CN111895949A - 厚度测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种厚度测量装置，涉及测量设备技术领域。厚度测量装置包括框架、电动缸、上平台、下平台、齿轮、第一齿条和第二齿条，电动缸的缸体连接在框架的顶部，上平台位于框架内部、且连接在电动缸的伸缩杆上，下平台位于框架内部、且位于上平台的下方，齿轮可转动的安装在框架的内侧面上，第一齿条连接在上平台上、且与齿轮啮合，第二齿条连接在下平台上、且与齿轮啮合，第一齿条与第二齿条分别位于齿轮的两侧。这样，装置中采用齿轮、第一齿条和第二齿条形成定心齿轮齿条机构，代替传统的钢丝滑轮加配重的机构，由于没有钢丝和配重等结构，本装置能够显著缩短测量时长，可以做到实时测量、实时显示，而且测量精准。

Description

厚度测量装置

技术领域

本发明涉及测量设备技术领域，具体而言，涉及一种厚度测量装置。

背景技术

在软包类电池产品装配过程中，提高产品的一致性，安全性，一直是各大企业的不断追求。从原材料、加工到封装成完整的电池包，将经过层层检测。软包电池的厚度测量是电池组装配前的一个重要环节。

目前，电池厚度测量多采用人工上料，采用传统的滑轮钢丝加配置的治具对电芯厚度进行测量。传统测试方式由于机构限制，测试时间长，由于柔性钢丝的存在，测试过程必须等待一段时间，测量值才会稳定；由于设备笨重，为了保证平台的精度多采用大理石和钢板组成测试台，导致重量变大。传统设备测试时间长，不利于自动化方向的发展。

因此，设计一种厚度测量装置，能够快速测得结果、且测量值精准，这是目前急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的包括提供了一种厚度测量装置，其能够快速测得结果、且测量值精准。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明实施例提供一种厚度测量装置，厚度测量装置包括：

框架；

电动缸，电动缸的缸体连接在框架的顶部；

上平台，位于框架内部、且连接在电动缸的伸缩杆上；

下平台，位于框架内部、且位于上平台的下方；

齿轮，可转动的安装在框架的内侧面上；

第一齿条，连接在上平台上、且与齿轮啮合；

第二齿条，连接在下平台上、且与齿轮啮合，第一齿条与第二齿条分别位于齿轮的两侧。

在可选的实施方式中，上平台、下平台和齿轮的轴线均水平设置，电动缸、第一齿条和第二齿条均竖直设置。

在可选的实施方式中，厚度测量装置还包括：

第一连接头，连接在电动缸的伸缩杆上，第一连接头的外周面上间隔设置有两条凸棱，两条凸棱之间形成凹槽；

第二连接头，连接在上平台的顶面，第二连接头上开设有卡口，卡口与凹槽配合。

在可选的实施方式中，第二连接头为n形结构，第二连接头包括：

顶壁，顶壁上开设有卡口；

两个侧壁，连接在顶壁的侧边，侧壁上开设有缺口，缺口与卡口连通，缺口用于供第一连接头卡入卡口。

在可选的实施方式中，顶壁的厚度小于凹槽的宽度。

在可选的实施方式中，厚度测量装置还包括：

砝码架，砝码架连接在上平台的顶面，砝码架用于承载砝码。

在可选的实施方式中，上平台在初始位置时，第一齿条对齿轮的扭转力等于第二齿条对齿轮的扭转力。

在可选的实施方式中，厚度测量装置还包括：

位移传感器，安装在框架上，位移传感器用于检测上平台或下平台在竖直方向上移动的距离。

在可选的实施方式中，厚度测量装置还包括：

控制器，与电动缸、位移传感器电连接，控制器用于接收位移传感器的距离信号，还用于控制电动缸驱动上平台移动。

在可选的实施方式中，控制器用于控制电动缸驱动上平台至与电芯表面接触，控制器还用于接收上平台上承载预设重量的砝码下、电芯的厚度信息。

本发明实施例提供的厚度测量装置的有益效果包括：

1.设置第一齿条和第二齿条均与齿轮啮合，齿轮可转动的安装在框架的内侧面上，这样，形成定心齿轮齿条机构，代替传统的钢丝滑轮加配重的机构，由于没有钢丝和配重等结构，本装置能够显著缩短测量时长，可以做到实时测量、实时显示；

2.由于没有钢丝和配重等结构，无需采用大理石和钢板组成测试台，本装置结构紧凑、明显减轻了重量；

3.相比传统的滑轮钢丝加配置的治具对电芯厚度进行测量，本装置采用定心齿轮齿条机构传动，为刚性传动，传动更加精准，这样，对电芯的厚度测量更加精准。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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例，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为本发明实施例提供的厚度测量装置的外形图；

图2为本发明实施例提供的厚度测量装置的第一视角的内部结构示意图；

图3为本发明实施例提供的厚度测量装置的第二视角的内部结构示意图；

图4为图3中局部A的放大示意图；

图5为本发明实施例提供的厚度测量装置的压力测试曲线与传统测量装置的压力测试曲线的比较示意图。

图标：100-厚度测量装置；110-外壳；111-窗口；120-显示屏；130-控制按钮；140-框架；141-侧基板；142-顶板；143-底板；144-后基板；150-电动缸；160-上平台；170-下平台；180-齿轮；190-第一齿条；200-第二齿条；210-砝码架；220-砝码；230-位移传感器；240-滑轨；250-高度工装；260-第一连接头；261-凸棱；262-凹槽；270-第二连接头；271-顶壁；272-卡口；273-侧壁；274-缺口；300-电芯。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

目前，电芯厚度测量多采用人工上料，采用传统的滑轮钢丝加配置的治具对电芯厚度进行测量。传统测试方式由于机构限制，测试时间长，由于柔性钢丝的存在，测试过程必须等待一段时间，测量值才会稳定；由于设备笨重，为了保证平台的精度多采用大理石和钢板组成测试台，导致重量变大。传统设备测试时间长，不利于自动化方向的发展。

对此，本发明实施例提供一种厚度测量装置100，能够快速测得结果、且测量值精准，厚度测量装置100的详细介绍如下文描述。

请参考图1，本实施例提供的厚度测量装置100包括外壳110、显示屏120和控制按钮130。其中，显示屏120和控制按钮130安装在外壳110上，显示屏120用于显示测得的电芯300(图2示出)的厚度。控制按钮130用于控制装置的工作状态，控制按钮130包括但不限于开始按钮、停止按钮、复位按钮等。外壳110上还设置有窗口111，通过窗口111可以向装置内部装入待测的电芯300，操作者还可以通过窗口111观察装置内部的工作状况。

请参考图2，厚度测量装置100还包括框架140、电动缸150、上平台160、下平台170、齿轮180、第一齿条190、第二齿条200、砝码架210和位移传感器230。其中，框架140、电动缸150、上平台160、下平台170、齿轮180、第一齿条190、第二齿条200、砝码架210和位移传感器230均安装在外壳110的内部。

具体的，框架140包括侧基板141、顶板142、底板143、前基板(图中已略去)和后基板144。其中，两个侧基板141间隔相对设置，顶板142与底板143间隔相对设置，前基板与后基板144间隔相对设置，从而使框架140呈长方体结构。

电动缸150的缸体连接在框架140的顶部，具体的，电动缸150的缸体可拆卸地垂直连接在底板143上。电动缸150的伸缩杆连接于上平台160，上平台160可上下移动地安装在框架140内部，电动缸150的伸缩杆可带动上平台160上下移动。下平台170可上下移动地安装在框架140内部、且位于上平台160的下方。下平台170的上表面用于承载电芯300，上平台160的下表面用于与电芯300接触，下平台170的上表面和上平台160的下表面的材质可以均选用大理石，这样，表面的平整度较高，对测量电芯300的厚度，能够获得更精准的测量结果。

齿轮180可转动的安装在框架140的内侧面上，具体的，齿轮180可转动的安装在侧基板141上，齿轮180的轴线垂直于侧基板141。第一齿条190竖直设置，第一齿条190的上端部固定连接于上平台160，使第一齿条190与上平台160能够同步移动，第一齿条190与齿轮180啮合。第二齿条200也竖直设置，第二齿条200的下端部固定连接于下平台170，使第二齿条200与下平台170能够同步移动，第二齿条200与齿轮180啮合，第一齿条190与第二齿条200分别位于齿轮180的两侧。

其中，第一齿条190和第二齿条200均与齿轮180啮合。这样，在电动缸150带动上平台160移动的过程中，第一齿条190带动齿轮180转动，齿轮180带动第二齿条200移动，并且，第二齿条200的移动方向恰与第一齿条190的移动方向相反。也就是说，电动缸150带动上平台160向上移动的过程中，下平台170则随着上平台160向下移动，电动缸150带动上平台160向下移动的过程中，下平台170则随着上平台160向上移动。

电动缸150、第一齿条190和第二齿条200均竖直设置，上平台160、下平台170和齿轮180的轴线均水平设置，位移传感器230安装在框架140上，位移传感器230用于检测上平台160或下平台170在竖直方向上移动的距离，从而通过控制器可以推算出上平台160与下平台170之间的间距，当上平台160与电芯300接触时，上平台160与下平台170之间的间距则等于电芯300的厚度。

厚度测量装置100还包括滑轨240，滑轨240安装在侧基板141上，第一齿条190和第二齿条200可滑动地设置在滑轨240上，从而提高第一齿条190和第二齿条200移动的位置精度。

厚度测量装置100还包括砝码架210，砝码架210连接在上平台160的顶面，砝码架210用于承载砝码220。本实施例中，砝码架210为竖直设置的支撑杆，砝码220为圆环结构，砝码220可套设在支撑杆上。砝码架210和砝码220的作用在于：在上平台160恰与电芯300接触时，上平台160与下平台170的重力相等，在第一齿条190、第二齿条200和齿轮180的传动作用下，上平台160与下平台170的重力相互抵消，上平台160对电芯300的压力为零，之后，通过在砝码架210上装载预定重量的砝码220，从而使电芯300受到预定压力，此时，测量电芯300的厚度，即可获得在电芯300受到预定压力时电芯300的厚度。

厚度测量装置100还包括高度工装250，高度工装250可移动地放置在下平台170上，高度工装250的作用在于：在操作者从下平台170上放置或移除电芯300的过程中，为了防止上平台160意外下降，伤害到操作者，可以先在下平台170上放置高度工装250，高度工装250的上下厚度可以是30mm至50mm，电芯300的厚度一般为4mm，这样，高度工装250的厚度大于电芯300的厚度，即使上平台160意外下降，上平台160也只是下降到高度工装250的顶面位置，上平台160不会压倒操作者的手，也不会压倒电芯300；在放置完成电芯300之后，可以从下平台170上移除高度工装250，从而完成正常的电芯300的厚度测量过程。

请参阅图3和图4，厚度测量装置100还包括第一连接头260和第二连接头270，第一连接头260连接在电动缸150的伸缩杆上，第一连接头260的外周面上间隔设置有两条凸棱261，两条凸棱261之间形成凹槽262。第二连接头270连接在上平台160的顶面，第二连接头270上开设有卡口272，卡口272与凹槽262配合。

具体的，第二连接头270为n形结构，第二连接头270包括顶壁271和两个侧壁273，顶壁271上开设有卡口272，侧壁273连接在顶壁271的侧边，侧壁273上开设有缺口274，缺口274与卡口272连通，缺口274用于供第一连接头260卡入卡口272。

顶壁271的厚度小于凹槽262的宽度，具体的，凹槽262的宽度比顶壁271的厚度可以大2mm。这样，在上平台160位于下平台170上方、且上平台160未与电芯300接触时，电动缸150的伸缩杆对上平台160施加向上的拉力，第二连接头270的顶壁271抵持在第一连接头260上位于下方的凸棱261上；在电动缸150的伸缩杆需要推动上平台160向下移动时，电动缸150的伸缩杆需要先向下移动2mm，使第一连接头260上位于上方的凸棱261抵持到第二连接头270的顶壁271上，接下来，电动缸150的伸缩杆继续向下移动则可推动上平台160向下移动，直到上平台160接触到电芯300；在上平台160恰接触到电芯300之后，电动缸150的伸缩杆再向下移动的距离如果小于2mm，那第二连接头270的顶壁271则与第一连接头260上位于下方的凸棱261脱离、且还未接触到位于上方的凸棱261，这个过程中，电动缸150的伸缩杆对上平台160施加的力为零，同时，由于上平台160与下平台170的重力相互抵消，电芯300受到的压力与上平台160上的砝码220直接相关，从而可以通过控制砝码220的重量，控制电芯300受到的压力。

厚度测量装置100还包括控制器，控制器与电动缸150、位移传感器230电连接，控制器用于接收位移传感器230的距离信号，还用于控制电动缸150驱动上平台160移动。控制器还用于控制电动缸150驱动上平台160至与电芯300表面接触，控制器还用于接收上平台160上承载预设重量的砝码220下、电芯300的厚度信息。

本实施例提供的厚度测量装置100的工作过程：

首先，操作者通过控制器控制上平台160与下平台170间隔足够的距离，此时，电动缸150的伸缩杆对上平台160施加向上的拉力，第二连接头270的顶壁271抵持在第一连接头260上位于下方的凸棱261上，再放置高度工装250在下平台170上；

接着，操作者放置电芯300至下平台170上，再移除高度工装250，操作控制器开始进行对电芯300的厚度测量；

然后，控制器控制电动缸150的伸缩杆向下移动，带动上平台160向下移动，直到上平台160与电芯300接触；

接着，控制器控制电动缸150的伸缩杆持续向下移动预设距离，预设距离小于2mm，具体的，预设距离可以是1mm，使第二连接头270的顶壁271位于第一连接头260上两条凸棱261之间；

再接着，操作者向砝码架210上放置预定重量的砝码220，再读取此时上平台160与下平台170之间的间距，这个间距即为此时电芯300的厚度，从而获得电芯300在预定压力下的厚度值，直到获取足够数量的测量数据；

最后，控制器控制电动缸150带动上平台160向上移动，操作者向下平台170上放置高度工装250，并取下电芯300，完成测量工作。

本实施例提供的厚度测量装置100的有益效果：

1.请参阅图5，图5中上方呈波浪形式的曲线为传统测量装置的压力测试曲线，下方呈直线形式的曲线为本实施例提供的厚度测量装置100的压力测试曲线，相比较传统的滑轮钢丝加配重的方式，测量厚度和压力时需要一段时间压力才能稳定读数，严重影响生产效率，由于滑轮等机构存在，影响设备的尺寸无法缩减，采用本实施例提供的装置，采用定心齿轮齿条结构配合上下平台170活动，可以消除传统结构的读数不稳定、尺寸无法缩减等问题，使测量数据精准；

2.根据图5所示的验证数据，传统的钢丝滑轮结构测试过程中需要5S以上的时间，才能测出稳定的压力数值，然而，本实施例提供的装置能够直接测出稳定的压力数值和厚度数值，测量结果参考价值更高；

3.传统的钢丝滑轮结构的摩擦力对测试结果影响严重，造成测试结果不准确，本实施例提供的装置中，采用定心齿轮齿条结构，将上下平台170的活动连接变为刚性连接，可以做到随停随动精确控制，消除摩擦力带来的影响，使测量结果更加精准。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种厚度测量装置，其特征在于，所述厚度测量装置包括：

框架(140)；

电动缸(150)，所述电动缸(150)的缸体连接在所述框架(140)的顶部；

上平台(160)，位于所述框架(140)内部、且连接在所述电动缸(150)的伸缩杆上；

下平台(170)，位于所述框架(140)内部、且位于所述上平台(160)的下方；

齿轮(180)，可转动的安装在所述框架(140)的内侧面上；

第一齿条(190)，连接在所述上平台(160)上、且与所述齿轮(180)啮合；

第二齿条(200)，连接在所述下平台(170)上、且与所述齿轮(180)啮合，所述第一齿条(190)与所述第二齿条(200)分别位于所述齿轮(180)的两侧。

2.根据权利要求1所述的厚度测量装置，其特征在于，所述上平台(160)、所述下平台(170)和所述齿轮(180)的轴线均水平设置，所述电动缸(150)、所述第一齿条(190)和所述第二齿条(200)均竖直设置。

3.根据权利要求1所述的厚度测量装置，其特征在于，所述厚度测量装置还包括：

第一连接头(260)，连接在所述电动缸(150)的所述伸缩杆上，所述第一连接头(260)的外周面上间隔设置有两条凸棱(261)，两条所述凸棱(261)之间形成凹槽(262)；

第二连接头(270)，连接在所述上平台(160)的顶面，所述第二连接头(270)上开设有卡口(272)，所述卡口(272)与所述凹槽(262)配合。

4.根据权利要求3所述的厚度测量装置，其特征在于，所述第二连接头(270)为n形结构，所述第二连接头(270)包括：

顶壁(271)，所述顶壁(271)上开设有所述卡口(272)；

两个侧壁(273)，连接在所述顶壁(271)的侧边，所述侧壁(273)上开设有缺口(274)，所述缺口(274)与所述卡口(272)连通，所述缺口(274)用于供所述第一连接头(260)卡入所述卡口(272)。

5.根据权利要求4所述的厚度测量装置，其特征在于，所述顶壁(271)的厚度小于所述凹槽(262)的宽度。

6.根据权利要求1所述的厚度测量装置，其特征在于，所述厚度测量装置还包括：

砝码架(210)，所述砝码架(210)连接在所述上平台(160)的顶面，所述砝码架(210)用于承载砝码(220)。

7.根据权利要求1所述的厚度测量装置，其特征在于，所述上平台(160)在初始位置时，所述第一齿条(190)对所述齿轮(180)的扭转力等于所述第二齿条(200)对所述齿轮(180)的扭转力。

8.根据权利要求1所述的厚度测量装置，其特征在于，所述厚度测量装置还包括：

位移传感器(230)，安装在所述框架(140)上，所述位移传感器(230)用于检测所述上平台(160)或所述下平台(170)在竖直方向上移动的距离。

9.根据权利要求8所述的厚度测量装置，其特征在于，所述厚度测量装置还包括：

控制器，与所述电动缸(150)、所述位移传感器(230)电连接，所述控制器用于接收所述位移传感器(230)的距离信号，还用于控制所述电动缸(150)驱动所述上平台(160)移动。

10.根据权利要求9所述的厚度测量装置，其特征在于，所述控制器用于控制所述电动缸(150)驱动所述上平台(160)至与电芯(300)接触，所述控制器还用于接收所述上平台(160)上承载预设重量的砝码(220)下、所述电芯(300)的厚度信息。

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