CN115832389A - 电池极卷自动换向系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池极卷自动换向系统，涉及电池技术领域，包括：物料输送线体，用于支撑和输送极卷；以及取料提升旋转机构，所述取料提升旋转机构包括：视觉检测模块，用于识别所述物料输送线体上的所述极卷的朝向，并判断所述极卷的朝向是否与目标朝向一致；取料机构，用于获取所述物料输送线体上与目标朝向不一致的所述极卷；旋转组件，用于驱动所述取料机构旋转，使所述取料机构获取的极卷的朝向与目标朝向一致。避免了人工识别存在的误操作风险，可实现极卷朝向的自动识别和换向，降低了工作强度，也，提高了效率。

Description

电池极卷自动换向系统

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体是涉及一种电池极卷自动换向系统。

背景技术

二次电池生产过程中，需要将未成型的电池极卷进行极耳加工并分切，加工成型后的料卷分为极耳侧与分切侧，成型后的极卷需通过小车或输送系统运输至后工序，在运输上料过程中，需要要求极卷极耳侧统一朝向，以便取拿后直接使用。现有行业技术中，对于料卷的取放都是通过人工判定极耳朝向，存在误操作风险；误操作后只能人工将物料放置在换向缓存装置上后手动进行换向，极大的浪费时间的同时增加了员工的工作强度。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种电池极卷自动换向系统，以解决人工判定极耳朝向，存在误操作风险，重复性搬运挪动极卷工作强度大的问题。

本发明提供一种电池极卷自动换向系统，包括：物料输送线体，用于支撑和输送极卷；以及取料提升旋转机构，所述取料提升旋转机构包括：视觉检测模块，用于识别所述物料输送线体上的所述极卷的朝向，并判断所述极卷的朝向是否与目标朝向一致；取料机构，用于获取所述物料输送线体上与目标朝向不一致的所述极卷；旋转组件，用于驱动所述取料机构旋转，使所述取料机构获取的极卷的朝向与目标朝向一致。

进一步地，所述取料提升旋转机构还包括：升降机构，与所述取料机构连接，用于驱动所述取料机构升降；所述升降机构还与所述旋转组件连接，所述旋转组件驱动所述取料机构和所述升降机构同步旋转。

进一步地，所述取料提升旋转机构还包括：导轨组件，包括导轨梁以及与所述导轨梁配合的导轨轮，所述导轨梁设置在所述物料输送线体的上方；机架，所述机架与所述导轨轮连接，所述机架通过所述导轨轮与所述导轨梁滑移配合，所述机架上设置有所述旋转组件；以及控制柜组件，设置在所述机架上，所述控制柜组件与所述物料输送线体、所述视觉检测模块、所述取料机构、所述旋转组件以及所述升降机构电信号连接。

进一步地，所述物料输送线体上沿其输送方向设置有多个托盘组件，每个所述托盘组件包括多个托盘单元，每个所述托盘单元上支撑有一个所述极卷；所述导轨梁的长度方向与每个所述托盘组件的多个托盘单元的排列方向相平行。

进一步地，所述升降机构包括：升降电机，与所述旋转组件连接，且与所述控制柜组件电信号连接；导向固定机构，其上设置有升降导轨，所述导向固定机构与所述旋转组件连接；负载平衡机构，设置在所述导向固定机构上，且与所述升降导轨滑动配合；所述负载平衡机构还与所述取料机构连接；以及牵引件，与所述升降电机和所述负载平衡机构连接；所述升降电机驱动所述牵引件升降或转动，以带动所述负载平衡机构升降。

进一步地，所述升降机构还包括防护罩，所述防护罩包围所述导向固定机构，所述防护罩包括固定罩以及设置在所述固定罩的下方的风琴罩，所述固定罩用于与旋转组件连接，所述风琴罩与所述负载平衡机构连接。

进一步地，所述取料机构包括：两个夹爪，相向活动设置在所述负载平衡机构的下端；取料电机，设置在所述负载平衡机构内，与所述控制柜组件电信号连接，用于驱动两个所述夹爪相靠近或相远离。

进一步地，所述两个夹爪的相向端设置有夹持块，所述夹持块上设置有与所述控制柜组件电信号连接的第一光电传感器。

进一步地，所述负载平衡机构上设置有称重传感器，与所述控制柜组件电信号连接，用于获取所述取料装置获取的极卷的重量。

进一步地，所述负载平衡机构上设置有第二光电传感器，与所述控制柜组件电信号连接，用于获取所述负载平衡机构与其下方的所述极卷的距离。

与现有技术相比，本发明的优点如下：通过视觉检测模块对物料输送线体上的极卷的朝向进行识别，并判断极卷的朝向是否与目标朝向一致，通过取料机构获取物料输送线体上与目标朝向不一致的极卷，并利用旋转组件将该与目标朝向不一致的极卷旋转至与目标朝向一致，相比传统的人工判定极耳朝向以及人工搬运极卷调整其朝向的方式而言，本发明的视觉检测模块判定精度高，避免了人工识别存在的误操作风险，可实现极卷朝向的自动识别和换向，降低了工作强度，也，提高了效率。

附图说明

图1是本发明电池极卷自动换向系统的立体结构示意图。

图2是图1的主视结构示意图。

图3是本发明取料提升旋转机构的立体结构示意图。

图4为图3的取料提升旋转机构的升降机构的局部主视结构示意图。

图5为图3的取料提升旋转机构的取料机构的立体结构示意图。

图6为图5的剖视结构示意图。

图中：1-立柱；2-横梁；3-导轨组件；31-机构行走电机；32-导轨梁；33-导轨轮；4-取料提升旋转机构；41-导电滑环；42-升降导轨；43-升降电机；44-控制柜组件；45-防尘罩；46-升降机构；461-防护罩；462-观察窗；463-链条；464-导向固定机构；465-称重传感器；466-负载平衡机构；467-风琴罩；47-取料机构；471-爪固定块；472-爪导向轮；473-第二光电传感器；474-视觉检测模块；475-夹爪；476-夹持块；477-第一光电传感器；5-极卷；51-左侧的极卷；52-右侧的极卷；6-物料输送线体；7-托盘组件。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的具体实施例，在附图中例示了本发明的例子。尽管将结合具体实施例描述本发明，但将理解，不是想要将本发明限于所述的实施例。相反，想要覆盖由所附权利要求限定的在本发明的精神和范围内包括的变更、修改和等价物。应注意，这里描述的方法步骤都可以由任何功能块或功能布置来实现，且任何功能块或功能布置可被实现为物理实体或逻辑实体、或者两者的组合。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

注意：接下来要介绍的示例仅是一个具体的例子，而不作为限制本发明的实施例必须为如下具体的步骤、数值、条件、数据、顺序等等。本领域技术人员可以通过阅读本说明书来运用本发明的构思来构造本说明书中未提到的更多实施例。

如图1、2所示的电池极卷自动换向系统，包括物料输送线体6以及取料提升旋转机构4。

物料输送线体6用于支撑和输送极卷5。

如图1所示，所述物料输送线体6上沿其输送方向设置有多个托盘组件7，本实施例中，托盘组件7有两个。每个所述托盘组件7包括多个托盘单元，本实施例中，每个托盘组件7包括两个托盘单元，每个所述托盘单元上支撑有一个所述极卷5。物料输送线体6持续输送其上的托盘组件7，当取料提升旋转机构4检测到某个托盘组件7的某个托盘单元上的极卷5的朝向与目标朝向不一致时，物料输送线体6停止输送，取料提升旋转机构4调整该朝向与目标朝向不一致的极卷5，使其朝向与目标朝向一致后，物料输送线体6继续输送。

取料提升旋转机构4包括：视觉检测模块474、取料机构47和旋转组件。

视觉检测模块474用于识别所述物料输送线体6上的所述极卷5的朝向，并判断所述极卷5的朝向是否与目标朝向一致。视觉检测模块474可通过摄像头拍摄极卷5以获取极卷5的实时图像信息，将其与预先存储的与目标朝向一致的极卷5的图像信息进行比对，即可实时的判断检测的极卷5的朝向是否与目标朝向一致。

为了检测方便，本实施例的视觉检测模块474设置在物料输送线体6的上方，物料输送线体6输送极卷5时，极卷5依次经过视觉检测模块474，从而依次对物料输送线体6上的极卷5进行检测。

取料机构47用于获取所述物料输送线体6上与目标朝向不一致的所述极卷5。本实施例中的取料机构47采用夹爪475夹取极卷5的方式，当然，也可以采用其他方式获取物料输送线体6上与目标朝向不一致的极卷5。

旋转组件用于驱动所述取料机构47旋转，使所述取料机构47获取的极卷5的朝向与目标朝向一致。当取料机构47获取到与目标朝向不一致的极卷5后，旋转组件驱动取料机构47转动，将该与目标朝向不一致的极卷5旋转至与目标朝向一致。

取料提升旋转机构4还包括：升降机构46。

升降机构46与所述取料机构47连接，用于驱动所述取料机构47升降；所述升降机构46还与所述旋转组件连接，所述旋转组件驱动所述取料机构47和所述升降机构46同步旋转。

如图2所示，托盘组件7上的两个托盘单元分别设置有一个极卷5，其中，假设左侧的极卷51的朝向与目标朝向不一致，右侧的极卷52的朝向与目标朝向一致。当物料输送线体6输送极卷5时，视觉检测模块474识别出左侧的极卷51的朝向与目标朝向不一致，物料输送线体6停止输送极卷5，升降机构46下降，使取料机构47夹取左侧的极卷51，升降机构46上升，取料机构47将左侧的极卷51脱离其托盘单元，旋转组件驱动取料机构47和所述升降机构46同步旋转，比如，旋转180°，使左侧的极卷51的朝向与目标朝向一致，升降机构46下降，将旋转后的左侧的极卷51下放至其所属的托盘单元上，完成该左侧的极卷51的自动换向，物料输送线体6继续输送极卷5。

由于托盘组件7包括多个托盘单元，视觉检测模块474沿物料输送线体6输送方向依次检测经过视觉检测模块474的托盘组件7，检测每个托盘组件7时，沿托盘单元的排列方向，依次检测该托盘组件7上的多个托盘单元。实现物料输送线体6上极卷5的有序逐一的检测。

结合附图3所示，所述取料提升旋转机构4还包括：导轨组件3、机架、控制柜组件44。

导轨组件3包括导轨梁32以及与所述导轨梁32配合的导轨轮33，所述导轨梁32设置在所述物料输送线体6的上方。结合附图1所示，导轨梁32有两个，平行设置。且导轨梁32的长度方向与物料输送线体6的输送方向垂直。导轨梁32的长度方向与每个所述托盘组件7的多个托盘单元的排列方向相平行。两个导轨梁32的两端分别设置有立架，立架包括横梁2和设置在横梁2的两端的立柱1。导轨梁32设置在横梁2上。横梁2与导轨梁32垂直，导轨梁32上设置有机构行走电机31，机构行走电机31与横梁2配合，用于实现导轨梁32沿横梁2的长度方向的移动。

所述机架与所述导轨轮33连接，所述机架通过所述导轨轮33与所述导轨梁32滑移配合。在导轨轮33的作用下，机架可沿导轨梁32的长度方向移动，从而逐一的对托盘组件7上的多个托盘单元的极卷5进行检测。

所述机架上设置有所述旋转组件。本实施例中，优选旋转组件为导电滑环41，当然，旋转组件也可以是其他转动件。旋转组件的转动轴线竖立设置，垂直于物料输送线体6的水平的上端面。

控制柜组件44设置在所述机架上，控制柜组件44设置在机架的两相对侧端，机架的另外两相对侧端还设置有防尘罩45。

所述控制柜组件44与所述物料输送线体6、所述视觉检测模块474、所述取料机构47、所述旋转组件以及所述升降机构46电信号连接。控制柜组件44包括控制柜柜体以及设置在控制柜柜体内的用于取料提升旋转机构4实现极卷5自动换向的各类电子元器件。

视觉检测模块474判断出极卷5朝向与目标朝向不一致时，向控制柜组件44发出第一指令，控制柜组件44接收第一指令后，控制物料输送线体6暂停。同时控制升降机构46下降，升降机构46下降至所需高度后，反馈第一信号至控制柜组件44，控制柜组件44接收到第一信号后，控制取料机构47夹取极卷5，取料机构47夹取极卷5后，反馈第二信号至控制柜组件44，控制柜组件44接收到第二信号后，控制升降机构46上升，升降机构46上升至所需高度后，反馈第三信号至控制柜组件44，控制柜组件44接收到第三信号后，控制旋转组件旋转相应角度，使极卷5朝向与目标朝向一致后，反馈第四信号至控制柜组件44，控制柜组件44接收到第四信号后，控制升降机构46下降，使极卷5复位，反馈第五信号至控制柜组件44，控制柜组件44接收到第五信号后，控制取料机构47松开极卷5，同时升降机构46上升，物料输送线体6继续输送。

结合附图3、4所示，所述升降机构46包括：升降电机43、导向固定机构464、负载平衡机构466和牵引件。

升降电机43与所述旋转组件连接，且与所述控制柜组件44电信号连接。

导向固定机构464上设置有升降导轨42，所述导向固定机构464与所述旋转组件连接。导向固定机构464和升降导轨42均竖立设置，升降导轨42具有两个，相向设置。

负载平衡机构466设置在所述导向固定机构464上，且与所述升降导轨42滑动配合；所述负载平衡机构466还与所述取料机构47连接。负载平衡机构466至少包括一个具有竖向穿孔的板框。

牵引件与所述升降电机43和所述负载平衡机构466连接；所述升降电机43驱动所述牵引件升降或转动，以带动所述负载平衡机构466升降。

本实施例中，牵引件优选为链条463，当然，牵引件还可以是牵引绳或其他牵引结构。

以本实施例的牵引件为链条463为例，升降电机43与链条463的顶端连接，升降电机43的驱动轴上可连接链轮，链轮与链条463啮合，驱动轴驱动链轮转动，以带动链条463升降，从而带动负载平衡机构466升降。

链条463有两个，对称连接在负载平衡机构466上，并与升降导轨42的配合，使负载平衡机构466平稳的升降。

所述升降机构46还包括防护罩461，所述防护罩461包围所述导向固定机构464，所述防护罩461包括固定罩以及设置在所述固定罩的下方的风琴罩467，所述固定罩用于与旋转组件连接，所述风琴罩467与所述负载平衡机构466连接。负载平衡机构466升降时，风琴罩467相应的收缩或舒张。

固定罩上还可设置观察窗462，以便于观察链条463。

负载平衡机构466上设置有称重传感器465，与所述控制柜组件44电信号连接，用于获取所述取料装置获取的极卷5的重量。取料装置获取极卷5时，负载平衡机构466也受到拉力，该拉力被称重传感器465监测，从而可得到取料装置获取的极卷5的重量，避免取料装置获取的极卷5超重而造成安全隐患。

结合附图5、6所示，所述取料机构47包括：取料电机和两个夹爪475。

两个夹爪475相向活动设置在所述负载平衡机构466的下端。

取料电机设置在所述负载平衡机构466内，与所述控制柜组件44电信号连接，用于驱动两个所述夹爪475相靠近或相远离。

本实施例中，夹爪475的顶端设置有爪固定块471，爪固定块471上设置有爪导向轮472，负载平衡机构466沿其长度方向设置有凹槽，爪导向轮472设置在凹槽中，可沿凹槽长度方向移动。凹槽的长度方向与负载平衡机构466的长度方向平行，也与导轨梁32的长度方向平行。取料电机与爪导向轮472连接，用于驱动爪导向轮472转动，从而实现两个夹爪475相靠近或相远离。

夹爪475夹持极卷5前，两个夹爪475相远离，处于张开状态。需要夹持极卷5时，两个夹爪475相靠近，逐渐收拢。

所述两个夹爪475的相向端设置有夹持块476，所述夹持块476上设置有与所述控制柜组件44电信号连接的第一光电传感器477。夹爪475夹持极卷5时，夹持块476位于空心的极卷5的卷筒的轴向端以内。第一光电传感器477优选为对射光电传感器，用于判断夹爪475是否夹准极卷5。

所述负载平衡机构466上设置有第二光电传感器473，与所述控制柜组件44电信号连接，用于获取所述负载平衡机构466与其下方的所述极卷5的距离。第二光电传感器473优选为光电位置传感器，第二光电传感器473可避免夹爪475下端撞击到极卷5。第二光电传感器473也能避免负载平衡机构466的升降行程超出其允许的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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。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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电池极卷自动换向系统，其特征在于，所述电池极卷自动换向系统包括：

物料输送线体，用于支撑和输送极卷；以及

取料提升旋转机构，所述取料提升旋转机构包括：

视觉检测模块，用于识别所述物料输送线体上的所述极卷的朝向，并判断所述极卷的朝向是否与目标朝向一致；

取料机构，用于获取所述物料输送线体上与目标朝向不一致的所述极卷；

旋转组件，用于驱动所述取料机构旋转，使所述取料机构获取的极卷的朝向与目标朝向一致。

2.如权利要求1所述的电池极卷自动换向系统，其特征在于，所述取料提升旋转机构还包括：

升降机构，与所述取料机构连接，用于驱动所述取料机构升降；所述升降机构还与所述旋转组件连接，所述旋转组件驱动所述取料机构和所述升降机构同步旋转。

3.如权利要求2所述的电池极卷自动换向系统，其特征在于，所述取料提升旋转机构还包括：

导轨组件，包括导轨梁以及与所述导轨梁配合的导轨轮，所述导轨梁设置在所述物料输送线体的上方；

机架，所述机架与所述导轨轮连接，所述机架通过所述导轨轮与所述导轨梁滑移配合，所述机架上设置有所述旋转组件；以及

控制柜组件，设置在所述机架上，所述控制柜组件与所述物料输送线体、所述视觉检测模块、所述取料机构、所述旋转组件以及所述升降机构电信号连接。

4.如权利要求3所述的电池极卷自动换向系统，其特征在于，所述物料输送线体上沿其输送方向设置有多个托盘组件，每个所述托盘组件包括多个托盘单元，每个所述托盘单元上支撑有一个所述极卷；所述导轨梁的长度方向与每个所述托盘组件的多个托盘单元的排列方向相平行。

5.如权利要求3所述的电池极卷自动换向系统，其特征在于，所述升降机构包括：

升降电机，与所述旋转组件连接，且与所述控制柜组件电信号连接；

导向固定机构，其上设置有升降导轨，所述导向固定机构与所述旋转组件连接；

负载平衡机构，设置在所述导向固定机构上，且与所述升降导轨滑动配合；所述负载平衡机构还与所述取料机构连接；以及

牵引件，与所述升降电机和所述负载平衡机构连接；所述升降电机驱动所述牵引件升降或转动，以带动所述负载平衡机构升降。

6.如权利要求5所述的电池极卷自动换向系统，其特征在于，所述升降机构还包括防护罩，所述防护罩包围所述导向固定机构，所述防护罩包括固定罩以及设置在所述固定罩的下方的风琴罩，所述固定罩用于与旋转组件连接，所述风琴罩与所述负载平衡机构连接。

7.如权利要求5所述的电池极卷自动换向系统，其特征在于，所述取料机构包括：

两个夹爪，相向活动设置在所述负载平衡机构的下端；

取料电机，设置在所述负载平衡机构内，与所述控制柜组件电信号连接，用于驱动两个所述夹爪相靠近或相远离。

8.如权利要求7所述的电池极卷自动换向系统，其特征在于，所述两个夹爪的相向端设置有夹持块，所述夹持块上设置有与所述控制柜组件电信号连接的第一光电传感器。

9.如权利要求5所述的电池极卷自动换向系统，其特征在于，所述负载平衡机构上设置有称重传感器，与所述控制柜组件电信号连接，用于获取所述取料装置获取的极卷的重量。

10.如权利要求5所述的电池极卷自动换向系统，其特征在于，所述负载平衡机构上设置有第二光电传感器，与所述控制柜组件电信号连接，用于获取所述负载平衡机构与其下方的所述极卷的距离。

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