一种托盘夹紧机构及夹紧或解锁电池模组的方法与流程

1.本发明涉及托盘夹紧机构技术领域，尤其涉及一种托盘夹紧机构及夹紧或解锁电池模组的方法。


背景技术：

2.目前，在动力电池模组生产线中，托盘承载着电池模组，通过流水线往返于各个工位之间，从上料到下料，最终完成成品。托盘在行进过程中，通过安装于托盘上的夹紧机构夹紧电池模组，防止电池模组位置窜动影响焊接效果，传统的托盘夹紧机构通过弹簧压住电池模组，而当到达放料和取料的位置时，则通过气缸反向压弹簧，使夹紧机构脱离电池模组，实现上料和下料。传统的托盘夹紧机构通过弹簧力推动夹紧条夹紧模组，再通过气缸反向压弹簧解锁，导致气缸解锁时弹簧的压力是最大的，远大于夹紧模组时的力，导致解锁的力大，夹紧的力小，使气缸选型过大，对结构刚度要求高。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，发明提供一种托盘夹紧机构及夹紧或解锁电池模组的方法：包括夹紧结构和锁定结构，所述夹紧结构连接于所述锁定结构上，在使用时，所述锁定结构安装在托盘上，在气缸作用下所述夹紧结构对所述托盘上的电池模组进行夹紧或解锁；在气缸推力作用下，所述夹紧结构在所述锁定结构的导向槽内沿预置的夹紧路径y和解锁路径s移动；当沿所述夹紧路径y移动至第一位置时，所述夹紧结构对托盘内的电池模组完成夹紧；当沿所述解锁路径s移动至第二位置时，所述夹紧结构对托盘内的电池模组完成解锁。
4.在另一种托盘夹紧机构中，设有夹紧结构，所述夹紧结构连接于滑动结构上，所述滑动结构连接于锁定结构上；在使用时，所述锁定结构安装在托盘上，在气缸作用下所述夹紧结构对所述托盘上的电池模组进行夹紧或解锁；当所述夹紧结构受到气缸推力时，所述夹紧结构带动所述滑动结构在所述锁定结构的导向槽内沿预置的夹紧路径y和解锁路径s移动，当所述滑动结构沿所述夹紧路径y移动至第一位置时，所述夹紧结构对托盘内的电池模组完成夹紧；当所述滑动结构沿所述解锁路径s移动至第二位置时，所述夹紧结构对托盘内的电池模组完成解锁。
5.可选的，所述夹紧结构包括夹紧固定块、夹紧块、夹紧导柱和矩形弹簧，所述夹紧导柱放置于夹紧固定块的第一导向孔内，所述矩形弹簧的一部分与所述夹紧固定块相连接，所述矩形弹簧的另一部分与所述夹紧块相连接，所述夹紧导柱设于所述矩形弹簧内，所述夹紧导柱长度方向的一端与所述夹紧固定块和/或所述夹紧块相连接。
6.可选的，夹紧块靠近电池模组的一端连接有pu材质的夹紧条，当夹紧结构夹紧电池模组时，通过矩形弹簧的规格和压缩量控制夹紧力的大小。
7.可选的，滑动结构包括轴固定块、导向轴、圆柱压缩弹簧和活动滑块，夹紧固定块与所述活动滑块相连接，所述轴固定块固定在所述锁定结构上，所述轴固定块中间开设有
第二导向孔，所述第二导向孔用于放置所述导向轴，所述活动滑块连接所述圆柱压缩弹簧一端，所述圆柱压缩弹簧的另一端与轴固定块连接，所述圆柱压缩弹簧留有预压， 所述圆柱压缩弹簧始终把所述活动滑块推向一侧。
8.可选的，滑动结构的轴固定块固定在锁定结构上，所述锁定结构包括游动板、活动连杆和轴承，所述活动连杆上下两端各设有一个短轴，所述游动板固定在托盘上，所述游动板上设有心形的沟槽，活动连杆一端的短轴放置于沟槽内，所述活动连杆另一端的短轴固定在所述轴承上，所述轴承安装在活动滑块的沉槽内。
9.提供一种夹紧或解锁电池模组的方法，所述夹紧或解锁电池模组的方法通过上述任意一项的托盘夹紧机构来实现：步骤s10，通过气缸对夹紧结构施加推力，通过所述夹紧结构带动滑动结构发生移动，所述滑动结构下方设有活动连杆，所述活动连杆在锁定结构的导向槽内沿预置路径移动；步骤s20，当所述活动连杆移动至第一位置时，所述夹紧结构对托盘内的电池模组完成夹紧；步骤s30，当所述活动连杆移动至第二位置时，所述夹紧结构对托盘内的电池模组完成解锁。
10.可选的，步骤s20，当活动连杆移动至第一位置时，所述夹紧结构对托盘内的电池模组完成夹紧，包括：步骤s201，通过气缸外力向前推动夹紧结构，所述夹紧结构带动活动滑块向前运动，带动与所述活动滑块相连接的活动连接杆的上端短轴移动，进而带动所述活动连接杆的下端短轴在导向槽内移动；所述夹紧结构通过螺栓固定在活动滑块上，滑动结构的轴固定块固定在锁定结构上；步骤s202，在活动连接杆的下端短轴刚好卡在导向槽的第一位置时，圆柱压缩弹簧拉住活动滑块，所述活动滑块拉住夹紧结构，夹紧结构夹紧电池模组。
11.可选的，步骤s30，当活动连杆移动至第二位置时，所述夹紧结构对托盘内的电池模组完成解锁，包括：步骤s301，通过气缸外力向前推动夹紧固定块，所述夹紧固定块带动所述活动滑块向前运动，进而带动与所述活动滑块相连接的活动连杆在导向槽内移动；步骤s302，在向导向槽的第二位置移动时，电池模组逐渐脱离夹紧状态，并在气缸的推力下到到达第二位置，完成解锁，托盘夹紧机构与电池模组脱离。
12.可选的，步骤s302，在向导向槽的第二位置移动时，电池模组逐渐脱离夹紧状态，并在气缸的推力下到到达第二位置，完成解锁，之后包括：在气缸推力退去时，通过圆柱压缩弹簧拉住活动滑块。在拉住活动滑块时，活动滑块不再在锁定结构的导向槽内移动，固定在解锁状态。
13.发明的有益效果为：在解锁时采用的是气缸推力，而非直接拉开夹紧机构，推一下，滑动结构在锁紧位置锁定，再推一下，滑动结构退回到解锁状态，可降低解锁气缸规格及整体结构的刚度，降低结构的成本。
附图说明
14.图1为托盘夹紧机构结构示意图；图2为托盘夹紧机构仰视角度的局部结构示意图；图3为托盘夹紧机构俯视角度的局部结构示意图；图4为导向槽结构示意图；图5为活动连杆局部的结构示意图；图6为夹紧或解锁轨迹示意图；图7为锁定结构局部的结构示意图；图8为夹紧结构局部的结构示意图；图9为滑动结构一局部的结构示意图；图10为滑动结构另一局部的结构示意图；1为夹紧结构、2为滑动结构、3为锁定结构、1-1为夹紧固定块、1-2为夹紧块、1-3为夹紧条、1-4为夹紧导柱、1-5为矩形弹簧、2-1为轴固定块、2-2为导向轴、2-3为圆柱压缩弹簧、2-4为活动滑块、2-5为沟槽、3-1为游动板、3-2为活动连杆、3-3为轴承、上端短轴3-4、下端短轴3-5、a为第一位置、b第二位置、y为夹紧路径、s为解锁路径、101为第一挡边、102为第二挡边、103为第三挡边、105为第五挡边、106为第六挡边、107为第七挡边。
具体实施方式
15.下面详细描述发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释发明，而不能理解为对发明的限制。在发明的描述中，需要理解的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，术语“内”、“上”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，因此不能理解为对发明的限制。在发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”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；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。
16.下面结合附图1至图10对发明进行进一步说明：在一实施例中，托盘夹紧机构包含夹紧结构1和锁定结构3，夹紧结构1连接于锁定结构3上，在使用时，锁定结构3安装在托盘上，在气缸作用下夹紧结构1的一端对托盘上的电池模组进行夹紧或解锁；当夹紧结构1受到气缸推力时，夹紧结构1在锁定结构3的导向槽内沿预置的夹紧路径y和解锁路径s移动；当沿夹紧路径y移动至第一位置时，夹紧结构1对托盘内的电池模组完成夹紧；当沿解锁路径s移动至第二位置时，夹紧结构1对托盘内的电池模组完成解锁。气缸夹紧和解锁过程中始终提供的都是推力，这与现有技术中在解锁时需要向外拉夹紧装置的方式具有明显的不同，如果采用向外拉的方式，夹紧装置中的弹簧将受到较大的拉力，容易损毁，本实施中在解锁时采用的是气缸推力，而非直接拉开夹紧机
构，推一下，滑动结构在锁紧位置锁定，再推一下，滑动结构退回到解锁状态，可降低解锁气缸规格及整体结构的刚度，降低结构的成本。
17.在一实施例中，托盘夹紧机构，设有夹紧结构1，夹紧结构1连接于滑动结构2上，滑动结构2连接于锁定结构3上；在使用时，锁定结构3安装在托盘上，在气缸作用下夹紧结构1对托盘上的电池模组进行夹紧或解锁；当夹紧结构1受到推力时，夹紧结构1带动滑动结构2在锁定结构3的导向槽内沿预置的夹紧路径y和解锁路径s移动，当滑动结构2沿夹紧路径y移动至第一位置时，夹紧结构1对托盘内的电池模组完成夹紧；当滑动结构2沿解锁路径s移动至第二位置时，夹紧结构1对托盘内的电池模组完成解锁；在气缸推力退去时，滑动结构2拉住夹紧结构1，夹紧结构1对电池模组维持在压紧或解锁状态，靠拉住的状态代替气缸的推力。夹紧结构1由前端和后端构成，前端和后端之间通过弹性部件相连接，例如弹性部件为弹簧，在安装弹簧时，弹簧留有预压，使得前端始终被后端向外推出，前端为压紧电池模组的一端，滑动结构2与夹紧结构1的结构相同或等同，夹紧结构1的后端底部与滑动结构2的前端顶部相连接，气缸力作用于夹紧结构1的后端，在夹紧结构1的带动下滑动结构2发生位移，滑动结构2的后端底部设置有与锁定结构3的导向槽相匹配的导向柱，当导向柱移动到第一位置时，夹紧结构1的前端对托盘内的电池模组进行夹紧，移动至第二位置时，夹紧结构1的前端对托盘内的电池模组进行解锁；压缩弹簧是靠气缸实现的，气缸不能一直压缩弹簧，所以气缸在退回时，滑动结构2扔可维持夹紧结构1的压缩状态，防止因气缸推力的周期变化带来的夹紧力不稳定。
18.参照图1，当在夹紧时，将电池模组固定在托盘上；当夹紧结构1受到推力时，夹紧结构1带动滑动结构2在锁定结构3的导向槽内沿预置路径发生位移；当滑动结构2移动至第一位置时，夹紧结构1对托盘内的电池模组进行夹紧；当滑动结构2移动至第二位置时，夹紧结构1对托盘内的电池模组进行解锁，由第一位置向第二位置移动时的方向与由第二位置向第一位置移动时的方向相反；传统的托盘夹紧机构是通过弹簧力推动夹紧条夹紧模组，再通过气缸反向压弹簧实现解锁，气缸在解锁时，受到的弹簧的压力是最大的，远大于夹紧电池模组时的力，导致解锁的力大，夹紧的力小，使气缸选型过大，结构刚度要求很高，而本技术无需通过气缸反向压弹簧，而是通过气缸推动夹紧结构1运动，夹紧结构1带动滑动结构2在锁定结构3的导向槽内沿预置路径发生位移；参照图2，当滑动结构2移动至第一位置时，夹紧结构1刚好夹紧电池模组，具体为，夹紧结构1内设有矩形弹簧1-5或其他类似的弹性部件，例如相邻的夹紧条之间设有弹性部件，弹性部件的两端设于相邻的夹紧条内，当通过气缸推动位于弹性部件一端的夹紧条时，另一端的夹紧条用于夹紧电池模组，或者在安装弹性部件时就对弹性部件留预压，使得在未受到气缸推力时，夹紧条就始终将夹紧条推至外部，直至夹紧结构1刚好夹紧电池模组；具体的，参照图4和图8，当弹性部件为矩形弹簧1-5时，初始状态的矩形弹簧1-5带有预压，带有预压的矩形弹簧1-5在自然状态下始终将夹紧结构1的夹紧条向外推，在夹紧条接触到电池模组时，矩形弹簧1-5被进一步压缩，在到达第一位置a时压力达到最大，该压力作为夹紧力作用在电池模组上，实现夹紧电池模组的目的，通过矩形弹簧1-5的规格和压缩量控制夹紧力的大小；当滑动结构2由第一位置a向第二位置b移动时，滑动结构2带动夹紧结构1移动，矩形弹簧1-5的压力得以释放，恢复至初始状态，由于矩形弹簧1-5可自动恢复至初始状态，因此，气缸用较小的力就可将夹紧结构1推走，即采用较小的力实现对电池
模组的解锁，可降低气缸规格及整体结构的刚度，降低结构的成本，节约能源。
19.在一实施例中，参照图1、2和6，夹紧结构1包括夹紧固定块1-1、夹紧块1-2、夹紧导柱1-4和矩形弹簧1-5，夹紧导柱1-4放置于夹紧固定块1-1的第一导向孔内，矩形弹簧1-5的一部分与夹紧固定块1-1相连接，矩形弹簧1-5的另一部分与夹紧块1-2相连接，夹紧导柱1-4设于矩形弹簧1-5内，夹紧导柱1-4长度方向的一端与夹紧固定块1-1和/或夹紧块1-2相连接。夹紧导柱1-4可在夹紧固定块1-1的第一导向孔内滑动，第一导向孔的中间装有矩形弹簧1-5，夹紧固定块1-1的一端固定在夹紧块1-2内；矩形弹簧1-5在安装的时候有预压，由于矩形弹簧1-5在放入第一导向孔之时留有预压，在矩形弹簧1-5压力的作用下，夹紧块1-2始终被向外推出，在使用时，通过气缸力推动夹紧结构1向前移动，移动的方向与矩形弹簧1-5的压缩方向平行。夹紧固定块1-1为托盘夹紧机构的夹紧和解锁动作零件，通过气缸推一下夹紧固定块1-1实现夹紧，再推一下实现解锁。
20.在一实施例中，夹紧块1-2靠近电池模组的一端连接有pu材质的夹紧条1-3，当夹紧结构1夹紧电池模组时，通过矩形弹簧1-5的规格和压缩量控制夹紧力的大小。夹紧块1-2的另一端连接有夹紧条1-3；夹紧条1-3为pu材质，固定在夹紧块1-2上，用于和电池模组接触。
21.在一实施例中，参照图1、2和9，滑动结构2包括轴固定块2-1、导向轴2-2、圆柱压缩弹簧2-3和活动滑块2-4，夹紧固定块1-1与活动滑块2-4相连接，轴固定块2-1固定在锁定结构3上，轴固定块2-1中间开设有第二导向孔，第二导向孔用于放置导向轴2-2，活动滑块2-4连接圆柱压缩弹簧2-3一端，圆柱压缩弹簧2-3的另一端与轴固定块2-1连接，圆柱压缩弹簧2-3留有预压， 圆柱压缩弹簧2-3始终把活动滑块2-4推向一侧。导向轴2-2与第二导向孔配合，活动滑块2-4实现在导向轴2-2上滑动。推一下，滑动结构在锁紧位置锁定，再推一下，滑动结构退回到解锁状态，因为圆柱压缩弹簧2-3的力很小，气缸解锁时附加的力也很小，而滑动结构2上的矩形弹簧仅仅用于压紧电池模组，从而使解锁的力和压紧的力很相近，降低解锁气缸规格及整体结构的刚度，降低结构的成本。
22.参照图1-10，滑动结构2的轴固定块2-1固定在锁定结构3上，锁定结构3包括游动板3-1、活动连杆3-2和轴承3-3，活动连杆3-2上下两端各设有一个短轴，游动板3-1固定在托盘上，游动板3-1上设有心形的沟槽2-5，活动连杆3-2一端的短轴放置于沟槽2-5内，活动连杆3-2另一端的短轴固定在轴承3-3上，轴承3-3安装在活动滑块2-4的沉槽内；心形的沟槽2-5有内轮廓和外轮廓，各轮廓之间精密配合，游动板3-1固定在托盘上或游动板3-1相对于托盘是固定的，活动滑块2-4随导向轴2-2前后运动，夹紧结构1的夹紧固定块1-1用螺栓固定在滑动结构2的活动滑块2-4上，夹紧固定块1-1随活动滑块2-4一起动作。活动连杆3-2的上端短轴3-4固定在轴承3-3上，轴承3-3安装在活动滑块2-4的沉槽里面。通过上述配合可以实现活动连杆3-2的上端短轴3-4和夹紧固定块1-1一起沿导向轴2-2方向前后运动，参照图5，轴承3-3的使用，使得活动连杆3-2以活动连杆3-2的上端短轴3-4为中心摆动，在解锁状态，活动连杆3-2的下端短轴3-5在游动板3-1的沟槽2-5的心形底部位置，当气缸外力推动夹紧固定块1-1向前运动，活动连杆3-2的上端短轴3-4也向前运动，带动下端短轴3-5向前运动，活动连杆3-2的上端短轴3-4向前运动并可以摆动，所以活动连杆3-2的下端短轴3-5在游动板3-1的沟槽2-5内向前运动的过程中，参照图6，会先接触到沟槽2-5内轮廓第七挡边107，然后沿着箭头的方向运动到锁紧卡位状态，在这个状态活动连杆3-2的下端短轴
3-5被沟槽2-5外轮廓的第一挡边101挡住不能向前，此时当气缸外力向后退回去，活动滑块2-4的一侧装入圆柱压缩弹簧2-3，圆柱压缩弹簧2-3有预压，且弹簧力很小，圆柱压缩弹簧2-3始终将活动滑块2-4向后推；活动连杆3-2的下端短轴3-5会进入沟槽2-5内轮廓的第六挡边106，且被沟槽2-5内轮廓的第五挡边105挡住，即活动连杆3-2的下端短轴3-5卡在由第六挡边106和第五挡边105形成的v形凹槽内，此时为夹紧状态；当气缸外力再次推动夹紧固定块1-1向前运动，活动连杆3-2的上端短轴3-4会接触到沟槽2-5外轮廓的第二挡边102，沿着沟槽2-5外轮廓的第二挡边102向前运动被沟槽2-5外轮廓的第三挡边103挡住，此状态为解锁卡位状态，此时当气缸外力向后退回去，此时圆柱压缩弹簧2-3将活动滑块2-4向后推。活动连杆3-2的上端短轴3-4沿箭头方向向后运动到沟槽2-5的底部，即处于解锁状态，游动板3-1的沟槽2-5为一个心形的沟槽2-5，沟槽2-5的内轮廓和外轮廓的各条挡边相互配合，外力气缸的前推方式为：在锁紧的时候把活动连杆3-2的下端短轴3-5推到锁紧卡位状态，后立即退回，在解锁的时候把活动连杆3-2的下端短轴3-5推到解锁卡位状态后立即退回，这样就可以实现外力气缸推一下，结构锁紧，再推一下，结构解锁，循环反复。一方案为当移动至图6的a位置时，处于锁紧卡位状态，当移动至图6的b位置时，处于解锁卡位状态，即当移动至a位置时，夹紧结构1夹紧电池模组，当由a位置移动到b位置时，夹紧结构1与电池模组之间相互错开，从而实现解锁；参照图4，另一方案为，当移动到a位置时，处于锁紧状态，当移动到b位置时，处于解锁状态；由于夹紧结构1的前端始终被后端向外推出，后端又与滑动结构2连接，因此在气缸力退去时，滑动结构2会拉住夹紧结构1，使夹紧结构1维持在有气缸力的状态。
23.在一实施例中，夹紧块1-2的另一端连接有夹紧条1-3；夹紧条1-3为pu材质，固定在夹紧块1-2上，用于和电池模组接触，矩形弹簧1-5在安装的时候有预压，当夹紧结构1夹紧电池模组时，通过矩形弹簧1-5的规格和压缩量控制夹紧力的大小。
24.提供一种夹紧或解锁电池模组的方法，该方法可通过上述实施例中的任意一个托盘夹紧机构来实现，包括：步骤s10，通过气缸对夹紧结构1施加推力，通过夹紧结构1带动滑动结构2发生移动，滑动结构2下方设有活动连杆3-2，活动连杆3-2在锁定结构3的导向槽内沿预置路径移动；步骤s20，当活动连杆3-2移动至第一位置时，夹紧结构1对托盘内的电池模组完成夹紧；步骤s30，当活动连杆3-2移动至第二位置时，夹紧结构1对托盘内的电池模组完成解锁。
25.在一实施例中，步骤s20，当活动连杆3-2移动至第一位置时，夹紧结构1对托盘内的电池模组完成夹紧，包括：步骤s201，通过气缸外力向前推动夹紧结构1，夹紧结构1带动活动滑块2-4向前运动，带动与活动滑块2-4相连接的活动连杆3-2的上端短轴3-4移动，进而带动活动连杆3-2的下端短轴3-5在导向槽内移动；夹紧结构1通过螺栓固定在活动滑块2-4上，滑动结构2的轴固定块2-1固定在锁定结构3上；步骤s202，在活动连杆3-2的下端短轴3-5刚好卡在导向槽的第一位置时，活动连杆3-2拉住活动滑块2-4，活动滑块2-4拉住夹紧结构1，夹紧结构1夹紧电池模组。
26.在一实施例中，步骤s30，当活动连杆3-2移动至第二位置时，夹紧结构1对托盘内的电池模组完成解锁，包括：步骤s301，通过气缸外力向前推动夹紧固定块1-1，夹紧固定块1-1带动活动滑块2-4向前运动，进而带动与活动滑块2-4相连接的活动连杆3-2在导向槽内移动；步骤s302，在向导向槽的第二位置移动时，电池模组逐渐脱离夹紧状态，并在气缸的推力下到到达第二位置，完成解锁，托盘夹紧机构与电池模组脱离。
27.在一实施例中，步骤s302，在向导向槽的第二位置移动时，电池模组逐渐脱离夹紧状态，并在气缸的推力下到到达第二位置，完成解锁，之后包括：在气缸推力退去时，通过活动连杆3-2拉住活动滑块2-4。在拉住活动滑块2-4时，活动滑块2-4不再在锁定结构3的导向槽内移动，固定在解锁状态。
28.以上结合具体实施例对发明的技术原理进行了描述。这些描述只是为了解释发明的原理，而不能以任何方式解释为对发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入发明的保护范围之内。