一种用于抽拉式换电的夹具机构的制作方法

1.本实用新型涉及新能源汽车换电的设备，具体是一种用于抽拉式换电的夹具机构。


背景技术：

2.新能源汽车换电站对于电池的取放多为底盘式与顶吊式，本设计不同于以往的方式，采用侧拉式的取放。现有的侧拉式结构缺少浮动功能，导致机构的自适应差，易造成设备的损坏。


技术实现要素：

3.本专利提出一种新能源汽车用更换电池夹具，夹具带有视觉校正系统以及浮动功能。具体是：
4.一种用于抽拉式换电的夹具机构，其特征在于，包括：直线驱动机构(10)、抓取部(3)、浮动连接件(4)、浮动安装板(5)、辊道(6)、滚筒(7)、航空插头(8)、导向定位销(9)、夹具连接板(11)、导向条(12)线槽(13)、到位检测开关(14)，视觉系统(1)、测距装置(2)，其中，所述的抓取部(3)位于机构前端；所述的直线驱动机构(10)可以是气缸、电缸、液压缸驱动所述的抓取部(3)前后伸缩移动；所述辊道(6)、滚筒(7)位于机构两侧，起到电池导向作用；所述的导向定位销(9)内置压缩弹簧，用于定位；所述的浮动安装板(5)用于安装所述的浮动连接件(4)，所述的抓取部(3)安装在浮动连接件(4)上，所述的视觉系统(1)采用多目视觉相机；所述的测距装置(2)是高精度激光测距传感器；所述直线驱动机构驱动抓取部(3)向前移动，抓住电池后，向后缩回，电池沿着所述辊道(6)、滚筒(7)移动；所述的夹具连接板(11)、所述的航空插头(8)用于连接机械臂。进一步的，所述的抓取部(3)可以是吸盘、电磁铁、钩爪。
5.进一步的，浮动连接件(4)包括壳体(41)、浮动连接件(42)，浮动连接件(41)和壳体(42)之间通过底部弹簧(43)、侧面弹簧(44)连接。
6.有益效果
7.可以更换模式，结构简单，低成本，带有自动校正视觉系统，易拆卸与维修，模块化，对加工精度与装配精度要求不是太高。应用不仅为换电，也可用于对非换电行业。
8.在对电池定位时视觉系统的校正以及浮动连接件能消除误差。
附图说明
9.图1-图8为本实用新型的结构示意图；
10.其中，图2为本装置抓取电池的示意图；图4为俯视视角的视图，图6、图7、图8为浮动连接件4示意图。
11.1、视觉系统，2、测距装置，3、抓取部，4.浮动连接件，5、浮动安装板，6、辊道，7、滚筒，8、航空插头，9、导向定位销，10、直线驱动机构，11、夹具连接板，12、导向条，13、线槽，
14、到位检测开关。
具体实施方式
12.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做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。
13.如图1-图4，本实用新型的夹具装置是用于换电站中侧拉式抓取汽车电池，其通过机械臂连结，共同用于抓取电池、移动电池。具体的包括：抓取部(3)、浮动连接件(4)，浮动安装板(5)、辊道(6)，滚筒(7)、航空插头(8)、导向定位销(9)、直线驱动机构(10)、夹具连接板(11)、导向条(12)、线槽(13)、到位检测开关(14)，视觉系统(1)、测距装置(2)。
14.具体的，直线驱动机构(10)提供伸缩动力；可以是通过气缸、电缸、液压缸驱动，做直线运动，带动夹具向前伸出、向后缩回。例如气缸推动丝杆做直线伸缩运动，末端为抓取电池用的抓取部(3)，用于抓取电池的夹具机构，可以采用气动吸盘、电磁铁、钩爪；
15.末端的吸盘、电磁铁、抓钩用于抓取电池；抓到电池后，气缸带动下，往后缩，取下电池，再配合其他的机械臂将欠电电池移动至充电位置。
16.汽车电池重量大，吸盘后面设置的辊道6、滚筒7、导向条12起引导作用，抓住电池后，向后缩的行程中，引导电池移动。导向条12是固定辊道(6)侧边内侧的条状的特氟龙板，减少摩擦，引导电池在滚筒7上向内侧移动。
17.当电池与到位检测开关14接触，直线驱动机构气缸停止工作。
18.航空插头8用于该夹具机构于其他的机械臂连接，如本夹具机构出现问题，便于拆卸，换用新的夹具机构，便于维修，节约整个换电站维修时间。夹具连接板11负责的是夹具与机械臂之间的机械连接、固定。线槽13用于真空泵连接吸盘的管道。
19.导向定位销(9)用于定位，内置了压缩弹簧；用于和电池的定位孔进行配合定位。
20.视觉系统(1)采用工业中常用的多目视觉相机；
21.测距装置(2)是高精度激光测距传感器。
22.如图6-图8所示，浮动连接件4设置在吸盘后方，具有吸盘在一定的浮动量。浮动连接件，起连接作用，连接夹具和气缸推杆，在气缸带动夹具的直线伸缩运动的基础上，提供一定浮动量。
23.具体包括壳体41、浮动连接件42，浮动连接件41和壳体42之间设有底部弹簧43、侧面弹簧44，在底部弹簧和侧面弹簧的支撑或拉伸下，浮动连接件相对壳体42就有一定的浮动量，左右上下移动，吸盘设置在浮动连接件前面的吸盘安装板45上，此时吸盘也有一定的浮动量。吸盘对电池抓取时，通过该接头提供浮动量，便于定位以及自适应强。
24.具体的应用的新能源汽车换电池的场景为：
25.当待换电的车辆停靠平稳，换电动作开始，换电设备抓取电池；
26.此时夹具的视觉系统，即多目视觉相机捕捉电池定位；
27.定位方法为测距装置检测夹具与电池之间的距离，如果两侧距离不相等，信号反馈计算机重新计算调整位置；
28.视觉系统二次捕捉定位系统，直至位置正确；
29.夹具3，开始动作抓取电池，
30.当夹具3靠近电池，导向定位销9进行定位；
31.如定位销发生偏移，定位销没有和定位孔配合，则定位销9被压缩，此时，视觉系统，即多目视觉相机重新计算；
32.位置正确开始抓取；
33.位置正确后，夹具抓取到电池；
34.然后直线驱动机构10，例如气缸回缩取出电池，其中辊道与辊道6上的滚筒、导向条12都为取到电池后作为引导，当电池与到位检测开关14接触，直线驱动机构气缸停止工作；
35.检测开关14为机械常用的位置开关、行程开关。
36.整个将电池从车体取出流程完成。随后有机械臂带动，继续移动电池。
37.此结构还集成化、模块化，可以更换不同功能(对具有磁性的金属可以采用电磁铁、若为不具有磁性的可采用吸盘、若抓取对象带有钩爪、吊点装置时可以采用钩爪式)，若机构某一部分损坏为不影响整个换电，通过航空插头、连接件可以把整个夹具换掉。装有航空插头可以快速更换失效的原部件。
38.本实用新型的关键点在于对电池定位的视觉系统，整个机构自动校正的浮动连接件模块化。
39.本专利带来有益效果的关键技术点：在对电池定位时视觉系统的校正以及浮动连接件能消除误差。
40.需要说明的是，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种用于抽拉式换电的夹具机构，其特征在于，包括：直线驱动机构(10)、抓取部(3)、浮动连接件(4)、浮动安装板(5)、辊道(6)、滚筒(7)、航空插头(8)、导向定位销(9)、夹具连接板(11)、导向条(12)线槽(13)、到位检测开关(14)，视觉系统(1)、测距装置(2)，其中，所述的抓取部(3)位于机构前端；所述的直线驱动机构(10)是气缸或电缸、液压缸驱动，所述的抓取部(3)前后伸缩移动；所述辊道(6)、滚筒(7)位于机构两侧，起到电池导向作用；所述的导向定位销(9)内置压缩弹簧，用于定位；所述的浮动安装板(5)用于安装所述的浮动连接件(4)，所述的抓取部(3)安装在浮动连接件(4)上，所述的视觉系统(1)采用多目视觉相机；所述的测距装置(2)是高精度激光测距传感器；所述直线驱动机构驱动抓取部(3)向前移动，抓住电池后，向后缩回，电池沿着所述辊道(6)、滚筒(7)移动；所述的夹具连接板(11)、所述的航空插头(8)用于连接机械臂。2.根据权利要求1所述的一种用于抽拉式换电的夹具机构，其特征在于，所述的抓取部(3)是吸盘或电磁铁、钩爪。3.根据权利要求1所述的一种用于抽拉式换电的夹具机构，其特征在于，所述的浮动连接件(4)包括壳体(41)、内部连接块(42)，壳体(41)和内部连接块(42)之间通过底部弹簧(43)、侧面弹簧(44)连接。

技术总结
本实用新型涉及一种用于抽拉式换电的夹具机构，涉及到新能源汽车换电站的电池取放工具，现有技术中对于电池的取放多为底盘式与顶吊式，本专利的设计不同于以往的方式，采用侧拉式的取放。现有的侧拉式结构缺少浮动功能，导致机构的自适应差，易造成设备的损坏，本专利的夹具带有视觉校正系统以及浮动功能，装置包括包括：视觉系统(1)、测距装置(2)、抓取部(3)、浮动连接件(4)、浮动安装板(5)辊道(6)、滚筒(7)、航空插头(8)、导向定位销(9)、直线驱动机构(10)、夹具连接板(11)、导向条(12)线槽(13)、到位检测开关(14)。到位检测开关(14)。到位检测开关(14)。


技术研发人员：吴斌 吴煜志 王双福
受保护的技术使用者：上海捷焕智能科技有限公司
技术研发日：2022.12.20
技术公布日：2023/7/27