CN210607511U - 一种圆柱形锂电池电芯制作用卷绕头装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种圆柱形锂电池电芯制作用卷绕头装置，包括第一卷轴轴套、第二卷轴轴套、第一卷针轴及第二卷针轴，第一卷轴轴套和第二卷轴轴套连接驱动模块且同步转动，第一卷针轴与第一卷轴轴套套接并同步转动，第二卷针轴与第二卷轴轴套套接并同步转动；第一卷针轴连接第一送针机构以驱动其沿着第一卷轴轴套的轴线往复移动；第二卷针轴连接有第二送针机构以驱动其沿着第二卷轴轴套的轴线往复移动；第一卷针轴上设有第一卷针，第二卷针轴上设有第二卷针，第一卷针和第二卷针的针尖呈相对设置且旋转中心线重合。出针时电芯的内层隔膜两侧受到反方向的摩擦力，内层隔膜受力平衡，避免了电芯抽芯现象，进而保证了电芯的制作质量。

Description

一种圆柱形锂电池电芯制作用卷绕头装置

技术领域

本实用新型涉及圆柱形锂电池制作技术领域，特别涉及一种圆柱形锂电池电芯制作用卷绕头装置。

背景技术

在现有的圆柱形锂电池电芯制作用卷绕头装置中，其卷针完成隔膜卷绕后，大部分采用单侧抽针的方式完成抽针。

由于卷绕完成后电芯最内层有一层起卷隔膜。单侧抽针使起卷隔膜受到单侧摩擦力，进而使得内层隔膜容易被拉扯，从而造成电芯抽芯的现象发生。如此一来就严重影响到了电芯的制作质量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种圆柱形锂电池电芯制作用卷绕头装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种圆柱形锂电池电芯制作用卷绕头装置，包括第一卷轴轴套、第二卷轴轴套、第一卷针轴以及第二卷针轴，所述第一卷轴轴套和所述第二卷轴轴套连接有驱动模块，所述第一卷轴轴套和所述第二卷轴轴套同步转动，所述第一卷针轴与第一卷轴轴套相互套接并同步转动，所述第二卷针轴与第二卷轴轴套相互套接并同步转动；

所述第一卷针轴连接有第一送针机构以驱动第一卷针轴沿着第一卷轴轴套的轴线往复移动；所述第二卷针轴连接有第二送针机构以驱动第二卷针轴沿着第二卷轴轴套的轴线往复移动；

所述第一卷针轴上固定设置有第一卷针，所述第二卷针轴上固定设置有第二卷针，所述第一卷针和所述第二卷针的针尖呈相对设置，所述第一卷针和所述第二卷针的旋转中心线重合。

作为上述方案的改进，所述驱动模块包括第一电机、带传动机构以及传动轴，所述带传动机构包括第一同步带轮、第二同步带轮、第三同步带轮、第四同步带轮、第五同步带轮以及第六同步带轮，所述第一同步带轮设置在第一电机的输出端，所述第二同步带轮和第三同步带轮均设置在第一卷轴轴套上，所述第四同步带轮和第五同步带轮均设置在传动轴上，所述第六同步带轮设置在第二卷轴轴套上，所述第一同步带轮和第二同步带轮之间通过第一同步带连接，所述第三同步带轮和第四同步带轮之间通过第二同步带连接，所述第五同步带轮和第六同步带轮之间通过第三同步带连接，所述第三同步带轮和第四同步带轮的传动比为1:1，所述第五同步带轮和第六同步带轮为的传动比为1:1。

作为上述方案的改进，所述第一送针机构和所述第二送针机构均为丝杠模组，所述丝杠模组安装于机架上，所述丝杠模组包括第二电机、丝杠、第一轴承座以及第二轴承座，所述第二电机的输出端与丝杠同轴连接，所述第一轴承座的内圈套装于丝杠上，所述第二轴承座的内圈分别固定套装在第一卷针轴上以及第二卷针轴上，所述第一轴承座的外圈与第二轴承座的外圈通过第一刚性块连接。

作为上述方案的改进，所述机架上设置有线性滑轨，所述第一刚性块安装于线性滑轨上。

作为上述方案的改进，所述第一轴承座的外圈设置有感应片结构，所述机架上设置有限位开关。

作为上述方案的改进，所述传动轴上套装有固定轴套，所述固定轴套与所述第二卷轴轴套之间设置有第二刚性块。

作为上述方案的改进，所述第一卷轴轴套的端部设置有光码盘，所述光码盘配置有用以计数的电眼。

作为上述方案的改进，所述第一卷针和第二卷针均包括固定部以及卷绕部，所述卷绕部为阶梯结构且由尖部到根部包括第一阶梯结构和第二阶梯结构，所述第一阶梯结构包括第一阶梯面，所述第二阶梯结构包括第二阶梯面，两个所述第一阶梯面之间相互平行且存在间隙，所述第一卷针的第二阶梯面与第二卷针的第一阶梯面之间相互平行且可贴合，所述第一卷针的第一阶梯面与第二卷针的第二阶梯面之间相互平行且可贴合，两组第二阶梯面与第一阶梯面实现贴合后两个第一阶梯面之间形成夹持腔。

作为上述方案的改进，所述第一卷针和所述第二卷针的结构相同。

作为上述方案的改进，所述第一阶梯结构的末端形成尖角结构。

有益效果：本实用新型中，第一卷针和第二卷针设置成针尖相对的形式，使用该卷绕头装置完成电芯制作后，通过第一送针机构以及第二送针机构的驱动即可实现第一卷针和第二卷针的反方向退针。位于电芯的内层隔膜两侧分别受到相反方向的摩擦力，摩擦力之间相互抵消，确保内层隔膜受力平衡，避免了隔膜因受力不均而发生的电芯抽芯现象，进而保证了电芯的制作质量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明：

图1为本实用新型实施例卷绕头装置的整体结构示意图；

图2为图1的前侧视图；

图3为图1的俯视图；

图4为第一卷针或第二卷针的立体结构示意图；

图5为图4的侧视图；

图6为第一卷针和第二卷针的配合示意图。

具体实施方式

参照图1至图6，本实用新型实施例一种圆柱形锂电池电芯制作用卷绕头装置，该卷绕头装置整体安装在机架1上，且位于卷绕工位，用于实现隔膜的卷绕。具体地，该卷绕头装置主要由第一卷轴轴套10、第二卷轴轴套20、第一卷针轴30、第二卷针轴40、第一卷针50、第二卷针60、第一送针机构、第二送针机构以及驱动模块等组成。其工作方式为前后对抽针式。

具体地，第一卷轴轴套10和第二卷轴轴套20连接有驱动模块，驱动模块可以驱动第一卷轴轴套10和第二卷轴轴套20转动。其中，第一卷轴轴套10和第二卷轴轴套20为同步转动，即两者的转动速度和转动方向保持一致。第一卷针轴30与第一卷轴轴套10相互套接并同步转动，第二卷针轴40与第二卷轴轴套20相互套接并同步转动。具体可通过键连接的方式实现卷针轴和轴套的套接，卷针轴上设置条形键，轴套内设置供条形键嵌入的条形槽，条形键与条形槽配合卡接，同时满足条形键可在条形槽内往复移动。

第一卷针轴30连接有第一送针机构以驱动第一卷针轴30沿着第一卷轴轴套10的轴线往复移动；第二卷针轴40连接有第二送针机构以驱动第二卷针轴40沿着第二卷轴轴套20的轴线往复移动；第一卷针轴30上固定设置有第一卷针50，第二卷针轴40上固定设置有第二卷针60，第一卷针50和第二卷针60的针尖呈相对设置，第一卷针50和第二卷针60的旋转中心线重合。第一送针机构和第二送针机构同时提供动力以实现进针和抽针。

具体工作步骤如下：

1、第一送针机构驱动第一卷针轴30沿着第一卷轴轴套10轴向向前移动，直至第一卷针50到达卷绕工位并位于隔膜的一侧；第二送针机构驱动第二卷针轴40沿着第二卷轴轴套20轴向向前移动，直至第二卷针60到达卷绕工位并位于隔膜的另一侧；第一卷针50和第二卷针60形成夹持住隔膜的状态。

2、驱动机构驱动第一卷轴轴套10和第二卷轴轴套20实现同步转动，此时，第一卷针50和第二卷针60跟随同步转动，进而实现了隔膜的卷绕。

3、完成卷绕后，第一送针机构驱动第一卷针轴30沿着第一卷轴轴套10轴向向后移动，直至第一卷针50完全抽出电芯；第二送针机构驱动第二卷针轴40沿着第二卷轴轴套20轴向向后移动，直至第二卷针60完全抽出电芯。

该卷绕头装置中，第一卷针50和第二卷针60设置成针尖相对的形式，使用该卷绕头装置完成电芯制作后，通过第一送针机构以及第二送针机构的驱动即可实现第一卷针50和第二卷针60的反方向退针。位于电芯的内层隔膜两侧分别受到相反方向的摩擦力，摩擦力之间相互抵消，确保内层隔膜受力平衡，避免了隔膜因受力不均而发生的电芯抽芯现象，进而保证了电芯的制作质量。

作为优选，驱动第一卷轴轴套10和第二卷轴轴套20实现同步转动的动力源为同一个驱动模块。具体地，该驱动模块包括第一电机101、带传动机构以及传动轴108，带传动机构包括第一同步带轮102、第二同步带轮104、第三同步带轮105、第四同步带轮107、第五同步带轮109以及第六同步带轮111。其中，第一电机101固定安装在机架1上，第一同步带轮102安装在第一电机101的输出端；第一卷轴轴套10通过轴承安装座安装在机架1上，第二同步带轮104安装在第一卷轴轴套10的端部，第一同步带轮102和第二同步带轮104之间通过第一同步带103连接。第三同步带轮105安装在第一卷轴轴套10的另一端。传动轴108转动设置在机架1上且位于第一卷轴轴套10和第二卷轴轴套20的正上方，第四同步带轮107和第五同步带分别安装在传动轴108的两端部，第三同步带轮105和第四同步带轮107之间通过第二同步带106连接。第二卷轴轴套20通过轴承安装座安装在机架1上，第六同步带轮111固定安装在第二卷轴轴套20上，第五同步带轮109和第六同步带轮111之间通过第三同步带110连接。

第三同步带轮105和第四同步带轮107的传动比设置成1:1，第五同步带轮109和第六同步带轮111为的传动比设置成1:1。进而确保第一卷针50和第二卷针60同步转动，以顺利完成隔膜卷绕。

优选地，可在传动轴108上套装有固定轴套70，传动轴108相对于固定轴套70自由转动，通过设置固定轴套70可以增加传动轴108的刚性，确保动力传动的稳定性。同时，固定轴套70与第二卷轴轴套20之间设置有第二刚性块71。通过第二刚性块71的限定，确保了整个带传动机构的稳定性。

具体地，第一送针机构和第二送针机构均为丝杠模组，丝杠模组安装于机架1上，丝杠模组包括第二电机201、丝杠202、第一轴承座203以及第二轴承座204，第二电机201的输出端通过联轴器与丝杠202同轴连接，第一轴承座203的内圈套装于丝杠202上，第二轴承座204的内圈分别固定套装在第一卷针轴30上以及第二卷针轴40上，第一轴承座203的外圈与第二轴承座204的外圈通过第一刚性块205连接。丝杠202在第二电机201的驱动下可以正转和反转，进而带动第一轴承座203往复移动。第一轴承座203、第二轴承座204以及第一刚性块205连接成一体，第一轴承座203往复移动的同时带动第二轴承座204跟随移动。由于第二轴承座204分别固定套装在第一卷针轴30上以及第二卷针轴40上，具体可通过球轴承实现第二轴承座204与第一卷针轴30以及第二卷针轴40的套装。第一卷针轴30以及第二卷针轴40可相对第二轴承座204转动，第二轴承座204移动时，即可带动第一卷针轴30或第二卷针轴40往复移动，以实现进针和出针的动作。

机架1上设置有线性滑轨206，第一刚性块205安装于线性滑轨206上。第一刚性块205在线性滑轨206的导向下往复移动，一方面增加了直线移动的精准度；另一方面线性滑轨206还起到了支撑第一刚性块205的作用，使得整个送针机构的稳定性更高。

为了实现进针和出针的行程控制，在第一轴承座203的外圈设置有感应片结构，机架1上设置有限位开关。限位开关可以是红外感应器或者激光感应器，当感应片结构触发限位开关时，第二电机201立即停止转动。

同时，第一卷轴轴套10的端部设置有光码盘80，光码盘80配置有用以计数的电眼90。通过光码盘80可以实现转角大小的调整。

作为优选，第一卷针50和第二卷针60均包括固定部51以及卷绕部52，固定部51设置有安装孔，第一卷针50和第二卷针60分别通过螺钉固定安装在第一卷针轴30以及第二卷针轴40上。同时，卷绕部52为阶梯结构，该阶梯结构由卷针的尖部到根部包括第一阶梯结构521和第二阶梯结构522，第一阶梯结构521包括第一阶梯面5211，第二阶梯结构522包括第二阶梯面5221。第一卷针50和第二卷针60经过初步角度调整后，两个第一阶梯面5211之间相互平行且存在间隙，第一卷针50的第二阶梯面5221与第二卷针60的第一阶梯面5211之间相互平行，第一卷针50的第一阶梯面5211与第二卷针60的第二阶梯面5221之间相互平行。当第一卷针50和第二卷针60相对移动至完全处于出针状态时，两组第二阶梯面5221与第一阶梯面5211相互贴合。进而增加了第一卷针50和第二卷针60相互配合之后的刚性，保证了隔膜卷绕的效果。两个第一阶梯面5211之间形成夹持腔，隔膜位于夹持腔内以待卷绕。

为了方便制造，第一卷针50和第二卷针60设计成相同的结构。第一阶梯结构521和第二阶梯结构522为圆弧形结构，两个卷针相互匹配后，第一阶梯结构521和第二阶梯结构522相互贴且形成一个完整的圆形结构。

为了避免第一卷针50和第二卷针60在对接的过程中相互干渉，第一阶梯结构521的末端形成尖角结构523。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种圆柱形锂电池电芯制作用卷绕头装置，其特征在于：包括第一卷轴轴套、第二卷轴轴套、第一卷针轴以及第二卷针轴，所述第一卷轴轴套和所述第二卷轴轴套连接有驱动模块，所述第一卷轴轴套和所述第二卷轴轴套同步转动，所述第一卷针轴与第一卷轴轴套相互套接并同步转动，所述第二卷针轴与第二卷轴轴套相互套接并同步转动；

所述第一卷针轴连接有第一送针机构以驱动第一卷针轴沿着第一卷轴轴套的轴线往复移动；所述第二卷针轴连接有第二送针机构以驱动第二卷针轴沿着第二卷轴轴套的轴线往复移动；

所述第一卷针轴上固定设置有第一卷针，所述第二卷针轴上固定设置有第二卷针，所述第一卷针和所述第二卷针的针尖呈相对设置，所述第一卷针和所述第二卷针的旋转中心线重合。

2.根据权利要求1所述的圆柱形锂电池电芯制作用卷绕头装置，其特征在于：所述驱动模块包括第一电机、带传动机构以及传动轴，所述带传动机构包括第一同步带轮、第二同步带轮、第三同步带轮、第四同步带轮、第五同步带轮以及第六同步带轮，所述第一同步带轮设置在第一电机的输出端，所述第二同步带轮和第三同步带轮均设置在第一卷轴轴套上，所述第四同步带轮和第五同步带轮均设置在传动轴上，所述第六同步带轮设置在第二卷轴轴套上，所述第一同步带轮和第二同步带轮之间通过第一同步带连接，所述第三同步带轮和第四同步带轮之间通过第二同步带连接，所述第五同步带轮和第六同步带轮之间通过第三同步带连接，所述第三同步带轮和第四同步带轮的传动比为1:1，所述第五同步带轮和第六同步带轮为的传动比为1:1。

3.根据权利要求2所述的圆柱形锂电池电芯制作用卷绕头装置，其特征在于：所述第一送针机构和所述第二送针机构均为丝杠模组，所述丝杠模组安装于机架上，所述丝杠模组包括第二电机、丝杠、第一轴承座以及第二轴承座，所述第二电机的输出端与丝杠同轴连接，所述第一轴承座的内圈套装于丝杠上，所述第二轴承座的内圈分别固定套装在第一卷针轴上以及第二卷针轴上，所述第一轴承座的外圈与第二轴承座的外圈通过第一刚性块连接。

4.根据权利要求3所述的圆柱形锂电池电芯制作用卷绕头装置，其特征在于：所述机架上设置有线性滑轨，所述第一刚性块安装于线性滑轨上。

5.根据权利要求3所述的圆柱形锂电池电芯制作用卷绕头装置，其特征在于：所述第一轴承座的外圈设置有感应片结构，所述机架上设置有限位开关。

6.根据权利要求3所述的圆柱形锂电池电芯制作用卷绕头装置，其特征在于：所述传动轴上套装有固定轴套，所述固定轴套与所述第二卷轴轴套之间设置有第二刚性块。

7.根据权利要求1或2所述的圆柱形锂电池电芯制作用卷绕头装置，其特征在于：所述第一卷轴轴套的端部设置有光码盘，所述光码盘配置有用以计数的电眼。

8.根据权利要求1或2所述的圆柱形锂电池电芯制作用卷绕头装置，其特征在于：所述第一卷针和第二卷针均包括固定部以及卷绕部，所述卷绕部为阶梯结构且由尖部到根部包括第一阶梯结构和第二阶梯结构，所述第一阶梯结构包括第一阶梯面，所述第二阶梯结构包括第二阶梯面，两个所述第一阶梯面之间相互平行且存在间隙，所述第一卷针的第二阶梯面与第二卷针的第一阶梯面之间相互平行且可贴合，所述第一卷针的第一阶梯面与第二卷针的第二阶梯面之间相互平行且可贴合，两组第二阶梯面与第一阶梯面实现贴合后两个第一阶梯面之间形成夹持腔。

9.根据权利要求8所述的圆柱形锂电池电芯制作用卷绕头装置，其特征在于：所述第一卷针和所述第二卷针的结构相同。

10.根据权利要求9所述的圆柱形锂电池电芯制作用卷绕头装置，其特征在于：所述第一阶梯结构的末端形成尖角结构。

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