CN113410527B - 一种锂电池高效可靠入壳装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锂电池生产技术领域，特别涉及一种锂电池高效可靠入壳装置，它包括有转盘、电池治具、固定在转盘上的多个钢壳夹紧组件、用于将钢壳从外部输送至钢壳夹紧组件上的钢壳上料机构、用于对钢壳除尘的吸尘机构、将钢壳套入电芯外部的钢壳压入机构和将电芯压入到电池治具内的电芯压入机构；钢壳压入机构与电芯压入机构之间设置有用于运送电池治具的治具输送机构。在使用本发明时，该结构实现电池自动入壳，通过钢壳压入机构提供稳定的压力，以及治具输送机构与转盘上分割器配合运动实现钢壳与电芯的精准对位，提高电芯入壳质量，为电池的后续加工提供保障。

Description

一种锂电池高效可靠入壳装置
技术领域
本发明涉及锂电池生产技术领域，特别涉及一种锂电池高效可靠入壳装置。
背景技术
锂电池生产过程中，制好的电芯需要插入到钢壳内部，由于电芯插入后与钢壳之间的间隙较细，所以同轴度较高。现有市面入壳方式主要是将钢壳固定，从下向上将卷芯顶入钢壳内，这种方式由于是顶的卷芯隔膜，当卷芯隔膜向上顶的时候，由于隔膜柔软，隔膜受力时，会损伤隔膜，严重时，可能会导致里面极片受损。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种锂电池高效可靠入壳装置。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明所述的一种锂电池高效可靠入壳装置，它包括有转盘、电池治具、固定在转盘上的多个钢壳夹紧组件、用于将钢壳从外部输送至钢壳夹紧组件上的钢壳上料机构、用于对钢壳除尘的吸尘机构、将钢壳套入电芯外部的钢壳压入机构和将电芯压入到电池治具内的电芯压入机构；所述钢壳压入机构与电芯压入机构之间设置有用于运送电池治具的治具输送机构；所述钢壳上料机构、吸尘机构和钢壳压入机构沿转盘的圆周方向依次排列。
进一步地，所述电芯压入机构包括有电芯压入支架、能够在电芯压入支架上升降滑动的电芯压入滑块和用于驱动电芯压入滑块在电芯压入支架上做升降滑动的电芯压入驱动块；所述电芯压入滑块上固定有压头组件。
进一步地，所述钢壳压入机构包括有第一支架和第二支架；所述第一支架和第二支架之间设置有用于将钢壳夹持固定的钢壳定位机构；所述钢壳定位机构由能够在第一支架上水平滑动的第一压紧块和能够在第二支架上水平滑动的第二压紧块组成；所述第二支架上固定有用于驱动第二压紧块滑动的第二驱动块；所述第一支架上设置有用于驱动第一压紧块滑动的第一驱动块；所述第一支架上固定有气缸；所述气缸上固定有压头组件；第一驱动块和第二驱动块均与外部的气缸连接。
进一步地，所述压头组件由直杆滑动套、滑动轴、弹簧、压头和限位挡圈组成；所述滑动轴一端与限位挡圈相固定连接；滑动轴另一端依次穿过直杆滑动套和弹簧后与压头相固定连接。
进一步地，所述电池治具包括有滑动座、弹簧圈和固定在滑动座上的圆筒；所述圆筒的侧表面上开设有多个贯穿孔；所述贯穿孔内滑动连接有夹块；所述弹簧圈套在各个夹块的外部；所述弹簧圈的内侧表面压紧在夹块的外侧表面上；所述圆筒的顶端设置有贯穿到贯穿孔的插入孔；所述插入孔的内部均滑动连接有插入条；所述夹块的顶端面上设置有夹块通孔；所述插入条的侧表面上开设有斜槽；所述夹块通孔的侧壁上固定有插入到斜槽内部的销轴。
进一步地，所述钢壳夹紧组件包括有固定在转盘上的夹紧支架和固定在夹紧支架上的导向轴；所述导向轴上滑动连接有呈对向设置的两个爪部；两个爪部上均固定有弹簧钩柱；两个弹簧钩柱之间固定有拉伸弹簧；夹紧支架滑动连接有压柱；所述压柱的底部呈锥形状；压柱下压后使得两个爪部相互远离。
采用上述结构后，本发明有益效果为：本发明所述的一种锂电池高效可靠入壳装置，它包括有转盘、电池治具、固定在转盘上的多个钢壳夹紧组件、用于将钢壳从外部输送至钢壳夹紧组件上的钢壳上料机构、用于对钢壳除尘的吸尘机构、将钢壳套入电芯外部的钢壳压入机构和将电芯压入到电池治具内的电芯压入机构；钢壳压入机构与电芯压入机构之间设置有用于运送电池治具的治具输送机构；钢壳上料机构、吸尘机构和钢壳压入机构沿转盘的圆周方向依次排列。在使用本发明时，第一步，钢壳上料机构将钢壳输送至转盘上，通过钢壳夹紧组件将钢壳夹持固定；第二步，转盘带动钢壳夹紧组件上的钢壳输送至检测机构上检测钢壳的内径是否符合入壳标准；第三步，转盘带动钢壳夹紧组件上的钢壳输送至吸尘机构对钢壳进行除尘处理；第四步，电芯压入机构将电芯压入到电池治具内后通过治具输送机构将带有电芯的电池治具输送至钢壳压入机构的正下方，使得电芯与钢壳同轴，通过钢壳压入机构将钢壳压入到电池治具内的电芯外；该结构实现电池自动入壳，通过钢壳压入机构提供稳定的压力，以及治具输送机构与转盘上分割器配合运动实现钢壳与电芯的精准对位，提高电芯入壳质量，为电池的后续加工提供保障；钢壳夹紧组件将卷芯抱死，再将钢壳从上向下压入的方式入壳，这样会解决卷芯受损的情况。
附图说明
图1是本发明的第一视角立体图；
图2是本发明拆出治具输送机构后的俯视图；
图3是电芯压入机构的结构示意图；
图4是钢壳压入机构的结构示意图；
图5是压头组件的结构示意图；
图6是电池治具的立体图；
图7是电池治具的剖面图；
图8是钢壳夹紧组件的结构示意图；
附图标记说明：
1、转盘；2、电芯压入机构；201、电芯压入支架；202、电芯压入驱动块；
203、电芯压入滑块；
3、钢壳压入机构；301、第一支架；302、第一压紧块；303、第一驱动块；
304、钢壳压入滑块；305、气缸；306、第二压紧块；307、第二支架；
308、第二驱动块；
4、电池治具；401、滑动座；402、夹块；402a、夹块通孔；403、圆筒；
403a、插入孔；404、插入条；404a、斜槽；405、弹簧圈；406、销轴；
5、治具输送机构；6、吸尘机构；
7、钢壳夹紧组件；701、爪部；701a、弹簧钩柱；702、拉伸弹簧；
703、夹紧支架；704、压柱；705、导向轴；
8、检测机构；9、开夹下压机构；10、钢壳上料机构；
A、压头组件；A1、直杆滑动套；A2、滑动轴；A3、弹簧；A4、压头；
A5、限位挡圈。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1至8所示，本发明所述的一种锂电池高效可靠入壳装置，它包括有转盘1、电池治具4、固定在转盘1上的多个钢壳夹紧组件7、用于将钢壳从外部输送至钢壳夹紧组件7上的钢壳上料机构10、用于对钢壳除尘的吸尘机构6、将钢壳套入电芯外部的钢壳压入机构3和将电芯压入到电池治具4内的电芯压入机构2；所述钢壳压入机构3与电芯压入机构2之间设置有用于运送电池治具4的治具输送机构5；所述钢壳上料机构10、吸尘机构6和钢壳压入机构3沿转盘1的圆周方向依次排列；
治具输送机构5为一个线性模组，与现有技术无本质区别，故此不详说；该设备上还设置有用于检测钢壳方向是否开口朝下的检测机构8；第一步，钢壳上料机构10将钢壳输送至转盘1上，通过钢壳夹紧组件7将钢壳夹持固定；第二步，转盘1带动钢壳夹紧组件7上的钢壳输送至检测机构8上检测钢壳的内径是否符合入壳标准；第三步，转盘1带动钢壳夹紧组件7上的钢壳输送至吸尘机构6对钢壳进行除尘处理；第四步，电芯压入机构2将电芯压入到电池治具4内后通过治具输送机构5将带有电芯的电池治具4输送至钢壳压入机构3的正下方，使得电芯与钢壳同轴，通过钢壳压入机构3将钢壳压入到电池治具4内的电芯外；该结构实现电池自动入壳，通过钢壳压入机构3提供稳定的压力，以及治具输送机构5与转盘1上分割器配合运动实现钢壳与电芯的精准对位，提高电芯入壳质量，为电池的后续加工提供保障。
如图3所示，作为本发明的一种优选方式，所述电芯压入机构2包括有电芯压入支架201、能够在电芯压入支架201上升降滑动的电芯压入滑块203和用于驱动电芯压入滑块203在电芯压入支架201上做升降滑动的电芯压入驱动块202；所述电芯压入滑块203上固定有压头组件A；电芯压入驱动块202连接有气缸（图中没有示出），通过气缸带动电芯压入滑块203上的压头组件A运动后，使得压头组件A将电芯压入到电池治具4内定位。
如图4所示，作为本发明的一种优选方式，所述钢壳压入机构3包括有第一支架301和第二支架307；所述第一支架301和第二支架307之间设置有用于将钢壳夹持固定的钢壳定位机构；所述钢壳定位机构由能够在第一支架301上水平滑动的第一压紧块302和能够在第二支架307上水平滑动的第二压紧块306组成；所述第二支架307上固定有用于驱动第二压紧块306滑动的第二驱动块308；所述第一支架301上设置有用于驱动第一压紧块302滑动的第一驱动块303；所述第一支架301上固定有气缸305；所述气缸305上固定有压头组件A；第一驱动块303和第二驱动块308均与外部的气缸连接，通过第一外部气缸（该气缸在图中没有示出）驱动下第一驱动块303带动第一压紧块302滑动，通过第二外部气缸（该气缸在图中没有示出）驱动第二驱动块308带动第二压紧块306滑动，将钢壳夹紧组件7上的钢壳夹持固定；气缸305驱动下带动压头组件A将钢壳压入到下方电池治具4的电芯内；气缸305与第一支架301之间设置有钢壳压入滑块304，钢壳压入滑块304连接第三个外部气缸（该气缸在图中没有示出）上，能够通过该第三个外部气缸调整气缸305的基准高度。
如图5所示，作为本发明的一种优选方式，所述压头组件A由直杆滑动套A1、滑动轴A2、弹簧A3、压头A4和限位挡圈A5组成；所述滑动轴A2一端与限位挡圈A5相固定连接；滑动轴A2另一端依次穿过直杆滑动套A1和弹簧A3后与压头A4相固定连接；直杆滑动套A1固定在气缸305或者电芯压入滑块203上，对钢壳或者电芯下压时，滑动轴A2能够克服弹簧A3的阻力，实现弹性压紧，防止电芯与钢壳被压变形。
如图6和7所示，作为本发明的一种优选方式，所述电池治具4包括有滑动座401、弹簧圈405和固定在滑动座401上的圆筒403；所述圆筒403的侧表面上开设有多个贯穿孔；所述贯穿孔内滑动连接有夹块402；所述弹簧圈405套在各个夹块402的外部；所述弹簧圈405的内侧表面压紧在夹块402的外侧表面上；所述圆筒403的顶端设置有贯穿到贯穿孔的插入孔403a；所述插入孔403a的内部均滑动连接有插入条404；所述夹块402的顶端面上设置有夹块通孔402a；所述插入条404的侧表面上开设有斜槽404a；所述夹块通孔402a的侧壁上固定有插入到斜槽404a内部的销轴406；常态下插入条404没有受到外部的压力或者拉力，弹簧圈405的弹力作用下，将各个夹块402向内压紧，通过夹块402将插入到圆筒403的钢壳或者电芯压紧；通过外部的加压机构或者拉出机构（该加压机构或者拉出机构在图中没有示出）将插入条404下压或者拉出后，斜槽404a的表面对销轴406的作用力使得夹块402克服弹簧圈405的阻力向外滑动，夹块402松开钢壳或者电芯；可以进行电芯或者钢壳的松出或插入；插入条404选用下压或者拉出动作使得夹块402向外运动，需要根据斜槽404a的设计方向而设置；而夹块402的滑动行程也能够根据斜槽404a的倾斜角度进行设置。
如图8所示，作为本发明的一种优选方式，所述钢壳夹紧组件7包括有固定在转盘1上的夹紧支架703和固定在夹紧支架703上的导向轴705；所述导向轴705上滑动连接有呈对向设置的两个爪部701；两个爪部701上均固定有弹簧钩柱701a；两个弹簧钩柱701a之间固定有拉伸弹簧702；夹紧支架703滑动连接有压柱704；所述压柱704的底部呈锥形状；压柱704下压后使得两个爪部701相互远离；开夹下压机构9能够在钢壳上料机构10和钢壳压入机构3两个工位上对压柱704进行按压；通过开夹下压机构9向下压紧压柱704使得两个爪部701张开，然后钢壳置于两个爪部701之间，开夹下压机构9松开对压柱704施压后，拉伸弹簧702使得两个爪部701相互靠近并夹持住钢壳。
在使用本发明时，第一步，钢壳上料机构将钢壳输送至转盘上，通过开夹下压机构向下压紧压柱使得两个爪部张开，然后钢壳置于两个爪部之间，开夹下压机构松开对压柱施压后，拉伸弹簧使得两个爪部相互靠近并夹持住钢壳；第二步，转盘带动钢壳夹紧组件上的钢壳输送至检测机构上检测钢壳的内径是否符合入壳标准；第三步，转盘带动钢壳夹紧组件上的钢壳输送至吸尘机构对钢壳进行除尘处理；第四步，钢壳输送至钢壳压入机构正上方，钢壳夹紧组件松开对钢壳的夹持，第一驱动块带动第一压紧块滑动，第二驱动块带动第二压紧块滑动，将钢壳夹紧组件上的钢壳夹持固定；等待装有电芯的电池治具输送至钢壳压入机构下方时，当检测到当前工位出现不良品时，气缸缩回，压头组件不能够压到钢壳上；将第一压紧块与第二压紧块之间的缸筒压入到带有电芯的外部；由于电芯高度高于圆筒高度，所以钢壳先套在电芯上凸出圆筒外部一端，然后通过外部的加压机构或者拉出机构将插入条下压或者拉出后，斜槽的表面对销轴的作用力使得夹块克服弹簧圈的阻力向外滑动，夹块松开电芯夹持，并留有钢壳插入的空隙，通过气缸启动压头下压，将钢壳外圈套在电芯的外部；该结构实现电池自动入壳，通过钢壳压入机构提供稳定的压力，以及治具输送机构与转盘上分割器配合运动实现钢壳与电芯的精准对位，提高电芯入壳质量，为电池的后续加工提供保障。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (5)

1.一种锂电池高效可靠入壳装置，其特征在于：它包括有转盘（1）、电池治具（4）、固定在转盘（1）上的多个钢壳夹紧组件（7）、用于将钢壳从外部输送至钢壳夹紧组件（7）上的钢壳上料机构（10）、用于对钢壳除尘的吸尘机构（6）、将钢壳套入电芯外部的钢壳压入机构（3）和将电芯压入到电池治具（4）内的电芯压入机构（2）；所述钢壳压入机构（3）与电芯压入机构（2）之间设置有用于运送电池治具（4）的治具输送机构（5）；所述钢壳上料机构（10）、吸尘机构（6）和钢壳压入机构（3）沿转盘（1）的圆周方向依次排列；所述电池治具（4）包括有滑动座（401）、弹簧圈（405）和固定在滑动座（401）上的圆筒（403）；所述圆筒（403）的侧表面上开设有多个贯穿孔；所述贯穿孔内滑动连接有夹块（402）；所述弹簧圈（405）套在各个夹块（402）的外部；所述弹簧圈（405）的内侧表面压紧在夹块（402）的外侧表面上；所述圆筒（403）的顶端设置有贯穿到贯穿孔的插入孔（403a）；所述插入孔（403a）的内部均滑动连接有插入条（404）；所述夹块（402）的顶端面上设置有夹块通孔（402a）；所述插入条（404）的侧表面上开设有斜槽（404a）；所述夹块通孔（402a）的侧壁上固定有插入到斜槽（404a）内部的销轴（406）。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池高效可靠入壳装置，其特征在于：所述电芯压入机构（2）包括有电芯压入支架（201）、能够在电芯压入支架（201）上升降滑动的电芯压入滑块（203）和用于驱动电芯压入滑块（203）在电芯压入支架（201）上做升降滑动的电芯压入驱动块（202）；所述电芯压入滑块（203）上固定有压头组件（A）。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池高效可靠入壳装置，其特征在于：所述钢壳压入机构（3）包括有第一支架（301）和第二支架（307）；所述第一支架（301）和第二支架（307）之间设置有用于将钢壳夹持固定的钢壳定位机构；所述钢壳定位机构由能够在第一支架（301）上水平滑动的第一压紧块（302）和能够在第二支架（307）上水平滑动的第二压紧块（306）组成；所述第二支架（307）上固定有用于驱动第二压紧块（306）滑动的第二驱动块（308）；所述第一支架（301）上设置有用于驱动第一压紧块（302）滑动的第一驱动块（303）；所述第一支架（301）上固定有气缸（305）；所述气缸（305）上固定有压头组件（A）；第一驱动块（303）和第二驱动块（308）均与外部的气缸连接。
4.根据权利要求2和3任一项所述的一种锂电池高效可靠入壳装置，其特征在于：所述压头组件（A）由直杆滑动套（A1）、滑动轴（A2）、弹簧（A3）、压头（A4）和限位挡圈（A5）组成；所述滑动轴（A2）一端与限位挡圈（A5）相固定连接；滑动轴（A2）另一端依次穿过直杆滑动套（A1）和弹簧（A3）后与压头（A4）相固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池高效可靠入壳装置，其特征在于：所述钢壳夹紧组件（7）包括有固定在转盘（1）上的夹紧支架（703）和固定在夹紧支架（703）上的导向轴（705）；所述导向轴（705）上滑动连接有呈对向设置的两个爪部（701）；两个爪部（701）上均固定有弹簧钩柱（701a）；两个弹簧钩柱（701a）之间固定有拉伸弹簧（702）；夹紧支架（703）滑动连接有压柱（704）；所述压柱（704）的底部呈锥形状；压柱（704）下压后使得两个爪部（701）相互远离。
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