一种用于电池出入干燥箱的自动化传送系统的制作方法

本实用新型涉及电池制造技术领域，尤其涉及一种用于电池出入干燥箱的自动化传送系统。

背景技术：

在锂电池的制造过程中，水分通常成为危害产品质量的重要因素，必须要加强制造过程中对水分的控制，因此，可采用能广泛用于锂电池、晶振和电池极片等电子产品干燥的干燥箱对电池组件进行出入箱干燥的相关操作。

但是，本领域技术人员对现有公知技术的缺陷进行重点分析时发现，在目前的电池组件加工生产过程中，往往仍旧延续采用传统的人工方式进行出入箱操作，在自动化设备高度发展的今天，这种人工方式明显极大地降低了生产效率，因而，很多工序已经逐渐采用出入箱装置来提升效率并降低人力、费用。

目前，对于电池干燥工序，所采用的电池入箱装置大都是将电芯直接送入烘烤箱再整箱烘烤电芯，无法满足流水式自动化机械设备的需求。因而，目前尚没有能够将电池组件以连贯性的动作直接送入干燥机箱内部的一体式装置，更加无法采用同一个入箱设备来完成再将电池从干燥箱内取出放置于输送带的工序，为提高电池出入箱的自动化程度以利于规模化生产，很有必要结合干燥箱与电池组件相互之间的空间位置关系来实现一种具有可靠的连贯性、自动化程度较高、有利于确保出入箱工序准确度的传送系统。

综上所述，本实用新型正是在现有公知技术的基础上，结合实际应用的验证，对同一技术领域内的产品结构提出进一步研发与设计的技术方案，这些所提出的技术方案完全能解决现有技术存在的问题，同时也有利于同一技术领域的众多技术问题的解决以及提高技术方案的可拓展性。

技术实现要素：

针对以上缺陷，本实用新型提供一种用于电池出入干燥箱的自动化传送系统，具有省时省力、可明显提高自动化程度、工序连贯、有利于规模化工业生产等优点，同时解决现有技术的诸多不足。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于电池出入干燥箱的自动化传送系统，具有用于将电池组件沿着水平方向传送的电池传送带装置，并且在所述电池传送带装置的水平传送方向上安装一个用于将电池组件送入至干燥箱内的机械手装置，所述机械手装置具有沿着电池传送带装置进行水平滑动的滑动式机架，所述机械手装置为三维立体滑动式机械手装置，所述三维立体滑动式机械手装置包括：

水平滑动机构，包括设置于所述滑动式机架底部的齿条滑轨、以及与所述齿条滑轨相啮合的转动组件，所述转动组件由电机带动旋转并且带动所述三维立体滑动式机械手装置沿着所述电池传送带装置的水平传送方向滑动，直至到达待取放电池组件所在位置处；

由气缸驱动升降的顶升推块，设置于所述电池传送带装置内部且用于承载所述电池组件，使所述电池组件于所述电池传送带装置的水平传送面上方进行升降；

吸取机构，包括由电机驱动进行相对或相向运动的两个吸杆，所述两个吸杆相对运动至所述电池组件所在位置处并且将所述顶升推块承载的所述电池组件吸附住；

升降机构，垂直设置于所述滑动式机架上方，使所述吸杆于所述电池传送带装置上方升降；

带有滑动轨道的伸缩机构，通过一滑动架与所述吸取机构连接并且与所述吸取机构一同升降，所述伸缩机构通过电机带动一同步皮带运转，使所述吸取机构沿着所述滑动轨道双向滑动。

对于以上技术方案的附加结构，还包括以下任意一项：

对于机械手装置，所述三维立体滑动式机械手装置至少包括：使所述电池组件在所述电池传送带装置上表面与干燥箱之间进行垂直升降的Y轴传送机构、使干燥箱同等高度上的电池组件出入干燥箱的Z轴传送机构。

对于所述电池传送带装置，包括立板、沿着所述立板长度方向设置的传送链条、以及所述传送链条上铺设的若干链板；

相应地，所述电池传送带装置的不同位置处具有多个用于取放电池组件的取放区域，并且所述顶升推块设置于对应的取放区域内。

对于以上具有任一项附加结构的技术方案，还包括：

所述转动组件包括但不局限于齿轮，所述齿轮设置于所述水平滑动机构驱动电机的驱动端；

对于升降机构的设置，还选择实施为：

所述升降机构采用气缸驱动伸缩螺杆上下伸缩，使与所述伸缩螺杆相接的伸缩机构连同吸附机构进行升降运动；

或者，所述升降机构采用电机驱动带有螺母座的丝杆，使与所述丝杆螺母座相接的伸缩机构连同吸附机构进行升降运动。

本实用新型采用的技术方案，各个机构还可相应地实施为：

所述伸缩机构的同步皮带通过一同步传动压块与吸附机构连接；

所述吸取机构采用同步皮带，所述同步皮带的上部传送段、下部传送段依次分别固定连接一压块，每个压块通过固定组件与对应的吸杆相接；

所述伸缩机构可将吸取机构由干燥箱所在位置处缩回，使两个吸杆之间承载的已干燥完的电池组件从干燥箱内取回。

本实用新型有益效果为：

(1)通过结合干燥箱与电池组件相互之间的空间位置关系来实现一种具有可靠的连贯性、自动化程度较高、有利于确保出入箱工序准确度的传送系统，该系统具备三维立体滑动式机械手装置，并且在X轴方位、Y轴方位、Z轴方位分别对位置进行合理的布置，有利于提高电池组件放入到干燥箱内部的自动化程度，具有省时省力、自动化程度高、工序连贯、有利于规模化工业生产等优点；

(2)具有电池传送带装置并且在该装置的基础上进行电池组件的取放，相比传统在传送带装置于机械手进行拼接形成流水线的方式，占地空间较小、操控简单；

(3)可使工序更加清晰，由于目前缺乏将电池送入干燥箱内相应的三维立体式设备，本实用新型这种连贯性结构的设计填补了该领域的空白。

附图说明

下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型实施例所述用于电池出入干燥箱的自动化传送系统的立体示意图一；

图2是本实用新型实施例所述用于电池出入干燥箱的自动化传送系统的立体示意图二；

图3是本实用新型实施例所述用于电池出入干燥箱的自动化传送系统的三维立体滑动式机械手装置部分示意图；

图4是图3的3A部分放大示意图；

图5是图2的2A部分放大示意图；

图6是本实用新型实施例所述用于电池出入干燥箱的自动化传送系统的升降机构部分示意图；

图7是本实用新型实施例所述用于电池出入干燥箱的自动化传送系统的工作状态示意图。

图中：

100、三维立体滑动式机械手装置；200、电池传送带装置；201、传送链条；202、链板；203、立板；

1、滑动式机架；2、吸取机构；3、水平滑动机构；4、升降机构；5、顶升推块；6、伸缩机构；7、电池组件；

21、正反转电机；22、同步皮带；23、压块；24、固定块；25、吸杆；26、吸嘴；

31、X轴方向马达；32、X轴方向传动齿轮；33、齿条滑轨；

41、垂直升降气缸；42、伸缩螺杆；

61、Z轴方向马达；62、Z轴方向传动轮；63、Z轴方向传动皮带；64、同步传动压块；65、滑动架；66、Z轴滑动轨道。

具体实施方式

如图1-7所示，本实用新型实施例所述的用于电池出入干燥箱的自动化传送系统，所实施的技术手段要实现的目的在于，解决传统电池出入箱工序中，因采用由复杂组件构成的输送装置而导致机械设备庞大、机械组件冗余、占地空间较大以及输送效率较低等导致工作效率低下等问题，在解决这些问题的同时，还要在提升电池组件与干燥箱之间的空间利用率的基础上实施该自动化传送系统，即通过本实用新型实施的自动化传送系统能够完成从电池组件吸取到送入至干燥机箱过程中的优化输送方式，以及待电池干燥完之后，还能通过自动化传送系统取出。

本实用新型以电池组件与干燥箱的位置关系为基础，对自动化传送系统进行实施，由于干燥箱与电池组件之间的相对位置并非处于电池组件的正上方，不仅有垂直方向的距离、还有不同水平方向的距离，若采用单一的传送装置或机械手，则无法直接实现一体传送到位，本实用新型的初步构思是基于三维空间的设计，这为本实用新型的技术方案带来了相应的启示，即本实用新型所实施的技术方案是在电池组件等待传送位置与干燥箱之间实施一个具有X、Y、Z轴三个传送方向的三维立体滑动式机械手装置100，同时，还需要相应地对电池组件等待传送的位置进行优化，使该传送位置处于有利于配合三维立体滑动式机械手装置100来更连贯地完成整个工序的电池传送带装置200。

本实用新型对于以上设置的三维立体滑动式机械手装置100，使其安装在一个滑动式机架1上，所要实施的用于配合将电池组件7传送至等待位置的电池传送带装置200则采用传送链条201水平传送的方式，并且使等待入箱的电池组件8在电池传送带装置200内部依次沿着水平方向传送至相应的待取放位置，然后，由三维立体滑动式机械手装置100将电池传送带装置200上的电池组件7取走并通过连贯性的技术手段将其送入干燥箱内。

首先，对于以上设置的电池传送带装置200进行分析：

为实现电池组件7传送至等待位置，电池传送带装置200具有立板203并且沿着立板203长度方向设置传送链条201，立板203之间的传送链条201水平铺设若干链板202，这些链板202在水平传送电池组件7的同时，通过合理设置每两个相邻链板202之间的距离，使两个相邻链板202之间形成用于取放电池组件7的取放区域，相应地，可使电池传送带装置200形成一个具有不同位置的多个用于取放电池组件7的取放区域，每个取放区域下方设置一用于将电池组件7向上顶起的顶升推块5，使电池组件7放置于该顶升推块5的上表面，顶升推块5底部采用气缸令其推动上升或下降，从而将上表面的电池组件7所在高度便于调节升降，根据不同工艺需求，可在顶升推块5的下方设置吸附装置，通过在顶升推块5上表面开设若干风孔，使所放置的电池组件7能够吸附固定在顶升推块5，也在一定程度上增加了电池组件7的稳定性。

以上所实施的电池传送带装置200相应技术手段，用于使电池组件7形成一个等待三维立体滑动式机械手装置100对电池组件7进行取放出入干燥箱的状态，所实施的三维立体滑动式机械手装置100在取放时，通过其自身的X、Y、Z轴三个传送方向的传送机构来实现，具体实施的技术手段为：

(一)所实施的三维立体滑动式机械手装置100具有水平滑动机构3，该水平滑动机构3设置于滑动式机架1底面，并且带动整个三维立体滑动式机械手装置100沿着电池传送带装置200的水平传送方向进行滑动直至达到要取放电池组件7对应的顶升推块5位置处，在本实用新型中，若以该电池传送带装置200水平传送方向为X轴方向参照，则所实施的滑动式机架1安装的水平滑动机构3的滑动方向也处于X轴方向；

进一步地，所实施的水平滑动机构3包括用于提供驱动力的X轴方向马达31、以及设置于滑动式机架1外边缘底部的齿条滑轨33，该齿条滑轨33同样沿着滑动式机架1长度方向设置并且其表面均匀分布若干齿条，所实施的齿条滑轨33通过这些齿与水平滑动机构3的X轴方向传动齿轮32相互啮合，由于X轴方向传动齿轮32设置于X轴方向马达31的驱动端，当X轴方向马达31驱动X轴方向传动齿轮32转动时，使X轴方向传动齿轮32在与其相啮合的齿条滑轨33上表面进行水平方向的滑动，也就形成了一个相对于机械手装置的X轴移动单元，从而带动整个三维立体滑动式机械手装置100沿着电池传送带装置200的水平传送方向进行滑动直至达到要取放电池组件7对应的顶升推块5位置处。

(二)对于所实施的三维立体滑动式机械手装置100取放电池组件7的方式，所实施的三维立体滑动式机械手装置100还包括安装在三维立体滑动式机械手装置100下方水平方向上的吸取机构2，该吸取机构2所在支架上装有能够实现顺时针与逆时针转动的正反转电机21，在进行具体位置的实施时，该正反转电机21的驱动轮、以及通过一同步皮带22连接的一从动轮，分别处于吸取机构2所在支架的两侧，由于吸取机构2所在支架沿着滑动式机架1长度方向，因而，当正反转电机21运转时，能够使其同步连接的同步皮带22沿着滑动式机架1长度方向运转；

进一步地，由于所实施的吸取机构2的同步皮带22在驱动轮与从动轮之间运行，因而该同步皮带22的上部传送段、下部传送段可依次分别固定连接一压块23，从而使两个压块23无论在正反转电机21正向或反向运转的情况下，两个压块23的运行方向均不同，或产生相对运动、或产生相向运动；

相应地，每个压块23各自通过固定块24连接对应的吸杆25，所实施的吸杆25上表面带有若干吸嘴26，当正反转电机21顺时针运转时，带动同步皮带22进行顺时针方向的运转，由于两个压块23分别设置于同步皮带22的上部传送段、下部传送段，从而可产生相向的运动，使两个压块23各自通过固定块24所连接的对应吸杆25也向吸取机构2支架的两端移动，两个吸杆25形成分开状态；当正反转电机21逆时针运转时，带动同步皮带22进行逆时针方向的运转，原理相反，可使两个压块23产生相对的运动，使两个压块23各自通过固定块24所连接的对应吸杆25也向吸取机构2支架的中间相向地移动，两个吸杆25形成合拢状态。

㈢所实施的三维立体滑动式机械手装置100还包括升降机构4，该升降机构4垂直设置于滑动式机架1侧面，不但可跟随滑动式机架1滑动至待取放的电池位置处，还可使所实施的整个吸取机构2进行升降调节，在本实用新型中，若以该电池传送带装置200水平传送方向为X轴方向参照，则所实施的升降机构4带动升降的方向为Y轴方向；

进一步地，所实施的升降机构4包括其顶部的垂直升降气缸41、以及该气缸驱动端的伸缩螺杆42，其中的伸缩螺杆42可直接或间接与吸取机构2相接，从而当垂直升降气缸41带动伸缩螺杆42运动时，伸缩螺杆42可带动机械手装置的部分机构，如吸取机构2，进行上升或下降的运动；相应地，所实施的升降机构4所在架体设置垂直的轨道以便于带动机械手装置的部分机构沿着该轨道滑动；

此外，在具体实施时，在产生相同效果的基础上，还可进行相应技术手段的拓展，对于升降机构4的运动方式不仅可采用伸缩螺杆42，还可采用旋转电机与丝杆相结合的方式，将旋转电机设置于机架顶部，丝杆与电机驱动端连接，当旋转电机转动时，带动丝杆旋转，由于丝杆自身的特性，若采用被动工件通过螺母座与丝杆的螺母连接，则丝杆可将自身的旋转运动转化为该被动工件的直线运动，例如，若被动工件与机械手装置的吸取机构2相接，则可使吸取机构2也产生上下升降运动。

㈣所实施的三维立体滑动式机械手装置100还包括一伸缩机构6，该伸缩机构6设置于吸取机构2与升降机构4之间，并且通过滑动架65与吸取机构2相接，使吸取机构2能够通过伸缩机构6实现伸缩动作，在本实用新型中，若以该电池传送带装置200水平传送方向为X轴方向参照，则所实施的伸缩机构6带动吸取机构2伸缩的方向为Z轴方向；

进一步地，由以上升降机构4的运行方式，显然可知，若所实施的伸缩机构6通过固定组件与升降机构4的伸缩螺杆42直接固定，则可实现伸缩机构6直接与升降机构4相接，从而由升降机构4带动伸缩机构6上下升降；

进一步地，由于伸缩机构6通过相应的连接组件与吸取机构2所在支架相接，则当伸缩机构6沿着升降机构4高度方向上下升降移动时，能够使吸取机构2与伸缩机构6一同上下升降移动，使吸取机构2的电池组件7一同跟随升降至适宜的位置；

相应地，所实施的伸缩机构6架体表面设有沿着Z轴方向设置的Z轴滑动轨道66，所实施的吸取机构2所在支架体通过一滑动架67固定在该Z轴滑动轨道66上并且可沿着该轨道滑动；同时，在伸缩机构6内部还装有Z轴方向马达61并且该Z轴方向马达61带动对应的Z轴方向传动轮62转动，由于Z轴方向传动轮62装有同步的Z轴方向传动皮带63，因而，可使Z轴方向传动皮带63为吸取机构2沿着Z轴滑动轨道66的滑动提供传动条件，具体实施为，可采用一同步传动压块64固定锁紧在Z轴方向传动皮带63上，该同步传动压块64同时还与滑动架67相接，当Z轴方向传动皮带63运转时，带动吸取机构2沿着Z轴滑动轨道66进行滑动，最终由伸缩机构6将吸取机构2向外送出至干燥箱所在位置，使两个吸杆25之间承载的电池组件7送入至干燥箱内，或者，可进行反方向运行，当Z轴方向传动皮带63运转时，由伸缩机构6将吸取机构2由干燥箱所在位置处缩回，使两个吸杆25之间承载的已干燥完的电池组件7从干燥箱内取回。

本实用新型所实施的自动化传送系统，在生产线上取放电池时，由传统的电池取放设备，改变为通过三维立体滑动式机械手装置100与电池传送带装置200的相互配合来实现，所采用技术手段是具备一定创造性高度的，尤其是对于由吸取机构2的吸杆25与顶升推块5配合实现的取放电池的方式，在具体实施时，技术人员是根据不断的试验与方案的不断改进来完成的，所实现的效果可体现在具体的设备工作过程中：

通过实施以上技术手段，在工作时，当水平滑动机构3带动三维立体滑动式机械手装置100沿着电池传送带装置200长度方向滑动之后，使吸取机构2所在支架上的吸杆25同时移动到电池传送带装置200的其中一个顶升推块5位置处，以待进一步工作：

①吸取机构2的正反转电机21顺时针运行，使两个吸杆25呈分开状态，由于此时的顶升推块5尚未抬升，且处在电池传送带装置200相应的链板202下方，两个吸杆25能够通过正反转电机21分别运行至链板202之间的取放区域，并且分别处于该取放区域的两侧，使顶升推块5能够从两个吸杆25之间形成的空间向上顶起；

②升降机构4的垂直升降气缸41带动伸缩螺杆42使吸取机构2下降，顶升推块5由其底部的气缸推动上升，顶起链板202上表面的电池组件7，然后，正反转电机21逆时针运行，使两个吸杆25向中间移动，呈合拢状态，直至两个吸杆25合拢至顶升推块5可以穿过的空隙，顶升推块5再由其自身的气缸推动下降，将电池组件7放入到两个吸杆25的吸嘴上；

③升降机构4的垂直升降气缸41带动伸缩螺杆42使吸取机构2上升，Z轴方向马达61带动Z轴方向传动轮62转动，使Z轴方向传动皮带63移动，带动吸取机构2在Z轴滑动轨道66上滑动，向着干燥箱所在位置，将吸杆25上的电池组件7放入到干燥箱内，完成电池入箱工序。

进一步地，本实用新型实施例所述的用于电池出入干燥箱的自动化传送系统，结合其工作原理，显然可知，在完成将电池送入干燥箱内工序环节的基础上，装置中相应的机构进行合理的反向运行之后，该装置即可完成将完成干燥工序的电池组件7从干燥箱内取出，从而实现既可将先装入干燥箱内，又可将完成干燥工序的电池组件7从干燥箱内取出，具体工作方式如下：

所实施的吸杆25将电池组件7送入干燥箱内部支架上，下降返回原位置完成入箱，然后，等待电池组件7完成干燥工序之后，所实施的升降机构4带动吸取机构2上升，吸杆25沿着Z轴滑动轨道66向干燥箱的方向运动，使吸杆25托起干燥箱支架上完成干燥的电池组件7，吸杆25沿着Z轴滑动轨道66向后端运动，将完成干燥的电池组件7取出，伸缩螺杆42旋转使吸取机构2的吸杆25下降，将电池组件7放置于电池传送带装置200的链板202相应位置处，完成出箱。

以上本实用新型实施例所实施的用于电池出入干燥箱的自动化传送系统，通过设置包含X轴移动单元、Y轴移动单元、以及Z轴移动单元的三维立体滑动式机械手装置100与电池传送带装置200，可实现将电池吸取、朝着干燥箱方向进行水平与垂直方向的输送调节、将电池送入至干燥箱这三个工序，同时，还能完成从干燥箱内取出电池，相比传统输送设备，实现了一体式输送工序，具有省时省力、自动化程度高、有利于规模化工业生产等优点，优化了传统装置及其相应的传统输送工序。

在本说明书的描述中，若出现术语″本实施例″、″具体实施″等描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型或实用新型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一定指的是相同的实施例或示例；而且，所描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以恰当的方式结合。

在本说明书的描述中，术语″连接″、″安装″、″固定″、″设置″、″具有″等均做广义理解，例如，″连接″可以是固定连接或在不影响部件关系与技术效果的基础上通过中间组件间接进行，也可以是一体连接或部分连接，如同此例的情形对于本领域普通技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型或实用新型中的具体含义。

上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能够理解和应用本案技术，熟悉本领域技术的人员显然可轻易对这些实例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本案不限于以上实施例，对于以下几种情形的修改，都应该在本案的保护范围内：①以本实用新型技术方案为基础并结合现有公知常识所实施的新的技术方案，该新的技术方案所产生的技术效果并没有超出本实用新型技术效果之外，例如，在工作方式上采用将电池组件吸取、电池组件空间输送、电池组件送入至干燥箱相结合的立体式机械手技术方案应用于其它电池生产设备；②采用公知技术对本实用新型技术方案的部分特征的等效替换，所产生的技术效果与本实用新型技术效果相同，例如，将部分驱动机构与驱动组件进行等效替换；③以本实用新型技术方案为基础进行可拓展，拓展后的技术方案的实质内容没有超出本实用新型技术方案之外；④利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域。