CN110203656A - 一种圆柱型电芯通用的电芯转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆柱型电芯通用的电芯转向装置，包括垂直分布的安装支架(1)；安装支架(1)的上部左侧，固定安装有两根上下间隔分布的横梁(10)；横梁(10)上安装有转向转盘装配体(5)；转向转盘装配体(5)的正下方，设置有电芯导向板(4)，用于接收从外部进入的电芯；所述转向转盘装配体(5)，用于对进入到电芯导向板(4)中的电芯进行转向处理后，再向外输送。本发明公开的一种圆柱型电芯通用的电芯转向装置，其能够实现自动将圆柱型电芯由横向分布状态水平旋转90°后，调整到纵向分布状态，达到无人操作自动转向的目的，有利于提升圆柱型电芯的生产效率，降低圆柱型电芯的生产成本。

Description

一种圆柱型电芯通用的电芯转向装置

技术领域

本发明涉及电芯转向技术领域，特别是涉及一种圆柱型电芯通用的电芯转向装置。

背景技术

目前，对于18650型的圆柱形电池电芯，当其位于电池分选车间的外观检验工序中时，圆柱型电芯首先要经过喷码工位，然后才能流入外观检验工位；而在喷码工位时，电芯为横向分布状态，流转到下一工位进行外观检验时，需要将电芯水平旋转90°，调整至纵向分布状态，这样才能方便对电芯的外观进行检测，因此，目前在喷码工位和外观检验工位这两个工位之间，需要增加一名工作人员，通过手工的方式，将圆柱型电芯进行转向，使得圆柱型电芯由横向分布状态调整至纵向分布状态，这样才能确保外观检验工序的顺利运转。

但是，采取人工调整圆柱型电芯的方式，不仅工作人员的劳动强度大，工作效率低，而且增加了圆柱型电芯的生产人工成本，进而增加了圆柱型电芯的整体生产成本。

需要说明的是，18650型锂离子电池是圆柱型锂电池的一种。其中“18”指电池直径为18mm，“65”指高度为65mm，“0”代表圆柱体型的电池。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种圆柱型电芯通用的电芯转向装置。

为此，本发明提供了一种圆柱型电芯通用的电芯转向装置，包括垂直分布的安装支架；

安装支架的上部左侧，固定安装有两根上下间隔分布的横梁；

横梁上安装有转向转盘装配体；

转向转盘装配体的正下方，设置有电芯导向板，用于接收从外部进入的电芯；

所述转向转盘装配体，用于对进入到电芯导向板中的电芯进行转向处理后，再向外输送。

其中，转向转盘装配体具体包括：转盘固定架、第一同步带轮、旋转轴，轴承座组件、转盘、电芯分离片和分离片固定支架，其中：

垂直分布的转盘固定架，通过可调螺栓安装在横梁上；

转盘固定架的底部上表面，安装有轴承座组件；

轴承座组件内安装有一根垂直分布的旋转轴；

旋转轴的上下两端，分别连接第一同步带轮和圆形的转盘；

转盘固定架背面下部，安装有垂直分布的分离片固定支架；

分离片固定支架的底部，安装有向前突出的电芯分离片；

电芯分离片位于转盘的右后侧；

转盘的四周外侧边缘，等间隔安装有多个圆柱形的磁体块。

其中，电芯导向板的顶部具有电芯转向凹槽；

转向转盘装配体中的转盘，放置于电芯转向凹槽的内部左侧；

电芯转向凹槽在放置转盘后剩下的空间，形成电芯转向通道；

电芯导向板在所述转盘中心位置的正前方，开有一个横向分布的电芯进入槽；

电芯进入槽与电芯转向通道相连通。

其中，电芯进入槽的宽度，等于电芯的宽度；

电芯转向通道为弧形的通道，其宽度等于电芯的长度。

其中，位于电芯分离片和电芯进入槽之间位置的电芯转向通道，其具有的弧度为90°。

其中，还包括：电机装配体；

电机装配体安装在横梁上，并且与转向转盘装配体相连接，用于驱动所述转向转盘装配体工作。

其中，电机装配体具体包括：主要由电机固定架、调速电机、第二同步带轮和同步带，其中：

电机固定架的左右两端，分别通过可调螺栓安装在横梁上，可根据实际尺寸调节安装位置；

电机固定架的正面固定安装有调速电机；

调速电机底部具有的输出轴，与第二同步带轮的中心位置相连接；

第二同步带轮的外壁，通过环形分布的同步带，与第一同步带轮的外壁相联动连接。

其中，电芯导向板的左右两端，分别与一个导向板固定架的下端固定连接，导向板固定架的上端与横梁固定连接；

还包括转盘防护罩，安装在横梁上，转盘防护罩的底部敞开；

所述转向转盘装配体和电机装配体、被罩在转盘防护罩内。

其中，所述横梁上，还安装有一个垂直分布的电芯压板；

电芯压板的底部位于电芯转向通道的后侧正上方，并且与电芯转向通道底面之间的间隙高度，大于电芯的直径大小。

其中，还包括：控制盒；

控制盒安装在横梁上；

控制盒，用于控制电机装配体的工作状态；

电芯导向板的右端还安装有一个光电传感器；

光电传感器，用于向电芯转向凹槽发出检测光束，当检测光束被电芯遮挡时，发出已被遮挡触发信号发送给控制盒中的时间继电器；

时间继电器，与光电传感器相连接，用于接收到的已被遮挡触发信号的持续时间长度，超过预设时间长度时，发送触发关闭信号给控制盒中的开关电源，并触发蜂鸣器进行报警。

由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种圆柱型电芯通用的电芯转向装置，其能够实现自动将圆柱型电芯由横向分布状态水平旋转90°后，调整到纵向分布状态，达到无人操作自动转向的目的，有利于提升圆柱型电芯的生产效率，降低圆柱型电芯的生产成本，进而有利于提高电池生产厂家产品的市场应用前景，具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1为本发明提供的一种圆柱型电芯通用的电芯转向装置的立体结构示意图；

图2为本发明提供的一种圆柱型电芯通用的电芯转向装置中转向盘装配体的立体结构示意图；

图3为本发明提供的一种圆柱型电芯通用的电芯转向装置中电机装配体的立体结构示意图；

图4为本发明提供的一种圆柱型电芯通用的电芯转向装置的实际安装应用的一种场景的示意图；

图5为本发明提供的一种圆柱型电芯通用的电芯转向装置的实际工作和转向原理图；

图6为本发明提供的一种圆柱型电芯通用的电芯转向装置中控制盒的内部电路示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参见图1至图6，本发明提供了一种圆柱型电芯通用的电芯转向装置，包括垂直分布的安装支架1；

安装支架1的上部左侧，固定安装有两根上下间隔分布的横梁10；

横梁10上安装有转向转盘装配体5；

转向转盘装配体5的正下方，设置有电芯导向板4，用于接收从外部进入的电芯；

所述转向转盘装配体5，用于对进入到电芯导向板4中的电芯进行转向处理后，再向外输送。

在本发明中，具体实现上，转向转盘装配体5具体包括：转盘固定架51、第一同步带轮52、旋转轴53，轴承座组件54、转盘55、电芯分离片56和分离片固定支架57。其中：

垂直分布的转盘固定架51，通过可调螺栓安装在横梁10上；

需要说明的是，垂直分布的转盘固定架51可根据实际尺寸，来调节安装位置；

转盘固定架51的底部上表面，安装有轴承座组件54；

轴承座组件54内安装有一根垂直分布的旋转轴53；

旋转轴53的上下两端，分别连接第一同步带轮52和圆形的转盘55；

需要说明的是，所述旋转轴53用于使转盘55顺利流畅旋转；

转盘固定架51背面下部，安装有垂直分布的分离片固定支架57；

分离片固定支架57的底部，安装有向前突出的电芯分离片56；

电芯分离片56位于转盘55的右后侧。

需要说明的是，轴承座组件54和分离片固定支架57安装在转盘固定架51上，起到稳固、定位作用；

具体实现上，所述转盘55的四周外侧边缘，等间隔安装有多个圆柱形的磁体块550，起到对进入到电芯导向板4中的电芯进行吸附，进而带动电芯旋转的作用。

需要说明的是，具体实现上，所述转盘55的四周外侧边缘，具体可以安装12个13*8mm圆柱型的强力磁铁块，从而起到吸附电芯、带动电芯旋转的作用。

需要说明的是，电芯分离片56安装在分离片固定支架57上，且位于转盘55的右后侧，起到分离吸附在转盘55上的电芯的作用。

在本发明中，具体实现上，电芯导向板4的顶部具有电芯转向凹槽40；

转向转盘装配体5中的转盘55，放置于电芯转向凹槽40的内部左侧；

电芯转向凹槽40在放置转盘55后剩下的空间，形成电芯转向通道42；

电芯导向板4在所述转盘55中心位置的正前方，开有一个横向分布的电芯进入槽41；

电芯进入槽41与电芯转向通道42相连通。

具体实现上，电芯进入槽41的宽度，等于电芯的宽度(即圆柱型电芯的直径宽度)。

具体实现上，电芯转向通道42为弧形的通道，其宽度等于电芯的长度。

具体实现上，位于电芯分离片56和电芯进入槽41之间位置的电芯转向通道42，其具有的弧度为90°。

需要说明的是，对于本发明，电芯导向板4，主要起到衔接转盘55和前端设备的作用，使电芯顺利和转盘55接触，完成转向动作。

在本发明中，具体实现上，本发明还包括：电机装配体6；

电机装配体6安装在横梁10上，并且与转向转盘装配体5相连接，用于驱动所述转向转盘装配体5工作。

具体实现上，电机装配体6具体包括：主要由电机固定架61、调速电机62、第二同步带轮63和同步带64，其中：

电机固定架61的左右两端，分别通过可调螺栓安装在横梁10上，可根据实际尺寸调节安装位置；

电机固定架61的正面固定安装有调速电机62；

调速电机62底部具有的输出轴，与第二同步带轮63的中心位置相连接；

第二同步带轮63的外壁，通过环形分布的同步带64，与第一同步带轮52的外壁相联动连接。也就是说，第二同步带轮63和第一同步带轮52位于同步带64内侧。

需要说明的是，对于本发明，通过调速电机62旋转，可以带动第二同步带轮63旋转，进而带动第一同步带轮52以及转盘55一起旋转，实现同步旋转运行的目的。

在本发明中，具体实现上，电芯导向板4的左右两端，分别与一个导向板固定架43的下端固定连接(例如通过螺栓连接)，导向板固定架43的上端与横梁10固定连接(例如通过可调的螺栓连接)。

在本发明中，具体实现上，本发明还包括转盘防护罩7，安装在横梁10上，转盘防护罩7的底部敞开；

所述转向转盘装配体5和电机装配体6、被罩在转盘防护罩7内。

需要说明的是，转盘防护罩7安装在安装支架1所连接的横梁10上，位置可调节，起到防护整个旋转部分的作用，既保护装置，也防止人员误碰受伤。

在本发明中，具体实现上，安装支架1和横梁10，由40*40mm铝型材制成，具体尺寸可根据实际连接的设备进行调整(可根据设备结构、尺寸等因素增加挂架等部件，充分利用空间，如图4所述)，安装支架1和横梁10起到结构支撑、固定其余部件以及位置、尺寸调节的作用；

在本发明中，具体实现上，所述横梁10上，还安装有一个垂直分布的电芯压板2；

电芯压板2的底部位于电芯转向通道42的后侧正上方，并且与电芯转向通道42底面之间的间隙高度，大于电芯的直径大小。

需要说明的是，电芯压板2安装在安装支架1所连接的横梁10上，位置可调节，起到辅助分离转向后电芯的作用。

对于本发明，需要说明的是，装置主体材料采用金属材质(例如铝或不锈钢)，金属材质较为坚固、不易变形，可有效保证机械结构稳定，其中，接触电池的两个部件，电芯导向板4采用PET塑料(聚对苯二甲酸类塑料)材质，表面黏贴1mm抛光钢板，而转向转盘装配体5采用不锈钢材质，表面抛光，两者配合可杜绝出现电芯的短路问题。

在本发明中，具体实现上，本发明还包括：控制盒8；

控制盒8安装在横梁10上；

控制盒8，用于控制电机装配体6的工作状态。

具体实现上，控制盒8内部安装有调速电机控制器、开关电源、时间继电器和蜂鸣器等电子元件，主要用于控制电机转速和在堵料、卡料时停止装置运转。

参见图6所示，所述控制盒8中包括开关电源Q(具体为24V的开关电源)；

开关电源Q，分别与时间继电器KM1、光电传感器3(KM2)和电机控制器D相连接；

电机控制器D，还与外部电源P(具体为220V的电源)和调速电机62(即图中的A)相连接，用于对调速电机62的运行状态(例如转速、开关状态)进行控制。

具体实现上，电机控制器D还与一个开关K相连接，开关K用于控制开启或者关闭电机控制器D。

具体实现上，电芯导向板4的右端还安装有一个光电传感器3；

光电传感器3，用于向电芯转向凹槽40发出检测光束，当检测光束被电芯遮挡时，发出已被遮挡触发信号发送给控制盒8中的时间继电器KM1；

需要说明的是，这时候，说明在电芯转向过程中出现卡料、堵料，卡料、堵料的电芯一直遮挡光电传感器3的检测光束。也就是说，光电传感器3安装在电芯导向板4上，用于检测电芯在转向过程中是否有卡料现象。

时间继电器KM1，与光电传感器3相连接，用于接收到的已被遮挡触发信号的持续时间长度，超过预设时间长度时，发送触发关闭信号给控制盒8中的开关电源，并触发蜂鸣器进行报警，提示操作员出现故障。

需要说明的是，对于本发明，当在电芯转向过程中出现卡料、堵料时，卡料、堵料的电芯会一直遮挡光电传感器3，超过控制盒8中时间继电器设定的时间，将会自动切断装置电源，并有蜂鸣器报警提示操作员(电路原理图如图6所示)。

对于本发明，参见图4所示，当本发明的装置，位于喷码工位和外观检验工位这两个工位之间时，本发明的装置，位于横向分布的工作台100的中部；

工作台100的前端具有喷码机定位传送带13，喷码机定位传送带13用于将其中横向放置的电芯，从左到右传送；

喷码机定位传送带13的右端，与电芯进入槽41的左端开口正对应设置，并且相接；

喷码机定位传送带13的右侧正上方，设置有喷码机喷头组件12，用于对电芯进行喷码；

工作台100的后端具有外观检验传送带14，外观检验传送带14用于将其中横向放置的电芯，从左到右传送；

外观检验传送带14的左端，与电芯转向通道42的右端开口正对应设置，并且相接。

具体实现上，安装支架1的顶部，还安装有一个喷码机电源模块11，用于为喷码机提供工作用电；

具体实现上，喷码机喷头组件12包括喷头支架20和喷码机喷头21；

喷头支架20的前后两端下部，与工作台100的顶部固定连接；

喷头支架20的中部，安装有喷码机喷头21。

为了更加清楚地理解本发明，下面就本发明的主要工作原理进行说明。

对于本发明，其主要工作原理为：电机装配体6通过第二同步带轮63和同步带64，带动第一同步带轮52和转盘55一起旋转，当电芯从上一工位流到本发明的装置时，利用上一工位传送带的推力惯性，电芯顺利滑入电芯导向板4，经过电芯导向板4的定位，电芯与转盘55接触并被转盘55中的磁铁块吸附，然后跟随调速电机62带动的转盘55一起旋转，当水平旋转90°时，电芯到达电芯分离片56，通过电芯分离片56分隔转盘55的磁力，并通过电芯压板2的向下压力的辅助以及外部的外观检验传送带14自转的摩擦力，使电芯稳定顺利离开转盘55，实现电芯由横向分布状态，水平转向90°，调整为纵向分布状态的目的。

为了更加清楚地理解本发明，下面就本发明的工作过程说明如下：

以外观检验工序为例，如图4所示，装置安装在喷码和外观检验两道工位之间，如图5所示，喷码前电芯22在喷码机定位传送带13上为横向分布状态，经过喷码机喷头21喷码后接触到转盘55，状态变为即将转向电芯23，同时，装置运行后转盘55一直处于旋转状态，通过转盘55上的磁铁块吸附，带动电芯旋转90°，通过转向转盘装配体5上的电芯分离片56阻断磁铁块的吸力，变为转盘旋转90°后电芯24，并经过电芯压板2的向下压力的辅助以及外观检验传送带14自转的摩擦力，使电芯稳定顺利分离，获得完成转向分离后电芯25，电芯平缓稳定的流转到外观检验工位，完成电芯转向；

因此，基于以上技术方案可知，本发明实现了电芯的自动水平转向90°，转向平稳、快速，对于不同工序设备连接、自动生产线连线起到巨大帮助，实现了减少人员、降低成本、提高效率的目的，提高了自动化水平。

由以上技术方案可知，与现有技术相比较，本发明具有以下的有益技术效果：

1、能够实现自动将圆柱型电芯由纵向分布状态水平旋转90°后，调整到横向状态，达到无人操作自动转向的目的。经过检验，本发明对圆柱型电芯的转向速度，最高可达到120PPM(120只/分)；

2、对于本发明，其采用了一种创新的电芯转向方式，可稳定、流畅、快速完成电芯转向，对于不同工序设备连接、自动生产线连线起到巨大帮助，降低了生产成本，提升了生产效率。本发明可兼容多类型设备、传送带连接，节省了人员，大大提升了自动化水平。

综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种圆柱型电芯通用的电芯转向装置，其能够实现自动将圆柱型电芯由横向分布状态水平旋转90°后，调整到纵向分布状态，达到无人操作自动转向的目的，有利于提升圆柱型电芯的生产效率，降低圆柱型电芯的生产成本，进而有利于提高电池生产厂家产品的市场应用前景，具有重大的生产实践意义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种圆柱型电芯通用的电芯转向装置，其特征在于，包括垂直分布的安装支架(1)；

安装支架(1)的上部左侧，固定安装有两根上下间隔分布的横梁(10)；

横梁(10)上安装有转向转盘装配体(5)；

转向转盘装配体(5)的正下方，设置有电芯导向板(4)，用于接收从外部进入的电芯；

所述转向转盘装配体(5)，用于对进入到电芯导向板(4)中的电芯进行转向处理后，再向外输送。

2.如权利要求1所述的圆柱型电芯通用的电芯转向装置，其特征在于，转向转盘装配体(5)具体包括：转盘固定架(51)、第一同步带轮(52)、旋转轴(53)，轴承座组件(54)、转盘(55)、电芯分离片(56)和分离片固定支架(57)，其中：

垂直分布的转盘固定架(51)，通过可调螺栓安装在横梁(10)上；

转盘固定架(51)的底部上表面，安装有轴承座组件(54)；

轴承座组件(54)内安装有一根垂直分布的旋转轴(53)；

旋转轴(53)的上下两端，分别连接第一同步带轮(52)和圆形的转盘(55)；

转盘固定架(51)背面下部，安装有垂直分布的分离片固定支架(57)；

分离片固定支架(57)的底部，安装有向前突出的电芯分离片(56)；

电芯分离片(56)位于转盘(55)的右后侧；

转盘(55)的四周外侧边缘，等间隔安装有多个圆柱形的磁体块(550)。

3.如权利要求2所述的圆柱型电芯通用的电芯转向装置，其特征在于，电芯导向板(4)的顶部具有电芯转向凹槽(40)；

转向转盘装配体(5)中的转盘(55)，放置于电芯转向凹槽(40)的内部左侧；

电芯转向凹槽(40)在放置转盘(55)后剩下的空间，形成电芯转向通道(42)；

电芯导向板(4)在所述转盘(55)中心位置的正前方，开有一个横向分布的电芯进入槽(41)；

电芯进入槽(41)与电芯转向通道(42)相连通。

4.如权利要求3所述的圆柱型电芯通用的电芯转向装置，其特征在于，电芯进入槽(41)的宽度，等于电芯的宽度；

电芯转向通道(42)为弧形的通道，其宽度等于电芯的长度。

5.如权利要求3所述的圆柱型电芯通用的电芯转向装置，其特征在于，位于电芯分离片(56)和电芯进入槽(41)之间位置的电芯转向通道(42)，其具有的弧度为90°。

6.如权利要求2所述的圆柱型电芯通用的电芯转向装置，其特征在于，还包括：电机装配体(6)；

电机装配体(6)安装在横梁(10)上，并且与转向转盘装配体(5)相连接，用于驱动所述转向转盘装配体(5)工作。

7.如权利要求6所述的圆柱型电芯通用的电芯转向装置，其特征在于，电机装配体(6)具体包括：主要由电机固定架(61)、调速电机(62)、第二同步带轮(63)和同步带(64)，其中：

电机固定架(61)的左右两端，分别通过可调螺栓安装在横梁(10)上，可根据实际尺寸调节安装位置；

电机固定架(61)的正面固定安装有调速电机(62)；

调速电机(62)底部具有的输出轴，与第二同步带轮(63)的中心位置相连接；

第二同步带轮(63)的外壁，通过环形分布的同步带(64)，与第一同步带轮(52)的外壁相联动连接。

8.如权利要求1至7中任一项所述的圆柱型电芯通用的电芯转向装置，其特征在于，电芯导向板(4)的左右两端，分别与一个导向板固定架(43)的下端固定连接，导向板固定架(43)的上端与横梁(10)固定连接；

还包括转盘防护罩(7)，安装在横梁(10)上，转盘防护罩(7)的底部敞开；

所述转向转盘装配体(5)和电机装配体(6)、被罩在转盘防护罩(7)内。

9.如权利要求3至5中任一项所述的圆柱型电芯通用的电芯转向装置，其特征在于，所述横梁(10)上，还安装有一个垂直分布的电芯压板(2)；

电芯压板(2)的底部位于电芯转向通道(42)的后侧正上方，并且与电芯转向通道(42)底面之间的间隙高度，大于电芯的直径大小。

10.如权利要求3至5中任一项所述的圆柱型电芯通用的电芯转向装置，其特征在于，还包括：控制盒(8)；

控制盒(8)安装在横梁(10)上；

控制盒(8)，用于控制电机装配体(6)的工作状态；

电芯导向板(4)的右端还安装有一个光电传感器(3)；

光电传感器(3)，用于向电芯转向凹槽(40)发出检测光束，当检测光束被电芯遮挡时，发出已被遮挡触发信号发送给控制盒(8)中的时间继电器；

时间继电器，与光电传感器(3)相连接，用于接收到的已被遮挡触发信号的持续时间长度，超过预设时间长度时，发送触发关闭信号给控制盒(8)中的开关电源，并触发蜂鸣器进行报警。