CN116053725A - 一种圆柱电池双工位注液机 - Google Patents

Abstract

一种圆柱电池双工位注液机，包括机架、滑动设置在机架上的移动安装板，所述移动安装板上设置有两个注液工位，每个注液工位均设置有一个注液组件，还包括设置在机架的上料组件以及和所述移动安装板相连接的切换组件；所述切换组件能够使得两个所述注液组件切换运动至上料组件位置处。本发明，注液效率更高。

Description

一种圆柱电池双工位注液机

技术领域

本发明涉及一种圆柱电池双工位注液机，属于圆柱电池的注液设备。

背景技术

在圆柱电池制造领域中，注液是圆柱电池生产工序中最为重要的工序之一。

在传统的圆柱锂电池注液机中多为单工位，每次注液后都需要下料组件将电池从注液机上取下，取下过程中浪费大量时间，从而造成注液机注液效率低下。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明提供一种注液效率更高的圆柱电池双工位注液机。

一种圆柱电池双工位注液机，包括机架、滑动设置在机架上的移动安装板，所述移动安装板上设置有两个注液工位，每个注液工位均设置有一个注液组件，还包括设置在机架的上料组件以及和所述移动安装板相连接的切换组件；所述切换组件能够使得两个所述注液组件切换运动至上料组件位置处。

当其中一个注液组件完成注液后，切换组件使另一个处于空置状态的注液组件运动至上料组件处来为电池进行注液，同时使已完成注液的注液组件运动至下料工位处，在下料工位可通过机械手将电池从注液组件上取出。这种圆柱电池双工位注液机，可以一边下料，一边上料，极大提升了整个注液机的注液效率。

优选的，所述切换组件包括具有丝杆螺母的丝杆、和丝杆相连接的切换电机，丝杆螺母和所述移动安装板相连接。

优选的，还包括设置在机架上的输送线，输送线包括两个输送带轮、绕在两个所述输送带轮上的输送带，输送带上等间隔设置有电池限制块。

优选的，输送线的输送路径上设置有位于上料组件前面的电芯检测机构；电芯检测机构包括固定在机架上的电芯检测架、固定在所述电芯检测架上的传感器。

优选的，所述上料组件包括固定连接在所述机架上的主座板，所述主座板的下方固定设置有从座板，所述从座板上设置有转轴一以及升降气缸，转轴一由电机带动，升降气缸的活塞杆连接有支撑块，支撑块上固定连接有轮安装座，所述轮安装座上转动设置有主动带轮以及从动带轮，主动带轮以及从动带轮通过传动带连接，从动带轮连接有向上穿过所述主座板的转轴二， 转轴二连接有机械手，转轴一装配在所述主动带轮上，轮安装座以及主动带轮可沿着转轴一轴向方向移动。

优选的，转轴一的表面设置有轴向延伸的导向键，所述轮安装座以及主动带轮具有与所述导向键配合的导向槽。

优选的，所述转轴一与所述主座板相转动连接。

优选的，注液组件为盘式注液组件，包括转盘、呈圆周布置在所述转盘上的多个电池工装与多个注液机构，每个注液机构对应于一个电池工装，

所述电池工装，包括翻转架、固定在所述翻转架上的电池限位台，翻转架能够使限制在电池限位台上的电池由竖立状态翻转成水平状态，翻转架由翻转动力机构提供翻转动力，翻转架上还固定连接有锁盘，锁盘的外圆周面上设置有锁口；

所述注液机构，包括注液架、水平设置在所述注液架上的注液头，注液架可径向移动地设置在所述转盘上，转盘具有弹簧抵持部，弹簧抵持部与注液架之间设有弹性件，注液架具有抵在锁盘外圆周面上的锁部；

在电池由竖立状态翻转成水平状态时，注液头可配合到电池的注液孔，且锁部与所述锁口相配合锁定。

优选的，所述翻转架的底部连接有轨道爬升部；所述翻转动力机构包括为所述轨道爬升部提供爬升路径的弧形抬升轨道。

优选的，还包括能够断开锁部与锁口间锁定关系的解锁机构；所述解锁机构包括解锁凸轮、和所述注液架相固定连接的与所述解锁凸轮相作用的解锁杆；所述解锁杆沿着所述转盘径向方向布置，且解锁凸轮在转动时能够使得解锁杆向径向内侧移动；所述解锁杆位于所述电池工装的下方。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1：本发明中的双工位注液机，可以一边下料，一边上料，极大提升了整个注液机的注液效率。

2：本发明中的注液组件，通过将电池由竖立状态翻转成水平状态，并由水平设置的注液头进行注液，能够使得：电池单位高度的电芯与电解液相接触的浸润面积更大，浸润效率更高，从而提升了注液效率。

3：本发明，采用弧形抬升轨道，使得将电池由竖立状态翻转成水平状态，无需额外提供动力，使得注液装置的能耗更低。

4：本发明，通过翻转所述翻转架，直接实现电池锁定以及注液头插入电池上注液孔这两道工艺，有利于提升注液效率。

附图说明

图1为双工位注液机的结构示意简图；

图2为两个注液组件的安装示意图；

图3为上料组件的结构示意简图；

图4为轮安装座以及主动带轮的仰视图；

图5为注液组件的结构示意图；

图6为注液组件的剖视图；

图7为图6中A处放大图；

图8为翻转架为竖立状态时电池工装与注液机构的位置关系图；

图9为转盘的结构示意简图。

具体实施方式

下面将结合附图，通过具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例：一种圆柱电池双工位注液机，如图1-4所示，包括机架0、滑动设置在机架0上的移动安装板61，机架0上设置有用于安装所述移动安装板61的两个直线导轨01，所述移动安装板61上设置有两个注液工位，每个注液工位均设置有一个注液组件63，还包括设置在机架0的上料组件64，上料组件64用于将待注液的电池转移至注液组件63上并由注液组件63进行注液，还包括和所述移动安装板61相连接的切换组件62，所述切换组件62能够使得两个所述注液组件63切换运动至上料组件64位置处。当其中一个注液组件63完成注液后，切换组件62使另一个处于空置状态的注液组件63运动至上料组件64处来为电池进行注液，同时使已完成注液的注液组件63运动至下料工位处，在下料工位可通过机械手将电池从注液组件63上取出，机械手在附图中未示意出。这种圆柱电池双工位注液机，可以一边下料，一边上料，极大提升了整个注液机的注液效率。

上述的切换组件62，包括具有丝杆螺母的丝杆621、和丝杆621相连接的切换电机622，丝杆螺母和所述移动安装板61相连接，电机622为控制电机，通过控制电机使得移动安装板61实现移动。

机架0上还设置有输送线65，输送线65将电池自动地送往上料组件64处，输送线65包括两个输送带轮651、绕在两个所述输送带轮651上的输送带652，输送带轮651安装在机架0上，输送带轮651由伺服电机驱动，输送带652上等间隔设置有电池限制块653，电池限制块653具有开口朝上的电池限位口。

输送线65的输送路径上设置有位于上料组件64前面的电芯检测机构66；电芯检测机构66包括固定在机架0上的电芯检测架661、固定在所述电芯检测架661上的传感器662。

当传感器662检测到电池限制块653上存在电池时，上料组件64才会工作。

具体的，上料组件64包括固定连接在所述机架0上的主座板641，所述主座板641的下方固定设置有从座板642，从座板642通过连杆与主座板641相连接，所述从座板642上设置有转轴一643以及升降气缸644，转轴一643由电机带动，升降气缸644的活塞杆连接有支撑块645，支撑块645上固定连接有轮安装座646，所述轮安装座646上转动设置有主动带轮647以及从动带轮648，主动带轮647以及从动带轮648通过传动带649连接，从动带轮648连接有向上穿过所述主座板641的转轴二64-1， 转轴二64-1连接有机械手64-2，转轴一643装配在所述主动带轮647上，轮安装座646以及主动带轮647可沿着转轴一643轴向方向移动，具体地，转轴一643的表面设置有轴向延伸的导向键6431，所述轮安装座646以及主动带轮647具有与所述导向键6431配合的导向槽646-7。

当传感器662检测到电池限制块653上存在电池时，伺服电机停止运动，使得输送线65停止运行，此时，上料组件64中的升降气缸644下降，使得机械手64-2下降，然后，机械手64-2抓住电池，然后，升降气缸644上升，然后，转轴一643转动，将机械手64-2抓住的电池送至注液组件63上方，然后，机械手64-2松开，电池掉落至注液组件63上，然后，转轴一643转动使得机械手64-2回到原位，等待下一次上料。

较佳地，所述转轴一643与所述主座板641相转动连接，使得转轴一643的稳定性更好。

上述的注液组件63为盘式注液组件，如图5-9所示，包括转盘1，转盘1以一竖线为旋转中心轴进行转动，转盘1通过控制电机直接或者间接驱动，转盘1上呈圆周地布置有多个电池工装2与多个注液机构3，每个注液机构3对应于一个电池工装2，为对应电池工装2上的电池进行注液。转盘1每转动一定角度时，将其中一个电池工装2送至上料工位，在上料工位处可通过机械手将电池竖立地装入到电池工装2中。

所述电池工装2，包括翻转架21、固定在所述翻转架21上的电池限位台22，翻转架21具有两个翻转臂211，两个翻转臂211通过两个翻转轴212安装在位于转盘1上的两个铰接座11上，每个电池工装2的翻转架21均安装在两个铰接座11上，电池限位台22上设置有限位口，限位口应与电池外壳相匹配，需要指出的是，处于下料工位与上料工位之间的电池工装2，其电池限位台22上的限位口为竖立状态，当其中的一个电池工装2转动至上料工位时，将电池竖立地装入到限位口中，然后，可以通过翻转架21的翻转使得限制在电池限位台22上的电池由竖立状态翻转成水平状态，翻转架21由翻转动力机构4提供翻转动力，翻转架21上还固定连接有锁盘23，锁盘23和所述翻转架21同轴心，锁盘23数量为两个，每个锁盘23的外圆周面上设置有锁口24，当电池由竖立状态翻转成水平状态时，锁口24变为水平朝向。

所述注液机构3，包括注液架31、水平设置在所述注液架31上的注液头32，注液架31可径向移动地设置在所述转盘1上，为实现可径向移动，注液架31与所述转盘1通过滑轨结构35连接，所述滑轨结构35包括滑块351以及和所述滑块351配合的滑轨352，滑块351固定在转盘1上，滑轨352和注液架31固定连接，转盘1具有弹簧抵持部12，弹簧抵持部12与注液架31之间设有弹性件33，弹性件33采用常见的弹簧，弹簧处于压缩状态，弹簧抵持部12为环状结构，供环状设置的多个注液机构3中的弹簧进行抵持，注液架31具有两个锁臂，每个锁臂的端部具有锁部34，在弹性件33的作用下，锁部34抵在锁盘23外圆周面上。当翻转架21翻转后使得电池由竖立状态翻转成水平状态时，弹性件33的弹力使得注液架31径向移动，一方面，使得锁部34插入到水平朝向的锁口24中，即与锁口24相配合锁定，另一方面，使得注液头32插入到电池轴向端部上预留的注液孔中，即与电池的注液孔相配合，该翻转动作，直接实现电池锁定以及注液头32插入电池上注液孔这两道工艺，有利于提升注液效率。

该圆柱电池圆盘式注液装置，通过将电池由竖立状态翻转成水平状态，并由水平设置的注液头32进行注液，能够使得：电池单位高度的电芯与电解液相接触的浸润面积更大，浸润效率更高，从而提升了注液效率。

当注液完成后，已经注完液的电池工装2通过转盘1转动离开上料工位，与此同时，而新的一个处于空位状态的电池工装2转动至上料工位，进行下一次注液。

注完液的电池需要从电池工装2中取出，一般在下料工位通过机械手取出，取出的前提是要断开锁部34与锁口24间的锁定关系，为此，在下料工位设置解锁机构5，通过解锁机构5使得锁部34与锁口24间的锁定关系断开，装有电池的电池工装2在重力作用下，自动翻转至竖立状态，使得电池也处于竖立状态，这种状态下的电池便于取出。

本实施例，翻转动力机构4采用弧形抬升轨道，弧形抬升轨道由支撑架进行支撑，翻转架21的底部连接有轨道爬升部25，轨道爬升部25优选采用滚轮，降低爬升过程中的摩擦，当翻转架21随转盘1转动过程中，轨道爬升部25进入到弧形抬升轨道上，并在弧形抬升轨道运动，最终将电池工装2上的电池由竖立状态翻转成水平状态，弧形抬升轨道为所述轨道爬升部25提供爬升路径。这种翻转动力机构4，无需额外提供动力，使得注液装置的能耗更低。

对于解锁机构5，可以采用竖向下压机构，竖向下压机构对翻转架21径向外侧部位进行下压，使得电池由水平状态变为竖立状态。竖向下压机构可以采用但不限定于气缸，竖向下压机构在附图中未示意出。本实施例，所述解锁机构5包括解锁凸轮51、和所述注液架31相固定连接的解锁杆52，解锁凸轮51设置在转盘1径向外侧，以一竖线为回转中心轴转动，所述解锁杆52沿着所述转盘1径向方向布置，当注完液的电池随电池工装2转至下料工位后，解锁杆52作用到解锁凸轮51，具体地，解锁杆52的端部压在解锁凸轮51的弧面上，此时，解锁凸轮51转动，解锁凸轮51在转动时能够使得解锁杆52向径向内侧移动，从而使得注液架31向径向内侧移动，这样，注液头32退出电池上的注液孔，同时，锁部34退出锁口24，装有电池的电池工装2在重力作用下，自动翻转至竖立状态，使得电池也处于竖立状态。解锁凸轮51可以外接到一外接电机，由外接电机驱动解锁凸轮51转动，外接电机在附图中未示意出。

上述的解锁杆52位于所述电池工装2的下方，不影响在上料工位进行装料。弧形抬升轨道位于解锁杆52的上方，弧形抬升轨道不影响解锁杆52随转盘1一起回转。

上述的注液机构3中的注液头32，配置有注液管36，注液管36可以随注液架31一起径向运动，弹簧抵持部12上径向开设有用于安装所述注液管36的滑槽13，注液管36外接管线，由注液管36向注液头32中送液，采用弹簧的弹性件33套在注液管36上。

上面所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (10)

1.一种圆柱电池双工位注液机，其特征在于，包括机架（0）、滑动设置在机架（0）上的移动安装板（61），所述移动安装板（61）上设置有两个注液工位，每个注液工位均设置有一个注液组件（63），还包括设置在机架（0）的上料组件（64）以及和所述移动安装板（61）相连接的切换组件（62）；所述切换组件（62）能够使得两个所述注液组件（63）切换运动至上料组件（64）位置处。

2.根据权利要求1所述的一种圆柱电池双工位注液机，其特征在于，所述切换组件（62）包括具有丝杆螺母的丝杆（621）、和丝杆（621）相连接的切换电机（622），丝杆螺母和所述移动安装板（61）相连接。

3.根据权利要求1所述的一种圆柱电池双工位注液机，其特征在于，还包括设置在机架（0）上的输送线（65），输送线（65）包括两个输送带轮（651）、绕在两个所述输送带轮（651）上的输送带（652），输送带（652）上等间隔设置有电池限制块（653）。

4.根据权利要求3所述的一种圆柱电池双工位注液机，其特征在于，输送线（65）的输送路径上设置有位于上料组件（64）前面的电芯检测机构（66）；电芯检测机构（66）包括固定在机架（0）上的电芯检测架（661）、固定在所述电芯检测架（661）上的传感器（662）。

5.根据权利要求4所述的一种圆柱电池双工位注液机，其特征在于，所述上料组件（64）包括固定连接在所述机架（0）上的主座板（641），所述主座板（641）的下方固定设置有从座板（642），所述从座板（642）上设置有转轴一（643）以及升降气缸（644），转轴一（643）由电机带动，升降气缸（644）的活塞杆连接有支撑块（645），支撑块（645）上固定连接有轮安装座（646），所述轮安装座（646）上转动设置有主动带轮（647）以及从动带轮（648），主动带轮（647）以及从动带轮（648）通过传动带（649）连接，从动带轮（648）连接有向上穿过所述主座板（641）的转轴二（64-1）， 转轴二（64-1）连接有机械手（64-2），转轴一（643）装配在所述主动带轮（647）上，轮安装座（646）以及主动带轮（647）可沿着转轴一（643）轴向方向移动。

6.根据权利要求5所述的一种圆柱电池双工位注液机，其特征在于，转轴一（643）的表面设置有轴向延伸的导向键（6431），所述轮安装座（646）以及主动带轮（647）具有与所述导向键（6431）配合的导向槽（646-7）。

7.根据权利要求5所述的一种圆柱电池双工位注液机，其特征在于，所述转轴一（643）与所述主座板（641）相转动连接。

8.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种圆柱电池双工位注液机，其特征在于，注液组件（63）为盘式注液组件，包括转盘（1）、呈圆周布置在所述转盘（1）上的多个电池工装（2）与多个注液机构（3），每个注液机构（3）对应于一个电池工装（2）；

所述电池工装（2），包括翻转架（21）、固定在所述翻转架（21）上的电池限位台（22），翻转架（21）能够使限制在电池限位台（22）上的电池由竖立状态翻转成水平状态，翻转架（21）由翻转动力机构（4）提供翻转动力，翻转架（21）上还固定连接有锁盘（23），锁盘（23）的外圆周面上设置有锁口（24）；

所述注液机构（3），包括注液架（31）、水平设置在所述注液架（31）上的注液头（32），注液架（31）可径向移动地设置在所述转盘（1）上，转盘（1）具有弹簧抵持部（12），弹簧抵持部（12）与注液架（31）之间设有弹性件（33），注液架（31）具有抵在锁盘（23）外圆周面上的锁部（34）；

在电池由竖立状态翻转成水平状态时，注液头（32）可配合到电池的注液孔，且锁部（34）与所述锁口（24）相配合锁定。

9.根据权利要求8所述的一种圆柱电池双工位注液机，其特征在于，所述翻转架（21）的底部连接有轨道爬升部（25）；所述翻转动力机构（4）包括为所述轨道爬升部（25）提供爬升路径的弧形抬升轨道。

10.根据权利要求8所述的一种圆柱电池双工位注液机，其特征在于，还包括能够断开锁部（34）与锁口（24）间锁定关系的解锁机构（5）；所述解锁机构（5）包括解锁凸轮（51）、和所述注液架（31）相固定连接的与所述解锁凸轮（51）相作用的解锁杆（52），所述解锁杆（52）沿着所述转盘（1）径向方向布置，且解锁凸轮（51）在转动时能够使得解锁杆（52）向径向内侧移动；所述解锁杆（52）位于所述电池工装（2）的下方。

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