專(zhuān)利名稱(chēng)：機(jī)器人電池抓手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電池抓取裝置，尤其是一種與機(jī)器人相配合，自動(dòng)抓取電池
的機(jī)器人電池抓手。
背景技術(shù)：
當(dāng)今機(jī)電一體化技術(shù)的飛速發(fā)展，使得機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛的使用，尤其 在工業(yè)流水線加工上，更是體現(xiàn)了效率的優(yōu)點(diǎn)，機(jī)器人在加工中的使用，大大節(jié)省了操作時(shí) 間，降低了操作強(qiáng)度，也提高了精度，給標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)帶來(lái)了新的實(shí)現(xiàn)手段，特別在電子領(lǐng)域， 全套的自動(dòng)化加工都需要機(jī)器人來(lái)輔助實(shí)現(xiàn)。 當(dāng)今汽車(chē)領(lǐng)域，混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)展，催生電池技術(shù)的發(fā)展，純電動(dòng)汽車(chē)使用可充 電的電池作為動(dòng)力單元，電動(dòng)汽車(chē)需要不斷更換新的電池，將電能用完的電池重新放回到 充電裝置進(jìn)行充電，一邊循環(huán)利用。初始的階段，都是采用人工更換的方式，由于電池的重 量較大，特別是當(dāng)多組電池組合成一個(gè)整體，如果純粹采用人工更換的方式也不現(xiàn)實(shí)，效率 也非常低，而且容易在搬動(dòng)過(guò)程中發(fā)生磕磕碰碰，會(huì)損壞電池，造成不可修復(fù)的故障，特別 對(duì)電池的容量造成影響。 普通的機(jī)器人比如焊接機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人等，使用的夾持臂或者末端執(zhí)行器采 用的是二維或者三維的機(jī)械手，或者采用吸盤(pán)式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的執(zhí)行器適用一些場(chǎng)合，在 某些場(chǎng)合也不適用，比如在電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域更換電池的操作中，由于電池一般都是幾何形狀，如 果采用機(jī)械手，抓取的時(shí)候不穩(wěn)當(dāng)，電池框也容易局部受力，可能會(huì)壓縮電池框內(nèi)的化學(xué)物 質(zhì)，造成一定的影響， 一般的電池具有較大的重量，如果采用機(jī)械手機(jī)械手需要較大的驅(qū)動(dòng) 力，如果采用吸盤(pán)式結(jié)構(gòu)，則需要吸盤(pán)具有較大的吸力，這樣都給機(jī)器人的抓手帶來(lái)了高的 要求。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中的機(jī)器人抓手不適用于汽車(chē)領(lǐng)域電池更換操作，對(duì) 抓手提出較高的要求，會(huì)增加機(jī)器人成本的缺點(diǎn)，提供一種抓取、轉(zhuǎn)移合理，動(dòng)作平穩(wěn)的機(jī) 器人電池抓手。 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種機(jī)器人電池抓手，與機(jī)器 人法蘭盤(pán)相連接，其中，電池抓手整體呈盒狀，內(nèi)部具有電池框容腔，容腔頂部設(shè)置有電機(jī)、 傳動(dòng)軸、絲杠和電池抓取座組成的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，電機(jī)與傳動(dòng)軸相連，傳動(dòng)軸與絲杠相連，電池 抓取座套置在絲杠上隨絲杠旋轉(zhuǎn)而移動(dòng)，電池抓取座的抓取頭上固定有電磁吸取部件，電 池抓手前端面設(shè)置有圖像傳感器。由設(shè)置在電池抓手前端面的圖像傳感器得到需要更換的 電池的具體位置，同時(shí)可以對(duì)比抓手本身的角度，并調(diào)節(jié)抓取的對(duì)口位置，從而可以比較順 利地從汽車(chē)內(nèi)部取出待更換電池，也能比較順利地將新的電池更換到汽車(chē)內(nèi)部；電池抓手 采用盒狀的結(jié)構(gòu)，與機(jī)器人的連接部位在電池抓手的頂部，這樣電池的重量可以被電池抓 手傳遞給機(jī)器人，通過(guò)法蘭盤(pán)式連接方式，機(jī)器人的受力比較合理，盒狀的電池抓手能將電池框整體包容，也可以保護(hù)更換的電池，防止在吸取和轉(zhuǎn)移過(guò)程中發(fā)生碰撞對(duì)電池造成影 響；電機(jī)旋轉(zhuǎn)通過(guò)傳動(dòng)軸帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，套置在絲杠上的電池抓取座沿著絲杠移動(dòng)，電池抓 取座頭上的電磁吸取部吸住電池框，絲杠旋轉(zhuǎn)將電池框移入到電池抓手容腔內(nèi)，完成抓??； 電機(jī)可以采用伺服電機(jī)，這樣能有效控制電池抓取座的移動(dòng)。 作為優(yōu)選，電池抓手的前端面為敞口狀，其余五個(gè)平面封閉，電池抓手的頂部與機(jī)
器人法蘭盤(pán)連接，絲杠垂直敞口平面。盒狀的電池抓手，其中前端面為敞口，作為電池的入
口和出口，另外五個(gè)面封閉，電池進(jìn)入到容腔內(nèi)后可以起到很好的防護(hù)作用，或者也可以將
電池抓手的后端面設(shè)置成敞口狀，這樣可以觀察到電池在容腔內(nèi)的行走狀態(tài)。 作為優(yōu)選，絲杠的兩端固定在容器頂部，絲杠靠近后面的一端處連接傳動(dòng)軸，電池
抓取座在絲杠兩個(gè)支點(diǎn)之間移動(dòng)。電池抓取座在絲杠的兩支點(diǎn)之間，電池抓取后，絲杠受到
的力比較均勻，比較合理。 作為優(yōu)選，電池抓取座的抓取頭低于絲杠的位置，抓取頭在電池抓手的中部偏下 位置，電池抓取座具有與絲杠相配合的連接套，連接套與抓取頭之間通過(guò)Z形的連接件連 接。電池框進(jìn)入到容腔內(nèi)后，絲杠在電池框的頂部，絲杠與電池框互不干涉，因此抓取頭的 位置低于絲杠的位置，抓取頭的位置要適合吸取電池框。 作為優(yōu)選，電池抓手的底部設(shè)有若干相互平行的滾筒，滾筒的滾動(dòng)軸線與絲杠相 垂直。電池框被吸取后落到滾筒的上方，絲杠旋轉(zhuǎn)時(shí)，電池框移動(dòng)，滾筒滾動(dòng)可以減小摩擦 阻力。 滾筒的設(shè)置可以采用多種方式滾筒為一排，并在滾筒上設(shè)置一圈凹槽，所有滾筒 安裝后凹槽呈一條直線；或者滾筒為一排，滾筒的邊上設(shè)置一導(dǎo)向滑軌；或者滾筒為兩排， 一排為普通滾筒，另一排滾筒上設(shè)置有一圈凹槽，滾筒安裝后凹槽呈一條直線。凹槽或者導(dǎo) 向滑軌可以起到導(dǎo)向的作用，抓取頭吸取電池框后，電池框沿著凹槽或者導(dǎo)向滑軌的直線 方向行走，防止電池框出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)。 作為優(yōu)選，電池抓手上與前端面相垂直的側(cè)邊內(nèi)壁固定有彈性?shī)A持機(jī)構(gòu)，夾持機(jī) 構(gòu)之間的距離與電池框的寬度相等。彈性?shī)A持機(jī)構(gòu)進(jìn)一步限定電池框的行走軌跡。 作為優(yōu)選，電池抓手前端面固定有橫向檢測(cè)機(jī)構(gòu)和豎向檢測(cè)機(jī)構(gòu)。橫向機(jī)構(gòu)設(shè)置 在電池抓手的側(cè)邊，由橫向檢測(cè)機(jī)構(gòu)測(cè)定電池抓手橫向移動(dòng)的距離，豎向檢測(cè)機(jī)構(gòu)設(shè)置在 電池抓手的底邊，由豎向檢測(cè)機(jī)構(gòu)測(cè)定電池抓手豎向移動(dòng)的距離。 作為優(yōu)選，電池抓手的頂部為階梯狀，靠近前端面處的厚度大于靠近后端面處的 厚度，電池抓手頂部較厚的平面上設(shè)置有連接孔，連接孔的位置靠近前端面，在電池抓手深 度前1/3處?？紤]到電池抓手與機(jī)器人連接的部位在頂部，因此將電池抓手的頂部設(shè)置成 階梯結(jié)構(gòu)，連接法蘭盤(pán)的部位較厚，以提高電池抓手此處的強(qiáng)度。 本實(shí)用新型的有益效果是采用盒狀的電池抓手，與電池框的外形相似，方便將電 池框整體移入到電池抓手內(nèi)部，以保護(hù)電池框，防止電池框在移動(dòng)的時(shí)候發(fā)生碰撞，抓取的 時(shí)候，受力比較合理均勻。

圖1是本實(shí)用新型一種立體結(jié) 示意圖； 圖2是本實(shí)用新型一種側(cè)視圖；[0018] 圖3是本實(shí)用新型一種正視圖； 圖4是本實(shí)用新型一種滾筒結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本實(shí)用新型一種滾筒結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是本實(shí)用新型一種滾筒結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中1、電池抓手，2、法拉盤(pán)，3、前端面，4、電池框，5、滾筒，6、側(cè)邊，7、底板，8、豎 向檢測(cè)機(jī)構(gòu)，9、抓取頭，10、橫向檢測(cè)機(jī)構(gòu)，11、連接件，12、連接套，13、連接孔，14、頂部，15、 絲杠，16、支點(diǎn)，17、電機(jī)，18、彈性?shī)A持機(jī)構(gòu)，19、凹槽，20、導(dǎo)向滑軌。
具體實(shí)施方式下面通過(guò)具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō) 明。 實(shí)施例一種機(jī)器人電池抓手(參見(jiàn)附圖1附圖2附圖3)，與機(jī)器人法蘭盤(pán)2相連 接，電池抓手1整體呈盒狀，電池抓手的頂部14為階梯狀，靠近前端面處的厚度大于靠近后 端面處的厚度，電池抓手頂部較厚的平面上設(shè)置有連接孔13，連接孔的位置靠近前端面，在 電池抓手深度前1/3處，內(nèi)部具有電池框4容腔，容腔頂部設(shè)置有電機(jī)17、傳動(dòng)軸、絲杠15 和電池抓取座組成的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，電機(jī)與傳動(dòng)軸相連，傳動(dòng)軸與絲杠相連，電池抓取座套置在 絲杠上隨絲杠旋轉(zhuǎn)而移動(dòng)，電池抓取座的抓取頭上固定有電磁吸取部件，電池抓手前端面3 設(shè)置有圖像傳感器。 電池抓手的前端面為敞口狀，其余五個(gè)平面封閉，電池抓手的頂部14與機(jī)器人法 蘭盤(pán)連接，絲杠垂直敞口平面；絲杠的兩端由支點(diǎn)16固定在容腔頂部，絲杠靠近后面的一 端處連接傳動(dòng)軸，電池抓取座在絲杠兩個(gè)支點(diǎn)之間移動(dòng)；電池抓取座的抓取頭9低于絲杠 的位置，抓取頭在電池抓手的中部偏下位置，電池抓取座具有與絲杠相配合的連接套12，連 接套與抓取頭之間通過(guò)Z形的連接件11連接；電池抓手的底板7上設(shè)有若干相互平行的滾 筒5，滾筒的滾動(dòng)軸線與絲杠相垂直，滾筒為一排，并在滾筒上設(shè)置一圈凹槽19，所有滾筒 安裝后凹槽呈一條直線(參見(jiàn)附圖4);電池抓手上與前端面相垂直的側(cè)邊6內(nèi)壁固定有一 對(duì)彈性?shī)A持機(jī)構(gòu)18，夾持機(jī)構(gòu)之間的距離與電池框的寬度相等，電池抓手前端面固定有橫 向檢測(cè)機(jī)構(gòu)10和豎向檢測(cè)機(jī)構(gòu)8，橫向檢測(cè)機(jī)構(gòu)設(shè)置在側(cè)邊位置，豎向檢測(cè)機(jī)構(gòu)設(shè)置在底 板位置，橫向檢測(cè)機(jī)構(gòu)和豎向檢測(cè)機(jī)構(gòu)突出電池抓手的前端面。 實(shí)施例2 :—種機(jī)器人電池抓手，在其底板上設(shè)置有兩排滾筒5，一排為普通滾筒， 另一排滾筒上設(shè)置有一圈凹槽19，滾筒安裝后凹槽呈一條直線(參見(jiàn)附圖5)，其余結(jié)構(gòu)參 照實(shí)施例1。 實(shí)施例3 :—種機(jī)器人電池抓手，在其底板上設(shè)置有一排滾筒5，滾筒的邊上設(shè)置 一導(dǎo)向滑軌20，導(dǎo)向滑軌上平面處設(shè)有與絲杠平行的凹槽19 (參見(jiàn)附圖6)，其余結(jié)構(gòu)參照 實(shí)施例1。 以上所述的實(shí)施例只是本實(shí)用新型的一種較佳方案，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形 式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。
權(quán)利要求一種機(jī)器人電池抓手，與機(jī)器人法蘭盤(pán)(2)相連接，其特征在于電池抓手整體呈盒狀，內(nèi)部具有電池框(4)容腔，容腔頂部設(shè)置有電機(jī)(17)、傳動(dòng)軸、絲杠(15)和電池抓取座組成的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，電機(jī)與傳動(dòng)軸相連，傳動(dòng)軸與絲杠相連，電池抓取座套置在絲杠上隨絲杠旋轉(zhuǎn)而移動(dòng)，電池抓取座的抓取頭(9)上固定有電磁吸取部件，電池抓手前端面設(shè)置有圖像傳感器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)器人電池抓手，其特征在于電池抓手的前端面(3)為敞口 狀，其余五個(gè)平面封閉，電池抓手的頂部(14)與機(jī)器人法蘭盤(pán)連接，絲杠垂直敞口平面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)器人電池抓手，其特征在于絲杠的兩端固定在容腔頂 部，絲杠靠近后面的一端處連接傳動(dòng)軸，電池抓取座在絲杠兩個(gè)支點(diǎn)(16)之間移動(dòng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人電池抓手，其特征在于電池抓取座的抓取頭低于絲杠 的位置，抓取頭在電池抓手的中部偏下位置，電池抓取座具有與絲杠相配合的連接套(12)， 連接套與抓取頭之間通過(guò)Z形的連接件(11)連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的機(jī)器人電池抓手，其特征在于電池抓手的底部設(shè)有 若干相互平行的滾筒(5)，滾筒的滾動(dòng)軸線與絲杠相垂直。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)器人電池抓手，其特征在于滾筒為一排，并在滾筒上設(shè)置 一圈凹槽(19)，所有滾筒安裝后凹槽呈一條直線；或者滾筒為一排，滾筒的邊上設(shè)置一導(dǎo) 向滑軌(20);或者滾筒為兩排，一排為普通滾筒，另一排滾筒上設(shè)置有一圈凹槽，滾筒安裝 后凹槽呈一條直線。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的機(jī)器人電池抓手，其特征在于電池抓手上與前端面 相垂直的側(cè)邊內(nèi)壁固定有彈性?shī)A持機(jī)構(gòu)(18)，夾持機(jī)構(gòu)之間的距離與電池框的寬度相等。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的機(jī)器人電池抓手，其特征在于電池抓手前端面固定 有橫向檢測(cè)機(jī)構(gòu)(10)和豎向檢測(cè)機(jī)構(gòu)(8)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的機(jī)器人電池抓手，其特征在于電池抓手的頂部為階 梯狀，靠近前端面處的厚度大于靠近后端面處的厚度，電池抓手頂部較厚的平面上設(shè)置有 連接孔(13)，連接孔的位置靠近前端面，在電池抓手深度前1/3處。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種與機(jī)器人相配合，自動(dòng)抓取電池的機(jī)器人電池抓手。解決了現(xiàn)有技術(shù)中的機(jī)器人抓手不適用于汽車(chē)領(lǐng)域電池更換操作，對(duì)抓手提出較高的要求，會(huì)增加機(jī)器人成本的缺點(diǎn)，電池抓手整體呈盒狀，內(nèi)部具有電池框容腔，容腔頂部設(shè)置有電機(jī)、傳動(dòng)軸、絲杠和電池抓取座組成的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，電機(jī)與傳動(dòng)軸相連，傳動(dòng)軸與絲杠相連，電池抓取座套置在絲杠上隨絲杠旋轉(zhuǎn)而移動(dòng)，電池抓取座的抓取頭上固定有電磁吸取部件，電池抓手前端面設(shè)置有圖像傳感器。采用盒狀的電池抓手，與電池框的外形相似，方便將電池框整體移入到電池抓手內(nèi)部，以保護(hù)電池框，防止電池框在移動(dòng)的時(shí)候發(fā)生碰撞，抓取的時(shí)候，受力比較合理均勻。
文檔編號(hào)B25J15/00GK201529991SQ20092031035
公開(kāi)日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2009年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月15日
發(fā)明者葉浩然, 辛克偉, 雷榮 申請(qǐng)人:萬(wàn)向集團(tuán)公司;萬(wàn)向電動(dòng)汽車(chē)有限公司