一种密封电池气袋搬运电池装置及其机械手机构和驱动机构

技术领域

本发明涉及电池自动化批量生产技术领域，特别涉及一种密封电池气袋搬运电池装置及其机械手机构和驱动机构。

背景技术

在实际生产中，新生产的电池需要搬运后进行气袋密封来防止电池可能出现的泄露造成安全隐患。通常电池的搬运和电池气袋密封需要专门的搬运和密封机构分布完成；效率低，成本高，不利于电池的自动化批量生产。最好的改进方向是开发具备电池气袋密封功能的自动化电池搬运设备，它既能提任的繁重劳动，在工作环境复杂的场合稳定工作，而且还能再搬运过程中对电池气袋密封。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出了一种密封电池气袋搬运电池装置及其机械手机构和驱动机构。

本发明提出的一种密封电池气袋搬运电池的机械手机构包含一矩形的机械底板，定义机械底板两平行边延伸方向为前后方向，另两平行边延伸方向为左右方向；机械底板下表面通过丝杆安装座固定有一左右延伸的双向丝杆，所述双向丝杆上设有两随丝杆变距的丝杆座；机械底板上表面的左端固定有一丝杆电机；所述双向丝杆与丝杆电机右端设有同步轮，同步轮通过同步带连接，使得两丝杆座可在丝杆电机驱动下改变左右间距；所述两丝杆座下表面分别设有前后方向的第一滑轨，第一滑轨前端与后端分别可滑动的设有一夹爪气缸安装座，夹爪气缸安装座下表面连接夹爪气缸，夹爪气缸下表面连接可跟随夹爪气缸前后合拢的机械夹爪，机械夹爪上设有用于固定抓取电池气袋的气袋固定夹，机械夹爪底部设有防止电池气袋封边划伤的夹爪硅胶；所述机械底板通过前后侧的安装板向下连接调整气缸安装板，使调整气缸安装板设于双向丝杆下方，所述调整气缸安装板下表面设有前后方向的第二滑轨，所述第二滑轨前后端分别可滑动的连接一左右方向延伸的活动板，前后两活动板分别连接前后两排所述夹爪气缸安装座，两活动板中部连接一调整气缸，所述调整气缸可前后推动，以此改变前后的活动板间距；所述活动板设有与左右机械夹爪并排的密封夹爪机构，可用于电池气袋加热密封；所述机械底板上设有用于电气控制的控制机构。

更具体的，所述密封夹爪机构包括与活动板相连的密封安装板，所述密封安装板通过一升降气缸可上下推动的连接密封气缸，所述密封气缸下表面可随密封气缸前后合拢的设有两竖直的密封加热固定板，密封加热固定板沿左右方向穿设有两加热棒，密封加热固定板形成的气袋夹位内侧设有加热板；所述密封加热固定板上设有用于辅助夹取电池封边时导向的板簧。

更具体的，所述密封加热固定板使用绝缘耐高温的低导热率材料。所述加热板选用耐高温耐电解液腐蚀的比热容相对较小的高硬度材料。

更具体的，所述控制机构包含增压泵，电磁阀岛，调压阀和温控仪；所述增压泵进气端与外界气源接头连接，出气端连接一电磁阀岛的进气口，所述电磁阀岛出气端与所述调压阀进气口连接，调压阀出气口连接所述夹爪气缸，用于控制夹爪气缸夹紧力；所述增压泵可通过加大所述夹爪气缸夹紧起亚，用于增加所述密封夹爪机构的气袋夹紧力，也可通过选用外径夹持力更大的夹爪气缸来满足气袋密封夹持力要求；所述温控仪一端接入外部电源，另一端连接加热棒内温度传感器，用于检测加热棒温度，控制气袋密封温度。

本发明提出的一种密封电池气袋搬运电池装置的驱动机构，底部为四根垂直且等高的立柱，所述立柱底部以水平面上矩形的四个端点的方式排布，定义该矩形一边延伸方向为左右方向，垂直左右方向的为前后方向；所述立柱顶部通过第一支撑板连接第一模组，所述第一模组沿前后方向延伸连接左右两组立柱顶部；沿左右方向延伸的第二模组通过第二支撑板可前后滑动的连接在两个第一模组上，所述第二模组上可左右滑动的连接第三支撑板，所述第三支撑板连接垂直的第三模组，第三模组上连接可上下滑动的外部机械结构；所述第一模组，第二模组和第三模组上均设有控制模组转动动的减速机和驱动减速机的减速电机，使得外部机械结构能被控制进行上、下、左、右、前、后的运动。

更具体的，同步运动的第一模组之间加有一水平连杆，以保证两第一模组的运动同步性。

本发明提出的一种密封电池气袋搬运电池装置，所述密封电池气袋搬运电池装置包括机械手机构和驱动机构；

所述驱动机构底部为四根垂直且等高的立柱，所述立柱底部以水平面上矩形的四个端点的方式排布，定义该矩形一边延伸方向为左右方向，垂直左右方向的为前后方向；所述立柱顶部通过第一支撑板连接第一模组，所述第一模组沿前后方向延伸连接左右两组立柱顶部；沿左右方向延伸的第二模组通过第二支撑板可前后滑动的连接在两个第一模组上，所述第二模组上可左右滑动的连接第三支撑板，所述第三支撑板连接垂直的第三模组，第三模组上连接可上下滑动的机械手机构；所述第一模组，第二模组和第三模组上均设有控制模组滑动的减速机和驱动减速机的减速电机，使得机械手机构能被控制进行上、下、左、右、前、后的运动；

所述机械手机构包含一矩形的机械底板，所述机械底板可上下滑动的连接在所述第三模组上，机械底板下表面通过丝杆安装座固定有一左右延伸的双向丝杆，所述双向丝杆上设有两随丝杆变距的丝杆座；机械底板上表面的左端固定有一丝杆电机；所述双向丝杆与丝杆电机右端设有同步轮，同步轮通过同步带连接，使得两丝杆座可在丝杆电机驱动下改变左右间距；所述两丝杆座下表面分别设有前后方向的第一滑轨，第一滑轨前端与后端分别可滑动的设有一夹爪气缸安装座，夹爪气缸安装座下表面连接夹爪气缸，夹爪气缸下表面连接可跟随夹爪气缸前后合拢的机械夹爪，机械夹爪上设有用于固定抓取电池气袋的气袋固定夹，机械夹爪底部设有防止电池气袋封边划伤的夹爪硅胶；所述机械底板通过前后侧的安装板向下连接调整气缸安装板，使调整气缸安装板设于双向丝杆下方，所述调整气缸安装板下表面设有前后方向的第二滑轨，所述第二滑轨前后端分别可滑动的连接一左右方向延伸的活动板，前后两活动板分别连接前后两排所述夹爪气缸安装座，两活动板中部连接一调整气缸，所述调整气缸可前后推动，以此改变前后的活动板间距；所述活动板设有与左右机械夹爪并排的密封夹爪机构，可用于电池气袋加热密封，所述密封夹爪机构包括与活动板相连的密封安装板，所述密封安装板通过一升降气缸可上下推动的连接密封气缸，所述密封气缸下表面可随密封气缸前后合拢的设有两竖直的密封加热固定板，所述密封加热固定板使用绝缘耐高温的低导热率材料；密封加热固定板沿左右方向穿设有两加热棒，密封加热固定板形成的气袋夹位内侧设有加热板；所述密封加热固定板上设有用于辅助夹取电池封边时导向的板簧。；所述机械底板上设有用于电气控制的控制机构；所述控制机构包含增压泵，电磁阀岛，调压阀和温控仪；所述增压泵进气端与外界气源接头连接，出气端连接一电磁阀岛的进气口，所述电磁阀岛出气端与所述调压阀进气口连接，调压阀出气口连接所述夹爪气缸，用于控制夹爪气缸夹紧力；所述温控仪一端接入外部电源，另一端连接加热棒内温度传感器，用于检测加热棒温度，控制气袋密封温度。

本发明的工作流程为：

(1)机械手机构通过驱动装置的运动定位到处在驱动装置一端的电池并向下运动。(2)机械夹爪抓取电池通过第一，第二和第三模组的运动实现上下，前后，左右方向移动，自动将电池移动至目标为止。同时，机械夹爪机构在夹取电池运动过程中，所述密封夹爪机构同步通过升降气缸下降，所述密封夹爪夹紧电池气袋，完成对电池气袋加热密封；

(3)机械手机构夹持电池到搬运终点，密封夹爪与机械夹爪先后松开降下电池，完成搬运与气袋密封。

本发明的优点在于通过机械搬运电池取代人工搬运，并在搬运工程中完成对气袋的密封，优化了电池生产工艺流程，从而提高生产效率，优化电池平直，更有利于提高设备生产自动化水平。

附图说明

图1是一种密封电池气袋搬运电池装置的结构示意图

图2是本发明的主视图

图3是本发明的机械手机构的主视图

图4是本发明的密封夹爪架构的主视图

图5是本发明的密封夹爪机构的左视图

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

下面将参考附图并结合示例性实施例来详细说明本发明。

实施例1

本发明提出的一种密封电池气袋搬运电池的机械手机构包含一矩形的机械底板401，定义机械底板两平行边延伸方向为前后方向，另两平行边延伸方向为左右方向；机械底板401下表面通过丝杆安装座403固定有一左右延伸的双向丝杆407，所述双向丝杆407上设有两随丝杆变距的丝杆座；机械底板上表面的左端固定有一丝杆电机404；所述双向丝杆407与丝杆电机404右端设有同步轮405，同步轮通过同步带406连接，使得两丝杆座可在丝杆电机驱动下改变左右间距；所述两丝杆座下表面分别设有前后方向的第一滑轨416，第一滑轨前端与后端分别可滑动的设有一夹爪气缸安装座411，夹爪气缸安装座下表面连接夹爪气缸410，夹爪气缸下表面连接可跟随夹爪气缸前后合拢的机械夹爪412，机械夹爪412上设有用于固定抓取电池气袋的气袋固定夹413，机械夹爪底部设有防止电池气袋封边划伤的夹爪硅胶412；所述机械底板通过前后侧的安装板向下连接调整气缸安装板409，使调整气缸安装板409设于双向丝杆407下方，所述调整气缸安装板下表面设有前后方向的第二滑轨415，所述第二滑轨415前后端分别可滑动的连接一左右方向延伸的活动板417，前后两活动板分别连接前后两排所述夹爪气缸安装座411，两活动板中部连接一调整气缸408，所述调整气缸408可前后推动，以此改变前后的活动板间距；所述活动板设有与左右机械夹爪并排的密封夹爪机构500，可用于电池气袋加热密封；所述机械底板上设有用于电气控制的控制机构。

在本发明部分实施例中，所述密封夹爪机构包括与活动板相连的密封安装板501，所述密封安装板通过一升降气缸502可上下推动的连接密封气缸305，所述密封气缸305下表面可随密封气缸前后合拢的设有两竖直的密封加热固定板504，密封加热固定板沿左右方向穿设有两加热棒306，密封加热固定板形成的气袋夹位内侧设有加热板505；所述密封加热固定板上设有用于辅助夹取电池封边时导向的板簧305。

在本发明部分实施例中，所述密封加热固定板使用绝缘耐高温的低导热率材料，比如选用PEEK板材料。所述加热板选用耐高温耐电解液腐蚀的比热容相对较小的高硬度材料，比如在塑封电池气袋为铝塑膜时选用440C不锈钢。所述加热棒选用K型热电偶。

在本发明部分实施例中，所述控制机构包含增压泵301，电磁阀岛302，调压阀303和温控仪304；所述增压泵301进气端与外界气源接头连接，出气端连接一电磁阀岛302的进气口，所述电磁阀岛302出气端与所述调压阀303进气口连接，调压阀303出气口连接所述夹爪气缸，用于控制夹爪气缸夹紧力；所述增压泵可通过加大所述夹爪气缸夹紧起亚，用于增加所述密封夹爪机构500的气袋夹紧力，也可通过选用外径夹持力更大的夹爪气缸来满足气袋密封夹持力要求；所述温控仪304一端接入外部电源，另一端连接加热棒306内温度传感器，用于检测加热棒温度，控制气袋密封温度。

实施例2

本发明提出的一种密封电池气袋搬运电池装置的驱动机构，底部为四根垂直且等高的立柱100，所述立柱底部以水平面上矩形的四个端点的方式排布，定义该矩形一边延伸方向为左右方向，垂直左右方向的为前后方向；所述立柱顶部通过第一支撑板204连接第一模组201，所述第一模组201沿前后方向延伸连接左右两组立柱顶部；沿左右方向延伸的第二模组206通过第二支撑板205可前后滑动的连接在两个第一模组201上，所述第二模组206上可左右滑动的连接第三支撑板208，所述第三支撑板连接垂直的第三模组207，第三模组上连接可上下滑动的外部机械结构；所述第一模组，第二模组和第三模组上均设有控制模组转动动的减速机202和驱动减速机的减速电机203，使得外部机械结构能被控制进行上、下、左、右、前、后的运动。

在本发明的部分实施例中，同步运动的第一模组之间加有一水平连杆，以保证两第一模组的运动同步性。

实施例3

本发明提出的一种密封电池气袋搬运电池装置，所述密封电池气袋搬运电池装置包括机械手机构和驱动机构；

所述驱动机构底部底部为四根垂直且等高的立柱100，所述立柱底部以水平面上矩形的四个端点的方式排布，定义该矩形一边延伸方向为左右方向，垂直左右方向的为前后方向；所述立柱顶部通过第一支撑板204连接第一模组201，所述第一模组201沿前后方向延伸连接左右两组立柱顶部；沿左右方向延伸的第二模组206通过第二支撑板205可前后滑动的连接在两个第一模组201上，所述第二模组206上可左右滑动的连接第三支撑板208，所述第三支撑板连接垂直的第三模组207，第三模组上连接可上下滑动的机械手机构；所述第一模组，第二模组和第三模组上均设有控制模组转动动的减速机202和驱动减速机的减速电机203，使得外部机械结构能被控制进行上、下、左、右、前、后的运动；

所述机械手机构包含一矩形的机械底板401，所述机械底板401可上下滑动的连接在所述第三模组207上，机械底板下表面通过丝杆安装座403固定有一左右延伸的双向丝杆407，所述双向丝杆407上设有两随丝杆变距的丝杆座；机械底板上表面的左端固定有一丝杆电机404；所述双向丝杆407与丝杆电机404右端设有同步轮405，同步轮通过同步带406连接，使得两丝杆座可在丝杆电机驱动下改变左右间距；所述两丝杆座下表面分别设有前后方向的第一滑轨416，第一滑轨前端与后端分别可滑动的设有一夹爪气缸安装座411，夹爪气缸安装座下表面连接夹爪气缸410，夹爪气缸410下表面连接可跟随夹爪气缸前后合拢的机械夹爪412，机械夹爪412上设有用于固定抓取电池气袋的气袋固定夹413，机械夹爪底部设有防止电池气袋封边划伤的夹爪硅胶414；所述机械底板通过前后侧的安装板向下连接调整气缸安装板409，使调整气缸安装板409设于双向丝杆下方，所述调整气缸安装板下表面设有前后方向的第二滑轨415，所述第二滑轨前后端分别可滑动的连接一左右方向延伸的活动板417，前后两活动板417分别连接前后两排所述夹爪气缸安装座411，两活动板中部连接一调整气缸408，所述调整气缸408可前后推动，以此改变前后的活动板间距；所述活动板设有与左右机械夹爪并排的密封夹爪机构500，可用于电池气袋加热密封，所述密封夹爪机构包括与活动板417相连的密封安装板501，所述密封安装板通过一升降气缸408可上下推动的连接密封气缸305，所述密封气缸下表面可随密封气缸前后合拢的设有两竖直的密封加热固定板504，所述密封加热固定板504使用绝缘耐高温的低导热率材料；密封加热固定板沿左右方向穿设有两加热棒306，密封加热固定板形成的气袋夹位内侧设有加热板505；所述密封加热固定板上设有用于辅助夹取电池封边时导向的板簧506。；所述机械底板上设有用于电气控制的控制机构；所述控制机构包含增压泵301，电磁阀岛302，调压阀303和温控仪304；所述增压泵进气端与外界气源接头连接，出气端连接一电磁阀岛的进气口，所述电磁阀岛出气端与所述调压阀进气口连接，调压阀出气口连接所述夹爪气缸，用于控制夹爪气缸夹紧力；所述温控仪一端接入外部电源，另一端连接加热棒内温度传感器，用于检测加热棒温度，控制气袋密封温度。

本发明的工作流程为：

(1)机械手机构通过驱动装置的运动定位到处在驱动装置一端的电池并向下运动。(2)机械夹爪抓取电池通过第一，第二和第三模组的运动实现上下，前后，左右方向移动，自动将电池移动至目标为止。同时，机械夹爪机构在夹取电池运动过程中，所述密封夹爪机构同步通过升降气缸下降，所述密封夹爪夹紧电池气袋，完成对电池气袋加热密封；

(3)机械手机构夹持电池到搬运终点，密封夹爪与机械夹爪先后松开降下电池，完成搬运与气袋密封。

本发明的优点在于通过机械搬运电池取代人工搬运，并在搬运工程中完成对气袋的密封，优化了电池生产工艺流程，从而提高生产效率，优化电池平直，更有利于提高设备生产自动化水平。