机连接。
24.进一步地，所述兜底机构包括：
25.一个第二升降气缸，垂直设于所述支撑架上，并与所述单片机连接；
26.一个伸出气缸，设于所述第二升降气缸的底端，通过所述第二升降气缸进行升降，并与所述单片机连接；
27.一块兜底板，与所述伸出气缸的动力输出端固接，通过所述伸出气缸进行水平位移，与各所述夹紧机构的侧边平行。
28.进一步地，所述防过压机构包括：
29.一根防过压探杆，水平设于所述支撑架的侧边，且底端低于所述夹紧机构；
30.一个第二接近传感器，设于所述防过压探杆上，感应方向朝下，并与所述单片机连接。
31.进一步地，所述快换机构包括：
32.一个快换母盘，固设于所述支撑架的顶端；
33.一个快换公盘，与所述快换母盘可拆连接。
34.进一步地，所述视觉拍照机构包括：
35.一个相机，设于所述支撑架的底端，拍摄方向朝下，并与所述单片机连接；
36.一个环形光源，设于所述相机的正下方，照射方向朝下，并与所述单片机连接。
37.进一步地，还包括：
38.一个放置架；所述支撑架通过夹紧机构以及兜底机构放置在放置架上。
39.本实用新型的优点在于：
40.通过设置若干个夹紧机构同时对若干个方形电芯进行加紧抓取，设置包括快换母盘和快换公盘的快换机构，便于夹具与机械臂的快速拆装，设置对射光电传感器对覆盖在方形电芯上的泡棉进行识别，设置泡棉抓取机构直接取走覆盖在方形电芯上的泡棉，无需人工进行操作，进而极大的提升了方形电芯抓取的效率；通过设置兜底机构对夹紧机构抓取的方形电芯进行兜底，设置防过压机构感应与方形电芯的距离并进行物理防过压，避免压坏方形电芯，设置激光测距仪感应与方形电芯的距离提供双重保障，设置视觉拍照机构对方形电芯的位置进行识别，最终极大的提升了方形电芯抓取的安全性。
附图说明
41.下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。
42.图1是本实用新型一种方形电芯快换夹具的结构示意图之一。
43.图2是本实用新型一种方形电芯快换夹具的结构示意图之二。
44.图3是本实用新型夹紧机构的结构示意图。
45.图4是本实用新型泡棉抓取机构的结构示意图。
46.图5是本实用新型兜底机构的结构示意图。
47.图6是本实用新型防过压机构的结构示意图。
48.图7是本实用新型快换机构的结构示意图。
49.图8是本实用新型激光测距仪的结构示意图。
50.图9是本实用新型视觉拍照机构的结构示意图。
51.图10是本实用新型一种方形电芯快换夹具的电路原理框图。
52.标记说明：
53.100-一种方形电芯快换夹具，1-支撑架，2-夹紧机构，3-泡棉抓取机构，4-兜底机构，5-防过压机构，6-快换机构，7-激光测距仪，8-视觉拍照机构，9-对射光电传感器，10-单片机，20-放置架，21-气爪缸，22-l型夹爪，23-第一接近传感器，31-第一升降气缸，32-夹紧气缸，33-泡棉夹爪，41-第二升降气缸，42-伸出气缸，43-兜底板，51-防过压探杆，52-第二接近传感器，61-快换母盘，62-快换公盘，81-相机，82-环形光源。
具体实施方式
54.本实用新型实施例通过提供一种方形电芯快换夹具100，解决了现有技术中电芯存在掉落的风险，夹具与机械臂的安装拆卸复杂繁琐，一次仅能夹取一个电芯，夹取电芯前还需人工将覆盖在电芯上的泡棉取走的技术问题，实现了极大的提升了方形电芯抓取的效率以及安全性的技术效果。
55.本实用新型实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：设置若干个夹紧机构2同时抓取多个方形电芯、设置快换机构6便于机械臂的拆装、设置对射光电传感器9和泡棉抓取机构3直接取走覆盖在方形电芯上的泡棉，以提升方形电芯抓取的效率；设置兜底机构4、防过压机构5、激光测距仪7、视觉拍照机构8，以提升方形电芯抓取的安全性。
56.为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
57.请参照图1至图10所示，本实用新型一种方形电芯快换夹具100的较佳实施例，包括：
58.一个支撑架1，用于承载所述方形电芯快换夹具100；
59.若干个夹紧机构2，并排设于所述支撑架1的下端，用于抓取方形电芯(未图示)；
60.一个泡棉抓取机构3，设于所述支撑架1的侧边，用于抓取覆盖在电芯上的泡棉(未图示)；
61.至少一个兜底机构4，固设于所述支撑架1上，与各所述夹紧机构2的侧边平行，且底端低于所述夹紧机构2，用于对所述加紧机构2抓取的方形电芯进行兜底，避免掉落；
62.一个防过压机构5，固设于所述支撑架1的侧边，且底端低于所述夹紧机构2，用于避免所述方形电芯快换夹具100对方形电芯进行过压；
63.一个快换机构6，固设于所述支撑架1的顶端，用于给所述方形电芯快换夹具100与机械臂(未图示)的拆装提供便利；
64.至少一个激光测距仪7，设于所述支撑架1的底端，感应方向朝下，用于感应与方形电芯之间的距离；
65.至少一个视觉拍照机构8，设于所述支撑架1的底端，拍摄方向朝下，用于拍摄方形电芯以识别其位置；
66.至少一个对射光电传感器9，设于所述支撑架1的底端，用于感应方形电芯上是否
覆盖有泡棉；
67.一个单片机10，设于所述支撑架1上，分别与所述夹紧机构2、泡棉抓取机构3、兜底机构4、防过压机构5、激光测距仪7、视觉拍照机构8以及对射光电传感器9连接；所述单片机10用于控制方形电芯快换夹具100的工作，在具体实施时，只要从现有技术中选择能实现此功能的单片机即可，并不限于何种型号，例如st公司的stm32f103系列的单片机，且控制程序是本领域技术人员所熟知的，这是本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得的。
68.所述夹紧机构2包括：
69.一个气爪缸21，设于所述支撑架1的下端，并与所述单片机10连接，用于给所述l型夹爪22的水平位移提供动力，进而通过所述l型夹爪22加紧方形电芯；
70.两个l型夹爪22，对称设于所述气爪缸21的动力输出端；
71.一个第一接近传感器23，设于其中一个所述l型夹爪22的侧边，感应方向朝下，并与所述单片机10连接，用于感应与方形电芯之间的距离。
72.所述泡棉抓取机构3包括：
73.两个第一升降气缸31，垂直设于所述支撑架1的侧边，并与所述单片机10连接，用于联动所述泡棉夹爪33进行升降；
74.两个夹紧气缸32，分别设于一所述第一升降气缸31的底端，通过所述第一升降气缸31进行升降，并与所述单片机10连接；
75.两个泡棉夹爪33，分别与一所述夹紧气缸32的动力输出端连接，通过所述夹紧气缸32进行水平位移，并与所述单片机10连接。
76.所述兜底机构4包括：
77.一个第二升降气缸41，垂直设于所述支撑架1上，并与所述单片机10连接，用于联动所述兜底板43进行升降；
78.一个伸出气缸42，设于所述第二升降气缸41的底端，通过所述第二升降气缸41进行升降，并与所述单片机10连接，用于伸出所述兜底板43以对方形电芯进行兜底；
79.一块兜底板43，与所述伸出气缸42的动力输出端固接，通过所述伸出气缸42进行水平位移，与各所述夹紧机构2的侧边平行。
80.所述防过压机构5包括：
81.一根防过压探杆51，水平设于所述支撑架1的侧边，且底端低于所述夹紧机构2，用于提供物理防过压，即所述防过压探杆51先接触到放置方形电芯的桌面；
82.一个第二接近传感器52，设于所述防过压探杆51上，感应方向朝下，并与所述单片机10连接，用于感应与方形电芯的距离。
83.所述快换机构6包括：
84.一个快换母盘61，固设于所述支撑架1的顶端；
85.一个快换公盘62，与所述快换母盘61可拆连接，固设于机械臂的末端，便于与机械臂进行快速拆装换型。
86.所述视觉拍照机构8包括：
87.一个相机81，设于所述支撑架1的底端，拍摄方向朝下，并与所述单片机10连接，用于对方形电芯进行拍摄以识别其位置；
88.一个环形光源82，设于所述相机81的正下方，照射方向朝下，并与所述单片机10连
接，用于给所述相机81的拍摄进行补光。
89.还包括：
90.一个放置架20；所述支撑架1通过夹紧机构2以及兜底机构4放置在放置架20上。
91.本实用新型工作原理：
92.设于机械臂末端的所述快换公盘62与固设于支撑架1顶端的快换母盘61连接，机械臂将所述方形电芯快换夹具100移动到待抓取方形电芯的上方，通过所述视觉拍照机构8识别方形电芯的位置以调整机械臂的位置，让所述方形电芯快换夹具100处于各方形电芯的正上方。
93.所述单片机10通过通信模块(未图示)与机械臂进行通信，控制所述方形电芯快换夹具100进行缓慢下降，直至所述激光测距仪7感应到已下降到预设高度。所述单片机10通过对射光电传感器9感应方形电芯上是否有覆盖泡棉，控制所述泡棉抓取机构3抓取走覆盖在方形电芯上的泡棉。
94.所述单片机10控制各夹紧机构2张开，并控制所述方形电芯快换夹具100继续缓慢下降，直至所述加紧机构2与方形电芯抵接，再控制所述夹紧机构2加紧方形电芯，通过机械臂提起所述方形电芯快换夹具100，与此同时控制所述兜底机构4的兜底板43伸出至方形电芯的下方进行兜底，进而将方形电芯移动到下一个工位。
95.综上所述，本实用新型的优点在于：
96.通过设置若干个夹紧机构同时对若干个方形电芯进行加紧抓取，设置包括快换母盘和快换公盘的快换机构，便于夹具与机械臂的快速拆装，设置对射光电传感器对覆盖在方形电芯上的泡棉进行识别，设置泡棉抓取机构直接取走覆盖在方形电芯上的泡棉，无需人工进行操作，进而极大的提升了方形电芯抓取的效率；通过设置兜底机构对夹紧机构抓取的方形电芯进行兜底，设置防过压机构感应与方形电芯的距离并进行物理防过压，避免压坏方形电芯，设置激光测距仪感应与方形电芯的距离提供双重保障，设置视觉拍照机构对方形电芯的位置进行识别，最终极大的提升了方形电芯抓取的安全性。
97.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。