一种新能源电池托盘加工专用柔性焊接夹具的制作方法

1.本发明属于电池托盘焊接夹具技术领域，具体是指一种新能源电池托盘加工专用柔性焊接夹具。


背景技术：

2.新能源电池是电动汽车、电动列车、电动自行车等的主要动力来源，新能源电池通过电池托盘固定于汽车底盘，传统上新能源电池多采用钢铁材质所制的托盘承载，为了减轻车身重量，提高环保性能，越来越多的电池托盘采用金属材质，如使用6系铝合金制备的电池铝托盘，6系铝合金型材具有良好的塑性及焊接性能，可通过搅拌摩擦焊接的方式将电池托盘与连接组件实现一体成型。
3.为了更好的实现焊接目的，通过电池托盘加工焊接夹具进行定位与固定，然而目前现有电池托盘加工焊接夹具存在以下一些问题：现有电池托盘加工焊接夹具不便于进行角度的调整，使用时操作繁杂，并且电池托盘一般为四边形，因此夹具转动时只能整体转动，不便于对待加工电池托盘进行转动，此外，现有电池托盘加工焊接夹具在使用时不能进行高度的调整及不能固定待连接的其他组件，因此该不便于对待焊接组件之间进行位置定位，需要手动扶持，这样不仅降低了焊接的精准性，而且极大的降低了生产效率，耗费人力物力，增加生产成本。


技术实现要素：

4.针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种新能源电池托盘加工专用柔性焊接夹具，为了解决现有电池托盘加工焊接夹具不便于进行角度的调整、使用时操作繁杂的问题，本发明通过设置的自锁停歇式转动机构和环周柔性预紧固定机构，协同实现了对四边形电池托盘的转动和柔性夹紧，同时实现了定点锁紧，便于对电池托盘进行加工，提高了加工效率，为了解决现有电池托盘加工焊接夹具在使用时不能进行高度的调整及不能固定待连接的其他组件的问题，本发明合理地利用立体空间，通过设置的上升角度调整装置和组件多维推进式定位机构，联合增加了电池托盘加工焊接夹具的调节灵活度，实现了多维定位调节的技术效果，有利于提高加工质量，降低人力物力的损耗。
5.为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种新能源电池托盘加工专用柔性焊接夹具，包括托盘焊接夹具本体、自锁停歇式转动机构、环周柔性预紧固定机构、上升角度调整装置和组件多维推进式定位机构，所述自锁停歇式转动机构设于上升角度调整装置上，所述环周柔性预紧固定机构设于上升角度调整装置上且设于自锁停歇式转动机构的四周，所述上升角度调整装置设于托盘焊接夹具本体上，所述组件多维推进式定位机构设于托盘焊接夹具本体上且设于自锁停歇式转动机构的上方。
6.进一步地，所述自锁停歇式转动机构包括转动支撑底座、转动轴、外接矩形转动块、磁铁块一、托盘放置座、点式自锁机构和往返推动转动驱动机构，所述转动支撑底座设于上升角度调整装置上，所述转动支撑底座内设有拼接式滑动腔，所述转动轴转动设于拼
接式滑动腔内，所述外接矩形转动块设于拼接式滑动腔内且设于转动轴上，所述外接矩形转动块上设有自锁内槽，所述自锁内槽呈圆周分布，所述磁铁块一设于自锁内槽内，所述磁铁块一呈圆周分布，所述托盘放置座设于转动轴的一端，所述点式自锁机构设于转动支撑底座上且设于外接矩形转动块的上方，所述点式自锁机构呈圆周分布，所述往返推动转动驱动机构设于拼接式滑动腔内。
7.优选地，所述点式自锁机构包括倒置l型连接臂、自锁伸缩杆、磁铁块二和自锁复位弹簧，所述倒置l型连接臂设于转动支撑底座上，所述自锁伸缩杆设于倒置l型连接臂上，所述磁铁块二设于自锁伸缩杆的一端，所述自锁复位弹簧的一端设于倒置l型连接臂上，所述自锁复位弹簧的另一端设于磁铁块二上，所述自锁复位弹簧呈套接设于自锁伸缩杆外。
8.优选地，所述往返推动转动驱动机构包括气动驱动机构、往返滑块、固定连接柱和往返推动滚轮，所述气动驱动机构设于转动支撑底座上，所述往返滑块设于气动驱动机构上且滑动设于拼接式滑动腔内，所述往返滑块上远离气动驱动机构的一端设有滑块推动内腔，所述固定连接柱设于滑块推动内腔内，所述往返推动滚轮转动连接设于固定连接柱上。
9.进一步地，所述环周柔性预紧固定机构包括固定支撑底座、弧形块连接柱、弧形连接块、柔性预紧伸缩杆、前置顶块、柔性预紧弹簧、顶块连接柱和滚动式压紧轮，所述固定支撑底座设于转动支撑底座上，所述弧形块连接柱柱设于固定支撑底座上，所述弧形连接块设于弧形块连接柱上，所述弧形连接块内设有弧形内腔，所述柔性预紧伸缩杆设于弧形内腔内且设于弧形连接块的内壁上，所述前置顶块设于柔性预紧伸缩杆上，所述前置顶块内设有顶块内腔，所述柔性预紧弹簧套接设于柔性预紧伸缩杆外，所述柔性预紧弹簧的一端设于弧形连接块的内壁上，所述柔性预紧弹簧的另一端设于前置顶块上，所述顶块连接柱设于顶块内腔内，所述滚动式压紧轮转动设于顶块连接柱上，当电池托盘转动时通过压缩柔性预紧伸缩杆和柔性预紧弹簧调整滚动式压紧轮的位置，从而使滚动式压紧轮始终都与电池托盘进行持紧，解决了既要夹紧（避免电池托盘位置偏离）又不能夹紧（夹紧会对转动产生阻力）的矛盾问题。
10.进一步地，所述上升角度调整装置包括上升驱动气动机构、上升伸缩柱、上升连接底盘、上升缓冲弹簧和上升缓冲限位伸缩柱，所述上升驱动气动机构设于托盘焊接夹具本体上，所述上升伸缩柱设于上升驱动气动机构上，所述上升连接底盘设于上升伸缩柱上，所述上升缓冲弹簧的一端设于托盘焊接夹具本体上，所述上升缓冲弹簧的另一端设于上升连接底盘上，所述上升缓冲限位伸缩柱设于上升缓冲弹簧内，上升缓冲弹簧和上升缓冲限位伸缩柱具有缓冲和限位的作用。
11.进一步地，所述组件多维推进式定位机构包括四周分布支撑架、横向定位调节机构、纵向定位调节机构和圆周转动悬挂机构，所述四周分布支撑架设于托盘焊接夹具本体上，所述横向定位调节机构设于四周分布支撑架上，所述纵向定位调节机构设于横向定位调节机构上，所述圆周转动悬挂机构设于纵向定位调节机构上。
12.优选地，所述横向定位调节机构包括横向定位导轨、横向定位丝杆、横向定位滑块、驱动轮一、横向定位电机、电机驱动轴、驱动轮二和连接带，所述横向定位导轨设于四周分布支撑架上，所述横向定位丝杆设于四周分布支撑架上且设于横向定位导轨的上方，所述横向定位滑块滑动设于横向定位导轨内且螺纹连接设于横向定位丝杆上，所述驱动轮一设于横向定位丝杆的一端，所述横向定位电机设于四周分布支撑架上，所述电机驱动轴设
于横向定位电机上，所述驱动轮二设于电机驱动轴上，所述连接带设于驱动轮一上且设于驱动轮二上。
13.优选地，所述纵向定位调节机构包括纵向定位底座、纵向滑动内槽、纵向定位丝杆、丝杆调节手柄、纵向定位滑块和夹紧连接挡板，所述纵向定位底座设于横向定位滑块上，所述纵向定位底座上设有纵向滑动内槽，所述纵向定位丝杆设于纵向滑动内槽内，所述丝杆调节手柄设于纵向定位丝杆的一端，所述纵向定位滑块滑动设于纵向滑动内槽内且螺纹连接设于纵向定位丝杆上，所述夹紧连接挡板设于纵向定位滑块上。
14.优选地，所述圆周转动悬挂机构包括上置连接圆盘、圆盘连接柱、横向推紧杆、悬挂式连接杆和吸盘，所述上置连接圆盘设于纵向定位滑块上，所述圆盘连接柱设于上置连接圆盘上，所述横向推紧杆设于圆盘连接柱上，所述悬挂式连接杆转动设于圆盘连接柱上，所述吸盘设于悬挂式连接杆上。
15.采用上述结构本发明取得的有益效果如下：（1）本发明提供了一种新能源电池托盘加工专用柔性焊接夹具，为了解决现有电池托盘加工焊接夹具不便于进行角度的调整、使用时操作繁杂的问题，本发明通过设置的自锁停歇式转动机构和环周柔性预紧固定机构，协同实现了对四边形电池托盘的转动和柔性夹紧；（2）本发明通过设置的点式自锁机构实现了对电池托盘在转动过程中的定点锁紧，便于对电池托盘进行加工，提高了加工效率；（3）其中，自锁停歇式转动机构实现了在转动的同时动态夹紧电池托盘，通过弧形的设置，对矩形电池托盘的转角进行弧形贴紧式包裹的同时通过设置滚动式压紧轮，解决了矩形电池托盘不便于转动的问题；（4）当电池托盘转动时通过压缩柔性预紧伸缩杆和柔性预紧弹簧调整滚动式压紧轮的位置，从而使滚动式压紧轮始终都与电池托盘进行持紧，解决了既要夹紧（避免电池托盘位置偏离）又不能夹紧（夹紧会对转动产生阻力）的矛盾问题；（5）为了解决现有电池托盘加工焊接夹具在使用时不能进行高度的调整及不能固定待连接的其他组件的问题，本发明合理地利用立体空间，通过设置的上升角度调整装置和组件多维推进式定位机构，联合增加了电池托盘加工焊接夹具的调节灵活度，实现了多维定位调节的技术效果；（6）本发明对电池托盘加工焊接夹具调整了灵活度及有效性，有利于提高加工质量，提高了加工效率，降低了人力物力的损耗。
附图说明
16.图1为本发明提出的一种新能源电池托盘加工专用柔性焊接夹具的立体图；图2为本发明提出的一种新能源电池托盘加工专用柔性焊接夹具的前视图；图3为本发明提出的一种新能源电池托盘加工专用柔性焊接夹具的俯视图；图4为图2中沿着剖切线a-a的剖视图；图5为图2中沿着剖切线b-b的剖视图；图6为本发明提出的组件多维推进式定位机构的结构示意图；图7为本发明提出的自锁停歇式转动机构的结构示意图；
图8为本发明提出的环周柔性预紧固定机构的结构示意图；图9为图1中ⅰ处的局部放大图；图10为图1中ⅱ处的局部放大图；图11为图2中ⅲ处的局部放大图；图12为图7中ⅳ处的局部放大图。
17.其中，1、托盘焊接夹具本体，2、自锁停歇式转动机构，3、环周柔性预紧固定机构，4、上升角度调整装置，5、组件多维推进式定位机构，6、转动支撑底座，7、拼接式滑动腔，8、转动轴，9、外接矩形转动块，10、自锁内槽，11、磁铁块一，12、托盘放置座，13、点式自锁机构，14、往返推动转动驱动机构，15、倒置l型连接臂，16、自锁伸缩杆，17、磁铁块二，18、自锁复位弹簧，19、气动驱动机构，20、往返滑块，21、滑块推动内腔，22、固定连接柱，23、往返推动滚轮，24、固定支撑底座，25、弧形块连接柱，26、弧形连接块，27、弧形内腔，28、柔性预紧伸缩杆，29、前置顶块，30、顶块内腔，31、柔性预紧弹簧，32、顶块连接柱，33、滚动式压紧轮，34、上升驱动气动机构，35、上升伸缩柱，36、上升连接底盘，37、上升缓冲弹簧，38、上升缓冲限位伸缩柱，39、四周分布支撑架，40、横向定位调节机构，41、纵向定位调节机构，42、圆周转动悬挂机构，43、横向定位导轨，44、横向定位丝杆，45、横向定位滑块，46、驱动轮一，47、横向定位电机，48、电机驱动轴，49、驱动轮二，50、连接带，51、纵向定位底座，52、纵向滑动内槽，53、纵向定位丝杆，54、丝杆调节手柄，55、纵向定位滑块，56、夹紧连接挡板，57、上置连接圆盘，58、圆盘连接柱，59、横向推紧杆，60、悬挂式连接杆，61、吸盘。
18.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
具体实施方式
19.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，所描述的实施例仅仅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。
20.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示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。
21.如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12所示，本发明提出了一种新能源电池托盘加工专用柔性焊接夹具，包括托盘焊接夹具本体1、自锁停歇式转动机构2、环周柔性预紧固定机构3、上升角度调整装置4和组件多维推进式定位机构5，自锁停歇式转动机构2设于上升角度调整装置4上，环周柔性预紧固定机构3设于上升角度调整装置4上且设于自锁停歇式转动机构2的四周，上升角度调整装置4设于托盘焊接夹具本体1上，组件多维推进式定位机构5设于托盘焊接夹具本体1上且设于自锁停歇式转动机构2的上方。
22.其中，自锁停歇式转动机构2包括转动支撑底座6、转动轴8、外接矩形转动块9、磁铁块一11、托盘放置座12、点式自锁机构13和往返推动转动驱动机构14，转动支撑底座6设
于上升角度调整装置4上，转动支撑底座6内设有拼接式滑动腔7，转动轴8转动设于拼接式滑动腔7内，外接矩形转动块9设于拼接式滑动腔7内且设于转动轴8上，外接矩形转动块9上设有自锁内槽10，自锁内槽10呈圆周分布，磁铁块一11设于自锁内槽10内，磁铁块一11呈圆周分布，托盘放置座12设于转动轴8的一端，点式自锁机构13设于转动支撑底座6上且设于外接矩形转动块9的上方，点式自锁机构13呈圆周分布，往返推动转动驱动机构14设于拼接式滑动腔7内，点式自锁机构13包括倒置l型连接臂15、自锁伸缩杆16、磁铁块二17和自锁复位弹簧18，倒置l型连接臂15设于转动支撑底座6上，自锁伸缩杆16设于倒置l型连接臂15上，磁铁块二17设于自锁伸缩杆16的一端，自锁复位弹簧18的一端设于倒置l型连接臂15上，自锁复位弹簧18的另一端设于磁铁块二17上，自锁复位弹簧18呈套接设于自锁伸缩杆16外，往返推动转动驱动机构14包括气动驱动机构19、往返滑块20、固定连接柱22和往返推动滚轮23，气动驱动机构19设于转动支撑底座6上，往返滑块20设于气动驱动机构19上且滑动设于拼接式滑动腔7内，往返滑块20上远离气动驱动机构19的一端设有滑块推动内腔21，固定连接柱22设于滑块推动内腔21内，往返推动滚轮23转动连接设于固定连接柱22上。
23.其中，环周柔性预紧固定机构3包括固定支撑底座24、弧形块连接柱25、弧形连接块26、柔性预紧伸缩杆28、前置顶块29、柔性预紧弹簧31、顶块连接柱32和滚动式压紧轮33，固定支撑底座24设于转动支撑底座6上，弧形块连接柱25设于固定支撑底座24上，弧形连接块26设于弧形块连接柱25上，弧形连接块26内设有弧形内腔27，柔性预紧伸缩杆28设于弧形内腔27内且设于弧形连接块26的内壁上，前置顶块29设于柔性预紧伸缩杆28上，前置顶块29内设有顶块内腔30，柔性预紧弹簧31套接设于柔性预紧伸缩杆28外，柔性预紧弹簧31的一端设于弧形连接块26的内壁上，柔性预紧弹簧31的另一端设于前置顶块29上，顶块连接柱32设于顶块内腔30内，滚动式压紧轮33转动设于顶块连接柱32上。
24.上升角度调整装置4包括上升驱动气动机构34、上升伸缩柱35、上升连接底盘36、上升缓冲弹簧37和上升缓冲限位伸缩柱38，上升驱动气动机构34设于托盘焊接夹具本体1上，上升伸缩柱35设于上升驱动气动机构34上，上升连接底盘36设于上升伸缩柱35上，上升缓冲弹簧37的一端设于托盘焊接夹具本体1上，上升缓冲弹簧37的另一端设于上升连接底盘36上，上升缓冲限位伸缩柱38设于上升缓冲弹簧37内。
25.此外，组件多维推进式定位机构5包括四周分布支撑架39、横向定位调节机构40、纵向定位调节机构41和圆周转动悬挂机构42，四周分布支撑架39设于托盘焊接夹具本体1上，横向定位调节机构40设于四周分布支撑架39上，纵向定位调节机构41设于横向定位调节机构40上，圆周转动悬挂机构42设于纵向定位调节机构41上，横向定位调节机构40包括横向定位导轨43、横向定位丝杆44、横向定位滑块45、驱动轮一46、横向定位电机47、电机驱动轴48、驱动轮二49和连接带50，横向定位导轨43设于四周分布支撑架39上，横向定位丝杆44设于四周分布支撑架39上且设于横向定位导轨43的上方，横向定位滑块45滑动设于横向定位导轨43内且螺纹连接设于横向定位丝杆44上，驱动轮一46设于横向定位丝杆44的一端，横向定位电机47设于四周分布支撑架39上，电机驱动轴48设于横向定位电机47上，驱动轮二49设于电机驱动轴48上，连接带50设于驱动轮一46上且设于驱动轮二49上，纵向定位调节机构41包括纵向定位底座51、纵向滑动内槽52、纵向定位丝杆53、丝杆调节手柄54、纵向定位滑块55和夹紧连接挡板56，纵向定位底座51设于横向定位滑块45上，纵向定位底座51上设有纵向滑动内槽52，纵向定位丝杆53设于纵向滑动内槽52内，丝杆调节手柄54设于
纵向定位丝杆53的一端，纵向定位滑块55滑动设于纵向滑动内槽52内且螺纹连接设于纵向定位丝杆53上，夹紧连接挡板56设于纵向定位滑块55上，圆周转动悬挂机构42包括上置连接圆盘57、圆盘连接柱58、横向推紧杆59、悬挂式连接杆60和吸盘61，上置连接圆盘57设于纵向定位滑块55上，圆盘连接柱58设于上置连接圆盘57上，横向推紧杆59设于圆盘连接柱58上，悬挂式连接杆60转动设于圆盘连接柱58上，吸盘61设于悬挂式连接杆60上。
26.具体使用时，首先用户将电池托盘放置于托盘放置座12上，根据电池托盘的外形通过压缩柔性预紧伸缩杆28和柔性预紧弹簧31对其进行固定，然后用户通过启动上升驱动气动机构34进而带动上升伸缩柱35伸缩将上升连接底盘36向上推送到合适的加工高度，其中上升缓冲弹簧37和上升缓冲限位伸缩柱38具有缓冲和限位的作用；当焊接过程中需要调整电池托盘的方位时，用户可以启动气动驱动机构19驱动往返滑块20沿着拼接式滑动腔7进行往返滑动，进而带动外接矩形转动块9在拼接式滑动腔7内进行转动，从而带动转动轴8上的托盘放置座12进行转动，实现对电池托盘转动调整，当位于某一个加工角度时，气动驱动机构19停止驱动往返滑块20推动外接矩形转动块9转动，磁铁块二17与磁铁块一11合并对位置进行固定，从而避免了仅仅依靠气动驱动机构19进行位置限定的技术困难，同时磁铁块二17与磁铁块一11的合并将拉伸自锁伸缩杆16和自锁复位弹簧18，当解除固定时，气动驱动机构19驱动往返滑块20继续推动外接矩形转动块9转动，从而使磁铁块二17与磁铁块一11解除合并，在自锁复位弹簧18的作用下，自锁伸缩杆16与磁铁块二17复位至初始位置，由于外接矩形转动块9上设置了多个磁铁块一11，而点式自锁机构13也设置了多个，因此在转动停止在某一位点，均有至少一个磁铁块二17与磁铁块一11进行合并，从而实现了多方位的定点锁定；同时，转动过程电池托盘通过推动滚动式压紧轮33转动避免了夹持力阻挡电池的托盘的转动，同时当电池托盘转动时通过压缩柔性预紧伸缩杆28和柔性预紧弹簧31调整滚动式压紧轮33的位置，从而使滚动式压紧轮33始终都与电池托盘进行持紧，解决了既要夹紧（避免电池托盘位置偏离）又不能夹紧（夹紧会对转动产生阻力）的矛盾问题，实现对电池托盘的柔性夹持；此外，为了提高焊接效率，当用户需要将其他待焊接组件辅助定位时，启动横向定位电机47带动电机驱动轴48转动，进而通过驱动轮二49带动连接带50转动，驱动驱动轮一46带动横向定位丝杆44转动，从而调整横向定位滑块45在横向定位导轨43的位置，实现通过横向推紧杆59进行夹紧其他待焊接组件，同时调整纵向定位调节机构41的横向位置，当进行纵向方向调整时，用户可以拧动丝杆调节手柄54带动纵向定位丝杆53转动，进而调整纵向定位滑块55在纵向滑动内槽52内的位置，实现通过夹紧连接挡板56夹紧其他待焊接组件，同时用户还可以转动悬挂式连接杆60通过吸盘61将其他待焊接件进行固定并根据需求调整其位置；以上便是本发明整体的工作流程，下次使用时重复此步骤即可。
27.需要说明的是，在本文中，诸如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。
28.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
29.以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。