CN108063282B - 一种具有抽离功能的直驱卷绕装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有抽离功能的直驱卷绕装置，包括：用于卷绕电池卷材，形成电芯的卷针(1)；一端连接于卷针(1)，用于带动卷针(1)旋转的驱动轴(2)；为驱动轴(2)带来旋转动力的直驱电机(3)。本发明结构设计合理，直驱电机在减少能量损耗，增加卷针旋转精准度的同时，方便驱动轴的抽离运动。

Description

一种具有抽离功能的直驱卷绕装置
技术领域
本发明涉及自动化卷绕装置，具体涉及一种具有抽离功能的直驱卷绕装置。
背景技术
在锂电池电芯的制作过程中，大多应用卷绕设备，通过卷针旋转，绕制成电芯。为了提高卷绕效率，出现了双针或三针卷绕结构，三个卷针垂直设置于随动盘上，三个卷针轮流工作：在某一个卷针缠绕完毕，由随动盘带动下一卷针进入卷绕工位，进行卷绕。已经卷绕完成的卷针进行抽离，电池卷材从卷针上剥离，形成电芯线圈。
申请号为201410453628.7的中国专利，公开了一种双驱动三卷针卷绕机构，如图1所示，其包括第一、第二、第三主卷针(9、10、11)，并由第一、第二、第三主卷针轴(6、7、8)分别对应带动第一、第二、第三主卷针(9、10、11)旋转，设置机架，在机架上安装第一、第二、第三驱动电机(19、20、21)通过分别通过传动轴驱动第一、第二、第三主卷针轴(6、7、8)。由于在机架的设计，使得整个卷绕设备梯级巨大，且三个卷针旋转精度达不到。
申请号为201610551243.3的中国专利，公开了一种卷绕头机构，通过在随动盘上的卷针轴侧部设置驱动电机，并由皮带带动卷针轴旋转；由于驱动电机跟着随动盘一起转动，必然会导致随动盘上的驱动电机电源线等缠绕，故设计了滑环，防止了驱动电机绕线；其虽然摆脱了机架结构，减小了整机体积，但是仍然是通过传动的方式带动卷针轴进行旋转，具有一定的动力损耗。
申请号为201710132291.3的中国专利，公开了一种直驱传动的卷绕机构及卷绕方法，其通过直驱电机直接带动卷绕轴进行旋转，降低了动力损耗，但是，由于其使用的直驱电机输出轴直接作用于卷绕轴，在卷绕轴实现抽离动作时，需要移动整个直驱电机，使用非常不便，故其将主动轴设置成空心结构，使得卷绕轴沿轴向在空心主动轴内做抽插运动，来实现绕线从卷针上抽离动作；其实现抽离动作的结构复杂，迫切需要加以改进。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种具有抽离功能的直驱卷绕装置，其结构设计合理，直驱电机在减少能量损耗，增加卷针旋转精准度的同时，方便驱动轴的抽离运动。
为实现所述技术目的，本发明的技术方案是：一种具有抽离功能的直驱卷绕装置，包括：
卷针，用于卷绕电池卷材，形成电芯；
驱动轴，一端连接于卷针，用于带动卷针旋转；
直驱电机，为驱动轴带来旋转动力。
进一步，所述直驱电机为具有中孔结构的DD马达，所述驱动轴穿设在中孔内。
进一步，所述驱动轴为花键轴，设置咬合轴套和花键轴咬合。
进一步，所述DD马达为内转子马达，内转子马达包括：内转子23和外定子；
所述咬合轴套4一侧固定第一驱动盘，第一驱动盘固设于内转子上。
进一步，所述DD马达为外转子马达，外转子马达包括：外转子和内定子；
所述咬合轴套一侧固定第二驱动盘，第二驱动盘固设于外转子上。
进一步，所述驱动轴另一端依次穿插直驱电机和咬合轴套后设置抽离端，用于带动驱动轴相对于直驱电机和咬合轴套做抽离运动。
进一步，所述卷针设置至少一个，且每个卷针分别连接驱动轴，每个驱动轴均由直驱电机带动。
进一步，每个直驱电机间隔布设于随动盘上，用于切换卷针轮流卷绕出电芯。
进一步，所述随动盘外设置电机，电机通过齿盘的形式输出，且齿盘啮合所述随动盘，用于驱动随动盘旋转。
作为本发明的优选，所述直驱电机的端子通过线缆连接设置滑环，所述滑环防止直驱电机芯线缠绕。
本发明的有益效果在于：
1)本发明设计随动盘，在随动盘旋转下，多个卷针轮流进行卷绕、打胶等工序，大大提高了工作效率。
2)本发明通过直驱电机的方式，分别直接驱动驱动轴，大大提高了卷针旋转的精准度和传动效率，减少了能量损耗，且代替了传统机架形式的设计，大大减小了整机体积，且运行可靠，便于维护。
3)带有中孔结构的直驱电机可穿设传动轴，方便了传动轴做抽离动作，大大简化了抽离机构。
3)本发明设计滑环，解决了在随动盘旋转时，直驱电机的布线缠绕问题。
综上，本发明结构设计合理，直驱电机在减少能量损耗，增加卷针旋转精准度的同时，方便驱动轴的抽离运动。
附图说明
图1是背景技术中所述双驱动三卷针卷绕机构结构示意图；
图2是本发明的整体结构示意图；
图3是本发明的内转子马达的结构示意图；
图4是本发明的内转子马达和第一驱动盘的连接关系示意图；
图5是本发明的外转子马达的结构示意图；
图6是本发明的外转子马达和第二驱动盘的连接关系示意图。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，一种具有抽离功能的直驱卷绕装置，包括：
卷针1，用于卷绕电池卷材，形成电芯；
驱动轴2，一端连接于卷针1，用于带动卷针1旋转；
直驱电机3，为驱动轴2带来旋转动力。
进一步，所述直驱电机3为具有中孔5结构的DD马达，所述驱动轴2穿设在中孔6内。在电机具有驱动驱动轴旋转功能的同时，保证驱动轴可外接其他设备，实现抽离动作。
进一步，所述驱动轴2为花键轴，设置咬合轴套4和花键轴咬合。也即通过直驱电机控制要和轴套旋转，即可达到驱动驱动轴2旋转的目的。本发明通过直驱电机的方式，分别直接驱动驱动轴2，大大提高了传动效率和卷针旋转的精准度，且代替了传统机架形式的设计，大大减小了整机体积，且运行可靠，便于维护。
进一步，所述DD马达为内转子马达，内转子马达包括：内转子23和外定子24；所述咬合轴套4一侧固定第一驱动盘17，第一驱动盘17固设于内转子23上。由于中孔5为圆孔，为了抱合圆形驱动轴2时容易出现打滑；故本发明采用加设咬合轴套4和第一驱动盘17，第一驱动盘17通过螺栓固定在内转子23上，通过内转子23带动第一驱动盘17旋转，进一步带动驱动轴2旋转，防止了传动打滑的同时，又不影响驱动轴的抽离动作，无需改变DD马达中孔5结构，通用型DD马达即可应用于本装置上。
进一步，所述DD马达为外转子马达，外转子马达包括：外转子18和内定子22；所述咬合轴套4一侧固定第二驱动盘16，第二驱动盘16固设于外转子18上。由于中孔5为圆孔，为了抱合圆形驱动轴2时容易出现打滑；故本发明采用加设咬合轴套4和第二驱动盘16，第二驱动盘16通过螺栓固定在外转子18上，通过外转子18带动第二驱动盘16旋转，进一步带动驱动轴2旋转，防止了传动打滑的同时，又不影响驱动轴的抽离动作，无需改变DD马达中孔5结构，通用型DD马达即可应用于本装置上。
进一步，所述驱动轴2另一端依次穿插直驱电机3和咬合轴套4后设置抽离端13，用于带动驱动轴2相对于直驱电机3和咬合轴套4做抽离运动。
作为本发明的优选，所述抽离端13连接抽动气缸、抽动电机的至少一种，也可选用手动的方式拉动驱动轴，穿插于驱动盘4和驱动电机3之间做抽离运动，以便卷针1上卷绕的电芯从卷针1上脱离下来。
进一步，所述卷针1设置至少一个，且每个卷针1分别连接驱动轴2，每个驱动轴2均由直驱电机3带动。
进一步，每个直驱电机3间隔布设于随动盘15上，用于切换卷针1轮流卷绕出电芯。
进一步，所述随动盘15外设置电机14，电机14通过齿盘的形式输出，且齿盘啮合所述随动盘15，用于驱动随动盘15旋转。在电池卷材缠绕工位下对应的卷针卷绕完毕后，随动盘15转动，使得卷绕完毕后的卷针进入打胶等其他工序的工位，下一卷针进入电池卷材缠绕工位下进行卷绕。通过随动盘15旋转，多个卷针1轮流卷绕、打胶，大大提高了工作效率。
作为本发明的优选，所述直驱电机3的端子12通过线缆连接设置滑环，所述滑环防止直驱电机3芯线缠绕。由于在随动盘15旋转时，多个直驱电机3跟着转动，直驱电机3的电源线、控制线等必然会发生缠绕，故本发明设计了滑环，解决了直驱电机3的布线缠绕问题。
对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种具有抽离功能的直驱卷绕装置，其特征在于，包括：
卷针（1），用于卷绕电池卷材，形成电芯；
驱动轴（2），一端连接于卷针（1），用于带动卷针（1）旋转；
直驱电机（3），为驱动轴（2）带来旋转动力；
所述直驱电机（3）为具有中孔（5）结构的DD马达，所述驱动轴（2）穿设在中孔（5）内；
所述驱动轴（2）为花键轴，设置咬合轴套（4）和花键轴咬合；
所述DD马达为内转子马达，内转子马达包括：内转子（23）和外定子（24）；
所述咬合轴套（4）一侧固定第一驱动盘（17），第一驱动盘（17）固设于内转子（23）上；
或所述DD马达为外转子马达，外转子马达包括：外转子（18）和内定子（22）；
所述咬合轴套（4）一侧固定第二驱动盘（16），第二驱动盘（16）固设于外转子（18）上；
所述驱动轴（2）另一端依次穿插直驱电机（3）和咬合轴套（4）后设置抽离端（13），用于带动驱动轴（2）相对于直驱电机（3）和咬合轴套（4）做抽离运动。
2.根据权利要求1所述的一种具有抽离功能的直驱卷绕装置，其特征在于，所述卷针（1）设置至少一个，且每个卷针（1）分别连接驱动轴（2），每个驱动轴（2）均由直驱电机（3）带动。
3.根据权利要求2所述的一种具有抽离功能的直驱卷绕装置，其特征在于，直驱电机（3）间隔固定于随动盘（15）上，用于切换卷针（1）轮流卷绕出电芯。
4.根据权利要求3所述的一种具有抽离功能的直驱卷绕装置，其特征在于，所述随动盘（15）外设置电机（14）， 电机（14）通过齿盘的形式输出，且齿盘啮合所述随动盘（15），用于驱动随动盘（15）旋转。
5.根据权利要求4所述的一种具有抽离功能的直驱卷绕装置，其特征在于，所述直驱电机（3）的端子通过线缆连接设置滑环，所述滑环防止直驱电机（3）芯线缠绕。
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