用于锂电池干燥的上下料对接装置的制作方法

1.本发明涉及一种锂电池干燥设备，尤其涉及一种用于锂电池干燥的上下料对接装置。


背景技术：

2.在磷酸铁锂电池的注液之前，需要对电芯进行烘烤去除水分。具体是，利用推拉机构将干燥夹具从密封炉体内拉出，然后，将干燥夹具开夹，再将锂电池放置干燥夹具内，干燥夹具将锂电池夹紧，最后，再利用推拉机构将干燥夹具推入密封炉体内。现如今在生产的锂电池烘烤生产线上，自带夹紧电芯的干燥夹具在被推拉机构拉出炉体后需要流转到专门工位上开夹，之后才能由天轨机械手抓取电芯，取放在干燥夹具上，干燥夹具再流转回炉的腔体内；这种生产方式工艺步骤较多，干燥夹具流转过程繁琐，生产效率比较低。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种在将干燥夹具拉出或推入炉体的同时，能使干燥夹具开夹或夹紧，减少烘烤夹具流转步骤，提高生产效率的用于锂电池干燥的上下料对接装置。
4.为了实现上述目的，本发明提供的用于锂电池干燥的上下料对接装置包括移动设备及干燥设备，所述移动设备位于所述干燥设备的一侧；所述干燥设备包括炉体以及可移动地设置于所述炉体内的干燥夹具；所述移动设备包括机架、平移驱动机构、移动平台、推拉定位机构以及夹紧开夹机构，所述移动平台可移动地设置于所述机架上；所述推拉定位机构及所述夹紧开夹机构分别设置于所述移动平台上；所述平移驱动机构设置于所述机架与所述移动平台之间以驱动所述移动平台移动，使得所述推拉定位机构与所述干燥夹具对接并带动所述干燥夹具移动，且使得所述夹紧开夹机构与所述干燥夹具对接并驱动所述干燥夹具对锂电池夹紧或开夹。
5.与现有技术相比，本发明在所述移动设备上设置移动平台，在所述移动平台上设置推拉定位机构以及夹紧开夹机构，通过利用平移驱动机构带动所述移动平台移动，使得所述推拉定位机构可与所述干燥夹具靠近并且进行对位连接，从而使得所述干燥夹具可以在所述推拉定位机构的带动下转移到所述机架上。并且，通过利用所述夹紧开夹机构在与所述干燥夹具靠近时与所述干燥夹具连接，从而可以使得所述夹紧开夹机构能在所述干燥夹具转移的过程中同时对所述干燥夹具进行开夹，因此，无需将所述干燥夹具流转到专门的工位上开夹，简化了工艺步骤。而且，当所述推拉定位机构带动所述干燥夹具移出炉体时，所述夹紧开夹机构同时对所述干燥夹具开夹，当所述推拉定位机构的带动所述干燥夹具移入炉体时，所述夹紧开夹机构同时对所述干燥夹具夹紧，因而，可节约大量的生产时间，从而提高生产效率。
6.较佳地，所述干燥夹具包括座体、多个加热层板、丝杆、滑块及牵引件，所述加热层板呈排列且可移动地设置于所述座体，所述丝杆可转动地设置于所述座体且与所述滑块螺纹连接，所述夹紧开夹机构的输出端与所述丝杆连接且可驱动所述丝杆转动；所述滑块与
位于最前方的所述加热层板连接，相邻两所述加热层板之间连接所述牵引件。通过利用丝杆带动滑块滑动，使得滑块带动排列设置的加热层板能相互靠近，进而实现自动夹紧锂电池，或者通过牵引件的带动下使所述加热层板能相互远离，从而实现自动开夹的目的。
7.具体地，所述夹紧开夹机构包括转轴以及旋转驱动机构，所述旋转驱动机构设置于所述移动平台上且输出端与所述转轴连接；所述转轴的一端可与所述丝杆对接，使得所述转轴与所述丝杆周向相对固定连接而轴向可分离地连接。利用所述转轴与所述丝杆进行对接，既可使所述转轴与所述丝杆能方便地轴向对接，又可以使得所述转轴能快速驱动所述丝杆转动，其结构简单，对接方便。
8.具体地，所述旋转驱动机构包括第一电机、主动同步轮、从动同步轮及同步带，所述第一电机的输出端与所述主动同步轮连接，所述从动同步轮与所述转轴连接，所述同步带围绕于所述主动同步轮及所述从动同步轮之间。
9.较佳地，所述干燥夹具靠近所述推拉定位机构的一侧设有卡合块，所述卡合块设有卡合槽，所述卡合槽可供所述推拉定位机构的输出端卡合对接。通过设置卡合块，在所述卡合块上设置卡合槽，从而可供所述推拉定位机构的输出端插接，进而可以使得所述推拉定位机构能快速地与所述干燥夹具进行对位连接，提高连接的便利性。
10.具体地，所述卡合槽内枢接有限位杆，所述限位杆在受重力状态时卡于所述炉体，使得所述干燥夹具相对所述炉体锁定，在受到所述推拉定位机构的输出端的抵顶时转动而脱离所述炉体，使得所述干燥夹具相对所述炉体释锁。通过设置所述限位杆，并使所述限位杆枢接于所述卡合槽内，从而可以使得所述推拉定位机构的输出端在插入所述卡合槽内时能同时驱动所述限位杆转动，使得所述限位杆转动，进而实现在推拉定位机构与所述干燥夹具连接的同时使所述干燥夹具与所述炉体解锁，简化了工艺步骤，提高生产效率。
11.具体地，所述推拉定位机构包括扣合块及横移驱动机构，所述横移驱动机构的输出端与所述扣合块连接，所述扣合块可伸入或退出所述卡合槽。
12.具体地，所述扣合块上枢接有滚轮，所述滚轮的相对两侧伸出所述扣合块，以在所述扣合块伸出所述卡合槽内时与所述卡合槽的两相对内壁接触。这样可以使得所述扣合块在插接所述卡合槽内时能与所述卡合槽更加紧密地配合，防止两者之间出现间隙而使所述干燥夹具与所述推拉定位机构之间存在位置误差，进而达到准确定位的目的。
13.具体地，所述干燥夹具靠近所述推拉定位机构的一侧设有炉门，所述炉门跟随所述干燥夹具移动。通过使炉门与所述干燥夹具设置成一体结构，可以使得所述干燥夹具在离开所述炉体的开始一瞬间即可同步打开炉门，或在进入所述炉体的最后阶段即可同步关闭炉门，因此，无需再通过任何机构驱动炉门打开或关闭，有效简化了步骤，控制起来更加方便。
14.较佳地，所述平移驱动机构包括驱动电机、驱动齿轮及齿条，所述驱动电机设置于所述移动平台上，所述驱动齿轮与所述驱动电机的输出端连接，所述齿条设置于所述机架上，所述驱动齿轮与所述齿条啮合。通过使所述驱动齿轮与所述齿条配合，利用所述驱动电机驱动所述驱动齿轮转动，从而使得所述驱动齿条可沿所述齿条方向移动，进而达到驱动所述移动平台移动的目的，这种驱动方式结构简单，控制方便，反应速度快，因而使得所述移动平台的动作反应迅速，移动位置精准。
附图说明
15.图1是本发明用于锂电池干燥的上下料对接装置的立体图。
16.图2是本发明用于锂电池干燥的上下料对接装置的移动设备与干燥夹具对接的立体图。
17.图3是本发明用于锂电池干燥的上下料对接装置的移动设备的移动平台、夹紧开夹机构及推拉定位机构的立体图。
18.图4是本发明用于锂电池干燥的上下料对接装置的移动设备的移动平台、夹紧开夹机构及推拉定位机构的俯视图。
19.图5是本发明用于锂电池干燥的上下料对接装置的移动设备的移动平台、夹紧开夹机构及推拉定位机构的主视图。
20.图6是本发明用于锂电池干燥的上下料对接装置的移动设备的移动平台、夹紧开夹机构及推拉定位机构的侧视图。
21.图7是本发明用于锂电池干燥的上下料对接装置的干燥夹具的侧视图。
22.图8是本发明用于锂电池干燥的上下料对接装置的夹紧开夹机构与干燥夹具对接的立体图。
23.图9是本发明用于锂电池干燥的上下料对接装置的夹紧开夹机构与干燥夹具对接的侧视图。
24.图10是本发明用于锂电池干燥的上下料对接装置的推拉定位机构与干燥夹具对接的立体图。
25.图11是图7中a部分的放大图。
具体实施方式
26.为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现的效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
27.如图1至图3所示，本发明用于锂电池干燥的上下料对接装置100包括移动设备1及干燥设备2，所述移动设备1位于所述干燥设备2的一侧；所述干燥设备2呈排列地设置，所述移动设备1沿所述干燥设备2的排列方向可移动地设置，这样可以利用一台所述移动设备1对接多台所述干燥设备2。另外，所述干燥设备2可以设置两排，所述移动设备1设置于两排所述干燥设备2之间。具体地，所述干燥设备2包括炉体21以及可移动地设置于所述炉体21内的干燥夹具22，所述干燥夹具22的移动方向垂直所述移动设备1的移动方向；所述炉体21设有多层，每层设有多排腔体211，所述干燥夹具22一一对应地设置于所述腔体211内。所述移动设备1包括机架11、平移驱动机构12、移动平台13、推拉定位机构14以及夹紧开夹机构15，所述机架11沿所述干燥设备2的排列方向可移动地设置。所述移动平台13可移动地设置于所述机架11上且移动方向与所述干燥设备2的移动方向同向。所述推拉定位机构14及所述夹紧开夹机构15分别设置于所述移动平台13上；具体地，所述移动平台13的两侧固定地设有安装座131，所述推拉定位机构14及所述夹紧开夹机构15呈上、下地布置且支承于与会同两所述安装座131。更具体地，所述推拉定位机构14呈对称地设置，即每一所述安装座131上均设有一所述推拉定位机构14，使得两所述推拉定位机构14能同时推拉定位一个所述干燥夹具22，这样可以使得所述干燥夹具22在移动时具有两个受力点，达到使所述干燥夹具
22受力平衡，移动更稳定的目的。所述平移驱动机构12设置于所述机架11与所述移动平台13之间以驱动所述移动平台13移动，使得所述推拉定位机构14与所述干燥夹具22对接并带动所述干燥夹具22移动，且使得所述夹紧开夹机构15与所述干燥夹具22对接并驱动所述干燥夹具22对锂电池夹紧或开夹。
28.请参阅图7，所述干燥夹具22包括座体221、多个加热层板222、丝杆223、滑块224、牵引件225及导向杆226，所述导向杆226设置于所述座体221，所述加热层板222呈排列且可移动地设置于所述座体221，所述加热层板222滑动地套于所述导向杆226上，其排列方向及移动方向均与所述干燥夹具22的移动方向同向。所述丝杆223可转动地设置于所述座体221且与所述滑块224螺纹连接，所述丝杆223分别设置于所述座体221的相对两侧，所述丝杆223的中心轴方向与所述加热层板222的移动方向同向。所述丝杆223的一端突伸出所述座体221的前侧面，进而露出于所述干燥夹具22的前侧外，以方便与所述夹紧开夹机构15对接。所述夹紧开夹机构15的输出端与所述丝杆223呈可拆卸地连接且可驱动所述丝杆223转动；当所述夹紧开夹机构15的输出端靠近所述丝杆223的端部时，两者呈同轴地卡接以在周向方向固定，实现扭矩传递。所述滑块224与位于最前方向的所述加热层板222连接，以在所述滑块224向后方移动时，通过推动最前方向的加热层板222，使其向后方的加热层板222靠近，进而将所有加热层板222聚集并压紧在一起。相邻两所述加热层板222之间连接所述牵引件225，以在所述滑块224向前方移动时，通过所述牵引件225拉动各个加热层板222以最大的间距散开排列。通过利用丝杆223带动滑块224滑动，使得所述滑块224带动排列设置的加热层板222能相互靠近，进而实现自动夹紧锂电池，或者通过所述牵引件225的带动下使所述加热层板222能相互远离，从而实现自动开夹的目的。
29.再请参阅图3、图5、图6及图9，所述夹紧开夹机构15包括转轴151以及旋转驱动机构152，所述转轴151枢接于所述安装座131上，且中心轴方向与所述移动平台13的移动方向同向，所述转轴151与所述丝杆223同轴地设置；所述转轴151的数量为二，分别一一对应地设置于所述安装座131，且一一对应于所述丝杆223。所述转轴151的一端可与所述丝杆223对接，使得所述转轴151与所述丝杆223周向相对固定连接而轴向可分离地连接。所述转轴151靠近所述丝杆223的一端的端面径向地设有卡合凹151a，所述丝杆223的端部设有卡合凸223a，当所述转轴151与所述丝杆223对接时，所述卡合凹151a与所述卡合凸223a卡合，这时，所述转轴151与所述丝杆223呈周向相对固定，但所述转轴151在轴向远离所述丝杆223的方向不受限制。所述旋转驱动机构152设置于所述移动平台13上且输出端与所述转轴151连接。利用所述转轴151与所述丝杆223进行对接，既可使所述转轴151与所述丝杆223能方便地轴向对接，又可以使得所述转轴151能快速驱动所述丝杆223转动，其结构简单，对接方便。具体地，所述旋转驱动机构152包括第一电机152a、主动同步轮152b、从动同步轮152c及同步带152d，所述主动同步轮152b及从动同步轮152c分别枢接于所述移动平台13上。所述第一电机152a设置于所述移动平台13上且输出端与所述主动同步轮152b连接，所述从动同步轮152c分别与所述转轴151一一对应地连接，所述同步带152d围绕于所述主动同步轮152b及所述从动同步轮152c之间。另外，本发明由于所述干燥设备2分别设置于所述移动设备1的相对两侧，因此，所述夹紧开夹机构15需要对应地设置于所述移动平台13的两端，本实施例通过将所述转轴151的两端延伸，转轴151两端的对接结构设为相同。这样所述转轴151的两端均可对接与其同侧的干燥夹具22，因此，只需要设置一个所述夹紧开夹机构15即
可实现对不同侧的干燥夹具22进行对接，结构得到极大的简化。
30.再如图1、图10及图11所示，所述干燥夹具22靠近所述推拉定位机构14的外侧设有卡合块23，所述卡合块23设有两端贯通的卡合槽231，所述卡合槽231的延伸方向与所述移动平台13的移动方向垂直。所述卡合槽231可供所述推拉定位机构14的输出端从一端插入以实现两者卡合对接。通过设置卡合块23，在所述卡合块23上设置卡合槽231，从而可供所述推拉定位机构14的输出端插接，进而可以使得所述推拉定位机构14能快速地与所述干燥夹具22进行对位连接，提高连接的便利性。所述卡合槽231内枢接有限位杆24，所述炉体21的前侧面靠近炉口的边缘设置锁止块25，所述锁止块25对称地分布于炉口的两侧。所述干燥夹具22置于所述炉体21内时，所述限位杆24的自由端在受重力状态时会向下转动进而卡于所述炉体21的锁止块25上，使得所述干燥夹具22相对所述炉体21锁定，避免意外脱离所述炉体21。而在受到所述推拉定位机构14的输出端的抵顶时，所述限位杆24会转动，所述限位杆24的自由端则脱离所述炉体21的锁止块25，使得所述干燥夹具22相对所述炉体21释锁。通过设置所述限位杆24，并使所述限位杆24枢接于所述卡合槽231内，从而可以使得所述推拉定位机构14的输出端在插入所述卡合槽231内时能同时驱动所述限位杆24转动，使得所述限位杆24转动，进而实现在推拉定位机构14与所述干燥夹具22连接的同时使所述干燥夹具22与所述炉体21解锁，简化了工艺步骤，提高生产效率。
31.再请参阅图3、图4、图10及图11，所述推拉定位机构14包括扣合块141及横移驱动机构142，所述横移驱动机构142的输出端与所述扣合块141连接，所述扣合块141可伸入或退出所述卡合槽231。所述横移驱动机构142包括底板142a、第二电机142b，第二丝杆142c、第二螺母142d及横移支架142e，所述底板142a固定于所述安装座131，所述第二电机142b设置于所述底板142a上，所述第二丝杆142c枢接于所述底板142a且中心轴方向垂直于所述移动平台13的移动方向。所述第二螺丝与所述第二丝杆142c螺纹连接且与所述横移支架142e固定连接，所述横移支架142e通过轨道滑动地设置于所述底板142a，所述扣合块141固定于所述横移支架142e上。本发明由于所述干燥设备2分别设置于所述移动设备1的相对两侧，因此，所述推拉定位机构14需要对应地设置于所述移动平台13的两端，本实施例通过将所述横移支架142e的两端延伸，且在所述横移支架142e的两端分别设置结构相同的所述扣合块141，这样所述横移支架142e的两端均可对接与其同侧的干燥夹具22，因此，只需要设置一个所述推拉定位机构14即可实现对不同侧的干燥夹具22进行对接，结构得到极大的简化。具体地，所述扣合块141上枢接有滚轮141a，所述滚轮141a的相对两侧伸出所述扣合块141的两侧，即所述滚轮141a的直径大于所述扣合块141的宽度，以在所述扣合块141伸出所述卡合槽231内时与所述卡合槽231的两相对内壁接触。这样可以使得所述扣合块141在插接所述卡合槽231内时能与所述卡合槽231更加紧密地配合，防止两者之间出现间隙而使所述干燥夹具22与所述推拉定位机构14之间存在位置误差，进而达到准确定位的目的。
32.再如图9所示，所述干燥夹具22靠近所述推拉定位机构14的一侧设有炉门227，所述炉门227跟随所述干燥夹具22移动。所述卡合块23设置于所述炉门227的外侧。通过使炉门227与所述干燥夹具22设置成一体结构，可以使得所述干燥夹具22在离开所述炉体21的开始一瞬间即可同步打开炉门227，或在进入所述炉体21的最后阶段即可同步关闭炉门227，因此，无需再通过任何机构驱动炉门227打开或关闭，有效简化了步骤，控制起来更加方便。
33.再如图2及图5所示，所述平移驱动机构12包括驱动电机121、驱动齿轮122及齿条123，所述驱动电机121设置于所述移动平台13上，所述驱动齿轮122与所述驱动电机121的输出端连接，所述齿条123设置于所述机架11上，所述驱动齿轮122与所述齿条123啮合。通过使所述驱动齿轮122与所述齿条123配合，利用所述驱动电机121驱动所述驱动齿轮122转动，从而使得所述驱动齿条123可沿所述齿条123方向移动，进而达到驱动所述移动平台13移动的目的，这种驱动方式结构简单，控制方便，反应速度快，因而使得所述移动平台13的动作反应迅速，移动位置精准。
34.再请参阅图1，此外，本发明的所述移动设备1上还可以设置天车机械手16及升降机构(图中未示)，所述升降机构可以对所述移动平台13进行上升或下降，以使所述移动平台13能对应地位于其需要对接的干燥夹具22所在的层上。所述天车机械手16具有夹爪，可以同时爪取多块锂电池放置于所述干燥夹具22上，或者从所述干燥夹具22上同时取出锂电池。所述天车机械手16及升降机构并不是本技术的重点，因此，不再详细说明。
35.综合上述并结合上述附图，下面对本发明的锂电池干燥的上下料对接装置的工作原理进行详细描述，如下：
36.当需要将锂电池放入所述干燥设备2内干燥时，首先，所述机架11移动到所述干燥夹具22所在的所述干燥设备2的前侧，然后，所述升降驱动机构驱动所述移动平台13上升到所述干燥夹具22所在的层。此时，所述平移驱动机构12驱动所述移动平台13伸出所述机架11并靠近一侧的所述干燥设备2。然后，两所述推拉定位机构14同步动作，具体时，所述第二电机142b启动带动所述第二丝杆142c，进而通过所述第二螺母142d带动所述横移支架142e移动，所述横移支架142e带动所述扣合块141移动，使得所述扣合块141插入于所述卡合槽231内，同时所述扣合块141顶推所述限位杆24，使得所述限位杆24的自由端转动而脱离所述锁止块25，此时，所述干燥夹具22与所述炉体21解锁。与此同时，所述转轴151的前端的卡合凹151a与所述丝杆223的端部的卡合凸223a卡合对接。这时，所述平移驱动机构12驱动所述移动平台13移入所述机架11内，所述移动平台13通过所述推拉定位机构14带动所述干燥夹具22移出所述炉体21并进入所述机架11内。在所述干燥夹具22转移的过程中，所述第一电机152a启动，带动所述主动同步轮152b，进而通过所述同步带152d带动所述从动同步轮152c，所述从动同步轮152c带动所述转轴151转动，所述转轴151带动所述丝杆223转动，所述丝杆223转动带动所述滑块224向前移动，所述滑块224带动所述加热层板222，同时通过所述牵引件225的牵引下，其他的加热层板222相互远离，并保持最大的间距，进而使得所述干燥夹具22开夹。当所述干燥夹具22进入到所述机架11内后，所述第二电机142b再次启动，使得所述扣合块141完全进入所述卡合槽231，此时，所述滚轮141a进入所述卡合槽231内并且所述滚轮141a抵触于所述卡合槽231的两侧，从而使得所述干燥夹具22与所述扣合块141之间不存在间隙，所述干燥夹具22达到完成定位的状态。这时，所述天车机械手16可以抓取锂电池并分别放置于所述干燥夹具22的相邻的两加热层板222之间。最后，所述平移驱动机构12驱动所述移动平台13再次伸出所述机架11，从而推动所述干燥夹具22重新进入所述炉体21，同时，所述第一电机152a启动并反向转动，驱使所述加热层板222相互之间夹紧在一起，进而将锂电池池夹紧加压。当所述干燥夹具22完全进入所述炉体21后，所述第二电机142b启动并反向转动，驱使所述扣合块141脱离所述卡合槽231，这时，所述限位杆24在重力作用下自由端下落而卡于所述锁止块25上，所述干燥夹具22即可相对所述炉体21锁定。这
样所述炉体21即可对所述干燥夹具22内的锂电池加热干燥。当需要对所述移动设备1另一端的干燥设备2进行上下料时，只需要将所述移动平台13移动到与该干燥设备2靠近的一侧即可，驱动动作与上述类似，不再重复描述。
37.与现有技术相比，本发明在所述移动设备1上设置移动平台13，在所述移动平台13上设置推拉定位机构14以及夹紧开夹机构15，通过利用平移驱动机构12带动所述移动平台13移动，使得所述推拉定位机构14可与所述干燥夹具22靠近并且进行对位连接，从而使得所述干燥夹具22可以在所述推拉定位机构14的带动下转移到所述机架11上。并且，通过利用所述夹紧开夹机构15在与所述干燥夹具22靠近时与所述干燥夹具22连接，从而可以使得所述夹紧开夹机构15能在所述干燥夹具22转移的过程中同时对所述干燥夹具22进行开夹，因此，无需将所述干燥夹具22流转到专门的工位上开夹，简化了工艺步骤。而且，当所述推拉定位机构14带动所述干燥夹具22移出炉体21时，所述夹紧开夹机构15同时对所述干燥夹具22开夹，当所述推拉定位机构14的带动所述干燥夹具22移入炉体21时，所述夹紧开夹机构15同时对所述干燥夹具22夹紧，因而，可节约大量的生产时间，从而提高生产效率。
38.以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。