电芯模组堆叠装置的制作方法

1.本发明涉及电池生产技术领域，尤其涉及一种电芯模组堆叠装置。


背景技术：

2.在动力锂电池行业内，在电芯模组装配产线领域，需要将多个电芯进行堆叠形成一个电芯模组，针对电芯模组堆叠配组，往往是通过机械臂获取电芯后，直接将电芯逐个堆叠放置在堆叠板上，完成一组电芯的堆叠。
3.然而，在堆叠过程中，由于机械臂或者电芯在堆叠板上的晃动，导致相邻的两个电芯之间可能会产生位置偏差，以至于无法准确的进行电芯堆叠，在电芯逐步堆叠的过程中，偏差逐渐增大，导致最后成型的电芯模组成型状态较差，使得后续的工艺无法准确进行，还需要重新对电芯模组进行修正。综上所述，现有技术中电芯的堆叠成型效果较差。


技术实现要素：

4.本发明提供一种电芯模组堆叠装置，用以解决现有技术中电芯的堆叠成型效果较差问题，实现电芯的精确堆叠。
5.本发明提供一种电芯模组堆叠装置，包括：
6.安装板，具有承载面，安装板具有沿承载面的第一方向呈相对设置的堆叠端以及上料端；
7.定位组件，包括设于堆叠端的定位板，定位板朝向上料端的侧壁面形成堆叠面，堆叠面与承载面之间用以共同承载电芯；以及，
8.电芯夹具，沿第一方向活动设于承载面上，电芯夹具具有在上料端与堆叠端之间往复活动的活动行程；
9.其中，电芯夹具用以在上料端接收电芯并夹持电芯朝堆叠端活动，以沿第一方向在堆叠面上堆叠电芯。
10.根据本发明提供的电芯模组堆叠装置，承载面上凸设有垫板，垫板沿第一方向延伸设置，且一端延伸至堆叠端，垫板背向承载面的端面用以承载电芯，垫板的侧壁面与承载面之间形成避让空间。
11.根据本发明提供的电芯模组堆叠装置，电芯模组堆叠装置包括顶升件，顶升件沿垂直承载面的方向活动安装至承载面上，且处于堆叠端与上料端之间，顶升件用以顶升上端板。
12.根据本发明提供的电芯模组堆叠装置，定位组件还包括支撑垫块，支撑垫块设于堆叠面上。
13.根据本发明提供的电芯模组堆叠装置，定位组件还包括两个沿承载面的第二方向间隔设置的定位夹爪，两个定位夹爪分设于定位板的两侧，两个定位夹爪具有相互靠近或者远离的活动行程，两个定位夹爪之间用以夹持电芯；
14.其中，第一方向与第二方向相互垂直设置。
15.根据本发明提供的电芯模组堆叠装置，电芯夹具包括夹具支架；
16.夹具支架与承载面之间形成滑动配合结构，滑动配合结构包括滑轨以及滑槽，滑轨滑动设于滑槽内，滑轨与滑槽均沿第一方向延伸设置，滑轨与滑槽中，其中之一设于夹具支架上，另一设于承载面上。
17.根据本发明提供的电芯模组堆叠装置，电芯夹具包括：
18.夹具支架，沿第一方向活动设于承载面上；
19.托爪组件，安装于夹具支架，托爪组件上形成有电芯存放空间，电芯存放空间用于承托电芯；以及，
20.对中组件，安装于夹具支架，对中组件能够靠近或远离托爪组件，对中组件上形成有电芯夹持空间，电芯夹持空间用以夹持电芯的侧壁。
21.根据本发明提供的电芯模组堆叠装置，安装板设置有多个，多个安装板沿承载面的第二方向间隔设置，多个安装板共同形成一堆叠组；
22.其中，第一方向与第二方向相互垂直设置。
23.根据本发明提供的电芯模组堆叠装置，电芯模组堆叠装置还包括：
24.机架，旁侧形成有上料工位以及下料工位；以及，
25.转台支架，沿上下向的轴线转动设于机架上，安装板设于转台支架上，转台支架转动使得承载面经过上料工位以及下料工位。
26.根据本发明提供的电芯模组堆叠装置，安装板设置有多个，多个安装板沿转台支架的周向间隔设置。
27.根据本发明提供的电芯模组堆叠装置，安装板由上料端至堆叠端向下倾斜设置。
28.在本发明提供的电芯模组堆叠装置中，电芯输送至安装板的上料端，电芯夹具在上料端夹持住电芯，通过电芯夹具的夹持使得电芯保持固定的状态，然后通过电芯夹具的移动带动电芯朝向定位板处活动，最后松开电芯使得多个电芯依次堆叠在定位板的堆叠面上，通过电芯夹具驱动电芯进行活动堆叠，避免电芯直接通过送料装置自然下落堆叠导致的位置偏差，保证电芯堆叠的成型效果。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本发明提供的电芯模组堆叠装置的立体结构示意图；
31.图2为图1中安装板的结构示意图；
32.图3为图1中定位组件的结构示意图；
33.图4为图1中电芯夹具的立体结构示意图；
34.图5为图1中电芯组堆叠装置一实施例的立体结构示意图。
35.附图标记：
36.100、电芯模组堆叠装置；1、安装板；11、垫板；12、滑轨；2、定位组件；21、定位板；22、支撑垫块；23、定位夹爪；3、电芯夹具；31、夹具支架；321、电芯托爪；322、第一驱动件；
331、对中夹爪；332、驱动组件；341、挤压件；342、第二驱动件；4、顶升件；51、机架；52、转台支架；a、电芯。
具体实施方式
37.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中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，都属于本发明保护的范围。
38.需要说明的是，在进行电芯堆叠的过程中，需要先放置下端板，然后在下端板上依次堆叠电芯a，在电芯a堆叠完成后，再在电芯a的顶端部放置上端板，以形成一个完整的电芯模组。
39.请参阅图1，本发明提供一种电芯模组堆叠装置100，包括安装板1、定位组件2以及电芯夹具3；安装板1具有承载面，安装板1具有沿承载面的第一方向呈相对设置的堆叠端以及上料端；定位组件2包括设于堆叠端的定位板21，定位板21朝向上料端的侧壁面形成堆叠面，堆叠面与承载面之间用以共同承载电芯a；电芯夹具3沿第一方向活动设于承载面上，电芯夹具3具有在上料端与堆叠端之间往复活动的活动行程；其中，电芯夹具3用以在上料端接收电芯a并夹持电芯a朝堆叠端活动，以沿第一方向在堆叠面上堆叠电芯a。
40.在本发明提供的电芯模组堆叠装置中，电芯a输送至安装板1的上料端，电芯夹具3在上料端夹持住电芯a，通过电芯夹具的夹持使得电芯a保持固定的状态，然后通过电芯夹具3的移动带动电芯a朝向定位板21处活动，最后松开电芯a使得多个电芯a依次堆叠在定位板21的堆叠面上，通过电芯夹具3驱动电芯a进行活动堆叠，避免电芯a直接通过送料装置自然下落堆叠导致的位置偏差，保证电芯堆叠的成型效果。
41.进一步的，请参阅图2，承载面上凸设有垫板11，垫板11沿第一方向延伸设置，且一端延伸至堆叠端，垫板11背向承载面的端面用以承载电芯a，垫板11的侧壁面与承载面之间形成避让空间。在本实施例中，通过垫板11承载电芯a，使得电芯a与承载面之间形成有间隙，以便于电芯夹具3带动电芯a移动，或者后续下料装置取下电芯模组的过程中，夹爪等部件伸入至电芯a与承载面之间抓取电芯a。
42.需要说明的是，垫板11背向承载面的端面上承载电芯a，垫板的侧壁面与承载面之间形成避让空间，在本发明中，第一方向为垫板11的长度方向，垂直承载面的方向为垫板11的厚度方向，在垫板11宽度方向的两侧形成有避让空间，且垫板11的宽度小于电芯的宽度。
43.在本发明提供的一实施例中，电芯夹具3上包括托爪组件，托爪组件用以共同托起电芯a，其中托爪组件包括第一承托部以及第二承托部，第一承托部沿第一方向延伸，第二承托部垂直承载面设置，形成l形结构，在本实施例中，由于电芯a安置于第一承托部以及第二承托部之间，使得电芯a无法直接贴合在承载面上，此时，通过垫板11使得电芯a可以贴合在垫板11上，同时第一承托部可以沿避让空间活动，便于与电芯夹具3之间的配合；同时，在后续取下电芯模组时，外界的夹爪可以伸入至避让空间内对电芯进行夹取。
44.另一方面，需要说明的是，上端板有多种实施型号，一般情况下，上端板的截面与电芯a的截面相同，然而，在其中一些情况下，上端板会出现整体截面小于电芯截面的情况。
45.在本发明提供的实施例中，电芯模组堆叠装置100包括顶升件4，顶升件4沿垂直承
载面的方向活动安装至承载面上，且处于堆叠端与上料端之间，顶升件4背向承载面的端面用以顶升上端板。在电芯堆叠完成后需要在电芯堆叠的端部放置上端板，在上端板的截面大小小于电芯a的截面大小的情况下，上端板无法处于电芯a的中心位置，在本实施例中，通过顶升件4将上端板沿背向承载面的方向顶起，使得上端板保持处于电芯a的中心位置，避免上端板由于紧贴在承载面上导致两者之间的中心位置出现位置差。
46.具体的，在本实施例中，承载面对应凹设有安装槽，顶升件4伸缩设于安装槽内。通过安装槽安装顶升件4，在顶升件4无需调整上端板位置的情况下，可以直接回缩至安装槽内，不影响正常的上端板的放置，在需要进行顶升时，在电芯堆叠到指定的高度后，也即顶升件4所处的位置后，顶升件4顶出，以支撑上端板将上端板顶出至于电芯a的中心位置相同。
47.需要说明的是，在本实施例中，顶升件4为顶升块，以便于对上端板进行顶升。
48.另外，在本实施例中，上料端也设置有顶升件，以便于在上料端电芯夹具3获取电芯时，调整上端板在电芯夹具3上的位置。
49.顶升件4的伸缩活动方式有多种，例如通过气缸、或者电机等，只要能够实现顶升件4沿垂直承载面的方向往复活动即可，在本发明中不做具体限制。
50.另一方面，请参阅图3，定位组件2还包括支撑垫块22，支撑垫块22设于堆叠面上。在本实施例中，由于下端板上需要承载较多的电芯a，通过支撑垫块22支撑下端板，避免下端板在受力压持在定位板21上时出现磨损。
51.需要说明的是，支撑垫块22可以设置有多个，多个支撑垫块22共同用以支撑下端板。另外，支撑垫块22的材质有多种实施方式，例如通过工业橡胶等，在此不做具体限制。
52.另一方面，定位组件2还包括两个沿承载面的第二方向间隔设置的定位夹爪23，两个定位夹爪23分设于定位板21的两侧，两个定位夹爪23具有相互靠近或者远离的活动行程，两个定位夹爪23之间用以夹持电芯；其中，第一方向与第二方向相互垂直设置。在本实施例中，在下端板以及电芯a安置在定位板21上后，通过两个所述定位夹爪23，夹持处于定位板21上的电芯或者下端板，进而对下端板或电芯的位置进行对中确认以及调整，保证电芯的堆叠基础，避免在后续堆叠电芯的过程中，由于底部位置偏差导致无法正确堆叠，同时，通过定位夹爪23固定下端板的位置，避免在堆叠过程以及整个安装板的活动过程中产生晃动。
53.需要说明的是，两个定位夹爪23均安装至安装板1上，以便于节省空间。在本实施例中，两个定位夹爪23分别处于定位板21的两侧，定位组件2还包括驱动装置，驱动装置驱动两个定位夹爪23活动。
54.其中，驱动装置有多种实施方式，在本实施例中，通过气缸进行驱动。另外，为了避免驱动装置影响定位板21的堆叠，驱动装置处于定位板21背向上料端的一侧。
55.另一方面，请参阅图4，电芯夹具3还包括夹具支架31、托爪组件以及对中组件；夹具支架31沿第一方向活动设于承载面上；托爪组件安装于夹具支架，托爪组件上形成有电芯存放空间，电芯存放空间用于承托电芯；对中组件安装于夹具支架，对中组件能够靠近或远离托爪组件，对中组件上形成有电芯夹持空间，电芯夹持空间用以夹持电芯的侧壁。
56.在本实施例中，托爪组件设置电芯存放空间，来料装置仅需将电芯放置于电芯存放空间，无需进行精准对位放置，提高上料效率；通过设置对中组件，对中组件设置有电芯
夹持空间，电芯夹持空间可以从电芯存放空间夹取电芯并进行对中移动，以防止在堆叠过程中出现电芯歪斜，提高了电芯上料效率，进而提高电芯堆叠效率，同时避免了在堆叠过程中出现电芯歪斜。
57.在本发明提供的实施例中，电芯夹具3沿第一方向活动设于承载面上，以在上料端以及堆叠端之间输送电芯，其中，电芯夹具3的活动方式有多种，例如，直接通过驱动件驱动电芯夹具3往复活动。
58.在本实施例中，夹具支架31与承载面之间形成滑动配合结构，滑动配合结构包括滑轨12以及滑槽，滑轨滑动设于滑槽内，滑轨12与滑槽均沿第一方向延伸设置，滑轨12与滑槽中，其中之一设于夹具支架31上，另一设于承载面上。在本实施例中，通过滑轨与滑槽的配合，便于电芯夹具3沿第一方向滑动，滑动方式简单可靠，给电芯夹具3的活动提供依靠，避免在活动时产生晃动，以此确保电芯夹具3能够正确堆叠电芯a。
59.托爪组件包括：一对电芯托爪321和第一驱动件322；第一驱动件322与夹具支架31连接；第一驱动件322用于驱动两个电芯托爪321相靠近或相远离，以使两个电芯托爪321之间的距离在小于第一长度和大于第一长度之间切换；其中，第一长度为电芯a的长度。
60.在两个电芯托爪321之间的距离小于第一长度的情况下，电芯a可以放置于两个电芯托爪321上；在两个电芯托爪321之间的距离大于第一长度的情况下，两个电芯托爪321可以避开堆叠的电芯模组，以便于对中组件的对中和放置。
61.其中，第一驱动件可以为本领域所公知的气缸等驱动装置。
62.进一步的，电芯托爪321包括：第一承托部和第二承托部，第一承托部和第二承托部垂直连接，形成l型结构，电芯a的底部和侧壁分别与l型结构接触。
63.其中，第一承托部和第二承托部共同限定出电芯存放空间。
64.需要说明的是，具体的，第一承托部与承载面平行，第二承托部与承载面垂直，将电芯a放置于第二承托部的情况下，电芯a的侧壁与第一承托部接触。
65.其中，在承载面相对于水平面呈倾斜设置的情况下，电芯a的侧壁面可自动滑动至电芯的侧壁与第一承托部接触。
66.在本实施例中，通过设置l型结构，降低放料的精度，提高放料的速度，同时从两个面对电芯进行承托，提高稳定性。
67.进一步的，电芯托爪321与电芯a接触的侧壁设置有滚轮结构，滚轮的滚动轴与电芯托爪的移动方向垂直，以在电芯堆叠，两个电芯托爪相远离张开时，减小电芯托爪与电芯底部的摩擦力，防止划伤电芯的壳体。
68.其中，滚轮结构可以设置多组，多组滚轮结构沿第二承托部的延伸方向排布。
69.进一步的，对中组件包括：对中夹爪331和驱动组件332，驱动组件332与夹具支架连接；对中夹爪331包括：第一对中部和第二对中部；驱动组件332与第一对中部和第二对中部连接，用于驱动第一对中部和第二对中部相靠近或相远离，第一对中部和第二对中部之间形成电芯夹持空间。
70.其中，驱动组件332可以包括多个驱动装置，多个驱动装置分别驱动对中夹爪331进行不同动作，例如对中夹爪331开合、对中夹爪331整体移动等。
71.其中，驱动组件332可以为本领域所公知的气缸、电动伸缩杆等装置。
72.具体的，第一对中部和第二对中部相对设置，形成夹持结构，在第一对中部和第二
对中部相靠近的情况下，对电芯侧壁进行夹紧，在第一对中部和第二对中部相远离的情况下，对电芯侧壁进行放松。
73.其中，驱动组件332可以根据设定的程序，在第一对中部和第二对中部相靠近的过程中进行对中调整，使被夹持的电芯a与堆叠的电芯a在一条直线上。
74.进一步的，驱动组件332还用于驱动对中夹爪331靠近或远离托爪组件。
75.进一步的，电芯夹具3还包括下压组件；下压组件包括挤压件341与第二驱动件342，第二驱动件342安装于夹具支架，第二驱动件342用于驱动挤压件341沿第一方向移动。
76.其中，在对中夹爪打开将电芯放置于堆叠位后，第二驱动件342驱动挤压件下移，挤压件对电芯进行挤压，以减少堆叠电芯之间的距离，从而完成一个电芯的堆叠。
77.其中，第二驱动件342可以为本领域所公知的气缸等驱动装置。
78.进一步的，挤压件341包括与第二驱动件342之间还设置有弹性部。
79.其中，弹性部可以为弹簧等弹性结构或具有弹性的材料等。
80.在本实施例中，通过设置弹性部以对电芯进行保护。
81.另一方面，安装板1设置有多个，多个安装板1沿承载面的第二方向间隔设置，多个安装板1共同形成一堆叠组；其中，第一方向与第二方向相互垂直设置。在本实施例中，在同一平面内同时设置多个安装板1，以便于同时进行多个电芯模组的堆叠，上料装置可以同时对多个安装板1进行上料电芯堆叠，提高生产效率。
82.在本发明提供的实施例中，请参阅图5，电芯模组堆叠装置100还包括机架51以及转台支架52；机架51旁侧形成有上料工位以及下料工位；转台支架52沿上下向的轴线转动设于机架51上，安装板1设于转台支架52上，转台支架52转动使得承载面经过上料工位以及下料工位。在本实施例中，转台支架52使得安装板1经过上料工位以及下料工位，在工作时，安装板1在上料工位处接收电芯a，进行堆叠，在堆叠完成后，转动至下料工位处进行下料，避免上下料工位在一侧导致活动空间受限，机械之间容易产生撞车。
83.进一步的，安装板1设置有多个，多个安装板1沿转台支架的周向间隔设置。在本实施例中，设置有多个安装板1，以便于同时进行上料、堆叠以及下料，在其中之一安装板1在进行上料堆叠时，另一安装板处于下料工位处，继续进行下料工序，在完成上料堆叠以及下料后，通过转动的方式切换不同的安装板，进而可以继续对已经堆叠好的电芯模组进行下料，并在完成下料的定位板21上继续堆叠，提高电芯模组堆叠装置100的堆叠效率。
84.在本发明提供的实施例中，上料工位和下料工位分别设于机架的相对两侧，转台支架52上设置有两个安装板1，两个安装板1分设于转台支架52的相对两侧，通过转台支架52的转动，使得两个安装板1分别处于上料工位处和下料工位处。
85.同样的，安装板1由上料端至堆叠端向下倾斜设置。在本实施例中，安装板1呈倾斜设置，使得电芯a在堆叠的过程中，可以自然依靠在定位板21以及承载面上，保证电芯a的相互压持堆叠，可以避免完全水平设置或者完全竖直设置时堆叠不够紧密的问题。
86.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。