專利名稱：一種基于雙級氣缸的電池裝取夾具裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動汽車充電電池的自動裝載和抓取，利用各方位氣缸和吸盤順序動作，實(shí)現(xiàn)夾具對汽車電池倉、電池轉(zhuǎn)換平臺和充電電池倉中充電電池的裝取，是ー種裝取充電電池的夾具裝置。
背景技術(shù)：
電動汽車與傳統(tǒng)燃油汽車相比具有零排放、低噪聲、高能效、運(yùn)行及維修成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，在清潔、環(huán)保、節(jié)能等方面占據(jù)著明顯的優(yōu)勢。電動汽車的動力來源為裝載于車體內(nèi)部的動カ蓄電池，當(dāng)動カ電池的電能消耗到一定程度時(shí)，就必須對其進(jìn)行能量補(bǔ)充，以保證電動汽車能夠持續(xù)循環(huán)使用。目前電動汽車的能量補(bǔ)給方式主要分為充電和電池更換兩種。所謂充電，是指使用外部交流或直流電源直接對動カ電池進(jìn)行充電；而電池更換則是指用充滿電能的動カ電池替換電動汽車上電能已經(jīng)耗盡的動カ電池來完成電能補(bǔ)充。電動汽車充換電設(shè)施是為電動汽車運(yùn)行提供能量補(bǔ)給的基礎(chǔ)支撐系統(tǒng)，也是電動汽車商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化過程中的重要組成部分。電動汽車電池的正常充電時(shí)間要遠(yuǎn)比汽油乘用車加油時(shí)間長，因此，為電動汽車提供快速的電池更換服務(wù)將是充換電設(shè)施的ー個(gè)重要的營業(yè)內(nèi)容，但由于電動汽車電池組重量大，僅以人工換電的方式無法使電池快速更換業(yè)務(wù)得到有效的推廣。因此，目前亟待實(shí)現(xiàn)電動汽車充換電過程的自動化，即換電エ位可以無需人工干 預(yù)，通過視覺定位實(shí)現(xiàn)電動汽車的電池更換，不僅可提高換電操作的安全性，縮短換電操作的時(shí)間，同時(shí)也可大大簡化換電服務(wù)流程，提高換電站的服務(wù)質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及ー種用于電動汽車電池更換的夾具裝置，特別是涉及一種適用于不同型號電動汽車電池更換裝置。針對電動汽車車型的高效自動化換電需求，提供一種氣缸驅(qū)動的夾具裝置。通過六軸聯(lián)動機(jī)器人，控制夾具位置，根據(jù)夾具裝置對電池的一系列動作，實(shí)現(xiàn)電動汽車充電電池的自動裝載和抓取工作，保證夾具裝置對充電電池裝取的準(zhǔn)確性以及高效性，解決以往夾具[發(fā)明專利申請?zhí)?01210030354. I ;實(shí)用新型專利申請?zhí)?01220044139. 2]尺寸過大以及不能適應(yīng)不同車型的問題，提高裝取電池的效率。本發(fā)明使用如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)夾具裝置由夾具本體、上吸電池翻板部件、后側(cè)雙級氣缸推拉電池部件、兩側(cè)手臂抱緊部件以及傳感器組成，可以承載電池重量，實(shí)現(xiàn)電池的裝取功能。夾具裝置根據(jù)電池所在位置，完成對電動汽車電池倉、電池轉(zhuǎn)換平臺和充電電池倉電池的裝取工作。后側(cè)雙級氣缸推拉電池部件由雙級氣缸，后吸盤安裝板和后吸盤組成。后吸盤由雙級氣缸驅(qū)動，通過抽取或釋放氣壓，從電池倉深度方向?qū)﹄姵剡M(jìn)行抓取或裝載。上吸電池翻板部件由氣缸，上吸盤安裝翻板和上吸盤組成。上吸盤由氣缸驅(qū)動，通過抽取或釋放氣壓，控制上吸翻板動作，從縱向?qū)﹄姵剡M(jìn)行抓取或裝載。通過氣缸驅(qū)動的上部翻板部件，配合后側(cè)雙級氣缸推拉電池部件有兩種工作狀態(tài)1、當(dāng)后側(cè)雙級氣缸推拉電池部件在抓取電池時(shí)，翻板保持上翻狀態(tài)，使得夾具不因?yàn)榉鍖挾榷绊憡A具在靠近車身或充電倉時(shí)距離；2、當(dāng)后側(cè)雙級氣缸推拉電池部件完成取電池動作后，翻板下扣，同時(shí)通過氣缸帶動上吸盤裝置，翻板上吸盤對電池上表面進(jìn)行吸附。兩側(cè)手臂抱緊部件由可擺動氣缸，擺動手臂連桿，軸套，擺動手臂直桿，直裝滾輪，橫裝滾輪，擺動手臂底部板，氣缸擺動支點(diǎn)和萬向接頭組成。該部件由可擺動氣缸驅(qū)動，通過抽取或釋放氣壓，對電池進(jìn)行保護(hù)?？蓴[動氣缸動作，通過連桿，把安裝在框架兩端的手臂圍繞固定在框架上的軸套向拉至電池兩側(cè)面或電池底部。傳感器包括壓縮空氣壓カ傳感器、上吸盤真空度傳感器、后吸盤真空度傳感器、后吸盤安裝板接近開關(guān)，對夾具各個(gè)運(yùn)動步驟進(jìn)行檢測。進(jìn)氣管處的壓縮空氣壓カ傳感器，對壓縮空氣壓カ進(jìn)行檢測，如未達(dá)到設(shè)定壓カ時(shí)，則夾具不能啟動或運(yùn)行停止。上吸盤真空度傳感器對上吸盤真空度進(jìn)行檢測，若達(dá)到設(shè)定值則啟動下ー動作，若未達(dá)設(shè)定值則運(yùn)行停止。后吸盤真空度傳感器對后吸盤真空度進(jìn)行檢測，若達(dá)到設(shè)定值則啟動下ー動作，若未達(dá) 到設(shè)定值則運(yùn)行停止。當(dāng)后側(cè)吸盤伸出，安裝板上接近開關(guān)觸及電池時(shí)，氣缸停止，并啟動下ー動作。上述技術(shù)方案的有益之處在于該裝置采用的雙級氣缸設(shè)置，使得夾具本體后側(cè)長度大為減少，從而降低了機(jī)器人運(yùn)動的干渉機(jī)會。采用上翻式上吸盤部件，在抓取電池時(shí)，使得夾具不會因?yàn)榉鍖挾龋绊憡A具在靠近車身或充電倉時(shí)的距離，從而増加了后側(cè)推拉吸盤的有效深度。三位五通電磁閥可使氣缸活塞桿帶吸盤停于任意設(shè)定位置，當(dāng)使用250mm規(guī)格的后側(cè)雙級氣缸時(shí)，吸盤最大有效伸縮長度達(dá)可達(dá)700_，能夠滿足不同型號電動汽車及充電倉中電池的裝取要求。


圖I為本發(fā)明所述實(shí)例單筒雙級氣缸示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)ー步的詳細(xì)說明。如圖I所示，該雙級氣缸夾具裝置由夾具本體上板I、上吸電池翻板部件(上吸氣缸2，上吸盤3，上吸盤翻板4)、后側(cè)雙級氣缸推拉電池部件(推拉吸盤安裝板5，推拉吸盤6，雙級推拉氣缸7)和兩側(cè)手臂抱緊部件(抱緊裝置8，下抱氣缸及連桿9，下抱爪回旋軸10)組成。從汽車電池倉或充電電池倉抓取電池時(shí)，上吸盤翻板4向上打開，下抱氣缸收回，擺動手臂連桿9，把安裝在框架兩端的抱緊裝置8圍繞固定在框架上的軸套向內(nèi)側(cè)收回至電池兩側(cè)面。機(jī)器人將夾具裝置移汽車電池倉位置。雙級推拉氣缸7伸出，帶動推拉吸盤安裝板5和推拉吸盤6向前運(yùn)動至最外端，抽真空吸住電池后側(cè)面，雙級推拉氣缸7收回，將電池從電動汽車電池倉中抓取出倉，收入進(jìn)兩側(cè)手臂抱緊部件框架內(nèi)。上吸氣缸2伸出，上翻板裝置9扣下，上吸盤3下至電池頂部，抽真空吸住電池，完成抓取動作。由機(jī)器人帶動夾具把電池送到指定位置。
從中轉(zhuǎn)平臺抓取電池時(shí)，機(jī)器人帶動機(jī)械手臂至電池上方?？蓴[動氣缸伸出，通過連桿，把框架兩端機(jī)械手臂8向外展開至高于電池底部位置。機(jī)器人帶動整個(gè)機(jī)械手臂下降至電池上平面。上吸氣缸2伸出，上吸盤翻板4扣下，上吸電池翻板部件吸住電池上部，提升電池?？蓴[動氣缸收回，帶動可擺動氣缸機(jī)械手臂收回夾住電池。機(jī)器人帶動夾具運(yùn)動至指定位置。將電池送進(jìn)汽車電池倉或充電電池倉吋，機(jī)器人把內(nèi)置電池的機(jī)械手臂帶至汽車電池倉前。上吸盤3釋放，上吸氣缸2收回，電池自由擱置在兩側(cè)機(jī)械手臂滾輪上。雙級推拉氣缸7伸出，帶動后吸盤安裝板5把電池從兩側(cè)機(jī)械手臂的滑道上推進(jìn)汽車電池倉內(nèi)，完成放電池動作。 在實(shí)際應(yīng)用中，為節(jié)約成本，可將圖I中后端雙級氣缸7用兩組普通氣缸代替。
權(quán)利要求
1.一種基于雙級氣缸的電池裝取夾具裝置，其特征在于所述的夾具裝置由夾具本體、上吸電池翻板部件、后側(cè)雙級氣缸推拉電池部件、兩側(cè)手臂抱緊部件以及傳感器組成，可以承載電池重量，完成充電電池的裝取動作，并對裝取過程中可能出現(xiàn)的機(jī)械故障進(jìn)行檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的后側(cè)雙級氣缸推拉電池部件，其特征在于固定在夾具框架上，通過雙極氣缸帶動后吸盤裝置，抓取電池脫離電動汽車電池倉。使用雙級氣缸減少夾具本體后側(cè)的長度，從而降低機(jī)器人運(yùn)動過程中的干渉機(jī)會。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的上吸電池翻板部件，其特征在于固定在夾具框架上，通過氣缸驅(qū)動。翻板上翻時(shí)，后側(cè)雙級氣缸推拉電池部件工作，將電池拖離電動汽車電池倉或充電倉。翻板下扣時(shí)，通過氣缸驅(qū)動翻板上吸盤，使夾具能夠克服電池自身重力，實(shí)現(xiàn)夾具對電池的抓取。采用上翻式上吸盤部件，在抓取電池時(shí)，使得夾具不會因?yàn)榉鍖挾龋绊憡A具在靠近車身或充電倉時(shí)的距離，從而増加了后側(cè)推拉吸盤的有效深度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的后側(cè)氣缸活塞桿，其特征在干電磁閥可使氣缸活塞桿帶吸盤停于任意設(shè)定位置，當(dāng)使用250_規(guī)格的后側(cè)雙級氣缸吋，吸盤最大有效伸縮長度達(dá)可達(dá)700_，能夠滿足不同型號電動汽車及充電倉中電池的裝取要求。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的兩側(cè)手臂抱緊部件，其特征在于擺動氣缸裝置固定在夾具框架上，驅(qū)動擺動手臂連桿，避免機(jī)器人在快速運(yùn)行過程中將電池移位或甩出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的擺動手臂連桿，其特征在于帶動軸套內(nèi)擺動手臂回轉(zhuǎn)軸，實(shí)現(xiàn)兩側(cè)機(jī)械手臂對電池的承托保護(hù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于雙級氣缸的電池裝取夾具裝置。該夾具裝置由氣缸提供動力，控制夾具對電池的裝取動作，實(shí)現(xiàn)電動汽車充電電池的自動裝載和抓取功能。該夾具裝置由夾具本體上板1、上吸電池翻板部件(上吸氣缸2，上吸盤3，上吸盤翻板4)、后側(cè)雙級氣缸推拉電池部件(推拉吸盤安裝板5，推拉吸盤6，雙級推拉氣缸7)和兩側(cè)手臂抱緊部件(抱緊裝置8，下抱氣缸及連桿9，下抱爪回旋軸10)組成。本專利通過夾具一系列動作，保證夾具對電池裝取的準(zhǔn)確性，降低機(jī)器人運(yùn)動過程中的干涉機(jī)會，有效地提高裝取充電電池的效率。推送桿長度能任意設(shè)定，滿足對不同型號汽車和充電倉的要求。
文檔編號B25J15/00GK102825607SQ20121024931
公開日2012年12月19日 申請日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月13日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:杭州大清智能技術(shù)開發(fā)有限公司, 浙江長三角應(yīng)用數(shù)學(xué)研究所