CN106992314B - 卷针驱动机构及卷绕装置 - Google Patents

Abstract

一种卷针驱动机构及卷绕装置，其包括：安装座；卷针头，可旋转地装设在该安装座上；下卷针连接部，用于装设下卷针单元；上卷针连接部，用于装设上卷针单元；下卷针驱动部，用于驱动该下卷针连接部横向移位；上卷针驱动部，用于驱动该上卷针连接部竖向移位；在卷绕前状态，该下卷针连接部与该上卷针连接部在竖向位置相差一第一设定间距；在卷绕状态，该下卷针连接部与该上卷针连接部在竖向位置贴近；在卷绕完成卷针与卷料分离状态，该下卷针连接部与该上卷针连接部在竖向位置相差一第二设定间距，该第二设定间距小于该第一设定间距。本发明有利于卷针与卷绕材料的配合，从而提高卷绕质量。

Description

卷针驱动机构及卷绕装置

技术领域

本发明涉及一种带状物料的卷绕装置，尤其涉及一种卷针驱动机构。

背景技术

现有的电芯卷绕装置，通常包括由相互配合的两个卷针单元组成的卷针和用于装设及驱动该卷针动作的卷针驱动机构。现有的卷针驱动机构通常包括安装座、可旋转地装设在该安装座上的卷针头、装设在该卷针头上的两个卷针连接部以及纵向驱动这两个卷针连接部以控制卷针张开/闭合的驱动部。现有的驱动部的结构通常相当复杂，并且只能实现卷针张开/闭合的两位控制，会影响到卷针与卷绕材料的配合，从而对卷绕质量造成损害。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术所存在的不足，而提出一种卷针驱动机构，有利于卷针与卷绕材料的配合，从而能够提高卷绕质量。

本发明针对上述技术问题提出一种卷针驱动机构，其包括：安装座；卷针头，可旋转地装设在该安装座上；下卷针连接部，可横向移动地装设在该卷针头上，用于装设下卷针单元；上卷针连接部，可竖向移动地装设在该卷针头上，用于装设上卷针单元；下卷针驱动部，用于驱动该下卷针连接部横向移位；上卷针驱动部，用于驱动该上卷针连接部竖向移位；其中，在卷绕前状态，该下卷针连接部与该上卷针连接部在竖向位置相差一第一设定间距；在卷绕状态，该下卷针连接部与该上卷针连接部在竖向位置贴近；在卷绕完成卷针与卷料分离状态，该下卷针连接部与该上卷针连接部在竖向位置相差一第二设定间距，该第二设定间距小于该第一设定间距。

本发明针对上述技术问题还提出一种卷绕装置，其包括如上所述的卷针驱动机构。

与现有技术相比，本发明的卷针驱动机构及卷绕装置，通过巧妙地设置用于驱动该下卷针连接部横向移位的下卷针驱动部和用于驱动该上卷针连接部竖向移位的上卷针驱动部，使得上卷针连接部与下卷针连接部能够实现卷绕前、卷绕以及卷绕完成卷料与卷针分离三种状态的位置关系，有利于卷针与卷绕材料的配合，从而能够提高卷绕质量。

附图说明

图1是本发明的卷针驱动机构的前视剖视结构示意。

图2是本发明的卷针驱动机构的俯视剖视结构示意。

图3是本发明的卷针驱动机构的侧视结构示意。

图4是本发明的卷针驱动机构中凸轮随动器与滑块安装座的配合结构示意。

图5是本发明的卷针驱动机构与卷针的前视剖视结构示意。

图6是本发明的卷绕装置的工作原理示意，从前向的整体角度。

图7是本发明的卷绕装置的工作原理示意，从卷针的尾部端头角度。

其中，附图标记说明如下: 10 卷针驱动机构 20 卷针 30 卷针锁嘴机构 1 安装座 2 卷针头 3 下卷针连接部 4 上卷针连接部 5 下卷针驱动部 6 上卷针驱动部 7 卷针头驱动部 8 气路单元 31下动板 32 下连接板 41 上动板 42 上连接板 43 导向结构51 气缸 52 滑动块安装座 53 第一压缩弹簧 54 凸轮随动器 55 纵向直线系统 56、57第二压缩弹簧 58、59 横向直线系统 61 第一气缸 62 顶杆 63 推杆 64 第二气缸 71 电机 72 第一带轮 73 传输带 74 第二带轮 81 通气盘 85、86、87、88、89 气路端口 521 配合侧面 5211 第一平面 5212 第二平面 5213 过渡面 220 上卷针 240 下卷针 229 气路端口。

具体实施方式

以下结合本说明书的附图，对本发明的较佳实施例予以进一步地详尽阐述。

参见图1至图5，图1是本发明的卷针驱动机构的前视剖视结构示意。图2是本发明的卷针驱动机构的俯视剖视结构示意。图3是本发明的卷针驱动机构的侧视结构示意。图4是本发明的卷针驱动机构中凸轮随动器与滑块安装座的配合结构示意。图5是本发明的卷针驱动机构与卷针的前视剖视结构示意。本发明提出一种卷绕装置，其包括卷针20，能够对诸如隔膜、极片之类的电芯材料进行卷绕；卷针驱动机构10，用于驱动该卷针20动作；以及卷针锁嘴机构，用于锁紧卷针20。该卷针驱动机构10大致包括：安装座1；卷针头2，可旋转地装设在该安装座1上；下卷针连接部3，可横向移动地装设在该卷针头2上，用于装设下卷针单元240；上卷针连接部4，可竖向移动地装设在该卷针头2上，用于装设上卷针单元220；下卷针驱动部5，用于驱动该下卷针连接部3横向移位；上卷针驱动部6，用于驱动该上卷针连接部4竖向移位；卷针头驱动部7，用于驱动该卷针头2旋转；以及气路单元8，用于为各用气元件供气。

本发明的卷针驱动机构10能够使卷针20处于三种状态。具体有，在卷绕前状态，结合参见图7的状态S601，该下卷针连接部3与该上卷针连接部4在横向位置相差一设定偏差，该下卷针连接部3与该上卷针连接部4在竖向位置相差一第一设定间距，使得该下卷针单元240与该上卷针单元220在横向位置相差一设定偏差S1，并且该下卷针单元240与该上卷针单元220在竖向位置相差一第一设定间距JB；在卷绕状态，结合参见图7的状态S603，该下卷针连接部3与该上卷针连接部4在竖向位置贴近，使得该下卷针单元240与该上卷针单元220在竖向位置贴近；在卷绕完成卷针与卷料分离状态，结合参见图7的状态S604、S605、S606，该下卷针连接部3与该上卷针连接部4在竖向位置相差一第二设定间距，使得该下卷针单元240与该上卷针单元220在竖向位置相差一第二设定间距JA，该第二设定间距JA小于该第一设定间距JB。

该下卷针连接部3包括下动板31和下连接板32。其中，下动板31受该下卷针驱动部5作用，能够相对该卷针头2横向位移。该上卷针连接部4包括上动板41、上连接板42和导向结构43。其中，上动板41受该上卷针驱动部6作用，能够相对该卷针头2竖向位移，该导向结构43为该上动板41的竖向位移提供导引。

该下卷针驱动部5包括：气缸51，装设在该安装座1上；滑动块安装座52，能够被该气缸51纵向推动，其具有设台阶的配合侧面521，该台阶的高度为前述的设定偏差S1；凸轮随动器54，其能够贴合该配合侧面521运动；第一压缩弹簧53，其纵向延伸，用于驱使该滑动块安装座52回位，其在初始状态处于原长；纵向线性系统55，其与该第一压缩弹簧53配合，为该滑动块安装座52提供稳定的纵向直线移动；两个第二压缩弹簧56、57，其横向延伸，用于使该下卷针连接部3与该上卷针连接部4在横向位置稳定地保持前述的设定偏差S1，这些第二压缩弹簧56、57在初始状态处于压缩状态；以及两个横向线性系统58、59，分别与这两个第二压缩弹簧56、57配合，为该下卷针连接部3提供稳定的横向直线移动。

该上卷针驱动部6包括：第一气缸61，装设在该卷针头2上；以及第二气缸64，装设在该安装座1上；顶杆62，其竖直延伸，其顶部与该上卷针连接部4相连，其底部能够被该第一气缸61竖向推动；以及推杆63，其竖直延伸，其底端与该上卷针连接部4相连，其顶部能够被该第二气缸64竖向推动。其中，该第一气缸61伸出并且该第二气缸64缩回能够使该下卷针连接部3与该上卷针连接部4在竖向位置相差前述的第一设定间距JB，该第一气缸61缩回并且该第二气缸64缩回能够使该下卷针连接部3与该上卷针连接部4在竖向位置贴近，该第一气缸61伸出并且该第二气缸64伸出能够使该下卷针连接部3与该上卷针连接部4在竖向位置相差前述的第二设定间距JA。

该卷绕头驱动部7包括电机71、第一带轮72、第二带轮74和连接在该第一带轮72与第二带轮74之间的传输带73。其中，第二带轮74是固定装设在该卷针头2的外周。这种结构，电机71能够带动该卷针头2旋转。

该气路单元8包括装设在该安装座1上的通气盘81和与该通气盘81气路连通的气路分配结构。其中，该气路分配结构与该卷针头2相连，能够随该卷针头2旋转。该气路单元8设有多个气路端口85、86、87、88、89。值得一提的是，气源进端口85、87进入，由端口89输出，可以送达卷针20上的气路端口229，为卷针20的上卷针单元220提供必要的供气。这种结构，卷针20随卷针头2的旋转，不会对气路端口89与气路端口229之间的气路连接管构成影响。

参见图6和图7，图6是本发明的卷绕装置的工作原理示意，从前向的整体角度。图7是本发明的卷绕装置的工作原理示意，从卷针的尾部端头角度。本发明的卷绕装置的工作原理大致包括以下步骤：

S601、初始位置，卷针20及卷针驱动机构10向左退，避开最宽的卷绕材料的左边界BJA，上下卷针单元220、240的上下间距为JB（在本发明中，定义为大开状态）、横向偏差为S1，这里的卷绕材料，可以是诸如隔膜、正负极片之类的锂电池电芯材料；

S602、卷针20及卷针驱动机构10向右进，卷针锁嘴机构30的锁嘴走第一段行程，卷针20的下卷针单元240与卷针锁嘴机构30定位，上卷针单元220可以自由活动，卷绕材料在左边界BJA与右边界BJB之间；

S603、上卷针单元220向下移动间距JB，上下卷针单元220、240贴近（在本发明中，定义为夹紧状态），卷针锁嘴机构30的锁嘴走第二段行程，上下卷针单元220、240与锁嘴完全定位；设置在卷针头2的气路端口87通气，使得上卷针单元220经由气路端口229得气，上卷针单元220中的气囊膨胀压缩弹片，使得弹片能够弹性夹紧卷绕材料；卷针头2旋转，卷针20旋转；

S604、待卷绕材料旋转至工艺要求并且需要尾部贴胶定型时，卷针20的气路端口229泄气，松开卷针20对里层的卷绕材料的夹紧；卷针锁嘴机构30回退第二段行程，第一气缸61和第二气缸64均伸出，使得上下卷针单元220、240的上下间距为JA（在本发明中，定义为小开状态）；

S605、错位完成后，卷针锁嘴机构30回退第一段行程，气缸51动作，下动板31横向错位S1，使得下卷针单元240横向错位S1，从而使得上、下卷针单元220、240横向对齐；

S606、卷针20及卷针驱动机构10向左退，卷绕后的电芯脱离卷针20（此时，电芯能够被有关配合机构夹持）；

S607、气缸51缩回，第二气缸64缩回，卷针锁嘴机构30走完整个行程，卷针20及卷针驱动机构10和卷针锁嘴机构30均回复到S601的初始位置。

其中，步骤S601和 S602对应卷绕前状态，步骤S603对应卷绕状态，步骤S604、S605和 S606对应卷绕完成电芯与卷针分离状态。

与现有技术相比，本发明的卷针驱动机构及卷绕装置，通过巧妙地设置用于驱动该下卷针连接部3横向移位的下卷针驱动部5和用于驱动该上卷针连接部4竖向移位的上卷针驱动部6，使得上卷针连接部4与下卷针连接部3能够实现卷绕前、卷绕以及卷绕完成卷料与卷针分离三种状态的位置关系，有利于卷针20与卷绕材料的配合，从而能够提高卷绕质量。

上述内容仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种卷针驱动机构，其特征在于，包括：安装座；卷针头，可旋转地装设在该安装座上；下卷针连接部，可横向移动地装设在该卷针头上，用于装设下卷针单元；上卷针连接部，可竖向移动地装设在该卷针头上，用于装设上卷针单元；下卷针驱动部，用于驱动该下卷针连接部横向移位；上卷针驱动部，用于驱动该上卷针连接部竖向移位；其中，在卷绕前状态，该下卷针连接部与该上卷针连接部在竖向位置相差一第一设定间距；在卷绕状态，该下卷针连接部与该上卷针连接部在竖向位置贴近；在卷绕完成卷针与卷料分离状态，该下卷针连接部与该上卷针连接部在竖向位置相差一第二设定间距，该第二设定间距小于该第一设定间距；在卷绕前状态，该下卷针连接部与该上卷针连接部在横向位置相差一设定偏差；该下卷针驱动部包括：气缸，装设在该安装座上；滑动块安装座，能够被该气缸纵向推动，其具有设台阶的配合侧面，该台阶的高度为前述的设定偏差；凸轮随动器，其能够贴合该配合侧面运动；以及第一压缩弹簧，其纵向延伸，用于驱使该滑动块安装座回位，其在初始状态处于原长。

2.依据权利要求1所述的卷针驱动机构，其特征在于，该下卷针驱动部还包括：至少一第二压缩弹簧，其横向延伸，用于使该下卷针连接部与该上卷针连接部在横向位置稳定地保持前述的设定偏差，这些第二压缩弹簧在初始状态处于压缩状态。

3.依据权利要求2所述的卷针驱动机构，其特征在于，该下卷针驱动部还包括：至少一横向线性系统，每一横向线性系统与一个该第二压缩弹簧配合，为该下卷针连接部提供稳定的横向直线移动。

4.依据权利要求1所述的卷针驱动机构，其特征在于，该下卷针驱动部还包括：纵向线性系统，其与该第一压缩弹簧配合，为该滑动块安装座提供稳定的纵向直线移动。

5.依据权利要求1所述的卷针驱动机构，其特征在于，该上卷针驱动部包括：第一气缸，装设在该卷针头上；以及第二气缸，装设在该安装座上；其中，该第一气缸伸出并且该第二气缸缩回能够使该下卷针连接部与该上卷针连接部在竖向位置相差前述的第一设定间距，该第一气缸缩回并且该第二气缸缩回能够使该下卷针连接部与该上卷针连接部在竖向位置贴近，该第一气缸伸出并且该第二气缸伸出能够使该下卷针连接部与该上卷针连接部在竖向位置相差前述的第二设定间距。

6.依据权利要求5所述的卷针驱动机构，其特征在于，该上卷针驱动部还包括：顶杆，其竖直延伸，其顶部与该上卷针连接部相连，其底部能够被该第一气缸竖向推动。

7.依据权利要求5所述的卷针驱动机构，其特征在于，该上卷针驱动部还包括：推杆，其竖直延伸，其底端与该上卷针连接部相连，其顶部能够被该第二气缸竖向推动。

8.依据权利要求1至7任一项所述的卷针驱动机构，其特征在于，还包括气路单元，其包括装设在该安装座上的通气盘和与该通气盘气路连通的气路分配结构，其中，该气路分配结构与该卷针头相连，能够随该卷针头旋转。

9.一种卷绕装置，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的卷针驱动机构。