CN112909386B - 一种锂电池圆筒外壳卷绕加工机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锂电池圆筒外壳卷绕加工机器人，包括底板、驱动装置、下压装置和卷压装置，所述底板上端左右侧分别安装有驱动装置，两组驱动装置相对侧分别安装有卷压装置，卷压装置上方安装有下压装置，本发明可以解决极传统的对锂电池圆筒外壳卷绕常常是一次只能卷绕一个卷绕片，且锂电池卷绕时初步固定很难完成，使得卷绕时可能出现卷绕偏差，从而导致整体的卷绕片作废，且传统的卷绕方法通常是将卷绕片安装在卷绕辊上，然后通过卷绕辊自转实现卷绕，这种卷绕方式需要严格设计压紧辊对卷绕辊进行压紧，但是过度的压紧会导致无法卷绕的问题。

Description

一种锂电池圆筒外壳卷绕加工机器人

技术领域

本发明涉及锂电池制造领域，特别涉及一种锂电池圆筒外壳卷绕加工机器人。

背景技术

“锂电池”，是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在年诞生，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制，只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。锂电池的形状各异，往往根据不同需求设计不同形状的锂电池，其中圆筒锂电池应用最为广泛，无论哪种锂电池，都要根据电池外观制造电池外壳，其中，圆筒锂电池的外壳通常是由铝制的卷绕片卷绕后经过激光焊接制成的，但是传统的锂电池卷绕常常存在如下问题。

传统的对锂电池圆筒外壳卷绕常常是一次只能卷绕一个卷绕片，且锂电池卷绕时初步固定很难完成，使得卷绕时可能出现卷绕偏差，从而导致整体的卷绕片作废，且传统的卷绕方法通常是将卷绕片安装在卷绕辊上，然后通过卷绕辊自转实现卷绕，这种卷绕方式需要严格设计压紧辊对卷绕辊进行压紧，但是过度的压紧会导致无法卷绕。

发明内容

本发明所要解决其技术问题所采用以下技术方案来实现：一种锂电池圆筒外壳卷绕加工机器人，包括底板、驱动装置、下压装置和卷压装置，所述底板上端左右侧分别安装有驱动装置，两组驱动装置相对侧分别安装有卷压装置，卷压装置上方安装有下压装置，其中：

所述驱动装置包括竖直板、驱动电机、一号转动柱、二号转动柱、一号齿轮、主动锥齿轮、二号齿轮、链条、四号齿轮、连接柱、从动锥齿轮和三号齿轮，所述底板上端左右侧对称安装有竖直板，竖直板相对侧靠近下端位置上下分别转动连接一号转动柱和二号转动柱，两组竖直板远离彼此的一端均连接有驱动电机，驱动电机的输出轴与一号转动柱相连接，一号转动柱中部固定套设有一号齿轮，一号转动柱的顶端固定套设有主动锥齿轮，二号转动柱上对应一号齿轮位置固定套设有二号齿轮，二号齿轮通过链条与一号齿轮连接，一号齿轮和二号齿轮均与链条啮合，二号转动柱顶端固定套设有四号齿轮，底板上端转动连接有连接柱，连接柱中部固定套设有从动锥齿轮，从动锥齿轮与主动锥齿轮啮合，连接柱顶端固定套设有三号齿轮；具体工作时，启动驱动电机，能够带动一号转动柱转动，从而带动一号齿轮和主动锥齿轮转动，一号齿轮转动能够通过链条带动二号齿轮转动，从而带动二号转动柱转动，最终起到带动四号齿轮转动的作用，主动锥齿轮转动能够带动从动锥齿轮转动，从而带动连接柱转动，最终起到了带动三号齿轮转动的作用。

所述下压装置包括水平板、气缸、匚形板、套设筒、下压柱、支持台、对接块和固定机构，所述两组竖直板上端共同安装有水平板、水平板下端安装有气缸，气缸的顶出端与匚形板相连接，匚形板下端安装有多组空心圆柱结构的套设筒，套设筒内滑动对接有下压柱，底板上端位于下压柱正下端位置安装有支持台，支持台上安装有多组对接块，对接块上端为与下压柱配合的弧形结构，对接块和卷压辊的水平位置对应；具体工作时，将卷绕片通过固定装置夹持，启动气缸，能够带动匚形板向下运动，从而带动下压柱向下压动卷绕片至对接块上。

所述卷压装置包括滑动块、水平滑动板、连接弹簧、竖直作用板、水平带动板、安装板、竖直带动板、安装弹簧、伸缩杆、环绕块、连接辊和卷压辊，所述底板上端左右侧对称开设有两组滑动槽，每组滑动槽内均滑动对接有滑动块，滑动块上安装有水平滑动板，水平滑动板上端通过连接弹簧连接有竖直作用板，两组水平滑动板偏离彼此的一端连接有水平带动板，水平带动板的后侧设置有齿条，该齿条与三号齿轮啮合，该齿条与三号齿轮啮合，水平带动板下端安装有竖直支撑板，竖直支撑板安装在底板上，竖直支撑板与水平带动板滑动配合，所述底板上端左右两侧位于二号转动柱前端位置对称安装有安装板，安装板前端上下开始有竖直槽，竖直槽内滑动对接有竖直带动板，竖直带动板前端设置有齿条，该齿条与四号齿轮啮合，竖直带动板上端均通过安装弹簧与竖直槽上端内壁相连接，两组竖直板相对端连接有伸缩杆，伸缩杆与竖直作用板相连接，竖直作用板前端安装有多组环绕块，环绕块内穿设有连接辊，连接辊外端套设有多组卷压辊；具体工作时，四号齿轮转动时能够带动竖直带动板向上运动，从而通过伸缩杆带动竖直作用板向上运动，三号齿轮时能够带动水平带动板向相对侧运动，从而带动水平滑动板向相对侧运动，最终起到了带动竖直作用板向相对侧运动的作用，此时竖直运动板做圆周运动，从而带动了连接辊做圆周运动，最终起到了带动卷压辊做圆周运动的作用。

作为本发明的一种优选技术方案，所述固定机构包括L形板、固定弹簧、移动块、固定板、压紧板、复位弹簧和螺栓，所述底板上端左右侧对称安装有多组L形板，L形板与对接块位置对应，L形板上端均左右开始有拉动槽，拉动槽内滑动对接有移动块，移动块靠接彼此的一端均通过固定弹簧与拉动槽内壁相连接，移动块上端安装有匚形结构的固定板，固定板上端开设有压紧槽，压紧槽内滑动对接有压紧板，压紧板上端通过复位弹簧与压紧槽槽底相连接，压紧槽上端开设有螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有螺栓，螺栓的顶出端与压紧板上端转动连接，具体工作时，将卷绕片两端置于固定板中间空隙处，通过拧动螺栓带动压紧板向下运动，从而固定卷绕片。

作为本发明的一种优选技术方案，所述压紧板下端间隔设置有多组橡胶块，橡胶块增加了压紧板与卷绕片的接触摩擦力，起到了加强卷绕片固定效果的作用。

作为本发明的一种优选技术方案，所述水平滑动板上端关于连接弹簧前后对称安装有限位柱，限位柱滑动穿设过竖直带动板，限位柱上端安装有圆盖。

作为本发明的一种优选技术方案，所述底板上端中部前后对称安装有限位板，两组限位板上端左右侧均安装有限位杆，限位杆滑动穿设过匚形板。

作为本发明的一种优选技术方案，所述下压柱一端设置有螺纹，匚形板后侧内壁上设置有与之配合的螺纹口，下压柱滑动穿设过匚形板前侧螺纹连接在螺纹口内，螺纹结构使得下压柱方便取出。

作为本发明的一种优选技术方案，所述下压柱无螺纹的一端外圈套设有橡胶套。

作为本发明的一种优选技术方案，所述两组限位板相对端均开设有弧形槽，弧形槽与连接辊的运动轨迹相同，连接辊两端均滑动对接在弧形槽内，弧形槽起到了限位连接辊的作用。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.本发明设置的下压装置和卷压装置能够配合作用通过下压和上卷的方式多组卷绕片进行卷绕，相较与传统的卷绕方式，卷绕时效果更佳。

2.本发明通过设置的固定弹簧和移动块，在卷绕片被向下压动时，移动块能够向相对侧运动，增强了下压的效果，其中固定弹簧能够使得卷绕片保持绷紧状态。

2.本发明中设置在支持台上端对接块与锂电池圆筒外壳的直径相同，增强了下压时的卷绕效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明第一视角的立体图；

图2是本发明的一号剖视图；

图3是本发明图2中A处放大图；

图4是本发明二号剖视图；

图5是本发明三号剖视图；

图6是本发明中固定机构的结构示意图；

图7是本发明第二视角的立体图（去除了竖直支撑板）；

图8是本发明图7中B处放大图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图1至图8，对本发明进行进一步阐述。

一种锂电池圆筒外壳卷绕加工机器人，包括底板1、驱动装置2、下压装置3和卷压装置4，所述底板1上端左右侧分别安装有驱动装置2，两组驱动装置2相对侧分别安装有卷压装置4，卷压装置4上方安装有下压装置3，其中：

所述下压装置3包括水平板31、气缸32、匚形板33、套设筒34、下压柱35、支持台36、对接块37和固定机构38，所述两组竖直板21上端共同安装有水平板31、水平板31下端安装有气缸32，气缸32的顶出端与匚形板33相连接，匚形板33下端安装有多组空心圆柱结构的套设筒34，套设筒34内滑动对接有下压柱35，下压柱35一端设置有螺纹，匚形板33后侧内壁上设置有与之配合的螺纹口，下压柱35滑动穿设过匚形板33前侧螺纹连接在螺纹口内，下压柱35无螺纹的一端外圈套设有橡胶套，螺纹结构使得下压柱35方便取出，底板1上端位于下压柱35正下端位置安装有支持台36，支持台36上安装有多组对接块37，对接块37上端为与下压柱35配合的弧形结构，对接块37和卷压辊493的水平位置对应，底板1上端左右侧对称安装有多组固定机构38，所述固定机构38包括L形板381、固定弹簧382、移动块383、固定板384、压紧板385、复位弹簧386和螺栓387，所述底板1上端左右侧对称安装有多组L形板381，L形板381与对接块37位置对应，L形板381上端均左右开始有拉动槽，拉动槽内滑动对接有移动块383，移动块383靠接彼此的一端均通过固定弹簧382与拉动槽内壁相连接，移动块383上端安装有匚形结构的固定板384，固定板384上端开设有压紧槽，压紧槽内滑动对接有压紧板385，压紧板385下端间隔设置有多组橡胶块，橡胶块增加了压紧板385与卷绕片的接触摩擦力，起到了加强卷绕片固定效果的作用，压紧板385上端通过复位弹簧386与压紧槽槽底相连接，压紧槽上端开设有螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有螺栓387，螺栓387的顶出端与压紧板385上端转动连接，具体工作时，将卷绕片两端置于固定板384中间空隙处，通过拧动螺栓387带动压紧板385向下运动，从而固定卷绕片；具体工作时，将卷绕片通过固定装置夹持，启动气缸32，能够带动匚形板33向下运动，从而带动下压柱35向下压动卷绕片至对接块37上。

所述驱动装置2包括竖直板21、驱动电机22、一号转动柱23、二号转动柱24、一号齿轮25、主动锥齿轮26、二号齿轮27、链条28、四号齿轮29、连接柱291、从动锥齿轮292和三号齿轮293，所述底板1上端左右侧对称安装有竖直板21，竖直板21相对侧靠近下端位置上下分别转动连接一号转动柱23和二号转动柱24，一号转动柱23上的靠近竖直板21的一端直径大于其远离竖直板21的一端直径，两组竖直板21远离彼此的一端均连接有驱动电机22，驱动电机22的输出轴与一号转动柱23相连接，一号转动柱23中部固定套设有一号齿轮25，一号转动柱23的顶端固定套设有主动锥齿轮26，二号转动柱24上对应一号齿轮25位置固定套设有二号齿轮27，二号齿轮27通过链条28与一号齿轮25连接，一号齿轮25和二号齿轮27均与链条28啮合，二号转动柱24顶端固定套设有四号齿轮29，底板1上端转动连接有连接柱291，连接柱291中部固定套设有从动锥齿轮292，从动锥齿轮292与主动锥齿轮26啮合，连接柱291顶端固定套设有三号齿轮293；具体工作时，启动驱动电机22，能够带动一号转动柱23转动，从而带动一号齿轮25和主动锥齿轮26转动，一号齿轮25转动能够通过链条28带动二号齿轮27转动，从而带动二号转动柱24转动，最终起到带动四号齿轮29转动的作用，主动锥齿轮26转动能够带动从动锥齿轮292转动，从而带动连接柱291转动，最终起到了带动三号齿轮293转动的作用。

所述卷压装置4包括滑动块41、水平滑动板42、连接弹簧43、竖直作用板44、水平带动板45、安装板46、竖直带动板47、安装弹簧48、伸缩杆49、环绕块491、连接辊492和卷压辊493，所述底板1上端左右侧对称开设有两组滑动槽，每组滑动槽内均滑动对接有滑动块41，滑动块41上安装有水平滑动板42，水平滑动板42上端关于连接弹簧43前后对称安装有限位柱431，限位柱431滑动穿设过竖直带动板47，限位柱431上端安装有圆盖，水平滑动板42上端通过连接弹簧43连接有竖直作用板44，两组水平滑动板42偏离彼此的一端连接有水平带动板45，水平带动板45的后侧设置有齿条，该齿条与三号齿轮293啮合，所述底板1上端左右两侧位于二号转动柱24前端位置对称安装有安装板46，安装板46前端上下开始有竖直槽，竖直槽内滑动对接有竖直带动板47，竖直带动板47前端设置有齿条，该齿条与四号齿轮29啮合，水平带动板45下端安装有竖直支撑板2931，竖直支撑板2931安装在底板上1，竖直支撑板2931与水平带动板45滑动配合，竖直带动板47上端均通过安装弹簧48与竖直槽上端内壁相连接，两组竖直板21相对端连接有伸缩杆49，伸缩杆49与竖直作用板44相连接，竖直作用板44前端安装有多组环绕块491，环绕块491内穿设有连接辊492，连接辊492外端套设有多组卷压辊493，底板1上端中部前后对称安装有限位板11，两组限位板11上端左右侧均安装有限位杆12，限位杆12滑动穿设过匚形板33，两组限位板11相对端均开设有弧形槽4921，弧形槽4921与连接辊492的运动轨迹相同，连接辊492两端均滑动对接在弧形槽4921内，弧形槽4921起到了限位连接辊492的作用；具体工作时，四号齿轮29转动时能够带动竖直带动板47向上运动，从而通过伸缩杆49带动竖直作用板44向上运动，三号齿轮293时能够带动水平带动板45向相对侧运动，从而带动水平滑动板42向相对侧运动，最终起到了带动竖直作用板44向相对侧运动的作用，此时竖直运动板做圆周运动，从而带动了连接辊492做圆周运动，最终起到了带动卷压辊493做圆周运动的作用。

具体工作时，将卷绕片两端置于固定板384中间空隙处，通过拧动螺栓387带动压紧板385向下运动，从而固定卷绕片，启动气缸32，能够带动匚形板33向下运动，从而带动下压柱35向下压动卷绕片至对接块37上，启动驱动电机22，能够带动一号转动柱23转动，从而带动一号齿轮25和主动锥齿轮26转动，一号齿轮25转动能够通过链条28带动二号齿轮27转动，从而带动二号转动柱24转动，最终起到带动四号齿轮29转动的作用，四号齿轮29转动时能够带动竖直带动板47向上运动，从而通过伸缩杆49带动竖直作用板44向上运动，主动锥齿轮26转动能够带动从动锥齿轮292转动，从而带动连接柱291转动，最终起到了带动三号齿轮293转动的作用，三号齿轮293时能够带动水平带动板45向相对侧运动，从而带动水平滑动板42向相对侧运动，最终起到了带动竖直作用板44向相对侧运动的作用，此时竖直作用板44做圆周运动，从而带动了连接辊492做圆周运动，最终起到了带动卷压辊493做圆周运动的作用，卷压辊493能够向上压卷卷绕片，在最上端位置时保持静止等待一定时间，此时锂电池筒外壳卷绕完毕。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种锂电池圆筒外壳卷绕加工机器人，包括底板（1）、驱动装置（2）、下压装置（3）和卷压装置（4），其特征在于:所述底板（1）上端左右侧分别安装有驱动装置（2），两组驱动装置（2）相对侧分别安装有卷压装置（4），卷压装置（4）上方安装有下压装置（3），其中：

所述驱动装置（2）包括竖直板（21）、驱动电机（22）、一号转动柱（23）、二号转动柱（24）、一号齿轮（25）、主动锥齿轮（26）、二号齿轮（27）、链条（28）、四号齿轮（29）、连接柱（291）、从动锥齿轮（292）和三号齿轮（293），所述底板（1）上端左右侧对称安装有竖直板（21），竖直板（21）相对侧靠近下端位置上下分别转动连接一号转动柱（23）和二号转动柱（24），一号转动柱（23）上的靠近竖直板（21）的一端直径大于其远离竖直板（21）的一端直径，两组竖直板（21）远离彼此的一端均连接有驱动电机（22），驱动电机（22）的输出轴与一号转动柱（23）相连接，一号转动柱（23）中部固定套设有一号齿轮（25），一号转动柱（23）的顶端固定套设有主动锥齿轮（26），二号转动柱（24）上对应一号齿轮（25）位置固定套设有二号齿轮（27），二号齿轮（27）通过链条（28）与一号齿轮（25）连接，一号齿轮（25）和二号齿轮（27）均与链条（28）啮合，二号转动柱（24）顶端固定套设有四号齿轮（29），底板（1）上端转动连接有连接柱（291），连接柱（291）中部固定套设有从动锥齿轮（292），从动锥齿轮（292）与主动锥齿轮（26）啮合，连接柱（291）顶端固定套设有三号齿轮（293）；

所述下压装置（3）包括水平板（31）、气缸（32）、匚形板（33）、套设筒（34）、下压柱（35）、支持台（36）、对接块（37）和固定机构（38），所述两组竖直板（21）上端共同安装有水平板（31）、水平板（31）下端安装有气缸（32），气缸（32）的顶出端与匚形板（33）相连接，匚形板（33）下端安装有多组空心圆柱结构的套设筒（34），套设筒（34）内滑动对接有下压柱（35），底板（1）上端位于下压柱（35）正下端位置安装有支持台（36），支持台（36）上安装有多组对接块（37），对接块（37）上端为与下压柱（35）配合的弧形结构，对接块（37）和卷压辊（493）的水平位置对应，底板（1）上端左右侧对称安装有多组固定机构（38）；

所述卷压装置（4）包括滑动块（41）、水平滑动板（42）、连接弹簧（43）、竖直作用板（44）、水平带动板（45）、安装板（46）、竖直带动板（47）、安装弹簧（48）、伸缩杆（49）、环绕块（491）、连接辊（492）和卷压辊（493），所述底板（1）上端左右侧对称开设有两组滑动槽，每组滑动槽内均滑动对接有滑动块（41），滑动块（41）上安装有水平滑动板（42），水平滑动板（42）上端通过连接弹簧（43）连接有竖直作用板（44），两组水平滑动板（42）偏离彼此的一端连接有水平带动板（45），水平带动板（45）的后侧设置有齿条，该齿条与三号齿轮（293）啮合，水平带动板（45）下端安装有竖直支撑板（2931），竖直支撑板（2931）安装在底板上（1），竖直支撑板（2931）与水平带动板（45）滑动配合，所述底板（1）上端左右两侧位于二号转动柱（24）前端位置对称安装有安装板（46），安装板（46）前端上下开始有竖直槽，竖直槽内滑动对接有竖直带动板（47），竖直带动板（47）前端设置有齿条，该齿条与四号齿轮（29）啮合，竖直带动板（47）上端均通过安装弹簧（48）与竖直槽上端内壁相连接，两组竖直板（21）相对端连接有伸缩杆（49），伸缩杆（49）与竖直作用板（44）相连接，竖直作用板（44）前端安装有多组环绕块（491），环绕块（491）内穿设有连接辊（492），连接辊（492）外端套设有多组卷压辊（493）。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池圆筒外壳卷绕加工机器人，其特征在于：所述固定机构（38）包括L形板（381）、固定弹簧（382）、移动块（383）、固定板（384）、压紧板（385）、复位弹簧（386）和螺栓（387），所述底板（1）上端左右侧对称安装有多组L形板（381），L形板（381）与对接块（37）位置对应，L形板（381）上端均左右开始有拉动槽，拉动槽内滑动对接有移动块（383），移动块（383）靠接彼此的一端均通过固定弹簧（382）与拉动槽内壁相连接，移动块（383）上端安装有匚形结构的固定板（384），固定板（384）上端开设有压紧槽，压紧槽内滑动对接有压紧板（385），压紧板（385）上端通过复位弹簧（386）与压紧槽槽底相连接，压紧槽上端开设有螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有螺栓（387），螺栓（387）的顶出端与压紧板（385）上端转动连接。

3.根据权利要求2所述的一种锂电池圆筒外壳卷绕加工机器人，其特征在于：所述压紧板（385）下端间隔设置有多组橡胶块。

4.根据权利要求1所述的一种锂电池圆筒外壳卷绕加工机器人，其特征在于：所述底板（1）上端中部前后对称安装有限位板（11），两组限位板（11）上端左右侧均安装有限位杆（12），限位杆（12）滑动穿设过匚形板（33）。

5.根据权利要求1所述的一种锂电池圆筒外壳卷绕加工机器人，其特征在于：所述下压柱（35）一端设置有螺纹，匚形板（33）后侧内壁上设置有与之配合的螺纹口，下压柱（35）滑动穿设过匚形板（33）前侧螺纹连接在螺纹口内。

6.根据权利要求5所述的一种锂电池圆筒外壳卷绕加工机器人，其特征在于：所述下压柱（35）无螺纹的一端外圈套设有橡胶套。

7.根据权利要求1所述的一种锂电池圆筒外壳卷绕加工机器人，其特征在于：所述两组限位板（11）相对端均开设有弧形槽（4921），弧形槽（4921）与连接辊（492）的运动轨迹相同，连接辊（492）两端均滑动对接在弧形槽（4921）内。

8.根据权利要求1所述的一种锂电池圆筒外壳卷绕加工机器人，其特征在于：所述水平滑动板（42）上端关于连接弹簧（43）前后对称安装有限位柱（431），限位柱（431）滑动穿设过竖直带动板（47），限位柱（431）上端安装有圆盖。

Images