CN109244560A - 一种张力缓存机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种张力缓存机构，它包括驱动装置、固定板、辊安装板、距离反馈装置、极片过辊组和张力检测装置，所述辊安装板与所述固定板滑动连接，所述驱动装置用于驱动所述辊安装板滑动，所述极片过辊组设于所述辊安装板的一侧面，所述张力检测装置设于所述固定板的一端，所述极片过辊组与所述张力检测装置相对设置，所述张力检测装置用于检测极片张力并反馈回外界控制系统，所述距离反馈装置用于检测所述辊安装板的移动距离并反馈回外界控制系统；采用本发明的结构，通过张力检测装置、距离反馈装置的配合，实现极片的张力缓存及检测，使极片的张力波动稳定，提高整机走带的运行平稳度，稳定整机走带张力。

Description

一种张力缓存机构
技术领域
本发明涉及锂电池制造技术领域，特别是涉及一种张力缓存机构。
背景技术
现有锂电池电芯生产技术中，完成极片卷绕工序的制造设备中，一般在两个主动辊之间都需要设有张力缓存控制结构，来消除两个主动辊之间的速度误差，利用张力缓存机构，动态补偿主动辊之间的误差值，保证运行时的相对恒张力状态，因为张力过大容易使极片受到撕扯而产生变形，严重时造成产品不合格；张力过小容易使极片卷绕呈松散状态而导致卷边不齐，影响产品的质量及后续工序；而现有技术中，对于张力控制的效果都不是很好，无法保持极片的张力处于稳定状态。
发明内容
本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种张力缓存机构。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：
一种张力缓存机构，包括驱动装置、固定板、辊安装板、极片过辊组和张力检测装置，所述辊安装板与所述固定板滑动连接，所述驱动装置用于驱动所述辊安装板滑动，所述极片过辊组设于所述辊安装板的一侧面，所述张力检测装置设于所述固定板的一端，所述极片过辊组与所述张力检测装置相对设置，所述张力检测装置用于检测极片张力并反馈回外界控制系统；
还包括距离反馈装置，所述距离反馈装置用于检测所述辊安装板的移动距离并反馈回外界控制系统。
其中，所述张力检测装置包括第一连接板、张力传感器、第二连接板和张力过辊组件，所述第一连接板的一端固定在所述固定板上，所述张力传感器固定在所述第一连接板与第二连接板之间，所述张力过辊组件的两端分别与所述第二连接板的两端连接。
其中，所述张力传感器与第一连接板、第二连接板之间分别设有平行垫块。
其中，所述张力过辊组件包括张力过辊件，所述张力过辊件靠近所述辊安装板的一端设有第一轴承座，所述张力过辊件远离所述辊安装板的一端设有第二轴承座，所述第一轴承座、第二轴承座分别与所述第二连接板的两端连接。
其中，所述张力过辊组件还包括两个张力抚平辊件，两个所述张力抚平辊件的一端分别与所述第一轴承座连接，两个张力抚平辊件分别位于所述张力过辊件的上、下方。
其中，所述极片过辊组包括两个极片过辊件，两个所述极片过辊件的一端均固定在所述辊安装板上，两个所述极片过辊件上下对应设置。
其中，所述极片过辊件上设有极耳托板，所述极耳抚平辊呈弧形设置，所述极耳托板与所述极片过辊件远离所述辊安装板的一端活动连接。
其中，所述极片过辊件上还设有极耳抚平辊件，所述极耳抚平辊件的一端与所述极片过辊件靠近所述辊安装板的一端活动连接。
其中，所述固定板设有矩形孔，所述驱动装置的输出端通过一连接块与所述辊安装板连接，所述连接块位于所述矩形孔内。
其中，所述距离反馈装置包括电位器，所述电位器安装在所述固定板上，所述电位器的旋拧端穿过所述固定板后连接有齿轮，所述辊安装板上设有容置槽，所述容置槽内设有齿条，所述齿轮与齿条啮合。
本发明的有益效果为：采用本发明的结构，通过张力检测装置、距离反馈装置的配合，既可实现极片的张力缓存及检测，使极片的张力波动稳定，提高整机走带的运行平稳度，稳定整机走带张力；又可实现对极耳出现下塌时的弧形引导，还可实现对极耳的下压抚平和滚动导向，避免极耳出现塌角、褶皱、断裂的现象，大大提高锂电池电芯生产的质量及合格率，且本发明结构灵活、简单。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明另一视角的结构示意图；
图3是本发明在使用过程中的使用状态图；
图4是本发明在使用过程中另一视角的使用状态图；
图5是本发明部分结构的结构示意图；
图6是图5中I处的放大示意图；
图7是本发明中辊安装板与极片过辊组的配合示意图；
图8是本发明中张力检测装置的结构示意图；
图9是本发明中张力检测装置另一视角的结构示意图；
附图标记说明：1-固定板；2-辊安装板；21-连接块；22-齿条；31-极片过辊件；32-极耳托板；33-极耳抚平辊件；41-第一连接板；42-张力传感器；43-第二连接板；44-平行垫块；451-张力过辊件；452-第一轴承座；453-第二轴承座；454-张力抚平辊件；51-电位器；52-齿轮；61-上交叉导轨；62-下交叉导轨；71-伸缩气缸。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。
如图1至图9所示，本实施例所述的一种张力缓存机构，包括驱动装置、固定板1、辊安装板2、极片过辊组和张力检测装置，所述辊安装板2与所述固定板1滑动连接，所述驱动装置用于驱动所述辊安装板2滑动，所述极片过辊组设于所述辊安装板2的一侧面，所述张力检测装置设于所述固定板1的一端，所述极片过辊组与所述张力检测装置相对设置，所述张力检测装置用于检测极片张力并反馈回外界控制系统；还包括距离反馈装置，所述距离反馈装置用于检测所述辊安装板2的移动距离并反馈回外界控制系统。
具体地，所述固定板1的上端与所述辊安装板2的上端之间安装有上交叉导轨61，所述固定板1的下端与所述辊安装板2的下端之间安装有下交叉导轨62，将极片依次盘绕在极片过辊组、张力检测装置、极片过辊组，在外界卷绕装置的带动下，极片开始卷绕，并使极片的张力保持在恒定状态，所述张力检测装置、距离反馈装置开始工作，当张力检测装置检测到极片的张力变小时，张力检测装置将数据反馈回外界控制系统，然后外界控制系统控制驱动装置工作，所述驱动装置带动所述辊安装板2滑动并使极片过辊组远离张力检测装置，使极片的张力维持在恒定状态，然后所述距离反馈装置检测所述辊安装板2的移动距离，并将移动距离数据反馈回外界控制系统，然后外界控制系统调节极片的放卷速度，同时张力检测装置不断反馈极片的张力，外界控制系统控制驱动装置工作，使辊安装板2回到初始位置，并且极片的张力与初始状态相同；同理当张力检测装置检测到极片的张力变大时，通过张力检测装置、距离反馈装置的配合调节，使极片始终保持在恒张力的状态下。
如图1、图2、图8和图9所示，基于上述实施例的基础上，进一步地，所述张力检测装置包括第一连接板41、张力传感器42、第二连接板43和张力过辊组件，所述第一连接板41的一端固定在所述固定板1上，所述张力传感器42的一侧面固定在所述第一连接板41的另一端，所述张力传感器42相对的另一侧面固定在第二连接板43上，所述张力过辊组件的两端分别与所述第二连接板43的两端连接；本实施例中，所述张力传感器42与第一连接板41之间靠近辊安装板2的位置固定有平行垫块44，所述张力传感器42与第二连接板43之间远离辊安装板2的位置固定有平行垫块44，增加平行垫块44使张力传感器42处于平衡状态，利于张力传感器42检测极片的张力更准确；具体地，极片盘绕在张力过辊组件上，工作时，极片贴紧所述张力过辊组件，使张力过辊组件受到压力，然后通过张力传感器42检测出极片的张力，当极片的张力变化时，所述张力过辊件451受的压力也相应变化，而张力传感器42检测出极片的张力数据并反馈回外界控制系统，实现张力的检测。
如图1、图2、图8和图9所示，基于上述实施例的基础上，进一步地，所述张力过辊组件包括张力过辊件451，所述张力过辊件451靠近所述辊安装板2的一端设有第一轴承座452，所述张力过辊件451远离所述辊安装板2的一端设有第二轴承座453；所述张力过辊件451包括碳纤维过辊和张力中心轴，所述碳纤维过辊套于所述张力中心轴上，所述碳纤维过辊内壁两端分别固定有张力轴承座，所述张力轴承座内设有张力轴承，所述张力轴承支撑于所述张力中心轴上，所述张力轴承座内还设有波形垫圈和固定卡环，所述波形垫圈位于所述张力轴承与固定卡环之间并与张力轴承的外圈抵靠，所述张力中心轴的一端与所述第一轴承座452轴接，所述张力中心轴的另一端与所述第二轴承座453通过螺栓固定连接；靠近所述第二轴承座453的张力轴承与第二轴承座453之间还设有限位卡环，所述限位卡环与张力轴承的内圈抵靠，使该张力轴承的内圈与张力中心轴连接成一体，该张力轴承的外圈与张力中心轴连接为一体，而靠近第一轴承座452的张力轴承则仅用于支撑碳纤维过辊，使两个张力轴承并未受到轴向的压力而保持零间隙状态，使碳纤维过辊转动受到的摩擦力更小，且减少碳纤维过辊的轴向窜动，便于极片的传送，同时对于张力传感器42检测极片的张力更准确；所述第一轴承座452、第二轴承座453分别与所述第二连接板43的两端固定连接，组装方便，结构简单。
如图3和图9所示，基于上述实施例的基础上，进一步地，所述张力过辊组件还包括两个张力抚平辊件454，所述第一轴承座452向上、向下均凸设有凸耳，两个所述张力抚平辊件454的一端分别与所述第一轴承座452的两个凸耳固定连接，两个张力抚平辊件454分别位于所述张力过辊件451的上、下方；具体地，极片从张力过辊件451的上方或下方进入时，极耳会出现上翘的现象，而设置张力抚平辊件454对出现上翘的极耳进行下压扶正并滚动导向，避免出现极耳断裂的现象，提高锂电池电芯生产的质量及合格率。
如图1至图5、图7所示，基于上述实施例的基础上，进一步地，所述极片过辊组包括两个极片过辊件31，两个所述极片过辊件31的一端均固定在所述辊安装板2上，两个所述极片过辊件31上下对应设置；具体地，所述极片过辊件31包括碳纤维过辊、过辊中心轴和锁紧端盖，碳纤维过辊套于过辊中心轴上，锁紧端盖与过辊中心轴远离辊安装板2的一端通过螺栓固定连接，碳纤维过辊内壁的两端均固定有极片轴承座，极片轴承座内设有极片轴承，过辊中心轴远离辊安装板2的一端设置有支撑极片轴承的台肩，该极片轴承的内圈一部分支撑于该台肩上，其另一部分支撑于锁紧端盖上，即该极片轴承的内圈限位在该台肩与锁紧端盖之间，远离辊安装板2的极片轴承座内还设置有波形垫圈和限位卡环，波形垫圈位于限位卡环与极片轴承之间并与该极片轴承的外圈抵靠，实现该极片轴承的外圈与碳纤维过辊连接成一体，而该极片轴承的内圈与过辊中心轴连接为一体，避免该极片轴承受到轴向的压力的同时保证该极片轴承处于零间隙状态；而过辊中心轴靠近辊安装板2的一端同样设置有台肩，靠近辊安装板2的极片轴承与该台肩距离一定间隙，即该极片轴承并未与过辊中心轴挤压，使该极片轴承仅用于支撑碳纤维过辊，从而使碳纤维过辊在转动时受到的摩擦力减小，且避免碳纤维过辊的轴向窜动，便于极片的传送，同时对于张力传感器42检测极片的张力更准确；而极片从位于上方或下方的极片过辊件31盘绕，然后延伸到张力过辊件451上，然后再回到位于下方或上方的极片过辊件31上，结构简单，且在极片传送过程中，碳纤维过辊转动时受到的摩擦力小。
如图1至图4、图7所示，基于上述实施例基础上，进一步地，所述极片过辊件31上设有极耳托板32，所述极耳抚平辊呈弧形设置，所述极耳托板32与所述极片过辊件31远离所述辊安装板2的一端活动连接；具体地，所述极耳托板32与所述极片过辊件31的锁紧端盖活动连接，即可以灵活调节极耳托板32的位置；极片传送过程中，极耳由于其本身厚度极薄，运行时会由于自身重力下垂或由于极片运行时的气流把极耳带起，产生如鸟类翅膀上下摆动的现象，容易产生褶皱、塌角等现象，在极片入角出增加极耳托板32对极耳进行弧形引导，防止出现极耳下塌而导致塌角、褶皱等现象，进一步提高卷绕出来的锂电池电芯生产的质量及合格率，且结构更灵活。
如图1至图5、图7所示，基于上述实施例的基础上，进一步地，所述极片过辊件31上还设有极耳抚平辊件33，所述极耳抚平辊件33的一端与所述极片过辊件31靠近所述辊安装板2的一端活动连接；具体地，所述极耳抚平辊件33的一端固定在一个角度调整板上，该角度调整板套设于极片中心轴上，然后通过一个锁紧螺母旋拧在极片中心轴上并把该角度调整板固定，松开该锁紧螺母，可以转动该角度调整板，间接调整极耳抚平辊件33的位置，使极耳抚平辊件33更利于对极耳进行下压抚平；在极片的传送过程中，极耳会产生上翘的现象，而增加极耳抚平辊件33可以对上翘的极耳进行下压扶正与滚动导向，从而实现极耳入辊前的抚平功能，避免极耳出现断裂现象，进一步提高卷绕出来的锂电池电芯生产的质量及合格率，且结构更灵活。
如图2和图5所示，基于上述实施例的基础上，进一地，所述固定板1设有矩形孔，所述驱动装置的输出端通过一连接块21与所述辊安装板2连接，所述连接块21位于所述矩形孔内；具体地，当极片的张力出现变化时，张力传感器42把极片的张力传递到外界控制系统，外界控制系统根据极片的张力变化情况，控制驱动装置带动辊安装板2滑动，而在固定板1上设置矩形孔是为了给连接块21提供移动的空间。
如图5和图6所示，基于上述实施例的基础上，进一步地，所述距离反馈装置包括电位器51，所述电位器51安装在所述固定板1上，所述电位器51的旋拧端穿过所述固定板1后连接有齿轮52，所述辊安装板2上设有容置槽，所述容置槽内设有齿条22，所述齿轮52与齿条22啮合；具体地，所述电位器51采用圆形电位器51，当驱动装置带动辊安装板2滑动时，辊安装板2内的齿条22会带动齿轮52旋转，而齿条22产生位移，齿轮52旋转会带动电位器51的旋拧端转动，从而实现辊安装板2移动距离的检测，即辊安装板2移动了多少距离，电位器51的旋拧端就旋拧多少距离，而外界控制系统根据电位器51传递的数据，控制极片的放卷速度，张力传感器42检测极片的张力，直至辊安装板2回到初始位置且极片的张力波动保持稳定。
如图1至图5所示，本实施例中，驱动装置包括伸缩气缸71，所述伸缩气缸71固定在第一连接板41的一端，所述伸缩气缸71的输出端与连接块21固定连接，所述辊安装板2靠近张力检测装置的一端设有U形口，所述第一连接板41位于U形口的开口位置，为辊安装板2移动提供空间，所述伸缩气缸71工作时，伸缩气缸71的输出端带动连接块21移动，连接块21移动会带动辊安装板2移动，结构更紧凑。
采用本实施例的结构，通过张力检测装置、距离反馈装置的配合，既可实现极片的张力缓存及检测，使极片的张力波动稳定，提高整机走带的运行平稳度，稳定整机走带张力；又可实现对极耳出现下塌时的弧形引导，还可实现对极耳的下压抚平和滚动导向，避免极耳出现塌角、褶皱、断裂的现象，大大提高锂电池电芯生产的质量及合格率，且本实施例结构灵活、简单。
以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种张力缓存机构，其特征在于：包括驱动装置、固定板（1）、辊安装板（2）、极片过辊组和张力检测装置，所述辊安装板（2）与所述固定板（1）滑动连接，所述驱动装置用于驱动所述辊安装板（2）滑动，所述极片过辊组设于所述辊安装板（2）的一侧面，所述张力检测装置设于所述固定板（1）的一端，所述极片过辊组与所述张力检测装置相对设置，所述张力检测装置用于检测极片张力并反馈回外界控制系统；
还包括距离反馈装置，所述距离反馈装置用于检测所述辊安装板（2）的移动距离并反馈回外界控制系统。
2.根据权利要求1所述的一种张力缓存机构，其特征在于：所述张力检测装置包括第一连接板（41）、张力传感器（42）、第二连接板（43）和张力过辊组件，所述第一连接板（41）的一端固定在所述固定板（1）上，所述张力传感器（42）固定在所述第一连接板（41）与第二连接板（43）之间，所述张力过辊组件的两端分别与所述第二连接板（43）的两端连接。
3.根据权利要求2所述的一种张力缓存机构，其特征在于：所述张力传感器（42）与第一连接板（41）、第二连接板（43）之间分别设有平行垫块（44）。
4.根据权利要求2所述的一种张力缓存机构，其特征在于：所述张力过辊组件包括张力过辊件（451），所述张力过辊件（451）靠近所述辊安装板（2）的一端设有第一轴承座（452），所述张力过辊件（451）远离所述辊安装板（2）的一端设有第二轴承座（453），所述第一轴承座（452）、第二轴承座（453）分别与所述第二连接板（43）的两端连接。
5.根据权利要求4所述的一种张力缓存机构，其特征在于：所述张力过辊组件还包括两个张力抚平辊件（454），两个所述张力抚平辊件（454）的一端分别与所述第一轴承座（452）连接，两个张力抚平辊件（454）分别位于所述张力过辊件（451）的上、下方。
6.根据权利要求1所述的一种张力缓存机构，其特征在于：所述极片过辊组包括两个极片过辊件（31），两个所述极片过辊件（31）的一端均固定在所述辊安装板（2）上，两个所述极片过辊件（31）上下对应设置。
7.根据权利要求6所述的一种张力缓存机构，其特征在于：所述极片过辊件（31）上设有极耳托板（32），所述极耳抚平辊呈弧形设置，所述极耳托板（32）与所述极片过辊件（31）远离所述辊安装板（2）的一端活动连接。
8.根据权利要求6所述的一种张力缓存机构，其特征在于：所述极片过辊件（31）上还设有极耳抚平辊件（33），所述极耳抚平辊件（33）的一端与所述极片过辊件（31）靠近所述辊安装板（2）的一端活动连接。
9.根据权利要求1所述的一种张力缓存机构，其特征在于：所述固定板（1）设有矩形孔，所述驱动装置的输出端通过一连接块（21）与所述辊安装板（2）连接，所述连接块（21）位于所述矩形孔内。
10.根据权利要求1所述的一种张力缓存机构，其特征在于：所述距离反馈装置包括电位器（51），所述电位器（51）安装在所述固定板（1）上，所述电位器（51）的旋拧端穿过所述固定板（1）后连接有齿轮（52），所述辊安装板（2）上设有容置槽，所述容置槽内设有齿条（22），所述齿轮（52）与齿条（22）啮合。
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