CN106159343A - 电芯夹接机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电芯夹接机构，其特征是：包括第一底板、夹爪运动机构和拉伸运动机构；在所述第一底板上前后对称设置两块能够作相对运动的第二底板；所述夹爪运动机构包括对称设置在两块第二底板上的两个夹爪运动机构单元；所述夹爪运动机构单元包括夹紧电芯左右两端的左夹爪和右夹爪；所述拉伸运动机构包括安装在第一底板上的拉伸驱动装置，拉伸驱动装置的动力输出端连接两块第二底板使第二底板作相对运动，实现两个夹爪运动机构单元将夹紧的电芯拉扁。本发明将圆形电芯拉扁得到扁平电芯，避免现有技术中扁平电芯卷绕效率低，以及卷绕扁平电芯存在张力不均匀的问题，提高电芯质量。

Description

电芯夹接机构

技术领域

本发明涉及一种电芯夹接机构，尤其是一种用于锂电池生产系统的电芯夹接机构，属于电池自动化制造设备技术领域。

背景技术

锂离子电池是性能卓越的新一代绿色高能电池，已成为高新技术发展的重点之一。锂离子电池具有以下特点：高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、无公害、体积小、内阻小、自放电少、循环次数多。因其上述特点，锂离子电池已应用到移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等众多民用及军事领域。

动力锂电池的形状主要有方形和圆形，方形电池的电芯为扁平状，传统的制备工艺一般采用矩形的卷针进行卷绕，然后通过挤压整体成形，在整体成形过程中，矩形电芯为了形成弧面，电芯的极片及隔膜都会受到挤压拉扯，对电芯造成了一定的损害。

现有制造扁平电芯的手段是采用扁平的卷针，通过卷针卷绕实现扁平电芯的制备。在CN205429086U中公开了一种利用呈弧形面的主针体和副针体组成的扁平状卷针进行卷绕，虽然在卷绕过程中，弧形结构自然形成，电芯无须再经过挤压拉扯。但由于卷针是扁的存在偏心力，如果卷绕速度过快，卷绕的电芯表面张力不均匀，影响产品质量，因此，只能降低卷针的转速，这样的话无疑增加了卷绕时间，降低了卷绕效率。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种电芯夹接机构，将圆形电芯拉扁得到扁平电芯，避免现有技术中扁平电芯卷绕效率低，以及卷绕扁平电芯存在张力不均匀的问题，提高电芯质量。

按照本发明提供的技术方案，所述电芯夹接机构，其特征是：包括第一底板、夹爪运动机构和拉伸运动机构；在所述第一底板上前后对称设置两块能够作相对运动的第二底板；

所述夹爪运动机构包括对称设置在两块第二底板上的两个夹爪运动机构单元；所述夹爪运动机构单元包括夹紧电芯左右两端的左夹爪和右夹爪；

所述拉伸运动机构包括安装在第一底板上的拉伸驱动装置，拉伸驱动装置的动力输出端连接两块第二底板使第二底板作相对运动，实现两个夹爪运动机构单元将夹紧的电芯拉扁。

进一步的，在所述两块第二底板上均安装夹爪调节机构单元；所述夹爪调节机构单元包括安装在第二底板左右两端的左夹爪调节驱动装置和右夹爪调节驱动装置；所述左夹爪调节驱动装置的动力输出端与左夹爪连接，驱动左夹爪在左右方向移动；所述右夹爪调节驱动装置的动力输出端与右夹爪连接，驱动右夹爪在左右方向移动。

进一步的，所述左夹爪包括左夹爪安装座、左夹杆和左夹辊，左夹杆和左夹辊相对滑动设置在左夹爪安装座上，左夹爪安装座上安装夹紧驱动装置，夹紧驱动装置的动力输出端连接左夹杆或左夹辊，使左夹杆和左夹辊夹紧电芯的左端。

进一步的，所述右夹爪包括右夹爪安装座、右夹杆和右夹辊，右夹杆和右夹辊相对滑动设置在右夹爪安装座上，右夹爪安装座上安装夹紧驱动装置，夹紧驱动装置的动力输出端连接右夹杆或右夹辊，使右夹杆和右夹辊夹紧电芯的右端。

进一步的，所述第一底板安装在升降机构上。

进一步的，在所述两个夹爪调节机构单元之间可拆卸式安装螺杆调节机构，螺杆调节机构包括调节螺杆和调节螺杆座，调节螺杆的左端和右端分别安装在调节螺杆座上，右侧的调节螺杆座的两端分别与对称设置的两个第二底板相连，左侧的调节螺杆座的两端分别与对称设置的两个左夹爪相连。

进一步的，所述调节座的顶部设有凹槽轨道，左夹爪安装座的底部设有与凹槽轨道相配合的导向键。

进一步的，所述拉伸驱动装置的动力输出端连接主动转动件，主动转动件连接从动转动件，从动转动件安装在滚珠丝杠上，滚珠丝杠上设有两个能够相对移动的丝杠螺母，两个丝杠螺母分别与两个第二底板固定。

进一步的，所述左夹爪调节驱动装置为左滑台气缸，右夹爪调节驱动装置为右滑台气缸，左滑台气缸的滑台上设有调节座，调节座与左夹爪相连，右滑台气缸的滑台上设有气缸连接板，气缸连接板与右夹爪相连。

进一步的，所述第二底板与第一底板之间设有线轨组件。

本发明具有以下有益效果：本发明圆形电芯拉扁得到扁平电芯，避免现有技术中扁平电芯卷绕效率低的问题，同时避免卷绕扁平电芯存在的张力不均匀的问题；本发明能够提高卷绕效率，保证电芯质量。

附图说明

图1为本发明所述电芯夹接机构的结构示意图。

图2为本发明所述电芯夹接机构的俯视图。

图3为所述拉伸运动机构的主视图。

图4为所述拉伸运动机构的俯视图。

图5为所述主动齿轮和从动齿轮的结构示意图。

图6为所述滚珠丝杠和线轨组件的分布图。

图7为所述夹爪运动机构与电芯间的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

本发明中提出的“左右”、“前后”等指示方位或位置关系，为基于附图1所示的方位或位置关系，本发明中提出的“左右”是指以附图1为基准，图1的左侧为“左”，图1的右侧为“右”，图1中朝向纸面的方向为“前”，背面纸面的方向为“后”。

如图1～图7所示：所述电芯夹接机构包括升降机构1、第一底板2、夹爪运动机构单元3、夹爪调节机构单元4、第二底板5、线轨组件6、螺杆调节机构7、电机8、主动齿轮9、从动齿轮10、滚珠丝杠11、丝杠螺母12、连接块13、加强筋200、右夹爪安装座300、右夹杆301、右夹辊302、夹杆支架303、夹辊支架304、气缸305、左夹爪安装座306、左夹杆307、左夹棍308、左滑台气缸401、右滑台气缸402、调节座403、气缸连接板404、凹槽轨道405、线轨底座600、导轨601、导轨滑块602、螺杆调节机构7、调节螺杆701、调节螺杆座702。

如图1、图2所示，本发明所述电芯夹接机构，包括夹爪运动机构、夹爪调节机构、升降机构1、拉伸运动机构和第一底板2。第一底板2的左端部垂直连接有升降机构1，本发明中的升降机构选用电缸，电缸带动第一底板2上下运动。

所述第一底板2水平设置，第一底板2的顶部设有夹爪运动机构和夹爪调节机构，夹爪运动机构包括前后对称设置在第一底板2上的两个夹爪运动机构单元3，夹爪调节机构包括前后对称设置在第一底板2上的两个夹爪调节机构单元4。

所述夹爪运动机构单元3包括左夹爪和右夹爪，右夹爪包括右夹爪安装座300、右夹杆301和右夹辊302，右夹杆301的端部安装在夹杆支架303上，右夹辊302的端部安装在夹辊支架304上，夹杆支架303和夹辊支架304平行相对的设置在右夹爪安装座300的后端，右夹爪安装座300的前端安装有气缸305，气缸305的推杆与夹辊支架304相连，气缸305的推杆推动夹辊支架304带动右夹辊302向右夹杆301运动，实现右夹杆301和右夹辊302从电芯的右端夹紧电芯。左夹爪包括左夹爪安装座306、左夹杆307和左夹辊308，左夹杆307安装在夹杆支架上，左夹辊308安装在夹辊支架上，左夹杆307和左夹辊308平行相对的设置在左夹爪安装座306的后端，左夹爪安装座306的前部设有气缸，气缸的推杆与夹辊支架相连，气缸推杆推动夹棍支架带动左夹棍308向左夹杆307运动，实现左夹杆307和左夹辊308从电芯的左端夹紧电芯。

所述夹爪调节机构单元4包括左滑台气缸401、右滑台气缸402，左滑台气缸401和右滑台气缸402分别安装在第二底板5的左右两端，第二底板5平行设置于第一底板2的上方，第二底板5与第一底板2之间设有线轨组件6，线轨组件6包括线轨底座600、导轨601和导轨滑块602，导轨滑块602与第二底板5的底部相连，线轨底座600设置在第一底板2的顶部上，通过导轨滑块602第二底板5能够做垂直于第一底板2的长度方向运动，即做前后方向运动。左滑台气缸401顶部设有调节座403，调节座403的顶部与左夹爪安装座306相连；右滑台气缸402的顶部设有气缸连接板404，气缸连接板404与右夹爪安装座300固定相连。

为了满足不同长度电芯夹持的需求，在本发明中的两个夹爪调节机构单元4之间设置有螺杆调节机构7，螺杆调节机构7包括调节螺杆701和调节螺杆座702，调节螺杆701的左端和右端分别安装在调节螺杆座702上，右侧的调节螺杆座702的两端分别与对称设置的两个第二底板5相连，左侧的调节螺杆座702的两端分别与对称设置的两个两个左夹爪安装座306相连。调节座403的顶部设有凹槽轨道405，左夹爪安装座306的底部设有导向键，导向键能够在凹槽轨道405内滑动。

拉伸运动机构包括电机8（伺服电机）、主动齿轮9、从动齿轮10和滚珠丝杠11，滚珠丝杠11的前端和后端分别通过轴承与轴承座安装在第一底板2顶部的前端和后端，滚珠丝杠11的中部安装有从动齿轮10，从动齿轮10和主动齿轮9相啮合。在滚珠丝杠11上从动齿轮10两侧的位置处还分别设有一个丝杠螺母12，丝杠螺母12和滚珠丝杠11属于标配，目前市面上的滚珠丝杠用的丝杠螺母多包括法兰端和螺旋端。在本发明中，丝杠螺母12的螺旋端嵌套在连接块13内，丝杠螺母12的法兰端通过螺栓与连接块13固定，连接块13的顶部与第二底板5的底部相连。第一底板2的底部设有两块平行设置的加强筋200，电机8的输出轴穿过加强筋200与主动齿轮9相连，主动齿轮9位于两块加强筋200的中间，电机8与主动齿轮9之间设有减速器。

夹爪调节机构调节原理：对调节螺杆701进行调节，调节螺杆701左端的调节螺杆座702带动左夹爪安装座306运动，左夹爪安装座306通过导向键在凹槽轨道405内滑动，到达相应位置后，通过螺栓将左夹爪安装座306和调节座403固定起来，然后将螺杆调节机构7拆除。

整体机构的工作原理：当需要夹接电芯（圆形电芯）时，电缸（升降机构1）首先带动整体机构向上运动，到达指定位置后，左滑台气缸401带动左夹爪向右伸向电芯的内部，右滑台气缸402带动右夹爪向左伸向电芯的内部，然后左夹爪安装座306和右夹爪安装座300前部的气缸305分别推动左夹辊308向左夹杆307运动、右夹辊302向右夹杆301运动，最终将电芯两端夹紧。电芯夹紧后，电机8通过主动齿轮9、从动齿轮10带动滚珠丝杠11转动，滚珠丝杠11上的前后两个连接块13分别带动位于前侧的第二底板5向前运动、位于后侧的第二底板5向后运动，进而带动左、右夹爪运动将电芯拉扁。

Claims (10)

1.一种电芯夹接机构，其特征是：包括第一底板（2）、夹爪运动机构和拉伸运动机构；在所述第一底板（2）上前后对称设置两块能够作相对运动的第二底板（5）；

所述夹爪运动机构包括对称设置在两块第二底板（5）上的两个夹爪运动机构单元（3）；所述夹爪运动机构单元（3）包括夹紧电芯左右两端的左夹爪和右夹爪；

所述拉伸运动机构包括安装在第一底板（2）上的拉伸驱动装置，拉伸驱动装置的动力输出端连接两块第二底板（5）使第二底板（5）作相对运动，实现两个夹爪运动机构单元（3）将夹紧的电芯拉扁。

2.如权利要求1所述的电芯夹接机构，其特征是：在所述两块第二底板（5）上均安装夹爪调节机构单元（4）；所述夹爪调节机构单元（4）包括安装在第二底板（5）左右两端的左夹爪调节驱动装置和右夹爪调节驱动装置；所述左夹爪调节驱动装置的动力输出端与左夹爪连接，驱动左夹爪在左右方向移动；所述右夹爪调节驱动装置的动力输出端与右夹爪连接，驱动右夹爪在左右方向移动。

3.如权利要求1所述的电芯夹接机构，其特征是：所述左夹爪包括左夹爪安装座（306）、左夹杆（307）和左夹辊（308），左夹杆（307）和左夹辊（308）相对滑动设置在左夹爪安装座（306）上，左夹爪安装座（306）上安装夹紧驱动装置，夹紧驱动装置的动力输出端连接左夹杆（307）或左夹辊（308），使左夹杆（307）和左夹辊（308）夹紧电芯的左端。

4.如权利要求1所述的电芯夹接机构，其特征是：所述右夹爪包括右夹爪安装座（300）、右夹杆（301）和右夹辊（302），右夹杆（301）和右夹辊（302）相对滑动设置在右夹爪安装座（300）上，右夹爪安装座（300）上安装夹紧驱动装置，夹紧驱动装置的动力输出端连接右夹杆（301）或右夹辊（302），使右夹杆（301）和右夹辊（302）夹紧电芯的右端。

5.如权利要求1所述的电芯夹接机构，其特征是：所述第一底板（2）安装在升降机构（1）上。

6.如权利要求2所述的电芯夹接机构，其特征是：在所述两个夹爪调节机构单元（4）之间可拆卸式安装螺杆调节机构（7），螺杆调节机构（7）包括调节螺杆（701）和调节螺杆座（702），调节螺杆（701）的左端和右端分别安装在调节螺杆座（702）上，右侧的调节螺杆座（702）的两端分别与对称设置的两个第二底板（5）相连，左侧的调节螺杆座（702）的两端分别与对称设置的两个左夹爪相连。

7.如权利要求6所述的电芯夹接机构，其特征是：所述调节座（403）的顶部设有凹槽轨道（405），左夹爪安装座（306）的底部设有与凹槽轨道（405）相配合的导向键。

8.如权利要求1所述的电芯夹接机构，其特征是：所述拉伸驱动装置的动力输出端连接主动转动件，主动转动件连接从动转动件，从动转动件安装在滚珠丝杠（11）上，滚珠丝杠（11）上设有两个能够相对移动的丝杠螺母（12），两个丝杠螺母（12）分别与两个第二底板（5）固定。

9.如权利要求2所述的电芯夹接机构，其特征是：所述左夹爪调节驱动装置为左滑台气缸（401），右夹爪调节驱动装置为右滑台气缸（402），左滑台气缸（401）的滑台上设有调节座（403），调节座（403）与左夹爪相连，右滑台气缸（402）的滑台上设有气缸连接板（404），气缸连接板（404）与右夹爪相连。

10.如权利要求1所述的电芯夹接机构，其特征是：所述第二底板（5）与第一底板（2）之间设有线轨组件（6）。