CN106384837A - 电芯卷绕驱动装置及电芯卷绕机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电芯卷绕驱动装置，包括卷针、转动轴、电机和驱动器。电机的输出端直连转动轴，输出旋转运动。卷针安装在转动轴上，能够在转动轴的带动下旋转。驱动器与电机连接，驱动电机进行工作。该驱动装置采用电机直连转动轴，提高了传递效率，提高了驱动刚度。而且相较空心轴，这种方式刚性更高，便于实现高速卷绕。

Description

电芯卷绕驱动装置及电芯卷绕机

技术领域

本申请涉及电池卷绕设备，尤其是电芯卷绕的驱动装置。

背景技术

通常的卷绕电机是通过二级传动控制卷针运动。

其中，一级传动连接方式是通过电机带动同步轮转动，具体来说，同步轮为两个，分别固定在空心轴的两端。而电机通过同步带传动其中一个同步轮(称为第一同步轮)，从而带动另一端的同步轮(称为第二同步轮)转动。

二级传动连接方式是第二同步轮再通过同步带传动转动轴上另外的同步轮，进而带动转动轴转动。卷针安装在转动轴上，随转动轴一起转动。

这种二级传动方式的传递机械效率低，而且利用空心轴传动降低了机器传动刚性，高速时机器容易抖动，限制了机器的加速性能。

发明内容

本申请提供一种新型的电芯卷绕驱动装置及采用这种电芯卷绕驱动装置的电芯卷绕机。

本申请提供的驱动装置，包括卷针、转动轴、电机和驱动器，所述电机的输出端直连转动轴，输出旋转运动；所述卷针安装在转动轴上，能够在转动轴的带动下旋转；所述驱动器与电机连接，驱动电机进行工作。

作为所述电芯卷绕驱动装置的进一步可选方案，还包括导电滑环，所述电机的动力线与导电滑环连接，能够通过导电滑环与外部电源连接。

作为所述电芯卷绕驱动装置的进一步可选方案，所述电机上装有编码器，所述编码器与驱动器通过无线通信实现信号的传递。

作为所述电芯卷绕驱动装置的进一步可选方案，所述无线通信通过无线透传模块实现，所述无线透传模块包括能够在相互之间建立无线通信的发送模块和接收模块，所述发送模块与编码器连接，所述接收模块与驱动器连接。

作为所述电芯卷绕驱动装置的进一步可选方案，所述电机的控制线路中增加滤波电路。

作为所述电芯卷绕驱动装置的进一步可选方案，所述无线透传模块的输入口和输出口通过光耦将其隔离。

作为所述电芯卷绕驱动装置的进一步可选方案，每个卷针单独由对应的电机进行控制。

作为所述电芯卷绕驱动装置的进一步可选方案，所述卷针和电机分别为三个，所述三个卷针成三角形分布。

作为所述电芯卷绕驱动装置的进一步可选方案，所述三个电机以能够与卷针一体转动的方式安装设置。

本申请提供的电芯卷绕机，包括如上述任一项所述的电芯卷绕驱动装置。

本申请的有益效果是：

本申请提供的电芯卷绕驱动装置包括卷针、转动轴、电机和驱动器。电机的输出端直连转动轴，输出旋转运动。卷针安装在转动轴上，能够在转动轴的带动下旋转。驱动器与电机连接，驱动电机进行工作。该驱动装置采用电机直连转动轴，提高了传递效率，提高了驱动刚度。而且相较空心轴，这种方式刚性更高，便于实现高速卷绕。

附图说明

图1为本申请电芯卷绕驱动装置一种实施例的结构示意图；

图2为图1所示实施例中三个工位的旋转角度示意图；

图3为图1所示实施例中电机与驱动器接线示意图；

图4为本申请无线透传模块一种实施例的结构框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。

然而，本领域的技术人员可能会意识到其中的一个或多个的具体细节描述可以被省略，或者还可以采用其他的方法、组件或材料。在一些例子中，一些实施方式并没有描述或没有详细的描述。

此外，本文中记载的技术特征、技术方案还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。因此，附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

实施例一：

本实施例提供一种电芯卷绕驱动装置，用于驱动卷针完成电芯的卷绕工作。

请参考图1，该电芯卷绕驱动装置包括卷针100、传动轴200、电机300和驱动器400。

该电机300的输出端直连传动轴200，输出旋转运动。卷针100安装在传动轴200上，能够在传动轴200的带动下旋转。驱动器400由控制器500(可编程逻辑控制器)进行控制。驱动器400与电机300连接，驱动电机300进行工作。

本电芯卷绕驱动装置把通常卷绕头的二级传动结构变为一级传动，也就是由电机300直接驱动对应卷针100，中间不要任何同步带和同步轮转换，此种方式简洁大方，极大的简化了现有结构，提高了传递效率，提高了驱动刚度。而且相较空心轴，这种方式刚性更高，便于实现高速卷绕。

请参考图1和2，本实施例中每个卷针100单独由对应的电机300进行控制。该卷针100和电机300分别为三个，三个卷针100成三角形分布，电机300采用的伺服电机。

本实施例中电机300上装有编码器(图中未示出)，该编码器与驱动器400通过无线通信实现信号的传递。

具体来说，请参考图3和4，本实施例的无线通信是通过无线透传模块600实现，该无线透传模块600包括能够建立无线通信的发送模块和接收模块，发送模块与编码器连接，接收模块与驱动器400连接。

该发送模块包括数据处理单元和AM发送单元，该接收模块包括数据处理单元和AM接收单元。

发送模块将伺服电机300的编码器信号，通过数据处理后，经无线传输出去，接收模块通过解调后将数据还原，最终将数据传递给伺服驱动器400。

控制过程简述为：

驱动器400发出运动指令给电机300，电机300执行旋转运动控制传动轴200旋转，再控制卷针100旋转，同时通过无线透传技术把电机300的编码器位置信号实时返遗回驱动器400。

此外，编码器与驱动器400之间可以通过其他无线通信方式连接；也可以是通过有线连接的方式实现信号的传递，例如利用导电滑环来实现信号传递。

进一步地，该三个电机300以能够与卷针100一体转动的方式安装设置，例如通过轴承等方式实现，以便于在某些情况下需要整个驱动装置整体转动。

为此，请参考图3，电机300的动力线通过导电滑环700与驱动器400连接。该导电滑环700能够实现两个相对转动机构的电力传递。

或者，电机300也可以与驱动器400相对固定安装在一起，使驱动器400随电机300转动，而驱动器400与控制器500之间通过无线通信(如上述的无线透传模块)或导电滑环连接。

本实施例中，请参考图2，卷针110对应第一工位，卷针120对应第二工位，卷针130对应第三工位。第一工位只进行卷绕电芯动作，第二工位只进行贴胶动作，第三工位只进行下料动作，当第一工位的卷针110完成一次卷绕后整个二级传动机构旋转120°，再进行下一个电芯卷绕。每次贴胶机构把第二工位电芯进行贴胶，下料机构把第三工位电芯进行下料，如此循环。

整个装置旋转是以图2箭头所示方向旋转120度停，即卷针110旋转到图中卷针120位置，卷针120旋转到卷针130位置，卷针130旋转到卷针110的位置，这时3个电机300的动力线就通过导电滑环700连接驱动器400。

每次换工位时电机300跟着装置旋转120度，转了一圈又一圈，不断循环。此时，导电滑环700可以很好的满足旋转的要求。

本实施例中，电机300的动力线利用导电滑环700和外部电源连接，编码器和驱动器400之间不用物理方式连接，直接利用无线传输模式，以便提高信号完整性，保证机器运行稳定。

进一步地，本实施例还可以进行一系列的抗干拢处理，以便于在无线透射连接时，提高稳定性和可靠性。

例如：

可以抑制干扰源，如通过以下及其他方式来实现：

1、继电器线圈增加续流二极管，消除断开线圈时产生的反电动势干扰。

2、电机的控制线路中加滤波电路。

3、为防无线透传模块600的I/O口串扰，通过光偶将I/O口隔离。

可以切断干扰传播路径，如通过以下及其他方式来实现：

1、电路板合理分区，如强、弱信号，数字、模拟信号。

2、用地线把数字区与模拟区隔离，数字地与模拟地要分离。

3、大功率器件的地线要单独接地。电源线，电路板连接线等关键地方使用抗干扰元件如磁珠、磁环、电源滤波器，屏蔽罩。

可以提高敏感器件的抗干扰性能，如通过以下及其他方式来实现：

1、选用贵的进口的元器件。

2、布线时减少回路环的面积，以降低感应噪声。

3、布线时，电源线和地线要尽量粗。

4、闲置的I/O口，不要悬空，要接地或接电源。

通过以上方式可提高无线透射的稳定性和可靠性。

相对于通常的二级传动方式，本实施例所提供的电芯卷绕驱动装置本不仅可以降成本，而且能够提高卷绕刚性。同时提高卷绕速度和响应速度，无需采用空心轴，直接传动传动轴，可以防止卷绕时抖动。

实施例二：

本实施例二提供一种电芯卷绕机。该电芯卷绕机采用了如实施例一所示的电芯卷绕驱动装置，因此，相对于通常卷绕机采用的二级传动方式，本电芯卷绕机可以降成本，提高卷绕刚性，提高卷绕速度和响应速度，同时防止卷绕时抖动。

以上内容是结合具体的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。

Claims (10)

1.一种电芯卷绕驱动装置,其特征在于，包括卷针、转动轴、电机和驱动器，所述电机的输出端直连转动轴，输出旋转运动；所述卷针安装在转动轴上，能够在转动轴的带动下旋转；所述驱动器与电机连接，驱动电机进行工作。

2.如权利要求1所述的电芯卷绕驱动装置，其特征在于，还包括导电滑环，所述电机的动力线与导电滑环连接，能够通过导电滑环与外部电源连接。

3.如权利要求1或2所述的电芯卷绕驱动装置，其特征在于，所述电机上装有编码器，所述编码器与驱动器通过无线通信实现信号的传递。

4.如权利要求3所述的电芯卷绕驱动装置，其特征在于，所述无线通信通过无线透传模块实现，所述无线透传模块包括能够在相互之间建立无线通信的发送模块和接收模块，所述发送模块与编码器连接，所述接收模块与驱动器连接。

5.如权利要求4所述的电芯卷绕驱动装置，其特征在于，所述电机的控制线路中增加滤波电路。

6.如权利要求4所述的电芯卷绕驱动装置，其特征在于，所述无线透传模块的输入口和输出口通过光耦将其隔离。

7.如权利要求3所述的电芯卷绕驱动装置，其特征在于，每个卷针单独由对应的电机进行控制。

8.如权利要求7所述的电芯卷绕驱动装置，其特征在于，所述卷针和电机分别为三个，所述三个卷针成三角形分布。

9.如权利要求8所述的电芯卷绕驱动装置，其特征在于，所述三个电机以能够与卷针一体转动的方式安装设置。

10.一种电芯卷绕机，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的电芯卷绕驱动装置。