CN109037720A - 一种卷绕机的卷针装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种卷绕机的卷针装置，包括由四个卷绕部拼接形成圆形的卷针以及自锁机构。初始状态时，四个卷绕部拼接成圆形的卷针；当卷绕结束后，通过外力驱动左卷绕部、右卷绕部沿径向相互远离，并带动上卷绕部、下卷绕部沿径向相互靠近，使四个卷绕部形成椭圆形的卷针，自锁机构将四个卷绕部锁定使卷针保持椭圆形状态，符合产品要求的形状，达到工艺要求。由于卷绕过程是圆形状态，可降低卷绕过程中的张力波动，提高卷绕速度的同时还能提升产品质量，大大提高加工效率。

Description

一种卷绕机的卷针装置
技术领域
本发明涉及卷绕机技术领域，特别是一种卷绕机的卷针装置。
背景技术
由于电芯最终的成品形状为方形的，为满足这一要求，现阶段国内卷绕机的生产厂家的卷针一般设计为椭圆型或者菱形，然而椭圆型或菱形会导致卷针线速度突变引起极片张力波动过大，张力控制困难，设备的生产性能较低的问题。
如图1所示，卷针1是扁的接近椭圆形状，如果卷针1主轴是匀角速度的，其实卷针1是在做凸轮运动。卷针1的入卷线速度就是周期性的变线速度，张力也会产生周期性变化。张力的变化直接影响电池的卷绕质量，如何控制张力波动，提高卷绕机的卷绕质量和速度一直是困扰大方型卷绕机的一个难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种卷绕机的卷针装置，旨在解决现有卷绕机的卷针装置线速度突变引起极片张力波动过大，张力控制困难，影响电池的卷绕质量的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种卷绕机的卷针装置，包括由四个卷绕部拼接形成圆形的卷针以及自锁机构，所述四个卷绕部分别为相对设置的左卷绕部和右卷绕部以及相对设置的上卷绕部和下卷绕部；初始状态时，所述四个卷绕部拼接成圆形的卷针；通过外力驱动左卷绕部、右卷绕部沿径向相互远离，并带动上卷绕部、下卷绕部沿径向相互靠近，使四个卷绕部形成椭圆形的卷针，自锁机构将四个卷绕部锁定使卷针保持椭圆形状态；通过外力驱动上卷绕部、下卷绕部沿径向相互远离，并带动左卷绕部、右卷绕部沿径向相互靠近，使四个卷绕部恢复圆形的卷针，自锁机构将四个卷绕部锁定使卷针保持椭圆形状态。
进一步地，所述上卷绕部包括上载体和上滑块，所述上载体可拆卸的安装在上滑块的一端；所述下卷绕部包括下载体和下滑块，所述下载体可拆卸的安装在下滑块的一端；所述左卷绕部包括左载体和左滑块，所述左载体可拆卸的安装在左滑块的一端；所述右卷绕部包括右载体和右滑块，所述右载体可拆卸的安装在右滑块的一端。
进一步地，所述卷针装置还包括第一导杆和第二导杆，所述左滑块和右滑块远离载体的一端分别开设有第一通孔，所述上滑块和下滑块远离载体的一端分别开设有第二通孔，所述第一导杆滑动的穿设在第一通孔内，所述第二导杆滑动的穿设在第二通孔内；所述第一导杆和第二导杆相互垂直。
进一步地，所述左滑块和右滑块的内壁分别开设有用于避开第二导杆的第一凹槽，所述上滑块和下滑块的内壁分别开设有用于避开第一导杆的第二凹槽。
进一步地，所述左载体、右载体、上载体以及下载体均呈“T”字型。
进一步地，所述自锁机构包括第一连接组件和第二连接组件，第一连接组件分别连接上滑块和右滑块，所述第二连接组件分别连接下滑块和左滑块。
进一步地，所述上滑块沿径向开设有第一滑槽，所述第一连接组件包括第一压簧、第一连杆以及第一滑块，所述第一连杆一端与右滑块转动连接，另一端与第一滑块转动连接，所述第一滑块滑动的设于第一滑槽内，所述第一压簧压紧在第一滑块与第一滑槽内壁之间；所述下滑块沿径向开设有第二滑槽，所述第二连接组件包括第二压簧、第二连杆以及第二滑块，所述第二连杆二端与左滑块转动连接，另一端与第二滑块转动连接，所述第二滑块滑动的设于第二滑槽内，所述第二压簧压紧在第二滑块与第二滑槽内壁之间。
进一步地，所述第一连杆通过第一转轴分别与右滑块、第一滑块转动连接，所述第二连杆通过第二转轴分别与左滑块、第二滑块转动连接；当所述卷针处于圆形状态时，所述第一连杆与第二连杆相互平行，当所述卷针处于椭圆形状态时，所述第一连杆与第二连杆位于同一直线上。
进一步地，所述右滑块设有向内凸出的右凸块，所述第一连杆转动安装在右凸块上，所述左滑块亦设有向内凸出的左凸块，所述第二连杆转动安装在左凸块上。
进一步地，所述上滑块靠近右凸块的位置设有向内凸出的上凸块，所述第一滑槽开设在上凸块与上滑块上；所述下滑块靠近左凸块的位置设有向内凸出的下凸块，所述第二滑槽开设在下凸块与下滑块上。
相对于现有技术，本发明提供的一种卷绕机的卷针装置，初始状态时，四个卷绕部拼接成圆形的卷针；当卷绕结束后，通过外力驱动左卷绕部、右卷绕部沿径向相互远离，并带动上卷绕部、下卷绕部沿径向相互靠近，使四个卷绕部形成椭圆形的卷针，自锁机构将四个卷绕部锁定使卷针保持椭圆形状态，符合产品要求的形状，达到工艺要求。由于卷绕过程是圆形状态，可降低卷绕过程中的张力波动，提高卷绕速度的同时还能提升产品质量，大大提高加工效率。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是现有技术提供的卷针装置的结构示意图；
图2是本发明的卷针装置呈圆形状态的示意图；
图3是图2中卷针装置呈椭圆形状态的示意图；
图4是卷针装置的立体结构示意图；
图5是图4中自锁机构局部放大示意图；
图6是卷针装置呈圆形状态的自锁结构示意图；
图7是卷针装置呈椭圆形状态的自锁结构示意图。
具体实施方式
现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。
如图2至4所示，本发明提供一种卷绕机的卷针装置，包括由四个卷绕部100拼接形成圆形的卷针200以及自锁机构300。四个卷绕部100分别为相对设置的左卷绕部110和右卷绕部120以及相对设置的上卷绕部130和下卷绕部140。初始状态时，四个卷绕部100拼接成圆形的卷针；当卷绕结束后，通过外力驱动左卷绕部110、右卷绕部120沿径向相互远离，并带动上卷绕部130、下卷绕部140沿径向相互靠近，使四个卷绕部100形成椭圆形的卷针，自锁机构300将四个卷绕部100锁定使卷针保持椭圆形状态，符合产品要求的形状，达到工艺要求。由于卷绕过程是圆形状态，可降低卷绕过程中的张力波动，提高卷绕速度的同时还能提升产品质量，大大提高加工效率。
当需要重新卷绕时，通过外力驱动上卷绕部130、下卷绕部140沿径向相互远离，并带动左卷绕部110、右卷绕部120沿径向相互靠近，使四个卷绕部100恢复圆形的卷针，自锁机构300将四个卷绕部100锁定使卷针保持椭圆形状态，实现循环卷绕成型电芯。
如图4所示，上卷绕部130包括上载体131和上滑块132，上载体131可拆卸的安装在上滑块132的一端。下卷绕部140包括下载体141和下滑块142，下载体141可拆卸的安装在下滑块142的一端。左卷绕部110包括左载体111和左滑块112，左载体111可拆卸的安装在左滑块112的一端。右卷绕部120包括右载体121和右滑块122，右载体121可拆卸的安装在右滑块122的一端。其中，载体用于卷绕极片，通过可拆卸的安装方式，可根据所需电芯的规格，更换不同的载体，实现卷绕不同规格的电芯，更好方便，节约成本。
进一步地，卷针装置还包括第一导杆400和第二导杆500，左滑块112和右滑块122远离载体的一端分别开设有第一通孔，上滑块132和下滑块142远离载体的一端分别开设有第二通孔。第一导杆400滑动的穿设在第一通孔内，第二导杆500滑动的穿设在第二通孔内；第一导杆400和第二导杆500相互垂直。这样能够使左滑块112和右滑块122沿第一导杆400相对滑动，同时使上滑块132和下滑块142沿第二导杆500相对滑动，保证运动的精确性。
在本实施例中，左滑块112和右滑块122的内壁分别开设有用于避开第二导杆500的第一凹槽(图未示)，上滑块132和下滑块142的内壁分别开设有用于避开第一导杆400的第二凹槽(图未示)。这样可避免在运动的过程中导杆与滑块相互干涉，同时使整体结构更加紧凑。进一步地，左载体111、右载体121、上载体131以及下载体141均呈“T”字型。
如图5所示，自锁机构300包括第一连接组件310和第二连接组件320，第一连接组件310分别连接上滑块132和右滑块122，使上滑块132和右滑块122之间形成联动关系。第二连接组件320分别连接下滑块142和左滑块112，使下滑块142和左滑块112之间也形成联动关系。当然，第一连接组件310还可以分别连接下滑块142和右滑块122，第二连接组件320还可以分别连接上滑块132和左滑块112。初始状态时，四个载体拼接成圆形，用于卷绕极片；当卷绕结束后，通过外力驱动左滑块112和右滑块122沿径向相互远离，并通过第一连接组件310和第二连接组件320带动上滑块132和下滑块142沿径向相互靠近，进而使上载体131、下载体141相互靠近，使四个载体拼接成椭圆形。
在本实施例中，上滑块132沿径向开设有第一滑槽150，第一连接组件310包括第一压簧311、第一连杆312以及第一滑块313。第一连杆312一端与右滑块122转动连接，另一端与第一滑块313转动连接，第一滑块313滑动的设于第一滑槽150内，第一压簧311压紧在第一滑块313与第一滑槽150内壁之间。下滑块142沿径向开设有第二滑槽160，第二连接组件320包括第二压簧321、第二连杆322以及第二滑块323，第二连杆322二端与左滑块112转动连接，另一端与第二滑块323转动连接，第二滑块323滑动的设于第二滑槽160内，第二压簧321压紧在第二滑块323与第二滑槽160内壁之间。其中，第一压簧311与第二压簧321提供弹性回复力，有利于实现第一连杆312和第二连杆313的自锁。
进一步地，第一连杆312通过第一转轴314分别与右滑块122、第一滑块313转动连接，第二连杆322通过第二转轴324分别与左滑块112、第二滑块323转动连接。通过第一转轴314、第二转轴324使第一连杆312、第二连杆322远离对应的滑块，避免与滑块的运动发生干涉。
在本实施例中，右滑块122设有向内凸出的右凸块123，第一连杆312通过第一转轴314转动安装在右凸块123上，左滑块112亦设有向内凸出的左凸块113，第二连杆322通过第二转轴324转动安装在左凸块113上。设计左右凸块的目的在于，在尽量不增大滑块的重量的基础上，方便连杆实现自锁。上滑块132靠近右凸块123的位置设有向内凸出的上凸块133，第一滑槽150开设在上凸块133与上滑块132上，下滑块142靠近左凸块113的位置设有向内凸出的下凸块143，第二滑槽160开设在下凸块143与下滑块142上。设计上下凸块的目的在于，在尽量不增大滑块的重量的基础上，保证滑槽的长度满足要求。
如图6所示，初始状态时，四个载体拼接成圆形，用于卷绕极片；这时第一连杆312与第二连杆322相互平行，第一连杆312与X轴正方向的夹角为90°或大于90°小于180°。第一滑块313位于第一滑槽150的上端，并压紧第一压簧311，第一压簧311对第一滑块312产生一个沿Y轴负方向的反作用力，该反作用力传递给第一连杆312，但由于第一连杆312与X轴正方向的夹角为90°或大于90°小于180°，因此在该反作用力的作用下右滑块122实现自锁。同理，左滑块112的自锁原理与右滑块122相反。如果要解锁，就需提供外力拉动左滑块112、右滑块122。
当卷绕结束后，通过外力驱动左滑块112和右滑块122沿径向相互远离进行解锁，通过第一连杆312和第二连杆322带动上滑块132和下滑块142沿径向相互靠近，进而使上载体131、下载体141相互靠近，使四个载体拼接成椭圆形。如图7所示，当第一连杆312与第二连杆322位于同一直线上时，即第一连杆312与第二连杆322之间的夹角为180°时，卷针200再次实现自锁。该自锁的原理是，第一滑块313在第一压簧311的推动下，滑动到第一滑槽150的下端，第一滑块313受到来自第一连杆312的作用力与受到第一滑槽150内壁的反作用力相互抵消。如果要解锁，就需提供外力拉动上滑块132、下滑块142。
应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种卷绕机的卷针装置，其特征在于，包括由四个卷绕部拼接形成圆形的卷针以及自锁机构，所述四个卷绕部分别为相对设置的左卷绕部和右卷绕部以及相对设置的上卷绕部和下卷绕部；初始状态时，所述四个卷绕部拼接成圆形的卷针；通过外力驱动左卷绕部、右卷绕部沿径向相互远离，并带动上卷绕部、下卷绕部沿径向相互靠近，使四个卷绕部形成椭圆形的卷针，自锁机构将四个卷绕部锁定使卷针保持椭圆形状态；通过外力驱动上卷绕部、下卷绕部沿径向相互远离，并带动左卷绕部、右卷绕部沿径向相互靠近，使四个卷绕部恢复圆形的卷针，自锁机构将四个卷绕部锁定使卷针保持椭圆形状态。
2.根据权利要求1所述的卷针装置，其特征在于，所述上卷绕部包括上载体和上滑块，所述上载体可拆卸的安装在上滑块的一端；所述下卷绕部包括下载体和下滑块，所述下载体可拆卸的安装在下滑块的一端；所述左卷绕部包括左载体和左滑块，所述左载体可拆卸的安装在左滑块的一端；所述右卷绕部包括右载体和右滑块，所述右载体可拆卸的安装在右滑块的一端。
3.根据权利要求2所述的卷针装置，其特征在于，所述卷针装置还包括第一导杆和第二导杆，所述左滑块和右滑块远离载体的一端分别开设有第一通孔，所述上滑块和下滑块远离载体的一端分别开设有第二通孔，所述第一导杆滑动的穿设在第一通孔内，所述第二导杆滑动的穿设在第二通孔内；所述第一导杆和第二导杆相互垂直。
4.根据权利要求3所述的卷针装置，其特征在于，所述左滑块和右滑块的内壁分别开设有用于避开第二导杆的第一凹槽，所述上滑块和下滑块的内壁分别开设有用于避开第一导杆的第二凹槽。
5.根据权利要求2所述的卷针装置，其特征在于，所述左载体、右载体、上载体以及下载体均呈“T”字型。
6.根据权利要求2至5中任意一项所述的卷针装置，其特征在于，所述自锁机构包括第一连接组件和第二连接组件，第一连接组件分别连接上滑块和右滑块，所述第二连接组件分别连接下滑块和左滑块。
7.根据权利要求6所述的卷针装置，其特征在于，所述上滑块沿径向开设有第一滑槽，所述第一连接组件包括第一压簧、第一连杆以及第一滑块，所述第一连杆一端与右滑块转动连接，另一端与第一滑块转动连接，所述第一滑块滑动的设于第一滑槽内，所述第一压簧压紧在第一滑块与第一滑槽内壁之间；所述下滑块沿径向开设有第二滑槽，所述第二连接组件包括第二压簧、第二连杆以及第二滑块，所述第二连杆二端与左滑块转动连接，另一端与第二滑块转动连接，所述第二滑块滑动的设于第二滑槽内，所述第二压簧压紧在第二滑块与第二滑槽内壁之间。
8.根据权利要求7所述的卷针装置，其特征在于，所述第一连杆通过第一转轴分别与右滑块、第一滑块转动连接，所述第二连杆通过第二转轴分别与左滑块、第二滑块转动连接；当所述卷针处于圆形状态时，所述第一连杆与第二连杆相互平行，当所述卷针处于椭圆形状态时，所述第一连杆与第二连杆位于同一直线上。
9.根据权利要求7所述的卷针装置，其特征在于，所述右滑块设有向内凸出的右凸块，所述第一连杆转动安装在右凸块上，所述左滑块亦设有向内凸出的左凸块，所述第二连杆转动安装在左凸块上。
10.根据权利要求9所述的卷针装置，其特征在于，所述上滑块靠近右凸块的位置设有向内凸出的上凸块，所述第一滑槽开设在上凸块与上滑块上；所述下滑块靠近左凸块的位置设有向内凸出的下凸块，所述第二滑槽开设在下凸块与下滑块上。
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