CN104183872B - 卷针机构 - Google Patents

Abstract

一种卷针机构，包括固定座、活动卷针安装座、活动卷针、固定卷针和前支撑头。固定座的安装部开设有安装槽，活动卷针安装座在安装槽内可移动，活动卷针包括第一卷绕块，固定卷针包括第二卷绕块，前支撑头沿活动卷针所在的直线方向可移动，前支撑头设有卡合部，第一卷绕块的一端、第二卷绕块的一端均与卡合部匹配。上述卷针机构在卷绕极片时，将第一卷绕块和第二卷绕块错开变宽的同时还能通过前支撑头固定第一卷绕块和第二卷绕块，从而固定活动卷针和固定卷针的位置，使两卷针稳固不动，使第一卷绕块和第二卷绕块能够较为牢固地夹住隔膜，在保证错针的同时，同时也夹紧隔膜，从而使该卷针机构结构稳定可靠且卷绕精度较好。

Description

卷针机构

技术领域

本发明涉及锂离子电池的电芯卷绕设备领域，尤其涉及一种卷针机构。

背景技术

方形电池在卷绕的过程中卷针机构一般要实现两个动作，一是卷针需要错针，也就是使卷针变宽，电芯卷绕完成后为了使电芯脱针，卷针需要变窄，以便使电芯脱离卷针；二是卷针内部需要夹住隔膜进行下一段电芯的卷绕，从而使电芯卷绕连续化。隔膜夹紧的力度，也是影响方形电芯极耳中心距的关键点。

常规的方形卷针机构，上述两步动作一般分开执行，互不影响。然而，在小电芯卷绕的设备中，错针和夹隔膜两个操作分开执行，因结构空间的关系，若按照常规设计各零部件尺寸并变小，则结构钢性严重不足，卷针在运动的过程中，极易折断，也保证不了卷绕精度。

发明内容

鉴于此，有必要提供了一种结构稳定可靠且卷绕精度较好的卷针机构。

一种卷针机构，包括固定座、活动卷针安装座、活动卷针、固定卷针和前支撑头；

所述固定座包括安装部，所述安装部开设有安装槽；

所述活动卷针安装座安装在所述安装槽内，并且所述活动卷针安装座在所述安装槽内可移动，所述活动卷针安装座的移动方向和所述安装槽的延伸方向垂直；

所述活动卷针包括第一卷绕块，所述第一卷绕块的一端固定在所述活动卷针安装座上，所述固定卷针包括第二卷绕块，所述第二卷绕块的一端和所述安装部固定连接，并收容于所述安装槽内，所述固定卷针和所述活动卷针相向设置并紧密接触；

所述前支撑头沿所述活动卷针所在的直线方向可移动，所述前支撑头设有卡合部，所述第一卷绕块远离所述活动卷针安装座的一端、所述第二卷绕块远离所述安装部的一端均与所述卡合部匹配。

在其中一个实施例中，所述活动卷针和所述固定卷针中的其中一个的表面设有摩擦板，所述活动卷针和所述固定卷针中的另一个的表面设有耐磨胶板，所述摩擦板和所述耐磨胶板相向设置。

在其中一个实施例中，所述摩擦板上设有多个条状的凸起。

在其中一个实施例中，所述卷针机构还包括弹性件，所述弹性件设于所述活动卷针安装座和所述安装槽的侧壁之间，并且所述弹性件的两端分别和所述活动卷针安装座以及所述安装槽的侧壁抵接。

在其中一个实施例中，所述弹性件为弹簧或橡胶柱。

在其中一个实施例中，所述活动卷针安装座设有贯穿所述活动卷针安装座的通孔，所述通孔内安装有滚珠衬套，所述活动卷针安装座通过所述滚珠衬套和所述安装槽的侧壁固定连接。

在其中一个实施例中，所述卷针机构还包括两个盖板，所述两个盖板分别固定设于所述安装部的两侧，两个所述盖板分别覆盖在所述滚珠衬套的两端。

在其中一个实施例中，所述活动卷针还包括固定在所述第一卷绕块远离所述活动卷针安装座的一端的第一定位块；

所述固定卷针还包括固定在所述第二卷绕块远离所述安装部的一端的第二定位块；

所述第一定位块和所述第二定位块均与所述卡合部匹配。

在其中一个实施例中，所述第一定位块呈圆弧片状，所述第一定位块偏向所述第一卷绕块的边缘，所述第二定位块呈圆弧片状，所述第二定位块偏向所述第二卷绕块的边缘，当所述第一卷绕块和所述第二卷绕块错开时，所述第一定位块和所述第二定位块匹配形成圆筒状，所述卡合部为圆形盲孔，所述第一定位块和所述第二定位块均可卡合于所述卡合部。

在其中一个实施例中，所述卡合部的中间设置有一个圆柱形凸起，所述第一定位块和所述第二定位块卡合于所述卡合部时，所述圆柱形凸起收容于所述第一定位块和所述第二定位块匹配形成的圆筒状结构的内腔。

在其中一个实施例中，所述第一卷绕块包括第一表面和第二表面，所述第一表面为圆弧曲面，所述第二表面为平面，所述第一表面的相对两侧分别和所述第二表面的相对两侧连接；

所述第二卷绕块包括第三表面和第四表面，所述第三表面为圆弧曲面，所述第四表面为平面，所述第三表面的相对两侧分别和所述第四表面的相对两侧连接。

上述卷针机构在卷绕极片时，将第一卷绕块和第二卷绕块错开变宽的同时还能通过前支撑头固定第一卷绕块和第二卷绕块，从而固定活动卷针和固定卷针的位置，使两卷针稳固不动，使第一卷绕块和第二卷绕块能够较为牢固地夹住隔膜，在保证错针的同时，同时也夹紧隔膜，从而使该卷针机构结构稳定可靠且卷绕精度较好。

附图说明

图1为一实施方式的卷针机构的分解结构示意图；

图2为图1所示的卷针机构组装后的一视角的结构示意图；

图3为图1所示的卷针机构组装后的另一视角的结构示意图；

图4为图1所示的卷针机构的活动卷针的结构示意图；

图5为图1所示的卷针机构的固定卷针的结构示意图；

图6为图1所示的卷针机构的局部结构示意图；

图7为图1所示的卷针机构的第一卷绕块和第二卷绕块错开时的剖面结构示意图；

图8为图1所示的卷针机构的第一卷绕块和第二卷绕块合拢时的剖面结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1至图3，一实施方式的卷针机构10，包括固定座120、活动卷针安装座130、弹性件140、活动卷针150、固定卷针安装块160、固定卷针170、前支撑头180和盖板190。

固定座120包括连接部122和与连接部122一端固定连接的安装部124。。安装部124开设有安装槽126。在本实施方式中，连接部122开设有贯穿连接部122的通孔128，通孔128和安装槽126连通。连接部122用于连接驱动机构(图未示)。驱动机构用于驱动固定座120转动，从而卷绕极片。在本实施方式中，连接部122和安装部124一体成型。

活动卷针安装座130设有两个贯穿活动卷针安装座130的通孔(图未标)，两个通孔内均安装有滚珠衬套132。活动卷针安装座130通过两个滚珠衬套132和安装槽126的侧壁固定连接。活动卷针安装座130安装在安装槽126内。活动卷针安装座130通过滚珠衬套132和安装槽126的侧壁固定连接后，活动卷针安装座130在安装槽126内可移动，活动卷针安装座130的移动方向和安装槽126的延伸方向垂直。此时，活动卷针安装座130和安装部124之间的连接更加稳固，活动卷针安装座130在安装槽126内的移动更加平稳。可以理解，活动卷针安装座130的通孔的数量不限于两个，只要满足使活动卷针安装座130在安装槽126内可移动即可。当然，活动卷针安装座130和安装部124之间的连接不限于使用滚珠衬套132连接。活动卷针安装座130安装于安装槽126内时，也可以采用导轨使活动卷针安装座130和安装槽126的底部滑动连接，满足活动卷针安装座130在安装槽126内可移动即可。

弹性件140设于活动卷针安装座130和安装槽126的侧壁之间，并且弹性件140的两端分别和活动卷针安装座130以及安装槽126的侧壁抵接。具体的在本实施方式中，弹性件140为弹簧。当然，在其他实施方式中，弹性件140也可以为橡胶柱。当活动卷针安装座130在外力作用下在安装槽126内移动时，可压缩弹性件140。当外力消失时，并且没有其他限制的作用力作用时，在弹性件140自身的弹力作用下，活动卷针安装座130可回复到原来的位置。

活动卷针150包括第一卷绕块152。在本实施方式中，活动卷针150还包括第一定位块154和第一固定板156。第一定位块154和第一卷绕块152的一端固定连接。第一卷绕块152远离第一定位块154的一端和第一固定板156固定连接。第一固定板156远离第一卷绕块152的一端固定于活动卷针安装座130上。当然，第一固定板156可以省略，此时，直接将第一卷绕块152远离第一定位块154的一端固定在活动卷针安装座130上即可。

请同时参考图4，第一卷绕块152包括第一表面1522和第二表面1524。第一表面1522为圆弧曲面。第二表面1524为平面。第一表面1522的相对两侧分别和第二表面1524的相对两侧连接。第一表面1522和第二表面1524的连接处倒角设置。这样可以有效地避免第一表面1522和第二表面1524的连接处对隔膜的损害，提高电芯的使用寿命。

请再次同时参考图1至图3，固定卷针安装座160和安装部124固定连接。具体的，安装部124开设安装槽126后，安装槽126的两个侧壁的顶部分别和固定卷针安装座160的两端固定连接。

固定卷针170包括第二卷绕块172。在本实施方式中，固定卷针170还包括第二定位块174第二固定板176。第二定位块174和第二卷绕块172的一端固定连接。第二卷绕块172远离第二定位块174的一端和第二固定板176的一端固定连接。第二固定板176的另一端固定于固定卷针安装座160上，并且收容于安装槽126内。固定卷针170通过固定卷针安装座160固定在固定座120上。可以理解，固定卷针安装座160可以省略，此时，直接将第二固定板176固定在安装部124上即可。当然，第二固定板176也是可以省略的，此时，直接将第二卷绕块172远离第二定位块174的一端固定在安装部124上，并且收容于安装槽126内即可。

请同时参考图5，第二卷绕块172包括第三表面1722和第四表面1724。第三表面1722为圆弧曲面，第四表面为平面1724，第三表面1722的相对两侧分别和第四表面1724的相对两侧连接。第三表面1722和第四表面1724的连接处倒角设置。这样可以有效地避免第三表面1722和第四表面1724的连接处对隔膜的损害，提高电芯的使用寿命。

请同时参考图4和图5，第一卷绕块152和第二卷绕块172相向设置并紧密接触。第一卷绕块152和第二卷绕块172一起构成卷绕部。极片在绕卷绕部进行卷绕。具体的，第一卷绕块152的第二表面1524和第二卷绕块172的第四表面1724紧密接触。在本实施方式中，第一卷绕块152的第二表面1524设有耐磨胶板1526。第二卷绕块172的第四表面1724设有摩擦板1726。摩擦板1726和耐磨胶板1526相向设置。当然，在其他实施方式中，也可以是第一卷绕块152的第二表面1524设有摩擦板，第二卷绕块172的第四表面1724设有耐磨胶板。摩擦板1726的材质可以为金属或硬质橡胶等。通过在第一卷绕块152和第二卷绕块172接触的表面设置摩擦板1726和耐磨胶板1526，可以增加第一卷绕块152和第二卷绕块172的夹紧力度，使第一卷绕块152和第二卷绕块172更好的夹紧极片。

摩擦板1726的表面设置有多个齿条状凸起(图未标)。当然，在其他实施方式中，凸起也可以为其他条状的凸起或者其他形状的凸起。摩擦板1726上的凸起的表面较为圆润，以避免摩擦板1726对隔膜的损害。摩擦板1726的表面设置齿条状凸起有助于增加耐磨胶板1526和摩擦板1726之间的摩擦力，使第一卷绕块152和第二卷绕块172夹持极片更加稳定牢固。

请同时参考图6，在本实施方式中，第一定位块154呈圆弧片状，第一定位块154偏向第一卷绕块152的边缘。第二定位块174呈圆弧片状，第二定位块174偏向第二卷绕块172的边缘。第一定位块154偏向第一卷绕块152的边缘，第二定位块174偏向第二卷绕块172的边缘，此时可以满足当第一卷绕块152和第二卷绕块172错开时，第一定位块154和第二定位块174匹配形成圆筒状。

在本实施方式中，第一固定板156、第一卷绕块152和第一定位块154一体成型。第二固定板176、第二卷绕块172和第二定位块174一体成型。

请再次参考图1，前支撑头180沿活动卷针150所在的直线方向可移动。前支撑头180可以靠近或远离活动卷针150。

请再次参考图1至图3，前支撑头180设有卡合部182，第一定位块154、第二定位块174均与卡合部匹配。具体在本实施方式中，卡合部182为圆形盲孔。卡合部182的中间设置有一个圆柱形凸起184。当第一卷绕块152和第二卷绕块172错开，第一定位块154和第二定位块174匹配形成圆筒状后，第一定位块154和第二定位块174均可卡合于卡合部182。请同时参考图6，第一定位块154和第二定位块174匹配形成圆筒状后，第一定位块154和第二定位块174之间形成内腔178。圆柱形凸起184收容于第一定位块154和第二定位块174匹配形成的圆筒状结构的内腔178。内腔178大小和圆柱形凸起184的大小相当。圆柱形凸起184恰好收容于内腔178。由于固定卷针170和活动卷针150卷绕极片时，随着卷绕圈数的增加，固定卷针170和活动卷针150外周受到的力越来越大，而通过将前支撑头180的圆柱形凸起184设置在内腔178内，圆柱形凸起184可以有效阻止第一定位块154和第二定位块174在外力的作用下相互靠近，从而防止固定卷针170和活动卷针150外力的作用下相互靠近，进而防止固定卷针170和活动卷针150过于压迫隔膜，从而减少对隔膜造成的伤害。将第一定位块154和第二定位块174均卡合于卡合部182，可以将活动卷针150和固定卷针170固定。

当然，第一定位块154和第二定位块174的形状也不一定要设置成圆弧片状，第一定位块154和第二定位块174的形状也可以设置为方形。当第一卷绕块152和第二卷绕块172错开时，第一定位块154和第二定位块174匹配也形成方形。此时，卡合部182设计为方形孔。卡合部182与第一定位块154和第二定位块174卡合固定，以将活动卷针150和固定卷针170固定。当然，第一定位块154和第二定位块174的形状还可以为其他形状，将卡合部182的形状设计成与第一定位块154和第二定位块174匹配，能将活动卷针150和固定卷针170固定即可。可以理解，第一定位块154和第二定位块174可以省略，此时直接将卡合部182的形状设计成与第一卷绕块152和第二卷绕块172匹配，将第一卷绕块152、第二卷绕块172直接与卡合部182卡合固定即可。

请再次参考图1至图3，盖板190为两个。两个盖板190分别固定设于安装部124的两侧。两个盖板190分别覆盖在滚珠衬套132的两端。盖板190用于压住滚珠衬套132两头，防止滚珠衬套132滑出。同时，盖板190还可压住弹性件140，防止弹性件140滑出安装部124。

请同时参考图7，隔膜20夹在第一卷绕块152和第二卷绕块172之间。上述卷针机构10通过在活动卷针安装座130的一侧和安装槽126的侧壁之间设弹性件140，在外力作用下压迫卷针安装座130在安装槽126内向一侧移动，活动卷针安装座130压缩弹性件140，活动卷针安装座130同时带动活动卷针150向一侧移动，从而使第一卷绕块152和第二卷绕块172错开，使第一卷绕块152和第二卷绕块172形成的卷绕部的宽度变宽，第一定位块154和第二定位块174匹配形成圆筒状。同时前支撑头180往靠近活动卷针150的方向运动，并且前支撑头180的卡合部182将第一定位块154和第二定位块174卡合固定，将活动卷针150和固定卷针170固定，使两卷针稳固不动。请同时参考图8，在将隔膜20卷绕好之后，前支撑头180向远离活动卷针150的方向运动，卡合部182离开第一定位块154和第二定位块174，同时解除外力的作用，活动卷针150在弹性件140自身的弹力作用下回复到原来的位置，从而使第一卷绕块152和第二卷绕块172合拢，使第一卷绕块152和第二卷绕块172形成的卷绕部的宽度变窄，以便使卷绕好的电芯脱离第一卷绕块152和第二卷绕块172形成的卷绕部。

上述卷针机构10在卷绕极片时，在将第一卷绕块152和第二卷绕块172错开的同时，第一卷绕块152和第二卷绕块172内侧面通过耐磨胶板1526与摩擦板1726配合，使之夹住隔膜。同时，前支撑头180固定第一定位块154和第二定位块174，从而固定活动卷针150和固定卷针170的位置，使两卷针稳固不动，在保证错针的同时，同时也夹紧隔膜，从而使该卷针机构10结构稳定可靠且卷绕精度较好。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种卷针机构，其特征在于，包括固定座、活动卷针安装座、活动卷针、固定卷针和前支撑头；

所述固定座包括安装部，所述安装部开设有安装槽；

所述活动卷针安装座安装在所述安装槽内，并且所述活动卷针安装座在所述安装槽内可移动，所述活动卷针安装座的移动方向和所述安装槽的延伸方向垂直；

所述活动卷针包括第一卷绕块，所述第一卷绕块的一端固定在所述活动卷针安装座上，所述固定卷针包括第二卷绕块，所述第二卷绕块的一端和所述安装部固定连接，并收容于所述安装槽内，所述固定卷针和所述活动卷针相向设置并紧密接触；

所述活动卷针还包括固定在所述第一卷绕块远离所述活动卷针安装座的一端的第一定位块；

所述固定卷针还包括固定在所述第二卷绕块远离所述安装部的一端的第二定位块；

所述第一定位块和所述第二定位块均与卡合部匹配；所述第一定位块呈圆弧片状，所述第一定位块偏向所述第一卷绕块的边缘，所述第二定位块呈圆弧片状，所述第二定位块偏向所述第二卷绕块的边缘，当所述第一卷绕块和所述第二卷绕块错开时，所述第一定位块和所述第二定位块匹配形成圆筒状，所述卡合部为圆形盲孔，所述第一定位块和所述第二定位块均可卡合于所述卡合部；所述卡合部的中间设置有一个圆柱形凸起，所述第一定位块和所述第二定位块卡合于所述卡合部时，所述圆柱形凸起收容于所述第一定位块和所述第二定位块匹配形成的圆筒状结构的内腔；

所述前支撑头沿所述活动卷针所在的直线方向可移动，所述前支撑头设有卡合部，所述第一卷绕块远离所述活动卷针安装座的一端、所述第二卷绕块远离所述安装部的一端均与所述卡合部匹配。

2.如权利要求1所述的卷针机构，其特征在于，所述活动卷针和所述固定卷针中的其中一个的表面设有摩擦板，所述活动卷针和所述固定卷针中的另一个的表面设有耐磨胶板，所述摩擦板和所述耐磨胶板相向设置。

3.如权利要求2所述的卷针机构，其特征在于，所述摩擦板上设有多个条状的凸起。

4.如权利要求1所述的卷针机构，其特征在于，所述卷针机构还包括弹性件，所述弹性件设于所述活动卷针安装座和所述安装槽的侧壁之间，并且所述弹性件的两端分别和所述活动卷针安装座以及所述安装槽的侧壁抵接。

5.如权利要求1所述的卷针机构，其特征在于，所述活动卷针安装座设有贯穿所述活动卷针安装座的通孔，所述通孔内安装有滚珠衬套，所述活动卷针安装座通过所述滚珠衬套和所述安装槽的侧壁固定连接。

6.如权利要求5所述的卷针机构，其特征在于，所述卷针机构还包括两个盖板，所述两个盖板分别固定设于所述安装部的两侧，两个所述盖板分别覆盖在所述滚珠衬套的两端。

7.如权利要求1所述的卷针机构，其特征在于，所述第一卷绕块包括第一表面和第二表面，所述第一表面为圆弧曲面，所述第二表面为平面，所述第一表面的相对两侧分别和所述第二表面的相对两侧连接；

所述第二卷绕块包括第三表面和第四表面，所述第三表面为圆弧曲面，所述第四表面为平面，所述第三表面的相对两侧分别和所述第四表面的相对两侧连接。