CN116779935B - 电芯入壳装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及自动化技术领域，旨在解决一些已知的电芯和壳体装配良率差、安全性不好的技术问题，提供电芯入壳装置及方法。其中，电芯入壳装置包括导向机构、壳体驱动机构、壳体定位机构、壳体限位机构、电芯驱动机构和膜材抚平机构。导向机构包括导向块，导向块限定导向孔，导向孔外扩设置，并设有定位台阶。壳体驱动机构用于驱动敞开端抵靠于定位台阶。壳体限位机构用于与定位台阶共同限制壳体在X轴方向的自由度。电芯驱动机构用于推动电芯从第一表面进入导向孔。膜材抚平机构用于抵接于分离端，并使分离端贴合于电芯的表面，以使进入导向孔的电芯与分离端保持贴合。本申请的有益效果是提高电芯与壳体的装配良率和产品安全性。

Description

电芯入壳装置及方法

技术领域

本申请涉及自动化设备技术领域，具体而言，涉及电芯入壳装置及方法。

背景技术

一些已知的电芯与壳体装配过程中，电芯容易与壳体产生剐蹭，并使电芯上的保护膜破损，部分装置虽然通过定位组件对电芯和壳体进行定位，然而其对前段工序的要求较高，难以规避电芯的安全风险，并且为了避免安全风险，还会通过扩大电芯与壳体之间的间隙的手段进行，使得成品安全性较差。

发明内容

本申请提供电芯入壳装置及方法，以解决一些已知的电芯和壳体装配良率差、安全性不好的技术问题。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请提供一种电芯入壳装置，用于将包覆有膜材的电芯装入壳体内，所述膜材包括固定于所述电芯表面的固定端和与所述电芯的表面分离的分离端，所述壳体具有相对设置的封闭端和敞开端，所述电芯入壳装置包括导向机构、壳体驱动机构、壳体定位机构、壳体限位机构、电芯驱动机构和膜材抚平机构。导向机构包括导向块，所述导向块具有沿X轴方向相对设置的第一表面和第二表面，所述导向块限定沿X轴方向贯穿的导向孔，所述导向孔外扩延伸至所述第一表面，所述导向孔与所述第二表面的连接处设有定位台阶；所述导向块包括沿Z轴方向可相对活动地设置的第一部分和第二部分，所述第一部分朝向所述第二部分的一侧设有第一导向槽，所述第二部分朝向所述第一部分的一侧设有第二导向槽，所述第一部分能够靠近并抵靠所述第二部分，以使所述第一导向槽和所述第二导向槽围成所述导向孔；壳体驱动机构设于所述导向机构的所述第一表面沿X轴方向的一侧，所述壳体驱动机构包括壳体驱动件和壳体吸盘，所述壳体驱动件连接所述壳体吸盘，所述壳体吸盘用于吸附所述封闭端，所述壳体驱动件用于驱动所述壳体吸盘带动所述壳体沿X轴方向朝向所述导向块运动，直至所述敞开端抵靠于所述定位台阶；壳体定位机构设于所述导向机构的所述第一表面沿X轴方向的一侧，用于引导所述壳体沿X轴方向运动。壳体限位机构用于在所述壳体驱动机构推动所述壳体的敞开端抵靠所述定位台阶后，与所述定位台阶共同限制所述壳体在X轴方向的自由度。电芯驱动机构设于所述导向机构的所述第二表面沿X轴方向的一侧，包括电芯驱动件、推块和压力传感器，所述压力传感器连接于所述电芯驱动件和所述推块之间，所述电芯驱动件用于驱动所述推块抵顶于所述电芯，并推动所述电芯从所述第一表面进入所述导向孔。膜材抚平机构设于所述导向机构的所述第二表面沿X轴方向的一侧，并位于所述导向机构与电芯驱动机构之间，所述膜材抚平机构用于抵接于所述分离端，并使所述分离端贴合于所述电芯的表面，以使进入所述导向孔的所述电芯与所述分离端保持贴合。

本申请提供的电芯入壳装置，通过壳体限位机构和壳体驱动机构等配合，保证对壳体的固定定位作用，从而无须长期通过壳体外扩吸盘使壳体保持张开，降低了对壳体的损伤。通过膜材抚平机构抚平膜材的分离端，使进入壳体内的电芯的分离端不会与壳体产生刮伤，并且在后续固定端进入壳体时，膜材抚平机构远离电芯，使固定端也不会受到膜材抚平机构的压损，从而提高对膜材的保护作用。在分离端进入壳体后，第一部分和第二部分互相远离，两个壳体外扩吸盘停止张开壳体，使电芯的后续动作不会受到导向机构和壳体外扩吸盘的影响，保证了电芯的装入可靠性。由于膜材可以保持可靠地贴附在电芯表面，电芯也可以与壳体进行精准定位装配，使电芯与壳体之间的间隙也可以做到较小，大幅提高装配的产品的安全性。

在一种可能的实施方式中：

所述电芯包括沿Z轴方向间隔设置的两个第一侧面和沿Y轴方向间隔设置的两个第二侧面，两个所述第一侧面和两个所述第二侧面依次首尾连接；所述膜材抚平机构包括两个短边抚平辊和一个长边抚平辊，两个所述短边抚平辊沿Y轴方向设于所述电芯驱动机构的两侧，并分别用于抚平两个所述第二侧面上的所述膜材，两个所述短边抚平辊能够沿Y轴方向相互靠近或远离；所述电芯入壳装置还包括电芯陶瓷导向条，所述电芯陶瓷导向条沿X轴方向延伸，并用于支撑所述电芯，所述电芯陶瓷导向条与所述长边抚平辊沿Z轴方向间隔设置，所述电芯陶瓷导向条用于支撑于一个所述第一侧面上的所述膜材，所述长边抚平辊用于抚平另一个所述第一侧面上的所述膜材，所述长边抚平辊能够沿Z轴方向靠近或远离所述电芯陶瓷导向条。

在一种可能的实施方式中：

所述电芯入壳装置还包括电芯承载台，所述电芯陶瓷导向条设于所述电芯承载台的上表面；所述电芯入壳装置还包括两个电芯定位驱动件和两个电芯定位块，两个所述电芯定位驱动件沿第三方间隔设于所述电芯承载台的下表面，两个所述电芯定位块分别与两个所述电芯驱动件连接，两个所述电芯定位块沿Y轴方向间隔设于所述电芯承载台的两侧，两个所述电芯驱动件分别用于驱动两个所述电芯定位块靠近以导正承载于所述电芯陶瓷导向条上的所述电芯。

在一种可能的实施方式中：

所述定位台阶的台阶宽度尺寸不小于所述壳体的壁厚尺寸。

在一种可能的实施方式中：

所述电芯入壳装置还包括壳体承载台，用于承载所述壳体；

所述壳体定位机构包括：两个横向定位驱动件，两个所述横向定位驱动件沿Y轴方向间隔设于所述壳体承载台的下表面；两个第一定位块，两个所述第一定位块分别传动连接于两个所述横向定位驱动件，并能够在两个所述横向定位驱动件的带动下互相靠近以在Y轴方向上定位所述壳体；两个竖向定位驱动件，两个所述竖向定位驱动件分别设于两个所述第一定位块互相背离的两侧；两个第二定位块，两个第二定位块分别传动连接于两个所述竖向定位驱动件，并能够在两个所述竖向定位驱动件的带动下在Z轴方向上定位所述壳体于所述壳体承载台。

在一种可能的实施方式中：

所述壳体驱动件包括一级壳体驱动部和二级壳体驱动部，所述二级壳体驱动部传动连接于所述一级壳体驱动部，所述二级壳体驱动部与所述壳体吸盘连接，所述二级壳体驱动部用于带动所述壳体吸盘运动并吸附所述封闭端，所述一级壳体驱动部用于带动所述壳体沿X轴方向运动并靠近所述导向机构；所述电芯驱动件和所述一级壳体驱动部还用于同步带动进入所述壳体的所述电芯和所述壳体沿X轴方向同步运动。

在一种可能的实施方式中：

所述导向机构还包括沿Z轴方向间隔设置的第一安装板和第二安装板，所述第一安装板和所述第二安装板相对设置的表面分别设有沿Z轴方向延伸的导向导轨；所述第一部分限定第一台阶，所述第二部分限定第二台阶，所述第一部分的相对设置的两个侧壁分别滑动配合于两个所述导向导轨，所述第二部分的相对设置的两个侧壁分别滑动配合于两个所述导向导轨，以使所述第一台阶能够在所述第一部分抵靠于所述第二部分时与所述第二台阶对齐并围成所述定位台阶。

在一种可能的实施方式中：

所述膜材抚平机构还包括三个抚平辊驱动件，所述长边抚平辊和两个所述短边抚平辊分别通过弹性件传动连接于三个所述抚平辊驱动件。

在一种可能的实施方式中：

所述电芯驱动件设有连接块，所述连接块设有沿X轴方向贯穿的配合孔，所述压力传感器连接于所述连接块和所述推块之间；所述推块与所述连接块沿X轴方向间隔设置，所述推块朝向所述配合孔的表面凸设有配合柱，所述配合柱沿X轴方向延伸并配合于所述配合孔内。

第二方面，本申请提供一种电芯入壳方法，基于前述的电芯入壳装置，所述电芯入壳方法包括：

所述壳体驱动机构的所述壳体吸盘吸附所述壳体的封闭端，所述壳体限位机构限制所述壳体在X轴方向以外的其他方向的自由度，所述壳体驱动件推动所述壳体沿X轴方向朝向所述导向块运动，直至所述壳体的敞开端保持抵靠于所述定位台阶；

所述电芯驱动机构推动所述电芯朝向所述导向机构运动，所述膜材抚平机构抚平所述膜材的分离端，所述电芯驱动机构推动所述电芯朝向所述导向机构运动直至所述膜材抚平机构抵接于所述固定端，所述膜材抚平机构远离所述电芯，所述电芯驱动机构继续推动所述电芯进入所述导向机构的导向块的导向孔内直至所述分离端完全伸入所述壳体的内部；

所述第一部分和所述第二部分互相远离，所述电芯驱动机构继续推动所述电芯在所述壳体内运动，直至所述电芯与所述壳体的封闭端的距离为预设距离；

壳体驱动机构带动所述壳体沿X轴方向运动，电芯驱动机构带动所述电芯沿X轴方向与所述壳体同步运动，直至所述壳体和所述电芯进入下料位置。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请一实施例的电芯入壳装置的结构示意图；

图2为本申请一实施例的电芯入壳装置的侧视图；

图3为本申请一实施例的电芯和膜材的结构示意图；

图4为本申请一实施例的导向块的结构示意图；

图5为本申请一实施例的导向块的分解结构示意图；

图6为本申请一实施例的第一部分的剖视图；

图7为本申请一实施例的第二部分的俯视图；

图8为本申请一实施例的导向块与壳体配合的剖视图；

图9为本申请一实施例的导向机构的结构示意图；

图10为本申请一实施例的壳体与导向块的配合结构示意图；

图11为本申请一实施例的电芯驱动机构、膜材抚平机构和导向机构的结构示意图；

图12为本申请一实施例的膜材抚平机构的结构示意图；

图13为本申请一实施例的电芯驱动机构的分解结构示意图；

图14为本申请一实施例的壳体驱动机构和壳体定位机构的结构示意图；

图15为本申请一实施例的壳体驱动机构和壳体定位机构另一角度的结构示意图；

图16为本申请一实施例的电芯入壳装置的后视图。

主要元件符号说明：

电芯入壳装置100；导向机构10；导向块11；第一表面12；第二表面13；导向孔14；定位台阶15；第一部分16；第一导向槽161；第一台阶162；第二部分17；第二导向槽171；第二台阶172；第一安装板181；第二安装板182；导向导轨183；导向滑块184；导向驱动件19；壳体驱动机构20；壳体驱动件21；一级壳体驱动部211；二级壳体驱动部212；壳体吸盘22；壳体导向组件23；壳体定位机构30；横向定位驱动件31；第一定位块32；竖向定位驱动件33；第二定位块34；壳体定位滑轨35；壳体定位滑块36；壳体限位机构40；壳体定位基块41；膜材抚平机构50；短边抚平辊51；长边抚平辊52；抚平辊驱动件53；安装块54；安装U槽541；电芯驱动机构60；电芯驱动件61；电芯直线模组611；电芯导轨612；电芯滑块613；推块62；推动凸起621；压力传感器63；连接块64；配合孔641；配合柱65；电芯定位机构70；电芯定位驱动件71；电芯定位块72；水平定位块721；竖直定位块722；电芯陶瓷导向条801；电芯承载台802；壳体承载台803；壳体外扩吸盘804；壳体外扩驱动件805；限位器806；壳体陶瓷导向条807；电芯901；第一侧面9011；第二侧面9012；膜材902；固定端903；分离端904；壳体905；封闭端906；敞开端907；来料检测传感器908；转接板909；支撑板910；腰型孔911。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设置于”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“或／及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

实施例

参见图1至图3，本实施例提供一种电芯入壳装置100，用于将包覆有膜材902的电芯901装入壳体905内。

壳体905具有相对设置的封闭端906和敞开端907，膜材902包括固定于电芯901表面的固定端903和与电芯901的表面分离的分离端904，电芯901从壳体905的敞开端907装入壳体905，且膜材902的分离端904靠近壳体905的敞开端907。

电芯入壳装置100包括基板、导向机构10、壳体驱动机构20、壳体定位机构30、壳体限位机构40、电芯驱动机构60、膜材抚平机构50、电芯定位机构70、壳体外扩吸盘804和壳体外扩驱动件805。导向机构10、壳体驱动机构20、壳体定位机构30、壳体限位机构40、电芯驱动机构60、膜材抚平机构50、电芯定位机构70、壳体外扩吸盘804和壳体外扩驱动件805均设于基板。壳体驱动机构20、壳体定位机构30、壳体限位机构40、壳体外扩吸盘804和壳体外扩驱动件805设于导向机构10沿X轴方向的一侧，膜材抚平机构50、电芯驱动机构60和电芯定位机构70设于导向机构10沿X轴方向的另一侧。

参见图4和图5，导向机构10包括导向块11，导向块11具有沿X轴方向相对设置的第一表面12和第二表面13，导向块11限定沿X轴方向贯穿的导向孔14，参见图6和图7，导向孔14外扩延伸至第一表面12，导向孔14与第二表面13的连接处设有定位台阶15；导向块11包括沿Z轴方向可相对活动地设置的第一部分16和第二部分17，第一部分16朝向第二部分17的一侧设有第一导向槽161，第二部分17朝向第一部分16的一侧设有第二导向槽171，第一部分16能够靠近并抵靠第二部分17，以使第一导向槽161和第二导向槽171围成导向孔14。壳体驱动机构20包括壳体驱动件21和壳体吸盘22，壳体驱动件21连接壳体吸盘22，壳体吸盘22用于吸附封闭端906，壳体驱动件21用于驱动壳体吸盘22带动壳体905沿X轴方向朝向导向块11运动，直至敞开端907抵靠于定位台阶15。壳体定位机构30用于引导壳体905沿X轴方向运动。壳体限位机构40用于在壳体驱动机构20推动壳体905的敞开端907抵靠定位台阶15后，与定位台阶15共同限制壳体905在X轴方向的自由度。电芯驱动机构60包括电芯驱动件61、推块62和压力传感器63，压力传感器63连接于电芯驱动件61和推块62之间，电芯驱动件61用于驱动推块62抵顶于电芯901，并推动电芯901从第一表面12进入导向孔14。膜材抚平机构50设于导向机构10的第二表面13沿X轴方向的一侧，并位于导向机构10与电芯驱动机构60之间，膜材抚平机构50用于抵接于分离端904，并使分离端904贴合于电芯901的表面，使进入导向孔14的电芯901与分离端904保持贴合。

本实施例的电芯入壳装置100工作时，导向块11的第一部分16和第二部分17互相抵靠，使第一导向槽161和第二导向槽171围成导向孔14。

壳体905放置于壳体驱动机构20处，壳体吸盘22吸附壳体905的封闭端906，壳体驱动件21能够带动壳体吸盘22运动，进而带动壳体905运动。壳体驱动件21首先带动壳体905抵靠于壳体限位机构40，以对壳体905进行初步定位；壳体定位机构30动作并对壳体905定位，壳体驱动件21与壳体定位机构30配合，使壳体905仅能沿X轴方向运动，进而使壳体905能够准确地抵靠于导向块11的定位台阶15处（配合参见图8）；壳体驱动件21继续带动壳体905运动，以使壳体905在壳体限位机构40与定位台阶15处被限制于X轴方向上的自由度，同时，壳体定位机构30又对壳体905在X轴以外方向的运动的自由度起到限制作用，从而使壳体905保持在固定状态，大幅降低了电芯901进入壳体905时与壳体905之间刮碰，并带动壳体905产生位移，再进而引起严重刮伤的可能性，提高了对电芯901在壳体905内装配的可靠性。

电芯901放置于电芯驱动机构60处，并且电芯901的与固定端903对应的端部抵靠于推块62，电芯驱动件61驱动推块62沿X轴方向靠近导向块11的大孔端，以带动电芯901沿X轴方向从导向块11的大孔端进入导向孔14内，再通过导向孔14进入壳体905内，完成电芯901在壳体905的装配。电芯901在运动过程中受到的阻力能够传导至压力传感器63，使压力传感器63检测到电芯901受到的实时阻力，如电芯901尺寸大于导向块11的小口端的尺寸，则电芯901会受到导向块11的限位作用，进而形成运动阻力，或者电芯901在进入壳体905的过程中出现膜材902刮伤的问题时，也会形成一定阻力，又或者，电芯901进入壳体905的过程中其与壳体905没有准确定位，也会产生阻力，压力传感器63检测到阻力大于预设值后，即可判定电芯901尺寸过大，以控制电芯驱动件61停止运行。由此，通过压力传感器63的设置，可以检测电芯901与壳体905在装配过程产生的问题，并在生产中途急停，大幅提高顺利完成组装后的电芯901与壳体905形成的产品的良率，降低产品报废率，保证产品品质。外扩的导向孔14不仅可以对电芯901的推动起到导向作用，还能确保进入敞开端907的电芯901能够准确与壳体905配合，如在运行中途出现偏移，电芯901将触碰到导向孔14的孔壁，进而配合压力传感器63的检测，起到提示作用，以便人工进行调整。

在电芯901进入导向孔14内之前，膜材抚平机构50可将分离端904抚平，使其保持贴合于电芯901的表面，从而避免膜材902的分离端904起翘并从壳体905的敞开端907进入壳体905内部时被刮伤，甚至导致电芯901无法顺利进入壳体905的问题，对膜材902起到了较好的保护效果。另外，由于本实施例中膜材902的分离端904可以较好地保持贴合于电芯901上，从而无须在电芯901与壳体905之间预留过大的间隙，也可以保证电芯901完好无损地装入壳体905内，相对一些已知的电芯901与壳体905过大的间隙而言，本实施例的电芯901与壳体905的间隙较小，可以进一步提高组装生产得到的产品的安全性。

在电芯901装入壳体905后，壳体驱动机构20和电芯驱动机构60同步运动，以带动装配好的产品进入下料位置，便于产品的下料，进而完成下一工序。

参见图9，本实施例中，导向机构10还包括沿Z轴方向间隔设置的第一安装板181和第二安装板182，第一安装板181和第二安装板182相对设置的表面分别设有沿Z轴方向延伸的导向导轨183；第一部分16限定第一台阶162，第二部分17限定第二台阶172，第一部分16的相对设置的两个侧壁分别滑动配合于两个导向导轨183，第二部分17的相对设置的两个侧壁分别滑动配合于两个导向导轨183，以使第一台阶162能够在第一部分16抵靠于第二部分17时与第二台阶172对齐并围成定位台阶15。第一部分16的两侧分别设有导向滑块184，第二部分17的两侧分别设有导向滑块184。两个导向导轨183可以对第一部分16和第二部分17在Z轴方向的运动起到导向作用，并对第一部分16和第二部分17在X轴方向起到限位作用，使第一部分16和第二部分17靠近时，第一台阶162和第二台阶172在X轴方向可以对齐，而不会出现错位，从而使敞开端907各处均可以抵靠于定位台阶15，保证了对壳体905的定位可靠性。

在电芯驱动机构60推动电芯901进入壳体905，并且电芯901上的分离端904完全进入壳体905后，第一部分16和第二部分17可互相分离，以降低导向块11对电芯901上膜材902的损坏可能性。

本实施例中，参见图9，导向机构10还包括两个导向驱动件19，第一部分16和第二部分17分别传动连接于一个导向驱动件19，两个导向驱动件19分别驱动第一部分16和第二部分17运动，以使第一部分16和第二部分17靠近或远离。

本实施例中，参见图9，第一安装板181和第二安装板182上还设有限位器806，限位器806可以起到止挡作用，以降低导向驱动件19异常导致第一部分16和第二部分17碰坏的可能性。

本实施例中，参见图9，电芯入壳装置100还包括壳体外扩吸盘804和壳体外扩驱动件805。壳体外扩驱动件805设有两个，并设于导向机构10处，两个壳体外扩驱动件805沿Z轴方向间隔设置。壳体外扩吸盘804分别传动连接于两个壳体外扩驱动件805。壳体905在壳体定位机构30和壳体限位机构40的限位下保持固定后，两个壳体外扩驱动件805可驱动两个壳体外扩吸盘804互相靠近，以吸附壳体905的相对设置的两侧，此后两个壳体外扩驱动件805再驱动两个壳体外扩吸盘804互相远离，以使壳体905的相对设置的两壁体略微张开，提高了敞开端907的敞开面积，进一步降低电芯901装入壳体905时受损的可能性，降低膜材902被刮伤的可能性，保证了电芯901与壳体905装配形成的产品的安全性。

本实施例中，参见图10，定位台阶15的台阶宽度尺寸不小于壳体905的壁厚尺寸。当壳体外扩吸盘804张开壳体905的沿Z轴方向的两壁体时，壳体905沿Y轴方向的两壁体存在内凹的可能性，本实施例中，壳体905的壁厚尺寸小于定位台阶15的台阶宽度尺寸，可以大幅降低壳体905的壁体内凹至定位台阶15内侧的可能性，从而大幅降低膜材902电芯901在装入敞开端907的过程中刮伤的可能性，提高对膜材902的保护作用。另外，壳体905沿Z轴方向的一个壁体抵靠于下方的定位台阶15时，壳体905沿Z轴方向的另一个壁体并未进入导向孔14内，从而也可以大幅降低膜材902电芯901在装入敞开端907的过程中刮伤的可能性，提高对膜材902的保护作用。

参见图11和图12，本实施例中，电芯901包括沿Z轴方向间隔设置的两个第一侧面9011和沿Y轴方向间隔设置的两个第二侧面9012，两个第一侧面9011和两个第二侧面9012依次首尾连接。膜材抚平机构50包括两个短边抚平辊51和一个长边抚平辊52，两个短边抚平辊51沿Y轴方向设于电芯驱动机构60的两侧，并分别用于抚平两个第二侧面9012上的膜材902，两个短边抚平辊51能够沿Y轴方向相互靠近或远离；电芯入壳装置100还包括电芯陶瓷导向条801，电芯陶瓷导向条801沿X轴方向延伸，并用于支撑电芯901，电芯陶瓷导向条801与长边抚平辊52沿Z轴方向间隔设置，电芯陶瓷导向条801用于支撑于一个第一侧面9011上的膜材902，长边抚平辊52用于抚平另一个第一侧面9011上的膜材902，长边抚平辊52能够沿Z轴方向靠近或远离电芯陶瓷导向条801。

两个短边抚平辊51不仅可以对两个第二侧面9012处的分离端904起到抚平作用，使其保持贴合电芯901，还能够对电芯901在Y轴方向上进行位置校正和限位作用，以使电芯901可以在运动过程中准确地对准壳体905的敞开端907。长边抚平辊52可以对一个第二侧面9012处的分离端904起到抚平作用，并且，长边抚平辊52能够将电芯901在Z轴方向上限位于电芯陶瓷导向条801上，从而对电芯901在Z轴方向起到位置校正和限位作用。如此，电芯仅能在X轴方向受到电芯驱动件61的带动，较好地保证了推动电芯901运动的准确性和可靠性。

本实施例中，参见图12，电芯陶瓷导向条801设有两个，两个电芯陶瓷导向条801沿Y轴方向间隔设置，以对电芯901起到较为可靠的支撑作用。

本实施例中，参见图12，膜材抚平机构50还包括抚平辊驱动件53，长边抚平辊52和两个短边抚平辊51分别通过弹性件传动连接于三个抚平辊驱动件53。抚平辊驱动件53可以驱动短边抚平辊51或长边抚平辊52靠近或远离电芯901。在电芯驱动件61驱动电芯901相对膜材抚平机构50运动，并且分离端904在膜材抚平机构50的作用下贴合于电芯901，长边抚平辊52和短边抚平辊51对应于固定端903后，抚平辊驱动件53可分别驱动长边抚平辊52和两个短边抚平辊51远离电芯901，以避免其对电芯901的运动形成阻力，从而使电芯901可以快速可靠地装入壳体905内，保证了装配效率。

另外，抚平辊驱动件53驱动短边抚平辊51或长边抚平辊52抵靠于分离端904时，弹性件可以起到缓冲作用，以避免抚平辊驱动件53行程过大并导致短边抚平辊51或长边抚平辊52损坏电芯901或膜材902，从而提高对电芯901和膜材902的保护效果。抚平辊驱动件53可设为气缸或电动推杆。

本实施例中，参见图12，膜材抚平机构50还包括安装块54，安装块54连接于抚平辊驱动件53，安装块54的两端分别设有安装U槽541，长边抚平辊52或短边抚平辊51的两端分别配合于安装U槽541内，并通过锁紧结构与安装块54连接，安装U槽541可以对长边抚平辊52或短边抚平辊51提供一定的运动余量，以进一步提高抚平过程中对膜材902和电芯901的保护作用。

本实施例中，参见图13，电芯驱动件61连接于连接块64，连接块64设有沿X轴方向贯穿的配合孔641，压力传感器63连接于连接块64和推块62之间；推块62与连接块64沿X轴方向间隔设置，推块62朝向配合孔641的表面凸设有配合柱65，配合柱65沿X轴方向延伸并配合于配合孔641内。配合柱65与连接块64的配合孔641配合，可以对推块62的配合柱65起到运动导向作用。具体地，电芯驱动件61带动连接块64运动，连接块64与推块62之间滑动配合，因而连接块64通过压力传感器63带动推块62运动，当推块62抵靠于电芯901后，电芯驱动件61继续通过连接块64、压力传感器63和推块62带动电芯901运动，此时压力传感器63可以检测到一个初始的压力值。如电芯901受阻，则推块62保持固定，电芯驱动件61继续推动连接块64运动时，使压力传感器63受到推块62和连接块64之间的挤压，会使压力传感器63检测到的压力值变大，当压力值超过预设值时，即可认为电芯901的运动受阻，从而可以通过控制器控制电芯驱动件61停止运动，中断电芯901与壳体905的组装过程，便于操作人员在组装完毕前进行检测修正，在产品组装完成前即可实现预先检测，降低了电芯901和壳体905的报废率，并提高最终产品的组装良率。

本实施例中，参见图13，推块62背离电芯驱动件61的一端设有多个推动凸起621，多个推动凸起621可以起到均匀推动的作用，避免电芯901局部受力过大，保证了电芯901的可靠性。

本实施例中，参见图13，电芯驱动件61包括电芯直线模组611、电芯导轨612和电芯滑块613。电芯导轨612设于基板，电芯滑块613滑动配合于电芯导轨612，电芯滑块613与电芯直线模组611连接。

本实施例中，参见图12，电芯入壳装置100还包括电芯承载台802，电芯陶瓷导向条801设于电芯承载台802的上表面；电芯定位机构70设于膜材抚平机构50背离导向机构10的一侧，电芯定位机构70包括两个电芯定位驱动件71和两个电芯定位块72，两个电芯定位驱动件71沿第三方间隔设于电芯承载台802的下表面，两个电芯定位块72分别与两个电芯驱动件61连接，两个电芯定位块72沿Y轴方向间隔设于电芯承载台802的两侧，两个电芯驱动件61分别用于驱动两个电芯定位块72靠近以导正承载于电芯陶瓷导向条801上的电芯901。

两个电芯定位驱动件71设于电芯承载台802的下表面，电芯陶瓷导向条801设于电芯承载台802的上表面，从而可以充分利用电芯承载台802在Z轴方向上的空间，也不会对电芯901在Z轴上的导向和定位起到限制。电芯定位机构70可以预先对电芯901的运动起到校正和定位作用，通过两个电芯定位块72在Y轴方向上靠近，可以较好地实现对电芯901在X轴方向上的运动定位，从而两个短边抚平辊51仅需进行二次简单定位即可。电芯定位驱动件71可设为气缸或电动推杆。其他实施例中，也可仅设置一个电芯定位驱动件71，其可设为双头气缸，具有两个输出端，两个输出端可分别连接两个电芯定位块72。

本实施例中，参见图12，电芯定位块72包括沿Y轴延伸的水平定位块721和沿Z轴延伸的竖直定位块722，水平定位块721的一端连接于电芯定位驱动件71，另一端伸出至电芯承载台802外侧，并与竖直定位块722连接，竖直定位块722延伸至电芯承载台802的上方，以实现对电芯承载台802上的电芯901进行Y轴方向上的校正和定位。

本实施例中，参见图14至图16，壳体驱动件21包括一级壳体驱动部211和二级壳体驱动部212，二级壳体驱动部212传动连接于一级壳体驱动部211，二级壳体驱动部212与壳体吸盘22连接，二级壳体驱动部212用于带动壳体吸盘22运动并吸附封闭端906，一级壳体驱动部211用于带动壳体905沿X轴方向运动并靠近导向机构10；电芯驱动件61和一级壳体驱动部211还用于同步带动进入壳体905的电芯901和壳体905沿X轴方向同步运动。一级壳体驱动部211传动连接转接板909，转接板909上可活动地连接有支撑板910，支撑板910设有长度方向平行于Y轴方向的腰型孔911，以供支撑板910与转接板909在Y轴方向活动连接。二级壳体驱动部212设于支撑板910，壳体吸盘22传动连接于壳体吸盘22。如此，在壳体905与导向孔14在Y轴方向出现错位时，可以通过在Y轴方向调整支撑板910和转接板909的位置关系，使壳体吸盘22与导向块11的导向孔14在Y轴方向对位。本实施例中，壳体限位机构40可设于转接板909上，以便于通过二级壳体驱动部212带动壳体905移动进行初步定位，提高壳体905的初步定位便捷性。壳体限位机构40具体可设为两个沿Y轴方向分布的壳体定位基块41，其具有与定位台阶15平行的定位表面，从而在X轴方向上实现校正和定位作用。

在壳体905上料后，二级壳体驱动部212带动壳体吸盘22移动，以吸附壳体905的封闭端906，此后，二级壳体驱动部212带动壳体905抵靠于壳体限位机构40，实现对壳体905的初步定位。然后壳体定位机构30对壳体905在Y轴方向和Z轴方向上进行校正限位，以使壳体905仅具有X轴方向的运动自由度。此后，一级壳体驱动部211即带动转接板909运动，进而带动壳体905朝向导向机构10运动，使壳体905的敞开端907抵靠于定位台阶15，完成对壳体905的固定定位。

本实施例中，参见图14，壳体驱动机构20还包括壳体导向组件23，壳体导向组件23连接于基板与转接板909之间，从而对转接板909在X轴方向上的运动起到导向作用。壳体导向组件23可设为导向轴或滑轨滑块组件，本实施例中设为滑轨滑块组件。

本实施例中，一级壳体驱动部211可设为直线模组，二级壳体驱动部212可设为气缸或电动推杆。

本实施例中，参见图15，电芯入壳装置100还包括壳体承载台803，壳体承载台803设于支撑板910，并用于承载壳体905。壳体定位机构30包括两个横向定位驱动件31、两个第一定位块32、两个竖向定位驱动件33和两个第二定位块34。两个横向定位驱动件31沿Y轴方向间隔设于壳体承载台803的下表面。两个第一定位块32分别传动连接于两个横向定位驱动件31，并能够在两个横向定位驱动件31的带动下互相靠近以在Y轴方向上定位壳体905。两个竖向定位驱动件33分别设于两个第一定位块32互相背离的两侧。两个第二定位块34分别传动连接于两个竖向定位驱动件33，并能够在两个竖向定位驱动件33的带动下在Z轴方向上定位壳体905于壳体承载台803。两个第一定位块32能够对壳体905在Y轴方向上起到限位校正作用，两个第二定位块34能够与壳体承载台803配合并在Z轴方向上对壳体905起到限位校正作用。在电芯901装入壳体905后，竖向定位驱动件33带动第二定位块34远离壳体承载台803，在Z轴方向释放壳体905；两个横向定位驱动件31带动两个第一定位块32互相远离，在Y轴方向释放壳体905。

本实施例中，参见图15和图16，壳体定位机构30还包括壳体定位滑轨35和壳体定位滑块36，壳体定位滑轨35沿Y轴方向延伸并设于壳体承载台803的上表面，壳体定位滑块36与第一定位块32连接，并滑动配合于壳体定位滑轨35，由此，在壳体定位滑轨35和壳体定位滑块36的限制下，使两个第一定位块32仅能沿Y轴方向运动，保证了对壳体在Y轴方向的定位可靠性。另外，本实施例中，两个竖向定位驱动件33分别设于两个第一定位块32相背的一侧，提高壳体定位机构30的集成性。

本实施例中，壳体承载台803上设有壳体陶瓷导向条807，并在Y轴方向设有两个，以对壳体起到较好的支撑保护作用。

本实施例中，横向定位驱动件31和竖向定位驱动件33可分别设为气缸或者电动推杆。

本实施例中，电芯入壳装置100还包括来料检测传感器908，壳体驱动机构20和电芯驱动机构60处分别设有来料检测传感器908，其能检测到壳体905和电芯901，以判断壳体905和电芯901是否上料。

本实施例还提供一种电芯入壳方法，基于前述的电芯入壳装置100，电芯入壳方法包括：

壳体驱动机构20的壳体吸盘22吸附壳体905的封闭端906，壳体限位机构40限制壳体905在X轴方向以外的其他方向的自由度，壳体驱动件21推动壳体905沿X轴方向朝向导向块11运动，直至壳体905的敞开端907保持抵靠于定位台阶15；

电芯驱动机构60推动电芯901朝向导向机构10运动，膜材抚平机构50抚平膜材902的分离端904，电芯驱动机构60推动电芯901朝向导向机构10运动直至膜材抚平机构50抵接于固定端903，膜材抚平机构50远离电芯901，电芯驱动机构60继续推动电芯901进入导向机构10的导向块11的导向孔14内直至分离端904完全伸入壳体905的内部；

第一部分16和第二部分17互相远离，并且两个壳体外扩吸盘804停止张开壳体905，电芯驱动机构60继续推动电芯901在壳体内运动，直至电芯与壳体的封闭端906的距离为预设距离；

壳体驱动机构20带动壳体905沿X轴方向运动，电芯驱动机构60带动电芯901沿X轴方向与壳体905同步运动，直至壳体905和电芯901进入下料位置。

一些已知的电芯入壳方法中，其虽然涉及到对电芯901或壳体905的定位，然而其在电芯901或壳体905的装配过程中，其均保持对电芯901或壳体905定位，如此，使得电芯901表面的膜很容易被压伤或被壳体905刮伤，并且其电芯901与壳体905之间的间隙也需要保持较大。本实施例提供的电芯入壳方法中，通过壳体限位机构40和壳体驱动机构20等配合，保证对壳体905的固定定位作用，从而无须长期通过壳体外扩吸盘804使壳体905保持张开，降低了对壳体905的损伤。通过膜材抚平机构50抚平膜材902的分离端904，使进入壳体905内的电芯901的分离端904不会与壳体905产生刮伤，并且在后续固定端903进入壳体905时，膜材抚平机构50远离电芯901，使固定端903也不会受到膜材抚平机构50的压损，从而提高对膜材902的保护作用。在分离端904进入壳体905后，第一部分16和第二部分17互相远离，两个壳体外扩吸盘804停止张开壳体905，使电芯901的后续动作不会受到导向机构10和壳体外扩吸盘804的影响，保证了电芯901的装入可靠性。

因此，本实施例的电芯入壳方法中，由于膜材902可以保持可靠地贴附在电芯901表面，电芯901也可以与壳体905进行精准定位装配，使电芯901与壳体905之间的间隙也可以做到较小，大幅提高装配的产品的安全性。

在本实施例中，X轴方向、Z轴方向和Y轴方向两两呈夹角设置。有利地，X轴方向、Z轴方向和Y轴方向两两垂直。

以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电芯入壳装置，用于将包覆有膜材的电芯装入壳体内，所述膜材包括固定于所述电芯表面的固定端和与所述电芯的表面分离的分离端，所述壳体具有相对设置的封闭端和敞开端，其特征在于，所述电芯入壳装置包括：

导向机构，包括导向块，所述导向块具有沿X轴方向相对设置的第一表面和第二表面，所述导向块限定沿X轴方向贯穿的导向孔，所述导向孔外扩延伸至所述第一表面，所述导向孔与所述第二表面的连接处设有定位台阶；所述导向块包括沿Z轴方向可相对活动地设置的第一部分和第二部分，所述第一部分朝向所述第二部分的一侧设有第一导向槽，所述第二部分朝向所述第一部分的一侧设有第二导向槽，所述第一部分能够靠近并抵靠所述第二部分，以使所述第一导向槽和所述第二导向槽围成所述导向孔；

壳体驱动机构，设于所述导向机构的所述第一表面沿X轴方向的一侧，所述壳体驱动机构包括壳体驱动件和壳体吸盘，所述壳体驱动件连接所述壳体吸盘，所述壳体吸盘用于吸附所述封闭端，所述壳体驱动件用于驱动所述壳体吸盘带动所述壳体沿X轴方向朝向所述导向块运动，直至所述敞开端抵靠于所述定位台阶；

壳体定位机构，设于所述导向机构的所述第一表面沿X轴方向的一侧，用于引导所述壳体沿X轴方向运动；

壳体限位机构，用于在所述壳体驱动机构推动所述壳体的敞开端抵靠所述定位台阶后，与所述定位台阶共同限制所述壳体在X轴方向的自由度；

电芯驱动机构，设于所述导向机构的所述第二表面沿X轴方向的一侧，包括电芯驱动件、推块和压力传感器，所述压力传感器连接于所述电芯驱动件和所述推块之间，所述电芯驱动件用于驱动所述推块抵顶于所述电芯，并推动所述电芯从所述第一表面进入所述导向孔；

膜材抚平机构，设于所述导向机构的所述第二表面沿X轴方向的一侧，并位于所述导向机构与电芯驱动机构之间，所述膜材抚平机构用于抵接于所述分离端，并使所述分离端贴合于所述电芯的表面，以使进入所述导向孔的所述电芯与所述分离端保持贴合。

2.根据权利要求1所述的电芯入壳装置，其特征在于：

所述电芯包括沿Z轴方向间隔设置的两个第一侧面和沿Y轴方向间隔设置的两个第二侧面，两个所述第一侧面和两个所述第二侧面依次首尾连接；

所述膜材抚平机构包括两个短边抚平辊和一个长边抚平辊，两个所述短边抚平辊沿Y轴方向设于所述电芯驱动机构的两侧，并分别用于抚平两个所述第二侧面上的所述膜材，两个所述短边抚平辊能够沿Y轴方向相互靠近或远离；

所述电芯入壳装置还包括电芯陶瓷导向条，所述电芯陶瓷导向条沿X轴方向延伸，并用于支撑所述电芯，所述电芯陶瓷导向条与所述长边抚平辊沿Z轴方向间隔设置，所述电芯陶瓷导向条用于支撑于一个所述第一侧面上的所述膜材，所述长边抚平辊用于抚平另一个所述第一侧面上的所述膜材，所述长边抚平辊能够沿Z轴方向靠近或远离所述电芯陶瓷导向条。

3.根据权利要求2所述的电芯入壳装置，其特征在于：

所述电芯入壳装置还包括电芯承载台，所述电芯陶瓷导向条设于所述电芯承载台的上表面；

所述电芯入壳装置还包括两个电芯定位驱动件和两个电芯定位块，两个所述电芯定位驱动件沿第三方间隔设于所述电芯承载台的下表面，两个所述电芯定位块分别与两个所述电芯驱动件连接，两个所述电芯定位块沿Y轴方向间隔设于所述电芯承载台的两侧，两个所述电芯驱动件分别用于驱动两个所述电芯定位块靠近以导正承载于所述电芯陶瓷导向条上的所述电芯。

4.根据权利要求1所述的电芯入壳装置，其特征在于：

所述定位台阶的台阶宽度尺寸不小于所述壳体的壁厚尺寸。

5.根据权利要求1所述的电芯入壳装置，其特征在于：

所述电芯入壳装置还包括壳体承载台，用于承载所述壳体；

所述壳体定位机构包括：

两个横向定位驱动件，两个所述横向定位驱动件沿Y轴方向间隔设于所述壳体承载台的下表面；

两个第一定位块，两个所述第一定位块分别传动连接于两个所述横向定位驱动件，并能够在两个所述横向定位驱动件的带动下互相靠近以在Y轴方向上定位所述壳体；

两个竖向定位驱动件，两个所述竖向定位驱动件分别设于两个所述第一定位块互相背离的两侧；

两个第二定位块，两个第二定位块分别传动连接于两个所述竖向定位驱动件，并能够在两个所述竖向定位驱动件的带动下在Z轴方向上定位所述壳体于所述壳体承载台。

6.根据权利要求1所述的电芯入壳装置，其特征在于：

所述壳体驱动件包括一级壳体驱动部和二级壳体驱动部，所述二级壳体驱动部传动连接于所述一级壳体驱动部，所述二级壳体驱动部与所述壳体吸盘连接，所述二级壳体驱动部用于带动所述壳体吸盘运动并吸附所述封闭端，所述一级壳体驱动部用于带动所述壳体沿X轴方向运动并靠近所述导向机构；

所述电芯驱动件和所述一级壳体驱动部还用于同步带动进入所述壳体的所述电芯和所述壳体沿X轴方向同步运动。

7.根据权利要求1所述的电芯入壳装置，其特征在于：

所述导向机构还包括沿Z轴方向间隔设置的第一安装板和第二安装板，所述第一安装板和所述第二安装板相对设置的表面分别设有沿Z轴方向延伸的导向导轨；

所述第一部分限定第一台阶，所述第二部分限定第二台阶，所述第一部分的相对设置的两个侧壁分别滑动配合于两个所述导向导轨，所述第二部分的相对设置的两个侧壁分别滑动配合于两个所述导向导轨，以使所述第一台阶能够在所述第一部分抵靠于所述第二部分时与所述第二台阶对齐并围成所述定位台阶。

8.根据权利要求2所述的电芯入壳装置，其特征在于：

所述膜材抚平机构还包括三个抚平辊驱动件，所述长边抚平辊和两个所述短边抚平辊分别通过弹性件传动连接于三个所述抚平辊驱动件。

9.根据权利要求1所述的电芯入壳装置，其特征在于：

所述电芯驱动件设有连接块，所述连接块设有沿X轴方向贯穿的配合孔，所述压力传感器连接于所述连接块和所述推块之间；

所述推块与所述连接块沿X轴方向间隔设置，所述推块朝向所述配合孔的表面凸设有配合柱，所述配合柱沿X轴方向延伸并配合于所述配合孔内。

10.一种电芯入壳方法，其特征在于，基于如权利要求1至9中任一项所述的电芯入壳装置，所述电芯入壳方法包括：

所述壳体驱动机构的所述壳体吸盘吸附所述壳体的封闭端，所述壳体限位机构限制所述壳体在X轴方向以外的其他方向的自由度，所述壳体驱动件推动所述壳体沿X轴方向朝向所述导向块运动，直至所述壳体的敞开端保持抵靠于所述定位台阶；

所述电芯驱动机构推动所述电芯朝向所述导向机构运动，所述膜材抚平机构抚平所述膜材的分离端，所述电芯驱动机构推动所述电芯朝向所述导向机构运动直至所述膜材抚平机构抵接于所述固定端，所述膜材抚平机构远离所述电芯，所述电芯驱动机构继续推动所述电芯进入所述导向机构的导向块的导向孔内直至所述分离端完全伸入所述壳体的内部；

所述第一部分和所述第二部分互相远离，所述电芯驱动机构继续推动所述电芯在所述壳体内运动，直至所述电芯与所述壳体的封闭端的距离为预设距离；

壳体驱动机构带动所述壳体沿X轴方向运动，电芯驱动机构带动所述电芯沿X轴方向与所述壳体同步运动，直至所述壳体和所述电芯进入下料位置。