CN108232326B - 一种电池电芯卷绕装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池电芯卷绕装置，包括卷针、外针嘴和外针嘴控制组件；所述外针嘴控制组件包括第一驱动元件、第一弹性锁定元件、第二驱动元件和解锁元件；所述第一驱动元件与所述外针嘴连接，所述第二驱动元件与所述解锁元件连接；所述第一驱动元件用于驱动所述外针嘴运动，所述外针嘴朝向所述卷针运动过程中作用于所述第一弹性锁定元件以使得所述外针嘴进入第一锁定位置被锁定，所述第二驱动元件用于驱动解锁元件作用于所述第一弹性锁定元件以解除外针嘴的锁定。本发明卷绕装置的外针嘴机构结构简单，使用方便，在卷绕时可以可靠锁定所述外针嘴，退出卷绕时可以方便地接触外针嘴锁定和复位。

Description

一种电池电芯卷绕装置

技术领域

本发明属于电芯制作技术领域，更具体地说，本发明涉及一种电池电芯卷绕装置。

背景技术

随着电池的发展，电芯作为方形电池的核心部件，对用于卷绕电芯的卷绕机要求也越来越高。卷绕机中，电芯卷绕装置为核心部件，其为保证电芯卷绕的速度及稳定性的关键因素。在现有的一些电芯卷绕装置中，常将卷针安装于一卷针安装座中，通过驱动件驱动该卷针安装座转动而进行卷绕。为保证卷针的平衡，在卷绕时，会将卷针的针头部分穿入外针嘴中，由卷针带动该外针嘴转动。在卷绕完成之后，需要将外针嘴复位以便于再次进行卷绕，而现有市面上的外针嘴的运动控制机构结构复杂，操作不便。此外，在传统电芯卷绕过程中，垫片的插入采用半自动的手工插片操作，材料在卷绕过程中容易变形，从而影响产品质量，浪费材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池电芯卷绕装置，其外针嘴机构结构简单，使用方便，在卷绕时可以可靠锁定所述外针嘴，退出卷绕时可以方便地复位。

为实现上述目的，本发明一个实施例提供一种电池电芯卷绕装置，包括卷针、外针嘴和外针嘴控制组件；所述外针嘴控制组件包括第一驱动元件、第一弹性锁定元件、第二驱动元件和解锁元件；所述第一驱动元件与所述外针嘴连接，所述第二驱动元件与所述解锁元件连接；所述第一驱动元件用于驱动所述外针嘴运动，所述外针嘴朝向所述卷针运动过程中作用于所述第一弹性锁定元件以使得所述外针嘴进入第一锁定位置被锁定，所述第二驱动元件用于驱动解锁元件作用于所述第一弹性锁定元件以解除外针嘴的锁定。

在一较佳实施例中，所述第一驱动元件包括与所述外针嘴连接的外针嘴轴杆，所述外针嘴轴杆在气缸驱动下推动所述外针嘴朝向或背向所述卷针运动；所述第一弹性锁定元件为弹性锁杆，该弹性锁杆靠近所述外针嘴的端部设置卡合部，所述外针嘴轴杆远离所述外针嘴一端设置卡块，所述外针嘴轴杆朝向所述卷针运动过程中所述卡块向下按压所述弹性锁杆以使得所述卡块落入所述卡合部实现外针嘴轴杆锁定。

在一较佳实施例中，所述第二驱动单元包括解锁轴杆，所述解锁轴杆在气缸驱动下按压所述弹性锁杆，以使得所述卡块脱离所述卡合部。

在一较佳实施例中，所述卷绕装置还包括垫片、第三驱动元件和第四驱动元件；所述第三驱动元件与所述卷针连接，用于驱动所述卷针沿其长度方向伸缩运动；所述第四驱动元件与所述垫片连接，用于驱动所述垫片沿其长度方向伸缩运动。

在一较佳实施例中，所述第四驱动元件包括垫片轴杆、滑块和滑轨，所述滑块可滑动地设置于所述滑轨上，所述滑块在气缸驱动在沿滑轨移动以推动垫片轴杆伸出。

在一较佳实施例中，所述卷绕装置还包括第二弹性锁定元件，所述第二弹性锁定元件上设置有挂钩，所述挂钩用于钩住所述垫片轴杆，使得所述垫片轴杆固定于第二锁定位置；所述滑块上设置有滑轮，所述滑轮用于在所述垫片轴杆朝向所述卷针运动过程中按压所述第二弹性锁定元件，以解除挂钩对所述垫片轴杆的锁定。

在一较佳实施例中，所述挂钩朝向所述卷针的侧面为倾斜面，所述垫片轴杆在气缸驱动下带动所述垫片回退过程中，所述倾斜面用于引导所述垫片轴杆进入所述第二锁定位置。

在一较佳实施例中，所述卷绕装置还包括基板，所述基板上设置有三工位转盘、三组所述卷针、三组外针嘴和三组所述外针嘴控制组件，三组所述卷针设置于所述三工位转盘上，所述三工位转盘在第五驱动元件的驱动下转动，以实现以上三组所述卷针、三组外针嘴和三组所述外针嘴控制组件在卷绕工位、贴胶工位和卸料工位的切换。

在一较佳实施例中，所述第五驱动元件包括依次连接的间歇分割器、同步轮、传送带和第一电机，所述间歇分割器与所述三工位转盘，所述第一电机通过传送带和同步轮带动所述间歇分割器间歇转动，所述间歇分割器间歇转动带动所述三工位转盘转动完成工位切换。

在一较佳实施例中，所述卷绕装置还包括第六驱动元件、第七驱动元件和第八驱动元件；

所述第六驱动元件包括第二电机、同步轮、传送带和第一传动杆，所述第二电机通过同步轮和传送带与所述第一传动杆连接，所述第一传动杆与第一组卷针连接，所述第二电机转动带动所述同步轮、传送带、第一传动杆和第一组卷针联动，以控制第一组卷针的转动；

所述第七驱动元件包括第三电机、同步轮、传送带和第二传动杆，所述第三电机通过同步轮和传送带与所述第二传动杆连接，所述第二传动杆与第二组卷针连接，所述第三电机转动带动所述同步轮、传送带、第二传动杆和第二组卷针联动，以控制第二组卷针的转动；

所述第八驱动元件包括第四电机、同步轮、传送带和第三传动杆，所述第四电机通过同步轮和传送带与所述第三传动杆连接，所述第三传动杆与第三组所述卷针连接，所述第四电机转动带动所述同步轮、传送带、第三传动杆和第三组所述卷针联动，以控制第三组所述卷针的转动。

与现有技术相比，实施本发明实施例的电池电芯卷绕装置具有以下优点：

本发明实施例电池电芯卷绕装置设置外针嘴控制组件控制外针嘴的运动，利用所述第一驱动元件来驱动所述外针嘴的运动，使得外针嘴朝向卷针运动以套住卷针进行卷绕，或使得外针嘴背向卷针运动以完成复位，便于下次的卷绕。外针嘴在朝向所述卷针运动过程中作用于所述第一弹性锁定元件以使得所述外针嘴进入第一锁定位置被锁定，所述第二驱动元件用于驱动解锁元件作用于所述第一弹性锁定元件以解除外针嘴的锁定。综上，该电池电芯卷绕装置的外针嘴机构使用方便，能够可靠将外针嘴锁定和复位，大大提高了卷绕工序的工作效率和卷绕产品的合格率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施方式，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例电池电芯卷绕装置结构示意图；

图2为本发明实施例电池电芯卷绕装置局部一结构示意图；

图3为本发明实施例电池电芯卷绕装置局部二结构示意图；

图中，卷针1，外针嘴2，第一弹性锁定元件3，第二弹性锁定元件4，卡合部5，卡块6，垫片7，垫片轴杆8，滑块9，滑轨10，挂钩11，滑轮12，倾斜面13，三工位转盘14。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

图1-3所示为本发明实施例提供一种电池电芯卷绕装置，其包括卷针1、外针嘴2和外针嘴2控制组件；所述外针嘴2控制组件包括第一驱动元件、第一弹性锁定元件3、第二驱动元件和解锁元件；所述第一驱动元件与所述外针嘴2连接，所述第二驱动元件与所述解锁元件连接；所述第一驱动元件用于驱动所述外针嘴2运动，所述外针嘴2朝向所述卷针1运动过程中作用于所述第一弹性锁定元件3以使得所述外针嘴2进入第一锁定位置被锁定，所述第二驱动元件用于驱动解锁元件作用于所述第一弹性锁定元件3以解除外针嘴2的锁定。

本发明实施例中，所述第一驱动元件为外针嘴2提供一个外力，使得其可以朝向或背向卷针1运动，分别实现套住卷针1进行卷绕或回复到初始位置以备下次卷绕。所述第一弹性锁定元件3设置在所述外针嘴2运动轨迹上，在外针嘴2往前套住卷针1过程中，外针嘴2经过第一弹性锁定元件3所在位置并按压第一弹性锁定元件3，在外针嘴2顺利通过所述第一弹性锁定元件3的初始位置后，第一弹性锁定元件3利用其弹性恢复力回复至初始位置，以限制所述外针嘴2的运动。在完成电芯卷绕之后，外针嘴2需要进行复位，此时第二驱动元件驱动解锁元件动作，解锁元件此时按压所述第一弹性锁定元件3，即可使得第一弹性锁定元件3不再限制所述外针嘴2的运动，此时完成外针嘴2的锁定。

在一较佳实施例中，所述第一驱动元件包括与所述外针嘴2连接的外针嘴2轴杆，所述外针嘴2轴杆在气缸驱动下推动所述外针嘴2朝向或背向所述卷针1运动；所述第一弹性锁定元件3为弹性锁杆，该弹性锁杆靠近所述外针嘴2的端部设置卡合部5，所述外针嘴2轴杆远离所述外针嘴2一端设置卡块6，所述外针嘴2轴杆朝向所述卷针1运动过程中所述卡块6向下按压所述弹性锁杆以使得所述卡块6落入所述卡合部5实现外针嘴2轴杆锁定。

本实施例在外针嘴2轴杆远离外针嘴2一端设置了一个卡块6，对应地，在外针嘴2上设置了卡合块，外针嘴2轴杆在朝向所述卷针1运动过程中按压所述卡合块直至卡合块和卡块6实现卡合以锁定外针嘴2的位置，此时所述外针嘴2套住卷针1。

在一较佳实施例中，所述第二驱动单元包括解锁轴杆，所述解锁轴杆在气缸驱动下按压所述弹性锁杆，以使得所述卡块6脱离所述卡合部5，那么此时，第一驱动元件驱动所述外针嘴2背向所述卷针1运动，即可实现外针嘴2的复位。需要说明的是，气缸的驱动方式只是枚举，在以上实施例的基础上，也可以采用其它方式进行驱动。

在一较佳实施例中，所述卷绕装置还包括垫片7、第三驱动元件和第四驱动元件；所述第三驱动元件与所述卷针1连接，用于驱动所述卷针1沿其长度方向伸缩运动；所述第四驱动元件与所述垫片7连接，用于驱动所述垫片7沿其长度方向伸缩运动。在卷绕过程中，先由第三驱动元件驱动所述卷针1伸出，然后卷绕一定时间后，由所述第四驱动元件驱动所述垫片7伸出，然后再进一步卷绕到一定规格，得到电芯。

在一较佳实施例中，所述第四驱动元件优选包括垫片7轴杆、滑块和滑轨10，所述滑块可滑动地设置于所述滑轨10上，所述滑块在气缸驱动在沿滑轨10移动以推动垫片7轴杆伸出。本实施例中所述滑轨10固定设置，通过滑轨10和滑块的配合，可以引导所述垫片7轴杆的运动方向，并使得其运动更为稳定，所述垫片7轴杆与所述垫片7连接，垫片7轴杆运动带动垫片7的伸出或缩回。实现了垫片7的自动插入，有效防止材料在绕过程中变形，影响产品质量，同时减少材料浪费。

在一较佳实施例中，所述卷绕装置还包括第二弹性锁定元件4，所述第二弹性锁定元件4上设置有挂钩11，所述挂钩11用于钩住所述垫片7轴杆，使得所述垫片7轴杆固定于第二锁定位置；所述滑块上设置有滑轮12，所述滑轮12用于在所述垫片7轴杆朝向所述卷针1运动过程中按压所述第二弹性锁定元件4，以解除挂钩11对所述垫片7轴杆的锁定。本实施例中，在滑轮12经过所述第二弹性锁定元件4时，所述第二弹性锁定元件4被按压，使得第二弹性元件上的挂钩11不再钩住所述垫片7轴杆，此时，垫片7轴杆在滑块的推动下向前带动垫片7伸出。

在一较佳实施例中，所述挂钩11朝向所述卷针1的侧面为倾斜面13，所述垫片7轴杆在气缸驱动下带动所述垫片7回退过程中，所述倾斜面13用于引导所述垫片7轴杆进入所述第二锁定位置。本实施例中，所述倾斜面13较低一侧靠近所述卷针1设置，具体实施过程中，所述垫片7轴杆回退过程中，其端部抵接所述倾斜面13，并沿着倾斜面13运动，最后垫片7轴杆带动垫片7一并退回至初始位置。

在一较佳实施例中，所述卷绕装置还包括基板，所述基板上设置有三工位转盘14、三组所述卷针1、三组外针嘴2和三组所述外针嘴2控制组件，三组所述卷针1设置于所述三工位转盘14上，所述三工位转盘14在第五驱动元件的驱动下转动，以实现以上三组所述卷针1、三组外针嘴2和三组所述外针嘴2控制组件在卷绕工位、贴胶工位和卸料工位的切换。本实施例中设置了一个基板来固定安装所述三工位转盘14，对应三组所述卷针1设置的三组外针嘴2和三组外针嘴2控制组件分别通过连接器与所述基板连接，需要说明的是，所述三组外针嘴2和三组外针嘴2控制组件也可以安装在其他的固定部件上，可以不需要是同一基板，同时可以理解的是，基板可以是包括多个固定板的情况。那么在本实施例中，第五驱动元件动作驱动所述三工位转盘14转动，所述三工位转盘14每转动一次，则转盘上的三组所述卷针1分别移动到其对应的下一个工位，每一组卷针1所对应的工位的顺序为卷绕工位-贴胶工位-卸料工位，首先进行卷绕，卷绕结束，进行贴胶，贴胶完毕则可以卸料取走电芯成品。

在一较佳实施例中，所述第五驱动元件包括依次连接的间歇分割器、同步轮、传送带和第一电机，所述间歇分割器与所述三工位转盘14，所述第一电机通过传送带和同步轮带动所述间歇分割器间歇转动，所述间歇分割器间歇转动带动所述三工位转盘14转动完成工位切换。本实施例中对第五驱动元件的一个优选方案进行了介绍，那么在本实施例中，所述间歇分割器在第一电机、传送带和同步轮的作用下做间歇转动，每转动一次，则转盘上的三组所述卷针1分别移动到其对应的下一个工位。

进一步地，在一较佳实施例中，所述卷绕装置还包括第六驱动元件、第七驱动元件和第八驱动元件；

所述第六驱动元件包括第二电机、同步轮、传送带和第一传动杆，所述第二电机通过同步轮和传送带与所述第一传动杆连接，所述第一传动杆与第一组卷针连接，所述第二电机转动带动所述同步轮、传送带、第一传动杆和第一组卷针联动，以控制第一组卷针的转动；

所述第七驱动元件包括第三电机、同步轮、传送带和第二传动杆，所述第三电机通过同步轮和传送带与所述第二传动杆连接，所述第二传动杆与第二组卷针连接，所述第三电机转动带动所述同步轮、传送带、第二传动杆和第二组卷针联动，以控制第二组卷针的转动；

所述第八驱动元件包括第四电机、同步轮、传送带和第三传动杆，所述第四电机通过同步轮和传送带与所述第三传动杆连接，所述第三传动杆与第三组卷针连接，所述第四电机转动带动所述同步轮、传送带、第三传动杆和第三组卷针联动，以控制第三组卷针的转动。

本实施例中，通过不同的电机和传动杆来控制不同卷针的转动，优选地，为了使得整个卷绕装置的紧凑度，减少体积，本实施例的第一传动杆和第二传动均为空心杆，第一传动杆、第二传动杆和第三传动杆同轴设置，所述第二传动杆套设在所述第一传动杆内腔体中，所述第一传动杆套设在所述第二传动杆内腔体中。进一步地，第一传动杆、第二传动杆和第三传动杆可以通过齿轮啮合的方式来带动卷针的转动。

通过以上实施例的描述可知，本发明实施例电池电芯卷绕装置设置外针嘴控制组件控制外针嘴的运动，利用所述第一驱动元件来驱动所述外针嘴的运动，使得外针嘴朝向卷针运动以套住卷针进行卷绕，或使得外针嘴背向卷针运动以完成复位，便于下次的卷绕。外针嘴在朝向所述卷针运动过程中作用于所述第一弹性锁定元件以使得所述外针嘴进入第一锁定位置被锁定，所述第二驱动元件用于驱动解锁元件作用于所述第一弹性锁定元件以解除外针嘴的锁定。综上，该电池电芯卷绕装置的外针嘴机构使用方便，能够可靠将外针嘴锁定和复位，大大提高了卷绕工序的工作效率和卷绕产品的合格率。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种电池电芯卷绕装置，其特征在于，包括卷针、外针嘴和外针嘴控制组件；所述外针嘴控制组件包括第一驱动元件、第一弹性锁定元件、第二驱动元件和解锁元件；所述第一驱动元件与所述外针嘴连接，所述第二驱动元件与所述解锁元件连接；所述第一驱动元件用于驱动所述外针嘴运动，所述外针嘴朝向所述卷针运动过程中作用于所述第一弹性锁定元件以使得所述外针嘴进入第一锁定位置被锁定，所述第二驱动元件用于驱动解锁元件作用于所述第一弹性锁定元件以解除外针嘴的锁定。

2.根据权利要求1所述的一种电池电芯卷绕装置，其特征在于，所述第一驱动元件包括与所述外针嘴连接的外针嘴轴杆，所述外针嘴轴杆在气缸驱动下推动所述外针嘴朝向或背向所述卷针运动；所述第一弹性锁定元件为弹性锁杆，该弹性锁杆靠近所述外针嘴的端部设置卡合部，所述外针嘴轴杆远离所述外针嘴一端设置卡块，所述外针嘴轴杆朝向所述卷针运动过程中所述卡块向下按压所述弹性锁杆以使得所述卡块落入所述卡合部实现外针嘴轴杆锁定。

3.根据权利要求2所述的一种电池电芯卷绕装置，其特征在于，所述第二驱动单元包括解锁轴杆，所述解锁轴杆在气缸驱动下按压所述弹性锁杆，以使得所述卡块脱离所述卡合部。

4.根据权利要求1所述的一种电池电芯卷绕装置，其特征在于，所述卷绕装置还包括垫片、第三驱动元件和第四驱动元件；所述第三驱动元件与所述卷针连接，用于驱动所述卷针沿其长度方向伸缩运动；所述第四驱动元件与所述垫片连接，用于驱动所述垫片沿其长度方向伸缩运动。

5.根据权利要求4所述的一种电池电芯卷绕装置，其特征在于，所述第四驱动元件包括垫片轴杆、滑块和滑轨，所述滑块可滑动地设置于所述滑轨上，所述滑块在气缸驱动在沿滑轨移动以推动垫片轴杆伸出。

6.根据权利要求5所述的一种电池电芯卷绕装置，其特征在于，所述卷绕装置还包括第二弹性锁定元件，所述第二弹性锁定元件上设置有挂钩，所述挂钩用于钩住所述垫片轴杆，使得所述垫片轴杆固定于第二锁定位置；所述滑块上设置有滑轮，所述滑轮用于在所述垫片轴杆朝向所述卷针运动过程中按压所述第二弹性锁定元件，以解除挂钩对所述垫片轴杆的锁定。

7.根据权利要求6所述的一种电池电芯卷绕装置，其特征在于，所述挂钩朝向所述卷针的侧面为倾斜面，所述垫片轴杆在气缸驱动下带动所述垫片回退过程中，所述倾斜面用于引导所述垫片轴杆进入所述第二锁定位置。

8.根据权利要求1所述的一种电池电芯卷绕装置，其特征在于，所述卷绕装置还包括基板，所述基板上设置有三工位转盘、三组所述卷针、三组外针嘴和三组所述外针嘴控制组件，三组所述卷针设置于所述三工位转盘上，所述三工位转盘在第五驱动元件的驱动下转动，以实现以上三组所述卷针、三组外针嘴和三组所述外针嘴控制组件在卷绕工位、贴胶工位和卸料工位的切换。

9.根据权利要求8所述的一种电池电芯卷绕装置，其特征在于，所述第五驱动元件包括依次连接的间歇分割器、同步轮、传送带和第一电机，所述间歇分割器与所述三工位转盘，所述第一电机通过传送带和同步轮带动所述间歇分割器间歇转动，所述间歇分割器间歇转动带动所述三工位转盘转动完成工位切换。

10.根据权利要求8所述的一种电池电芯卷绕装置，其特征在于，所述卷绕装置还包括第六驱动元件、第七驱动元件和第八驱动元件；

所述第六驱动元件包括第二电机、同步轮、传送带和第一传动杆，所述第二电机通过同步轮和传送带与所述第一传动杆连接，所述第一传动杆与第一组卷针连接，所述第二电机转动带动所述同步轮、传送带、第一传动杆和第一组卷针联动，以控制第一组卷针的转动；

所述第七驱动元件包括第三电机、同步轮、传送带和第二传动杆，所述第三电机通过同步轮和传送带与所述第二传动杆连接，所述第二传动杆与第二组卷针连接，所述第三电机转动带动所述同步轮、传送带、第二传动杆和第二组卷针联动，以控制第二组卷针的转动；

所述第八驱动元件包括第四电机、同步轮、传送带和第三传动杆，所述第四电机通过同步轮和传送带与所述第三传动杆连接，所述第三传动杆与第三组所述卷针连接，所述第四电机转动带动所述同步轮、传送带、第三传动杆和第三组所述卷针联动，以控制第三组所述卷针的转动。