电芯移载设备的制作方法

1.本发明属于自动化设备技术领域，具体涉及一种电芯移载设备。


背景技术：

2.电芯在生产过程中需要在不同的工位之间进行输送转移，以在不同的工位上执行相应的工序流程。
3.然而，对于软包锂电池而言，其电芯由正负极薄片叠合而成，薄片之间无相互吸引的作用力，当两个工位之间存在高度差时，电芯在输送过程中容易导致内部的薄片松散，从而造成电芯损坏。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种电芯移载设备，旨在解决目前的电芯输送方式在两个工位之间存在高度差的情况下容易导致软包锂电池电芯损坏的技术问题。
5.本发明为达到其目的，所采用的技术方案如下：
6.一种电芯移载设备，所述电芯移载设备包括：
7.第一传送机构，所述第一传送机构的输入端用于连接第一入料工位，所述第一传送机构的输出端设有接料工位；
8.翻转机构，位于所述接料工位下方，所述翻转机构的转轴水平设置，所述翻转机构设有容置凹腔；
9.第一驱动装置，设置于所述翻转机构上；
10.挡板，连接于所述第一驱动装置上；
11.所述第一传送机构用于将电芯组件由所述第一入料工位输送至所述接料工位；所述翻转机构用于翻转至所述容置凹腔朝向所述接料工位，以通过所述容置凹腔承接所述接料工位处的所述电芯组件；且所述翻转机构用于翻转至所述容置凹腔背向所述接料工位，以使所述容置凹腔中的所述电芯组件下落至出料工位；
12.所述第一驱动装置用于驱动所述挡板覆盖于所述容置凹腔上。
13.进一步地，所述电芯移载设备还包括第二传送机构；其中：
14.所述第二传送机构与所述第一传送机构间隔设置，所述翻转机构位于所述第一传送机构与所述第二传送机构之间；所述第二传送机构的输入端用于连接第二入料工位，所述第二传送机构的输出端设置于所述接料工位处；
15.所述第二传送机构用于将电芯组件由所述第二入料工位输送至所述接料工位。
16.进一步地，所述容置凹腔为两个，两个所述容置凹腔沿所述翻转机构的转动周向均布；
17.所述翻转机构用于翻转至任一所述容置凹腔朝向所述接料工位，且另一所述容置凹腔朝向所述出料工位。
18.进一步地，所述第一传送机构包括第一多轴驱动装置和第一夹爪；所述第一多轴
驱动装置设置于所述翻转机构的一侧，所述第一夹爪连接于所述第一多轴驱动装置上；所述第一多轴驱动装置用于驱动所述第一夹爪沿第一水平路径和/或第一竖直路径直线移动，所述第一夹爪用于夹持所述电芯组件。
19.进一步地，所述第二传送机构包括第二多轴驱动装置和第二夹爪；所述第二多轴驱动装置设置于所述翻转机构的另一侧，所述第二夹爪连接于所述第二多轴驱动装置上；所述第二多轴驱动装置用于驱动所述第二夹爪沿第二水平路径和/或第二竖直路径直线移动，所述第二夹爪用于夹持所述电芯组件。
20.进一步地，所述翻转机构上可拆卸地连接有容置壳，所述容置凹腔开设于所述容置壳上，所述第一驱动装置设置于所述容置壳上；
21.所述容置凹腔的底壁设有第一定位销，所述第一定位销用于与所述电芯组件上的第一定位孔进行销孔配合。
22.进一步地，所述电芯移载设备还包括第二驱动装置和第二定位销；其中：
23.所述第二驱动装置设置于所述容置壳上，所述第二定位销连接于所述第二驱动装置上，所述容置壳的侧壁开设有第一避让通孔；
24.所述第二驱动装置用于驱动所述第二定位销穿设于所述第一避让通孔中，以使所述第二定位销与所述容置凹腔内的所述电芯组件的侧壁相抵接。
25.进一步地，所述容置壳上设置有第三驱动装置，所述第三驱动装置具有抵接部；所述容置壳的底壁开设有第二避让通孔；
26.所述第三驱动装置用于驱动所述抵接部穿设于所述第二避让通孔中，以通过所述抵接部推动所述容置凹腔内的所述电芯组件，从而使所述电芯组件抵接于覆盖所述容置凹腔的所述挡板上。
27.进一步地，所述容置壳上固定有吸合组件；
28.容置于所述容置凹腔内的所述电芯组件具有位于所述容置凹腔外部的极耳部，所述吸合组件用于对所述极耳部进行吸合固定。
29.进一步地，所述电芯移载设备还包括升降驱动装置；其中：
30.所述翻转机构设置于所述升降驱动装置上；所述升降驱动装置用于驱动所述翻转机构作升降运动，以使所述容置凹腔接近或远离所述出料工位。
31.进一步地，所述第一驱动装置包括双出轴电机、第一丝杆和第二丝杆，所述挡板包括第一板体和第二板体；其中：
32.所述双出轴电机设置于所述翻转机构上，所述容置凹腔背向所述双出轴电机；所述第一丝杆的一端与所述双出轴电机的第一输出端连接，所述第一丝杆的另一端与所述第一板体连接；所述第二丝杆的一端与所述双出轴电机的第二输出端连接，所述第二丝杆的另一端与所述第二板体连接；
33.所述双出轴电机用于驱动所述第一板体、所述第二板体相向直线移动，以使所述第一板体、所述第二板体覆盖于所述容置凹腔上。
34.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
35.本发明提出的电芯移载设备，通过设置第一传送机构和翻转机构，将电芯组件的水平移动和翻转运动分开，并设置可通过第一驱动装置驱动盖合的挡板而有针对性地对在翻转机构上进行翻转运动过程中的电芯组件形成限位保护作用，在通过翻转运动避免了电
芯组件在沿高度方向移载过程中因局部受力而造成损伤的同时，亦避免了电芯组件在翻转过程中发生松脱而导致损坏，在保证电芯组件结构稳定性的前提下同时实现了电芯组件的翻面操作以及在具有高度差的第一入料工位与出料工位之间的输送转移操作；且由于电芯组件的水平输送和翻转运动分为两个机构进行，第一传送机构可在前一电芯组件进行翻转运动时输送下一电芯组件，通过第一传送机构与翻转机构的配合使得电芯组件的动作时间得到合理分配，无需等待整个输送翻转流程执行完毕后再重复上述输送翻转流程，从而提高了电芯组件的批量移载效率。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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示出的结构获得其他的附图。
37.图1为本发明电芯移载设备一实施例的整体结构示意图；
38.图2为本发明电芯移载设备一实施例的第一局部结构示意图；
39.图3为本发明电芯移载设备一实施例的第二局部结构示意图。
40.附图标号说明：
41.标号名称标号名称1第一传送机构33第二丝杆2翻转机构41第一板体3第一驱动装置42第二板体4挡板51第二多轴驱动装置5第二传送机构52第二夹爪6容置壳61容置凹腔7升降驱动装置62吸合组件11第一多轴驱动装置63第二驱动装置12第一夹爪64第二定位销31双出轴电机65第三驱动装置32第一丝杆
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42.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
43.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。
44.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
45.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
46.参照图1至图3，本发明实施例提供一种电芯移载设备，电芯移载设备包括：
47.第一传送机构1，第一传送机构1的输入端用于连接第一入料工位，第一传送机构1的输出端设有接料工位；
48.翻转机构2，位于接料工位下方，翻转机构2的转轴水平设置，翻转机构2设有容置凹腔61；
49.第一驱动装置3，设置于翻转机构2上；
50.挡板4，连接于第一驱动装置3上；
51.第一传送机构1用于将电芯组件由第一入料工位输送至接料工位；翻转机构2用于翻转至容置凹腔61朝向接料工位，以通过容置凹腔61承接接料工位处的电芯组件；且翻转机构2用于翻转至容置凹腔61背向接料工位，以使容置凹腔61中的电芯组件下落至出料工位；
52.第一驱动装置3用于驱动挡板4覆盖于容置凹腔61上。
53.在本实施例中，电芯组件具体可包括由正负极薄片叠合而成的电芯本体以及用于容置电芯本体的料盒。第一传送机构1可包括直线驱动装置和相应的夹持器件。翻转机构2可包括步进旋转驱动装置，其转动角度与向其输入的脉冲信号数量具有映射关系；优选地，可将额定脉冲数量设置为该步进旋转驱动装置转动半周(180
°
)所对应的脉冲数量，如此只需向该步进旋转驱动装置间歇输入该额定数量的脉冲信号，即可驱动该步进旋转驱动装置在第一角度位置(即容置凹腔61竖直朝上并正对接料工位)和第二角度位置(即容置凹腔61竖直朝下并正对出料工位)之间进行间歇切换；其中，容置凹腔61可以是直接开设于翻转机构2上的凹腔结构，亦可指代外接于翻转机构2的盒体构件的内腔，此处不作限定；容置凹腔61的轮廓对应电芯组件设置，可等于或略大于电芯组件，以在平行于翻转机构2转轴的平面上对容置凹腔61内的电芯组件形成限位作用。
54.第一驱动装置3可以是直线驱动装置或旋转驱动装置，用以驱动挡板4通过直线滑动或翻转等方式盖合于容置凹腔61上，以使容置凹腔61成为封闭腔室，从而在垂直于翻转机构2转轴的方向上对容置凹腔61内的电芯组件形成限位作用。
55.经测试及研究发现，软包电池电芯内的正负极薄片出现松散问题的原因在于电芯在沿高度方向移载的过程中存在长时间的局部受力，因而容易造成正负极薄片损伤。基于该发现，本实施例通过设置翻转机构2，使电芯组件在存在高度差的两个工位之间进行移载的过程中可同时进行翻面操作，如此可避免电芯组件因局部受力而造成损伤。在具体实施过程中，第一传送机构1的直线驱动装置可驱动夹持器件在第一入料工位处夹持电芯组件，并将电芯组件沿水平方向移动至接料工位；此时电芯组件位于容置凹腔61上方，夹持器件
可松开电芯组件，使电芯组件进入容置凹腔61中(此时电芯组件的第一表面朝上)；然后第一驱动装置3驱动挡板4盖合于容置凹腔61上，使得容置凹腔61内的电芯组件不具备任何自由度；之后翻转机构2可驱动容置凹腔61向下转动至与下方的出料工位相对，最后第一驱动装置3驱动挡板4打开，使容置凹腔61内的电芯组件下落至出料工位(此时电芯组件的第二表面朝上，第二表面与第一表面相对)，如此便在保证电芯组件结构稳定性的前提下同时实现了电芯组件的翻面操作以及在具有高度差的第一入料工位与出料工位之间的输送转移操作。其中，第一传送机构1在将上述电芯组件放置于容置凹腔61之后再次移动至第一入料工位输送下一电芯组件；翻转机构2亦在完成上述电芯组件的转移输送后再次驱动容置凹腔61向上转动至与接料工位相对，以承接第一传送机构1输送的下一电芯组件，如此循环往复，实现电芯组件的批量输送。
56.由上述工作流程可见，本实施例通过设置第一传送机构1和翻转机构2，将电芯组件的水平移动和翻转运动分开，并设置可通过第一驱动装置3驱动盖合的挡板4而有针对性地对在翻转机构2上进行翻转运动过程中的电芯组件重点形成限位保护作用，在通过翻转运动避免了电芯组件在沿高度方向移载过程中因局部受力而造成损伤的同时，亦避免了电芯组件在翻转过程中发生松脱而导致损坏，在保证电芯组件结构稳定性的前提下同时实现了电芯组件的翻面操作以及在具有高度差的第一入料工位与出料工位之间的输送转移操作；且由于电芯组件的水平输送和翻转运动分为两个机构进行，第一传送机构1可在前一电芯组件进行翻转运动时输送下一电芯组件，通过第一传送机构1与翻转机构2的配合使得电芯组件的动作时间得到合理分配，无需等待整个输送翻转流程执行完毕后再重复上述输送翻转流程，从而提高了电芯组件的批量移载效率。
57.可选地，参照图1至图3，电芯移载设备还包括第二传送机构5；其中：
58.第二传送机构5与第一传送机构1间隔设置，翻转机构2位于第一传送机构1与第二传送机构5之间；第二传送机构5的输入端用于连接第二入料工位，第二传送机构5的输出端设置于接料工位处；
59.第二传送机构5用于将电芯组件由第二入料工位输送至接料工位。
60.可选地，参照图1至图3，容置凹腔61为两个，两个容置凹腔61沿翻转机构2的转动周向均布；
61.翻转机构2用于翻转至任一容置凹腔61朝向接料工位，且另一容置凹腔61朝向出料工位。
62.在该实施方式中，图示性地，当其中一个容置凹腔61朝向上方的接料工位时，另一容置凹腔61则朝向下方的出料工位。如此，当下方的容置凹腔61进行卸料操作(即第一驱动装置3驱动挡板4打开以使电芯组件下落至出料工位)时，上方的容置凹腔61可同时进行接料操作(即第一传送机构1将第一入料工位的电芯组件输送至接料工位并放置于容置凹腔61内，第一驱动装置3驱动挡板4关闭以对电芯组件形成限位)；当翻转机构2转过90
°
后，卸料完毕的容置凹腔61移动至上方的接料工位，而接料完毕的容置凹腔61则移动至下方的出料工位，此时第一传送机构1已返回第一入料工位以待输送下一电芯组件，而第二传送机构5已将第二入料工位的电芯组件输送至接料工位，则此时位于接料工位的容置凹腔61可进行接料操作，而位于出料工位的容置凹腔61可同时进行卸料操作；当翻转机构2再次转过90
°
后，卸料完毕的容置凹腔61移动至上方的接料工位，而接料完毕的容置凹腔61则移动至
下方的出料工位，此时第二传送机构5已返回第二入料工位以待输送下一电芯组件，而第一传送机构1已将第一入料工位的电芯组件输送至接料工位，则此时位于接料工位的容置凹腔61可进行接料操作，而位于出料工位的容置凹腔61可同时进行卸料操作，如此循环往复。
63.通过上述第一传送机构1、第二传送机构5与翻转机构2的配合，可压缩因电芯组件由入料工位输送至接料工位的周期与电芯组件翻转操作的周期不一致而产生的等待时间，从而进一步提高了电芯组件的批量移载效率。
64.可选地，参照图1至图3，第一传送机构1包括第一多轴驱动装置11和第一夹爪12；第一多轴驱动装置11设置于翻转机构2的一侧，第一夹爪12连接于第一多轴驱动装置11上；第一多轴驱动装置11用于驱动第一夹爪12沿第一水平路径和/或第一竖直路径直线移动，第一夹爪12用于夹持电芯组件。
65.可选地，参照图1至图3，第二传送机构5包括第二多轴驱动装置51和第二夹爪52；第二多轴驱动装置51设置于翻转机构2的另一侧，第二夹爪52连接于第二多轴驱动装置51上；第二多轴驱动装置51用于驱动第二夹爪52沿第二水平路径和/或第二竖直路径直线移动，第二夹爪52用于夹持电芯组件。
66.图示性地，第一多轴驱动装置11、第二多轴驱动装置51均具有水平移动轴和竖直移动轴，当第一入料工位、第二入料工位与接料工位存在高度差时，可更便于驱动电芯组件移动至预设的接料工位处，以使电芯组件可更准确地放入容置凹腔61内。
67.可选地，参照图1至图3，翻转机构2上可拆卸地连接有容置壳6，容置凹腔61开设于容置壳6上，第一驱动装置3设置于容置壳6上；
68.容置凹腔61的底壁设有第一定位销(图中未示意出)，第一定位销用于与电芯组件上的第一定位孔进行销孔配合。
69.在本实施方式中，可通过拆卸更换不同尺寸的容置壳6以适应不同的电芯组件，提高了设备的适用性。通过设置第一定位销，可在将电芯组件放置于容置凹腔61中时起到定位作用，并在平行于翻转机构2转轴的平面上对容置凹腔61内的电芯组件形成限位作用，从而进一步提高了电芯组件在容置凹腔61内的稳定性，避免电芯组件在翻转过程中受到损伤。
70.可选地，参照图1至图3，电芯移载设备还包括第二驱动装置63和第二定位销64；其中：
71.第二驱动装置63设置于容置壳6上，第二定位销64连接于第二驱动装置63上，容置壳6的侧壁开设有第一避让通孔(图中未示意出)；
72.第二驱动装置63用于驱动第二定位销64穿设于第一避让通孔中，以使第二定位销64与容置凹腔61内的电芯组件的侧壁相抵接。
73.通过设置可利用第二驱动装置63进行驱动的第二定位销64，可进一步限制电芯组件在容置凹腔61内的位移，从而进一步提高了电芯组件在容置凹腔61内的稳定性，避免电芯组件在翻转过程中与容置凹腔61侧壁发生碰撞而受到损伤。其中，第二定位销64与电芯组件的侧壁相抵接，具体可以是第二定位销64直接顶紧于电芯组件的侧壁上，亦可以是第二定位销64与电芯组件侧壁上的另一定位孔进行销孔配合，此处不作限定。
74.可选地，参照图1至图3，容置壳6上设置有第三驱动装置65，第三驱动装置65具有抵接部；容置壳6的底壁开设有第二避让通孔(图中未示意出)；
75.第三驱动装置65用于驱动抵接部穿设于第二避让通孔中，以通过抵接部推动容置凹腔61内的电芯组件，从而使电芯组件抵接于覆盖容置凹腔61的挡板4上。
76.第三驱动装置65可选用一种直线气缸，抵接部可为直线气缸的活塞端部。通过抵接部的抵接限位作用，可使电芯组件紧贴挡板4，避免电芯组件在翻转过程中因存在间隙而在容置凹腔61内发生晃动，从而造成电芯组件碰撞损伤的情况发生。
77.可选地，参照图1至图3，容置壳6上固定有吸合组件62；
78.容置于容置凹腔61内的电芯组件具有位于容置凹腔61外部的极耳部，吸合组件62用于对极耳部进行吸合固定。
79.通过设置吸合组件62，可避免外露于容置凹腔61、厚度较薄且易损的极耳部在翻转过程中因晃动幅度过大而松散并损坏，从而可更全面地对翻转过程中电芯组件的整体结构稳定性进行保护。其中，吸合组件62可选用吸盘或通过气压进行抽吸的各类器件，此处不一一列举。
80.可选地，参照图1至图3，电芯移载设备还包括升降驱动装置7；其中：
81.翻转机构2设置于升降驱动装置7上；升降驱动装置7用于驱动翻转机构2作升降运动，以使容置凹腔61接近或远离出料工位。
82.通过设置升降驱动装置7，可更便于控制容置凹腔61与出料工位在竖直方向上的距离。具体地，若容置凹腔61在翻转机构2驱动下转动至下方后仍与出料工位存在较大的高度差，可通过升降驱动装置7驱动翻转机构2向下移动，以使容置凹腔61更接近出料工位，当容置凹腔61与出料工位在竖直方向上的距离合适之后再通过第一驱动装置3驱动挡板4打开以进行卸料操作，可避免因电芯组件下落高度过大而造成电芯组件损坏。
83.可选地，参照图1至图3，第一驱动装置3包括双出轴电机31、第一丝杆32和第二丝杆33，挡板4包括第一板体41和第二板体42；其中：
84.双出轴电机31设置于翻转机构2上，容置凹腔61背向双出轴电机31；第一丝杆32的一端与双出轴电机31的第一输出端连接，第一丝杆32的另一端与第一板体41连接；第二丝杆33的一端与双出轴电机31的第二输出端连接，第二丝杆33的另一端与第二板体42连接；
85.双出轴电机31用于驱动第一板体41、第二板体42相向直线移动，以使第一板体41、第二板体42覆盖于容置凹腔61上。
86.第一板体41、第二板体42均可包括相互连接的连接部和盖合部，以形成图示的l字形，其中连接部用于连接第一丝杆32和第二丝杆33，盖合部呈平板状且平行于容置凹腔61开口所在的平面；在双出轴电机31的驱动下，第一板体41、第二板体42可贴合于容置凹腔61开口所在平面并同时作相向直线滑动，以盖合于容置凹腔61上或从容置凹腔61上打开。该挡板4移动开合方式相比于翻转打开的方式可更节省竖直方向上的空间，避免挡板4在接料过程中打开后与第一夹爪12、第二夹爪52发生干涉，以及避免挡板4在卸料过程中打开后与出料工位发生干涉。
87.需要说明的是，本发明公开的电芯移载设备的其它内容可参见现有技术，在此不再赘述。
88.以上仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。