测漏装置及测漏方法

技术领域

本发明涉及电池包加工领域，尤其是测漏装置及测漏方法。

背景技术

随着新能源汽车的快速发展，作为新能源汽车核心部件的电池包受到越来越多企业的关注。

在电池包生产过程中，电池包密封防水性能是一项重要安全要求，在某些布置位置的电池包有着严格的防护等级要求。例如底部布置的电池包，它的密封性等级达到了IP67。当电池包的密封性达不到要求时，会导致电池包内进灰、受潮甚至是漏水。这些情况都会导致电池系统受损，更为严重可能会导致安全事故。

而电池包PACK外壳（包括电池包PACK上盖和电池包PACK下盖）自身的密封性能是影响电池包密封性的关键要素，因此对电池包PACK外壳的密封性检测就是必要的，尤其是检测出漏点位置更加重要。

现有的测漏方法中最常用的是氦气、氢气测漏，其是通过将氦气、氢气等试漏气体充入到工件腔体内，然后通过吸嘴在工件表面移动，并通过与吸嘴连接的测漏仪来判断工件上是否有氦气泄漏。

这种方法虽然精度较高，但是通常是在一定的真空度条件下向腔体内充入试漏气体，而如果不在抽真空的条件下进行检测时，由于氦气在腔体内的分布均匀性往往较差，则一定程度上影响了测试精度。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种用于电池包pack壳体的测漏装置及测漏方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

测漏装置，包括吸头及与所述吸头连接的测漏仪，还包括

试漏气体充气机构，包括至少两个充气头、气源及连接所述充气头及气源的供气管路，所述供气管路包括第一充气支路、第二充气支路和混合支路，所述第一充气支路连接气源及至少一个所述充气头，所述第二充气支路的一端连接所述第一充气支路，其另一端连接至少一个所述充气头，所述第二充气支路上设置有至少一个阀体；所述混合支路包括循环泵，其一端连接在所述第一充气支路上，另一端连接在所述第二充气支路上。

优选的，所述的测漏装置中，所述第二充气支路上设置有两个所述阀体，一个位于所述第二充气支路与第一充气支路的连接点处，另一个位于所述第二充气支路与混合支路的连接点的前方。

优选的，所述的测漏装置中，所述混合支路上设置有至少一个阀体，进一步优选的所述混合支路的两端分别设置有一阀体。

优选的，所述的测漏装置中，还包括移动机构，连接并驱动所述吸头移动。

优选的，所述的测漏装置中，所述吸头通过浮动机构连接所述移动机构。

优选的，所述的测漏装置中，所述吸头通过压力传感器连接所述移动机构。

优选的，所述的测漏装置中，所述充气头连接公差补偿单元，所述公差补偿单元连接驱动其平移的封堵驱动装置

优选的，所述的测漏装置中，还包括测漏仪标定装置。

优选的，所述的测漏装置中，还包括

托盘，具有对工件进行定位的结构；

固定机构，具有将工件固定在托盘上的结构。

优选的，所述的测漏装置中，所述托盘设置于运输车上，所述运输车为AGV小车或遥控汽车或RGV小车或手推车。

优选的，所述的测漏装置中，所述固定机构包括位于所述托盘上方的下压件，所述下压件连接驱动其下压的带锁气缸。

优选的，所述的测漏装置中，所述托盘可相对运输车升降；

所述测漏装置还包括

托盘粗定位机构，具有使托盘顶升与运输车分离且使托盘可在其上预设范围内平移的结构；

托盘精定位机构，具有对托盘粗定位机构上的托盘的水平位置进行精确定位的结构。

优选的，所述的测漏装置中，所述托盘粗定位机构包括一组呈多边形分布的限定件，每个所述限定件内侧设置有一万向球，所述万向球的顶点低于所述限定件的顶部，每个所述限定件及其内侧的万向球连接驱动它们同步升降的顶升机构上。

优选的，所述的测漏装置中，所述顶升机构包括滚轮，所述滚轮可自转地设置在一驱动块上，所述驱动块可滑动地设置在纵导轨上，所述滚轮设置在滑动块上，所述滑动块包括斜面、斜面上下端分别衔接顶平面及底斜面，所述滑动块可滑动地设置在水平导轨上且连接驱动其沿所述水平导轨往复移动地推拉装置。

测漏方法，至少包括如下过程，通过试漏气体充气机构向工件内充入试漏气体，在充气时，先关断混合支路，导通第一、第二充气支路并打开气源充气一段时间后；再关断第一、第二充气支路，导通混合支路，启动循环泵进行一段时间的混合。

优选的，所述的测漏方法中，还包括如下步骤：

S1, 运输车载有工件移动至托盘粗定位机构处；

S2，托盘粗定位机构顶升使托盘与运输车分离实现粗定位；

S3，托盘精定位机构对粗定位后托盘的进行水平位置精定位；

S4，下压机构对托盘上的工件施加下压力；

S5，通过试漏气体充气机构向工件内腔充气至目标压力；

S6，测漏仪启动，移动机构驱动所述吸头在工件表面移动进行测漏。

本发明技术方案的优点主要体现在：

本方案的测漏装置通过设置第一充气支路、第二充气支路和混合支路来连接充气头及气源，当充气一段时间后，可以停止充气，并通过带有循环泵的混合支路实现腔体内的气体混合，从而使充入的氦气能够均匀的分布，有利于在不抽真空的基础上保证氦气测漏的精度。

本方案采用移动机构来驱动吸头移动，可以实现自动化测漏，测试效率高，稳定性好，受人为因素影响小。本方案的吸头通过浮动机构连接移动机构，能够有效地避免测漏时，吸头与工件硬接触，对工件和吸头进行保护。

本方案的吸头通过压力传感器连接移动机构，能够为移动机构对吸头的精确控制提供可靠地数据，有利于保证控制精度。

本方案的充气头通过公差补偿单元连接封堵驱动装置，可以有效地在工件与充气头具有一定位置偏差时，仍能够有效地连接，可调性强，有利于保证封堵及对接的可靠性和稳定性。

本方案将工件放置在托盘上，并通过输送车进行输送，可以有效地利用检测时间进行上下料的操作，并且整体结构简单，相对于输送线方式，占地更小、布局更灵活，结构更简单。

本方案通过使托盘与输送车为可分离的结构，从而可以通过粗定位和精定位机构进行托匹的快速、准确定位，以保证后续精确度实现充气头对接及吸嘴移动地控制提供保证。

本方案的粗定位结构，采用斜面驱动，平面支撑的方式，能够有效地避免顶升时，气缸受力，从而可以有效地对气缸进行保护，同时提高顶升的可靠性。

本方案的下压结构采用带锁气缸，能够有效地进行保压，从而保证下压的稳定性和可靠性。

本方案中设置测漏仪标定装置，能够随时随地进行测漏仪的标定，从而保证测漏的精度。

附图说明

图1是本发明的立体图；

图2是本发明的侧视图；

图3是本发明的俯视图（图中隐去输送车、托盘、吸头、移动装置、测漏装置、气源）；

图4是图3结构的立体图；

图5是本发明隐去吸头、移动装置、测漏装置、气源的立体图；

图6是图5中A区域的放大图；

图7是本发明的试漏气体充气机构的示意图（图中虚线示意为产品）；

图8是本发明的吸头及移动机构的侧视图；

图9是图8中B区域的放大图；

图10是本发明的试漏气体充气机构的充气状态示意图（图中箭头示意气流方向，黑色填充阀体示意为阀体导通，无填充阀体示意为阀体关断）；

图11是本发明的试漏气体充气机构停止充气，进行气体混合的示意图（图中箭头示意气流方向，黑色填充阀体示意为阀体导通，无填充阀体示意为阀体关断）。

具体实施方式

本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。

下面结合附图对本发明揭示的测漏装置进行阐述，其可以用于各种需要进行密封性测试的工件的测试，本实施例中以用于电池包pack壳体测试为例进行说明，如附图1、附图3所示，所述运输车100、托盘200、托盘粗定位机构300、托盘精定位机构400、下压机构500、试漏气体充气机构600、吸头700、测漏仪800及移动机构900。

所述运输车100用于输送待测的电池包pack壳体，所述运输车100可以是已知的各种车辆，其可以是有源的，也可以是无源的，当其是无源结构时，其可以是手推车，并且，此时所述运输车110可以采用带锁万向轮，从而可以使运输车100在固定位置停留。优选的实施例中，所述运输车100是有源的，即其自带动力的，具体可以是AGV小车、或遥控汽车或RGV小车等结构。

如附图2所示，所述运输车100的顶部设置有四个呈矩形分布的定位座110，四个所述定位座110中的至少两个上设置有锥形定位台120，所述锥形定位台120可以是圆锥形，也可以是上部为锥状，下部近似为菱形的形状。

所述运输车100上设置所述托盘200，所述托盘200具有限定电池包pack壳体的定位结构，所述托盘200的底部设置有与所述定位座110和锥形定位台120位置匹配的定位环210和垫块220。所述托盘200具体包括型材构成的框架230，所述框架230的顶部设置有多个限位块240，所述限位块240的具体形状和位置可以根据要测试的形状进行设计，此处不做赘述。当然，在其他实施例中，所述运输车100也不是必须的，可以将所述托盘200设置在一固定位置，由人工或机器人进行上下料。

由于所述运输车100在移动到测试位置时，所述托盘200上的电池包pack壳体与试漏气体充气机构500的充气头之间的位置可能存在较大的错位，因此需要先对托盘200进行定位，才能保证后续自动充气的可靠进行。具体是通过托盘粗定位机构200、托盘精定位机构300来实现。

所述托盘粗定位机构200对移动到所述托盘粗定位机构200处的运输车100上的托盘200进行粗定位，粗定位的目的使托盘200限定在一个较小的移动区域范围内，以便于后续可以通过托盘精定位机构300来实现托盘200水平位置的精确定位。

所述托盘粗定位机构300具有使托盘与运输车分离且使托盘可在其上预设范围内平移的结构；具体来说，如附图3、附图4所示，所述托盘粗定位机构300包括一组限定件310，所述限定件310优选为四个且呈矩形分布，四个所述限定件310之间的空间供运输车100通行。并且四个所述限定件310可升降，每个所述限定件310包括底板311，所述底板311上设置有第一挡块312、第二挡块313，所述第一挡块312和第二挡块313具有相互垂直且与所述底板311垂直的阻挡面3121、3131，四个所述限定件310的所述第一挡块312和第二挡块313的阻挡面围合成一矩形限定空间S，所述矩形限定空间的面积略大于所述电池包pack壳体的面积，从而使得所述电池包pack壳体能够具有一定的自由度。

如附图3、附图4所示，每个所述限定件310上设置有一万向球320，所述万向球320固定在所述底板311上，且位于四个所述限定件310围合成的矩形限定空间内，所述万向球320的顶点321低于所述限定件的第一挡块312和第二挡块313的顶部，所述电池包pack壳体放置在所述万向球320上，并能够相对万向球320滚动，从而在后续精定位时，能够有效实现电池包pack壳体位置的微调。当电池包pack壳体与所述第一挡块312和第二挡块313的阻挡面接触时，从而能够有效地通过所述第一挡块312和第二挡块313进行限定，从而使电池包pack壳体的移动范围尽量在托盘精定位机构的工作范围内。

如附图4所示，每个所述限定件310及其上的万向球320连接驱动它们同步升降的顶升机构330上。常态下，所述限定件310的顶面低于所述托盘200的底部，以便托盘能够移动到它们上方。每个所述限定件310可以由一个独立的顶升机构330驱动，所述顶升机构330可以是已知的各种能够产生直线移动的结构，例如是沿纵向设置的气缸或电动推杆等。

此时，所述托盘200及其上的结构的压力均由顶升机构330的动力源来支撑，这样对于动力源的稳定运行显然是不利的，更优的实施例中，如附图4所示，所述顶升机构330包括滚轮331，所述滚轮331可自转地设置在一驱动块332上，所述驱动块332可滑动地设置在纵导轨333上，所述驱动块332的顶部设置一个所述限定件310及万向球320。通过所述驱动块332的上下移动来实现其上的限定件310及万向球320的升降。

如附图4所示，所述驱动块332的升降是通过所述滚轮331的高度变化来实现的，具体的，所述滚轮331设置在滑动块334上，所述滑动块334包括斜面3341、斜面上下端分别衔接顶平面3342及底斜面3343，所述滚轮331设置在所述斜面3341、顶平面3342及底斜面3343上，同时所述滑动块334可滑动地设置在水平导轨335上且连接驱动其沿所述水平导轨往复移动地推拉装置336，所述水平导轨及所述推拉装置336固定在一基板上， 所述推拉装置336优选是一气缸，当所述推拉装置336驱动所述滑动块334沿所述水平导轨335滑动时，所述滚轮331在所述斜面3341、顶平面3342及底斜面3343上移动。当所述滚轮331位于所述底斜面3343上时，所述滑动块334位于低位，当所述滑动块334的顶平面3341移动至所述滚轮331下方时，所述滚轮331位于高度，从而驱动所述限定件310顶升。

并且，如附图4所示，位于同一侧的两个限定件310及万向球320由一个所述推拉装置336驱动，即两个所述限定件310所在的驱动块332固定在一个衔接件350上，所述衔接件350可滑动地设置在两个所述纵导轨333上。

进一步，如附图4所示，每个所述衔接件350还可滑动地设置在纵轨360上，所述纵轨360固定在一侧的立架370上，所述，连接所述衔接件350还连接沿纵向延伸的丝杠380的活动螺母，所述丝杠可在所述推拉装置336断气时，通过手动驱动所述限定件310及万向球320下落至低位以便于进行维修等，当然，所述丝杠的丝杠也可以连接电机等实现自动驱动。

如附图3、附图4所示，所述托盘精定位机构400，具有对托盘的水平位置进行精确定位的结构；具体的，其包括至少两个定位销410，所述定位销410优选位于两个且位于所述限定件310围合成的矩形限定空间，优选一个定位销410与一侧的一个限定件310位置匹配，所述定位销410也可以位于所述矩形限定空间外。如附图2所示，所述托盘200的底部设置有与每个所述定位销410对应的定位环260。

同时，所述定位销410第一状态下其顶部低于所述万向球320的顶点，第二状态下，所述定位销410的顶部高于所述万向球320的顶点。同时，所述定位销410连接驱动其升降的定位驱动气缸420，所述定位驱动气缸420固定在所述衔接件350上，当然，所述衔接件350也可以固定在其他位置，只要满足其可以使定位销410在第一状态和第二状态之间移动即可。

定位时，先将所述运输车100移动到两侧的限位件310之间，然后所述推拉装置336驱动所述滑动块334平移从而驱动所述滚轮331抬升，进而使所述限位件310和万向球320抬升，从而将位于四个所述限位件310围合成的矩形限定空间内的托盘200抬升脱离输送车100，接着两个所述定位驱动气缸420驱动两个所述定位销410上升插入到托盘200底部的定位环中实现托盘200的精定位。

定位完成后，需要对所述电池包pack壳体的顶部施加压力，以避免所述电池包pack壳体充气变形，如附图1、附图2所示，具体是通过所述下压机构500来实现。所述下压机构500包括下压件510及下压驱动装置520，所述下压件510设置在所述矩形限定空间的正上方，其是有多个板件组装而成的近似为“中”字形的部件，当然也可以是其他形式。所述下压驱动装置520是多个气缸，所述气缸优选为6个，并且它们呈六边形分布，从而能够保所述下压件510可区域的压力均衡。更优选的，为了保证施压的稳定性，所述下压驱动装置520中的至少部分为带锁气缸，从而可以进行保压，优选全部所述气缸均为带锁气缸。所述下压驱动装置520固定在一支架530上。当然，在用于其他不易变形的物体检测时，所述下压机构500也不是必须的，可以根据需要省去。

在完成工件的压合后，可以向所述电池包pack壳体内充入试漏气体进行检测，具体充气时是通过试漏气体充气机构600来实现。如附图5、附图6所示，所述试漏气体充气机构600包括充气头610，所述充气头610的数量可以根据需要进行设计，当用于电池包pack壳体时，所述充气头610的数量优选为4个，且它们呈四边形分布，四个所述充气头610的具体位置与电池包pack壳体上的每个充气孔对应，优选它们的轴线平行，同时，它们设置在两侧的立架上。

同时，如附图6所示，每个所述充气头610连接驱动它们沿其轴向往复移动的封堵驱动装置620,所述封堵驱动装置620可以是直接与所述充气头610连接的气缸等，也可以是其他结构。优选的封堵驱动装置620与所述充气头610不是直接连接的，所述充气头610固定在一滑动座630上，所述滑动座630可滑动地设置在水平轨道640上，从而可以有效地减少封堵驱动装置620的受力。

进一步由于组装、零件加工的误差等原因，如附图6所示，所述充气头610的位置与电池包pack壳体上的充气孔的位置很可能是不对应的，此时，如使充气头610与封堵驱动装置620刚性连接，则很容易造成充气头610和/或电池包pack壳体的损坏。因此，在更优的实施例中，所述充气头610通过公差补偿单元650连接所述滑动座630，所述公差补偿单元650可以是已知的各种具有一定位置调节自由度的装置，例如是申请号为201810417872.6所揭示的结构。，并且所述公差补偿单元650不遮盖所述充气头610的两端，从而当所述充气头610与所述电池包pack壳体上的充气孔有一定的偏差时，可以通过偏差补偿单元650实现调整，保证它们对接的可靠性。

如附图7所示，所述充气头610通过供气管路660连接气源670，所述气源670可以是氢气、氦气等试漏气体，其储存在气瓶中，所述气瓶的出气口通过供气管路660连接所述充气头610。所述供气管路660是各种可行的管路结构，其可以包括管道及设置在管道上的阀体。

优选的实施例中，为了保证试漏气体在电池包pack壳体的内腔中均匀分布，从而保证测漏的准确性，如附图7所示，所述供气管路660包括第一充气支路661、第二充气支路662和混合支路663，所述第一充气支路661连接气源及至少一个所述充气头610，优选是两个位于同一侧的两个充气头610，所述第二充气支路662的一端连接所述第一充气支路661，其另一端连接至少一个所述充气头610，具体是连接另一侧的两个所述充气头610，

所述混合支路663包括循环泵664，其一端连接在所述第一充气支路661上，另一端连接在所述第二充气支路662上。

并且，所述第二充气支路662上设置有至少一个阀体664，当所述阀体664为一个时，所述阀体664位于所述循环泵664产生的气流方向的末端，即如附图11所示，当循环泵产生的气流为逆时针时，所述阀体664设置在第二充气支路662与混合支路663的连接点处，反之，设置在第二充气支路与第一充气支路662的连接点处。优选的所述第二充气支路662上设置有两个所述阀体665、666，一个阀体665位于所述第二充气支路662与第一充气支路661的连接点处，另一个位于所述第二充气支路662与混合支路663的连接点的前方（此处定义充气时，气体先通过的位置为前，后经过的位置为后）。

进一步，所述混合支路663上设置有至少一个阀体，当所述阀体为一个时，所述阀体和所述循环泵可以位于所述混合支路的两端。优选为两个阀体667、668，两个阀体位于所述混合支路663的两端，所述循环泵位于两个所述阀体之间。

并且在所述第一充气支路661上可以设置有位于其与所述第二充气支路和混合支路的连接点前方的阀体669。

在完成充气后，即可进行测漏，如附图1、附图8、附图9所示，所述测漏装置还包括吸头700及测漏仪800，所述吸头700通过软管（图中未示出）连接所述测漏仪800；通过试漏气体、吸嘴及测漏仪进行测漏的具体原理为已知技术，此处不做赘述。

为了实现自动测漏，如附图8所示，所述吸头700设置在一驱动其移动的移动机构900上，所述移动机构900可以是已知的各种能够产生多轴移动和旋转的装置，优选的，所述移动机构900为六轴机器人。

另外，在测漏时，所述吸头700需要与电池包pack壳体保持较近的距离，很容易出现接触的情况，为了避免所述吸头700硬接触造成损坏，如附图9所示，所述吸头700通过浮动机构1000连接所述移动机构900，所述浮动机构1000可以是已知的各种具有缓冲功能的结构，此处为已知技术，不做赘述。

进一步，为了有效地控制移动的精确度，如附图9所示，所述浮动机构100固定在一L形安装件2000的一端，所述L形安装件2000的另一端设置有压力传感器3000，所述压力传感器3000通过转接件4000连接所述移动机构900。

最后，由于测试时，所述测漏仪800与所述吸头700之间需要通过较长的管路来连接，过长的管路造成吸头700吸到的氦气会有更长的输送距离和更大的稀释空间，这对测漏仪的测试精度产生了不利影响，为了保证测漏精度，在测漏前需要对测漏仪的精度进行标定，为了能够及时进行标定，如附图1所示，所述测漏装置还包括测漏仪标定装置5000，所述测漏仪标定装置5000是一个固定体积的长方体盒体，其尺寸根据需要进行设计，此处不做限定，其上形成有标准漏孔（图中未示出）,并且所述试漏气体充气机构600与所述测漏仪标定装置5000连接并为其供气。

整个设备工作时，可以通过PLC等控制装置，结合各种传感器及软件设计来实现自动控制，此处为已知技术，不作赘述。

采用上述的测漏设备进行电池包pack壳体测漏时，其测漏过程如下步骤：

将电池包pack壳体放置于所述运输车100上托盘200进行定位，上料时可以通过人工或自动化装置进行上料，例如可以通过人工操作吊装设备进行上料，也可以通过机器人进行上料。

S1, 所述运输车100启动载有电池包pack壳体移动至托盘粗定位机构300处，即使所述托盘200位于四个所述限定件围合成的矩形空间内。

S2，所述托盘粗定位机构300的两个推拉装置336的启动驱动四个所述滑动块334平移从而将它们上的四个所述滚轮331顶起，四个所述滚轮331抬升驱动所述四个所述限定件310及万向球320顶升将所述托盘200抬起与所述运输车100分离实现粗定位。在四个所述限定件310抬升的同时，两个所述定位销410也同步抬升。

S3,接着，所述托盘精定位机构400的两个定位驱动气缸420的气缸轴伸出驱动两个所述定位销410上移并插接到所述托盘200底部的定位环260中，对托盘200的进行水平位置精定位。

S4,随后，所述下压机构500的六个下压驱动装置520驱动所述下压件510下移对托盘100上的电池包pack壳体施加下压力，下压到位后，各所述下压驱动装置520保压。

S5,所述试漏气体充气机构600的四个封堵驱动装置620启动驱动四个充气头610伸出与电池包pack壳体上的气孔对接，接着导通第一充气支路、第二充气支路和气源向电池包pack壳体的内腔充入示漏气体至目标压力。更优选的实施例中，为了保证腔体内的示漏气体分布的均匀性。所述S5包括先导通第一充气支路、第二充气支路及气源充气一段时间，再关断第一充、第二充气支路，导通混合支路一段时间，实现腔体内气体的混合，具体的，如附图10所示，先关断阀体667、668，打开阀体665、666、669，导通气源670，此时即可进行充气，充气一段时间后。如附图11所示，关断阀体665、666、669，打开阀体667、668，启动循环泵663，从而使腔体内的气流进行循环实现均匀混合。混合时，气源可以打开也可以关闭。充气和混合可以仅交替一次，也可以交替多次，至腔体内的气压达到设定的检测值，具体交替次数此处不做限定。当然在一些实施例中，也可以不进行混合，而仅充入试漏气体。

S6，所述测漏仪启动，所述移动机构900驱动所述吸头700在工件表面移动进行测漏，测漏前，通过所述测漏仪标定装置5000对测漏仪进行标定。

当然，在其他实施例中，如没有运输车，也不需要施压防止工件变形时，则可以相应的省去S2-S4的过程。

本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。