CN117673490B - 一种锂电池电芯自动封装设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电芯封装技术领域，公开了一种锂电池电芯自动封装设备，包括底板，所述底板的顶部设置有放置板，放置板上弹性插接有呈柱型并用于套入热缩膜的定位块；夹持机构，所述夹持机构位于放置板的正上方，其用于夹持电芯并能够使电芯进行升降，被夹持的电芯能够与定位块保持同轴，且被夹持的电芯会在升降的同时沿自身轴向旋转。本设备在对电芯封装时，夹持机构能将电池下压并逐渐的伸入至热缩膜的内部，使得热缩膜能够将整个电芯覆盖，而在电芯下压到最终位置时，热缩膜的底部仍会处于套在定位块顶部的状态，这样直径大于电芯的热缩膜与电芯之间也基本会处于同轴的状态，使得热缩膜能均匀的缩紧包裹在电芯的表面，避免发生位置偏移的现象。
Description
技术领域
本发明涉及电芯封装技术领域，具体为一种锂电池电芯自动封装设备。
背景技术
锂电池电芯在加工生产的过程中，根据电池的设计和应用需求，会在电池电芯的表面采用热缩膜进行封装。热缩膜可以提供额外的保护层，防止电芯受到外部环境的物理损害，如挤压、刮擦等。这有助于延长电芯的使用寿命并提高其稳定性，且热缩膜能够有效隔离电池的正负极，防止因外界因素导致短路，同时热缩膜的隔离可以减少不必要的损耗和风险热缩膜能够有效防止灰尘、水分等外部物质进入电芯，降低了电芯受到环境影响的风险，有助于保持电芯的性能稳定。
目前，在针对常见的柱型电池电芯表面进行热缩膜封装时，需要工作人员先将热缩膜套在电芯上以包裹电芯，然后再将包裹热缩膜的电芯放置在桌上利用热吹风机将热缩膜加热，使热缩膜缩紧在电芯表面完成封装。
而上述的作业过程在实际操作中，工作人员需要在使用热吹风机对电芯表面热缩膜加热的同时，再用手去将桌上放置的电芯推动使其转动，以改变热缩膜与热风接触的位置，使得热缩膜能够更为均匀的被加热并将整个电芯包紧，但是，上述操作中仍存在加热不均匀可能使热缩膜缩紧位置偏移，这会导致电芯的正负极被热缩膜覆盖，缩膜无法完全覆盖电芯表面而降低其绝缘性能，以及导致外观不美观的问题发生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂电池电芯自动封装设备，用于解决目前使用热吹风机将热缩膜加热缩紧在电芯上时，热缩膜容易出现缩紧位置偏移的技术问题。
为了实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：一种锂电池电芯自动封装设备，包括：
底板，所述底板的顶部设置有放置板，放置板上弹性插接有呈柱型并用于套入热缩膜的定位块；
夹持机构，所述夹持机构位于放置板的正上方，其用于夹持电芯并能够使电芯进行升降，被夹持的电芯能够与定位块保持同轴，且被夹持的电芯会在升降的同时沿自身轴向旋转；
加热装置，所述加热装置位于放置板的一侧并用于对热塑膜进行加热；
底板的顶部固定连接有顶部为开口的柱型外壳，柱型外壳内固定连接有呈上下轴向的空心柱，放置板固定连接在空心柱的顶部，定位块的底部贯穿放置板并插接在空心柱的顶部，且空心柱内具有用于支撑定位块的弹簧；
定位块内部为空心结构，且空心柱内固定连接有一与其位于同一中心轴线的固定杆，空心柱套接在固定杆上，固定杆的顶部贯穿定位块底部并固定连接有限位块，以用于阻挡定位块朝上与固定杆脱离；
底板的顶部一侧固定连接有呈倒立L型结构的安装架，安装架的顶部设置有活塞杆朝下的伺服电缸，夹持机构安装在伺服电缸的活塞杆末端，使伺服电缸的活塞杆伸缩时能够带动电芯的位置进行升降；
放置板与柱型外壳的内壁之间形成有环形间隙，伺服电缸通过轴承座转动安装在安装架上，且伺服电缸的两侧均沿纵向卡合滑动连接有连接杆，定位块的两侧顶部均固定连接有横杆，两个横杆相互远离的一侧分别与对应的连接杆相固定，两个连接杆的底部均通过环形间隙延伸至柱型外壳内并固定连接有连接块，空心柱的圆周表面开设有构造成螺旋结构的导向槽，且两个连接块分别插入至导向槽的内部。
优选的，伺服电缸的两侧均沿其长度方向固定连接有长杆，两个长杆相反的一侧均开设有燕尾槽，两个连接杆的顶部均固定连接有燕尾块，且两个燕尾块分别卡合滑动插接在对应的燕尾槽内部。
优选的，夹持机构包括通过支架固定连接在伺服电缸底部的安装板，安装板上具有三个相对称的卡爪，卡爪能够相互靠近或远离以实现对电芯的夹放。
优选的，安装板为圆板，其圆周表面固定连接有三个相对称的导向杆，且每个卡爪的顶部分别卡合滑动套接在对应的导向杆上，安装板的顶部设置有一呈纵向的安装杆，安装杆上套设有环形块，每个卡爪的顶部均铰接有呈倾斜的活动杆，且每个活动杆的顶部均铰接在环形块的圆周表面，伺服电缸上设置有用于驱动环形块进行上下移动的驱动件。
优选的，安装杆为螺纹杆，其底部通过轴承配合转动连接在安装板的顶部，且环形块通过螺纹的配合套接在安装杆上，驱动件包括固定安装在伺服电缸活塞杆末端的微型伺服电机，微型伺服电机的输出轴末端与安装杆的顶部相固定。
本发明所提供的技术方案相比现有技术，具备的有益效果如下：
其一，本设备在对电芯封装时，夹持机构能将电池下压并逐渐的伸入至热缩膜的内部，使得热缩膜能够将整个电芯覆盖，而在电芯下压到最终位置时，热缩膜的底部仍会处于套在定位块顶部的状态，这样直径大于电芯的热缩膜与电芯之间也基本会处于同轴的状态，之后加热装置可对旋转中的电芯与热塑膜进行均匀加热，使得热缩膜能均匀的缩紧包裹在电芯的表面，避免发生位置偏移的现象，使得封装后的电芯不会出现正负极被热缩膜覆盖或是热缩膜无法完全覆盖电芯表面而降低其绝缘性能的问题发生。
其二，本设备在使用时，操作人员只需将热缩膜套入在定位块上，并利用夹持组件将电芯进行夹持，设备即可自动化的完成热缩膜封装在电芯上的操作步骤，相较于传统的热缩膜封装方式，工作人员无需手动改变电芯及热缩膜的位置状态，使得电芯的封装效率也进一步提升。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的图1中A处结构放大示意图；
图3为本发明的结构正视示意图；
图4为本发明的结构剖视示意图；
图5为本发明的局部结构示意图；
图6为本发明的又一局部结构示意图；
图7为本发明的使用状态示意图。
图中：1、底板；2、柱型外壳；3、放置板；4、定位块；5、加热装置；6、空心柱；7、固定杆；8、限位块；9、弹簧；10、伺服电缸；11、环形间隙；12、连接杆；121、长杆；122、燕尾槽；123、燕尾块；13、导向槽；14、连接块；15、安装板；16、安装杆；161、微型伺服电机；17、环形块；18、卡爪；19、导向杆；20、活动杆；21、安装架；22、横杆。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
实施例一
请参阅图1、图3-图4以及图7，为本发明的第一种实施方式，本发明提供了一种锂电池电芯自动封装设备，包括底板1、夹持机构和加热装置5，所述底板1的顶部设置有放置板3，放置板3上弹性插接有呈柱型的定位块4，工作人员在作业时可将热缩膜套入在定位块4上，使得热缩膜放置在放置板3的表面；
所述夹持机构位于放置板3的正上方，其用于夹持电芯并能够使电芯进行升降，被夹持的电芯能够与定位块4保持同轴，且被夹持的电芯会在升降的同时沿自身轴向旋转，需要说明的是，定位块4的直径是大于柱型电芯的直径的，通过这样的设计，当夹持机构带动电芯位置朝下移动时，电芯的底部会与定位块4接触并将定位块4朝下挤压推动，而由于热缩膜是放置在放置板3表面的，其位置不会发生变化，那么电芯便逐渐的伸入至热缩膜的内部，使得热缩膜能够将整个电芯覆盖，而在电芯下压到最终位置时，热缩膜的底部仍会处于套在定位块4顶部的状态，这样直径大于电芯的热缩膜与电芯之间也基本会处于同轴的状态；
所述加热装置5位于放置板3的一侧并用于对热塑膜进行加热，而加热装置5此时吹出热风的位置则是朝着电芯顶部，使得电芯顶部一侧的热缩膜能够被加热并缩紧，也就是说，此时的热缩膜顶部已经有少部分缩紧在电芯表面，与电芯形成连接，与此同时，夹持机构可带动着电芯进行旋转上升，热缩膜也会跟随着电芯进行上升，这样也会改变加热装置5所吹出热风与热缩膜接触的位置，从而实现对热缩膜的均匀加热，让热缩膜也能够均匀的缩紧包裹在电芯的表面，避免发生位置偏移的现象，使得封装后的电芯不会出现正负极被热缩膜覆盖或是热缩膜无法完全覆盖电芯表面而降低其绝缘性能的问题发生。
而本设备在使用时，操作人员只需将热缩膜套入在定位块4上，并利用夹持组件将电芯进行夹持，设备即可自动化的完成热缩膜封装在电芯上的操作步骤，相较于传统的热缩膜封装方式，工作人员无需手动改变电芯及热缩膜的位置状态，使得电芯的封装效率也进一步提升
具体的，在底板1的顶部固定连接有顶部为开口的柱型外壳2，柱型外壳2内固定连接有呈上下轴向的空心柱6，放置板3固定连接在空心柱6的顶部，定位块4的底部贯穿放置板3并插接在空心柱6的顶部，且空心柱6内具有用于支撑定位块4的弹簧9，使得定位块4能够形成在空心柱6顶部的弹性连接，这样电芯在被夹持机构驱动下降时便能挤压定位块4使其伸入空心柱6内并与电芯同步下降。
同时，定位块4内部为空心结构，且空心柱6内固定连接有一与其位于同一中心轴线的固定杆7，空心柱6套接在固定杆7上，空心柱6的顶部与定位块4的底部相接触，使得空心柱6能够在自身弹性的作用下始终推动着定位块4朝上移动，而固定杆7的顶部贯穿定位块4底部并固定连接有限位块8，以用于阻挡定位块4朝上与固定杆7脱离，这样的设计会更加的合理。
为了能够使得电芯进行升降，可在底板1的顶部一侧固定连接一呈倒立L型结构的安装架21，安装架21的顶部设置有活塞杆朝下的伺服电缸10，夹持机构安装在伺服电缸10的活塞杆末端，这样，当伺服电缸10的活塞杆伸缩时便能够带动电芯的位置进行升降。
实施例二
在实施例一的基础上，请参阅图2、图4和图5，为本发明的第二种实施方式，该实施方式区别于上述实施方式的是：
提供一个让电芯在升降时可以同步旋转的方案，具体是在放置板3与柱型外壳2的内壁之间形成一个环形间隙11，伺服电缸10通过轴承座转动安装在安装架21上，且伺服电缸10的两侧均沿纵向卡合滑动连接有连接杆12，定位块4的两侧顶部均固定连接有横杆22，两个横杆22相互远离的一侧分别与对应的连接杆12相固定，两个连接杆12的底部均通过环形间隙11延伸至柱型外壳2内并固定连接有连接块14，空心柱6的圆周表面开设有构造成螺旋结构的导向槽13，且两个连接块14分别插入至导向槽13的内部，这样，当伺服电缸10的活塞杆向下伸出带动电芯向下挤压定位块4后，定位块4会通过两个横杆22带动着两个连接杆12同步的向下移动，使得连接杆12底部的连接块14会沿着导向槽13的方向进行旋转下降，这样两个连接杆12便能够带动着伺服电缸10进行同步的旋转，使得伺服电缸10底部被夹持着的电芯会在升降的同时进行旋转，以实现加热装置5对其表面热缩膜的均匀加热。
关于连接杆12与伺服电缸10之间的具体连接方式如下，伺服电缸10的两侧均沿其长度方向固定连接有长杆121，两个长杆121相反的一侧均开设有燕尾槽122，两个连接杆12的顶部均固定连接有燕尾块123，且两个燕尾块123分别卡合滑动插接在对应的燕尾槽122内部，使得连接杆12能够形成沿伺服电缸10表面的上下卡合滑动连接，使连接杆12能够跟随定位块4下降的同时，其可带动着伺服电缸10在安装架21上进行旋转。
实施例三
在实施例一和实施例二的基础上，请参阅图2、图6和图7，为本发明的第三种实施方式，该实施方式区别于上述实施方式的是：夹持机构包括通过支架固定连接在伺服电缸10底部的安装板15，安装板15上具有三个相对称的卡爪18，卡爪18能够相互靠近或远离以实现对电芯的夹放，并且，三个卡爪18对电芯夹持时，电芯的状态应是正极凸起部朝上，使得卡爪18对电芯上方的凸起部进行夹持，实现对整个电芯的固定。
具体的，安装板15为圆板，其圆周表面固定连接有三个相对称的导向杆19，且每个卡爪18的顶部分别卡合滑动套接在对应的导向杆19上，安装板15的顶部设置有一呈纵向的安装杆16，安装杆16上套设有环形块17，每个卡爪18的顶部均铰接有呈倾斜的活动杆20，且每个活动杆20的顶部均铰接在环形块17的圆周表面上，伺服电缸10上设置有用于驱动环形块17进行上下移动的驱动件，当环形块17的位置进行上下移动时，其能带动着多个活动杆20的顶部进行同步移动，使得每个活动杆20能够拉动着卡爪18沿着导向杆19的长度方向进行水平方向的滑动，这样三个卡爪18即可实现相互之间的靠近/远离，从而实现对电芯凸起部的抓紧/释放。
为了能够驱动环形块17进行上下移动，可将安装杆16设置为螺纹杆，其底部通过轴承配合转动连接在安装板15的顶部，且环形块17通过螺纹的配合套接在安装杆16上；
同时，驱动件包括固定安装在伺服电缸10活塞杆末端的微型伺服电机161，微型伺服电机161的输出轴末端与安装杆16的顶部相固定，当微型伺服电机161的输出轴旋转时可驱动安装杆16同步进行转动，安装杆16则会通过螺纹的配合带动着环形块17沿其轴向进行升降，使得夹持机构实现对电芯的夹放，这样的设计会更加的合理。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (5)
1.一种锂电池电芯自动封装设备，其特征在于，包括：
底板(1)，所述底板(1)的顶部设置有放置板(3)，放置板(3)上弹性插接有呈柱型并用于套入热缩膜的定位块(4)；
夹持机构，所述夹持机构位于放置板(3)的正上方，其用于夹持电芯并能够使电芯进行升降，被夹持的电芯能够与定位块(4)保持同轴，且被夹持的电芯会在升降的同时沿自身轴向旋转；
加热装置(5)，所述加热装置(5)位于放置板(3)的一侧并用于对热塑膜进行加热；
底板(1)的顶部固定连接有顶部为开口的柱型外壳(2)，柱型外壳(2)内固定连接有呈上下轴向的空心柱(6)，放置板(3)固定连接在空心柱(6)的顶部，定位块(4)的底部贯穿放置板(3)并插接在空心柱(6)的顶部，且空心柱(6)内具有用于支撑定位块(4)的弹簧(9)；
定位块(4)内部为空心结构，且空心柱(6)内固定连接有一与其位于同一中心轴线的固定杆(7)，空心柱(6)套接在固定杆(7)上，固定杆(7)的顶部贯穿定位块(4)底部并固定连接有限位块(8)，以用于阻挡定位块(4)朝上与固定杆(7)脱离；
底板(1)的顶部一侧固定连接有呈倒立L型结构的安装架(21)，安装架(21)的顶部设置有活塞杆朝下的伺服电缸(10)，夹持机构安装在伺服电缸(10)的活塞杆末端，使伺服电缸(10)的活塞杆伸缩时能够带动电芯的位置进行升降；
放置板(3)与柱型外壳(2)的内壁之间形成有环形间隙(11)，伺服电缸(10)通过轴承座转动安装在安装架(21)上，且伺服电缸(10)的两侧均沿纵向卡合滑动连接有连接杆(12)，定位块(4)的两侧顶部均固定连接有横杆(22)，两个横杆(22)相互远离的一侧分别与对应的连接杆(12)相固定，两个连接杆(12)的底部均通过环形间隙(11)延伸至柱型外壳(2)内并固定连接有连接块(14)，空心柱(6)的圆周表面开设有构造成螺旋结构的导向槽(13)，且两个连接块(14)分别插入至导向槽(13)的内部。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池电芯自动封装设备，其特征在于：伺服电缸(10)的两侧均沿其长度方向固定连接有长杆(121)，两个长杆(121)相反的一侧均开设有燕尾槽(122)，两个连接杆(12)的顶部均固定连接有燕尾块(123)，且两个燕尾块(123)分别卡合滑动插接在对应的燕尾槽(122)内部。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池电芯自动封装设备，其特征在于：夹持机构包括通过支架固定连接在伺服电缸(10)底部的安装板(15)，安装板(15)上具有三个相对称的卡爪(18)，卡爪(18)能够相互靠近或远离以实现对电芯的夹放。
4.根据权利要求3所述的一种锂电池电芯自动封装设备，其特征在于：安装板(15)为圆板，其圆周表面固定连接有三个相对称的导向杆(19)，且每个卡爪(18)的顶部分别卡合滑动套接在对应的导向杆(19)上，安装板(15)的顶部设置有一呈纵向的安装杆(16)，安装杆(16)上套设有环形块(17)，每个卡爪(18)的顶部均铰接有呈倾斜的活动杆(20)，且每个活动杆(20)的顶部均铰接在环形块(17)的圆周表面，伺服电缸(10)上设置有用于驱动环形块(17)进行上下移动的驱动件。
5.根据权利要求4所述的一种锂电池电芯自动封装设备，其特征在于：安装杆(16)为螺纹杆，其底部通过轴承配合转动连接在安装板(15)的顶部，且环形块(17)通过螺纹的配合套接在安装杆(16)上，驱动件包括固定安装在伺服电缸(10)活塞杆末端的微型伺服电机(161)，微型伺服电机(161)的输出轴末端与安装杆(16)的顶部相固定。
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