CN102683750B - 叠片电池极片输入装置及定位机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种叠片电池极片输入装置和用于该装置的定位机构，定位机构包括支撑单元、凸轮开合单元和定位单元，定位单元包括支撑件、归正板、一对横向定位块和/或一对纵向定位块，支撑件固定在支撑单元上，归正板安装在支撑件上，归正板用于放置极片且其纵向和/或横向的尺寸、形状与极片相吻合，凸轮开合单元包括驱动模块、开合凸轮、凸轮随动器和弹性件，弹性件耦合到凸轮随动器以对其施加弹力，驱动模块用于驱动开合凸轮朝上或朝下运动，开合凸轮朝上运动时带动凸轮随动器将横向定位块和/或纵向定位块向外推开，朝下运动时弹力将横向定位块和/或纵向定位块分别向内压至归正板的边缘。本发明的定位机构能实施精确和高效的极片定位。

Description

叠片电池极片输入装置及定位机构

技术领域

本发明涉及锂电池制作设备领域，尤其是涉及一种叠片电池极片输入装置及定位机构。

背景技术

大型锂离子动力电池制造过程中，通常采用叠片机将正负极片间隔叠置形成电池电芯。常用的锂离子电池电芯叠片机中，首先利用吸盘从料盒中吸取正极片或负极片，并搬动至相应的定位台( 通常成为二次定位台)，需要叠置该极片时再次利用吸盘从定位台吸取该极片，并搬动至叠片台完成叠片。

申请号为201010290625.8的中国专利文献公开了一种叠片机及电芯叠片机构，该专利技术包括用于将所述第一料盒的第一料片搬动至第一定位台的第一取料机械手，用于将所述第二料盒的第二料片搬动至第二定位台的第二取料机械手，用于将所述第一定位台的第一料片、和/ 或第二定位台的第二料片搬运至所述叠片位的叠片机械手，以及用于驱动所述第一取料机械手、第二取料机械手和叠片机械手的叠片驱动组件，取料机械手和叠片机械手均采用凸轮分割器控制，可实现取料、搬动和叠片的动作，但采用凸轮分割器成本高，而且，在定位机构中采用气缸控制定位块的移动，定位不够精确，效率低。

发明内容

本发明的主要目的就是针对现有技术的不足，提供一种定位精确，效率高的定位机构以及采用该定位机构的叠片电池极片输入装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于叠片电池极片输入装置的定位机构，包括支撑单元、凸轮开合单元和定位单元，所述定位单元包括支撑件、归正板、一对横向定位块和/或一对纵向定位块，所述支撑件固定在所述支撑单元上，所述归正板安装在所述支撑件上，所述归正板用于放置极片且其纵向和/或横向的尺寸、形状与极片相吻合，所述凸轮开合单元包括驱动模块、开合凸轮、凸轮随动器和弹性件，所述横向定位块和/或所述纵向定位块耦合到所述凸轮随动器且所述横向定位块和/或所述纵向定位块的边缘高于所述归正板的表面，所述弹性件耦合到所述凸轮随动器以对其施加弹力，所述驱动模块用于驱动所述开合凸轮朝上或朝下运动，所述开合凸轮朝上运动时带动所述凸轮随动器克服所述弹力将所述横向定位块和/或所述纵向定位块向外推开，所述开合凸轮朝下运动时所述弹力将所述横向定位块和/或所述纵向定位块分别向内压至所述归正板的横向和/或纵向边缘。

所述凸轮开合单元还包括与所述凸轮随动器相配合的连接轴、顶杆、顶块、固定块和导杆，所述弹性件为螺旋弹簧，所述导杆固定在所述支撑单元上，所述凸轮随动器包括安装在所述连接轴上的转轮，所述连接轴安装在所述顶杆的一端，所述顶杆的另一端连接所述顶块，所述固定块固定在所述顶块上，所述固定块开有通孔，所述导杆穿过所述通孔，所述螺旋弹簧安装在所述导杆上，位于所述导杆与所述支撑单元的固定端与所述固定块之间，所述横向定位块和/或所述纵向定位块固定在相应的固定块上。

所述凸轮开合单元还包括设置在所述导杆的固定端以调节所述螺旋弹簧的调节环。

所述支撑单元包括第一支撑板、第二支撑板、向上立起的定位支撑和支撑柱，所述第二支撑板通过所述支撑柱固定支撑在所述第一支撑板上，所述定位支撑固定在所述第二支撑板上，用于固定所述导杆。

所述凸轮随动器和所述弹性件均有四个、所述横向定位块和所述纵向定位块各有一对，分别对应所述归正板横向和纵向的四条边而设置，所述开合凸轮包含供所述凸轮随动器配合接触的四个面，所述归正板的整体尺寸、形状与极片吻合。

所述支撑件包括连接板和连接板支撑条，所述连接板固定在所述连接板支撑条上，所述连接板支撑条固定在所述支撑单元上，所述归正板固定在所述连接板上。

还包括用于检测极片是否重片并将检测信息传输给相应控制单元的感应器，所述感应器设置在所述归正板附近。

还包括吸尘单元，所述吸尘单元用于收集取料时产生的极片掉屑、粉尘。

所述吸尘单元包括吸尘罩、吸尘管路以及吸尘风机，所述吸尘罩用于收集粉尘，收集的粉尘经所述吸尘管路被所述吸尘风机吸取并排出。

一种叠片电池极片输入装置，包括取料机械手、定位机构和送料机械手，所述定位机构为前述的任一种定位机构。

本发明的有益效果在于：

根据本发明，定位机构设置有包括开合凸轮、凸轮随动器和弹性件的凸轮开合单元，一对横向定位块和/或纵向定位块受所述凸轮随动器和弹性件作用，开合凸轮朝上运动时带动所述凸轮随动器克服弹力将所述横向定位块和/或所述纵向定位块向外推开，开合凸轮朝下运动时弹力将所述横向定位块和/或所述纵向定位块分别向内压至归正板的边缘，通过这种以开合凸轮运动来控制横向和纵向定位块定位极片的方式，以凸轮为中心，对归正板上的极片实施定位，定位位置精确，且定位的效率很高。

通过同时设置一对横向定位块、一对纵向定位块、四个凸轮随动器和弹性件,而开合凸轮设置成有四个面供相应的凸轮随动器配合接触，可完全避免仅以两侧边为基准时可能需二次调整极片位置的问题。

附图说明

图1 本发明叠片电池极片输入装置一种实施例的立体示意图；

图2 本发明一种实施例的防止取料重片机构立体示意图；

图3 本发明定位机构一种实施例的立体示意图；

图4本发明一种实施例的去除定位单元的定位机构立体示意图

图5本发明一种实施例的凸轮开合单元的立体示意图。

具体实施方式

以下通过实施例结合附图对本发明进行进一步的详细说明。

请参阅图1、图3-图5，在一些实施例里，叠片电池极片输入装置包括驱动机构1、取料机械手2、送料机械手3、料盒4和定位机构5，且配置成，驱动机构1驱动取料机械手2和送料机械手3同步水平移动，料盒4储存极片，定位机构5对取料机械手2从料盒4中取出的极片进行二次定位。

驱动机构1可采用伺服电机驱动滚珠丝杆带动取料机械手2和送料机械手3同步水平移动的形式来实施。

料盒4可以包括控制极片升降的驱动单元、升降高度即取料高度检测单元、支撑部件和用于极片储存的防护板。

在一些实施例里，定位机构5包括支撑单元51、凸轮开合单元53和定位单元54，所述定位单元54包括支撑件、归正板542、一对横向定位块543和/或一对纵向定位块544，所述支撑件固定在所述支撑单元51上，所述归正板542安装在所述支撑件上，所述归正板542用于放置极片且其纵向和/或横向的尺寸和形状与极片相吻合，所述凸轮开合单元53包括驱动模块、开合凸轮532、凸轮随动器533和弹性件例如弹簧538，所述横向定位块543和/或所述纵向定位块544耦合到所述凸轮随动器533且所述横向定位块和/或所述纵向定位块的边缘高于所述归正板542的表面，所述弹性件耦合到所述凸轮随动器533以对其施加弹力，所述驱动模块用于驱动所述开合凸轮532朝上或朝下运动，所述开合凸轮532朝上运动时带动所述凸轮532随动器533克服所述弹力将所述横向定位块和/或所述纵向定位块向外推开，所述开合凸轮532朝下运动时所述弹力将所述横向定位块543和/或所述纵向定位块544分别向内压至所述归正板542的横向和/或纵向边缘。驱动模块可以是气缸531。

请参阅图3-图5，优选地，所述凸轮开合单元53还包括与所述凸轮随动器533相配合的连接轴534、顶杆535、顶块536、固定块537和导杆539，所述弹性件为螺旋弹簧538，所述导杆539固定在所述支撑单元51上，所述凸轮随动器533包括安装在所述连接轴534上的转轮，所述连接轴534安装在所述顶杆535的一端，所述顶杆535的另一端连接所述顶块536，所述固定块537固定在所述顶块536上，所述固定块537开有通孔，所述导杆539穿过所述通孔，所述螺旋弹簧538安装在所述导杆539上，位于所述导杆539与所述支撑单元51的固定端与所述固定块537之间，所述横向定位块543和/或所述纵向定位块544固定在相应的固定块上。

优选地，所述凸轮随动器和所述弹性件均有四个、所述横向定位块和所述纵向定位块各有一对，分别对应所述归正板横向和纵向的四条边而设置，所述开合凸轮包含供所述凸轮随动器配合接触的四个面，所述归正板的整体尺寸和形状与极片吻合。这种优选方式的定位精度很高，但是，只设置一对横向定位块或纵向定位块以及相应的凸轮随动器和弹性件，并采用纵向或横向尺寸与极片相符的归正板，也是可行的，有很高的定位效率且能保证高定位精度。

优选地，支撑单元51可包括第一支撑板511、第二支撑板512、定位支撑513、支撑柱514，第二支撑板512通过支撑柱514固定支撑在第一支撑板511上，若干个定位支撑513固定在第二支撑板512上，用于固定凸轮开合机构53中的导杆。

定位机构5还可包括吸尘单元52，吸尘单元52固定在支撑单元51上，用于将取料时产生的极片掉屑、粉尘等收集并排出。

吸尘单元52可包括吸尘罩521、吸尘管路522以及吸尘风机，吸尘罩521收集粉尘，粉尘经吸尘管路522被吸尘风机吸取并排出。

如图3-图5所示，在一个特定的实施例里，凸轮开合单元53可包括开合气缸531、开合凸轮532、凸轮随动器533、连接轴534、顶杆535、顶块536、固定块537、伸缩弹簧538和导杆539，开合气缸531推动开合凸轮532升降，开合凸轮532包含可供凸轮随动器533配合接触的4个面，凸轮随动器533、连接轴534、顶杆535、顶块536、固定块537、伸缩弹簧538和导杆539均包含4个，凸轮随动器533通过连接轴534可旋转的固定在顶杆535的一端，顶杆535的另一端固定连接顶块536，凸轮随动器533被开合凸轮532推动以连接轴534为中心转动，各顶杆535推动各顶块536并被开合凸轮532推动以开合凸轮532为中心向外或向内移动，固定块537固定在顶块536上，导杆539分为横向导杆5391和纵向导杆5392，横向导杆5391两端分别穿过横向的两个固定块，纵向导杆5392两端分别穿过纵向的两个固定块，伸缩弹簧538通过调节环530套设在导杆伸出固定块的部分上。

定位单元54优选包括连接板541、归正板542、横向定位块543、纵向定位块544、感应器545、感应器固定块、连接板支撑条546，连接板541固定在连接板支撑条546上，连接板支撑条546固定在第二支撑板上，归正板542固定在连接板541上，归正板542的尺寸和形状与极片吻合，感应器固定块固定在连接板541上，感应器545固定在感应器固定块上，感应器545检测极片是否重片，并传输给相应的控制单元，横向定位块和纵向定位块固定在相应的固定块537上。

定位机构5的工作过程为：

当归正板上无极片时，开合气缸的伸缩端处于伸出状态，即横向和纵向定位块都处于分开状态，当送料机械手将极片放至归正板上后，开合气缸的伸缩端收回，带动开合凸轮向下移动，使得各顶杆向内移动，通过顶块拉动横向和纵向定位块向内靠拢，极片的各边与归正板的各边对齐，实现极片定位，当极片被取走后，开合气缸的伸缩端伸出，如此循环。

料盒4及定位机构5均可包括保护操作者安全并防止杂物进入的防护罩。

请参阅图1和图2，在一个优选的实施例里，取料机械手2包括防重片取料机构21,所述防重片取料机构21包括取料驱动单元23和与所述取料驱动单元23连接的吸取单元，所述取料驱动单元23可驱动所述吸取单元靠近或远离极片的存放平面，所述吸取单元包括可在与所述吸取单元整体移动方向相垂直的工作面上相对移动的第一吸盘单元和第二吸盘单元22以及用于驱动相应吸盘单元进行所述移动的驱动模块。驱动模块优选为针型气缸211。

具体来说，防止取料重片机构21可包括2个针形气缸211和可被针形气缸推动相对移动的2个滑动块212，以及固定在支撑架24上的1个滑动块，针形气缸211推动滑动块212，进而带动两端的吸盘22相对移动，取料机械手还包括控制机械手升降的取料气缸23、与取料气缸23固定连接的支撑架24、连接吸盘22并对吸盘22的移动起导向作用的支撑导杆25以及连接块26和调节块27，支撑导杆25两端固定在支撑架24上，滑动块均布在支撑导杆25上，分布在两端的可在支撑导杆25上滑动，处于中间的固定在支撑架24上，连接块26固定在滑动块212上，调节块27与连接块26固定连接，并可调节在连接块26上的位置，吸盘22固定在调节块27上，处于两端的吸盘22被针形气缸211带动相对移动。

取料机械手2吸取极片时，取料气缸23伸出，推动支撑架24进而推动吸盘22向下移动，至料盒4中的极片处，吸取极片，当吸盘将极片吸起时，针形气缸211伸出，推动滑动块进而推动处于两端的吸盘相对移动，使极片稍微弯曲，若重片，则可使得重片重新放入料盒。

极片输入装置的工作过程为：

取料机械手吸取料盒内的极片，同时送料机械手吸取定位机构归正板上的极片，驱动机构驱动取料机械手移动至定位机构上方，同时驱动送料机械手将定位完成的极片移动至叠片工位，取料机械手将极片放至归正板上，取料机械手和送料机械手分别退回至料盒上方以及定位机构上方，感应器检测极片是否重片，若重片则停机调整，若无重片则进行定位，叠片等后续动作。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于叠片电池极片输入装置的定位机构，其特征在于,包括支撑单元、凸轮开合单元和定位单元，所述定位单元包括支撑件、归正板、一对横向定位块和/或一对纵向定位块，所述支撑件固定在所述支撑单元上，所述归正板安装在所述支撑件上，所述归正板用于放置极片且其纵向和/或横向的尺寸、形状与极片相吻合，所述凸轮开合单元包括驱动模块、开合凸轮、凸轮随动器和弹性件，所述横向定位块和/或所述纵向定位块耦合到所述凸轮随动器且所述横向定位块和/或所述纵向定位块的边缘高于所述归正板的表面，所述弹性件耦合到所述凸轮随动器以对其施加弹力，所述驱动模块用于驱动所述开合凸轮朝上或朝下运动，所述开合凸轮朝上运动时带动所述凸轮随动器克服所述弹力将所述横向定位块和/或所述纵向定位块向外推开，所述开合凸轮朝下运动时所述弹力将所述横向定位块和/或所述纵向定位块分别向内压至所述归正板的横向和/或纵向边缘。

2.如权利要求1所述的定位机构，其特征在于,所述凸轮开合单元还包括与所述凸轮随动器相配合的连接轴、顶杆、顶块、固定块和导杆，所述弹性件为螺旋弹簧，所述导杆固定在所述支撑单元上，所述凸轮随动器包括安装在所述连接轴上的转轮，所述连接轴安装在所述顶杆的一端，所述顶杆的另一端连接所述顶块，所述固定块固定在所述顶块上，所述固定块开有通孔，所述导杆穿过所述通孔，所述螺旋弹簧安装在所述导杆上，位于所述导杆与所述支撑单元的固定端与所述固定块之间，所述横向定位块和/或所述纵向定位块固定在相应的固定块上。

3.如权利要求2所述的定位机构，其特征在于,所述凸轮开合单元还包括设置在所述导杆的固定端以调节所述螺旋弹簧的调节环。

4.如权利要求2或3所述的定位机构，其特征在于,所述支撑单元包括第一支撑板、第二支撑板、向上立起的定位支撑和支撑柱，所述第二支撑板通过所述支撑柱固定支撑在所述第一支撑板上，所述定位支撑固定在所述第二支撑板上，用于固定所述导杆。

5.如权利要求1至3任一项所述的定位机构，其特征在于,所述凸轮随动器和所述弹性件均有四个、所述横向定位块和所述纵向定位块各有一对，分别对应所述归正板横向和纵向的四条边而设置，所述开合凸轮包含供所述凸轮随动器配合接触的四个面，所述归正板的整体尺寸、形状与极片吻合。

6.如权利要求1至3任一项所述的定位机构，其特征在于,所述支撑件包括连接板和连接板支撑条，所述连接板固定在所述连接板支撑条上，所述连接板支撑条固定在所述支撑单元上，所述归正板固定在所述连接板上。

7.如权利要求1至3任一项所述的定位机构，其特征在于,还包括用于检测极片是否重片并将检测信息传输给相应控制单元的感应器，所述感应器设置在所述归正板附近。

8.如权利要求1至3任一项所述的定位机构，其特征在于,还包括吸尘单元，所述吸尘单元用于收集取料时产生的极片掉屑、粉尘。

9.如权利要求8所述的定位机构，其特征在于,所述吸尘单元包括吸尘罩、吸尘管路以及吸尘风机，所述吸尘罩用于收集粉尘，收集的粉尘经所述吸尘管路被所述吸尘风机吸取并排出。

10.一种叠片电池极片输入装置，包括取料机械手、定位机构和送料机械手，其特征在于,所述定位机构为权利要求1至9任一项所述的定位机构。