CN112103551B - 裸电芯夹紧翻转机构和锂离子电池生产线 - Google Patents

裸电芯夹紧翻转机构和锂离子电池生产线 Download PDF

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Abstract

本发明的实施例提供了一种裸电芯夹紧翻转机构和锂离子电池生产线，涉及电池生产设备技术领域。锂离子电池生产线包括裸电芯夹紧翻转机构。裸电芯夹紧翻转机构包括底板、升降模块、旋转模块、安装板和夹紧组件裸电芯夹紧翻转机构，其中，升降模块安装在底板上，旋转模块安装在升降模块上，升降模块用于驱动旋转模块升降移动，安装板安装在旋转模块上，旋转模块用于驱动安装板旋转，夹紧组件安装在安装板上，夹紧组件用于夹紧裸电芯。裸电芯夹紧翻转机构能够全面夹持住裸电芯，并带动裸电芯翻转，不会损伤裸电芯，而且翻转效率高。

Description

裸电芯夹紧翻转机构和锂离子电池生产线
技术领域
本发明涉及电池生产设备技术领域，具体而言，涉及一种裸电芯夹紧翻转机构和锂离子电池生产线。
背景技术
现有的软包锂电池的电芯完成卷绕后，部分工艺要求将裸电芯翻转180°后，才能对裸电芯进行热压整形、贴胶。现有技术中对裸电芯翻转是采用吸盘吸附裸电芯，再直接进行翻转，这种操作由于吸盘吸附裸电芯的面积较小，裸电芯的大部分都裸露在外，在翻转过程中，容易造成碰撞，造成裸电芯的隔膜和极片损伤，导致裸电芯报废。
因此，设计一种裸电芯夹紧翻转机构，能够全面夹持住裸电芯，并带动裸电芯翻转，不会损伤裸电芯，而且翻转效率高，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一种裸电芯夹紧翻转机构和锂离子电池生产线，其能够全面夹持住裸电芯，并带动裸电芯翻转，不会损伤裸电芯，而且翻转效率高。
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裸电芯夹紧翻转机构，裸电芯夹紧翻转机构包括：
底板；
升降模块，安装在底板上；
旋转模块，安装在升降模块上，升降模块用于驱动旋转模块升降移动；
安装板，安装在旋转模块上，旋转模块用于驱动安装板旋转；
夹紧组件，安装在安装板上，夹紧组件用于夹紧裸电芯。
在可选的实施方式中，夹紧组件包括：
第一开合板，铰接在安装板上；
第二开合板，铰接在安装板上、且与第一开合板间隔相对设置；
中夹板，设置在第一开合板与第二开合板之间，中夹板滑动连接在安装板上，中夹板与第一开合板之间以及中夹板与第二开合板之间用于夹紧裸电芯。
在可选的实施方式中，夹紧组件还包括：
第一气缸，第一气缸的缸体铰接在安装板上，第一气缸的伸缩杆铰接在第一开合板上；
第二气缸，第二气缸的缸体铰接在安装板上，第二气缸的伸缩杆铰接在第二开合板上。
在可选的实施方式中，夹紧组件还包括：
第一升降气缸，第一升降气缸的缸体安装在安装板上，第一升降气缸的伸缩杆连接中夹板，第一升降气缸用于驱动中夹板相对于安装板滑动。
在可选的实施方式中，夹紧组件还包括：
缓冲机构，安装在安装板上、且位于第一开合板与第二开合板之间，缓冲机构用于与第一开合板和第二开合板接触。
在可选的实施方式中，缓冲机构包括：
基座，安装在安装板上、且位于第一开合板与第二开合板之间；
第一弹性杆，安装在基座上，第一弹性杆的弹性端位于第一开合板与基座之间，第一开合板向中夹板翻转至极限位置时与第一弹性杆的弹性端接触；
第二弹性杆，安装在基座上，第二弹性杆的弹性端位于第二开合板与基座之间，第二开合板向中夹板翻转至极限位置时与第二弹性杆的弹性端接触。
在可选的实施方式中，升降模块包括：
第二升降气缸，第二升降气缸的缸体安装在底板上，旋转模块安装在第二升降气缸的伸缩杆上。
在可选的实施方式中，升降模块还包括：
轨道，竖直安装在底板上，旋转模块滑动连接在轨道上，轨道的延伸方向平行于第二升降气缸的伸缩杆。
在可选的实施方式中，旋转模块包括：
旋转气缸，旋转气缸的缸体安装在升降模块上，安装板安装在旋转气缸的旋转轴上。
第二方面，本发明实施例提供一种锂离子电池生产线，锂离子电池生产线包括前述实施方式任一项的裸电芯夹紧翻转机构。
本发明实施例提供的裸电芯夹紧翻转机构和锂离子电池生产线的有益效果包括：
1.相比于吸盘吸附裸电芯，采用夹紧组件夹紧裸电芯，能够全面的夹紧裸电芯，避免裸电芯局部受力过大，也避免裸电芯在移动过程中与其它零件碰撞，并采用旋转模块旋转夹紧组件，能够高效地翻转裸电芯；
2.采用升降模块升降旋转模块，能够使旋转模块在驱动裸电芯翻转的过程中，处于较为空旷的高度位置，进一步避免裸电芯与其它零件碰撞。
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裸电芯夹紧翻转机构的结构示意图；
图2～图5为裸电芯夹紧翻转机构的工作过程示意图。
图标：100-裸电芯夹紧翻转机构；110-底板；120-升降模块；121-第二升降气缸；122-轨道；130-旋转模块；140-安装板；150-夹紧组件；151-第一开合板；152-第二开合板；153-中夹板；154-第一气缸；155-第二气缸；156-第一升降气缸；157-缓冲机构；1571-基座；1572-第一弹性杆；1573-第二弹性杆；160-走线槽；200-裸电芯。
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。
请参考图1，本实施例提供了一种裸电芯夹紧翻转机构100，裸电芯夹紧翻转机构100包括底板110、升降模块120、旋转模块130、安装板140、夹紧组件150和走线槽160。
其中，底板110用于固定连接在机台或其它可以安装本实施例提供的裸电芯夹紧翻转机构100的设备上。
升降模块120包括第二升降气缸121和轨道122，第二升降气缸121的缸体和轨道122均安装在底板110上，轨道122的延伸方向平行于第二升降气缸121的伸缩杆，本实施例中，第二升降气缸121的伸缩杆沿竖直方向延伸，轨道122竖直安装在底板110上。在其它实施例中，升降模块120中还可以采用丝杆模组代替第二升降气缸121，轨道122也可以替换为导杆。
旋转模块130包括旋转气缸，旋转气缸的缸体安装在升降模块120上。这样，第二升降气缸121可以驱动旋转气缸沿竖直方向移动。在其它实施例中，旋转模块130还可以采用步进电机代替旋转气缸。
安装板140安装在旋转气缸的旋转轴上，旋转气缸的旋转轴沿水平方向延伸。这样，旋转气缸可以驱动安装板140围绕旋转气缸的旋转轴旋转。
夹紧组件150安装在安装板140上，夹紧组件150随安装板140沿竖直方向移动和围绕旋转气缸的旋转轴旋转。
夹紧组件150包括第一开合板151、第二开合板152和中夹板153，其中，第一开合板151铰接在安装板140上，第二开合板152铰接在安装板140上、且与第一开合板151间隔相对设置，中夹板153设置在第一开合板151与第二开合板152之间，中夹板153滑动连接在安装板140上，中夹板153与第一开合板151之间以及中夹板153与第二开合板152之间用于夹紧裸电芯200(请参阅图2)，第一开合板151、第二开合板152和中夹板153的面积均大于裸电芯200的面积，使第一开合板151、第二开合板152和中夹板153均能够完全覆盖裸电芯200。
请参阅图1和图2，夹紧组件150还包括第一气缸154、第二气缸155、第一升降气缸156和缓冲机构157。其中，第一气缸154的缸体铰接在安装板140上，第一气缸154的伸缩杆铰接在第一开合板151上，这样，第一气缸154可以驱动第一开合板151相对于安装板140翻转。第二气缸155的缸体铰接在安装板140上，第二气缸155的伸缩杆铰接在第二开合板152上，这样，第二气缸155可以驱动第二开合板152相对于安装板140翻转。第一升降气缸156的缸体安装在安装板140上，第一升降气缸156的伸缩杆连接中夹板153，第一升降气缸156用于驱动中夹板153相对于安装板140滑动，中夹板153的滑动方向为靠近第一开合板151或靠近第二开合板152。缓冲机构157安装在安装板140上、且位于第一开合板151与第二开合板152之间，缓冲机构157用于与第一开合板151和第二开合板152接触。
具体的，缓冲机构157包括基座1571、第一弹性杆1572和第二弹性杆1573，其中，基座1571安装在安装板140上、且位于第一开合板151与第二开合板152之间。第一弹性杆1572安装在基座1571上，第一弹性杆1572的弹性端位于第一开合板151与基座1571之间，第一开合板151向中夹板153翻转至极限位置时与第一弹性杆1572的弹性端接触，避免第一开合板151翻转过度而撞击到中夹板153或裸电芯200，同时，也使第一开合板151的极限位置精准。第二弹性杆1573安装在基座1571上，第二弹性杆1573的弹性端位于第二开合板152与基座1571之间，第二开合板152向中夹板153翻转至极限位置时与第二弹性杆1573的弹性端接触，避免第二开合板152翻转过度而撞击到中夹板153或裸电芯200，同时，也使第二开合板152的极限位置精准。
走线槽160安装在底板110上，设备中各个气缸的连线可以从走线槽160引出，避免连线干扰各个气缸和其它部件的运动。
本实施例提供的裸电芯夹紧翻转机构100的工作过程：
首先，请参阅图2，初始状态，第一开合板151位于第二开合板152的下方，先控制第一气缸154驱动第一开合板151翻转至水平状态，再将裸电芯200放置在第一开合板151上；
其次，请参阅图3，控制第一升降气缸156驱动中夹板153向第一开合板151移动，直到第一开合板151与中夹板153夹紧裸电芯200；
然后，先控制第二升降气缸121驱动旋转模块130(请参阅图1)和裸电芯200向上移动至指定位置，再控制旋转气缸驱动夹紧组件150和裸电芯200旋转180°，并控制第二升降气缸121驱动旋转模块130和裸电芯200向下移动，此时，第一开合板151位于第二开合板152的上方，请参阅图4，再在第二开合板152上放置裸电芯200，并控制第一气缸154驱动第一开合板151向远离中夹板153的方向翻转(向上翻转)，此时，中夹板153上有一个完成了180°翻转的裸电芯200，可直接取走，如图5所示；
最后，控制第一升降气缸156驱动中夹板153向第二开合板152移动(向下移动)，直到中夹板153与第二开合板152夹紧新放置的裸电芯200，并开始进行下一次翻转。
本实施例还提供一种锂离子电池生产线，锂离子电池生产线包括机械手和裸电芯夹紧翻转机构100，机械手用于将裸电芯200放置到裸电芯夹紧翻转机构100上，并从裸电芯夹紧翻转机构100上取走完成翻转的裸电芯200。
本实施例提供的裸电芯夹紧翻转机构100和锂离子电池生产线的有益效果包括：
1.相比于吸盘吸附裸电芯200，采用开合板与中夹板153夹紧裸电芯200，能够全面的夹紧裸电芯200，避免裸电芯200局部受力过大，也避免裸电芯200在移动过程中与其它零件碰撞，避免裸电芯200的隔膜以及极耳损坏，同时，也可以保证裸电芯200在夹紧组件150中不跑偏；
2.采用升降模块120升降旋转模块130，能够使旋转模块130在驱动裸电芯200翻转的过程中，处于较为空旷的高度位置，进一步避免裸电芯200与其它零件碰撞；
3.在夹紧组件150中，中夹板153的两侧均设置有开合板，并采用旋转模块130旋转夹紧组件150，能够在取走完成翻转的裸电芯200的同时，放置下一个需要翻转的裸电芯200，联动性好，翻转效率高。
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 (9)

1.一种裸电芯夹紧翻转机构，其特征在于，所述裸电芯夹紧翻转机构包括：
底板(110)；
升降模块(120)，安装在所述底板(110)上；
旋转模块(130)，安装在所述升降模块(120)上，所述升降模块(120)用于驱动所述旋转模块(130)升降移动；
安装板(140)，安装在所述旋转模块(130)上，所述旋转模块(130)用于驱动所述安装板(140)旋转；
夹紧组件(150)，安装在所述安装板(140)上，所述夹紧组件(150)用于夹紧裸电芯(200)，
其中，所述夹紧组件(150)包括：
第一开合板(151)，铰接在所述安装板(140)上；
第二开合板(152)，铰接在所述安装板(140)上、且与所述第一开合板(151)间隔相对设置；
中夹板(153)，设置在所述第一开合板(151)与所述第二开合板(152)之间，所述中夹板(153)滑动连接在所述安装板(140)上，所述中夹板(153)与所述第一开合板(151)之间以及所述中夹板(153)与所述第二开合板(152)之间用于夹紧所述裸电芯(200)。
2.根据权利要求1所述的裸电芯夹紧翻转机构，其特征在于，所述夹紧组件(150)还包括：
第一气缸(154)，所述第一气缸(154)的缸体铰接在所述安装板(140)上，所述第一气缸(154)的伸缩杆铰接在所述第一开合板(151)上；
第二气缸(155)，所述第二气缸(155)的缸体铰接在所述安装板(140)上，所述第二气缸(155)的伸缩杆铰接在所述第二开合板(152)上。
3.根据权利要求1所述的裸电芯夹紧翻转机构，其特征在于，所述夹紧组件(150)还包括：
第一升降气缸(156)，所述第一升降气缸(156)的缸体安装在所述安装板(140)上，所述第一升降气缸(156)的伸缩杆连接所述中夹板(153)，所述第一升降气缸(156)用于驱动所述中夹板(153)相对于所述安装板(140)滑动。
4.根据权利要求1所述的裸电芯夹紧翻转机构，其特征在于，所述夹紧组件(150)还包括：
缓冲机构(157)，安装在所述安装板(140)上、且位于所述第一开合板(151)与所述第二开合板(152)之间，所述缓冲机构(157)用于与所述第一开合板(151)和所述第二开合板(152)接触。
5.根据权利要求4所述的裸电芯夹紧翻转机构，其特征在于，所述缓冲机构(157)包括：
基座(1571)，安装在所述安装板(140)上、且位于所述第一开合板(151)与所述第二开合板(152)之间；
第一弹性杆(1572)，安装在所述基座(1571)上，所述第一弹性杆(1572)的弹性端位于所述第一开合板(151)与所述基座(1571)之间，所述第一开合板(151)向所述中夹板(153)翻转至极限位置时与所述第一弹性杆(1572)的弹性端接触；
第二弹性杆(1573)，安装在所述基座(1571)上，所述第二弹性杆(1573)的弹性端位于所述第二开合板(152)与所述基座(1571)之间，所述第二开合板(152)向所述中夹板(153)翻转至极限位置时与所述第二弹性杆(1573)的弹性端接触。
6.根据权利要求1所述的裸电芯夹紧翻转机构，其特征在于，所述升降模块(120)包括：
第二升降气缸(121)，所述第二升降气缸(121)的缸体安装在所述底板(110)上，所述旋转模块(130)安装在所述第二升降气缸(121)的伸缩杆上。
7.根据权利要求6所述的裸电芯夹紧翻转机构，其特征在于，所述升降模块(120)还包括：
轨道(122)，竖直安装在所述底板(110)上，所述旋转模块(130)滑动连接在所述轨道(122)上，所述轨道(122)的延伸方向平行于所述第二升降气缸(121)的伸缩杆。
8.根据权利要求1所述的裸电芯夹紧翻转机构，其特征在于，所述旋转模块(130)包括：
旋转气缸，所述旋转气缸的缸体安装在所述升降模块(120)上，所述安装板(140)安装在所述旋转气缸的旋转轴上。
9.一种锂离子电池生产线，其特征在于，所述锂离子电池生产线包括权利要求1～8任一项所述的裸电芯夹紧翻转机构。
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