本技術(shù)涉及自動(dòng)化，且更確切地涉及一種電池組裝的多功能夾具。

背景技術(shù)：

1、隨著電動(dòng)汽車和可再生能源的普及，電池技術(shù)成為了未來能源存儲(chǔ)和傳輸?shù)闹匾M成部分。然而，電池組裝過程中存在著諸多挑戰(zhàn)，需要高效、安全的解決方案。在這個(gè)背景下，電池組裝的多功能夾具迎來了發(fā)展機(jī)遇。

2、隨著科技進(jìn)步和制造工藝的不斷提升，傳統(tǒng)的電池組裝方法已經(jīng)不能滿足日益增長的需求。傳統(tǒng)的夾具設(shè)計(jì)只能針對(duì)特定類型的電池進(jìn)行組裝，難以適應(yīng)不同規(guī)格和型號(hào)的電池，同時(shí)在安全性和效率上也存在一定缺陷。

3、近年來，隨著機(jī)器人技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和智能制造的快速發(fā)展，電池組裝行業(yè)也在不斷引入新的技術(shù)來提升生產(chǎn)效率和質(zhì)量。自動(dòng)化裝配線的引入使得電池組裝過程更加高效，而智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用則提高了生產(chǎn)線的智能化水平。

4、此外，3d打印技術(shù)的應(yīng)用為夾具的定制化設(shè)計(jì)提供了新的可能，使得夾具的生產(chǎn)周期大大縮短，成本也得到了一定程度的降低。這些新技術(shù)的應(yīng)用為電池組裝提供了更加靈活和高效的解決方案。

5、盡管現(xiàn)有的電池組裝多功能夾具在一定程度上提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量，但仍然存在一些缺點(diǎn)。首先，由于夾具設(shè)計(jì)通常是針對(duì)特定型號(hào)或規(guī)格的電池，因此在應(yīng)對(duì)不同種類電池時(shí)存在一定的局限性。其次，傳統(tǒng)的夾具設(shè)計(jì)缺乏靈活性，無法快速適應(yīng)市場上新型電池的生產(chǎn)需求。最后，部分夾具的安全性設(shè)計(jì)不夠完善，容易出現(xiàn)夾具失控、電池?fù)p壞等安全問題，給生產(chǎn)線帶來潛在風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于：設(shè)計(jì)一種電池組裝的多功能夾具能夠解決現(xiàn)有電池組裝的多功能夾具中存在的適用性受限、靈活性差和存在安全隱患的缺點(diǎn)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

3、一種電池組裝的多功能夾具，包括：夾具主體，所述夾具主體頂部中央位置設(shè)有傳感器系統(tǒng)；所述傳感器系統(tǒng)通過導(dǎo)線連接至可編程控制器；所述傳感器系統(tǒng)上方設(shè)有可調(diào)節(jié)夾持裝置，所述可調(diào)節(jié)夾持裝置通過機(jī)械螺紋連接夾具主體；所述可調(diào)節(jié)夾持裝置通過連接在夾具主體上的旋轉(zhuǎn)軸實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)夾持力；所述可調(diào)節(jié)夾持裝置上方設(shè)置有鎖定裝置；所述鎖定裝置通過快速卡扣與夾持裝置連接；所述夾具主體下方設(shè)有支撐結(jié)構(gòu)；所述支撐結(jié)構(gòu)分布在夾具底部四周，通過液壓裝置與夾具主體連接；所述可調(diào)節(jié)夾持裝置左側(cè)設(shè)有光學(xué)檢測系統(tǒng)；所述光學(xué)檢測系統(tǒng)通過支架與夾具主體連接；所述夾具主體正面設(shè)置有急停按鈕；所述急停按鈕通過導(dǎo)線連接至可編程控制器；所述可編程控制器安裝在夾具主體正面內(nèi)側(cè)；所述可編程控制器通過導(dǎo)線與自動(dòng)校準(zhǔn)裝置連接；所述自動(dòng)校準(zhǔn)裝置安裝在夾持裝置內(nèi)部。

4、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步描述：

5、所述傳感器系統(tǒng)集成壓力傳感器、溫度傳感器和位移傳感器；所述壓力傳感器用于監(jiān)測夾具施加在電池上的壓力，確保夾具夾持電池時(shí)的穩(wěn)定性和安全性；所述溫度傳感器用于監(jiān)測夾具和電池組件之間的溫度；所述位移傳感器用于準(zhǔn)確測量夾具和電池組件之間的相對(duì)位置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)位和裝配操作。

6、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步描述：

7、所述可調(diào)節(jié)夾持裝置包括夾持臂，所述夾持臂上設(shè)置有夾持墊和三角夾具，用于固定電池，所述夾持臂通過旋轉(zhuǎn)軸連接到可調(diào)節(jié)夾持裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)上；所述夾持臂內(nèi)部設(shè)置有螺旋調(diào)節(jié)裝置，所述螺旋調(diào)節(jié)裝置通過螺紋實(shí)現(xiàn)對(duì)夾持力的控制；所述三角夾具上設(shè)有壓力傳感器，用于監(jiān)測夾持力狀態(tài)。

8、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步描述：

9、所述鎖定裝置包括鎖定桿，用于夾緊或釋放電池組件；所述鎖定桿通過軸承連接到鎖定裝置支架；所述鎖定裝置支架位于所述鎖定桿下方；所述鎖定裝置支架通過焊接固定在夾持裝置上，所述鎖定裝置支架通過快速卡扣與操作桿連接；所述操作桿位于快速卡扣上方，用于手動(dòng)操作鎖定裝置；所述操作桿通過銷釘和螺栓連接所述快速卡扣；所述快速卡扣通過卡扣和彈簧連接到鎖定桿上。

10、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步描述：

11、所述光學(xué)檢測系統(tǒng)包括攝像頭，所述攝像頭通過電纜連接到控制電路板；所述攝像頭外圈環(huán)繞有環(huán)形光源；所述環(huán)形光源通過電纜連接到控制電路板；所述攝像頭前設(shè)有透鏡系統(tǒng)；所述透鏡系統(tǒng)由透鏡和光圈構(gòu)成；所述控制電路板通過電纜連接到處理器和存儲(chǔ)設(shè)備，用于處理和存儲(chǔ)捕獲的圖像數(shù)據(jù)；所述攝像頭上設(shè)有連接接口，用于夾具的其他部件與光學(xué)檢測系統(tǒng)之間的通信和數(shù)據(jù)交換。

12、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步描述：

13、所述自動(dòng)校準(zhǔn)裝置由電動(dòng)機(jī)和編碼器組成；所述電動(dòng)機(jī)的輸出軸通過機(jī)械結(jié)構(gòu)與夾持裝置連接，用于驅(qū)動(dòng)夾持裝置進(jìn)行調(diào)整；所述編碼器安裝在電動(dòng)機(jī)軸上，用于監(jiān)測電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置和速度。

14、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步描述：

15、所述可編程控制器包括邏輯控制電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、編碼器接口模塊、傳感器接口模塊、人機(jī)界面模塊、通信接口模塊和電源模塊；所述邏輯控制電路集成處理器、存儲(chǔ)器和輸入/輸出接口；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊用于控制夾具中的電動(dòng)機(jī)，調(diào)節(jié)夾具的夾持力和夾持位置；所述編碼器接口模塊用于連接編碼器，實(shí)時(shí)監(jiān)測電動(dòng)機(jī)的位置和速度；所述傳感器接口模塊用于連接夾具中的傳感器；所述人機(jī)界面模塊用于與操作人員進(jìn)行交互；所述通信接口模塊用于與上位機(jī)進(jìn)行通信；所述通信接口模塊支持以夾具控制器為主節(jié)點(diǎn)的串口通信；所述電源模塊用于為夾具系統(tǒng)提供電力供應(yīng)。

16、綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型通過傳感器系統(tǒng)的設(shè)立使得夾具能夠?qū)崟r(shí)感知電池組裝過程中的各種參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同規(guī)格、型號(hào)的電池進(jìn)行精準(zhǔn)夾持和組裝。另外，可調(diào)節(jié)夾持裝置和支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使得夾具能夠靈活適應(yīng)不同形狀、大小的電池，增強(qiáng)了其適用范圍和靈活性。其次，可調(diào)節(jié)夾持裝置的旋轉(zhuǎn)軸和機(jī)械螺紋連接機(jī)制，以及光學(xué)檢測系統(tǒng)的設(shè)置，使得夾具能夠根據(jù)實(shí)際需求靈活調(diào)整夾持力和檢測精度，適應(yīng)不同工藝要求和產(chǎn)品特性。同時(shí)，自動(dòng)校準(zhǔn)裝置的引入進(jìn)一步提升了夾具的靈活性和智能化水平，使其能夠根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)自主進(jìn)行校準(zhǔn)和調(diào)整，減少人工干預(yù)，提高生產(chǎn)效率。鎖定裝置的設(shè)置和急停按鈕的設(shè)立增強(qiáng)了夾具的安全性，能夠在緊急情況下及時(shí)停止夾具運(yùn)行，避免意外發(fā)生，保障操作人員和設(shè)備的安全。另外，通過與可編程控制器的連接，傳感器系統(tǒng)和急停按鈕實(shí)現(xiàn)了與控制系統(tǒng)的緊密集成，使得夾具具備了更高的安全性和可控性，降低了操作風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種電池組裝的多功能夾具，其特征在于，包括：夾具主體(1)，所述夾具主體(1)頂部中央位置設(shè)有傳感器系統(tǒng)(2)；所述傳感器系統(tǒng)(2)通過導(dǎo)線連接至可編程控制器(3)；所述傳感器系統(tǒng)(2)上方設(shè)有可調(diào)節(jié)夾持裝置(4)，所述可調(diào)節(jié)夾持裝置(4)通過機(jī)械螺紋連接夾具主體(1)；所述可調(diào)節(jié)夾持裝置(4)通過連接在夾具主體(1)上的旋轉(zhuǎn)軸實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)夾持力；所述可調(diào)節(jié)夾持裝置(4)上方設(shè)置有鎖定裝置(5)；所述鎖定裝置(5)通過快速卡扣與夾持裝置連接；所述夾具主體(1)下方設(shè)有支撐結(jié)構(gòu)(6)；所述支撐結(jié)構(gòu)(6)分布在夾具底部四周，通過液壓裝置(7)與夾具主體(1)連接；所述可調(diào)節(jié)夾持裝置(4)左側(cè)設(shè)有光學(xué)檢測系統(tǒng)(8)；所述光學(xué)檢測系統(tǒng)(8)通過支架與夾具主體(1)連接；所述夾具主體(1)正面設(shè)置有急停按鈕(9)；所述急停按鈕(9)通過導(dǎo)線連接至可編程控制器(3)；所述可編程控制器(3)安裝在夾具主體(1)正面內(nèi)側(cè)；所述可編程控制器(3)通過導(dǎo)線與自動(dòng)校準(zhǔn)裝置(10)連接；所述自動(dòng)校準(zhǔn)裝置(10)安裝在夾持裝置內(nèi)部。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池組裝的多功能夾具，其特征在于：所述傳感器系統(tǒng)(2)集成壓力傳感器(201)、溫度傳感器(202)和位移傳感器(203)；所述壓力傳感器(201)用于監(jiān)測夾具施加在電池上的壓力，確保夾具夾持電池時(shí)的穩(wěn)定性和安全性；所述溫度傳感器(202)用于監(jiān)測夾具和電池組件之間的溫度；所述位移傳感器(203)用于準(zhǔn)確測量夾具和電池組件之間的相對(duì)位置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)位和裝配操作。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池組裝的多功能夾具，其特征在于：所述可調(diào)節(jié)夾持裝置(4)包括夾持臂，所述夾持臂上設(shè)置有夾持墊和三角夾具，用于固定電池，所述夾持臂通過旋轉(zhuǎn)軸連接到可調(diào)節(jié)夾持裝置(4)的機(jī)械結(jié)構(gòu)上；所述夾持臂內(nèi)部設(shè)置有螺旋調(diào)節(jié)裝置，所述螺旋調(diào)節(jié)裝置通過螺紋實(shí)現(xiàn)對(duì)夾持力的控制；所述三角夾具上設(shè)有壓力傳感器，用于監(jiān)測夾持力狀態(tài)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池組裝的多功能夾具，其特征在于：所述鎖定裝置(5)包括鎖定桿，用于夾緊或釋放電池組件；所述鎖定桿通過軸承連接到鎖定裝置支架；所述鎖定裝置支架位于所述鎖定桿下方；所述鎖定裝置支架通過焊接固定在夾持裝置上，所述鎖定裝置支架通過快速卡扣與操作桿連接；所述操作桿位于快速卡扣上方，用于手動(dòng)操作鎖定裝置(5)；所述操作桿通過銷釘和螺栓連接所述快速卡扣；所述快速卡扣通過卡扣和彈簧連接到鎖定桿上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池組裝的多功能夾具，其特征在于：所述光學(xué)檢測系統(tǒng)(8)包括攝像頭(801)，所述攝像頭(801)通過電纜連接到控制電路板；所述攝像頭(801)外圈環(huán)繞有環(huán)形光源(802)；所述環(huán)形光源(802)通過電纜連接到控制電路板；所述攝像頭(801)前設(shè)有透鏡系統(tǒng)(803)；所述透鏡系統(tǒng)(803)由透鏡和光圈構(gòu)成；所述控制電路板通過電纜連接到處理器和存儲(chǔ)設(shè)備，用于處理和存儲(chǔ)捕獲的圖像數(shù)據(jù)；所述攝像頭(801)上設(shè)有連接接口，用于夾具的其他部件與光學(xué)檢測系統(tǒng)(8)之間的通信和數(shù)據(jù)交換。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池組裝的多功能夾具，其特征在于：所述自動(dòng)校準(zhǔn)裝置(10)由電動(dòng)機(jī)和編碼器組成；所述電動(dòng)機(jī)的輸出軸通過機(jī)械結(jié)構(gòu)與夾持裝置連接，用于驅(qū)動(dòng)夾持裝置進(jìn)行調(diào)整；所述編碼器安裝在電動(dòng)機(jī)軸上，用于監(jiān)測電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置和速度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池組裝的多功能夾具，其特征在于：所述可編程控制器(3)包括邏輯控制電路(301)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(302)、編碼器接口模塊(303)、傳感器接口模塊(304)、人機(jī)界面模塊(305)、通信接口模塊(306)和電源模塊(307)；所述邏輯控制電路(301)集成處理器、存儲(chǔ)器和輸入/輸出接口；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(302)用于控制夾具中的電動(dòng)機(jī)，調(diào)節(jié)夾具的夾持力和夾持位置；所述編碼器接口模塊(303)用于連接編碼器，實(shí)時(shí)監(jiān)測電動(dòng)機(jī)的位置和速度；所述傳感器接口模塊(304)用于連接夾具中的傳感器；所述人機(jī)界面模塊(305)用于與操作人員進(jìn)行交互；所述通信接口模塊(306)用于與上位機(jī)進(jìn)行通信；所述通信接口模塊(306)支持以夾具控制器為主節(jié)點(diǎn)的串口通信；所述電源模塊(307)用于為夾具系統(tǒng)提供電力供應(yīng)。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開一種電池組裝的多功能夾具，涉及自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有電池組裝的多功能夾具中存在的適用性受限、靈活性差和存在安全隱患的缺點(diǎn)；本技術(shù)通過傳感器系統(tǒng)實(shí)時(shí)感知電池組裝過程中的各種參數(shù)，并通過可調(diào)節(jié)夾持裝置和支撐結(jié)構(gòu)靈活適應(yīng)不同形狀、大小的電池，增強(qiáng)了其適用范圍和靈活性；通過光學(xué)檢測系統(tǒng)和自動(dòng)校準(zhǔn)裝置使得夾具能夠根據(jù)實(shí)際需求靈活調(diào)整夾持力和檢測精度，適應(yīng)不同工藝要求和產(chǎn)品特性；通過鎖定裝置的設(shè)置和急停按鈕的設(shè)立增強(qiáng)了夾具的安全性，另外，通過與可編程控制器的連接，傳感器系統(tǒng)和急停按鈕使得夾具具備了更高的安全性和可控性，本技術(shù)大大提高了夾具適應(yīng)性和靈活性。

技術(shù)研發(fā)人員：宋躍振,宋向浩
受保護(hù)的技術(shù)使用者：新鄉(xiāng)弗迪新能源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240508
技術(shù)公布日：2025/1/6