重载模块化托盘的制作方法

1.本发明涉及新能源领域，具体关于一种汽车新能源电池电芯模组等重载场合自动化生产线的托盘。


背景技术：

2.随着对新能源汽车推广力度的不断加大，具备绿色环保特性的纯电动汽车成为未来汽车产业发展的必然趋势，将逐步取代传统燃油客车成为寻常百姓的日常出行交通工具。电池作为电动汽车的动力来源，是电动汽车的重要组成部件，其安全性能一直备受关注。而电池托盘作为承载电池模组、连接整车的电池包关键零部件，其机械性能、功能安全非常重要，这就对电池包托盘的结构设计提出了较高的要求。现有200kg以上重载托盘采用机加工零部件装配而成，零件加工成本高，无标准模块，虽然托盘大同小异但没有同一的标准，并且装配繁琐，需要按产线定制设计。
3.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种重载模块化托盘，以解决现有技术中载重以及技术标准化问题。
5.为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种重载模块化托盘，主要包括托盘本体；框架组件，包括对所述托盘本体边缘进行固定的多个边框，所述边框的顶部形成有对托盘本体进行支撑的支撑面，所述支撑面的一侧边缘向上凸伸有一对所述托盘本体边缘进行限位的挡板，该挡板的顶部延伸有对所述托盘本体表面进行阻挡的限高板；至少一加强筋，支撑于所述托盘本体下方，所述加强筋固定于相对的两个所述边框之间。
6.在本发明的一个或多个实施方式中，所述边框沿其长度方向设置有截面为矩形的减重腔，所述边框的端部设置有第一安装孔、第二安装孔和第三安装孔，和/或所述第一安装孔和第二安装孔分别凹设形成于所述减重腔顶部的两个顶角，所述第三安装孔设置于所述减重腔的底部，和/或所述第一安装孔、第二安装孔和第三安装孔分别与所述减重腔连通。
7.在本发明的一个或多个实施方式中，所述减重腔的底部向上凸伸有两个相对设置的固定臂，两个固定臂之间围成顶部开口的所述的第三安装孔。
8.在本发明的一个或多个实施方式中，所述加强筋的端部与所述边框侧面之间面接触，和/或所述加强筋的顶面与支撑面位于同一平面，和/或所述加强筋的底面与所述边框的底面位于同一平面。
9.在本发明的一个或多个实施方式中，所述边框面向所述加强筋的侧面开设有t形的卡槽，所述加强筋的端部对应所述卡槽开设有安装孔，所述卡槽沿所述边框的长度方向延伸并与所述边框的端部连通。
10.在本发明的一个或多个实施方式中，所述边框的端部下方凹设形成有一安装空间，所述安装空间内转动设置有导向轮。
11.在本发明的一个或多个实施方式中，所述边框的底部开设有底部固定槽，所述底部固定槽内设置有底部耐磨条，和/或所述边框的侧面开设有侧边固定槽，所述侧边固定槽内设置有侧边耐磨条。
12.在本发明的一个或多个实施方式中，所述侧边固定槽包括上下设置的第一侧边固定槽和第二侧边固定槽，且所述第二侧边固定槽相对第一侧边固定槽设置在所述边框的内侧。
13.在本发明的一个或多个实施方式中，所述边框在安装空间一侧设置有第一端盖和第二端盖，其中所述第一端盖覆盖所述第一侧边固定槽的端口，并至少部分覆盖所述卡槽的端口，所述第二端盖覆盖所述第二侧边固定槽的端口，并至少部分覆盖所述底部固定槽的开口。
14.在本发明的一个或多个实施方式中，所述托盘本体开设有多个定位孔，每个所述定位孔内设置有圆形或菱形销套。
15.与现有技术相比，根据本发明实施方式的重载模块化托盘，通过在托盘本体外围设置边框并在底部设置补强件，解决托盘的重载问题。其次，使用的边框为多功能模块化边框，可以适配不同的托盘，提供一种统一化标准，降低生产成本并提高效率。
附图说明
16.图1是根据本发明一实施方式的重载模块化托盘顶部的示意图；
17.图2是根据本发明一实施方式的重载模块化托盘底部的示意图；
18.图3是根据本发明一实施方式的边框的截面图；
19.图4是根据本发明一实施方式的连接块的示意图；
20.图5是根据本发明一实施方式的加强筋的截面图；
21.图6是根据本发明一实施方式的托盘本体的示意图；
22.图7是根据本发明一实施方式的第一端盖的示意图；
23.图8是根据本发明一实施方式的重载模块化托盘的局部拆解图；
24.图9是根据本发明一实施方式的边框与第一端盖的组合示意图；
25.图10是根据本发明一实施方式的相邻边框固定方式的示意图。
26.主要附图标记说明：
27.100-重载模块化托盘，10-托盘本体，11-安装孔，12-定位孔，13-台阶部，20-边框，21-挡板，22-限高板，23-底部固定槽，241-第一侧边固定槽，242-第二侧边固定槽，25-卡槽，261-第一安装孔，262-第二安装孔，263-第三安装孔，264-第四安装孔，27-减重腔，28-减重槽，30-加强筋，31-第一安装孔，32-第二安装孔，33-第三安装孔，34-减重腔，41-第一端盖，411-螺孔，412-凹槽，42-第二端盖，421-螺孔，50-连接块，51-安装孔，52-操作孔，61-底部耐磨条，62-第一侧边耐磨条，63-第二侧边耐磨条，70-导向轮，80-销套。
具体实施方式
28.下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保
护范围并不受具体实施方式的限制。
29.除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
30.如图1至图10所示，根据本发明优选实施方式的重载模块化托盘100，主要包括托盘本体10、框架组件和加强筋30三部分。托盘本体10为矩形托盘，框架组件由4个边框20组成。考虑到多功能化，其中边框20优选采用铝合金型材制作，主要结构如图2和3所示，在其顶部设置有用于支撑托盘本体10的支撑面，加强经30支撑于边框20之间，用于增加支撑面积，提高对托盘本体10的支撑效果，防止产生凹陷等形式的形变。
31.在边框20顶部支撑面的外侧边缘设置有用于对托盘本体10进行阻挡的挡板21，以防止托盘本体10在意外情况下脱离造成损坏。该挡板21在顶部向内侧方向弯折，在顶部形成一限高板22，用于防止托盘本体10翘起、跳动甚至脱离。托盘本体10安装到位后，横向被挡板21限位，纵向被限高板22限位，因此托盘本体10被牢牢固定在框架组件上，安全性较高。
32.如图2和3所示，在边框20的底部设置有用于固定底部耐磨条61的底部固定槽23，在边框20的外侧设置有用于固定侧边耐磨条的侧边固定槽。在本实施例中，底部固定槽23和侧边固定槽截面为t形。相对应的，底部耐磨条61和侧边耐磨条具有相配合的t形固定部，结构简单，固定效果好。
33.优选的，侧边固定槽设置有两条，包括上下设置的第一侧边固定槽241和第二侧边固定槽242，并且第二侧边固定槽242向内侧缩进。对应的在第一侧边固定槽241和第二侧边固定槽内分别固定有第一侧边耐磨条62和第二侧边耐磨条63，形成双重侧边缓冲结构。其中第一侧边耐磨条62由于更加靠外，会优先承担接触和限位阻挡等作用，因此磨损相对较大；而下方的第二侧边耐磨条63只在特殊环境下才承担相应的作用，因此磨损较小。在这样的设置形式下，只有上方的侧边耐磨条62更换频率相对较高，而下方侧边耐磨条63更换频率更低，因此更换成本相应降低。
34.可以理解的是，底部耐磨条61、第一侧边耐磨条62和第二侧边耐磨条63的厚度可以根据实际情况来确定。当底部耐磨条61使用时间更长时，磨损更大，因此可以增加其厚度。相反可以选择增加第一侧边耐磨条62或第二侧边耐磨条63的厚度，以提高使用寿命。以上耐磨条可以根据产线情况选择钢制或者高分子尼龙材料，或者其他成本低以获取的材质，本实施例并不限制。
35.与其他类型的型材相类似，在边框20中设置有减重腔27。在本实施例中，减重腔27开设在边框20的中心位置并沿长度方向延伸，其截面形状为矩形。
36.在本实施例中，围绕减重腔27开设有安装孔。优选的，该安装孔开设有三个，彼此之间等距设置，呈一等边倒三角形。第一安装孔261和第二安装孔262延伸于减重腔27上方两个拐角处，而第三安装孔263由减重腔27底部延伸而出，由底部向上延伸出两个弧形的固定臂，两个固定臂之间形成该第三安装孔263。在本实施例中，该第三安装孔263位于减重腔27底部上方，当然在其他实施例中，也可以延伸于底部下方。
37.相邻的边框20需要通过固定才能形成框架组件，本实施例中，在边框20其中一端侧面设置有第四安装孔264，其延伸方向为边框20的宽度方向，通过在第四安装孔264和相
邻边框20的第一安装孔261中设置螺栓来实现固定，如图10所示，螺栓固定方向为宽度方向。可以想到的是，而在该边框20另一端的第一安装孔261通过与相邻边框20的第四安装孔264通过螺栓固定，而该螺栓的固定方向为长度方向。由此可知边框20两端的螺栓固定方向分别为长度和宽度方向，部件较少结构简单，边框20不会发生转动，固定效果好。
38.在边框20顶部设置有多个减重槽28，用于减轻边框20的重量。并且在不影响整体强度的前提下，不同减重槽28具有不同的深度。如图3所示，位于两侧的减重槽28由于下方有第一安装孔261和第二安装孔26，纵深空间较小，因此两侧的减重槽28较浅；而位于中间位置的减重槽下方只有减重腔27而无其他腔体，纵深空间较大，因此中间减重槽28相对较深。
39.同时为提高易用性，在边框20的另一端凹设有用于安装导向轮70的安装空间，具体为在下方第二侧边固定槽242的端部沿长度方向缩进，因此该安装空间位于两个侧边固定槽的端部之间，上方第一侧边固定槽241的下方，卡槽25的背面。
40.托盘本体10下方的加强筋30可以直接采用与边框20结构类似的型材。但需要注意的是，由于加强筋30的端部不需要设置导向轮70，在制作加强筋30时不需要预留用于设置导向轮70的安装空间。由于结构大致相同，因此加强筋30上也开设有减重腔34，位置之间呈等边倒三角的第一安装孔31、第二安装孔32和第三安装孔33。
41.因此可知在组装框架组件与加强筋30时，需先在加强筋30两端固定如螺栓等对应的连接件(图未示)，随后将该连接件卡入相对的两个边框20的t形卡槽25中，通过上述固定方法可知加强筋30活动于框架组件30之间，因此可以根据负载来调整其具体位置，灵活性更高。图2所示为设置两个加强筋30的情况，而具体数量可根据实际负载情况来设定，本实施例并不限制。
42.如图5所示，加强筋30保留了多个槽体。易于想到的是，该加强筋30不存在侧边接触作用，以此无需在侧边开槽内设置耐磨条。但底部开槽设计可以保留并设置耐磨条，以增加整个重载模块化托盘100的底部接触面积，减少其余底部耐磨条61的承重以及磨损，提高使用寿命。因此可知除中间3个安装孔以及底部开槽具有暗转或固定作用外，其余槽体均主要用于减重。
43.易于想到的是，组装完成后，加强筋30的顶面与边框20的支撑面处于同一平面，以保证支撑面积。同时加强筋30的底面与边框20的底面，即两者底部的耐磨条同样处于同一平面，以免倾斜造成支撑不平稳。
44.由于卡槽25、底部固定槽23和侧边固定槽在一端抵靠于相邻边框20的侧面，因此各个耐磨条以及连接件无法从该端脱离。而在另一端，为封闭各槽体的开口处设置有第一端盖41和第二端盖42，用于覆盖开口。其中，第一端盖41完全覆盖第一侧边固定槽241的开口，并至少部分覆盖卡槽25的开口，第二端盖42则完全覆盖下方第二侧边固定槽242的开口，并至少部分覆盖底部固定槽23的开口，导向轮70位于第一端盖41和第二端盖42之间。
45.如图8可知，第一端盖41上开设有两个螺孔411，孔间距与第一安装孔261和第二安装孔262的孔间距相同，可通过在其中分别固定螺栓将第一端盖41固定在边框20上。同理，第二端盖42上同样开设有两个螺孔421，其中一个与第三安装孔263同轴，另一个与下方第二侧边固定槽242内侧的一圆形孔同轴，通过固定螺栓将第二端盖42固定在边框20上。
46.进一步的，第一端盖41与限高板22等高，由于其处于相邻边框的挡板21和限高板
22之间，因此其需要承担对托盘本体10的水平方向和竖直方向上的限位作用，因此在第一端盖41的内侧设置有一凹槽412，如图7所示。当处于图9所示的固定位置时，其与两侧边框20上挡板21与限高板22、支撑面之间形成的u型槽组合，构成一完整的环形槽包围在托盘本体10的外侧，在提高限位作用的同时可以对托盘本体10的边缘进行保护，防止刮花等情况。
47.如图2所示，在框架组件上设置有多个连接块50，每个框架组件的拐角处均设置有该连接块50。由图4可知，连接块50为空心结构，其中相邻的两面具有安装孔51，用于设置连接件并卡持于相邻的两个边框20的卡槽25之中，来实现连接块50的固定。同时，在安装孔51相对的两面开设有操作孔52，该操作孔52孔径较大，操作人员可通过该操作孔52来操作连接件，提高易用性。
48.优选的，第一端盖41、第二端盖42和连接块均为45#钢制，因此可被电感接近传感器检测到，实现托盘到位检测。当然在其他实施例中，也可以采用其他型号的钢材，或者其他类型的材料制作，只需满足能被电感接近传感器监测到即可，本实施例并不限制。
49.如图6所示，托盘本体10的四个直角处设置有用于固定导向轮70的安装孔11。并且在托盘本体11上开设有定位孔12，并在其中设置销套80。在本实施例中，托盘本体10上设置有4个定位孔12以及内部的销套80，位置为靠近4个直角处，实现精准定位。具体销套80可以选择圆形、菱形或者其他形状，定位孔12的位置可以根据实际产线来确定，本实施例并不限制。
50.对应于边框20上挡板21和限高板22，托盘本体10在边缘设置有台阶部13，使台阶部13卡接于挡板21和限高板22之间，而托盘本体10的主体平面与限高板22所在平面齐平，使整个重载模块化托盘100具有一完整的平面。
51.在本实施例中，边框20和加强筋30为经过特殊设计的型材，两者开设有多个固定槽和安装孔等腔体，在为耐磨条和螺栓提供固定位置的同时，可以降低整个重载模块化托盘100的重量，降低材料消耗与成本。
52.本发明采用框架组件、加强筋30和托盘本体10的设计，边框20采用特殊设计的铝型材，结构稳定，经过测试最大抗负载强度可以达到400kg，抗冲击强度600毫米/秒，最大变形量0.02mm，相同尺寸工况下的材料成本降低40％，设计组装成本降低20％。
53.前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

技术特征：
1.一种重载模块化托盘，其特征在于，包括：托盘本体；框架组件，包括对所述托盘本体边缘进行固定的多个边框，所述边框的顶部形成有对托盘本体进行支撑的支撑面，所述支撑面的一侧边缘向上凸伸有一对所述托盘本体边缘进行限位的挡板，该挡板的顶部延伸有对所述托盘本体表面进行阻挡的限高板；至少一加强筋，支撑于所述托盘本体下方，所述加强筋固定于相对的两个所述边框之间。2.如权利要求1所述的重载模块化托盘，其特征在于，所述边框沿其长度方向设置有截面为矩形的减重腔，所述边框的端部设置有第一安装孔、第二安装孔和第三安装孔，和/或所述第一安装孔和第二安装孔分别凹设形成于所述减重腔顶部的两个顶角，所述第三安装孔设置于所述减重腔的底部，和/或所述第一安装孔、第二安装孔和第三安装孔分别与所述减重腔连通。3.如权利要求2所述的重载模块化托盘，其特征在于，所述减重腔的底部向上凸伸有两个相对设置的固定臂，两个固定臂之间围成顶部开口的所述的第三安装孔。4.如权利要求1所述的重载模块化托盘，其特征在于，所述加强筋的端部与所述边框侧面之间面接触，和/或所述加强筋的顶面与支撑面位于同一平面，和/或所述加强筋的底面与所述边框的底面位于同一平面。5.如权利要求4所述的重载模块化托盘，其特征在于，所述边框面向所述加强筋的侧面开设有t形的卡槽，所述加强筋的端部对应所述卡槽开设有安装孔，所述卡槽沿所述边框的长度方向延伸并与所述边框的端部连通。6.如权利要求1所述的重载模块化托盘，其特征在于，所述边框的端部下方凹设形成有一安装空间，所述安装空间内转动设置有导向轮。7.如权利要求1所述的重载模块化托盘，其特征在于，所述边框的底部开设有底部固定槽，所述底部固定槽内设置有底部耐磨条，和/或所述边框的侧面开设有侧边固定槽，所述侧边固定槽内设置有侧边耐磨条。8.如权利要求7所述的重载模块化托盘，其特征在于，所述侧边固定槽包括上下设置的第一侧边固定槽和第二侧边固定槽，且所述第二侧边固定槽相对第一侧边固定槽设置在所述边框的内侧。9.如权利要求5-8任一所述的重载模块化托盘，其特征在于，所述边框在安装空间一侧设置有第一端盖和第二端盖，其中所述第一端盖覆盖所述第一侧边固定槽的端口，并至少部分覆盖所述卡槽的端口，所述第二端盖覆盖所述第二侧边固定槽的端口，并至少部分覆盖所述底部固定槽的开口。10.如权利要求1所述的重载模块化托盘，其特征在于，所述托盘本体开设有多个定位孔，每个所述定位孔内设置有圆形或菱形销套。

技术总结
本发明公开了一种重载模块化托盘，主要包括托盘本体；框架组件，包括对所述托盘本体边缘进行固定的多个边框，以及连接于相邻所述边框的端部之间的固定件，所述边框的顶部形成有对托盘本体进行支撑的支撑面，所述支撑面的一侧边缘向上凸伸有一对所述托盘本体边缘进行限位的挡板，该挡板的顶部延伸有对所述托盘本体表面进行阻挡的限高板，所述边框的端部设置有用于与所述固定件连接的安装孔；至少一加强筋，支撑于所述托盘本体下方，所述加强筋固定于相对的两个所述边框之间。本发明中的托盘采用模块化设计，使用特殊设计的型材做边框搭建，满足托盘使用中的顶升定位，阻挡，堆积，分离等工况，降低了成本。降低了成本。降低了成本。


技术研发人员：曹敬标 吴强
受保护的技术使用者：苏州博斯迈自动化科技有限公司
技术研发日：2023.07.12
技术公布日：2023/9/19