CN106571490A - 一种入壳机及其电芯入壳导向机构 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种入壳机以及该入壳机的电芯入壳导向机构，以改善电芯入壳时电芯与导向组件剐蹭摩擦的问题。其中入壳机包括机架，该机架上设置有：外壳定位机构，用于定位电池外壳的位置并使所述电池外壳的端口朝上布置；电芯入壳驱动机构，用于抓取电芯并将其抓取的电芯向下推入至所述电池外壳内；以及电芯入壳导向机构，其布置于所述外壳定位机构与所述电芯入壳驱动机构之间，以用于引导所述电芯进入所述电池外壳的方向；所述电芯入壳导向机构包括：喇叭口导向件，其内竖直贯通设置一上端口径大而下端口径小的导向孔；以及两个导向滚轮，这两个导向滚轮分别布置在所述导向孔下端孔口处左、右两侧。

Description

一种入壳机及其电芯入壳导向机构

技术领域

本申请涉及锂电池生成设备领域，尤其是一种入壳机以及该入壳机的电芯入壳导向机构。

背景技术

锂离子电池是一种大容量、高功率的电池，已广泛应用于数码产品、电子设备上。锂离子电池包括电池盖板组件、电池外壳、电解液以及由正、负极片和隔膜纸卷绕成的电芯。锂离子电池的封装通常采用这样的步骤：手工或专用夹具抓取将卷绕好的电池电芯插入电池壳体；再将导电端子与盖板、电池壳体焊接；然后用激光焊接机把盖板焊接在电池壳体上，将电池卷芯封闭在壳体内部。

现有电池的电芯入壳机大多都包括用于定位电池外壳位置的外壳定位机构、用于推动电芯进入所述电池外壳内的电芯入壳驱动机构和用于对所述电芯进入所述电池外壳内的方向进行引导的电芯入壳导向机构，其中外壳定位机构为电池壳夹具，而电芯入壳导向机构为两块间隔布置的导向板结构，电芯入壳驱动机构为气缸。该机构操作过程如下：首先利用电池壳夹具定位电池外壳的位置；然后将电芯放置在两导向板之间，利用气缸推动电芯，电芯在气缸的推动力和两块导向板的导向作用下进入电池外壳。此种结构至少存在以下缺点：

1、由于电芯在进入电池外壳时，其与导向板产生滑动摩擦，会对电芯结构产生不良影响。

2、因为电池外壳为一端开口的长方形壳体，其端口(即前述开口，也即电池外壳上的电芯进入口)处的两条长边很容易发生向内的塌陷变形。在电芯进入电池外壳时，若电池外壳的端口有变形，则很容易剐蹭电芯，而破坏电芯的结构，进而影响电池成品的性能质量。

3、入壳效率低。

发明内容

本申请的目的是：提供一种入壳机以及该入壳机的电芯入壳导向机构，以改善电芯入壳时电芯与导向组件剐蹭摩擦的问题。

为了达到上述目的，本申请的技术方案是：

一种入壳机，包括机架，该机架上设置有：

外壳定位机构，其用于定位电池外壳的位置并使所述电池外壳的端口朝上布置；

电芯入壳驱动机构，其用于抓取电芯并将其抓取的电芯向下推入至所述电池外壳内；以及

电芯入壳导向机构，其布置于所述外壳定位机构与所述电芯入壳驱动机构之间，以用于引导所述电芯进入所述电池外壳的方向；

所述电芯入壳导向机构包括：

喇叭口导向件，其内竖直贯通设置一上端口径大而下端口径小的导向孔；以及

两个导向滚轮，这两个导向滚轮分别布置在所述导向孔下端孔口处左、右两侧。

在本申请的一些优选实施例中，所述的喇叭口导向件由四个分体式结构的导向块构成，这四个导向块呈矩形分布并在它们之间形成所述导向孔。进一步优选为，每个所述导向块均与所述机架固定，且每个所述导向块在所述机架上的水平固定位置可调。

在本申请的又一些优选实施例中，所述机架还设置有一左一右对向布置的两组吸盘以及用于带动这两组吸盘沿吸盘吸附方向相互远离/相互靠近的吸盘平移机构，所述两组吸盘布置在所述两个导向滚轮的下方。进一步优选为，每组所述吸盘均包括两个吸盘单体。

在本申请的又一些优选实施例中，所述外壳定位机构包括：

用于粗略定位所述电池外壳初始位置的初步定位组件；以及

用于精准定位所述电池外壳端口位置的端口定位组件。

进一步优选为，所述初步定位组件为气缸驱动的定位夹具。

在本申请的又一些优选实施例中，所述电芯入壳驱动机构包括：

能够上下移动的推板；

与所述推板传动连接、以带动所述推板向下移动的伺服电机；以及

与所述推板相连的、能够抓取和松开所述电芯的电芯抓取器。

一种电芯入壳导向机构，包括：

喇叭口导向件，其内竖直贯通设置一上端口径大而下端口径小的导向孔；以及

两个导向滚轮，这两个导向滚轮分别布置在所述导向孔下端孔口处左、右两侧。

在本申请的一些优选实施例中，所述的喇叭口导向件由四个分体式结构的导向块构成，这四个导向块呈矩形分布并在它们之间形成所述导向孔。

本申请的优势在于：

1、入壳机的电芯入壳导向机构由喇叭口导向件和两个导向滚轮构成。在实际应用时，由于喇叭口导向件内导向孔的上端孔口的口径较大，故很好地保证了电芯能够顺利进入导向孔而不会与孔口口沿产生剐蹭。而且在电芯进入电池外壳上部端口的过程中，两导向滚轮与电芯为滚动配合而非滑动配合，电芯受到的摩擦力较小，避免电芯的磨损。

2、入壳机上设置的两个对向布置的吸盘能够水平向外吸开电池外壳的上部端口，防止外壳端口向内塌陷变形，避免电芯在进入外壳端口时与被端口侧边剐蹭，保证电芯顺利进入外壳内部。

3、本申请通过特殊结构的电芯入壳导向机构和吸盘结构，消除入壳误差，提高入壳速度，进而提高生产效率，提高产品质量，降低设备成本。同时，结构的精简促使本申请能够应用于更多的与入壳机相关的入壳导向机构中。

附图说明

图1为本申请实施例中入壳机的局部结构示意图；

图2为图1的立体图；

图3为本申请实施例中电芯入壳导向机构的结构示意图；

图4为本申请实施例中吸盘的结构示意图。

其中：A-电池外壳，1-外壳定位机构，101-初步定位组件，102-端口定位组件，2-吸盘，3-电芯入壳导向机构，301-喇叭口导向件，302-导向滚轮，301a-导向孔，4-机架。

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。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

图1至图4示出了本申请这种入壳机的一个具体实施例，其包括机架4，该机架4上设置有外壳定位机构1、电芯入壳驱动机构(图中未示出)和电芯入壳导向机构3。其中，外壳定位机构1用于定位电池外壳的位置并使所述电池外壳的端口朝上布置，电芯竖向入壳。电芯入壳驱动机构用于抓取电芯并将其抓取的电芯向下推入至所述电池外壳内，本实施例中该电芯入壳驱动机构包括：能够上下移动的推板，与所述推板传动连接以带动所述推板向下移动的伺服电机；以及与所述推板相连的、能够抓取和松开所述电芯的电芯抓取器。其中电芯抓取器可以采用由气缸驱动的夹具结构，也可以采用负压吸盘结构。电芯入壳导向机构3布置于所述外壳定位机构与所述电芯入壳驱动机构之间，以用于对所述电芯进入所述电池外壳的方向进行引导(导向)。

本实施例的关键改进在于所述电芯入壳导向机构3不再采用传统的两块平行布置的导向板，而采用了一种十分巧妙的结构形式：其主要由喇叭口导向件301和两个导向滚轮302构成。其中，喇叭口导向件301内竖直贯通设置一近似喇叭形的导向孔301a，该导向孔301a的大口端朝上布置，而小口端朝下布置。两个导向滚轮302分别布置在所述导向孔301a下端孔口处左、右两侧。

本实施例这种入壳机用于装配方形结构的电芯和电池外壳，故将上述导向孔301a的横截面设置成矩形。

实际应用时，先由外壳定位机构1固定好电池外壳的位置并使电池外壳的矩形端口朝上。电芯入壳驱动机构抓取住电芯并将电芯移动至喇叭口导向件301内导向孔301a上端孔口处，接着将电芯向下推入导向孔301a内。由于导向孔301a上端孔口的口径较大，故很好地保证了电芯能够顺利进入导向孔301a而不会与孔口口沿产生剐蹭。当电芯下移至导向孔301a下端孔口处时，电芯与上述两个导向滚轮302滚动接触，并从这两个导向滚轮302之间的空间向下进入电池外壳的上部端口，再由该端口进入电池壳内部，之后电芯入壳驱动机构松开电芯而向上退回。

参照图3所示，在本实施例中，上述的喇叭口导向件301并非为一整体式结构件，而是由四个分体式结构的导向块(图中未标注)构成，这四个导向块呈矩形分布并在它们之间形成所述导向孔301a。也就是说，上述喇叭形的导向孔301a是由这四个矩形分布的导向块共同形成的，每个导向块上均具有上述导向孔301a的一部分孔壁。

上述每个导向块均通过连接件(如螺钉)与所述机架4固定，并且每个导向块在机架4上的水平固定位置均可调节(可通过制于导向块上的长条孔来实现)，如此使得上述导向孔301a的径向尺寸可调，进而使得该入壳机能够适用于各种尺寸的电芯和电池外壳的装配。

再参照图4所示，考虑到电池外壳端口处的两条长度边因在传送过程中受外力作用而产生向内凹陷变形，电芯在进入该变形的端口时会与外壳发生剐蹭而损坏电芯的结构。针对这一问题，本实施例在该入壳机的机架4设置了一左一右对向布置的两组吸盘2以及用于带动这两组吸盘沿吸盘吸附方向相互远离/相互靠近的吸盘平移机构，并且将所述的两组吸盘2布置在上述两个导向滚轮302的下方，其中吸盘平移机构采用气缸组件(图中未标注)。实际应用时，当电池外壳定位好后，由吸盘平移机构带动两组吸盘相互靠近而分别贴附在电池外壳A端口处两长度边的外壁面上，对吸盘负压抽气而使其与电池外壳端口处两长度边的外壁面吸附固定，这样两组吸盘对电池外壳端口处两长度边施加水平向外的吸力，而保证电池外壳A端口向外扩张一定角度，保证电芯顺利入壳，防止电池进入外壳端口时与端口边发生刮擦。

考虑到电池外壳长度边的尺寸较大，上述每组吸盘2均包含两个吸盘单体，即一共有四个吸盘，左边两个，右边两个。

本实施例中，上述外壳定位机构1包括用于粗略定位所述电池外壳初始位置的初步定位组件101以及用于精准定位所述电池外壳端口位置的端口定位组件102。实际应用时，其中，初步定位组件101采用由气缸驱动的定位夹具(带有回位弹簧)，端口定位组件102也可以采用夹具结构。实际应用时，初步定位组件101先打开，将电池外壳送入打开的初步定位组件101中，初步定位组件101闭合以对电池外壳进行粗定位；然后端口定位组件102动作而对电池外壳作精确定位。需要说明的是，上述外壳定位机构1的初步定位组件101和端口定位组件102也可以采用机械领域常用的其他结构形式。

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)

1.一种入壳机，包括机架(4)，该机架(4)上设置有：

外壳定位机构(1)，其用于定位电池外壳的位置并使所述电池外壳的端口朝上布置；

电芯入壳驱动机构，其用于抓取电芯并将其抓取的电芯向下推入至所述电池外壳内；以及

电芯入壳导向机构(3)，其布置于所述外壳定位机构与所述电芯入壳驱动机构之间，以用于引导所述电芯进入所述电池外壳的方向；

其特征在于所述电芯入壳导向机构包括：

喇叭口导向件(301)，其内竖直贯通设置一上端口径大而下端口径小的导向孔(301a)；以及

两个导向滚轮(302)，这两个导向滚轮(302)分别布置在所述导向孔(301a)下端孔口处左、右两侧。

2.根据权利要求1所述的入壳机，其特征在于，所述的喇叭口导向件(301)由四个分体式结构的导向块构成，这四个导向块呈矩形分布并在它们之间形成所述导向孔(301a)。

3.根据权利要求2所述的入壳机，其特征在于，每个所述导向块均与所述机架(4)固定，且每个所述导向块在所述机架(4)上的水平固定位置可调。

4.根据权利要求1所述的入壳机，其特征在于，所述机架(4)上还设置有一左一右对向布置的两组吸盘(2)以及用于带动这两组吸盘沿吸盘吸附方向相互远离/相互靠近的吸盘平移机构，所述两组吸盘(2)布置在所述两个导向滚轮(302)的下方。

5.根据权利要求4所述的入壳机，其特征在于，每组所述吸盘均包括两个吸盘单体。

6.根据权利要求1所述的入壳机，其特征在于所述外壳定位机构(1)包括：

用于粗略定位所述电池外壳初始位置的初步定位组件(101)；以及

用于精准定位所述电池外壳端口位置的端口定位组件(102)。

7.根据权利要求6所述的入壳机，其特征在于，所述初步定位组件(101)为气缸驱动的定位夹具。

8.根据权利要求1所述的入壳机，其特征在于，所述电芯入壳驱动机构包括：

能够上下移动的推板；

与所述推板传动连接、以带动所述推板向下移动的伺服电机；以及

与所述推板相连的、能够抓取和松开所述电芯的电芯抓取器。

9.一种电芯入壳导向机构(3)，其特征在于，包括：

喇叭口导向件(301)，其内竖直贯通设置一上端口径大而下端口径小的导向孔(301a)；以及

两个导向滚轮(302)，这两个导向滚轮(302)分别布置在所述导向孔(301a)下端孔口处左、右两侧。

10.根据权利要求9所述的电芯入壳导向机构(3)，其特征在于，所述的喇叭口导向件(301)由四个分体式结构的导向块构成，这四个导向块呈矩形分布并在它们之间形成所述导向孔(301a)。