CN113161626B - 一种锂电池制片卷绕机的卷针同步驱动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锂电池制片卷绕机的卷针同步驱动机构，包括驱动电机、内针同步带、内针联动同步轮、内针同步轮、联动轴组件、内卷针、外针联动同步轮、外针同步带、外针同步轮、外卷针，驱动电机通过内针同步带驱动内针联动同步轮、内针同步轮旋转，内针同步轮旋转驱动内卷针旋转，内针联动同步轮通过联动轴组件驱动外针联动同步轮旋转，外针联动同步轮通过外针同步带驱动外针同步轮旋转，外针同步轮驱动外卷针旋转，实现内外卷针同步旋转，具有同步性好、稳定性高、占用空间小等优点，有利于实现电芯高精度卷绕。

Description

一种锂电池制片卷绕机的卷针同步驱动机构

技术领域

本发明涉及锂离子电池制造设备领域，具体涉及一种锂电池制片卷绕机的卷针同步驱动机构。

背景技术

制片卷绕机，全称为锂离子电池制片卷绕机，是用于制造锂离子电池的机械设备，锂离子电池是由正、负极片、隔膜、极耳等组成，现有制片卷绕机的电芯都是由卷针卷绕制成的，卷针有3对(内、外卷针分别有3根，1根内卷针配1根外卷针为1对)，内外卷针是由后方各自的驱动机构驱动转动的，现在行业内将极片卷绕长度小于100mm的锂离子电池划分为超小电芯，对于超小电芯而言现有卷针驱动机构的缺陷在于：一是内外卷针由不同驱动机构驱动，内外卷针同步性只能依靠电信号来实现，同时转动的同步性较差，故障率高，稳定性不高，不能很好地卷绕小电芯；二是由于卷针是直接由驱动轮驱动的，为了避免驱动轮相互影响，卷针与卷针之间要离得很远，卷针排列形成的三轴中心距离L较大，占用空间大，不能很好实现超小电芯卷绕。

发明内容

针对现有技术存在上述缺陷，本发明提供了一种锂电池制片卷绕机的超小距离卷针结构，通过改善结构大大缩小三轴中心距离，具体技术方案如下：

一种锂电池制片卷绕机的卷针同步驱动机构，包括驱动电机、内针同步带、内针联动同步轮、内针同步轮、联动轴组件、内卷针、外针联动同步轮、外针同步带、外针同步轮、外卷针，驱动电机通过内针同步带驱动内针联动同步轮、内针同步轮同步旋转，内针同步轮驱动内卷针旋转，联动轴组件一端安装内针联动同步轮而另一端安装外针联动同步轮，外针联动同步轮通过外针同步带传动连接外针同步轮，外针同步轮驱动外卷针旋转。

作为本发明的一种优选方案，所述联动轴组件包括联动轴套、外连接轴、中间连接轴、内连接轴和多个轴承，联动轴套内部套装外连接轴，外连接轴内部套装中间连接轴，中间连接轴内部套装内连接轴，内针联动同步轮由内向外依次分为第一内针联动同步轮、第二内针联动同步轮、第三内针联动同步轮，外针联动同步轮由内向外依次分为第一外针联动同步轮、第二外针联动同步轮、第三外针联动同步轮，外连接轴一端固定安装第一内针联动同步轮而另一端固定安装第一外针联动同步轮，中间连接轴一端固定安装第二内针联动同步轮而另一端固定安装第二外针联动同步轮，内连接轴一端固定安装第三内针联动同步轮而另一端固定安装第三外针联动同步轮。

作为本发明的一种优选方案，所述驱动电机分为第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机，内针同步带分为第一内针同步带、第二内针同步带、第三内针同步带，内针同步轮分为第一内针同步轮、第二内针同步轮、第三内针同步轮，外针同步带分为第一外针同步带、第二外针同步带、第三外针同步带，外针同步轮分为第一外针同步轮、第二外针同步轮、第三外针同步轮，第一驱动电机通过第一内针同步带驱动第一内针同步轮、第一内针联动同步轮同步旋转，第一外针联动同步轮通过第一外针同步带传动连接第一外针同步轮，第二驱动电机通过第二内针同步带驱动第二内针同步轮、第二内针联动同步轮同步旋转，第二外针联动同步轮通过第二外针同步带传动连接第二外针同步轮，第三驱动电机通过第三内针同步带驱动第三内针同步轮、第三内针联动同步轮同步旋转，第三外针联动同步轮通过第三外针同步带传动连接第三外针同步轮。

作为本发明的一种优选方案，还包括多个张紧轮，张紧轮使第一内针同步带、第二内针同步带、第三内针同步带、第一外针同步带、第二外针同步带、第三外针同步带分别张紧。

作为本发明的一种优选方案，还包括内转塔、内卷针安装轴、外转塔、外卷针安装轴、第一内齿轮、第一外齿轮、第二内齿轮、第二外齿轮，内转塔内部安装内卷针安装轴，内卷针安装轴内部套装3根内卷针，外转塔内部安装外卷针安装轴，外卷针安装轴内部套装3根外卷针，内卷针与外卷针位置相对应，第一内针同步轮、第二内针同步轮、第三内针同步轮套装在内卷针安装轴后方，第一内针同步轮、第二内针同步轮、第三内针同步轮后方都设有第一内齿轮，每根内卷针外周侧设有一个第一外齿轮，3根内卷针的第一外齿轮相互错开，3个第一外齿轮与3个第一内齿轮的位置相对应，单个第一内齿轮啮合单个第一外齿轮，第一外针同步轮、第二外针同步轮、第三外内针同步轮套装在外卷针安装轴后方，第一外针同步轮、第二外针同步轮、第三外针同步轮后方都设有第二内齿轮，每根外卷针外周侧设有一个第二外齿轮，3根外卷针的第二外齿轮相互错开，3个第二外齿轮与3个第二内齿轮的位置相对应，单个第二内齿轮啮合单个第二外齿轮。

作为本发明的一种优选方案，还包括换位电机、换位主动齿轮、换位从动齿轮，换位电机驱动换位主动齿轮转动，换位主动齿轮啮合换位从动齿轮，换位从动齿轮固定安装在内卷针安装轴中部。

作为本发明的一种优选方案，内卷针安装轴与外卷针安装轴之间安装有连接杆。

本发明的有益效果：驱动电机通过内针同步带驱动内针联动同步轮、内针同步轮旋转，内针同步轮旋转驱动内卷针旋转，内针联动同步轮通过联动轴组件驱动外针联动同步轮旋转，外针联动同步轮通过外针同步带驱动外针同步轮旋转，外针同步轮驱动外卷针旋转，实现内外卷针同步旋转，具有同步性好、稳定性高、占用空间小等优点，有利于实现电芯高精度卷绕。

附图说明

图1是本发明的立体图；

图2是本发明的另一视角的立体图；

图3是本发明的联动轴组件的立体图；

图4是本发明的联动轴组件的主视图；

图5是图4中A-A方向的剖视图；

图6是本发明的卷针结构的立体图；

图7是本发明的内卷针部分的分解图；

图8是本发明的卷针结构的主视图；

图9是图8中B-B方向的剖视图；

图10是本发明的内外卷针、内外针同步轮、第一内齿轮、第一外齿轮、第二内齿轮、第二外齿轮相配合的立体图；

图11是本发明的内外卷针抽针时的立体图；

图12是本发明的换位电机的立体图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式做进一步说明：

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，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位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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和2所示，一种锂电池制片卷绕机的卷针同步驱动机构，包括驱动电机、内针同步带、内针联动同步轮、内针同步轮、联动轴组件5、内卷针6、外针联动同步轮、外针同步带、外针同步轮、外卷针10，驱动电机通过内针同步带驱动内针联动同步轮、内针同步轮同步旋转，内针同步轮驱动内卷针6旋转，联动轴组件5一端安装内针联动同步轮而另一端安装外针联动同步轮，内针联动同步轮通过联动轴组件5驱动外针联动同步轮转动，外针联动同步轮通过外针同步带传动连接外针同步轮，外针同步轮驱动外卷针10旋转，内卷针6、外卷针10同步旋转。

具体的，如图3～5所示，联动轴组件5包括联动轴套51、外连接轴52、中间连接轴53、内连接轴54和多个轴承55，联动轴套51内部套装外连接轴52，外连接轴51内部套装中间连接轴53，中间连接轴53内部套装内连接轴54，内连接轴54长于中间连接轴53，中间连接轴53长于外连接轴52，内针联动同步轮由内向外依次分为第一内针联动同步轮31、第二内针联动同步轮32、第三内针联动同步轮33，外针联动同步轮由内向外依次分为第一外针联动同步轮71、第二外针联动同步轮72、第三外针联动同步轮73，外连接轴52一端固定安装第一内针联动同步轮31而另一端固定安装第一外针联动同步轮71，中间连接轴53一端固定安装第二内针联动同步轮32而另一端固定安装第二外针联动同步轮72，内连接轴54一端固定安装第三内针联动同步轮33而另一端固定安装第三外针联动同步轮73，多个轴承55装于联动轴套51、外连接轴52、中间连接轴53、内连接轴54、第一外针联动同步轮71、第二外针联动同步轮72、第三外针联动同步轮73、第一内针联动同步轮31、第二内针联动同步轮32、第三内针联动同步轮33之间保证零件相互独立转动。

驱动电机分为第一驱动电机11、第二驱动电机12、第三驱动电机13，内针同步带分为第一内针同步带21、第二内针同步带22、第三内针同步带23，内针同步轮分为第一内针同步轮41、第二内针同步轮42、第三内针同步轮43，外针同步带分为第一外针同步带81、第二外针同步带82、第三外针同步带83，外针同步轮分为第一外针同步轮91、第二外针同步轮92、第三外针同步轮93，第一驱动电机11通过第一内针同步带21驱动第一内针同步轮41、第一内针联动同步轮31同步旋转，第一外针联动同步轮71通过第一外针同步带81传动连接第一外针同步轮91，第二驱动电机12通过第二内针同步带22驱动第二内针同步轮42、第二内针联动同步轮32同步旋转，第二外针联动同步轮72通过第二外针同步带82传动连接第二外针同步轮92，第三驱动电机13通过第三内针同步带23驱动第三内针同步轮43、第三内针联动同步轮33同步旋转，第三外针联动同步轮73通过第三外针同步带83传动连接第三外针同步轮93，另外，还包括多个张紧轮101，张紧轮101使第一内针同步带21、第二内针同步带22、第三内针同步带23、第一外针同步带81、第二外针同步带82、第三外针同步带82分别张紧。

同步驱动具体原理为：第一驱动电机11驱动第一内针同步带21回转运动，第一内针同步带21驱动第一内针同步轮41、第一内针联动同步轮31同步旋转，第一内针联动同步轮31通过外连接轴51驱动第一外针联动同步轮71同步旋转，第一外针联动同步轮71通过第一外针同步带81驱动第一外针同步轮91同步旋转，即第一内针同步轮41与第一外针同步轮91同步旋转。第二驱动电机12、第三驱动电机13的驱动原理类似不再类似。

如图6～11所示，卷针同步驱动机构还包括内转塔102、内卷针安装轴103、外转塔104、外卷针安装轴105、第一内齿轮106、第一外齿轮107、第二内齿轮108、第二外齿轮109，内转塔102内部安装内卷针安装轴103，内卷针安装轴103内部套装3根内卷针6，外转塔104内部安装外卷针安装轴105，外卷针安装轴105内部套装3根外卷针10，内卷针6与外卷针10位置相对应呈环形排列；相互夹角为120度此排列方式为卷针常规排列方式为现有技术，第一内针同步轮41、第二内针同步轮42、第三内针同步轮43套装在内卷针安装轴105后方，第一内针同步轮41、第二内针同步轮42、第三内针同步轮43后方都设有第一内齿轮106，每根内卷针6外周侧设有一个第一外齿轮107，3根内卷针6的第一外齿轮107相互错开，3个第一外齿轮107与3个第一内齿轮106的位置相对应，单个第一内齿轮106啮合单个第一外齿轮107，第一外针同步轮91、第二外针同步轮92、第三外内针同步轮93套装在外卷针安装轴105后方，第一外针同步轮91、第二外针同步轮92、第三外针同步轮93后方都设有第二内齿轮108，每根外卷针10外周侧设有一个第二外齿轮107，3根外卷针的第二外齿轮107相互错开，3个第二外齿轮109与3个第二内齿轮108的位置相对应，单个第二内齿轮108啮合单个第二外齿轮109。

具体的，当第一内针同步轮41、第二内针同步轮42、第三内针同步轮43分别旋转时；通过各自的第一外齿轮107与第一内齿轮106驱动相应的内卷针6旋转，当第一外针同步轮91、第二外针同步轮92、第三外内针同步轮93分别旋转时；通过各自的第二外齿轮109与第二内齿轮109驱动相应的外卷针10旋转，而且加上前述的第一内针同步轮41与第一外针同步轮91同步旋转原理，可实现一对内外卷针同步旋转，而且互不干涉，另外，内转塔102、外转塔104内也安装有多个轴承55，轴承55位于内转塔102与内卷针安装轴103之间、内卷针安装轴103与第一内针同步轮41之间、第一内针同步轮41与第二内针同步轮42之间、第二内针同步轮42与第三内针同步轮43之间、第三内针同步轮41与内卷针后轴套1010之间、外转塔104与外卷针安装轴105之间、外卷针安装轴1055与第一外针同步轮91之间、第一外针同步轮91与第二外针同步轮92之间、第二外针同步轮92与第三外针同步轮93之间、第一外针同步轮91与外卷针后轴套1011之间，轴承55保证各零件可相互独立转动。

具体的，如图12所示，卷针同步驱动机构还包括换位电机1012、换位主动齿轮1013、换位从动齿轮1014，换位电机1012驱动换位主动齿轮1013转动，换位主动齿轮1013啮合换位从动齿轮1014，换位从动齿轮1014固定安装在内卷针安装轴103中部，当换位从动齿轮1014每次转动120度，内卷针安装轴103带动卷针旋转换位，内卷针就可在卷绕工位、贴胶工位、下料工位中切换，另外，内卷针安装轴103与外卷针安装轴105之间安装有连接杆1015，当内卷针安装轴103旋转换位时通过连接杆1015带动外卷针安装轴105也旋转，而且内卷针6、外卷针10的外端安装有抽针环，方便内卷针6、外卷针10向相反方向移动抽针使初步成型的电芯下料。通过设置外齿轮和内齿轮相内啮合结构，使外齿轮装于同步轮内部，节约空间有利于缩小卷针三轴中心距离，3对内外卷针颗独立旋转不会发生干扰，卷绕精密度高，实现实现超小电芯高精度卷绕。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种锂电池制片卷绕机的卷针同步驱动机构，其特征在于：包括驱动电机、内针同步带、内针联动同步轮、内针同步轮、联动轴组件、内卷针、外针联动同步轮、外针同步带、外针同步轮、外卷针、内转塔、内卷针安装轴、外转塔、外卷针安装轴、第一内齿轮、第一外齿轮、第二内齿轮、第二外齿轮，驱动电机通过内针同步带驱动内针联动同步轮、内针同步轮同步旋转，内针同步轮驱动内卷针旋转，联动轴组件一端安装内针联动同步轮而另一端安装外针联动同步轮，外针联动同步轮通过外针同步带传动连接外针同步轮，外针同步轮驱动外卷针旋转；

所述联动轴组件包括联动轴套、外连接轴、中间连接轴、内连接轴和多个轴承，联动轴套内部套装外连接轴，外连接轴内部套装中间连接轴，中间连接轴内部套装内连接轴，内针联动同步轮由内向外依次分为第一内针联动同步轮、第二内针联动同步轮、第三内针联动同步轮，外针联动同步轮由内向外依次分为第一外针联动同步轮、第二外针联动同步轮、第三外针联动同步轮，外连接轴一端固定安装第一内针联动同步轮而另一端固定安装第一外针联动同步轮，中间连接轴一端固定安装第二内针联动同步轮而另一端固定安装第二外针联动同步轮，内连接轴一端固定安装第三内针联动同步轮而另一端固定安装第三外针联动同步轮；

所述驱动电机分为第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机，内针同步带分为第一内针同步带、第二内针同步带、第三内针同步带，内针同步轮分为第一内针同步轮、第二内针同步轮、第三内针同步轮，外针同步带分为第一外针同步带、第二外针同步带、第三外针同步带，外针同步轮分为第一外针同步轮、第二外针同步轮、第三外针同步轮，第一驱动电机通过第一内针同步带驱动第一内针同步轮、第一内针联动同步轮同步旋转，第一外针联动同步轮通过第一外针同步带传动连接第一外针同步轮，第二驱动电机通过第二内针同步带驱动第二内针同步轮、第二内针联动同步轮同步旋转，第二外针联动同步轮通过第二外针同步带传动连接第二外针同步轮，第三驱动电机通过第三内针同步带驱动第三内针同步轮、第三内针联动同步轮同步旋转，第三外针联动同步轮通过第三外针同步带传动连接第三外针同步轮；

内转塔内部安装内卷针安装轴，内卷针安装轴内部套装3根内卷针，外转塔内部安装外卷针安装轴，外卷针安装轴内部套装3根外卷针，内卷针与外卷针位置相对应，第一内针同步轮、第二内针同步轮、第三内针同步轮套装在内卷针安装轴后方，第一内针同步轮、第二内针同步轮、第三内针同步轮后方都设有第一内齿轮，每根内卷针外周侧设有一个第一外齿轮，3根内卷针的第一外齿轮相互错开，3个第一外齿轮与3个第一内齿轮的位置相对应，单个第一内齿轮啮合单个第一外齿轮，第一外针同步轮、第二外针同步轮、第三外内针同步轮套装在外卷针安装轴后方，第一外针同步轮、第二外针同步轮、第三外针同步轮后方都设有第二内齿轮，每根外卷针外周侧设有一个第二外齿轮，3根外卷针的第二外齿轮相互错开，3个第二外齿轮与3个第二内齿轮的位置相对应，单个第二内齿轮啮合单个第二外齿轮。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池制片卷绕机的卷针同步驱动机构，其特征在于：还包括多个张紧轮，张紧轮使第一内针同步带、第二内针同步带、第三内针同步带、第一外针同步带、第二外针同步带、第三外针同步带分别张紧。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池制片卷绕机的卷针同步驱动机构，其特征在于：还包括换位电机、换位主动齿轮、换位从动齿轮，换位电机驱动换位主动齿轮转动，换位主动齿轮啮合换位从动齿轮，换位从动齿轮固定安装在内卷针安装轴中部。

4.根据权利要求1所述的一种锂电池制片卷绕机的卷针同步驱动机构，其特征在于：内卷针安装轴与外卷针安装轴之间安装有连接杆。

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