CN113188499B

CN113188499B - 一种锂电池薄膜测厚仪

Info

Publication number: CN113188499B
Application number: CN202110460826.6A
Authority: CN
Inventors: 吴进成; 赵磊
Original assignee: MAHR PRECISION METROLOGY (SUZHOU) Ltd
Current assignee: MAHR PRECISION METROLOGY (SUZHOU) Ltd
Priority date: 2021-04-27
Filing date: 2021-04-27
Publication date: 2023-06-23
Anticipated expiration: 2041-04-27
Also published as: CN113188499A

Abstract

本发明公开了一种锂电池薄膜测厚仪，包括测量基座、测量臂、薄膜移动机构、升降机构和测量机构；所述测量基座上设置有测量臂；所述测量壁上设置有升降机构；所述升降机构上设置有测量机构；所述测量基座的一侧设置有薄膜移动机构；所述测量基座上的测量位置连接有吸附装置；所述测量机构包括测量探头、微小传感器和高精度模数转化模块。本案的测量机构增大接触面降低对薄膜的压缩变形，保证高精度测量；提升结构，避免快速的移动冲击造成薄膜的压缩变形；提升杆与传感器之间连接有过量程间隙，避免提升机构对传感器的影响；薄膜移动机构避免手动拖拽变形，使移动平整均匀；测量位置连接有吸附装置，使薄膜与测量平台完全接触，保证准确测量。

Description

一种锂电池薄膜测厚仪

技术领域

本发明涉及一种锂电池薄膜测厚仪。

背景技术

随着新能源汽车行业的兴起，带动了下游锂电池行业广大的发展前景，组成锂电中的核心部件薄膜随之需求也剧增，然而关于锂电池薄膜的厚度高精度测量目前遇到了瓶颈，主要存在以下两点：

1. 测量精度和稳定性不高（锂电池膜厚度薄，材质软易变形）：

1) 标准的传感器测量力大，量程大，测量时造成薄膜的弹性变形；

2) 传感器测量头的提升装置速度不易控制，测量速度不恒定造成弹性变形不稳定；

3) 测量夹持机构不牢固；

4) 薄膜放置在测量台上不平整，易折皱；

2.行业内没有专门针对锂电池薄膜厚度测量的专业设备，大多数是利用市场上现有的测量检具，组装或者简易在连接在一起进行测量（例如现在多数客户使用的是将传感器固定标准测量座上测量），稳定性和精准度都难以保证。

发明内容

本发明目的是：提供了一种操作简单，测量精度高，稳定性好的锂电池薄膜测厚仪。

本发明的技术方案是：一种锂电池薄膜测厚仪，包括测量基座、测量臂、薄膜移动机构、升降机构和测量机构；所述测量基座上设置有测量臂；所述测量臂上设置有升降机构；所述升降机构上设置有测量机构；所述测量基座的一侧设置有薄膜移动机构；所述测量基座上的测量位置连接有吸附装置；所述测量机构包括测量探头、微小传感器和高精度模数转化模块；所述测量探头为大弧面硬质合金探头；所述微小传感器配合高精度模数转化模块提高测量精度。

优选的，所述升降机构包括升降控制结构、凸轮、抬升杆和抬升连杆，所述升降控制结构与凸轮连接；所述凸轮转动控制抬升杆上下移动；所述抬升杆与抬升连杆的上端连接，带动抬升连杆上下移动；所述抬升连杆的下端设置有提升杆；所述抬升连杆与提升杆之间采用定位螺钉连接；所述提升杆上设置有抬升销；所述抬升销上设置有微小传感器和测量探头。

优选的，所述升降控制结构为旋钮或拨杆，控制凸轮转动。

优选的，所述测量探头为球面测量探头。

优选的，所述提升杆上设置有抬升销孔；所述抬升销孔配合安装抬升销；所述抬升销孔的直径大于抬升销的直径。

优选的，所述升降控制结构和凸轮设置在固定架上；所述固定架与测量臂连接；在凸轮一侧的固定架上，与抬升杆之间设置有抬升杆弹簧。

优选的，所述提升杆上套有提升杆弹簧，保证提升杆移动到指定位置。

优选的，所述薄膜移动机构包括主动辊轮、从动辊轮和控制转轮；所述测量基座上设置有薄膜支架；所述薄膜支架上平行设置主动辊轮和从动辊轮，测量薄膜从主动辊轮和从动辊轮之间滚过；所述控制转轮控制主动辊轮滚动。

优选的，所述控制转轮为手动驱动或电动驱动。

优选的，所述测量臂为大理石悬臂；所述测量基座为大理石基座，提高测量稳定性。

优选的，所述测量位置采用研磨硬质合金小平面；所述测量位置设置有吸附槽，背部与吸附装置连接。

优选的，所述吸附装置为抽真空吸附装置，使薄膜吸附于测量面上，保证测量精准度。

优选的，所述微小传感器的微小传感器的夹持件和微小传感器的连接件采用淬火不锈钢材质零件，增加材料的强度、稳定性。

优选的，所述测量基座上设置有搬运把手，便于搬运或移动。

优选的，所述测臂处设置有机壳，起到防护作用。

优选的，所述微小传感器为微小高精度位移传感器。

本发明的优点是：

1、测量机构在测量时增大接触面以降低对薄膜的压缩变形，保证高精度测量；

2、提升结构采用凸轮结构，使传感器测头测量过程中匀速移动，避免快速的移动冲击造成薄膜的压缩变形；

3、提升杆与传感器之间连接有过量程间隙，目的是保证在测头下降的过程中保证提升杆与传感器测头完全分开，无干涉，避免提升机构对传感器的影响；

4、大理石基座和悬臂提高测量稳定性；

5、薄膜移动机构避免手动拖拽易造成拉伸变形，使薄膜移动过程中平整均匀移动，提高测量精准率；

6、测量位置连接有吸附装置，在测量区域内薄膜被吸附在测量面上，避免由于测力太小而无法使薄膜的下面与测量平台完全接触，保证准确测量；

7、抬升结构为一体式结构，保证测量精度。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本案所述的一种锂电池薄膜测厚仪的正面的立体结构示意图；

图2为本案所述的一种锂电池薄膜测厚仪的后面的立体结构示意图；

图3为本案所述的一种锂电池薄膜测厚仪的主视体结构示意图；

图4为图3中B-B面的剖视结构示意图；

图5为图4中A处的放大的结构示意图；

图6为图4中C处的放大的结构示意图；

图7为图4中测量位置的局部放大的结构示意图；

图8为图3中D-D面的剖视结构示意图；

其中：1、测量基座；2、测量臂；3、薄膜移动机构；4、升降机构；5、测量机构；11、测量位置；12、吸附槽；13、搬运把手；21、机壳；31、主动辊轮；32、从动辊轮；33、控制转轮；41、升降控制结构；42、凸轮；43、抬升杆；44、抬升连杆；45、固定架；46、抬升杆弹簧；47、提升杆；48、定位螺钉；49、抬升销；471、抬升销孔；472、提升杆弹簧；51、测量探头；52、微小传感器；521、微小传感器的夹持件；522、微小传感器的连接件。

实施方式

实施例：

如附图1-8所示，一种锂电池薄膜测厚仪，包括测量基座1、测量臂2、薄膜移动机构3、升降机构4和测量机构5；所述测量基座1上设置有测量臂2；所述测量壁2上设置有升降机构4；所述升降机构4上设置有测量机构5，所述升降机构4带动测量机构5进行升降运动；所述测量基座1的一侧设置有薄膜移动机构3；由于薄膜厚度很薄而且很软，手动拖拽易造成拉伸变形，采用薄膜移动机构3移动薄膜，使移动过程平整均匀不易起皱，保证的量准确性；所述测量基座1上的测量位置11连接有吸附装置；所述测量机构5包括测量探头51、微小传感器52和高精度模数转化模块；所述测量探头51为大弧面硬质合金探头；所述微小传感器52配合高精度模数转化模块提高测量精度；所述微小传感器52为微小高精度位移传感器；所述测量位置11采用研磨硬质合金小平面，保证测量稳定性；所述测量位置11表面上设置有吸附槽12，背部与吸附装置连接；所述吸附装置为抽真空吸附装置，在测量位置11内薄膜被吸附在测量面上，避免由于测力太小而无法使薄膜的下面与测量平台完全接触产生测量误差，保证测量精准度；所述微小传感器52的微小传感器的夹持件521和微小传感器的连接件522采用淬火不锈钢材质零件，增加材料的强度、稳定性。

所述升降机构4包括升降控制结构41、凸轮42、抬升杆43和抬升连杆44，所述升降控制结构41和凸轮42设置在固定架45上；所述固定架45与测量臂2连接；所述升降控制结构41与凸轮42连接；所述抬升杆43横向设置并与固定架45铰连接；所述抬升杆43一端设置在凸轮42的下部，所述凸轮42转动控制抬升杆43上下移动；所述凸轮42一侧的固定架45上，与抬升杆43之间设置有抬升杆弹簧46，使微小传感器52测量过程中匀速移动，避免快速的移动冲击造成薄膜的压缩变形；所述抬升杆43的另一端与抬升连杆44的上端连接，带动抬升连杆44上下移动；所述抬升连杆44的下端设置有提升杆47；所述抬升连杆44与提升杆47之间采用定位螺钉48连接；所述提升杆47上设置有抬升销49；所述抬升销49上设置有微小传感器52和测量探头51；所述测量探头51为球面测量探头；所述提升杆47上设置有抬升销孔471；所述抬升销孔471配合安装抬升销49；所述抬升销孔471的直径大于抬升销49的直径，本例中采用抬升销49直径1mm，抬升销49上侧与抬升销孔471上边缘贴合，抬升销49中心与抬升销孔471下侧边缘的保证有距离为1mm，即抬升销49下部与抬升销孔471下侧边缘之间有0.5mm过量程间隙，目的是保证在测量探头51下降的过程中保证提升杆47与微小传感器52完全分开，无干涉，避免升降机构对微小传感器52的影响；所述提升杆47上套有提升杆弹簧472，保证提升杆移动到指定位置；所述抬升杆43和抬升连杆44为一体结构，减少测量误差。所述升降控制结构为旋钮或拨杆，控制凸轮转动，升降控制结构可为手动驱动或是电动驱动，本例中升降控制结构采用手动的旋钮。测量数据的处理通过数据线连接到电脑，使用专业的数据控制软件处理测量数据，本案的锂电池薄膜测厚仪的还可设置显示单元，用以显示测量数据。

所述薄膜移动机构3包括主动辊轮31、从动辊轮32和控制转轮33；所述测量基座1上设置有薄膜支架34；所述薄膜支架34上平行设置主动辊轮31和从动辊轮32，测量薄膜从主动辊轮31和从动辊轮32之间滚过；所述控制转轮33控制主动辊轮31滚动；所述控制转轮33为手动驱动或电动驱动。

所述测量臂2处设置有机壳21；所述测量臂2为大理石悬臂；所述测量基座1为大理石基座；所述测量基座1上设置有搬运把手13，便于搬运或移动；所述测量臂2上与测量基座1连接的位置设置有微型气泵控制吸附装置。

本例采用测力为0.07N，有效测量范围为60μm的高精度位移传感器，R30的大弧面硬质合金测头，配合分辨率为0.01μm的高精度的高精度模数转化模块，在校准实验室条件下全量程精度控制在0.2微米，即整个行程60μm内的误差±0.2微米，重复性0.05μm，即在量程范围内的任意一位置重复量程6次的最大误差为0.05μm，提升杆47与微小传感器52之间连接有0.5mm的过量程间隙，从而保证高精度的测量单元。

工作过程：测量探头51置零；转动升降控制结构41使凸轮42转动，带动抬升连杆44与提升杆47升降，使测量探头51提升至电池膜安装位；安装电池膜到薄膜移动机构3，电池膜从主动辊轮31和从动辊轮32之间滚过，转动控制转轮33使电池膜整体移动，避免褶皱造成测量误差；打开吸附装置，在测量位置11内电池膜被吸附在测量面上，避免由于测力太小而无法使薄膜的下面与测量平台完全接触产生测量误差，保证测量精准度；旋转转动升降控制结构41使测量探头51至测量起始位，再将测量探头51调整至测量位读取膜厚数值；关闭吸附装置，测量探头51提升至电池膜安装位，一个循环测量结束。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明的。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明的所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种锂电池薄膜测厚仪，其特征在于：包括测量基座、测量臂、薄膜移动机构、升降机构和测量机构；所述测量基座上设置有测量臂；所述测量臂上设置有升降机构；所述升降机构上设置有测量机构；所述测量基座的一侧设置有薄膜移动机构；所述测量基座上的测量位置连接有吸附装置；所述测量机构包括测量探头、微小传感器和高精度模数转化模块；所述测量探头为大弧面硬质合金探头；所述微小传感器配合高精度模数转化模块提高测量精度；

所述升降机构包括升降控制结构、凸轮、抬升杆和抬升连杆，所述升降控制结构与凸轮连接；所述凸轮转动控制抬升杆上下移动；所述抬升杆与抬升连杆的上端连接，带动抬升连杆上下移动；所述抬升连杆的下端设置有提升杆；所述提升杆上设置有抬升销；所述抬升销上设置有微小传感器和测量探头；

所述提升杆上设置有抬升销孔；所述抬升销孔配合安装抬升销；所述抬升销孔的直径大于抬升销的直径。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池薄膜测厚仪，其特征在于：所述升降控制结构和凸轮设置在固定架上；所述固定架与机壳连接；在凸轮一侧的固定架上，与抬升杆之间设置有抬升杆弹簧。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池薄膜测厚仪，其特征在于：所述提升杆上套有提升杆弹簧。

4.根据权利要求1所述的一种锂电池薄膜测厚仪，其特征在于：所述薄膜移动机构包括主动辊轮、从动辊轮和控制转轮；所述测量基座上设置有薄膜支架；所述薄膜支架上平行设置主动辊轮和从动辊轮，测量薄膜从主动辊轮和从动辊轮之间滚过；所述控制转轮控制主动辊轮滚动。

5.根据权利要求4所述的一种锂电池薄膜测厚仪，其特征在于：所述控制转轮为手动驱动或电动驱动。

6.根据权利要求1所述的一种锂电池薄膜测厚仪，其特征在于：所述测量臂为大理石悬臂；所述测量基座为大理石基座。

7.根据权利要求1所述的一种锂电池薄膜测厚仪，其特征在于：所述测量位置采用研磨硬质合金小平面；所述测量位置设置有吸附槽，背部与吸附装置连接。

8.根据权利要求1所述的一种锂电池薄膜测厚仪，其特征在于：所述吸附装置为抽真空吸附装置。